TW201506140A - 化學機械硏磨墊及使用其之化學機械硏磨方法 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種可兼顧CMP中之被研磨面之平坦性提高與研磨缺陷(刮痕)之減低的化學機械研磨墊、及使用該化學機械研磨墊之化學機械研磨方法。 本發明之化學機械研磨墊之特徵，係具有由組成物所形成之研磨層，該組成物含有樹脂與非離子性界面活性劑，且前述非離子性界面活性劑之含有比例相對於前述樹脂100質量份為0.1質量份以上且5質量份以下。前述非離子性界面活性劑之HLB值較好為5以上且18以下。

Description

化學機械研磨墊及使用其之化學機械研磨方法

本發明係關於化學機械研磨墊及使用該化學機械研磨墊之化學機械研磨方法。

近年來，半導體裝之製造等中，作為針對矽基板或於其上形成有配線或電極等之矽基板(以下亦稱為「晶圓」)，可形成具有優異平坦性之表面的研磨方法，以化學機械研磨(Chemical Mechanical Polishing，以下亦稱為「CMP」)受到矚目。

化學機械研磨方法係一邊使化學機械研磨墊與被研磨物之被研磨面滑動，一邊使化學機械研磨用水性分散體(分散有研磨粒之水性分散體，以下亦稱為「漿液」)流下於研磨墊表面進行研磨之技術。該化學機械研磨方法中，已知因化學機械研磨墊之性狀及特性等而大幅左右研磨結果，自過去以來已提案各種化學機械研磨墊。

例如，使用具有微細氣泡之發泡聚胺基甲酸酯作為化學機械研磨墊，將漿液保持於該墊表面之開口部(以下亦稱為「孔洞」)中用以進行研磨之化學機械研磨 墊為已知(參照例如專利文獻1~4)。該發泡類型之化學機械研磨墊其構造方面有比重或硬度較小之傾向，由於進入到被研磨面(晶圓等之表面)與研磨層之間之研磨屑或墊屑於柔軟之研磨層表面被捕捉，而可避免因強壓抵之壓力使研磨屑或墊屑接觸於被研磨面，故可減低研磨缺陷之發生。但相反地，為了追隨被研磨面凹凸而使研磨層之彈性變形變大，故有被研磨面之平坦性惡化之傾向。

相對於此，使用含有非水溶性基質材料、分散於該非水溶性基質材料中之水溶性粒子之非發泡類型之化學機械研磨墊，研磨層與漿液接觸時使水溶性粒子溶出而成為孔洞，使漿液保持於該孔洞中以進行研磨之化學機械研磨墊為已知(參照例如專利文獻5)。該非發泡類型之化學機械研磨墊其構造上之比重或硬度相較於發泡類型較大，伴隨此，研磨層對於被研磨面(晶圓等之表面)凹凸之彈性變形變小。結果，有被研磨面之平坦性變良好之傾向。但相反地，由於研磨層之硬度比發泡類型大，故有因進入到被研磨面與研磨層之間之研磨屑或墊屑使研磨缺陷(刮痕等)之發生增大之傾向。

〔先前技術文獻〕 〔專利文獻〕

[專利文獻1]日本特開平8-39423號公報

[專利文獻2]日本特開平8-216029號公報

[專利文獻3]日本特開平11-70463號公報

[專利文獻4]日本特開2009-256473號公報

[專利文獻5]日本特開2001-334455號公報

如上述，認為CMP中被研磨面之平坦性提高與研磨缺陷(尤其是刮痕)之發生減低係處於折衝關係。因此，要求可兼顧平坦性提高與研磨缺陷減低之新穎化學機械研磨墊材料之開發。

本發明之幾種樣態係藉由解決上述課題，而提供於CMP中可兼顧被研磨面之平坦性提高與研磨缺陷減低之化學機械研磨墊、及使用該化學機械研磨墊之化學機械研磨方法者。

本發明係為了解決上述課題之至少一部份者，其可實現作為下述樣態或適用例。

〔適用例1〕

本發明之化學機械研磨墊之一樣態之特徵為：具有由組成物形成之研磨層，該組成物含有樹脂與疏水基為烴基之非離子性界面活性劑，且前述非離子性界面活性劑之含有比例相對於前述樹脂100質量份為0.1質量份以上且5質量份以下。

〔適用例2〕

適用例1之化學機械研磨墊中，前述非離子性界面活性劑之HLB值為5以上且18以下。

〔適用例3〕

適用例1或適用例2之化學機械研磨墊中，前述非離子性界面活性劑可為以下述通式(1)表示之化合物或以下述通式(2)表示之化合物，

(上述式(1)中，R¹表示經取代或非取代之烷基、烯基或苯基，AO表示碳數2~4之伸烷氧基，n為AO之平均加成莫耳數且表示1~100之整數)， (上述式(2)中，R²表示經取代或非取代之烷基、烯基或苯基，AO表示碳數2~4之伸烷氧基，m及n為AO之平均加成莫耳數，且各獨立表示1~100之整數)。

〔適用例4〕

適用例1至適用例3中任一例之化學機械研磨墊中， 前述組成物可進一步含有交聯劑。

〔適用例5〕

適用例1至適用例4中任一例之化學機械研磨墊中，前述組成物可進一步含有水溶性粒子。

〔適用例6〕

本發明之化學機械研磨方法之一樣態之特徵為使用適用例1至適用例5中任一例之化學機械研磨墊進行化學機械研磨。

依據本發明之化學機械研磨墊，藉由具備由含有樹脂與特定量之疏水基為烴基之非離子性界面活性劑之組成物形成之研磨層，可賦予研磨層表面適度之親水性，且有效減低研磨時之扭矩(摩擦)，故不損及CMP中之被研磨面之平坦性而可減低研磨缺陷(刮痕)的發生。且，藉由於研磨層中含有疏水基為烴基之非離子性界面活性劑，可抑制刮痕產生源之墊屑或晶圓研磨屑等之研磨屑彼此之凝聚，故可有效地減低研磨缺陷(刮痕)的發生。

以下，針對本發明之較佳實施形態加以詳細 說明。又，本發明並不限於下述實施形態，亦包含在不變更本發明要點之範圍內實施之各種變形例。

1. 化學機械研磨墊

作為本實施形態之化學機械研磨墊之構成只要至少一面具備研磨層即無特別限制。又，本發明中，所謂「研磨層」意指具有進行化學機械研磨時與被研磨物接觸之面(以下稱為「研磨面」)之單層。亦即，本發明中，亦包含在研磨層與支撐層之間不具有研磨面之其他層，但該其他層由於不具有研磨面，故並非「研磨層」。此外，本發明中之「研磨層」為發泡類型及非發泡類型均可，但基於可僅使後述之組成物成形而可容易製造，且研磨缺陷(刮痕)之減低效果優異之觀點，以非發泡類型較佳。以下針對本實施形態之化學機械研磨墊加以詳細說明。

1.1. 研磨層

構成本實施形態之化學機械研磨墊之研磨層，係可由含有樹脂、特定量之疏水基為烴基之非離子性界面活性劑之組成物(以下亦簡稱為「組成物」)利用後述之製造方法製作。

1.1.1. 樹脂

前述組成物所含有之樹脂較好為熱可塑性樹脂。藉由使前述組成物含有熱可塑性樹脂，可製作柔軟性優異之研 磨層。藉由以柔軟之研磨層表面而捕捉進入到被研磨面與研磨面之間之墊屑與晶圓研磨屑，可避免因強壓抵壓力而此該等與被研磨面接觸，故可減低研磨缺陷之發生。

作為上述組成物中所含之樹脂，可列舉為例如1,2-聚丁二烯樹脂、聚烯烴樹脂(例如，聚乙烯、聚丙烯等)、聚苯乙烯樹脂、聚丙烯酸樹脂(例如，(甲基)丙烯酸酯樹脂等)、乙烯酯樹脂(但相當於聚丙烯酸樹脂者除外)、聚酯樹脂(但相當於乙烯酯樹脂者除外)、聚醯胺樹脂、氟樹脂(例如，聚偏氟化乙烯等)、聚碳酸酯樹脂、聚乙縮醛樹脂、聚胺基甲酸酯樹脂等。再者，該等樹脂可具有熱可塑性，亦可為經交聯之狀態。經交聯之樹脂可為以交聯劑使熱可塑性樹脂交聯者，亦可為使含後述其他成分之原料伴隨交聯反應而聚合者。

此外，作為前述組成物中所含之樹脂亦可使用熱可塑性彈性體。熱可塑性彈性體列舉為例如熱可塑性聚胺基甲酸酯彈性體、熱可塑性聚酯彈性體、熱可塑性苯乙烯系彈性體、聚醯胺彈性體等。

該等樹脂可使用前述單獨一種樹脂，亦可混合2種以上使用。

1.1.2. 非離子性界面活性劑

藉由使前述組成物含有特定量之疏水基為烴基之非離子性界面活性劑，而賦予研磨層表面適度之親水性，可有效減低研磨時之扭矩(摩擦)，故不損及CMP中之被研 磨面平坦性而可減低研磨缺陷(刮痕)之發生。且，藉由存在疏水基為烴基之非離子性界面活性劑，可抑制成為刮痕發生源之墊屑或晶圓研磨屑等之研磨屑彼此之凝聚，故可有效地減低研磨缺陷(刮痕)之發生。

作為前述組成物中所含非離子性劑面活性劑只要疏水基為烴基且親水基為非離子性者，即無特別限制，但較好為以Davies法算出之HLB值為5以上且18以下之非離子性界面活性劑。HLB值落在上述範圍時，就易於對研磨層表面賦予適度親水性之觀點而言係較佳。

此處，所謂以Davies法算出之HLB值，係由Davies提倡之評價化合物之親水性之值，例如文獻「J.T.Davies and E.K.Rideal,“Interface Phenomena”2nd ed.Academic Press,New York 1963」中定義之以Davies法求出之數值，且係指以下述式(3)算出之值。

HLB值=7+Σ[1]+Σ[2]．．．．．(3)

(但，式(3)中，[1]表示親水基之基數，[2]表示疏水基之基數)。

以下，例示代表性之親水基及疏水基之基數。

-CH₂-：-0.475、-CH₃：-0.475、-(CH₂CH₂O)-：+0.330、-OH：+1.900

又，前述非離子界面活性劑較好疏水基為烴基者。為含矽之疏水基、或烴經氟取代之疏水基時，由於與樹脂之親和性差，故於墊表面局部存在，易馬上使效果 降低。

又，作為前述組成物中所含非離子性界面活性劑，更好為以下述通式(1)表示之化合物或以下述通式(2)表示之化合物，

(上述式(1)中，R¹表示經取代或非取代之烷基、烯基或苯基，AO表示碳數2~4之伸烷氧基，n為AO之平均加成莫耳數，且表示1~100之整數)，

(上述式(2)中，R²表示經取代或非取代之烷基、烯基或苯基，AO表示碳數2~4之伸烷氧基，m及n為AO之平均加成莫耳數，且各獨立表示1~100之整數)。

上述式(1)及(2)中，R¹及R²各自獨立表示經取代或非取代之烷基、烯基或苯基。至於烷基較好為直鏈或具有支鏈之碳數8~22之烷基，更好為碳數10~20之烷基，最好為碳數12~18之烷基。烯基較好為直鏈或具有支鏈之碳數8~22之烯基，更好為碳數10~20之烯基，最好為碳數12~18之烯基。

上述式(1)及式(2)中，AO為碳數2~4之伸烷氧基，列舉為例如伸乙氧基、伸丙氧基等。該等中，基於對研磨層表面賦予親水性之觀點，較好為親水性優異 之伸乙氧基。

上述式(1)及式(2)中，m及n為AO平均 加成莫耳數，且各自獨立表示1~100之整數，但較好為5~60，更好為10~40，又更好為15~30，最好為20~25。

作為上述式(1)所示之化合物之具體例，可列舉為聚氧伸乙基烷基醚、聚氧伸乙基聚氧伸丙基烷基醚、聚氧伸乙基烯基醚、聚氧伸乙基苯基醚等。上述式(2)所示之化合物之具體例列舉為聚氧伸乙基烷基胺、聚氧伸乙基聚氧伸丙基胺、聚氧伸乙基烯基胺等。

上述式(1)中之R¹或上述式(2)中之R²為具有聚合性基之烯基時，藉由於組成物中添加後述交聯劑進行交聯反應，可獲得交聯構造所構築之研磨層。該研磨層藉由具有交聯構造而對研磨層賦予彈性恢復力。藉此，可將研磨時因施加於研磨墊之剪切應力所致之位移抑制至較小，可有效抑制研磨時及修整時研磨層過度拉伸而塑性變形並埋入孔洞，且可有效抑制研磨墊表面過度的毛邊等。因此，亦效率良好地形成孔洞，研磨時之漿液保持性降低較少，且毛邊少而不會阻礙研磨平坦性。

前述組成物中之非離子性界面活性劑之含有比例相對於樹脂100質量份為0.1質量份以上5質量份以下，較好為0.5質量份以上4.5質量份以下，更好為1質量份以上4質量份以下。非離子性界面活性劑之含有比例為上述範圍時，可對研磨層表面賦予適度親水性可有效減低研磨時之扭矩(摩擦)，故不損及CMP中之被研磨面 之平坦性而可減低研磨缺陷(刮痕)之發生。非離子性界面活性劑之含有比例未達上述範圍時，對研磨層表面賦予之親水性不足，無法有效減低研磨時之扭矩。另一方面，非離子性界面活性劑之含有比例超過上述範圍時，所得研磨層之彈性率變得過低，故有損及研磨平坦性之情況而不佳。

1.1.3. 水溶性粒子

前述組成物亦可進一步含水溶性粒子。該水溶性粒子較好以均勻分散於組成物中之狀態存在。藉由使用該組成物，而獲得水溶性粒子均勻分散之狀態之研磨層。

前述水溶性粒子使用之目的，係藉由與由研磨粒及藥液所成之漿液接觸，使水溶性粒子自研磨層表面游離，形成可保持該漿液之孔洞。因此，不使用具有氣泡構造之聚胺基甲酸酯發泡體等，而使用水溶性粒子而在研磨層之表面形成孔洞，使漿液之保持性更良好。

前述水溶性粒子並無特別限制，列舉為有機水溶性粒子及無機水溶性粒子。具體列舉為如水溶性高分子之可溶解於水中之物質，以及如吸水性物質之藉由與水接觸而膨潤或凝膠化而可自研磨層表面游離之物質。

構成前述有機水溶性粒子之材料列舉為例如糖類(澱粉、糊精及環糊精等多糖類、乳糖、甘露糖醇等)、纖維素類(羥基丙基纖維素、甲基纖維素等)、蛋白質、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯啶酮、聚丙烯酸、聚環氧乙 烷、磺化聚異戊二烯、磺化聚異戊二烯共聚物等。

構成前述無機水溶性粒子之材料列舉為例如乙酸鉀、硝酸鉀、碳酸鉀、碳酸氫鉀、溴化鉀、磷酸鉀、硫酸鉀、硫酸鎂、硝酸鈣等。

構成前述水溶性粒子之材料可單獨使用1種之構成有機水溶性粒子或無機水溶性粒子之材料，亦可併用2種以上。又，基於可使研磨層之硬度以外之其他機械強度成為適當值之觀點，水溶性粒子較好為實心體。

前述組成物中之水溶性粒子之含有比例相對於樹脂100質量份，較好為3~150質量份。水溶性粒子之含量於前述範圍時，化學機械研磨中顯示高的研磨速度，且可製造具有適當硬度外之其他機械強度之研磨層。

前述水溶性粒子之平均粒徑較好為0.5~200μm。藉由使水溶性粒子自化學機械研磨墊之研磨層表面游離而形成之孔洞之大小較好為0.1~500μm，更好為0.5~200μm。水溶性粒子之平均粒徑為前述範圍時，可製造顯示高的研磨速度、且具有優異機械強度之研磨層之化學機械研磨墊。

1.1.4. 交聯劑

前述組成物亦可進一步含交聯劑。前述熱可塑性樹脂或前述非離子性界面活性劑具有聚合性基時，藉由於前述組成物中添加交聯劑，可製造其一部份或全部具有交聯構造之研磨層。該交聯劑列舉為例如過氧化二異丙苯、過氧 化二乙基、過氧化二第三丁基、過氧化二乙醯、過氧化二醯等之有機過氧化物；硫；硫化合物等。

前述組成物中之交聯劑之含有比例相對於樹脂100質量份，較好為0.01質量份~0.6質量份。藉由設為該範圍之含有比例，可促進交聯反應，且可製造其一部分或全部具有交聯構造之研磨層。

1.1.5. 其他添加劑

前述組成物亦可視需要含有填充劑、軟化劑、抗氧化劑、紫外線吸收劑、抗靜電劑、滑劑、可塑劑等各種添加劑。尤其填充劑亦可使用碳酸鈣、碳酸鎂、滑石、黏土等提高剛性之材料，及二氧化矽、氧化鋁、氧化鈰、氧化鋯(zirconia)、氧化鈦、氧化鋯(zirconium oxide)、二氧化錳、三氧化錳、碳酸鋇等具有研磨效果之材料等。

1.1.6. 製造方法

本實施形態中使用之研磨層係藉由使前述組成物成形而得。前述組成物之混練可利用習知之混練機等進行。混練機列舉為例如輥、捏合機、班伯里混練機、擠出機(單軸、多軸)等。自組成物成形研磨層之方法只要可在120~230℃下可塑化使前述組成物藉由壓製成形、擠出成形或射出成形，且藉由可塑化‧薄片化之方法成形即可。藉由適當調整該成型條件亦可控制比重或硬度。

如此成形後，亦可藉由切削加工於研磨面形 成凹部。又，亦可藉由使用形成有成為凹部之圖型的模具，使上述組成物經模具成形，而與研磨層之概略形狀一起同時形成凹部。

1.1.7. 研磨層之形狀及凹部

研磨層之平面形狀並無特別限制，可為例如圓形狀。研磨層之平面形狀為圓形狀時，其大小較好為直徑150mm~1200mm，更好為直徑500mm~1000mm。研磨層之厚度較好為0.5mm~5.0mm，更好為1.0mm~3.0mm，最好為1.5mm~3.5mm。

研磨面上亦可形成複數個凹部。前述凹部具有保持CMP時供給之漿液，且將其均勻分配於研磨面，同時使研磨屑、墊屑及使用過之漿液等之廢棄物暫時滯留，成為用以排出於外部之路徑之功能。

凹部之深度較好為0.1mm以上，更好為0.1mm~2.5mm，最好為0.2mm~2.0mm。凹部寬度較好為0.1mm以上，更好為0.1mm~5.0mm，最好為0.2mm~3.0mm。研磨面中，鄰接之凹部間隔較好為0.05mm以上，更好為0.05mm~100mm，最好為0.1mm~10mm。且，凹部寬度與鄰接凹部間之距離之和的間距較好為0.15mm以上，更好為0.15mm~105mm，最好為0.6mm~13mm。凹部可為設有前述範圍內之一定間隔而形成者。藉由形成具有前述範圍之形狀之凹部，可製造被研磨面之刮痕減低效果優異、壽命長之化學機械研磨墊。

前述各較佳範圍可為各種組合。亦即，例如較好為深度0.1mm以上、寬度0.1mm以上、間隔0.05mm以上，更好為深度0.1mm~2.5mm、寬度0.1mm~5.0mm、間隔0.05mm~100mm，最好深度0.2mm~2.0mm、寬度0.2mm~3.0mm、間隔0.1mm~10mm。

用於加工前述凹部之工具可使用日本特開2006-167811號公報、日本特開2001-18164號公報、日本特開2008-183657號公報等所記載之形狀之多刃工具。使用之工具之切削刃可為鑽石、或具有以由Ti、Cr、Zr、V等之週期表第4、5、6族金屬選出之至少一種金屬元素、與由氮、碳及氧選出之至少一種非金屬元素構成之塗覆層。且該塗覆層不限於設置1層之情況，亦可設置材料不同之複數層。該塗覆層之膜厚較好為0.1~5μm，更好為1.5~4μm。塗覆層之成膜可依據工具材質、塗覆材質等適當選擇使用電弧離子鍍敷裝置等習知之技術。

1.2. 支撐層

本實施形態之化學機械研磨墊有僅以前述研磨層構成之情況，但亦可在前述研磨層之與研磨面為相反面設置支撐層。

支撐層係在化學機械研磨墊中用於將研磨層支撐於研磨裝置用壓盤上。支撐層可為接著層，亦可在兩面上具有接著層之緩衝層。

接著層可例如由黏著片所構成。黏著片之厚 度較好為50μm~250μm。藉由具有50μm以上之厚度，可充分緩和來自研磨層之研磨面側之壓力，藉由具有250μm以下之厚度，可獲得凹凸不會對研磨性能帶來影響之程度的具有均勻厚度之化學機械研磨墊。

黏著片之材質只要可將研磨層固定於研磨裝置用壓盤上即無特別限制，但較好為比研磨層之彈性率更低之丙烯酸系或橡膠系之材質。

黏著片之接著強度只要可將化學機械研磨墊固定於研磨裝置用壓盤上即無特別限制，但以「JIS Z0237」之規格測定黏著片之接著強度時，其接著強度較好為3N/25mm以上，更好為4N/25mm以上，最好為10N/25mm以上。

緩衝層若為由比研磨層硬度低之材質所構成，則其材質並無特別限制，可為多孔質體(發泡體)或非多孔質體。緩衝層列舉為例如使發泡聚胺基甲酸酯成形之層。緩衝層之厚度較好為0.1mm~5.0mm，更好為0.5mm~2.0mm。

2. 化學機械研磨方法

本實施形態之化學機械研磨方法之特徵，為使用前述化學機械研磨墊進行化學機械研磨。前述之化學機械研磨墊具備由組成物形成之研磨層，該組成物含有樹脂與特定量之疏水基為烴基之非離子性界面活性劑。因此，依據本實施形態之化學機械研磨方法，可對研磨層表面賦予適度 親水性，可有效減低研磨時之扭矩(摩擦)，故不損及CMP中之被研磨面之平坦性，而可減低研磨缺陷(刮痕)之發生。且，藉由於研磨層中所含之疏水基為烴基之非離子性界面活性劑，可抑制成為刮痕發生源之墊屑或晶圓研磨屑等之研磨屑彼此之凝聚，故可有效地減低研磨缺陷(刮痕)之發生。

本實施形態之化學機械研磨方法可使用市售之化學機械研磨裝置。市售之化學機械研磨裝置列舉為例如型號「EPO-112」、型號「EPO-222」(以上為荏原製作所股份有限公司製造)；型號；「LGP-510」、型號「LGP-552」(以上為Lapmaster-SFT公司製造)；型號「Mirra」、型號「Reflexion LK」(以上為Applied Material公司製造)等。

另外，作為漿液可依據研磨對象(銅膜、絕緣膜、低介電率絕緣膜等)適當選擇最適合者。

3. 實施例

以下基於實施例具體說明本發明，但本發明並不受該等實施例之任何限制。又，實施例、比較例中之「份」及「%」只要無特別指明則為質量基準。

3.1 化學機械研磨墊之製造

3.1.1. 實施例1

以加熱至120℃之捏合機混練作為樹脂之1,2-聚丁二 烯(JSR股份有限公司製造，商品名「JSR RB830」)100質量份、作為非離子性界面活性劑之AMIET 302(花王股份有限公司製造，聚氧伸乙基硬脂基胺，HLB值：5.1)3質量份、作為水溶性粒子之β-環糊精(鹽水港精糖股份有限公司製造，商品名「DEXPEARL β-100」，平均粒徑20μm)30質量份。隨後，添加有機過氧化物(日油股份有限公司製造，商品名「PERCUMYL D」)0.3質量份且再經混練製作組成物，以輥成形為薄片狀。使該薄片在壓製模具內以170℃壓縮成型20分鐘，製作直徑845mm、厚度3.2mm之圓板狀成形體。接著，以砂紙研磨所製作之成形體表面，調整厚度，再以切削加工機(加藤機械股份有限公司製造)形成寬度0.5mm、深度1.4mm，間距1.5mm之同心圓狀之凹部。隨後，切掉外圍部分，獲得直徑762mm、厚度2.8mm之研磨層。所得研磨層直接使用作為化學機械研磨墊。

3.1.2. 實施例2~5、比較例1~5

除了將組成物之各成分種類及含量變更為表1所記載者以外，與實施例1同樣製作實施例2~5、比較例1~2之化學機械研磨墊。

3.1.3. 實施例6

將胺基甲酸酯預聚物(三洋化成工業股份有限公司製造，商品名「SANPRENE P-667」)100質量份饋入攪拌 容器中且於60℃保溫，邊以200rpm攪拌，邊添加作為非離子界面活性劑之EMULGEN 320P 3質量份、水溶性粒子30質量份且混合分散後，添加作為硬化劑之甘油(阪本藥品工業股份有限公司製造，商品名「純化甘油」)6.2質量份，獲得原料混合物。將上述原料混合物注入壓製模具內，以100℃壓縮成型1小時，獲得硬化物後，再於恆溫槽恆溫箱中在130℃下進行熱處理8小時，製作直徑845mm，厚度3.2mm之圓柱狀成形體。接著，以砂紙研磨所製作之成形體表面，調整厚度，再以切削加工機(加藤機械股份有限公司製造)形成寬度0.5mm、深度1.4mm、間距1.5mm之同心圓狀之凹部，且切掉外周部，獲得直徑762mm、厚度2.8mm之研磨層。

3.1.4. 比較例6

除了未含非離子界面活性劑以外，餘與實施例6同樣製作研磨層。

又，表1中各成分之簡稱如下。

．「1,2-聚丁二烯」：JSR股份有限公司製造，商品名「JSR RB830」

．「苯乙烯系熱可塑性彈性體」：JSR股份有限公司製造，商品名「JSR TR2250」

．「SANPRENE P-667」：三洋化成工業股份有限公司製造，商品名「SANPRENE P-667」

．「甘油」：阪本藥品工業股份有限公司製造，商品 名「純化甘油」

．「AMIET 302」：商品名，花王股份有限公司製造，聚氧伸乙基硬脂基胺，HLB值：5.1

．「EMULGEN 320P」：商品名，花王股份有限公司製造，聚氧伸乙基硬脂基醚，HLB值：13.9

．「LATEMUL PD-450」：商品名，花王股份有限公司製造，聚氧伸乙基烯基醚，HLB值：16.2

．「SH 192」：商品名，TORAY DOW CORNING SILICONE公司製造，矽系界面活性劑

．「DCP」：日油股份有限公司製造，商品名「PERCUMYL D」

．「β-CD」：β-環糊精(平均粒徑20μm，鹽水港精糖股份有限公司製造，商品名「DEXPEARL β-100」)

3.2. 化學機械研磨特性之評價

將前述「3.1.化學機械研磨墊之製造」中製造之化學機械研磨墊安裝於化學機械研磨裝置(APPLIED MATERIAL公司製造，型號「Reflexion LK」)上，使用修整機(3M公司製造，商品名「A165」)，在轉台轉數42rpm、修整機轉數40rpm、修整機荷重3.0lbf(1.36kgf)之條件下進行修整30分鐘。隨後，使用經修整之化學機械研磨墊，以下述條件進行化學機械研磨，且評價其研磨特性。結果一併示於表1。

．研磨頭轉數：38rpm

．研磨頭荷重：2psi(13.8kPa)

．轉台轉數：42rpm

．漿液供給速度：200cm³/分鐘

．漿液：CMS7401/CMS7452(JSR股份有限公司製造)

3.2.1. 平坦性之評價

作為被研磨物使用於矽基板上層合500nm之PETEOS膜後，經「SEMATECH 754」遮罩圖型加工，於其上依序層合25nm之氮化鉭膜、700nm之銅膜而成之試驗用基板。

以前述條件，使用化學機械研磨裝置附加之終點系統研磨前述被研磨物直至銅之殘膜厚度為約300nm後，針對於寬度100μm之銅配線部與寬度100μm之絕緣部交互連續而成之圖型於對於長度方向為垂直方向之3.0mm連續部分，使用精密階差計(KLA-Tencor公司製造，型號「HRP-340」)，藉由測定配線寬度100μm部份之銅配線之凹陷量(以下亦稱為「凹陷量」)評價凹陷，作為平坦性之指標。其結果示於表1。又，凹陷量較好未達20nm，更好未達15nm。

3.2.2. 刮痕之評價

使用於附熱氧化膜之矽基板上設有膜厚1500nm之銅膜之基板作為被研磨物，以上述條件進行化學機械研磨1 分鐘，針對晶圓之被研磨面，使用晶圓缺陷檢查裝置(KLA-Tencor公司製造，型號「KLA 2351」)，測定晶圓全面之刮痕條數。又，刮痕較好未達30條，更好未達20條，最好未達15條。

3.3. 化學機械研磨墊之評價結果

依據表1，實施例1~5之化學機械研磨墊在平坦性及刮痕2項目之研磨特性中均獲得良好之結果。相對於此，比較例1~2及比較例5之化學機械研磨墊由於由不含疏水基為烴基之非離子性界面活性劑之組成物獲得者，故無法減低研磨時之扭矩(摩擦)，刮痕性能變得不良。且，比較例3由於使用由疏水基為烴基之非離子性界面活性劑相對於樹脂100質量份之含有比例為0.05質量份之組成物製作之化學機械研磨墊，故對該墊表面賦予之親水性不足，無法有效減低研磨時之扭矩，刮痕性能不良。另一方面，比較例4由於使用由疏水基為烴基之非離子性界面活性劑相對於樹脂100質量份之含有比例為5.5質量份之組成物製作之化學機械研磨墊，故該墊之彈性率過低，而損及研磨平坦性。

本發明不受限於上述之實施形態，而可進行各種變形。例如，本發明包含與實施形態所說明之構成實質上相同之構成(例如，功能、方法及結果為相同構成，或者目的及效果為相同之構成)。且，本發明包含實施形態中說明之構成的非本質部分經取代之構成。又，本發明包含與實施形態中說明之構成發揮相同作用效果之構成或可達成相同目的之構成。而且，本發明包含於實施形態中說明之構成中附加習知技術而成之構成。

Claims (6)

1. 一種化學機械研磨墊，其特徵為具有由組成物形成之研磨層，該組成物含有樹脂與疏水基為烴基之非離子性界面活性劑，且前述非離子性界面活性劑之含有比例相對於前述樹脂100質量份為0.1質量份以上且5質量份以下。
2. 如請求項1之化學機械研磨墊，其中前述非離子性界面活性劑之HLB值為5以上且18以下。
3. 如請求項1之化學機械研磨墊，其中前述非離子性界面活性劑為以下述通式(1)表示之化合物或以下述通式(2)表示之化合物， (上述式(1)中，R¹表示經取代或非取代之烷基、烯基或苯基，AO表示碳數2~4之伸烷氧基，n為AO之平均加成莫耳數，且表示1~100之整數)， (上述式(2)中，R²表示經取代或非取代之烷基、烯基或苯基，AO表示碳數2~4之伸烷氧基，m及n為AO之平均加成莫耳數，且各獨立表示1~100之整數)。
4. 如請求項1之化學機械研磨墊，其中前述組成物進一步含有交聯劑。
5. 如請求項1之化學機械研磨墊，其中前述組成物進一步含有水溶性粒子。
6. 一種化學機械研磨方法，其係使用如請求項1至5中任一項之化學機械研磨墊進行化學機械研磨。