TWI250572B - Polishing pad and multi-layer polishing pad - Google Patents
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Description
1250572 (1) 玖、發明說明 【發明所屬之技術領域】 詳細地 ,開口 式拋光 被利用 拋光材 光方法 大眾所 被拋光 磨粒爲 ,得知 昇拋光 -70463 號公報 分防止 本發明是關於拋光墊及複數層式拋光墊。更 說’是關於在拋光面側具有特定形狀的溝槽,或者 在拋光面側之特定形狀的凹部等之拋光墊及複數層 墊。本發明之拋光墊及複數層式拋光墊,是廣泛地 在半導體裝置的製造,特別是,適合用在晶圓等被 表面的化學機械拋光等。 【先前技術】 近年來,在能夠形成具有優良平坦性表面的拋 中,Chemical Mechanical Polishing (CMP)是爲 注目的拋光方法。於CMP是一邊滑動著拋光墊和 材的被拋光面,一邊於拋光墊表面,從上方流下硏 分散的水系分散體泥漿來進行拋光。於該CMP中 拋光性質及特性等會大幅度左右拋光效果。 做爲該拋光墊,其藉由在其表面設有溝槽以提 速度及拋光效果的技術,是揭示在日本特開平11 號公報、特開平8 -2 1 602號公報及特開平8 -3 942 3 等中。但是,即使是使用這些技術,還是有無法充 刮痕產生在被拋光材拋光面的狀況發生。 此外,不使用發泡體,做爲可形成孔洞在拋光墊的拋 光面上的拋光墊,已知其技術是揭示在日本特表平8 -5 00622號公報、特開2 000-3 4 4 1 6號公報、特開2000· (2) 1250572 3 3 5 5 2號公報及特開平2 0 0 1 - 3 3 4 4 5 5號公報等中。但是, 即使是使用這些技術,還是有在拋光時無法抑制泥漿中的 硏磨粒、拋光屑等塞住孔洞的狀況發生,或會有在修整後 無法抑制孔洞阻塞的狀況發生,因而造成無法確實提昇拋 光速度。再者,也會有無法確實將泥漿均勻分佈在拋光墊 上的狀況發生,因此造成無法確實提昇拋光速度,而無法 獲得確實的均質拋光面。 【發明內容】 [發明槪要] 本發明,是爲解決上述習知問題點而爲的發明,其目 的在於提供一種能夠特別有效抑制刮痕產生的拋光墊及複 數層式拋光墊。 本發明如以下所示: 1 . 一種拋光墊,其特徵爲:其是使用在化學機械拋 光;其至少具有1個是從「形成在拋光面側,並且,是從 環狀、格子狀及螺旋狀中至少選出1種做爲其形狀的溝槽 (a )、凹部(b ),以及貫穿於拋光墊表裡之貫穿孔 (c )」當中選出的部位,該部位內面的表面粗糙度爲20 // m以下。 2. 如上述第1項中記載之拋光墊,其中,上述溝槽 (a)的深度爲〇·1 mm以上,寬度爲0.1mm以上。 3. 如上述第1項中記載之拋光墊,其中,上述溝槽 (a )是形成爲同心圓狀。 -6 - 1250572 (3) 4.如上述第1項中記載之拋光墊,其中 (b )的深度爲〇 . ;[ mm以上,開口部的最小長 以上。 5-如上述第1項中記載之拋光墊,其中 孔(c )的開口部最小長度爲0.1 mm以上。 6. 如上述第1項中記載之拋光墊,其中 (b )的1個開口部的面積爲〇.〇〇75mm2以上。 7. 如上述第1項中記載之拋光墊,其中 孑L (c)的1個開口部的面積爲〇.〇〇75mm2以上 8 .如上述第1項中記載之拋光墊,其中 (a )、凹部(b )及貫穿孔(c )之相互爲鄰 之間最小長度爲0 · 0 5 m m以上。 9 ·如上述第1項中記載之拋光墊,其中 中至少有一部份,是含有:含交聯聚合物之 料;及’被分散在該非水溶性母料中的水溶性: 10·如上述第1項中記載之拋光墊,其中 (a )、凹部(b )及貫穿孔(c ),是由切削 當中所選出的方法形成。 1 1 · 一種複數層式拋光墊,其特徵爲:其 學機械拋光;其至少具有丨個是從「形成在拋 且’是從環狀、格子狀及螺旋狀中至少選出1 狀的溝槽(a )、凹部(b ),以及貫穿於拋光 穿孔(c )」當中選出的部位;其具備該部位 粗糙度爲2 0 // m以下的拋光層,以及配置在 ,上述凹部 度爲0.1mm ,上述貫穿 ,上述凹部 ,上述貫穿 〇 ,上述溝槽 的各開口部 ,本拋光墊 非水溶性母 拉子。 ,上述溝槽 及鑄模成型 是使用在化 光面側,並 種做爲其形 墊表裡之貫 內面的表面 該拋光層的 1250572 (4) 非拋光面側上的支撐層。 12. 如上述第1 1項中記載之複數層式拋光墊,其 中,上述溝槽(a )的深度爲0 · 1 ηι ηι以上,寬度爲0 . 1 m m 以上。 13. 如上述第1 1項中記載之複數層式拋光墊,其 中,上述溝槽(a )是形成爲同心圓狀。 14. 如上述第11項中記載之複數層式拋光墊,其 中,上述凹部(b )的深度爲0 · 1 mm以上,開口部的最小 長度爲0.1mm以上。 15. 如上述第1 1項中記載之複數層式拋光墊,其 中,上述貫穿孔(c )的開口部最小長度爲0 . 1 m m以上。 16. 如上述第1 1項中記載之複數層式拋光墊,其 中,上述凹部(b )的1個開口部的面積爲〇.〇〇75mm2以 上。 17. 如上述第1 1項中記載之複數層式拋光墊,其 中,上述貫穿孔(c )的1個開口部的面積爲0.0075mm2 以上。 18·如上述第 Π項中記載之複數層式拋光墊,其 中,上述溝槽(a )、凹部(b )及貫穿孔(c )之相互爲 鄰的各開口部之間最小長度爲0.0 5 m m以上。 19.如上述第Π項中記載之複數層拋光墊,其中, 上述拋光層中至少有一部份,是含有:含交聯聚合物之非 水溶性母料;及,被分散在該非水溶性母料中的水溶性粒 子。 -8 - 1250572 (5) 2 0 ·如上述第11項中記載之複數層拋光墊,其中, 上述溝槽(a )、凹部(b )及貫穿孔(C ),是由切削及 鑄模成型當中所選出方法形成。 根據本發明之拋光墊時,由於其具備特定形狀的溝槽 (a)、凹部(b )及貫穿孔(c ),所以能夠有效抑制在 其內部產生的雜質等所造成的刮痕,並可獲得優良平坦性 的拋光面。 此外’當溝槽(a )爲特定深度及寬度時,當凹部 (b )爲特定深度、其開口部爲最小長度等時,當貫穿孔 (c )其特定之開口部爲最小長度等時,再加上,當上述 凹部(b ) 1個的開口部,及,上述貫穿孔(〇 ) 1個的開 口部的面積’分別爲0 · 〇 〇 7 5 m m2以上時,可更確實抑制 刮痕產生。 再者,當溝槽(a )、凹部(b )及貫穿孔(e )之相 互爲W的各開口部之間最小長度爲〇 . 〇 5 m m以上時,可在 維ί寸者相虽於拋光面之凸部強度的同時,有效率地進行拋 光作業。 S拋光墊中至少有一部份,是含有:含交聯聚合物之 非水溶性母料;及,被分散在該非水溶性母料中的水溶性 粒子時’溝槽(a )、凹部(b )及貫穿孔(c )之內面的 表面粗糙度就能夠容易被抑制在20 v m以下,即使是進 行修整孔洞也不會阻塞’泥漿得以確實保持,可使抛光速 度變大。 另外,當溝槽(a )、凹部(b )及貫穿孔(c ),是 -9- 1250572 (6) 從切削及鑄模成型中選出方法來使該等成形時,就能夠使 內面的表面粗糙度容易變小,可更確實抑制刮痕產生。 根據本發明之複數層拋光墊時,於拋光中,拋光層不 會變形,能夠有效率地進行拋光。此外,能夠有效地抑制 在溝槽內部產生的雜質等所造成的刮痕,同時可使拋光墊 的拋光面和晶圓等的被拋光面確實緊貼,也可提昇拋光速 度。 [發明之詳細說明] 以下對本發明進行詳細說明。 本發明之拋光墊,其具有1個是從「形成在拋光面 側,並且,是從環狀、格子狀及螺旋狀中至少選出1種做 爲其形狀的溝槽(a )、凹部(b ),以及貫穿於拋光墊表 裡之貫穿孔(c )」當中選出的部位。 設置在本發明之拋光墊上的溝槽(a )、凹部(b )及 貫穿孔(c )之內面的「表面粗糙度」,爲2 0 # m以下, 以1 5 // m以下爲佳,以;[〇 # m以下爲更佳,以7 // m以下 爲特佳。另,其下限通常爲〇 . 〇 5 μ m。由於該表面粗糙度 爲2 0 // m以下所以能夠有效地防止拋光時之刮痕。另, 該表面粗糙度,是表示從平均線中將其與粗糙曲線的高低 差的絕對値平均後的値(Ra ),其是根據下述測定方法所 測定的値,其至少是本發明之拋光墊使用前的値。 上述溝槽(a )、凹部(b )及貫穿孔(c )之內面的 表面粗f造度(R a )爲2 0 // m以下,是表示形成沒有大凹 -10- 1250572 (7) 凸的狀態。若是爲大凹凸的狀態時,特別是大凸部(例 如:由溝槽之形成時所產生之切削餘部等所形成),於拋 光中會脫離,使其成爲刮痕產生的原因。再者,因爲該脫 離後的凸部被拋光中之壓力或磨擦熱等壓縮而形成的雜 質,或脫離後的凸部和拋光屑、泥漿中的固體部份等作用 而形成的雜質等也會造成刮痕產生。另外,於修整時這些 凸部也會脫離所以同樣會發生不利的狀況。 此外,表面粗糙度(Ra )爲20 // m以下時除了能夠 防止刮痕外,上述溝槽(a )、凹部(b )及貫穿孔(c ) 的功能發揮,特別是在拋光面上分配泥漿的功能及將廢棄 物往外部排出的功能方面上相當有效率。 ,該表面粗糙度(Ra ),是利用對於使用前之拋光墊 表面的不同3視野可測定其表面粗糙度的測定器等來對各 平均表面粗糙度進行測定,從所測得的3個平均表面粗糙 度中所算出的平均値。所利用的測定器等並無特別限定, 例如:可使用三度空間表面構造解析顯微鏡、掃瞄式雷射 顯微鏡、電子射線表面形態解析裝置等之光學式表面粗糙 度測定器,或針觸式表面粗糙度計等之接觸式表面粗糙度 測定器。 上述「溝槽(a )」,是開口在拋光墊的拋光面側。 該溝槽(a ),具有可保持著拋光時所供給的泥漿,將該 泥漿更均勻地分配在拋光面上的功能。此外,具有可暫時 性滯留拋光所產生的拋光屑或使用過的泥漿等之廢棄物, 將該廢棄物往外部排出用的排出通道功能。 -11 - 1250572 (8) 上述溝槽(a ),只要是環狀、格子狀及螺旋狀當中 所選出的形狀即可,其可以是這些單獨具備的拋光墊,也 可以是這些組合而成的拋光墊。 上述溝槽(a )爲環狀時,其平面形狀雖無特別限 定,但例如:可將其形成爲圓形、多角形(三角形、四角 形、五角形)、橢圓形等。再者,這些溝槽的配置也無特 別限定,但例如:可將其成爲複數的溝槽1 2是同心狀 (同心圓狀)配置(參考第1圖);複數的溝槽1 2是偏 心配置(參考第2圖);在1個環狀溝槽所包圍部份的內 側配置複數其他環狀溝槽等。這些當中,以複數溝槽是同 心狀配置者爲佳,再者,以配置成同心圓狀(複數圓形溝 槽成同心狀配置狀態)的拋光墊爲更佳。溝槽是配置成同 心狀的拋光墊的上述功能比其他者優秀。此外,由於是爲 同心圓狀,所以上述功能更優秀,另外,溝槽的製作也更 容易。 另一方面,溝槽的剖面形狀雖無特別限定,但例如: 可將其形成是由平坦的側面和底面所形成的形狀(也可將 開口側和底部側之各寬度方向的尺寸爲相同;也可將開口 側的尺寸比底部側還大;也可將底部側的尺寸比開口側還 大)或U字形、V字形等。 雖對上述溝槽(a )爲環狀時之剖面的大小無特別限 定,但例如··溝槽寬度(第3圖之圖號2 2 ),以〇 · 1 m m 以上爲佳,以0 . 1〜5 m m爲更佳,以〇 . 2〜3 m ηι爲最佳。 溝槽寬度要形成未達0.1 m m尙屬困難。另外,溝槽的深 -12- 1250572 (9) 度,以0 . 1 m m以上爲佳,以0 · 1〜2 · 5 m m爲更佳,以〇 . 2 〜2.0 m m爲最佳。溝槽深度若未達0.1 m m時拋光墊的使 用壽命會過短因此不適宜。另,溝槽的深度,也可因位置 不同而成不同。 再者,相互爲鄰的溝槽之間最小長度(第3圖之圖號 2 3),以〇 . 0 5 m m以上爲佳,以0.0 5〜1 0 0 m m爲更佳,以 0 . 1〜1 0 m m爲最佳。要以該最小長度未達0.0 5 m m形成溝 槽尙屬困難。此外,爲溝槽寬度和相互爲鄰的溝槽之間長 度的和之節距(第3圖之圖號2 1 ),以0 · 1 5 mm以上爲 佳,以〇. 1 5〜1 05mni爲較佳,以0.3〜1 3mm爲更佳,以 0.5〜2.2mm爲特佳。 上述各適宜範圍是可將其各自組合。即’例如:以寬 度是0.1mm以上,深度是0. 1 mm以上且上述最小長度是 0.0 5 m m以上爲佳;以寬度是 0 · 1〜5 m m,深度是 0 . 1〜 2.5 mm且上述最小長度是0.05〜lOOmm爲更佳,以寬度 是0.2〜3 m m,深度是0 · 2〜2 · 0 m m且上述最小長度是〇 · 1 〜1 0 m m爲最佳。 形成在拋光墊拋光面側上之環狀溝槽的寬度、深度 等,就各溝槽而言其尺寸可相同也可不同。 當上述溝槽(a )爲格子狀時,其可由1個連續的溝 槽形成,也可由2個以上不連續的溝槽形成。此外’對於 構成1個格子之圖案的平面形狀並無特別限定其可以是各 式各樣的多角形。該多角形,例如可以是正方形(參考第 4圖)、長方形、梯狀、菱形(參考第5圖)等之四角 -13- 1250572 (10) 形、五角形、六角形等。另一方面,溝槽的剖面形狀也可 和爲5哀狀時相同。 此外,上述溝槽(a )爲格子狀時之剖面的大小,也 可和爲ί哀狀時相同。 當構成1個格子之圖案的平面形狀爲四角形時,相互 爲鄰的溝槽之間最小長度(第 3圖之圖號 23 ),以 0 · 0 5 m m以上爲佳,以 〇 . 〇 5〜1 0 0 m m爲更佳,以 0 . 1〜 l〇mm爲最佳。要形成該最小長度爲未達0.05mm的格子 狀溝槽尙屬困難。再者,爲溝槽的寬度和相互爲鄰的溝槽 之間長度的和之節距(第3圖之圖號21),其於縱向及 橫向,以〇.15mm以上爲佳,以0.15〜105mm爲較佳,以 〇 · 3〜1 3 m m爲更佳,以〇 . 5〜2.2 m m爲最佳。但是,縱向 的節距和橫向的節距可相同也可不相同。此外,當上述四 角形爲菱形時2組相對平形邊彼此的長度中較短者爲最小 長度。 關於這些溝槽的尺寸其適宜範圍可以是可將其各自組 合。即,溝槽的尺寸例如:以寬度是 〇 · 1 m m以上,深度 是0 · 1 mm以上且上述最小長度是〇 · 〇 5 mm以上爲佳;以寬 度是 0.1〜5 m m,深度是 0 · 1〜2 · 5 m m且上述最小長度是 〇 . 0 5〜1 0 0 m m爲更佳;以寬度是〇 · 2〜3 m m,深度是0 · 2〜 2 · 〇 ni m且上述最小長度是〇 . 1〜1 〇 m m爲最佳。 再者,當構成1個格子之圖案的平面形狀爲三角形 時,三角形的最小邊長,以〇 · 〇 5 m m以上爲佳,以0 · 0 5〜 1 0 0 m m爲更佳,以 〇 . 1〜1 〇 m m爲最佳。要形成最小邊長 -14- 1250572 (11) 爲未達0.0 5 m m之格子狀的溝槽尙屬困難。 H於這些溝槽的尺寸其適宜範圍可以是可將其各自組 α °即’溝槽的尺寸例如:以寬度是〇. 1 ηι ηι以上,深度 是0 · 1 m m以上且上述最小長度是〇 . 〇 5 nl⑴以上爲佳;以寬 度是〇.1〜5mm,深度是0.1〜2.5mm且上述最小長度是 〇 · 0 5〜1 〇 〇 m m爲更佳’以寬度是〇 . 2〜3 m m,深度是0.2〜 2 · 〇 m m且上述最小長度是〇 .丨〜丨〇⑺m爲最佳。 此外’當構成1個格子之圖案的平面形狀爲六角形 時’相對平形邊彼此的長度中最短者爲最小長度,以 〇.05mm以上爲佳’以 0.05〜100 mm爲更佳,以 0.1〜 l〇mm爲最佳。要形成該最小長度爲未達〇 〇5mm之格子 狀的溝槽尙屬困難。 上述各適宜範圍是可將其各自組合。即,例如:以寬 度是0.1mm以上,深度是〇.lmm以上且上述最小長度是 〇 · 0 5 mm以上爲佳;以寬度是 〇 · 1〜5 mm,深度是 0 · 1〜 2.5mm且上述最小長度是0.0 5〜1 0 0 m m爲更佳;以寬度 是0 · 2〜3 m m,深度是〇 · 2〜2 · 0 m m且上述最小長度是0 · 1 〜1 0 m m爲最佳。 形成在拋光墊拋光面側上的格子狀溝槽,可由寬度或 深度等爲相同的1種溝槽形成,也可由寬度或深度等爲不 同之2種以上的溝槽組合形成。此外,於拋光面上,可以 是具備有其構成1個格子之圖案的平面形狀只是相同的1 種格子狀溝槽,也可具備有不同平面形狀之2種以上的格 子狀溝槽。 -15- 1250572 (12) 當上述溝槽(a )爲螺旋狀時,其可以是由1條連續 的溝槽1 2形成(參考第7圖),其也可以是由螺旋方向 互爲不同的2條螺旋狀溝槽1 2 a及12 b形成(參考第8 圖)。再者,也可由螺旋方向相同的2條螺旋狀溝槽形 成,亦可由3條以上之螺旋方向相同或互不相同的螺旋狀 溝槽形成。另,溝槽的剖面形狀可和爲環狀時相同。 此外,溝槽(a )爲螺旋狀時之剖面的大小’可和爲 環狀時相同。再者,相互爲鄰溝槽之間最小長度及節距’ 也可和爲環狀時相同。 形成在拋光墊拋光面側上之螺旋狀溝槽的寬度、深度 等可以整條相同,也可有所變化。此外,當該溝槽爲2條 以上時,各條溝槽的寬度、深度等可相同也可不同。 上述「凹部(b )」,是開口在拋光墊的拋光面側。 此外,上述「貫穿孔(c )」,是開口在拋光墊的拋光面 側及其反面兩面上。該凹部(b )或貫穿孔(c )〔以下有 時稱「凹部等」〕,具有可保持著拋光時所供給的泥漿, 將該泥漿更均勻地分配在拋光面上的功能。再者,具有可 暫時性滯留拋光所產生的拋光屑或使用過的泥漿等之廢棄 物,將該廢棄物往外部排出用的排出通道功能。另,即使 拋光墊上具有貫穿孔(c)時,也不會因用推壓使其固定 在拋光裝置之拋光盤上而使泥漿無法通過貫穿孔進行供給 造成流失。 該凹部等的平面形狀並無特別限定,例如可以是圓 形、多角形(三角形、四角形、五角形)、橢圓形等。此 -16- 1250572 (13) 外’雖對於在拋光面上之凹部等的開口部配置也無限定, 但以均等設置在拋光面的整個全面上爲佳。具有該凹部等 的拋光墊具體例,例如有在其拋光面上均等開口著平面形 狀爲圓形的凹部1 3之拋光墊(參考第9圖)。另,凹部 等的剖面形狀雖無特別限定,但例如:其可以是由平坦的 側面和底面所形成的形狀(其爲凹部時,可將開口側和底 部側之各寬度方向的尺寸爲相同;也可將開口側的尺寸比 底部側還大;也可將底部側的尺寸比開口側還大。此外, 其爲貫穿孔時,可將一方的開口側和另一方的開口側之各 橫剖方向的尺寸相同,也可將拋光面側的尺寸爲較大,也 可將其反面側的尺寸爲較大。)或U字形、V字形等。 該凹部等的大小雖無特別限定,但例如:當其平面形 狀爲圓形時其直徑的適宜範圍如下;當其平面形狀爲多角 形、橢圓形等時開口部的最小尺寸(第1 0圖之圖號2 5 ) 如下:以0 . 1 m m以上爲佳,以〇 . 1〜5 m ηι爲更佳,以〇 · 2 〜3mm爲最佳。通常,要形成直徑或最小尺寸爲未達 0.1mm的凹部等尙屬困難。此外,凹部等的深度,以 〇 · 1 m m以上爲佳’以〇 . 1〜2.5 ηι ηι爲更佳,以0.2〜2.0 m m 爲最佳。當凹部等的深度未達0.1mm時拋光墊的使用壽 命會過短因此不適宜。再者,凹部等的間隔,相互爲鄰凹 部等之間最小長度(第】0圖之圖號2 6 )以〇 . 5 m m以上爲 佳,以0.05〜1 〇〇mm爲更佳,以〇. 1〜1 〇1Tlni爲最佳。要 形成該最小長度爲未達0 · 0 5 m m的凹部等尙屬困難。另 外,爲凹部等之開口部最小尺寸和,相互爲鄰凹部等之間 -17- 1250572 (14) 長度的和之節距(第1 〇圖之圖號2 4 ),以〇 · 1 5 m m以上 爲佳’以〇 . 1 5〜1 0 5 m m爲較佳,以〇 · 3〜1 3 ni m爲更佳, 以0.5〜2.2 m m爲最佳。 上述各適宜範圍是可將其各自組合。即,例如··以開 口部的最小尺寸是〇 . 1 m m以上,深度是〇 . ;! m ηι以上且相 互爲鄰凹邰等之間最小長度是〇 · 〇 5 m m以上爲佳;以開口 部的最小尺寸是〇 . 1〜5 m m,深度是〇 ·丨〜2.5 m m且相互爲 鄰凹邰等之間最小長度是0 · 〇 5〜1 〇 〇 m m爲更佳;以開口 部的最小尺寸是〇 · 2〜3 m m,深度是〇 · 2〜2 · 0 m m且相互爲 鄰凹部等之間最小長度是0.1〜1〇11;11]1爲最佳。 上述凹部等,其拋光墊表面的開口部面積是以 0.0075mm2以上爲佳,以〇.〇imm2以上爲更佳’以 以上爲最佳’其上限,通常爲l00mm2。由於開口部面積 是0.0075mm2以上,所以在拋光時可確實保持所供給的泥 漿,可容易執行:拋光所產生之拋光屑或使用過之泥漿等 之廢棄物的暫時性滯留,以及將該廢棄物往外部之排出。 開口在拋光面側等之凹部等的各個平面形狀、開口部 的最小尺寸、深度等可以是相同,也可以有所變化。此 外’該凹部等雖可以均等或不均等間隔形成在拋光面的全 面上’但爲要穩定進行拋光以均等形成爲佳。本發明之拋 光墊’除了凹部等以外尙可具備上述各種形狀的溝槽。 本發明之拋光墊,只要能夠發揮拋光墊的功能其不拘 由任何材質形成。但是,在拋光墊的功能當中,特別是以 具有在拋光時保持著泥漿,可使拋光屑暫時性滯留等之功 -18- 1250572 (15) 能的孔動洞在拋光時之前得以形成爲佳。因此,以具備有 水溶性粒子和水溶性粒子爲分散的非水溶性母料爲佳,或 者是,以具備有空孔是分散形成的非水溶性母料(發泡體 等)爲佳。 這當中,前者,水溶性粒子是會在拋光時和泥紫(含 有媒介物部份和固體部份)的水系媒介物部份接觸,溶解 或膨脹後脫離。使泥漿被保持在脫離所形成的孔洞中。另 一方面’後者’是使使泥槳被保持在做爲空孔用事先所形 成的孔洞中。 上述「非水溶性母料」之構成材料雖無特別限定,但 從其爲指定形狀及性質的容易成形材料,可賦予適度的硬 度或適度的彈性等條件來考量時,通常是採用有機材料。 該有機材料,可單獨或組合使用熱塑性樹脂、彈性體、橡 膠(交聯橡膠)及固化性樹脂(熱固性樹脂、光固性樹脂 等’由熱、光等使其固化的樹脂)等。 這當中,熱塑性樹脂,可例如是:1,2 -聚丁二燒、聚 乙烯等之聚烯烴系樹脂、聚苯乙烯系樹脂、聚丙烯系樹脂 〔(甲基)丙烯酸酯系樹脂等〕、乙烯基酯系樹脂(不包 括丙烯酸細樹脂)、聚酯系樹脂、聚醯胺系樹脂、聚偏二 氟乙烯等之含氟樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚縮醛樹脂等。 彈性體,可例如是:1,2-聚丁二烯等之二烯系彈性 體、聚烯烴系彈性體(TPO )、苯乙烯-丁二烯-苯乙稀成 塊共聚物(SBS)、其氫添加成塊共聚物(SEBS)等之苯 乙烯類彈性體、熱塑性聚氨酯系彈性體(TPU )、熱塑性 1250572 (16) 聚酯系彈性體(T P E E )、聚醯胺系彈性體(T P A E )等之 熱塑性彈性體、矽樹脂系彈性體、含氟樹脂系彈性體。 橡膠’可例如是:丁二烯系橡膠(高順式丁二烯系橡 膠、低順式丁二烯系橡膠等)、異戊系橡膠、苯乙烯-丁 二儲系橡膠、苯乙烯-異戊系橡膠等共軛二烯系橡膠、 ABS系橡膠等之腈系橡膠、丙烯酸系橡膠乙烯-丙烯-雙烯 系橡膠等之乙烯-α-烯烴系橡膠及異丁橡膠或矽橡膠、含 氟橡膠等之其他的橡膠。 固化性樹脂’可例如是:聚氨酯系樹脂、環氧系樹 月旨、丙烯酸系樹脂、不飽和聚酯系樹脂、聚氨酯-尿素系 樹脂、尿素系樹脂、有機矽系樹脂、苯酚系樹脂、乙烯基 酯系樹脂等。 此外,這些有機材料,也可以是由酸酐基、羧基、經 基、環氧基、氨基等所變性者。藉由變性,使其能夠調節 其與下述之水溶性粒子或泥漿的親和性。 這些有機材料也可只採用1種,也可倂用2種以上。 再者’這些有機材料,其一部份或全部可以是已交聯 的交聯聚合物,也可以是非交聯聚合物。因此,非水溶性 母料,也可以是只由交聯聚合物形成,亦可以是交聯聚合 物和非交聯聚合物的混合物,又可以是只由非交聯聚合物 形成。但是,以含有交聯聚合物(只含有交聯聚合物、或 是含有交聯聚合物和非交聯聚合物的混合物)爲佳。由於 含有交聯聚合物,所以使上述溝槽(a )、凹部(b )及貫 穿孔(C )之內面的表面粗縫度(r a )能夠容易爲2 0 e m -20- 1250572 (17) 以下’同時因在非水溶性母料附有彈性恢復力,所以能夠 降低拋光時施加在拋光墊上之剪應力所造成的位移。此 外,能夠有效抑制拋光時及修整時非水溶性母料因過度拉 伸而塑性變形造成孔洞埋沒,再者,又能夠有效抑制拋光 墊表面過度起毛片。因此,即使是在修整時孔洞也可有效 率地形成,可防止拋光時之泥漿保持性降低,再者,因起 毛片少所以不會妨礙拋光平坦性。另,對於上述交聯進行 方法並無特別限定,可使用有機過氧化物、硫磺、硫磺化 合部等之化學交聯,或藉由電子線照射等之放射線交聯等 來進行交聯。 該交聯聚合物,可使用上述有機材料當中的交聯橡 膠、固化樹脂、已交聯之熱塑性樹脂及已交聯之彈性體 等。再者,這些當中,從對於多數泥漿中含有的強酸或強 鹼其是穩定,且吸水也不會造成軟化的條件來考量時以交 聯熱塑性樹脂及交聯彈性體爲佳。另外,交聯熱塑性樹脂 及交聯彈性體當中,以使用有機過氧化物來進行交聯者爲 較佳,再者,又以交聯1,2-聚丁二烯爲更佳。藉此可容易 形成表面粗糙度(Ra )爲20 β m以下的溝槽(a )、凹部 (b )及貫穿孔(c )。 這些交聯聚合物的含量雖無特別限定,但對非水溶性 母料全體而言,以含有3 〇%體積以上爲佳,以含有5〇%體 積以上爲較佳,以含有70 %體積以上爲更佳,含有100% 體積亦可。若非水溶性母料中之交聯聚合物的含量未達 3 0 %體積時,就無法確實發揮含有交聯聚合物的效果。 -21 - 1250572 (18) 含有父聯聚合物之非水溶性母料,是按照 將由非水溶性母料所形成的試驗片於8 〇它斷 裂後殘留的伸度(以下稱「斷裂殘留伸度 1 〇 0 %以下。即,斷裂後標線間合計距離是斷 距離的2倍以下。該斷裂殘留伸度,以3〇%以 1 〇 %以下爲較佳,尤其以5 %爲更佳,通常是 斷裂殘留伸度超過1 0 0 %時,在拋光時及修整 表面被拋起或被拉伸的微細片會容易阻塞孔 宜。另,該「斷裂殘留伸度」,是指按照JIS 「加硫橡膠拉伸試驗方法」,以試驗片形狀!§ 型,拉伸速度5 00mm/分,於試驗溫度8 (TC進 中試驗片斷裂時,從斷裂分割的試驗片各標線 止的合計距離中扣除試驗前標線間距離後之, 率。此外,因於實際拋光中滑動會造成發熱所 8 0 °C進行試驗。 上述「水溶性粒子」,是於拋光墊中藉由 體的泥漿接觸使其從非水溶性母料脫離的粒子 可以是藉由其和泥漿中所含有的水等接觸產生 的脫離,也可以是因含有水等使其膨脹形成凝 的脫離。再者,該溶解或膨脹並不是非由水造 可以是其和含有甲醇等之酒精系溶劑的水系混 觸而造成。 言亥水溶性粒子,除了具有形成孔動的效果 墊中,具有可將拋光墊的壓入硬度變大,使推 JIS K 6251 裂時,其斷 」)可成爲 裂前標線間 下爲佳,以 〇%以上。當 時從抛光塾 洞所以不適 K 6 2 5 1 之 5鈴狀3號 行拉伸試驗 至斷裂部爲 距離的伸長 以是以溫度 和水系分散 。該脫離, 溶解而造成 膠狀而造成 成不可,也 合媒介物接 外,於拋光 壓所造成之 -22- 1250572 (19) 被拋光體的壓入量變小的效果。即,例如:藉由含有水溶 性粒子使本發明之拋光墊的肖氏D硬度,可成爲3 5以 上’以50〜90爲較佳’又以60〜85爲更佳,通常是1〇〇 以下。當肯氏D硬度爲3 5以上時,就可使被拋光體能負 Ϊ司的壓力變大,因此而使拋光速度得以提昇。再加上,可 獲得局拋光平坦性。因此,該水溶性粒子,特別是以於拋 光墊可確保確實之壓入硬度的實心體爲佳。 該水溶性粒子的構成材料雖無特別限定,但例如:其 可以是有機系水溶性粒子及無機系水溶性粒子。有機系水 溶性粒子,例如是由:糖類(澱粉、糊精及環糊精等之多 糖類、乳糖、甘露醇等);纖維素類(經丙基纖維素、甲 基纖維素等);蛋白質、聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷酮、 聚丙烯酸、聚丙烯酸鹽、聚環氧乙烷、水溶性感光性樹 脂、磺化聚異戊二烯、磺化聚異戊二烯共聚物等形成。再 者,無機系水溶性粒子,例如是由:醋酸鉀、硝酸鉀、碳 酸鉀、碳酸氫鉀、氯化鉀、溴化鉀、憐酸鉀、硝酸鎂等形 成。這些水溶性粒子,可單獨使用或組合使用2種以上的 上述各材料來形成。再者,其可以是由指定材料形成的] 種水溶性粒子’也可以是由不同材料形成之2種以上的水 溶性粒子。 此外,水溶性粒子的平均粒徑,以〇 · 1〜5 〇 〇 β m爲 佳,以0.5〜1 0 0 // m爲較佳,以1〜5 0 m爲更佳。即, 孔洞的尺寸’以0 . 1〜5 0 0 " m爲佳’以〇 ·5〜1 β m爲較 佳,以1〜5 0 // m爲更佳。若水溶性粒子的平均粒徑未達 -23- 1250572 (20) 0 . 1 A m時,因其所形成之孔洞的尺寸會比要使用的硏磨 粒還小所以將難以形成可確實保持泥漿的拋光墊。另一方 面,若平均粒徑超過5 0 0 // m時,因其所形成之孔洞的尺 寸過大將會使形成的拋光墊的機械性強度及拋光速度降 低。 該水溶性粒子,雖也可以不用含有’但若爲含有時其 含量,是在非水溶性母料和水溶性粒子的合計爲1 〇 〇 %體 積時,其爲0. 1〜90%體積爲佳,其爲10〜60%體積爲較 佳,其爲20〜40%體積爲更佳。若水溶性粒子的含量未達 0. 1 %體積時,於所形成的拋光墊中就無法確實形成有孔洞 這將會使拋光速度降低。另一方面,若水溶性粒子的含量 超過90%體積時,於所形成的拋光墊中將難以確實防止存 在於拋光墊內部的水溶性粒子膨脹或溶解,使拋光墊的硬 度及機械性強度難以維持在適當値。 此外’水溶性粒子,以其於拋光墊內只有在露出表面 時才會溶解於水,於拋光墊內時是形成吸濕,並且以不會 膨脹爲爲佳。因此,水溶性粒子,至少在其最外部的一部 份是可具備抑制吸濕的外殼。該外殻可物理性吸附在水溶 性粒子上’也可和水溶性粒子化學結合,亦或可由這兩種 方式來與水溶性粒子接合。這般外殼的形成材料,可例如 是:環氧樹脂、聚醯亞胺、聚醯胺、聚矽酸鹽等。另,該 外殼即使只形成在水溶性粒子的一部份也能夠確實有上述 效果。 上述非水溶性母料,爲要達到其與水溶性粒子的親合 一 24- 1250572 (21) 性以及爲要抑制於非水溶性母料中之溶性粒子的分散性, 其可含有互溶化劑。互溶化劑,例如有:由酸酐基、羧 基、羥基、環氧基、惡唑啉(oxazo line )基及氨基等所變 形的聚合物、成塊共聚物、以及無規共聚物,又例如有種 種的非離子型表面活性劑、偶合劑等。 再者,非水溶性母料,除了含有上述互溶化劑外,可 含有1種或2種以上之習知就含在泥漿中的硏磨粒、氧化 劑、鹼性金屬的氫氧化物、酸、P h調節劑、表面活性劑 及刮痕防止劑等。此外,該水溶性母料,也可含有在使用 時會形生酸的鹽。藉此在拋光時也就變成可以只供給水來 進行拋光。 上述硏磨粒,可例如是由:矽石、礬土、二氧化鈽、 氧化鉻及二氧化鈦等形成的粒子。這些可使用1種或2種 以上。 上述氧化劑,例如有:過氧化氫、過醋酸、過苯酸、 tert-丁基等之有機過氧化物;過錳酸鉀等之過錳酸化合 物;重鉻酸鉀等重鉻酸化合物;碘酸鉀等之氫鹵酸化合 物;硝酸及硝煙鐵等之硝酸化合物;過氯酸等之過氫鹵酸 化合物;過硫酸銨等之過硫酸鹽;雜多酸等。於這些氧化 劑當中,其特佳者除了分解生成物爲無害的過氧化氫及有 機.過氧化物外,尙以過硫酸銨等之過硫酸鹽爲特佳。這些 可使用1種或2種以上。 上述鹼性金屬的氫氧化物,例如有:氫氧化鈉、氫氧 化鉀、氫氧化錐、氫氧化鉋等。這些可使用1種或2種以 -25- 1250572 (22) 上。 上述酸’例如是有機酸或無機酸。這當中有 有·甲本磺酸、十二基苯磺酸、異戊二烯磺酸、 酸、檸fe酸、酒石酸、蘋果酸、乙二醇酸、丙 酸、草酸、琥珀酸、富馬酸、馬來酸及鄰苯二甲 外,無機酸例如有:硝酸、鹽酸及硫酸等。這些 種或2種以上。 上述鹽’例如有:上述酸之氨鹽、鈉鹽、鉀 性金屬鹽;鈣鹽、鎂鹽等之鹼性土類金屬等。這 1種或2種以上。 上述表面活性劑,例如有陽離子系表面活性 子系表面活性劑。這當中陰離子系表面活性劑, 脂肪酸皂、烷基醚羧酸鹽等之羧酸鹽;烷基苯磺 基萘磺酸鹽、α烯烴磺酸鹽等之磺酸鹽;高級 鹽、烷基醚硫酸鹽、聚氧乙烯烷基苯基醚硫酸鹽 醋鹽;院基碟酸酯鹽等之磷酸醋鹽等。這些可使 2種以上。 上述刮痕防止劑’例如有:聯苯酚、聯吡啶 烯基吡啶及 4 -乙烯基吡啶、水 (salicyladoxime) 、0 _ 苯二胺及間苯二胺、鄰 〇-氨基苯酚、硫尿、N-烷基含有(間)丙烯醯胺 烷基含有(間)丙烯醯胺、7-羥基-5-甲基- i,3,4-嗪、5 -甲基-1 Η -苯並二唑、酞嗪、蜜胺及3 -氨基 基-1,2,4-三氮甲苯等。這些可使用1種或2種以 機酸例如 葡糖酸、 二酸、蟻 酸等。另 可使用1 鹽等之鹼 些可使用 劑及陰離 例如有: 酸鹽、烷 醇硫酸酯 等之硫酸 用1種或 基、2-乙 楊醛肟 苯二酚、 、Ν •氨基 二忍i卩朵D引 -5,6-二甲 上。 -26- 1250572 (23) 此外,非水溶性母料,除了含有上述互溶化劑、上述 習知泥漿所含有的各種材料以外,可含有:塡充劑、軟化 劑、抗氧劑、紫外線吸收劑抗靜電劑、潤滑劑、增塑劑等 之各種添加劑。其中塡充劑也可使用能提昇剛性的材料: 碳酸鈣 '碳酸鎂、滑石、黏土等,以及可使用具有拋光效 果的材料:矽石、礬土、二氧化鈽、氧化鉻、氧化欽、二 氧化Μ、三氧化f孟、碳酸鋇等。 本發明之拋光墊的形狀雖無特別限定,其例如可以是 圓盤狀、皮帶狀,滾筒狀等,以因應拋光裝置進行適宜選 擇爲佳。此外,雖對在使用前之拋光墊的尺寸並無特別限 定,就圓盤狀的拋光墊而言,其可形成爲例如:直徑是 0.5〜500cm (更佳者爲 1.0〜250cm,最佳者爲 20〜 2 0 0cm ) ’厚度是超過0.1mm且在以下(最佳者 爲 1 〜10cm) 〇 本發明之拋光墊的製造方法並無特別限定,拋光墊之 具有溝槽(a )、凹部(b )、貫穿孔(c )的形成方法也 無特別限定。例如:可於事先獲得要形成拋光墊用的拋光 墊用組成物,將該組成物成形爲所期望的大槪形狀後,利 用切削加工來形成溝槽(a )、凹部(b )、貫穿孔 (c )。再者,又可使用已形成爲溝槽(a )、凹部 (b )、貫穿孔(c )之樣式的模具來模具成型拋光墊用組 成物,藉此可在形成拋光墊的大槪形狀的同時形成溝槽 (a )、凹部(b )、貫穿孔(c )。此外’也可組合利用 這些模具成型及切削加工。藉由利用這些模具成型及切削 -27- 1250572 (24) 加工時’就能容易使溝槽(a )、凹部(b )、貫穿孔 (c )之內面的表面粗糙度(Ra )形成爲20 # m以下。 另’拋光墊若爲空孔是分散在發泡體等之非水溶性母料中 的材料時’使用模具成型的話,通常,在其表面會形成表 皮層’因不會形成孔洞所以無法做爲拋光墊使用。 另外’雖對於拋光墊用組成物的獲得方法並無限定, 但例如可使用混煉機將指定的有機材料等之必要材料進行 混煉來獲得。混煉機可使用眾所周知的習知混煉機。例如 有:輾滾、捏合機、班伯里密煉機、擠出機(單軸、多 軸)等之混煉機。 再者’爲要獲得含有水溶性粒子的拋光墊而含有水溶 性粒子的拋光墊用組成物,例如也可藉由對非水溶性母 料、水溶性粒子及其他添加劑等進行混煉來獲得。但是, 通常於混煉時會進行加熱使加工變容易,因此在這時候溫 度中的水溶性粒子以固體爲佳。因爲其是固體,所以就與 非水溶性母料的互溶性大小無關因此就能夠將水溶性粒子 分散成上述適宜的平均粒徑。因此,水溶性粒子的種類, 是要根據所使用之非水溶性母料的加工溫度來進行選擇。 本發明之複數層式拋光墊,其至少具有1個是從「形 成在拋光面側,並且,是從環狀、格子狀及螺旋狀中至少 選出1種做爲其形狀的溝槽(a )、凹部(b ),以及貫穿 於拋光墊表裡之貫穿孔(c )」當中選出的部位;其具備 該部位內面的表面粗糙度爲2 0 m以下的拋光層’以及 配置在該拋光層的非拋光面側上的支撐層。其形態是: -28- 1250572 (25) (1 )其具有從環狀、格子狀及螺旋狀中至少選出1種做 爲其形狀的溝槽(a ),其具備該溝槽內面的表面粗糙度 爲2 0 V m以下的拋光層,以及配置在拋光層的非拋光面 側上的支撐層;(2 )其具有凹部(b ),其具備該凹部內 面的表面粗糙度爲20 β m以下的拋光層,以及配置在拋 光層的非拋光面側上的支撐層;(3 )其具有貫穿孔 (c ) ’其具備該貫穿孔內面的表面粗糙度爲2 0 μ m以下 的拋光層’以及配置在拋光層的非拋光面側上的支撐層; (4 )其至少具有2個是從溝槽(a )、凹部(b )、貫穿 ?L ( c )當中選出的部位,其具備該等部位之內面的表面 粗糙度爲20 // m以下的拋光層,以及配置在拋光層的非 拋光面側上的支撐層。 本發明之複數層式拋光墊中的拋光層,是可用上述本 發明之拋光墊。 此外,支撐層是在拋光層的非拋光面側支撐拋光層的 一種層。對於該支撐層的特性雖無特別限定,但其以比拋 光層還軟質者爲佳。因爲是具備有較軟質的支撐層,所以 即使拋光層的厚度較薄(例如爲5 mm以下),在拋光時 也能夠防止拋光層上浮,以及可防止拋光層表面彎曲,使 拋光作業能夠穩定進行。對於該支撐層的硬度,以9 0 %以 下爲佳,以80%以下爲更佳,以70%以下爲最佳,通常是 在10%以上。再者’其肖氏D硬度,以70以下爲佳,以 60以下爲較佳,以5 0以下爲更佳。 此外,支撐層可以是多質孔體(發泡體),也可以是 -29- 1250572 (26) 非多質孔體。再者,對於其平面形狀也無特別限定,可和 拋光層相同也可不同。該支撐層的平面形狀,例如可以是 圓形、多角形(四角形等)等。另外,其厚度雖無特別限 定’但例如可以爲0 · 1〜5 m m,更好是爲〇 · 5〜2 m m。 支撐層的構成材料也無特別限定,但從其爲指定形狀 及性質的容易成形材料,可賦予適度的彈性等條件來考量 時以採用有機材料爲佳。有機材料,可採用上述拋光墊中 之非水溶性母料構成用的有機材料。但是,支撐層構成用 的有機材料可以是交聯聚合物,也可以是非交聯聚合物。 於這些本發明之複數層式拋光墊中,其可只具備1層 的上述支撐層,也可具備2層以上的上述支撐層。此外, 該支撐層和拋光層可直接層疊,也可中介著其他層疊合。 再者’也可用黏結劑、黏結材(膠帶)將支撐層黏結於拋 光層或其他層,也可藉由部份性熔融來使使其層合爲一 體。 於本發明之拋光墊及複數層式拋光墊,也可具備終點 檢測用的孔、窗等。 【實施方式】 [貫施例] 以下透過實施例對本發明進行具體性說明。 〔1〕具有環狀溝槽的拋光墊 1-1.拋光墊的製造 1250572 (27) 實施例1 -1 把經交聯就會成爲非水溶性母料的1 ,2-聚丁二烯( ^工〆工又一少株式會社製、商品名稱r j s r RB 8 3 0」) 8 〇體積部份,和爲水溶性粒子之/3 -環糊精(橫濱國際 硏究所株式會社製、商品名稱「亍、'牛シ一,一少/3 · 1〇〇」、平均粒徑20 # m ) 20體積部份,使用被調溫成 1 6 0 °C的翻掘機進行混煉後,獲得白色粒料。然後,混入 有機過氧化物(日本油脂株式會社製、商品名稱「y 一夕 $ A D - 4 0」)0 · 3體積部份,於1 2 〇。〇再次混煉,接著, 將混煉物放下模具內進行擠出,以1 70它進行1 8分鐘加 熱’使其父聯’而獲侍直經爲6 0 c m、厚度爲2 · 5 m m的圓 盤狀成型體。然後,在該成型體的一面側,使用切削加工 機(加藤機械株式會社製),加工形成寬度爲〇.5mm、深 度爲1 m m、節距爲1 . 5 m m (相互爲鄰溝槽之間的長度爲 1 m m )的同心圓狀溝槽(參考第1圖)。
其次’使用3度空間表面構造解析顯微鏡(canNON 株式會社製、型式「Zygo New View 5032)以不同的3視 野對溝槽內面的表面粗糙度進行測定。其結果,表面粗糙 度(R a )爲 1 · 8 // m。 再者’用光學顯微鏡放大拋光墊溝槽的某部份剖面後 進行攝影,其獲得的圖像爲第1 1圖。 實施例 把經父聯就會成爲非水溶性母料的〗,2 _聚丁二燒( -31 - 1250572 (28) 工4工只7 A株式會社製、商品名稱「J S R R B 8 4 0」)1 〇 〇體積部份,和對点·環糊精(橫濱國際 硏究所株式會社製、商品名稱「亍''牛シ一 A —少/?· 1 0 0」)塗抹多鈦而形成的水溶性粒子(平均粒徑2 0 // m ) 1 0 0體積部份,使用被調溫成1 6 〇 〇c的翻掘機進行混 煉後,獲得白色粒料。然後,對該白色粒料混入有機過氧 化物(日本油脂株式會社製、商品名稱「A 一〜牛シ> 2 5 B」)〇 · 3體積部份,於1 2 0 °C再次混煉而獲得白色粒料。 接著,將添加者有機過氧化物的白色粒料放下模具內,以 1 9 0 °C進行1 0分鐘加熱,使其交聯,就獲得直徑爲 60cm、厚度爲2.5mm的圓盤狀成型體。然後,在該成型 體的一面側,使用和實施例1 -1相同的切削加工機(加藤 機械株式會社製),加工形成寬度爲0.5 mm、深度爲 0 · 5 m m、節距爲1 . 2 m m (相互爲鄰溝槽之間的長度爲 0.7 m m )的同心圓狀溝槽。 其次,對溝槽內面的表面粗糙度(R a )進行和實施例 1 - 1相同的測定。其結果,表面粗糙度(R a )爲1 . 5 // m。 比較例1 - 1 對具有寬度爲 0.25mm、深度爲 〇.4mm、節距爲 1 .5mm之環狀溝槽的發泡聚氨酯製拋光墊(口尹''一少· 二7夕株式會社製、商品名稱「I C 1 〇 〇 〇」)的溝槽內面之 表面粗糙度(進行測定和實施例1 - I相同的測定。其 結果,表面粗糙度(Ra )爲3 0 # m。 -32- 1250572 (29) 再者,用光學顯微鏡放大拋光墊溝槽的某部份剖面後 進行攝影,其獲得的圖像爲第1 2圖。 1-2.拋光功能等之評價 把實施例1 -1、1 - 2及比較例1 - 1的拋光墊分別安裝 在拋光裝置(SFT公司製、型式「7 77°7只夕一LM-1 5」的拋光盤上,在:拋光盤轉數爲50 rpm、3倍稀釋後 的化學機械拋光用泥漿( X 1 X只7 — /1/株式會社、 商品名稱「CMS 1 101」)爲流量lOOcc/分的條件下,對 Si 02膜晶圓進行2分鐘的拋光,然後對使用各拋光墊時之 拋光速度、有無刮痕、有無雜質及孔洞的狀態進行評價。 各個的測定方法如下: (1 )拋光速度:使用光學式膜厚計對拋光前後的膜 厚進行測定,從這些膜厚中所算出的拋光速度。 (2 )有無刮痕及雜質:用電子顯微鏡對拋光後之矽 膜晶圓的拋光面進行觀察後確認結果。 有無刮痕的評價基準:〇爲認定無刮痕;X爲認定有 刮痕。此外,有無雜質的評價基準:◦爲認定無雜質;X 爲認定有雜質。 (3 )孔洞的狀態:用#400的鑽石砥石對拋光墊的表 面進行5分鐘硏磨修整’然後’用電子顯微鏡對修整後之 表面孔洞的狀態進行觀察後確認結果。 評價基準:〇是實質上全部的孔洞爲開口著;X是局 部的孔洞爲阻塞著。 以上(1 )〜(3 )的結果是記錄在表1。 -33- 1250572 (30) 表1
表面粗糙度 (Ra) (//m) 拋光速度 (nm/分) 有無刮痕 有無雜質 孔洞的狀態 實施例1-1 1.8 200 〇 〇 〇 實施例1-2 1.5 250 〇 〇 〇 比較例1-1 30 50 X X X 從表面粗糙度的測定結果中,可知比較例1 -1的拋光 墊,其溝槽內面凹凸很大,爲不均質。此外,根據第12 圖所示可認定有大的凸部。再者,在「詳說半導體CMP 技術」(土井俊郎編著、株式會社工業調查會出版、初版 第1次印行)一書第1 1 4頁中所揭示的圖3 . 63,是和比 較例1 - 1所使用的拋光墊爲相同之發泡聚氨酯製拋光墊 ( 株式會社製、商品名稱「1C 1 000」)之掃瞄式電子顯 微鏡所掃猫出的影像。從該影像中’也可得知其和實施例 卜1的第1 1圖相比是有較大凹凸存在其溝槽內。 此外,根據表1,可認定在用比較例1 -1的拋光墊拋 光後的拋光面上,有刮痕及雜質。另外’修整後的孔洞也 有局部阻塞未開口。尤其是修整時容易阻塞的溝槽開口部 周邊的孔洞幾乎是阻塞著。再者,從表1中可知其拋光速 度只是實施例1 -1的1 /4,又只是實施例1-2拋光速度的 1 /5,差距甚大。這是因爲在拋光時雜質等造成孔洞阻塞 -34- 1250572 (31) 的原故。 相對於此,於實施例1 -1及實施例1 —2 槽內部的側面及底面之表面粗縫度都非常小 這於第1 1圖也可確認是如此。因此,在拋 定幾乎沒有刮痕也沒有雜質。再者,於修整 是完全開口著,尤其是溝槽開口部周邊的孔 口著。此外,實施例1 -1的拋光速度是比· 倍,又實施例1 -2是比較例1 -1的5倍。這 有雜質阻塞的原故。 〔2〕具有格子狀溝槽的拋光墊 2 - 1 .拋光墊的製造 實施例2-1 使用切削加工機(加藤機械株式會社製 例1-1方式所獲得之直徑爲60cm、厚度爲 狀成型體的一面側進行加工,形成寬度爲〇 1 m m、縱向節距爲5 m m、橫向節距爲5 m r 槽’其構成1個格子的圖案平面形狀是四角 圖)。 其次,從所獲得的拋光墊切出溝槽是被 向之表面粗糙度測定用的薄片。然後,使用 表面構造解析顯微鏡以不同的3視野對該薄 表面粗縫度(Ra )進行測定。其結果, (R a )爲 2 · 5 μ in。 的拋光墊,溝 ,因此平滑, 光面上可以確 後孔洞也幾乎 洞也全部是開 ί例1 - 1的 4 是因爲孔洞沒 ),對以實施 2.5 m m的圓盤 .5 mm、深度爲 η的格子狀溝 形(參考第4 包括在寬度方 上述3度空間 片溝槽內面的 表面粗糙度 -35- 1250572 (32) 再者,用光學顯微鏡放大拋光墊溝槽的某部份剖面後 進行攝影,其獲得的圖像爲第〗3圖。 實施例2 - 2 使用和實施例2 -1相同的切削加工機,對以實施例1 -2方式所獲得之直徑爲60cm、厚度爲2.5mm的圓盤狀成 型體的一面側進行加工,形成寬度爲1mm、深度爲 1 m m、縱向節距爲1 〇 m m、橫向節距爲1 0 m m的格子狀溝 槽,其構成1個格子的圖案平面形狀是四角形。 接著,用和實施例2- 1相同的方式對溝槽內面的表面 粗糙度(Ra )進行測定。其結果,表面粗糙度(Ra )爲 2 · 2 β m 〇 比較例2 -1 用和實施例2-1相同的方式對溝槽寬度是2mm、溝槽 深度是〇 · 5 m m、縱向節距爲1 5 m m、橫向節距爲1 5 m m之 構成1個格子的圖案平面形狀是四角形的發泡聚氨酯製拋 光墊(口 T 一少•二7夕株式會社製、商品名稱 「1C 1 000」)的溝槽內面之表面粗糙度(Ra )進行測定。 其結果,表面粗糙度(R a )爲2 5 v m。 2-2.拋光功能等之評價 對於實施例2 - 1、2 - 2及比較例2 - 1,進行和上述 〔1〕相同的拋光功能評價。其評價結果如表2所示。 -36- 1250572 (33) 表2
表面粗糙度 (Ra) ( μ m) 拋光速度 (nm/分) 有無刮痕 有無雜質 孔洞的狀態 實施例2-1 2.5 180 〇 〇 〇 實施例2-2 2.2 135 〇 〇 〇 比較例2-1 25 45 X X X 從表面粗糙度的測定結果中,可知比較例2-1的拋光 墊,其溝槽內面凹凸很大,爲不均質。此外,在「詳說 半導體CMP技術」(土井俊郎編著、株式會社工業調查 會出版、初版第1次印行)一書第U 4頁中所揭示的圖3 . 63,是和比較例2- 1所使用的拋光墊爲相同之發泡聚氨酯 製拋光墊(口 r 一少•二v夕株式會社製、商品名稱 「I C 1 0 0 0」)之掃猫式電子顯微鏡所掃猫出的影像。從該 影像中,也可得知其和實施例2 -1的第1 3圖相比是有較 大的凹凸存在其溝槽內。 此外,根據表2,可認定在用比較例2 - 1的拋光墊拋 光後的拋光面上,有刮痕及雜質。另外’修整後的孔洞也 有局部阻塞未開口。尤其是修整時容易阻塞的溝槽開口部 周邊的孔洞幾乎是阻塞著。再者’從表2中可知其拋光速 度只是實施例2 -1的1 /4 ’又只是實施例2 -2拋光速度的 1 /3,差距甚大。這是因爲在拋光時雜質等造成孔洞阻塞 的原故。 -37- 1250572 (34) 相對於此,於實施例2- 1及實施例2-2的拋光墊,溝 槽內部的側面及底面之表面粗糙度都非常小,因此平滑, 這於第1 3圖也可確認是如此。因此,在拋光面上可以確 定幾乎沒有刮痕也沒有雜質。再者,於修整後孔洞也幾乎 是完全開口著,尤其是溝槽開口部周邊的孔洞也全部是開 口著。此外,實施例2-1的拋光速度是比較例2-1的4 倍,又實施例2-2是比較例2-1的3倍。這是因爲孔洞沒 有雜質阻塞的原故。 〔3〕具有螺旋狀溝槽的拋光墊 3 - 1 .拋光墊的製造 實施例3 - 1 使用切削加工機(加藤機械株式會社製),對以實施 例1-1方式所獲得之直徑爲60cm、厚度爲2.5mm的圓盤 狀成型體的一面側進行加工,形成寬度爲1 mm、深度爲 1 mm、節距爲2.5mm的螺旋狀溝槽(相互爲鄰溝槽之間長 度爲1 .5mm )(參考第7圖)。 接著,從所獲得的拋光墊切出溝槽是被包括在寬度方 向之表面粗糙度測定用的薄片。然後,使用上述3度空間 表面構造解析顯微鏡以不同的3視野對該薄片溝槽內面的 表面粗糙度(Ra )進行測定。其結果’表面粗糙度 (R a )爲 2 · 0 // m。 再者,用光學顯微鏡放大拋光墊溝槽的某部份剖面後 進行攝影,其獲得的圖像爲第1 4圖。 -38- 1250572 (35) 實施例3 - 2 使用和實施例3 - 1相同的切削加工機,對以實施例1 -2方式所獲得之直徑爲60cm、厚度爲2.5mm的圓盤狀成 型體的一面側進行加工,形成寬度爲 〇.5mm、深度爲 0.5mm、節距爲1 .7mm的螺旋狀溝槽(相互爲鄰溝槽之間 長度爲1 · 2 ΓΩ ΠΊ )。 接著,用和實施例3 -1相同的方式對溝槽內面的表面 粗糙度(Ra )進行測定。其結果,表面粗糙度(Ra )爲 1 · 9 μ m 〇 比較例3 - 1 用和實施例 3 - 1相同的方式對具有寬度爲0.25mm、 深度爲 〇.4mm、節距爲1 .5mm之螺旋狀溝槽的發泡聚氨 酯製拋光墊(口亍''一 I ·二7夕株式會社製、商品名稱 ^ I C 1 0 0 0」)的溝槽內面之表面粗糙度(Ra )進行測定。 其結果,表面粗糙度(Ra )爲2 5 // m。 3 - 2 .拋光功能等之評價 對於實施例 3 - 1、3 - 2及比較例 3 - 1,進行和上述 〔1〕相同的拋光功能評價。其評價結果如表3所示。 -39- (36) 1250572 表3
表面粗糙度 (Ra) (//m) 拋光速度 (nm/分) 有無刮痕 有無雜質 孔洞的狀態 實施例3-1 2.0 190 〇 〇 〇 實施例3-2 1.9 260 〇 〇 〇 比較例3-1 25 50 X X X 從表面粗糙度的測定結果中,可知比較例3 - 1的拋光 墊,其溝槽內面凹凸很大,爲不均質。此外,在「詳說 半導體CMP技術」(土井俊郎編著、株式會社工業調查 會出版、初版第1次印行)一書第1 1 4頁中所揭示的圖3 · 6 3,是和比較例3 -1所使用的拋光墊爲相同之發泡聚氨酯 製拋光墊(口亍''一 ♦•二7夕株式會社製、商品名稱 「I C 1 0 0 0」)之掃猫式電子顯微鏡所掃猫出的影像。從該 影像中,也可得知其和實施例3 - 1的第1 4圖相比是有較 大的凹凸存在其溝槽內。 此外,根據表3,可認定在用比較例3 - 1的拋光墊拋 光後的拋光面上,有刮痕及雜質。另外’修整後的孔洞也 有局部阻塞未開口。尤其是修整時容易阻塞的溝槽開口部 周邊的孔洞幾乎是阻塞著。再者,從表3中可知其拋光速 度只是實施例3 - 1的1 /4,又只是實施例3 · 2拋光速度的 1 /5,差距甚大。這是因爲在拋光時雜質等造成孔洞阻塞 的原故。 相對於此,於實施例3 - 1及實施例3 - 2的拋光墊,溝 -40- 1250572 (37) 槽內部的側面及底面之表面粗糙度都非常小,因此平滑, 這於第1 4圖也可確認是如此。因此,在拋光面上可以確 定幾乎沒有刮痕也沒有雜質。再者,於修整後孔洞也幾乎 是完全開口著,尤其是溝槽開口部周邊的孔洞也全部是開 口著。此外,實施例3 -1的拋光速度幾乎是比較例3 -1的 4倍,又實施例3 - 2是比較例3 -1的5倍。這是因爲孔洞 沒有雜質阻塞的原故。 〔4〕具有凹部的拋光墊 4 - 1 .拋光墊的製造 實施例4 - 1 使用切削加工機(加藤機械株式會社製),對以實施 例1-1方式所獲得之直徑爲60cm、厚度爲2.5mm的圓盤 狀成型體的一面側進行加工,形成平面形狀是圓形’其直 徑爲 0.5mm、深度爲1 mm、節距爲1 .5mm的多數凹部 〔各凹部之間的圓周方向長度及徑方向長度均相同 (1mm),這些凹部是設置成等間隔。〕(參考第 9 圖)。 接著,從所獲得的拋光墊切出複數凹部的剖面是包括 在內之表面粗糙度測定用的薄片。然後,使用上述3度空 間表面構造解析顯微鏡以不同的3視野對該薄片凹部內面 的表面粗f造度(Ra )進行測定。其結果,表面粗縫度 (R a )爲 2 · 3 # m。 再者,用光學顯微鏡放大拋光墊凹部的某部份剖面後 -41 - 1250572 (38) 進行攝影,其獲得的圖像爲第1 5圖。 實施例4 - 2 使用和實施例4 - 1相同的切削加工機’對以實施例卜 2方式所獲得之直徑爲60cm、厚度爲2.5mm的圓盤狀成 型體的一面側進行加工’形成平面形狀是圓形’其直徑爲 〇 . 5 m m、深度爲0 · 5 m m、節距爲1 . 2 ni m的多數凹部〔各凹 部之間的圓周方向長度及徑方向長度均相同(0.7mm ) ’ 這些凹部是設置成等間隔。〕。 接著,用和實施例4-1相同的方式對凹部內面的表面 粗糙度(Ra )進行測定。其結果,表面粗糙度(Ra )爲 1 . 5 μ m 〇 比較例4 - 1 用和實施例4 - 1相同的方式對具有直徑爲1 . 5 mm、深 度爲 1.0mm、節距爲5.5mm之多數凹部的發泡聚氨酯製 拋光墊(口 T 一 I •二7夕株式會社製、商品名稱 「1C 1 0〇〇」)的溝槽內面之表面粗糙度(Ra )進行測定。 其結果,表面粗糙度(Ra )爲2 5 # m。 4_2.拋光功能等之評價 對於實施例4 · 1、4 - 2及比較例4 _丨,進行和上述 〔1〕相同的拋光功能評價。其評價結果如表4所示。 - 42 - 1250572 (39) 表4
表面粗糙度 (Ra) ( fim) 拋光速度 (nm/分) 有無刮痕 有無雜質 孔洞的狀態 實施例4-1 2.3 210 〇 〇 〇 實施例4-2 1.5 260 〇 〇 〇 比較例4-1 25 50 X X X 從表面粗糙度的測定結果中,可知比較例4 - 1的拋光 墊,其溝槽內面凹凸很大,爲不均質。此外,在「詳說 半導體CMP技術」(土井俊郎編著、株式會社工業調查 會出版、初版第1次印行)一書第1 1 4頁中所揭示的圖3 · 6 3,是和比較例4 -1所使用的拋光墊爲相同之發泡聚氨酯 製拋光墊(株式會社製、商品名稱「I C 1 0 0 〇」)之掃瞄 式電子顯微鏡所掃瞄出的影像。從該影像中,也可得知其 和實施例3 - 1的第1 4圖相比是有較大的凹凸存在其凹部 內。 此外,根據表4,可認定在用比較例4- 1的拋光墊拋 光後的拋光面上,有刮痕及雜質。另外’修整後的孔洞也 有局部阻塞未開口。尤其是修整時容易阻塞的凹部開口部 周邊的孔洞幾乎是阻塞著。再者,從表4中可知其拋光速 度只是實施例4 - 1的1 /4,又只是實施例4 - 2拋光速度的 1 / 5,差距甚大。這是因爲在拋光時雜質等造成孔洞阻塞 的原故。 相對於此,於實施例4 - 1及實施例4 —2的拋光墊’凹 >43- 1250572 (40) 部內的側面及底面之表面粗糙度都非常小,因此平滑,這 於第1 5圖也可確認是如此。因此,在拋光面上可以確定 幾乎沒有刮痕也沒有雜質。再者’於修整後孔洞也幾乎是 完全開口著,尤其是溝槽開口部周邊的孔洞也全部是開口 著。此外,實施例4- 1的拋光速度幾乎是比較例4- 1的4 倍,又實施例4-2是比較例4- 1的5倍。這是因爲孔洞沒 有雜質阻塞的原故。 [圖式簡單說明】 第1圖爲表示本發明之拋光墊的一例平面模式圖。 第2圖爲表示本發明之拋光墊的其他例平面模式圖。 第3圖爲包括本發明之拋光墊的溝槽之局部橫剖面模 式圖。 第4圖爲表示本發明之拋光墊的其他例平面模式圖。 第5圖爲表示本發明之拋光墊的其他例平面模式圖。 第6圖爲表示本發明之拋光墊的其他例平面模式圖。 第7圖爲表示本發明之拋光墊的其他例平面模式圖。 第8圖爲表示本發明之拋光墊的其他例平面模式圖。 第9圖爲表示本發明之拋光墊的其他例平面模式圖。 第1 〇圖爲包括本發明之拋光墊的凹部之局部橫剖面 模式圖。 第Π圖爲實施例1 - 1之拋光墊局部剖面的顯微鏡圖 像說明圖。 第1 2圖爲實施例! - 之拋光墊局部剖面的顯微鏡圖 -44 - 1250572 (41) 像說明圖。 第1 3圖爲實施例2 - 1之拋光墊局部剖面的顯微鏡圖 像說明圖。 第1 4圖爲貧施例3 - 1之拋光墊局部剖面的顯微鏡圖 像說明圖。 第1 5圖爲實施例4 - 1之拋光墊局部剖面的顯微鏡圖 像說明圖。 [主要元件對照表] 1 拋 光 墊 12 溝 槽 12a 溝 槽 12b 溝 槽 13 凹 部 2 1 節 距 22 溝 漕 寬 度 23 相 互 爲 鄰 溝 槽 間 ΪΞΤ 取 小 長 度 24 節 距 25 開 □ 部 的 最 小 尺 寸 26 相 互 爲 鄰 凹 部 等 之 間 最 小長度 -45-
Claims (1)
1250572
拾、申請專利範圍 ;. 第92 1 1 493 8號專利申請 中文申請專利範圍修正本 民國94年5月6 日修正 4. J 1. 一種拋光墊,其特徵爲:其是使用在化學機械拋 % g光;其至少具有1個是從「形成在拋光面側,並且,是從 f環狀、格子狀及螺旋狀中至少選出1種做爲其形狀的溝槽
t |(a)、凹部(b ),以及貫穿於拋光墊表裡之貫穿孔 A (c)」當中選出的部位,該部位內面的表面粗糙度爲20 ' m以下。 2 ·如申請專利範圍第1項所記載之拋光墊,其中, 上述溝槽(a)的深度爲0.1mm以上,寬度爲0.1mm以 3. 如申請專利範圍第1項所記載之拋光墊,其中’ 上述溝槽(a )是形成爲同心圓狀。
4. 如申請專利範圍第1項所記載之拋光墊,其中, 上述凹部(b )的深度爲〇 · 1 mm以上,開口部的最小長度 爲0.1 mm以上。 5. 如申請專利範圍第1項所記載之拋光墊,其中’ 上述貫穿孔(c )的開口部最小長度爲0 · 1 mm以上。 6. 如申請專利範圍第1項所記載之拋光墊,其中’ 上述凹部(b )的1個開口部、及上述貫穿孔(c )的1個 開口部的面積分別爲〇.〇〇75mm2以上。 7. 如申請專利範圍第1項所記載之拋光墊,其中, 1250572 上述溝槽(a )、凹部(b )及貫穿孔(c )之相互爲鄰的 各開口部之間最小長度爲0.05mm以上。 8 .如申請專利範圍第1項所記載之拋光墊,其中, 本拋光墊中至少有一部份,是含有:含交聯聚合物之非水 溶性母料;及被分散在該非水溶性母料中的水溶性粒子。 9.如申請專利範圍第1項所記載之拋光墊,其中, 上述溝槽(a )、凹部(b )及貫穿孔(c ),是由切削及 模具成型當中所選出的方法形成。 I 0 —種複數層式拋光墊,其特徵爲:其是使用在化 學機械拋光;其至少具有1個是從「形成在拋光面側,並 且,是從環狀、格子狀及螺旋狀中至少選出1種做爲其形 狀的溝槽(a )、凹部(b ),以及貫穿於拋光墊表裡之貫 穿孔(c )」當中選出的部位;其具備該部位內面的表面 粗糙度爲20 // m以下的拋光層,以及配置在該拋光層的 非拋光面側上的支撐層。 II · 一種拋光墊的製造方法,是製造拋光墊的方法, 其特徵爲具備:採用拋光墊用組成物並成型爲預定形狀的 成型步驟;及對所成型的成型物切削加工,其內面的表面 粗糙度爲20 # m以下,且至少形成從溝槽(a )、凹部 (b )及貫穿孔(c )中所選出之1個部位的切削步驟。 1 2 . —種拋光墊的製造方法,是製造拋光墊的方法, 其特徵爲具備:採用拋光墊用組成物,至少形成從溝槽 (a )、凹部(b )及貫穿孔(c )中所選出之1個部位, 且上述部位內面之表面粗糙度爲20/zm以下的模具成型 -2 - 1250572 步驟。 1 3 .如申請專利範圍第1 1或1 2項所記載之拋光墊的 製造方法,其中,上述拋光層中至少有一部份,是含有: 含交聯聚合物之非水溶性母料;及被分散在該非水溶性母 料中的水溶性粒子。
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