[发明专利]用于抛光垫的衬垫和使用该衬垫的抛光垫

说明书

技术领域

本发明涉及用于抛光垫的衬垫和使用该衬垫的抛光垫，且该抛光垫可用于以良好精度和高抛光效率抛光待抛光的材料例如半导体晶片等。

背景技术

常规地，通过用聚氨酯树脂浸渍非织造织物得到的比较软的抛光垫和由发泡聚氨酯制成的硬抛光垫已用于处理用作形成集成电路的基板的半导体晶片的镜面的抛光垫或在半导体器件制造过程中将绝缘膜或电导体膜的不平坦处理成平坦的抛光垫(例如，参见专利文献1-3)。

特别地，为了具有伴随着近来半导体的小型化和多层结构的在局部尺度(模尺寸)上的高平坦性和在总尺度(晶片尺寸)上的膜厚度的均匀性两者，通常已使用具有作为表面层的硬抛光层和在背面上的软衬垫层的双层垫。在这种双层垫中，在背面上的衬垫层与存在于晶片表面中的待抛光的膜的具有比较长的波长的波动一致地使作为表面层的抛光层变形，并且由此用于使整个晶片均匀地抛光。已提出具有特定应变系数、体积弹性模量等的层作为用于双层结构的垫中的衬垫层(例如，参见专利文献4-6)。

近年来，半导体器件的小型化、高集成和多层布线已进一步发展，且也已要求抛光垫稳定地实现进一步更高的平坦性和在抛光后膜厚度的均匀性。但是，在专利文献4所示的抛光垫中，对于除当受到压缩压力时的应力常数之外的衬垫层所需的特性没有指示，并且由于太软的衬垫层，其中所示的应力常数容易导致抛光速率降低。此外，在许多情况下，在其中压缩压力恒定或单调增加(或单调减少)的状态下测量的变形量不对应于在其中压缩压力在非常短时间的循环例如实际抛光的时间中反复变化的情况下的变形量。

另一方面，在专利文献5或6中所示的抛光垫未必具有与在晶片表面上的膜的波动的足够一致性；结果，在抛光后膜厚度的均匀性可能不充分。另外，特别是作为表面层的抛光层由具有非发泡结构的树脂制成时，这种 抛光层与具有发泡结构的抛光层相比具有高热导率，因此在因抛光过程中的发热引起的温度增加容易传输到在背面上的衬垫层，且由于温度增加而改变衬垫层的物理性质，这容易影响抛光特性如均匀性。特别地，待抛光的材料具有布线用金属膜，且该金属膜由铜等形成时，在抛光过程中的发热大，且容易出现上述影响。

通过使用具有50或更高且90或更小的微橡胶A硬度以及特定的滞后损耗和tanδ值的衬垫层得到的抛光垫是已知的(参见专利文献7)。但是，在专利文献7中所示的抛光垫不必具有对于晶片表面上的膜的波动的合适的衬垫层的变形量，且当衬垫层的变形量太小时，在抛光后膜厚度的均匀性变得不足，而另一方面，当衬垫层的变形量太大时，除抛光速率容易降低外，在抛光后膜厚度的均匀性也有降低的问题。以与专利文献5和6中所述的抛光垫相同的方式，特别地当作为表面层的抛光层由具有非发泡结构的树脂形成时，这种抛光层与具有发泡结构的抛光层相比具有高热导率，因此在抛光过程中因发热引起的温度增加容易传输到在背面上的衬垫层，且由于温度增加而改变衬垫层的物理性质，这容易影响抛光特性如均匀性。特别地，待抛光的材料具有布线用金属膜，且该金属膜由铜等形成时，在抛光过程中的发热大，且容易出现上述影响。

专利文献1：JP-A-5-8178

专利文献2：JP-A-2000-178374

专利文献3：JP-A-2001-89548

专利文献4：JP-A-5-505769

专利文献5：JP-A-2000-117619

专利文献6：JP-A-2000-202763

专利文献7：JP-A-2006-339570

发明内容

本发明所要解决的问题

本发明的目的是提供抛光垫和用于该抛光垫的衬垫，该抛光垫在待抛光的表面的平坦性和在抛光后膜厚度的均匀性方面优异，同时在抛光速率方面也优异，且对于待抛光的材料如绝缘膜、金属膜等可实现抛光均匀性优异的抛光。

解决问题的手段

本发明的发明人已重复深入研究以实现上述目的。结果，他们已发现，以上目的可通过如下实现：具有特定动态压缩粘弹性的衬垫，以及将所述衬垫的层和由具有非发泡结构的树脂制成的抛光层层叠得到的具有叠层结构的抛光垫，并且作为基于这些发现进一步研究的结果，完成了本发明。

即，本发明提供：

用于抛光垫的衬垫，其中，

在23℃、27.6kPa的静载荷、11Hz的频率和1μm的振幅的条件下进行动态压缩粘弹性测量时，

(1)动应力和变形之间的相位差为4°或更小，并且

(2)变形量的最大值与动应力的最大值的比([变形量的最大值]/[动应力的最大值])为0.5μm/kPa或更大；