TWI295948B - - Google Patents

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1295948 九、發明說明： L發明戶斤屬之技術領域3 技術領域 本發明係有關於一種研磨墊，其係可以穩定且高研磨 5 效率進行透鏡、反射鏡等光學材料及矽晶圓、硬碟用玻璃 基板、鋁基板、以及要求一般的金屬研磨加工等的高度的 表面平坦性之材料之平坦化加工。本發明之研磨墊，特別 適用於將石夕晶圓及於石夕晶圓上形成有氧化物層、金屬層等 的元件，在進一步層積形成該等氧化物層及金屬層之前加 ίο 以平坦化之步驟。 L先前技術3 背景技術 作為要求南度表面平坦性之代表性材料，可列舉用以 製造半導體積體電路(IC、LSI)之稱為矽晶圓之單結晶矽的 15圓盤。矽晶圓於1C、LSI等製造步驟中，為了形成電路形成 用的各種薄膜之可信賴的半導體接合，於層積形成氧化物 層及金屬層之各步驟中，要求高精度且平坦地精加工表 面。於此研磨精加工步驟中，一般而言，研磨墊被固定於 稱為研磨平台（Platen)之可旋轉的支持圓盤上，半導體晶圓 20等加工物被固定於研磨頭。然後，藉由雙方的運動，使研 磨平台與研磨頭之間產生相對速度，進而藉由將含有研磨 粒的研磨漿料連續供給至研磨墊上，進行研磨操作。 作為研磨墊的研磨特性，係要求研磨對象物的平坦性 (P1眶ity)及面内均勻性優異、研磨速度大。關於研磨對象 1295948 * 物的平坦性、面内均勻性，可藉由將研磨層高彈性率化而 某程度地改善。 一若考量朝次世代元件的展開，可進一步提高平坦性的 南硬度的研磨墊有其必要。為了使平坦性提高，亦可使用 5無發泡系的硬的研磨墊。然而，使用此硬的研磨塾時，會 有使研磨對象物的被研磨面產生刮痕(傷)之問題。再者，無 發泡系的研磨墊，由於於研磨操作時無法充份地將聚料中 的研磨粒保持於墊表面，故從研磨速度的觀點來看亦並不 理想。 1〇 再者，提出有一種於非水溶性的熱可塑性聚合物中分 散水溶性物質之研磨墊(專利文獻υ。此研磨墊雖然為無發 泡體，但分散於研磨墊中的水溶性物質會於研磨時溶解， 而於研磨塾表面製造發泡體般的孔，再者研磨墊會膨潤而 使研磨塾表面的硬度下降，因此，可有效減低刮痕及提升 15研磨速度。但疋，該研磨墊由於墊表面膨潤使硬度下降， 故關於平坦化特性並不足。 又，為了同時達到提高平坦性及減低刮痕之目的，提 出有一種由異氛酸g旨末端預聚合物與鏈延長劑之聚合物所 構成之研磨塾’該異氰酸酯末端預聚合物係使有機聚異氰 2〇酸醋、含有水溶性高分子多元醇之高分子量多元醇及低分 子里多元醇反應而成者（專利文獻2)。但是，該研磨墊亦由 於塾表面膨潤而使硬度下降，故並不能充份滿足今後所要 求的平坦化特性。 另一方面’關於研磨速度，則可藉由作成含有氣泡之 1295948 發泡體’增加漿_保持量而提升。 作為滿足上述特性之研磨墊，提出有由聚胺基曱酸酯 樹脂發泡體構成之研磨塾(專利文獻3、4)。該聚胺基甲酸醋 樹月曰發泡體係藉由使異氰㈣末端預聚合物與鏈延長劑 5 (硬化劑)反應而製成·’作為異氰㈣預聚合物的高分子多元 醇成分，由财水解性、彈性特性、财摩耗性等觀點，宜使 用聚醚（特別是數平均分子量為5〇〇〜16〇〇之聚丁醚二醇）或 聚碳酸酯等材料。 但是，為了使研磨墊的平坦化特性提高而將研磨墊高 10彈性率化(高硬度化)時，比重變高，絲有每單位面積的氣 泡數變少，研磨速度下降之問題。 再者，作為進一步提高漿料的保持量之方法，可列舉 使研磨塾本身具有親水性之方法，具體而言可列舉⑴將經 基等親水性基導入基材材料之方法，⑺將基材材料與親水 15 生物為混合之方法。例如，揭示有含有(A)交聯彈性體及⑻ 具有羥基等官能基之物質的研磨墊用組合物（專利文獻5)。 再者，揭示有於構成研磨工具之材料中進一步加入親水性 物質或加成（改性）親水性基之研磨工具（專利文獻6)。再 者，揭示有為親水性且含有實質上不溶於水之片狀物之熱 20硬化性高分子基材樹脂所構成之研磨墊（專利文獻乃。進 而，揭示有由含有胺基甲酸酯樹脂且含有親水劑之聚胺基 甲酸酯組合物構成之研磨墊，該胺基甲酸酯樹脂係具有親 水性基之化合物經共聚合者(專利文獻8)。 但是，於(1)之方法中，在基材材料為聚胺基甲酸酯時， 7 1295948 有毯基等含有活性氫的親水性基於聚胺基甲酸酯合成時與 /、 曰基反應，結果未反應的多元醇成分殘存於材料中 之虞。然後，由於該殘存的多元醇成分帶來可塑性的效果， 故有引（研磨墊的物性下降之傾向。再者，於⑵之方法中， 5使親水性物質均勻地混合於基材材料中係有其困難，無法 得到物性均一的研磨墊。 Μ 另一方面，研磨速度於使用後至使用完成之間變動 日守，必須調整研磨條件，亦有研磨效率差之問題。 例如，以提供可有效率地研磨半導體晶圓且平坦性優 10異的非發泡胺基曱酸醋研磨材為目的，係揭示有一種由研 磨材、、且a物構成的研磨材，該研磨材、組合物由異氰酸脂末 端胺基甲酸酉旨預聚合物及含有活性氯之化合物構成，異氮 酸财端胺基曱酸酉旨預聚合物使用芳香族類二異氰酸醋作 為伞異鼠酸醋，且由高分子多元醇及低分子多元醇構成的 夕元醇成刀中的低分子多元醇則使用一縮二乙二醇、 丁二醇等（專利文獻3)。 再者，為了使研磨布本身具有修整性、增長研磨壽命， 揭示有-種由聚胺基甲酸S旨組合物構成，且藉由Τ.摩耗 試驗的摩耗量為150〜350mgi研磨布（專利文獻9)。 2〇 ⑮是，專利文獻3記載之研磨材由非發泡胺基甲酸酉旨構 成，此種非發泡類研磨材由於研磨速度低，於研磨面上形 f有溝，但因為漿料中的研磨料或研磨屑等局部地存在 等’要安定化研磨速度係非常困難。再者，專利文獻9記載 之研磨布由於容易摩耗、硬度低（因為氣泡不均句且氣泡徑 8 1295948 大），故平坦性及面内均勻性不足，進而無法避免研磨速度 的變化變大。 進一步，先前附有溝的研磨塾係有研磨粒及研磨屑於 研磨中堵塞於溝，研磨速度隨著使用而下降之問題。 再者，於專利文獻10〜12中，揭示有一種由破壞伸度為 500%以下之研磨材構成之研磨墊。然而，使用破壞伸度為 500%以下之研磨材的技術上意義係全然未記載。 專利文獻1 專利文獻2 10 專利文獻3 專利文獻4 專利文獻5 專利文獻6 專利文獻7 15 專利文獻8 專利文獻9

曰本特開2001-47355號公報 曰本專利第3571334號說明書 曰本特開2000-17252號公報 曰本專利第3359629號說明書 曰本特開2002-134445號公報 曰本特開2003-11066號公報 曰本特開2002-59358號公報 曰本特開2003-128910號公報 曰本特開2001-277101號公報

專利文獻10:日本特表2001-513450號公報 專利文獻11:曰本特表2001-518852號公報 專利文獻12:日本特表2002-535843號公報 20 【發明内容】 發明揭示 發明欲解決之問題 第1之本發明之目的係提供一種不易於研磨對象物的 表面產生刮痕，且平垣化特性優異之研磨墊。第2之本發明 9 1295948 之目的係提供一種具有高研磨速度且平坦化特性優異之研 磨塾第3之本發明之目的係提供一種研磨粒及研磨屑不易 於研磨中堵塞於溝’即使長時間連續使用時研磨速度亦不 易下降之研磨墊。再者，本發明之目的係提供一種使用前 5述研磨墊之半導體元件之製造方法。 解決問題之方法 本發明者們為解決前述問題，反覆進行銳意檢討後， 結果發現藉由以下所示之研磨塾可達成上述目的 ，終完成 本發明。 即’第1之本發明係有關於—種研磨墊，其係、包含由具 有u細氣泡的聚胺基曱酸能樹脂發泡體構成之研磨層者， 八特徵在於：前述聚胺基甲酸酯樹脂發泡體之拉伸破斷伸 長為25〜120%。 1 本發明者們發現藉由將作為研磨層形成材料的聚胺基 甲酉文s曰树月曰發泡體之拉伸破斷伸長調整至25〜1如％，可同 時減低刮痕且提高平坦化特性。 於聚胺基甲酸自旨樹脂發泡體之拉伸破斷伸長小於25% 時，於晶圓表面變得容易產生刮痕。再者，研磨層的表面 ^羊耗文大至必要以上，研磨墊的壽命變短，修整後的研磨 層表面的起毛於晶圓研磨時立刻被去除，研磨速度變小。 另一方面，超過120%時，平坦化特性惡化。再者，聚胺基 甲酉欠醋樹脂的「黏性」變大，修整時的修整屑變大。結果， 修整屑堵塞於研磨墊表面的微細孔及溝，研磨速度變小。 珂述杈伸破斷伸長以40〜1〇0%為佳，較佳為5〇〜9〇%。 1295948 前述聚胺基甲酸酸樹脂發泡體宜係1種或2種以上的異 氰酸S旨末端預聚合物與鏈延長劑之反應硬化物，前述異氮 酸酯末端預聚合物係含有高分子量多元醇成分及異氰酸酯 成分者，且前述異氰酸酯末端預聚合物的NC〇重量％(於2 5種以上時為平均NCO重量宜為9·3~15重量％。藉由預聚 合物法而得到之聚胺基甲酸酯樹脂發泡體由於研磨特性優 異，故為佳。 NCO重量％若變大，拉伸破斷伸長變小，nc〇重量％ 若變小，拉伸破斷伸長則有變大之傾向。藉由如上所述將 10 1^(：0重量％調整至特定範圍内，可容易將聚胺基甲酸酯樹 脂發泡體之拉伸破斷伸長調整至前述範圍内。前述異氰酸 酯末端預聚合物的NCO重量％以1〇〜11重量％為較佳。 於第1之本發明中，前述高分子量多元醇成分宜係數平 均分子量500〜850之高分子量多元醇a與數平均分子量 15 900〜1500之高分子量多元醇B，其含有比率宜為 A/B=36/64〜99/1(重量％)。於高分子量多元醇A之含有比率 小於36重量％時，平坦化特性有惡化之傾向。再者，聚胺 基甲酸酯樹脂的「黏性」變大，修整時的修整屑變大。結 果，修整屑堵塞於研磨墊表面的微細孔及溝，研磨速度變 20小。另一方面，超過99重量％時，有於晶圓表面變得容易 產生到痕之傾向。再者，研磨層的表面摩耗變大至必要以 上，研磨墊的壽命變短，修整後的研磨層表面的起毛於晶 圓研磨時立刻被去除，研磨速度變小。 又，聚胺基甲酸醋樹脂發泡體的比重以〇·7〜〇·85為佳， 11 1295948 較佳為0·75〜0·85。比重小於0.7時，有研磨層整體的硬度下 降，平坦化特性惡化，研磨層的表面摩耗變大至必要以上， 研磨墊的壽命變短及修整後的研磨層表面的起毛於晶圓研 磨時立刻被去除，研磨速度變小之傾向。另一方面，比重 5 超過〇·85時，則有修整時的修整屑變大，該修整屑堵塞於 溝及微細孔造成阻塞，研磨速度下降之傾向。 再者，聚胺基甲酸酯樹脂發泡體其ASKER D硬度宜為 56〜70度’較佳為56〜65度。於ASKER D硬度小於56度時， 有研磨對象物的平坦性下降之傾向。另一方面，比7〇度大 10 時，雖然平坦性良好，但有研磨對象物的面内均勻性下降 之傾向。再者，於研磨對象物的表面變得容易產生刮痕。 又，聚胺基甲酸酯樹脂發泡體，其拉伸強度宜為 15〜25MPa。於拉伸強度小K15MPa時，有平坦化特性下降 之傾向，另一方面，於超過25MPa時則於研磨對象物的表 15 面變得容易產生到痕。 於第1之本發明中，鏈延長劑宜為芳香族二胺，特別是 3,5-雙（甲硫基)-2,4-甲苯二胺及/或3,5-雙（甲硫基)-2,6-甲笨 一胺為佳。藉由使用芳香族二胺作為鏈延長劑，即使比重 低，亦可充份確保反應性，進而可將研磨層高彈性率化， 20因此，可提升研磨對象物之平坦性、面内均勻性。3,5-雙（甲 硫基)-2,4-甲苯二胺及3,5_雙（曱硫基)-2,6_曱苯二胺係未含 有氯之芳香族二胺，由廢棄時的環境面的觀點來看，為較 佳的材料。 前述異氰酸酯末端預聚合物宜進而含有低分子量多元 1295948 醇成分。又，異氰酸酸成分宜為芳香族二異氰酸醋及脂環 式二異氰酸龜。進而’芳香族二異氰酸醋宜為甲苯二異氣 酸醋’脂環式二異氰酸酷宜為二環己基甲烧二異氮酸醋。 使用上述原料時，不僅變得容易調整聚胺基甲酸醋樹脂發 5泡體的拉伸破斷伸且可得到研磨特性優異的研磨墊。 再者’於第1之本發明中，前述聚胺基甲酸醋樹脂發泡 體宜含有0.05重量％以上、小於5重量％之不具有經基的石夕 系非離子界面活性劑，較佳為〇5〜45重量％。於矽系非離 子界面活性劑的量小於〇.〇5重量％時，有拉伸破斷伸長為 10 25%以上、無法得到具有微細氣泡的聚胺基甲酸酯樹脂發 泡體之傾向。另一方面，於5重量％以上時，則有發泡體中 的氣泡數變得過多、難以得到拉伸破斷伸長為12〇%以下之 聚胺基甲酸酯樹脂發泡體之傾向。 第2之本發明係有關於一種研磨墊，其係包含由具有微 15細氣泡的♦胺基甲酸醋樹脂發泡體構成之研磨層者，其特 徵在於·作為前述聚胺基曱酸酯樹脂發泡體的原料成分之 咼分子夏多元醇成分係數平均分子量5〇〇〜85〇之疏水性高 分子量多元醇，且前述聚胺基甲酸酯樹脂發泡體含有1〇〜2〇 重量％之不具有羥基的矽系非離子界面活性劑。 2〇 第2之本發明之研磨墊係具有高研磨速度且平坦化特 性優異者。 本發明者們發現藉由使用數平均分子量5〇〇〜85〇之疏 水性高分子量多元醇作為聚胺基曱酸酯樹脂發泡體之原料 成/刀之尚分子量多元醇成分，不會減小聚胺基甲酸酯之交 13 1295948 聯間分子量、提高聚胺基曱酸酯樹脂發泡體之比重（不會減 少氣泡數），可高彈性率化。再者，於使用數平均分子量 500〜850之疏水性高分子量多元醇時，由於聚胺基曱酸s旨樹 脂之修整性變高，故修整後的研磨層表面的起毛於晶圓研 5磨時立刻被去除，又，聚胺基甲酸酯樹脂之疏水性變強、 與漿料之溼潤性變差。結果’有研磨速度下降之傾向。本 發明者們發現藉由使用數平均分子量500〜85〇之疏水性高 分子量多元醇，同時使用特定量的矽系非離子界面活性 劑’可解決上述研磨速度下降之問題。再者，發現藉由使 10用前述疏水性高分子量多元醇，雖然有聚胺基曱酸酯樹脂 發泡體的脆性變高、明顯損及研磨層的加工性之傾向，作 藉由添加特定量的矽系非離子界面活性劑，可解決加工性 的問題。 15 20 於W述疏水性高分子量多元醇之數平均分子量小於 500時’聚胺基甲酸酯樹脂發泡體的脆性變得過高，於研磨 層產生缺口或破裂，研磨層的表面摩耗變大至必要以上， 研^塾的壽命變短，修整後的研磨層表面的起毛於晶圓研 磨時立刻被去除，研磨速度變小。另-方面，數平均分子 量超過850時，將研磨層高彈性率化（高硬度化)有其困二， 無法使平垣化特性提高。 月’J述疏水性高分子量多元醇之數平均分子量宜為 550〜800，較佳為600〜7〇〇。 ” 曰再者，前述聚胺基甲酸酯樹脂發泡體必須含有1〇〜2〇 曰 不具有羥基的石夕系非離子界面活性劑，較佳為 14 1295948 11〜15重量％。於矽系非離子界

/舌性劑的含I小於10重I %日守，聚胺基曱酸酯樹脂發泡體 艰的脆性變得過高，於研廢 層產生缺口或破裂，加工性明4 ” •、負欠是。又，聚胺基甲酸酯 樹脂的修整性變高，聚胺基曱 欠酉曰 曰樹脂的疏水性變得過 強，與漿料的溼潤性變差，因此， £ + 有研磨速度下降之傾向。 另一方面，超過20重量％時，發0 R x/S體中的氣泡數變得過多， 將研磨層高彈性率化（高硬度化

10 性提言 有其困難，無法使平坦化特 人前述聚胺基甲酸醋樹脂發泡體宜係異氮酸醋末端預聚 2與鏈延㈣之反應硬化物，科⑽_末端預聚合物 由各^述疏水性高分子量多元醇及異氰酸㉖成分者。藉 預聚合物法而得到之聚絲甲_旨旨發泡體由於研磨 特性優異，故為佳。 15 、t於第2之本發明中，為了提高聚胺基甲酸酯樹脂發泡體 集力，確保高剛性，前述疏水性高分子量多元醇宜為

、·曰夕元醇。又，疏水性咼分子量多元醇為聚丁醚二醇亦 為較佳態樣。 π 、再者，前述異氰酸酯成分宜為芳香族二異氰酸酯及脂 20二式—異氰酸酯。進而，芳香族二異氰酸酯宜為甲苯二異 氰黾知，脂環式二異氰酸酯宜為二環己基甲烷二異氰酸 酉曰。使用上述原料時，不僅變得容易調整聚胺基甲酸酯樹 月曰發泡體的物理特性，且可得到研磨特性優異之研磨墊。 再者’於第2之本發明中，鏈延長劑以芳香族二胺為 Υ土 4备 藉由使用芳香族二胺作為鏈延長劑，變得容易調整硬 15 1295948 化時間、研磨層的比重及硬度等。再者，考量環境面等， 前述芳香族二胺以非鹵素系芳香族二胺為佳。 前述聚胺基甲酸酯樹脂發泡體，其比重以〇 65〜〇·86為 佳’較佳為0.7〜0.8。於比重小於0.65時，有研磨層的表面 5 硬度下降、研磨對象物（晶圓）的平坦性下降、壽命特性變差 之傾向。另一方面，於比重超過0.86時，有每單位面積的 氣泡數變少，研磨速度下降之問題。 前述聚胺基甲酸酯樹脂發泡體，其ASKER D硬度宜為 50〜65度。於ASKER D硬度小於50度時，研磨對象物的平坦 10 性下降，比65度大時，雖然平坦性良好，但有研磨對象物 的面内均勻性下降之傾向。 又’前述聚胺基甲酸酯樹脂發泡體，其拉伸強度宜為 15〜25MPa。於拉伸強度小K15MPa時，有研磨墊的平坦化 特性下降之傾向，另一方面，於超過25MPa時則於研磨對 15 象物（晶圓）變得容易產生刮痕。 前述聚胺基曱酸酯樹脂發泡體，其拉伸破斷伸長宜為 25〜100%。於拉伸破斷伸長小於25%時，有表面摩耗變大至 必要以上，研磨墊的壽命變短，修整後的研磨層表面的起 毛於晶圓研磨時立刻被去除，研磨速度變小之傾向。另一 20方面’超過100%時，有研磨對象物的平坦性下降之傾向。 再者，第2之本發明係有關於一種研磨墊之製造方法及 藉由該方法而製造之研磨墊，該研磨墊之製造方法係包含 將含有異氰酸酯末端預聚合物之第1成分與含有鏈延長劑 之第2成分混合、硬化後，製成聚胺基曱酸酯樹脂發泡體之 16 1295948 步驟（1)者，其特徵在於： 前述步驟（1)係於含有異氰酸酯末端預聚合物之第1成 分中添加不具有羥基的矽系非離子界面活性劑，使矽系非 離子界面活性劑於聚胺基甲酸酯樹脂發泡體中佔10〜20重 5量％，進而將前述第1成分與非反應性氣體攪拌，調製以前 述非反應性氣體作為微細氣泡而分散之氣泡分散液後，於 前述氣泡分散液中混合含有鏈延長劑之第2成分，硬化後製 作聚胺基甲酸酯樹脂發泡體之步驟，且作為前述異氰酸酯 末^0預聚合物的原料成分之高分子量多元醇成分係數平均 10分子量5〇〇〜850之疏水性高分子量多元醇。 第3之本發明係有關於一種研磨墊，其係包含由具有微 細氣泡的聚胺基甲酸酯樹脂發泡體構成且於研磨表面具有 凹凸構造之研磨層者，其特徵在於：前述聚胺基曱酸酯樹 脂發泡體，其ASKERD硬度係45〜55度、比重係〇 8〜〇 86且 15拉伸破斷伸長係120〜15〇%。 於使用先前附有溝之研磨墊之情形，P遺著進行研磨摔 :’研磨速度逐漸下降之理由如下。於附有溝之研= 、面為了進行研磨聚料的保持及更新、 研磨 因此， 孔 研磨屑，設置有溝或微細孔。作是’先前產生的 20浆料中㈣蝴磨_於‘^塾， 2)於研磨層的村料本身具有「黏1^舉^層的比重高， 料本身具有「考_」t是於研磨層的材 」”於研料所產㈣研磨層的研磨 % 17 1295948 屑變大，該研磨屑塞住溝或微細孔，容易產生堵塞。單純 地使研磨層的比重下降時，由於平坦化特性惡化，研磨層 的表面磨耗變大至必要以上，研磨墊的壽命變短，且修整 後的研磨層表面的起毛於晶圓研磨時立刻被去除，研磨速 5 度變小，故並不佳。 本發明者們發現藉由將作為研磨層的形成材料之聚胺 基曱酸酯樹脂發泡體之ASKER D硬度調整至45〜55度、將比 重調整至0.8〜0.86，且將拉伸破斷伸長調整至120〜150%， 可不使研磨層的比重下降地低硬度化，且適度地減低聚胺 10 基甲酸酯樹脂的「黏性」、縮小研磨屑，因此，可抑制堵塞。 於聚胺基甲酸酯樹脂發泡體的ASKER D硬度小於45度 時，被研磨材的平坦性下降。另一方面，比55度大時，雖 然平坦性良好，但有被研磨材的面内均勻性下降之傾向。 前述聚胺基甲酸酯樹脂發泡體的ASKER D硬度以49〜54度 15 為佳。 又，聚胺基甲酸酯樹脂發泡體之比重小於0.8時，平坦 化特性惡化，研磨層的表面摩耗變大至必要以上，研磨墊 的壽命變短，修整後的研磨層表面的起毛於晶圓研磨時立 刻被去除，研磨速度變小。另一方面，於比重超過0.86時， 20 研磨時的研磨屑變大，該研磨屑塞於溝或微細孔，造成堵 塞，研磨速度下降。前述聚胺基甲酸酯樹脂發泡體之比重 以0.8〜0.83為佳 又，於聚胺基甲酸酯樹脂發泡體之拉伸破斷伸長小於 120%時，研磨層之表面摩耗變大至必要以上，研磨墊的壽 18 1295948 命變短，修整後的研磨層表面的起毛於晶圓研磨時立刻被 去除，研磨速度變小。另一方面，超過150%時，由於聚胺 基曱酸酯樹脂本身的「黏性」變得過大，故修整時之研磨 屑變大。結果，研磨屑塞於溝或微細孔，產生堵塞，研磨 5速度變小。前述聚胺基甲酸酯樹脂發泡體之拉伸破斷伸長 宜為125〜145%。 前述聚胺基甲酸酯樹脂發泡體宜係i種或2種以上的異 氰酸酯末端預聚合物與鏈延長劑之反應硬化物，前述異氰 酸S旨末端預聚合物係含有高分子量多元醇成分及異氰酸酯 10成分者，且前述異氰酸酯末端預聚合物的NCO重量％(於2 種以上時為平均NCO重量％)宜為9.3〜15重量％。藉由預聚 合物法而得到之聚胺基甲酸酯樹脂發泡體由於研磨特性優 異，故為佳。 NCO重量％若變大，拉伸破斷伸長變小，NCO重量％ 15若變小，拉伸破斷伸長則有變大之傾向。藉由如上所述將 1^(：〇重量％調整至特定範圍内，可容易將聚胺基曱酸能樹 脂發泡體之拉伸破斷伸長調整至前述範圍内。前述異氛酸 酯末端預聚合物的NCO重量％以9.4〜10重量％為較佳。 於第3之本發明中，前述高分子量多元醇成分宜係數平 2〇 均分子量500〜850之高分子量多元醇A與數平均分子量 900〜1500之高分子量多元醇B，其含有比率宜為 A/B=5/95~35/65(重量％)。於高分子量多元醇A之含有比率 小於5重量％時，由於聚胺基曱酸酯樹脂本身的「黏性」變 得過大，故修整時之研磨屑變大。結果，研磨屑塞於、、蕃+ 19 1295948 微細孔，產生堵塞，研磨速度變得不穩定。另一方面，超 過35重量％時，聚胺基曱酸酯樹脂的脆性變高，研磨墊的 壽命特性惡化。再者，變得容易產生刮痕。 又，聚胺基甲酸酯樹脂發泡體，其拉伸強度宜為 5 15〜25MPa。於拉伸強度小於15MPa時，有平坦化特性下降 之傾向，另一方面，於超過25MPa時則變得容易產生刮痕。 於第3之本發明中，鏈延長劑宜為芳香族二胺，特別是 3,5-雙（甲硫基)-2,4-甲苯二胺及/或3,5-雙（甲硫基)-2,6-甲苯 二胺為佳。藉由使用芳香族二胺作為鏈延長劑，可充份確 10 保反應性，進而可將研磨層高彈性率化，因此，可提升被 研磨材之平坦性、面内均勻性。3,5-雙（甲硫基)-2,4-曱苯二 胺及3,5-雙（甲硫基）-2,6-甲苯二胺係未含有氯之芳香族二 胺，由廢棄時的環境面的觀點來看，為較佳的材料。 前述異氰酸酯末端預聚合物宜進而含有低分子量多元 15 醇成分。又，異氰酸酯成分宜為芳香族二異氰酸酯及脂環 式二異氰酸酯。進而，芳香族二異氰酸酯宜為甲苯二異氰 酸酯，脂環式二異氰酸酯宜為二環己基甲烷二異氰酸酯。 使用上述原料時，不僅變得容易調整聚胺基甲酸酯樹脂發 泡體的硬度、比重及拉伸破斷伸長，且可得到研磨特性優 20 異的研磨墊。 再者，於第3之本發明中，前述聚胺基甲酸酯樹脂發泡 體宜含有0.05〜10重量％之不具有羥基的矽系非離子界面活 性劑，較佳為0.5〜10重量％。於矽系非離子界面活性劑的量 小於0.05重量％時，有無法得到微細氣泡的發泡體之傾向。 20 1295948 傾向 體之 第發明之研料之修整速度宜為5〜1G_min，較 5佳為6，_ln。修整速度小於5μιη/ιηίη時有修整時 磨屑變大’該研磨屑塞於溝及微細孔，產生堵塞，研磨速 度下降之傾向。另—方面，修整速度超過叫耐神，有

研磨層的表面磨耗變大至必要以上，研磨藝的壽命變短， 修整後的研磨層表面的起毛於晶圓研磨時立刻被去除，研 10 磨速度變小之傾向。 少進而，本發明係有關於_種半導體元件之製造方法， 其係包含使用前述研磨墊研磨半導體晶圓之表面之步驟。 圖式簡單說明 β 第1圖係顯示於CMP研磨所使用的研磨 15概略構造圖。 κ Μ 發明之較佳實施形態 第1〜3之本發明之研磨墊，係包含由具有微細氣泡之聚 胺基甲酸酯樹脂發泡體構成的研磨層。本發明之研磨墊可 20僅為珂述研磨層、或研磨層與其他層（例如緩衝層等）之積層 體。 、曰 聚胺基曱酸酯樹脂由於耐摩耗性優異，且藉由改變原 料組成可輕易得到具有所期望物性之聚合物，故特別適合 作為研磨層的形成材料。

21 1295948 前述聚胺基甲酸酯樹脂係由異氰酸酯成分、多元醇成 分（高分子量多元醇成分、低分子量多元醇成分)及鏈延長劑 所構成。 作為異氰酸脂成分，可使用於聚胺基曱酸酯領域中所 5 周知的化合物，並沒有特別限定。作為異氰酸脂成分，可 列舉2,4-甲苯二異氰酸脂、2,6-甲苯二異氰酸脂、2,2’-二苯 甲烷二異氰酸脂、2,4’-二苯甲烷二異氰酸脂、4,4’-二苯曱 烷二異氰酸脂、1，5-萘二異氰酸脂、對苯二異氰酸脂、間苯 二異氰酸脂、對苯二甲二異氰酸脂、間苯二甲二異氰酸脂 10 等芳香族二異氰酸脂類、伸乙基二異氰酸脂、2,2,4-三曱基 六亞甲基二異氰酸脂、1，6-六亞甲基二異氰酸脂等脂肪族二 異氰酸脂類、1,4-環己烷二異氰酸脂、4,4’-二環己基甲烷二 異氰酸脂、異佛爾酮二異氰酸脂、降茨烷二異氰酸脂等脂 環式二異氰酸脂類等。其等可1種或混合2種以上使用。 15 作為異氰酸脂成分，除了上述二異氰酸脂化合物外， 亦可使用3官能以上的多官能聚異氰酸脂化合物。作為多官 能的異氰酸脂化合物，有市售的DesmodurN(Bayer公司製) 及商品名Dumnate(音譯)（日本旭化成工業公司製）之一連串 的二異氰酸脂加成體化合物。 20 上述異氰酸酯成分中，以併用芳香族二異氰酸脂及脂 環式二異氰酸脂為佳，特別是宜併用甲苯二異氰酸脂及二 環己基甲烷二異氰酸脂。 作為高分子量多元醇，可列舉以聚四亞甲基醚二醇為 代表之聚醚多元醇；以聚丁烯己二酸酯為代表之聚酯多元 22 1295948 醇；聚己内醋多元醇；聚己内酯等聚酯二醇與烷撐碳酸醋 之反應物等之聚酯聚碳酸酯多元醇；將碳酸伸乙酿與多元 醇反應，接著將所得到的反應混合物與有機二羧酸反應後 之聚酯聚碳酸酯多元醇；以及藉由聚羥基化合物與碳酸芳 5 酯之酯交換反應而獲得之聚碳酸酯多元醇等。其等可單獨 或併用2種以上使用。 咼分子里多元醇成分的數平均分子量並無特別限定， 但由所得到的聚胺基甲酸酯樹脂的彈性特性等觀點，、 500〜2000為佳。數平均分子量小於500時，使用其之聚胺義 10甲酸酯樹脂不具有充份的彈性特性，容易成為脆弱的聚合 物。因此，由此聚胺基曱酸酯樹脂所製成的研磨塾變得過 硬，成為晶圓表面產生刮痕之原因。再者，由於變得容易 摩耗，故由研磨墊壽命的觀點來看亦並不佳。另—方面， 數平均分子量超過2000時，由於使用其之聚胺基甲酸自旨樹 15 脂變得過軟，因此，由此聚胺基甲酸酯樹脂製成之研磨塾 有平坦化特性劣化之傾向。 但，於第2之本發明中，高分子量多元醇成分係使用數 平均分子量500〜850之疏水性高分子量多元醇。 前述疏水性高分子量多元醇不具有與異氰酸酯基反應、 20 之羥基以外的親水基。 所謂經基以外的親水基，一般而言係包含氧、氮、石穿 等元素之官能基或鹽，例如可列舉-NH2、-CON%、 -NHCONH2、-SH、-S03H、-0S03H、-(CH2CH20)n〜c〇〇H 等官能基、-S03M(M :鹼金屬）、-〇so3m、-c〇〇M、 23 -NR3X(R··院基、X: _素)等鹽。 前述疏水性高分子昔客^〜 里夕70醇例如可列舉：羥基末端聚 S曰夕兀醇多辑、聚㈣碳酸❹元醇、聚謎 多㈣' 多元醇、聚s旨胺、祕樹脂多元醇、 環氧多元醇、聚丁 1多轉及聚異戊二稀多元醇等。 前述聚醋多元醇可列舉聚丙烯己二酸醋、聚丁烯己二 酸能、聚六亞曱基已二酸s旨及聚己内sl多元醇等。 前述聚醚多元醇可列舉聚六亞甲基二醇(PHMG)、聚丁 醚二醇(PTMG)及聚丙二醇(PPG)等。 前述聚醚聚碳酸酯多元醇可列舉丙二醇、丁二 醇、1，6-己二醇、聚丙二醇及/或聚丁醚二醇等二醇與氯化 碳醯、二烯丙基碳酸酯（例如二苯基碳酸酯）或環式碳酸酯 (例如碳酸丙酯）之反應生成物。 前述聚酯聚碳酸酯多元醇可列舉聚己内酯多元醇等聚 酯二醇與碳酸亞烴酯之反應生成物、使碳酸乙酯與多元醇 反應，接著將所獲得的反應混合物與有機二羧酸反應而成 之生成物等。 前述疏水性高分子量多元醇可為單獨1種上述多元醇 或併用2種以上者。 於第2之本發明中，前述疏水性高分子量多元醇宜為聚 酯多元醇。又，前述疏水性高分子量多元醇為聚丁醚二醇 亦為較佳態樣。 於第1之本發明中，宜併用數平均分子量500〜850之高 分子量多元醇A與數平均分子量900〜1500之高分子量多元 1295948 · 醇B。進而，兩高分子量多元醇宜為疏水性。藉由併用兩高 分子量多元醇，可將聚胺基甲酸酯樹脂發泡體的拉伸破斷 伸長調整至25〜120%之範圍内。高分子量多元酵A與高分子 量多元醇B之添加比率宜為A/B=36/64〜99/1(重量％)，較佳 5 為八汛=38/62〜80/20(重量％)，更佳為人/；6=40/60〜70/30(重量 %)。 於第3之本發明中，宜併用數平均分子量500〜850之高 分子量多元醇A與數平均分子量900~1500之高分子量多元 醇B。進而，兩高分子量多元醇宜為疏水性。藉由併用兩高 10 分子量多元醇，可容易將聚胺基甲酸酯樹脂發泡體的硬 度、比重及拉伸破斷伸長調整至目標之範圍内。高分子量 多元醇A與高分子量多元醇B之添加比率宜為 A/B=5/95〜35/65(重量％)，較佳為 A/B=10/90〜30/70(重量 %)，特佳為A/B=20/80〜30/70(重量％)。 15 再者，除了上述高分子量多元醇成分外，亦可併用乙 二醇、1，2-丙二醇、ι，3-丙二醇、ι，4-丁二醇、1，6-己二醇、 季戊二醇、1，4_環己烷二甲醇、3·甲基-1,5-戊二醇、一縮二 乙二醇、二縮三乙二醇、1，4-雙(2-羥基乙氧基）苯、三羥甲 基丙烷、丙三醇、；1,2,6-己三醇、季戊四醇、四羥曱基環己 20 烧、甲基葡萄糖苷、山梨糖醇、甘露糠醇、甜醇、蔗糖、 2,2,6,6-四（羥基甲基)環己醇、三乙酵胺等低分子量多元醇 成分；伸乙基二胺、甲苯二胺、二苯甲烷二胺、二伸乙基 二胺等低分子量聚胺成分等。該等低分子量多元醇成分及 低分子量聚胺成分可單獨或併用2種以上使用。低分子量多 25 1295948 元酸成分及低分子里聚胺成分之添加量並無特別限定，可 依照製造的研磨墊(研磨層）所要求的特性而適當決定。前述 低分子量多元醇成分及低分子量聚胺成分之分子量係小於 ， 5〇0，以250以下為佳。 : 5 以預聚合物法製造聚胺基甲酸酯樹脂發泡體時，於預 聚合物的硬化上使用鏈延長劑。鏈延長劑係具有至少2個以 上之活性氫基之有機化合物，作為活性氫基可例示羥基、 一級或二級胺基、硫醇基(SH)等。具體而言，可列舉4,4，_ • 亞甲基雙（鄰氯苯胺)(MOCA)、2,6-二氯-對苯二胺、4,4，_ 10亞甲基雙(2,3-二氣苯胺）、3,5-雙（甲硫基)-2,4-甲笨二胺、3,5- 雙（甲硫基)-2,6-甲苯二胺、3,5-二乙基甲苯-2,4-二胺、3,5_ 二乙基甲苯-2,6-二胺、三亞甲基二醇-二-對胺基苯甲酸酯、 1,2-雙(2-胺基苯硫基）乙烷、4,4、二胺基-3,3，-二乙基_5,5，_ 二甲基一本甲烧、N，N’-二-第二丁基-4,4’-二胺基二苯曱 15 烷、3,3’-二乙基_4,4’_二胺基二苯甲烷、間苯二甲基二胺、 N，N’-二-第二丁基-對苯二胺、間苯二胺及對笨二甲基二胺 • 等聚胺類、或者上述低分子量多元醇成分或低分子量聚胺 成分。其等可1種或混合2種以上使用。特別是，宜使用3,5_ 雙（甲硫基)-2,4-甲苯二胺或3,5-雙（甲硫基)-2,6-曱笨二胺等 20 非鹵素系芳香族二胺。 本發明中之異氰酸脂成分、多元醇成分及鏈延長劑的 " 比，可依照各別的分子量或研磨墊的希望特性等而作各種 改變。為了得到具有希望的研磨特性的研磨墊，異氰酸脂 成分的異氰酸脂基數相對於多元醇成分與鏈延長劑的合計 26 % 1295948 活性氫基（羥基+胺基）數，以0·80〜1·20為佳，較佳為 0.99〜1.15。異氰酸脂基數於前述範圍外時，會產生不良硬 化，無法得到所要求的拉伸破斷伸長、比重及硬度，有研 磨特性下降之傾向。 5 聚胺基曱酸酯樹脂發泡體可應用熔融法、溶液法等周 知的胺基甲酸酯化技術而製造，但考量成本、作業環境等 時，宜以熔融法製造。 聚胺基甲酸酯樹脂發泡體的製造可採用預聚合物法及 一步發泡法中的任一者，但事先由異氰酸酯成分及多元醇 10 成分合成異氰酸酯末端預聚合物，並使其與鏈延長劑反應 的預聚合物法，所獲得的聚胺基甲酸酯樹脂的物理特性優 異，故為佳。 再者，分子量為800〜5000左右的異氰酸酯末端預聚合 物，其加工性、物理特性等優異，故為佳。 15 前述聚胺基甲酸酯樹脂發泡體的製造係將具有含有異 氰酸酯基的化合物之第1成分、與具有含有活性氫基的化合 物之第2成分混合、硬化而成。於預聚合物法中，異氰酸酯 末端預聚合物成為含有異氰酸酯基的化合物，鏈延長劑成 為含有活性氫基的化合物。於一步發泡法中，異氰酸酯成 20 分成為含有異氰酸酯基的化合物，鏈延長劑及多元醇成分 成為含有活性氫基的化合物。 作為聚胺基曱酸酯樹脂發泡體的製造方法，可列舉添 加中空粒子之方法、機械性發泡法、化學性發泡法等。 特別是使用聚烷基矽氧烷與聚醚之共聚物之不具有活 27 1295948 ^氫基的矽系界面活性劑之機械性發泡法為佳。該矽系非 離子界面活性劑例如宜使用L5340(日本]JNIKA製製）等化 合物。 再者’可視需要添加抗氧化劑等安定劑、滑劑、顏料、 5填充劑、抗帶電劑、其他添加劑。 ^ ^下說明製造構成研磨墊(研磨層）之微細氣泡型的聚 胺基甲酸酿樹脂發泡體之方法之例。該聚胺基甲酸醋樹月旨 發泡體之製造方法具有以下步驟。 ^ υ製作異氰酸脂末端預聚合物之氣泡分散液之發泡步 於異氰酸脂末端預聚合物（第i成分）中添加石夕系非離子 界面活性劑，於存在非反應性氣體下進行授掉，使非 性乳體作為微細氣泡分散，成為氣泡分散液。於前述 Μ =於常溫下為固體之情形下，預熱至適當溫度、炫融: 2) 硬化劑（鏈延長劑）混合步驟 於上述氣泡分散液中添加、混合鏈延長劑（第2 攪拌後成為發泡反應液。 77 > 3) 注型步驟 將上述發泡反應液流入模具中。 4) 硬化步驟 將入模具的發泡反應液加熱，使反應硬化。 作為用以形成前述微細氣泡所使用的非反應性氣— 以不可燃性者為佳’具體而言可例示氮、氧、碳酸== 28 1295948 氧或氬等稀有氣體或其等之混合氣體，由成本上考量，以 使用乾燥後去除水分之空氣為最佳。 使非反應性氣體成為微細氣泡狀分散於含有矽系非離 5子界面活性劑之第1成分中之攪拌裝置，可使用周知的攪拌 5裴置’亚無特別限定，具體而言可例示均化器、迴轉圓盤 式攪拌器、2軸行星式授拌器等。授拌裝置的撹拌翼的形狀 亦無特別限定，但宜使用打蛋器型的攪拌翼，可得到微細 氣泡。 1〇 再者於發泡步驟中的作成氣泡分散液的授拌及混合 10步驟中的添加鏈延長劑混合的攪拌，使用不同的攪拌裝置 亦為較佳態樣。特別是，混合步驟中的攪拌可不為形成氣 包之授拌，宜使用不會捲入大氣泡的攪拌裝置。作為此種 攪拌衣置以行星型攪拌器為佳。發泡步驟與混合步驟的攪 b半裝置使用相同攪拌裝置亦可，亦可視需要進行調整攪拌 5翼的旋轉速度等攪拌條件之調整。 於聚胺基甲酸酯樹脂發泡體之製造方法中，將發泡反 應液流入模具中反應至不流動之發泡體加熱、後固化，係 二有使發泡體的物理性特性提升之效果，極佳。亦可採用 2〇 ^模具中流入發泡反應液後立刻放入加熱爐中，進行後固 定之條件，於此條件下因為熱不會立即傳遞至反應成分， 故氣泡禋不會變大。硬化反應於常壓下進行時，由於氣泡 幵^狀穩定，故為佳。 於聚胺基曱酸酯樹脂發泡體中，可使用促進三級胺系 等周知的聚胺基甲酸醋反應之觸媒。觸媒的種類、添加量 29 I295948 係考量混合步驟後，流入預定形狀的模具之流動時間 擇。 聚胺基甲酸酉旨樹脂發泡體之製造，可採用計算各成分 $後投入谷裔中加以授拌之批次方式、或於授摔裝置連續供 給各成分及非反應性氣體，加以擾拌，送出氣泡分散液以 製造成形品之連續生產方式。 再者，將成為聚胺基甲酸酷樹脂發泡體之原料之預聚 ► ^物放人反絲^，然後投續延㈣，攪拌後，流入預 疋尺寸的注入模具，製作塊體，將該塊體以飽狀或帶蘇狀 的切片機切片之方法、或於前述注入模具的階段，成為薄 片狀亦可。再者，亦可將成為補之樹脂溶解，由T型模押 出成幵v J:接知到片狀的聚胺基甲酸酿樹脂發泡體。 前述聚胺基甲酸酯樹脂發泡體之平均氣泡徑宜為 15 30〜80μηι，較佳為30〜6〇Km。此範圍以外時，有研磨速度下 降、研磨後的研磨對象物（晶圓）的平坦性下降之傾向。 I 研磨墊(研磨層）的與研磨對象物接觸的研磨表面可具 有用以保持·更新漿料之凹凸構造。由發泡體構成之研磨 層，於研磨表面具有多數開口，具有保持·更新漿料之功 厶b 20驼，但藉由於研磨表面形成凹凸構造，可進一步有效率地 進行漿料的保持及更新之形狀，且可防止因與研磨對象物 的吸附而破壞研磨對象物。凹凸構造只要是保持·更新漿 料之形狀即可，並無特別限定，例如可列舉XY格子溝、同 心圓狀溝、貫通孔、未貫通孔、多角柱、圓柱、螺旋狀溝、 、、圓狀溝、放射狀溝及其等溝之組合者。再者，該等凹 30 稼 1295948 凸構般而言為具有規則性者，但為了使敷料的保持. 更新性成為期望值，亦可於某範圍内改變溝距、溝寬、溝 深等。 前述凹凸構造之製作方法並無特別限定，但例如可列 5舉以下方法，即：使用預定尺寸的刀具等治具，進行機械 切削之方法、於具有預定的表面形狀的模具内流入樹脂， 使其硬化而製成之方法、以具有預定的表面形狀之加壓板 加壓樹脂而製成之方法、使用光微影成像法製成之方法、 使用印刷法製作之方法、使用碳酸氣體雷射等雷射光之製 10 作方法等。 研磨層的厚度並無特別限定，但通常為08~4mm左 右，以1·5〜2.5mm為佳。作為製作前述厚度之研磨層之方 法，可列舉將前述微細發泡體的塊體以帶鋸方式或鉋方式 之切片機切成預定厚度之方法、於具有預定厚度的模穴之 15模具内流入樹脂，使其硬化之方法、及使用塗佈技術或片 體成形技術之方法等。 再者，前述研磨層的厚度差異宜為⑺叫瓜以下。厚度 差異超過ΙΟΟμιη係於研磨層具有大的彎曲，產生對研磨對 象物的接觸狀態不同的部分，對研磨特性帶來不良影響。 20 又，為了解決研磨層的厚度差異，一般而言，於研磨初期 以電著·熔著有鑽石顆粒的修整器修整研磨層表面，但超 過上述範圍時，則修整時間變長、生產效率下降。 作為抑制研磨層的厚度差異之方法，可列舉將切成預 定厚度的研磨片表面抛光之方法。又，於拋光時，宜以粒 1295948 度等不同的研磨材階段性地進行。 研磨墊可係將前述研磨層與缓衝片相貼合者。 前述緩衝片（緩衝層）係補償研磨層之特性者。緩衝片係 於CMP中用以確保處於抵換(tmde-off)關係之平坦性與均 5 勻性之兩者所必要者。所謂平坦性係指研磨具有於圖案形 成時所產生的微小凹凸之研磨對象物時的圖案部的平坦 性，所謂的均勻性係指研磨對象物整體的均勻性。藉由研 磨層的特性改善平坦性，藉由緩衝片的特性改善均勻性。 於本發明之研磨墊中，緩衝片宜使用比研磨層柔軟者。 10 作為前述緩衝片，例如可列舉聚酯不織布、尼龍不織 布、丙烯酸不織布等纖維不織布或含浸聚胺基甲酸酯之聚 酯不織布等含浸樹脂不織布、聚胺基曱酸酯泡沫體、聚乙 烯泡沫體等高分子樹脂發泡體、丁二烯橡膠、異戊橡膠等 橡膠性樹脂、感光性樹脂等。 15 作為將研磨層與緩衝片貼合的方法，例如可列舉將研 磨層與緩衝片以雙面膠帶挾持、加壓之方法。 前述雙面膠帶係具有於不織布或薄膜等基材的兩面設 置接著層之一般的構造。考量到防止漿料朝緩衝片的浸透 等，宜於基材使用薄膜。再者，作為接著層的組成，例如 20 可列舉橡膠系接著劑或丙烯酸系接著劑等。考量金屬離子 的含量時，丙燁酸系接著劑由於金屬離子含量少，故為佳。 再者，研磨層與緩衝片由於組成亦不同，故使雙面膠帶的 各接著層的組成不同，亦可適當修正各層的接著力。 研磨墊可於與研磨平台接著的面上設置雙面膠帶。該 32 1295948 雙面朦帶可使用與上述相同地具有於基材的兩面設置接著 層之-般的構造者。基材可列舉例如不織布或薄膜等。若 考量到研磨塾使用後由研磨平台剝離，宜於基材使用薄 5 10 15 腰。又，作為接著層的組成，例如可列舉橡膠系接著劑或 丙烯酸系接著劑等。考量金屬離子的含量時， 挺 著劑由於金屬離子含量少，故為佳。 系接 半^體元件係經過使用前述研磨塾研磨半導體晶圓的 表面之步驟而製造。所謂半導體晶圓係一般於石夕晶圓 層配線金屬及氧化膜者。半導體晶圓之研磨方法、研、 置並無特別限制，例如可使用第1圖所示的研磨裝置耸： 行，該研磨裝置具備：支持研磨墊(研磨層}1的研磨平勹 支持半導體晶圓4的支料(拋光頭)5、用以進行朝晶aT的均 勻加壓之支持材及研磨劑3的供給機構。研磨塾_ 雙面膠帶的貼附’安裝於研磨平台2。研磨平台2與支持曰台$ 配置成分別支持的研磨塾！與半導體晶圓4相對置，且分°为5 具有旋轉軸6、7。再者’於支持台5側設置有用以將半3 晶圓4壓抵於研磨墊！之加_構。研料，—面使研磨平 台2與支持台5旋轉，-面將半導體晶圓4壓抵於研磨塾卜 一面供給漿料地進行研磨。漿料的流量、研磨荷重、研磨 平台旋轉數及晶圓旋轉數並無特別限定，可適當調整後進 行0 精此’半導體晶圓4表面的突出部份被去除，研磨成平 坦狀。之後，藉由進行切割、打線、封裝等製成半導體元 件。半導體70件可使祕演算處縣置或記憶體等。 20 1295948 貫施例 以下，以實施例說明本發明，但本發明並不限定於該 等實施例。 〔測定、評量方法〕 5 (數平均分子量的測定） 數平均分子ϊ：係以GPC(gel · permeation · chromatography ;膠體色層分析儀）測定，以標準聚苯乙烯 換算。 GPC裝置：曰本島津製作所製、LC_10A 10 管柱：Polymer Laboratories公司製，將(PLgd、5μιη、5〇〇入）、 (PLge卜 5μπι、ΙΟΟΑ)及(PLgd、5μιη、5〇Α)的三個管柱連結 後使用。 流量：l.Oml/min 濃度：l.〇g/l 15 注入量：40μ1 管柱溫度：40°C 溶離液：四氫吱喃 (拉伸破斷伸長及拉伸強度的測定） 將製作的聚胺基甲酸酯樹脂發泡體以JIS κ7312_1996 2〇為基準，以P亞铃3號的形狀沖孔，得到樣品。將該樣品於 22C 66%RH之條件下養成％小時，之後進行拉伸試驗。 測里拉伸破斷伸長及拉伸強度。拉伸試驗機使用㈣⑽ 萬能試驗機(4300型、INSTR〇N公司製），軟體使用以系列 IX控制的影像伸長計。 34 1295948 (平均氣泡徑的測定） 將製成的聚胺基甲酸酯樹脂發泡體以剃刀平行地切出 厚度儘可能地薄至lmm以下之發泡體，作為平均氣泡徑測 定用試料。將試料固定於玻璃載片上，使用SEM(S-3500N、 5 日立科學系統公司製（股份))以100倍觀察。將所獲得的影像 以影像解析軟體(Win-Roof、三谷商事(股份))測定任意範圍 的全氣泡徑，算出平均氣泡徑。 (比重測定） 以JIS Z8807-1976為基準進行，將製成的聚胺基甲酸酯 10 樹脂發泡體切成4cmx8.5cm的短條狀(任意厚度），作為比重 測定用試料，於溫度23°C±2°C、溼度50%±5%之環境下靜置 16小時。於測定上使用比重計（Sartorius公司製），測定比重。 (硬度測定） 以JIS K6253-1997為基準進行，將製成的聚胺基甲酸酯 15 樹脂發泡體切成2cmx2cm(任意厚度）的大小，作為硬度測定 用試料，於溫度23°C±2°C、溼度50%±5%之環境下靜置16 小時。於測定時，將試料重疊，使厚度成為6mm以上。使 用硬度計（高分子計器公司製、ASKER D型硬度計）測定硬 度。 20 (研磨特性之評價） 研磨裝置使用SPP600S(曰本岡本工作機械公司製），使 用製成的研磨墊進行研磨特性之評價。初期研磨速度係將 於8英吋的矽晶圓上製成Ιμπι的熱氧化膜者單片研磨約 0.5μιη時的時間而求出。再者，以相同方法反覆研磨，累積 35 1295948 進行10小時研磨，測定10小時後之研磨速度。於氧化膜的 膜厚測定上使用干涉式膜厚測定裝置（日本大塚電子公司 製）。研磨條件係於研磨中以流量UOml/min添加作為漿料之 二氧化矽漿料(SS12 Cabot公司製）。研磨荷重為350g/cm2、 5研磨平台旋轉數為35rpm、晶圓旋轉數為30rpm。 於平坦性的評價上，係於8英吋的矽晶圓上堆積0·5μιη 的熱氧化膜後，進行L/S(線/間距）=25μπι/5μιη及 Ι^=5μπι/25μιη的圖案化後，進而堆積1μιη的氧化膜 (TEOS) ’製作初期階差〇.5gm的附有圖案的晶圓。將此晶圓 10以上述研磨條件進行研磨，測定整體階差成為2〇〇〇入以下時 的25μιη間距的底部份的切削量，加以評價。 (修整速度的測定） 將製成的研磨墊的表面以鑽石修整器（日本旭鑽石公 司製、Μ型#100、20cm(D圓形）一面旋轉一面均勻地修整。 15此時的修整荷重為45〇g/cm2、研磨平台旋轉數為3〇rpm、修 整旋轉數為15rpm、修整時間為loomin。然後，由修整前後 的研磨墊的厚度求出修整速度。 (堵塞的評價） 以目視碟s忍上述研磨10小時後的研磨塾表面的溝是否 20 有堵塞，以下述基準評價。 〇：堵塞的比例小於全溝的10%。 △:堵塞的比例為全溝的10%以上、小於20%。 X :堵塞的比例為全溝的20%以上。 (刮痕的評價）

36 1295948 於以前述條件研磨第一片的晶圓後，使用TOPCON公 司製的晶圓表面檢查裝置(WM2500)測定於晶圓上有幾條 〇·2μιη以上的條痕。 〔第1發明〕 5 實施例1 於反應谷裔中放入甲本·一異乱酸脂（三井武田化學公 司製，2,4-體/2,6-體=80/20之混合物）35重量份、4,4，-二環己 基曱烷二異氰酸脂15.75重量份、聚丁醚二醇a(三菱化學公 司製、數平均分子量650)44.3重量份及丁二醇 10 (NACALAI公司製）4.95重量份，於80X：下加熱攪拌120分 鐘’得到異氰酸脂末端預聚合物A(NCO重量％ : ιι·6重量 %) 〇 再者，於反應容器中放入曱苯二異氰酸脂（三井武田化 本a司製，2,4-體/2,6-體=80/20之混合物）31.9重量份、4 4，· 15 一環己基甲烧二異氰酸脂8·5重量份、聚丁_二醇b(三菱化 學公司製、數平均分子量1〇〇〇)53·9重量份及一縮二乙二醇 (―菱化學公司製)5·7重量份，於8yc下加熱攪拌12〇分鐘， 知到異氰酸脂末端預聚合物B(NCO重量％ : 9·2重量％)。 然後，於反應容器中放入異氰酸脂末端預聚合物八45 2〇重^份、異氰酸脂末端預聚合物Β55重量份及矽系非離子界 =’舌性劑L-534〇(日本UNIKA公司製）6重量份(於聚胺基甲 酸酯樹脂中佔4.38重量％)，將溫度調整至8〇χ：。又，聚丁 醚:醇A/聚丁醚二醇Bmomo(重量％)。之後，使用攪拌翼， 、疋轉數9〇〇rpm激烈地進行約4分鐘攪拌，使氣泡進入反應 37 1295948 系統内。再於其内添加預先熔融於120°C的4,4，-亞曱基雙 (鄰氯苯胺)(IHARA化學公司製、Iharacuamine(音譯)MT)31 重量份。持續攪拌約1分鐘後，將反應溶液流入盤型的開放 式的鑄模。於該反應溶液的流動性消失時放入供箱内，以 5 ll〇°C進行6小時的後固化，得到聚胺基曱酸酯樹脂發泡體 塊體。將該聚胺基曱酸酯樹脂發泡體塊體以帶鋸型切片器 (FECKEN公司製）切片，得到聚胺基甲酸酯樹脂發泡體片 體。接著，將該片體使用拋光機(AMITEC公司製）進行表面 拋光，直至成為預定厚度，成為厚度精度經調整之片體（片 10 體厚度：1.27mm)。將此經過拋光處理的片體沖孔成預定直 徑(61cm)，使用溝加工機（東邦鋼機公司製)於片體表面進行 溝寬0.25mm、溝距1.50mm、溝深0.40mm的同心圓狀的溝 加工，製作研磨層。然後，於該研磨層的背面層積於市售 的不織布含浸有聚胺基甲酸酯之緩衝材（缓衝層），製作研磨 15 塾。 實施例2 於反應容器中放入異氰酸脂末端預聚合物A60重量 份、異氰酸脂末端預聚合物B40重量份及矽系非離子界面活 性劑L-5340(日本UNIKA公司製）6重量份（於聚胺基甲酸酯 20 樹脂中佔4.35重量％)，將溫度調整至80°C。又，聚丁醚二 醇A/聚丁醚二醇B=55M5(重量％)。之後，使用攪拌翼，以 旋轉數900rpm激烈地進行約4分鐘攪拌，使氣泡進入反應系 統内。再於其内添加預先熔融於120°C的4,4’ -亞曱基雙（鄰 氣苯胺）(IHARA化學公司製、Iharacuamine(音譯)MT)32重 38 1295948 量份。之後，以與實施例丨相同方法製作研磨墊。 實施例3 於反應容器中放入異氰酸脂末端預聚合物A70重量 份、異氰酸脂末端預聚合物B3〇重量份及矽系非離子界面活 5性劑15340(日本UNIKA公司製)6重量份(於聚胺基曱酸酯 樹脂中佔4.32重量％)，將溫度調整至8〇t。又，聚丁醚二 醇A/聚丁醚二醇b==65/35(重量％)。之後，使用攪拌翼，以 旋轉數900r p m激烈地進行約4分鐘攪拌，使氣泡進入反應系 統内。再於其内添加預先熔融於12〇°c的4,4，_亞曱基雙（鄰 10 氣本胺）(IHARA化學公司製、iharacuamine(音譯）μτ)32·8 重量份。之後，以與實施例丨相同方法製作研磨墊。 實施例4 於反應容裔中放入異氰酸脂末端預聚合物α70重量 份、異氰酸脂末端預聚合物Β30重量份及矽系非離子界面活 15性劑L_534〇(日本UNIKA公司製）6重量份（於聚胺基甲酸酯 樹脂中佔4.32重量％)，將溫度調整至8(rc。又，聚丁醚二 醇A/聚丁醚二醇B=65/35(重量％)。之後，使用攪拌翼，以 旋轉數900rpm激烈地進行約4分鐘攪拌，使氣泡進入反應系 統内。再於其内添加預先溫度調整至70°c的以_比（音 20譯)300(Albemarle&司製、3,5-雙（曱硫基)-2,4·曱苯二胺與 3,5-雙（曱硫基)-2,6-甲苯二胺之混合物)25·9重量份。之後， 以與實施例1相同方法製作研磨墊。 比較例1 於反應谷裔中放入甲苯二異氰酸脂（三井武田化學公 39 1295948 司製，2,4-體/2,6-體=80/20之混合物)50重量份、4,4’-二環己 基甲烷二異氰酸脂15.75重量份、聚丁醚二醇(三菱化學公司 製、數平均分子量650)44.3重量份及1，3-丁二醇(NACALAI 公司製)4.95重量份，於8(TC下加熱攪拌120分鐘，得到異氰 5 酸脂末端預聚合物C(NCO重量％ : 16.1重量％)。 於反應容器中放入異氰酸脂末端預聚合物C100重量份 及矽系非離子界面活性劑L-5340(曰本UNIKA公司製）6重 量份(於聚胺基曱酸酯樹脂中佔3.88重量％)，將溫度調整至 80°C。之後，使用攪拌翼，以旋轉數9〇〇rpm激烈地進行約4 10分鐘攪拌，使氣泡進入反應系統内。再於其内添加預先熔 融於120°C的4,4’ -亞甲基雙（鄰氯苯胺）(IHARA化學公司 製、Iharacuamine(音譯)ΜΤ)48·5重量份。之後，以與實施 例1相同方法製作研磨塾。 比較例2 15 於反應容器中放入異氰酸脂末端預聚合物Β100重量份 及矽系非離子界面活性劑L-5340(日本UNIKA公司製）1〇重 董份(於聚胺基甲酸S旨樹脂中佔7.34重量％)，將溫度調整至 80C。之後，使用授拌翼，以旋轉數9〇〇rpm激烈地進行約4 分鐘攪拌’使氣泡進入反應系統内。再於其内添加預先溶 20融於120°C的4,4’ -亞甲基雙（鄰氯苯胺）(IHARA化學公司 製、Iharacuamine(音譯)ΜΤ)26·2重量份。之後，以與實施 例1相同方法製作研磨墊。 比較例3 於反應容裔中放入異氰酸脂末端預聚合物Β1〇〇重量份 1295948 及石夕系非離子界面活性劑SH-192 (TORAY · Dow Corning · Silicone公司製）3重量份（於聚胺基甲酸酯樹脂中佔2.34重 量％)，將溫度調整至80°C。之後，使用攪拌翼，以旋轉數 900rpm激烈地進行約4分鐘攪拌，使氣泡進入反應系統内。 5 再於其内添加預先熔融於120°C的4,4’ -亞曱基雙（鄰氣苯 胺）(IHARA化學公司製、Iharacuamine(音譯)ΜΤ)26·2重量 份。之後，以與實施例1相同方法製作研磨墊。 使用於實施例及比較例所得到的研磨墊進行研磨試 Β 驗，評價研磨特性。其結果顯示於表1。 10 〔表 1〕

41 1295948 刮痕 (個） in ΙΓ> lO <3> ΙΑ 堵塞 ί____________ 〇 〇 Ο 〇 〇 < X i修整速度 (u m/min) 卜· T> CM CO CO 18-3 ao <· 5 切削量 (A) 2550 2250 2300 2之50 2100 3650 3100 ； m 爾一 m c 資飞 S \ ^ < 2300 | 2250 2320 2300 2100 1750 i 1530 初期研磨逮度 1. (A/min) 2350 | 2380 2420 2320 2150 2200 2100 1 硬度 (度〉 £ S tn s i比重 〇〇 CO 00 CO CO 〇 0.77 0.86 i平均氣泡徑 til m) CM l〇 g o CO in S s i拉伸強度 (MPa) 〇> 19.7 〇0 S a 1,2 20*3 ： 177 I 24.3 拉伸破斷伸長 (%) 87.7 66.5 s i lO 148,9 CO NCO重量％ (平均値) T0.28 10.64 10.88 10.88 16.1 <NJ αί 04 ci ： 實施例1 實施例2 實施例C3 實施例4 比較例1 ! 比較例2 比較例3

1295948 由表1結果可知，藉由使用拉伸破斷伸長為25〜120%的 聚胺基曱酸醋樹脂發泡體作為研磨層的材料，可得到於研 磨對象物不易產生刮痕且平坦化特性優異的研磨墊。再 者’可知本發明之研磨墊，即使長時間連續地使用時，研 5 磨速度亦不易下降。 〔第2發明〕 實施例1 於反應容器中放入甲苯二異氰酸脂（三井武田化學公 司製，2,4-體/2,6-體40/20之混合物)35重量份、4,4，-二環己 10基曱烷二異氰酸脂15.75重量份、聚丁醚二醇(三菱化學公司 製、數平均分子量650)44.3重量份及1，3-丁二醇(NACALAI 公司製)4.95重量份，於8〇〇c下加熱攪拌12〇分鐘，得到異氰 酸脂末端預聚合物A(NCO重量％ : 11.6重量％)。 然後’於反應容器中放入異氰酸脂末端預聚合物A100 15重量份及矽系非離子界面活性劑L-5340(日本UNIKA公司 製）20重量份(於聚胺基甲酸酯樹脂中佔13重量％)，將溫度 調整至80°C。之後，使用攪拌翼，以旋轉數9〇〇rpm激烈地 進行約4分鐘攪拌，使氣泡進入反應系統内。再於其内添加 預先熔融於120°C的4,4’ -亞甲基雙（鄰氯苯胺）(IHARA化 20 學公司製、1haracuamine(音譯)MT)34重量份。持續攪拌約1 分鐘後，將反應溶液流入盤型的開放式的鑄模。於該反應 溶液的流動性消失時放入烘箱内，以HOI進行6小時的後 固化，得到聚胺基甲酸酯樹脂發泡體塊體。將該聚胺基甲 酸酯樹脂發泡體塊體以帶鋸型切片器（FECKEN公司製）切 43 1295948 片，得到聚胺基曱酸酯樹脂發泡體片體。接著，將該片體 使用拋光機(AMITEC公司製）進行表面拋光，直至成為預定 厚度，成為厚度精度經調整之片體（片體厚度：1.27mm)。 將此經過拋光處理的片體沖孔成預定直徑(61cm)，使用溝 5 加工機（東邦鋼機公司製)於片體表面進行溝寬0.25mm、溝 距1.50mm、溝深0.40mm的同心圓狀的溝力口工，製作研磨 層。然後，於該研磨層的背面層積於市售的不織布含浸有 聚胺基甲酸酯之缓衝材（缓衝層），製作研磨墊。 實施例2 10 除了於實施例1中取代4,4’ -亞甲基雙（鄰氣苯胺)34重 量份，使用etacure(音譯)300(Albemarle公司製、3,5-雙（甲硫 基）-2,6-甲苯二胺與3,5-雙（甲硫基）-2,4-甲苯二胺之混合 物)28重量份外，以與實施例1相同方法製作研磨墊。 實施例3 15 除了於實施例1中將矽系非離子界面活性劑L-5340由 20重量份變更成15重量份外，以與實施例1相同方法製作研 磨墊。 實施例4 於反應容器中放入曱苯二異氰酸脂（三井武田化學公 20 司製，2,4-體/2,6-體=80/20之混合物）35重量份、4,4’-二環己 基甲烷二異氰酸脂15.75重量份、己二酸與一縮二乙二醇於 150°C聚縮合而得之聚酯多元醇（數平均分子量650)44.5重 量份及1,3-丁二醇(NACALAI公司製)4.95重量份，於80°C下 加熱攪拌120分鐘，得到異氰酸脂末端預聚合物B(NCO重量 44 1295948 % : 11.5重量％)。 除了於實施例1中取代異氰酸脂末端預聚合物A100重 量份，使用異氰酸脂末端預聚合物B100重量份外，以與實 施例1相同方法製作研磨塾。 5 比較例1 除了於實施例1中將矽系非離子界面活性劑L-5340由 20重量份變更成5重量份外，以與實施例1相同方法製作研 磨墊。 B 比較例2 10 除了於實施例1中將矽系非離子界面活性劑L-5340由 20重量份變更成40重量份外，以與實施例1相同方法製作研 磨塾。 比較例3

於反應容器中放入曱苯二異氰酸脂（三井武田化學公 15 司製，2,4-體/2,6-體=80/20之混合物)32.1重量份、4,4’-二環 己基曱烷二異氰酸脂8.5重量份、聚丁醚二醇(三菱化學公司 ® 製、數平均分子量1000)54.3重量份及1,3-丁二醇(NACALAI 公司製)4.9重量份，於80°C下加熱攪拌120分鐘，得到異氰 酸脂末端預聚合物C(NCO重量％ : 9.1重量％)。 20 除了於實施例1中取代異氰酸脂末端預聚合物A100重 量份，使用異氰酸脂末端預聚合物C100重量份，且將4,4’ -亞甲基雙（鄰氣苯胺）由34重量份變更成26重量份外，以與實 施例1相同方法製作研磨墊。 使用於實施例及比較例所得到的研磨墊進行研磨試 45 1295948 驗，評價研磨特性。其結果顯示於表2。 〔表2〕

46 1295948

链. m CO 寸 co ΙΟ CO Csl <JO :每 < Vp> S S 2220 ο 〇 o s i- CvJ 8 csS CO CM § CO CO m m 衡 v^% m Έ O g o ο s S| 1610 s 班 \ < 5 OJ ¢0 Csi Csl 1 卜 m 懈 1Q/I vs g 嚮 Έ g g s S s \ K S OV csi § s a> Λ— o Csl δ < 运 uiK S： Μ 镫 i § CO CD try in jo CVi OsJ to ro ·*. 云 a «. m £? CD c〇 σ> id 17-3 .· ...... ___^_I CO 25.5 ! 〇0 CM ro :¾ s Έ •j— r·· m m a Pi s CO to s CO if) <a § CO 0.75 S 2 CO ±J o ci o 〇 o m yr^ m 嫉 ΙΛ s s s g to a: %*·✓ 界面活性劑 (重量％) 13.0 13.5 T"^ r— 13.0 iO <〇 23.0 13.7 r- «Ν CO i CSJ CO 1 ： 编 ί® 獄 m 卹 舾 赋 -X3 47 1295948 由表2結果可知，藉由使用數平均分子量働〜85〇之疏 水性南分子里多7L醇作為多元醇成分，且於聚胺基甲酸酯 樹脂發泡體中添加10〜20重量％之不具有經基的㈣非離 子界面活性劑，可得到具有高研磨速度且平坦化特性優異 5之研磨墊。該研磨墊亦可抑制晶圓上產生刮痕。 〔第3發明〕 實施例1 於反應容器中放入甲苯二異氰酸脂（三井武田化學公 司製，2,4-體/2,6-體=80/20之混合物)35重量份、4,4，-二環己 10基甲烷二異氰酸脂15·75重量份、聚丁醚二醇(三菱化學公司 製、數平均分子量650)44.3重量份及]^·丁二醇(nacalai 公司製)4.95重量份，於8CTC下加熱攪拌120分鐘，得到異氰 酸脂末端預聚合物A(NCO重量％ : η·6重量％)。 15 ^再者，於反應容器中放入甲苯二異氰酸脂（三井武田化 本Α司製，2,4-體/2,6-體=80/20之混合物）31·9重量份、4,4、 一環已基甲烷二異氰酸脂8.5重量份、聚丁醚二醇(三菱化學 f司製、數平均分子量1000)53.9重量份及一縮二乙二醇(三 菱化學公司製)5·7重量份，於80°C下加熱攪拌120分鐘，得 到異氰酸脂末端預聚合物B(NCO重量％ : 9.2重量％)。 20 4後，於反應容器中放入異氰酸脂末端預聚合物A35 重量份、異氰酸脂末端預聚合物B65重量份及矽系非離子界 面活性劑L-5340(曰本UNIKA公司製）1〇重量份(於聚胺基甲 酸§旨樹脂中佔7.19重量％)，將溫度調整至80°C。又，聚丁 ^一'醇A/聚丁醚二醇B=30/70(重量％)。之後，使用授摔翼， 48 1295948 以旋轉數900rpm激烈地進行約4分鐘攪拌，使氣泡進入反應 系統内。再於其内添加預先熔融於120°C的4,4’ -亞甲基雙 (鄰氯苯胺）(IHARA化學公司製、Iharacuamine(音譯)mt)29 重量份。持續攪拌約1分鐘後，將反應溶液流入盤型的開放 式的鑄模。於該反應溶液的流動性消失時放入洪箱内，以 110它進行6小時的後固化，得到聚胺基甲酸酯樹脂發泡體 塊體。將該聚胺基甲酸酯樹脂發泡體塊體以帶鋸型切片器 (FECKEN公司製）切片，得到聚胺基甲酸酯樹脂發泡體片 體。接著，將該片體使用拋光機(AMITEC公司製）進行表面 10 15 20 拋光，直至成為預定厚度，成為厚度精度經調整之片體（片 體厚度：1.27mm)。將此經過拋光處理的片體沖孔成預定直 徑(61cm)，使用溝加工機(東邦鋼機公司製)於片體表面進〜 溝l〇.25mm、溝距1.50mm、溝深0.40mm的同心圓狀的籌 加工，製作研磨層。然後，於該研磨層的背面層積於市隹 的不織布含浸有聚胺基甲酸酯之缓衝材（緩衝層），制作 ° 墊。 、研磨 實施例2 除了於實施例1中取代4,4, _亞¥基雙（鄰氯苯胺如重 量份，使用etacufe(音譯)3〇〇(Albemarle公司擎 ^ 3，）·雙（甲石* 基）-2,6-甲苯二胺與3,5-雙（甲硫基）_2,4-甲笨二 ^ 作匕 物)23重量份外，以與實施例丨相同方法製作研磨墊。 實施例3 於反應容器中放入異氰酸脂末端預聚合物AM 玲 份、異氰酸脂末端預聚合物B75重量份及矽系非離子界里 49 1295948 性劑L-5340(曰本UNIKA公司製)6重量份(於聚胺基甲酸酯 樹脂中佔4·48重量％)，將溫度調整至8〇它。又，聚丁醚二 醇Α/聚丁醚二醇Β=21/79(重量％)。之後，使用攪拌翼，以 旋轉數900rpm激烈地進行約4分鐘攪拌，使氣泡進入反應系 5統内。再於其内添加預先熔融於12〇°C的4,4，-亞甲基雙（鄰 氯苯胺)(IHARA化學公司製、Iharacuamine(音譯)游)28重 量份。之後，以與實施例1相同方法製作研磨墊。 比較例1 於反應容器中放入異氰酸脂末端預聚合物A100重量份 10及矽系非離子界面活性劑L-5340(日本UNIKA公司製）20重 量份(於聚胺基甲酸酯樹脂中佔12·9重量％)，將溫度調整至 80C。之後，使用概拌翼，以旋轉數9〇〇rpm激烈地進行約4 分鐘攪拌，使氟泡進入反應系統内。再於其内添加預先溶 融於120°C的4,4’ -亞甲基雙（鄰氣苯胺）(IHARA化學公司 15製、1haracuamine(音譯)MT)35重量份。之後，以與實施例工 相同方法製作研磨墊。 比較例2 於反應容器中放入異氰酸脂末端預聚合物B100重量份 及矽系非離子界面活性劑L-5340(曰本UNIKA公司製）6重 2〇量份(於聚胺基甲酸酯樹脂中佔4.54重量％)，將溫度調整至 80C。之後’使用攪拌翼，以旋轉數9〇〇rpn^烈地進行約4 分鐘攪拌，使氣泡進入反應系統内。再於其内添加預先熔 融於120°C的4,4’ -亞曱基雙（鄰氯苯胺）(IHARA化學公司 製、Iharacuamine(音譯)ΜΤ)26·2重量份。之後，以與實施 50 (i 1295948 例1相同方法製作研磨塾。 比較例3 於反應容器中放入異氰酸脂末端預聚合物B100重量份 及矽系非離子界面活性劑SH-192 (TORAY · Dow Coming · 5 Silicone公司製）3重量份（於聚胺基甲酸酯樹脂中佔2.32重 量％)，將溫度調整至80°C。之後，使用攪拌翼，以旋轉數 900rpm激烈地進行約4分鐘攪拌，使氣泡進入反應系統内。 再於其内添加預先熔融於120°C的4,4，-亞甲基雙（鄰氯苯 胺）(IHARA化學公司製、Iharacuamine(音譯）ΜΤ)26·2重量 10 份。之後，以與實施例1相同方法製作研磨墊。 使用於實施例及比較例所得到的研磨墊進行研磨試 驗，評價研磨特性。其結果顯示於表3。於比較例1之情形， 於研磨8小時後墊表面的溝已因摩耗而消失。 〔表3〕 1295948 堵塞 〇 〇 o 1 X X 修整速度 (fi m/min) ΙΛ Csi cn CD 23.3 ec tsi c6 ®：：： m Μπ V S C \ 窿 c s < f 5 S 1-H 2250 2310 2280 i 1350 1430 初期研磨速度 (A/min) 2300 2400 2350 2200 2150 I 1900 拉伸破斷伸長 (%) s 145 寸 to 1C in mmm (MPa) CO cw 22.1 22.3 <Sl 〇> 18.3 i 23.8 ASKER D硬度 (度) CO u> s CO ir> CM 寸 S 比重 0,82 0.83 CD 055 0,92 平:均氣泡徑 ("rn) g C\J to CO iO fO 平均NCO (重量％) o o CO cn 11.6 CM Cf> CN3 σ> ;界面活性劑 (重置％) 7.19 7.02 4翁 12.90 4.54 1 2.32 實施例1 實施例2 實施例3 比較例1 i 比較例2 比較例3

52 1295948 由表3結果可知，藉由使用ASKER D硬度為45〜55度、 比重為0.8〜0.86且拉伸破斷伸長為120〜150%之聚胺基甲酸 酯樹脂發泡體，可得到研磨粒及研磨屑不易於研磨中堵塞 於溝，且即使長時間連續使用時研磨速度亦幾乎不下降之 5 研磨塾。 【圖式簡單說明】 第1圖係顯示於CMP研磨所使用的研磨裝置之一例之 概略構造圖。 【主要元件符號說明】 1···研磨墊(研磨層） 2…研磨平台 3···研磨劑(漿料） 4···研磨對象物(半導體晶圓） 5···支持台(拋光頭） 6.. .旋轉軸 7.. .旋轉軸 53

Claims (1)

1295948 十、申請專利範圍： 1.一種研磨墊，其係包含由具有微細氣泡的聚胺基曱酸酯 樹脂發泡體構成之研磨層者，其特徵在於：前述聚胺基 甲酸酯樹脂發泡體之拉伸破斷伸長為25〜120%。 5 2.如申請專利範圍第1項之研磨墊，其中前述聚胺基甲酸酯 樹脂發泡體係1種或2種以上的異氰酸酯末端預聚合物與 鏈延長劑之反應硬化物，且前述異氰酸酯末端預聚合物 係含有高分子量多元醇成分及異氰酸S旨成分者，且前述 異氰酸酯末端預聚合物的NCO重量％(於2種以上時為平 10 均NCO重量％)為9.3〜15重量％。 3.如申請專利範圍第2項之研磨墊，其中前述高分子量多元 醇成分含有數平均分子量500〜850之高分子量多元醇A與 數平均分子量900〜1500之高分子量多元醇B，且其含有比 率為 A/B=36/64〜99/1(重量 ％)。 15 4.如申請專利範圍第1項之研磨墊，其中前述聚胺基曱酸酯 樹脂發泡體之比重為0.7〜0.85。 5. 如申請專利範圍第1項之研磨墊，其中前述聚胺基甲酸酯 樹脂發泡體之ASKER D硬度為56〜70度。 6. 如申請專利範圍第1項之研磨墊，其中前述聚胺基曱酸酯 20 樹脂發泡體之拉伸強度為15〜25MPa。 7. 如申請專利範圍第2項之研磨墊，其中前述鏈延長劑為芳 香族二胺。 8. 如申請專利範圍第7項之研磨墊，其中前述芳香族二胺係 3,5-雙（甲硫基)-2,4-甲苯二胺及/或3,5-雙（甲硫基)-2,6-甲 54 1295948 苯二胺。 9. 如申請專利範圍第2項之研磨墊，其中前述異氰酸酯成分 為芳香族二異氰酸酯及脂環式二異氰酸酯。 10. 如申請專利範圍第9項之研磨墊，其中前述芳香族二異 5 氰酸酯為甲苯二異氰酸酯，且前述脂環式二異氰酸酯為 二環己基曱烷二異氰酸酯。 11. 如申請專利範圍第1項之研磨墊，其中前述聚胺基甲酸 酯樹脂發泡體含有0.05重量％以上、小於5重量％之不具有 羥基的矽系非離子界面活性劑。 10 12. —種研磨墊，係包含由具有微細氣泡的聚胺基曱酸酯樹 脂發泡體構成之研磨層者，其特徵在於：作為前述聚胺 基甲酸酯樹脂發泡體原料成分之高分子量多元醇成分係 數平均分子量500〜850之疏水性高分子量多元醇，且前述 聚胺基甲酸酯樹脂發泡體含有10〜20重量％之不具有羥基 15 的矽系非離子界面活性劑。 13.如申請專利範圍第12項之研磨墊，其中前述聚胺基甲酸 酯樹脂發泡體係異氰酸酯末端預聚合物與鏈延長劑之反 應硬化物，且前述異氰酸醋末端預聚合物係含有前述疏 水性高分子量多元醇及異氰酸酯成分者。 20 14.如申請專利範圍第12項之研磨墊，其中前述疏水性高分 子量多元醇為聚酯多元醇。 15. 如申請專利範圍第12項之研磨墊，其中前述疏水性高分 子量多元醇為聚丁醚二醇。 16. 如申請專利範圍第13項之研磨墊，其中前述異氰酸酯成 55 1295948 分為芳香族二異氰酸酯及脂環式二異氰酸酯。 17.如申請專利範圍第16項之研磨墊，其中前述芳香族二異 氰酸酯為甲苯二異氰酸酯，且前述脂環式二異氰酸酯為 二環己基曱烷二異氰酸酯。 5 18.如申請專利範圍第13項之研磨墊，其中前述鏈延長劑為 芳香族二胺。 19. 如申請專利範圍第18項之研磨墊，其中前述芳香族二胺 為非鹵素系芳香族二胺。 20. 如申請專利範圍第12項之研磨墊，其中前述聚胺基甲酸 10 酯樹脂發泡體之比重為0.65〜0.86。 21. 如申請專利範圍第12項之研磨墊，其中前述聚胺基甲酸 酯樹脂發泡體之ASKER D硬度為50〜65度。 22. 如申請專利範圍第12項之研磨墊，其中前述聚胺基甲酸 酯樹脂發泡體之拉伸強度為15〜25MPa。 15 23.如申請專利範圍第12項之研磨墊，其中前述聚胺基甲酸 酯樹脂發泡體之拉伸破斷伸長為25〜100%。 24. —種研磨墊之製造方法，係包含將含有異氰酸酯末端預 聚合物之第1成分與含有鏈延長劑之第2成分混合、硬化 後，製成聚胺基甲酸酯樹脂發泡體之步驟（1)者，其特徵 20 在於： 前述步驟（1)係於含有異氰酸酯末端預聚合物之第1 成分中添加不具有經基的石夕系非離子界面活性劑，使石夕 系非離子界面活性劑於聚胺基甲酸酯樹脂發泡體中佔 10〜20重量％，進而將前述第1成分與非反應性氣體攪拌， 56 1295948 調製以前述非反應性氣體作為微細氣泡而分散之氣泡分 散液後，於前述氣泡分散液中混合含有鏈延長劑之第2成 分，使之硬化後製作聚胺基甲酸酯樹脂發泡體之步驟， 且作為别述異鼠酸S旨末端預聚合物的原料成分之高分子 5 量多元醇成分係數平均分子量500〜850之疏水性高分子 量多元醇。 25· —種研磨墊，其係藉由申請專利範圍第24項之方法而製 造者。 26· —種研磨墊，其係包含由具有微細氣泡的聚胺基甲酸酯 10 樹脂發泡體構成且於研磨表面具有凹凸構造之研磨層 者’其特徵在於：前述聚胺基曱酸酯樹脂發泡體之ASKER D硬度係45〜55度、比重係〇·8〜〇·86且拉伸破斷伸長係 120〜150%。 27·如申請專利範圍第26項之研磨墊，其中前述聚胺基甲酸 15 酯樹脂發泡體係1種或2種以上的異氰酸酯末端預聚合物 與鏈延長劑之反應硬化物，且前述異氰酸酯末端預聚合 物係含有高分子量多元醇成分及異氰酸酯成分者，並且 前述異氰酸酯末端預聚合物的NCO重量％(於2種以上時 為平均NCO重量％)為9.3〜15重量％。 20 28·如申請專利範圍第27項之研磨墊，其中前述高分子量多 元醇成分係數平均分子量5〇〇〜850之高分子量多元醇Α與 數平均分子量900〜1500之高分·子量多元醇B的含有比率 為 A/B=5/95〜35/65(重量 ％)。 29·如申請專利範圍第26項之研磨墊，其中前述聚胺基曱酸 1295948 酯樹脂發泡體之拉伸強度為15〜25MPa。 30. 如申請專利範圍第27項之研磨墊，其中前述鏈延長劑為 芳香族二胺。 31. 如申請專利範圍第30項之研磨墊，其中前述芳香族二胺 5 係3,5-雙（曱硫基)-2,4-甲苯二胺及/或3,5-雙（曱硫基)-2,6- 曱苯二胺。 32. 如申請專利範圍第27項之研磨墊，其中前述異氰酸酯成 分為芳香族二異氰酸酯及脂環式二異氰酸酯。 33. 如申請專利範圍第32項之研磨墊，其中前述芳香族二異 10 氰酸酯為曱苯二異氰酸酯，且前述脂環式二異氰酸酯為 二環己基曱烷二異氰酸酯。 34. 如申請專利範圍第26項之研磨墊，其中前述聚胺基曱酸 酯樹脂發泡體含有0.05〜10重量％之不具有羥基的矽系非 離子界面活性劑。 15 35.如申請專利範圍第26項之研磨墊，其中修整速度為 5〜ΙΟμιη/min 〇 36. —種半導體元件之製造方法，包含使用申請專利範圍第 1、12或26項之研磨墊研磨半導體晶圓之表面的步驟。 58