本發明涉及研磨墊及其制造方法。
背景技術:
以往,作為在進行半導體晶片的精細研磨時使用的研磨布,已知具有絨面革狀軟質研磨層和在無紡布中含浸有聚氨酯而成的支撐層的2層結構的研磨布、或者在它們的中間配置有無發泡的PET片材層的3層結構的研磨布。例如,專利文獻1中公開了一種研磨墊,其旨在提供如下的研磨墊:為了在硅裸晶圓(silicon bare wafers)、玻璃、化合物半導體襯底及硬盤襯底等中形成良好的鏡面而使用的精細研磨墊中,能夠獲得研磨時的被鏡面研磨面的擦傷·顆粒等的缺陷少、并且被鏡面研磨面的表面粗糙度變小的穩定的研磨特性,適用于精加工的研磨墊。特別地,專利文獻的圖1及說明書中,公開了如下研磨墊:自上部起依次層疊多孔質聚氨酯層(c)、塑料膜(e)及發泡塑料層(d)從而構成研磨片材(a),進一步在其下部隔著塑料片材(f)而層疊由發泡塑料形成的緩沖片材(b),并在其下部粘貼背膠帶(g),并記載了優選塑料膜(e)的厚度為10至45μm、其平均拉伸彈性模量為3.5GPa以上5.5GPa以下主旨。
現有技術文獻
專利文獻
專利文獻1:日本特開2012-101339號公報
技術實現要素:
發明要解決的問題
但是,近年來,半導體晶片的微細化進一步推進,深度數nm的擦傷、高度數nm的突起等作為對器件特性會產生影響的缺陷而受到關注。這種微小的缺陷可由以KLA TENCOR公司制的晶片表面檢查裝置(制品名“Surfscan SP2”)為代表的顆粒測定器檢測出來。另外,還可引入檢測靈敏度進一步提高了的顆粒測定器(KLA TENCOR公司制的晶片表面檢查裝置(制品名“Surfscan SP3”)),從而可測定顆粒尺寸直至26nm左右的微小的缺陷。另外,使用成為測定器的背景噪聲的晶片表面的粗糙度(以下,稱為“霧度”。)降低了的半導體晶片、具有消除霧度影響的功能的測定器的情況下,還可測定顆粒尺寸為26nm以下的缺陷。
因此,本申請的發明人們使用可測定顆粒尺寸為26nm以下的缺陷的低霧度晶片,對利用以往的研磨墊進行了研磨加工的半導體晶片的微小的缺陷進行了測定。結果,被認為是由研磨頭、研磨平臺的旋轉軌跡引起的研磨軌跡的痕跡(以下,稱為“研磨痕跡”。)以顆粒尺寸22nm左右的擦傷狀的形式被檢出多個。對于22nm這一代以后的器件而言,上述研磨痕跡有充分可能對其特性產生影響。因而,對于半導體晶片等被研磨物而言,需要能夠減少上述微小的缺陷那樣的研磨技術,這需要與研磨物的表面的平坦性一同實現。
本發明是鑒于上述情況而做出的,其目的在于,提供如下研磨墊及其制造方法,就所述研磨墊而言,對于研磨后的被研磨物,能夠充分減少在測定26nm以下的顆粒尺寸時所檢出的微小的缺陷,并且該被研磨物表面的平坦性也優異。
解決問題的手段
本申請的發明人們為達成上述目的,反復進行了潛心研究,結果發現,若使用具有至少規定的4層并將它們層疊而成的研磨墊對半導體晶片進行研磨,則對于研磨后的半導體晶片,能夠充分減少在測定26nm以下的顆粒尺寸時所檢出的微小的缺陷(以下,簡稱為“微小缺陷”。),并且該半導體晶片表面的平坦性也優異,從而完成了本發明。
即,本發明如下所述。
[1]一種研磨墊,具備:研磨層,其具有用于研磨被研磨物的研磨面,和在所述研磨層的與所述研磨面相對的一側上自靠近所述研磨層的一方起依次層疊的中間層、硬質層和緩沖層,其中,
對于厚度方向上被壓縮時的變形量C而言,該中間層大于所述研磨層,所述硬質層小于所述研磨層,所述緩沖層大于所述中間層。
[2]上述研磨墊,其中,所述研磨層的厚度為0.20至0.70mm,所述中間層的厚度為0.20至0.60mm,所述硬質層的厚度為0.10至0.50mm,所述緩沖層的厚度為0.40至1.3mm。
[3]上述研磨墊,其中,所述研磨層和所述中間層的總厚度、及所述緩沖層的厚度均為0.40至1.3mm。
[4]上述研磨墊,其中,穿通所述研磨層的所述研磨面的開孔的平均開孔徑為10至50μm。
[5]上述研磨墊,其中,所述研磨層、所述中間層及所述緩沖層各自獨立地含有選自由聚氨酯樹脂、聚砜樹脂及聚酰亞胺樹脂組成的組中的至少1種樹脂,所述硬質層含有選自由聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂、氯乙烯樹脂及聚乙烯樹脂組成的組中的至少1種樹脂。
[6]上述研磨墊,其中,所述研磨層、所述中間層及所述緩沖層為利用濕式成膜法形成的片材,構成各層的樹脂的100%模量分別為8至25MPa、4至20MPa、3至20MPa。
[7]用于研磨硅晶片的上述研磨墊。
[8]上述研磨墊的制造方法,包括如下工序:相對于具有用于研磨被研磨物的研磨面、并且具有8至25MPa的100%模量的研磨層,在所述研磨層的與所述研磨面相對的一側上自靠近所述研磨層的一方起依次層疊中間層、硬質層和緩沖層的工序,其中,對于厚度方向上被壓縮時的變形量C而言,所述中間層大于所述研磨層,所述硬質層小于所述研磨層,所述緩沖層大于所述中間層。
發明效果
根據本發明,可提供如下研磨墊及其制造方法,就所述研磨墊而言,對于研磨后的被研磨物,能夠充分減少在測定26nm以下的顆粒尺寸時所檢出的微小的缺陷,并且該被研磨物表面的平坦性也優異。
附圖說明
[圖1]為示意性地示出本發明的研磨墊的一例的剖面圖。
[圖2]為示意性地示出本發明的研磨墊的另一例的剖面圖。
[圖3]為通過評價被研磨物的微小缺陷的裝置而得到的微小缺陷的圖像。
具體實施方式
以下,根據需要參照附圖,詳細說明用于實施本發明的方式(以下簡稱為“本實施方式”。),但本發明不限于下述本實施方式。在不脫離其主旨的范圍內,本發明可進行各種變型。需要說明的是,附圖中,對相同要素標注相同符號,并省略重復說明。另外,對于上下左右等位置關系,只要沒有特別說明,則基于附圖所示的位置關系。此外,附圖的尺寸比例不限于圖示的比例。
圖1為示意性地示出本實施方式的研磨墊的一例的剖面圖。研磨墊100具有研磨層110、中間層120、硬質層130和緩沖層140,且研磨層110、中間層120、硬質層130和緩沖層140依次層疊。研磨層110具有在利用研磨墊100研磨被研磨物時與被研磨物直接接觸的研磨面P。
(研磨層)
研磨層110具有基體112、和在該基體112之間存在的多個孔114a,所述研磨層110利用所謂濕式成膜法形成。多個孔114a沒有圖示,但優選具有彼此連接的所謂的連續氣泡結構。從將后述的變形量D限制在期望的數值范圍內的觀點考慮,研磨層110優選為利用濕式成膜法形成的研磨層,但研磨層110的形成方法不限于此。
在研磨層110是利用濕式成膜法而形成的情況下,在研磨面P側可具有形成有多個致密的微孔114b的皮層區域。皮層區域的表面(即研磨面P)具有開孔。孔114a及微孔114b的立體形狀沒有特別限定,可以為大致球狀、縱長的(即研磨層110的厚度方向上長)錐體狀及紡錘形狀中的任1種以上。從研磨墊100易于保持漿料、并能夠容納研磨屑的觀點考慮,孔114a及微孔114b的立體形狀優選為圖示那樣的縱長的錐體狀及紡錘形狀。
另外,孔114a及微孔114b的至少一部分具有經由皮層區域而穿通研磨面P的開孔。通過孔114a及微孔114b具有開孔,能夠更高效地吸納并保持在利用化學機械研磨法進行研磨加工時所用的漿料。通過被研磨物對研磨墊100的擠壓,被保持在孔114a及微孔114b中的漿料從上述開孔排出、并被供給到被研磨物和研磨墊100之間。像這樣,通過使孔114a及微孔114b具有開孔,在存在成為研磨對象的被研磨物時,能夠將漿料供給到研磨面P上,因此能夠更高效地利用漿料。通過利用掃描型電子顯微鏡來觀察將研磨層110切剖而呈現的剖面,由此能夠確認孔114a及微孔114b的形成。
穿通研磨面P的開孔的平均開孔徑優選為10至50μm,更優選為20至35μm。通過使平均開孔徑為10μm以上,可更均勻地供給漿料,可進一步提高研磨速率及表面平坦性,通過使平均開孔徑為50μm以下,可進一步減少被研磨物表面的包含霧度在內的微小缺陷。平均開孔徑例如可通過基體112中的樹脂(以下,稱為“基體樹脂”。)、成膜穩定劑及發泡形成劑的種類、配比,氣泡形成工序中的各條件等、皮層的研削量來控制。另外,研磨層110的平均開孔徑按以下方式進行測定。即,首先,通過激光顯微鏡(例如KEYENCE公司制商品名“VK-X105”)將研磨層110的研磨面P的任意選擇的1.0mm×1.4mm的矩形區域放大200倍并進行觀察,獲得其圖像。接著,利用圖像解析軟件(例如三谷商事株式會社制商品名“WinRoof”)對所得圖像進行二值化處理,從而對開孔和開孔以外的部分進行區分。然后,由區分出的各個開孔的面積算出等效圓直徑,即,假設開孔為正圓并算出開孔徑。然后,將各個開孔的開孔徑進行算術平均從而作為平均開孔徑(μm)。關于平均開孔徑,優選研磨面P的至少一部分在上述范圍內,更優選整體均在上述范圍內。
關于研磨層110,優選為在基體112中最多地含有基體樹脂的組成。例如,關于研磨層110,相對于其總量,可以含有70至100質量%的基體樹脂。關于研磨層110,相對于其總量,更優選含有70至90質量%的基體樹脂,進一步優選含有75至90質量%。
作為基體樹脂,可舉出例如聚氨酯樹脂、聚砜樹脂及聚酰亞胺樹脂。它們可單獨使用1種或組合使用2種以上,也可以是以往的研磨墊的樹脂片材部分所用的樹脂。其中,從更有效且可靠地實現本發明的目的的觀點考慮,優選聚氨酯樹脂,在基體樹脂中優選含有50質量%以上的聚氨酯樹脂,更優選含有80質量%以上,進一步優選含有90質量%以上,特別優選含有95質量%以上。
作為聚氨酯樹脂,可舉出例如聚酯系聚氨酯樹脂、聚醚系聚氨酯樹脂、聚酯-醚系聚氨酯樹脂及聚碳酸酯系聚氨酯樹脂,它們可單獨使用1種或組合使用2種以上。其中,從耐水解性優異的觀點考慮,優選聚醚系聚氨酯樹脂。
聚氨酯樹脂可利用常規方法合成,也可以購買市售品。作為市售品,例如,可舉出CRISVON(DIC株式會社制商品名)、SANPRENE(三洋化成工業株式會社制商品名)及RESAMINE(大日精化工業株式會社制商品名)。
聚砜樹脂可利用常規方法合成,也可以購買市售品。作為市售品,例如,可舉出UDEL(Solvay Advanced Polymers株式會社制商品名)。
聚酰亞胺樹脂可利用常規方法合成,也可以購買市售品。作為市售品,例如,可舉出AURUM(三井化學株式會社制商品名)。
除基體樹脂以外,研磨層110還可含有1種或2種以上的在研磨墊的研磨層中通常使用的材料。作為上述材料,例如,可舉出炭黑等顏料、分子量5000以下的非離子系表面活性劑等成膜穩定劑及分子量5000以下的陰離子系表面活性劑等發泡形成劑。在不妨礙解決本發明的問題的范圍內,這些任意使用的材料可用于控制孔114a及微孔114b的大小、個數、形狀。對于成膜穩定劑,由于其會使漿料凝集、改性,因此優選不使用或最終從研磨層110中除去。此外,在不妨礙解決本發明的問題的范圍內,在研磨層110的制造過程中使用的溶劑等各種材料可殘留在研磨層110內。
構成研磨層110的樹脂的100%模量優選為8至25MPa,更優選為9至23MPa,進一步優選為10至20MPa。通過使該100%模量為8MPa以上,可更充分地確保研磨速率,通過為25MPa以下,可進一步抑制被研磨物的微小缺陷。需要說明的是,100%模量是在室溫23±2℃的環境下,將使用與作為測定對象的層相同的材料的無發泡的片材(試驗片)進行100%拉伸時即拉伸為原長度的2倍時的拉伸力除以試驗片的初期剖面積而得的值。
研磨層110的變形量D優選為15至106μm,更優選為18至53μm。各層的變形量D及后述的變形量C被認為是表示該層的柔軟程度的指標之一。通過使研磨層110的變形量D為15μm以上,研磨屑、磨粒被適度地壓入研磨層110,因此能夠進一步抑制被研磨物的微小缺陷。另外,通過使研磨層110的變形量D為106μm以下,能夠進一步提高諸如被研磨物的被研磨面的整體(global)平坦性及外周塌邊的表面平坦性。需要說明的是,在本說明書中,各層的變形量D按下述方式測定。即,首先,分別對各層按照下述實施例中記載的方法測定壓縮率。接著,壓縮率乘以各層的厚度從而求得變形量。結果,得到變形量D=t0-t1。需要說明的是,各層的厚度是在10cm×10cm的矩形試樣中,在各角的部分和中央總計5點進行測定而得的厚度的算術平均。
研磨層110的厚度優選為0.20至0.70mm,更優選為0.30至0.60mm,進一步優選為0.40至0.50mm。通過使厚度為0.20mm以上,能夠進一步抑制被研磨物的微小缺陷,通過為0.70mm以下,能夠防止由研磨加工引起的被研磨物的外周塌邊。
對于研磨層110,變形量D相對于厚度的比例優選為0.021至0.53,更優選為0.030至0.18,進一步優選為0.035至0.11,特別優選為0.038至0.075,極其優選為0.045至0.065。通過使該比例為0.021以上,能夠進一步抑制被研磨物的微小缺陷,通過為0.53以下,能夠進一步提高被研磨面的表面平坦性。
研磨層110的壓縮率優選為3.0至15%,更優選為4.0至13%。通過使壓縮率為上述范圍內,研磨墊100能夠將研磨加工時存在于被研磨物上的漿料、研磨屑適度地擦除。因而,能夠進一步抑制特別是由研磨屑、漿料的凝集物引起的微小缺陷。壓縮率可通過例如調整研磨層110內的孔114a及微孔114b的大小、數量來控制。壓縮率基于下述實施例中記載的方法來測定。
研磨層110的壓縮彈性模量優選為50至100%,更優選為70至100%。通過使壓縮彈性模量為上述范圍內,能夠進一步減少被研磨物的微小缺陷。壓縮彈性模量可通過調整例如研磨層110中所用的基體樹脂的種類、組成、及/或發泡結構(孔114a及微孔114b的形狀、數量)來控制。壓縮彈性模量可基于下述實施例中記載的方法來測定。
研磨層110的密度(體積密度)優選為0.10至0.30g/cm3,更優選為0.13至0.25g/cm3。通過使密度為0.10g/cm3以上,由于能夠進一步抑制研磨層110完全埋沒磨粒,因此能夠進一步提高研磨速率。另一方面,通過使密度為0.30g/cm3以下,能夠更加有效且可靠地防止由未被埋入研磨面的磨粒所引起的對被研磨物賦予擦傷,能夠進一步減少被研磨物的微小缺陷。各層的密度可通過以切成規定的尺寸的各層為試驗片,由該試驗片的25℃時的質量和尺寸(體積)來求出。
對于研磨層110,其計示硬度(durometer hardness)(A型)優選為15至50°,更優選為20至40°。通過使計示硬度為15°以上,能夠進一步提高研磨速率,并且能夠進一步提高研磨加工后的被研磨物的被研磨面的整體平坦性,通過為40°以下,能夠進一步減少被研磨物的微小缺陷。計示硬度(A型)為25℃時的硬度,并可按照日本工業規格(JIS K 6253)來測定。更詳細而言,對尺寸為30mm×30mm的試樣,按照JIS K 7311使用肖氏A硬度計進行測定。
對于研磨層110,可在其研磨面P形成槽(未圖示。)。通過形成槽,能夠更加有效且可靠地將磨粒供給至研磨面P上、或從研磨面P上排出,由此能夠進一步提高研磨速率。另外,通過形成槽,能夠更加可靠地排出研磨加工時產生的研磨屑,由此能夠進一步減少擦傷、微小缺陷。作為槽的平面形狀,可舉出例如螺旋狀、同心圓狀、放射狀及格子狀,也可以是將它們之中的2種以上組合而成的形狀。另外,槽的剖面形狀也可以是V字狀,或者也可以是矩形狀、U字狀或半圓狀。對于槽,可通過通常的切削加工等容易地形成期望的圖案及形狀。
(中間層)
中間層120為用于進一步提高研磨層110對被研磨物的追隨性、特別是比較小的區域中的追隨性而設置的層。中間層120為具有基體122和存在于該基體122之間的多個孔124a的層,且為利用所謂的濕式成膜法而形成的層。從將后述的變形量D限制在期望的數值范圍內的觀點考慮,中間層120優選利用濕式成膜法而形成的層,但中間層120的形成方法不限于此。
當中間層120為利用濕式成膜法而形成時,中間層120的研磨層110側或硬質層130側的任意側可具有形成有多個致密的微孔124b的皮層區域。圖1中,研磨層110側具有皮層區域。皮層的表面具有微觀平坦性。對孔124a及微孔124b的立體形狀沒有特別限定,可以是大致球狀、縱長的(即中間層120的厚度方向上長)錐體狀及紡錘形狀中的任1種以上。從進一步提高研磨層110對被研磨物的追隨性的觀點考慮,孔124a及微孔124b的立體形狀優選為圖示那樣的縱長的錐體狀及紡錘形狀。
另外,孔124a及微孔124b的至少一部分可具有開孔。此外,通過對中間層120進行拋光等來實現其厚度的均勻化,由此能夠進一步提高研磨層110的追隨性。可通過利用掃描型電子顯微鏡對將中間層120切剖而呈現的剖面進行觀察來確認孔124a及微孔124b的形成。這里,所謂“拋光”是指為了消除在將層進行成膜時所形成的厚度不均、為了將層調整為目標厚度,而將該層的表面進行研削。
中間層120優選為在基體122中最多地含有基體樹脂的組成。例如,關于中間層120,相對于其總量,可以含有70至100質量%的基體樹脂。關于中間層120,相對于其總量,更優選含有70至90質量%的基體樹脂,進一步優選含有75至90質量%。
作為基體樹脂,可舉出例如聚氨酯樹脂、聚砜樹脂及聚酰亞胺樹脂。它們可單獨使用1種或組合使用2種以上,也可以是在以往的研磨墊的樹脂片材部分中使用的樹脂。其中,從更有效且可靠地實現本發明的目的的觀點考慮,優選聚氨酯樹脂,優選在基體樹脂中含有50質量%以上的聚氨酯樹脂,更優選含有80質量%以上,進一步優選含有90質量%以上,特別優選含有95質量%以上。
作為聚氨酯樹脂,可舉出例如聚酯系聚氨酯樹脂、聚醚系聚氨酯樹脂、聚酯-醚系聚氨酯樹脂及聚碳酸酯系聚氨酯樹脂,它們可單獨使用1種或組合使用2種以上。其中,從耐水解性優異且更有效且可靠地實現本發明的目的的觀點考慮,優選聚醚系聚氨酯樹脂。
聚氨酯樹脂可利用常規方法合成,也可以購買市售品。作為市售品,例如,可舉出CRISVON(DIC株式會社制商品名)、SANPRENE(三洋化成工業株式會社制商品名)及RESAMINE(大日精化工業株式會社制商品名)。
聚砜樹脂可利用常規方法合成,也可以購買市售品。作為市售品,例如,可舉出UDEL(Solvay Advanced Polymers株式會社制商品名)。
聚酰亞胺樹脂可利用常規方法合成,也可以購買市售品。作為市售品,例如,可舉出AURUM(三井化學株式會社制商品名)。
中間層120中,除了含有基體樹脂以外,還可含有在研磨墊的研磨層中通常使用的材料,例如炭黑等顏料、成膜穩定劑及發泡形成劑的1種或2種以上。這些任意使用的材料可用于控制孔124a及微孔124b的大小、個數、形狀。此外,在不妨礙解決本發明的問題的范圍內,在中間層120的制造過程中使用的溶劑等各種材料可殘留在中間層120內。
構成中間層120的樹脂的100%模量優選為4至20MPa,更優選為5至18MPa,進一步優選為6至15MPa。通過使該100%模量為4MPa以上,可進一步良好地確保被研磨物的整體平坦性,通過為20MPa以下,能夠進一步提高研磨層110對被研磨物的追隨性,并且能夠進一步抑制被研磨物的微小缺陷。另外,從同樣的觀點考慮,構成中間層120的樹脂的100%模量優選為構成研磨層110的樹脂的100%模量以下,較優選小于構成研磨層110的樹脂的100%模量,進一步優選為比構成研磨層110的樹脂的100%模量小5MPa以上。
中間層120的變形量C大于研磨層110的變形量C。由此,由于中間層120能夠充分地輔助研磨層110對被研磨物的追隨性,因此能夠減少微小缺陷。需要說明的是,在本說明書中,各層的變形量C的大小按下述方式進行判斷。即,將研磨墊在其厚度方向(各層的層疊方向)上利用壓縮試驗機以1kgf/cm2的荷重在整體上壓縮時,利用顯微鏡等對研磨墊可具有的各層的壓縮前后的剖面進行拍攝,由該圖像的測長來測定厚度,從而得出壓縮前后各層的厚度之差作為變形量C。通過對此時的各層的變形量C進行比較,可判斷變形量C的大小。
從與變形量C的大小關系同樣的觀點考慮,中間層120的變形量D優選大于研磨層110的變形量D。另外,該變形量D優選為20至300μm,更優選為30至250μm。通過使變形量D為20μm以上,能夠進一步提高研磨層110的追隨性,進一步抑制被研磨物的微小缺陷,通過為300μm以下,能夠進一步提高被研磨物的被研磨面的整體平坦性。從同樣的觀點考慮,中間層120的變形量D與研磨層110的變形量D之差優選為5至100μm。
中間層120的厚度優選為0.20至0.60mm,更優選為0.30至0.50mm,進一步優選為0.35至0.45mm。通過使厚度為0.20mm以上,能夠進一步抑制被研磨物的微小缺陷,通過為0.60mm以下,能夠更加有效且可靠地防止由研磨加工導致的在被研磨物中產生外周塌邊。從同樣的觀點考慮,中間層120的厚度優選為研磨層110的厚度以下,更優選為比研磨層110的厚度薄,進一步優選為比研磨層110的厚度薄0.10μm以上的厚度。
對于中間層120,變形量D相對于厚度的比例優選為0.033至1.5,更優選為0.060至0.83,進一步優選為0.067至0.71。通過使該比例為0.033以上,能夠進一步提高研磨層110的追隨性,進一步抑制被研磨物的微小缺陷,通過為1.5以下,能夠進一步提高被研磨物的被研磨面的整體平坦性。
中間層120的壓縮率優選為10至60%。另外,中間層120的壓縮率優選為高于研磨層110的壓縮率。通過上述這種方式,能夠更加有效且可靠地獲得本實施方式的作用效果。另外,中間層120的壓縮彈性模量優選為60至100%,更優選為70至100%。另外,中間層120的壓縮彈性模量優選為研磨層110的壓縮彈性模量以上,更優選為高于研磨層110的壓縮彈性模量。通過上述這種方式,能夠進一步減少被研磨物的微小缺陷。
此外,中間層120的密度(體積密度)優選為0.13至0.33g/cm3,更優選為0.16至0.28g/cm3。另外,中間層120的密度優選為研磨層110的密度以上,更優選為高于研磨層110的密度。通過上述這種方式,能夠更加有效且可靠地獲得本實施方式的作用效果。
對于中間層120,其計示硬度(A型)優選為5至38°,更優選為10至35°。通過使計示硬度為5°以上,能夠進一步提高研磨速率,并且能夠進一步提高研磨加工后的被研磨物的被研磨面的整體平坦性,通過為38°以下,能夠進一步減少被研磨物的微小缺陷。從同樣的觀點考慮,中間層120的計示硬度(A型)優選為低于研磨層110的計示硬度(A型),更優選為比研磨層110的計示硬度(A型)低5°以上。
(硬質層)
硬質層130為用于維持研磨加工后的被研磨物的整體平坦性為高的水平而設置的層。硬質層130為4層(研磨層110、中間層120、硬質層130及緩沖層140)之中變形量C最小的層,作為構成其的材料,可舉出例如聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂、氯乙烯樹脂及聚乙烯樹脂等硬質的樹脂、金屬氧化物等陶瓷、玻璃、環氧玻璃鋼(glass epoxy)等FRP及金屬等。另外,構成硬質層130的材料優選為硬質層130的厚度均勻性高、粘接面的平滑性高的材料,從上述觀點考慮,構成硬質層130的材料優選含有選自由聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂、氯乙烯樹脂及聚乙烯樹脂組成的組中的至少1種樹脂,更優選含有聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂。
硬質層130的變形量C小于研磨層110的變形量C。由此,能夠維持研磨加工后的被研磨物的整體平坦性為高的水平。從同樣的觀點考慮,硬質層130的變形量D優選為小于研磨層110的變形量D。為了維持諸如被研磨物的整體平坦性及外周塌邊的表面平坦性為更高的水平,該變形量D優選為10μm以下,更優選為6.0μm以下。對硬質層130的變形量D的下限沒有特別限定,例如,變形量D可為0.0μm以上,也可以為1.0μm以上。
硬質層130的厚度優選為0.10至0.50mm,更優選為0.15至0.40mm。通過使厚度為0.10mm以上,能夠維持諸如被研磨物的整體平坦性及外周塌邊的表面平坦性為更高的水平,通過為0.50mm以下,能夠抑制研磨墊100的制造成本。從同樣的觀點考慮,硬質層130的厚度優選為中間層120的厚度以下,更優選為比中間層120的厚度薄,進一步優選為比中間層120的厚度薄0.10mm以上的厚度。
對于硬質層130,變形量D相對于厚度的比例優選為0至0.10,更優選為0.0025至0.040。通過使該比例為0.040以下,能夠維持諸如被研磨物的整體平坦性及防止外周塌邊的表面平坦性為更高的水平。
從進一步提高諸如被研磨物的整體平坦性及外周塌邊的表面平坦性的觀點考慮,硬質層130的壓縮率優選小于研磨層110及中間層120的壓縮率,具體而言優選為5.0%以下,更優選為3.0%以下。硬質層130的壓縮率的下限沒有特別限定,例如,壓縮率可為0.0%以上,也可以為0.5%。
從進一步提高諸如被研磨物的整體平坦性及外周塌邊的表面平坦性的觀點考慮,對于硬質層130,其計示硬度(A型)優選為比研磨層110及中間層120的計示硬度(A型)大,具體而言優選為50°以上,更優選為70°以上。對硬質層130的計示硬度的上限沒有特別限定,例如,計示硬度可以為100°。
(緩沖層)
緩沖層140為用于通過進一步提高研磨層110對被研磨物的追隨性、特別是較大區域的追隨性,來進一步提高研磨加工后的被研磨物的整體平坦性而設置的層。中間層120提高較小區域的追隨性,與此相對,緩沖層140提高較大區域的追隨性,認為這是由于,與中間層120相比,緩沖層140被設置在距離研磨層110更遠的位置,以及在緩沖層140和研磨層110之間設置有變形量C最小的硬質層130。但是,其主要原因不限于此。
緩沖層140具有基體142、和存在于該基體142之間的多個孔144a,并且利用所謂的濕式成膜法形成。從將后述的變形量D限制在期望的數值范圍內的觀點考慮,緩沖層140優選為利用濕式成膜法形成的緩沖層,但緩沖層140的形成方法不限于此。
在緩沖層140為利用濕式成膜法而形成的情況下,在緩沖層140的硬質層130側或與其相對的一側的任意側上可具有形成有多個致密的微孔144b的皮層區域。圖1中在硬質層130側具有皮層區域。皮層區域的表面具有開孔。孔144a及微孔144b的立體形狀沒有特別限定,可以為大致球狀、縱長的(即緩沖層140的厚度方向上長)錐體狀及紡錘形狀中的任1種以上。從進一步提高研磨層110對被研磨物的追隨性的觀點考慮,孔144a及微孔144b的立體形狀優選為圖示那樣的縱長的錐體狀及紡錘形狀。
另外,孔144a及微孔144b的至少一部分可以具有穿通緩沖層140的至少一者的表面的開孔。此外,通過對緩沖層140進行拋光等來實現其厚度的進一步均勻化,由此能夠進一步有效地實現由緩沖層140帶來的提高整體平坦性的效果。可通過利用掃描型電子顯微鏡對將緩沖層140切剖而呈現的剖面進行觀察來確認孔144a及微孔144b的形成。
緩沖層140優選為在基體142中最多地含有基體樹脂的組成。例如,關于緩沖層140,相對于其總量,可以含有70至100質量%的基體樹脂。關于緩沖層140,相對于其總量,更優選含有70至90質量%的基體樹脂,進一步優選含有75至90質量%。
作為基體樹脂,可舉出例如聚氨酯樹脂、聚砜樹脂及聚酰亞胺樹脂。它們可單獨使用1種或組合使用2種以上,也可以是在以往的研磨墊的樹脂片材部分中使用的樹脂。其中,從更有效且可靠地實現本發明的目的的觀點考慮,優選聚氨酯樹脂,優選在基體樹脂中含有50質量%以上的聚氨酯樹脂,更優選含有80質量%以上,進一步優選含有90質量%以上,特別優選含有95質量%以上。
作為聚氨酯樹脂,可舉出例如聚酯系聚氨酯樹脂、聚醚系聚氨酯樹脂、聚酯-醚系聚氨酯樹脂及聚碳酸酯系聚氨酯樹脂,它們可單獨使用1種或組合使用2種以上。其中,從孔的控制及機械特性更加優異的觀點考慮,優選聚酯系聚氨酯樹脂。
聚氨酯樹脂可利用常規方法合成,也可以購買市售品。作為市售品,例如,可舉出CRISVON(DIC株式會社制商品名)、SANPRENE(三洋化成工業株式會社制商品名)及RESAMINE(大日精化工業株式會社制商品名)。
聚砜樹脂可利用常規方法合成,也可以購買市售品。作為市售品,例如,可舉出UDEL(Solvay Advanced Polymers株式會社制商品名)。
聚酰亞胺樹脂可利用常規方法合成,也可以購買市售品。作為市售品,例如,可舉出AURUM(三井化學株式會社制商品名)。
除基體樹脂以外,緩沖層140還可含有在研磨墊的研磨層中通常使用的材料,例如炭黑等顏料、成膜穩定劑及發泡形成劑的1種或2種以上。這些任意使用的材料可用于控制孔144a及微孔144b的大小、個數、形狀。此外,在不妨礙解決本發明的問題的范圍內,在緩沖層140的制造過程中使用的溶劑等各種材料可殘留在緩沖層140內。
構成緩沖層140的樹脂的100%模量優選為3至20MPa,更優選為6至20MPa。通過使該100%模量為3MPa以上,可通過緩沖層140來減輕研磨層110向被研磨物的外周塌邊,通過為20MPa以下,可通過緩沖層140而進一步提高研磨層110對被研磨物的追隨性、提高整體平坦性,進一步減少微小缺陷。另外,從同樣的觀點考慮,構成緩沖層140的樹脂的100%模量優選為構成研磨層110及中間層120的樹脂的100%模量以下,更優選為小于構成研磨層110及中間層120的樹脂的100%模量。
緩沖層140的變形量C大于中間層120的變形量C。由此,能夠進一步提高研磨層110對被研磨物的追隨性、特別是較大區域的追隨性,并且可進一步提高研磨加工后的被研磨物的整體平坦性。從同樣的觀點考慮,緩沖層140的變形量D優選為大于中間層120的變形量D。該變形量D優選為55至650μm,更優選為100至600μm,進一步優選為300至550μm。通過將變形量D限制在該范圍內,能夠進一步提高研磨層110的追隨性、進一步提高被研磨面的整體平坦性。從同樣的觀點考慮,緩沖層140的變形量D和中間層120的變形量D之差優選為200至300μm。
緩沖層140的厚度優選為0.40至1.3mm,更優選為0.50至1.0mm。通過厚度為0.40mm以上,能夠進一步抑制被研磨物的微小缺陷,通過為1.3mm以下、更優選通過為1.0mm以下,能夠更加有效且可靠地防止由于研磨加工而導致在被研磨物中發生下垂(roll off)(外周塌邊)。從同樣的觀點考慮,緩沖層140的厚度優選為研磨層110的厚度以上,更優選為比研磨層110的厚度厚,進一步優選為比研磨層110的厚度厚0.20mm以上。
對于緩沖層140,變形量D相對于厚度的比例優選為0.042至1.6,更優選為0.10至1.2,進一步優選為0.30至1.1,特別優選為0.35至0.58,極其優選為0.40至0.50。通過該比例在上述范圍內,能夠進一步提高研磨層110的追隨性,進一步提高被研磨面的整體平坦性。
緩沖層140的壓縮率優選為5至60%,更優選為20至55%,進一步優選為30至50%。若壓縮率為5%以上,則更有效地獲得由緩沖層帶來的緩沖效果,因此能夠進一步抑制研磨痕跡的產生,并且能夠緩和由研磨平臺所具有的應變帶來的影響,因此整體平坦性變得更為良好。另外,若壓縮率為60%以下,則能夠進一步抑制外周塌邊。此外,緩沖層140的壓縮率優選高于研磨層110的壓縮率。由此,能夠更加有效且可靠地獲得本實施方式的作用效果。另外,緩沖層140的壓縮彈性模量優選為85至100%,更優選為90至100%,進一步優選為95至100%。另外,緩沖層140的壓縮彈性模量優選為研磨層110的壓縮彈性模量以上,更優選為高于研磨層110的壓縮彈性模量。通過上述這種方式,能夠進一步提高被研磨物的整體平坦性。
此外,緩沖層140的密度(體積密度)優選為0.13至0.50g/cm3,更優選為0.15至0.30g/cm3。另外,緩沖層140的密度優選為研磨層110的密度以上,更優選為高于研磨層110的密度。通過上述這種方式,能夠更加有效且可靠地獲得本實施方式的作用效果。
關于緩沖層140,其計示硬度(A型)優選為3至38°,更優選為5至31°。通過使計示硬度為上述范圍內,能夠更加有效且可靠地獲得由緩沖層140帶來的提高被研磨物的整體平坦性的效果。從同樣的觀點考慮,緩沖層140的計示硬度(A型)優選為低于研磨層110的計示硬度(A型),更優選為比研磨層110的計示硬度(A型)低10°以上。
上述各層可利用常規方法而彼此接合或粘接,例如,可使用具有粘合劑的兩面膠等將彼此接合或粘接。或者,在構成各層的材料自身具有粘接性、粘合性的情況下,可以通過使各層彼此直接接觸,來進行接合或粘接,另外還可使用與構成各層的材料相同的材料進行接合或粘接。
根據本實施方式的研磨墊100,構成研磨層110的樹脂的100%模量為8至25MPa,在研磨層110的與研磨面P相對的一側上自靠近研磨層110的一方起依次層疊有變形量C大于研磨層110的變形量C的中間層120、變形量C小于研磨層110的變形量C的硬質層130、和變形量C大于中間層120的變形量C的緩沖層140。由此,特別是通過具有硬質層130和緩沖層140,能夠避免對被研磨物的局部的擠壓,另外,特別是通過具有中間層120,研磨層110的較小的區域對被研磨物的追隨性變得良好。此外,再加上構成研磨層110的樹脂的100%模量為8至25MPa,本實施方式的研磨墊100能夠充分抑制被研磨物的微小缺陷,并且可獲得被研磨物的表面的優異的整體平坦性,并可確保高的研磨速率。
根據本實施方式的研磨墊100,研磨層110和中間層120的總厚度(這些層疊體的厚度)優選為0.40mm以上1.3mm以下,更優選為0.70mm以上1.0mm以下。通過使研磨層110和中間層120的層疊體的厚度為0.40mm以上,能夠進一步抑制被研磨物的微小缺陷,通過為1.3mm以下,能夠更加有效且可靠地防止由研磨加工而導致的在被研磨物中發生下垂(外周塌邊)。
下面,對本實施方式的研磨墊100的制造方法進行說明。但是,制造方法不限于此。研磨墊100的制造方法包括相對于研磨層110、在與研磨面P相對的一側上自靠近研磨層110一方起依次層疊中間層120、硬質層130和緩沖層140的工序。研磨墊100的制造方法可包括準備用于形成研磨層110的片材(以下,稱為“第1片材”。)、用于形成中間層120的片材(以下,稱為“第2片材”。)、用于形成硬質層130的片材(以下,稱為“第3片材”)、和用于形成緩沖層140的片材(以下,稱為“第4片材”。)的工序。
第1片材、第2片材及第4片材分別可按照例如下述方式進行制作。即,上述片材可利用所謂的濕式成膜法形成,具體而言,包括:調配包含樹脂、溶劑和根據需要的其他材料的樹脂溶液的工序(樹脂溶液調配工序),將樹脂溶液涂布于成膜用基材的表面的工序(涂布工序),使樹脂溶液中的樹脂凝固再生從而形成前體片材的工序(凝固再生工序),和將溶劑從前體片材除去從而得到片材的工序(溶劑除去工序),和根據需要的、將片材通過拋光處理(拋光)或切片處理而進行研削及/或一部分除去的工序(研削·除去工序)。以下,對各工序進行說明。
首先,在樹脂溶液調配工序中,將上述的聚氨酯樹脂等樹脂、和可溶解該樹脂且與后述的凝固液混合的溶劑、以及根據需要在片材中所含的其他材料混合,進一步根據需要在減壓下進行脫泡從而調配樹脂溶液。作為溶劑,沒有特別限定,可舉出例如N,N-二甲基甲酰胺(以下,稱為“DMF”)及N,N-二甲基乙酰胺。對相對于樹脂溶液總量而言的樹脂的含量沒有特別限定,可以為例如10至50質量%的范圍,也可以為15至35質量%的范圍。
接著,涂布工序中,將樹脂溶液優選在常溫下使用刮刀涂布機等涂布裝置涂布在帶狀的成膜用基材上從而形成涂膜。此時涂布的樹脂溶液的厚度以最終得到的各片材的厚度成為期望的厚度的方式適當進行調整即可。作為成膜用基材的材質,可舉出例如PET膜等樹脂膜、布帛及無紡布。其中,優選難以浸透液體的PET膜等樹脂膜。
接著,凝固再生工序中,將在成膜用基材上涂布的樹脂溶液的涂膜連續地引導至以樹脂的貧溶劑(例如聚氨酯樹脂DMF溶液的情況下為水)為主成分的凝固液中。為了調整樹脂的再生速度,在凝固液中,也可以添加樹脂溶液中的溶劑以外的極性溶劑等有機溶劑。另外,關于凝固液的溫度,只要是能夠使樹脂凝固的溫度即可,沒有特別限制,例如,可以為15至65℃。凝固液中,首先,在樹脂溶液的涂膜與凝固液的界面形成皮膜(皮層),在皮膜附近的樹脂中形成無數致密的微孔(例如,研磨層110中的微孔114b)。其后,通過樹脂溶液中所含的溶劑向凝固液中的擴散、和貧溶劑向樹脂中的浸入的協同現象,具有連續氣泡結構的樹脂得以進行再生。此時,若成膜用基材為難以浸透液體的基材(例如PET膜),則由于凝固液不向該基材浸透,因此樹脂溶液中的溶劑和貧溶劑的置換優先在皮層附近發生,在與皮層附近相比更靠近其內側的區域一方有形成更大的孔(例如,研磨層110的孔114a)的傾向。由此,在成膜用基材上形成前體片材。
接著,溶劑除去工序中,除去殘留在所形成的前體片材中的溶劑從而得到片材。對于溶劑的除去而言,可使用以往已知的清洗液。另外,根據需要,可將除去了溶劑之后的片材進行干燥。對于片材的干燥而言,例如,可使用具有在內部有熱源的圓筒的圓筒干燥機,但干燥方法不限于此。在使用圓筒干燥機時,前體片材沿圓筒的周面而通過,從而進行干燥。此外,可以將所得的片材卷繞成卷狀。
接著,研削·除去工序中,將片材的兩面之中的至少一者通過拋光處理或切片處理而進行研削及/或部分除去。通過拋光處理、切片處理,可實現片材的厚度的均勻化,可使片材的表面更加平坦,因此能夠使相對于被研磨物的擠壓力進一步均等化,能夠進一步抑制被研磨物的微小缺陷并且進一步提高被研磨物的整體平坦性。由此,得到第1片材、第2片材及第4片材。
另一方面,作為第3片材,可使用通過購買市售品、或者利用常規方法合成而獲得的、由在硬質層130的說明中所記載的材料構成的膜或片材那些。
接著,通過將準備的各片材按上述的順序進行貼合,可得到相對于研磨層110,在與研磨面P相對的一側上自靠近研磨層110的一方起依次層疊中間層120、硬質層130和緩沖層140而成的本實施方式的研磨墊100。需要說明的是,對于各片材的貼合,可使用粘接劑、粘合劑、具有它們的兩面膠等。作為粘接劑,可使用與構成上述各片材的材料相同的材料。
使用本實施方式的研磨墊100的研磨方法包括使用所得的研磨墊100對被研磨物進行研磨的工序。以下說明其具體例之一。首先,在單面研磨機的保持平臺上保持被研磨物。接著,在以與保持平臺相對的方式配置的研磨平臺上安裝研磨墊100。然后,向被研磨物和研磨墊100之間供給包含磨粒(研磨粒子)的漿料(研磨漿料),并且通過規定的研磨壓力將被研磨物向研磨墊100的一方擠壓,同時使研磨平臺或者保持平臺旋轉,由此通過化學機械研磨來研磨被研磨物。
作為本實施方式的研磨墊100的用途,可舉出例如半導體、半導體器件用硅晶片、各種記錄用盤的襯底、液晶顯示器用玻璃襯底的材料。其中,從作為減少了微小缺陷、而在將來變得有用的觀點考慮,優選半導體器件用途等的硅晶片。
以上,對本實施方式詳細地進行了說明,但本發明不限于上述本實施方式。例如,本發明的其他實施方式的研磨墊可以是圖2所示的研磨墊。圖2為示意性示出本實施方式的研磨墊的另一例的剖面圖。該研磨墊200除了用緩沖層240代替緩沖層140以外,具有與上述的研磨墊100同樣的構成。緩沖層240與緩沖層140的區別在于,在緩沖層140中,皮層區域位于硬質層130側,而在緩沖層240中,皮層區域位于與硬質層130相對的一側;以及,相較于拋光面為皮層區域的緩沖層140而言,緩沖層240中拋光面為與皮層相對的一側的面。通過具有這種拋光面,可調整變形量、壓縮率、硬度等。另外,研磨墊200具有緩沖層240,由此相對高密度的皮層區域得以保留,而皮層區域的相對側的相對低密度的區域由于拋光而被除去。通過第4片材的拋光,能夠進一步降低緩沖層的厚度不均,因此優選對與皮層區域相對的一側的相對低密度的區域進行拋光。由此,緩沖層成為殘留有相對高密度的皮層區域的緩沖層,因此能夠進一步減輕緩沖層的厚度不均。作為緩沖層,通過使用厚度不均小的、平坦性高的緩沖層,能夠進一步減輕研磨荷重的局部的不均,能夠進一步抑制研磨痕跡,因此特別優選。
另外,關于研磨層110、中間層120及緩沖層140,在上述本實施方式中是利用所謂的濕式成膜法而形成的層,但也可以是利用干式成型法形成的層,還可以是任1層為利用濕式成膜法形成的層,其他層為利用干式成型法形成的層。
此外,關于本發明的研磨墊,除了上述的各層以外,也可包括以往的研磨墊所具有的其他構件。但是,從能夠更加有效且可靠地獲得本發明的作用效果的觀點考慮,更優選的是,研磨層110、中間層120、硬質層130及緩沖層140按此順序層疊,并且在上述各層之間不具有除用于各層間的接合或粘接的粘接劑等以外的其他構件。因而,當研磨墊具備其他構件時,該其他構件優選被設置在緩沖層140的與硬質層130相對的一側。
實施例
以下,通過實施例對本發明進一步進行詳細說明,但本發明不限于這些實施例。需要說明的是,各層的壓縮率及壓縮彈性模量按下述方式測定,樹脂的100%模量、各層的密度、計示硬度及變形量C及變形量D按上述方式測定。
(壓縮率及壓縮彈性模量的測定)
各層的壓縮率及壓縮彈性模量按照JIS-L 1021-6,使用肖伯爾式(schopper type)厚度測定器(加壓面:直徑1cm的圓形)求出。具體而言,在室溫下,測定自無荷重的狀態施加初荷重30秒后的厚度t0,接著,自厚度t0的狀態施加最終壓力,測定在該狀態下放置1分鐘后的厚度t1。進一步自厚度t1的狀態解除全部荷重,放置1分鐘后,測定再次施加初荷重30秒后的厚度t0’。由上述這些,通過下述式算出壓縮率及壓縮彈性模量:
壓縮率(%)=(t0-t1)/t0×100
壓縮彈性模量(%)=(t0’-t1)/(t0-t1)×100
此時,初荷重設為100g/cm2,最終壓力設為1120g/cm2。
(實施例1)
首先,向由25℃的100%模量為10MPa的聚醚系MDI系的聚氨酯樹脂(PU)30質量份和DMF70質量份形成的溶液中,分別添加DMF60質量份、炭黑2.5質量份、成膜穩定劑(數均分子量2000的3官能的聚丙二醇;相對于聚氨酯樹脂100質量%為1質量%)、及發泡形成劑(二辛基磺基琥珀酸(dioctyl sulfosuccinic acid);相對于聚氨酯樹脂100質量%為1質量%)并混合攪拌,從而得到樹脂溶液。使用B型旋轉粘度計(東機產業株式會社制,商品名“TVB-10型”)對其25℃的粘度進行測定,結果為50dPa·s(5000cP)。
接著,作為成膜用基材,準備帶狀的PET膜。使用刮刀涂布機將上述樹脂溶液涂布在該成膜用基材的涂布面上,從而得到涂膜。接著,將所得的涂膜浸漬在由作為凝固液的水形成的室溫的凝固浴中,使樹脂凝固再生從而得到前體片材。將前體片材從凝固浴中取出,將前體片材從成膜用基材剝離之后,浸漬于由水形成的70℃的清洗液(脫溶劑浴),于120℃將前體片材干燥,從而得到樹脂片材。接著,對樹脂片材的皮層區域側的表面進行拋光處理,從而得到用于形成厚度0.47mm、計示硬度(A型)為53°的研磨層的第1片材。第1片材(即研磨層)的密度、壓縮率、壓縮彈性模量及變形量D如表1所示。
接著,作為聚氨酯樹脂使用25℃的100%模量為10MPa的聚醚系MDI系的聚氨酯樹脂,使厚度、密度、壓縮率、壓縮彈性模量及計示硬度為表1所示,不進行拋光處理,除此之外,與第1片材同樣地操作,得到第2片材(即中間層)。另外,作為聚氨酯樹脂使用25℃的100%模量為6MPa的聚酯系MDI系的聚氨酯樹脂,使厚度、密度、壓縮率、壓縮彈性模量及計示硬度為表1所示,除此之外,與第1片材同樣地操作,得到第4片材(即緩沖層)。進而,準備具有表1所示厚度的PET片材作為第3片材(即硬質層)。
接著,在第1片材的沒有進行拋光處理的面側上,使用與第1片材的制作中所用的聚氨酯樹脂為同系統的聚氨酯樹脂貼合第2片材。接著,在第2片材的與貼合有第1片材的一側相對的一側的面上,利用粘接劑(環氧系樹脂)貼合第3片材。進而,在第3片材的與貼合有第2片材的一側相對的一側的面上,使用壓敏性兩面膠貼合第4片材的進行了拋光處理的一側的面。然后,在第4片材的沒有進行拋光處理的一側的面上貼合具有剝離紙的兩面膠,從而得到研磨墊。
對所得的研磨墊測定各層的變形量C,結果為與變形量D同樣的大小關系。
(實施例2至10,比較例1至6)
除了將各片材(各層)按表1所示那樣進行變更以外,與實施例1同樣地操作,得到研磨墊。需要說明的是,在實施例6及8中,在樹脂片材的與皮層區域側相對的一側的表面上進行第4片材的拋光處理,將進行了該拋光處理的一側的面貼合于第3片材。另外,實施例8中,在得到第1片材時,不使用成膜穩定劑,并且將發泡形成劑的添加量改為相對于聚氨酯樹脂100%為0.5質量%。此外,比較例1中,不準備第2片材(即中間層)及第3片材(即硬質層),利用粘接劑貼合第1片材和作為第4片材的無紡布,在比較例2中,不準備第2片材(中間層),利用粘接劑貼合第1片材和第3片材。
對所得的研磨墊測定各層的變形量C,結果為與變形量D同樣的大小關系。
(研磨加工評價)
使用所得的研磨墊,作為被研磨物使用300mmφ硅晶片,在下述的條件下進行研磨加工。
·研磨機:岡本制作所公司制,制品名“PNX332B”
·研磨荷重:100g/cm2
·平臺旋轉數:30rpm
·頭旋轉數:30rpm
·漿料流量:1L/min
需要說明的是,作為研磨漿料,使用株式會社Fujimi Incorporated制的制品名“FGL3900RS”。研磨結束后,使用低蝕刻條件的單片清洗機(日語為“枚葉洗凈機”)清洗被研磨物。清洗條件設定為使得SP3的霧度水平不超過0.08ppm的蝕刻除去量(日文為“エツチング取代”)。
“研磨速率”通過ADE公司制靜電容量型平面性測定裝置(制品名,“AFS”)進行評價。具體而言,首先,準備通過使用HF的清洗而除去了氧化膜的硅晶片,通過為通常的10倍的研磨時間,依次研磨25片硅晶片,由研磨前后的平均厚度計算平均除去量,求出25片硅晶片各自的平均研磨速率。基于比較例1的研磨速率,將研磨速率的降低小于10%的情況判定為“A”,將10%以上的情況判定為“B”。結果示于表1和表2。
另外,“表面平坦性“通過KLA TENCOR公司制光干涉式平面性測定裝置(制品名,“Wafersight”)進行評價。具體而言,首先,對通過使用HF的清洗而除去了氧化膜的16片硅晶片僅實施精細研磨。從該研磨前后的平面性測定結果計算ΔGBIR和ΔESFQR的平均值,將ΔGBIR作為平坦性的判斷指標,將ΔESFQR作為外周塌邊的判斷指標。需要說明的是,GBIR在EE(Edge Exclusion(周邊以外的范圍))2mm、ESFQR在EE 1mm(角度5°,長度10mm)的條件下進行測定。在相對于研磨前的GBIR而言ΔGBIR為10%以下且相對于研磨前的ESFQR而言ΔESFQR為20%以下的情況下,將表面平坦性判定為“A”,在相對于研磨前的GBIR而言ΔGBIR為10%以下,并且相對于研磨前的ESFQR而言ΔESFQR大于20%的情況下,將表面平坦性判定為“B”,當相對于研磨前的GBIR而言ΔGBIR大于10%的情況下,將表面平坦性判定為“C”。
“研磨痕跡的評價”通過KLA TENCOR公司制晶片表面檢查裝置(制品名,“Surfscan SP3”)進行評價。具體而言,對研磨加工后的被研磨物,基于將以18nm作為顆粒尺寸而測定的顆粒數除以以26nm作為顆粒尺寸而測定的顆粒數而得的結果(以下,稱為“顆粒增加量”)進行評價。顆粒增加量為300倍以上的情況,或者超出檢測限的情況下,顆粒多,判定為“C”,在100倍以上且小于300倍的情況下,顆粒稍少判定為“B”,在50倍以上且小于100倍的情況下,顆粒少、判定為“A”,在20倍以上且小于50倍的情況下,顆粒微少、判定為“AA”,在小于20倍的情況下,顆粒極少、判定為“AAA”。結果示于表1及2。另外,對于實施例6、實施例8、比較例1及比較例4,將使用上述的晶片表面檢查裝置時所能觀察到的、被研磨物表面的微小缺陷的圖像示于圖3。
[表1]
[表2]
本申請基于2014年5月21日提出申請的日本專利申請(特愿2014-105711),將該申請的全部內容作為參照并入本文。
產業上的可利用性
根據本發明,可提供下述研磨墊等,該研磨墊能夠實現高研磨速率,并且對于研磨后的被研磨物而言,能夠充分減少通過可測定26nm以下的顆粒尺寸的缺陷的測定器所檢出的微小的缺陷,并且被研磨物表面的平坦性也優異,因此在上述技術領域中具有產業上的可利用性。
附圖標記說明
100,200…研磨墊,110…研磨層,120…中間層,130…硬質層,140,240…緩沖層。