[go: up one dir, main page]

TWI817281B - 拋光墊用片材、拋光墊以及半導體器件的製造方法 - Google Patents

拋光墊用片材、拋光墊以及半導體器件的製造方法 Download PDF

Info

Publication number
TWI817281B
TWI817281B TW110145737A TW110145737A TWI817281B TW I817281 B TWI817281 B TW I817281B TW 110145737 A TW110145737 A TW 110145737A TW 110145737 A TW110145737 A TW 110145737A TW I817281 B TWI817281 B TW I817281B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
polishing
polishing pad
layer
formula
value
Prior art date
Application number
TW110145737A
Other languages
English (en)
Other versions
TW202222494A (zh
Inventor
尹晟勋
金京煥
安宰仁
徐章源
Original Assignee
南韓商Ｓｋｃ索密思有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 南韓商Ｓｋｃ索密思有限公司 filed Critical 南韓商Ｓｋｃ索密思有限公司
Publication of TW202222494A publication Critical patent/TW202222494A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI817281B publication Critical patent/TWI817281B/zh

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/11—Lapping tools
    • B24B37/20—Lapping pads for working plane surfaces
    • B24B37/24—Lapping pads for working plane surfaces characterised by the composition or properties of the pad materials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/11—Lapping tools
    • B24B37/20—Lapping pads for working plane surfaces
    • B24B37/22—Lapping pads for working plane surfaces characterised by a multi-layered structure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/11—Lapping tools
    • B24B37/20—Lapping pads for working plane surfaces
    • B24B37/26—Lapping pads for working plane surfaces characterised by the shape of the lapping pad surface, e.g. grooved
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B49/00—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation
    • B24B49/16—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation taking regard of the load
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D3/00—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents
    • B24D3/02—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent
    • B24D3/20—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent and being essentially organic
    • B24D3/28—Resins or natural or synthetic macromolecular compounds
    • H10P52/402—
    • H10P72/0428—
    • H10P95/062—
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09G—POLISHING COMPOSITIONS; SKI WAXES
    • C09G1/00—Polishing compositions
    • C09G1/06—Other polishing compositions
    • C09G1/14—Other polishing compositions based on non-waxy substances
    • C09G1/16—Other polishing compositions based on non-waxy substances on natural or synthetic resins

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)
  • Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)

Abstract

本發明提供拋光墊用片材和使用其的拋光墊。所述片材基於適當彈性和高耐久性，提供優化的界面特性，可實現拋光率功能，且在長時間濕潤環境下的拋光過程，也可沒有損傷地實現功能。拋光墊用片材包括第一表面和第二表面；針對第一表面，以下式1的值為4.20至5.50：

Description

拋光墊用片材、拋光墊以及半導體器件的製造方法
本發明關於一種作為應用於拋光製程的墊的一種構成的拋光墊用片材，且關於一種利用這種拋光墊用片材的拋光墊。另外，關於一種使用這種拋光墊的半導體器件的製造方法。
化學機械平坦化(Chemical Mechanical Planarization；CMP)或者化學機械拋光(Chemical Mechanical Polishing；CMP)製程可以在各種技術領域中用於各種目的。CMP製程在拋光對象的規定的被拋光面上進行，可以用於平坦化被拋光面、除去凝集的物質、解決晶格損傷、去除劃痕與污染源等。
半導體製程的CMP製程技術可根據拋光對象膜質或者拋光後的表面的形狀來進行分類。例如，可以按拋光對象膜質分為單晶矽(single silicon)或者多晶矽(poly silicon)，也可以按雜質的種類分為各種氧化膜或者鎢(W)、銅(Cu)、鋁(Al)、釕(Ru)、鉭(Ta)等金屬膜CMP製程。並且，還可以按拋光後的表面的形狀來分為改善基板表面的粗糙度的製程、平坦化多層電路布線導致的段差的製程、以及用於拋光後選擇性形成電路布線的器件分離製程。
可以在半導體器件的製造過程中多次應用CMP製程。半導體器件包括多個層，並且每個層都包括複雜且微細的電路圖案。另外，在最近的半導體器件中，單個晶片大小減小，且各層的圖案都向著更複雜且微細的方向進化。因此，在半導體器件的製備過程中，CMP製程的目的已經擴展到不僅包括電路布線的平坦化，還包括電路布線的分離及布線表面的改善等，其結果正在要求更加精密可靠的CMP性能。
這種用於CMP製程的拋光墊作為通過摩擦來將被拋光面加工至目的水平的製程用部件，在拋光後的被拋光對象的厚度均勻度、被拋光面的平坦度、拋光品質等方面可視為最重要的因素之一。
在一實施例中，提供一種拋光墊用片材，所述拋光墊用片材應用於拋光墊，從而可以實現適當的彈性和高的耐久性，由此可以實現穩定的拋光製程。
在另一實施例中，提供一種拋光墊，使用所述拋光墊用片材，拋光層和緩衝層之間的界面特性在拋光墊整體上的拋光性能的實現中表現出優化的物理性質，即使在濕潤環境下的長時間的拋光過程中也可以沒有損傷地實現功能，並且也可以很好地實現原有的拋光率等功能。
在又另一實施例中，提供一種半導體器件的製造方法，使用所述拋光墊，從而在半導體基板的拋光中呈現出高的製程效率，在最終的拋光結果中所述半導體基板的被拋光面呈現出適當的拋光率、最低水平的缺陷以及優異的拋光平坦度。
在一實施例中，提供一種拋光墊用片材，其中，包括：作為拋光層附著表面的第一表面，以及作為所述第一表面的背面的第二表面；針對所述第一表面，以下式1的值為4.20至5.50：
Figure 110145737-A0305-02-0004-1
在所述式1中，所述Sv是所述第一表面的最大凹陷高度(Maximum pit height)粗糙度值，所述Sz是所述第一表面的最大高度(Maximum height)粗糙度值，所述P是從所述拋光墊用片材切割寬度和長度分別為25mm大小的樣品，然後在無 負荷狀態下使用千分表(Dial Gauge)進行測量，然後以85g的標準重量加壓30秒後測量第一厚度D1，在通過在所述標準重量上增加800g的重量而設置加壓條件後經過3分鐘後測量第二厚度D2，根據公式(D1-D2)/D1*100算出的壓縮率(%)值。
所述第一表面還可以滿足以下式2的值為0.10至0.35的條件。
Figure 110145737-A0305-02-0005-2
所述第一表面還可以滿足以下式3的值為1.50至2.50的條件。
Figure 110145737-A0305-02-0005-3
在所述式3中，所述Sa是所述第一表面的算術平均高度(Arithmetical mean height)粗糙度值，所述Sz是所述第一表面的最大高度粗糙度值，所述P是從所述拋光墊用片材切割寬度和長度分別為25mm大小的樣品，然後在無負荷狀態下使用千分表進行測量，然後以85g的標準重量加壓30秒後測量第一厚度D1，在通過在所述標準重量上增加800g的重量而設置加壓條件後經過3分鐘後測量第二厚度D2，根據公式(D1-D2)/D1*100算出的壓縮率(%)值。
所述第一表面還可以滿足以下式4的值為0.10至0.20的條件。
Figure 110145737-A0305-02-0005-4
在另一實施例中，提供一種拋光墊，所述拋光墊包括拋光層和緩衝層；所述緩衝層源自拋光墊用片材；所述拋光墊用片材包括：作為拋光層附著表面的第一表面，和作為所述第一表面的背面的第二表面；針對所述第一表面，以下式1的值為4.20至5.50；所述拋光層附著表面對所述拋光層的黏合力為 8.00kgf/25mm以上：
Figure 110145737-A0305-02-0006-5
在所述式1中，所述Sv是所述第一表面的最大凹陷高度粗糙度值，所述Sz是所述第一表面的最大高度粗糙度值，所述P是從所述拋光墊用片材切割寬度和長度分別為25mm大小的樣品，然後在無負荷狀態下使用千分表進行測量，然後以85g的標準重量加壓30秒後測量第一厚度D1，在通過在所述標準重量上增加800g的重量而設置加壓條件後經過3分鐘後測量第二厚度D2，根據公式(D1-D2)/D1*100算出的壓縮率(%)值。
在又另一實施例中，提供一種半導體器件的製造方法，包括如下步驟：提供包括拋光層和緩衝層的拋光墊，以及在所述拋光層的拋光面上設置拋光對象的被拋光面以使所述被拋光面接觸所述拋光面後，在加壓條件下使所述拋光層和所述拋光對象彼此相對旋轉，從而拋光所述拋光對象；所述拋光對象包括半導體基板；所述緩衝層源自拋光墊用片材；所述拋光墊用片材包括：作為拋光層附著表面的第一表面，和作為所述第一表面的背面的第二表面；針對所述第一表面，以下式1的值為4.20至5.50；所述拋光層附著表面對所述拋光層的黏合力為8.00kgf/25mm以上：
Figure 110145737-A0305-02-0006-6
在所述式1中，所述Sv是所述第一表面的最大凹陷高度粗糙度值，所述Sz是所述第一表面的最大高度粗糙度值，所述P是從所述拋光墊用片材切割寬度和長度分別為25mm大小的樣品，然後在無負荷狀態下使用千分表進行測量，然後以85g的標準重量加壓30秒後測量第一厚度D1，在通過在所述標準重量上增加800g 的重量而設置加壓條件後經過3分鐘後測量第二厚度D2，根據公式(D1-D2)/D1*100算出的壓縮率(%)值。
所述拋光墊用片材應用於拋光墊，從而可以實現適當的彈性和高的耐久性，由此可以實現穩定的拋光製程。
所述拋光墊使用所述拋光墊用片材，拋光層和緩衝層之間的界面特性在拋光墊整體上的拋光性能的實現中表現出優化的物理性質，即使在濕潤環境下的長時間的拋光過程中也可以沒有損傷地實現功能，並且也可以很好地實現原有的拋光率等功能。
所述半導體器件的製造方法，使用所述拋光墊，從而在半導體基板的拋光中呈現出高的製程效率，在最終的拋光結果中所述半導體基板的被拋光面呈現出適當的拋光率、最低水平的缺陷以及優異的拋光平坦度。
10:拋光墊用片材
11:第一表面
12:第二表面
13:拋光面
20:拋光層
30:第一黏合層
40:第二黏合層
100:拋光墊
110:拋光墊
101:第一層
102:第二層
120:平板
130:半導體基板
140:噴嘴
150:拋光漿料
160:拋光頭
170:修整器
201:凹槽
P:基準平面
A:從基準平面到具有最大高度的峰的頂點的直線距離值
V:從基準平面到具有最大深度的谷的頂點的直線距離值
T:從最大深度的谷的頂點到最大高度的峰的頂點的直線距離值
圖1示意性地示出了一實施例的拋光墊用片材的一截面中第一表面的一部分的放大圖。
圖2示意性地示出了一實施例的拋光墊用片材的剖視圖。
圖3示意性地示出了一實施例的拋光墊的剖視圖。
圖4是示意性地示出一實施例的半導體器件的製造方法的示意圖。
根據下面的實施例，將更清楚地理解本發明的優點、特徵以及其實現方法。然而，本發明不限於以下示例性實施方式，而是可按照各種不同的形式來實現，提供這些示例性實施方式僅為了使本發明更完整，並向本發明所屬領域的普通技術人員充分地提供本發明的範疇，並且本發明將由所附申請專利範圍來限定。
為了清楚地表達圖中的各個層和區域，將厚度進行放大並示出。並 且在附圖中，為了方便說明，將部分層和區域的厚度誇大示出。在整個說明書中，相同的元件符號表示相同的構成要素。
另外，在本說明書中，當層、膜、區域、板等的一部分被稱為在另一部分的“上面”或者“上方”時，這不僅包括直接位於另一部分“上方”的情況，還包括中間還有其他部分的情況。相反，當某個部分被稱為直接位於另一部分“上方”時，意味著中間沒有其他部分。同時，當層、膜、區域、板等的一部分被稱為在另一部分的“下面”或者“下方”時，這不僅包括直接位於另一部分“下方”的情況，還包括中間還有其他部分的情況。相反，當某個部分被稱為直接位於另一部分“下方”時，意味著中間沒有其他部分。
在一實施例中，提供一種拋光墊用片材，包括：作為拋光層附著表面的第一表面，和作為所述第一表面的背面的第二表面，針對所述第一表面，以下式1的值為5.63至7.27：
Figure 110145737-A0305-02-0008-7
在所述式1中，所述Sv是所述第一表面的最大凹陷高度粗糙度值，所述Sz是所述第一表面的最大高度粗糙度值，所述P是從所述拋光墊用片材切割寬度和長度分別為25mm大小的樣品，然後在無負荷狀態下使用千分表進行測量，然後以85g的標準重量加壓30秒後測量第一厚度D1，在通過在所述標準重量上增加800g的重量而設置加壓條件後經過3分鐘後測量第二厚度D2，根據公式(D1-D2)/D1*100算出的壓縮率(%)值。
圖1示意性地示出所述拋光墊用片材的一截面中所述第一表面的一部分的放大圖。參照圖1，所述拋光墊用片材10包括第一表面11，所述第一表面的表面具有高低不規則的峰(Peak)和谷(Valley)連續的表面結構。當將所述峰(+)和所述谷(-)的和為0(zero)的平面作為基準平面P時，將從所述基準 平面到具有最大深度的谷的頂點的直線距離值V作為所述Sv值。另外，將從具有最大深度的谷的頂點到具有最大高度的峰的頂點的直線距離值T作為所述Sz值。所述Sv和所述Sz為三維表面粗糙度測量值，為了便於說明在圖1中以二維的形式表示。
所述P是從所述拋光墊用片材切割寬度和長度分別為25mm大小的樣品，然後在無負荷狀態下使用千分表進行測量，然後以85g的標準重量加壓30秒後測量第一厚度D1，在通過在所述標準重量上增加800g的重量而設置加壓條件後經過3分鐘後測量第二厚度D2，根據公式(D1-D2)/D1*100算出的壓縮率(%)值。所述拋光墊用片材為具有彈性的片材，在規定的加壓條件下進行壓縮時最終厚度小於最初厚度。
在一實施例中，所述拋光墊用片材可以被用作半導體製造中的拋光製程中使用的拋光墊的一個層。近來，隨著半導體結構變得微細和複雜，需要對半導體製造過程中的拋光製程進行精確的控制(control)。因此，即使適用於此的拋光墊的物理和/或機械性質發生微細的變化，拋光結果也可能會發生顯著的變化。本發明的發明人發現，在所述第一表面的三維表面粗糙度中Sv與Sz的比值和所述拋光墊用片材的壓縮率的相關關係滿足所述式1的情況下，在將使用所述拋光墊用片材的拋光墊應用於半導體製程的拋光工序的情況下，實現優異的拋光性能。
參照圖1，從所述基準平面P到具有最大高度的峰的頂點的直線距離值A被定義為最大峰高(Maximum peak height)Sp值。實質上，所述Sz是所述Sv的絕對值和所述Sp的絕對值之和。這時，在所述式1中，所述Sv的絕對值和所述Sz的比值是從所述基準平面P到所述最大低點的直線距離值V和從最大低點到最大高點的整個直線距離T的比值，這與所述Sp和所述Sz的比值相比，在考慮到所述拋光墊用片材的應用方面具有更大的技術意義。
具體而言，所述拋光墊用片材可以被用作拋光層層疊到所述第一表 面側的結構的拋光墊。即所述第一表面可以作為拋光層附著表面發揮功能。在所述第一表面的所述Sv的絕對值與所述Sz的比值滿足適當的比率的情況下，當所述拋光墊用片材以所述第一表面為界面附著於拋光層時，可以確保優異的界面附著性，並且可以實現對於半導體拋光過程中通過所述拋光層施加的外部壓力的適當的緩衝作用。進而，針對所述拋光墊用片材，在所述Sv的絕對值與所述Sz的比值和壓縮率之間的相關關係中，所述式1的值滿足所述的範圍的情況下，可以最大化這種技術優勢。
在一實施例中，所述拋光墊用片材的所述第一表面還可以滿足以下式2的值為約0.37至約0.48的條件。
Figure 110145737-A0305-02-0010-8
如上所述，考慮到所述Sv的絕對值與所述Sz的比值具有的技術意義，具體而言在該值滿足所述範圍的情況下可以更加有利。
在一實施例中，所述拋光墊用片材的所述第一表面還可以滿足以下式3的值為1.50至2.50的條件。
Figure 110145737-A0305-02-0010-9
在所述式3中，所述Sa是所述第一表面的算術平均高度粗糙度值，所述Sz是所述第一表面的最大高度粗糙度值，所述P是從所述拋光墊用片材切割寬度和長度分別為25mm大小的樣品，然後在無負荷狀態下使用千分表進行測量，然後以85g的標準重量加壓30秒後測量第一厚度D1，在通過在所述標準重量上增加800g的重量而設置加壓條件後經過3分鐘後測量第二厚度D2，根據公式(D1-D2)/D1*100算出的壓縮率(%)值。
參照圖1，所述Sa是指在所述第一表面中的多個峰中，各個從所述基準平面P到各個峰的頂點的直線距離的算術平均值。在所述Sa的值與所述Sz的比值與所述拋光墊用片材的壓縮率之間的相關關係滿足所述範圍的情況下，所述拋光墊用片材具有可以在整個區域上確保所期望的技術性能的優點。如果因所述拋光墊用片材的所述第一表面的局部過於不同的結構而呈現出相應的物理/機械性質，這可能會成為利用應用所述拋光墊用片材的拋光墊的拋光製程中半導體基板出現劃痕(Scratch)等缺陷(Defect)的原因。一實施例的所述拋光墊用片材除滿足了所述式1的條件外還滿足所述式3的條件從而具有在整個區域上均勻地實現通過所述式1達成的技術效果的優點。
更具體而言，所述拋光墊用片材的所述式3的值可以為約1.50至約2.50，例如，約1.50至約2.45，例如，約1.60至約2.45，例如，約1.80至約2.45，例如，約1.85至約2.45。
在一實施例中，所述拋光墊用片材還可以滿足以下式4的值為0.10至0.20的條件。
Figure 110145737-A0305-02-0011-10
如上所述，考慮到所述Sa與所述Sz的比值具有的技術意義，具體而言，在該值滿足所述範圍的情況下可以更加有利。
更具體而言，所述拋光墊用片材的所述式4的值可以為約0.10至約0.20，例如，約0.11至約0.18。
在一實施例中，所述拋光墊用片材可以包括：第一層，包含纖維不織布和浸漬在所述纖維不織布中的樹脂，和第二層，為所述第一層的至少一個表面上的塗層。
圖2示意性地示出了一實施例的所述拋光墊用片材10的截面。參照 圖2，所述拋光墊用片材包括所述第一層101和所述第二層102，所述第二層102的與所述第一層101側相反的一側的表面可以為所述第一表面11。另外，所述第一層101的與所述第二層102側相反的一側的表面可以為所述第二表面12。
例如，所述纖維不織布可以包含選自由聚酯纖維、聚醯胺纖維、聚丙烯纖維、聚乙烯纖維以及它們的組合組成的組中的一種。
例如，所述樹脂可以包含選自由聚氨酯樹脂、聚丁二烯樹脂、苯乙烯-丁二烯共聚物樹脂、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物樹脂、丙烯腈-丁二烯共聚物樹脂、苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物樹脂、矽橡膠樹脂、聚酯類彈性體樹脂、聚醯胺類彈性體樹脂以及它們的組合組成的組中的一種。
例如，所述塗層可以包含聚氨酯樹脂。例如，所述聚氨酯樹脂可以包含二異氰酸酯成分和二醇成分的反應產物，其中，所述二異氰酸酯成分包含選自由2,4-甲苯二異氰酸酯(2,4-toluenediisocyanate；2,4-TDI)、2,6-甲苯二異氰酸酯(2,6-toluenediisocyanate；2,6-TDI)、4,4’-二環己基甲烷二異氰酸酯(4,4’-dicyclohexylmethanediisocyanate；H12MDI)、亞甲基二苯基二異氰酸酯(Methylenediphenyldiisocyanate；MDI)以及它們的組合組成的組中的一種；所述二醇成分包含選自由聚四亞甲基醚二醇(PTMG)、聚丙烯醚二醇(PEG)、乙二醇(EG)、丁二醇(BG)以及它們的組合組成的組中的一種。
在一實施例中，所述第一層與所述第二層的厚度比可以是約1：0.08至約1：0.25，例如，約1：0.08至約1：0.20。所述厚度比表示為各個所述第一層與所述第二層的平均厚度的比值，在所述厚度比滿足上述範圍的情況下，當所述第一表面作為拋光層附著表面發揮功能時可以實現優異的黏著性，可以確保使用所述拋光墊用片材的拋光墊的壽命變長的優點。另外，有利於將所述拋光墊用片材的所述式1的值調節成滿足所述範圍，由此可以確保與所述式1的值相應的優異的機械性能。
所述拋光墊用片材的以所述第一表面為對象測量的表面硬度以 Asker-C硬度為基準可以為約60至約90，例如，約60至約80，例如，約60至約75。在所述拋光墊用片材在所述式1的值滿足規定範圍的同時具有所述範圍的表面硬度的情況下，可以尤其有利於實現使用所述拋光墊用片材的拋光墊的最終拋光性能中的缺陷防止效果。
所述拋光墊用片材的密度可以為約0.300g/cm3至約0.800g/cm3，例如，約0.400g/cm3至約0.700g/cm3，例如，約0.400g/cm3至約0.650g/cm3。在所述拋光墊用片材在所述式1的值滿足規定的範圍的同時具有所述範圍的密度的情況下，使用所述拋光墊用片材的拋光墊能夠在拋光製程中為半導體基板提供適當的彈性力，通過基於這種彈性力的緩衝作用，所述半導體基板整體上的拋光平坦度可以提高，缺陷防止性能可以最大化。
以下，將詳細說明所述拋光墊用片材的製造方法。
所述拋光墊用片材可以通過包括以下步驟的製造方法來製造：製造纖維不織布的步驟；用樹脂浸漬所述纖維不織布後通過乾燥或者固化來製造片材的步驟；以及進行加工處理以使所述片材的所述式1的值滿足4.20至5.50的範圍的步驟。
所述纖維不織布是指無紡纖維結構體。製造所述纖維不織布的步驟可以使用濕式製造製程或者幹式製造製程。例如，製造所述纖維不織布的步驟可以使用選自由紡黏(spun-bonded)法、水刺(spunlace)法、熔噴(melt-blown)法、熱黏合(thermally-bonded)法、梳理(carding)法、氣流成網(air-lay)法，針刺(needle punching)法、縫編(stitch bonded)法以及它們的組合組成的組中的一種工法，但不限於此。
例如，所述纖維不織布可以包含選自由聚酯纖維、聚醯胺纖維、聚丙烯纖維、聚乙烯纖維以及它們的組合組成的組中的一種。
例如，在所述纖維不織布中浸漬樹脂的方法可以使用選自由浸漬法、噴塗(spray)法、氣泡法、印刷(print)法以及它們的組合組成的組中的 一種工法，但不限於此。
用於浸漬所述纖維不織布的樹脂可以包含選自由聚氨酯樹脂、聚丁二烯樹脂、苯乙烯-丁二烯共聚物樹脂、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物樹脂、丙烯腈-丁二烯共聚物樹脂、苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物樹脂、矽橡膠樹脂、聚酯類彈性體樹脂、聚醯胺類彈性體樹脂以及它們的組合組成的組中的一種。
可以以在所述片材的至少一個表面上塗覆樹脂的方法執行進行加工處理以使所述片材的所述式1的值滿足規定範圍的步驟。
所述塗覆方法可以使用幹式法或者濕式法，例如，可以使用選自由刮塗法、刀塗法、氣刀塗法、輥塗法、凹版印刷方法以及它們的組合組成的組中的一種工法，但不限於此。
用於所述塗覆的樹脂，例如，可以包含選自由聚氨酯樹脂、聚丁二烯樹脂、苯乙烯-丁二烯共聚物樹脂、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物樹脂、丙烯腈-丁二烯共聚物樹脂、苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物樹脂、矽橡膠樹脂、聚酯類彈性體樹脂、聚醯胺類彈性體樹脂以及它們的組合組成的組中的一種。
用於所述塗覆的樹脂，例如，可以包含二異氰酸酯成分和二醇成分的反應產物，其中，所述二異氰酸酯成分包含選自由2,4-甲苯二異氰酸酯(2,4-toluenediisocyanate；2,4-TDI)、2,6-甲苯二異氰酸酯(2,6-toluenediisocyanate；2,6-TDI)、4,4’-二環己基甲烷二異氰酸酯(4,4’-dicyclohexylmethanediisocyanate；H12MDI)、亞甲基二苯基二異氰酸酯(Methylenediphenyldiisocyanate；MDI)以及它們的組合組成的組中的一種；所述二醇成分包含選自由聚四亞甲基醚二醇(PTMG)、聚丙烯醚二醇(PEG)、乙二醇(EG)、丁二醇(BG)以及它們的組合組成的組中的一種。
在另一實施例中，提供一種拋光墊，其中，包括拋光層和緩衝層，所述緩衝層源自拋光墊用片材，所述拋光墊用片材包括作為拋光層附著表面的第一表面和作為所述第一表面的背面的第二表面，針對所述第一表面，以下式1 的值為4.20至5.50，所述第一表面對所述拋光層的黏合力為8.00kgf/25mm以上。
Figure 110145737-A0305-02-0015-11
在所述式1中，所述Sv是所述第一表面的最大凹陷高度粗糙度值，所述Sz是所述第一表面的最大高度粗糙度值，所述P是從所述拋光墊用片材切割寬度和長度分別為25mm大小的樣品，然後在無負荷狀態下使用千分表進行測量，然後以85g的標準重量加壓30秒後測量第一厚度D1，在通過在所述標準重量上增加800g的重量而設置加壓條件後經過3分鐘後測量第二厚度D2，根據公式(D1-D2)/D1*100算出的壓縮率(%)值。
有關所述拋光墊用片材的所有事項如上所述。即有關所述拋光墊用片材的上述具體事項和其技術優點均適用於所述拋光墊。通過將所述第一表面的所述式1的值滿足所述範圍的拋光墊用片材用作所述緩衝層，所述拋光層和所述緩衝層之間的界面附著性可以大大提升，並且可以同時實現對通過所述拋光層傳遞的外部壓力的所述緩衝層的優異的緩衝作用和支撐作用。
所述第一表面對所述拋光層的黏合力可以為約8.00kgf/25mm以上，例如，約8.00kgf/25mm至約20.00kgf/25mm，例如，約9.00kgf/25mm至約15.00kgf/25mm，例如，約10.00kgf/25mm至約15.00kgf/25mm，例如，約11.00kgf/25mm至約15.00kgf/25mm。所述緩衝層和所述拋光層的界面黏合力滿足所述範圍，從而所述拋光墊的長期耐久性可以提高，並且可以實現在濕潤環境下持續數十小時的拋光製程中不發生氣泡(bubble)或者撕裂的優異的機械剛性。
圖3示意性地示出了一實施例的所述拋光墊100的剖視圖。參照圖3，所述拋光墊100具有包括拋光層20和緩衝層，所述緩衝層源自所述拋光墊用片材10的特徵。所述緩衝層源自所述拋光墊用片材10，從而可以包括所述第一層101和所述第二層102。有關所述第一層101和所述第二層102的事項與有關所 述拋光墊用片材的上述事項相同。
在一實施例中，所述拋光墊100還可以包括被用作使所述拋光層20和所述緩衝層附著的媒介的第一黏合層30。
例如，所述第一黏合層30可以包含熱封(heat sealing)黏合劑。具體而言，所述第一黏合層30可以包含選自由氨基甲酸乙酯類黏合劑、矽類黏合劑、橡膠類黏合劑、丙烯酸類黏合劑以及它們的組合組成的組中的一種。
在一實施例中，所述第一黏合層30可以包含氨基甲酸乙酯類黏合劑，所述第二層102可以包含聚氨酯類樹脂。在這種情況下，以所述第一黏合層為媒介的所述拋光層和所述緩衝層之間的附著力可以大大提升，實現在濕潤環境下持續數十小時的拋光製程中不發生氣泡或者撕裂的優異的機械剛性的長期耐久性可以最大化。
參照圖3，所述拋光層20為具有規定厚度的片材形狀，具有與拋光對象的被拋光面直接或者間接接觸的拋光面13。所述拋光面13與所述拋光對象的被拋光面物理接觸，從而實質上發揮機械拋光的作用。
在一實施例中，所述拋光層的厚度可以為約0.8mm至約5.0mm，例如，約1.0mm至約4.0mm，例如，約1.0mm至3.0mm，例如，約1.5mm至約3.0mm，例如，約1.7mm至約2.7mm，例如，約2.0mm至約3.5mm。
在一實施例中，所述拋光面13可以包括被加工成深度小於所述拋光層20的厚度的凹槽201。所述拋光面13可以包括多個凹槽201。在一實施例中，所述拋光墊100的平面實質上可以是圓形結構，並且例如，所述多個凹槽201可以具有從所述拋光層20的平面上的中心向末端以規定的間隔隔開形成的同心圓結構。在另一實施例中，所述多個凹槽201可以具有從所述拋光層20的平面上的中心向末端連續形成的放射形結構。在又另一實施例中，所述多個凹槽201還可以同時具有所述同心圓形結構和所述放射形結構。所述凹槽201能夠發揮如下作用：調節在使用所述拋光墊100的拋光製程中供給到所述拋光面13上的拋光液或 者拋光漿料的流動性，或者通過調節所述拋光面13和拋光對象的被拋光面之間的接觸面積的大小來調節物理拋光特性。
所述拋光層可以包括多個氣孔。所述多個氣孔的平均尺寸可以為約5μm至約50μm，例如，約5μm至約40μm，例如，約10μm至約40μm，例如，約10μm至約35μm，但不限於此。所述多個氣孔的一部分從所述拋光層的拋光面露向外部，以與所述凹槽201有區別的微細凹部的形式表現，所述微細凹部可以在所述拋光墊的使用過程中同所述凹槽201一起決定拋光液或者拋光漿料的流動性與積留空間，從而能夠作為拋光特性的調節因素發揮功能。
在一實施例中，所述拋光墊100可以包括作為所述緩衝層的所述第一表面11的背面的所述第二表面12，還可以包括布置於所述第二表面上的第二黏合層40。所述第二黏合層40作為將所述拋光墊100附著於拋光裝置的平板上的結構，例如，可以源自壓敏膠黏劑(Pressure sensitive adhesive；PSA)，但不限於此。
在一實施例中，所述拋光墊100可以包括貫通其最頂部表面和最底部表面的貫通區域(未示出)。所述貫通區域作為用於在所述拋光墊的使用過程中檢測拋光終點的結構，對於具有規定的波長條件的光能夠呈現出一定水平以上的透過率。在一實施例中，在所述貫通區域整體厚度的至少一部分可以設置有光透射視窗。例如，所述光透射視窗對約500nm至約700nm的波長中的任意一個波長的光的透過率可以超過約30%，例如，可以為約40%至約80%。
在一實施例中，所述拋光層20可以包含含氨基甲酸乙酯類預聚物的預備組合物的固化物。在一實施例中，所述預備組合物還可以包含固化劑與發泡劑。在本說明書中，“預聚物(prepolymer)”是指在製備固化物時，為了便於成型而在中間階段中斷聚合度的具有比較低的分子量的高分子。預聚物自身可以經過附加的固化製程最終成型為固化物，或者與其他聚合性化合物反應來最終成型為固化物。
在一實施例中，可以通過使異氰酸酯化合物與多元醇化合物反應來製備所述氨基甲酸乙酯類預聚物。
製備所述氨基甲酸乙酯類預聚物時使用的所述異氰酸酯化合物可以為選自由芳香族二異氰酸酯、脂肪族二異氰酸酯、脂環族二異氰酸酯以及它們的組合組成的組中的一種。例如，所述異氰酸酯化合物可以包含芳香族二異氰酸酯，例如，所述異氰酸酯化合物可包含芳香族二異氰酸酯和脂環族二異氰酸酯。
所述異氰酸酯化合物，例如，可以包含選自由2,4-甲苯二異氰酸酯(2,4-toluenediisocyanate；2,4-TDI)、2,6-甲苯二異氰酸酯(2,6-toluenediisocyanate；2,6-TDI)、萘-1,5-二異氰酸酯(naphthalene-1,5-diisocyanate)、對苯二異氰酸酯(p-phenylenediisocyanate)、二甲基聯苯二異氰酸酯(tolidinediisocyanate)、4,4’-二苯甲烷二異氰酸酯(4,4’-diphenylmethanediisocyanate)、六亞甲基二異氰酸酯(hexamethylenediisocyanate)、二環己基甲烷二異氰酸酯(dicyclohexylmethanediisocyanate)、4,4’-二環己基甲烷二異氰酸酯(4,4’-dicyclohexylmethanediisocyanate；H12MDI)、異佛爾酮二異氰酸酯(isophorone diisocyanate)以及它們的組合組成的組中的一種。
所述“多元醇(polyol)”是指每個分子至少含有2個以上羥基(-OH)的化合物。在一實施例中，所述多元醇化合物可以包含含有2個羥基的二元醇化合物，即，二醇(diol)或者乙二醇(glycol)；或具有三個羥基的三元醇化合物，即，三醇(triol)化合物。
所述多元醇化合物，例如，可以包含選自由聚醚類多元醇(polyether polyol)、聚酯類多元醇(polyester polyol)、聚碳酸酯類多元醇(polycarbonate polyol)、丙烯酸類多元醇(acryl polyol)以及它們的組合組成的組中的一種。
所述多元醇化合物，例如，可以包含選自由聚四亞甲基醚二醇 (PTMG)、聚丙烯醚二醇、乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、新戊二醇、1,5-戊二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、1,6-己二醇、二乙二醇(DEG)、二丙二醇(DPG)、三丙二醇、聚丙烯乙二醇、聚丙烯三醇以及它們的組合組成的組中的一種。
所述多元醇化合物可以具有約100g/mol至約3000g/mol的重均分子量(Mw)。例如，所述多元醇可以具有約100g/mol至約3000g/mol，例如，約100g/mol至約2000g/mol，例如，約100g/mol至約1800g/mol的重均分子量(Mw)。
在一實施例中，所述多元醇化合物可以包含重均分子量(Mw)為約100g/mol以上且小於約300g/mol的低分子量多元醇以及重均分子量(Mw)為約300g/mol以上且為約1800g/mol以下的高分子量多元醇。所述高分子量多元醇的重均分子量(Mw)例如，可以為約500g/mol以上且約1800g/mol以下，例如，可以為約700g/mol以上且約1800g/mol以下。在這種情況下，所述多元醇化合物可以在所述氨基甲酸乙酯類預聚物中形成適當的交聯結構，包含所述氨基甲酸乙酯類預聚物的預備組合物在規定的製程條件下固化而形成的拋光層可以更有利於實現所述效果。
所述氨基甲酸乙酯類預聚物可以具有約500g/mol至約3000g/mol的重均分子量(Mw)。所述氨基甲酸乙酯類預聚物，例如，可以具有約600g/mol至約2000g/mol，例如，約800g/mol至約1000g/mol的重均分子量(Mw)。在所述氨基甲酸乙酯類預聚物具有與所述重均分子量(Mw)相應的聚合度的情況下，所述預備組合物在規定的製程條件下固化而形成的拋光層可以更有利於具有實現所述優異的拋光特性的化學鍵合結構。
在一實施例中，用於製備所述氨基甲酸乙酯類預聚物的異氰酸酯化合物可以包含芳香族二異氰酸酯化合物，所述芳香族二異氰酸酯化合物例如，可以包含2,4-甲苯二異氰酸酯(2,4-TDI)與2,6-甲苯二異氰酸酯(2,6-TDI)。另外，用於製備所述氨基甲酸乙酯類預聚物的多元醇化合物可以包含聚四亞甲基 醚二醇(PTMG)與二乙二醇(DEG)。
在另一實施例中，用於製備所述氨基甲酸乙酯類預聚物的異氰酸酯化合物可以包含芳香族二異氰酸酯化合物與脂環族二異氰酸酯化合物，例如，所述芳香族二異氰酸酯化合物包含2,4-甲苯二異氰酸酯(2,4-TDI)與2,6-甲苯二異氰酸酯(2,6-TDI)，所述脂環族二異氰酸酯化合物可以包含4,4'-雙環己基甲烷二異氰酸酯(H12MDI)。另外，用於製備所述氨基甲酸乙酯類預聚物的多元醇化合物可以包含聚四亞甲基醚二醇(PTMG)與二乙二醇(DEG)。
相對於所述異氰酸酯化合物總量100重量份，所述聚四亞甲基醚二醇(PTMG)的含量可以為約100重量份至約150重量份，例如，約105重量份至約140重量份，例如，110重量份至約140重量份，例如，約120重量份至約140重量份。
相對於所述異氰酸酯化合物總量100重量份，所述二乙二醇(DEG)的含量可以為約1重量份至約20重量份，例如，約1重量份至約15重量份。
在所述異氰酸酯化合物包含所述芳香族二異氰酸酯化合物，所述芳香族二異氰酸酯化合物包含2,4-TDI和2,6-TDI的情況下，所述2,6-TDI的含量相對於所述2,4-TDI 100重量份可以為約1重量份至約40重量份，例如，約1重量份至約30重量份，例如，約3重量份至約28重量份，例如，約1重量份至約10重量份，例如，約20重量份至約30重量份。
在所述異氰酸酯化合物包含所述芳香族二異氰酸酯化合物和所述脂環族二異氰酸酯化合物的情況下，所述脂環族二異氰酸酯化合物的含量相對於整個所述芳香族二異氰酸酯化合物100重量份，可以為約5重量份至約20重量份，例如，約5重量份至約15重量份，例如，約8重量份至約13重量份。
所述預備組合物的異氰酸酯基含量(NCO%)可以為約5重量%至約11重量%，例如，約5重量%至約10重量%，例如，約5重量%至約8重量%，例如，約8重量%至約10重量%，例如，可以為約8.5重量%至約10重量%。所述“異 氰酸酯基含量”是指，在所述預備組合物的總重量中，未進行氨基甲酸乙酯化反應，而是作為自由反應基存在的異氰酸酯基的重量百分比。所述預備組合物的異氰酸酯基含量(NCO%)，可以通過綜合調節用於製備所述氨基甲酸乙酯類預聚物的異氰酸酯化合物與多元醇化合物的種類與含量，所述氨基甲酸乙酯類預聚物的製備製程的溫度、壓力、時間等製程條件，以及製備所述氨基甲酸乙酯類預聚物時使用的添加劑的種類與含量來等設計。
在一實施例中，所述預備組合物還可以包含固化劑和發泡劑。所述固化劑為用於與所述氨基甲酸乙酯類預聚物產生化學反應以形成所述拋光層內的最終固化結構體的化合物，例如，可以包含胺化合物或者醇化合物。具體地，所述固化劑可以包含選自由芳香族胺、脂肪族胺、芳香族醇、脂肪族醇以及它們的組合組成的組中的一種。
例如，所述固化劑可以包含選自由4,4’-亞甲基雙(2-氯苯胺)(4-4’-methylenebis(2-chloroaniline)；MOCA)、二乙基甲苯二胺(diethyltoluenediamine；DETDA)、二氨基二苯基甲烷(diaminodiphenylmethane)、二甲硫基甲苯二胺(dimethyl thio-toluene diamine；DMTDA)、丙二醇雙對氨基苯甲酸酯(propanediol bis p-aminobenzoate)、亞甲基雙-鄰氨基苯甲酸甲酯(Methylene bis-methylanthranilate)、二氨基二苯碸(diaminodiphenylsulfone)、間苯二甲胺(m-xylylenediamine)、異佛爾酮二胺(isophoronediamine)、乙二胺(ethylenediamine)、二亞乙基三胺(diethylenetriamine)、三亞乙基四胺(triethylenetetramine)、聚丙二胺(polypropylenediamine)、聚丙三胺(polypropylenetriamine)、雙(4-氨基-3-氯苯基)甲烷(bis(4-amino-3-chlorophenyl)methane)以及它們的組合組成的組中的一種。
相對於100重量份的所述預備組合物，所述固化劑的含量可以為約18重量份至約27重量份，例如，約19重量份至約26重量份，例如，約20重量份 至約26重量份。在所述固化劑的含量滿足所述範圍的情況下，更有利於實現所期望的拋光墊的性能。
所述發泡劑為用於形成所述拋光層中的氣孔結構的成分，可以包含選自由固體發泡劑、氣體發泡劑、液體發泡劑以及它們的組合組成的組中的一種。在一實施例中，所述發泡劑可以包含固體發泡劑、氣體發泡劑或者可以包含它們的組合。
所述固體發泡劑的平均粒徑可以為約5μm至約200μm，例如，約20μm至約50μm，例如，約21μm至約50μm，例如，約21μm至約40μm。在所述固體發泡劑為下述的熱膨脹的(expanded)粒子時，所述固體發泡劑的平均粒徑指熱膨脹的粒子本身的平均粒徑，在所述固體發泡劑為後面將要說明的未膨脹的(unexpanded)粒子時，所述固體發泡劑的平均粒徑指受到熱或者壓力而膨脹後的粒子的平均粒徑。
所述固體發泡劑可以包含膨脹性粒子。所述膨脹性粒子作為具有可以通過熱或者壓力而膨脹的特性的粒子，其最終在拋光層中的大小取決於在製備所述拋光層的過程中施加的熱或者壓力等。所述膨脹性粒子可以包含熱膨脹的粒子、未膨脹的粒子或它們的組合。所述熱膨脹的粒子作為通過熱而預先膨脹的粒子，指在通過製備所述拋光層的過程中施加的熱或者壓力所造成的大小變化小或者幾乎沒有變化的粒子。所述未膨脹的粒子作為沒有預先膨脹的粒子，指在通過製備所述拋光層的過程中被施加熱或者壓力而膨脹且最終大小被確定的粒子。
所述膨脹性粒子可以包含：樹脂材質的外皮；以及存在於被所述外皮包圍的內部的膨脹誘發成分。
例如，所述外皮可以包含熱塑性樹脂，所述熱塑性樹脂可以為選自由偏二氯乙烯類共聚物、丙烯腈類共聚物、甲基丙烯腈類共聚物以及丙烯酸類共聚物組成的組中的一種以上。
所述膨脹誘發成分可以包含選自由碳化氫化合物、氟氯化合物、四烷基矽烷化合物以及它們的組合組成的組中的一種。
具體地，所述碳化氫化合物可以包含選自由乙烷(ethane)、乙烯(ethylene)、丙烷(propane)、丙烯(propene)、正丁烷(n-butane)、異丁烷(isobutene)、正丁烯(n-butene)、異丁烯(isobutene)、正戊烷(n-pentane)、異戊烷(isopentane)、新戊烷(neopentane)、正己烷(n-hexane)、庚烷(heptane)、石油醚(petroleumether)以及它們的組合組成的組中的一種。
所述氟氯化合物可以包含選自由三氯氟甲烷(trichlorofluoromethane；CCl3F)、二氯二氟甲烷(dichlorodifluoromethane；CCl2F2)、氯三氟甲烷(chlorotrifluoromethane；CClF3)、二氯四氟乙烷(dichlorotetrafluoroethane；CClF2-CClF2)以及它們的組合組成的組中的一種。
所述四烷基矽烷化合物可以包含選自由四甲基矽烷(tetramethylsilane)、三甲基乙基矽烷(trimethylethylsilane)、三甲基異丙基矽烷(trimethylisopropylsilane)、三甲基正丙基矽烷(trimethyl-n-propylsilane)以及它們的組合組成的組中的一種。
所述固體發泡劑可以選擇性地包含無機成分處理粒子。例如，所述固體發泡劑可以包含經無機成分處理的膨脹性粒子。在一實施例中，所述固體發泡劑可以包含經二氧化矽(SiO2)粒子處理的膨脹性粒子。所述固體發泡劑的無機成分處理可以防止多個粒子間的聚集。所述經無機成分處理的固體發泡劑的發泡劑表面的化學、電學和/或物理特性可以不同於未經無機成分處理的固體發泡劑。
以所述氨基甲酸乙酯類預聚物100重量份為基準，所述固體發泡劑的含量可以為約0.5重量份至約10重量份，例如，約1重量份至約3重量份，例如，約1.3重量份至約2.7重量份，例如，約1.3重量份至約2.6重量份。
可以根據所期望的所述拋光層的氣孔結構與物性來設計所述固體 發泡劑的種類與含量。
所述氣體發泡劑可以包含惰性氣體。可以在所述氨基甲酸乙酯類預聚物與所述固化劑反應的過程中加入所述氣體發泡劑以用作氣孔形成要素。
所述惰性氣體的種類沒有特別的限制，只要是不參與所述氨基甲酸乙酯類預聚物與所述固化劑之間的反應的氣體即可。例如，所述惰性氣體可以包含選自由氮氣(N2)、氬氣(Ar)、氦氣(He)以及它們的組合組成的組中的一種。具體地，所述惰性氣體可以包含氮氣(N2)或者氬氣(Ar)。
可以根據所述拋光層的所期望氣孔結構與物性來設計所述氣體發泡劑的種類與含量。
在一實施例中，所述發泡劑可以包含固體發泡劑。例如，所述發泡劑可以僅由固體發泡劑形成。
所述固體發泡劑可以包含膨脹性粒子，所述膨脹性粒子可以包含熱膨脹的粒子。例如，所述固體發泡劑可以僅由熱膨脹的粒子組成。在不包含所述未膨脹的粒子而是僅由熱膨脹的粒子組成的情況下，雖然氣孔結構的可變性會下降，但是可預測性會上升，因此有利於在所述拋光層的所有區域實現均勻的氣孔特性。
在一實施例中，所述熱膨脹的粒子可以為具有約5μm至約200μm的平均粒徑的粒子。所述熱膨脹的粒子的平均粒徑可以為約5μm至約100μm，例如，約10μm至約80μm，例如，約20μm至約70μm，例如，約20μm至約50μm，例如，約30μm至約70μm，例如，約25μm至45μm，例如，約40μm至約70μm，例如，約40μm至約60μm。將所述平均粒徑定義為所述熱膨脹的粒子的D50。
在一實施例中，所述熱膨脹的粒子的密度可以為約30kg/m3至約80kg/m3，例如，約35kg/m3至約80kg/m3，例如，約35kg/m3至約75kg/m3，例如，約38kg/m3至約72kg/m3，例如，約40kg/m3至約75kg/m3，例如，約40kg/m3至約72kg/m3。
在一實施例中，所述發泡劑可以包含氣體發泡劑。例如，所述發泡劑可以包含固體發泡劑與氣體發泡劑。與所述固體發泡劑有關的事項如上所述。
所述氣體發泡劑可以包含氮氣。
可以在所述氨基甲酸乙酯類預聚物、所述固體發泡劑以及所述固化劑混合的過程中使用規定的注入線來注入所述氣體發泡劑。所述氣體發泡劑的注入速度可以為約0.8L/min至約2.0L/min，例如，約0.8L/min至約1.8L/min，例如，約0.8L/min至約1.7L/min，例如，約1.0L/min至約2.0L/min，例如，約1.0L/min至約1.8L/min，例如，約1.0L/min至約1.7L/min。
用於製備所述拋光層的組合物還可以包含如表面活性劑、反應速度調節劑等的其他添加劑。所述“表面活性劑”、“反應速度調節劑”等名稱是基於相應物質的主要作用來任意命名的，並且每個相應的物質發揮的功能不限於所述物質的名稱。
所述表面活性劑沒有特別的限制，只要是發揮防止氣孔聚集或者重疊等現象的作用的物質即可。例如，所述表面活性劑可以包含矽類表面活性劑。
以所述氨基甲酸乙酯類預聚物100重量份為基準，可以以約0.2重量份至約2重量份的含量使用所述表面活性劑。具體地，相對於所述氨基甲酸乙酯類預聚物100重量份，所述表面活性劑的含量可以為約0.2重量份至約1.9重量份，例如，約0.2重量份至約1.8重量份，例如，約0.2重量份至約1.7重量份，例如，約0.2重量份至約1.6重量份，例如，約0.2重量份至約1.5重量份，例如，約0.5重量份至1.5重量份。在表面活性劑的含量在所述範圍內的情況下，氣體發泡劑導致的氣孔可以穩定地形成並維持在模具內。
所述反應速度調節劑作為發揮促進或者延遲反應的作用的調節劑，可以根據目的來使用反應促進劑、反應延遲劑或者兩者都使用。所述反應速度調節劑可以包含反應促進劑。例如，所述反應促進劑可以為選自由叔胺類化合物和有機金屬類化合物組成的組中的一種以上的反應促進劑。
具體地，所述反應速度調節劑可以包含選自由三亞乙基二胺、二甲基乙醇胺、四甲基丁二胺、2-甲基-三亞乙基二胺、二甲基環己胺、三乙基胺、三異丙醇胺，1,4-二氮雜雙環(2,2,2)辛烷、雙(2-甲基氨基乙基)醚、三甲基氨基乙基乙醇胺、N,N,N,N,N”-五甲基二亞乙基三胺、二甲氨基乙胺、二甲氨基丙胺、苄基二甲胺、N-乙基嗎啉、N,N-二甲氨基乙基嗎啉、N,N-二甲基環己胺、2-甲基-2-氮雜降莰烷、二月桂酸二丁基錫、辛酸亞錫、二乙酸二丁基錫、二乙酸二辛基錫，馬來酸二丁基錫、二丁基二異辛酸錫以及二硫醇二丁基錫組成的組中的一種以上。具體地，所述反應速度調節劑可以包含選自由苄基二甲胺、N,N-二甲基環己胺以及三乙基胺組成的組中的一種以上。
基於所述氨基甲酸乙酯類預聚物100重量份，所述反應速率調節劑的用量可以為約0.05重量份至約2重量份。具體地，基於所述氨基甲酸乙酯類預聚物100重量份，所述反應速率調節劑的用量可以為約0.05重量份至約1.8重量份，例如，約0.05重量份至約1.7重量份，例如，約0.05重量份至約1.6重量份，例如，約0.1重量份至約1.5重量份，例如，約0.1重量份至約0.3重量份，例如，約0.2重量份至約1.8重量份，例如，約0.2重量份至約1.7重量份，例如，約0.2重量份至約1.6重量份，例如，約0.2重量份至約1.5重量份，例如，約0.5重量份至約1重量份。在上述的含量範圍內使用所述反應速率調節劑時，可以適當地調節預備組合物的固化反應速度，從而可以形成具有期望的大小的氣孔以及硬度的拋光層。
源自所述拋光墊用片材的所述緩衝層的厚度可以為約0.5mm至約2.5mm，例如，約0.8mm至約2.5mm，例如，約1.0mm至約2.5mm，例如，約1.0mm至約2.0mm，例如，約1.2mm至約1.8mm。
在一實施例中，所述拋光層的密度與所述緩衝層的密度之差可以為約0.30g/cm3至約0.50g/cm3，例如，約0.30g/cm3至約0.45g/cm3，例如，約0.30g/cm3至約0.40g/cm3。在將所述式1的值滿足所述範圍的所述拋光墊用片材應用於所述 緩衝層，與此同時所述拋光層與所述緩衝層的密度差滿足所述範圍的情況下，可以向在加壓條件下通過所述拋光層的拋光面進行拋光加工的拋光對象提供適當的拋光剛性和彈性，其結果，可以在拋光率提高和缺陷防止方面更加有利。
在一實施例中，所述拋光層的表面硬度以邵氏D(Shore D)硬度為基準可以為約40至約70，例如，約40至約65。隨著將滿足所述式1的條件的所述拋光墊用片材10用作所述緩衝層，與此同時所述拋光層20的拋光面13的表面硬度以邵氏D硬度為基準滿足所述範圍，在使用所述拋光墊的拋光製程中，拋光率可以達到最佳範圍，並且可以更加有利於實現優異的劃痕減少效果，長時間保持同等水平的拋光性能。
另一方面，在將以所述第一表面11為對象測量的以Asker-C硬度為基準的表面硬度為約60至約90的所述拋光墊用片材10用作所述緩衝層，與此同時所述拋光層20的拋光面13的表面硬度以邵氏D硬度為基準滿足所述範圍的情況下，可以向使用所述拋光墊的拋光製程中的所述拋光對象的被拋光面提供適當的表面摩擦力。
在一實施例中，所述拋光層20的抗拉強度可以為約10N/mm2至約30N/mm2，例如，約10N/mm2至約25N/mm2。在將所述式1的值滿足所述範圍的所述拋光墊用片材10用作所述緩衝層，與此同時所述拋光層20的抗拉強度滿足所述範圍的情況下，所述緩衝層能夠通過所述拋光層向所述拋光對象的被拋光面提供適當的彈性和剛性，其結果，在拋光率提高和缺陷減少方面可以更加有利。
在一實施例中，所述拋光層20的延伸率可以為約90%至約250%，例如，約100%至約250%，例如，大於約100%且為約250%以下。在將所述式1的值滿足所述範圍的所述拋光墊用片材10用作所述緩衝層，與此同時所述拋光層20的延伸率滿足所述範圍的情況下，所述緩衝層能夠通過所述拋光層向所述拋光對象的被拋光面提供適當的彈性和剛性，其結果，在拋光率達成最佳範圍 和缺陷防止方面可以更加有利。
在一實施例中，在對於所述拋光墊整體上的層疊結構切割寬度和長度分別為25mm大小的樣品，然後在無負荷狀態下使用千分表進行測量，然後以85g的標準重量加壓30秒後測量第一厚度D1，在通過在所述標準重量上增加800g的重量而設置加壓條件後經過3分鐘後測量第二厚度D2，根據公式(D1-D2)/D1*100算出的壓縮率(%)值可以為約1.0%至約1.5%，例如，約1.0%至約1.2%。在將所述式1的值滿足所述範圍的所述拋光墊用片材10用作所述緩衝層，與此同時包括所述拋光層20和所述緩衝層的所述拋光墊的整體壓縮率(%)滿足所述範圍的情況下，當在規定的加壓條件下，對使用所述拋光墊的拋光製程中的所述拋光對象，例如，半導體基板進行加壓拋光時，可以給予所述拋光對象的被拋光面適當的物理/機械刺激。從而拋光結束後，所述被拋光面的表面物性得到優化，並且可以有利於顯著降低所述拋光製程的不良率。
以下，將詳細說明所述拋光墊的製備方法。
所述拋光墊可以通過包括以下步驟的製備方法來製備：製備包括拋光面和所述拋光面的背面的拋光層的步驟；製備包括作為拋光層附著表面的第一表面和作為所述第一表面的背面的第二表面的拋光墊用片材的步驟；以及將所述拋光墊用片材的所述第一表面附著於所述拋光層的背面的步驟。
製備所述拋光層的步驟可以包括如下步驟：製備包含預聚物的預備組合物；製備包含所述預備組合物、發泡劑以及固化劑的拋光層製備用組合物；以及通過固化所述拋光層製備用組合物來製備拋光層。
製備所述預備組合物的步驟可以是通過使二異氰酸酯化合物與多元醇化合物反應來製備氨基甲酸乙酯類預聚物的工序。關於所述二異氰酸酯化合物和所述多元醇化合物的事項與上述的關於所述拋光墊的說明中相同。
所述預備組合物的異氰酸酯基含量(NCO%)可以為約5重量%至約11重量%，例如，約5重量%至約10重量%，例如，約5重量%至約8重量%，例 如，約8重量%至約10重量%。所述預備組合物的異氰酸酯基含量可以源自所述氨基甲酸乙酯類預聚物的末端異氰酸酯基、所述二異氰酸酯化合物中未反應的未反應異氰酸酯基等。所述異氰酸酯基含量(NCO%)是指異氰酸酯基(-NCO)在所述預備組合物總量100重量%中的重量%。
所述預備組合物在約80℃下的黏度，可以為約100cps至約1000cps，例如，約200cps至約800cps，例如，約200cps至約600cps，例如，約200cps至約550cps，例如，約300cps至約500cps。
所述發泡劑可以包含固體發泡劑或者氣體發泡劑。與所述固體發泡劑和所述氣體發泡劑等有關的事項與上文中關於所述拋光墊的說明相同。
在所述發泡劑包含固體發泡劑的情況下，製備所述拋光層製備用組合物的步驟可以包括如下步驟：通過混合所述預備組合物與所述固體發泡劑來製備第一預備組合物；以及通過混合所述第一預備組合物與所述固化劑來製備第二預備組合物。
所述第一預備組合物在約80℃下的黏度可以為約1000cps至約2000cps，例如，約1000cps至約1800cps，例如，約1000cps至約1600cps，例如，約1000cps至約1500cps。
在所述發泡劑包含氣體發泡劑的情況下，製備所述拋光層製備用組合物的步驟可以包括如下步驟：製備包含所述預備組合物與所述固化劑的第三預備組合物；以及通過在所述第三預備組合物中注入所述氣體發泡劑來製備第四預備組合物。
在一實施例中，所述第三預備組合物還可以包含所述固體發泡劑。
在一實施例中，製備所述拋光層的製程可以包括如下步驟：準備被預熱至第一溫度的模具；向被預熱的所述模具中注入所述拋光層製備用組合物來製備固化體；以及在比所述預熱溫度高的第二溫度條件下，後固化所述固化體。
在一實施例中，所述第一溫度與所述第二溫度的溫度差可以為約10℃至約40℃，例如，約10℃至約35℃，例如，約15℃至約35℃。
在一實施例中，所述第一溫度可以為約60℃至約100℃，例如，約65℃至約95℃，例如，約70℃至約90℃。
在一實施例中，所述第二溫度可以為約100℃至約130℃，例如，約100℃至約125℃，例如，約100℃至約120℃。
在所述第一溫度下固化所述拋光層製備用組合物的步驟可以進行約5分鐘至約60分鐘，例如，約5分鐘至約40分鐘，例如，約5分鐘至約30分鐘，例如，約5分鐘至約25分鐘。
在所述第二溫度下後固化在所述第一溫度下固化的拋光層製備用組合物的步驟可以進行約5小時至約30小時，例如，約5小時至約25小時，例如，約10小時至約30小時，例如，約10小時至約25小時，例如，約12小時至約24小時，例如，約15小時至約24小時。
製備所述拋光層的步驟還可以包括加工所述拋光面的步驟。
加工所述拋光面的步驟可以包括在所述拋光面上形成溝(Groove)或者凹槽的步驟；對所述拋光面進行車削(line turning)加工的步驟；以及對所述拋光面進行粗糙化處理的步驟中的至少一個步驟。
所述溝或者凹槽可以形成為從所述拋光面的中心以規定的間隔隔開形成的同心圓形狀和從所述拋光面的中心連續連接到所述拋光面的邊緣(edge)的放射形狀中的至少一種形狀。
所述車削加工可以以使用切削工具切削所述拋光面規定厚度的方式進行。
所述粗糙化處理可以以使用刷輥(Sanding roller)來加工所述拋光面的方式進行。
製備包括作為所述第一表面的背面的第二表面的拋光墊用片材的 步驟可以以與製備所述拋光墊片材的方法相同的方法執行。
將所述拋光墊用片材的所述第一表面附著於所述拋光層的背面的步驟可以是以熱熔黏合劑為媒介進行附著的步驟。與所述熱熔黏合劑有關的事項如上所述。在一實施例中，可以以如下方式執行：在所述拋光墊用片材的所述第一表面上塗覆所述熱熔黏合劑，在所述拋光層的所述拋光面的背面上塗覆所述熱熔黏合劑，以使所述拋光層和所述拋光墊用片材各自的塗覆有熱熔黏合劑的表面相互接觸的方式層疊所述拋光層和所述拋光墊用片材後利用加壓輥進行熔接。在所述拋光墊用片材的第一表面和所述拋光層的背面上分別塗覆熱熔黏合劑後使它們相互附著可以有利於確保目的水平的界面附著力。另外，可以有利於確保實現所述拋光墊在濕潤環境下持續數十小時的拋光製程中不發生氣泡或者撕裂的優異的機械剛性的長期耐久性。
在又另一實施例中，提供一種半導體器件的製造方法，其中，包括：提供包括拋光層和緩衝層的拋光墊的步驟；和在所述拋光層的拋光面上設置拋光對象的被拋光面以使所述被拋光面接觸所述拋光面後，在加壓條件下通過使所述拋光層和所述拋光對象相對旋轉來拋光所述拋光對象的步驟，並且，所述拋光對象包括半導體基板，所述緩衝層源自拋光墊用片材，所述拋光墊用片材包括作為拋光層附著表面的第一表面和作為所述第一表面的背面的第二表面，針對所述第一表面，以下式1的值為4.20至5.50，所述第一表面對所述拋光層的黏合力為8.00kgf/25mm以上：
Figure 110145737-A0305-02-0031-12
在所述式1中，所述Sv是所述第一表面的最大凹陷高度粗糙度值，所述Sz是所述第一表面的最大高度粗糙度值，所述P是從所述拋光墊用片材切割寬度和長度分別為25mm大小的樣品，然後在無負荷狀態下使用千分表進行測量，然後以 85g的標準重量加壓30秒後測量第一厚度D1，在通過在所述標準重量上增加800g的重量而設置加壓條件後經過3分鐘後測量第二厚度D2，根據公式(D1-D2)/D1*100算出的壓縮率(%)值。
與所述拋光層和所述拋光墊用片材有關的事項，前面所說明的與所述拋光墊有關的具體事項和其技術優勢均可以同樣地適用於所述半導體器件的製造方法。所述半導體器件的製造方法使用包括所述拋光層和源自所述拋光墊用片材的緩衝層的拋光墊，從而可以得到即使長時間不更換所述拋光墊，也可以保持優異的拋光性能的效果，由此製造的所述半導體基板能夠為最終的半導體器件提供優異的功能。
圖4是示意性地示出一實施例的所述半導體器件的製備方法的示意圖。參照圖4，在提供所述拋光墊的步驟中，所述拋光墊110可以設置在平板120上。
所述拋光對象可以包括半導體基板，所述半導體基板130可以被設置成其被拋光面與所述拋光墊110的拋光層的拋光面相接觸。這時，所述半導體基板130的被拋光面與所述拋光層的拋光面可以直接接觸，也可以隔著具有流動性的漿料等間接接觸。
在一實施例中，所述半導體器件的製備方法還可以包括在所述拋光墊110的拋光層的拋光面上供給拋光漿料150的步驟。例如，可以通過供給噴嘴140來將所述拋光漿料150供給至所述拋光面上。
通過所述供給噴嘴140噴射的拋光漿料150的流量可以為約10ml/min至約1000ml/min，例如，約10ml/min至約800ml/min，例如，約50ml/min至約500ml/min，但不限於此。
所述拋光漿料150可以包含二氧化矽漿料或者二氧化鈰漿料，但不限於此。
可以通過在所述半導體基板130安裝在拋光頭(Polishing Head)160 的狀態下將所述半導體基板130以規定的荷重加壓到所述拋光面13來進行拋光。通過所述拋光頭160來將所述半導體基板130的被拋光面加壓至所述拋光面上的荷重，例如，可以根據目的來在約0.01psi至約20psi的範圍內選擇，例如，可以在約0.1psi至約15psi的範圍內選擇，但不限於此。當所述拋光層的拋光面與所述半導體基板的被拋光面在所述荷重的作用下相互接觸時，所述拋光層和源自所述拋光墊用片材的緩衝層的層疊體能夠在整體上對於所述半導體基板呈現出適當的壓縮特性和彈性，由此，有利於使所述半導體基板的拋光率與缺陷防止效果達到目的水平。
所述半導體基板130與所述拋光墊100可以在各自的被拋光面與拋光面相互接觸的狀態下相對旋轉。這時，所述半導體基板130的旋轉方向與所述拋光墊110的旋轉方向可以是相同的，也可以是相反的。可以根據目的來在約10rpm至約500rpm的範圍內分別選擇所述半導體基板130與所述拋光墊110的旋轉速度，例如，所述範圍可以為約30rpm至約200rpm，但不限於此。在所述半導體基板與所述拋光墊的旋轉速度分別都滿足所述範圍的情況下，所述拋光層和源自所述拋光墊用片材的緩衝層的層疊體能夠呈現出適當的壓縮特性和彈性，並且與此相應的每單位時間的接觸面積能夠提供至所述半導體基板的被拋光面，由此，有利於使所述半導體基板的拋光率與缺陷防止效果在目的製程時間期間實現同等水平。
在一實施例中，為使所述拋光墊110的拋光面保持適合進行拋光的狀態，所述半導體器件的製備方法還可以包括，在拋光所述半導體基板130的同時通過修整器170來加工拋光墊110的拋光面的步驟。
在一實施例中，在所述半導體器件的製造方法中，所述半導體基板包括二氧化矽膜，所述被拋光面為所述二氧化矽膜的表面，所述二氧化矽膜的平均拋光率可以為約1500Å/min至約3000Å/min。例如，所述二氧化矽膜的平均拋光率可以為約1500Å/min至約3000Å/min，例如，約2500Å/min至約3000Å/min。
在所述半導體器件的製造方法中，所述半導體基板包括二氧化矽膜，所述被拋光面為所述二氧化矽膜的表面，並且拋光結束後，所述被拋光面上的拋光平坦度可以小於約5%，例如，小於約4.8%，例如，約0%以上且小於約4.8%。
在所述半導體器件的製造方法中，所述半導體基板包括二氧化矽膜，所述被拋光表面為所述二氧化矽膜的表面，所述被拋光表面上的表面缺陷可以小於約5個，例如，小於約4個，例如，小於約3個。
所述半導體器件的製造方法使用具備具有所述特徵的拋光層的拋光墊，從而在數十小時的以具有二氧化矽膜的半導體基板為拋光對象的拋光中也可以達成不需要更換拋光墊的製程效率。例如，所述半導體器件的製造方法可以具有如下特徵：在規定的拋光條件下進行50個小時的拋光後在所述拋光墊中沒有所述拋光層和所述緩衝層之間的界面的分離、拋光面氣泡的發生或者撕裂。
下面給出本發明的具體實施例。然而，下面所記載的實施例僅用於具體地例示或者說明本發明，而不用於限制本發明。
<製備例>
製備例1-1：拋光層(1)的製備
通過以以下表1的組分比混合二異氰酸酯成分和多元醇成分，將其加入四口燒瓶中，然後在80℃下使其反應來製備了包含氨基甲酸乙酯類預聚物的預備組合物。所述預備組合物中的異氰酸酯基(NCO基團)含量被調節至9重量%。將4,4’-亞甲基雙(2-氯苯胺)(MOCA)用作固化劑混合於所述預備組合物中，以使所述MOCA的NH2基與所述預備組合物中的NCO基團的摩爾比成為0.96。另外，將作為膨脹性粒子固體發泡劑(阿克蘇諾貝爾公司)1.0重量份混合於所述預備組合物中。以10kg/min的吐出速度將所述預備組合物注入寬1000mm、長1000mm、高3mm的被預熱至90℃的模具中，並同時將氮氣(N2) 用作氣體發泡劑以1.0L/min的注入速度注入於所述模具中，注入時長與鑄造時間相同。接著，通過在110℃的溫度條件下後固化所述預備組合物來製備了拋光層。
製備例1-2：拋光層(2)的製備
通過以以下表1的組分比混合二異氰酸酯成分和多元醇成分，將其加入四口燒瓶中，然後在80℃下使其反應來製備了包含氨基甲酸乙酯類預聚物的預備組合物。所述預備組合物中的異氰酸酯基(NCO基團)含量被調節至6重量%。將4,4’-亞甲基雙(2-氯苯胺)(MOCA)用作固化劑混合於所述預備組合物中，並且使所述MOCA的NH2基與所述預備組合物中的NCO基團的摩爾比成為0.75。另外，將作為膨脹性粒子的固體發泡劑(阿克蘇諾貝爾公司)1.0重量份混合於所述預備組合物中。以10kg/min的吐出速度將所述預備組合物注入寬1000mm、長1000mm、高3mm的被預熱至90℃的模具中。接著，通過在110℃的溫度條件下後固化所述預備組合物來製備了拋光層。
Figure 110145737-A0305-02-0035-13
Figure 110145737-A0305-02-0036-14
製備例2-1：拋光墊用片材(1)的製備
將聚氨酯樹脂浸漬在聚酯纖維不織布中後經過乾燥製備了整體厚度為1.6mm的片材。接著，製備了滿足以下表2中記載的物理性質的拋光墊用片材。
製備例2-2：拋光墊用片材(2)的製備
將聚氨酯樹脂浸漬在聚酯纖維不織布中後經過乾燥製備了整體厚度為1.4mm的片材。接著，製備了滿足以下表2中記載的物理性質的拋光墊用片材。
製備例2-3：拋光墊用片材(3)的製備
將聚氨酯樹脂浸漬在聚酯纖維不織布中後經過乾燥製備了整體厚度為1.0mm的片材。接著，製備了滿足以下表2中記載的物理性質的拋光墊用片材。
製備例2-4：拋光墊用片材(4)的製備
將聚氨酯樹脂浸漬在聚酯纖維不織布中後經過乾燥製備了整體厚度為1.6mm的片材。接著，通過在所述片材的一個表面上以浸漬(Dipping)的方式塗覆包含相同的聚氨酯樹脂的塗敷組合物以形成厚度為150μm的塗層來製備了滿足以下表2中記載的物理性質的拋光墊用片材。
製備例2-5：拋光墊用片材(5)的製備
將聚氨酯樹脂浸漬在聚酯纖維不織布中後經過乾燥製備了整體厚度為1.4mm的片材。接著，通過在所述片材的一個表面上以浸漬的方式塗覆包含相同的聚氨酯樹脂的塗敷組合物以形成厚度為150μm的塗層來製備了滿足以下表2中記載的物理性質的拋光墊用片材。
製備例2-6：拋光墊用片材(6)的製備
將聚氨酯樹脂浸漬在聚酯纖維不織布中後經過乾燥製備了整體厚度為1.0mm的片材。接著，通過在所述片材的一個表面上以浸漬的方式塗覆包含相同的聚氨酯樹脂的塗敷組合物以形成厚度為150μm的塗層來製備了滿足以下表2中記載的物理性質的拋光墊用片材。
Figure 110145737-A0305-02-0037-15
<實施例和比較例>
如以下表4所示，選擇了所述製備例的拋光層和拋光墊用片材的組合以製備實施例1至6和比較例1至6的拋光墊。
將聚氨酯類黏合劑(YOUNGCHANG CHEMICAL株式會社，HMF27)作為熱熔黏合劑以27μm的厚度塗覆在了各個拋光層的拋光面的背面，將同樣的熱熔黏合劑以27μm的厚度塗覆在了各個拋光墊用片材的第一表面上。接著，將各個拋光層的拋光面的背面布置成與各個拋光墊用片材的第一表面接 觸，然後通過在120℃的條件下利用加壓輥以算術厚度的50%的間隙(Gap)為基準進行加壓來使兩個層附著在一起。接著，通過在25℃的條件下放置24小時並進行後處理來製備了拋光墊。
<評價>
對於所述製備例1-1至1-2的拋光層，所述製備例2-1至2-6的拋光墊用片材，所述實施例1至6和所述比較例1至6的各個拋光墊，以下面的方法評價了物理性質和性能，其結果記載到了所述表1、表2以及下面的表4中。
實驗例1：拋光層的物理性質評價
(1)硬度(Shore D)
對於各個拋光層，切割寬度×長度為5cm×5cm(厚度：2mm)大小的樣品，然後在25℃的溫度下保管12小時後利用硬度計來測量了邵氏D(Shore D)硬度。
(2)抗拉強度
對於各個拋光層，切割寬度×長度為4cm×1cm(厚度：2mm)大小的樣品，然後利用萬能試驗機(UTM)來以50mm/min的速度測量了拋光墊斷裂前的最高強度值。
(3)延伸率
對於各個拋光層，切割寬度×長度為4cm×1cm(厚度：2mm)大小的樣品，然後利用萬能試驗機(UTM)以50mm/min的速度測量了拋光墊斷裂前的最大變形量，然後以百分比(%)的形式示出了最大變形量與最初長度的比值。
(4)密度
對於各個拋光層，切割寬度×長度為2cm×5cm(厚度：2mm)大小的樣品，然後在25℃的溫度下保管12小時後利用比重計來測量了密度。
實驗例2：拋光墊用片材的物理性質評價
(1)硬度(Asker C)
對於各個拋光墊用片材，切割寬度×長度為5cm×5cm(厚度：2mm)大小的樣品，然後在25℃的溫度下保管12小時後利用硬度計來測量了Asker-C硬度。
(2)密度
對於各個拋光墊用片材，切割寬度×長度為2cm×5cm(厚度：2mm)大小的樣品，然後在25℃的溫度下保管12小時後利用比重計來測量了密度。
(3)壓縮率
對於各個拋光墊用片材，切割寬度和長度分別為25mm大小的樣品，在無負荷狀態下使用千分表進行測量，然後以85g的標準重量加壓30秒後測量第一厚度D1，在通過在所述標準重量上增加800g的重量而設置加壓條件後經過3分鐘後測量第二厚度D2，根據公式(D1-D2)/D1×100匯出了壓縮率(%)。
(4)三維表面粗糙度
對於各個拋光墊用片材，以三維粗糙度測量方法利用光學輪廓儀(Contour GT，布魯克公司)來匯出了作為第一表面的三維表面粗糙度值的最大凹陷高度(Maximum pit height；Sv)粗糙度、最大高度(Maximum height；Sz)粗糙度以及算術平均高度(Arithmetical mean height；Sa)。
實驗例3：拋光墊的物理性質和性能評價
(1)壓縮率
對於各個拋光墊，切割寬度和長度分別為25mm大小的樣品，然後在無負荷狀態下使用千分表進行測量，然後以85g的標準重量加壓30秒後測量第一厚度D1，在通過在所述標準重量上增加800g的重量而設置加壓條件後經過3分鐘後測量第二厚度D2，然後根據公式(D1-D2)/D1×100匯出了壓縮率(%)值。
(2)界面附著力
對於各個拋光墊，通過180度剝離強度(peel strength)試驗方法， 利用萬能試驗機(UTM)測量了各個拋光層和源自各個拋光墊用片材的緩衝層之間的界面附著力。這時，樣品被切割成寬度×長度為25mm×300mm的大小，在用於握住的握把(grip)的位置在各個樣品上有50mm程度的餘量的情況下進行了測量，並且在300mm/min的試驗速度下進行了測量。
(3)拋光率
對於各個拋光墊，在以下表3所示的拋光條件下進行了拋光。在持續拋光以下虛設(dummy)晶片的同時通過投入2張單位時間監控(monitoring)晶片來評價了拋光性能。
Figure 110145737-A0305-02-0040-16
更具體而言，將拋光墊附著於平板上，並且將具有二氧化矽膜的直徑為300mm的晶片以面向拋光墊的拋光面的方式容納於與拋光頭連接的載體中。以250mL/min的速度將漿料供應到拋光墊上，同時對二氧化矽膜進行了60秒的拋光。拋光結束後從載體取下晶片，並將所述晶片安裝於旋轉乾燥器(spin dryer)上，用蒸餾水洗滌後用氮氣乾燥了15秒。利用光學干涉式測厚儀(SI-F80R，Kyence公司)來測量了被乾燥的晶片被拋光前後的膜的厚度變化。然後利用以下公式計算了拋光率。
拋光率(Å/min)=矽晶片的拋光厚度(Å)/拋光時間(min)
(4)拋光平坦度
對於各個拋光墊，在與所述拋光率的測量方法相同的條件下執行拋光製程後通過測量98處晶片的表面內的膜厚度來利用公式(被拋光的厚度的標準差(Å)/平均拋光厚度(Å))×100匯出了拋光平坦度(WIWNU：矽片內非均勻性，%)。
(5)長期耐久性
對於各個拋光墊，在與所述拋光率的測量方法相同的條件下執行拋光製程，其中，拋光時間為50小時，然後用肉眼觀察了拋光結束後的拋光墊在拋光面上有無氣泡發生，是否發生拋光墊撕裂的現象等。
Figure 110145737-A0305-02-0041-17
Figure 110145737-A0305-02-0042-18
參照所述表1至表4，可以確認所述實施例1至實施例6的拋光墊，作為所述緩衝層，使用所述式1的值為約5.63至約7.27，更具體而言，通過使用所述製備例2-4至2-6的拋光墊用片材，在所述拋光層和所述緩衝層之間的界面附著性和所述拋光層的長期耐久性方面同時確保優異的物理性質，同時最終的拋光性能，即拋光率和拋光平坦度方面達成目的水平。相反，可以確認所述比較例1至比較例6的拋光墊，作為所述緩衝層，使用所述式1的值小於4.20，或者大於5.50的所述製備例2-1至2-3的拋光墊用片材，所述拋光層和所述緩衝層之間的界面附著性降低，對於二氧化矽膜的平均拋光率不達到目的水平，在拋光平坦度方面不利，或者在所述拋光層的長期耐久性方面發生氣泡，撕裂等的製程上的障礙因素。
更具體而言，可以確認所述比較例1和所述比較例4的拋光墊將所述式1的值超過約5.50的拋光墊用片材用作所述緩衝層，從而所述拋光層和所述緩衝層之間的界面附著力小於8.00kgf/25mm，在所述拋光層的長期耐久性方面出現發生氣泡的障礙因素。
對於所述比較例2和所述比較例5的拋光墊，可以確認將所述式1的值小於約4.20的拋光墊用片材用作所述緩衝層，從而拋光平坦度超過5%，或者在所述拋光層的長期耐久性方面，出現發生氣泡等的拋光性能降低的現象。
可以確認，所述比較例3和所述比較例5的拋光墊將所述式1的值超過約5.50並且所述式3的值明顯低的拋光墊用片材用作所述緩衝層，從而所述拋光層和所述緩衝層之間的界面附著性小於約10kgf/25mm，並且在所述拋光層的長期耐久性方面呈現出發生氣泡並且同時撕裂等的最低的耐久性，在所述平均拋光率方面呈現出較低的拋光率或者出現所述拋光平坦度不滿足小於約4.8%的條件等的拋光性能降低的現象。
如上所述，一實施例的所述拋光墊用片材被應用於拋光墊，從而可以實現適當的彈性和高的耐久性，由此可以實現穩定的拋光製程。另外，一實施例的所述拋光墊作為使用最佳的拋光墊用片材作為緩衝層的拋光墊，拋光層和緩衝層之間的界面特性可以在拋光墊整體上的拋光性能的實現中表現出優化的物理特性，即使在濕潤環境下的長時間的拋光過程中也能夠沒有損傷地實現功能，並且也能夠很好地實現原有的拋光率等功能。
進而，使用所述拋光墊的所述半導體器件的製造方法在半導體基板的拋光中呈現出高的製程效率，並且在最終的拋光結果中所述半導體基板的被拋光面可以呈現出適當的拋光率和優異的拋光平坦度。
10:拋光墊用片材
11:第一表面
A:從基準平面到具有最大高度的峰的頂點的直線距離值
P:基準平面
T:從最大深度的谷的頂點到最大高度的峰的頂點的直線距離值
V:從基準平面到具有最大深度的谷的頂點的直線距離值

Claims (10)

  1. 一種拋光墊用片材，包括：作為拋光層附著表面的第一表面；以及作為所述第一表面的背面的第二表面，針對所述第一表面，以下式1的值為5.63至7.27且以下式3的值為1.50至2.50：
    Figure 110145737-A0305-02-0045-19
    Figure 110145737-A0305-02-0045-20
     在所述式1中，所述Sv是所述第一表面的最大凹陷高度粗糙度值，在所述式3中，所述Sa是所述第一表面的算術平均高度粗糙度值，在所述式1和所述式3中，所述Sz是所述第一表面的最大高度粗糙度值，所述P是從所述拋光墊用片材切割寬度和長度分別為25mm大小的樣品，然後在無負荷狀態下使用千分表進行測量，然後以85g的標準重量加壓30秒後測量第一厚度D1，在通過在所述標準重量上增加800g的重量而設置加壓條件後經過3分鐘後測量第二厚度D2，根據公式(D1-D2)/D1*100算出的壓縮率(%)值。
  2. 如請求項1所述之拋光墊用片材，其中，針對所述第一表面，以下式2的值為0.37至0.48：
    Figure 110145737-A0305-02-0045-21
     在所述式2中，所述Sv是所述第一表面的最大凹陷高度粗糙度值，所述Sz是所述第一表面的最大高度粗糙度值。
  3. 如請求項1所述之拋光墊用片材，其中，針對所述第一表面，以下式4的值為0.10至0.20：
    Figure 110145737-A0305-02-0046-22
     在所述式4中，所述Sa是所述第一表面的算術平均高度粗糙度值，所述Sz是所述第一表面的最大高度粗糙度值。
  4. 如請求項1所述之拋光墊用片材，其中，包括：第一層，包含纖維不織布和浸漬在所述纖維不織布中的樹脂；和第二層，為所述第一層的至少一個表面上的塗層，所述第二層的與所述第一層側相反的一側的表面是所述第一表面。
  5. 一種拋光墊，包括：拋光層和緩衝層，所述緩衝層源自拋光墊用片材，所述拋光墊用片材包括：作為拋光層附著表面的第一表面；和作為所述第一表面的背面的第二表面，針對所述第一表面，以下式1的值為5.63至7.27且以下式3的值為1.50至2.50，所述拋光層附著表面對所述拋光層的黏合力為8.00kgf/25mm以上：
    Figure 110145737-A0305-02-0046-23
    Figure 110145737-A0305-02-0046-24
     在所述式1中，所述Sv是所述第一表面的最大凹陷高度粗糙度值，在所述式3中，所述Sa是所述第一表面的算術平均高度粗糙度值， 在所述式1和所述式3中，所述Sz是所述第一表面的最大高度粗糙度值，所述P是從所述拋光墊用片材切割寬度和長度分別為25mm大小的樣品，然後在無負荷狀態下使用千分表進行測量，然後以85g的標準重量加壓30秒後測量第一厚度D1，在通過在所述標準重量上增加800g的重量而設置加壓條件後經過3分鐘後測量第二厚度D2，根據公式(D1-D2)/D1*100算出的壓縮率(%)值。
  6. 如請求項5所述之拋光墊，其中，所述拋光層的密度和所述緩衝層的密度之差為0.30g/cm3至0.50g/cm3。
  7. 如請求項5所述之拋光墊，其中，對於整個層疊結構，切割寬度和長度分別為25mm大小的樣品，然後在無負荷狀態下使用千分表進行測量，然後以85g的標準重量加壓30秒後測量第一厚度D1，在增加800g的重量而設置加壓條件後經過3分鐘後測量第二厚度D2，根據公式(D1-D2)/D1*100算出的壓縮率(%)值為1.0%至1.5%。
  8. 一種半導體器件的製造方法，包括以下步驟：提供包括拋光層和緩衝層的拋光墊；以及在所述拋光層的拋光面上設置拋光對象的被拋光面以使所述被拋光面接觸所述拋光面後，在加壓條件下使所述拋光層和所述拋光對象彼此相對旋轉，從而拋光所述拋光對象，所述拋光對象包括半導體基板，所述緩衝層源自拋光墊用片材，所述拋光墊用片材包括：作為拋光層附著表面的第一表面；和作為所述第一表面的背面的第二表面，針對所述第一表面，以下式1的值為5.63至7.27且以下式3的值為1.50至2.50；所述拋光層附著表面對所述拋光層的黏合力為8.00kgf/25mm以上：
    Figure 110145737-A0305-02-0048-25
    Figure 110145737-A0305-02-0048-26
     在所述式1中，所述Sv是所述第一表面的最大凹陷高度粗糙度值，在所述式3中，所述Sa是所述第一表面的算術平均高度粗糙度值，在所述式1和所述式3中，所述Sz是所述第一表面的最大高度粗糙度值，所述P是從所述拋光墊用片材切割寬度和長度分別為25mm大小的樣品，然後在無負荷狀態下使用千分表進行測量，然後以85g的標準重量加壓30秒後測量第一厚度D1，在通過在所述標準重量上增加800g的重量而設置加壓條件後經過3分鐘後測量第二厚度D2，根據公式(D1-D2)/D1*100算出的壓縮率(%)值。
  9. 如請求項8所述之半導體器件的製造方法，其中，所述拋光對象的所述被拋光面加壓到所述拋光層的所述拋光面的荷重為0.01psi至20psi。
  10. 一種拋光墊用片材，包括：作為拋光層附著表面的第一表面；以及作為所述第一表面的背面的第二表面，針對所述第一表面，以下式3的值為1.50至2.50：
    Figure 110145737-A0305-02-0048-27
     在所述式3中，所述Sa是所述第一表面的算術平均高度粗糙度值，所述Sz是所述第一表面的最大高度粗糙度值，所述P是從所述拋光墊用片材切割寬度和長度分別為25mm大小的樣品，然後在無負荷狀態下使用千分表進行測量，然後以85g的標準重量加壓30秒後測量第一厚度D1，在通過在所述標準重量上增加800g 的重量而設置加壓條件後經過3分鐘後測量第二厚度D2，根據公式(D1-D2)/D1*100算出的壓縮率(%)值。
TW110145737A 2020-12-07 2021-12-07 拋光墊用片材、拋光墊以及半導體器件的製造方法 TWI817281B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200169130A KR102489678B1 (ko) 2020-12-07 2020-12-07 연마패드용 시트, 연마패드 및 반도체 소자의 제조방법
KR10-2020-0169130 2020-12-07

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW202222494A TW202222494A (zh) 2022-06-16
TWI817281B true TWI817281B (zh) 2023-10-01

Family

ID=81814090

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW110145737A TWI817281B (zh) 2020-12-07 2021-12-07 拋光墊用片材、拋光墊以及半導體器件的製造方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US12138736B2 (zh)
JP (1) JP7254886B2 (zh)
KR (1) KR102489678B1 (zh)
CN (1) CN114589618B (zh)
TW (1) TWI817281B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US12138738B2 (en) * 2020-06-19 2024-11-12 Sk Enpulse Co., Ltd. Polishing pad, preparation method thereof and method for preparing semiconductor device using same
KR102831572B1 (ko) * 2024-03-07 2025-07-08 케이피엑스케미칼 주식회사 연마패드
KR102786012B1 (ko) * 2024-08-28 2025-03-26 에스케이엔펄스 주식회사 반도체 하이브리드 본딩 공정을 위한 연마패드 및 이를 이용한 반도체 소자의 제조방법
CN119734199A (zh) * 2024-09-13 2025-04-01 湖北鼎汇微电子材料有限公司 抛光层，抛光垫及抛光方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012232404A (ja) * 2011-04-21 2012-11-29 Toyo Tire & Rubber Co Ltd 積層研磨パッド用ホットメルト接着剤シート、及び積層研磨パッド用接着剤層付き支持層
CN104149023A (zh) * 2014-07-17 2014-11-19 湖北鼎龙化学股份有限公司 化学机械抛光垫
TW201519994A (zh) * 2013-09-11 2015-06-01 Fujibo Holdings Inc 研磨墊以及其製造方法
US20150273656A1 (en) * 2011-11-29 2015-10-01 William C. Allison Polishing pad with foundation layer and polishing surface layer
TW201812135A (zh) * 2016-06-01 2018-04-01 富士紡控股股份有限公司 研磨墊及其製造方法、以及研磨物的製造方法
US20180200861A1 (en) * 2015-07-17 2018-07-19 Fujimi Incorporated Polishing pad and polishing method

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005347568A (ja) * 2004-06-03 2005-12-15 Ebara Corp 基板研磨方法及び基板研磨装置
JP3769581B1 (ja) * 2005-05-18 2006-04-26 東洋ゴム工業株式会社 研磨パッドおよびその製造方法
JP5009101B2 (ja) * 2006-10-06 2012-08-22 株式会社荏原製作所 基板研磨装置
JP5143518B2 (ja) * 2007-09-27 2013-02-13 株式会社クラレ 繊維複合研磨パッド
CN102026775A (zh) * 2008-05-16 2011-04-20 东丽株式会社 研磨垫
FR2932193B1 (fr) * 2008-06-04 2010-07-30 Messier Bugatti Procede de traitement de surface d'une piece mecanique en acier a haute resistance, et systeme d'etancheite obtenu par la mise en oeuvre dudit procede
DE102009030294B4 (de) * 2009-06-24 2013-04-25 Siltronic Ag Verfahren zur Politur der Kante einer Halbleiterscheibe
KR101284495B1 (ko) * 2011-04-29 2013-07-16 성기철 방전가공용 전극선 및 그 제조방법
WO2016051796A1 (ja) 2014-10-01 2016-04-07 日東電工株式会社 研磨パッド
SG11201906131WA (en) * 2017-01-20 2019-08-27 Applied Materials Inc A thin plastic polishing article for cmp applications
KR102277418B1 (ko) * 2019-05-21 2021-07-14 에스케이씨솔믹스 주식회사 가교 밀도가 향상된 연마패드 및 이의 제조방법

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012232404A (ja) * 2011-04-21 2012-11-29 Toyo Tire & Rubber Co Ltd 積層研磨パッド用ホットメルト接着剤シート、及び積層研磨パッド用接着剤層付き支持層
US20150273656A1 (en) * 2011-11-29 2015-10-01 William C. Allison Polishing pad with foundation layer and polishing surface layer
TW201519994A (zh) * 2013-09-11 2015-06-01 Fujibo Holdings Inc 研磨墊以及其製造方法
CN104149023A (zh) * 2014-07-17 2014-11-19 湖北鼎龙化学股份有限公司 化学机械抛光垫
US20180200861A1 (en) * 2015-07-17 2018-07-19 Fujimi Incorporated Polishing pad and polishing method
TW201812135A (zh) * 2016-06-01 2018-04-01 富士紡控股股份有限公司 研磨墊及其製造方法、以及研磨物的製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20220080238A (ko) 2022-06-14
US12138736B2 (en) 2024-11-12
US20220176514A1 (en) 2022-06-09
CN114589618B (zh) 2024-09-13
JP7254886B2 (ja) 2023-04-10
JP2022090651A (ja) 2022-06-17
TW202222494A (zh) 2022-06-16
CN114589618A (zh) 2022-06-07
KR102489678B1 (ko) 2023-01-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI817281B (zh) 拋光墊用片材、拋光墊以及半導體器件的製造方法
TWI869712B (zh) 拋光墊及利用其的半導體裝置的製造方法
TWI844176B (zh) 拋光墊和利用該拋光墊的半導體裝置的製造方法
TW202210545A (zh) 拋光墊及其製備方法以及半導體器件的製備方法
TWI806173B (zh) 拋光墊和使用該拋光墊的半導體器件的製造方法
KR102856733B1 (ko) 연마패드 및 이를 이용한 반도체 소자의 제조방법
TWI831411B (zh) 拋光墊及使用其的半導體裝置的製備方法
TW202212443A (zh) 拋光墊、拋光墊的製造方法及利用該拋光墊的半導體器件的製造方法
TW202210230A (zh) 拋光墊、該拋光墊的製備方法及半導體器件的製備方法
TWI819596B (zh) 拋光墊、拋光墊的製備方法以及利用該拋光墊的半導體裝置的製造方法
TWI830331B (zh) 拋光裝置和半導體裝置的製造方法
TWI818400B (zh) 拋光墊、拋光墊的製備方法及利用其的半導體器件的製造方法
TWI830241B (zh) 拋光系統、拋光墊以及半導體裝置的製造方法
TW202320154A (zh) 拋光墊的翻新方法、半導體裝置的製造方法及製造裝置
TWI825818B (zh) 拋光墊及使用其的半導體裝置的製備方法
KR102423956B1 (ko) 연마 패드, 연마 패드의 제조 방법 및 이를 이용한 반도체 소자의 제조 방법
TW202500316A (zh) 研磨襯墊及半導體裝置的製造方法