200946279 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於可有效將半導體或積體電路等被加工物 的表面平坦化的硏磨墊之製法，使用該硏磨墊之硏磨方法 及半導體裝置之製法，有效形成特定硏磨墊以及硏磨墊之 硏磨層的薄片之製法。若使用根據本發明之製造方法所製 造之硏磨墊，能夠以光學的手段進行硏磨中之被加工物的 檢査、硏磨終點的測定。 【先前技術】 以半導體記憶體爲代表之大規模積體電路（LSI)係逐 年進行積體化、微細化，隨之而來的是其製造技術產生對 應於更高度之高密度化的必要，且其製造步驟亦複雜化。 關於半導體裝置之積層數亦已增加，先前並非問題之半導 體裝置製造時的絕緣膜或導電體膜等晶圓表面之凹凸，由 於半導體裝置之多層化，而成爲引起斷線或電阻値偏差的 —個原因。因此，正謀求晶圓表面之一層的平坦化。 又，於製造LSI時，雖然進行石板印刷法（照光曝光） 來作爲在晶圓表面形成光罩圖案之技術，但隨著半導體積 體電路之微細化，曝光波長變短而曝光的焦點深度變得非 常淺。在晶圓表面存在凹凸時，由於光罩圖案的解析度降 低，故由該點亦謀求晶圓表面層的平坦化。 晶圓表面之平坦化，通常係藉由利用化學機械硏磨 (Chemical Mechanical Polishing ; CMP )之硏磨裝置來進 行。用以邊硏磨晶圓表面邊決定硏磨終點之技術，已提案 利用雷射干涉計之方法（例如，參照專利文獻1 )、或如以 200946279 下所例示對特定波長的光使用具有透明部分之硏磨墊的方 法（參照專利文獻2及3 )。 亦即，在專利文獻2記載一種可透射190〜3500nm範 圍的波長光線之由特定硬質均勻樹脂薄片所構成的墊，並 例示一種墊之製法，其係將成爲透射窗之透過塞埋入液體 狀態之不透性樹脂，然後使不透性樹脂硬化，進而切片來 製造具有透射窗之墊。此外，專利文獻3中記載了實質上 在窗配置有透明塞（plug )之硏磨墊。 © 然而，在專利文獻2或3所記載之硏磨墊，由於必須 將透明塞埋入硏磨墊，因此其製造爲繁瑣，且若在窗與其 周邊部之間產生間隙，則會成爲在硏磨時所使用之硏磨漿 料漏出的原因，再者由於構成窗的材料與構成其以外之部 分的材料相異，故在硏磨中該等係以不同的速度摩耗，因 此產生在窗周邊發生龜裂、裂縫之問題。 爲瞭解決以上問題，有提案一種硏磨表面部分與透明 的窗部分係由同一種樹脂所構成之硏磨墊（參照專利文獻 ® 4)。亦即，專利文獻4記載一種以聚合物材料所製作之一 體成形品，含有具聚合物材料爲透明之區域與聚合物材料 爲不透明之鄰接區域的該成形品之硏磨墊，使用半結晶質 之熱可塑性聚合物作爲聚合物材料，在從融解溫度冷卻到 玻璃轉移溫度時’藉由針對一部分進行急速冷卻處理，以 將該部分作爲非晶質使透明性保持，或在由聚合性二醇與 聚合性二胺之混合物、及二苯基甲烷二異氰酸酯等之二異 氰酸酯所形成之反應性熱硬化性聚合物製造硏磨墊時，藉 由使形成窗之部分的反應溫度成爲與其他部分不同之溫 200946279 度，以對該部分賦予透明性之方法。 然而，專利文獻4所記載之硏磨墊，在製造該硏磨墊 時，成爲窗部分之溫度控制爲複雜，此外即使窗部分與其 以外之部分爲同一種樹脂，藉由溫度控制對窗部分賦予透 明性時，擔憂構成窗部分之樹脂與構成其以外之部分之樹 脂之間的物性不同，導致刮痕發生等不良影響。 [專利文獻1]美國專利第54 1 394 1號說明書 [專利文獻2]特表平1 1 -5 1 2977號公報 〇 [專利文獻3]美國專利第5 893796號說明書 [專利文獻4]特表2003-507 1 99號公報 【發明内容】 發明所欲解決之課顆 本發明的目的係提供一種容易製造硏磨墊之方法，該 硏磨墊係具有在將半導體、積體電路等被加工物的表面予 以平坦化時，能夠在硏磨中利用光學手段進行被加工物之 檢査、硏磨終點之測定的透明部分；一種使用藉其所製造 ® 之硏磨墊的矽晶圓或半導體晶圓之硏磨方法或半導體裝置 之製法；及一種具有由特定熱可塑性聚胺基甲酸酯所構 成、至少一部分透明之硏磨層的硏磨墊。又，本發明的目 的係提供一種容易製造具有可有效形成硏磨墊之硏磨層的 透明部分之薄片之方法。 解決課題之手段 本發明人等爲全面解決上述課題而反覆地檢討，結果 發現藉由將經擠壓爲薄片狀之樹脂予以壓縮，以使該壓縮 部分成爲透明，藉此操作能夠極爲簡單地製造目的之硏磨 -6- 200946279 墊或薄片，進一步重複檢討而完成了本發明。 亦即，本發明係關於： [1] 一種硏磨墊之製法，其係包括將經擠壓爲薄片狀之樹脂 的至少一部分予以壓縮，以得到該壓縮部分之在平均厚 度1.5mm、波長78Onm的光透過率爲30%以上的薄片之 步驟，及由該薄片形成硏磨層之步驟； [2] 如上述[1]之製法，其中上述樹脂係由高分子二醇、有機 二異氰酸酯及鏈伸長劑所製造之熱可塑性聚胺基甲酸 ❹ 酯； [3] 如上述[2]之製法，其中熱可塑性聚胺基甲酸酯中來自異 氰酸酯基之氮原子的含有率爲4.8〜6.0質量％; [4] 如上述[2]或[3]之製法，其中上述高分子二醇之數量平均 分子量爲1400〜3600; [5] 如上述[1]〜[4]中任一項之製法，其中在上述壓縮中，在 壓縮部分之壓縮後厚度與壓縮前厚度之比率爲70〜 95% ; © [6]如上述[1]〜[5]中任一項之製法，其中壓縮前樹脂的溫度 爲該樹脂之軟化溫度以上； [7] 如上述[1]〜[6]中任一項之製法，其中硏磨層係具有在平 均厚度1.5mm、波長7 80nm之光透過率爲30%以上之部 分、與在平均厚度1.5mm、波長780nm之光透過率爲小 於3 0 %之部分； [8] 如上述[1]〜[7]中任一項之製法，其中硏磨層爲無發泡構 造； [9] 一種矽晶圓或半導體晶圓之硏磨方法，其係使用藉由如 200946279 上述[1]〜[8]中任一項之製法所製造之硏磨墊； [10] —種半導體裝置之製法，其係使用藉由如上述[1]〜[8] 中任一項之製法所製造之硏磨墊； [11] 一種硏磨墊，其係具有硏磨層，該硏磨層係由熱可塑 性聚胺基甲酸酯所構成，且至少有一部分具有在平均厚 度1.5mm、波長7 80nm的光透過率爲30%以上之硏磨 層，該熱可塑性聚胺基甲酸酯係由數量平均分子量爲 14 00〜3 600之高分子二醇、有機二異氰酸酯及鏈伸長 〇 劑所製造、且來自異氰酸酯基之氮原子的含有率爲4.8 〜6.0質量％ ; [12] —種薄片之製法，其包括將經擠壓爲薄片狀之樹脂的 至少一部分予以壓縮，且使該壓縮部分之在平均厚度 1.5mm、波長780nm的光透過率爲30%以上之步驟； [13] 如上述[12]之製法，其中上述樹脂係由高分子二醇、有 機二異氰酸酯及鏈伸長劑所製造之熱可塑性聚胺基甲 酸酯； © [14]如上述[13]之製法，其中熱可塑性聚胺基甲酸酯中來自 異氰酸酯基之氮原子的含有率爲4.8〜6.0質量％; [15] 如上述[13]或[14]之製法，其中上述高分子二醇之數量 平均分子量爲1400〜3600; [16] 如上述[12]至[15]中任一項之製法，其中在上述壓縮 中，在壓縮部分之壓縮後厚度與壓縮前厚度之比率爲 7 0 〜9 5 % ; [17] 如上述[12]至[16]中任一項之製法，其中壓縮前的樹脂 溫度爲該樹脂之軟化溫度以上； 200946279 [18] 如上述[12]至[17]中任一項之製法’其中薄片係具有在 平均厚度1.5mm、波長7 80nm之光透過率爲30%以上之 部分、與平均厚度1.5mm在波長780nm之光透過率爲 小於30%之部分； [19] 如上述[12]至[18]中任一項之製法，其中薄片爲無發泡 構造。 發明效果 若根據本發.明之製造方法，能夠極容易地製造具有透 〇 明部分之硏磨墊，在將半導體或積體電路等被加工物之表 面予以平坦化時，該具有透明部分之硏磨墊係可在硏磨中 利用光學手段進行被加工物的檢査、硏磨終點的測定。又， 若根據本發明之製法，能夠極容易地製造具有可有效形成 硏磨墊之硏磨層之透明部分的薄片》 【實施方式】 眚施發明之最佳形態 以下詳細說明本發明。本發明的硏磨墊之製法，係包 ® 括將經擠壓爲薄片狀之樹脂的至少一部分予以壓縮，以得 到該壓縮部分之在平均厚度1.5mm、波長780nm的光透過 率爲30%以上的薄片之步驟，及由該薄片形成硏磨層之步 驟。又，本發明的薄片之製法，係包括將經擠壓爲薄片狀 之樹脂的至少一部分予以壓縮，且使該壓縮部分之在平均 厚度1.5mm、波長780nm的光透過率爲30%以上之步驟。 此外，以下若無特別限定，「本發明之製法」係包含「本發明 的硏磨墊之製法」及「本發明的薄片之製法」。 在本發明之製法所使用之樹脂，只要是能夠利用壓縮 200946279 賦予透明性之樹脂，則無特別限制，若使用由高分子二醇、 有機二異氰酸酯及鏈伸長劑所製造之熱可塑性聚胺基甲酸 酯作爲該樹脂時，由於可熔融成形且成爲耐摩耗性優良之 硏磨墊、薄片，因而較佳。 作爲製造熱可塑性聚胺基甲酸酯時所使用之高分子二 醇，可舉出例如，聚醚二醇、聚酯二醇、聚碳酸酯二醇等。 作爲上述聚醚二醇，可舉出例如，聚（乙二醇）、聚（丙 二醇）、聚（伸丁二醇）、聚（甲基伸丁二醇）、甘油系聚伸 © 烷醚二醇等。此等之中，較佳爲聚（乙二醇）、聚（伸丁二 醇）》 上述聚酯二醇，可使用例如，依照常法，藉由使二羧 酸或其酯、酸酐等之酯形成性誘導體、與低分子二醇進行 直接酯化反應或酯交換反應而製造者。 作爲上述二羧酸，可舉出例如，草酸、琥珀酸、戊二 酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十二烷 二羧酸、2 -甲基琥珀酸、2 -甲基己二酸、3 -甲基己二酸、3-© 甲基戊二酸、2-甲基辛二酸、3，8-二甲基壬二酸、3，7-二甲 基壬二酸等之碳數2〜12之脂肪族二羧酸；將藉由使三酸 甘油酯之分餾而得之不飽和脂肪酸二聚化而成的碳數Η〜 48之二聚脂肪族二羧酸（二聚酸）以及該等之氫化物（加 氫二聚酸）等之脂肪族二羧酸；I，4-環己烷二羧酸等之脂環 式二羧酸；對苯二甲酸、異酞酸、鄰酞酸等之芳香族二羧 酸等。該等之二羧酸係可單獨使用1種、亦可倂用2種以 上。此等之中，較佳爲碳數2〜12之脂肪族二羧酸，更佳 爲己二酸。 -10 - 200946279 作爲上述低分子二醇，可舉出例如，乙二醇、丨，3·丙二 醇、1，2-丙二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、i，4·丁二醇、新戊二 醇、1,5-戊二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、丨，6·己二醇、1，7-庚 二醇、1,8-辛二醇、2·甲基-1，8-辛二醇、1，9-壬二醇、1,10-癸二醇等之脂肪族二醇；環己烷二甲醇、環己二醇等脂環 式二醇等。該等之低分子二醇係可單獨使用1種、亦可倂 用2種以上。此等之中，較佳爲碳數6〜12之二醇，更佳 爲碳數8〜10之二醇，進一步較佳爲碳數9之二醇。 © 作爲上述聚碳酸酯二醇’可使用藉由低分子二醇與碳 酸二烷酯、碳酸伸烷酯、碳酸二芳酯等碳酸酯化合物之反 應而得者。作爲構成聚碳酸酯二醇之低分子二醇’可使用 在先前所例示之低分子二醇作爲製造聚酯二醇時所使用的 成分。作爲二烷基碳酸酯，可舉出碳酸二甲酯、碳酸二乙 酯等。作爲碳酸伸烷酯，可舉出碳酸伸乙酯等。作爲碳酸 二芳酯，可舉出碳酸二苯酯等。 高分子二醇係可單獨使用1種、亦可併用2種以上。 〇 從在將所得之熱可塑性聚胺基甲酸酯壓縮時，可將該 部分形成爲透明之相分離構造，且所得之硏磨墊、薄片爲 具有適當彈性率、而且可抑制擠壓成薄片狀時成形機中增 黏現象之發生而言，高分子二醇的數量平均分子量較佳爲 在1400〜3600之範圍內、更佳爲2000〜35 00 〇此外，在本 說明書所說的高分子二醇之數量平均分子量，係指依據JIS K 1 557，基於所測定之羥基價而算出之數量平均分子量。 於製造熱可塑性聚胺基甲酸酯時所使用的有機二異氰 酸酯，可使用通常聚胺基甲酸酯之製造時，以往所使用之 -11 - 200946279 有機二異氰酸酯的任一者。 例如，伸乙基二異氰酸酯、 作爲有機二異氰酸酯，可舉出 四亞甲基二異氰酸酯、五亞甲 基二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、2,2,4_三甲基六亞甲 基二異氰酸酯、2,4,4·三甲基六亞甲基二異氰酸酯、十二亞 甲基二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯異亞丙基雙（4 環己基異氰酸酯）、環己基甲烷二異氟酸酯、 烷二 異氰酸酯、4,4 一環己基甲烷二異氰酸酯、賴胺酸二異氰 酸酯、2,6-二異氰酸基甲基己酸酯、雙（2異氰酸基乙基） © 富馬酸酯、雙（2·異氰酸基乙基）碳酸酯、2_異氰酸基乙 基-2,6-二異氰酸基己酸酯、 環伸己基二異氰酸酯、甲基環 伸己基一異氰酸酯、雙（2-異氰酸基乙基）_心環己烯等之 月曰肪族或脂環式一異氰酸酯；2,4，-二苯基甲院二異氰酸 酯、4,4 -一本基甲烷—異氰酸酯、2,4 -甲苯二異氰酸酯、2,6. 甲苯二異氰酸酯、m-伸苯基二異氰酸酯、p伸苯基二異氰
—本基甲烷、氯伸本基-2,4 -二異氰酸酯、四甲基伸二甲苯 基二異氰酸酯等之芳香族二異氛酸酯等。該等之有機二異 氰酸酯係可單獨使用、亦可倂用2種以上。此等之中，由 所得之硏磨墊、薄片之耐摩耗性等點而言，較佳爲4,4，_二 苯基甲烷二異氰酸酯、2,4-甲苯二異氰酸酯、2,6_甲苯二異 氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯’更佳爲4,4，_二苯基甲烷二 異氰酸酯。 作爲在製造熱可塑性聚胺基甲酸酯時所使用之鏈伸長 -12- 200946279 劑，亦可使用以往在通常的聚胺基甲酸酯之製造中，所使 用之鏈伸長劑的任一者。作爲鏈伸長劑，較佳係使用在分 子中具有2個以上可與異氰酸酯基反應之活性氫原子、分 子量300以下之低分子化合物，可舉出例如，乙二醇、二 甘醇、1，2-丙二醇、1,3-丙二醇、新戊二醇、2,2-二乙基-1,3-丙二醇、1,2-丁 二醇、1，3-丁 二醇、2,3-丁 二醇、1，4-丁 二醇、 1，5-戊二醇、1，6-己二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、1，4-雙（冷-羥基乙氧基）苯、1，4-環己二醇、1，4-環己烷二甲醇、雙（卢 © -羥基乙基）對苯二甲酸酯、1，9-壬二醇、m-伸二甲苯基二 醇、p-伸二甲苯基二醇等之二醇類；伸乙二胺、三亞甲二 胺、四亞甲二胺、六亞甲二胺、七亞甲二胺、八亞甲二胺、 九亞甲二胺、十亞甲二胺、十一亞甲二胺、十二亞甲二胺、 2,2,4-三甲基六亞甲二胺、2,4,4-三甲基六亞甲二胺、3-甲 基六亞甲二胺、1,2-環己烷二胺、1，3-環己烷二胺、1,4-環 己烷二胺、1,2-二胺基丙烷、肼、伸二甲苯基二胺、異佛爾 酮二胺、哌哄、〇-伸苯二胺、m-伸苯二胺、ρ-伸苯二胺、 © 甲苯二胺、二甲苯二胺、己二酸二醯肼、異酞酸二醯肼、 4,4’-二胺基二苯基甲烷、4,4’-二胺基二苯基醚、4,4’-雙（4-胺基苯氧基）聯苯、4,4’_雙（3-胺基苯氧基）聯苯、1,4-雙（4-胺基苯氧基）苯、1,3-雙（4-胺基苯氧基）苯、1,3-雙（3-胺基苯氧基）苯、3,4’-二胺基二苯基醚、4,4’-二胺 基二苯基颯、3,4-二胺基二苯基楓、3,3’-二胺基二苯基颯、 4,4’-亞甲基-雙（2-氯苯胺）、3,3’-二甲基·4,4’_二胺基聯苯、 4,4’-二胺基二苯基硫醚、2,6·二胺基甲苯、2,4-二胺基氯 苯、1,2-二胺基蒽醌、1，4-二胺基蒽醌、3,3’-二胺基二苯甲 -13- 200946279 酮、3,4-二胺基二苯甲酮、4，4’-二胺基二苯甲酮、4,4’-基聯苄、2,2’-二胺基-1，1’-聯萘、1,3-雙（4-胺基苯氧 烷、M-雙（4-胺基苯氧基）烷、1，5·雙（4-胺基苯氧 烷等之1, η-雙（4-胺基苯氧基）烷（n爲3〜10)、1，2-! (4-胺基苯氧基）乙氧基]乙烷、9,9-雙（4-胺基苯基） 4,4’-二胺基苯甲醯苯胺等之二胺類等。該等之鏈伸長 可單獨使用、亦可倂用2種以上。此等之中，較佳爲 丙二醇、1，4-丁二醇、新戊二醇、1，5-戊二醇、1,6-己二 Ο 1,4-環己烷二甲醇，更佳爲1,4-丁二醇、1，4-環己烷二甲 作爲熱可塑性聚胺基甲酸酯之具體例，可舉出例 使由聚（乙二醇）、聚（伸丁二醇）、聚（九亞甲基己 酯）、聚（2-甲基-1，8-八亞甲基己二酸酯）、聚（2-甲基 八亞甲基-co-九亞甲基己二酸酯）、聚（甲基五亞甲基 酸酯）構成之群組所選出之至少1種高分子二醇；由4, 二苯基甲烷二異氰酸酯、2,4-甲苯二異氰酸酯、2，6-甲 異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯構成之群組所選出之 〇 1種有機二異氰酸酯：與由1，3-丙二醇、1，4-丁二醇、 二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1，4-環己烷二甲醇構 群組所選出之至少1種鏈伸長劑進行反應而得之物等 熱可塑性聚胺基甲酸酯中來自異氰酸酯基之氮原 含有率較佳爲4.8〜6.0質量％。在該含有率爲小於4.8 %的情況中，由所得之熱可塑性聚胺基甲酸酯構成的 層、薄片變得太柔軟，具有該硏磨層之硏磨墊會有被 面之平坦性、硏磨效率降低的傾向。另一方面’在該 率爲大於6.0質量％的情況中’有容易發生刮痕的傾向 二胺 基） 基） i [2-薄' 劑係 1,3-醇、 醇。 如， —酸 -1,8-己二 ,4’ -苯二 至少 新戊 成之 〇 子的 質量 硏磨 硏磨 含有 。從 -14- 200946279 被硏磨面之平坦性、硏磨效率及刮痕抑制的觀點來看，熱 可塑性聚胺基甲酸酯中來自異氰酸酯基之氮原子的含有率 更佳爲在4.9〜5.8質量％之範圍內、進一步較佳爲5.0〜5.8 質量％ ^ 熱可塑性聚胺基甲酸酯係可藉由以規定之比率將上述 高分子二醇、有機二異氰酸酯及鏈伸長劑進行熔融混煉來 加以製造。各成分之使用比率係考慮耐摩耗性等之對熱可 塑性聚胺基甲酸酯構成的硏磨層、薄片所賦予之物性等來 © 加以適宜決定，惟相對於在高分子二醇及鏈伸長劑中所含 的活性氫原子1莫耳而言，較佳係以有機二異氰酸酯中所 含的異氰酸酯基爲0.95〜1.3莫耳之比率來使用各成分。若 上述比率小於0.95莫耳，則所得之熱可塑性聚胺基甲酸酯 構成的硏磨層、薄片的機械強度及耐摩耗性有降低的傾 向’若超過1.3莫耳，則熱可塑性聚胺基甲酸酯的生產性、 保存安定性有降低的傾向。從所得之硏磨層、薄片的機械 強度、耐摩耗性及熱可塑性聚胺基甲酸酯的生產性、保存 安定性之觀點來看’相對於高分子二醇及鏈伸長劑中所含 之活性氫原子1莫耳而言’較佳爲以有機二異氰酸酯中所 含之異氰酸酯基成爲〇_96〜1.1莫耳之比率來使用各成 分’更佳係以成爲〇.97〜丨·^莫耳之比率來使用各成分。 又’作爲熱可塑性聚胺基甲酸酯，若使用數量平均分 子量爲1400〜3600之高分子二醇，且使來自異氰酸酯基之 氮原子含有率成爲4.8〜6.0質量％的方式來製造熱可塑性 聚胺基甲酸酯時’藉由壓縮使相分離構造變化，而可容易 地得到能對該壓縮部分賦予透明性之熱可塑性聚胺基甲酸 -15- 200946279 酯，因而較佳。本發明係包含一種硏磨墊，其係具有硏磨 層，該硏磨層係由熱可塑性聚胺基甲酸酯所構成，且至少 有一部分具有在平均厚度1.5mm、波長780nm的光透過率 爲30 %以上之硏磨層，該熱可塑性聚胺基甲酸酯係由數量 平均分子量爲1400〜3600之高分子二醇、有機二異氰酸酯 及鏈伸長劑所製造、且來自異氰酸酯基之氮原子的含有率 爲4.8〜6.0質量％» 熱可塑性聚胺基甲酸酯係使用上述高分子二醇、有機 〇 二異氰酸酯及鏈伸長劑作爲原料，可利用預聚物法或一步 法等公知的方法加以製造。熱可塑性聚胺基甲酸酯較佳係 實質上在沒有溶劑的存在下藉由熔融聚合之方法而製造， 更佳係利用使用多軸螺旋型擠壓機來連續熔融聚合之方法 加以製造。 本發明之製法係包括將經擠壓成薄片狀之上述樹脂的 至少一部分予以壓縮，以得到該壓縮部分之在平均厚度 1.5 mm、波長780nm的光透過率爲30 %以上之薄片的步驟。 © 在該步驟中擠壓上述樹脂成爲薄片的方法並無特別限制， 可採用下列方法，例如，使用安裝有T型模頭之擠壓機， 來將上述樹脂熔融擠壓而成爲薄片。作爲擠壓機，可使用 單軸擠壓機、雙軸擠壓機等。所擠壓之薄片的厚度可視目 的硏磨層的厚度或薄片之用途加以適宜設定，較佳爲2.0 〜4.0mm之範圍內，更佳爲2.0〜3.0mm，進一步較佳爲2.0 〜2·5mm。 上述壓縮較佳爲經擠壓爲薄片狀之樹脂係在軟化狀態 之狀態（壓縮前樹脂之溫度爲該樹脂之軟化溫度以上的狀 -16- 200946279 態）進行，更佳爲在熔融狀態之狀態（壓縮前樹脂之溫度 爲該樹脂之融點以上的狀態）進行。壓縮前樹脂的具體溫 度較佳爲150〜250°C之範圍內，更佳爲175〜240。(：，進一 步較佳爲220〜230°C。又，在本說明書，樹脂的軟化溫度 係指儲存彈性率成爲2x1 06Pa之溫度。另外，樹脂的融點 係指利用示差掃瞄熱量計所測定之融點。 壓縮的程度只要是能使該壓縮部分在平均厚度 1.5mm、波長780nm的光透過率成爲30%以上的程度，則沒 〇 有特別限制，例如，當將在該壓縮部分之壓縮前薄片的厚 度（在使用τ型模頭等的情況下，由於該厚度通常相當於 T型模頭等之模唇寬度，因此可採用T型模頭等之模唇寬 度當做該壓縮前之薄片的厚度）作爲A、在該壓縮部分之 壓縮後薄片的厚度（冷卻後）作爲B時，以式：B/Ax 100 (%)所算出之比率爲70〜95 %之範圍內爲佳、80〜95 %爲 較佳、80〜90%爲更佳。 藉由將經擠壓爲薄片狀之樹脂的一部分予以壓縮，可 〇 得具有該壓縮部分成爲透明之透明部分、與其他不透明部 分之硏磨層、薄片。又，藉由將經擠壓爲薄片狀之樹脂的 全部予以壓縮，可得全面爲透明的硏磨層、薄片。 作爲壓縮之具體方法，可舉出例如，使經擠壓爲薄片 狀之樹脂通過經調節間隙間隔的輥之方法等。在此情形， 藉由在輥的表面形成圖案，且以該圖案部分壓縮樹脂，而 可得該壓縮部分爲透明之硏磨層、薄片。又，藉由在輥的 表面不形成圖案，而以輥整體壓縮樹脂，可得全面爲透明 之硏磨層、薄片。輥的溫度沒有特別限制，例如，較佳爲 -17- 200946279 40〜90°C之範圍內、更佳爲50〜80°C。 當利用光學手段進行硏磨終點的測定等時，爲使所用 之入射光充分通過硏磨層、且爲了確保在薄片的用途中所 要求之透明性，在上述透明部分之透明性的具體程度，爲 在室溫下（例如25°C )平均厚度1.5mm、波長780nm的光 透過率係3 0 %以上，較佳爲3 5 %以上，更佳爲4 0 %以上。另 一方面，關於上述透明部分以外之部分（不透明部分），在 室溫下波長780nm之光透過率的標準，例如，平均厚度 © 1.5mm爲小於30% (進而爲25%以下）。此外，將較佳使用 之樹脂作爲構成硏磨層之原料，不壓縮而擠壓成薄片狀的 情況下，雖然通常會得到不透明之薄片，但在本發明之製 法，即使在使用如此不壓縮時會成爲不透明薄片之樹脂的 情況下，亦可得到具有透明部分之硏磨層、薄片。 上述光的透過率係可使用分光透過率測定機來測定。 又，測定樣品的厚度比1.5mm厚時，只要利用磨削等做成 厚度1.5mm來測定即可，又，測定樣品的厚度比1.5mm薄 〇 時，可積層複數個樣品，進一步視需要進行磨削等做成厚 度1.5mm後，測定其透過率。針對厚度不是1.5mm之測定 樣品，亦可測定在室溫下之波長780nm的光透過率，由該 値利用蘭伯特定率來算出平均厚度1.5mm之透過率。作爲 上述光之透過率，採用對測定樣品的厚度方向之光透過率 即可。 將所得薄片直接、或視需要利用裁切、衝壓、切削等 加工成預定的尺寸、形狀，藉由磨削等加工成預定的厚度 而做成硏磨層；或可在硏磨層以外之其他用途加以使用。 -18- 200946279 在本發明，形成由薄片構成硏磨墊之硏磨層（該薄片係至 少一部分在平均厚度1.5mm、波長780nm的光透過率爲30% 以上），藉此，能夠成爲具有硏磨層之硏磨墊，該硏磨層係 至少一部分在平均厚度1.5mm、波長78Onm的光透過率爲 3 0 %以上。 又，硏磨層視需要亦可形成格子狀溝槽、同心圓狀溝 槽、螺旋狀溝槽等溝槽、或貫通孔等孔洞。 作爲硏磨層的厚度，硏磨墊爲後述單層型硏磨墊時， 〇 以0.8〜4.0mm之範圍內爲佳、0.8〜3.0mm爲較佳。另一方 面，硏磨墊爲具有緩衝層之複層型硏磨墊時，以0.3〜2.0mm 之範圍內爲佳、0.5〜1.8mm爲較佳。硏磨層的厚度太薄時， 不容易充分得到硏磨層之硬度效果，而會有硏磨均勻性降 低的情形。又，尤其是具有緩衝層的情況下，硏磨層的厚 度太厚時，會有緩衝層對於被加工物整體之翹曲或表面波 紋的隨動效果降低的情形。 作爲硏磨層的形狀，以直徑爲30〜170cm的圓盤狀爲 ® 佳、以直徑爲50〜140cm的圓盤狀爲較佳。 此外，當製造在硏磨層的一部分形成有透明部分之硏 磨墊時，該透明部分與其以外之部分，厚度係可不同或相 同。惟，從硏磨性能之觀點來看，在硏磨層之硏磨側表面 以兩部分係平坦（在同一平面上）爲較佳。 硏磨層、薄片只要可以達成本發明之效果，亦可含有 上述樹脂以外之其他成分。作爲此種其他成分，可舉出例 如，交聯劑、充塡劑、交聯促進劑、交聯助劑、軟化劑、 黏著賦予劑、抗老化劑、發泡劑、加工助劑、密接性賦予 -19- 200946279 劑、無機塡充劑、有機塡料、結晶核劑、耐熱安定劑、耐 候安定劑、抗靜電劑、著色劑、，潤滑劑、難燃劑、難燃助 劑（氧化銻等）' 阻霜劑、脫膜劑、增黏劑、抗氧化劑、導 電劑等。在硏磨層、薄片中上述其他成分的含量以50質量 %以下爲佳、20質量％以下爲較佳、5質量％以下爲更佳。 再者，硏磨層、薄片較佳爲不具有發泡構造之無發泡 構造。由於硏磨層爲無發泡構造，可得在壓縮部分之透明 性更佳優良的硏磨墊。 〇 硏磨墊可以是僅由上述硏磨層1層所構成之單層型硏 磨墊，亦可是進一步積層緩衝層而成的複層型硏磨墊。緩 衝層之硬度較佳爲比硏磨層的硬度低。若緩衝層的硬度比 硏磨層的硬度低，由於在被加工物的局部性凹凸係硬質硏 磨層進行作用，且一方面對被加工物整體的翹曲或表面波 紋柔軟而言緩衝層可進行隨動，結果能夠兼備綜合平坦性 (被加工物之整體平坦性）與局部性平坦性（被加工物之 局部平坦性）。 © 從被加工物之局部性平坦性的觀點、或硬度太高時在 被硏磨面變得容易產生刮痕而言，複層型硏磨墊中硏磨層 的具體硬度，以ns-D硬度較佳爲55以上，更佳爲60〜80 之範圍內，進一步較佳爲65〜75。另一方面，從整體平坦 性之觀點、或硬度太低時，由於在貼附於硏磨台（壓板 (platen))進行硏磨之際，無法將硏磨台（壓板）的旋轉 充分地傳送至研磨層，而會有變得不能進行安定之硏磨的 情形，所以緩衝層的硬度以〗IS-C硬度較佳爲20〜80之範 圍內，更佳爲30〜70，進一步較佳爲40〜65。 -20- 200946279 緩衝層的厚度較佳爲0.5〜3mm之範圍內。當緩 厚度小於〇.5mm時，會有對被加工物整體之翹曲或 紋的隨動效果降低之情形，另一方面當大於3 mm時 硏磨墊整體變得太柔軟，在貼附於硏磨台（壓板） 磨之際，無法將硏磨台（壓板）的旋轉充分地傳送 層，而會有變得不能進行安定之硏磨的情形。緩衝 度更佳爲在1〜2.5mm之範圍內。 作爲緩衝層的材質，除了現今廣泛使用之經含 〇 基甲酸酯的不織布（例如，NITTA . HAAS股份有限 ^ Suba400」等）外，尙可採用天然橡膠、丁腈橡膠 二烯橡膠、聚矽氧烷橡膠等之橡膠；聚酯系熱可塑 體、聚醯胺系熱可塑性彈性體、氟系熱可塑性彈性 熱可塑性彈性體；發泡塑膠：聚胺基甲酸酯等，惟 緩衝層具有必要的柔軟性、且可容易地得到發泡構 聚胺基甲酸酯爲較佳。 上述複層型硏磨墊除了硏磨層與緩衝層係直接 ® 外，亦包括藉由接著劑或雙面黏著帶等接著兩層而 或在兩層之間更存在別層者。 藉由本發明之製法所製造之硏磨墊可將其本身 的硏磨漿料一起用於化學機械硏磨。硏磨漿料爲 如，水寒油等液狀媒介；氧化鋁、氧化鈽、氧化銷 矽等硏磨劑；鹼、酸、介面活性劑等成分。另外， 化學機械硏磨時，亦可視需要與硏磨漿料一起倂 油、冷卻劑等。 化學機械硏磨係藉由使用習知的化學機械硏磨 衝層的 表面波 ，由於 進行硏 至硏磨 層的厚 浸聚胺 公司製 、聚丁 性彈性 體等之 ，因在 造，以 接合者 成者、 與習知 含有例 、碳化 在進行 用潤滑 用裝置 -21 · 200946279 (尤其是能夠利用光學手段在硏磨中進行被加工物之檢 査、硏磨終點之測定者），透過硏磨漿料，使被加工物與硏 磨墊在加壓下、以一定速度進行一定時間的接觸來進行。 作爲硏磨對象之物品（被加工物）並無特別限制，可舉出 例如，水晶、矽、玻璃、光學基板、電子電路基板、多層 配線基板、硬碟等。特別是作爲硏磨對象，較佳爲矽晶圓 或半導體晶圓。作爲半導體晶圓之具體例，可舉出例如， 在表面具有氧化矽、氧化氟化矽、有機聚合物等之絕緣膜； ❹ 銅、鋁、鎢等之配線材金屬膜：鉬、鈦、氮化鉬、氮化鈦 等之遮罩金屬膜等者。 [實施例] 以下，藉由實施例具體地說明本發明，惟本赛明不因 該等之實施例而有任何限定。此外，熱可塑性聚胺基甲酸 酯的軟化溫度及融點、以及薄片之在波長7 80nm的光透過 率係依照以下方法進行測定。 熟可塑件聚胺某甲酴酯之軟化濕麻 e 使用在以下製造例1〜3所得之熱可塑性聚胺基甲酸 酯製作厚度2.0mm的擠壓成形薄片，並採用已在90°C進行 5小時熱處理的試驗片、使用動態黏彈性測定裝置（「DVE Rheospectra」、Rheology股份有限公司製）、以頻率數11Hz、 昇溫速度3 °C/分之條件，測定該薄片在各溫度之儲存彈性 率。將儲存彈性率成爲2xl06Pa之溫度當作該熱可塑性聚 胺基甲酸酯之軟化溫度。 熟可塑件聚胺某甲酵酯之融點 精秤l〇mg之以下製造例1〜3所得之熱可塑性聚胺基 -22- 200946279 甲酸酯作爲測定樣品使用，使用示差掃瞄熱量計（「DSC30 」、METTLER· TOLEDO股份有限公司製）、邊以100ml/分之 速度流通氮、邊以1(TC /分之昇溫速度從0°C昇溫至250°C， 藉此測定熱可塑性聚胺基甲酸酯之融點。 薄片之波長780nm的光透過率 使用分光透過率測定機（「U-4000 Spectrometer」、日立 製作所股份有限公司製），測定薄片在室溫下（25 °C )之波 長780nm的光透過率。 © [製造例1] 埶可朔件聚胺某甲酸酯（PU-1 )之製浩 將數量平均分子量 2000之聚（伸丁二醇）[略碼： PTMG2000]、數量平均分子量2000之聚（2 -甲基-1,8-八亞 甲基-co -九亞甲基己二酸酯）[略碼：PNOA2000、九亞甲基 單位與2-甲基-1,8-八亞甲基單位之莫耳比=7: 3]、1,4-環己 烷二甲醇[略碼：CHDM]、1，4-丁二醇[略碼：BD]及4,4’-二 苯基甲烷二異氰酸酯[略碼：MDI]以 PTMG2000 : ❿ PNOA2000: CHDM: BD:MDI 之質量比成爲 20.1 ： 8.4 ： 5.7 ： 14.2: 516 (來自異氰酸酯基之氮原子含有率：5.8質量％ ) 的比率，並以該等之合計供給量成爲3 00g/分的方式，利用 定量泵連續地供給至以同軸旋轉之2軸擠壓機（30mm<|)、 L/D = 36、圓筒（cylinder)溫度：75〜2 60°C )，進行連續熔 融聚合，而製造熱可塑性聚胺基甲酸酯。將所生成之熱可 塑性聚胺基甲酸酯的熔融物連續的擠壓成絞繩狀於水中 後，以造粒機細切成九粒狀，將所得九粒在7(TC進行20 小時之除濕乾燥，藉以製造熱可塑性聚胺基甲酸酯（以下 -23- 200946279 將其稱爲pu-l )。PU-1之軟化溫度爲150°C，融點爲180°C。 [製造例2] 熟可塑件聚胺某甲酸酯（PU-2)之製浩 將數量平均分子量1400之聚（伸丁二醇）[略碼： PTMG1400]、CHDM、BD 及 MDI 以 PTMG1400 : CHDM : BD : MDI的質量比成爲46.5: 3.7: 9.3: 40.5(來自異氰酸酯基 之氮原子的含有率：4.5質量％)之比率，並以該等之合計 供給量成爲300g/分的方式，利用定量泵連續地供給至同軸 © 旋轉之2軸擠壓機（30mm(|)、L/D = 36、圓筒溫度：75〜260 °C )，進行連續熔融聚合而製造熱可塑性聚胺基甲酸酯。將 所生成之熱可塑性聚胺基甲酸酯的熔融物連續地擠壓成絞 繩狀於水中後，以造粒機細切成九粒狀，將所得之九粒在 70°C進行20小時之除濕乾燥，藉以製造熱可塑性聚胺基甲 酸酯（以下將其稱爲PU-2)»PU-2之軟化溫度爲159°C、融 點爲1 7 5 °C。 [製造例3] ❹ 熱可塑件聚胺某甲酸酯（PU-3 )之製浩 將數量平均分子量3000之聚（伸丁二醇）[略碼： PTMG3000]、CHDM、BD 及 MDI 以 PTMG3000: CHDM: BD: MDI之質量比成爲21.1: 6.3: 15.8: 56.8(來自異氰酸酯 基之氮原子的含有率：6.4質量％)的比率，並以該等之合 計供給量成爲300g/分之方式，利用定量泵連續地供給至同 軸旋轉之2軸擠壓機（30mm<|)、L/D = 36、圓筒溫度：75〜 260°C )，進行連續熔融聚合而製造熱可塑性聚胺基甲酸 酯。將所生成之熱可塑性聚胺基甲酸酯的熔融物連續地擠 -24- 200946279 壓成絞繩狀於水中後，以造粒機細切成九粒狀’將所得之 九粒在70°C進行20小時之除濕乾燥，藉以製造熱可塑性聚 胺基甲酸酯（以下將其稱爲PU-3 )。PU-3之軟化溫度爲172 °C、融點爲184°C » [實施例1] 將在製造例 1所得之 PU-1裝入單軸擠壓成形機 (90ιηιηφ)，以圓筒溫度215〜225t、模頭溫度225°C從模 唇寬度2.3 mm之T型模頭以擠壓速度40cm/分朝下方擠壓， 〇 進一步使通過設置在離T型模頭下方6cm位置的一對輥。 該輥係一者爲直徑2 2cm之調溫成80°C的金屬製輥、另一 者爲表面具有橡膠層之直徑17 cm的橡膠輥，任一者的輥面 皆不具有圖案，金屬製輥與橡膠輥的間隙間隔爲1.9 mm。 將已通過上述輥之薄片接觸上述金屬製輥的圓周之約 1/3左右，然後從該金屬製輥分離，進而使與別的金屬製輥 接觸，藉此得到由PU-1構成之厚度2.0mm的全面透明薄 片。磨削該薄片的表面製成厚度1.5mm且厚度均勻的薄 ❹ 片、進一步切出直徑510mm的圓盤狀。該圓盤狀薄片（厚 度1.5mm)在室溫下波長780nm的光往薄片厚度方向之透 過率爲45 %。對該圓盤狀薄片進一步形成格子狀的溝槽（深 度1.0mm、寬度2.0mm、節距15mm)而做成單層型硏磨墊。 又’在未形成格子狀溝槽的面側貼附NITTA . HAAS股 份有限公司製「sub a400」當作緩衝層，而做成複層型硏磨 塾。 [實施例2] 將在製造例1所得之PU-1裝入單軸擠壓成形機 -25- 200946279 (9 0ιηιηφ )，以圓筒溫度215〜225°C、模頭溫度225°C從模 唇寬度2.3 mm之T型模頭以擠壓速度40 cm/分朝下方擠壓， 進一步使通過設置在離T型模頭下方6cm位置的一對輥。 該輥係一者爲直徑22cm之調溫成80°C的金屬製輥、另一 者爲表面具有橡膠層之直徑17cm的橡膠輥，在金屬製輥形 成高度0.2mm之凸狀圖案（用以對薄片形成27mmx 107mm 之長方形凹部的圖案），以未形成圖案之部分爲基準，金屬 製輥與橡膠輥的間隙間隔係爲 2.2mm (在圖案部分爲 〇 2.0mm)。 將已通過上述k輕之薄片接觸上述金屬製輥的圓周之約 1/3左右，然後從該金屬製輥分離，進而使與別的金屬製輥 接觸，藉此得到由PU-1構成、藉由圖案經壓縮之部分（厚 度2.1mm)爲透明，且其以外之部分（厚度2.3mm)爲不透 明之薄片。磨削該薄片的表面製成厚度1.5 mm且厚度均勻 之薄片，進一步切出直徑510mm的圓盤狀。該圓盤狀之薄 片（厚度1.5mm)在對應於藉由上述圖案經壓縮之部分的 ® 透明部分，在室溫下波長780nm的光往薄片厚度方向之透 過率爲45 %，又，其以外之不透明部分在室溫下波長7 80nm 的光往薄片厚度方向之透過率爲25%。對該圓盤狀薄片進 一步形成格子狀的溝槽（深度1.0mm、寬度2.0mm、節距 15mm)而做成單層型硏磨墊》 [比較例1] 除了將金屬製輥與橡膠輥的間隙間隔從1.9mm變更爲 2.2mm以外，藉由與實施例1同樣的方法得到由PU-1所構 成之厚度2.3mm的薄片。磨削該薄片的表面而製成厚度 -26- 200946279 1.5mm且厚度均勻之薄片。該厚度1.5mm之薄片在室溫下 波長780nm的光對薄片厚度方向之透過率爲25%。 [參考例1] 除了將PU_1以製造例2所得之PU-2取代以外，利用 與實施例2同樣的方法，製成由PU-2構成、具有藉由圖案 壓縮之部分（厚度2.1mm )與其以外之部分（厚度2.3mm ) 的薄片。該薄片爲全面不透明。 [參考例2] ❹ 除了將PU -1以製造例3所得之PU-3取代以外，利用 與實施例2同樣的方法，製成由PU-3構成' 具有藉由圖案 壓縮之部分（厚度2.1mm)與其以外之部分（厚度2.3mm) 的薄片。該薄片爲全面不透明。 產業h之可利用件 若根據本發明之製法，能夠極容易地製造具有透明部 分之硏磨墊，在將半導體或積體電路等被加工物之表面予 以平坦化時，該具有透明部分之硏磨墊係可在硏磨中利用 ® 光學手段進行被加工物的檢査、硏磨終點的測定，該硏磨 墊係有用於例如，在半導體裝置製造時矽晶圓或半導體晶 圓之化學機械硏磨。又，若根據本發明之製法，能夠極容 易地製造具有透明部分的薄片，不僅是構成硏磨墊之硏磨 層，即使是對要求透明性之硏磨層以外之其他用途的使用 上亦爲有用。 【圖式簡單說明】 Μ 〇 -27- 200946279 【主要元件符號說明】 姐〇
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