TWI538777B - 硏磨墊成形模具之製造方法，利用該方法製造之硏磨墊成形模具，及利用該模具所製造之硏磨墊 - Google Patents

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Description

研磨墊成形模具之製造方法，利用該方法製造之研磨墊成形模具，及利用該模具所製造之研磨墊 技術領域
本發明是有關於一種製造高精密且高效率地進行半導體基板等高度要求平坦性之構件之平坦加工之研磨墊的研磨墊成形模具之製造方法，利用該方法製造之研磨墊成形模具，及利用該模具所製造之研磨墊。
背景技術
以往，半導體基板用之研磨墊是藉由下述來製造研磨墊，即：舉例言之，將發泡胺基甲酸酯樹脂流入模型，並使其硬化而形成發泡胺基甲酸酯塊體，且自所得之塊體切出預定厚度(例如1mm)之平板。故，所製造之研磨墊未具有高平坦性，且於開始研磨前，進行使用鑽石磨石等之修整(亦稱作調節)而使研磨用墊具備高平坦性。然而，修整後的墊表面狀態不安定且容易變動，更有加工後的研磨墊之表面狀態於製程間大幅變動等之問題。又，藉由修整而形成於研磨墊表面之微細凹凸圖案會構成支配於研磨墊表面 上包含研磨材之漿液之保持與朝半導體基板之被研磨面之新鮮漿液之供給的作用之要因，然而，於利用修整之方法中，無法於研磨墊之表面一直形成一定之微細凹凸圖案而有無法於半導體基板安定地進行高精密之平坦加工之問題。
再者，由於起因於屬於發泡胺基甲酸酯而顯現於研磨墊之表層部之孔穴於研磨中會積存研磨材或刨屑等，因此，產生自半導體基板之刨屑之除去性能會逐漸地降低，且伴隨於此，朝半導體基板之被研磨面之新鮮漿液之供給性能會降低，因此，會產生研磨速度降低之問題。故，進行定期地研削研磨墊之表面而形成新的表面，然而，發泡胺基甲酸酯內之空洞存在有尺寸誤差，同時並未均一分散，因此，每次研削研磨墊之表面而形成新的表面，顯現於表面之孔穴之尺寸分布或分散狀態就會變化，亦有無法將研磨墊之研磨性能一直保持為一定之問題。
故，舉例言之，於專利文獻1中揭示藉由下述來製造研磨墊，即：利用由與漿液之親和性優異之素材所構成的無發泡構件形成研磨墊之母體，並使用光刻技術，於該母體之表面形成微細凹凸圖案。由於利用無發泡構件形成研磨墊，因此，不會有研磨中研磨材或刨屑等積存於表層部之虞，且由於使用光刻技術來形成研磨墊表面之微細凹凸圖案，因此，可一直形成一定之微細凹凸圖案，且可安定地達成於研磨墊表面上之漿液之保持性與朝半導體基板之被研磨面之新鮮漿液之供給性。
先行技術文獻 專利文獻
[專利文獻1]日本專利第4845347號公報
發明概要
然而，專利文獻1之研磨墊是對每一片所製造之研磨墊使用光刻技術而於其表層部形成微細凹凸圖案，因此，會產生研磨墊之生產性明顯降低之問題。又，研磨墊之製造步驟是由製造研磨墊之本體之步驟及於本體之表面形成微細凹凸圖案之步驟所構成，因此，製造步驟會變得煩雜，且製造需要時間，同時會有製造成本上升之問題。
故，一般認為活用MEMS(微機電系統)技術，於使用在半導體基板之單晶矽晶圓之表面形成以一定間隔(例如5μm)排列倒稜錐狀(例如一邊為7μm之正方形，且深度為4.9μm之正四角錐狀)之孔穴之圖案，作為微細凹凸圖案之一例，並使用該矽晶圓作為製造研磨墊之成形模具。即，將樹脂板(例如胺基甲酸酯樹脂板)壓制於排列倒稜錐狀之孔穴而形成的矽晶圓，且一面加壓一面加熱，並使作成軟化狀態之樹脂板之表層部之材料之一部分進入倒稜錐狀之孔穴，藉此，可於樹脂板之表層部形成以一定間隔排列稜錐狀之突出部之微小凹凸圖案。然而，由於可使用之單晶矽晶圓之尺寸受限於供給於半導體基板製造用之單晶矽棒之尺寸，因此，會有無法於作為研磨墊所要求之尺寸之樹脂板形成微小凹凸圖案之問題，且由於矽晶圓又硬又脆， 因此，會有反覆使用時耐久性差之問題。
本發明是有鑑於前述情形而完成，目的在提供一種可輕易且廉價地製造高精密且高效率地進行半導體基板等高度要求平坦性之構件之平坦加工之研磨墊的研磨墊成形模具之製造方法，利用該方法製造之研磨墊成形模具，及利用該模具所製造之研磨墊。
有關遵循前述目的之第1發明之研磨墊成形模具之製造方法是研磨墊成形模具使用於研磨墊之製造，且前述研磨墊使用於進行板狀被研磨材之平坦加工時，並於其中一表面側形成有以所設定之間隔分散配置微細凸部P之微圖案α，又，前述研磨墊成形模具之製造方法具有以下步驟，即：母模製作步驟，其於單晶基板之其中一表面側設置光阻遮罩，且前述光阻遮罩配合前述微圖案α之前述微細凸部P之配置，形成與該微細凸部P之底部相同尺寸之孔，並透過該光阻遮罩，於前述基板之其中一表面側進行蝕刻而製作於該基板之其中一表面側形成微圖案β之母模，且前述微圖案β是配合前述微圖案α之前述微細凸部P之配置，分散配置凹凸關係與前述微細凸部P顛倒之微細凹部Q；陽模子模製作步驟，其轉印前述母模之前述微圖案β而製作形成微圖案γ之陽模子模，且前述微圖案γ是在對應於前述微細凹部Q之位置，，分散配置有與該微細凹部Q相同之尺寸且凹凸關係顛倒之微細凸部R；陰模子模製作步驟，其轉印前述陽模子模之前述微圖案γ而製作形成微圖案δ之陰模子 模，且前述微圖案δ是在對應於前述微細凸部R之位置，分散配置有與該微細凸部R相同之尺寸且凹凸關係顛倒之微細凹部S；及組裝步驟，其將前述陰模子模形成有前述微圖案δ之表層側作為表面，且一面使該陰模子模之側部彼此抵接，一面排列、固定於基盤上而構成前述研磨墊成形模具。
於有關第1發明之研磨墊成形模具之製造方法中，前述陰模子模具有平板狀金屬構件，且前述平板狀金屬構件是將前述陽模子模之形成有前述微圖案γ之表面側作成基底面且藉由鍍敷所形成，又，固定前述陰模子模之前述基盤可作成平板。
於有關第1發明之研磨墊成形模具之製造方法中，前述陰模子模具有圓弧狀金屬構件，且前述圓弧狀金屬構件是將前述陽模子模之形成有前述微圖案γ之表面側作為半徑方向內側而使其彎曲成圓弧狀，並將該形成有微圖案γ之表面側作為基底面且藉由鍍敷所形成，又，固定前述陰模子模之前述基盤可作成具有與前述圓弧狀金屬構件之半徑方向內側之曲率相同之曲率之輥。
有關遵循前述目的之第2發明之研磨墊成形模具是藉由有關第1發明之研磨墊成形模具之製造方法而製造。
有關遵循前述目的之第3發明之研磨墊是使用有關第2發明之研磨墊成形模具來製造。
於有關第3發明之研磨墊中，較為理想的是前述基板為由在[100]方向成長之單晶矽棒切出(100)面作為切出面之矽平板，且前述光阻遮罩設置於前述矽平板之(100) 面，前述微細凸部P為正四角錐狀微細突起，且該正四角錐狀微細突起之底面之一邊之長度為0.1μm至30μm，相鄰之該正四角錐狀微細突起間之距離為1μm至30μm。
有關遵循前述目的之第4發明之研磨墊成形模具之製造方法是研磨墊成形模具使用在研磨墊之製造，且前述研磨墊使用於進行板狀被研磨材之平坦加工時，並於其中一表面側形成有以所設定之間隔分散配置微細凸部之微圖案A，又，前述研磨墊成形模具之製造方法具有以下步驟，即：陽模製作步驟，其使用藉由促進反應用能量線之照射引起化學反應之材料，於基板之其中一表面側形成厚度相當於前述微細凸部之高度之被加工層，並使按照該被加工層內之位置照射之前述促進反應用能量線之照射能量變化而配合該微細凸部之配置，藉由化學反應於該被加工層內生成與前述微細凸部相同尺寸之微細反應凸部後，自該被加工層除去非化學反應領域而製作於前述基板之其中一表面側形成分散配置有前述微細反應凸部之微圖案B之陽模；陰模製作步驟，其轉印前述陽模之前述微圖案B而製作形成微圖案C之陰模，且前述微圖案C是在對應於前述微細反應凸部之位置，分散配置有與該微細反應凸部相同之尺寸且凹凸關係顛倒之微細凹部；及組裝步驟，其將前述陰模形成有前述微圖案C之面作為表側，且一面使該陰模之側部彼此抵接，一面排列、固定於基盤上而構成前述研磨墊成形模具。
於有關第4發明之研磨墊成形模具之製造方法 中，前述基板為平板，且前述陰模具有平板狀金屬構件，而前述平板狀金屬構件是將前述陽模之形成有前述微圖案B之面作為基底面且藉由鍍敷而形成，並且固定前述陰模之前述基盤亦可作成平板。
於有關第4發明之研磨墊成形模具之製造方法中，前述基板為具有可撓性之平板，且前述陰模具有圓弧狀金屬構件，而前述圓弧狀金屬構件是將前述陽模之形成有前述微圖案B之面作為半徑方向內側而使其彎曲成圓弧狀，並將該形成有微圖案B之面作為基底面且藉由鍍敷而形成，並且固定前述陰模之前述基盤亦可作成具有與前述圓弧狀金屬構件之半徑方向內側之曲率相同之曲率之輥。
有關遵循前述目的之第5發明之研磨墊成形模具是藉由有關第4發明之研磨墊成形模具之製造方法而製造。
有關遵循前述目的之第6發明之研磨墊是使用有關第5發明之研磨墊成形模具來製造。
於有關第6發明之研磨墊中，較為理想的是前述微細凸部之形狀為正四角錐，且底面之一邊之長度為0.1μm至30μm，相鄰之前述正四角錐間之距離為1μm至30μm。
於有關第1發明之研磨墊成形模具之製造方法中，由於藉由透過光阻遮罩之蝕刻形成微細凹部Q，且前述光阻遮罩會配合微細凸部P之配置，形成與微細凸部P之底部相同尺寸之孔，因此，可於母模形成業已將微圖案α正確地顛倒之微圖案β。又，由於在轉印母模之微圖案β而製作 之陽模子模形成業已正確地顛倒微圖案β之微圖案γ(故，與微圖案α相同)，且於轉印陽模子模之微圖案γ而製作之陰模子模形成業已正確地顛倒微圖案γ之正確之微圖案δ(故，與微圖案β相同)，因此，藉由將透過陽模子模自母模所製作之複數陰模子模排列、固定於具有所期望面積之基盤上，可於所期望面積形成正確之微圖案δ(微圖案β)。其結果，可輕易且廉價地製作用以成形具有所期望面積之研磨墊之研磨墊成形模具。
於有關第1發明之研磨墊成形模具之製造方法中，當陰模子模具有平板狀金屬構件，且前述平板狀金屬構件是將陽模子模形成微圖案γ之表面側作成基底面而藉由鍍敷所形成時，可有效率且廉價地製作具備正確之微圖案δ且具有耐久性之陰模子模。又，當固定陰模子模之基盤為平板時，可輕易且廉價地製造能製造大型研磨墊之研磨墊成形模具。
於有關第1發明之研磨墊成形模具之製造方法中，當陰模子模具有圓弧狀金屬構件，且前述圓弧狀金屬構件是將陽模子模形成微圖案γ之表面側作成半徑方向內側而使其彎曲成圓弧狀，並將形成微圖案γ之表面側作成基底面而藉由鍍敷所形成時，可有效率且廉價地製作具備正確之微圖案δ且具有耐久性之陰模子模。又，當固定陰模子模之基盤為具有與圓弧狀金屬構件之半徑方向內側之曲率相同之曲率之輥時，可輕易且廉價地製造能製造具有所期望寬度之長型(帶狀)研磨墊之研磨墊成形模具。
於有關第2發明之研磨墊成形模具中，由於可於具有所期望尺寸之研磨墊用素材之其中一表面側輕易且有效率地形成以設定間隔分散配置微細凸部P之微圖案α，因此，可廉價地製造能高精密且高效率地進行平坦加工之所期望尺寸之研磨墊。
於有關第3發明之研磨墊中，由於具有正確之微圖案α，因此，將研磨墊壓制於被研磨材而進行研磨時，研磨墊會透過形成於研磨墊之微細凸部P之頂部與被研磨材之研磨面接觸，並可使存在於微細凸部P間之間隙包含研磨材之漿液有效率地與被研磨材之研磨面接觸。再者，若於研磨中連續地供給漿液，則所供給之漿液會通過微細凸部P之間隙，因此，可使新鮮之漿液一直與被研磨材之研磨面接觸，同時可使研磨時所產生的刨屑混入漿液流中而除去。其結果，可高精密且高效率地進行被研磨材之平坦加工。
於有關第3發明之研磨墊中，當基板為將(100)面作為切出面而自成長於[100]方向之單晶矽棒所切出之矽平板，且光阻遮罩設置於矽平板之(100)面，微細凸部P為正四角錐狀微細突起，且正四角錐狀微細突起之底面之一邊之長度為0.1μm至30μm，相鄰之正四角錐狀微細突起間之距離為1μm至30μm時，可使存在於藉由相鄰之正四角錐狀微細突起包圍之間隙之漿液沿著正四角錐狀微細突起之斜面移動，並可使新鮮之漿液有效率地與被研磨材之研磨面接觸。其結果，可均一地研磨被研磨面全體。
於有關第4發明之研磨墊成形模具之製造方法 中，在製造用以製造研磨墊之研磨墊成形模具，且前述研磨墊形成排列微細凸部之微圖案A時，由於使用藉由促進反應用能量線之照射引起化學反應之材料，於基板之其中一表面側設置被加工層，並使按照被加工層內之位置照射之促進反應用能量線之照射能量變化而藉由與微細凸部相同之配置，藉由化學反應於被加工層內形成與微細凸部相同尺寸之微細反應凸部而製作陽模，因此，可將欲製造之研磨墊之微圖案A，於陽模有效率且正確地以微圖案B重現。又，由於在製作自陽模之陰模形成可藉由轉印形成微圖案A之微圖案C，因此，藉由將陰模排列、固定於具有所期望面積之基盤上，可輕易且廉價地製作用以成形具有所期望面積之研磨墊之研磨墊成形模具。
於有關第4發明之研磨墊成形模具之製造方法中，當基板為平板，且陰模具有平板狀金屬構件，而前述平板狀金屬構件是將陽模形成微圖案B之面作成基底面而藉由鍍敷所形成時，可輕易且廉價地製作具有耐久性之陰模。又，當固定陰模之基盤為平板時，可輕易且廉價地製造能製造大型研磨墊之研磨墊成形模具。
於有關第4發明之研磨墊成形模具之製造方法中，當基板為具有可撓性之平板，且陰模具有圓弧狀金屬構件，而前述圓弧狀金屬構件是將陽模形成微圖案B之面作成半徑方向內側而使其彎曲成圓弧狀，並將形成微圖案B之面作成基底面而藉由鍍敷所形成時，可輕易且廉價地製作具有耐久性之陰模。又，當固定陰模之基盤為具有與圓 弧狀金屬構件之半徑方向內側之曲率相同之曲率之輥時，可輕易且廉價地製造能製造具有所期望寬度之長型(帶狀)研磨墊之研磨墊成形模具。
於有關第5發明之研磨墊成形模具中，由於可於具有所期望尺寸之研磨墊用素材之其中一表面側輕易且有效率地形成以設定間隔分散配置微細凸部之微圖案A，因此，可廉價地製造能高精密且高效率地進行平坦加工之所期望尺寸之研磨墊。
於有關第6發明之研磨墊中，由於在研磨墊之其中一表面側形成以設定間隔分散配置微細凸部之微圖案A，因此，使用研磨墊之其中一表面側而進行被研磨材之研磨時，研磨墊會透過形成於研磨墊之微細凸部之頂部與被研磨材之研磨面接觸，並可使存在於微細凸部間之間隙包含研磨材之漿液有效率地與被研磨材之研磨面接觸。再者，若於研磨中連續地供給漿液，則所供給之漿液會通過微細凸部之間隙，因此，可使新鮮之漿液一直與被研磨材之研磨面接觸，同時可使研磨時所產生的刨屑混入漿液流中而除去。其結果，可高精密且高效率地進行被研磨材之平坦加工。
於有關第6發明之研磨墊中，當微細凸部之形狀為正四角錐，且底面之一邊之長度為0.1μm至30μm，相鄰之正四角錐間之距離為1μm至30μm時，可使存在於藉由相鄰之正四角錐包圍之間隙之漿液沿著正四角錐之斜面移動，並可使新鮮之漿液有效率地與被研磨材之研磨面接觸。
10，32，60，81‧‧‧研磨墊成形模具
11，61‧‧‧半導體基板
12，29，33，51，62，82‧‧‧正四角錐狀微細突起
13，34a，63，92‧‧‧研磨墊
14，64‧‧‧上模
15，65‧‧‧下模
16，38，66，87‧‧‧圖案成形部
17，67‧‧‧上模本體
18，40‧‧‧陰模子模
19，24，41，46，69，90‧‧‧正四角錐狀微細坑窪
20，25，42，47，70，91‧‧‧開口
21，43，71‧‧‧矽平板
22，44‧‧‧孔
23，45‧‧‧光阻遮罩
26，48‧‧‧母模
27，49‧‧‧陽模子模
30，52，79，97‧‧‧電極層
31，53‧‧‧鍍敷金屬部
34，83‧‧‧帶狀研磨墊
35，84‧‧‧帶板
36，85‧‧‧上輥
37，86‧‧‧下輥
39，88‧‧‧輥本體
68，89‧‧‧陰模
72‧‧‧被加工層
73，94‧‧‧正四角錐狀微細突出部
74‧‧‧非化學反應領域
75，95‧‧‧陽模
76‧‧‧紫外線光束
77‧‧‧數位微鏡裝置(DMD)
78‧‧‧微鏡
80‧‧‧平板狀金屬構件
93‧‧‧平板
98‧‧‧圓弧狀金屬構件
D，D2，E，E’，E2，E2’，G，G2，J，J2‧‧‧間隔
H，H2‧‧‧高度
K，K2‧‧‧深度
L，L2，M，M2‧‧‧長度
圖1為有關本發明之第1實施形態之研磨墊成形模具與利用該模具所製造之研磨墊之說明圖。
圖2(A)為研磨墊之平面圖，(B)為形成於研磨墊之微細凸部之立體圖。
圖3為顯示使用研磨墊之研磨時之狀況之說明圖。
圖4(A)、(B)為同研磨墊成形模具之製造方法中的母模製作步驟之說明圖。
圖5(A)至(C)分別為同研磨墊成形模具之製造方法中的陽模子模製作步驟、陰模子模製作步驟、組裝步驟之說明圖。
圖6為有關本發明之第2實施形態之研磨墊成形模具與利用該模具所製造之研磨墊之說明圖。
圖7(A)、(B)為同研磨墊成形模具之製造方法中的母模製作步驟之說明圖。
圖8(A)至(C)分別為同研磨墊成形模具之製造方法中的陽模子模製作步驟、陰模子模製作步驟、組裝步驟之說明圖。
圖9為有關本發明之第3實施形態之研磨墊成形模具與利用該模具所製造之研磨墊之說明圖。
圖10(A)為研磨墊之平面圖，(B)為形成於研磨墊之微細凸部之立體圖。
圖11為顯示使用研磨墊之研磨時之狀況之說明圖。
圖12(A)至(C)為同研磨墊成形模具之製造方法中的陽模製作步驟之說明圖。
圖13(A)至(C)為同研磨墊成形模具之製造方法中的陰 模製作步驟之說明圖。
圖14為有關本發明之第4實施形態之研磨墊成形模具與利用該模具所製造之研磨墊之說明圖。
圖15(A)至(C)為同研磨墊成形模具之製造方法中的陰模製作步驟之說明圖。
用以實施發明之形態
接著，參照附圖，說明將本發明具體化之實施形態，並供本發明之理解。
如圖1至圖3所示，有關本發明之第1實施形態之研磨墊成形模具10為製造研磨墊13之模具，且前述研磨墊13使用在進行屬於板狀被研磨材之一例的半導體基板11(例如矽晶圓)之平坦加工時，並於其中一表面側(平坦加工時與半導體基板11之被加工面接觸側)形成微圖案α，且前述微圖案α是構成為將例如頂部之高度H為0.1μm至20μm屬於微細凸部P之一例的正四角錐狀微細突起12(斜面角度θ=30度至80度)，排列、配置(分散配置)成相鄰之正四角錐狀微細突起12之頂部之間隔D為1.1μm至60μm，正四角錐狀微細突起12之底面之一邊之長度L為0.1μm至30μm，相鄰之正四角錐狀微細突起12之底面間之間隔G為1μm至30μm。以下詳細說明。
研磨墊成形模具10具有將構成研磨墊13之素材且可塑性加工之平板(例如將屬於熱可塑性樹脂之一例的聚醚醚酮(PEEK)板加熱而作成軟化狀態者)自上下方向夾持、加壓而於平板之其中一側，例如上面側形成微圖案α 之上模14，以及載置、支持平板之下模15。在此，上模14具有按壓平板之上面而藉由塑性加工於上面側形成微圖案α之圖案成形部16，以及保持圖案成形部16之上模本體17。再者，圖案成形部16具有複數陰模子模18，且前述複數陰模子模18是在使側部相互密接之狀態下分別配置(固定)於上模本體17，並一體地按壓平板而形成微圖案α。
於各陰模子模18形成微圖案δ(相對於微圖案α凹凸關係顛倒之圖案)，且前述微圖案δ是構成為正四角錐狀微細坑窪19排列、配置成相鄰之正四角錐狀微細坑窪19之底部之間隔E為1.1μm至60μm，且前述正四角錐狀微細坑窪19屬於微細凹部S之一例，並構成凹凸關係與正四角錐狀微細突起12顛倒之形狀，且底部之深度K為0.1μm至20μm。又，排列、存在於陰模子模18(圖案成形部16)之表面側(上模14之下面側)的正四角錐狀微細坑窪19之開口20之一邊之長度M為0.1μm至30μm，開口20之間隔J為1μm至30μm。
藉由作成以上構造，若將上模14自上方壓制於業已載置於下模15上之軟化狀態之平板，則構成平板之素材之一部分會自構成微圖案δ之各正四角錐狀微細坑窪19之開口20進入正四角錐狀微細坑窪19內，因此，在藉由構成平板之素材之一部分填滿正四角錐狀微細坑窪19內後，若使上模14朝上方移動而離開平板，則於平板之上表面側會排列、配置由進入正四角錐狀微細坑窪19內之素材所形成的正四角錐狀微細突起12，並形成微圖案α。又，藉由將形成微圖案α之平板冷卻而作成硬化狀態，可製得研磨墊13。
另，將上模14壓制於平板時，藉由將下模15之上面與上模14之下面之距離作成一定，可將各正四角錐狀微細突起12之頂部與研磨墊13之下面間之距離作成一定值(使研磨墊13之厚度均一)。藉此，使半導體基板11與研磨墊13接觸時，可相對於研磨墊13之下面，將半導體基板11與研磨墊13之接觸面作成平行。
其次，說明有關本發明之第1實施形態之研磨墊成形模具10之製造方法。
如圖4(A)、(B)所示，研磨墊成形模具10之製造方法具有母模製作步驟，且前述母模製作步驟是在單晶基板，例如將(100)面作為切出面而自成長於[100]方向之單晶矽棒所切出之矽平板21之其中一側設置光阻遮罩23，而前述光阻遮罩23會在對應於微圖案α之正四角錐狀微細突起12之底面之領域，形成與底面相同尺寸之正方形狀之孔22，並透過光阻遮罩23，進行利用依矽平板21之結晶面個別決定的除去加工速度差之蝕刻而製作形成微圖案β之母模26，且前述微圖案β是正四角錐狀微細坑窪24(斜面角度□為30度至80度)排列成相鄰之正四角錐狀微細坑窪24之底部之間隔E為1.1μm至60μm，正四角錐狀微細坑窪24之開口25之一邊之長度M為0.1μm至30μm，開口25之間隔J為1μm至30μm而凹凸關係與微圖案α顛倒，且前述正四角錐狀微細坑窪24屬於微細凹部Q之一例，並凹凸關係與正四角錐狀微細突起12顛倒且由底部之深度為0.1μm至20μm之蝕孔所構成。於微圖案β中，配合微圖案α之正四角錐狀微細突起12之配 置，分配配置正四角錐狀微細坑窪24。
又，如圖5(A)至(C)所示，研磨墊成形模具10之製造方法具有陽模子模製作步驟，且前述陽模子模製作步驟是使用母模26來成形，並轉印微圖案β(凹凸關係與微圖案β顛倒)而製作於其中一表層形成微圖案γ由平板狀樹脂構件所構成的陽模子模27，且前述微圖案γ是分散配置屬於微細凸部R之一例的正四角錐狀微細突起29。再者，研磨墊成形模具10之製造方法具有：陰模子模製作步驟，其製作具有鍍敷金屬部31(例如鎳、鈷、鈷-鎳合金、鈷-磷合金等)之陰模子模18，且前述鍍敷金屬部31是藉由鍍敷形成於陽模子模27形成微圖案γ之表層上，並於表層形成凹凸關係與微圖案γ顛倒且藉由正四角錐狀微細坑窪19所構成的微圖案δ，並屬於平板狀金屬構件之一例；及組裝步驟，其將陰模子模18形成微圖案δ之表層作成上面，且一面使陰模子模18之側部彼此抵接，一面排列、固定於由屬於基盤之一例的平板所構成的上模本體17(例如不鏽鋼板、普通鋼板、合金鋼板、鑄鐵板、鋁等之非鐵金屬板等)上而構成研磨墊成形模具10之上模14。以下詳細說明。
(1)母模製作步驟
如圖4(A)所示，於所切出之矽平板21之其中一(100)面上形成抗蝕層(例如丙烯酸系樹脂、環氧系樹脂等)，並使用微影技術形成孔22，藉此，形成光阻遮罩23。另，於矽平板21之另一(100)面上及側部亦形成抗蝕層。其次，透過光阻遮罩23，使蝕刻液與矽平板21之其中一(100)面接觸。另， 蝕刻液會使用例如氫氧化鉀、氫氧化四甲銨等。蝕刻液會與自光阻遮罩23之孔22露出的矽平板21之露出部接觸，且於露出部中，藉由與蝕刻液之反應而形成的氫氧化矽會溶解於蝕刻液中，藉此，進行蝕刻，並形成蝕孔。
在此，進行矽平板21之(100)面之蝕刻時，由於細密填充矽原子的(111)之蝕刻速度最慢，因此，蝕刻會一面由(111)之蝕刻速度決定速率一面進行。故，所形成的蝕孔之形狀會構成底部之一邊之長度與正方形狀之孔22之一邊之長度同值且斜面由(111)面所構成的正四角錐狀。又，在進行蝕刻預定時間後，自矽平板21除去蝕刻液，並洗淨矽平板21，藉此，可於矽平板21之其中一(100)面上，形成由凹凸關係與正四角錐狀微細突起12顛倒之正四角錐狀微細坑窪24所構成的微圖案β。其次，藉由使光阻遮罩23溶解於藥品(例如TMAH(氫氧化四甲銨溶液)、KOH(氫氧化鉀溶液)、EDP(乙二胺．鄰苯二酚溶液)等)中而除去，如圖4(B)所示，可製得母模26。
(2)陽模子模製作步驟
如圖5(A)所示，使用母模26而自平板狀樹脂構件製作陽模子模27時，當樹脂構件使用熱可塑性樹脂(例如聚矽氧、氟系樹脂、PEEK(聚醚醚酮)等)時，於未圖示之成形台將業已加熱至構成軟化狀態之溫度的平板狀樹脂構件載置於上面，並自上方壓制母模26。當樹脂構件使用熱硬化性樹脂(例如環氧系樹脂、胺基甲酸酯系樹脂、聚酯系樹脂等)時，不會加熱而將樹脂構件流入未圖示之成形台上，並自上方 壓制母模26。藉此，由於平板狀樹脂構件之一部分會自正四角錐狀微細坑窪24之開口25進入正四角錐狀微細坑窪24內，因此，在藉由樹脂構件之一部分填滿正四角錐狀微細坑窪24內後，若使母模26朝上方移動而離開樹脂構件，則於樹脂構件之上表面側會排列、配置(分散配置)由進入正四角錐狀微細坑窪24內之樹脂構件所形成且凹凸關係與正四角錐狀微細坑窪24顛倒之正四角錐狀微細突起29(故，與正四角錐狀微細突起12相同形狀)，並形成具備微圖案γ之陽模子模27。
又，當樹脂構件使用硬化型樹脂(例如聚矽氧、氟系樹脂)、光硬化型樹脂(例如藉由紫外線之照射硬化之丙烯酸系樹脂)時，使用母模26而構成鑄模(未圖示)，並將樹脂構件注入鑄模內而使樹脂構件之一部分自正四角錐狀微細坑窪24之開口25進入正四角錐狀微細坑窪24內，且使樹脂構件硬化後，若自鑄模取出樹脂構件，則於樹脂構件之上表面側會排列、配置由進入正四角錐狀微細坑窪24內之樹脂構件所形成的正四角錐狀微細突起29，並形成具備微圖案γ之陽模子模27。
(3)陰模子模製作步驟
如圖5(B)所示，自陽模子模27製作陰模子模18時，首先，藉由PVD(例如蒸鍍)，於陽模子模27形成微圖案γ之表層上形成由金屬所構成的電極層30。在此，構成電極層30之金屬必須是與構成陰模子模18之鍍敷金屬部31之接著性良好，舉例言之，可使用鎳、金、銀、銅等。其次，藉由 電鍍，於電極層30上(將電極層30之表面作成基底面)形成厚度例如為0.1mm至5mm之鍍敷金屬部31，藉此，可製得陰模子模18。
又，將陰模子模18自陽模子模27分離後，研磨鍍敷金屬部31之表面(電極層30之相反側之面)側而調節陰模子模18之厚度。在此，由於形成於陽模子模27上之電極層30會轉印陽模子模27之微圖案γ，因此，於陰模子模18，正四角錐狀微細坑窪19會排列、配置成相鄰之正四角錐狀微細坑窪19之底部之間隔E為1.1μm至60μm，且前述正四角錐狀微細坑窪19構成凹凸關係與正四角錐狀微細突起29(正四角錐狀微細突起12)顛倒之形狀，且底部之深度K為0.1μm至20μm，開口20之一邊之長度M為0.1μm至30μm，開口20之間隔J為1μm至30μm(即，於對應於正四角錐狀微細突起29之位置，藉由與正四角錐狀微細突起29相同之尺寸，分散配置正四角錐狀微細坑窪19)，並形成微圖案δ。
(4)組裝步驟
如圖5(C)所示，自陰模子模18構成上模14時，將陰模子模18形成微圖案δ之表層作成上面，且一面使陰模子模18之側部彼此抵接，一面排列、固定於上模本體17之下面上。在此，使陰模子模18密接、配置於上模本體17時，夾著相鄰之陰模子模18之邊界而相鄰的正四角錐狀微細坑窪19之底部之間隔E’會調整為構成與陰模子模18內之相鄰之正四角錐狀微細坑窪19之底部之間隔E同值。藉此，於相鄰之陰模子模18間，可確保微圖案δ之連續性。
接著，說明使用研磨墊成形模具10而製作之研磨墊13之作用。
由於研磨墊13是使用上模14及下模15，將可塑性加工之平板自上下方向夾持而藉由加壓成形來製造，因此，具備高平坦性。又，如圖2(A)、(B)、圖3所示，於研磨墊13之一面側形成微圖案α，且前述微圖案α是正四角錐狀微細突起12(斜面角度θ=30度至80度)排列、配置成相鄰之正四角錐狀微細突起12之頂部之間隔D為1.1μm至60μm，相鄰之正四角錐狀微細突起12之間隔G為1μm至30μm，且前述正四角錐狀微細突起12是頂部之高度H為0.1μm至20μm，底面之一邊之長度L為0.1μm至30μm。故，無需如習知般，自研磨墊用素材切出構成研磨墊之母材的平板，並進行需要熟練之修整(研磨墊之平坦性之確保與微細凹凸圖案之形成)之一連串作業。其結果，可迅速地進行半導體基板11之平坦加工，同時可將研磨墊13之研磨性能一直保持為一定。
又，進行半導體基板11之平坦加工時，半導體基板11會藉由構成研磨墊13之微圖案α之正四角錐狀微細突起12之頂部支持，且於正四角錐狀微細突起12間之間隙存在有自研磨墊13之中央部之上方滴下之漿液(含有研磨材)，因此，可使漿液一直與半導體基板11之下面(被研磨面)接觸。又，由於正四角錐狀微細突起12間之間隙連續，因此，研磨時所產生的刨屑可伴隨著將新的漿液供給至研磨墊13而與使用完的漿液一同移動至研磨墊13之外周部，並朝研磨墊13之外部排出。另，由於形成研磨墊13之素材並 未存在有氣孔，因此，刨屑不會侵入研磨墊13內。其結果，可有效率地進行朝半導體基板11之被研磨面之新鮮漿液之供給，以及來自被研磨面之刨屑之除去，且可一面將研磨速度維持於高位，一面於半導體基板11安定地進行高精密之平坦加工。
如圖6所示，有關本發明之第2實施形態之研磨墊成形模具32為製造帶狀研磨墊34之模具，且前述帶狀研磨墊34使用在進行屬於板狀被研磨材之一例的半導體基板11(參照圖3)之平坦加工時，並於其中一側(與半導體基板11之被加工面接觸側)形成微圖案α，且前述微圖案α是構成為將頂部之高度H為0.1μm至20μm屬於微細凸部P之一例的正四角錐狀微細突起33(斜面角度θ=30度至80度)，排列、配置成相鄰之正四角錐狀微細突起33之頂部之間隔D為1.1μm至60μm，正四角錐狀微細突起33之底面之一邊之長度L為0.1μm至30μm，相鄰之正四角錐狀微細突起33之底面間之間隔G為1μm至30μm。以下詳細說明。
研磨墊成形模具32具有將構成帶狀研磨墊34之素材且可塑性加工之帶板35(例如將屬於熱可塑性樹脂之一例的聚醚醚酮(PEEK)帶板加熱而作成軟化狀態者)自上下方向夾持、加壓而於帶板35之其中一側，例如上面側形成微圖案α之一對上、下輥36、37。在此，於上、下輥36、37間會設置距離相當於帶狀研磨墊34之厚度之間隙，且於加壓時會分別朝相反方向旋轉。又，上輥36具有按壓帶板35之上面而藉由塑性加工於上面側形成微圖案α之圖案成 形部38，以及保持圖案成形部38之輥本體39。再者，圖案成形部38具有複數陰模子模40，且前述複數陰模子模40是在使側部相互密接之狀態下分別配置(固定)於輥本體39之外周部，並一體地按壓帶板35而形成微圖案α。
於陰模子模40形成微圖案δ(相對於微圖案α凹凸關係顛倒之圖案)，且前述微圖案δ是構成為正四角錐狀微細坑窪41排列、配置成相鄰之正四角錐狀微細坑窪41之底部之間隔E為1.1μm至60μm，且前述正四角錐狀微細坑窪41屬於微細凹部S之一例，並構成凹凸關係與正四角錐狀微細突起33顛倒之形狀，且底部之深度K為0.1μm至20μm。又，排列、存在於陰模子模40(圖案成形部38)之表面側(上輥36之外周部)的正四角錐狀微細坑窪41之開口42之一邊之長度M為0.1μm至30μm，開口42之間隔J為1μm至30μm。
藉由作成以上構造，若將上輥36自上方壓制於業已插入相互朝相反方向旋轉的上、下輥36、37間之軟化狀態之帶板35，則構成帶板35之素材之一部分會自構成微圖案δ之正四角錐狀微細坑窪41之開口42進入正四角錐狀微細坑窪41內，因此，於通過上、下輥36、37間之帶板35之上表面側會排列、配置由進入正四角錐狀微細坑窪41內之素材所形成的正四角錐狀微細突起33，並形成微圖案α。又，將形成微圖案α之帶板35(帶狀研磨墊34)冷卻而使其硬化後，藉由裁切成預定尺寸，可製得研磨墊34a。
另，藉由將上、下輥36、37間之間隙之距離作成一定，可將各正四角錐狀微細突起33之頂部與帶狀研磨墊34之下 面間之距離作成一定值(故，使研磨墊34a之厚度均一)。藉此，使半導體基板11與研磨墊34a接觸時，可相對於研磨墊34a之下面，將半導體基板11與研磨墊34a之接觸面作成平行。
其次，說明有關本發明之第2實施形態之研磨墊成形模具32之製造方法。
如圖7(A)、(B)所示，研磨墊成形模具32之製造方法具有母模製作步驟，且前述母模製作步驟是在單晶基板，例如將(100)面作為切出面而自成長於[100]方向之單晶矽棒所切出之矽平板43之其中一側設置光阻遮罩45，而前述光阻遮罩45會在對應於微圖案α之正四角錐狀微細突起33之底面之領域，形成與底面相同尺寸之正方形狀之孔44，並透過光阻遮罩45，進行利用依矽平板43之結晶面個別決定的除去加工速度差之蝕刻而製作形成微圖案β之母模48，且前述微圖案β是正四角錐狀微細坑窪46(斜面角度□為30度至80度)排列成相鄰之正四角錐狀微細坑窪46之底部之間隔E為1.1μm至60μm，正四角錐狀微細坑窪46之開口47之一邊之長度M為0.1μm至30μm，開口47之間隔J為1μm至30μm而凹凸關係與微圖案α顛倒，且前述正四角錐狀微細坑窪46屬於微細凹部Q之一例，並凹凸關係與正四角錐狀微細突起33顛倒由底部之深度為0.1μm至20μm之蝕孔所構成。
再者，如圖8(A)至(C)所示，研磨墊成形模具32之製造方法具有：陽模子模製作步驟，其使用母模48來成形，並製作於其中一表層形成轉印微圖案β(凹凸關係與微圖案β顛倒)之微圖案γ由平板狀樹脂構件所構成的陽模子 模49；陰模子模製作步驟，其製作具有鍍敷金屬部53(例如鎳、鈷、鈷-鎳合金、鎳-磷合金等)之陰模子模40，且前述鍍敷金屬部53是將形成微圖案γ之表層側作成半徑方向內側而使所製得之陽模子模49彎曲，並藉由鍍敷形成於半徑方向內側之表層上，且於表層形成凹凸關係與微圖案γ顛倒之微圖案δ，並屬於圓弧狀金屬構件之一例；及組裝步驟，其將陰模子模40形成微圖案δ之表層作成上面，且一面使陰模子模40之側部彼此抵接，一面排列、固定於屬於基盤之一例的輥本體39(例如不鏽鋼製輥、普通鋼製輥、合金鋼製輥、鑄鐵製輥、鋁等之非鐵金屬製輥等)上而構成研磨墊成形模具32之上輥36。以下詳細說明。
(1)母模製作步驟
如圖7(A)所示，於所切出之矽平板43之其中一(100)面上形成抗蝕層(例如丙烯酸系樹脂、環氧系樹脂等)，並使用微影技術形成孔44，藉此，形成光阻遮罩45。另，於矽平板43之另一(100)面上及矽平板43之側部亦形成抗蝕層。其次，透過光阻遮罩45，使蝕刻液與矽平板43之其中一(100)面接觸。另，蝕刻液會使用例如氫氧化鉀、氫氧化四甲銨等。蝕刻液會與自光阻遮罩45之孔44露出的矽平板43之露出部接觸，且於露出部中，藉由與蝕刻液之反應而形成的氫氧化矽會溶解於蝕刻液中，藉此，進行蝕刻，並形成蝕孔。
在此，進行矽平板43之(100)面之蝕刻時，由於(111)之蝕刻速度最慢，因此，蝕刻會一面由(111)之蝕刻速度決定速率一面進行。故，所形成的蝕孔之形狀會構成底 部之一邊之長度與正方形狀之孔44之一邊之長度同值且斜面由(111)面所構成的正四角錐狀。又，在進行蝕刻預定時間後，自矽平板43除去蝕刻液，並洗淨矽平板43，藉此，可於矽平板43之其中一(100)面上，形成由凹凸關係與構成微圖案α之正四角錐狀微細突起33顛倒之正四角錐狀微細坑窪46所構成的微圖案β。其次，藉由使光阻遮罩45溶解於有機溶劑(例如丙酮等)中而除去，如圖7(B)所示，可製得母模48。
(2)陽模子模製作步驟
如圖8(A)所示，使用母模48而自平板狀樹脂構件製作陽模子模49時，當樹脂構件使用熱可塑性樹脂(例如聚矽氧、氟系樹脂、PEEK(聚醚醚酮)等)時，於未圖示之成形台將業已加熱至構成軟化狀態之溫度的平板狀樹脂構件載置於上面，並自上方壓制母模48。藉此，由於平板狀樹脂構件之一部分會自正四角錐狀微細坑窪46之開口47進入正四角錐狀微細坑窪46內，因此，在藉由樹脂構件之一部分填滿正四角錐狀微細坑窪46內後，若使母模48朝上方移動而離開樹脂構件，則於樹脂構件之上表面側會排列、配置由進入正四角錐狀微細坑窪46內之樹脂構件所形成，並屬於微細凸部R之一例，且凹凸關係與構成微圖案β之正四角錐狀微細坑窪46顛倒之正四角錐狀微細突起51(故，與正四角錐狀微細突起33相同形狀)，並形成具備微圖案γ之陽模子模49。
又，當樹脂構件使用硬化型樹脂(例如聚矽氧、氟系樹脂)、光硬化型樹脂(例如藉由紫外線之照射硬化之丙 烯酸系樹脂)時，使用母模48而構成鑄模(未圖示)，並將樹脂構件注入鑄模內而使樹脂構件之一部分自正四角錐狀微細坑窪46之開口47進入正四角錐狀微細坑窪46內，且使樹脂構件硬化後，若自鑄模取出樹脂構件，則於樹脂構件之上表面側會排列、配置由進入構成微圖案β之正四角錐狀微細坑窪46內之樹脂構件所形成的正四角錐狀微細突起51，並形成具備微圖案γ之陽模子模49。
(3)陰模子模製作步驟
如圖8(B)所示，自陽模子模49製作陰模子模40時，首先，將陽模子模49形成微圖案γ之表層側作成半徑方向內側而使其彎曲，並藉由PVD(例如蒸鍍)，於表層上形成由金屬所構成的電極層52。在此，構成電極層52之金屬必須是與構成陰模子模40之鍍敷金屬部53之接著性良好，舉例言之，可使用鎳、金、銀、銅等。其次，將電極層52作成基底層，並藉由電鍍，形成厚度例如為0.1mm至5mm之鍍敷金屬部53，藉此，可製得陰模子模40。
又，將陰模子模40自陽模子模49分離後，研磨鍍敷金屬部53之表面(電極層52之相反側之面)側而調節陰模子模40之厚度。在此，由於形成於陽模子模49上之電極層52會轉印陽模子模49之微圖案γ，因此，於陰模子模40，正四角錐狀微細坑窪41會排列、配置成相鄰之正四角錐狀微細坑窪41之底部之間隔E為1.1μm至60μm，且前述正四角錐狀微細坑窪41構成凹凸關係與正四角錐狀微細突起51(正四角錐狀微細突起33)顛倒之形狀，且底部之深度K為0.1μm 至20μm，開口42之一邊之長度M為0.1μm至30μm，開口42之間隔J為1μm至30μm，並形成微圖案δ。
(4)組裝步驟
如圖8(C)所示，自陰模子模40構成上輥36時，將陰模子模40形成微圖案δ之表層作成上面，且一面使陰模子模40之側部彼此抵接，一面排列、固定於輥本體39之下面上。在此，輥本體39之半徑調節為與陰模子模40(鍍敷金屬部53)之半徑方向內側之曲率相同之曲率，且使陰模子模40密接、配置於輥本體39時，夾著相鄰之陰模子模40之邊界而相鄰的正四角錐狀微細坑窪41之底部之間隔E’會調整為構成與陰模子模40內之相鄰之正四角錐狀微細坑窪41之底部之間隔E同值。藉此，於相鄰之陰模子模40間，可確保微圖案δ之連續性。另，由於使用研磨墊成形模具32而製作之研磨墊34a之作用與使用研磨墊成形模具10而製作之研磨墊13之作用相同，因此，省略說明。
如圖9、圖10(A)、(B)、圖11所示，有關本發明之第3實施形態之研磨墊成形模具60為製造研磨墊63之模具，且前述研磨墊63使用在進行屬於板狀被研磨材之一例的半導體基板61(例如矽晶圓)之平坦加工時，並於其中一表面側(平坦加工時與半導體基板11之被加工面接觸側)形成微圖案A，且前述微圖案A是構成為將例如頂部之高度H2為0.1μm至20μm屬於微細凸部之一例的正四角錐狀微細突起62(斜面角度θ=30度至80度)，排列、配置(分散配置)成相鄰之正四角錐狀微細突起62之頂部之間隔D2為1.1μm至 60μm，正四角錐狀微細突起62之底面之一邊之長度L2為0.1μm至30μm，相鄰之正四角錐狀微細突起62之底面間之間隔G2為1μm至30μm。以下詳細說明。
研磨墊成形模具50具有將構成研磨墊63之素材且可塑性加工之平板(例如將屬於熱可塑性樹脂之一例的聚醚醚酮(PEEK)板加熱而作成軟化狀態者)自上下方向夾持、加壓而於平板之其中一側，例如上面側形成微圖案A之上模64，以及載置、支持平板之下模65。在此，上模64具有按壓平板之上面而藉由塑性加工於上面側形成微圖案A之圖案成形部66，以及保持圖案成形部66之上模本體67。再者，圖案成形部66具有複數陰模68，且前述複數陰模68是在使側部相互密接之狀態下分別配置(固定)於上模本體67，並一體地按壓平板而形成微圖案A。
於陰模68形成微圖案C(相對於微圖案A凹凸關係顛倒之圖案)，且前述微圖案C是構成為正四角錐狀微細坑窪69排列、配置成相鄰之正四角錐狀微細坑窪69之底部之間隔E2為1.1μm至60μm，且前述正四角錐狀微細坑窪69屬於微細凹部之一例，並構成凹凸關係與正四角錐狀微細突起62顛倒之形狀，且底部之深度K2為0.1μm至20μm。又，排列、存在於陰模68(圖案成形部66)之表面側(上模64之下面側)的正四角錐狀微細坑窪69之開口70之一邊之長度M2為0.1μm至30μm，開口70之間隔J2為1μm至30μm。
藉由作成以上構造，若將上模64自上方壓制於業已載置於下模65上之軟化狀態之平板，則構成平板之素材 之一部分會自構成微圖案C之各正四角錐狀微細坑窪69之開口70進入正四角錐狀微細坑窪69內，因此，在藉由構成平板之素材之一部分填滿正四角錐狀微細坑窪69內後，若使上模64朝上方移動而離開平板，則於平板之上表面側會排列、配置由進入正四角錐狀微細坑窪69內之素材所形成的正四角錐狀微細突起62，並形成微圖案A。又，藉由將形成微圖案A之平板冷卻而作成硬化狀態，可製得研磨墊63。另，將上模64壓制於平板時，藉由將下模65之上面與上模64之下面之距離作成一定，可將各正四角錐狀微細突起62之頂部與研磨墊63之下面間之距離作成一定值(使研磨墊63之厚度均一)，同時可相對於研磨墊63之下面，將與各正四角錐狀微細突起62之頂部接連之平面作成平行。
其次，說明有關本發明之第3實施形態之研磨墊成形模具60之製造方法。
如圖12(A)至(C)所示，研磨墊成形模具60之製造方法具有陽模製作步驟，且前述陽模製作步驟是使用藉由屬於促進反應用能量線之一例的紫外線之照射引起化學反應之材料，例如紫外線硬化型樹脂，於屬於基板之一例的矽平板71之其中一表面側形成厚度相當於正四角錐狀微細突起62之高度之被加工層72，並使按照被加工層72內之位置照射之紫外線之照射能量變化而配合構成微圖案A之正四角錐狀微細突起62之配置，藉由化學反應於被加工層72內生成與正四角錐狀微細突起62相同尺寸屬於微細反應凸部之一例的正四角錐狀微細突出部73後，自被加工層72除去非化 學反應領域74而製作於矽平板71之其中一表面側形成分散配置正四角錐狀微細突出部73之微圖案B之陽模75。
再者，如圖13(A)至(C)所示，研磨墊成形模具60之製造方法具有：陰模製作步驟，其轉印陽模75之微圖案B而製作形成微圖案C之陰模68，且前述微圖案C是在對應於正四角錐狀微細突出部73之位置，分散配置與正四角錐狀微細突出部73相同之尺寸，且凹凸關係顛倒之屬於微細凹部之一例的正四角錐狀微細坑窪69；及組裝步驟，其將陰模68形成微圖案C之面作成表側，且一面使陰模68之側部彼此抵接，一面排列、固定於由屬於基盤之一例的平板所構成的上模本體67(例如不鏽鋼板、普通鋼板、合金鋼板、鑄鐵板、鋁等之非鐵金屬板等)上而構成研磨墊成形模具60之上模64。以下詳細說明。
使按照圖12(A)所示形成於矽平板71上之被加工層72內之位置照射之紫外線之照射能量變化，並於被加工層72內生成正四角錐狀微細突出部73時，會藉由下述來進行，即：藉由圖12(B)所示之數位微鏡裝置(DMD)77，將產生自未圖示之紫外線源(例如產生紫外線領域之光之雷射光產生裝置)之紫外線光束76反射而照射至被加工層72內之目標位置。即，於DMD77，可使反射面朝任意方向傾斜之微鏡78會排列、配置於平面上，因此，藉由依各微鏡78個別調節反射面之傾斜角度，可藉由複數微鏡78反射構成紫外線光束76之一部分之紫外線，並將被加工層72內之複數預定位置分別作為焦點而同時入射，同時可使用其他微 鏡78，將構成紫外線光束76之剩餘部分之紫外線朝被加工層72之外部反射。又，藉由調節紫外線之照射時間(藉由改變於雷射光產生裝置之雷射發射數)，可使按照被加工層72內之預定位置照射之紫外線之照射能量變化。
藉此，可配合微圖案A中的正四角錐狀微細突起62之配置，於短時間且藉由高加工精度(例如定位與尺寸之各精度為0.01μm至1μm)，於被加工層72內形成正四角錐狀微細突出部73。其結果，如圖12(B)所示，被加工層72會藉由固著於矽平板71上之複數正四角錐狀微細突出部73及存在於正四角錐狀微細突出部73間之非化學反應領域74所構成。又，藉由使非化學反應領域74溶解於藥品(例如TMAH(氫氧化四甲銨溶液)、KOH(氫氧化鉀溶液)、EDP(乙二胺．鄰苯二酚溶液)等)中而除去，如圖12(C)所示，可製得於矽平板71之其中一表面側形成分散配置正四角錐狀微細突出部73之微圖案B之陽模75(以上為陽模製作步驟)。
使用陽模75之陰模68之製作會先如圖13(A)所示，藉由PVD(例如蒸鍍)，於陽模75形成微圖案B之表層上將由金屬所構成的電極層79形成為例如厚度構成0.01μm至1μm，其次，如圖13(B)所示，將沿著陽模75形成微圖案B之表面而形成的電極層79之表面作成基底面，並藉由電鍍，將平板狀金屬構件80形成為預定厚度(例如0.1mm至5mm)。在此，構成電極層79之金屬必須是與構成陰模68之平板狀金屬構件80之接著性良好。舉例言之，當紫外線硬化型樹脂使用丙烯酸系樹脂、環氧系樹脂等時，電極層79 宜藉由例如鎳、金、銀、銅等來形成，平板狀金屬構件80則使用例如鎳、鈷、鈷-鎳合金、鎳-磷合金等來形成。
又，將陰模68自陽模75分離後，研磨平板狀金屬構件80之表面(電極層79之相反側之面)側而調節陰模68之厚度。在此，由於形成於陽模75上之電極層79會轉印陽模75之微圖案B，因此，於陰模68，正四角錐狀微細坑窪69會排列、配置成相鄰之正四角錐狀微細坑窪69之底部之間隔E2為1.1μm至60μm，且前述正四角錐狀微細坑窪69構成凹凸關係與正四角錐狀微細突出部73(正四角錐狀微細突起62)顛倒之形狀，且底部之深度K2為0.1μm至20μm，開口70之一邊之長度M2為0.1μm至30μm，開口70之間隔J2為1μm至30μm，並形成微圖案C(以上為陰模製作步驟)。
如圖13(C)所示，自陰模68構成上模64時，將陰模68形成微圖案C之面作成表側，且一面使陰模68之側部彼此抵接，一面排列、固定於上模本體67之下面上。在此，使陰模68密接、配置於上模本體67時，夾著相鄰之陰模68之邊界而相鄰的正四角錐狀微細坑窪69之底部之間隔E2’會調整為構成與陰模68內之相鄰之正四角錐狀微細坑窪69之底部之間隔E2同值。藉此，於相鄰之陰模68間，可確保微圖案C之連續性(以上為組裝步驟)。
接著，說明使用研磨墊成形模具60而製作之研磨墊63之作用。
由於研磨墊63是使用上模64及下模65，將可塑性加工之平板自上下方向夾持而藉由加壓成形來製造，因此，具 備高平坦性。又，於研磨墊63之一面側形成微圖案A，且前述微圖案A是正四角錐狀微細突起62(斜面角度θ=30度至80度)排列、配置成相鄰之正四角錐狀微細突起62之頂部之間隔D2為1.1μm至60μm，相鄰之正四角錐狀微細突起62之底面間之間隔G2為1μm至30μm，且前述正四角錐狀微細突起62是頂部之高度H2為0.1μm至20μm，底面之一邊之長度L2為0.1μm至30μm。故，無需如習知般，自研磨墊用素材切出構成研磨墊之母材的平板，並進行需要熟練之修整(研磨墊之平坦性之確保與微細凹凸圖案之形成)之一連串作業。其結果，可迅速地進行半導體基板61之平坦加工，同時可將研磨墊63之研磨性能一直保持為一定。
又，使用研磨墊63而進行半導體基板61之平坦加工時，研磨墊63會透過形成於研磨墊63之正四角錐狀微細突起62之頂部與半導體基板61之被研磨面接觸，並可使存在於正四角錐狀微細突起62間之間隙包含研磨材之漿液有效率地與半導體基板61之被研磨面接觸。再者，若於研磨中連續地供給漿液，則所供給之漿液會通過正四角錐狀微細突起62之間隙，因此，可使新鮮之漿液一直與半導體基板61之被研磨面接觸，同時可使研磨時所產生的刨屑混入漿液流中而除去。另，由於形成研磨墊63之素材並未存在有氣孔，因此，可防止刨屑進入研磨墊63內。其結果，可一面將研磨速度維持於高位，一面於半導體基板61安定且有效率地進行高精密之平坦加工。
如圖14所示，有關本發明之第4實施形態之研磨 墊成形模具81為製造帶狀研磨墊83之模具，且前述帶狀研磨墊83使用在進行屬於板狀被研磨材之一例的半導體基板61(參照圖11)之平坦加工時，並於其中一側(與半導體基板61之被加工面接觸側)形成微圖案A，且前述微圖案A是構成為將頂部之高度H2為0.1μm至20μm屬於微細凸部之一例的正四角錐狀微細突起82(斜面角度θ=30度至80度)，排列、配置成相鄰之正四角錐狀微細突起82之頂部之間隔D2為1.1μm至60μm，正四角錐狀微細突起82之底面之一邊之長度L2為0.1μm至30μm，相鄰之正四角錐狀微細突起82之底面間之間隔G2為1μm至30μm。以下詳細說明。
研磨墊成形模具81具有將構成帶狀研磨墊83之素材且可塑性加工之帶板84(例如將屬於熱可塑性樹脂之一例的聚醚醚酮(PEEK)帶板加熱而作成軟化狀態者)自上下方向夾持、加壓而於帶板84之其中一側，例如上面側形成微圖案A之一對上、下輥85、86。在此，於上、下輥85、86間會設置距離相當於帶狀研磨墊83之厚度之間隙，且於加壓時會分別朝相反方向旋轉。又，上輥85具有按壓帶板84之上面而藉由塑性加工於上面側形成微圖案A之圖案成形部87，以及保持圖案成形部87之輥本體88。再者，圖案成形部87具有複數陰模89，且前述複數陰模89是在使側部相互密接之狀態下分別配置(固定)於輥本體88之外周部，並一體地按壓帶板84而形成微圖案A。
於陰模89形成微圖案C(相對於微圖案A凹凸關係顛倒之圖案)，且前述微圖案C是構成為正四角錐狀微細 坑窪90排列、配置成相鄰之正四角錐狀微細坑窪90之底部之間隔E2為1.1μm至60μm，且前述正四角錐狀微細坑窪90屬於微細凹部之一例，並構成凹凸關係與正四角錐狀微細突起82顛倒之形狀，且底部之深度K2為0.1μm至20μm。又，排列、存在於陰模89(圖案成形部87)之表面側(上輥85之外周部)的正四角錐狀微細坑窪90之開口91之一邊之長度M2為0.1μm至30μm，開口91之間隔J2為1μm至30μm。
藉由作成以上構造，若將上輥85自上方壓制於業已插入相互朝相反方向旋轉的上、下輥85、86間之軟化狀態之帶板84，則構成帶板84之素材之一部分會自構成微圖案C之正四角錐狀微細坑窪90之開口91進入正四角錐狀微細坑窪90內，因此，於通過上、下輥85、86間之帶板84之上表面側會排列、配置由進入正四角錐狀微細坑窪90內之素材所形成的正四角錐狀微細突起82，並形成微圖案A。又，將形成微圖案A之帶板84(帶狀研磨墊83)冷卻而使其硬化後，藉由裁切成預定尺寸，可製得研磨墊92。另，藉由將上、下輥85、86間之間隙之距離作成一定，可將各正四角錐狀微細突起82之頂部與帶狀研磨墊83之下面間之距離作成一定值(故，使研磨墊92之厚度均一)，同時可相對於帶狀研磨墊83(故為研磨墊92)之下面，將與各正四角錐狀微細突起82之頂部接連之平面作成平行。
其次，說明有關本發明之第4實施形態之研磨墊成形模具81之製造方法。
如圖15(A)所示，研磨墊成形模具81之製造方法具有陽 模製作步驟，且前述陽模製作步驟是配合形成微圖案A之正四角錐狀微細突起82之配置，於屬於基板之一例且具有可撓性之平板93(例如聚矽氧樹脂製平板、丙烯酸樹脂製平板、玻璃製平板等)之其中一表面側，生成藉由紫外線硬化型樹脂所形成且與正四角錐狀微細突起82相同尺寸屬於微細反應凸部之一例的正四角錐狀微細突出部94，並於平板93之其中一表面側形成分散配置正四角錐狀微細突出部94之微圖案B後，將形成微圖案B之面作成半徑方向內側而使其彎曲成圓弧狀，並製作陽模95。在此，由於正四角錐狀微細突出部94之形成方法與有關第3實施形態之研磨墊成形模具60之製造方法中的正四角錐狀微細突出部73之形成方法相同，因此，省略詳細說明。
再者，如圖15(B)、(C)所示，研磨墊成形模具81之製造方法具有：陰模製作步驟，其轉印陽模95之微圖案B而製作形成微圖案C之陰模89，且前述微圖案C是在對應於正四角錐狀微細突出部94之位置，分散配置與正四角錐狀微細突出部94相同之尺寸且凹凸關係顛倒之屬於微細凹部之一例的正四角錐狀微細坑窪90；及組裝步驟，其將陰模89形成微圖案C之面作成表側，且一面使陰模89之側部彼此抵接，一面排列、固定於屬於基盤之一例的輥本體88(例如不鏽鋼製輥、普通鋼製輥、合金鋼製輥、鑄鐵製輥、鋁等之非鐵金屬製輥等)上而構成研磨墊成形模具81之上輥85。以下詳細說明。
使用陽模95之陰模89之製作會先如圖15(A)所 示，藉由PVD(例如蒸鍍)，於陽模95形成微圖案B之表層上形成由金屬所構成的電極層97，其次，如圖15(B)所示，將沿著陽模95形成微圖案B且彎曲成圓弧狀之面而形成的電極層97之表面作成基底面，並藉由電鍍，將圓弧狀金屬構件98形成為預定厚度(例如0.1mm至5mm)。在此，構成電極層97之金屬必須是與形成正四角錐狀微細突出部94之紫外線硬化型樹脂之接著強度低，且與圓弧狀金屬構件98之接著性良好。舉例言之，當紫外線硬化型樹脂使用丙烯酸系樹脂、環氧系樹脂等時，電極層97宜藉由例如鎳、金、銀、銅等來形成，圓弧狀金屬構件98則使用例如鎳、鈷、鈷-鎳合金、鎳-磷合金等來形成。
又，將陰模89自陽模95分離後，研磨圓弧狀金屬構件98之表面(電極層97之相反側之面)側而調節陰模89之厚度。在此，由於形成於陽模95上之電極層97會轉印陽模95之微圖案B，因此，於陰模89，正四角錐狀微細坑窪90會排列、配置成相鄰之正四角錐狀微細坑窪90之底部之間隔E2為1.1μm至60μm，且前述正四角錐狀微細坑窪90構成凹凸關係與正四角錐狀微細突出部94(正四角錐狀微細突起82)顛倒之形狀，且底部之深度K2為0.1μm至20μm，開口91之一邊之長度M2為0.1μm至30μm，開口91之間隔J2為1μm至30μm，並形成微圖案C。
又，如圖15(C)所示，自陰模89構成上輥85時，將陰模89形成微圖案C之表層作成上面，且一面使陰模89之側部彼此抵接，一面排列、固定於輥本體88之外周部。 固定陰模89之輥本體88具有與圓弧狀金屬構件98之半徑方向內側之曲率相同之曲率。在此，使陰模89密接、配置於輥本體88時，夾著相鄰之陰模89之邊界而相鄰的正四角錐狀微細坑窪90之底部之間隔E2’會調整為構成與陰模89內之相鄰之正四角錐狀微細坑窪90之底部之間隔E2同值。藉此，於相鄰之陰模89間，可確保微圖案C之連續性。
實施例1
說明確認有關第1實施形態之研磨墊成形模具之製造方法之作用效果的實施例。
將(100)面作為切出面而自成長於[100]方向之單晶矽棒切出長200mm、寬200mm、厚度3mm之矽平板，並使用PLP-30(市售品：AZ電子材料公司製造)，於矽平板之其中一側形成光阻遮罩，且前述光阻遮罩具有分別配合設置於欲製作之研磨墊的微圖案α之正四角錐狀微細突起之底面之形狀與分布而形成的複數正方形狀之孔。在此，孔之一邊之長度作成7μm，孔與孔之間隔作成5μm。其次，將矽平板浸漬於蝕刻液(2.38wt%之氫氧化四甲銨水溶液)中預定時間而進行蝕刻，並形成深度4.94μm、斜面角度為55度之正四角錐狀微細坑窪。又，自蝕刻液取出矽平板並洗淨後，藉由利用丙酮溶解除去光阻遮罩，可製得形成微圖案β(凹凸關係與微圖案α顛倒者)之母模，且前述微圖案β是排列成正四角錐狀微細坑窪之開口之一邊之長度為7μm，相鄰之正四角錐狀微細坑窪之開口之間隔為5μm。
其次，於成形台將業已加熱至150℃至250℃而作 成可塑性狀態之聚丙烯樹脂板載置於上面，並自上方壓制母模而於聚丙烯樹脂板之上面側轉印微圖案β，藉此，形成微圖案γ而製作長200mm、寬200mm、厚度3mm之陽模子模。
又，藉由蒸鍍，於陽模子模形成微圖案γ之表層上形成由鎳所構成的電極層後，藉由電鍍，形成厚度1mm由鎳所構成的鍍敷金屬部，藉此，藉由長200mm、寬200mm、厚度1mm之尺寸，製作形成微圖案δ之陰模子模。
接著，將所製作之陰模子模形成微圖案δ之表層作成上面，且一面使陰模子模之側部彼此抵接，一面排列、固定於不鏽鋼製之上模本體之下面上而製作具有長1000mm、寬1000mm之圖案成形部之上模。又，藉由與上模成對之尺寸，製作不鏽鋼製之下模，藉此，可製得研磨墊成形模具。
將業已加熱至400℃而構成軟化狀態之聚醚醚酮板(長1000mm、寬1000、厚度4mm)載置於研磨墊成形模具之下模上，並藉由使其下降之上模，自上下方向夾持、加壓，且於聚醚醚酮板之上面側轉印微圖案δ，藉此，成形形成由正四角錐狀微細突起所構成的微圖案α之長1000mm、寬1000mm、厚度3mm之研磨墊。
測定形成於所製得之研磨墊的微圖案α之正四角錐狀微細突起之形狀時，正四角錐狀微細突起之高度相對於目標4.94μm而為4.8μm至5.1μm，正四角錐狀微細突起之底邊之一邊之長度相對於目標7μm而為6.8μm至7.2μm，正四角錐狀微細突起之間隔相對於目標5μm而為4.8μm至5.2μm。
使用所製得之研磨墊，並藉由小型研磨機，進行 具有SiO2之矽晶圓(直徑20mm)之研磨。研磨是一面藉由34.5kPa之壓力，使研磨墊形成微圖案α之面與矽晶圓之上面接觸且可自由自轉，且一面以旋轉速度60rpm使矽晶圓旋轉，一面以100毫升/分供給漿液一面進行，且前述漿液是在調整為pH11之氫氧化鉀水溶液中，分散有二氧化矽微粒子(研磨材)12.5mass%。此時之研磨率為60nm/min。
又，使用市售之研磨墊而藉由相同之研磨條件進行相同尺寸之矽晶圓之研磨時，研磨率為50nm/min，且為與本發明之研磨墊大致同等之性能。
實施例2
說明確認有關第3實施形態之研磨墊成形模具之製造方法之作用效果的實施例。
使用紫外線硬化型樹脂，於長100mm、寬100mm、厚度0.3mm之矽平板之其中一側形成厚度相當於設置於欲製作之研磨墊的微圖案A之正四角錐狀微細突起之高度之被加工層，並使按照被加工層內之位置照射之紫外線之照射能量變化而配合正四角錐狀微細突起之配置，藉由化學反應於被加工層內生成與正四角錐狀微細突起相同尺寸之正四角錐狀微細突出部。其次，使被加工層內之非化學反應領域溶解於TMAH中而除去，並製作於平板之其中一側形成分散配置正四角錐狀微細突出部之微圖案B之陽模。
其次，藉由蒸鍍，於陽模形成微圖案B之面上形成由鎳所構成且厚度為0.1μm之電極層後，藉由電鍍，形成厚度為0.5mm由鎳所構成的鍍敷金屬部(平板狀金屬構 件)，藉此，藉由長100mm、寬100mm、厚度0.8mm之尺寸，製作形成微圖案C之陰模。
接著，將所製作之陰模形成微圖案C之面作成表側，且一面使陰模之側部彼此抵接，一面排列、固定於不鏽鋼製之上模本體之下面上而製作具有長1000mm、寬1000mm之圖案成形部之上模。再者，藉由與上模成對之尺寸，製作不鏽鋼製之下模，藉此，可製得研磨墊成形模具。
將業已加熱至400℃而構成軟化狀態之聚醚醚酮板(長1000mm、寬1000mm、厚度4mm)載置於研磨墊成形模具之下模上，並藉由自上方下降之上模夾持、加壓，且於聚醚醚酮板之上面側轉印微圖案C，藉此，成形形成由正四角錐狀微細突起所構成的微圖案A之長1000mm、寬1000mm、厚度3mm之研磨墊。
測定形成於所製得之研磨墊的微圖案A之正四角錐狀微細突起之形狀時，正四角錐狀微細突起之高度相對於目標4.94μm而為4.8μm至5.1μm，正四角錐狀微細突起之底邊之一邊之長度相對於目標7μm而為6.8μm至7.2μm，正四角錐狀微細突起之間隔相對於目標5μm而為4.8μm至5.2μm。
使用所製得之研磨墊，並藉由小型研磨機，進行具有SiO2之矽晶圓(直徑20mm)之研磨。研磨是一面藉由34.5kPa之壓力，使研磨墊形成微圖案A之面與矽晶圓之上面接觸且可自由自轉，且一面以旋轉速度60rpm使矽晶圓旋轉，一面以100毫升/分供給漿液一面進行，且前述漿液是在調整為pH11之氫氧化鉀水溶液中，分散有二氧化矽微粒 子(研磨材)12.5mass%。此時之研磨率為60nm/min。
又，使用市售之研磨墊而藉由相同之研磨條件進行相同尺寸之矽晶圓之研磨時，研磨率為50nm/min，且為與本發明之研磨墊大致同等之性能。
以上，參照實施形態說明本發明，然而，本發明並不限於任何前述實施形態所揭示之構造，亦包含可於申請專利範圍所揭示之事項之範圍內思及之其他實施形態或變形例。
再者，將分別包含於本實施形態與其他實施形態或變形例之構成要素組合者亦包含於本發明。
舉例言之，於有關第1、第2實施形態之研磨墊成形模具中，單晶基板是使用自成長於[100]方向之單晶矽棒所切出之平板，然而，舉例言之，亦可使用自單晶石英塊所切出之平板、自藍寶石塊所切出之平板。又，於有關第3、第4實施形態之研磨墊成形模具中，使用紫外線硬化型樹脂來形成被加工層，然而，亦可使用利用可見光線開始硬化之丙烯酸系樹脂等、利用紅外線開始硬化之光硬化玻璃等或利用電子射線開始硬化之氟系樹脂等來形成被加工層。再者，亦可藉由利用紫外線之照射進行結合之破壞或利用電子射線之照射進行結合之破壞之製程而形成被加工層。
又，於實施例1、實施例2中，進行有關本發明之第1、第3實施形態之研磨墊成形模具之製造方法之作用、效果之確認，然而，於有關第2、第4實施形態之研磨墊成形模具之製造方法中，亦具有同樣之作用效果。
10‧‧‧研磨墊成形模具
12‧‧‧正四角錐狀微細突起
13‧‧‧研磨墊
14‧‧‧上模
15‧‧‧下模
16‧‧‧圖案成形部
17‧‧‧上模本體
18‧‧‧陰模子模
19‧‧‧正四角錐狀微細坑窪
20‧‧‧開口
E，J‧‧‧間隔
K‧‧‧深度
M‧‧‧長度

Claims (6)

  1. 一種研磨墊成形模具之製造方法，前述研磨墊成形模具使用於研磨墊之製造，且前述研磨墊使用於進行板狀被研磨材之平坦加工時，並於其中一表面側形成有以所設定之間隔分散配置微細凸部P之微圖案α，前述研磨墊成形模具之製造方法具有以下步驟，即：母模製作步驟，其於單晶基板之其中一表面側設置光阻遮罩，且前述光阻遮罩配合前述微圖案α之前述微細凸部P之配置，形成與該微細凸部P之底部相同尺寸之孔，並透過該光阻遮罩，於前述基板之其中一表面側進行蝕刻，而製作於該基板之其中一表面側形成微圖案β之母模，且前述微圖案β是配合前述微圖案α之前述微細凸部P之配置，分散配置凹凸關係與前述微細凸部P顛倒之微細凹部Q；陽模子模製作步驟，其轉印前述母模之前述微圖案β而製作形成微圖案γ之陽模子模，且前述微圖案γ是在對應於前述微細凹部Q之位置分散配置有與該微細凹部Q相同之尺寸且凹凸關係顛倒之微細凸部R；陰模子模製作步驟，其轉印前述陽模子模之前述微圖案γ而製作形成微圖案δ之陰模子模，且前述微圖案δ是在對應於前述微細凸部R之位置，分散配置有與該微細凸部R相同之尺寸且凹凸關係顛倒之微細凹部S；及組裝步驟，其將前述陰模子模形成有前述微圖案δ 之表層側作為表面，且一面使該陰模子模之側部彼此抵接，一面排列、固定於基盤上而構成前述研磨墊成形模具。
  2. 如請求項1之研磨墊成形模具之製造方法，其中前述陰模子模具有平板狀金屬構件，且前述平板狀金屬構件是將前述陽模子模之形成有前述微圖案γ之表面側作為基底面且藉由鍍敷而形成，並且固定前述陰模子模之前述基盤為平板。
  3. 如請求項1之研磨墊成形模具之製造方法，其中前述陰模子模具有圓弧狀金屬構件，且前述圓弧狀金屬構件是將前述陽模子模之形成有前述微圖案γ之表面側作為半徑方向內側而使其彎曲成圓弧狀，並將該形成有微圖案γ之表面側作為基底面且藉由鍍敷而形成，又，固定前述陰模子模之前述基盤為具有與前述圓弧狀金屬構件之半徑方向內側之曲率相同之曲率之輥。
  4. 一種研磨墊成形模具，其藉由如請求項1之研磨墊成形模具之製造方法製造。
  5. 一種研磨墊，其使用如請求項4之研磨墊成形模具來製造。
  6. 如請求項5之研磨墊，其中前述基板是從在[100]方向成長之單晶矽棒切出(100)面作為切出面之矽平板，且前述光阻遮罩設置於前述矽平板之(100)面，前述微細凸部P為正四角錐狀微細突起，且該正四角錐狀微細突起之底面之一邊之長度為0.1μm至30μm，相鄰之該正四角錐狀 微細突起間之距離為1μm至30μm。
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