TWI404597B - Chemical mechanical polishing gaskets - Google Patents

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Keisuke Kuriyama
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Description

化學機械研磨墊片
本發明係關於一種化學機械研磨墊片。
於半導體裝置之製造中，可形成具有優異之平坦性的表面之研磨方法，已廣泛採用化學機械研磨方法(Chemical Mechanical Polishing，一般簡稱為「CMP」)。化學機械研磨係一邊使化學機械研磨墊片與被研磨面滑動一邊於化學機械研磨墊片之表面滴下化學機械研磨用水系分散體，同時並進行化學機械性研磨之技術。在此化學機械研磨方法中，已知研磨結果大受化學機械研磨墊片之性狀、特性影響。因此，已提出各式各樣之化學機械研磨墊片。
在特開平11－70463號公報及特開平8－216029號公報中已提出一種化學機械研磨方法，其係使用含有許多微細空孔之聚胺基甲酸酯發泡體作為化學機械研磨墊片，在此墊片之表面開啟的空孔(pore)保持化學機械研磨用水系分散體而進行研磨。
又，在特表平8－500622號公報及特開2000－34416號公報中已提出一種使水溶性聚合物分散於非水溶性之基質樹脂中之研磨墊片。此研磨墊片係水溶性粒子之中，在化學機械研磨時僅與化學機械研磨用水系分散體之接觸的水溶性粒子進行溶解或脫離，藉此所形成之空間可保持化學機械研磨用水系分散體而進行研磨。
此等之化學機械研磨墊片中，前者墊片係很難將聚胺基甲酸酯發泡體的發泡控制於所希望的狀態，墊片之品質會參差不齊，研磨速度或加工狀態參差不齊造成問題。尤其，有時於被研磨面產生所謂刮傷之刮痕傷狀的表面缺陷，且企盼改善。另外，於後者之墊片中，研磨時所形成之空孔的大小、分布等的控制很係容易，但於被研磨面之研磨量的面內均一性(被研磨面之每一特定點比較研磨量時之參差不齊)有不充分的情形，仍然企盼改善。
近年，隨半導體裝置之高積體化、微細化的要求，被研磨面之表面狀態所要求的規格係漸趨嚴格。進一步，從縮短製程時間之觀點，有關研磨速度被要求更高者。
如此之狀況中，可維持大的研磨速度，同時並可滿足被研磨面之刮傷產生的抑制及研磨量之面內均一性的提昇兩者，可得到如此之研磨結果之化學機械研磨墊片至今尚未為人知。
 發明之揭示
本發明係有鑑於上述之事情者，其目的在於提供一種化學機械研磨墊片，可賦予高的研磨速度，同時並可充分抑制被研磨面之刮傷的發生且對於研磨量可實現高度之被研磨面內均一性。
若依本發明，本發明之上述目的係可藉由研磨層之表面固有電阻值為1.0×107 ~9.9×1013 Ω的化學機械研磨墊片來達成。
(用以實施發明之最佳形態)
本發明之化學機械研磨墊片係研磨層之表面固有電阻值為1.0×107 ~9.9×1013 Ω。只要滿足此要件，研磨層亦可由任一種材料形成，但例如可由含有(A)體積固有電阻率為1.0×1013 ~9.9×1017 Ω．cm之高分子基質成分及(B)體積固有電阻率為1.0×106 ~9.9×1012 Ω．cm之成分的組成物所形成之研磨層。以下，說明有關用以形成本發明之化學機械研磨墊片的研磨層之較佳組成物所含有的各成分。
(A)成分
可適宜使用於用以製造本發明之化學機械研磨墊片的研磨層之組成物的(A)成分係體積固有電阻率為1.0×1013 ~9.9×1017 Ω．cm之高分子基質成分。此值宜為5.0×1013 ~9.9×1017 Ω．cm，更宜為1.0×1014 ~5.0×1017 Ω．cm。
如此之(A)成分的例，可舉例如為共軛二烯之單獨聚合物、2種類以上共軛二烯之共聚物、共軛二烯與其他之單體的共聚物。
上述共軛二烯可舉例如1,3-丁二烯、異戊二烯、2,3二甲基-1,3-丁二烯、1,3-戊二烯、2-甲基-1,3- 戊二烯、1,3-己二烯、4,5-二乙基-1,3-辛乙烯等。
上述其他之單體可舉例如不飽和羧酸酯、氰化乙烯基化合物等。不飽和羧酸酯係可舉例如(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸異丙酯、(甲基)丙烯酸環己酯、(甲基)丙烯酸苯酯、(甲基)丙烯酸2-甲氧基乙酯、甲氧基二乙二醇(甲基)丙烯酸酯等；氰化乙烯基化合物係可舉例如(甲基)丙烯腈、α-氯丙烯腈、偏氰乙烯等。
(A)成分為共軛二烯與其他之單體的共聚物時，其他之單體的共聚合比例係相對於共軛二烯與其他之單體之合計量宜為50重量%以下，更宜為30重量%以下。
(A)成分宜為1,3-丁二烯的單獨聚合物或1,3-丁二烯與其他的單體之共聚物。1,3-丁二烯的單獨聚合物可舉例如丁二烯橡膠、1,2-聚丁二烯等；1,3-丁二烯與其他的單體之共聚物係可舉例如丁二烯/丙烯腈橡膠、丁二烯/甲基丙烯酸甲酯橡膠等。
(A)成分係此等之中更宜為1,3-丁二烯的單獨聚合物，最宜為1,2-丁二烯。
(A)成分之分子量係就凝膠滲透色層分析所測定之聚苯乙烯換算的重量平均分子量而言，宜為5,000~1000,000，更宜為10,000~500,000。
(B)成分
可適宜使用於用以製造本發明之化學機械研磨墊片的研磨層之組成物的(B)成分係體積固有電阻率為1.0×106 ~9.9×1012 Ω．cm之添加劑。此值宜為1.0×106 ~5.0×1012 Ω．cm，更宜為5.0×106 ~9.9×1011 Ω．cm。
(B)成分可舉例如於主鏈含有醚鍵之聚合物、含有具上述體積固有電阻率之酯鍵的化合物(但，除了於主鏈含有醚鍵之聚合物以外)、具有上述體積固有電阻率之其他聚合物。
於上述主鏈含有醚鍵之聚合物可舉例如聚氧乙烯、聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基酚醚、聚醚酯醯胺、聚醚醯胺醯亞胺、聚丙二醇、聚氧丙烯丁基醚、聚氧丙烯縮水甘油基醚、聚氧丙烯山梨糖醇、氧乙烯－表氯醇共聚物、甲氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯共聚物、聚氧乙烯月桂基醚、聚氧乙烯乙醯基醚、聚氧乙烯油基醚、聚氧乙烯油基乙醯基醚、聚氧乙烯聚氧丙二醇、聚氧乙烯聚氧丙烯丁基醚、聚氧乙烯聚氧丙烯己二醇醚、聚氧乙烯聚氧丙烯三羥甲基丙烷、聚氧乙烯聚氧丙烯縮水甘油基醚、具有聚醚嵌段與聚烯烴嵌段之共聚物、含氯聚醚、聚縮醛樹脂、烷基葡糖苷、聚氧乙烯脂肪酸胺、聚氧乙烯脂肪酸酯、聚氧乙烯山梨聚糖酐脂肪酸酯等之外，記載於特開2001－278985號公報之聚合物等。聚氧乙烯脂肪酸酯可舉例如單硬脂酸聚乙二醇、聚乙二醇月桂酸酯、聚乙二醇單油酸酯、聚乙二醇二硬脂酸酯等。
含有具上述體積固有電阻率之酯鍵的化合物(但，除了於主鏈含有醚鍵之聚合物以外)係可舉例如蔗糖脂肪酸酯、山梨糖醇酐脂肪酸酯、脂肪酸甘油酯、(甲基)丙烯酸酯酯(共)聚合物。(甲基)丙烯酸酯(共)聚合物宜為丙烯酸酯(共)聚合物(丙烯酸橡膠)。
具有上述體積固有電阻率之其他聚合物可舉例如聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷酮、聚(甲基)丙烯酸酯、磺化聚異戊二烯、磺化異戊二烯共聚物、改性聚醯胺樹脂等。此處「改性聚醯胺樹脂」意指具有：具第3級胺之部位、與具聚烯烴甘醇鏈之部位的聚合物。第3級胺可為具有第3級胺之嵌段的主鏈亦可為側鏈。於主鏈具有第3級胺之嵌段係可為例如源自胺基乙基六氫吡啶、雙胺基丙基六氫吡啶等之單體者。於側鏈具有第3級胺之嵌段係可源自α－二甲基胺基－ε－己內醯胺等之單體者。具有聚烯烴甘醇鏈之嵌段可舉例如源自聚乙二醇、聚丙二醇等之聚烯烴甘醇者。
(B)成分係此等之中，宜為於主鏈中含有醚鍵之聚合物、丙烯酸橡膠或改性聚醯胺樹脂，尤宜為具有聚醚嵌段與聚烯烴嵌段之共聚物、含氯聚醚、丙烯酸橡膠或改性聚醯胺樹脂，因與(A)成分之相溶性適度，故佳。
(B)成分之分子量係就凝膠滲透色層分析的測定之聚苯乙烯換算的重量平均分子量而言宜為5,000~5,000,000，更宜為30,000~5,000,000。
本發明之化學機械研磨墊片所使用的(B)成分之量係相對於(A)成分與(B)成分之合計宜為0.5~40質量%，更宜為1~35質量%，最宜為3~30質量%。
其他之成分
用以形成本發明之化學機械研磨墊片的研磨層較佳之組成物，係含有上述之(A)成分及(B)成分，但進一步依需要而可含有其他之成分。其他之成分可舉例如(C)水溶性粒子、(D)交聯劑、(E)填充劑、(F)軟化劑、(G)抗氧化劑、(H)紫外線吸收劑、(I)滑劑、(J)可塑劑等。
(C)水溶性粒子
(C)水溶性粒子係於化學機械研磨墊片中形成粒子而分散存在，與化學機械研磨時化學機械用水系分散體接觸時從化學機械研磨用墊片脫離，於墊片之表面附近具有形成空孔(pore)之功能的粒子。此脫離係亦可因受與水系分散體中所含有之水等接觸進行溶解所造成，亦可含有此水等而膨潤且成為膠體狀所造成者。
(C)水溶性粒子係形成空孔之效果以外，具有增大作為化學機械研磨墊片時之墊片的押入硬度之效果。藉此事，可增大被研磨體可負荷之壓力，伴隨此，可提昇研磨速度，並得到更高之研磨平坦性。因此(C)水溶性粒子係宜在化學機械研磨墊片中可確保充分之押入硬度的中間實體。
(C)構成水溶性粒子之材料無特別限定，但可舉例如有機系水溶性粒子及無機系水溶性粒子。有機系水溶性粒子係可舉例如由糊精、環糊精、甘露糖、糖類(乳糖等)、纖維素類(羥丙基纖維素、甲基纖維素等)、澱粉、蛋白質等所形成者。進一步，無機系水溶性粒子係可舉例如由醋酸鉀、硝酸鉀、碳酸鉀、碳酸氫鉀、氯化鉀、溴化鉀、磷酸鉀、硝酸鎂等所形成者。
此等之中，宜使用有機系水溶性粒子，尤其可使用環糊精。
此等之(C)水溶性粒子係可單獨使用上述各材料，或組合2種以上而使用。進一步，亦可由特定之材料所構成之一種水溶性粒子，亦可由相異之材料所構成之2種以上的水溶性粒子。
(C)水溶性粒子之平均粒徑宜為0.1~500 μm，更宜為0.5~100 μm。藉由使用此範圍之粒徑的水溶性粒子，可形成於墊片表面附近所形成之空孔的化學機械研磨用水系分散體之保持能力、與墊片的機械強度之均衡性優異之化學機械研磨墊片。
(C)水溶性粒子之使用量係使(A)成分與(B)成分之合計為100重量份時，宜為300重量份以下，更宜為1~300重量份，最宜為1~150重量份，尤宜為5~100重量份。
(C)水溶性粒子占有化學機械研磨墊片之研磨層的體積之比率，宜為全體之90體積%以下，更宜為0.1~90體積%，最宜為0.1~60體積%，尤宜為0.5~40體積%。
藉由此範圍內之使用量、含量，可形成為顯示良好之研磨性能的化學機械研磨墊片。
(C)水溶性粒子係只曝露於研磨墊片表層時溶解或膨潤於水等，在研磨墊片內部宜吸濕而進一步不膨潤。因此，水溶性粒子係可具備於最外部之至少一部分抑制吸濕之外殼。此外殼係可物理性吸附於水溶性粒子，亦可與水溶性粒子化學結合，進一步係藉此兩者接觸於水溶性粒子。形成如此之外殼之材料，係可舉例如環氧樹脂、聚醯亞胺、聚醯胺、聚矽酸鹽、矽烷偶合劑等。又，(C)水溶性粒子係亦可由具有外殼之水溶性粒子與不具有外殼之水溶性粒子所構成，具有外殼之水溶性粒子係即使其表面之全部未被覆外殼，亦可充分得到上述效果。
(D)交聯劑
可使用於用以製造本發明之化學機械研磨墊片的研磨層之組成物的(D)交聯劑，係可舉例如過氧化氫、有機交聯劑、無機交聯劑。有機交聯劑可舉例如有機過氧化物，其具體例可分別舉例如過氧化二異丙苯基、過氧化二乙基、過氧化二第三丁基、過氧化二乙醯基、過氧化二醯基；無機交聯劑可舉例如硫等。
(D)交聯劑就無操作性及化學機械研磨步驟中之污染性等的觀點，宜使用有機過氧化物。
交聯劑之添加量相對於(A)成分100質量份，宜為3.0質量份以下，更宜為0.01~3.0質量份，最宜為0.2~3.0質量份，尤宜為0.3~2.0質量份。
化學機械研磨墊片用組成物
可使用於用以製造本發明之化學機械研磨墊片的研磨層之較佳組成物係宜含有上述之(A)成分及(B)成分，進一步任意地含有(C)乃至(J)成分之中的一種以上者，但(A)成分及(B)成分之外，宜含有(C)水溶性粒子或(D)交聯劑者，更宜為含有(A)乃至(D)成分者。
當調製上述之組成物時，係可使組成物應含有之各成分藉適當的混練機進行混練之方法。混練機係可使用公知者，可舉例如輥、捏合機、班伯利混合機、押出機(單軸、多軸)等之混練機。
組成物含有(C)水溶性粒子時，在混練時之溫度中(C)水溶性粒子宜為固體。使用預先分級成前述較佳之平均粒徑範圍的水溶性粒子，在水溶性粒子為固體之條件下進行混練，俾無關水溶性粒子與非水溶性粒子之相溶性的程度，而可使水溶性粒子以前述較佳之平均粒徑分散。
因此，藉由所使用之高分子基質材的加工溫度，宜選擇(C)水溶性粒子的種類。
組成物為含有(D)交聯劑時，組成物所應含有之成分中，宜於混練除了(D)交聯劑之成分後的混合物中加入(D)交聯劑而進一步混練以形成化學機械研磨墊片用組成物。從進行如此之2階段的混練之組成物所形成之成形體係於其全體中交聯度之均一性高者，可得到賦予表面均一性極高之被研磨面的化學機械研磨墊片。
化學機械研磨墊片及其製造方法
本發明之化學機械研磨墊片較佳係具有由如上述之化學機械研磨墊片用組成物所形成之研磨層。該研磨層係可藉使上述組成物成形為所希望之墊片雛形來得到。使雛形成形之方法係可舉例如使用與所希望之雛形密合的模具而進行成形之方法；使組成物成形為薄片狀，然後再切出成所希望之形狀之方法等。
組成物為含有(D)交聯劑者之情形，當上述雛形之形成時藉由對組成物實施加熱處理，可同時進行(A)成分之交聯反應。進行此加熱處理之溫度宜為80~200℃，更宜為100~180℃，加熱處理之時間宜為3~60分，更宜為5~30分。
本發明之化學機械研磨墊片係亦可於研磨面及/或被研磨面具備任意之形狀的溝或凹部。如此之溝或凹部係使組成物形成於墊片雛形之後藉切削加工而形成，且為形成雛形依模具之情況，亦可依具有與所希望之溝或凹部密合之凸部的模具之方法。
本發明之化學機械研磨墊片的研磨層之形狀並無特別限制，但例如可形成圓盤狀、多角形狀等，可依照裝載本發明之化學機械研磨墊片而使用之研磨裝置而適當選擇。
研磨層之大小亦無特別，但在圓盤狀之墊片中，形成例如直徑150~1200mm，尤其500~800mm、厚度1.0~5.0mm，尤其厚度為1.5~3.0mm。
研磨層之Shore D硬度係宜為35~100，更宜為40~90。藉形成如此之硬度，可賦予充分研磨速度與良好表面狀態之被研磨面的化學機械研磨墊片。
本發明之化學機械研磨墊片係可只由如上述做法所製造之研磨層所構成，亦可為於研磨層之非研磨面(背面)上具備支撐層之多層型墊片。
上述支撐層係以研磨面之背面側支撐化學機械研磨墊片之層。此支撐層之特性並無特別限制，但，相較於研磨層更宜為軟質。藉由具備更軟質之支撐層，即使研磨層之厚度很薄時(例如1.0mm以下)，可防止研磨時墊片隆起，或研磨層之表面彎曲等，且安定而進行研磨。此支撐層之硬度宜為研磨層之硬度的90%以下，更宜為50~90%，尤宜為50~80%，其中宜為50~70%。
本發明之化學機械研磨墊片係裝載於市售之研磨裝置上，可藉公知之方法使用於化學機械研磨墊片。
可使用本發明之化學機械研磨墊片而進行化學機械研磨之材料，可舉例如基板配線、配線材料、塞孔材料、電極材料、絕緣材料、阻隔金屬材料等。基板材料可舉例如單結晶矽；配線材料可舉例如鎢、鋁、銅等及此等之中的1種以上與其他之金屬所構成的合金；塞孔材料係與例示作為上述配線材料相同者；電極材料可舉例如多結晶矽、非晶質矽等；絕緣材料可舉例如SiO2 系絕緣材料、低介電率之有機系絕緣材料、含氫之多孔質絕緣材料(HSQ－SOG)等；阻隔金屬材料分別可舉例如氮化矽、氮化鉭、氮化鈦等之氮化物材料、鉭、鈦、鎢等之金屬材料等。
上述之中，SiO2 系絕緣材料可舉例如熱氧化膜P－TEOS、O3 －TEOS、HDP－SiO2 、BPSG(於SiO2 中含有硼及磷之中的任一者或兩者的材料)、FSG(添加氟之SiO2 系絕緣性膜)等。
上述熱氧化膜係使形成高溫之矽曝露於氧化性環境中，並使矽與氧或矽與水化學反應所形成者。
上述P－TEOS係以四乙基原矽酸鹽(TEOS)作為原料，而就促進條件而利用電漿以化學氣相成長所形成者。
上述O3 －TEOS係以四乙基原矽酸鹽(TEOS)作為原料，而在臭氧之存在下以化學氣相成長所形成者。
上述HDP－SiO2 係以四乙基原矽酸鹽(TEOS)作為原料，而就促進條件而利用高密度電漿以化學氣相成長所形成者。
上述BPSG係依常壓CVD法(AP－CVD法)或減壓CVD法(LP－CVD法)所形成者。
又，上述FSG係就促進條件而利用高密度電漿以化學氣相成長所形成者。
被研磨面係宜為由上述之材料中的1種或2種以上所構成者。
藉由使用本發明之化學機械研磨墊片的化學機械研磨墊片，而可進行例如用以微細元件分離(STI)、鑲嵌配線之形成、塞孔之形成、層間絕緣膜之形成等的平坦化。
於用以進行上述微細元件分離的研磨中，係可研磨SiO2 系絕緣材料。又，鑲嵌配線之形成係於研磨初期中使研磨配線材料進行研磨，在研磨後期中係分別使配線材料及絕緣體材料以及任意阻隔金屬進行研磨。進一步塞孔之形成中係進行塞孔材料之研磨，在層間絕緣膜之形成係進行SiO2 系絕緣材料、低介電率之有機系絕緣材料、含氫的多孔質絕緣材料等之研磨。
本發明之化學機械研磨墊片係從後述之實施例明顯可知，係顯示高的研磨速度、且可得到高度平坦之被研磨面，同時並可抑制龜裂之發生者。本發明之化學機械研磨墊片顯現如此優異之效果的理由，係尚未明確，但，藉由使墊片研磨層之表面固有電阻值在特定的範圍，於研磨層表面會存在適當量之吸附水，藉此吸附水可防止異物附著於研磨層，並抑制龜裂之發生，藉由與化學機械研磨墊片用水系分散體之親和性最適化，水系分散體可均一地供給至研磨層與被研磨體之間隙，藉此推測被研磨面之均一性會提昇。
 實施例 實施例1 [1]化學機械研磨墊片之製造
將(A)成分之1,2－聚丁二烯(JSR(股)製、商品名「JSR RB830」)60質量份、作為(B)成分之「Pelestat 300」(商品名、三洋化成工業(股)製、具有聚醚嵌段與聚烯烴嵌段之共聚物、重量平均分子量Mw＝5.0×104 )40質量份及作為(C)成分之β－環糊精((股)橫濱國際生化研究所製、商品名「dexypearl β－100」)16.8質量份，以加熱至120℃之押出機在150℃、120rpm下進行混練。其後，添加過氧化二異丙苯基(日本油脂(股)製、商品名「Percumyl D」)0.3質量份，進一步以120℃、60rpm混練，調製化學機械研磨墊片用組成物。將此化學機械研磨墊片用組成物於模具內以170℃加熱18分鐘而成形，得到直徑60cm、厚2.8mm之圓盤狀的成形體。然後，於此成形體之一面使用切削加工機((股)加藤機械製)，形成以溝幅0.5mm、節距2mm、深溝1.4mm以研磨面的中心作為中心的同心圓狀的溝，製造化學機械研磨墊片。又，此處所製造之化學機械研磨墊片所含有的(C)β－環糊精之平均粒徑為15 μm，墊片全體所占有之β－環糊精的體積率為10體積%。
又，(B)成分之重量平均分子量係依以下之條件的凝膠滲透色層分析進行測定。
測定裝置：Tosoh(股)製、GPC、HLC－8120型管柱：Tosoh(股)製、TSK gel α－M展開溶劑：二甲基甲醯胺/甲醇混合溶劑
[2]表面固有電阻值及體積固有電阻率之測定
使上述所調製之化學機械研磨墊片用組成物，利用模具溫度170℃之壓縮成形機，以壓力150kg/cm2 、成形時間18分之條件製作100mm×100mm×2mm之試驗片。所製作之試驗片係以溫度23℃、濕度50% RH的恆溫恆濕之狀態下培養16小時以上後，藉高電阻計(Agilent Technology(股)製、商品名「Agilent 4339 B」)在溫度23℃、濕度50% RH之環境下，以施加電壓750V之條件測定表面固有電阻值(Rs)(依據JIS－K6911)。
又，有關(A)成分之1,2－聚丁二烯及(B)成分之Pelestat 300，亦分別同樣做法而製成試驗片，藉上述手法，測定體積固有電阻值(Rv)，依下式求出體積固有電阻率。
ρV＝(πd2 /4t)×Rv(此處，ρV係體積固有電阻率(Ω．cm)，π為圓周率，d為主電極之內徑(cm)，t為試驗片之厚度(cm)，Rv表示體積固有電阻值(Ω)。
此等之結果表示於表1及表2中。
[3]化學機械研磨墊片性能之評估
將上述[1]所製造之化學機械研磨墊片裝載於化學機械研磨裝置(型式「EPO112」、(股)荏原製作所製)，以附8英吋銅膜之晶圓作為被加工膜，以如下之條件進行研磨。又，漿劑係使用i Cue 5003(Cabot Microelectronics公司製)。
漿劑供給速度：200mL/分轉頭押住壓：250hpa盤座旋轉數：70rpm轉頭旋轉數：70rpm研磨時間：60秒
(1)研磨速度之評估研磨速度係使用電傳導式膜厚測定器(KLA－TENCOR公司製、形式「Omnimap RS75」)而以如下之順序測定。
有關被加工膜之附8英吋銅膜之晶圓，除了外周5mm而朝直徑方向均等地設定21點的特定點，對於此等特定點從研磨前後之銅膜的厚度之差與研磨時間算出各點之研磨速度，採其平均值而作為研磨速度。
(2)研磨量之面內均一性的評估對於在上述21點之特定點中的研磨前後的厚度之差(以此值作為「研磨量」)而依下述計算式算出研磨量之面內均一性。
研磨量之面內均一性(%)＝(研磨量之標準偏差÷研磨量之平均值)×100
將此結果表示於表2中。此值為5%以下時，可謂研磨量之面內均一性良好。
(3)刮傷數之評估有關化學機械研磨後之銅膜，使用缺陷檢查裝置(KLA－TENCOR公司製、「KLA2351」)而進行缺陷檢查。首先，以畫素(pixel)大小0.62 μm、閾值(threshold)30之條件對於晶圓表面之全範圍，缺陷檢查裝置計測算出缺陷的數目。然後，將此等之缺陷隨機地抽出100個而顯示於裝置之顯示器上以進行觀察，探究缺陷為刮傷，或附著之異物(化學機械研磨用水系分散體中所含有之磨劑等)，算出缺陷總數中佔有之長徑0.20 μm以上的刮傷比率，從此算出每晶圓全面的刮傷數。將結果表示於表2中。
實施例2~9、比較例1~6
於實施例1中，除如表1般變更(A)成分、(B)成分及(C)成分之種類及量以外，其餘係與實施例1同樣做法而製造化學機械研磨墊片，進行評估。結果表示於表1及表2中。
比較例7
除使用多孔質聚胺基甲酸酯製研磨墊片(Nitta Haas(股)製、商品名「IC1000」)作為化學機械研磨墊片外，其餘係與實施例1同樣做法而評估。結果表示於表2中。
又，比較例7中之表面固有電阻值的評估係將IC1000切割成100mm×100mm×2mm的大小，使用此作為試驗片而進行。
表1中，記載於(A)成分、(B)成分及(C)成分之種類欄的簡稱分別意指下述者。
(A1)：JSR(股)製、商品名「JSR RB830」(1,2－聚丁二烯)(A2)：東洋紡績(股)製、商品名「E1080A」(聚胺基甲酸酯彈性體)(B1)三洋化成工業(股)製、商品名「Pelestat 300」(具有聚醚嵌段與聚烯烴嵌段之共聚物、Mw＝5.0×104 )(B2)：Daiso(股)製、商品名「DM－E70」(含氯的聚醚)(B3)：JSR(股)製、商品名「JSR AR」(丙烯酸橡膠)(B4)：Toray Fine Chemical(股)製、商品名「A－70」(改性聚醯胺樹脂、Mw＝3.3×104 )(B5)：花王(股)製、商品名「Elastmaster－SB－10」(Mw＝2.0×105 )(B6)：明成化成工業(股)製、商品名「Alkox E－240」(聚環氧乙烷、Mw＝4.5×106 )(b1)：電氣化學工業(股)製、商品名「Denka Emicon P－510－1－1」(b2)：Toray(股)製、商品名「Amylase S731」(聚縮醛樹脂)(b3)：三洋化成工業(股)製、商品名「PEG－200」(聚乙二醇、Mw＝2.0×102 。又，成分(b3)因為液體，表面固有電阻率無法定義。)(C1)：(股)橫濱國際生化研究所製、商品名「dexypearl β－100」(β－環糊精)
表中之「－」係意指不使用相當於該欄之成分者。
(B1)、(B4)、(B5)及(b3)成分之重量平均分子量Mw的測定係與實施例1中者相同做法而實施。
從上述實施例、比較例中之評估結果明顯地，藉由使用研磨層之表面固有電阻值為1.0×107 ~9.9×1013 Ω的本發明之化學機械研磨墊片，俾可以高的研磨速度得到平坦之被研磨面，同時並可抑制龜裂之發生。
另外，不相當於上述之要件時(比較例1~7)係可知研磨量之面內均一性及刮傷抑制之任一者或兩者的程度為不充分。

Claims (5)

  1. 一種化學機械研磨墊片，其係研磨層為由含有(A)體積固有電阻率為1.0×1013 ~9.9×1017 Ω．cm之高分子基質成分及(B)體積固有電阻率為1.0×106 ~9.9×1012 Ω．cm之成分的組成物所形成者，又研磨層之表面固有電阻值為1.0×107 ~9.9×1013 Ω。
  2. 如申請專利範圍第1項之化學機械研磨墊片，其中(A)高分子基質成分為共軛二烯之單獨聚合物、2種類以上共軛二烯之共聚合物或共軛二烯與不飽和羧酸酯或氰化乙烯基化合物之共聚合物，(B)成分為於主鏈含有醚鍵之聚合物、丙烯酸橡膠或改性聚醯胺樹脂。
  3. 如申請專利範圍第2項之化學機械研磨墊片，其中(A)高分子基質成分為1,2-聚丁二烯，(B)成分為具有聚醚嵌段與聚烯烴嵌段之共聚合物、含氯之聚醚、丙烯酸橡膠或改性聚醯胺樹脂。
  4. 如申請專利範圍第1項之化學機械研磨墊片，其中組成物中之(B)成分的含量相對於(A)高分子基質成分與(B)成分之合計量而言，為0.5~40重量%。
  5. 如申請專利範圍第1項之化學機械研磨墊片，其中組成物更含有(C)水溶性粒子及(D)交聯劑。
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8986585B2 (en) * 2012-03-22 2015-03-24 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. Method of manufacturing chemical mechanical polishing layers having a window
US8709114B2 (en) * 2012-03-22 2014-04-29 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. Method of manufacturing chemical mechanical polishing layers
WO2014189086A1 (ja) * 2013-05-24 2014-11-27 Jsr株式会社 化学機械研磨パッドおよびそれを用いた化学機械研磨方法
JP6435689B2 (ja) * 2014-07-25 2018-12-12 Ａｇｃ株式会社 研磨剤と研磨方法、および研磨用添加液
RU2017133865A (ru) * 2015-03-30 2019-04-05 КРЭЙТОН ПОЛИМЕРС Ю.Эс. ЭлЭлСи Композиция диенового каучука, приготовленная с возможностью вулканизации при более низкой температуре, и способ производства каучукового изделия
JPWO2023048266A1 (zh) 2021-09-27 2023-03-30
JPWO2023048265A1 (zh) 2021-09-27 2023-03-30

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW591065B (en) * 2003-06-19 2004-06-11 Iv Technologies Co Ltd Conductive polishing pad and fabricating method thereof

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MY114512A (en) 1992-08-19 2002-11-30 Rodel Inc Polymeric substrate with polymeric microelements
JP3477265B2 (ja) * 1994-12-26 2003-12-10 株式会社トクヤマ 導電性酸化物粒子
JPH08216029A (ja) 1995-02-07 1996-08-27 Daiki:Kk 精密研磨シート
ES2229326T3 (es) * 1996-09-16 2005-04-16 Ciba Specialty Chemicals Holding Inc. Composicion antiestatica.
US5921855A (en) 1997-05-15 1999-07-13 Applied Materials, Inc. Polishing pad having a grooved pattern for use in a chemical mechanical polishing system
JP3918359B2 (ja) * 1998-05-15 2007-05-23 Ｊｓｒ株式会社 研磨パッド用重合体組成物および研磨パッド
TW426698B (en) * 1998-05-28 2001-03-21 Ind Tech Res Inst Oxyalkylene group-containing epoxy resin
US6585574B1 (en) * 1998-06-02 2003-07-01 Brian Lombardo Polishing pad with reduced moisture absorption
JP3488163B2 (ja) 1999-02-10 2004-01-19 三洋化成工業株式会社 ブロックポリマー及びこれからなる帯電防止剤
DE60021716T2 (de) 1999-02-10 2006-06-01 Sanyo Chemical Industries, Ltd. Blockpolymer und dieses enthaltendes Antistatikmittel
AUPQ131099A0 (en) 1999-06-30 1999-07-22 Silverbrook Research Pty Ltd A method and apparatus (IJ47V8)
JP2001105305A (ja) 1999-10-05 2001-04-17 Okamoto Machine Tool Works Ltd 研磨装置における基板キャリアのヘッド構造
JP3826702B2 (ja) * 2000-10-24 2006-09-27 Ｊｓｒ株式会社 研磨パッド用組成物及びこれを用いた研磨パッド
DE60228784D1 (de) * 2001-04-25 2008-10-23 Jsr Corp Lichtduchlässiges Polierkissen für eine Halbleiterschleife
JP2004111940A (ja) * 2002-08-26 2004-04-08 Tokyo Seimitsu Co Ltd 研磨パッド及びこれを用いた研磨装置、研磨方法
JP2005303121A (ja) 2004-04-14 2005-10-27 Psiloquest Inc 耐剥離性研磨パッド
JP2004343016A (ja) * 2003-05-19 2004-12-02 Jsr Corp 研磨パッド及び研磨方法
CN1565824A (zh) * 2003-06-30 2005-01-19 智胜科技股份有限公司 导电性研磨垫及其制造方法
JP5183018B2 (ja) * 2004-08-05 2013-04-17 キヤノン株式会社 帯電部材、プロセスカートリッジ及び電子写真装置
WO2009151694A2 (en) * 2008-03-13 2009-12-17 Strategic Polymer Sciences, Inc. High electrric energy density polymeric compositions, methods of the manufacture therefor, and articles comprising the same
US20100252047A1 (en) * 2009-04-03 2010-10-07 Kirk Seth M Remote fluorination of fibrous filter webs

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW591065B (en) * 2003-06-19 2004-06-11 Iv Technologies Co Ltd Conductive polishing pad and fabricating method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
EP1981070A4 (en) 2011-08-17
CN101379598A (zh) 2009-03-04
US8053521B2 (en) 2011-11-08
US20090036045A1 (en) 2009-02-05
JPWO2007089004A1 (ja) 2009-06-25
WO2007089004A1 (ja) 2007-08-09
EP1981070A1 (en) 2008-10-15
TW200800487A (en) 2008-01-01
CN101379598B (zh) 2010-06-23
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JP5263481B2 (ja) 2013-08-14

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