研磨垫、研磨垫的制造方法以及研磨方法与流程

1.本发明提供能够用于缩短使研磨垫的研磨面成为适于研磨的粗糙度所需的时间的研磨垫。

背景技术：

2.以往，为了对作为半导体或硅晶片等基板材料或硬盘、液晶显示器、透镜的材料的玻璃进行镜面加工，或使半导体器件的制造工序中的绝缘膜或金属膜造成的凹凸平坦化，使用一边将浆料供给到研磨垫的研磨面一边研磨被研磨面的化学机械研磨(cmp)。

3.作为cmp用的研磨垫，已知有无纺布型的研磨垫、以具有独立气泡构造的高分子发泡体为主体的研磨垫、以非发泡高分子体为主体的研磨垫等。无纺布型的研磨垫由于柔软而具有与被研磨基材的接触性好的优点，另一方面，由于柔软而存在使被研磨面平坦化的平坦化性低的缺点。另外，以具有独立气泡构造的高分子发泡体为主体的研磨垫与无纺布型的研磨垫相比，由于具有高硬度，因此具有平坦化性优异的优点，另一方面，存在难以通过研磨层的进一步高硬度化来实现高平坦化性的缺点。另一方面，以非发泡高分子体为主体的研磨垫能够实现高平坦化性。另外，以非发泡高分子体为主体的研磨垫由于耐磨损性比以高分子发泡体为主体的研磨垫高，因此还具有研磨垫的寿命变长的优点、难以产生由发泡的变化引起的研磨特性的差异的优点。例如，下述专利文献1公开了以非发泡聚氨酯为主体的高硬度的研磨垫。

4.在cmp中，通常，在开始使用新的、未使用过的研磨垫之前，使用垫修整器(也称为修整器)进行用于使研磨垫的研磨面细致地粗糙化而形成适于研磨的粗糙度的被称为磨合的修整。在开始使用未使用的研磨垫之前，通过修整研磨面来提高研磨面的浆料的保持性。

5.在研磨垫的磨合期间无法使研磨装置运转。因此，要求通过缩短磨合所需的时间(以下，也称为“磨合时间”)，延长研磨装置的运转时间。通过延长研磨装置的运转时间，降低半导体器件等的生产成本。

6.已经提出了几个缩短磨合时间的技术。例如，下述专利文献2公开了将具有特定的粗糙度参数的微组织预先形成在研磨面上的研磨垫。专利文献2公开了根据这样的研磨垫，能够缩短磨合时间。

7.另外，下述专利文献3公开了一种由片状的发泡体构成的研磨片的制造方法，在用砂纸磨削调整其厚度的工序中，研磨面的砂纸磨削由第一精磨削和第二精磨削两个阶段构成，第一精磨削通过增大砂纸的粒度号来进行，第二精磨削所使用的砂纸的粒度号比第一精磨削的最后使用的砂纸的粒度号小，且第二精磨削的合计磨削量为10μm以上且1000μm以下。而且，根据专利文献3的制造方法，公开了能够得到进行cmp时的到启动为止的时间短、且面内均匀性优异的研磨垫。

8.另外，下述专利文献4公开了一种用于被研磨物的研磨的研磨垫，具有压接在被研磨物上的研磨面，研磨面的起伏周期为5mm～200mm，最大振幅为40μm以下，将研磨面的负的zeta电位设为-50mv以上且小于0mv。专利文献4公开了根据这样的研磨垫，浆料与负的研磨

粒子的排斥被抑制，研磨垫的研磨面与浆料的融合良好，能够缩短磨合时间。

9.另外，下述专利文献5公开了一种用于研磨基板的研磨垫，该研磨垫具备研磨面，该研磨面具备：研磨主体，其具有与背面对置的研磨侧；多个圆柱状突出部，其与研磨主体的该研磨侧连续。而且，专利文献5记载了圆柱状突出部的高度大致在0.5～1毫米的范围内。另一方面，在专利文献5中，关于磨合时间的缩短，没有提及。

10.现有技术文献

11.专利文献

12.专利文献1：(日本)特开2014-038916号公报

13.专利文献2：(日本)特开2002-144220号公报

14.专利文献3：(日本)特开2010-253665号公报

15.专利文献4：(日本)特开2012-210709号公报

16.专利文献5：(日本)特表2016-506307号公报

技术实现要素：

17.发明所要解决的课题

18.例如，专利文献2中公开的具有包含具有特定的粗糙度参数的微组织的研磨面的研磨垫，有时不能充分地缩短磨合时间。例如，在通过切削加工在研磨面上形成与研磨垫的直径方向垂直地交叉的同心圆状或螺旋状的微组织时，在使用表面的凹凸少的非发泡高分子体作为研磨层的情况下，由于研磨垫的旋转方向与槽的方向一致，因此旋转的同时水向相同方向流动而成为流体润滑，存在研磨面难以修整而导致磨合时间容易变长的问题。另一方面，专利文献3以及专利文献4提出了提供通过得到更平坦研磨垫而缩短了磨合时间的研磨垫的方案。但是，专利文献3以及专利文献4所公开的研磨垫需要用砂纸磨光来制造，因此难以适用于以非常高硬度的非发泡高分子体为主体的研磨垫，另外，也有可能在研磨面上残留磨光粉而容易产生划痕。

19.本发明的目的在于，提供一种能够缩短用于使研磨垫的研磨面成为适于研磨的粗糙度的时间的研磨垫。

20.用于解决课题的技术方案

21.本发明的一个方面是一种研磨垫，其包括具有研磨面的研磨层，研磨面具备：深槽区域，其具有由深度0.3mm以上的深槽或孔形成的第一图案；台面区域，其是除深槽区域以外的区域；台面区域具有：深度0.01～0.1mm的浅凹陷，其具有第二图案；多个岛状的台面部，其由浅凹陷包围，且水平方向的最大距离为8mm以下。研磨面是指与在研磨中被研磨的被研磨材料的被研磨面抵接而供研磨的一侧的研磨层的一面。另外，台面部的水平方向是指研磨垫的研磨面的面方向。根据这样的研磨垫，能够缩短用于使未使用的研磨垫的研磨面成为适于研磨的表面状态的磨合时间和磨合研磨的时间。特别是，在台面部的水平方向的最大距离为8mm以下的情况下，垫修整器容易与由浅凹陷包围的各台面部的每一个接触，能够缩短用于形成适于研磨的粗糙度的时间。

22.另外，本实施方式的研磨垫能够提高研磨面的形状和表面粗糙度的均匀性，因此容易进行用于检查研磨面的整面的表面形状是否在规格范围内的检查。另外，在不使用砂纸磨光研磨面的情况下，如后所述，能够通过切削加工等形成浅凹陷。在通过切削加工形成

浅凹陷的情况下，容易省略用于抑制磨光粉残留而产生划痕的清洗磨光粉的工序。

23.另外，在上述的研磨垫中，优选的是，第二图案具有在台面区域的整面形成的、从由三角格子状、正方格子状、矩形格子状、菱形格子状以及六边格子状构成的组中选择的至少一个图案。在第二图案具有这样的图案的情况下，垫修整器容易从所有方向均匀地接触由浅凹陷包围的多个岛状的台面部，能够进一步缩短用于形成适于研磨的粗糙度的时间，从这个观点出发为优选。另外，这样的图案能够通过直线的浅凹陷的组合来形成，因此容易通过切削加工来形成。

24.另外，在上述的研磨垫中，优选的是，各台面部的投影面积为0.3～10mm2的范围。在各台面部的投影面积为这样的范围的情况下，垫修整器容易与由浅凹陷包围的各台面部的每一个接触，能够进一步缩短用于形成适于研磨的粗糙度的时间，从这个观点出发为优选。

25.另外，在上述的研磨垫中，优选的是，台面部的总投影面积相对于台面区域的全投影面积的比例为10～50％。在此，台面部的总投影面积的比例是指不考虑研磨面的凹凸而二维地投影台面区域时的、各台面部的投影面积的合计相对于台面区域的全投影面积的比例。在台面部的总投影面积的比例为这样的范围的情况下，垫修整器容易与由浅凹陷包围的各台面部的每一个接触，能够进一步缩短用于形成适于研磨的粗糙度的时间，从这个观点出发为优选。

26.另外，在上述的研磨垫中，优选的是，浅凹陷的深度为0.02～0.06mm。在浅凹陷的深度为这样的范围的情况下，在磨合或磨合研磨中，由浅凹陷包围的各台面部在更短时间内磨损，因此能够进一步缩短用于形成适于研磨的粗糙度的时间，从这个观点出发为优选。

27.另外，在上述的研磨垫中，从能够充分地保持浆料的观点出发，优选的是，深槽区域的投影面积的比例相对于研磨面的全投影面积为5～40％，另外，第一图案具有从由螺旋状、同心圆状、以及格子状构成的组中选择的至少一个图案。

28.另外，在上述的研磨垫中，从容易得到用于形成适于研磨的粗糙度的时间短的高硬度的研磨层的观点出发，优选的是，研磨层由以非发泡高分子体为主体的片构成。

29.另外，在上述的研磨垫中，从低划痕性优异，也容易成形为研磨层的观点出发，优选的是，研磨层由热塑性聚氨酯片构成。

30.另外，本发明的另一方面是一种研磨方法，该研磨方法是用于使用上述的研磨垫的、在半导体器件的制造工序中进行半导体器件的被研磨面的研磨的研磨方法，该研磨方法具备直到浅凹陷的平均深度小于0.01mm为止的累计的修整时间为30分钟以内、优选为1～20分钟间的修整条件下进行研磨面的修整的工序。

31.发明效果

32.根据本发明，能够缩短用于使研磨垫的研磨面成为适于研磨的粗糙度的时间。

附图说明

33.图1a是用于说明实施方式的研磨垫10的研磨面的示意图。

34.图1b是用于说明实施方式的研磨垫10的研磨面的剖视示意图。

35.图2是用于说明实施方式的其他例子的研磨垫20的研磨面的俯视示意图。

36.图3a是用于说明实施方式的其他例子的研磨垫30的研磨面的局部放大示意图。

37.图3b是用于说明实施方式的其他例子的研磨垫30的研磨层的剖视示意图。

38.图4是用于说明实施方式的其他例子的研磨垫40的研磨面的局部放大示意图。

39.图5是用于说明正三角格子状的浅凹陷的间距、宽度、一个岛状的台面部的水平方向的最大距离的说明图。

40.图6是用于说明正方形格子状的浅凹陷的间距、宽度、一个岛状的台面部的水平方向的最大距离的说明图。

41.图7是用于说明包围配置成正六边格子状的圆形的台面部的浅凹陷的间距、宽度、一个岛状的台面部的水平方向的最大距离的说明图。

42.图8是用于说明包围配置成正六边格子状的正六边形的台面部的浅凹陷的间距、宽度、一个岛状的台面部的水平方向的最大距离的说明图。

43.图9是用于说明cmp的说明图。

44.图10a是用于说明磨合中的研磨面的变化的说明图。

45.图10b是用于说明磨合中的研磨面的变化的说明图。

46.图11是在实施例1中得到的研磨垫的研磨面的放大照片。

47.图12是示出在实施例1中得到的研磨垫的研磨面的磨合研磨中的状态的放大照片。

48.图13是在比较例1中得到的研磨垫的研磨面的放大照片。

49.图14是示出在比较例1中得到的研磨垫的研磨面的磨合研磨中的状态的放大照片。

具体实施方式

50.本实施方式的研磨垫包括具有研磨面的研磨层。

51.形成研磨层的材料可以使用现有的用于研磨垫的研磨层的制造的合成或天然的高分子材料，没有特别限制。作为形成研磨层的高分子材料的具体例，例如可以举出聚氨酯、聚乙烯、聚丙烯、聚丁二烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、丁缩醛树脂、聚苯乙烯、聚氯乙烯、丙烯酸树脂、环氧树脂、聚酯、聚酰胺等。它们可以单独使用，也可以将两种以上组合使用。在它们之中，从得到平坦化性能优异、另外难以产生划痕的研磨层的观点出发，特别优选的是，通过使含有高分子二醇、有机二异氰酸酯以及扩链剂的聚氨酯原料反应而得到的聚氨酯。以下，对于作为形成研磨层的材料使用的聚氨酯，作为代表例进行详细说明。

52.作为聚氨酯原料的高分子二醇、有机二异氰酸酯、扩链剂，例如可以举出如下化合物。

53.作为高分子二醇的具体例，可以列举例如聚乙二醇、聚四亚甲基二醇等聚醚二醇；聚(己二酸壬烷酯)二醇、聚(2-甲基1，8-八亚甲基)二醇、聚(3-甲基1，5-亚戊基)二醇等聚酯二醇；聚(碳酸亚己酯)二醇、聚(3-甲基1，5-碳酸亚戊酯)二醇等聚碳酸酯二醇或它们的共聚物等。它们可以单独使用，也可以将两种以上组合使用。

54.另外，作为有机二异氰酸酯的具体例，可以列举例如六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、4，4’?二环己基甲烷二异氰酸酯、1，4-双(异氰酸根合甲基)环己烷等脂肪族或脂环族二异氰酸酯；4，4’二苯基甲烷二异氰酸酯、2，4-甲苯二异氰酸酯、2，6-甲苯二异氰酸酯、1，5-萘二异氰酸酯等芳香族二异氰酸酯。它们可以单独使用，也可以将两种以上组合使用。在它们之中，从得到的研磨层的耐磨损性优异等观点出发，优选的是4，4’?二苯基甲烷二异氰酸酯。

55.另外，作为扩链剂，可以列举在分子中具有2个以上能够与异氰酸酯基反应的活性氢原子的分子量为350以下的低分子化合物。作为其具体例，可以列举例如乙二醇、二乙二醇、1，3-丙二醇、1，2-丁二醇、1，3-丁二醇、1，4-丁二醇、1，5-戊二醇、新戊二醇、1，6-己二醇、3-甲基1，5-戊二醇、1，4-双(β-羟基乙氧基)苯、1，9-壬二醇、螺二醇等二醇类；乙二胺、四亚甲基二胺、六亚甲基二胺、九亚甲基二胺、联氨、苯二甲胺、异佛尔酮二胺、哌嗪等二胺类等。它们可以单独使用，也可以将两种以上组合使用。在它们之中，特别优选的是1，4-丁二醇和/或1，9-壬烷二醇。

56.聚氨酯原料的各成分的配合比例可以考虑应该赋予研磨层的特性等而适当调整。具体而言，优选的是，例如，相对于高分子二醇以及扩链剂中含有的活性氢原子1摩尔，以有机二异氰酸酯中含有的异氰酸酯基为0.95～1.3摩尔、进一步为0.96～1.1摩尔、特别为0.97～1.05摩尔的比例配合各成分。在有机二异氰酸酯中含有的异氰酸酯基过少的情况下，得到的聚氨酯的机械强度以及耐磨性有降低的倾向。另外，在有机二异氰酸酯中含有的异氰酸酯基过多的情况下，聚氨酯的生产率或聚氨酯原料的保存稳定性有降低的倾向。

57.从得到平坦化性、低划痕性特别优异的研磨层的观点出发，优选的是，聚氨酯中的、来自有机多异氰酸酯的异氰酸酯基的氮原子的比例为4.8～7.5质量％，进一步为5.0～7.3质量％，特别为5.2～7.1质量％。在来自异氰酸酯基的氮原子的比例过低的情况下，得到的研磨层的硬度有变低的倾向。

58.另外，从得到具有高硬度的平坦化性优异的研磨层的观点出发，作为用于形成研磨层的材料的聚氨酯，优选为热塑性聚氨酯。需要说明的是，热塑性是指能够通过挤出成形、注射成形、压延成形、3d打印机成形等加热工序熔融并成形的特性。这样的热塑性聚氨酯使用含有高分子二醇、有机二异氰酸酯以及扩链剂的聚氨酯原料，使用预聚物法或一步法等公知的聚氨酯的制造方法来制造。特别是，从生产率优异的观点出发，优选的是，在实质上不存在溶剂的情况下熔融混炼聚氨酯原料并进行熔融聚合的方法、进而使用多螺杆型挤出机进行连续熔融聚合的方法。

59.研磨层的制造方法没有特别限定，例如，可以举出在形成上述的研磨层的高分子材料中，根据需要，使用公知的片化法，将以往使用的研磨层用的添加剂等配合而成的组合物即研磨层用的高分子材料片化的方法。具体而言，例如，可以举出利用安装有t模的单螺杆挤出机或双螺杆挤出机等挤出机将研磨层用的高分子材料熔融挤出而片化的方法。另外，片材也可以通过将上述的研磨层用的高分子材料成形为块状，并将块状的成形体切片来制造。将得到的片材通过裁断、冲裁、切削等加工成期望的尺寸、形状，或通过磨削等加工成期望的厚度，从而精加工成研磨层用片。

60.从平坦化性的提高和被研磨基材的表面的划痕发生的抑制的平衡优异的观点出发，研磨层d的硬度优选为45～90、更优选为50～88、特别优选为55～85。

61.另外，研磨层优选为由具有非发泡构造的非多孔性的片材形成的、具有非发泡构造的研磨层。从能够保持高硬度、显示更优异的平坦化性的观点出发，优选的是具有非发泡构造的研磨层。另外，具有非发泡构造的研磨层由于在其表面不露出气孔，在气孔中浆料中的磨粒不凝聚或附着，因此从难以产生划痕的观点出发，优选。另外，具有非发泡构造的研

磨层与具有发泡构造的研磨层相比，由于研磨层的磨损速度小，因此从寿命长的观点出发为优选。

62.接着，参照附图对本实施方式的研磨垫的研磨层的研磨面的方式进行详细说明。图1a以及图1b是用于说明本实施方式的研磨垫10的示意图。图1a中，(a)是从作为研磨层的一面的研磨面p侧观察研磨垫10的俯视示意图，(b)是(a)的研磨面p的局部放大示意图。另外，图1b是图1a的(b)的ii-ii’截面的示意剖视图。

63.图1a以及图1b中，10是包含在一面具有研磨面p的研磨层5的、圆形状的研磨垫。参照图1b的示意剖视图，研磨垫10在研磨层5的一面具备研磨面p，在另一面具有通过粘接层6粘接有缓冲层7的层结构。

64.本实施方式的研磨垫可以如研磨垫10那样具有在研磨面p的相反面即反研磨面侧层叠缓冲层7、或在反研磨面侧层叠支承体层等其他层的2层以上的层叠构造，也可以具有仅由研磨层构成的单层构造。需要说明的是，作为本实施方式的研磨垫，从更容易提高在被研磨面的面内的研磨均匀性的观点出发，特别优选的是，如研磨垫10那样，具有在研磨层的反研磨面侧层叠缓冲层7的层叠构造。在研磨垫具有层叠构造的情况下，在研磨层的反研磨面上隔着粘合剂或粘接剂而层叠有缓冲层或支承体层。

65.缓冲层的c硬度优选为20～70。另外，缓冲层的材料没有特别限定。具体而言，例如，可以举出在无纺布中含浸树脂而成的片材、具有非发泡构造或发泡构造的弹性体的片材等。更具体而言，可以举出在无纺布中浸渍聚氨酯的复合体；天然橡胶、丁腈橡胶、聚丁二烯橡胶、硅橡胶等橡胶；聚酯类热塑性弹性体、聚酰胺类热塑性弹性体、氟类热塑性弹性体等热塑性弹性体；发泡塑料；聚氨酯等片材。在它们之中，从容易得到优选的柔软性的观点出发，特别优选具有发泡构造的聚氨酯的片材。

66.而且，参照图1a的(b)以及图1b，研磨面p具备：深槽区域g，其具有由深度0.3mm以上的深槽或孔1构成的第一图案；台面区域l，其是除深槽区域g以外的区域。如图1a所示，在研磨垫10中，作为第一图案，形成有螺旋状的图案。台面区域l具有深度0.01～0.1mm的浅凹陷2和由浅凹陷2包围的多个岛状的台面部3，该浅凹陷2具有第二图案。在此，岛状的台面部是指相对于浅凹陷突出的凸部，是具备与周围的台面部相互不连续地独立的周缘的凸部。在研磨垫10中，作为第二图案，形成有三角格子状的图案。需要说明的是，在图1a以及图1b的研磨垫10中，深槽区域g以及浅凹陷2形成于研磨面整体，但不要求深槽区域g以及浅凹陷2形成于研磨面整体，只要至少形成于与被研磨基材接触的区域即可。

67.参照图1b的示意剖视图，形成深槽区域g的深槽或孔1比形成于台面区域l的浅凹陷2深。具体而言，深槽或孔的深度为0.3mm以上，浅凹陷的深度为0.01～0.1mm。

68.深度0.3mm以上的深槽或孔作为储液器起作用，用于在研磨中保持浆料并将浆料供给到台面区域。这样的具有0.3mm以上的深度的深槽或孔维持即使在使未使用的研磨垫的研磨面细致地粗糙化的磨合的处理之后也充分地保持浆料的深度。

69.另一方面，具备具有第二图案的、深度0.01～0.1mm的浅凹陷和由浅凹陷包围的多个岛状的台面部的台面区域能够缩短使未使用的研磨垫的研磨面细致地粗糙化的磨合所需的时间和磨合研磨所需的时间。详细而言，在利用垫修整器修整研磨面时，岛状的台面部通过使研磨面与垫修整器的接触点增加，从而缩短使研磨面为适当的表面粗糙度的时间。

70.形成于研磨面的深槽或孔的深度为0.3mm以上，优选为0.3～3.0mm，更优选为0.4

～2.5mm，特别优选为0.5～2.0mm，最优选为0.6～1.5mm。需要说明的是，深槽或孔的深度除非另有说明，以从磨合的处理前的未使用的研磨垫的研磨面上的台面部的表面的深槽或孔的深度为基准。

71.在深槽或孔的深度小于0.3mm的情况下，在继续研磨垫的使用的情况下，例如，在短时间的使用中容易磨损成小于0.1mm那样的浅槽或孔，因此研磨垫的寿命变短，或者研磨速率容易变化。为了充分地保持浆料，优选即使在研磨垫的寿命的末期也具有至少0.2mm以上的深度。另一方面，在深槽或孔过深的情况下，深槽或孔的容积过大，在被研磨面的研磨时需要供给较多的浆料，因此在成本上不优选。

72.由深度0.3mm以上的深槽或孔形成的第一图案的图案没有特别限定，可以是具有规则性的图案，也可以是不具有规则性的图案。作为第一图案的图案的具体例，除了螺旋状之外，还可以没有特别限定地采用同心圆状、格子状、放射状等以往形成于研磨面的用于供给浆料的槽或孔的图案。作为一个例子，在图2中示出研磨垫20的俯视示意图，该研磨垫20具有研磨面，该研磨面具备由第一图案的图案为同心圆状的深槽11形成的深槽区域g。研磨垫20是除了将螺旋状的第一图案变更为同心圆状的第一图案以外与研磨垫10同样的研磨垫。

73.另外，深度0.3mm以上的深槽或孔可以仅为深槽，可以仅为孔，也可以为深槽和孔的组合。另外，作为孔的形状，在研磨面中，可以举出圆形、椭圆形、长圆形、三角形、四边形等形状。

74.另外，在研磨垫为层叠有缓冲层的层叠型的情况下，从容易兼顾研磨均匀性和平坦化性的观点出发，在研磨面上，形成有深度优选为研磨层的厚度的30～90％、更优选为40～85％、特别优选为50～80％的深槽。

75.作为第一图案的图案，从浆料的保持性以及浆料向台面区域的供给性优异的观点出发，优选螺旋状、同心圆状或格子状的图案，特别优选螺旋状或格子状的图案。在具有螺旋状、同心圆状或格子状的图案的情况下，关于槽间距以及槽宽没有特别限定，但从研磨速率和研磨均匀性特别优异的观点出发，优选槽间距为1～15mm，槽宽为0.1～4mm，更优选槽间距为2～12mm，槽宽为0.2～3mm，特别优选槽间距为3～10mm，槽宽为0.3～2mm。

76.另外，参照图1b，在研磨垫10中，将深槽或孔1相对于长度方向垂直地切断时的截面形状为长方形。深槽或孔的截面形状没有特别限定。具体而言，截面形状除了长方形之外，也可以是梯形、三角形、半圆形、半长圆形等。

77.从浆料的保持性和研磨速率的平衡优异的观点出发，深槽区域的投影面积的比例相对于研磨面的全投影面积优选为5～40％，更优选为10～30％。在此，投影面积是指将研磨面投影到二维面上时的面积。在深槽区域的投影面积相对于研磨面的全投影面积的比例过低的情况下，在研磨中浆料的保持量变少，有研磨速率和研磨均匀性降低的倾向。另一方面，在深槽区域的投影面积的比例过高的情况下，由于与在研磨中被研磨的被研磨面接触的台面区域的接触面积变少，因此存在研磨速率容易变低、或深槽或孔的痕迹被转印到被研磨面上而容易产生研磨不均的倾向。

78.另一方面，台面区域l具有深度0.01～0.1mm的浅凹陷2和由浅凹陷2包围的多个岛状的台面部3，该浅凹陷2具有第二图案。参照图1a，在研磨垫10中，作为第二图案，具有三角格子状的图案的浅凹陷2遍及台面区域l的整面地形成。由具有三角格子状的第二图案的浅

凹陷2包围的多个岛状的台面部3分别具有三角形、或利用深槽或孔1将三角形分割的形状。

79.由深度0.01～0.1mm的浅凹陷形成的第二图案的图案没有特别限定，可以是具有规则性的图案，也可以是不具有规则性的图案，从生产率和品质管理性优异的观点出发，优选具有规则性的图案。作为第二图案的图案的具体例，例如可以举出三角格子状、xy格子状或正方格子状或菱形格子状等矩形格子状、六边格子状等。在它们之中，在第二图案具有这样的图案的情况下，从垫修整器容易从全方向均匀地接触由浅凹陷包围的多个岛状的台面部，能够进一步缩短磨合时间的观点出发，特别优选为三角格子状。另外，三角格子状的图案能够通过直线的浅凹陷的组合来形成，因此容易通过切削加工来形成，从这个观点出发为优选。

80.而且，由浅凹陷包围的多个岛状的台面部的形状在第二图案为三角格子状的情况下为三角形，在第二图案为正方格子状的情况下为正方形，在第二图案为菱形格子状的情况下为菱形，在第二图案为六边格子状的情况下为六边形。

81.图3a是本实施方式的其他例子的研磨垫30的研磨面的局部放大示意图，图3b是研磨垫30的剖视示意图。研磨垫30是除了将三角格子状的第二图案变更为正方格子状的第二图案以外与研磨垫10同样的研磨垫。图3a是从作为研磨层的一面的研磨面侧观察研磨垫30时的局部放大示意图，图3b是图3a的iii-iii’截面的示意剖视图。

82.在研磨垫30的研磨面上，形成有具有正方格子状的第二图案的浅凹陷12，由浅凹陷12包围的多个岛状的台面部13具有正方形、或利用深槽或孔1将正方形分割的形状。

83.另外，图4示出本实施方式的其他例子的研磨垫40的研磨面的局部放大示意图。研磨垫40是除了将三角格子状的第二图案变更为菱形格子状的第二图案以外与研磨垫10同样的研磨垫。在研磨垫40的研磨面上，形成有具有菱形格子状的第二图案的浅凹陷22，由浅凹陷22包围的多个岛状的台面部23具有菱形、或利用深槽或孔1将菱形分割的形状。

84.形成于台面区域的浅凹陷的深度为0.01～0.1mm，优选为0.02～0.09mm，更优选为0.03～0.08mm，特别优选为0.04～0.07mm。浅凹陷的深度为0.01～0.1mm，由此，在用于使未使用的研磨垫成为适于研磨的粗糙度的磨合或磨合研磨中，由于岛状的台面部在短时间内磨损，因此缩短用于形成适于研磨的粗糙度的时间。需要说明的是，浅凹陷的深度也同样，除非另有说明，以从磨合的处理前的未使用的研磨垫的研磨面上的台面部的表面的浅凹陷的深度为基准。

85.在形成于台面区域的浅凹陷的深度超过0.1mm的情况下，磨合或磨合研磨所需的时间变长，或者在磨合之后残留的台面部在研磨中使浆料的保持性或与被研磨的被研磨面的接触面积变化，研磨特性容易随时间变化。另外，在浅凹陷的深度小于0.01mm的情况下，由于台面部与浅凹陷的高低差小，因此修整器与台面部集中地接触的作用降低，磨合或磨合研磨所需的时间变长。

86.在浅凹陷为三角格子状、矩形格子状或六边格子状那样的格子状的情况下，对于浅凹陷的间距以及宽度没有特别限定。在三角格子状的情况下参照图5，在矩形格子状的情况下参照图6，在六边格子状的情况下参照图7以及图8的情况下，间距(p1、p2、p3、p4)优选为1～8mm，更优选为2～6mm。另外，宽度(w1、w2、w3、w4)优选为0.5～4mm，更优选为1～～2mm。从容易形成垫修整器容易均匀地接触的台面部的观点出发，优选这样的间距以及宽度。

87.另外，参照图5～图8，垫修整器容易均匀地接触由浅凹陷包围的各台面部的每一个，台面部迅速地磨损，由此能够进一步缩短用于形成适于研磨的粗糙度的时间，从这一观点出发，一个台面部的最大距离即台面部的水平方向的最大距离(m1、m2、m3、m4)为8mm以下，优选为0.5～6mm，更优选为0.7～5mm，特别优选为1～4.5mm，最优选为1.5～4mm。

88.另外，一个岛状的台面部的投影面积优选为0.3mm～10mm2，更优选为0.5～9mm2，特别优选为1～7mm2，最优选为1.5～5mm2的范围。在一个岛状的台面部的投影面积为这样的范围的情况下，垫修整器容易与由浅凹陷包围的各台面部的每一个接触，能够进一步缩短磨合时间，从这个观点出发为优选。

89.在一个岛状的台面部的最大距离即台面部的水平方向的最大距离超过8mm、或者一个台面部的投影面积过大的情况下，垫修整器难以均匀地接触台面部的中心附近，台面部的磨损容易花费时间。另外，在一个岛状的台面部的最大距离即台面部的水平方向的最大距离过小、或者一个台面部的投影面积过小的情况下，存在浅凹陷的形成变得烦杂的倾向。

90.另外，台面部的总投影面积相对于台面区域的全投影面积的比例优选为10～50％，更优选为15～45％，特别优选为20～40％。在此，台面部的总投影面积的比例是指，不考虑研磨面的凹凸而二维地投影台面区域时的、各台面部的投影面积的合计相对于台面区域的全投影面积的比例。在台面部的总投影面积的比例为这样的范围的情况下，修整器容易与由浅凹陷包围的各台面部的每一个接触，能够进一步缩短用于形成适于研磨的粗糙度的时间，从这个观点出发为优选。

91.需要说明的是，在浅凹陷如图5所示为包围正三角形的三角格子状的情况下，一个岛状的台面部的水平方向的最大距离m1、一个岛状的台面部的投影面积s1、台面部的总投影面积的比例r1能够根据下式算出。

92.[数1]

[0093]

台面部的水平方向的最大距离

[0094]

岛状的台面部一个的投影面积

[0095]

台面部的总投影面积的比例(％)r1＝((p

1-w1)/p1)3×

100

[0096]

需要说明的是，在浅凹陷如图6所示为正方格子状的情况下，一个岛状的台面部的水平方向的最大距离m2、一个岛状的台面部的投影面积s2、台面部的总投影面积的比例r2能够根据下式算出。

[0097]

[数2]

[0098]

台面部的水平方向的最大距离

[0099]

一个岛状的台面部的投影面积s2＝(p

2-w2)2[0100]

台面部的总投影面积的比例(％)r2＝((p

2-w2)/p2)2×

100

[0101]

另外，在如图7所示台面部为配置为正六边格子状的圆形的情况下，一个岛状的台面部的水平方向的最大距离m3、一个岛状的台面部的投影面积s3、台面部的总投影面积的比例r3能够根据下式算出。

[0102]

[数3]

[0103]

台面部的水平方向的最大距离m3＝p

3-w3[0104]

岛状的台面部一个的投影面积s3＝(π/4)

×

(p

3-w3)2[0105]

台面部的总投影面积的比例(％)

[0106]

另外，在台面部为如图8所示配置为正六边格子状的正六边形的情况下，一个岛状的台面部的水平方向的最大距离m4、一个岛状的台面部的投影面积s4、台面部的总投影面积的比例r4能够根据下式算出。

[0107]

[数4]

[0108]

台面部的水平方向的最大距离

[0109]

岛状的台面部一个的投影面积

[0110]

台面部的总投影面积的比例(％)r4＝((p

4-w4)/p4)2×

100

[0111]

另外，参照图1b，在研磨垫10中，将浅凹陷相对于长度方向垂直地切断时的截面形状为长方形。研磨垫的浅凹陷的截面形状没有特别限定。具体而言，截面形状除了长方形之外，也可以是梯形、三角形、半圆形、半长圆形、正弦曲线等。

[0112]

本实施方式的研磨垫的研磨层的研磨面的深槽区域以及台面区域的形成方法没有特别限定。另外，深槽区域和台面区域可以分别通过单独的工序形成，也可以通过一次工序同时形成，另外，在通过单独的工序形成的情况下，也可以先形成深槽区域和台面区域中的任一个。

[0113]

具有由0.3mm以上的深槽或孔形成的第一图案的开口即深槽区域的形成方法没有特别限定。具体而言，例如可以举出通过对研磨层用片的一面进行切削加工而形成深槽或孔的方法；通过转印加工使高分子熔融或挥散而形成深槽或孔的方法，所述转印加工将加热后的模具或金属线冲压并与研磨层用片的一面接触；通过在研磨层用片的一面进行激光加工而使高分子分解或挥散从而形成深槽或孔的方法；使用预先形成有用于形成深槽或孔的凸部的模具，成形具备具有深槽或孔的研磨面的研磨层用片的方法等。

[0114]

另外，具有形成于研磨层的研磨面的、具有第二图案的深度0.01～0.1mm的浅凹陷和由浅凹陷包围的多个岛状的台面部的台面区域的形成方法也没有特别限定。具体而言，例如可以举出通过对研磨层用片的一面沿着规定的第二图案的形状进行切削加工而形成浅凹陷的方法；通过转印加工使高分子熔融或挥散而形成浅凹陷的方法，所述转印加工将加热后的模具或金属线冲压并与成为研磨层的圆形状的高分子片的一面接触；通过在成为研磨层的圆形成的高分子片的一面进行激光加工而使高分子分解或挥散从而形成浅凹陷的方法；在成形成为研磨层的圆形状的高分子片时的模具上预先形成用于形成浅凹陷的凸部，在高分子片的成形时形成浅凹陷的方法等。在它们之中，从生产率优异的观点出发，优选通过切削加工形成浅凹陷的方法或通过转印加工形成浅凹陷的方法，从浅凹陷的加工精度优异的观点出发，特别优选切削加工的方法。

[0115]

需要说明的是，作为通过切削加工形成浅凹陷的方法，例如可以举出使用车刀等刀具在高分子片的一面切削深度0.01～0.1mm的直线的浅凹陷的方法，其中，通过组合多个直线的浅凹陷，形成具有第二图案的深度0.01～0.1mm的浅凹陷。

[0116]

另外，作为通过转印加工形成浅凹陷的方法，例如可以举出如下方法。(1)使用模具，对用于形成研磨层的高分子材料进行注射成形，成形研磨层用片的方法，该模具在型腔

表面具有由将具有第二图案的浅凹陷的形状反转后的凸部构成的形状；(2)使用安装有t模的挤出机将用于形成研磨层的高分子材料熔融挤出并片化后，通过将其按压在冷却辊上，成形具备具有第二图案的浅凹陷的高分子片的方法，该冷却辊在表面具有由将具有第二图案的浅凹陷的形状反转后的凸部构成的形状；(3)通过将加热后的模具冲压并与预先制造的研磨层用片的一面接触，使高分子熔融或挥散，形成具有第二图案的浅凹陷的方法，该模具在表面具有由将具有第二图案的浅凹陷的形状反转后的凸部构成的形状；(4)使用反应注射成形(rim)，在模具内填充未固化的树脂并使其固化，由此在一个阶段制造具备研磨面的高分子片的方法等，该研磨面具有由浅凹陷和多个台面部构成的台面区域，该模具在型腔表面具有由将具有第二图案的浅凹陷的形状反转后的凸部构成的形状。

[0117]

以上说明的本实施方式的研磨垫优选用于cmp。接着，对使用了本实施方式的研磨垫10的cmp的一个实施方式进行说明。

[0118]

在cmp中，能够使用cmp装置100，该cmp装置100具备如图9所示那样的圆形的旋转平台101、浆料供给喷嘴102、载体103和垫修整器104。在旋转平台101的表面，利用双面粘合片等粘贴研磨垫10。另外，载体103支承被研磨基材50。

[0119]

在cmp装置100中，旋转平台101通过省略图示的马达，例如沿箭头所示的方向旋转。另外，载体103在将被研磨基材50的被研磨面压接在研磨垫10的研磨面上的同时，通过省略图示的马达例如沿箭头所示的方向旋转。垫修整器104例如沿箭头所示的方向旋转。在垫修整器104的直径比被研磨基材50的直径小的情况下，为了使研磨垫的与被研磨材料接触的区域整体成为适于研磨的粗糙度，使垫修整器104在旋转平台101的半径方向上摆动。

[0120]

在使用未使用的研磨垫时，通常在被研磨基材的研磨之前，进行用于使研磨垫的研磨面细致地粗糙化而成为适于研磨的粗糙度的被称为磨合的修整。具体而言，在使水流过固定在旋转平台101上而旋转的研磨垫10的表面的同时，按压cmp用的垫修整器104，进行研磨垫10的表面的修整。作为垫修整器，例如可以使用通过镍电沉积等将金刚石颗粒固定在载体表面上的垫修整器。

[0121]

在具有高硬度的研磨层的研磨垫的情况下，存在用于在未使用的研磨垫的研磨面上形成适于研磨的粗糙度的修整即磨合所需的时间的问题。另外，在磨合后的研磨中，有时在研磨特性稳定之前的磨合研磨也需要时间。根据本实施方式的研磨垫，通过在未使用的研磨垫的研磨面上具备具有第二图案的深度0.01～0.1mm的浅凹陷和由浅凹陷包围的多个岛状的台面部的台面区域，垫修整器容易从全方向均匀地接触由浅凹陷包围的多个岛状的台面部，缩短了磨合时间。图10a以及图10b是用于说明本实施方式的研磨垫10的磨合中的研磨面的变化的说明图。图10a示出修整前、图10b示出修整后的研磨面的一部分。在图10a所示的修整前，研磨面p具有：深槽区域g，其具有由深度0.3mm以上的深槽或孔1构成的第一图案；台面区域l，其是除深槽区域g以外的区域。而且，通过进行修整，由台面区域l的浅凹陷2包围的多个岛状的台面部3逐渐地磨损，浅凹陷2逐渐变浅。而且，通过继续修整，如图10b所示，岛状的台面部3磨损而变低，同样地，浅凹陷2也变浅。在本实施方式的研磨垫中，在未使用的研磨垫的研磨面中，能够减少需要修整的面积，并且垫修整器容易挂在岛状的台面部的周缘，摩擦力变大，因此能够缩短磨合时间。

[0122]

没有特别限定，但当浅凹陷的平均深度小于0.01mm时，实质上浅凹陷的作用降低，研磨特性稳定。用于这样的修整的条件没有特别限定，但从使研磨垫的启动处理在短时间

内结束，研磨特性稳定的观点出发，选择垫修整器的种类和修整负荷、转速，以使直到浅凹陷的平均深度小于0.01mm为止的累计的修整时间优选为30分钟以内，更优选为1～20分钟，特别优选为2～15分钟。需要说明的是，也可以仅在研磨垫的启动处理时，提高修整负荷或转速，促进岛状的台面部的磨损。

[0123]

作为垫修整器的种类，优选金刚石粒度号#60～#200，但可以根据研磨层的树脂组成或研磨条件而适当选择。另外，作为修整负荷，依赖于修整器的直径，在直径150mm以下的情况下，优选为5～50n，在直径150～250mm的情况下，优选为10～250n，在直径250mm以上的情况下，优选为50～300n左右。另外，作为转速，优选修整器和台板分别为10～200rpm，但为了防止旋转的同步，优选修整器和台板的转速不同。

[0124]

而且，在磨合完成之后，开始被研磨基材的被研磨面的研磨。在研磨中，从浆料供给喷嘴将浆料供给到旋转的研磨垫的表面。浆料含有例如水或油等液态介质；二氧化硅、氧化铝、氧化铈、氧化锆、碳化硅等研磨剂；碱、酸、表面活性剂、氧化剂、还原剂、螯合剂等。另外，在进行cmp时，根据需要，也可以与浆料一起并用润滑油、冷却剂等。而且，将固定在载体上并旋转的被研磨基材按压在研磨面上浆料遍布的研磨垫上。而且，继续研磨处理，直到得到规定的平坦度或研磨量为止。通过调整在研磨时作用的推压力或旋转平台与载体的相对运动的速度，加工质量受到影响。

[0125]

研磨条件没有特别限定，但为了有效地进行研磨，优选平台以及被研磨基材各自的转速为300rpm以下的低旋转。另外，为了压接在研磨垫上而施加在被研磨基材上的压力，从在研磨后不产生损伤的观点出发，优选设为150kpa以下。另外，在研磨期间，优选的是，以使浆料遍布研磨面的方式将浆料连续或不连续地供给到研磨垫。

[0126]

而且，将研磨结束后的被研磨基材充分清洗后，使用旋转干燥器等掸落附着在被研磨基材上的水滴，使其干燥。这样，被研磨面成为平滑的面。

[0127]

这样的本实施方式的cmp优选用于各种半导体器件、mems(微机电系统(micro electro mechanical systems))等的制造工艺中的研磨。作为研磨对象的例子，例如可以举出硅、碳化硅、氮化镓、砷化镓、镓、氧化锌、蓝宝石、锗、金刚石等半导体基板；在具有规定的配线的配线板上形成的硅氧化膜、氮化硅膜、low-k膜等绝缘膜；铜、铝、钨等配线材料；玻璃、水晶、光学基板、硬盘等。本实施方式的研磨垫特别优选用于对形成在半导体基板上的绝缘膜或配线材料进行研磨的用途。

[0128]

实施例

[0129]

以下，通过实施例对本发明进行更具体的说明。需要说明的是，本发明的范围不限定于这些实施例。

[0130]

[制造例一]

[0131]

以ptmg:peg:bd:mdi的质量比为24.6:11.6:13.8:50.0的比例配合数均分子量850的聚四亚甲基二醇[简写：ptmg]、数均分子量600的聚乙二醇[简写：peg]、1，4-丁二醇[简写：bd]、以及4，4

’?

二苯基甲烷二异氰酸酯[简写：mdi]，通过计量泵，连续地供给到同轴旋转的双螺杆挤出机中，连续地熔融聚合热塑性聚氨酯。然后，将聚合的热塑性聚氨酯的熔融物以股线状连续地挤出到水中后，用造粒机细碎，得到颗粒。将该颗粒在70℃下除湿干燥20小时后，供给到单螺杆挤出机中，从t模挤出，成形厚度2.0mm的片材。然后，对得到的片材的表面进行磨削，形成厚度1.5mm的均匀的片材后，切成直径38cm的圆形状，由此得到研磨层

用片。基于jis k 7311，在测定温度25℃的条件下测定的研磨层用片的d硬度为67。

[0132]

[制造例二]

[0133]

以ptmg:peg:bd:mdi的质量比为19.5:9.2:16.4:54.9的比例配合ptmg、peg、bd、mdi，通过计量泵，连续地供给到同轴旋转的双螺杆挤出机中，连续地熔融聚合热塑性聚氨酯。然后，将聚合的热塑性聚氨酯的熔融物以股线状连续地挤出到水中后，用造粒机细碎，得到颗粒。将该颗粒在70℃下除湿干燥20小时后，供给到单螺杆挤出成形机中，从t模挤出，成形厚度2.0mm的片材。然后，对得到的片材的表面进行磨削，形成厚度1.5mm的均匀的片材后，切成直径38cm的圆形状，由此得到研磨层用片。基于jis k 7311，在测定温度25℃的条件下测定的研磨层用片的d硬度为76。

[0134]

[实施例一]

[0135]

在作为制造例一中得到的、厚度1.5mm、直径38cm的研磨层用片的一面的研磨面上，通过切削加工而形成宽度0.7mm、深度1.0mm、槽间距9.0mm的螺旋状的深槽。需要说明的是，深槽的截面形状为长方形。此时，深槽区域的面积相对于研磨面的总面积的比例为8％。

[0136]

然后，在形成有深槽的研磨面上，通过切削加工而形成由宽度1.0mm、深度0.08mm、间距4.0mm的多条直线构成的三角格子状的浅凹陷。浅凹陷的截面形状也为长方形。这样，形成有多个被多个浅凹陷包围的边长为3.0mm的正三角形的岛状的台面部。一个岛状的台面部的投影面积为3.9mm2，一个岛状的台面部的水平方向的最大距离为3.0mm。另外，台面部的总投影面积相对于台面区域的全投影面积的比例为42％。得到的研磨垫的研磨面的放大照片在图11中示出。需要说明的是，使用表面粗糙度测定器(mitutoyo公司制“粗糙度仪sj-210”)，基于jis b 0601：2001以及jis b 0671：2002，测定台面区域的表面粗糙度，结果算术平均粗糙度ra为9.8μm、最大高度rz为55.0μm、以及突出峰部高度rpk为13.2μm。

[0137]

需要说明的是，浅凹陷以及深槽的深度使用(公司)中村制作所制深度规“e-dp2j”，在与晶片接触的部分测定8点，进行平均。另外，一个岛状的台面部的投影面积以及一个岛状的台面部的水平方向的最大距离使用东海产业(公司)制的标尺“no.1983”测定图5的p1以及w1，由数1中记载的式子求出。

[0138]

然后，在相对于研磨层的研磨面的背面用双面粘合片贴合缓冲层，制成多层型的研磨垫。作为缓冲层，使用作为厚度为0.8mm的发泡聚氨酯制片的(公司)inoac公司制的“polon h48”。然后，通过以下的评价方法评价得到的研磨垫的研磨特性。

[0139]

《研磨速度以及直到浅凹陷消失为止的修整时间》

[0140]

将得到的研磨垫安装在(公司)m

·a·

t制的研磨装置“mat-bc15”上。然后，准备将机械手微电子公司制的浆料“ss-25”稀释2倍而调整的ph约12的浆料，在台板转速100rpm、头转速99rpm、研磨压力41.4kpa的条件下，一边以120ml/分钟的速度将浆料供给到研磨垫的研磨面，一边将在表面具有膜厚1000nm的氧化硅膜的直径4英寸的硅晶片研磨60秒。

[0141]

然后，使用垫修整器((公司)a.l.m.t制的金刚石修整器(金刚石粒度号#100块，基体金属直径19cm))，在修整器转速70rpm、研磨垫转速100rpm、修整器负荷20n的条件下，一边以150ml/分钟的速度流动纯水，一边对研磨垫的表面进行30秒修整。然后，再次研磨其他硅晶片，进一步进行30秒修整。这样，研磨了100片硅晶片。然后，测定研磨成第3片、第5片、第10片、第15片、第25片、第50片、第100片的硅晶片的研磨前以及研磨后的氧化硅膜的膜厚，求出研磨速度。另外，每2片研磨测定浅凹陷的深度，求出小于0.01mm时的累计修整时间。

[0142]

结果在表1中示出。另外，图12中示出利用实施例一的研磨垫研磨10片硅晶片后的研磨面的放大照片。可以看出，研磨面与水充分地融合，研磨面被修整器细致地粗糙化，浆料的保持性优异。

[0143]

[表1]

[0144]

[0145]

[实施例二]

[0146]

在作为制造例一中得到的、厚度1.5mm、直径38cm的研磨层片的一面的研磨面上，通过切削加工而形成宽度0.7mm、深度1.0mm、槽间距4.5mm的螺旋状的深槽。需要说明的是，深槽的截面形状为长方形。此时，深槽的面积相对于研磨面的总面积的比例为16％。

[0147]

然后，在形成有深槽的研磨面的整面上，进一步通过切削加工而形成由宽度1.0mm、深度0.04mm、间距3.0mm的多条直线构成的三角格子状的浅凹陷。浅凹陷的截面形状也为长方形。这样，形成有多个被多个浅凹陷包围的边长为1.9mm的岛状的正三角形的台面部。一个岛状的台面部的投影面积为1.5mm2，一个岛状的台面部的水平方向的最大距离为1.9mm，台面部的总投影面积相对于台面区域的全投影面积的比例为30％。这样制造了研磨层。

[0148]

然后，使用得到的研磨层，与实施例一同样地制作研磨垫，进行评价。结果在表1中示出。

[0149]

[实施例三]

[0150]

取代在实施例二中，在研磨面上形成由宽度1.0mm、深度0.04mm、间距3.0mm的多条直线构成的三角格子状的浅凹陷，而形成由宽度1.5mm、深度0.06mm、间距5.5mm的多条直线构成的三角格子状的浅凹陷，除此以外，同样地制造了研磨层。浅凹陷的截面形状为长方形。在研磨面上，形成有多个被多个浅凹陷包围的边长为3.9mm的岛状的正三角形的台面部。一个岛状的台面部的投影面积为6.7mm2，一个岛状的台面部的水平方向的最大距离为3.9mm，台面部的总投影面积相对于台面区域的全投影面积的比例为38％。这样制造了研磨层。

[0151]

然后，使用得到的研磨层，与实施例一同样地制作研磨垫，进行评价。结果在表1中示出。

[0152]

[实施例四]

[0153]

取代在实施例二中，在研磨面上形成由宽度1.0mm、深度0.04mm、间距3.0mm的多条直线构成的三角格子状的浅凹陷，而形成由宽度1.0mm、深度0.03mm、间距2.5mm的多条直线构成的xy格子状的浅凹陷，除此以外，同样地制造了研磨层。浅凹陷的截面形状为长方形。在研磨面上，形成有多个被多个浅凹陷包围的边长为1.5mm的岛状的正方形的台面部。一个岛状的台面部的投影面积为2.3mm2，一个岛状的台面部的水平方向的最大距离为2.1mm，台面部的总投影面积相对于台面区域的全投影面积的比例为36％。这样制造了研磨层。

[0154]

然后，使用得到的研磨层，与实施例一同样地制作研磨垫，进行评价。结果在表1中示出。

[0155]

[实施例五]

[0156]

在作为制造例一中得到的、厚度1.5mm、直径38cm的研磨层用片的一面的研磨面上，通过切削加工而形成宽度0.3mm、深度1.0mm、槽间距2.5mm的同心圆状的多个深槽。需要说明的是，深槽的截面形状为长方形。此时，深槽的面积相对于研磨面的总面积的比例为12％。

[0157]

然后，在形成有深槽的研磨面的整面上，进一步通过切削加工而形成由宽度2.0mm、深度0.05mm、间距4.5mm的多条直线构成的三角格子状的浅凹陷。浅凹陷的截面形状也为长方形。这样，形成有多个被多个浅凹陷包围的边长为2.2mm的岛状的正三角形的台面

部。一个岛状的台面部的投影面积为2.0mm2，一个岛状的台面部的水平方向的最大距离为2.2mm，台面部的总投影面积相对于台面区域的全投影面积的比例为17％。这样制造了研磨层。

[0158]

然后，使用得到的研磨层，与实施例一同样地制作研磨垫，进行评价。结果在表1中示出。

[0159]

[实施例六]

[0160]

取代在实施例二中，在研磨面上形成由宽度1.0mm、深度0.04mm、间距3.0mm的多条直线构成的三角格子状的浅凹陷，而形成由宽度2.0mm、深度0.05mm、间距9.0mm的多条直线构成的三角格子状的浅凹陷，除此以外，同样地制造了研磨层。浅凹陷的截面形状为长方形。在研磨面上，形成有多个被多个浅凹陷包围的边长为7.1mm的岛状的正三角形的台面部。一个岛状的台面部的投影面积为22.0mm2，一个岛状的台面部的水平方向的最大距离为7.1mm，台面部的总投影面积相对于台面区域的全投影面积的比例为47％。这样制造了研磨层。

[0161]

然后，使用得到的研磨层，与实施例一同样地制作研磨垫，进行评价。结果在表1中示出。

[0162]

[实施例七]

[0163]

取代在实施例二中，在研磨面上形成由宽度1.0mm、深度0.04mm、间距3.0mm的多条直线构成的三角格子状的浅凹陷，而形成由宽度2.0mm、深度0.05mm、间距7.0mm的多条直线构成的xy格子状的浅凹陷，除此以外，同样地制造了研磨层。浅凹陷的截面形状为长方形。在研磨面上，形成有多个被多个浅凹陷包围的边长为5.0mm的岛状的正方形的台面部。一个岛状的台面部的投影面积为25.0mm2，一个岛状的台面部的水平方向的最大距离为7.1mm，台面部的总投影面积相对于台面区域的全投影面积的比例为51％。这样制造了研磨层。

[0164]

然后，使用得到的研磨层，与实施例一同样地制作研磨垫，进行评价。结果在表1中示出。

[0165]

[实施例八]

[0166]

在作为制造例二中得到的、厚度1.5mm、直径38cm的研磨层用片的一面的研磨面上，通过切削加工而形成上表面的宽度1.5mm、底面的宽度0.5mm、深度0.8mm、槽间距7.0mm的螺旋状的深槽。需要说明的是，深槽的截面形状为梯形。此时，深槽的区域的面积相对于研磨面的总面积的比例为21％。

[0167]

然后，在形成有深槽的研磨面的整面上，进一步通过切削加工而形成由上表面的宽度1.0mm、底面的宽度0.9mm、深0.05mm、间距2.5mm的多条直线构成的三角格子状的浅凹陷。浅凹陷的截面形状为梯形。这样，形成有多个被多个浅凹陷包围的边长为1.3mm的岛状的正三角形的台面部。一个岛状的台面部的投影面积为0.8mm2，一个岛状的台面部的水平方向的最大距离为1.3mm，台面部的总投影面积相对于台面区域的全投影面积的比例为22％。这样制造了研磨层。

[0168]

然后，使用得到的研磨层，与实施例一同样地制作研磨垫，进行评价。结果在表1中示出。

[0169]

[实施例九]

[0170]

取代在实施例八中，在研磨面上形成由上表面的宽度1.0mm、底面的宽度0.9mm、深

度0.05mm、间距2.5mm的多条直线构成的三角格子状的浅凹陷，而形成由宽度1.5mm、深度0.03mm、间距6.0mm的多条直线构成的三角格子状的浅凹陷，除此以外，同样地制造了研磨层。浅凹陷的截面形状为长方形。在研磨面上，形成有多个被多个浅凹陷包围的边长为4.5mm的岛状的正三角形的台面部。一个岛状的台面部的投影面积为8.8mm2，一个岛状的台面部的水平方向的最大距离为4.5mm，台面部的总投影面积相对于台面区域的全投影面积的比例为42％。这样制造了研磨层。

[0171]

然后，使用得到的研磨层，与实施例一同样地制作研磨垫，进行评价。结果在表1中示出。

[0172]

[实施例十]

[0173]

取代在实施例八中，在研磨面上形成由上表面的宽度1.0mm、底面的宽度0.9mm、深度0.05mm、间距2.5mm的多条直线构成的三角格子状的浅凹陷，而形成由上表面的宽度1.0mm、底面的宽度0.9mm、深度0.05mm、间距3.0mm的多条直线构成的xy格子状的浅凹陷，除此以外，同样地制造了研磨层。浅凹陷的截面形状为梯形。在研磨面上，形成有多个被多个浅凹陷包围的边长为2.0mm的岛状的正方形的台面部。一个岛状的台面部的投影面积为4.0mm2，一个岛状的台面部的水平方向的最大距离为2.8mm，台面部的总投影面积相对于台面区域的全投影面积的比例为44％。这样制造了研磨层。

[0174]

然后，使用得到的研磨层，与实施例一同样地制作研磨垫，进行评价。结果在表1中示出。

[0175]

[实施例十一]

[0176]

在150℃的条件下，通过热压将sus制的冲孔板(孔的形状：直径1.5mm的圆，孔的配置：六边格子，孔的间距：2.5mm，开口率：33％)按压在作为制造例二中得到的、厚度1.5mm、直径38cm的研磨层用片的一面的研磨面的整面上，形成浅凹陷。形成有多个被多个浅凹陷包围的、直径1.5mm的岛状的圆形的台面部。一个岛状的台面部的投影面积为1.8mm2，一个岛状的台面部的水平方向的最大距离为1.5mm，台面部的总投影面积相对于台面区域的全投影面积的比例为33％。

[0177]

然后，在研磨面上，通过切削加工而形成上表面的宽度2.0mm、底面的宽度1.0mm、深度0.8mm、槽间距7.0mm的螺旋状的深槽。需要说明的是，深槽的截面形状为梯形。此时，深槽的区域的面积相对于研磨面的总面积的比例为29％。这样制造了研磨层。

[0178]

然后，使用得到的研磨层，与实施例一同样地制作研磨垫，进行评价。结果在表1中示出。

[0179]

[比较例一]

[0180]

除了在实施例一中不形成浅凹陷以外，与实施例一同样地制造了研磨层。然后，使用得到的研磨层，与实施例一同样地制作研磨垫，进行评价。结果在表2中示出。得到的研磨垫的研磨面的放大照片在图13中示出。需要说明的是，使用表面粗糙度测定器(mitutoyo公司制“粗糙度仪jj-210”)，基于jis b 0601：2001以及jis b 0671：2002，测定台面区域的表面粗糙度，结果算术平均粗糙度ra为0.2μm、最大高度rz为1.8μm、以及突出峰部高度rpk为0.4μm。另外，图14中示出研磨10片比较例一的研磨垫的晶片后的研磨面的放大照片。可以看出，研磨面弹起水，垫表面没有达到充分地保持浆料的状态。

[0181]

[表2]

[0182][0183]

[比较例二]

[0184]

除了在实施例一中不形成深槽以外，与实施例一同样地制造了研磨层。然后，使用得到的研磨层，与实施例一同样地制作研磨垫，进行评价。结果在表2中示出。

[0185]

[比较例三]

[0186]

取代在实施例二中，在研磨面上形成由宽度1.0mm、深度0.04mm、间距3.0mm的多条直线构成的三角格子状的浅凹陷，而形成由宽度1.0mm、深度0.20mm、间距3.0mm的多条直线构成的三角格子状的浅凹陷，除此以外，同样地制造了研磨层。浅凹陷的截面形状为长方形。在研磨面上，形成有多个被多个浅凹陷包围的边长为1.9mm的岛状的正三角形的台面部。一个岛状的台面部的投影面积为1.5mm2，一个岛状的台面部的水平方向的最大距离为

1.9mm，台面部的总投影面积的比例相对于台面区域的全投影面积为30％。这样制造了研磨层。

[0187]

然后，使用得到的研磨层，与实施例一同样地制作研磨垫，进行评价。结果在表2中示出。

[0188]

[比较例四]

[0189]

除了在实施例八中不形成浅凹陷以外，与实施例八同样地制造了研磨层。然后，使用得到的研磨层，与实施例一同样地制作研磨垫，进行评价。结果在表2中示出。

[0190]

[比较例五]

[0191]

取代在实施例九中，在研磨面上形成由宽度1.5mm、深度0.03mm、间距6.0mm的多条直线构成的三角格子状的浅凹陷，而形成由宽度1.0mm、深度0.20mm、间距3.0mm的多条直线构成的xy格子状的浅凹陷，除此以外，同样地制造了研磨层。浅凹陷的截面形状为长方形。在研磨面上，形成有多个被多个浅凹陷包围的边长为2.0mm的岛状的正方形的台面部。一个岛状的台面部的投影面积为4.0mm2，一个岛状的台面部的水平方向的最大距离为2.8mm，台面部的总投影面积相对于台面区域的全投影面积的比例为44％。这样制造了研磨层。

[0192]

然后，使用得到的研磨层，与实施例一同样地制作研磨垫，进行评价。结果在表2中示出。

[0193]

[比较例六]

[0194]

取代在实施例九中，在研磨面上形成由宽度1.5mm、深度0.03mm、间距6.0mm的多条直线构成的三角格子状的浅凹陷，而形成由宽度2.0mm、深度0.04mm、间距4.0mm的多个同心圆状的浅凹陷，除此以外，同样地制造了研磨层。浅凹陷的截面形状为长方形。浅凹陷和浅凹陷之间的台面部不是以岛状而是以同心圆状连续。台面部的总投影面积相对于台面区域的全投影面积的比例为50％。这样制造了研磨层。

[0195]

然后，使用得到的研磨层，与实施例一同样地制作研磨垫，进行评价。结果在表2中示出。

[0196]

[比较例七]

[0197]

取代在实施例十一中，通过热压将sus制的冲孔板压接，形成在直径1.5mm的岛状的圆形的台面部之间形成的浅凹陷，而形成如下的浅凹部，除此以外，与实施例十一同样地制造了研磨层。然后，使用得到的研磨层，与实施例一同样地制作研磨垫，进行评价。

[0198]

将直径2mm、深度0.06mm的圆形的浅凹陷以中心间间距2.5mm切削加工成六边格子状而制作。浅凹陷的截面形状为长方形。浅凹陷和浅凹陷之间的台面部不是以岛状而是以六边格子状的海状连续。台面部的总投影面积相对于台面区域的全投影面积的比例为42％。结果在表2中示出。

[0199]

由以上的结果可知以下内容。

[0200]

具有深度0.3mm以上的深槽、深度0.01～0.1mm的浅凹陷和由浅凹陷包围的水平方向的最大距离为8mm以下的多个岛状的台面部的实施例一～十一的研磨垫，与不具有浅凹陷的比较例一以及比较例四的研磨垫或不具有被浅凹陷包围的岛状的台面部的比较例六以及比较例七的研磨垫相比，直到研磨速度稳定为止所需的时间短，能够缩短磨合研磨的时间。需要说明的是，具有水平方向的最大距离为7mm以下的岛状的台面部的实施例一～五、八～十一的研磨垫的磨合研磨的时间的缩短效果特别显著。浅凹陷的深度超过0.1mm的

比较例三以及比较例五的研磨垫，使用初期的研磨速度比较高，但研磨速度难以稳定，缩短磨合研磨的时间的效果小。有具有深槽的比较例二的研磨垫的研磨速度低。

[0201]

本发明的研磨垫可用于半导体基板或玻璃等的研磨用途。特别适用于对半导体或硬盘、液晶显示器等基板材料、或透镜或反射镜等光学部件等进行化学机械研磨时。

[0202]

附图标记说明

[0203]

1 深槽或孔

[0204]

2、12、22 浅凹陷

[0205]

3、13 台面部

[0206]

5 研磨层

[0207]

6 粘接层

[0208]

7 缓冲层

[0209]

10、20、30、40 研磨垫

[0210]

50 被研磨基材

[0211]

g 深槽区域

[0212]

l 台面区域

[0213]

p 研磨面技术特征：

1.一种研磨垫，其包括具有研磨面的研磨层，其中，所述研磨面具备：深槽区域，其具有由深度0.3mm以上的深槽或孔形成的第一图案；台面区域，其是除所述深槽区域以外的区域；所述台面区域具有：深度0.01～0.1mm的浅凹陷，其具有第二图案；多个岛状的台面部，其由所述浅凹陷包围，且水平方向的最大距离为8mm以下。2.如权利要求1所述的研磨垫，其中，所述第二图案具有在所述台面区域的整面形成的、从由三角格子状、正方格子状、矩形格子状、菱形格子状以及六边格子状构成的组中选择的至少一个图案。3.如权利要求1或2所述的研磨垫，其中，一个所述台面部的投影面积为0.3～10mm2的范围。4.如权利要求1至3中任一项所述的研磨垫，其中，所述台面部的总投影面积相对于所述台面区域的全投影面积的比例为10～50％。5.如权利要求1至4中任一项所述的研磨垫，其中，所述浅凹陷的所述深度为0.02～0.06mm。6.如权利要求1至5中任一项所述的研磨垫，其中，所述深槽区域的投影面积相对于所述研磨面的全投影面积的比例为5～40％。7.如权利要求1至6中任一项所述的研磨垫，其中，所述第一图案具有从由螺旋状、同心圆状、以及格子状构成的组中选择的至少一个图案。8.如权利要求1至7中任一项所述的研磨垫，其中，所述研磨层由以非发泡高分子体为主体的片构成。9.如权利要求1至8中任一项所述的研磨垫，其中，所述研磨层包括热塑性聚氨酯片。10.一种研磨垫的制造方法，其制造如权利要求1所述的研磨垫，具备：准备成为所述研磨层的高分子片的工序；在所述高分子片的成为研磨面的一侧形成所述深槽区域的工序；在所述高分子片的成为研磨面的一侧形成所述台面区域的工序；形成所述台面区域的浅凹陷通过切削加工或转印加工而形成。11.一种研磨方法，其用于使用如权利要求1至9中任一项所述的研磨垫在半导体器件的制造工序中进行所述半导体器件的被研磨面的研磨，具备在直到所述浅凹陷的平均深度小于0.01mm为止的累计的修整时间为30分钟以内的修整条件下进行所述研磨面的修整的工序。12.如权利要求11所述的研磨方法，其中，所述累计的修整时间为1～20分钟。

技术总结

一种研磨垫，其包括具有研磨面的研磨层，研磨面具备：深槽区域，其具有由深度0.3mm以上的深槽或孔形成的第一图案；台面区域，其是除深槽区域以外的区域；台面区域具有：深度0.01～0.1mm的浅凹陷，其具有第二图案；多个岛状的台面部，其由浅凹陷包围，且水平方向的最大距离为8mm以下。离为8mm以下。离为8mm以下。

技术研发人员：加藤充 菊池博文 冈本知大 加藤晋哉

受保护的技术使用者：株式会社可乐丽

技术研发日：2020.06.04

技术公布日：2022/4/6