化学机械研磨垫及其制造方法

专利名称：化学机械研磨垫及其制造方法
技术领域：
本发明涉及化学机械研磨垫及其制造方法。
背景技术：
在半导体装置的形成中，对于硅基板或在其上形成有配线或电极等 硅基板(以下有时将其总称为"半导体晶片"。)，作为能够形成具有
优异平坦性的表面的研磨方法，广泛采用化学机械研磨方法(Chemical Mechanical Polishing、 一般简称为"CMP")。该化学研磨方法中，已 知化学机械研磨垫的性状和特性等很大程度地左右研磨结果， 一直以来 提出了各种化学机械研磨垫。
曰本特开平11-70463号公报和日本特开平8-216029号公报中提出 了使用具有多个微细空孔的聚氨酯泡沫作为化学机械研磨垫，在该垫表 面上开口的孔穴(以下也称作"孔")中保持化学机械研磨用水性分散 体、进行研磨的化学机械研磨方法。
另外，日本特表平8-500622号公^艮和日本特开2000-34416号公才艮 中提出了在基质树脂中分散有水溶性聚合物的研磨垫。该研磨垫的水溶 性聚合物在研磨时通过与化学机械研磨用水性分散体的接触发生溶解 或溶胀，从垫上脱离，由此所形成的空间具有保持化学机械研磨用水性 分散体的功能。
然而，对于化学机械研磨垫，出于制造管理、出库管理、流通管理、 保存管理等目的，有发生必须了解其型号、制造序号、制造过程、其制
允;误差范围内,、)独制品所具，的个性)、使用过程等固有信息的情况。
为了对单独制品赋予固有信息的方法，以往是在化学机械研磨垫的 包装材料上直接印刷条形码或粘贴印刷有条形码的胶纸。但是，利用条 形码所能够保存的信息量有限，另外，具有以下问题 一旦将粘有条形 码的包装材料开封，开始使用化学机械研磨垫后，该垫与包装材料上的 条形码的对应非常难以管理。因此，期待将能够使用电磁波非接触地读
取或者读写的信息记录介质(一般称作"IC标签"、"电子标签"、"RFID (射频识别技术Radio Frequency Identification)等)埋入在垫中。
但是，在其性状或特性等很大程度地左右研磨结果的化学机械研磨 垫中，当在垫的表面或背面或者内部存在不同信息记录介质时，会产生 对研磨性能不优选的影响。例如，被研磨面的均一性差，会发生刮痕或 腐蚀等表面平滑性的问题。另外，但由于当将垫安装在研磨装置时不可 避免发生的垫本身的变形，信息记录介质本身有时被破坏。
予以说明，这种信息记录介质随着近年的技术进步，小型化有所促 进。但是，对于读取或读写所使用的电磁波，由于化学机械研磨工序中 易于使用的频率数的制约，有必要信息记录介质应具有的天线大到 一定 程度，应埋入化学机械研磨垫的信息记录介质的小型化受限。因此，一 般认为埋有信息记录介质的垫的研磨性能降低的问题无法通过介质的 小型化解决。

发明内容
本发明鉴于上述事实而完成，其目的在于提供具有能够使用电磁波 非接触地读取或读写的信息记录介质，且#皮研磨面的均匀性优异，抑制 刮痕或腐蚀的发生，被研磨面的表面平滑性优异等的研磨性能优异的化 学机械研磨垫及其制造方法。
根据本发明，本发明的上述目的笫一通过具有圆形研磨面和作为该 研磨面背面的非研磨面、内部含有能够使用电磁波非接触地读取或读写 的信息记录介质的化学机械研磨垫达成。
本发明的上述目的第二通过一种化学机械研磨垫的制造方法达成， 其为制造上述化学研磨垫的方法，其特征在于包括以下工序 (Al)准备化学机械研磨垫用组合物的工序
(A2)使用上述组合物，将信息记录介质应存在的部分朝向应成为 垫非研磨面的面开口的垫^f既形成形的工序
(A3 )在上述开口部装填信息记录介质，在开口部的剩余空间装填 上述化学机械研磨垫用组合物的工序
(A4)在1 20MPa的压力下加热至150 ~ 180。C温度的工序。 本发明的上述目的第三通过一种化学机械研磨垫的制造方法达成， 其为制造上述化学研磨垫的方法，其特征在于包括以下工序
(Bl)准备化学机械研磨垫用组合物的工序
(B2 )使用上述组合物，将信息记录介质应存在的部分朝向应成为 垫非研磨面的面开口的垫概形成形的工序
(B3)在上述开口部上粘贴信息记录介质的工序
具体实施例方式
本发明的化学机械研磨垫具有圆形研磨面和作为该研磨面背面的 非研磨面。本发明的垫的形状优选具有圆盘状(正圆柱体状)或以其为 基础的形状。可以具有规则的研磨面和非研磨面的侧面，也可以是没有 明确的侧面、在垫的最外周部区域处厚度渐薄的形状。
本发明的研磨垫的研磨面直径优选为150 - 1200mm、更优选为 500~ 800mm,厚度优选为1.0 ~ 5.0mm、更优选为1.5 ~ 3.0mm。
本发明的化学机械研磨垫可以在其研磨面上具有任意形状的沟槽、 其它的凹部。沟槽的形状例如可以举出同心圆状沟槽、螺旋状沟槽、格 子状沟槽、放射状沟槽和组合有它们的形状的沟槽。沟槽宽度方向、即 沟槽的法线方向的截面形状并无特别限定。例如可以制成由平坦侧面和 根据情况的底面形成的多边形状、U字形状等。截面形状可以为左右轴 对称，还可以是非对称。作为上述其它凹部的形状，例如可以举出圆形 的凹部、多边形的凹部等。这里，圆形的凹部和多边形的凹部应该理解 成被该圆或该多边形围绕的内部也凹陷。
本发明的化学机械研磨垫还可以在非研磨面上具有任意形状的沟 槽或其它凹部。通过具有这种沟槽或其它凹部，可以进一步抑制^皮研磨 物上发生刮痕。对于可以形成于这些非研磨面的沟槽或其它凹部形状， 与可以形成在上述研磨面的沟槽或其它凹部的形状相同，但优选非研磨 面的沟槽或其它凹部未到达垫的外周。
可以形成在上述非研磨面的其它凹部(特别是圆形的凹部或多边形 的凹部)优选位于非研磨面的中央部。这里"位于中央部"不仅是指这 些凹部在数学上严密地位于非研磨面的中心，只要垫的非研磨面的中心 位于上述凹部的范围内即可。非研磨面的凹部的形状为圆形时，其直径 的上限优选为被研磨面最大径(例如被研磨物为圆盘状的半导体晶片 时，该晶片的直径)的优选100°/。、更优选75%、进一步优选50%。被 研磨面的凹部形状为圆形时，其直径的下限与^皮研磨物的大小无关，优
选为2mm、更优选为10mm。例如作为^皮研磨物的晶片的直径为300mm 时，非研磨面的凹部为圆形时的直径优选为2~300mm、更优选为10~ 225mm、进一步优选为10-150mm。另夕卜，作为被研磨物的晶片的直径 为200mm时，非研磨面的凹部为圆形时的直径优选为2 ~ 200mm、更优 选为10~150mm、进一步优选为10 ~ 100mm。
本发明的化学机械研磨垫可以具有从非研磨面光学性通过研磨面 的透光性区域。通过制成具有这种透光性区域的垫，当安装在具有光学 式研磨终点检测机的化学机械研磨装置中使用时，可以光学地检测研磨 终点。透光性区域的平面形状并无特别限定，作为区域外周的形状，例 如可以制成圆形、椭圆形、扇形、多边形状等。透光性区域的位置应该 是安装本发明化学机械研磨垫、适合所用化学机械研磨装置具有的光学 研磨终点检测机位置的位置。透光性区域的数量可以为l个或者多个。 设置多个透光性区域时，其配置满足上述位置关系即可，并无特别限定。 透光性区域的形成方法并无限定，例如可以利用用具有透光性的部件构 成应该具有透光性的垫的区域的方法，或者当垫由具有某种程度透光性 的材料构成时，可以通过在垫非研磨区域中相当于应该具有透光性的垫 的区域的部分形成凹部、将该部分薄化，来确保研磨终点检测所需要的 透光性的方法。利用后者的方法时，该透光性区域的凹部还可兼有用于 抑制上述刮痕发生的凹部的作用。
本发明中使用的能够使用电磁波非接触地读取或读写的信息记录 介质(以下称为"IC标签")至少具有IC芯片(集成电路芯片)和天 线。
上述IC芯片至少具有信息记忆装置(存储器)和无线电路。信息 记忆装置可以为读取专用的储存器(ROM)、可以为除了读取还能够写 入的储存器(RAM) 。 IC芯片根据其它需要还可以具备CPU (中央处 理单元，Central Processing Unit)等。集成电路优选在长波带(LF )、 短波带(VHF)、极超短波(UHF)带、准微波带或^L波带下能够通信。 在使用本发明化学机械研磨垫进行的化学机械工序的中间进行信息的 读取或读写时，优选该无线电路在长波带或短波带下能够通信。
本发明中使用的IC标签既可以是内装有电池的有源型，也可以是 没有电池的无源型。
IC标签上还可以连接有各种测定装置。测定装置例如可以举出温度
计、压力传感器等。
IC标签可以为任意形状，但必要的是其内部能够收纳用于接收和发 送用于非接触地读取或读写的电磁波的天线、且IC标签为能够被收纳 在本发明化学机械研磨垫厚度范围内的形状和大小，因此优选为卡状。 卡的平面形状可以举出圆形、椭圆形、多边形等。多边形例如可以举出 三角形、正方形、长方形、菱形等。这里所说的多边形为包括各顶点带 有圆角的形状的概念。
IC标签的大小并无特别限定，例如为正方形卡状的IC标签时，正 方形的一边优选为10~300mm、更优选为10 ~ 50mm。厚度优选为0.1 ~ 4.0mm、更4尤选为0.2 ~ 2.5mm。
长方形卡状的IC标签时，优选长径为10~300mm、更优选为10-200mm。短径优选为3 ~ 200mm、更优选为3~150mm。长方形卡状的 IC标签的优选厚度与正方形卡状ID标签的情况相同。
本发明的化学机械研磨垫含有上述IC标签而成。研磨面半径方向 的该IC卡的重心位置并无特别限定，在研磨面半径上的中心朝向外周 的方向上，优选为研磨面的半径的0~ 10%或80~ 100%的范围。这里所 说的IC标签的重心并非指力学的质量中心，是指几何重心(以下相同)。 IC标签为卡状时，IC标签的厚度方向优选与垫的厚度方向平行。
本发明的化学机械研磨垫具有透光性区域时，优选IC标签投影于 非研磨面的形状的全部处于该透光性区域外。
本发明的化学研磨垫为其非研磨面侧具有凹部者时(除了该凹部兼 作透光性区域的情况)，优选的是将IC标签投影于非研磨面的形状的 一部分或全部处于该凹部的区域内，更优选的是全部处于该凹部的区域 内。另外，更优选垫在非研磨面的中央部具有圆形或多边形状的凹部， 将IC标签投影于非研磨面的形状的一部分或全部处于该凹部的区域内， 特别优选全部处于该凹部的区域内。当将IC标签投影于非研磨面的形 状的全部处于该凹部的区域内时，将IC标签投影于非研磨面的形状和 大小可以与该凹部的形状和大小一致，但优选该凹部包含将IC标签投 影于非研磨面的形状和大小，并比其大。
本发明的化学机械研磨垫优选垫厚度方向的IC标签的重心位置优 选在研磨面朝向非研磨面的方向上处于垫厚度的50~ 100%的范围内。 即，当^/没与从研磨面上点A通过IC标签重心B到达非研磨面上点C
的研磨面垂直的线段AC时，IC标签的重心B的位置优选为点A出发至 点C的距离的50~ 100%的范围内。该值更优选为70 ~ 100%、更优选为 80 ~ 100%。
将IC标签投影于非研磨面的形状的一部分或全部处于形成在垫非 研磨面的凹部的区域内时的该凹部深度优选为0.1~3.0mm、更优选为 0.2~2.0mm。
另外，IC标签优选其全部处于本发明化学机械研磨垫的内部，不露 出至外部。
通过使本发明化学机械研磨垫所含的IC标签处于这种位置，进一 步减少在化学机械研磨时损害被研磨面的均匀性或表面平滑性，可以制 成赋予高品位被研磨面的化学机械研磨垫，而且在将垫安装于研磨装置 时等的垫的处理时，也可以及时防止IC标签的破坏。
这种本发明的化学机械研磨垫可以通过适当的方法制造，例如可以
利用下述制造方法A或制造方法B。 制造方法A包括下述各工序。 (Al)准备化学机械研磨垫用组合物的工序
(A2H吏用上述组合物，将具有应成为圆形研磨面和的面和应成为 作为其背面的非研磨面的面、IC标签应存在的部分在应成为垫非研磨面 的面上开口的垫概形成形的工序
(A3)在上述开口部内装填IC标签，在开口部的剩余空间填充上 述化学机械研磨垫用组合物的工序
(A4)在1 20MPa的压力下加热至150 - 180。C温度的工序 制造方法B包括以下各工序
(Bl)准备化学机械研磨垫用组合物的工序
(B2)使用上述组合物，将具有应成为圆形研磨面的面和应成为作 为其背面的非研磨面的面、IC标签应存在的部分在应成为垫非研磨面的 面上开口的垫相无形成形的工序
(B3)在上述开口部上粘贴IC标签的工序 以下对上述各制造方法的各工序详细说明。 制造方法A
(Al)准备化学机械研磨垫用组合物的工序
作为化学机械研磨垫用组合物例如可以举出含有选自(a)热塑性
树脂、弹性体、橡胶和固化性树脂的至少1种和(b)水溶性粒子的化 学机械研磨垫用组合物(以下有时称作"第1组合物")以及含有(1 )
聚醇、(2 )聚异氰酸酯和(3 )发泡剂的化学机械研磨垫用组合物(以 下有时称作"第2组合物，，)等。
第1组合物中，作为(a)成分可以使用的热塑性树脂例如可以举 出1,2-聚丁二烯树脂；聚乙烯等聚烯烃树脂；聚苯乙烯树脂；(甲基) 丙烯酸酯系树脂等聚丙烯酸树脂；乙烯基酯树脂(除了聚丙烯酸树脂之 外)；聚酯树脂；聚酰胺树脂；聚偏氟乙烯等氟树脂；聚碳酸酯树脂； 聚缩醛树脂等。
作为弹性体例如可以举出1,2-聚丁二烯等二烯弹性体；聚烯烃弹性 体(TPO);苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、其加氢嵌段共 聚物(SEBS)等苯乙烯系弹性体；热塑性聚氨酯弹性体(TPU);热塑 性聚酯弹性体(TPEE)、聚酰胺弹性体(TPAE)等热塑性弹性体；有 机硅树脂弹性体；氟树脂弹性体等。
作为橡胶例如可以举出丁二烯橡胶(高顺式丁二烯橡胶、低顺式丁 二烯橡胶等)、异戊二烯橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶、苯乙烯-异戊二烯 橡胶等共轭二烯橡胶；丙烯腈-丁二烯橡胶等腈橡胶；丙烯酸橡胶；乙烯 -丙烯橡胶、乙烯-丙烯-二烯橡胶等乙烯-a-烯烃橡胶；丁基橡胶、有机硅 橡胶、氟橡胶等其它橡胶。
可以为固化性树脂、热固化性树脂和光固化性树脂的任一种，例如 可以举出氨酯树脂、环氧树脂、丙烯酸树脂、不饱和聚酯树脂、聚氨酯 -脲醛树脂、脲醛树脂、硅树脂、酚醛树脂、乙烯基酯树脂等。
上述(a)成分的一部分或全部可以被酸酐基、羧基、羟基、环氧 基、氨基等改性。
(a)成分优选使用上述中的橡胶、固化性树脂、热塑性树脂或弹 性体，更优选热塑性树脂或弹性体，进一步优选1,2-聚丁二烯。(a)成 分可以为其部分交联的交联聚合物。交联例如可以通过使用有机过氧化 物、硫、硫化合物等的化学交联、利用电子线照射等的放射线交联等进 行。
第l组合物中，作为构成(b)水溶性粒子的材料可以举出糖类(例 如淀粉、糊精和环糊精等多糖类，乳糖、甘露醇等)、纤维素类(例如 羟丙基纤维素、甲基纤维素等)、蛋白质、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、
聚丙烯酸、聚氧乙烯、水溶性感光性树脂、磺化聚丙烯、磺化异戊二烯 共聚物等。作为无才几水溶性粒子的材料例如可以举出碌u酸钾、硝酸钾、 碳酸钾、碳酸氬钾、氯化钾、溴化钾、磷酸钾、硝酸镁等。这些水溶性
有规定材料的l种水溶性粒子，还可以为含有不同材料的2种以上的水 溶性粒子。
水溶性粒子优选仅在研磨垫内露出至表层时溶解在水中、在研磨垫 内部不会吸湿、不会溶胀。因此，水溶性粒子可以在最外部的至少一部 分具备抑制吸湿的外壳。该外壳可以物理吸附在水溶性粒子上、还可以 与水溶性粒子化学键合、可以通过两者结合在水溶性粒子上。作为构成 这种外壳的材料，例如可以举出环氧树脂、聚酰亚胺、聚酰胺、聚硅酸
水;性粒子，具有外壳的;溶性粒子即便其表面全部被外壳包覆，也可 以充分地获得上述效果。
水溶性粒子的平均粒径优选为0.1 ~ 500)Lim、更优选为0.5 ~ 100|Lim。 孔的大小优选为0.1~ 500|um、更优选为0.5~100|um。水溶性粒子的平 均粒径小于O.ljam时，所形成的孔的大小由于小于所用磨粒，因此有难 以获得能够充分保持浆料的研磨垫的倾向。另一方面，超过500]iim时， 所形成的孔的大小变得过大、所得研磨垫的机械强度和研磨速度有降低 的倾向。
(b)水溶性粒子的含量在使(a)成分和(b)水溶性粒子的总量 为100%体积％时，优选为2~90体积％、更优选为2~60体积％、进一 步优选为2~40体积％。通过使(b)水溶性粒子的含量在上述范围内， 可以兼顾所得研磨垫的研磨速度和适当硬度及机械强度。
第l组合物还可以含有(c)交联剂。作为(c)交联剂例如可以举 出有机过氧化物、硫、硫化合物等。这些物质中，优选使用有机过氧化 物。作为有机过氧化物例如可以举出二枯基过氧化物、二乙基过氧化物、 二叔丁基过氧化物、二乙酰基过氧化物、二酰基过氧化物等。交联剂的 使用量相对于(a)成分中的交联性聚合物的使用量100质量份优选为 0.01-5.0质量份、更优选为0.2-4.0质量份。通过使(c)交联剂的使 用量为该范围内，可以获得在化学机械研磨工序中抑制刮痕的发生、且 研磨速度高的化学机械研磨垫。
作为第2组合物的(1)聚醇例如可以举出多元醇、聚醚多元醇、
聚酯多元醇等。上述多元醇例如可以举出乙二醇、二乙二醇、丙二醇、 二丙二醇、甘油、三羟曱基丙烷、二乙醇胺、三乙醇胺、季戊四醇等。 上述聚酯多元醇优选通过多元羧酸或其衍生物与多元羟基化合物的反
应而制造。
作为(2)聚异氰酸酯例如可以举出2,4-甲苯二异氰酸酯、2,6-甲苯 二异氰酸酯、聚苯基聚亚甲基聚异氰酸酯等。这些聚异氰酸酯的部分或 全部可以具有碳二亚胺、氨酯、异氰尿酸酯基等。(2)聚异氰酸酯的 使用量作为相对于(1)聚醇具有的羟基1当量的异氰酸酯基的量优选 为0.9~1.4当量、更优选为0.95 ~ 1.3当量。
作为(3)发泡剂可以举出水、氟利昂等。(3)发泡剂的使用量相 对于(1 )聚醇100质量份优选为4 ~ 10质量份。
第2组合物除了上述之外，还可以含有(4)催化剂。作为(4)催 化剂例如可以举出胺化合物、有机金属化合物。作为胺化合物例如可以 举出三乙二胺、三乙胺、四曱基己二胺、五曱基二乙三胺、二甲基环己 胺等，有机金属化合物例如可以举出氯化锡、二丁锡月桂酸盐等。(4) 催化剂的使用量相对于(1)聚醇100质量份优选为1质量份以下、更 优选为0.05 ~ 1质量份、进一步优选为0.05 ~ 0.5质量份。
第2组合物除了上述物质之外，还可以含有整泡剂、其它树脂、阻 燃剂、表面活性剂等。
制备上述化学机械研磨垫用组合物的方法并无特别限定，例如可以 利用混炼机等将规定材料混炼获得。混炼机例如可以举出辊、捏合机、 班伯里混合机、挤出机(单螺杆、多螺杆)等。
化学机械研磨垫用组合物为第l组合物时，在混炼时优选水溶性粒 子为固体。通过使用预先分级为上述优选平均粒径范围的(b)水溶性 粒子，在(b)水溶性粒子为固体的条件下进行混炼，与(b)水溶性粒 子和(a)成分的互溶性程度无关，可以使(b)水溶性粒子分散为上述 优选的平均粒径。因此，优选选择熔点高于所用(a)成分加工温度的 (b)水溶性粒子的种类。
(A2)使用上述组合物，将具有应成为圆形研磨面的面和应成为作 为其背面的非研磨面的面、IC标签应存在的部分在应成为垫非研磨面的 面上开口的垫概形成形工序
在将上述化学机械研磨垫用组合物成形垫概形时，例如可以举出佳_ 用具有与所需垫概形契合形状的模具进行模具成型的方法、将化学机械 研磨用组合物成形在片材上将其冲裁成规定的概形的方法。为了使IC
标签应存在的部分在应成为垫非研磨面的面上开口，在为上述;^莫具成形 时，可以利用使用具有与开口部契合的凸部的模具，或者将没有开口部 的该积无形才莫具成形后、进行切削加工，从而形成开口部的方法。另一方 面，当采用经过片材成形的方法时，可以在冲裁该形状后进行切削加工 而获得。
在应成为非研磨面的面上开口的部分的形状和大小可以与将所用 IC标签应为垫内部的状态投影于非研磨面的形状和大小 一致，但并非必 须一致。在之后工序(A3)中，只要将应使用的IC标签在应使用的方 向上装填于开口部内，则开口部的形状和大小并无限定，开口部与将所 用IC标签处于垫内部的状态投影于非研磨面的形状基本相似，优选垫 半径方向的大小和切线方向的大小均大于IC标签0.1 -5.0mm左右。
本发明的化学机械研磨垫在其非研磨面侧具有凹部，当将IC标签 投影于非研磨面的整个形状处于该凹部的区域内时，在非研磨面上开口 的凹部的大小显著大于将IC标签投影于非研磨面的大小时，在非研磨
面侧具有应成为凹部的开口部、且还可以在应成为该凹部底面的面的一
部分上进一步形成应装填IC标签的开口部作为2级的开口部。这种2 级的开口部在将垫概形成形时，可以使用具有与所需开口形状契合的2 级凸部的模具进行成形，或者在形成没有开口的概形后实施2级切削加 工而形成。使用具有1级凸部的模具成形概形后，可以通过切削加工形 成IC标签用的开口部。
(A3)在上述开口部内装填IC标签，在开口部的剩余空间填充上 述化学机械研磨垫用组合物的工序
接着，在如上形成的开口部内在规定方向上装填IC标签，在剩余 空间填充上述化学机械研磨垫用组合物。这里所用化学机械研磨垫用组 合物优选与用于成形垫概形的组合物相同。
(A4)在1 ~20MPa的压力下加热至150 ~ 180。C温度的工序
接着，通过在1 ~20MPa的压力下加热至150~ 180。C温度，将IC 标签埋入垫内。这里所施加的压力优选为1-18MPa、更优选为2~ 15MPa。另夕卜，所施加的温度优选为160°C ~ 180°C。加热时间优选为1 ~
60分钟、更优选为10~30分钟。工序(A4)优选在才莫具内进行。
通过工序(A3)和工序(A4)，不会在IC标签和垫4既形上施加超 过20MPa的压力和超过180。C的温度中任何之一。通过在这种压力和温 度条件下进行加工，不会破坏IC标签的功能，可以优选地发挥作为非 接触信号记录介质的效果。
如上所述可以制造本发明的化学机械研磨垫。当本发明的垫为研磨 面和非研磨面侧中的任一者或两者上具有沟槽之外的凹部时，在上述工 序(A2)中，通过使用具有与所需沟槽或其它凹部形状契合的凸部的冲莫 具或者在上述工序(A4)后实施适当的切削加工，可以制成具有沟槽或 其它凹部的化学机械研磨垫。 制造方法B (Bl)准备化学机械研磨垫用组合物的工序
制造方法B中，将IC标签装填于垫概形后的工序全部在常压下、 室温~小于180。C的低温下进行。因此，作为工序(Bl)中使用的化学 机械研磨垫用组合物，除了可以使用与上述工序(Al)中所用相同的物 质之外，对于有必要在超过180。C的高温下加工的组成也可优选使用。
(B2)使用上述组合物，将具有应成为圆形研磨面的面和应成为作 为其背面的非研磨面的面、IC标签应存在的部分朝向应成为垫非研磨面 的面开口的垫一既形成形的工序
工序(B2)与上述工序(A2)基本相同。
但是，优选开口部的形状和大小与将IC标签处于垫内部的状态投 影于非研磨面的形状和大小基本相同，IC标签的侧面的至少大部分为与 开口部的侧面密合的形状和大小。
开口部的深度优选与所用IC标签在垫内部应占据垫厚度方向的距 离基本相同、或者比其深。
本发明的化学机械研磨垫在其非研磨面侧具有凹部，当为将IC标 签投影于非研磨面的形状的全部处于该凹部的区域内的情况、在非研磨 面上开口的凹部的大小显著大于将IC标签投影于非研磨面的大小时， 可以在非研磨面侧具有应成为凹部的开口部、且在应成为该凹部底面的 面的一部分上进一步形成应装填IC标签的开口部作为2级的开口部。 这种2级的开口部可以与制造方法A的工序(A2)中说明同样地形成。 (B3)在上述开口部上粘贴IC标签的工序
接着，在所形成的开口部和IC标签中的至少 一个上形成粘合层后， 在开口部中在规定方向上装填ic标签，从而粘贴。形成粘合层的方法
可以举出涂覆粘合剂的方法、粘贴双面胶的方法等，优选利用双面胶。
双面胶的粘合强度作为利用JIS Z1528所规定的方法测定的强度优 选为100~3000g/25mm、更优选为50 ~ 2000g/25mm。双面胶可以两面 的粘合强度相等，也可以是两面的粘合强度不同，均可优选使用。
本发明的化学机械研磨垫在研磨面和非研磨面侧中的 一 者或两者 上具有沟槽之外的凹部时，在上述工序(B2)时，通过使用具有与所需 沟槽或其它凹部形状契合的凸部的模具或者在上述工序(B2)之后或 (B3 )之后实施适当的切削加工可以制成具有沟槽或其它凹部的化学机 械研磨垫。
本发明的化学机械研磨用垫除了可以制成直接使用如上制造的垫 的单层型垫之外，还可以制成在非研磨面上具有支撑层的多层型垫。上 述支撑层为用研磨面的背面侧支撑化学机械研磨垫的层。该支撑层的特 性并无特别限定，优选比垫主体更软。支撑层可以是多孔体(发泡体)、 也可以是非多孔体。而且，其平面形状例如可以制成圆形、多边形等， 但优选与研磨垫平面形状相同的平面形状且相同的大小。其厚度也无特 别限定，优选0.1 ~ 5mm、更优选0.5 ~ 2mm。
构成支撑层的材料并无特别限定，由于向所需形状和性状的成形容 易、可以赋予适当弹性等，因此优选使用有机材料。有机材料可以使用 作为上述工序(Al)的第一组合物(a)成分举出的材料。
在非研磨面上设置支撑层时，可以采用利用双面胶或者层压加工等 适当的方法。
本发明的化学机械研磨垫除了可以安装在市售研磨装置内利用公 知的方法用于化学机械研磨工序中之外，还可以在内部具有的IC标签 上记录各种信息并根据需要利用其信息。作为记录在IC标签上的信息 例如可以举出化学机械研磨垫的型号、制造序号、制造过程、其制品实 际具有的尺寸或物理特性以及与形状相关的品质检查结果等。另外，当 IC标签具有的信息记录装置为RAM时，还可以依次写入开始使用垫后 的使用过程等。
本发明的化学机械研磨垫的被研磨面的均匀性或表面平滑性优异， 作为赋予高品位被研磨面的化学机械研磨垫的功能优异，另外通过根据
需要读取写入在ic标签上的上述信息，可以用于制造管理、出库管理、
流通管理、保存管理、反应个别制品所带个性的最佳研磨条件的设定等， 而且，当在IC标签上连接有各种测定装置时，可以对应化学机械研磨 工序中的垫所处具体环境，进行研磨条件的微调整等。
实施例 实施例1
(1 )化学机械研磨垫的制造
(1-1 )化学机械研磨垫用组合物的制备
利用调温至160。C的^一夕"一在60rpm下混炼1,2-聚丁二烯(JSR (抹)制、商品名"JSR RB830" ) 80体积份(相当于72.2质量份)、 卩-环糊精((抹)横滨国际生物研究所制、商品名"f《、二 一A—/L p-100"、 平均粒径20ium) 20体积份(相当于27.2质量份)2分钟。接着，加入 0.6质量份(换算成每100质量份1,2-聚丁二烯的二枯基过氧化物量，相 当于0.33重量份)"乂《一 夕；、A D40"(商品名，日本油脂(抹)制。 含有40质量％二枯基过氧化物)，进而在120°C、 60rpm下混炼2分钟， 获得化学机械研磨垫用组合物的颗粒。 (1-2)具有开口部的垫概形的制造
将该颗粒放入下盘中心具有圆形凸部(直径75mm、高度1.2mm) 的才莫具内，在160。C下加热5分钟，使其交联，获得直径600mm、厚度 2.5mm、在应成为背面(非研磨面)的面的中央部具有开口部的圆盘状 成形体。
(1-3)垫概形的制造
将上述制造的圆盘状成形体放入内部没有凸部的^t具中，使开口部 朝上。在开口部的底面中心放置市售的IC标签(基本正方形的卡状、 大小50mmx50mmx0.2mm、工作频率数13.5MHz、卡外皮的材泮+: ABS树脂、存储容量512bit、在存储器中预先写入512bit的数据)， 使IC标签的50mmx50mm的一个面的朝下，在开口部的剩余空间中填 充上述(1-1)制备的颗粒，合上模具。
接着，在14MPa、 170。C下加热18分钟，获得直径600mm、厚度 2.5mm的圆盘状的垫概形。
(1_4)化学机械研磨垫的制造
接着，使用市售的切削加工机，在上述成形体的研磨面侧上形成宽
0.5mm、间隔2.0mm、深度l.Omm同心圆状的沟槽(截面形状为矩形)。 进而，通过市售的切削加工机，在成形体的非研磨面侧中央上形成 直径75mm、深度0.6mm的圆形凹部，获得化学机械研磨垫。该化学机 械研磨垫所含的IC标签的重心位置在研磨面的半径方向上为研磨面的 中心、在垫厚度方向的从研磨面朝向非研磨面的方向上为垫厚度的56% 的位置。另外，该化学机械研磨垫的非研磨面中央部具有圆形的凹部， 将上述IC标签的形状投影于非研磨面的形状的全部在该凹部的范围内。
(2) IC标签功能的评价
对于上述制造的化学机械研磨垫，使市售的IC标签用读写器(功 率0.1W)的读取部接近距离垫的非研磨面中央凹部5cm的位置，在 考察是否能够读取后，确认预先写入的512bit的数据被原样记录。
(3) 研磨性能的评价
将上述制造的化学机械研磨垫安装在化学机械研磨装置"EPOl 12" ((林)荏原制作所制)的平台(定盘)上，将表面具有无图案PETEOS 膜(为以原硅酸四乙酯为原料，作为促进条件利用等离子体通过化学气 象成长法制膜的氧化硅膜)的直径200mm的晶片作为被研磨体，在以 下条件下进行化学机械研磨。
化学机械研磨用水性分散体用离子交换水将CMS-1101 (商品名、 JSR (抹)制、含有二氧化硅作为磨粒)稀释3倍
水性分散体供给速度200mL/分钟
平台旋转数70rpm
头旋转数63rpm
头推压力4psl
研磨时间2分钟
在上述化学机械研磨中，研磨速度为200nm/分钟，研磨量的面内均
匀性为1.2%，刮痕数在整个晶片平均为3个。
予以说明，上述研磨速度、研磨量的面内均匀性和刮痕数如下测定。 对于从距离晶片端部向内10mm的点以3.75mm间隔获得的49个点
而言，利用光学式膜厚计测定研磨前后的膜厚，将这49个点的研磨前
后的膜厚差的平均值作为研磨速度，根据下式计算这49个点的膜厚差
的结果作为面内均匀性。
面内均匀性(％)=(膜厚差的标准偏差)+ (膜厚差的平均值)xlOO 另外，刮痕为对研磨后的晶片被研磨面的整个面，使用晶片缺陷检
查装置(KLA-Tencor社制、型号"KLA2351"、阈值(threshold)设定 为100。)，测定所生成的刮痕的总数。 实施例2
(1 )化学机械研磨垫的制造
(1-1 )化学机械研磨垫用组合物的制备
与实施例1的"(1-1 )化学机械研磨垫用组合物的制备"同样，获 得化学机械研磨垫用组合物的颗粒。
(1-2)具有开口部的垫概形的制造
在下盘中心具有圆形凸部(直径75mm、高度1.2mm)的模具内、 在170。C下加热该颗粒18分钟，使其交联，获得直径600mm、厚度 2.5mm、在应成为背面(非研磨面)的面的中央部具有开口部的圆盘状 成形体。
(1-3) IC标签在开口部上的粘贴
粘贴剪成70mmx4.8mm矩形的双面胶(日东电工(林)制、品名
"No.500"、粘合强度两面均为1550g/25mm),使得矩形的重心与 上述开口部的中心一致。
接着，粘合市售的IC标签(基本正方形的卡状、大小 70mmx4.8mmx0.2mm、工作频率数2.45GHz、存々者容量128byte、在 存储器中预先写入110byte的数据)，使得70mmx4.8mm的一个面与上 述双面胶的矩形一致。
(1_4)化学机械研磨垫的制造
接着，使用市售的切削加工机，在上述成形体的研磨面侧上形成宽 0.5mm、间隔2.0mm、深度l.Omm同心圆状的沟槽(截面形状为矩形)， 从而制造化学机械研磨垫。该化学机械研磨垫所含的IC标签的重心位 置在研磨面的半径方向上为研磨面的中心、在垫厚度方向的从研磨面朝 向非研磨面的方向上为垫厚度的64%的位置。另外，该化学机械研磨垫 的非研磨面中央部具有圆形的凹部，将上述IC标签的形状投影于非研
磨面的形状的全部在该凹部的范围内。 (2) IC标签功能的评价对于上述制造的化学机械研磨垫，使市售的IC标签用读写器(功
率0.1W)的读取部接近距离垫的非研磨面中央凹部5cm的位置，考 察是否能够读取后，确认预先写入的110byte的数据被原样记录。 (3)研磨性能的评价
除了使用上述制造的化学机械研磨垫之外，与实施例1同样地进行 化学机械研磨性能的评价，研磨速度为210nm/分钟，研磨量的面内均匀 性为1.5%,刮痕数在整个晶片平均为5个。
实施例3
(1 )化学机械研磨垫的制造
(1_1)化学机械研磨垫用組合物的制备
与实施例1的"(1-1 )化学机械研磨垫用组合物的制备"同样，获 得化学机械研磨垫用组合物的颗粒。
(1-2)具有开口部的垫概形的制造
在以距离下盘中心540mm的地点为中心方文有圓柱形金属块(直径 75mm、高度0.6mm)的模具内，在170。C下加热该颗粒18分钟，使其 交联，获得直径600mm、厚度2.5mm、在应成为背面(非研磨面)的面 的中央部具有开口部的圆盘状成形体。 (1-3)垫概形的制造
将上述制造的圆盘状成形体放入内部没有金属块的模具中，使开口 部朝上。在开口部的底面中心放置市售的IC标签(基本正方形的卡状、 大小50mmx50mmx0.2mm、工作频率数13.5MHz、卡外皮的材料 ABS树脂、存储容量512bit、在存储器中预先写入512bit的数据)， 按照IC标签的50mm的 一 边与非研磨面的切线方向平行，使 50mmx50mm的面朝下，在开口部的剩余空间中填充上述(1-1)制备的 颗粒，合上模具。
接着，在14MPa、 170。C下加热该模具18分钟，获得直径600mm、 厚度2.5mm的圆盘状的垫概形。
(1_4)化学机械研磨垫的制造
接着，使用市售的切削加工机，在上述成形体的研磨面侧上形成宽 0.5mm、间隔2.0mm、深度l.Omm同心圆状的沟槽(截面形状为矩形)， 从而制造化学机械研磨垫。该化学机械研磨垫所含的IC标签的重心位 置在研磨面的半径方向上为从研磨面的中心朝向外周的方向上的90% 的位置、在垫厚度方向的从研磨面朝向非研磨面的方向上为垫厚度的
80%的位置。
(2) IC标签功能的评价
对于上述制造的化学机械研磨垫，使市售的IC标签用读写器(功 率0.1W)的读取部接近距离垫的非研磨面中央凹部5cm的位置，考 察是否能够读取后，确认预先写入的512bit的数据被原样记录。
(3) 研磨性能的评价
除了使用上述制造的化学机械研磨垫之外，与实施例1同样地进行 化学机械研磨性能的评价，研磨速度为210nm/分钟，研磨量的面内均匀 性为1.2%,刮痕数在整个晶片平均为3个。
实施例4
(1 )化学机械研磨垫的制造
(1-1 )化学机械研磨垫用组合物的制备
与实施例的"(1-1 )化学机械研磨垫用组合物的制备"同样，获 得化学机械研磨垫用组合物的颗粒。
(1-2)具有开口部的垫概形的制造
在以距离下盘中心48mm的地点为中心放置有圆柱形金属块(直径 75mm、高度l.lmm)的模具内、在170。C下加热该颗粒18分钟，使其 交联，获得直径600mm、厚度2.5mm、在应成为背面(非研磨面)的面 的中央部具有开口部的圆盘状成形体。 (1-3)垫概形的制造
将上述制造的圆盘状成形体放入内部没有金属块的模具中，使开口 部朝上。在开口部的底面中心放置市售的IC标签(基本正方形的卡状、 大小50mmx50mmx0.2mm、工作频率数13.5MHz、卡外皮的材津十 ABS树脂、存储容量512bit、在存储器中预先写入512bit的数据)， 按照IC标签的50mm的 一 边与非研磨面的切线方向平行、使 50mmx50mm的一面朝下，在开口部的剩余空间中填充上述(1-1 )制备 的颗粒，合上模具。
接着，在14MPa、 170。C下加热该才莫具18分钟，获得直径600mm、 厚度2.5mm的圆盘状的垫概形。
(1_4)化学机械研磨垫的制造
接着，使用市售的切削加工机，在上述成形体的研磨面侧上形成宽
0.5mm、间隔2.0mm、深度l.Omm同心圆状的沟槽(截面形状为矩形)， 从而制造化学机械研磨垫。
进而，利用市售的切削加工机，以距离成形体非研磨面侧中央4 8mm 的地点为中心形成直径75mm、深度0.6mm的圆形凹部，获得化学机械 研磨垫。该化学机械研磨垫所含的IC标签的重心位置在研磨面的半径 方向上的从研磨面中心朝向外周的方向上的8%的地点，在垫厚度方向 的从研磨面朝向非研磨面的方向上为垫的厚度的60%的位置。另外，该 化学机械研磨垫在非研磨面的中心朝向外周的方向上具有以48mm地点 为中心的圆形凹部，将上述IC标签的形状投影于非研磨面的形状的全 部在该凹部的范围内。
(2) IC标签功能的评价
对于上述制造的化学机械研磨垫，使市售的IC标签用读写器(功 率0.1W)的读取部接近距离垫的非研磨面中央凹部5cm的位置，考 察是否能够读取后，确认预先写入的512bit的数据被原样记录。
(3) 研磨性能的评价
除了使用上述制造的化学机械研磨垫之外，与实施例1同样地进行 化学机械研磨性能的评价，研磨速度为190nm/分钟，研磨量的面内均匀 性为1.5%，刮痕数在整个晶片平均为3个。
比4支例1
在实施例1的"(1-3 )垫概形的制造"中，除了使模具温度为250°C 之外，与实施例1同样地制造化学机械研磨垫。
与实施例1同样评价IC标签的功能后，无法读取预先写入的数据。 比4支例2
(1)化学机械研磨垫的制造
(1-1 )化学机械研磨垫用组合物的制备
与实施例1的"(1-1 )化学机械研磨垫用组合物的制备"同样，获 得化学机械研磨垫用组合物的颗粒。
(1-2)具有开口部的垫概形的制造
在以距离下盘中心300mm的地点为中心;故置有圆柱形金属块(直 径75mm、高度0.6mm )的才莫具内、在170。C下加热该颗粒18分钟，使 其交联，获得直径600mm、厚度2.5mm、在应成为背面(非研磨面)的 面的中央部具有开口部的圓盘状成形体。(1-3)垫概形的制造 除了使用上述制造的圆盘状成形体之外，与实施例3同样地制造，
获得直径600mm、厚度2.5mm的圆盘状的垫概形。 (1-4)化学机械研磨垫的制造
除了使用上述制造的垫概形之外，与实施例3同样获得化学机械研 磨垫。该化学机械研磨垫所含的IC标签的重心位置在研磨面的半径方 向上为从研磨面中心朝向外周的方向的50%的位置，在垫厚度方向的从 研磨面朝向非研磨面的方向上为垫厚度的80%的位置。
(2) IC标签功能的评价 对于上述制造的化学机械研磨垫，使市售的IC标签用读写器(功
率0.1W)的读取部接近距离垫的非研磨面中央凹部5cm的位置，考 察是否能够读取后，确认预先写入的512bit的数据被原样记录。
(3) 研磨性能的评价
除了使用上述制造的化学机械研磨垫之外，与实施例1同样地进行 化学机械研磨性能的评价，研磨速度为200nm/分钟，研磨量的面内均匀 性为5.0%,刮痕数在整个晶片平均为52个。
比4支例3
(1 )化学机械研磨垫的制造
(1-1 )化学机械研磨垫用组合物的制备
与实施例1的"(1-1 )化学机械研磨垫用组合物的制备"同样，获 得化学机械研磨垫用组合物的颗粒。
(1-2)具有开口部的垫概形的制造
在以距离下盘中心120mm的地点为中心放置有圆柱形金属块(直 径75mm、高度1.6mm )的模具内、在170°C下加热该颗粒18分钟，使 其交联，获得直径600mm、厚度2.5mm、在应成为背面(非研磨面)的 面的中央部具有开口部的圆盘状成形体。 (1-3)垫概形的制造
除了使用上述制造的圆盘状成形体之外，与实施例3同样地制造， 获得直径600mm、厚度2.5mm的圆盘状的垫概形。 (1-4)化学机械研磨垫的制造
接着，使用市售的切削加工机，在上述成形体的研磨面侧上形成宽 0.5mm、间隔2.0mm、深度l.Omm同心圆状的沟槽(截面形状为矩形)。
进而，利用市售的切削加工才几，以距离成形体非研磨面侧中央
120mm的地点为中心形成直径75mm、深度1.0mm的圆形凹部，获得化 学机械研磨垫。该化学机械研磨垫所含的IC标签的重心位置在研磨面 的半径方向上为从研磨面中心朝向外周的方向上的20%的位置、在垫厚 度方向的从研磨面朝向非研磨面的方向上为垫厚度的40%的位置。另 外，该化学机械研磨垫在非研磨面的中心朝向外周的方向上具有以 120mm地点为中心的圆形凹部，将上述IC标签的形状投影于非研磨面 的形状的全部在该凹部的范围内。
(2) IC标签功能的评价 对于上述制造的化学机械研磨垫，使市售的IC标签用读写器(功
率0.1W)的读取部接近距离垫的非研磨面中央凹部5cm的位置，考 察是否能够读取后，确认预先写入的512bit的数据被原样记录。
(3) 研磨性能的评价
除了使用上述制造的化学机械研磨垫之外，与实施例1同样地进行 化学机械研磨性能的评价，研磨速度为190nm/分钟，研磨量的面内均匀 性为4.0%,刮痕数在整个晶片平均为43个。
比4支例4
(1 )化学机械研磨垫的制造
(1-1 )化学机械研磨垫用组合物的制备
与实施例1的"(1-1 )化学机械研磨垫用组合物的制备"同样，获 得化学机械研磨垫用组合物的颗粒。
(1-2)具有开口部的垫概形的制造
在以距离下盘中心420mm的地点为中心放置有圆柱形金属块(直 径75mm、高度1.9mm )的模具内、在170°C下加热该颗粒18分钟，使 其交联，获得直径600mm、厚度2.5mm、在应成为背面(非研磨面)的 面的中央部具有开口部的圆盘状成形体。 (1-3)垫概形的制造
除了使用上述制造的圆盘状成形体之外，与实施例3同样地制造， 获得直径600mm、厚度2.5mm的圆盘状的垫概形。 (1-4)化学机械研磨垫的制造
除了使用上述制造的垫概形之外，与比较例3同样获得化学机械研 磨垫。该化学机械研磨垫所含的IC标签的重心位置在研磨面的半径方
向上为从研磨面中心朝向外周的方向的70%的位置，在垫厚度方向的从 研磨面朝向非研磨面的方向上为垫厚度的28%的位置。
(2) IC标签功能的评价 对于上述制造的化学机械研磨垫，使市售的IC标签用读写器(功
率0.1W)的读取部接近距离垫的非研磨面中央凹部5cm的位置，考 察是否能够读取后，确认预先写入的512bit的数据被原样记录。
(3) 研磨性能的评价
除了使用上述制造的化学机械研磨垫之外，与实施例1同样地进行 化学机械研磨性能的评价，研磨速度为180nm/分钟，研磨量的面内均匀 性为6.0%，刮痕数在整个晶片平均为100个。
权利要求
1.一种化学机械研磨垫，其特征在于，具有圆形研磨面和作为该研磨面背面的非研磨面，内部含有能够使用电磁波非接触地读取或读写的信息记录介质。
2. 权利要求1所述的化学机械研磨垫，其特征在于，研磨面半径方向的信息记录介质的重心位置在从研磨面半径上的中心朝向外周的方向上，处于研磨面半径的0~ 10%或80- 100%的范围。
3. 权利要求1所述的化学机械研磨垫，其特征在于，垫厚度方向的 信息记录介质的重心位置在从研磨面朝向非研磨面的方向上，处于垫厚 度的50 ~ 100%的范围。
4. 权利要求1所述的化学机械研磨垫，其特征在于，垫在其非研磨 面侧上具有凹部，将信息记录介质投影于非研磨面的形状的一部分或全 部处于该凹部的区i或内。
5. —种化学机械研磨垫的制造方法，其为制造权利要求1所述化学 机械研磨垫的方法，其特征在于包括以下工序(Al)准备化学机械研磨垫用组合物的工序(A2 )使用上述组合物，将具有应成为圆形研磨面的面和应成为作 为其背面的非研磨面的面、信息记录介质应存在的部分在应成为垫非研 磨面的面上开口的垫相无形成形的工序(A3 )在上述开口部内装填信息记录介质，在开口部的剩余空间填 充上述化学机械研磨垫用组合物的工序(A4)在1 20MPa的压力下加热至150~ 180。C温度的工序。
6. —种化学机械研磨垫的制造方法，其为制造权利要求1所述化学 机械研磨垫的方法，其特征在于包括以下工序(Bl)准备化学机械研磨垫用组合物的工序(B2)使用上述组合物，将具有应成为圆形研磨面的面和应成为作 为其背面的非研磨面的面、信息记录介质应存在的部分在应成为垫非研 磨面的面上开口的垫概形成形的工序(B3)在上述开口部上粘贴信息记录介质的工序。
7. 权利要求5或6所述的化学机械研磨垫的制造方法，其中化学机 械研磨垫用组合物含有选自(a)热塑性树脂、弹性体、橡胶和固化性 树脂的至少1种及(b)水溶性粒子。
8.权利要求5或、6所述的化学机械研磨垫的制造方法，其中化学机 械研磨垫用组合物含有(1)聚醇、(2)聚异氰酸酯和(3)发泡剂。
全文摘要
本发明的化学机械研磨垫具有圆形研磨面和作为该研磨面背面的非研磨面，内部含有能够使用电磁波非接触地读取或读写的信息记录介质，优选研磨面半径方向的信息记录介质的重心位置在从研磨面半径上的中心朝向外周的方向上，处于研磨面半径的0～10％或80～100％的范围内。
文档编号H01L21/304GK101375374SQ20078000347
公开日2009年2月25日 申请日期2007年1月22日 优先权日2006年1月25日
发明者保坂幸生, 辻昭卫 申请人:Jsr株式会社