抛光垫
阅读：1029发布：2020-05-19
专利汇可以提供抛光垫专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 的目的在于提供在宽 波长 范围(特别是短波长侧)内光学检测 精度 优良、并且可以防止 抛光 区域和光透过区域之间浆料漏出的 抛光垫 。一种抛光垫，在由抛光区域和光透过区域构成的抛光层的单面上至少 层压 透明 支撑 膜 ，其特征在于，至少包含光透过区域和透明支撑膜的光学 检测区域 的光透过率在波长300～400nm的整个范围内为40％以上。，下面是抛光垫专利的具体信息内容。
1.一种抛光垫，在由抛光区域和光透过区域构成的抛光层的单面上至少层压透明支撑膜，其特征在于，至少包含光透过区域和透明支撑膜的光学检测区域的光透过率在波长
300～400nm的整个范围内为40％以上
作为光透过区域的主要原料的聚合物为聚氨酯树脂，所述聚氨酯树脂由异氰酸酯成分、高分子量多元醇、低分子量多元醇及增链剂形成，
所述异氰酸酯成分为选自由1，6-亚己基二异氰酸酯、4，4’-二环己基甲烷二异氰酸酯及异佛尔酮二异氰酸酯组成的组中的至少一种，
所述高分子量多元醇、低分子量多元醇和增链剂均不具有芳香环。
2.如权利要求1所述的抛光垫，其特征在于，作为构成光学检测区域的各部件的主要原料的聚合物的芳环浓度合计为2重量％以下。
3.如权利要求1所述的抛光垫，其中，作为透明支撑膜的主要原料的聚合物为选自由聚丙烯、聚乙烯、脂肪族聚酰胺、聚丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸甲酯和聚氯乙烯组成的组中的至少一种。
4.一种半导体器件制造方法，包括使用权利要求1～3中任一项所述的抛光垫对半导体晶片表面进行抛光的工序。
抛光垫
技术领域
[0001] 本发明涉及可以稳定且以高抛光效率进行反射镜等光学材料及硅晶片、硬盘用玻璃衬底、铝衬底以及一般的金属抛光加工等要求高度的表面平坦性的材料的平坦化加工的抛光垫的制造方法。通过本发明的制造方法得到的抛光垫，特别适合用于对硅晶片及其上形成了氧化物层、金属层等的器件在进一步层压和形成这些氧化物层和金属层之前进行平坦化的工序。
背景技术
[0002] 制造半导体装置时，进行在晶片表面形成导电膜，并通过进行光刻、蚀刻等形成布线层的工序、在布线层上形成层间绝缘膜的工序等，通过这些工序在晶片表面产生由金属等导电体及绝缘体构成的凹凸。近年来，为了实现半导体集成电路的高密度化，正在进行布线的微细化及多层布线化，但是，与此相伴，将晶片表面的凹凸平坦化的技术变得重要。
[0003] 作为将晶片表面的凹凸平坦化的方法，一般采用化学机械抛光(以下，称为CMP)。CMP是在将晶片的被抛光面压在抛光垫的抛光面上的状态下，使用磨粒分散的浆料状抛光剂(以下称为浆料)进行抛光的技术。CMP中一般使用的抛光装置，例如，如图1所示，具有用于支撑抛光垫1的抛光平台2、用于支撑被抛光材料(半导体晶片)4的支撑台(抛光头)5和用于进行晶片的均匀加压的衬材、及抛光剂的供给机构。抛光垫1，例如，通过双面胶带粘贴而安装在抛光平台2上。抛光平台2和支撑台5以使其分别支撑的抛光垫1与被抛光材料4相对的方式设置，并分别具有旋转轴6、7。另外，支撑台5一侧，设置了用于使被抛光材料4压在抛光垫1上的加压机构。
[0004] 进行CMP时存在晶片表面的平坦度判断的问题。即，需要检测达到所需的表面特性和表面状态的时刻。以往，关于氧化膜的膜厚和抛光速度等，定期处理试验晶片并确认结果后对成为产品的晶片进行抛光处理。
[0005] 但是，该方法中，处理试验晶片的时间和成本是浪费的，另外，预先完全未进行加工的试验晶片和产品晶片，抛光效果随CMP特有的加载效果而不同，如果产品晶片不尝试实际进行加工，则难以正确地预测加工结果。
[0006] 因此，最近，为了解决上述问题，希望在CMP工艺时可以就地检测得到希望的表面特性和厚度的时刻的方法。关于这样的检测，可以使用各种方法，但从测定精度及非接触测定的空间分辨率的观点考虑，光学检测方法正在成为主流。
[0008] 目前，作为光束，一般使用：使用在380～800nm具有波长光的卤灯的白光。
[0009] 这样的方法中，监测晶片表面层的厚度变化，由此获知近似于表面凹凸的深度，从而确定终点。在这样的厚度变化等于凹凸深度的时刻，使CMP工艺结束。另外，关于通过这样的光学方法检测抛光终点的方法及该方法中使用的抛光垫，提出了各种各样的方法及抛光垫。
[0010] 例如，公开了一种抛光垫，其至少一部分具有透过190nm～3500nm的波长光的固体且均质的透明聚合物片(专利文献1)。另外，公开了一种抛光垫，其中插入了带台阶的透明塞(专利文献2)。另外，公开了一种抛光垫，其具有与抛光面为同一面的透明塞(专利文献3)。
[0011] 如上所述，作为光束使用利用卤灯的白光等，使用白光的情况下可以使各种各样波长的光照射在晶片上，具有能得到多个晶片表面的轮廓的优点。使用该白光作为光束的情况下，需要在宽波长范围内提高检测精度。但是，以往的具有窗(光透过区域)的抛光垫，存在在短波长侧(紫外区域)的检测精度非常差，光学终点检测中产生误操作的问题。今后，在半导体制造的高集成化和超小型化中，预计集成电路的布线宽度会越来越小，此时需要高精度的光学终点检测，但是，以往的终点检测用窗，在宽波长范围(特别是短波长侧)内不具有能够充分满足的精度。
[0012] 另一方面，也提出了不使浆料从抛光区域与光透过区域的边界(接缝)漏出的方案(专利文献4、5)。另外，为了防止浆料漏出，公开了在上层垫和下层垫之间设置上下面涂布有粘合剂的透明膜的方法(专利文献6)。但是，短波长侧的检测精度差的上述问题没有完全解决。
[0013] 专利文献1：日本特表平11-512977号公报
[0014] 专利文献2：日本特开平9-7985号公报
[0015] 专利文献3：日本特开平10-83977号公报
[0016] 专利文献4：日本特开2001-291686号公报
[0017] 专利文献5：日本特表2003-510826号公报
[0018] 专利文献6：日本特开2003-68686号公报
发明内容
[0019] 本发明的目的在于提供在宽波长范围(特别是短波长侧)内光学检测精度优良、并且可以防止抛光区域和光透过区域之间浆料漏出的抛光垫。另外，本发明的目的在于提供包括使用该抛光垫抛光半导体晶片表面的工序的半导体器件制造方法。
[0020] 本发明人鉴于上述现状进行了广泛深入的研究，结果发现，通过下述的抛光垫可以解决上述问题。
[0021] 即，本发明涉及一种抛光垫，在由抛光区域和光透过区域构成的抛光层的单面上至少层压透明支撑膜，其特征在于，至少包含光透过区域和透明支撑膜的光学检测区域的光透过率在波长300～400nm的整个范围内中为40％以上。
[0022] 通过抛光垫的光学检测区域的光的强度衰减越少，越可以提高抛光终点的检测精度和膜厚的测定精度。因此，使用的测定光在波长下的光透过率程度决定抛光终点的检测精度和膜厚的测定精度，因此很重要。本发明的光学检测区域，特别是在短波长侧的光透过率衰减少，可以在宽波长范围内维持高检测精度。在此，光学检测区域是用于使从膜厚测定装置照射的光束及在晶片表面反射的光束透过的区域，至少包含光透过区域和透明支撑膜。
[0023] 上述一般可以使用的膜厚测定装置，使用在300～800nm附近具有发光波长的激光，因此特别是如果在短波长侧(300～400nm)的光学检测区域的光透过率为40％以上则可以得到高反射光，可以显著提高终点检测精度和膜厚检测精度。该短波长侧的光透过率优选为45％以上、更优选为50％以上。另外，本发明中的光透过率是光学检测区域的厚度为1mm时的值，或者换算为1mm厚度时的值。一般而言，光透过率根据Lambert-Beer定律随物体的厚度而变化。厚度越大，光透过率越低，因此需要计算固定厚度时的光透过率。
[0024] 本发明中，作为构成光学检测区域的各部件的主要原料的聚合物的芳环浓度合计优选为2重量％以下，更优选1重量％以下。通过使构成光学检测区域的各部件(光透过区域、透明支撑膜等)的主要原料聚合物的芳环浓度合计为2重量％以下，可以将波长300nm～400nm整个范围内的光学检测区域的光透过率调节至40％以上。在此，芳环浓度是指聚合物中芳环的重量比例。
[0025] 另外，作为光透过区域的主要原料的聚合物为聚氨酯树脂，该聚氨酯树脂的异氰酸酯成分，优选为选自由1，6-亚己基二异氰酸酯、4，4’-二环己基甲烷二异氰酸酯及异佛尔酮二异氰酸酯组成的组中的至少一种。包含上述异氰酸酯成分的聚氨酯树脂由于芳环浓度低而优选作为光透过区域的主要原料。
[0026] 另外，作为透明支撑膜的主要原料的聚合物，优选为选自由聚丙烯、聚乙烯、脂肪族聚酰胺、聚丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸甲酯和聚氯乙烯组成的组中的至少一种。上述聚合物由于不含芳环而优选作为透明支撑膜的主要原料。
[0027] 本发明中，光透过区域的形成材料优选为非发泡体。如果是非发泡体则可以抑制光的散射，因而可以检测准确的反射率，并且可以提高抛光的光学终点的检测精度。
[0028] 另外，优选在光透过区域的抛光侧表面不具有用于保持和更新抛光液的凹凸结构。光透过区域的抛光侧表面具有大的表面凹凸时，凹部留存含有磨粒等添加剂的浆料，引起光的散射和吸收，具有影响检测精度的倾向。另外，优选光透过区域的其它面侧表面也不具有大的表面凹凸。因为如果是大的表面凹凸，则容易引起光的散射，并且有可能影响检测精度。
[0029] 本发明中，优选抛光区域的形成材料为微小发泡体。
[0030] 另外，所述微小发泡体的平均气泡直径优选为70μm以下，进一步优选为50μm以下。平均气泡直径如果为70μm以下，则平面性(平坦性)良好。
[0031] 另外，所述微小发泡体的比重优选为0.5～1，更优选0.7～0.9。比重小于0.5时，抛光区域表面的强度下降，被抛光材料的平面性下降，当大于1时，抛光区域表面的微小气泡数减少，平面性良好，但是具有抛光速度减小的倾向。
[0032] 另外，所述微小发泡体的ASKER D硬度优选为40～70度，更优选为45～60度。ASKER D硬度小于40度时，被抛光材料的平面性下降，当大于70度时，平面性良好，但是具有被抛光材料的均匀性下降的倾向。
[0034] 图1是表示CMP抛光中使用的现有抛光装置一例的简略构成图。
[0035] 图2是表示本发明的抛光垫的一例的简略截面图。
[0036] 图3是表示本发明的抛光垫的另一例的简略截面图。
[0037] 标号说明
[0038] 1：抛光垫
[0039] 2：抛光平台
[0040] 3：抛光剂(浆料)
[0041] 4：被抛光材料(半导体晶片)
[0042] 5：支撑台(抛光头)
[0043] 6、7：旋转轴
[0044] 8：抛光垫
[0045] 9：抛光区域
[0046] 10：光透过区域
[0047] 11：透明支撑膜
[0048] 12：粘合层
[0049] 13：开口部
[0050] 14：光学检测区域
具体实施方式
[0051] 本发明的抛光垫，在由抛光区域和光透过区域构成的抛光层的单面上至少具有透明支撑膜。并且，至少包含所述光透过区域和透明支撑膜的光学检测区域的光透过率在波长300～400nm的整个范围内必须为40％以上。
[0052] 作为所述光透过区域的形成材料的聚合物，只要是表现所述特性的材料则没有特别限制，可以列举例如：聚氨酯树脂、聚酯树脂、聚酰胺树脂、丙烯酸树脂、卤素类树脂(聚氯乙烯、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯等)、烯烃类树脂(聚乙烯、聚丙烯等)、及环氧树脂等。这些树脂可以单独使用也可以两种以上组合使用。这些树脂中，优选使用芳环浓度小的聚合物，特别优选使用芳环浓度小的聚氨酯树脂。聚氨酯树脂耐磨损性高，可以抑制由抛光中的修整痕迹导致的光透过区域的光散射，因此是优选的材料。
[0053] 所述聚氨酯树脂，由异氰酸酯成分、多元醇成分(高分子量多元醇、低分子量多元醇等)及增链剂形成。
[0054] 作为异氰酸酯成分可以列举：2，4-甲苯二异氰酸酯、2，6-甲苯二异氰酸酯、2，2’-二苯基甲烷二异氰酸酯、2，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、
1，5-萘二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、间苯二异氰酸酯、对亚二甲苯基二异氰酸酯、间亚二甲苯基二异氰酸酯等芳族二异氰酸酯；亚乙基二异氰酸酯、2，2，4-三甲基亚己基二异氰酸酯、1，6-亚己基二异氰酸酯等脂肪族二异氰酸酯；1，4-环己烷二异氰酸酯、4，4’-二环己基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、降冰片烷二异氰酸酯等脂环式二异氰酸酯。这些物质可以使用一种也可以两种以上混合使用。其中，为了减小芳环浓度，优选使用脂肪族二异氰酸酯和/或脂环式二异氰酸酯，特别优选使用选自由1，6-亚己基二异氰酸酯、4，4’-二环己基甲烷二异氰酸酯和异佛尔酮二异氰酸酯组成的组中的至少一种二异氰酸酯。
1，5-萘二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、间苯二异氰酸酯、对亚二甲苯基二异氰酸酯、间亚二甲苯基二异氰酸酯等芳族二异氰酸酯；亚乙基二异氰酸酯、2，2，4-三甲基亚己基二异氰酸酯、1，6-亚己基二异氰酸酯等脂肪族二异氰酸酯；1，4-环己烷二异氰酸酯、4，4’-二环己基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、降冰片烷二异氰酸酯等脂环式二异氰酸酯。这些物质可以使用一种也可以两种以上混合使用。其中，为了减小芳环浓度，优选使用脂肪族二异氰酸酯和/或脂环式二异氰酸酯，特别优选使用选自由1，6-亚己基二异氰酸酯、4，4’-二环己基甲烷二异氰酸酯和异佛尔酮二异氰酸酯组成的组中的至少一种二异氰酸酯。
[0055] 作为高分子量多元醇，可以列举以聚四亚甲基醚二醇为代表的聚醚多元醇、以聚己二酸亚丁酯为代表的聚酯多元醇、聚己内酯多元醇、聚己内酯等聚酯二醇与碳酸亚烷基酯的反应物等聚酯聚碳酸酯多元醇、使碳酸亚乙酯与多元醇反应然后使得到的反应混合物与有机二元羧酸反应而得到的聚酯聚碳酸酯多元醇、以及通过多羟基化合物与碳酸芳酯的酯交换反应得到的聚碳酸酯多元醇等。这些物质可以单独使用也可以两种以上组合使用。其中，为了减小芳环浓度，优选使用不具有芳环的高分子量多元醇。另外，为了提高光透过率，优选使用不具有长共振结构的高分子量多元醇以及不太具有吸电子性和供电子性高的骨架结构的高分子量多元醇。
[0056] 另外，作为多元醇成分，除了上述高分子量多元醇以外，也可以并用乙二醇、1，2-丙二醇、1，3-丙二醇、1，4-丁二醇、1，6-己二醇、新戊二醇、1，4-环己烷二甲醇、3-甲基-1，5-戊二醇、二乙二醇及三乙二醇等低分子量多元醇。另外，也可以使用乙二胺及二乙撑三胺等低分子量多胺。为了减少芳环浓度，优选使用不具有芳环的高分子量多元醇或低分子量多胺。
[0057] 作为增链剂，可以列举：上述低分子量多元醇、上述低分子量多胺、或者4，4’-亚甲基双(邻氯苯胺)(MOCA)、2，6-二氯对苯二胺、4，4’-亚甲基双(2，3-二氯苯胺)、3，5-双(甲硫基)-2，4-甲苯二胺、3，5-双(甲硫基)-2，6-甲苯二胺、3，5-二乙基甲苯-2，4-二胺、3，5-二乙基甲苯-2，6-二胺、三乙二醇二对氨基苯甲酸酯、1，2-双(2-氨基苯基硫基)乙烷、4，4’-二氨基-3，3’-二乙基-5，5’-二甲基二苯基甲烷、N，N’-二仲丁基-4，4’-二氨基二苯基甲烷、3，3’-二乙基-4，4’-二氨基二苯基甲烷、间亚二甲苯基二胺、N，N’-二仲丁基对苯二胺、间苯二胺及对亚二甲苯基二胺等例示的芳香族多胺。这些物质可以单独使用一种也可以两种以上混合使用。但是，为了减少聚氨酯树脂的芳环浓度，优选不使用所述芳香族多胺，但是也可以以不损害光透过特性的程度混合。
[0058] 所述聚氨酯树脂中的异氰酸酯成分、多元醇成分和增链剂的比，可以根据各自的分子量及由它们制造的光透过区域的所需物性等进行适当改变。为了光透过区域得到所述特性，异氰酸酯成分的异氰酸酯基数相对于多元醇与增链剂的合计官能团(羟基+氨基)数优选为0.95～1.15，更优选为0.90～1.10。
[0059] 所述聚氨酯树脂可以应用熔融法、溶液法等公知的氨基甲酸酯化技术制造，考虑成本、作业环境等的情况下，优选通过熔融法制造。另外，根据需要，也可以在聚氨酯树脂中添加抗氧化剂等稳定剂、催化剂、表面活性剂、增滑剂、颜料、填充剂、防静电剂、其它添加剂。
[0060] 所述聚氨酯树脂的聚合顺序，可以是预聚物法、一步法等的任意一种，优选事先由异氰酸酯成分和多元醇成分合成异氰酸酯封端的预聚物，并使增链剂与其反应的预聚物法。
[0061] 光透过区域的制作方法没有特别限制，可以通过公知的方法制作。例如，可以列举：将通过前述方法制造的聚氨酯树脂块用带锯方式或刨机方式的切片机切割为规定厚度的方法、将树脂注入具有规定厚度腔室的模具中并使其固化的方法、使用涂布技术或片材成形技术的方法等。另外，光透过区域中有气泡的情况下，由于光的散射而使反射光的衰减增大，具有抛光终点检测精度和膜厚测定精度下降的倾向。因此，为了除去这样的气泡，在混合所述材料之前，优选通过减压至10托(Torr)以下而充分除去材料中所含的气体。另外，为了在混合后的搅拌工序中不混入气泡，在通常使用的搅拌叶片式混合机的情况下，优选以转速100rpm以下进行搅拌。另外，搅拌工序优选在减压下进行。另外，自转公转式混合机，由于即使高速旋转也难以混入气泡，因此使用该混合机进行搅拌、脱泡也是优选的方法。
[0062] 光透过区域的形状、大小没有特别限制，优选与抛光区域的开口部同样的形状和大小。
[0063] 光透过区域优选具有与抛光区域的厚度相同的厚度或其以下的厚度。光透过区域比抛光区域厚时，在抛光中有可能由突出的部分划伤晶片。另一方面，过薄的情况下，耐久性不充分。另外，光透过区域优选具有与抛光区域同等的磨削性或其以下的磨削性。光透过区域比抛光区域难以磨削时，在抛光中有可能由突出的部分划伤晶片。
[0064] 作为所述透明支撑膜的形成材料的聚合物，只要是表现所述特性的材料则没有特别限制，优选透明性高、具有耐热性同时具有可挠性的聚合物。具体可以列举：聚酯；聚乙烯；聚丙烯；聚丙烯酸酯；聚甲基丙烯酸酯；聚酰胺；聚酰亚胺；聚乙烯醇；聚氯乙烯；聚氟乙烯等含氟树脂；尼龙；纤维素；聚碳酸酯等通常的工程塑料；聚醚酰亚胺、聚醚醚酮、及聚醚砜等特殊的工程塑料等。为了减小芳环浓度，优选使用不具有芳环的聚合物，特别优选使用选自由聚丙烯、聚乙烯、脂肪族酰胺、聚丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸甲酯和聚氯乙烯组成的组中的至少一种。
[0065] 透明支撑膜的厚度没有特别限制，从强度和卷取等观点考虑优选约20～约200μm。另外，透明支撑膜的表面也可以进行电晕放电处理。
[0066] 抛光区域的形成材料，只要是通常作为抛光层材料使用的材料则没有特别限制，本发明中优选使用微小发泡体。通过制成微小发泡体，表面上的气泡部分可以保持浆料，可以提高抛光速度。
[0067] 抛光区域的形成材料可以列举例如：聚氨酯树脂、聚酯树脂、聚酰胺树脂、丙烯酸树脂、聚碳酸酯树脂、卤素类树脂(聚氯乙烯、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯等)、聚苯乙烯、烯烃类树脂(聚乙烯、聚丙烯等)、环氧树脂及感光树脂等。这些材料可以单独使用也可以两种以上组合使用。
[0068] 聚氨酯树脂耐磨损性优良，通过对原料组成进行各种变化，可以容易地得到具有所需物性的聚合物，因此，是作为抛光区域形成材料特别优选的材料。聚氨酯树脂的原料与前述相同。
[0069] 所述聚氨酯树脂可以通过与前述方法同样的方法制造。
[0070] 使前述聚氨酯树脂微小发泡的方法没有特别限制，可以列举例如通过添加中空微球的方法、机械发泡法以及化学发泡法等使其发泡的方法等。另外，各方法可以组合使用，但特别优选使用作为聚烷基硅氧烷与聚醚共聚物的硅氧烷类表面活性剂的机械发泡法。作为该硅氧烷类表面活性剂，可以例示SH-192、L-5340(東レダウコ—ニンゲシリコ—ン制造)等作为优选化合物。
[0071] 以下对抛光区域使用的独立气泡型聚氨酯发泡体的制造方法进行说明。所述聚氨酯发泡体的制造方法包括以下工序。
[0072] 1)制作异氰酸酯封端的预聚物的气泡分散液的发泡工序
[0073] 在异氰酸酯封端的预聚物中添加硅氧烷类表面活性剂，在非反应性气体存在下进行搅拌，使非反应性气体作为微小气泡分散而得到气泡分散液。所述预聚物在常温下为固体的情况下预热至适当的温度熔融后使用。
[0074] 2)固化剂(增链剂)混合工序
[0075] 在上述的气泡分散液中添加、混合增链剂，并进行搅拌，得到气泡反应液。
[0076] 3)注模工序
[0077] 将上述气泡反应液注入模具中。
[0078] 4)固化工序
[0079] 将注入模具中的气泡反应液加热，使之反应固化。
[0080] 作为用于形成微小气泡的非反应性气体，优选非可燃性气体，具体可以例示氮气、氧气、二氧化碳、氦气和氩气等惰性气体、以及它们的混合气体，使用干燥除去水分的空气在成本方面最优选。
[0081] 作为使非反应性气体形成微小气泡状并分散到包含硅氧烷类表面活性剂的异氰酸酯封端的预聚物中的搅拌装置，可以不受限制地使用公知的搅拌装置，具体地可以例示均质器(homogenizer)、溶解器(dissolver)、双螺杆行星式混合器(planetary mixer)等。搅拌装置的搅拌叶片的形状没有特别限制，但使用漏斗型搅拌叶片时可以得到微小气泡，因此优选。
[0082] 另外，在搅拌工序中制备气泡分散液的搅拌和在混合工序中添加混合增链剂的搅拌，优选的方式是使用不同的搅拌装置。特别是混合工序中的搅拌可以不是形成气泡的搅拌，优选使用不卷入大气泡的搅拌装置。作为这样的搅拌装置，行星式混合器是优选的。搅拌工序和混合工序的搅拌装置也可以使用相同的搅拌装置，根据需要，进行搅拌叶片的旋转速度调节等搅拌条件的调节后使用也是优选的。
[0083] 在所述聚氨酯发泡体的制造方法中，将通过发泡反应液注入模具中并反应至不流动的发泡体加热和后固化，具有使发泡体的物理特性提高的效果，因此非常优选。也可以作为将发泡反应液注入模具后立即放入加热烘箱中进行后固化的条件，在这样的条件下热不会立即传导至反应成分中，因此气泡直径不会变大。固化反应在常压下进行时气泡形状稳定，因此优选。
[0084] 在所述聚氨酯树脂的制造中，可以使用叔胺类、有机锡类等公知的促进聚氨酯反应的催化剂。催化剂的种类、添加量考虑混合工序后注入规定形状的模具的流动时间进行选择。
[0085] 所述聚氨酯发泡体的制造，既可以是在容器中计量投入并搅拌各成分的间歇方式，也可以是将各成分和非反应性气体连续地供给搅拌装置并搅拌，送出气泡分散液而制造成形品的连续生产方式。
[0086] 抛光区域通过将以上制造的聚氨酯发泡体切割为规定尺寸来制造。
[0087] 由微小发泡体构成的抛光区域，优选在与被抛光材料接触的抛光侧表面上设置用于保持和更新浆料的沟。该抛光区域由微小发泡体形成，所以在抛光表面具有许多开口，具有保持浆料的作用，但为了更有效地进行浆料的保持和浆料的更新，并且也为了防止由于与被抛光材料的吸附导致的被抛光材料的破坏，优选在抛光侧表面具有沟。沟只要是保持和更新浆料的表面形状即可，没有特别限制，可以列举例如XY格子沟、同心圆形沟、贯通孔、非贯通孔、多角棱柱、圆柱、螺旋形沟、偏心圆形沟、放射状沟、以及这些沟组合成的形状等。另外，沟间距、沟宽度、沟深等也没有特别限制，可以适当选择形成。另外，这些沟一般具有规则性，但为了得到所需的浆料保持更新性，也可以使沟间距、沟宽度、沟深等在某个范围内进行变化。
[0088] 所述沟的形成方法没有特别限制，例如，可以列举使用规定尺寸的车刀等夹具进行机械切削的方法、将树脂注入具有规定表面形状的模具并使其固化的方法、使用具有规定表面形状的压板按压树脂而形成的方法、使用光刻法形成的方法、使用印刷法形成的方法、以及通过使用二氧化碳激光等激光形成的方法等。
[0089] 抛光区域的厚度没有特别限制，通常为约0.8mm～约4mm，优选1～2mm。作为所述厚度的抛光区域的制作方法，可以列举将聚氨酯树脂块用带锯方式或刨机方式的切片机切割为规定厚度的方法、将树脂注入具有规定厚度腔室的模具中并使其固化的方法、及使用涂布技术或片材成形技术的方法等。
[0090] 图2和图3是本发明的抛光垫8的截面图。该抛光垫的制造方法没有特别限制，有各种方法，具体例子说明如下。
[0091] 第一例(图2)
[0092] 在抛光区域9中形成用于设置光透过区域10的开口部13。在抛光区域9的单面上形成粘合层12，以与光学检测区域14相应的大小冲裁该粘合层12。之后，将透明支撑膜11与所述粘合层12贴合，将光透过区域10嵌入开口部13内并与所述粘合层12贴合。此时，光学检测区域14由光透过区域10和透明支撑膜11构成。
[0093] 第二例(图3)
[0094] 在抛光区域9中形成用于设置光透过区域10的开口部13。在透明支撑膜11的单面上形成粘合层12，并将所述抛光区域9与该粘合层12贴合。之后，将光透过区域10嵌入开口部13内并与所述粘合层12贴合。此时，光学检测区域14由光透过区域10、透明支撑膜11和粘合层12构成。
[0095] 所述抛光垫的制作方法中，在抛光区域和粘合层等开口的方法没有特别限制，例如，可以列举按压具有切削能力的夹具而开口的方法、利用碳酸激光等激光的方法、以及利用车刀等夹具磨削的方法等。另外，抛光区域的开口部大小和形状没有特别限制。
[0096] 作为粘合层12，可以列举例如：双面胶带、或者涂布粘合剂并固化得到的粘合层等。作为双面胶带，可以使用在无纺布或膜等基材的两面设置粘合层的一般双面胶带。考虑防止浆料的渗透，优选使用膜作为基材。另外，作为粘合层原料的粘合剂，可以列举例如橡胶类粘合剂和丙烯酸类粘合剂等一般粘合剂。但是，如上述第二例那样光学检测区域14包含粘合层12的情况下，为了使光学检测区域14的光透过率在波长300～400nm整个范围内为40％以上，所述双面胶带的基材优选由纤维素、聚乙烯及聚丙烯等非芳族类聚合物形成。另外，粘合剂的基础聚合物也优选使用不含芳环的聚合物。
[0097] 本发明的抛光垫，也可以在所述透明支撑膜的单面上层压缓冲片(缓冲层)。
[0098] 所述缓冲片补充抛光区域(抛光层)的特性。缓冲片在CMP中必须同时满足处于权衡关系的平面性和均匀性二者。所谓平面性，是指对具有形成图案时产生的微小凹凸的被抛光对象物进行抛光时图案部的平坦性，所谓均匀性，是指被抛光对象物整体的均匀性。通过抛光层的特性，进行平面性改善，通过缓冲片的特性，进行均匀性改善。本发明的抛光垫中，优选使用比抛光区域柔软的缓冲片。
[0099] 作为所述缓冲片，可以列举例如聚酯无纺布、尼龙无纺布、丙烯酸无纺布等纤维无纺布，浸渗聚氨酯的聚酯无纺布等树脂浸渗的无纺布，、聚氨酯泡沫、聚乙烯泡沫等高分子树脂发泡体，丁二烯橡胶、异戊二烯橡胶等橡胶性树脂，以及感光树脂等。
[0100] 作为将透明支撑膜和缓冲片贴合的方法，可以列举例如隔着双面胶带将透明支撑膜与缓冲片层压并进行压制的方法。但是，在缓冲片上需要在与光学检测区域14对应的部分设置开口部。
[0101] 本发明的抛光垫中，透明支撑膜或缓冲层的与台板粘合的面侧可以设置双面胶带。
[0102] 半导体器件，经使用所述抛光垫对半导体晶片的表面进行抛光的工序进行制造。半导体晶片，一般是指在硅晶片上层压布线金属及氧化膜而形成的材料。半导体晶片的抛光方法、抛光装置没有特别限制，例如，可以使用如图1所示具有支撑抛光垫1的抛光平台
2、支撑半导体晶片4的支撑台(抛光头)5和用于对晶片进行均匀加压的背衬材料、和抛光剂3的供给机构的抛光装置等进行。抛光垫1例如通过用双面胶带粘贴而安装在抛光平台
2上。抛光平台2和支撑台5，以使各自支撑的抛光垫1和半导体晶片4相对的方式设置，分别具有旋转轴6、7。另外，支撑台5侧设置用于将半导体晶片4压在抛光垫1上的加压机构。抛光时，使抛光平台2和支撑台5旋转的同时将半导体晶片4压在抛光垫1上，一边供给浆料一边进行抛光。浆料的流量、抛光负荷、抛光平台转速、以及晶片转速没有特别限制，可以适当进行调节。
2、支撑半导体晶片4的支撑台(抛光头)5和用于对晶片进行均匀加压的背衬材料、和抛光剂3的供给机构的抛光装置等进行。抛光垫1例如通过用双面胶带粘贴而安装在抛光平台
2上。抛光平台2和支撑台5，以使各自支撑的抛光垫1和半导体晶片4相对的方式设置，分别具有旋转轴6、7。另外，支撑台5侧设置用于将半导体晶片4压在抛光垫1上的加压机构。抛光时，使抛光平台2和支撑台5旋转的同时将半导体晶片4压在抛光垫1上，一边供给浆料一边进行抛光。浆料的流量、抛光负荷、抛光平台转速、以及晶片转速没有特别限制，可以适当进行调节。
[0104] 实施例
[0105] 以下，对具体显示本发明的构成和效果的实施例进行说明。实施例等中的评价项目如下所述进行测定。
[0106] (光学检测区域的光透过率测定)
[0107] 实施例1～8、比较例1和2
[0108] 将制作的各光透过区域切成10mm×50mm的大小，在其周围贴合宽度1mm的双面胶带(积水化学工业公司制造，ダブルタツクテ—プ#5782，厚度：130μm)。之后，将各实施例和比较例中使用的透明支撑膜(10mm×50mm)贴合在所述双面胶带上，制成光透过率测定用试样。
[0109] 实施例9
[0110] 将制作的光学检测区域切割成10mm×50mm的大小，作为光透过率测定用试样。
[0111] 将制作的光透过率测定用试样放入填充了超纯水的比色池(光程长10mm×光程宽10mm×高45mm，相互理化学硝子制作所制造)中，使用分光光度计(岛津制作所制造，UV-1600PC)在测定波长范围300～900nm下进行测定。得到的光透过率的测定结果使用Lambert-Beer定律，换算为厚度1mm的光透过率。另外，光透过率测定用试样在光透过区域和透明支撑膜之间具有空间的情况下，基于包含空间在内的厚度进行换算。
[0112] 实施例1
[0113] [抛光区域的制作]
[0114] 在反应容器内将100重量份聚醚类预聚物(ユニロイヤル公司制造，アジプレンL—325，NCO浓度：2.22meq/g)和3重量份硅氧烷类表面活性剂(東レ·ダウシリコ—ン制造、SH-192)混合，并调节温度至80℃。使用搅拌叶片，以转速900rpm剧烈搅拌约4分钟以在反应体系内混入气泡。向其中添加预先在120℃下熔融的4，4’-亚甲基双(邻氯苯胺)(イハラケミカル公司制造，イハラキユアミンMT)26重量份。之后，继续搅拌约1分钟，然后将反应溶液注入盘型敞口模具中。在该反应溶液的流动性消失的时刻放入烘箱内，在110℃进行6小时后固化，得到聚氨酯发泡体块。使用带锯型切片机(フエツケン公司制造)切割该聚氨酯发泡体块，得到聚氨酯发泡体片。然后，将该片使用磨光机(アミテツク公司制造)进行表面磨光至规定厚度，得到厚度精度调节后的片材(片厚度：1.27mm)。将该磨光处理后的片材以直径61cm进行冲裁，并使用沟加工机(东邦钢机公司制造)在表面上进行同心圆状的沟加工。在该经沟加工后的片材的规定位置通过冲孔形成用于嵌入光透过区域的开口部(57mm×20mm)。然后，在该片的沟加工面相反侧的面使用层压机粘贴双面胶带(积水化学工业公司制造，ダブルタツクテ—プ#5782，厚度：130μm，基材：无纺布，粘合剂：丙烯酸类，芳环浓度：0％)。之后，将所述开口部内的双面胶带以51mm×13mm的尺寸进行冲裁，得到带有双面胶带的抛光区域。
[0115] [光透过区域的制作]
[0116] 在容器中放入770重量份1，6-亚己基二异氰酸酯(以下简称HDI)和230重量份1，3-丁二醇(以下简称1，3-BG)，在80℃加热搅拌120分钟，得到异氰酸酯封端的预聚物A。
[0117] 然后，将29重量份数均分子量650的聚四亚甲基二醇(以下，简称为PTMG-650)、13重量份三羟甲基丙烷(以下简称TMP)和0.43重量份催化剂(花王制，Kao No.25)在
80℃下混合搅拌，制备混合液。之后，在温度调节至80℃的该混合液中加入前述异氰酸酯封端的预聚物A(100重量份)，用ハイビリツドミキサ—(キ—エンス制造)充分搅拌，之后脱泡。将该反应液滴加到进行了脱膜处理的模具中，在其上面被覆脱模处理后的PET膜，并通过夹辊将厚度调节为1.25mm。之后，将该模具放入100℃的烘箱内，进行16小时后固化，得到聚氨酯片。该聚氨酯片用Thomson刀以57mm×19mm的大小冲裁，制备光透过区域a，(厚度1.25mm)。
80℃下混合搅拌，制备混合液。之后，在温度调节至80℃的该混合液中加入前述异氰酸酯封端的预聚物A(100重量份)，用ハイビリツドミキサ—(キ—エンス制造)充分搅拌，之后脱泡。将该反应液滴加到进行了脱膜处理的模具中，在其上面被覆脱模处理后的PET膜，并通过夹辊将厚度调节为1.25mm。之后，将该模具放入100℃的烘箱内，进行16小时后固化，得到聚氨酯片。该聚氨酯片用Thomson刀以57mm×19mm的大小冲裁，制备光透过区域a，(厚度1.25mm)。
[0118] [抛光垫的制作]
[0119] 使用层压机将聚丙烯制透明支撑膜(东洋纺织公司制造，パイレンフイルム—OT P—2161，厚度50μm，芳环浓度：0％)与所述带有双面胶带的抛光区域贴合。之后，将所述光透过区域a插入抛光区域的开口部内，并贴合到双面胶带上制成抛光垫。
[0120] 实施例2
[0121] 使用聚丙烯制透明支撑膜(东洋纺织公司制造，パイレンフイルム—OT P—2002，厚度50μm，芳环浓度：0％)代替实施例1中的パイレンフイルム—OT P—2161，除此以外，通过与实施例1同样的方法制成抛光垫。
[0122] 实施例3
[0123] 使用聚乙烯制透明支撑膜(东洋纺织公司制造，リツクスフイルム L6100，厚度60μm，芳环浓度：0％)代替实施例1中的パイレンフイルム—OT P—2161，除此以外，通过与实施例1同样的方法制成抛光垫。
[0124] 实施例4
[0125] 使用脂肪族聚酰胺制透明支撑膜(东洋纺织公司制造，ハ—デンフイルム N1100，厚度25μm，芳环浓度：0％)代替实施例1中的パイレンフイルム—OT P—2161，除此以外，通过与实施例1同样的方法制成抛光垫。
[0126] 实施例5
[0127] [光透过区域的制作]
[0128] 在容器中投入PTMG-650(242重量份)、1，3-BG(134重量份)和HDI(625重量份)，在80℃下加热搅拌120分钟，制成异氰酸酯封端的预聚物B。
[0129] 另外，将1，3-BG(6重量份)、TMP(10重量份)和催化剂(KaoNo.25)0.35重量份在80℃下混合搅拌，得到混合液。之后，在温度调节至80℃的该混合液中加入前述异氰酸酯封端的预聚物B(100重量份)，用ハイビリツドミキサ—(キ—エンス制造)充分搅拌，之后脱泡。之后，通过与实施例1同样的方法制作光透过区域b(57mm×19mm，厚度：1.25mm)。
[0130] [抛光垫的制作]
[0131] 使用光透过区域b代替实施例1中的光透过区域a，除此以外通过与实施例1同样的方法制作抛光垫。
[0132] 实施例6
[0133] [光透过区域的制作]
[0134] 在容器中投入PTMG-650(252重量份)、1，3-BG(3重量份)和4，4’-二环己基甲烷二异氰酸酯(以下简称HMDI)667重量份，在80℃下加热搅拌120分钟，制成异氰酸酯封端的预聚物C。
[0135] 另外，将1，3-BG(6重量份)、TMP(10重量份)和催化剂(KaoNo.25)0.33重量份在80℃下混合搅拌，得到混合液。之后，在温度调节至80℃的该混合液中加入前述异氰酸酯封端的预聚物C(100重量份)，用ハイビリツドミキサ—(キ—エンス制造)充分搅拌，之后脱泡。之后，通过与实施例1同样的方法制作光透过区域c(57mm×19mm，厚度：1.25mm)。
[0136] [抛光垫的制作]
[0137] 使用光透过区域c代替实施例1中的光透过区域a，除此以外通过与实施例1同样的方法制作抛光垫。
[0138] 实施例7
[0139] [光透过区域的制作]
[0140] 在容器中投入PTMG-650(279重量份)、1，3-BG(90重量份)和异佛尔酮二异氰酸酯631重量份，在80℃下加热搅拌120分钟，制成异氰酸酯封端的预聚物D。
[0141] 另外，将1，3-BG(7重量份)、TMP(5重量份)和催化剂(KaoNo.25)0.34重量份在80℃下混合搅拌，得到混合液。之后，在温度调节至80℃的该混合液中加入前述异氰酸酯封端的预聚物D(100重量份)，用ハイビリツドミキサ—(キ—エンス制造)充分搅拌，之后脱泡。之后，通过与实施例1同样的方法制作光透过区域d(57mm×19mm，厚度：1.25mm)。
[0142] [抛光垫的制作]
[0143] 使用光透过区域d代替实施例1中的光透过区域a，除此以外通过与实施例1同样的方法制作抛光垫。
[0144] 实施例8
[0145] [光透过区域的制作]
[0146] 在容器中投入数均分子量1000的聚四亚甲基二醇(462重量份)、二乙二醇(54重量份)和HMDI(484重量份)，在80℃下加热搅拌120分钟，制成异氰酸酯封端的预聚物E。
[0147] 另外，将エタキユア100(アルベマ—ル公司制造，3，5-二乙基-2，6-甲苯二胺与3，5-二乙基-2，4-甲苯二胺的混合物)4重量份、TMP(5重量份)和催化剂(Kao No.25)0.43重量份在80℃下混合搅拌，得到混合液。之后，在温度调节至80℃的该混合液中加入前述异氰酸酯封端的预聚物E(100重量份)，用ハイビリツドミキサ—(キ—エシス制造)充分搅拌，之后脱泡。之后，通过与实施例1同样的方法制作光透过区域e(57mm×19mm，厚度：
1.25mm)。
1.25mm)。
[0148] [抛光垫的制作]
[0149] 使用光透过区域e代替实施例1中的光透过区域a，除此以外通过与实施例1同样的方法制作抛光垫。
[0150] 实施例9
[0151] [抛光区域的制作]
[0152] 除了在实施例1中不对开口部内的双面胶带进行冲裁以外，通过与实施例1同样的方法制作带有双面胶带的抛光区域。
[0153] [抛光垫的制作]
[0154] 使用所述带有双面胶带的抛光区域代替实施例1中的带有双面胶带的抛光区域，除此以外通过与实施例1同样的方法制作抛光垫。
[0155] 比较例1
[0156] 使用聚对苯二甲酸乙二醇酯制透明支撑膜(东洋纺织公司制造，東洋 エステルフイルム E5001，厚度100μm，芳环浓度：38％)代替实施例1中的パイレンフイルム—OT P—2161，除此以外，通过与实施例1同样的方法制成抛光垫。
[0157] 比较例2
[0158] [光透过区域的制作]
[0159] 称量100重量份聚醚类预聚物(ユニロイヤル公司制造，アジプレンL—325，NCO浓度：2.22meq/g)到减压罐中，通过减压(约10Torr)将预聚物中残留的气体脱泡。在脱泡后的上述预聚物中添加29重量份预先在120℃下熔融的4，4’-亚甲基双(邻氯苯胺)，并用ハイビリツドミキサ—(キ—エンス制造)充分搅拌，之后脱泡。之后，通过与实施例1同样的方法制作光透过区域f(57mm×19mm，厚度：1.25mm)。
[0160] [抛光垫的制作]
[0161] 使用光透过区域f代替实施例1中的光透过区域a，除此以外通过与实施例1同样的方法制作抛光垫。
[0162]
[0163] 从表1可以看出，本发明的抛光垫，在短波长侧的光透过率非常高，因此光学检测精度比现有的抛光垫优良。
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