TW201317082A - 研磨墊 - Google Patents

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TW201317082A
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Tomoyuki Honda
Seiji Fukuda
Ryoji Okuda
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Toray Industries
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Abstract

為了抑制晶圓中央部的研磨速率不足所造成的研磨速率的降低與晶圓面內均勻性的惡化，研磨墊係至少具有研磨層與緩衝層的研磨墊，其中在前述研磨層設置有往厚度方向貫通的多個孔，同時在前述研磨層的研磨面設置有多個溝，貫通孔率為0.13%以上2.1%以下，前述研磨面與連接於該研磨面的溝側面所夾的角度在兩側面皆為105度以上150度以下。

Description

研磨墊
本發明關於一種研磨墊。更詳細而言，本發明關於一種研磨墊，其係適合使用於在半導體、介電/金屬複合體及積體電路等形成平坦面。
隨著半導體裝置的高密度化，多層配線以及其所伴隨的層間絕緣膜形成、或栓塞、鑲嵌等的電極形成等技術，其重要性正日益提高。伴隨於此，這些層間絕緣膜或電極的金屬膜的平坦化程序的重要性也正在提高。關於用以實施此平坦化程序之有效率的技術，一種稱為CMP(Chemical Mechanical Polishing)的研磨技術正日漸普及。
一般而言，CMP裝置係由將作為被處理物的半導體晶圓保持住的研磨頭、用來對被處理物進行研磨處理的研磨墊、及將前述研磨墊保持住的研磨固定盤所構成。而且，半導體晶圓(以下簡稱為晶圓)的研磨處理係藉由使用研磨泥，並使晶圓與研磨墊相對運動，除去晶圓表面的層的突出的部分，而使晶圓表面的層平坦化。
對於CMP的研磨特性而言，會要求具有如確保晶圓的局部平坦性、總體平坦性、防止刮傷、確保高研磨速率等所代表的各種特性。因此，為了達成這些特性，曾有文獻針對於在對研磨特性造成影響的因素之中其中一個重大的因素：研磨墊的表面構成(溝或孔的模式)提出各種構想。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特許第4454833號公報
[專利文獻2]日本特許第3324643號公報
[專利文獻3]日本特許第3042593號公報
然而，在使用該研磨表面整個表面具有多個孔與多個溝的研磨墊的情況下，晶圓中央部的平均研磨速率(以下會有簡稱為「研磨速率」的情形)不足，因此會有研磨速率的降低與研磨速率的晶圓面內均勻性(以下會有簡稱為「面內均勻性」的情形)的惡化(所謂的center slow)之課題。
本發明係鑑於上述課題而完成，目的為提供一種研磨墊，其可抑制晶圓中央部的研磨速率不足所造成的研磨速率降低與面內均勻性的惡化。
發明人等著眼於溝的剖面形狀，發現藉由將多個溝設計成之後詳細敘述的「傾斜溝」可賦予高面內均勻性，若將「傾斜溝」適用於具有多個孔的研磨墊，則能夠解決具有多個孔的研磨墊的課題，可得到顯著的效果。
亦即，本發明係至少具有研磨層與緩衝層的研磨墊，其特徵為在前述研磨層設置有往厚度方向貫通的多個孔，同時在前述研磨層的研磨面設置有多個溝，貫通孔率為0.13%以上2.1%以下，前述研磨面與連接於該研磨面 的溝側面所夾的角度在兩側面皆為105度以上150度以下。
藉由本發明，可抑制以往技術的課題之晶圓中央部的研磨速率不足所造成的研磨速率的降低與面內均勻的惡化(所謂的center slow)，同時可保持研磨劑與提升流動性能。
[實施發明之形態]
以下對本實施方式作說明。
本發明中之研磨墊的研磨層表面係具有溝。溝係具有在溝寬度方向的邊緣部連接於研磨面的側面。而且，藉由設計成研磨面與連接於前述溝的研磨面的側面所夾的角度(以下會有稱為「傾斜角度」的情況)的至少一者為105度以上150度以下的溝(以下會有稱為「傾斜溝」的情形)形狀，可保持高研磨速率，同時可抑制研磨速率的變動。認為因為具有傾斜角度為105度以上150度以下的溝形狀，在晶圓與研磨墊之間的吸引力會發揮作用，研磨速率上升。另外，茲認為藉著吸引力發揮作用，晶圓面內與研磨墊均勻接觸的效果也會伴隨發生，研磨速率的晶圓面內均勻性變高(研磨輪廓變得平坦)。
第1圖表示研磨墊的構成例之部分剖面圖。第1圖所示的研磨墊1係具備研磨層2、及積層於研磨層2的緩衝層3。在研磨層2中設置有穿過研磨面4的溝5以及往厚度方向貫通研磨層2的多個貫通孔(dimple)6。溝5係具有分別 與研磨面4連接，以相對於研磨面4的θ角(傾斜角度)傾斜的兩個傾斜面7以及設置於兩個傾斜面7之間的底面8。貫通孔6係以在將緩衝層3貼附至研磨層2之前經過貫通加工為佳。貫通孔率係以0.13%以上2.1%以下為佳。此處貫通孔率是指貫通孔的合計面積相對於研磨墊總面積的比例。
若傾斜角度θ過大，則研磨墊1的表面積降低，而且溝5的剖面積變得過大，因此排出過多研磨泥，導致研磨速率的降低，另一方面，若過小，則傾斜的溝側面所具有的吸引效果不會表現出來。因此，傾斜角度θ有必要為105度以上150度以下，從研磨泥的保持性與流動性的觀點看來，若下限為120度以上或上限為140度以下則為較佳。由於研磨泥會因為離心力而流動，因此在形成溝並且相向的側面之中，至少在位於圓周側的側面具有傾斜的情況較有效果。
由研磨層2的表面側觀察到的溝5的形狀可列舉放射狀、格子狀、同心圓形、螺旋狀等，而在溝5往圓周方向延伸的開放系統的情況，可有效率地使研磨泥更新，因此以放射狀或格子狀為佳，格子狀為最佳。
溝係以具有底面為佳。第1圖所示的溝5的底面8係具有矩形剖面，且溝5全體呈Y字形的剖面，然而溝的剖面形狀並不受其限定。溝可為例如第2A圖所示的溝9般呈V字形剖面，或可如第2B圖所示的溝10般呈大致為U字形剖面，亦可如第2C圖所示的溝11般呈梯形剖面。
貫通孔6係以設置於研磨層的整個表面為佳，貫通孔 6的直徑係以0.9mm以上2.3mm以下為佳，1.2mm以上為較佳。另外，貫通孔6的直徑係以2.0mm以下為較佳。
第3A圖及第3B圖係表示由研磨層的上面觀察到的貫通孔的配置模式之模式圖。在第3A圖所示的研磨墊12的情況中，貫通孔13是配置成千鳥格子狀。另外，在第3B圖所示的研磨墊14的情況中，貫通孔15是配置成正方格子狀。此處，貫通孔13的間隔r1及貫通孔15的間隔r2係以10.0mm以上22mm以下為佳，若下限為13mm以上或上限為18mm以下則為較佳。
藉由將傾斜溝與貫通孔組合可提供一種研磨墊，其可抑制晶圓中央部的研磨速率不足所造成的研磨速率降低與面內均勻性的惡化而解決以往使用具有多個孔與多個溝(並非傾斜溝)的研磨墊時的問題點。第4圖係表示在研磨墊1之中，溝5與貫通孔6保持住研磨泥16的狀態之部分剖面圖。另外，第5圖係表示僅具有溝5(不具有貫通孔)研磨墊17(具備研磨層18及緩衝層19)保持住研磨泥16的狀態之部分剖面圖。
在本發明中，研磨墊具有緩衝層是重要的。若一般在研磨面形成許多溝或貫通孔，則墊整體的剛性降低，導致高低差消除能力的惡化，因此緩衝層的應變常數適合使用7.3×10-6μm/Pa以上，4.4×10-4μm/Pa以下的範圍。以3.0×10-4μm/Pa以下為較佳，1.5×10-4μm/Pa以下為更佳。
此外，本發明中的應變常數，是將使用前端為直徑 5mm的壓頭施加錶壓27kPa的壓力60秒鐘時的厚度定為T1(μm)，接下來施加177kPa的壓力60秒鐘時的厚度定為T2(μm)，並依照以下的算式作計算。
應變常數(μm/Pa)=(T1-T2)/(177-27)/1000
這種緩衝層可列舉天然橡膠、腈橡膠、「Neoprene(註冊商標)」橡膠、聚丁二烯橡膠、熱硬化聚胺基甲酸酯橡膠、熱塑性聚胺基甲酸酯橡膠、矽橡膠等的無發泡彈性體，然而並不受該等所限定。
緩衝層的厚度係以0.1~2mm的範圍為佳。半導體基板整個表面的面內均勻性的觀點看來，以0.3mm以上為佳。另外，局部平坦性的觀點看來，以2.0mm以下為佳，以1.0mm以下為較佳。
構成研磨墊的研磨層具有獨立氣泡構造的情況，由於可在半導體、介電/金屬複合體及積體電路等形成平坦面，故為適合。另外，研磨層的硬度係以藉由ASKER D硬度計測得45~65度為佳。在ASKER D硬度未滿45度的情況，被研磨材的平坦化特性(planarity)降低，另外在大於65度的情況，平坦化特性為良好，而被研磨材的均勻性(uniformity)會有降低的傾向。
形成該構造體的材料不受特別限定，可列舉聚乙烯、聚丙烯、聚酯、聚胺基甲酸酯、聚尿素、聚醯胺、聚氯乙烯、聚縮醛、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚四氟乙烯、環氧樹脂、ABS樹脂、AS樹脂、酚樹脂、三聚氰胺樹脂、「Neoprene(註冊商標)」橡膠、丁二烯橡膠、苯乙烯丁二烯橡膠、乙烯丙烯橡膠、矽橡膠、氟橡膠 及以該等為主成分的樹脂等。另外，這些材料之中亦可使用2種以上。從能夠較容易控制獨立氣泡粒徑這點看來，在這些樹脂之中以聚胺基甲酸酯為主成分的材料為較佳。
聚胺基甲酸酯是指藉由聚異氰酸酯的加成聚合反應或聚合反應所合成的高分子。聚異氰酸酯可列舉甲苯二異氰酸酯、二苯甲烷二異氰酸酯、萘二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、異佛酮二異氰酸酯等，而並不受其限定，該等亦可使用2種以上。
作為聚異氰酸酯的反應對象所使用的化合物為含活性氫的化合物，亦即含有兩個以上的多羥基、或胺基的化合物。含有多羥基的化合物可列舉多元醇所代表的，聚醚多元醇、聚四亞甲基醚二醇、環氧樹脂變性多元醇、聚酯多元醇、丙烯酸多元醇、聚丁二烯多元醇、聚矽氧多元醇等。這些含有多羥基的化合物亦可使用2種以上。宜為依照硬度、氣泡粒徑及發泡倍率來決定聚異氰酸酯與多元醇、及觸媒、發泡劑、整泡劑的組合或最適量。
在這些聚胺基甲酸酯中形成獨立氣泡的形成方法，一般而言為在聚胺基甲酸酯製造時在樹脂中摻合各種發泡劑的化學發泡法，而亦適合使用藉由機械攪拌使樹脂發泡，然後使其硬化的方法。
從減少刮傷的觀點看來，獨立氣泡的平均氣泡粒徑係以30μm以上為佳。另一方面，從被研磨材的局部的凹凸的平坦性的觀點看來，獨立氣泡的平均氣泡粒徑係以 150μm以下為佳，140μm以下為較佳，130μm以下為更佳。此外，平均氣泡粒徑可藉由在以Keyence公司製的VK-8500超深度顯微鏡並以400倍的倍率觀察樣品剖面時，在一個視野內所觀察到的氣泡之中，將在視野邊緣所觀察到呈缺損圓形的氣泡除外，對於圓形氣泡藉由影像處理裝置由剖面面積測定圓等效直徑，計算出數目平均值而求得。
本發明中之研磨墊其中一個合適的實施形態係含有乙烯基化合物的聚合物及聚胺基甲酸酯而具有獨立氣泡的墊。在只有由乙烯基化合物產生的聚合物的情況，雖可提高韌性與硬度，然而難以得到具有獨立氣泡的均質研磨墊。另外，若提高聚胺基甲酸酯的硬度則會變脆。藉由使乙烯基化合物浸滲至聚胺基甲酸酯中，可製成含有獨立氣泡，韌性與硬度高的研磨墊。
乙烯基化合物係具有聚合性的碳-碳雙鍵的化合物。具體而言可列舉甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸異癸酯、甲基丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸正月桂酯、甲基丙烯酸2-羥乙酯、甲基丙烯酸2-羥丙酯、甲基丙烯酸2-羥丁酯、二甲基胺乙基甲基丙烯酸酯、二乙基胺乙基甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、富馬酸、富馬酸二甲酯、富馬酸二乙酯、富馬酸二丙酯、馬來酸、馬來酸二甲酯、馬來酸二乙酯、馬來酸二丙酯、苯基馬來醯亞胺、環己基 馬來醯亞胺、異丙基馬來醯亞胺、丙烯腈、丙烯醯胺、氯乙烯、偏二氯乙烯、苯乙烯、α-甲基苯乙烯、二乙烯基苯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、二乙二醇二甲基丙烯酸酯等。此外，這些乙烯基化合物亦可使用2種以上。
上述乙烯基化合物之中以CH2=CR1COOR2(R1：甲基或乙基、R2：甲基、乙基、丙基或丁基)為佳。從容易在聚胺基甲酸酯形成獨立氣泡、單體的浸滲性良好、容易進行聚合硬化、含有聚合硬化後的乙烯基化合物的聚合物與聚胺基甲酸酯的發泡構造體的硬度高，平坦化特性良好這些觀點看來，其中以甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸異丁酯為佳。
為了得到這些乙烯基化合物的聚合物所適合使用的聚合起始劑可列舉偶氮雙異丁腈、偶氮雙(2,4-二甲基戊腈)、偶氮雙環己烷甲腈、苯甲醯基過氧化物、月桂醯基過氧化物、異丙基過氧二碳酸酯等的自由基起始劑。該等亦可使用2種以上。另外還可使用氧化還原系的聚合起始劑，例如過氧化物與胺類的組合。
使乙烯基化合物浸滲至聚胺基甲酸酯中的方法可列舉將聚胺基甲酸酯浸漬於置入了乙烯基化合物的容器中的方法。此外，此時，為了加快浸滲速度，亦適合實施加熱、加壓、減壓、攪拌、振盪、超音波振動等的處理。
乙烯基化合物浸滲至聚胺基甲酸酯中的浸滲量可依照所使用的乙烯基化合物及聚胺基甲酸酯的種類、或所製造出的研磨墊的特性來決定，無法一概而論，而例如 聚合硬化的發泡構造體中，由乙烯基化合物所得到的聚合物與聚胺基甲酸酯的含有比率以重量比而計係以30/70~80/20為佳。由乙烯基化合物所得到的聚合物的含有比率以重量比而計若為30/70以上，即可使研磨墊的硬度夠高。另外，含有比率若為80/20以下，即可使研磨層的彈力性夠高。
此外，聚胺基甲酸酯中由聚合硬化的乙烯基化合物所得到的聚合物及聚胺基甲酸酯的含有率，可藉由熱分解氣相層析/質量分析手段來測定。關於此手段中所能夠使用的裝置，熱分解裝置可列舉雙擊式熱裂解儀(Double-Shot Pyrolyzer)「PY-2010D」(Frontier Lab(股)製)，氣相層析．質量分析裝置可列舉「TRIO-1」(VG公司製)。
在本發明中，從半導體基板的局部的凹凸的平坦性的觀點看來，所含有的由乙烯基化合物所得到的聚合物相與聚胺基甲酸酯相係以不發生相分離為佳。若定量地說明此現象，則在藉由光點的大小為50μm的顯微紅外線分光裝置觀察研磨墊時的紅外光譜係具有由乙烯基化合物聚合而得的聚合物的紅外吸收峰與聚胺基甲酸酯的紅外線吸收峰，各處的紅外光譜大致相同。此處所使用的顯微紅外線分光裝置可列舉SPECTRA-TEC公司製的IRμs。
為了改良特性，研磨墊亦可含有研磨劑、抗靜電劑、潤滑劑、安定劑、染料等的各種添加劑。
在本發明中，從減低局部的平坦性不良或總體高低 差的觀點看來，研磨層的密度係以0.3g/cm3以上為佳，以0.6g/cm3以上為較佳，以0.65g/cm3以上為更佳。另一方面，從減少刮傷的觀點看來，研磨層的密度係以1.1g/cm3以下為佳，0.9g/cm3以下為較佳，0.85g/cm3以下為更佳。此外，本發明中之研磨層的密度是使用Hubbard型比重瓶(JIS R-3503基準)並以水為媒體所測得的值。
在本發明中受到研磨的被研磨材可列舉例如形成於晶圓上的絕緣層或金屬配線的表面。絕緣層可列舉金屬配線的層間絕緣膜或金屬配線的下層絕緣膜或元件分離所使用的淺溝渠隔離。金屬配線可列舉鋁、鎢、銅以及該等的合金等，構造上會有鑲嵌、雙鑲嵌、栓塞等。在以銅作為金屬配線的情況中，氮化矽等的障蔽金屬亦可成為研磨對象。絕緣膜現在是以氧化矽為主流，然而亦可使用低介電率絕緣膜。就被研磨材而言，除了晶圓以外，還可使用於磁頭、硬碟、藍寶石、SiC、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)等的研磨。
本發明之研磨方法適合使用於在玻璃、半導體、介電/金屬複合體及積體電路等形成平坦面。
[實施例]
以下藉由實施例進一步對本發明的細節作說明。但是本發明並不受本實施例限定解釋。此外，如下述方式進行測定。
<氣泡粒徑的測定>
在以Keyence公司製的VK-8500超深度顯微鏡並以400倍的倍率觀察樣品剖面時，在一個視野內觀察到的氣 泡之中，將在視野邊緣所觀察到呈缺損圓形的氣泡除外，對於圓形氣泡藉由影像處理裝置由剖面面積測定圓等效直徑，將所算出的數目平均值定為平均氣泡粒徑。
<硬度的測定>
依據JIS K6253-1997進行。將所製作出的聚胺基甲酸酯樹脂切成2cm×2cm(厚度：任意)的大小，以此作為硬度測定用試樣，在溫度23℃±2℃、濕度50%±5%的環境下靜置16小時。在測定時，將試樣重疊，使其厚度為6mm以上。使用硬度計(高分子計器(股)製，ASKER D型硬度計)測定硬度。
<傾斜角度的測定>
將在研磨層表面形成溝的墊，以配置成與溝方向垂直的剃刀刃往溝深度方向切片，以Keyence公司製的VK-8500超深度顯微鏡觀察溝的剖面，並測定研磨面與連接於前述溝的研磨面的側面所夾的角度。在由研磨墊的中心算起50mm、250mm、450mm的位置，測定離此位置最近的溝，將此3點的平均定為傾斜角度。
<應變常數的計算>
將使用前端的直徑為5mm的壓頭並施加錶壓27kPa的壓力60秒鐘時的厚度定為(T1)μm，接下來施加177kPa的壓力60秒鐘時的厚度定為(T2)μm，並依照以下的算式計算出應變常數。
應變常數(μm/Pa)=(T1-T2)/(177-27)/1000
<平均研磨速率的計算>
使用Applied Materials(股)製的Mirra 3400，以既定 研磨條件進行研磨。對於由中心算起半徑90mm以內的面內每5mm測定37點，由中心算起半徑91mm以上的面內每1mm測定18點，計算出平均研磨速率(nm/分鐘)。
<面內均勻性的計算>
使用Applied Materials(股)製的Mirra 3400，以既定研磨條件進行研磨。研磨特性是將8英吋晶圓的最外周1mm除外而往直徑方向測定。對於由中心算起半徑90mm以內的面內每5mm測定37點、由中心算起半徑91mm以上的面內每1mm測定18點，依照以下的算式計算出面內均勻性(%)。
面內均勻性=(研磨速率的最大值-研磨速率的最小值)/平均研磨速率
(實施例1)
將聚丙二醇30重量份、二苯甲烷二異氰酸酯40重量份、與水0.5重量份、三乙胺0.3重量份、矽整泡劑1.7重量份與辛酸錫0.09重量份以RIM成型機混合，並吐出至金屬模具而進行加壓成型，而製作出獨立氣泡的發泡聚胺基甲酸酯薄片。
將前述發泡聚胺基甲酸酯薄片浸漬於添加了偶氮雙異丁腈0.2重量份的甲基丙烯酸甲酯60分鐘。接下來，前述發泡聚胺基甲酸酯薄片浸漬於由聚乙烯醇「CP」(聚合度：約500、Nacalai Tesque(股)製)15重量份、乙基醇(試藥特級、片山化學(股)製)35重量份、水50重量份所構成之溶液中，然後進行乾燥，藉此以聚乙烯醇被覆前述發泡聚胺基甲酸酯薄片表層。
接下來，將前述發泡聚胺基甲酸酯薄片隔著氯乙烯製墊片夾進兩枚玻璃板間，在65℃下加熱6小時、在120℃下加熱3小時，藉此使其聚合硬化。由玻璃板間脫模，水洗之後，在50℃下進行真空乾燥。將以這種方式所得到之硬質發泡薄片切片加工，使其厚度為2.00mm，而藉此製作出研磨層。研磨層中的甲基丙烯酸甲酯含有率為66重量%。另外，研磨層的D硬度為54度、密度為0.81g/cm3、獨立氣泡的平均氣泡粒徑為45μm。
將所得到的硬質發泡薄片兩面加以研磨，而製作出厚度為2mm的研磨層。
對於藉由上述方法所得到的研磨層整個表面實施貫通加工，以使1.7mm的孔連續成為正方格子狀，並且此貫通孔的間隔為14.14mm。貫通孔率為1.1%。
接下來，使用輥式塗布機，使作為緩衝層的應變常數0.15×10-4μm/Pa的日本Matai(股)製的熱塑性聚胺基甲酸酯(緩衝層厚度：0.3μm)隔著三井化學聚胺基甲酸酯(股)製MA-6203接著層進行積層，進一步在背面貼合作為背面膠帶的積水化學工業(股)雙面膠帶5604TDM。在研磨層表面使溝形成XY格子狀，將溝節距設定為15mm，傾斜角度為135度、剖面形狀為V字形、溝寬度1.5mm、溝深度1.5mm，並使溝通過先前設置的貫通孔與貫通孔之間(=XY格子狀溝的磚格的中央配置有貫通孔)，在墊的整個表面。將此積層體打出直徑508mm的圓孔，而製成研磨墊。第6圖係表示研磨墊中的溝節距p與溝寬度w之模式圖。此外，第6圖中的圓形記號表示貫通孔。
將藉由上述方法所得到的研磨墊貼附於研磨機(Applied Materials(股)製「Mirra 3400」)的固定盤。設定為固定環壓力=55kPa(6psi)、內管壓力=28kPa(4psi)、膜壓力=28kPa(4psi)、平台轉速=76rpm、研磨頭轉速=75rpm，以150mL/分鐘的流量使研磨泥(Cabot公司製：SS-25=1：1(體積比率))流過，荷重17.6N(4lbf)、研磨時間1分鐘，以修整器進行原位修整，而研磨100枚8英吋的氧化膜晶圓。結果顯示第100枚的平均研磨速率為217nm/分鐘，並且面內均勻性為25.0%。
(比較例1)
除了研磨墊的傾斜角度θ為90度(並非傾斜溝，而為矩形溝)以外，以與實施例1同樣的方式實施。結果顯示第100枚的平均研磨速率為201nm/分鐘，並且面內均勻性為39.7%。此結果與實施例1相比，第100枚的平均研磨速率低、面內均勻性不佳(=數值高)。
(比較例2)
除了研磨墊的傾斜角度θ為160度以外，以與實施例1同樣的方式實施。結果顯示第100枚的平均研磨速率為198nm/分鐘，並且面內均勻性為36.1%。此結果與實施例1相比，第100枚的平均研磨速率低、面內均勻性不佳(=數值高)。
(比較例3)
所使用的研磨墊其溝加工與實施例1相同且貫通孔的孔徑亦同為1.75mm，然而貫通孔的間隔狹窄而為4.8mm。此研磨墊的貫通孔率比實施例1的1.1%還高，而 為9.9%。使用這樣的研磨墊，以與實施例1相同研磨環境與條件來實施研磨，結果第100枚的平均研磨速率為183nm/分鐘，並且面內均勻性為31.8%，此結果與實施例1相比，第100枚的平均研磨速率低、面內均勻性不佳(=數值高)。
(比較例4)
所使用的研磨墊其溝加工與比較例3相同且貫通孔的間隔為7.01mm，貫通孔率低於比較例3。此研磨墊的貫通孔率為4.5%。使用這樣的研磨墊，以與實施例1相同研磨環境與條件來實施研磨，結果顯示平均研磨速率為190nm/分鐘，並且面內均勻性為29.2%，與比較例3相比之下研磨特性雖然得以改善，然而此結果與實施例1相比，研磨速率低、面內均勻性不佳(=數值高)。
將以上說明的實施例1、比較例1~4所得到之結果揭示於表1。
1、12、14、17‧‧‧研磨墊
2、18‧‧‧研磨層
3、19‧‧‧緩衝層
4‧‧‧研磨面
5、9、10、11‧‧‧溝
6、13、15‧‧‧貫通孔(dimple)
7‧‧‧傾斜面
8‧‧‧底面
16‧‧‧研磨泥
p‧‧‧溝節距
w‧‧‧溝寬度
第1圖係表示本發明其中一個實施形態所關連之研磨墊之傾斜溝與貫通孔的剖面形狀例之圖。
第2A圖係表示傾斜溝的剖面形狀例(第1例)之圖。
第2B圖係表示傾斜溝的剖面形狀例(第2例)之圖。
第2C圖係表示傾斜溝的剖面形狀例(第3例)之圖。
第3A圖係表示由研磨層的上面觀察到的貫通孔的配置模式(第1例)之模式圖。
第3B圖係表示由研磨層的上面觀察到的貫通孔的配置模式(第2例)之模式圖。
第4圖係表示在本發明其中一個實施形態所關連之研磨墊之中，溝與貫通孔保持住研磨泥的狀態之部分剖面圖。
第5圖係表示在本發明其中一個實施形態所關連之研磨墊在溝及貫通孔之中僅具有溝的情況下，保持住研磨泥的狀態之部分剖面圖。
第6圖係表示在本發明其中一個實施形態所關連之研磨墊中的溝節距與溝寬度之模式圖。

Claims (2)

  1. 一種研磨墊，其係至少具有研磨層與緩衝層的研磨墊，其特徵為：在該研磨層設置有往厚度方向貫通的多個孔，同時在該研磨層的研磨面設置有多個溝，貫通孔率為0.13%以上2.1%以下，該研磨面與連接於該研磨面的溝側面所夾的角度在兩側面皆為105度以上150度以下。
  2. 如申請專利範圍第1項之研磨墊，其中該研磨層表面的溝為格子狀。
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140039043A (ko) * 2011-07-15 2014-03-31 도레이 카부시키가이샤 연마 패드
EP2732916A1 (en) * 2011-07-15 2014-05-21 Toray Industries, Inc. Polishing pad
EP2757578A4 (en) * 2011-09-15 2015-05-20 Toray Industries POLISHING CUSHION
US10071461B2 (en) 2014-04-03 2018-09-11 3M Innovative Properties Company Polishing pads and systems and methods of making and using the same
US10086500B2 (en) * 2014-12-18 2018-10-02 Applied Materials, Inc. Method of manufacturing a UV curable CMP polishing pad
US9969049B2 (en) * 2015-06-29 2018-05-15 Iv Technologies Co., Ltd. Polishing layer of polishing pad and method of forming the same and polishing method
JPWO2020255744A1 (zh) * 2019-06-19 2020-12-24
KR20210023134A (ko) * 2019-08-22 2021-03-04 에스케이실트론 주식회사 웨이퍼 연마 패드 제조장치 및 그를 이용한 웨이퍼 연마 패드의 제조방법

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5177908A (en) * 1990-01-22 1993-01-12 Micron Technology, Inc. Polishing pad
JP3324643B2 (ja) 1995-10-25 2002-09-17 日本電気株式会社 研磨パッド
JP3042593B2 (ja) * 1995-10-25 2000-05-15 日本電気株式会社 研磨パッド
JP2000286218A (ja) * 1999-03-30 2000-10-13 Nikon Corp 研磨部材、研磨装置及び研磨方法
CN1345264A (zh) * 1999-03-30 2002-04-17 株式会社尼康 抛光盘、抛光机、抛光方法及制造半导体器件的方法
US6346032B1 (en) * 1999-09-30 2002-02-12 Vlsi Technology, Inc. Fluid dispensing fixed abrasive polishing pad
JP4454833B2 (ja) 2000-11-27 2010-04-21 ニッタ・ハース株式会社 研磨パッド
JP4087581B2 (ja) * 2001-06-06 2008-05-21 株式会社荏原製作所 研磨装置
US6530829B1 (en) * 2001-08-30 2003-03-11 Micron Technology, Inc. CMP pad having isolated pockets of continuous porosity and a method for using such pad
US7314402B2 (en) * 2001-11-15 2008-01-01 Speedfam-Ipec Corporation Method and apparatus for controlling slurry distribution
JP3843933B2 (ja) * 2002-02-07 2006-11-08 ソニー株式会社 研磨パッド、研磨装置および研磨方法
JP2004167605A (ja) * 2002-11-15 2004-06-17 Rodel Nitta Co 研磨パッドおよび研磨装置
JP2006165323A (ja) * 2004-12-08 2006-06-22 Seiko Epson Corp Ｃｍｐ加工用研磨布、ｃｍｐ装置並びに半導体装置の製造方法
JP2006334706A (ja) * 2005-06-01 2006-12-14 Nitta Haas Inc 研磨パッドおよび該研磨パッドを用いた研磨方法
JP2008062367A (ja) * 2006-09-11 2008-03-21 Nec Electronics Corp 研磨装置、研磨パッド、研磨方法
US8562389B2 (en) * 2007-06-08 2013-10-22 Applied Materials, Inc. Thin polishing pad with window and molding process
JP2010045306A (ja) * 2008-08-18 2010-02-25 Kuraray Co Ltd 研磨パッド
CN201300373Y (zh) * 2008-09-27 2009-09-02 贝达先进材料股份有限公司 抛光垫

Also Published As

Publication number Publication date
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