TWI504735B - 研磨墊 - Google Patents

Description

研磨墊

本發明係關於一種研磨墊，特別是關於一種具有軟質塑膠薄片之研磨墊，此軟質塑膠薄片係在無添加用以穩定發泡形成的碳黑及具促進發泡形成作用的離子性界面活性劑的狀態下，利用濕式成膜法而形成，且 其 發泡是連續地形成的。

迄今，為了平坦化半導體晶圓、玻璃或磁碟等被研磨物，係使用研磨墊進行研磨加工。在被研磨物中，尤其是半導體元件，隨著其微型化的趨勢，以往在研磨加工上不視為問題的損傷（刮痕）恐將變成致命的缺陷（瑕疵）。因此，就使用在研磨加工的研磨墊而言，對於無缺陷化與平坦化的要求日益增高。研磨加工中，即使一次研磨加工（粗研磨加工）可以容許微小刮痕存在，但在最後精加工的研磨加工中，怎樣達到無任何刮痕產生並達到平坦化將變得極為重要。

一般來說，精加工用研磨墊中，可使用以濕式成膜法而形成發泡的聚胺基甲酸乙脂樹脂等製成的軟質塑膠薄片（例如請參閱日本專利特開2002－059356號公報）。濕式成膜法為了達到穩定發泡形成的目的，通常會在樹脂溶液中添加碳黑。藉由添加碳黑，以發揮聚胺基甲酸乙脂樹脂的凝集安定劑（或成核劑）的作用，而可抑制發泡形成不均的現象，就結果來說，將有助於穩定發泡形成。但是也因為此碳黑是硬質成分，一旦將所得到的軟質塑膠薄片使用作為研磨墊，則被研磨物上將有可能產生微小刮痕。而在為了抑制刮痕的產生而未添加碳黑的情況下，會有可能使發泡形成無法安定，而難以達到高精度的平坦化。

此外，以聚胺基甲酸乙脂樹脂所構成的軟質塑膠薄片，由於聚胺基甲酸乙脂樹脂本身具有的疏水性，導致研磨加工時所供給的研磨液（漿料）的融合度的較差，使漿料難以滲入。因此，在研磨墊的表面（研磨面）內，使漿料的分布不均而有損於被研磨物的平坦性。為避免此種情況產生，必需有讓漿料遍布在研磨面全體，使研磨墊與漿料充分融合為止的時間。如自研磨加工初期起，直到研磨率達高水準且穩定為止的啟動時間越長，則生產性（研磨加工的效率）越低。為達到縮短啟動時間的目的，已有揭示一種研磨墊的技術，其藉由將研磨層的比表面積範圍設在介於0.5～1.0m² ／g，將研磨墊設成使漿料中的研磨顆粒易附著的適當粗糙度（請參閱日本專利特開2010－153004號公報）。

然而，日本專利特開2010－153004號公報的技術雖然是在研磨加工前，將研磨層的比表面積最佳化的技術，但隨著研磨加工的進行，由於研磨層有所磨損，而造成研磨面的粗糙度產生變化。所以，研磨墊的表面狀態將隨時間產生變化，而造成研磨率等產生變動而導致研磨安定性降低。另一方面，從改進與漿料間的融合度的觀點考量，也可使用具促進發泡形成作用的親水性添加劑。但是一旦使用親水性添加劑，則當研磨加工時，由於殘留在軟質塑膠薄片內的親水性添加劑將隨時間溶出，造成研磨率變動而導致研磨安定性不足。因此，若能縮短研磨加工時的啟動時間，而且不會產生任何刮痕並得到穩定的研磨率的話，將可對被研磨物，尤其是半導體元件的研磨加工格外有效。

有鑑於上述情況，本發明係以提供一種可縮短研磨加工時的啟動時間而達到提升平坦性之研磨墊為課題。

為解決上述課題，本發明的研磨墊係包含一軟質塑膠薄片，此軟質塑膠薄片係利用濕式成膜法而在不含用以穩定發泡形成的碳黑及具促進發泡形成作用的離子性界面活性劑的狀況下形成，且 其 發泡是連續地形成，其中，該軟質塑膠薄片係於用以研磨加工被研磨物的一研磨面形成開孔，當將水滴滴下該研磨面並經0.5秒後的接觸角設為CA1，且將自水滴滴下並經10.5秒後的接觸角設為CA2時，則該研磨面以｛（CA1－CA2）／CA1｝×100所表示的接觸角變化率範圍係介於20％～50％。

在此種情況下，亦可於軟質塑膠薄片的研磨面側施行溝槽加工或壓紋加工。此時，於軟質塑膠薄片的研磨面側可形成從放射狀圖案、格子狀圖案及螺旋狀圖案中選擇之至少一種圖案形狀的溝槽。亦可將軟質塑膠薄片設為樹脂模量為10MPa以下的聚胺基甲酸乙脂樹脂製。此外，形成在軟質塑膠薄片的該些發泡中的部分發泡，其於研磨面上的開孔的孔徑與位於自研磨面起深度至少200μm的位置的孔徑相比之比例的平均值範圍可介於0.65～0.95。此時，研磨面上的開孔的孔徑與自研磨面起位於深度至少200μm的位置的孔徑相比之比例的平均值範圍設為介於0.75～0.95者較佳。

根據本發明，由於在研磨面形成開孔，且研磨面中的接觸角變化率係介於20％～50％的範圍，因此研磨加工時所供給的研磨液將變得易於滲透，而可優化軟質塑膠薄片與研磨液間的融合度，故可縮短研磨加工時的啟動時間，並且由於軟質塑膠薄片中無添加硬質成分的碳黑，因而可減少對被研磨物所生成的刮痕以獲得提升平坦性的效果。

2．．．聚胺基甲酸乙脂薄片

3．．．長發泡

4．．．發泡

5、6．．．開孔

8．．．雙面膠帶

10．．．研磨墊

P．．．研磨面

D1．．．開孔徑

D2．．．孔徑

第1圖係為適用於本發明的實施形態的研磨墊之剖面示意圖
第2圖係表示實施形態的研磨墊的發泡構造中的孔徑變化之說明圖
第3圖係表示當水滴滴下研磨墊的研磨面時的接觸角隨時間的變化曲線圖
第4圖係表示使用研磨墊以對附TEOS膜晶圓反復進行研磨加工時的研磨率的變化曲線圖
第5圖係表示使用研磨墊並改變漿料流量以對附TEOS膜晶圓反復進行研磨加工時的研磨率的變化曲線圖

以下，參閱圖式對適用於本發明之研磨墊的實施形態進行說明。

（構成）
如第1圖所示，本實施形態之研磨墊10具有聚胺基甲酸乙脂薄片2，其為利用濕式成膜法以聚胺基甲酸乙脂樹脂所形成的軟質塑膠薄片。聚胺基甲酸乙脂薄片2為當濕式成膜時，在無添加用以穩定發泡形成的碳黑及具促進發泡形成作用的離子性界面活性劑的狀態下，也就是不含碳黑及離子性界面活性劑的狀況下形成者。

聚胺基甲酸乙脂薄片2是利用拋光處理除去以濕式成膜法而形成在表面側的表皮層。以拋光處理後的表面構成用以研磨加工被研磨物的研磨面P。於聚胺基甲酸乙脂薄片2的內部，以相同分散程度形成著厚度方向的長度為聚胺基甲酸乙脂薄片2的厚度的七成以上，沿著厚度方向而具圓弧狀的長發泡3；及厚度方向的長度為厚度一半以下的發泡4。長發泡3與發泡4係在研磨面P開孔，分別形成開孔5與開孔6。

發泡4是位於偏研磨面P側的位置，且形成在長發泡3彼此之間，並在聚胺基甲酸乙脂薄片2的厚度方向的長度上參差不一。因此，在大致均勻地形成的長發泡3彼此之間，大致均勻地形成有發泡4。長發泡3及發泡4的孔徑是形成為在研磨面P側的大小比研磨面P的反面側還小。長發泡3及發泡4是以圖示中省略的連通孔而呈立體網目狀相互連通。換言之，聚胺基甲酸乙脂薄片2具有連續地形成發泡的連續發泡構造。

形成在研磨面P上的開孔5及開孔6可將開孔徑範圍調整在介於40±5μm間。此外，以研磨面P的每單位面積計，開孔5及開孔6的總面積所占的百分比所表示的開孔率範圍可調整在介於25％～30％間。開孔徑或開孔率可根據濕式成膜法的成膜條件或拋光處理條件加以調整。

如第2圖所示，長發泡3的研磨面P上的開孔5的開孔徑D1，與自研磨面P起位於深度至少200μm的位置的孔徑D2相比之比例的平均值範圍可調整在介於0.65～0.95間。換言之，長發泡3直到聚胺基甲酸乙脂薄片2因研磨加工而磨損到至少200μm厚度為止，其研磨面P上的開孔5的開孔徑與用於研磨加工前的開孔徑相比，將可維持在介於1.05～1.54倍間。

聚胺基甲酸乙脂薄片2的研磨面P中的水的接觸角，其隨時間而變化的比例可調整在介於一定範圍間。亦即，當將水滴滴下聚胺基甲酸乙脂薄片2的研磨面P並經0.5秒後的接觸角設為CA1，且將自水滴滴下並經10.5秒後的接觸角設為CA2時，則以｛（CA1－CA2）／CA1｝×100所表示的接觸角變化率範圍可調整在介於20％～50％間。接觸角變化率可藉由聚胺基甲酸乙脂薄片2的製作中所使用的聚胺基甲酸乙脂樹脂的親水性程度加以調整。

此外，如第1圖所示，研磨墊10是在研磨面P的反面側貼合了用以將研磨墊10裝設至研磨機上的雙面膠帶8。雙面膠帶8是在例如聚對苯二甲酸乙二酯（以下，簡稱為PET。）製薄膜等可撓性薄膜的基材（未圖示）的兩面上，分別形成有丙烯酸系黏著劑等未圖示的黏著劑層。雙面膠帶8是藉由基材其中一面側的黏著劑層與聚胺基甲酸乙脂薄片2相互貼合，另一面側(與聚胺基甲酸乙脂薄片2相反之側)的黏著劑層則以未圖示的剝離紙加以覆蓋。

（製造）
研磨墊10的製造是先以濕式成膜法製作聚胺基甲酸乙脂薄片2，再將所得到的聚胺基甲酸乙脂薄片2與雙面膠帶8相互貼合。濕式成膜法是將聚胺基甲酸乙脂樹脂溶解在有機溶劑中而成的樹脂溶液，連續地塗布在成膜基材上，並使樹脂溶液在水性凝固液中凝固而使聚胺基甲酸乙脂樹脂生成為薄片狀，再經洗淨後乾燥而製作出帶狀（長條狀）的聚胺基甲酸乙脂薄片2。以下，將依步驟順序進行說明。

準備步驟是混合聚胺基甲酸乙脂樹脂與可溶解聚胺基甲酸乙脂樹脂的水混和性有機溶劑，以溶解聚胺基甲酸乙脂樹脂。可使用如N‚N－二甲基甲醯胺（以下，簡稱為DMF。）或N‚N－二甲基乙醯胺等作為有機溶劑。於本例中是採用DMF作為有機溶劑。聚胺基甲酸乙脂樹脂可溶解成為濃度介於20～50％間。若聚基甲酸乙脂樹脂的濃度未達20％，則所得到的聚胺基甲酸乙脂薄片的容積密度將會變低，反之，若濃度超過50％，則將因密度過高而無法達到所需的發泡形成而不合需求。此外，於樹脂溶液中並未添加用以穩定發泡形成的碳黑等顏料與具促進發泡形成作用的離子性界面活性劑等添加劑，而呈無添加狀態。一般所使用的離子性界面活性劑對用於溶解聚胺基甲酸乙脂樹脂的有機溶劑具可溶性，並可舉出具離子性的陰離子界面活性劑、陽離子界面活性劑或兩性界面活性劑為例。具體例可列舉羧酸鹽、磺酸鹽、硫酸酯鹽或磷酸酯鹽等作為陰離子界面活性劑，並可列舉胺鹽與第四級銨鹽的化合物等作為陽離子界面活性劑的具體例。而兩性界面活性劑是一種具有雙方特性之界面活性劑，當溶於水時，於鹼性領域顯現陰離子界面活性劑的性質，而於酸性領域顯現陽離子界面活性劑的性質。於本例中，並未添加任何一種像這樣的離子界面活性劑。而是將所得到的溶液於減壓下進行消泡以得到樹脂溶液。

對聚胺基甲酸乙酯樹脂而言，可從聚酯系、聚醚系或聚碳酸酯系等樹脂中選用樹脂模量為10MPa以下的軟質樹脂。聚胺基甲酸乙酯樹脂是由分子內具有2個以上異氰酸酯基的多元異氰酸酯成分與分子內具有2個以上羥基的多元醇成分相互反應而得。樹脂模量是用以表示樹脂硬度的指標，是指將無發泡的樹脂薄片延長100％（達原本長度的2倍長度為止）時所需負重除以單位面積所得之值（以下，亦稱為100％模量）。當此值越大表樹脂硬度越硬。

可使用二異氰酸酯化合物或三異氰酸酯化合物等作為多元異氰酸酯成分，也可併用二種以上的二異氰酸酯化合物或三異氰酸酯化合物。另一方面，可使用二醇化合物或三醇化合物等作為多元醇成分。舉例來說可使用用於一般濕式成膜法的聚乙二醇（PEG）或聚四亞甲基二醇（PTMG）等聚醚聚醇化合物、乙二醇與己二酸的反應物等聚酯聚醇化合物或者是聚碳酸酯聚醇化合物等。於本例中，由於是處於無添加碳黑及離子性界面活性劑的狀態，因此為了能達到穩定發泡形成的目的，所以使用被親水化的二醇化合物者較佳。本例所使用的「被親水化的二醇化合物」並非親水度等的程度介於特定範圍者，而是與過去使用的二醇化合物相比，將親水性提升者。例如可藉由增加與二醇化合物中的亞甲基相比的氧原子的比例或導入親水性官能基等，而得到被親水化的二醇化合物。具體而言，例如與過去使用的聚酯二醇化合物的己二酸與包含1‚4－丁二醇或乙二醇的聚醇相互反應而得到的化合物相比，透過使用將己二酸以琥珀酸取代的化合物或提高聚醇中的乙二醇的存在莫耳數比的化合物，而可提升親水性。亦即，與己二酸的亞甲基數為4個相比，琥珀酸僅2個，並且與1，4－丁二醇的聚合物的每反復單位的亞甲基數為4個相比，乙二醇僅2個。因此，在任何情況下，增加相對於亞甲基的氧原子的比例，即可提升親水性。

藉由將被親水化的二醇化合物與多元異氰酸酯化合物相互反應而得到的聚胺基甲酸乙脂樹脂，將可提高親水性。亦即，越提高二醇化合物的親水性程度，越能提高聚胺基甲酸乙脂樹脂的親水性。因此，所得到的聚胺基甲酸乙脂薄片2對水的親和性增高，與水的接觸角可在短時間內變小。換言之，藉由提高二醇化合物的親水性，將可增大聚胺基甲酸乙脂薄片2的接觸角變化率。

於塗布步驟，是將在準備步驟所調製的樹脂溶液，於常溫下以刮刀塗布機等塗布裝置塗布在帶狀的成膜基材上。此時，透過調整塗布裝置的間隙（clearance）而可對樹脂溶液的塗布厚度（塗布量）加以調整。在本例中，為形成上述發泡構造，可適當地將塗布厚度範圍調整在介於1.0～3.0mm間者較佳。若塗布厚度未達1.0mm，則位於自表面起深度至少200μm的位置的孔徑將容易變得比表面附近的孔徑還大，而導致無法得到上述聚胺基甲酸乙脂薄片2。另一方面，若塗布厚度超過3.0mm，則除了在樹脂溶液浸漬到水性凝固液前容易產生滴水或塗布不勻外，還會變得難以形成上述發泡構造。此外，成膜基材雖能使用可撓性薄膜、不織布或織布等，但於本例中則是使用PET製薄膜說明如下。

於凝固再生步驟，是將在塗布步驟中塗布在成膜基材上的樹脂溶液，浸漬到對聚胺基甲酸乙脂樹脂而言是屬弱溶劑的以水為主成分的凝固液（水性凝固液）。在凝固液中，首先，於樹脂溶液的表面側形成厚度數μm程度的表皮層。接著，透過DMF與凝固液間的置換作用來凝固樹脂溶液，而可將聚胺基甲酸乙脂樹脂在成膜基材上再生成薄片狀。亦即，當DMF從樹脂溶液發生去溶劑化作用，並藉由DMF與凝固液間的置換，而在表皮層的內側（聚胺基甲酸乙脂樹脂中）形成長發泡3及發泡4，並且形成用以連通長發泡3及發泡4而呈立體網目狀的圖中省略的連通孔。由於水無法滲透作為成膜基材的PET製薄膜，故在表皮層側會發生去溶劑化作用，而成膜基材側則會形成比表皮層側還大的長發泡3。藉由提高聚胺基甲酸乙脂樹脂的親水性及增厚樹脂溶液的塗布厚度，將可延緩樹脂溶液中的DMF與凝固液間的置換作用。此外，若升高凝固液的溫度，則將提早形成表皮層，而可更進一步延緩樹脂溶液中的DMF與凝固液間的置換作用。於本例中，為了形成上述發泡構造，適當地將凝固液溫度範圍調整在介於20～50℃間較佳。因為當凝固液溫度未達20℃，將會造成容積密度變低、表面附近的發泡數增加或孔徑變小等而不合需求。尤其是在將塗布厚度設為1.0mm以上的情況下，若凝固液溫度過低，則無法在進入乾燥步驟前完全凝固而不合需求。反之，若凝固液溫度過高，則將過早形成表皮層，而過度延遲樹脂溶液中的DMF與凝固液間的置換作用，除了難以形成上述發泡構造外，還會導致作業環境惡化而不合需求。

在此，對長發泡3及發泡4的形成進行說明如下，於本例中，於樹脂溶液中並未添加碳黑與離子性界面活性劑，而呈無添加狀態，並使用藉由被親水化的二醇化合物而提高了親水性的聚胺基甲酸乙脂樹脂。因此，由於延緩DMF與凝固液間的置換速度，故可在比表皮層更接近內側的聚胺基甲酸乙脂樹脂內部大致均勻地分散形成著長發泡3。此外，由於去溶劑化作用會通過表皮層發生，因此在偏表皮層側的位置，這些長發泡3彼此之間會形成細長的發泡4。

於洗淨/乾燥步驟，是將在凝固再生步驟所凝固再生的聚胺基甲酸乙脂樹脂（以下稱為成膜樹脂。）從成膜基材上剝離，再於水等洗淨液中洗淨以除去殘留在成膜樹脂中的DMF。洗淨後，再以圓桶乾燥機對成膜樹脂進行乾燥。圓桶乾燥機具有內部有熱源的圓桶。成膜樹脂沿著圓桶的周面通過而被乾燥。乾燥後的成膜樹脂可捲繞成捲軸狀。

於拋光處理步驟，是對乾燥後的成膜樹脂的表皮層側進行拋光處理。亦即，是將表面略為平坦的壓接用治具的表面壓接在表皮層與反面側表面上，再對表皮層側進行拋光處理。於本例中，由於連續製造的成膜樹脂為帶狀，所以邊以壓接滾筒壓接在表皮層與反面側表面上，邊對表皮層側連續地進行拋光處理。藉此，如第1圖所示，除去表皮層後，在聚胺基甲酸乙脂薄片2的研磨面P上形成有開孔5與開孔6。此外，透過進行拋光處理，聚胺基甲酸乙脂薄片2的厚度變得幾乎一致。在此所得到的聚胺基甲酸乙脂薄片2因為提高了所使用的聚胺基甲酸乙脂樹脂的親水性，故研磨面P的接觸角變化率範圍將會介於30～50％間。此外，由於聚胺基甲酸乙脂樹脂的樹脂模量介於10MPa以下，因而硬度範圍以蕭式A型表示將介於11～16度間、壓縮率範圍將介於32～42％間以及壓縮彈性率範圍將介於95～100％間。對於硬度、壓縮率與壓縮彈性率雖無特別限制，但若過軟則將難以對被研磨物進行安定的研磨加工，反之，若過硬則將容易在被研磨物上產生刮痕，因此界定在上述範圍者較佳。這些數值可以藉由使用的聚胺基甲酸乙脂樹脂的種類或濃度等進行調整。

於疊層加工步驟，是將與進行過拋光處理的聚胺基甲酸乙脂薄片2的研磨面P相反的反面側表面與雙面膠帶8相互貼合。接下來，裁切成圓形等所需的形狀後，再進行檢查以確認無髒污或異物等附著物，即完成保持墊10。

當以所得到的研磨墊10進行被研磨物的研磨加工時，例如可使用單面研磨機。單面研磨機是將研磨墊10裝設在研磨定盤。當裝設研磨墊10時，可利用撕開雙面膠帶8的剝離紙所露出的黏著劑層加以貼附。當進行研磨加工時，先將被研磨物保持在與研磨定盤對向配置的保持定盤上，再透過將含有研磨粒子的研磨液（漿料）供給至被研磨物的加工面與研磨墊10的研磨面P間，並且邊對被研磨物與研磨墊10間加壓，邊迴轉研磨定盤或保持定盤，以對被研磨物的加工面進行研磨加工。

（作用）
其次，對本實施形態的研磨墊10所達到之作用等進行說明。

本實施形態之研磨墊10可將水滴滴下研磨面P時的接觸角變化率範圍調整在介於20～50％間。因此，研磨加工時所供給的漿料將變得易於滲透至聚胺基甲酸乙脂薄片2，而可優化聚胺基甲酸乙脂薄片2與漿料間的融合度。藉此，於研磨加工初期，由於漿料將遍布在研磨面P全體，且漿料易於融入研磨面P，故可縮短啟動時間，而達到提升生產性的目的。

此外，本實施形態之研磨墊10的聚胺基甲酸乙脂薄片2，是在濕式成膜時的樹脂溶液中，無添加用以穩定發泡形成的碳黑及具促進發泡形成作用的離子性界面活性劑的狀態下形成。因為碳黑屬硬質成分，若聚胺基甲酸乙脂薄片中含有碳黑，則當研磨加工時有可能從研磨面露出，而在被研磨物上產生刮痕。此外，濕式成膜時，一旦配合使用離子性界面活性劑，則當研磨加工時，殘留在聚胺基甲酸乙脂薄片內的離子性界面活性劑將隨時間溶出，而造成研磨率變動而有損於研磨加工的安定性。由於研磨墊10中無添加硬質成分的碳黑，因而可減少對被研磨物所生成的刮痕而達到提升平坦性的目的。此外，由於無添加離子性界面活性劑，因而研磨加工時不會發生溶出，而可抑制研磨率變動，遂可進行安定的研磨加工。

並且，本實施形態之研磨墊10是在聚胺基甲酸乙脂薄片2的製作中，使用樹脂模量為10MPa以下的聚胺基甲酸乙脂樹脂。因此，所得到的聚胺基甲酸乙脂薄片2為軟質，當研磨加工時可柔軟地與被研磨物接觸，故可減少刮痕。

此外，利用習知的濕式成膜法所製作的聚胺基甲酸乙脂薄片，一般的情況是使用以聚醚聚醇化合物、聚酯聚醇化合物或聚碳酸酯聚醇化合物等當作多元醇成分的聚胺基甲酸乙脂樹脂製作，並於此樹脂溶液中添加碳黑或離子性界面活性劑。相對於此，本實施形態之研磨墊10是在聚胺基甲酸乙脂薄片2的製作中，使用藉由多元異氰酸酯成分與多元醇成分間的反應所形成的聚胺基甲酸乙脂樹脂，並使用被親水化的二醇化合物當作多元醇成分。因此，如上所述，即使在無添加碳黑或離子性界面活性劑的狀態下，仍能穩定發泡形成。藉此，可在研磨面P上的開孔的開孔徑範圍設在介於40±5μm間、開孔率範圍設在介於25％～30％間的條件下，製作具有連續發泡構造的聚胺基甲酸乙脂薄片2。

關於開孔徑範圍，可藉由磨削聚胺基甲酸乙脂薄片的表面，來調整開孔徑使其範圍能介於35～45μm間者較佳。一旦開孔徑未達35μm的小徑的開孔數增加，將會容易發生因漿料或研磨屑所造成的堵塞。反之，一旦開孔徑超過45μm的大徑的開孔數增加，研磨屑等將容易堆積在長發泡3或發泡4的底部側，當因伴隨研磨加工的進行所產生的磨損，而使聚胺基甲酸乙脂薄片2的厚度減少時，所堆積的研磨屑等將會被排出，而增加在被研磨物上產生刮痕的可能性。此外，關於開孔率的範圍，將開孔率設在介於25％～30％間的範圍較佳。一旦開孔率介於此範圍，由於可確保能夠成為相對於被研磨物的漿料（尤其是漿料中所含有的研磨粒子）的接觸點的領域介於75～70％間，故能達到提升研磨率的目的。一旦開孔率未達25％，則漿料的循環保持性將不夠充分，而導致研磨加工的啟動狀況惡化。反之，一旦開孔率超過30％，由於能夠成為漿料的接觸點的領域將會減少，而引起研磨率的降低。

更進一步，本實施形態之研磨墊10是在聚胺基甲酸乙脂薄片2中形成長發泡3，其具有厚度方向的長度的7成以上的長度，長發泡3的研磨面P上的開孔徑D1，與自研磨面P起位於深度至少200μm的位置的孔徑D2相比之比例的平均值範圍是調整在介於0.65～0.95間（亦請參閱第2圖）。因此，即便於研磨加工時聚胺基甲酸乙脂薄片2被磨損，仍能抑制開孔徑的擴大，故研磨面P上所占的開孔比例，即開孔率將不易產生變化。此外，自研磨面P起厚度至少200μm的範圍能夠透過具有細長的發泡形狀，而產生毛細管現象，以提高漿料的吸水性。據此，因為可安定化研磨加工時的漿料的儲存或供給，故持續經過較長期間，被研磨物仍能平坦地進行研磨加工，並且達到提升研磨墊10的壽命的目的。若考慮到提升漿料的儲存或供給的安定性，開孔徑D1與孔徑D2相比的比例的平均值範圍調整在介於0.75～0.95間者較佳。此項調整可藉由例如濕式成膜法中的成膜條件而實現。

此外，由於本實施形態之研磨墊10的長發泡3及發泡4可以連通孔相互連通，因為漿料可通過連通孔而移動於長發泡3及發泡4間，所以可將漿料大致均勻地供給在被研磨物及研磨墊10間。藉此，由於可大致均勻地對被研磨物進行研磨加工，而能夠對加工面進行均一的研磨加工，而可達到提升平坦性的目的。此外，本實施形態之研磨墊10是在與聚胺基甲酸乙脂薄片2的研磨面P相反的反面側，貼合著具有PET製薄膜的基材的雙面膠帶8。因此，由於柔軟的聚胺基甲酸乙脂薄片2可由雙面膠帶8的基材所支撐，因而運送研磨墊10時或裝設到研磨機時的操作可容易進行。

另外，於本實施形態，雖無特別提及，但考慮到漿料的供給或研磨屑的排出，也可以對研磨墊10的研磨面P側進行溝槽加工或壓紋加工。關於所形成的溝槽的圖案形狀，可以是放射狀、格子狀或螺旋狀等的任一種，也可以是由這些所組合而成的圖案形狀。此外，關於溝槽的截面形狀，雖無特別限制，但也可以是矩形狀、U字狀、V字狀或半圓狀等的任一形狀。再者，關於溝槽的溝距、寬、深度，只要能夠排出研磨屑或移動漿料即可，並無特別限制。就形成溝槽的方法而言，並無特別限制，只要是可以形成期望的溝槽的方法即可。若考慮到聚胺基甲酸乙脂薄片2為軟質塑膠，也可以採用伴隨加熱加壓的壓紋加工。

此外，於本實施形態，雖以透過對濕式成膜後的成膜樹脂進行拋光處理以除去表皮層而形成開孔為例，但本發明並不以此為限。就在研磨面P上形成開孔的方法而言，只要是可以除去表皮層的方法即可，例如也可進行切片處理。在進行切片處理的情況下，若考慮到成膜樹脂是柔軟且具彈性，例如可透過邊施予張力邊進行切片處理，而獲得去除掉表皮層的略平坦的聚胺基甲酸乙脂薄片2。

並且，於本實施形態，雖以使用PET製薄膜作為濕式成膜時的成膜基材為例，但本發明並不以此為限，例如也可以使用不織布或織布等作為成膜基材。在此種情況下，由於從成膜基材剝離凝固再生的聚胺基甲酸乙脂樹脂較為困難，故不剝離而維持原樣地進行洗淨與乾燥後，再將雙面膠帶8貼合在與聚胺基甲酸乙脂樹脂相反的反面側表面即可。此外，雖以將雙面膠帶8貼合在與聚胺基甲酸乙脂薄片2的研磨面P相反的反面側表面為例，但例如也可以在聚胺基甲酸乙脂薄片2與雙面膠帶8之間貼合用以支撐聚胺基甲酸乙脂薄片2的支撐材。如此一來，可更為容易進行研磨墊10的運送或操作。

此外，於本實施形態，雖以聚酯系、聚醚系或聚碳酸酯系等聚胺基甲酸乙脂樹脂作為聚胺基甲酸乙脂薄片2的材質為例，但本發明並不以此為限，例如也可使用聚酯樹脂。只要使用聚胺基甲酸乙脂樹脂，即可容易地利用濕式成膜法形成有長發泡3或發泡4的發泡構造的薄片。

（實施例）
以下，將對根據本實施形態所製造的研磨墊10的實施例進行說明。並且，也一併記載為能相互比較而製造的比較例的研磨墊。

（實施例1）
於實施例1，就聚胺基甲酸乙脂樹脂而言，是與包含琥珀酸以及以乙二醇及1，4－丁二醇為構成單位的聚醇（乙二醇與1，4－丁二醇間的構成單位比率為5：5的當量比）相互反應而得到的聚酯二醇的30％聚酯MDI（二苯甲烷二異氰酸酯）聚胺基甲酸乙脂樹脂溶液的100部相比，混合36部的黏度調整用的DMF，而調製出樹脂溶液。所使用的聚胺基甲酸乙脂樹脂的樹脂模量為6MPa。使用所得到的樹脂溶液，將樹脂溶液塗布在成膜基材時的塗布厚度設為1.30mm，並以濕式成膜法製作出聚胺基甲酸乙脂薄片2。對所得到的聚胺基甲酸乙脂薄片2的表皮層側，使用拋光號數#180的砂紙進行拋光處理，其拋光處理量設為0.14mm，再貼合雙面膠帶8，即完成研磨墊10的製造。

（實施例2）
於實施例2，是使用包含琥珀酸以及以乙二醇及1，4－丁二醇為構成單位的聚醇（乙二醇與1，4－丁二醇間的構成單位比率為4：6的當量比）相互反應而得到的聚酯二醇的聚酯MDI聚胺基甲酸乙脂樹脂作為聚胺基甲酸乙脂樹脂，除此之外，其餘皆以與實施例1相同的方式，調製樹脂溶液，再完成研磨墊10的製造。所使用的聚胺基甲酸乙脂樹脂的樹脂模量為6MPa。

（實施例3）
於實施例3，是使用包含丙二酸以及以1，4－丁二醇為構成單位的聚醇相互反應而得到的聚酯二醇的聚酯MDI聚胺基甲酸乙脂樹脂作為聚胺基甲酸乙脂樹脂，除此之外，其餘皆以與實施例1相同的方式，調製樹脂溶液，再完成研磨墊10的製造。所使用的聚胺基甲酸乙脂樹脂的樹脂模量為6MPa。

（實施例4）
除了在實施例1所製作的聚胺基甲酸乙脂薄片2的研磨面P側形成溝槽之外，其餘皆以與實施例1相同的方式完成研磨墊10的製造。關於溝槽的形成，是依溝槽寬為1mm而溝槽間隔為3mm的截面形狀，利用壓紋加工而形成格子圖案的溝槽。

（比較例1）
於比較例1，是使用包含己二酸以及以1，4－丁二醇為構成單位的聚醇相互反應而得到的聚酯二醇的聚酯MDI聚胺基甲酸乙脂樹脂作為聚胺基甲酸乙脂樹脂。所使用的聚胺基甲酸乙脂樹脂的樹脂模量為6MPa。與此30％聚胺基甲酸乙脂樹脂溶液的100部相比，添加5部屬親水性添加劑的十二烷基硫酸鈉（SLS），並混合36部的黏度調整用的DMF，而調製出樹脂溶液。使用所得到的樹脂溶液，並以濕式成膜法製作聚胺基甲酸乙脂薄片而完成研磨墊的製造。

（比較例2）
於比較例2，是在樹脂溶液中以總固體含量為5.0質量％的比例添加碳黑並加以混合，除此之外，其餘皆以與實施例1相同的方式完成研磨墊的製造。

（比較例3）
於比較例3，是使用樹脂模量為15MPa的聚胺基甲酸乙脂樹脂，除此之外，其餘皆以與實施例1相同的方式完成研磨墊的製造。

（比較例4）
於比較例4，是使用包含己二酸以及以1，4－丁二醇為構成單位的聚醇相互反應而得到的聚酯二醇的聚酯MDI聚胺基甲酸乙脂樹脂作為聚胺基甲酸乙脂樹脂，且未添加親水性添加劑，而調製出樹脂溶液。所使用的聚胺基甲酸乙脂樹脂的樹脂模量為6MPa。當使用所得到的樹脂溶液，試圖以濕式成膜法製作聚胺基甲酸乙脂薄片時，因為成膜不良所以無法完成研磨墊的製造。

（接觸角評估）
對實施例及比較例的各研磨墊，計算水的接觸角變化率。接觸角可使用固液界面解析裝置（DropMaster500：協和界面科學股份有限公司製）當作接觸角計來進行檢測。接觸角的檢測是在溫度20℃、濕度60％的條件下，從注射針往研磨墊表面滴下1滴水滴，再檢測自滴下並經0.5秒後至經10.5秒後為止的10秒內的動態接觸角的隨時間變化。亦即，當將水滴滴下並經0.5秒後所檢測到的接觸角當作CA1，將自水滴滴下並經10.5秒後所檢測到的接觸角當作CA2，再利用｛（CA1－CA2）／CA1｝×100計算出接觸角變化率。將接觸角CA1、CA2及接觸角變化率的結果整理如下列表1所示。其中，檢測總計進行4次，以其平均值來表示。

（表1）

如表1所示，比較例1之研磨墊的接觸角變化率為15％。相對於此，實施例1～實施例4之研磨墊10的接觸角變化率則分別為47％、39％、28％及22％。此外，如第3圖所示，比較例1雖然是在樹脂溶液中添加作為親水性添加劑的十二烷基硫酸鈉，但接觸角隨著時間經過而緩慢地下降，即使經過100秒後仍維持在50度左右。相對於此，實施例1～實施例3的接觸角則會急速下降，經過120～30秒後便下降到10左右。此可考慮是因為實施例1～實施例3與比較例1相比，透過利用被親水化的二醇化合物而提高了親水性的聚胺基甲酸乙脂樹脂來製作聚胺基甲酸乙脂薄片2，水將變得易於滲透至聚胺基甲酸乙脂薄片2，故接觸角可在短時間內變小。關於實施例4，也可確認具有相同結果。另一方面，關於實施例4的接觸角變化率變小的狀況，則可考慮是因為接觸角CA1的檢測値變大。雖然其原因並不明確，但由於當在研磨面P側形成溝槽時，使用了壓紋加工，而可預測到會對表面中的樹脂的親水性程度造成影響。此外，關於在樹脂溶液中添加了碳黑的比較例2與樹脂模量超過10MPa而為15MPa的比較例3，由於聚胺基甲酸乙脂樹脂本身的親水性程度與實施例1相等，因此與比較例1相比，得到的結果則是接觸角變化率上升。

（吸水速度評估）
使用用於接觸角評估的固液界面解析裝置，計算出吸水速度。檢測是在溫度20℃、濕度60％條件下，從注射針往研磨墊表面滴下1滴水滴，再檢測接觸角從滴下後不久的接觸角起下降到10度為止的速度（度／秒）。亦即，當將從水滴滴下後不久的接觸角起下降到10度為止所需時間設為t（秒）時，再利用10／t計算出吸水速度。吸水速度的結果則合併表示於表1中。並且，檢測總計進行4次，以其平均值來表示。

如表1所示，比較例1之研磨墊的吸水速度為0.6。相對於此，實施例1～實施例4之研磨墊10的吸水速度則分別為4.3、5.0、3.3及2.5。與接觸角變化率的結果相同地，從吸水速度的結果也可清楚得知實施例1～實施例4與比較例1相比，更為易於融入水中。據此，實施例1～實施例4之研磨墊10，其與在研磨加工時所供給的漿料的融合度變得很好，而可期待啟動時間的縮短。另一方面，關於比較例2與比較例3的吸水速度，與接觸角變化率的結果相同地，得到的結果則是比比較例1還大。

（開孔徑評估）
對實施例及比較例的各研磨墊，檢測平均開孔徑、開孔率及開孔徑比。平均開孔徑（μm）與開孔率（％）的檢測是使用掃描型電子顯微鏡（日本電子股份有限公司製、JSM－5500LV），將約5 mm平方範圍放大50倍，並對9個部位進行觀察。將此圖像使用圖像處理軟體（Image Analyzer V20LAB Ver.1.3、Nikon製）進行二值化處理，以確認開孔個數，並根據各開孔面積計算出等效圓直徑及其平均值作為平均開口徑。在開孔率的檢測中，則是將開孔徑的臨界值（下限）設為11μm，並排除雜訊成分。而且，關於在研磨面P側形成溝槽的實施例4之研磨墊10，則是對直接有助於研磨加工的配合觸面的2mm平方範圍進行觀察，對環繞在格子狀的溝槽的最小部分的一個接觸面（與研磨面相當的部分），觀察1個部位，共記對9個部位進行觀察。另一方面，開孔徑比的檢測則是根據聚胺基甲酸乙脂薄片2的截面照片（掃描型電子顯微鏡），對長發泡3的開孔徑，檢測研磨面P上的開孔徑D1、及自研磨面P起位在聚胺基甲酸乙脂薄片2的厚度方向的200μm的位置上的孔徑D2，而計算出開孔徑D1與孔徑D2相比的比例（開孔徑比＝D1／D2）的平均值。平均開孔徑、開孔率及開孔徑比的檢測結果係合併表示於表1中。

如表1所示，實施例1～實施例4之研磨墊10中任一者的平均開孔徑範圍皆是介於35～45μm間，藉由將對成膜基材塗布的塗布厚度設為1.30mm，則開孔徑比範圍將介於0.65～0.95間。

（研磨加工評估）
使用實施例及比較例之研磨墊，對100片的附TEOS（Tetro Ethyl Ortho Silicate）膜矽晶圓，依照下列條件反復進行研磨加工，以對研磨率、起動狀況及研磨率的安定性進行評估。研磨率是指將當作研磨加工前後的膜厚差的研磨量除以研磨時間所得之值，是由對研磨加工前後的矽晶圓的各別相異的121個部位進行厚度檢測所得結果，並求得其平均值。厚度檢測是使用光學式膜厚膜質檢測器（美商科磊（KLA Tencor）股份有限公司製、商品名稱「ASET-F5x」、檢測：DBS模式）進行檢測。將對矽晶圓25片研磨加工後的研磨率的檢測結果整理如下列表2所示。
＜研磨條件＞
使用研磨機：荏原製作所股份有限公司製，商品名稱「F－REX300」
研磨速度（定盤迴轉數）：70rpm
加工壓力：176g／cm² 漿料：矽酸膠漿料（pH：11.5）
漿料流量：200mL／min
研磨時間：60秒
被研磨物：附TEOS膜矽晶圓

（表2）

如表2所示，比較例1的研磨率為542A。相對於此，實施例 1～實施例4的研磨率則分別為643A、622A、617A及594A，比 比較例1還高，且研磨加工的啟動狀況良好。此可考慮是因為聚胺基甲酸乙脂薄片2是由提高了親水性的聚胺基甲酸乙脂樹脂所製成，因此漿料的融合度變得很好，故可優化漿料的循環保持性。另一方面，比較例2則可考慮是因為在樹脂溶液中添加了碳黑，所以伴隨研磨加工而產生的聚胺基甲酸乙脂薄片的磨損，造成碳黑從研磨面露出，而對研磨率的上升產生影響。此外，比較例3則可考慮因為使用樹脂模量為15MPa的聚胺基甲酸乙脂樹脂，所以聚胺基甲酸乙脂薄片會被硬質化，而造成研磨率的上升。

於第4圖中，則表示出實施例1及比較例1的研磨率變化。比較例1之研磨墊的研磨率雖然在經過100片的研磨加工後，僅緩慢地上升，但仍可觀察到研磨率變動。相對於此，從第4圖可得知實施例1之研磨墊10的研磨率雖在20片左右附近迅速地上升，但之後的研磨率則呈穩定。關於實施例2～實施例4之研磨墊及比較例2～比較例3之研磨墊，也可確認具有與實施例1相同的結果。據此，可清楚得知接觸角變化率範圍介於20～50％間的各實施例之研磨墊10，可縮短研磨率達到穩定的所需時間，即使經過較長期間仍能維持穩定的研磨率。

（瑕疵評估）
使用實施例及比較例之研磨墊，進行瑕疵評估。瑕疵評估是對25片的附TEOS矽晶圓連續反復進行研磨加工3次（即共計75片的研磨加工），並針對研磨加工後的第71片～第75片計5片矽晶圓，使用無圖案的晶圓表面檢查裝置（美商科磊（KLA Tencor）股份有限公司製、Surfscan SP1DLS）的高感光度檢測模式進行缺陷檢測，並對基板表面中的瑕疵進行評估。檢測時，是以可檢測出0.16μm以上的缺陷的模式，即Wide（寬收集通道）和可檢測出0.20μm以上的缺陷的模式，即Narrow（窄收集通道）等2個條件進行檢測2次。瑕疵評估的結果合併表示於表2中。於表2中的瑕疵欄中，Wide是表示對尺寸0.16μm以上的缺陷、Narrowe則是表示對尺寸0.20μm以上的缺陷進行檢測所得結果。

如表2所示，實施例1～實施例4之研磨墊10的瑕疵在Wide模式下有58～74個，而在Narrow模式下則有26～39個。此外，就比較例1來說，在Wide模式下有75個而在Narrow模式下則有35個。此可考慮是因為實施例1～實施例4及比較例1中任一例的樹脂溶液中皆未添加碳黑，故可抑制對被研磨物所造成的缺陷。相對於此，已添加碳黑的比較例2無論在Wide模式或Narrow模式任一模式下，瑕疵皆顯著增加。此外，使用樹脂模量為15MPa的聚胺基甲酸乙脂樹脂的比較例3，則因聚胺基甲酸乙脂薄片已硬質化，而造成無論在Wide模式或Narrow模式任一模式下，瑕疵皆會增加的結果。

（漿料保持度評估）
漿料保持度的評估是對實施例1及比較例1之研磨墊在將上述漿料流量200mL／min變更為300mL／min與100mL／min的情況下，進行研磨率變化的比較。如第5圖所示，由於比較例1之研磨墊的漿料保持度較為遜色，因此隨著漿料流量的將減少，研磨率將會下降。相對於此，可得知實施例1即使變更漿料流量，研磨率的下降並不多。此可考慮是因為將研磨面P中的水的接觸角變化率範圍設在上述範圍，故可提高漿料保持度。

（產業利用性）
本發明可提供一種能夠縮短研磨加工時的啟動時間而達到提升平坦性之研磨墊，故在研磨墊的製造與販售上具有貢獻，為具有產業利用性之發明。

2．．．聚胺基甲酸乙脂薄片

3．．．長發泡

5．．．開孔

P．．．研磨面

D1．．．開孔徑

D2．．．孔徑

Claims (5)

1. 【第1項】

   一種研磨墊，其包含：
   一軟質塑膠薄片，係在不含用以穩定發泡形成的碳黑及具促進發泡形成作用的離子性界面活性劑的狀況下，利用濕式成膜法而形成，且其發泡是連續地形成，
   其中，該軟質塑膠薄片係於用以研磨加工被研磨物的一研磨面形成開孔，當將水滴滴下該研磨面並經0.5秒後的接觸角設為CA1，且將自水滴滴下並經10.5秒後的接觸角設為CA2時，則該研磨面以｛（CA1－CA2）／CA1｝×100所表示的接觸角變化率範圍係介於20％～50％。
2. 【第2項】

   如申請專利範圍第1項所述之研磨墊，其中該軟質塑膠薄片係於該研磨面側施行溝槽加工或壓紋加工。
3. 【第3項】

   如申請專利範圍第2項所述之研磨墊，其中該軟質塑膠薄片係於該研磨面側形成從放射狀圖案、格子狀圖案及螺旋狀圖案中選擇之至少一種圖案形狀的溝槽。
4. 【第4項】

   如申請專利範圍第1項所述之研磨墊，其中該軟質塑膠薄片係樹脂模量為10MPa以下的聚胺基甲酸乙脂樹脂製。
5. 【第5項】

   如申請專利範圍第1項所述之研磨墊，其中形成在該軟質塑膠薄片的該發泡中的部分發泡，其於該研磨面上的開孔的孔徑與自該研磨面起位於深度至少200μm的位置的孔徑相比之比例的平均值範圍係介於0.65～0.95。