TW201338917A - 研磨墊 - Google Patents

Abstract

本發明係具有至少圓狀的研磨面之化學機械研磨用研磨墊，在研磨面形成非同心圓狀的複數個溝，複數個溝係至少一部份具有第1溝，該第1溝具有位在相對於研磨墊的旋轉速度方向之前側的第1溝側面，及位在後側的第2溝側面，研磨面和接續於該研磨面的第1溝側面所成之角度是105度以上150度以下，研磨面和接續於該研磨面的第2溝側面所成之角度是小於105度，第1溝的長度之總和係複數個溝當中的第1溝以外的溝的長度之總和以上。

Description

研磨墊

本發明係有關於研磨墊。更詳言之，係有關於適用於在半導體、介電/金屬複合體及積體電路等中形成平坦面的研磨墊。

伴隨著半導體裝置的高密度化，多層配線及帶有多層配線的層間絶緣膜之形成或插塞、鑲嵌等之電極形成等技術之重要度增加。該等層間絶緣膜、電極的金屬膜之平坦化處理的重要度亦隨之增加，關於能有效率地進行該平坦化處理的技術，所稱CMP(Chemical Mechanical Polishing)的研磨技術正普及。

通常CMP裝置是由保持被處理物即半導體晶圓之研磨頭、用以進行被處理物的研磨處理之研磨墊、及保持前述研磨墊的研磨盤所構成。而且，半導體晶圓的研磨處理係使用漿液並使半導體晶圓和研磨墊相對運動，藉以除去半導體晶圓表層之突出的部分而將晶圓表層平坦化者。

CMP乃係使用具有研磨面和形成於研磨面的溝之研磨墊，一邊供給漿液一邊研磨被研磨材的技術。CMP研磨具有確保晶圓的局部平坦性、確保整體平坦性，防止缺陷之發生、確保晶圓面內的高平均研磨率之要求特性。因此，為達成該等目的，在對研磨特性造成影響的因素當中很大因素之一的研磨墊溝之構成(溝的類型及溝的斷面形狀等)上下了不少功夫。例如，形成於表面的 溝之斷面形狀是平行四邊形，且同心延伸的圓形、花蕾形等之複數個傾斜溝、或螺旋狀延伸的傾斜溝設為溝的類型，以圖研磨特性的穩定化(例如，參照專利文獻1)。

又記載著：有時溝的斷面形狀中之角部(研磨面和溝的交叉部分)會使晶圓表面產生擦痕、或起因於研磨前後或研磨中所進行的修整等而在斷面形狀中的角部形成毛邊狀物使晶圓表面產生擦痕的情況，為解消該情況而在研磨面和溝的邊界部設置傾斜面(例如，參照專利文獻2~4)。

此處，本發明者們發現透過在研磨面和溝的邊界部設置傾斜面，因為於特定的傾斜角度晶圓和研磨墊之間吸引力會起作用或漿液的流動改善使得研磨率變高。原因在於：在研磨面和溝之邊界部設置傾斜面是很重要的，在溝的斷面形狀是作成V字形、梯形及埋頭螺釘的斷面形狀(Y字形)之情況亦適用。

先前技術文獻

專利文獻

專利文獻1 日本國特開2005-118996號公報

專利文獻2 日本國特開2001-212752號公報

專利文獻3 日本國特開2010-045306號公報

專利文獻4 日本國特開2004-186392號公報

但在形成V字狀溝的情況，可知在研磨墊壽命終期，因研磨墊的磨耗使溝的斷面積顯著減少，漿液的供 給和排出失衡，致使缺陷增加。又，為了達成漿液的供給和排出的平衡，雖可作成斷面形狀為梯形或埋頭螺釘斷面形狀的溝，但加大斷面積，即減少研磨墊體積，結果會衍生壽命變短的問題。

本發明係有鑒於上述課題而完成者，且以提供可一邊保持高研磨率一邊抑制襯墊壽命的降低之研磨墊為課題。

本發明者們看出，即便是在溝斷面形狀具有傾斜的形狀，僅在相對於研磨面的旋轉速度方向之旋轉前方側的傾斜可發現其效果。

為解決上述的課題並達成目的，本發明的研磨墊係具有至少圓狀的研磨面之化學機械研磨用的研磨墊，其特徵為：於前述研磨面形成非同心圓狀的複數個溝，前述複數個溝係至少一部份具有第1溝，該第1溝具有位在相對於該研磨墊的旋轉速度方向的前側之第1溝側面，及位在後側的第2溝側面，前述研磨面和接續於該研磨面的前述第1溝側面所成的角度是105度以上150度以下，前述研磨面和接續於該研磨面的前述第2溝側面所成的角度小於105度，前述第1溝的長度之總和係前述複數個溝當中的除了前述第1溝以外的溝的長度之總和以上。

依據本發明，可提供一種保持高研磨率，亦即在未減低晶圓和研磨墊之間的吸引力、漿液的供給、排出機 能下藉由加大溝的斷面積而不會損及襯墊的壽命之研磨墊。

用以實施發明之形態

以下，針對用以實施本發明的形態和圖面一起作詳細說明。此外，本發明不因以下實施形態而受限定。又，以下說明中所參照的各圖不過是以可理解本發明內容的程度概略地表示出形狀、大小及位置關係。亦即，本發明未受限於各圖所例示的形狀、大小及位置關係。

本發明之圓狀的化學機械研磨用研磨墊係具有至少圓狀的研磨面之化學機械研磨用的研磨墊，其特徵為：於研磨面形成非同心圓狀的複數個溝，複數個溝係至少一部份具有第1溝，該第1溝具有位在相對於研磨墊的旋轉速度方向的前側之第1溝側面，及位在後側的第2溝側面，研磨面和接續於該研磨面的第1溝側面所成的角度是105度以上150度以下，研磨面和接續於該研磨面的前述第2溝側面所成的角度小於105度。又本發明的研磨墊之特徵為：第1溝的長度之總和係複數個溝當中的除了第1溝以外的溝的長度之總和以上。

圖1係用以說明本發明實施形態的研磨墊之溝形狀的圖。如圖1所示，在研磨墊上，對呈平面狀之研磨面1形成例如溝2。溝2係依在研磨面1上直線狀延伸且相對於研磨面1呈傾斜之傾斜面即兩個溝側面20而呈具對稱性的V字形狀。此處，研磨面1和各溝側面20所成之角度為相同的角度θ₁。

圖2係說明本實施形態的研磨墊之溝形狀的圖。在本發明的研磨墊，如圖2所示，形成有溝2a(第1溝)，其包含相對於平面狀之研磨面1直線狀延伸且對研磨面1呈傾斜之傾斜面即第1溝側面21、及和研磨面1大致正交之面即第2溝側面22。溝2a係依第1溝側面21及第2溝側面22而形成大致V字形狀。此處，研磨面1和第1溝側面21所成之角度為角度θ₂(θ₂≧105度)。又，研磨面1和第2溝側面22所成之角度為角度θ₃(θ₃≒90度)。此時，第1溝側面21係形成在相對於旋轉之研磨墊的旋轉速度方向(圖2中的箭頭Y1方向，以下，稱為旋轉速度方向Y1)的前側(以下，亦稱為前傾斜面)。又，第2溝側面22係形成在相對於旋轉之研磨墊的旋轉速度方向Y1的後側(以下，亦稱為後傾斜面)。溝2a中的第1溝側面21和第2溝側面22係取決於旋轉之研磨墊的旋轉速度方向Y1者，該等乃應適宜選擇者，因而應無不明確處。

此外，溝2a係第1溝側面21的傾斜角度θ₂是105度以上150度以下，且第1溝側面21之對向側的第2溝側面22的傾斜角度θ₃小於105度的溝。

本發明之研磨墊的溝之溝底形狀倒未特別限定。具體的溝斷面形狀、溝類型顯示於圖3A~3I。圖3A~3I係示意地顯示本實施形態的研磨墊之其他的溝形狀例的斷面圖。首先，圖3A所示的溝2b包含：第2溝側面22，係和研磨面1大致正交之面；溝底面23，係連接在溝側面22的與研磨面1相連之側的不同側的端部且和研磨面 1大致平行的平面並且形成溝2b的底面；及第1溝側面24，係連接在溝底面23的與第2溝側面22相連之側的不同側的端部且對研磨面1傾斜的面。溝2b係依第2溝側面22、溝底面23及第1溝側面24而形成大致U字形狀。

圖3B所示的溝2c包含：第2溝側面22，係和研磨面1大致正交之面；溝底面23，係連接在第2溝側面22的與研磨面1相連之側的不同側的端部且和研磨面1大致平行的平面並且形成溝2c的底面；及第1溝側面24a，其具有：第1傾斜部241，係連接在溝底面23的與第2溝側面22相連之側的不同側的端部且對研磨面1傾斜的面；及第2傾斜部242，係連接在第1傾斜部241且對研磨面1傾斜的面。此處，第1傾斜部241對研磨面1的傾斜角度係比第2傾斜部242對研磨面1的傾斜角度還小。

圖3C所示的溝2d包含：第2溝側面22，係和研磨面1大致正交之面；溝底面23，係連接在第2溝側面22的與研磨面1相連之側的不同側的端部且和研磨面1大致平行的平面並且形成溝2d的底面；及第1溝側面24b，其具有：正交部243，係連接在溝底面23的與第2溝側面22相連之側的不同側的端部且和研磨面1正交的面；及傾斜部244，係連接於正交部243且對研磨面1傾斜的面。

圖3D所示的溝2e包含：第2溝側面22，係和研磨面1大致正交之面；及第1溝側面24c，其具有：第1 傾斜部245，係連接在第2溝側面22的與研磨面1相連之側的不同側的端部且對研磨面1傾斜的面；及第2傾斜部246，係連接於第1傾斜部245且對研磨面1傾斜的面。此處，第1傾斜部245對研磨面1的傾斜角度比起第2傾斜部246對研磨面1的傾斜角度還小。

圖3E所示的溝2f包含：第2溝側面22，係和研磨面1大致正交之面；溝底面23a，係連接在第2溝側面22的與研磨面1相連之側的不同側的端部、且具有朝偏離研磨面1之側突起而形成弧狀的曲面並且形成溝2f的底面；及第1溝側面24d，係連接在溝底面23a的與第1溝側面22相連之側的不同側的端部且對研磨面1傾斜的面。

圖3F所示的溝2g包含：第2溝側面22，係和研磨面1大致正交之面；溝底面23b，係連接在第2溝側面22的與研磨面1相連之側的不同側的端部、且具有和研磨面1大致平行的平面並形成溝2g的底面而中央部呈凹狀的凹部231；第1溝側面24b，其具有：正交部243，係連接在溝底面23b的與第2溝側面22相連之側的不同側的端部且為對研磨面1正交的面；及傾斜部244，係為連接在正交部243且對研磨面1傾斜的面。

圖3G所示的溝2h包含：第2溝側面22，係和研磨面1大致正交之面；溝底面23c，係為連接在第2溝側面22的與研磨面1相連之側的不同側的端部、且具有朝偏離研磨面1之側突起而形成弧狀的曲面之曲面部232；及具有從曲面部232的兩端擴徑地延伸的傾斜面之 傾斜部233，且為對研磨面1傾斜的面並形成溝2h的底面；第1溝側面24b，其具有：正交部243，係連接在溝底面23c的與第1溝側面22相連之側的不同側的端部且為對研磨面1正交的面；及傾斜部244，係連接於正交部243且為對研磨面1傾斜的面。

圖3H所示的溝2i包含：第2溝側面22，係和研磨面1大致正交之面；溝底面23d，係連接在第2溝側面22的與研磨面1相連之側的不同側的端部，且平面呈階段性地傾斜而形成大致U字狀並形成溝2i的底面；第1溝側面24b，其具有：正交部243，係連接在溝底面23d的與第2溝側面22相連之側的不同側的端部且對研磨面1正交的面；及傾斜部244，係連接在正交部243且對研磨面1傾斜的面。

圖3I所示的溝2j包含：第2溝側面22，係和研磨面1大致正交之面；溝底面23e，係連接在第2溝側面22的與研磨面1相連之側的不同側的端部，且在設正交於研磨面1的平面為切斷面的斷面中是呈前端縮徑的大致U字形狀，並且形成溝2j的底面；第1溝側面24，係連接在溝底面23e的與第2溝側面22相連之側的不同側的端部且對研磨面1傾斜的面。

又，圖3J係示意地顯示本實施形態的研磨墊之其他的溝形狀例的斷面圖。圖3J所示的溝2k包含：兩個溝側面25，係和研磨面1大致正交之面；溝底面23，係連接在溝側面25的與研磨面1相連之側的不同側的端部且和研磨面1大致平行的平面並且形成溝2k的底面。溝2k係藉由溝側面25及溝底面23而形成大致U字形狀。

且說，溝2a具有設在相對於旋轉速度方向Y1前側且傾斜角度θ₂是105度以上150度以下的第1溝側面21、及位在第1溝側面21的對向側且設在相對於旋轉速度方向Y1後側且傾斜角度θ₃是小於105度的第2溝側面22。此處，針對和旋轉之研磨墊的旋轉速度方向Y1(有時稱為溝移動的方向。)的關係中之前傾斜面的傾斜角度是105度以上150度以下的第1溝側面21之作用，使用圖2考察。

在設定成傾斜角度θ₂是105度以上150度以下的第1溝側面21是在相對於旋轉速度方向Y1(溝移動的方向)的前方(傾斜角度θ₃小於105度的第2溝側面22是在相對於溝移動的方向的後方)時，可瞭解透過在晶圓和研磨墊之間吸引力起作用或漿液流動之改善，會使研磨率上昇。又，可瞭解透過吸引力起作用或漿液流動之改善也會帶來研磨墊在晶圓面內均一接觸的效果，賦予晶圓的研磨率高的面內均一性。

此處，在溝的斷面形狀是形成對稱的V字形狀之情況，或形成梯形及埋頭螺釘的斷面形狀(Y字型溝)之情況，不管是相對於旋轉速度方向Y1(溝移動的方向)的前方或後方皆具有傾斜面，前傾斜面在晶圓和研磨墊之間起了吸引力作用，呈現研磨率上昇，面內均一性提升等之效果。但可瞭解即便是後傾斜面具有傾斜角度，還是看不見在後傾斜面中相對於溝移動的方向之前方的溝側面之傾斜面有起作用。又，可瞭解即便溝側面具有傾斜面，但若溝方向和旋轉速度方向平行，則變成不是前傾斜面，故未見前傾斜面有起作用。

相反的，研磨面和晶圓間所保持之漿液雖會因為旋轉而被促進排出，但認為具有後傾斜面，更過度促進研磨面和晶圓間之漿液的排出，招致研磨率、面內均一性之降低。

因此，在溝的斷面形狀形成V字形狀之情況，或形成梯形及埋頭螺釘的斷面形狀般(Y字型溝)的情況，基於前傾斜面的效果與基於後傾斜面的反效果相互拉鋸，未見有充份的性能，故而有必要減少後傾斜面的比例(傾斜角度)，較佳為，去除後傾斜面。

於是，本發明的形成於研磨墊的第1溝其第1溝側面(前傾斜面)的傾斜角度是105度以上150度以下，第1溝側面之對向側的第2溝側面(後傾斜面)的傾斜角度小於105度。透過作成前傾斜面的傾斜角度和後傾斜面的傾斜角度不同的溝(單翼片溝)欲解決上述課題。

由於研磨面和接續於該研磨面的側面(溝側面)所成之角度若過大則研磨面的面積減少，且溝的斷面積變太大使得漿液排出過多，招致研磨率降低。另一方面，若過小則未見傾斜的溝側面所具有之吸引效果或改善流動。為此，溝的前傾斜面的角度必需是105度以上150度以下，110度以上較佳，115度以上更佳，120度以上最佳。

又，溝2a中之後傾斜面的角度θ₃需小於105度，60度以上較佳，80度以上更佳，85度以上最佳。又，100度以下更佳，95度以下最佳。

此處，構成研磨墊之溝的斷面形狀未必是1個種類。例如，亦可藉由組合在至少一方的溝寬方向之緣端部中前傾斜面角度是105度以上150度以下且後傾斜面角度小於105度的溝即複數個溝斷面形狀的溝來構成研磨墊。此外，從面內均一性的觀點考量，以1種類的斷面形狀構成研磨墊者更佳。

又，如同前述，基於前傾斜面的效果與基於後傾斜面的反效果相互拉鋸，未見有充份的性能，故有必要減少後傾斜面的比例(傾斜角度)，本發明中，溝2a具有設在相對於旋轉速度方向Y1的前側之第1溝側面21和位在第1溝側面21的對向側且設在相對於旋轉速度方向Y1的後側之第2溝側面22，而包含溝2a的第1溝之長度(溝延伸的方向之長度)之總和必需是研磨墊所設置的複數個溝當中的除了第1溝以外的溝的長度之總和以上。

圖4A係顯示本實施形態的研磨墊之構成的一例之示意圖，是研磨墊之相對於特定的線段呈對稱的形狀之溝的配置例。例如即便是形成有單翼片溝的研磨墊3，如圖4A所示，在研磨墊3上以XY格子狀均一配設溝2a，溝2a自研磨面1的一端到另一端呈相同的斷面形狀延伸的情況，由於研磨墊3是旋轉進行使用，所以第1溝側面21及第2溝側面22係依形成部位、旋轉速度方向而可能成為前傾斜面或後傾斜面。如此一來，即便在某部位的前傾斜面比例多，也會造成在某的部位的後傾 斜面比例也變多。亦即，和上述的V字形溝(溝側面20)等之情況同樣地，巨觀時，基於前傾斜面的效果與基於後傾斜面的反效果相互拉鋸，未見有充份的性能之情形。

圖4B係圖4A的a’-a”線之斷面圖。圖4C係圖4A的b’-b”線之斷面圖。圖4D係圖4A的c’-c”線之斷面圖。圖4E係圖4A的d’-d”線之斷面圖。此處，連結任意的點Pa~Pd中之對向點即點Pa到點Pc的線段PaPc及連結點Pb到點Pd的線段PbPd係通過研磨墊3的中心O。

亦即，圖4A中，沿著線段PaPc形成之由複數個溝所成的溝群30，係相對於包含線段PbPd在內的正交於研磨墊3的研磨面1之垂直面呈對稱，沿著線段PbPd形成之由複數個溝所成的溝群31係相對於包含線段PaPc在內的正交於研磨面1的垂直面呈對稱。亦即，沿著連結研磨墊3的中心O和點Pa的線段之溝群在a”側(旋轉速度方向Y1的前端側)具有前傾斜面(參照圖4B)，沿著連結中心O和點Pc的線段之溝群在c’側具有前傾斜面(參照圖4D)。沿著連結中心O和點Pb的線段之溝群在b”側具有前傾斜面(參照圖4C)，沿著連結中心O和點Pd的線段之溝群在d’側具有前傾斜面(參照圖4E)。因此巨觀時，基於前傾斜面的效果與基於後傾斜面的反效果相互拉鋸，未見有充份的性能。因此，本發明中，即便在微觀時可見基於前傾斜面的效果，但重要的是在巨觀時不讓基於前傾斜面的效果與基於後傾斜面的反效果相互拉鋸。其意味著本發明之研磨墊的溝相對於 包含研磨墊的徑在內的正交於研磨墊面的所有垂直面是非對稱的。

圖5A係顯示本實施形態的研磨墊的要部之構成的其他例之示意圖，是相對於研磨墊的所有的徑呈非對稱的形狀之溝的配置例。圖5B係圖5A的e’-e”線之斷面圖。圖5C係圖5A的f’-f”線之斷面圖。圖5D係圖5A的g’-g”線之斷面圖。圖5E係圖5A的h’-h”線之斷面圖。此處，連結任意的點Pe~Ph中之對向點即點Pe到點Pg的線段PePg及連結點Pf到點Ph的線段PfPh係通過研磨墊3a的中心O。

沿著線段eg形成之由複數個溝所成的溝群32、33為，溝2a相對於通過研磨墊3a的中心O且與研磨面1正交的平面(例如，通過線段PfPh的平面)形成非對稱。又，沿著線段PfPh形成之由複數個溝所成的溝群34、35為，溝2a相對於通過研磨墊3a的中心O且與研磨面1正交的平面(例如，通過線段PePg的平面)形成非對稱。相對於溝群32、34的溝2a，從相同方向看溝群33、35的溝2a時呈反轉的形狀。亦即，沿著連結研磨墊3a的中心O和點Pe之線段的溝群之溝2a係在e”側具有前傾斜面(參照圖5B)，沿著將研磨墊3a的中心O和點Pg連結之線段的溝群之溝2a係在g”側具有前傾斜面(參照圖5D)。又，沿著將研磨墊3a的中心O和點Pf連結之線段的溝群之溝2a係在f”側具有前傾斜面(參照圖5C)，沿著將研磨墊3a的中心O和點Ph連結之線段的溝群之溝2a係在h”側具有前傾斜面(參照圖5E)。因此， 溝群32~35中的溝2a相對於旋轉速度方向Y1，第1溝側面21是位在前側。

圖6A係針對溝加工方向和旋轉之研磨墊的旋轉速度方向呈平行時之溝形狀作說明的圖。圖6B係針對溝加工方向和旋轉之研磨墊的旋轉速度方向呈平行時之溝形狀作說明的圖。例如，即便是形成於研磨墊300的溝200的斷面形狀具有前傾斜面及後傾斜面的溝，在研磨墊300上以同心圓狀均一配設的情況，可瞭解溝方向是和襯墊旋轉速度方向(旋轉速度方向Y100)呈平行，故未見前傾斜面有起作用。因此，本發明的溝並非同心圓狀。

圖7A係顯示本實施形態的研磨墊之構成的示意圖，及顯示溝形狀的一例之斷面斜視圖。圖7B係針對本實施形態的研磨墊之溝形狀的加工方向作說明的圖。例如，如圖7A所示，在作成研磨面1形成有上述的溝2d和溝2k時，如圖7B所示，具有溝2d的前傾斜面(第1溝側面24b)之溝的加工方向Y20和研磨墊的旋轉速度方向Y21所成之角度θ₄是有角度的情況，前傾斜面成為相對於溝移動方向具有角度，使得在晶圓和研磨墊之間吸引力起作用或漿液流動改善。

圖8係顯示本實施形態的研磨墊之要部構成的示意圖。在圖8所示的研磨墊3b，於具有研磨面1的研磨層形成有溝2a。又，圖8分別顯示位在與研磨墊3b的中心O等距離之各溝2a的加工方向(溝2a向外周延伸的方向)Y22~Y25和研磨墊3b的旋轉速度方向Y1所成之角度θ₅~θ₈。研磨墊3b的旋轉速度方向Y1和溝2a的加工 方向所成之角度θ₅~θ₈係採用30度以上90度以下的角度。溝2a的加工方向和研磨墊3b的旋轉速度方向所成之角度為45度以上更佳。此處，溝2a的加工方向Y22~Y25是指溝寛方向的垂直方向。又，旋轉速度方向Y1是指在溝2a的加工方向Y22~Y25上的一點之旋轉速度的方向。此時，溝2a的加工方向Y22~Y25上的一點各自與中心O的距離為相等。

圖8中，相對於旋轉速度方向Y1之各加工方向Y22~Y25的角度θ₅~θ₈係滿足θ₅<θ₆<θ₇<θ₈的關係。此乃與各加工方向Y22~Y25與中心O的最短距離之大小關係呈反比。亦即，關於溝2a形成於研磨面的形成範圍，在離研磨墊3b的中心O的最短距離大時，如圖8所示，在襯墊的外周部角度變小，未見充份的性能，故溝2a以形成為通過在和溝2a正交的方向之襯墊半徑長度(徑向的長度)的90%以下的範圍較佳，形成為通過60%以下的範圍更佳，形成為通過50%以下的範圍最佳，形成為通過40%以下的範圍特佳。此外，上述的範圍是指以中心O為中心的圓且此圓的半徑相對於襯墊半徑長度是90%以下的範圍。

為抑制水漂現象、或防止襯墊對晶圓吸附，亦可在研磨墊的研磨面上設置通常的研磨墊可採用的格子形狀、表面微凹形狀、螺旋形狀、同心圓形狀等的溝(groove)，亦適合使用該等的組合，格子形狀更佳。

此時，形成上述形狀(參照圖2，圖3A~圖3I等)的第1溝由於相對於形成於研磨面的所有溝的長度之總和 過長時，成為襯墊的外周部亦含有溝，未見有充份的性能，故相對於形成於研磨面的所有溝的長度之總和是90%以下較佳，75%以下更佳，65%以下最佳，55%以下特佳。

又，形成於研磨面的第1溝由於相對於形成於研磨面的所有溝之總和過短時則未見充份的性能，故相對於形成於研磨面的所有溝的長度之總和是5%以上較佳，10%以上更佳，15%以上更佳，20%以上更佳，30%以上最佳，40%以上特佳。

關於本發明中構成研磨墊的研磨面之研磨層，由於微型橡膠A硬度70度以上且具有獨立氣泡的構造在半導體、介電/金屬複合體及積體電路等形成平坦面，故較佳。倒無特別限定，關於形成此種構造體的材料，可例舉聚乙烯、聚丙烯、聚酯、聚胺基甲酸酯、聚脲、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、苯酚樹脂、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、聚矽氧樹脂、氟橡膠及以該等為主成分的樹脂等。可使用該等2種以上。關於此種樹脂，考量可較容易控制獨立氣泡直徑這點，以聚胺基甲酸酯為主成分的素材更佳。

聚胺基甲酸酯係指藉由聚異氰酸酯的加成聚合反應或聚合反應所合成之高分子。作為聚異氰酸酯的對象使用之化合物，係含活性氫化合物，亦即含二個以上的多羥基、或胺基的化合物。關於聚異氰酸酯，可例舉甲苯 二異氰酸酯、二苯甲烷二異氰酸酯、二異氰酸奈、六二醇二丙烯酸酯、二異氰酸異佛爾酮等，但不受此等所限。亦可使用該等2種以上。關於含多羥基的化合物，具代表性的是多元醇，可例舉聚醚多元醇、聚四甲基醚二醇、環氧樹脂變性多元醇、聚酯多元醇、丙烯基多元醇、聚丁二烯多元醇，聚矽氧基多元醇等。亦可使用該等2種以上。較佳為，依硬度、氣泡直徑及發泡倍率來決定聚異氰酸酯和多元醇、及催化劑、發泡劑、整泡劑的組合或最適量。

關於該等朝聚胺基甲酸酯中形成獨立氣泡的方法，一般是採用在聚胺基甲酸酯製造時朝樹脂中摻合各種發泡劑的化學發泡法，但使用在利用機械的攪拌使樹脂發泡後再使之硬化的方法亦較佳。

獨立氣泡的平均氣泡直徑，從使漿液保持於襯墊表面的觀點考量以20μm以上較佳，30μm以上更佳。一方面，從確保半導體基板之局部的凹凸的平坦性之觀點考量是150μm以下較佳，140μm以下更佳，130μm以下更佳。此外，平均氣泡直徑，係利用KEYENCE製VK-8500的超深度顯微鏡以倍率400倍進行試樣斷面觀察時，利用影像處理裝置將所觀察一視野內的氣泡中在視野端部有缺損的圓狀氣泡除外的圓狀氣泡，從斷面面積測定與圓相當的直徑，藉由算出數個平均值而求得。

本發明中的研磨墊之一較佳實施態樣為，含有乙烯基化合物的聚合物及聚胺基甲酸酯且具有獨立氣泡的襯墊。雖然光是來自乙烯基化合物的聚合物就能提高韌性 和硬度，但難以獲得具有獨立氣泡之均質的研磨墊，又聚胺基甲酸酯的硬度一變高就變脆。透過在聚胺基甲酸酯中含浸乙烯基化合物，可作成含有獨立氣泡且韌性和硬度高的研磨墊。

乙烯基化合物是具有聚合性的碳-碳雙鍵的化合物。具體言之，可例舉丙烯酸甲酯、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、甲基丙烯酸二甲基胺基乙酯、甲基丙烯酸二乙基胺基乙酯、甲基丙烯酸環氧丙酯、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、二乙烯苯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、二乙二醇二甲基丙烯酸酯等。亦可使用該等2種以上。

在上述的乙烯基化合物中，以CH₂=CR¹COOR²(R¹：甲基或乙基，R²：甲基、乙基、丙基或丁基)較佳。其中甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸異丁酯係因容易朝聚胺基甲酸酯形成獨立氣泡、單體的含浸性良好、容易聚合硬化、以及含有經聚合硬化的乙烯基化合物之聚合物和聚胺基甲酸酯的發泡構造體之高硬度且平坦化特性良好等這幾點而較佳。

關於為獲得該等之乙烯基化合物的聚合物所適合使用的聚合起始劑方面，可例舉偶氮雙異丁腈、偶氮雙(2,4-二甲基戊腈)、偶氮雙環己基甲腈、過氧化苯甲醯基、過氧化月桂醯基、過氧二碳酸異丙酯等的自由基起始劑。亦可使用該等2種以上。又，亦可使用氧化還原系的聚合起始劑，例如過氧化物和胺類之組合。

關於乙烯基化合物朝聚胺基甲酸酯中含浸的方法，可例舉在放入乙烯基化合物的容器中浸漬聚胺基甲酸酯的方法。又，此時，為加速含浸速度，亦可施予加熱、加壓、減壓、攪拌、振盪、超音波振動等之處理。

乙烯基化合物朝聚胺基甲酸酯中的含浸量應是依使用的乙烯基化合物及聚胺基甲酸酯的種類、所製造之研磨墊的特性而定，不能一概而論，例如，聚合硬化後的發泡構造體中之可由乙烯基化合物獲得的聚合物與聚胺基甲酸酯的含有比率以重量比是30/70~80/20者較佳。若可由乙烯基化合物獲得的聚合物之含有比率是重量比30/70以上，則可充分提高研磨墊的硬度。又，若含有比率是80/20以下，則可充分提高研磨層的彈力性。

此外，從聚胺基甲酸酯中的聚合硬化後之乙烯基化合物可獲得的聚合物及聚胺基甲酸酯之含有率可利用熱分解氣相層析分析法/質量分析手法測定。關於本手法能使用的裝置方面，可例舉作為熱分解裝置的二次裂解儀“PY-2010D”(frontier-lab公司製)，作為氣相層析分析．質量分析裝置的“TRIO-1”(VG公司製)。

本發明中，從半導體基板之局部的凹凸之平坦性觀點考量，以含有從乙烯基化合物可獲得的聚合物之相和聚胺基甲酸酯之相不分離者較佳。在定量表現時，光點的大小是50μm的顯微紅外分光裝置觀察之研磨墊的紅外光譜具有由乙烯基化合物所聚合之聚合物的紅外吸收峰值和聚胺基甲酸酯的紅外吸收峰值，各個部位的紅外光譜大致相同。關於在此所使用的顯微紅外分光裝置，可例舉SPECTRA-TEC公司製的IRμs。

為進行特性改良，研磨墊亦可含有研磨劑、帶電防止劑、潤滑劑、安定劑、染料等的各種添加劑。

本發明中，研磨層的微型橡膠A硬度係指以高分子計器(股)製微型橡膠硬度計MD-1評價的值。微型橡膠A硬度計MD-1乃係可測定以往硬度計所難以測定的薄物．小物的硬度者，由於設計．製作成彈簧式橡膠硬度計(durometer)A型的約1/5的縮小模型，故可獲得和彈簧式硬度計A型的硬度一致的測定值。通常的研磨墊係因研磨層或硬質層的厚度是切成5mm而無法用彈簧式橡膠硬度計A型作評價，故用前述微型橡膠硬度計MD-1作評價。

本發明中，研磨層的硬度，從半導體基板之局部的凹凸之平坦性觀點考量，以微型橡膠A硬度70度以上較佳，80度以上更佳。

本發明中，研磨層的密度，從減低局部平坦性不良、整體階差之觀點考量，以0.3g/cm³以上較佳、0.6g/cm³以上更佳，0.65g/cm³以上最佳。另一方面，從減低擦痕 的觀點考量，以1.1g/cm³以下較佳、0.9g/cm³以下更佳、0.85g/cm³以下最佳。此外，本發明中的研磨層的密度，係使用哈佛型比重計，依據JIS R-3503且以水為媒體所測定的值。

本發明中的研磨墊，因為具有體積彈性模量為40MPa以上且拉伸彈性模量為1MPa以上20MPa以下的緩衝層而面內均一性良好，故較佳。所謂體積彈性模量，是對預先測定了體積的被測定物施加等方的壓力並測定其體積變化，利用體積彈性模量=施加壓力/(體積變化/原體積)算出。本發明中是指於23℃在試樣施加0.04~0.14MPa的壓力時的體積彈性模量。

本發明中的體積彈性模量利用以下方法測定。於內容積約40mL的不鏽鋼製的測定單元放入試料片和23℃的水，裝設容量0.5mL的硼矽酸玻璃製的帶刻度吸管(最小刻度0.005mL)。另外，使用聚氯乙烯樹脂製的管(內徑90mmφ×2000mm、璧厚5mm)作為壓力容器，於其中放進置放有上述試料片的測定單元，於壓力P下加壓氮氣，測定體積變化V1。接著，在試料未放入測定單元之下，於壓力P下加壓氮氣，測定體積變化V0。將壓力P除以△V/Vi=(V1-V0)/Vi所得的值算出作為前述試料的體積彈性模量。

本發明中，緩衝層的體積彈性模量為40MPa以上較佳。透過將體積彈性模量設為40MPa以上，可使半導體基板全面的面內均一性提升。又，流入於貫通研磨墊的表面和背面之孔的漿液或水難以含浸於緩衝層，可維持緩衝特性。

本發明中的拉伸彈性模量為，將試驗片作成啞鈴形狀並施以拉伸應力，在拉伸應變(=拉伸長度變化/原長度)0.01迄至0.03為止的範圍測定拉伸應力，利用拉伸彈性模量=((拉伸應變是0.03時的拉伸應力)-(拉伸應變是0.01時的拉伸應力))/0.02所定義者。關於測定裝置，可例舉ORIENTEC公司製萬能拉力試驗機RTM-100等。關於測定條件方面，試驗速度為5cm/分鐘，試驗片形狀係呈寛5mm且試料長50mm的啞鈴形狀。

本發明中，緩衝層的拉伸彈性模量，從半導體基板全面的面內均一性的觀點考量，1MPa以上較佳，1.2MPa以上更佳。又，20MPa以下較佳，10MPa以下更佳。

關於此種緩衝層，可例舉天然橡膠、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、熱可塑性聚胺基甲酸酯橡膠、聚矽氧樹脂等之無發泡的彈性體，但未受該等所限定。緩衝層的厚度為0.1mm以上2mm以下的範圍較佳。從半導體基板全面之面內均一性的觀點考量，0.2mm以上較佳、0.3mm以上更佳。又，從局部平坦性的觀點考量係2mm以下較佳、1.75mm以下更佳。

關於貼合研磨層和緩衝層的手段，可例舉例如雙面膠帶或接著劑將研磨層和緩衝層貼合。

本發明的研磨墊亦可為在緩衝薄片之與台板接著的面上設置雙面膠帶。關於該雙面膠帶，可使用和上述同樣在基材的兩面設有接著層的一般構成者。關於基材，可例舉例如不織布或薄膜等。若考量研磨墊使用後從台板剝離的情形，則以使用薄膜作為基材較佳。

又，關於接著層的組成，例如，可例舉橡膠系接著劑或丙烯系接著劑等。在考慮金屬離子的含有量時，丙烯系接著劑因金屬離子含有量少而較佳。又，緩衝薄片和台板的組成多為不同，亦可作成使雙面膠帶之各接著層的組成不同，使得對緩衝薄片及台板的接著力最佳化。

關於本發明中被研磨之被研磨材方面，可例舉例如形成於半導體晶圓上的絶緣層或金屬配線的表面。關於絶緣層，可例舉金屬配線的層間絶緣膜、金屬配線的下層絶緣膜或元件分離所使用的淺凹槽隔離。關於金屬配線，可例舉鋁、鎢、銅等，構造方面有金屬鑲嵌、雙重金屬鑲嵌、插塞等。在將銅設為金屬配線的情況，氮化矽等的障壁金屬亦成為研磨對象。絶緣膜現以氧化矽為主流，但低介電率絶緣膜亦被使用。除半導體晶圓以外亦可使用在磁頭、硬碟、藍寶石等之研磨。

使用本發明的研磨墊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，依實施例詳細說明本發明。然而，並非解釋成本發明受限於本實施例。此外，測定係按以下那樣進行。

(傾斜角度測定)

朝研磨層表面形成有溝的襯墊之溝深方向作切割。切割係對溝的加工方向垂直地切割，作成容易觀察溝斷面形狀的面，以KEYENCE製VK-8500的超深度顯微鏡觀察溝的斷面以測定研磨面和接續於研磨面的側面 (溝側面)所成之角度。從與襯墊的中心相距50mm、250mm、450mm的位置測定最接近的溝，此3點的平均設為傾斜角度。

(研磨率測定及面內均一性的評價)

使用Applied Materials(股)製的Mirra 3400，以既定的研磨條件進行了研磨。研磨特性為，對除了8吋晶圓的最外周10mm以外的37點作測定並平均化，算出平均研磨率(nm/分鐘)。且，將37點的研磨率之最大值和最小值的差除以平均研磨率所得的值算出作為面內均一性。

(缺陷評價)

關於增強處理，將研磨後的晶圓浸漬於0.5重量%的氟酸10分鐘並經水洗後，以1.0重量%的氨溶液和1.0重量%的過氧化氫水之混合溶液洗淨，再水洗乾燥。針對洗淨後的晶圓，使用KLA-Tencor(股)製的SP-1，計數0.155μm以上的缺陷數。

(襯墊研削速度)

使用(股)Mitutoyo製深度規(數位匹配型)測定研磨前後的溝深，將溝所減少的值除以評價時間所得的值設為襯墊研削速度。

<實施例1>

將聚丙烯乙二醇30重量份、二苯甲烷二異氰酸酯40重量份、水0.5重量份、三乙胺0.3重量份、聚矽氧整泡劑1.7重量份、及辛酸亞錫0.09重量份以RIM(Reaction Injection Molding)成型機混合，吐出於金 屬模進行加壓成型，製作厚度2.6mm之獨立氣泡的發泡聚胺基甲酸酯薄片(微型橡膠A硬度：42度，密度：0.76g/cm³，獨立氣泡的平均氣泡直徑：34μm)。

將前述發泡聚胺基甲酸酯薄片浸漬於添加有偶氮雙異丁腈0.2重量份的甲基丙烯酸甲酯60分鐘。接著將前述發泡聚胺基甲酸酯薄片浸漬於包含聚乙烯醇“CP”(聚合度：約500，NACALAI(股)製)15重量份、乙醇(試藥特級，片山化學工業(股)製)35重量份、及水50重量份的溶液中並予以乾燥，藉此將前述發泡聚胺基甲酸酯薄片表層以聚乙烯醇被覆。

接著將被聚乙烯醇被覆的發泡聚胺基甲酸酯薄片隔著氯乙烯製墊圈夾入2片玻璃板間，於65℃下加熱6小時，於120℃下加熱3小時，藉以使之聚合硬化。從玻璃板間脫模並經水洗後，在50℃下進行真空乾燥。將如此所獲得之硬質發泡薄片切片加工成厚度2.00mm以製作研磨層。研磨層中的甲基丙烯酸甲酯含有率係66重量%。又研磨層的D硬度為54度，密度為0.81g/cm³，獨立氣泡的平均氣泡直徑為45μm。將所獲得之硬質發泡薄片兩面研削，製作厚度是2mm的研磨層。

在藉由上述方法所獲得之研磨層，使用輥塗機並隔著Mitsui Chemicals polyurethane(股)製MA-6203接著層將作為緩衝層之Nihon Matai(股)製的熱可塑性聚胺基甲酸酯的微型橡膠A硬度90度之0.3mm的物品(體積彈性模量=65MPa，拉伸彈性模量=4MPa)積層，然後背面貼合作為背面膠帶的積水化學工業(股)製雙面膠帶5604TDM。

圖9係顯示本發明實施例中的實施例1的研磨墊之構成的示意圖。將積層有緩衝層的積層體沖切成直徑508mm的圓，作成在研磨層表面呈XY格子狀之溝距d₁₀、d₁₁為15mm、溝寬為1.5mm且溝深為1.0mm的溝，且相對於研磨墊的所有的徑形成非對稱的研磨墊。形成於研磨面的溝之斷面形狀為，圖3C所示的溝2d，溝寬對應圖3C中的距離d₃₀。又，溝深對應第2溝側面22的長度，對應溝底面23的長度設為1.0mm，對應正交部243的長度設為0.5mm。

就實施例1的研磨墊3c而言，如圖9所示，設置複數個溝2d(虛線)自緣端延伸至中心O的近旁所形成的溝群41~44。溝群41、43的溝2d延伸的方向呈相互平行，且溝2d的斷面形狀相對於通過中心O且正交於研磨面的平面呈非對稱。溝群42、44的溝2d延伸的方向呈相互平行，且溝2d的斷面形狀相對於通過中心O且正交於研磨面的平面呈非對稱。再者，溝群41、43的溝2d延伸的方向和溝群42、44的溝2d延伸的方向係正交。又，溝群41、43的形成區域係以在與溝2d延伸的方向正交之方向上的距離成為d₂₀的方式形成溝2d。溝群42、44的形成區域係以在與溝2d延伸的方向正交之方向上的距離成為d₂₁的方式形成溝2d。實施例1中，距離d₂₀、d₂₁為研磨墊3c的直徑的1/3。

此處，在研磨墊3c沿著旋轉速度方向Y1旋轉的情況，從圖9所示的溝群41~44的溝2d之箭視A~D方向觀看時的斷面形狀分別對應圖3C所示的溝2d。

此外，就實施例1而言，如圖9所示，於溝2d之配設區域以外的區域，圖3J所示那種斷面形狀是形成矩形的複數個溝2k(實線)形成格子狀。就實施例1而言，此時的溝底面23及溝側面25的長度設為1.0mm。

將藉上述方法所獲得之研磨墊貼附於研磨機(Applied Materials(股)製“MIRRA3400”)的盤。針對氧化膜的8吋晶圓，以保持環壓力=55kPa(6psi)、內管壓力=28kPa(4psi)、薄膜壓力=28kPa(4psi)、台板旋轉數=76rpm、研磨頭旋轉數=75rpm、使漿液(CABOT公司製，SS-25)以150mL/分鐘的流量流通的條件，利用Saesol製修整器以荷重17.6N(41bf)研磨1分鐘的時間，從研磨開始進行30秒原位修整(in situ dressing)並研磨100片。第100片氧化膜的平均研磨率為214nm/分鐘、面內均一性為4.0%，屬良好。

針對研磨後的晶圓，經利用前述方法計數0.155μm以上的缺陷後，缺陷為332個，屬良好。又，研磨中的襯墊研削速度為1.25μm/分鐘，屬良好。

<實施例2>

以除了變更研磨層表面的溝形狀以外，其餘是同實施例1的方式進行了研磨。圖10係顯示本實施例中的實施例2的研磨墊之構成的示意圖。圖10所示的研磨墊3d係實施例1的研磨墊3c的溝形狀變更成為形成圖2所示的斷面形狀之溝2a(虛線)。此外，溝寬對應圖2中的距離d₃₁，設為1.0mm。又，溝深對應第2溝側面22的長度，設為1.0mm。就此研磨墊3d而言，平均研磨率為201nm/分鐘、面內均一性為6.5%，屬良好。

針對研磨後的晶圓，經利用前述方法計數0.155μm以上的缺陷後，缺陷為421個，屬良好。又，研磨中的襯墊研削速度為1.26μm/分鐘，屬良好。

<實施例3>

以除變更研磨層表面的溝形狀以外，其餘是同實施例1的方式進行了研磨。圖11係顯示本實施例中的實施例3的研磨墊之構成的示意圖。圖11所示的研磨墊3e係將實施例1的研磨墊3c的溝形狀變更成形成圖2所示的斷面形狀之溝2a，以形成圖2所示的溝2a取代斷面形狀是形成矩形的複數個溝2k。此處，對應於溝群41~44的溝2a(虛線)以外的溝2a(一點鏈線)，係從研磨墊3e的一緣端延伸至另一緣端。此外，溝寬係對應圖2中的距離d₃₁而設成1.0mm。又，溝深係對應第2溝側面22的長度而設成1.0mm。就此研磨墊3e而言，平均研磨率為213nm/分鐘、面內均一性為4.4%，屬良好。

針對研磨後的晶圓，經利用前述方法計數0.155μm以上的缺陷後，缺陷為278個，屬良好。又，研磨中的襯墊研削速度為1.35μm/分鐘，屬良好。

<實施例4>

以除變更研磨層表面的溝形狀以外，其餘是同實施例1的方式進行了研磨。圖12係顯示本實施例中的實施例4的研磨墊之構成的示意圖。就圖12所示的研磨墊3f而言，相較於實施例3的研磨墊3e，係交互地配設形成圖2所示的斷面形狀之溝2a(虛線，一點鏈線)、及斷面形狀是形成矩形之複數個溝2k(實線)。此處，對應於 溝群41~44的溝以外的溝，係從研磨墊3f的一緣端延伸至另一緣端。此外，溝寬係對應圖2中的距離d₃₁及溝底面23的長度，分別設為1.0mm。又，溝深對應第2溝側面22及溝側面25的長度，設為1.0mm。就此研磨墊3f而言，平均研磨率為209nm/分鐘、面內均一性為6.4%，屬良好。

針對研磨後的晶圓，經利用前述方法計數0.155μm以上的缺陷後，缺陷為290個，屬良好。又，研磨中的襯墊研削速度為1.33μm/分鐘，屬良好。

<實施例5>

以除變更研磨層表面的溝形狀以外，其餘是同實施例1的方式進行了研磨。圖13係顯示本實施例中的實施例5的研磨墊之構成的示意圖。就圖13所示的研磨墊3g而言，相較於實施例1的研磨墊3c，係以形成圖2所示的斷面形狀之溝2a(虛線)取代溝2d的一部份並變更成比上述的溝群41~44的區域還狹窄的溝群41a~44a，剩餘的溝2d變更為溝2k。溝群41a、43a的溝2a延伸的方向相互平行，且溝2a的斷面形狀相對於通過中心O且正交於研磨面的平面呈非對稱。溝群42a、44a的溝2a延伸的方向相互平行，且溝2a的斷面形狀相對於通過中心O且正交於研磨面的平面呈非對稱。再者，溝群41a、43a的溝2a延伸的方向和溝群42a、44a的溝2a延伸的方向正交。此處，溝群41a、43a的形成區域係以在與溝2a延伸的方向正交之方向上的距離成為d₂₂的方式形成溝2a。溝群42a、44a的形成區域係以在與溝2a延伸的方 向正交之方向上的距離成為d₂₃的方式形成溝2a。實施例5中，距離d₂₂、d₂₃設定成相對於形成於研磨面的所有溝的長度之總和成為11.5%。又，溝距d₁₂、d₁₃設定成10mm。此外，溝寬對應圖2中的距離d₃₁及溝底面23的長度，分別設為1.0mm。又，溝深對應第2溝側面22及溝側面25的長度，設為1.0mm。就此研磨墊3g而言，平均研磨率為215nm/分鐘、面內均一性為6.1%，屬良好。

針對研磨後的晶圓，經利用前述方法計數0.155μm以上的缺陷後，缺陷為307個，屬良好。又，研磨中的襯墊研削速度為1.11μm/分鐘，屬良好。

<比較例1>

就比較例1而言，相較於實施例1的研磨墊3c，溝2d變更為斷面是形成矩形之溝2k。除了溝2k僅設成溝寬(溝底面23)1.5mm、溝距(溝2k間的距離)15mm、溝深(溝側面25)1.5mm的矩形以外，其餘同實施例1地進行了研磨。就比較例1的研磨墊而言，平均研磨率為180nm/分鐘、面內均一性為12.2%，均屬不良。

針對研磨後的晶圓，經利用前述方法計數0.155μm以上的缺陷後，缺陷為583個，屬良好。又，研磨中的襯墊研削速度為1.13μm/分鐘，屬良好。

<比較例2>

就比較例2而言，相較於實施例1的研磨墊3c，溝2d變更為斷面是形成V字形狀之溝2(參照圖1)。溝2除了溝寬(圖1的d₃₂)3.0mm、溝距15mm、傾斜角度 (θ₁)135度且斷面形狀V字、及溝深(圖1的d₃₃)1.5mm以外，其餘同實施例1地進行了研磨。就比較例2的研磨墊而言，平均研磨率為217nm/分鐘，屬良好、但面內均一性為21.1%，屬不良。

針對研磨後的晶圓，經利用前述方法計數0.155μm以上的缺陷後，缺陷為297個，屬非常良好。又，研磨中的襯墊研削速度為1.73μm/分鐘，屬不良。

<比較例3>

以除變更研磨層表面的溝形狀以外，其餘是同實施例1的方式進行了研磨。圖14A係顯示本實施例中的比較例3的研磨墊之構成的示意圖。圖14B係顯示本實施例中的比較例3的研磨墊之溝形狀的構成之斷面圖。就圖14A所示的研磨墊300a而言，係以在研磨面100的中央部交叉的方式形成溝2k，並形成設在研磨面100的緣端側呈圖14B所示的斷面形狀之溝201。溝2k及溝201係從研磨墊300a的一緣端延伸至另一緣端。

溝201包含：溝側面210，係對研磨面100傾斜的面；及溝底面220，係作成在兩端和各溝側面210連接且具有和研磨面100大致平行的底面之凹狀。亦即，溝201為，前後設置上述的第1溝側面而成為具對稱性的形狀。此處，溝201的溝距d₁₀₀及溝距d₁₁₀設為15mm，而包含複數個溝201且設於一端側的溝群400的配設區域，係以成為距離d₂₀₀的方式設置。而包含複數個溝201且設於另一端側的溝群410的配設區域，係以成為距離d₂₁₀的方式設置。又，包含複數個溝201且是由延伸於 和溝群400及溝群410的溝201正交的方向之溝201所成的溝群420的配設區域，係以成為距離d₂₂₀的方式設置。此時，距離d₂₀₀、d₂₁₀、d₂₂₀係研磨墊300a的直徑的1/3。

就此研磨墊300a而言，平均研磨率為179nm/分鐘、面內均一性為18.2%，均屬不良。

針對研磨後的晶圓，經利用前述方法計數0.155μm以上的缺陷後，缺陷為414個，屬良好。又，研磨中的襯墊研削速度為1.51μm/分鐘，屬不良。

<比較例4>

以除變更研磨層表面的溝形狀以外，其餘是同實施例1的方式進行了研磨。圖15係顯示本實施例中的比較例4的研磨墊之構成的示意圖。就圖15所示的研磨墊300b而言，相對於實施例1的研磨墊3c，從箭視E~H方向所觀看之溝2a(點線)的斷面形狀係呈3C所示形狀之反轉形狀。亦即，相對於旋轉速度方向Y100，第2溝側面22是位在前側，第1溝側面24b位在後側。此外，溝2d的斷面形狀中的尺寸和實施例1相同。又，由複數個溝2d所成的溝群的配設區域之距離d₂₃₀、d₂₄₀係和上述的距離d₂₀相同。就此研磨墊300b而言，平均研磨率為185nm/分鐘、面內均一性為15.7%，均屬不良。

針對研磨後的晶圓，經利用前述方法計數0.155μm以上的缺陷後，缺陷為472個，屬良好。又，研磨中的襯墊研削速度為1.28μm/分鐘，屬良好。

<比較例5>

以除變更研磨層表面的溝形狀以外，其餘是同實施例1的方式進行了研磨。圖16係顯示本實施例中的比較例5的研磨墊之構成的示意圖。就圖16所示的研磨墊300c而言，相較於實施例2的研磨墊3d，從箭視E~H方向所觀看之溝2a(虛線)的斷面形狀係呈圖2所示形狀之反轉形狀。亦即，相對於旋轉速度方向Y100，第2溝側面22是位在前側，而第1溝側面21是位在後側。此外，溝2a的斷面形狀中的尺寸和實施例2相同。就此研磨墊300c而言，平均研磨率為190nm/分鐘、面內均一性為10.1%，均屬不良。

針對研磨後的晶圓，經利用前述方法計數0.155μm以上的缺陷後，缺陷為404個，屬良好。又，研磨中的襯墊研削速度為1.25μm/分鐘，屬良好。

<比較例6>

除將研磨層表面的溝形狀設為溝距5mm，相對於形成於研磨面的所有溝的長度之總和變更為4.1%以外，其餘是同實施例5的方式進行了研磨。平均研磨率為180nm/分鐘、面內均一性為11.1%，均屬不良。

針對研磨後的晶圓，經利用前述方法計數0.155μm以上的缺陷後，缺陷為387個，屬良好。又，研磨中的襯墊研削速度為1.13μm/分鐘，屬良好。

產業上可利用性

如以上，本發明的研磨墊可有效地一邊保持高研磨率一邊抑制襯墊壽命的降低。

1‧‧‧研磨面

2、2a、2b、2c、2d、2e、2f、2g、2h、2i、2j、2k、200、201‧‧‧溝

3、3a、3b、3c、3d、3e、3f、3g、300、300a、300b、300c‧‧‧研磨墊

20、25‧‧‧溝側面

21、24、24a、24b、24c‧‧‧第1溝側面

22‧‧‧第2溝側面

23、23a、23b、23c、23d‧‧‧溝底面

30~35、41~44、41a~44a、400、410、420‧‧‧溝群

231‧‧‧凹部

232‧‧‧曲面部

233、244‧‧‧傾斜部

241、245‧‧‧第1傾斜部

242、246‧‧‧第2傾斜部

243‧‧‧正交部

圖1係用以說明本發明實施形態的研磨墊之溝形狀的圖。

圖2係說明本發明實施形態的研磨墊之溝形狀的圖。

圖3A係示意地顯示本發明實施形態的研磨墊之其他的溝形狀例的斷面圖。

圖3B係示意地顯示本發明實施形態的研磨墊之其他的溝形狀例的斷面圖。

圖3C係示意地顯示本發明實施形態的研磨墊之其他的溝形狀例的斷面圖。

圖3D係示意地顯示本發明實施形態的研磨墊之其他的溝形狀例的斷面圖。

圖3E係示意地顯示本發明實施形態的研磨墊之其他的溝形狀例的斷面圖。

圖3F係示意地顯示本發明實施形態的研磨墊之其他的溝形狀例的斷面圖。

圖3G係示意地顯示本發明實施形態的研磨墊之其他的溝形狀例的斷面圖。

圖3H係示意地顯示本發明實施形態的研磨墊之其他的溝形狀例的斷面圖。

圖3I係示意地顯示本發明實施形態的研磨墊之其他的溝形狀例的斷面圖。

圖3J係示意地顯示本發明實施形態的研磨墊之其他的溝形狀例的斷面圖。

圖4A係顯示本發明實施形態的研磨墊之構成的一例之示意圖。

圖4B係圖4A的a’-a”線之斷面圖。

圖4C係圖4A的b’-b”線之斷面圖。

圖4D係圖4A的c’-c”線之斷面圖。

圖4E係圖4A的d’-d”線之斷面圖。

圖5A係顯示本發明實施形態的研磨墊之構成的其他例之示意圖。

圖5B係圖5A的e’-e”線之斷面圖。

圖5C係圖5A的f’-f”線之斷面圖。

圖5D係圖5A的g’-g”線之斷面圖。

圖5E係圖5A的h’-h”線之斷面圖。

圖6A係針對溝加工方向和旋轉之研磨墊的旋轉速度方向呈平行時之溝形狀作說明的圖。

圖6B係針對溝加工方向和旋轉之研磨墊的旋轉速度方向呈平行時之溝形狀作說明的圖。

圖7A係顯示本發明實施形態的研磨墊之構成的示意圖，及顯示溝形狀的一例之斷面斜視圖。

圖7B係針對本發明實施形態的研磨墊之溝形狀的加工方向作說明的圖。

圖8係顯示本發明實施形態的研磨墊之要部構成的示意圖。

圖9係顯示本發明實施例中的實施例1的研磨墊之構成的示意圖。

圖10係顯示本發明實施例中的實施例2的研磨墊之構成的示意圖。

圖11係顯示本發明實施例中的實施例3的研磨墊之構成的示意圖。

圖12係顯示本發明實施例中的實施例4的研磨墊之構成的示意圖。

圖13係顯示本發明實施例中的實施例5的研磨墊之構成的示意圖。

圖14A係顯示本發明實施例中的比較例3的研磨墊之構成的示意圖。

圖14B係顯示本發明實施例中的比較例3的研磨墊之溝形狀的構成之斷面圖。

圖15係顯示本發明實施例中的比較例4的研磨墊之構成的示意圖。

圖16係顯示本發明實施例中的比較例5的研磨墊之構成的示意圖。

1‧‧‧研磨面

2‧‧‧溝

20‧‧‧溝側面(第1溝)

θ₁‧‧‧角度

d₃₂‧‧‧溝寬

d₃₃‧‧‧溝深

Claims (6)

1. 一種研磨墊，係具有至少圓狀的研磨面之化學機械研磨用的研磨墊，其特徵為：於前述研磨面形成非同心圓狀的複數個溝，前述複數個溝係至少一部份具有第1溝，該第1溝具有位在相對於該研磨墊的旋轉速度方向的前側之第1溝側面，及位在後側的第2溝側面，前述研磨面和接續於該研磨面的前述第1溝側面所成的角度是105度以上150度以下，前述研磨面和接續於該研磨面的前述第2溝側面所成的角度小於105度，前述第1溝的長度之總和係前述複數個溝當中的除了前述第1溝以外的溝的長度之總和以上。
2. 如申請專利範圍第1項之研磨墊，其中前述第1溝設置複數個，呈相互平行的直筒狀延伸，前述第1溝延伸方向和前述旋轉速度方向所成的角度是30度以上90度以下。
3. 如申請專利範圍第1項之研磨墊，其中前述第1溝形成於前述研磨面的範圍是形成在該研磨墊的徑向之該研磨墊半徑長度的90%以下之範圍。
4. 如申請專利範圍第1項之研磨墊，其中前述第1溝的長度之總和相對於前述複數個溝的長度之總和為5%以上90%以下。
5. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之研磨墊，其中前述第1溝，係在前述研磨面上呈格子狀形成之溝的一部份。
6. 如申請專利範圍第1項之研磨墊，其中前述第1溝，係相對於通過該研磨墊的中心且與前述研磨面正交的平面形成非對稱。