本发明专利技术涉及一种研磨垫，所述研磨垫由研磨层与缓冲层的层合体形成，上述研磨层的微橡胶Ａ硬度在７５度以上，其厚度为０．８ｍｍ至３．０ｍｍ，上述缓冲层由无发泡弹性体形成，其厚度为０．０５ｍｍ至１．５ｍｍ，上述研磨层的表面上形成至少２种沟组，该２种沟组中的一种为第１沟组，另一种为第２沟组，上述第１沟组的各沟的沟宽为０．５ｍｍ至１．２ｍｍ，各沟的沟间距为７．５ｍｍ至５０ｍｍ，并且，上述第２沟组的各沟的沟宽为１．５ｍｍ至３ｍｍ，各沟的沟间距为２０ｍｍ至５０ｍｍ，并且，上述第１沟组的各沟及上述第２沟组的各沟在上述研磨层的侧面开口。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种研磨垫。本专利技术涉及一种在通过研磨将半导体衬底的表面平坦 化的工序或者在通过研磨将形成于半导体衬底上的绝缘层的表面或金属布线的表面平坦 化的工序中，优选用于该研磨的研磨垫。
技术介绍
以半导体存储器为代表的大规模集成电路(LSI)中，电路的高密度化逐年进 步。随着它的高密度化，半导体装置的层合数也在增加。随着半导体装置层合数的增 力口，以前不成为问题的由层合引起的半导体衬底主面的凹凸成为问题。因此，为了补充 由层合引起的凹凸导致的曝光时的焦点深度不足，或者为了通过通孔部的平坦化提高布 线密度，人们正在研究使用化学机械研磨(CMP Chemical Mechanical Polishing)技术对 半导体衬底进行平坦化。一般而言，化学机械研磨装置由保持作为被研磨物的半导体衬底的研磨头、用 于进行被研磨物的研磨处理的研磨垫、保持该研磨垫的研磨定盘构成。半导体衬底的研 磨处理，使用由研磨剂(磨粒)和药液形成的研磨浆液，使半导体衬底和研磨垫相对运 动，由此除去半导体衬底表面的层的突出部分，使半导体衬底表面的层平滑。作为化学机械研磨中使用的代表性的研磨垫，已知下述两种研磨垫在由具有 微细发泡结构(气泡直径约30μιη至50μιη)的硬质聚氨酯形成的研磨层上贴合缓冲层 而得到的二层结构的研磨垫，所述缓冲层由含浸有聚氨酯的无纺布、软质发泡聚氨酯等 形成(例如专利文献1)；或在上述研磨层上贴合由无发泡的弹性体形成的缓冲层而得到 的二层结构的研磨垫(例如专利文献2、专利文献3)。专利文献1 日本特开平6-21028号公报专利文献2 日本专利第3685066号公报专利文献3 日本专利第3924952号公报
技术实现思路
现有的二层结构的研磨垫中，使用含浸有聚氨酯的无纺布或软质发泡聚氨酯等 压缩弹性模量较低的发泡型缓冲层的层合垫存在下述问题，即平坦化特性不充分、或研 磨层随研磨的进行而变薄时平坦化特性下降。另外，现有的二层结构的研磨垫中，使 用压缩弹性模量较高的无发泡弹性体或高密度的发泡型缓冲层的层合垫存在下述问题， 艮口，虽然平坦化特性优异，但是使用设置在研磨层上的现有的沟形状时，不能稳定地研 磨，垫间的研磨特性差异较大。即，现有的研磨垫在研磨稳定性上存在问题，在平坦化特性和垫间的研磨特性 的差异方面不充分。本专利技术的目的在于提供一种研磨垫，所述研磨垫具有优异的研磨稳定性和平坦 化特性优选用于半导体衬底的平坦化工序或通过研磨将形成于半导体衬底上的绝缘层的表面或金属布线的 表面平坦化的工序，并且，所述研磨垫的垫间的研磨特性的差异较 小。本专利技术的研磨垫如下。一种研磨垫，由研磨层与缓冲层的层合体形成，(a)上述研磨层的微橡胶A硬度为75度以上，其厚度为0.8mm至3.0mm，(b)上述缓冲层由无发泡弹性体形成，其厚度为0.05mm至1.5mm，(c)在上述研磨层的表面，形成至少2种沟组，该2种沟组中的一种为第1沟 组，另一种为第2沟组，(d)上述第1沟组的各沟的沟宽为0.5mm至1.2mm，各沟的沟间距(groove pitch) 为 7.5mm 至 50mm,(e)上述第2沟组的各沟的沟宽为1.5mm至3mm，各沟的沟间距为20mm至 50mm,且(f)上述第1沟组的各沟及上述第2沟组的各沟在上述研磨层的侧面开口。本专利技术的研磨垫中，优选上述微橡胶A硬度为80度以上，上述缓冲层的厚度为 0.05mm 至 0.5mm。本专利技术的研磨垫中，优选上述缓冲层的拉伸弹性模量为15MPa至50MPa。本专利技术的研磨垫中，优选上述研磨层与上述缓冲层之间的剪切粘合力为3000gf/ (20 X 20mm2)以上。本专利技术的研磨垫中，优选形成上述第1沟组的沟排列成格子状，并且，形成上 述第2沟组的沟排列成格子状。进而，该研磨垫中，优选第1沟组及第2沟组的各沟排 列成直线状，且相互平行排列。本专利技术的研磨垫中，优选上述研磨层具有发泡结构，所述发泡结构含有乙烯类 化合物的聚合物和聚氨酯。本专利技术的研磨垫中，优选上述乙烯类化合物的聚合物与上述聚氨酯处于一体化 状态。此处，所谓乙烯类化合物的聚合物和聚氨酯处于一体化状态，是指乙烯类化合 物的聚合物的相与聚氨酯的相不以相互分离的状态存在。可确认该状态为下述状态， 艮口，使用光斑大小为50 μ m的显微红外分光装置观察研磨层所得的红外光谱，具有聚氨 酯的红外吸收光谱和乙烯类化合物的聚合物的红外吸收光谱，在整个研磨层中各处的红 外光谱大致相同。作为此处使用的显微红外分光装置，例如有SPETRA-TECH公司制的 IRy S。本专利技术的研磨垫中，优选上述乙烯类化合物的聚合物的含有比率为23重量％至66重量％。本专利技术的研磨垫中，优选上述乙烯类化合物为CH2 = CR1COOR2CR1 甲基、乙基；R2 甲基、乙基、丙基、丁基)。根据本专利技术，可以提供一种具有优异的研磨稳定性和平坦化特性、且垫间的研 磨特性的差异较小的研磨垫。具体实施例方式本专利技术的研磨垫由研磨层与缓冲层的层合体形成。该研磨层由微橡胶A硬度为75度以上的材料形成，其厚度为0.8mm至3.0mm。微橡胶A硬度是通过高分子计器(株)制微橡胶硬度计MD-I测定得到的硬度。 微橡胶硬度计MD-I能够测定用现有的硬度计难以测定的薄物品·小物品的样品硬度。 该硬度计被设计 制作成弹簧式橡胶硬度计(Dur0meter)A型的约1/5的缩小型。因此， 可以认为其测定值与用弹簧式橡胶硬度计A型测定的测定值相同。需要说明的是，由于 通常的研磨垫的研磨层或硬质层的厚度在5mm以下，过薄，所以不能用弹簧式橡胶硬度 计评价，但可以通过使用微橡胶硬度计MD-I进行评价。研磨层的微橡胶A硬度低于75度时，平坦化特性不充分。研磨层的厚度小于 0.8mm时，平坦化特性不充分。研磨层的厚度大于3.0mm时，面内均勻性变差。形成研磨层的材料没有特殊限定。作为上述材料，包括聚乙烯、聚丙烯、聚 酯、聚氨酯、聚脲、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚偏二氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸 酯、聚酰胺、聚缩醛、聚酰亚胺、环氧树脂、不饱和聚酯树脂、三聚氰胺树脂、酚醛树 月旨、ABS树脂、Bakelite、环氧树脂/纸、环氧树脂/纤维等各种层合板、FRP、天然橡 胶、Neoprene (注册商标)橡胶、氯丁二烯橡胶、丁二烯橡胶、丁苯橡胶、丙烯腈丁二烯 橡胶、乙丙橡胶、硅橡胶、氟橡胶等各种橡胶等。研磨层可以为发泡结构或无发泡结构。但是，从研磨速度、面内均勻性等研磨 特性良好，且灰尘、划痕等缺陷较少的方面考虑，优选为发泡结构。作为研磨层的发泡结构的形成方法，可以使用公知的方法。例如，可以举出下 述方法在单体或聚合物中配合各种发泡剂，然后通过加热等使其发泡的方法；在单体 或聚合物中分散中空微珠使其固化，使微珠部分成为独立气泡的方法；将熔融的聚合物 机械搅拌使其发泡，然后进行冷却固化的方法；使聚合物溶解在溶剂中，将得到的溶液 成膜为片状，然后浸渍在聚合物的不良溶剂中，并只提取溶剂的方法；将单体含浸在具 有发泡结构的片状高分子中，然后进行聚合固化的方法等。其中，从研磨层的发泡结构 的形成和气泡直径的控制较简便、且研磨层的制备也简便的方面考虑，优选将单体含浸 在具有发泡结构的片状高分子中，然后进行聚合固化的方法。形成本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种研磨垫，由研磨层与缓冲层的层合体形成， （ａ）所述研磨层的微橡胶Ａ硬度为７５度以上，其厚度为０．８ｍｍ至３．０ｍｍ， （ｂ）所述缓冲层由无发泡弹性体形成，其厚度为０．０５ｍｍ至１．５ｍｍ， （ｃ）所述研磨层的表面上形成至少２种沟组，所述２种沟组中的一种为第１沟组，另一种为第２沟组， （ｄ）所述第１沟组的各沟的沟宽为０．５ｍｍ至１．２ｍｍ，各沟的沟间距为７．５ｍｍ至５０ｍｍ， （ｅ）所述第２沟组的各沟的沟宽为１．５ｍｍ至３ｍｍ，各沟的沟间距为２０ｍｍ至５０ｍｍ，并且， （ｆ）所述第１沟组的各沟及所述第２沟组的各沟在所述研磨层的侧面开口。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：城邦恭，花本深雪，桥阪和彦，小林勉，山田淳生，
申请(专利权)人：东丽株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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