CN1639848A - 研磨垫、平台孔盖及研磨装置和研磨方法及半导体器件的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明的目的是，在用于在玻璃、半导体、电介质/金属复合体及集成电路等上形成平坦面的带窗研磨垫或平台孔盖及具有本带窗研磨垫或本平台孔盖的研磨装置及采用本研磨装置的半导体器件的制造方法及研磨方法中，提供一种基板表面擦伤少、研磨中能够良好地光学测定研磨状态的带窗研磨垫或平台孔盖及具有本带窗研磨垫或本平台孔盖的研磨装置及半导体器件的制造方法及研磨方法。是具有研磨层和在形成在该研磨层一部分上的开口部上的用于光学测定研磨状态的透光窗部件的研磨垫，其特征在于，在对该透光窗部件部分的上面的大致整面施加一定荷重时的挤压变形量，大于在对该研磨层部分上面的同一面积施加相同的一定重量时的挤压变形量，通过设定如此的研磨垫，能够达到上述目的。

Description

研磨垫、平台孔盖及研磨装置 和研磨方法及半导体器件的制造方法

技术领域

本发明涉及一种非常适合用于在半导体、电介质/金属复合体及集成电路等上形成平坦面的带窗研磨垫、平台孔盖以及具有上述部件的研磨装置及采用该研磨装置的半导体器件的制造方法。

背景技术

随着半导体器件的高密度化，增加了多层布线和随之的层间绝缘膜形成或插头(plug)、damascene等电极形成等技术的重要性。随之，增加了这些层间绝缘膜或电极的金属膜的平坦化工艺的重要性，作为该平坦化工艺的有效技术，普及了称为CMP(Chemical MechanicalPolishing)的研磨技术。在采用该CMP技术的研磨装置中，如特开平9-7985号公报所介绍，一边研磨晶片等的基板，一边从研磨垫的背侧(平台侧)，对基板的被研磨面照射激光或可视光，测定研磨状态的装置，作为重要的技术，引起注目。作为用于该研磨装置的研磨垫，在特表平11-512977号公报中介绍了，是对集成电路搭载晶片的研磨有用的垫，至少其一部分由本质上不具有吸收、输送浆液粒子的能力的硬质均匀树脂片构成的、该树脂片沿190～3500纳米的波长范围透过光线的研磨垫。该研磨垫，具有研磨层和借助两面粘接胶带等叠层在研磨层上的缓冲层，在该研磨垫的规定位置形成开口部，在该开口部内嵌入由透明的硬质均匀树脂构成的窗部件。该窗部件的作用是，使光透过，可观测被研磨面，抑制研磨浆液使之不从平台孔侵入平台背侧。但是，在以如此的透明硬质均匀树脂作为窗部件的研磨垫中，由于窗部件与被研磨面即基板表面接触，出现容易在基板表面产生擦伤的问题。此外，由于窗部件不与被研磨面即基板表面均匀接触，所以，因浆液夹在窗部件和基板表面之间，散射被基板表面反射的光，存在不能得到足够的测定精度的问题。

发明内容

本发明的目的是，在用于在玻璃、半导体、电介质/金属复合体及集成电路等上形成平坦面的带窗研磨垫或平台孔盖、及具有本带窗研磨垫片或本平台孔盖的研磨装置、及采用本研磨装置的半导体器件的制造方法及研磨方法中，提供一种基板表面擦伤少、研磨中能够良好地光学测定研磨状态的带窗研磨垫或平台孔盖及具有本带窗研磨垫或本平台孔盖的研磨装置及半导体器件的制造方法及研磨方法。

为解决此问题，本发明由以下的构成组成。

(1)一种研磨垫，是具有研磨层和在形成在该研磨层一部分上的开口部有透光窗部件的研磨垫，其特征在于：在将该透光窗部件的上面积为A、将施加给该透光窗部件的荷重设为W时，施加该荷重时的透光窗部件的挤压变形量(S1)，大于在对研磨层上面的任意位置的面积A的区域施加荷重W时的挤压变形量(S2)。

(2)如上述(1)记载的研磨垫，其中，S1/S2≥1.5。

(3)如上述(1)或(2)记载的研磨垫，其特征在于：上述透光窗部件，由高变形性的部件支持。

(4)如上述(3)记载的研磨垫，其中，上述高变形性的部件的压缩弹性模量在0.001MPa以上、0.8MPa以下。

(5)如上述(1)～(4)中任何一项记载的研磨垫，其中，上述透光窗部件的至少一部分位于比研磨层表面高的位置。

(6)如上述(1)～(5)中任何一项记载的研磨垫，其中，上述透光窗部件具有微橡胶A硬度60度以下的区域和微橡胶A硬度80度以上的区域。

(7)如上述(1)～(6)中任何一项记载的研磨垫，其中，上述透光窗部件包含相分离结构。

(8)一种研磨装置，至少具有如上述(1)～(7)中任何一项记载的研磨垫、在该研磨垫和被研磨材料之间供给研磨材料的手段、将该研磨垫与被研磨材料相接，使其相对移动，进行研磨的手段及透过透光窗部件，光学测定被研磨材料的研磨状态的手段。

(9)一种半导体器件的制造方法，其中包括采用如上述(8)记载的研磨装置，研磨半导体基板的表面的工序。

(10)一种平台孔盖，是与开口的研磨垫一同使用的、具有安装在可光学测定研磨状态的研磨装置的平台的孔部上的透光窗部件的平台孔盖，其特征在于：在将该透光窗部件的上面积设为A′、将施加给该透光窗部件上面的荷重设为W′时，施加该荷重时的挤压变形量(S′1)，大于在对共同使用的研磨垫的研磨层上面的任意位置的面积A′的区域施加荷重W′时的挤压变形量(S′2)。

(11)如上述(10)记载的平台孔盖，其中，S′1≥S′2。

(12)如上述(10)或(11)记载的平台孔盖，其特征在于：由高变形性的部件支持上述透光窗部件。

(13)如上述(12)记载的平台孔盖，其中，上述高变形性的部件的压缩弹性模量在0.001MPa以上、0.8MPa以下。

(14)如上述(10)～(13)中任何一项记载的平台孔盖，其特征在于：在研磨开始前，上述透光窗部件上面的至少一部分配置在比研磨垫的研磨层表面高来使用。

(15)如上述(10)～(14)中任何一项记载的平台孔盖，其中，上述透光窗部件具有微橡胶A硬度60度以下的区域和微橡胶A硬度80度以上的区域。

(16)如上述(10)～(15)中任何一项记载的平台孔盖，其中，上述透光窗部件包含相分离结构。

(17)一种研磨装置，至少具有：如上述(10)～(16)中任何一项记载的平台孔盖和可嵌合在该平台孔盖开口部的研磨垫；在该研磨垫和被研磨面之间供给研磨材料的手段；将该研磨垫与被研磨面相接，使其相对移动，进行研磨的手段；透过透光窗部件，光学测定被研磨材料的研磨状态的手段。

(18)一种半导体器件的制造方法，其中包括采用如上述(17)记载的研磨装置，研磨半导体基板的表面的工序。

(19)一种研磨方法，其中，在基盘上，可搭接在被研磨材料上地配置具有研磨层的研磨垫和构成该研磨垫的一部分或另外的透光窗部件，在将该透光窗部件的上面积设为A″，将施加给该透光窗部件上面的荷重设为W″时，施加该荷重时的挤压变形量(S″1)，大于在对上述研磨垫的研磨层表面的任意位置的面积A″的区域施加荷重W″时的挤压变形量(S″2)，如此通过上述透光窗部件，一边光学测定被研磨材料的研磨状态，一边向该研磨垫和被研磨材料之间供给研磨材料，研磨被研磨材料。

根据本发明，提供用于在玻璃、半导体、电介质/金属复合体及集成电路等上形成平坦面的带窗研磨垫或平台孔盖、及具有本带窗研磨垫或平台孔盖的研磨装置、及采用本研磨装置的半导体器件的制造方法及研磨方法中，其特征在于提供一种基板表面擦伤少、研磨中能够良好地光学测定研磨状态的带窗研磨垫或平台孔盖及具有本带窗研磨垫或者本平台孔盖的研磨装置和半导体器件的制造方法和研磨方法。

附图的简要说明

图1是具有透光窗部件的研磨垫的上面图。

图2是本发明的带透光窗部件的研磨垫的剖面结构的例子。

图3是本发明的带透光窗部件的研磨垫的剖面结构的例子。

图4是本发明的带透光窗部件的研磨垫的剖面结构的例子。

图5是本发明的带透光窗部件的研磨垫的剖面结构的例子。

图6是本发明的平台孔盖的剖面结构的例子。

图7是能够光学测定研磨状态的研磨装置的一方式(从侧面看的图)。

图8是能够光学测定研磨状态的研磨装置的一方式(从侧面看的图)。

图9是本发明的透光窗部件形状的一例。

符号说明

1研磨层、2透光窗部件、3研磨垫、4粘接层、5缓冲层、6透光窗部件所含软质透光层部、7高变形部件、8粘接层、9被研磨材料、10研磨头、11孔、12射束分裂器、13光源、14光检测部、15入射光、16反射光、17平台、18平台孔盖

具体实施方式

在本发明的研磨垫中，可列举出具有研磨层和粘贴部件的结构或具有研磨层、缓冲层和粘贴部件的叠层结构等。

作为研磨层，只要能够研磨被研磨材料，保持浆液，具有研磨功能，不特别限定，例如，可以列举特表平8-500622号公报或国际公开第00/12262号单行本等中记载的具有独立气泡的硬质的泡沫结构研磨层，或特表平8-511210号公报中记载的在表面设置浆液的细流路的无泡沫结构研磨层或在无纺布中含浸聚氨脂得到的具有连续孔的泡沫结构研磨层等。

构成研磨垫的一部分的透光窗部件，配置在构成研磨面的一部分的开口部，构成方式是可从研磨垫的表面向背面透过光线，对于用于观察、测定被研磨材料表面的光的波长，是雾值90％以下、优选70％以下、更优选50％以下的透明性部件，用于本发明的平台孔盖的透光窗部件，是覆盖安装可利用光测定研磨状态的研磨装置的平台开口部来安装的、雾值90％以下、优选70％以下、更优选50％以下的透明性部件。即透光窗部件是雾值90％以下、优选70％以下、更优选50％以下的部件。关于雾值下限，没有特别限定，但从能够有利于工业化生产的角度考虑，一般采用0.01％以上范围的雾值。

此处，所谓的雾值，定义为：

雾值(％)＝扩散光线透过率/总光线透过率×100

由于雾值越小，越容易透过光线，越能够增大对基板的光照射量，所以优选。研磨层的开口部，为嵌入透光窗部件，优选形成比透光窗部件稍大的开口部面积。作为一例具有本发明的研磨层和在形成在该研磨层的一部分上的开口部上的用于光学测定研磨状态的透光窗部件的带窗研磨垫，其结构如图1所示。

本发明的具有透光窗部件的带窗研磨垫，其特征在于：在将透光窗部件的上面积设为A、将施加给透光窗部件的荷重设为W时，施加该荷重时的透光窗部件的挤压变形量(S1)，大于在对研磨层上面的任意位置的面积A的区域施加荷重W时的挤压变形量(S2)。此处，所谓的上面积，是在研磨垫上露出的透光窗部件的外观面积。即，虽然透光窗部件上面的形状能够形成平面或曲面等多种形状，但能够说成是从相对于露出的区域的上面的投影面积。另外，研磨层构成材料等其他材料的薄皮即使覆盖部分透光窗部件或全部透光窗部件，也应说其实质上露出，因为该薄皮几乎不影响施加荷重时的挤压变形量。

荷重W的施加，由于需要相对于施加的区域不偏移地施加，所以理想的是相对于施加的区域的大致全面施加固定压力。但是，在透光窗部件的刚性足够时，即使不一定对全面施加固定的压力，当然也能够得到对全面施加固定的压力时相同的效果。在施加时，能够采用利用与研磨层或透光窗部件接触的部分的面积为A的夹具等适当的方法。

研磨层上面的挤压变形量的测定，不应任意选择受透光窗部件影响的区域，虽然能够用任意的位置求出，但设定用任意的10处左右的位置求出的平均值，适合作为代表研磨层整体的物性。

理想的透光窗部件的挤压变形量的测定，采用与透光窗部件部分的上面的形状大致相同的形状的、至少是透光窗部件的上面积的80％以上的并且大致相似形的压头，以不压在研磨层部分的方式，与透光窗部件上面的大致整面接触，施加固定压力。此外，理想的研磨层表面的挤压变形量的测定，采用与测定透光窗部件的挤压变形量时相同的装置、压头，施加相同的固定压力，但在压头的形状不是平板时，采用平板的压头。

作为计测挤压变形量的方式，可以使用一般测定材料的压缩变形的万能材料试验机，例如能够使用英斯特朗公司制造的万能材料试验机Model 1185或Model 5565等进行测定。从100g以上、8000g以下的范围选择荷重W，但通常，作为压力，是0.005～0.15MPa的荷重范围中的任意的1点。该范围，在实际研磨被研磨面时，是用作从被研磨面施加给透光窗部件上面或研磨层上面的压力范围，即使作为在求上述挤压变形量时的荷重，以相同范围求出，也能够按照实际研磨条件，设定适合的研磨垫。试验速度为0.1mm/分钟。

关于挤压变形量，求出施加10％的固定荷重(压力)时的变形和施加固定压力时的变形，用该差作为挤压变形量。

如果简要说明本发明的特征，可以说在对透光窗部件的上面和研磨层上面施加相同压力时，透光窗部件的挤压变形的量大。通过如此构成，即使局部产生过剩的压力，也容易压入透光窗部件，因此能够抑制发生被研磨材料表面的擦伤。

透光窗部件上面的挤压变形量(S1)，优选是研磨层上面的挤压变形量(S2)的1.2倍以上，较优选1.5倍以上，更优选在2.0倍以下，最优选2.5倍以上。透光窗部件部分的挤压变形量越比研磨层部分的挤压变形量大，越能够抑制被研磨材料表面产生的擦伤。作为该透光窗部件上面的挤压变形量大于研磨层上面的挤压变形量的研磨垫的具体结构例，例如，能够列举以下结构。

图2所示的例子，是在缓冲层和研磨层的二层研磨垫中具有透光窗部件，用设在缓冲层上的高变形性的部件支持透光窗部件的结构。在该结构中，由于高变形性的部件容易根据压入力而变形，因此透光窗部件部分的挤压变形量能够大于研磨层部分的挤压变形量。

图3所示的例子，是在缓冲层和研磨层的二层研磨垫中具有透光窗部件，用位于底面的粘接层上的高变形部件支持透光窗部件的结构，由于高变形部件的厚度大于图2的结构，因此与研磨层部分的挤压变形量相比，能够增大透光窗部件部分的挤压变形量。

图4所示的例子，形成在缓冲层和研磨层的二层研磨垫中具有透光窗部件、支持透光窗部件部分的缓冲层的厚度大于支持研磨层部分的缓冲层的厚度的结构。在该结构中，能够使透光窗部件部分的挤压变形量比研磨层部分的挤压变形量大。

图5所示的例子，是在研磨层单层垫上具有透光窗部件，用位于底面的粘接层上的高变形部件支持透光窗部件的结构，由于高变形部件的厚度大于图2的结构，能够使透光窗部件部分的挤压变形量比研磨层部分的挤压变形量大。

另外，所谓的高变形性的部件，是比研磨层或缓冲层还容易变形的部件。所谓的该容易变形，意味着是在形成同一形状时(在能考虑加成性或线形性等时也可以考虑)，在同一压缩应力(压力)下能使变形量变大。作为该部件，由于变形大，变形恢复性高，因此优选采用发泡片。优选，采用作为其压缩弹性模量在0.001MPa以上、0.8MPa以下的。通过采用如此高变形部件，由于能够高效率吸收一时施加给透光窗部件的压力，所以能够大大抑制对被研磨材料表面的擦伤。此外，由于还有必要恰好与透光窗部件粘接，因此，优选以发泡片作为基材，在其两面具有粘接层的泡沫型粘接带。作为如此的具体例子，可以列举住友スリ一エム公司生产的丙烯基海绵结构用粘接带Y-4950、Y-4930、Y-4920、Y-4914、Y-4627、Y-4630F、Y-4609、Y-4615、Y-4604、Y-4608、Y-4612、Y-4620等或寺冈制作所公司生产的两面带7840(0.4白)、7840(0.6白)、782(0.8)等。该发泡片，由于需要抑制研磨浆液的侵入，所以优选由独立气泡构成的发泡片。作为该发泡片的优选具体例，可以列举大和纺织(株)的EPT海绵的EPT#120、EPT#140、EPT#300、EPT#310、EPT#320、EPT#450。

高变形部件的厚度或形状，可根据研磨层或缓冲层、透光窗部件的硬度或变形性，适宜调整。

本发明的平台孔盖，在构成要素中，具有覆盖可利用光测定研磨状态的研磨装置的平台的孔来安装的透光窗部件和支持其的部件及固定在平台上的手段。所谓的平台孔盖，是覆盖在平台打开的能够透过光线的孔的全面、与开口的研磨垫一同使用的、抑制研磨浆液侵入并且具有透过测定光的功能的部件。本发明的平台孔盖，其特征在于：在将透光窗部件的上面积设为A′、将施加给该透光窗部件的荷重设为W′时，施加该荷重时的挤压变形量(S′1)，大于在对一同采用的研磨垫的研磨层上面的任意位置的面积A′的区域施加荷重W′时的挤压变形量(S′2)。

此处的透光窗部件的上面积A′，同样也可以认为是上述的本发明的研磨垫的上面积A。所谓的上面积，是从上面看的透光窗部件的外观面积。即，能够认为是从上面的投影面积。

关于荷重W′及荷重的施加以及挤压变形量(S′l、S′2)的测定，此外，关于其他优选的构成，能够与上述的有关研磨垫的说明一样解释，实施本发明。

在本发明中，平台孔盖的透光窗部件上面的挤压变形量应大于研磨层上面的挤压变形量，通过如此构成，即使局部产生过剩的压力，也容易压入透光窗部件，因此能够抑制发生被研磨材料表面的擦伤。

以下，举例具体说明，作为施加给具有透光窗部件的平台孔盖的荷重，优选100g以上、8000g以下的范围。该范围，在实际研磨被研磨面的时候，是相当于从被研磨面施加给透光窗部件上面或研磨层上面的压力范围的固定荷重范围，由于在求上述挤压变形量时的固定荷重也以相同范围求出，也能够按照实际研磨条件，得到适合的平台孔盖，所以优选。此外，本发明的平台孔盖，在从上述100g以上、8000g以下的范围选出的固定荷重为基础，优选透光窗部件上面的挤压变形量是研磨层上面的挤压变形量的1.5倍以上，更优选2.0倍以上，最优选2.5倍以上。平台孔盖的透光窗部件上面的挤压变形量越比研磨层上面的挤压变形量大，越能够抑制在被研磨面产生的擦伤。作为该平台孔盖的透光窗部件上面的挤压变形量大于研磨层上面的挤压变形量这样的平台孔盖的具体结构例，例如，能够列举图6的结构。由于透光窗部件是由高变形部件支持的结构，高变形部件是中央部贯通的结构，以覆盖平台孔的方式贴付在平台上，所以能够防止研磨浆液从周边向平台孔侵入。本平台孔盖，由于与研磨垫独立地贴装在平台上，因此在根据研磨垫的寿命，进行研磨垫的更换时，如果无平台孔盖的损伤，具有能够继续使用的优点。作为高变形部件，能够使用与上述相同的。

下面，进一步详细说明透光窗部件。本发明的带窗研磨垫的透光窗部件和平台孔盖的透光窗部件，可以使用相同材料、具有相同特性的物质。

本发明所用的透光窗部件，优选，含有微橡胶A硬度60度以下的区域(也称为软质透光层)和微橡胶A硬度80度以上的区域(也称为硬质透光层)，由此能够更好地抑制擦伤的发生，由于在研磨中在透光窗部件表面和被研磨面之间不夹杂浆液，能够良好地光学测定研磨状态。从这点看优选。此外，上述的软质透光层，优选设在研磨层的最表面侧，即研磨面侧的最表层。软质透光层和硬质透光层，可以作为层状重叠的结构存在，但也可以以连续变化硬度的方式，或以分布各畴的状态存在。

现在，说明微橡胶A硬度。该硬度是用高分子计器公司生产的微橡胶硬度计MD-1求出的值。微橡胶硬度计MD-1，是进行用以往的硬度计难测定的薄物、小型物体试样的硬度测定，由于作为弹簧式橡胶硬度计(杜罗回跳式硬度计)A型的大约1/5的缩小模型，设计、制作的，因此其测定值可得到与弹簧式橡胶硬度计A型的硬度一致的值。微橡胶硬度计MD-1的形状，是压针尺寸为直径0.16mm圆柱形，高度为0.5mm。荷重方式为悬臂梁形板簧，弹簧荷重是在0点为2.24mN、在100点为33.85mN。针的降下速度在10～30mm/sec的范围内，由步进电动机控制、测定。由于将软质透光层及硬质透光层切成厚5mm，厚度过薄，不能用弹簧式橡胶硬度计A型评价，所以用橡胶硬度计MD-1评价。

软质透光层的微橡胶A硬度，优选50度以下，更优选40度以下。关于下限，不特别限定，但采用10度左右以上的硬度比较实用。软质透光层，在与基板接触时，由于柔软，所以在基板表面变形，软质透光层表面在大的范围与基板表面接触，由于容易将夹持在其之间的浆液排到接触表面以外，难产生浆液造成的测定光的散射，因此能够良好地测定研磨状态。此外，由于柔软，也能够抑制基板表面的擦伤。

此外，通过与硬质透光层并用，在软质透光层与基板接触时，硬质透光层在背面支持软质透光层，容易将透光窗部件表面按住在基板表面，软质透光层表面变形，以比基板表面更大的范围接触，由于容易将夹持在其之间的浆液排到接触表面以外，因此难产生光的散射，能够更好地测定。

作为软质透光层的具体例，能够列举透明的橡胶或透明的凝胶。如果采用如此的胶体，在与基板接触时，由于软质透光层表面的变形进展非常快，有效率地排出浆液，所以优选。作为透明的橡胶的具体例，能够列举硅橡胶或软质聚氨酯橡胶。硅橡胶，能够通过用硅烷系的交联剂等使聚二甲基硅氧烷骨架的主链反应，形成橡胶，能够利用主链的分子量和交联剂的添加量，自由控制微橡胶A硬度，能够容易在硬质透光层上形成微橡胶A硬度在60度以下的软质透光层。具体，能够列举东丽道康宁有机硅公司生产的SE9185、SE9186、SE9186L、SE9187L等。聚氨酯橡胶，能够通过使在聚乙二醇等的末端具有甲醇的聚醚和异氰酸脂系的交联剂反应，形成橡胶。通过控制聚醚的分子量和交联剂的量，能够比较容易在硬质透光层上形成微橡胶A硬度在60度以下的软质透光层。所谓的凝胶，定义为具有不溶于所有液体的三维网络结构的高分子及其膨润体，可分类为膨润于水的水凝胶和膨润于有机溶剂或有机低聚物的有机凝胶。作为水凝胶的具体例，能够例举聚乙烯醇的三元交联体、多羟乙基甲基丙烯酸脂的三元交联体、聚丙烯酸的三元交联体、聚丙烯酸钠的三元交联体等合成高分子凝胶或琼脂、明胶、琼脂糖、角叉菜胶等天然高分子凝胶。作为有机凝胶的具体例，能够举例在硅橡胶中膨润硅低聚物的硅凝胶或在聚氨酯橡胶中膨润乙二醇低聚物等的聚氨酯凝胶。在该凝胶中，由于能够比较容易地在硬质透光层上形成软质透光层，所以优选硅凝胶。

作为微橡胶A硬度在80度以上的硬质透光层，例如，能够列举硬质聚氨酯、聚甲基丙烯酸甲脂、聚碳酸酯、尼龙、聚酯、透明ABS、聚氯乙烯、聚偏氟乙烯、聚醚砜、聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯醇等硬质透明的高分子或玻璃、水晶、透明氧化铝、铟钛氧化物等透明无机材料。

软质透光层和硬质透光层，由于能够不借助粘接层接合，不损伤透光性，所以优选。软质透光层的材质和硬质透光层的材质的组合，优选考虑各自的材质的粘接性选择。例如，在硬质透光层选择玻璃时，作为软质透光层，由于软质聚氨酯橡胶或硅橡胶或硅凝胶或聚氨酯凝胶等的粘接性好，所以优选。在硬质透光层选择硬质聚氨酯时，作为软质透光层，由于软质聚氨酯橡胶或聚氨酯凝胶等的粘接性好，所以优选。在硬质透光层选择尼龙时，作为软质透光层，由于聚乙烯醇的三元交联体或多羟乙基甲基丙烯酸酯的三元交联体等合成高分子凝胶的粘接性好，所以优选。

作为透光窗部件的另一优选例，可列举其中含有相分离结构的方式。该方式，能够通过采用具有相分离结构的透明树脂得到。作为具有相分离结构的透明树脂，在混合2种以上聚合物或(共)聚合物得到的多成分系树脂组合物中，优选通过异种聚合物之间形成多相而成的不均匀结构的透明树脂组合物，更优选熔融混炼2种以上聚合物或(共)聚合物得到的透明树脂组合物。其中，从能够抑制透光窗部件造成的擦伤方面考虑，优选其中含有橡胶而成的透明树脂组合物。

在本发明的透光窗部件中，适合使用橡胶和其以外的透明树脂成分相分离，形成不均匀结构的透明树脂组合物。其形态学，列举具有在透明树脂基体中橡胶粒子形成分散相的海岛结构的，具有透明树脂和橡胶层状分离的片状结构的等，其中优选具有连续相为透明树脂基体、分散相为橡胶粒子的海岛结构的形态。此处，所谓的橡胶粒子，可以说是以橡胶质聚合物为主成分的聚合物或(共)聚合物，关于该粒子的形状，不特别限定，优选球状或椭圆球状。另外，橡胶粒径也不特别限定，但橡胶粒子的数均粒径，优选0.1～100μm、更优选0.1～10μm、最优选0.2～5μm。另外，橡胶粒子数均粒径，通过数字图像分析利用光学显微镜、透过型电子显微镜、扫描型电子显微镜、相位差显微镜等观察的图像而求出。

本发明所用的橡胶，适合采用具有0℃以下玻璃化转变温度的橡胶，具体可列举丁二烯橡胶、苯乙烯-丁二烯共聚物、丙烯腈-丁二烯共聚物、苯乙烯-丁二烯的嵌段共聚物、丙烯酸丁酯-丁二烯共聚物等二烯系橡胶、聚丙烯酸丁酯等丙烯酸系橡胶、天然橡胶、接枝天然橡胶、天然反式聚异戊二烯、氯丁二烯橡胶、聚异戊二烯橡胶、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-丙烯-二烯系三元共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物、氯磺化橡胶、环氧氯丙烷橡胶、环氧氯丙烷-环氧乙烷共聚物、聚醚型聚氨酯橡胶、聚酯型聚氨酯橡胶、丁腈橡胶、丁基橡胶、硅橡胶、氟橡胶等。其中，由于丁二烯橡胶或丁二烯共聚物等二烯系橡胶、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-丙烯-二烯系三元共聚物等烯烃系橡胶的透明性优良，所以优选。

优选橡胶粒子在连续相的透明树脂基体中均匀分散，因此，优选是在橡胶质聚合物中，接枝聚合构成透明树脂基体的单体或其聚合物或含有其的(共)聚合物的，此外，优选在其他橡胶质聚合物中，用至少具有1个环氧基、异氰酸酯基、酰卤化物、羧酸基、酸酐基、酰胺基、氨基、亚氨基、腈基、醛基、羟基、酯基等的官能团的单体修饰的。

在透明树脂组合物中，通常含有橡胶以外的透明树脂成分，作为这样的成分，能够使用热塑性透明树脂或热固性透明树脂中的任何一种。其中，从透光窗部件的成型加工性的角度考虑，优选热塑性树脂，具体可列举聚烯烃系树脂、聚苯乙烯系树脂、聚甲基丙烯酸甲酯或聚丙烯腈等聚丙烯酸系树脂、聚氯乙烯等聚卤化乙烯系树脂、聚偏氟乙烯或聚偏氯乙烯等聚偏卤乙烯树脂、聚四氟乙烯等聚四卤化乙烯系树脂、聚氧化甲烯等聚环氧烷撑系树脂、聚酰胺系树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对萘二甲酸乙二醇酯等聚酯系树脂、聚碳酸酯系树脂、聚乙烯基甲基醚等聚乙烯基烷基醚系树脂、聚醋酸乙烯酯系树脂、聚氨酯系树脂、聚砜树脂、聚苯硫醚树脂、聚烯丙酯树脂等热塑性透明树脂。其中，从透明性的角度考虑，在本发明中更适合采用聚苯乙烯系树脂、聚酰胺系树脂、聚脂系树脂、聚烯烃系树脂。

本发明的透光窗部件，优选由具有在上述透明树脂的基体中分散橡胶粒子的不均匀结构的透明树脂组合物构成。只要是不均匀结构的透明树脂组合物，不特特别限定，作为适合的具体例，作为在苯乙烯系单体中共聚不饱和羧酸烷基酯的透明树脂的基体中以橡胶粒子作为分散相的透明树脂组合物，可列举含有透明高抗冲击性聚苯乙烯(HI-PS)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物的透明树脂组合物(透明ABS树脂)、含有丙烯腈-丙烯酸橡胶-苯乙烯共聚物的透明树脂组合物(透明AAS树脂)、含有丙烯腈-乙丙橡胶-苯乙烯共聚物的透明树脂组合物(透明AES树脂)、含有甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物的透明树脂组合物(透明MBS树脂)、含有丙烯腈-氯化聚乙烯-苯乙烯共聚物的透明树脂组合物(透明ACS树脂)等含有橡胶强化苯乙烯系树脂的透明树脂组合物。作为在聚烯烃系树脂基体中将橡胶粒子作为分散相的透明树脂组合物，可列举在含有聚乙烯的树脂中分散烯烃系橡胶的透明树脂组合物、在含有聚丙烯的树脂中分散烯烃系橡胶的透明树脂组合物、在含有聚丙烯-聚乙烯共聚物的树脂中分散烯烃系橡胶的透明树脂组合物。作为在聚酰胺系树脂基体中以橡胶粒子作为分散相的透明树脂组合物，可列举在含有聚酰胺的树脂中分散在烯烃系橡胶中修饰了马来酸酐的物质的透明树脂组合物。作为聚酰胺，可列举尼龙6、尼龙8、尼龙11、尼龙12、尼龙66、尼龙68、尼龙610等。作为在聚酯系树脂中以橡胶粒子作为分散相的透明树脂组合物，可列举在含有聚酯的树脂中，分散了在聚烯烃系橡胶中修饰了含有缩水甘油基的甲基丙烯酸酯的物质的透明树脂组合物。作为聚脂，可列举聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯等。另外，也可列举在聚氯乙烯系树脂中分散了丙烯腈-丁二烯共聚物的透明树脂组合物、在聚甲基丙烯酸甲酯等丙烯酸系树脂中分散丙烯酸丁酯-苯乙烯共聚物，或分散了丙烯酸丁酯-丁二烯共聚物的透明树脂组合物。即使在这些透明树脂组合物中，特别是含有在橡胶强化苯乙烯系树脂中共聚了不饱和羧酸烷基酯的物质的透明树脂组合物，由于大大抑制擦伤的发生，透明性优良，所以更适合使用。

(A)作为在苯乙烯系单体中共聚了不饱和羧酸烷基酯的透明树脂的基体中，以橡胶粒子作为分散相的透明树脂组合物，含有：从苯乙烯系单体、不饱和羧酸烷基酯系单体、丙烯腈系单体以及可与它们共聚的其他乙烯系单体得到的(共)聚合物接枝到橡胶质聚合物上的结构；从苯乙烯系单体、不饱和羧酸烷基酯系单体、丙烯腈系单体以及可与它们共聚合的其他乙烯系单体得到(共)聚合物苯乙烯单体，由该(共)聚合物苯乙烯单体待到(共)聚合物，该(共)聚合物非接枝到橡胶聚合物的结构。具体是，在存在橡胶质聚合物10～80重量份的情况下，通过使由不饱和羧酸烷基酯系单体(a)、苯乙烯单体(b)、乙烯腈系单体(c)以及可与它们共聚的其他乙烯系单体(d)构成的单体混合物20～90重量份共聚的接枝共聚物(A)，以及由不饱和羧酸烷基酯系单体(a)、苯乙烯单体(b)、乙烯腈系单体(c)以及可与它们共聚合的其他乙烯基系单体(d)构成的乙烯基系共聚物(B)0～90重量份形成的橡胶质聚合物含量为5％～30重量％的热塑性透明树脂，由于能够抑制擦伤，透明性高，非常适合。

作为上述(a1)橡胶质聚合物，适合采用具有0℃以下玻璃化转变温度的橡胶，优选采用二烯系橡胶。具体可列举聚丁二烯、苯乙烯-丁二烯共聚物、丙烯腈-丁二烯共聚物、苯乙烯-丁二烯的嵌段共聚物、丙烯酸丁酯-丁二烯共聚物等二烯系橡胶、聚丙烯酸丁酯等丙烯酸系橡胶、聚异戊二烯、乙烯-丙烯-二烯系三元共聚物等。其中，优选聚丁二烯或丁二烯共聚物。

橡胶质聚合物的橡胶粒径不特别限定，但橡胶粒子的重均粒径优选0.1～10μm，更优选0.2～5μm。另外，橡胶粒子的重均粒径，能够采用利用“Rubber Age Vol.88 p.484～490(1960)by E.Schmidt，P.H.Biddison”记载的褐藻酸钠法(利用通过褐藻酸钠的浓度膏化的聚丁二烯粒径的不同，由膏化的重量比例和褐藻酸钠浓度的累计重量分率求出累计重量分率50％的粒径)测定的方法求出，此外，橡胶粒子数均粒径，能够通过数字图像分析利用光学显微镜、透过型电子显微镜、扫描型电子显微镜、相位差显微镜等观察的图像而求出。

在本发明的透光窗部件是具有上述相分离结构的透明树脂组合物构成在研磨面侧的最表层，但如果是该树脂组合物形成在研磨面侧的最表层，可以是该树脂组合物是单层，也可以是与其他树脂或无机材料等的叠层，此外，也可以是倾斜变化组成的材料。

在本发明中，关于透光窗部件，能够通过利用注射成型机、注射冲压成型机、挤压成型机等，将预先用热调匀机或挤压机熔融混炼的透明树脂基体和橡胶粒子的混合物或在存在橡胶粒子的情况下聚合了透明树脂形成的组合物，或者用粉碎机混合了透明树脂基体和橡胶粒子而成的混合物，成型成树脂片，根据需要形成所要求的尺寸，得到透光窗部件。

透光窗部件的一部分，在不与基板接触时，优选位于比研磨层的表面靠上的位置，但在位于比该研磨层的表面往上的面(特别是最表面)是软质透光层的情况下，在与基板接触时，由于透光窗部件以大的范围与被研磨材料接触，容易将浆液排到接触面外，因此容易观察研磨状态。透光窗部件的表面，由于与研磨表面相接，进行相对运动，因此容易在透光窗部件和研磨层的边界集中应力。因此，如果透光窗部件的端部位于比研磨层的表面往上，由于容易受到冲击，所以如图2～图6所示，将透光窗部件的表面的中央部放置在研磨层表面的上面，如果透光窗部件的端部形成位于研磨层表面的下面的形状，由于与被研磨材料接触时的冲击非常少，而且与在透过光线的中央部的基板接触面积大，所以能够良好地研磨和测定。

关于透光窗部件的厚度，可以根据安装位置和研磨层表面的相对位置关系确定。此时，由于软质透光层的厚度在0.1mm以上，软质透光层表面能够以足够大的接触面积接触基板表面，难于在基板上产生擦伤，所以优选。由于硬质透光层的厚度在0.1mm以上，能够以用足够大的接触面积接触的方式，支持软质透光层表面，所以优选。关于透光窗部件的尺寸，可以一边研磨晶片等，一边从研磨垫的背面(平台)，对基板的被研磨面照射激光或可视光，根据测定研磨状态的装置确定。

在本发明的透光窗部件的背面，以不直接反射从平台背面来的测定光的方式，设置散光层或反射防止层，由于能够进行良好的测定，所以优选。作为散光层的形成方法，可列举用喷砂处理或药剂腐蚀等使透光窗部件背面粗糙化的方法或涂敷含有1～30μm范围的硅溶胶的溶液，设置散光层的方法等。作为反射防止层的形成方法，例如，通过以光学膜厚达到光波长的1/4至其奇数倍的方式，用湿法涂敷或真空蒸镀的干燥涂敷等，形成折射率比透光窗部件的背面部分低的覆膜，付与极小的反射率即极大的透过率的方法。此处，所谓的光学膜厚，是按覆膜的折射率和该覆膜的膜厚的积设定的。反射防止膜，可以是单层，也可以是多层，通过考虑透光窗部件的背面部分的折射率、反射防止性和粘接性，来确定最佳组合。形成反射防止层，由于能够期待正确的测定，能够进行高精度的加工，所以优选。

作为本发明的透光窗部件的制造方法，可列举在金属模中流入热固性树脂的方法或用挤压成型将热塑性树脂挤压成规定厚度的方法，此外，在是具有软质透光层和硬质透光层的透光窗部件的情况下，作为硬质透光层，用微橡胶A硬度在80度以上的透明材质制作板，在该硬质透光层的板上，涂敷形成微橡胶A硬度在60度以下的软质透光层的粘性液状前体物质，在该硬质透光层上反应，形成软质透光层，并切断成所要求的尺寸的方法，或在所要求的形状的铸模中流入形成该软质透光层的粘性液状前体物质，从铸模的开口部，使之与形成该硬质透光层的板接触，反应来形成的方法等。

本发明的研磨装置，至少具有：在如上所述的研磨垫和被研磨材料之间供给浆液的手段；将该研磨垫与基板搭接，使其相对移动，进行研磨的手段；及通过设在上述研磨垫上的透光窗部件，光学测定研磨状态的手段。研磨垫以外的手段，能够组合以往公知的手段构成。采用该装置，能够在研磨垫和基板之间夹持浆液的状态下，对该研磨垫和该基板之间施加荷重，并且通过相对移动该基板和该研磨垫，能够研磨被研磨材料，而且通过对该被研磨材料照射光，能够光学求出被研磨材料的研磨状态。

具体是，作为使用带窗研磨垫的装置，例如，列举有如图7所示的构成的装置。在平台17上形成孔11，设置该研磨垫的透光窗部件2使之位于孔11的上面。以在平台17旋转的一部分之间，能从保持在研磨垫10上的被研磨材料9看到的方式来确定该孔11的位置。光源13，在平台17的下面，在孔11接近被研磨材料9的时候，从光源13发出的入射光15通过平台17的孔11、窗部件2，被固定在其上的被研磨材料9的表面所相当的位置。在被研磨材料9的表面的反射光16，由射束分裂器12导入到光检测部14，通过分析由光检测部14检测的光的强度的波形，能够测定被研磨材料表面的研磨状态。此外，作为使用平台孔盖的装置，可列举有如图8所示的构成的装置。在平台17上形成孔11，用由透光窗部件和高变形部件构成的平台孔盖覆盖平台孔11。在平台17，粘贴具有开口部的研磨垫，在该研磨垫的开口部，以容得下的方式配置平台孔盖。

采用本发明的带窗研磨垫或平台孔盖和研磨垫，作为研磨材料(优选浆液状的)，采用二氧化硅系浆液、氧化铝系浆液、氧化铈系浆液等，能够使半导体晶片上的绝缘膜的凹凸或金属布线的凹凸局部平坦化，能够减小全程高度差，抑制擦伤。作为浆液的具体例，能够举例卡波(キャボツト)公司生产的CMP用CAB-O-SPERESE SC-1、CMP用CAB-O-SPERSE SC-112、CMP用SEMI-SPERSEAM100、CMP用SEMI-SPERSE AM100C、CMP用SEMI-SPERSE12、CMP用SEMI-SPERSE 25、CMP用SEMI-SPERSE W2000、CMP用SEMI-SPERSE W-A400等，但也不局限于此。

本发明的带窗研磨垫或平台孔盖和研磨垫的对象，例如是形成在半导体晶片上的绝缘层或金属布线的表面，但作为绝缘层，能够列举金属布线的层间绝缘膜或金属布线的下层绝缘膜或用于元件分离的浅槽绝缘(Shallow Trench Isolation)，作为金属布线，为铝、钨、铜等，结构上有damascene、Dual Damascene、插头等。在以铜作为金属布线的情况下，氮化硅等覆面金属也为研磨对象。绝缘膜，现在氧化硅是主流，但因延迟时间问题，也能够采用低电容率绝缘膜。如果采用本发明的研磨垫，能够在难于产生擦伤的状态下，一边研磨，一边良好地测定研磨状态。除半导体晶片外，也能够用于磁头、硬盘、蓝宝石等的研磨。

在和本发明的带窗研磨垫或平台孔盖同时使用的研磨垫的研磨层表面，为抑制滑行现象，形成切槽形状、浅凹形状、螺线形状、同心圆形状等通常研磨垫可采用的形状使用。

本发明的带窗研磨垫或平台孔盖和研磨垫，在研磨前或研磨中，通常进行用电接淀积附着金刚石沙粒的调节器修整研磨层表面。作为修整的方法，也可以采用在研磨前进行的间歇修整和与研磨同时进行的原地修整中的任何一种进行。在修整时，由于本发明的透光窗部件的软质透光层也与调节器接触研磨，因此要选择与研磨层相同研磨性的或不易研磨的材质，由于软质透光层表面的一部分一般位于比研磨层表面往上的位置，能够与基板表面接触，所以优选。

本发明的目的是，在用于在玻璃、半导体、电介质/金属复合体及集成电路等上形成平坦面的研磨用垫及具有本研磨垫的研磨装置及采用本研磨装置的半导体器件的制造方法中，提供一种基板表面擦伤少、研磨中能够良好地光学测定研磨状态的研磨垫及研磨装置以及半导体器件的制造方法。

本发明的研磨方法中的A”、W”、S”1、S”2，可与在上述研磨垫中说明的各A、W、S1、S2相同地解释，关于能适合使用的研磨垫或透光窗部件或使用的具体方式，也如以上说明。

实施例

以下，参照实施例详细说明本发明。在本实施例中，按以下的方法测定各特性。

1.挤压变形量测定装置：英斯特朗公司制万能材料试验机Mode11185

(1)测定方法：十字头方式

(2)压头：氧化铝制的窗部件的上面面积达到90％，按照相同形状特别制作不与研磨层部分接触的形状的部件，安装在上述万能材料试验机上使用。

(3)测定温度：23℃

(4)试验速度：0.1mm/分

(5)数据处理：英斯特朗公司制数据处理系统“Merlin”数据取得间隔，按100msec进行。

(6)用固定荷重的挤压变形量：施加固定重量(荷重)时的变形和施加10％的固定重量(荷重)时的变形的差，作为在固定荷重的挤压变形量。

(7)在固定压力的挤压变形量：将从施加固定荷重时的变形和压入夹具的接触面积求出的压力作为固定压力。压力是荷重用面积除所得的值。由施加固定压力(这是固定荷重用接触面积除的结果)的挤压变形量、施加固定压力的10％时的挤压变形量的差值是挤压变形的差，将其作为在固定压力的挤压变形量。

2.微橡胶A硬度：用高分子计器(株)(所在地：京都市上京区下立壳室街西入)的微橡胶硬度计“MD-1”测定。

微橡胶硬度计“MD-1”的构成如下。

2.1传感器部

(1)荷重方式：悬臂梁形板簧

(2)弹簧荷重：0点为2.24gf。100点为33.85gf

(3)弹簧荷重误差：±0.32gf

(4)压针尺寸：直径0.16mm圆柱形。高0.5mm

(5)变为检测方式：变形计示式

(6)加压脚尺寸：外径4mm内径1.5mm

2.2传感器驱动部

(1)驱动方式：利用步进电动机上下驱动。利用风挡控制降下速度

(2)上下动冲程：12mm

(3)降下速度：10～30mm/sec

(4)高度调整范围：0～67mm(试样工作台和传感器加压面的距离)

2.3试样台

(1)试样台尺寸：直径80mm

(2)微动机构：利用XY工作台及测微头微动。冲程：X轴、Y轴都是15mm

(3)水平调整器：水平调整用主体脚和圆形水准器。

3.擦伤评价用试验晶片：使用氧化附膜6英寸硅晶片(氧化膜厚度：1μm)

4.擦伤的评价：对于带窗研磨垫，使用图6的研磨装置，设定平台径：51(cm)、平台转数：60(rpm)、研磨垫转数：60(rpm)、研磨压力：0.05(MPa)的研磨条件，使用旭金刚石工业(株)的调节器(“CMP-M”)，压紧压力0.04(MPa)、按调节器转数25rpm，一边原地修整，一边以200(cc/分)供给作为浆液的卡波公司制SC-1，研磨2分钟。在充分洗净研磨的氧化附膜6英寸硅晶片后，用トツプコン公司制灰尘检查装置WM-3测定0.5μm以上的擦伤。关于平台孔盖，使用图7的研磨装置，条件与上述相同。

5.调查带窗研磨垫的透光窗部件或平台孔盖的透光窗部件能够何等良好地测定研磨状态的方法：使用图6或图7的晶片研磨装置，使用激光532nm，设定平台径：51(cm)、平台转数：60(rpm)、研磨垫转数：60(rpm)、研磨压力：0.05(MPa)的研磨条件，使用旭金刚石工业(株)的调节器(“CMP-M”)，按压紧压力0.04(MPa)、调节器转数25rpm，一边原地修整，一边研磨。用透明的溶液，一边以200(cc/分)供给粘度与浆液大致相同的黄原胶(多糖类)的90ppm水溶液，一边在光检测部检测按上述研磨条件研磨时的激光的反射光，测定检测的反射光强度，将其与入射光强度的比作为空白反射率。一边作为浆液以200(cc/分)供给卡波公司制SC-1，一边在光检测部检测按上述研磨条件研磨时的激光的反射光，测定反射光强度，将其与入射光强度的比作为空白反射率。以与空白反射率相比供给浆液时反射率维持的程度，作为透光窗部件能够何等良好地测定研磨状态的指标。浆液越夹持在窗部件表面和基板表面之间，降低越显著。

6.带窗研磨垫的制作方法：在ロデ一ル公司制IC-1000研磨层(厚度1.25mm、直径51cm的圆形)上，实施宽2.0mm、深0.5mm、间距45mm的所谓X-Y轧槽加工(格子状槽加工)。在该研磨层的规定位置，切成19×57mm的长方形的开口部。用两面粘接胶带将规定厚度的橡胶薄片(微橡胶A硬度＝50度)与该研磨层贴合在一起，另外，将两面粘接胶带贴合在橡胶背面侧。按相同的开口面积切掉该研磨层的开口部的橡胶薄片。然后，在橡胶薄片背面侧贴合两面粘接胶带，在该研磨层/橡胶薄片的开口部的背面两面粘接胶带上，挖13×50mm的长方形洞。预先制作在下述实施例中记载的透光窗部件，用下述实施例中记载的高变形部件，准备面积18.5×56.5mm、按13×50mm切掉正中的形状，在研磨层/橡胶薄片的开口部插入该高变形部件，粘接在背面粘接带的肩部分。然后，在该高变形部件上贴合预先准备的透光窗部件。在图7的研磨装置的平台上，以平台的孔和研磨垫的透光窗部件一致的方式，固定所制作的该带透光窗部件的研磨垫。

7.平台孔盖的制作方法及同时使用的具有开口部的研磨垫的制作方法：预先制作在下述实施例中记载的透光窗部件，用下述实施例中记载的高变形部件，在两面设置粘接层，在18.5×56.5mm的面积上，按13×50mm切掉正中，一体化透光窗部件和该高变形部件，制作平台孔盖。在图7的研磨装置的平台孔的部分，覆盖孔整体地将该平台孔盖贴装在平台上。同时使用的具有开口部的研磨垫，在ロデ一ル公司制IC-1000研磨层(厚度1.25mm、直径51cm的圆形)上，实施宽2.0mm、深0.5mm、间距45mm的所谓X-Y轧槽加工(格子状槽加工)。用两面粘接胶带，将规定厚度的橡胶薄片(微橡胶A硬度＝50度)与该研磨层贴合，然后，在橡胶背面侧贴合两面粘接胶带。在该研磨垫上，在与平台孔相同的位置，切成21×59mm的开口部，以在该研磨垫的开口部的中央部容下粘贴在平台上的该平台孔盖的方式，贴装该研磨垫。

实施例1

采用东丽(株)トヨラツク920(透明ABS树脂)，在60℃～80℃的成型温度，采用金属模，制作厚0.4mm，宽和长为18.5×56.5mm，上面的4个角及4个缘附有0.4mm的R的透明ABS的透光窗部件。该透光窗部件的微橡胶A硬度为99度。制作在ロデ一ル公司IC-1000上贴合了1mm的NBR橡胶薄片的研磨垫。在与该研磨垫的平台孔相同的位置，挖开19.5×57.5mm的开口部。在去除了该开口部的研磨垫的橡胶侧，粘贴住友3M(株)制442J两面胶带，在开口部的中央的两面胶带部分，形成13×50mm的挖通切口。准备大和纺织(株)EPT海绵EPT#140的厚度1.8mm的高变形部件，在单面上粘贴住友3M(株)制442J两面胶带，大小为18.5×56.5mm，在中央部挖开13×50mm的贯通切口。在接合该缓冲部件和该透光窗部件后，在设置了开口部的研磨垫的背面两面胶带肩部分贴装，制作带窗研磨垫。该带窗研磨垫的透光窗部件上面，比周边的研磨层上面大约突出0.2mm以上。在该透光窗部件部分，借助具有17×55mm的接触面的压入夹具，施加3740g重量时的挤压变形量为0.27mm。在研磨层部分，用相同的压入夹具，施加相同重量时的挤压变形量为0.05mm。因此，透光窗部件部分的挤压变形量是研磨层部分的挤压变形量的5.4倍。用该带窗研磨垫，进行了6英寸附氧化膜硅晶片的研磨。擦伤数少到有17个。用黄原胶水溶液的研磨中的空白反射率为60％，由于采用浆液的研磨中的浆液供给时的反射率为50％，下降小，所以说明浆液几乎不夹持在透光窗部件和晶片之间，能够良好地观测。

实施例2

制作与实施例1相同的透明ABS的透光窗部件。预先准备大和纺织(株)EPT海绵EPT#300的厚度1.7mm的高变形部件，在两面，粘贴住友3M(株)制442J两面胶带，按18.5×56.5mm的尺寸，在中央部形成13×50mm的挖通切口。接合该缓冲部件和该透光窗部件，制作平台孔盖。制作在ロデ一ル公司IC-1000上贴合1mm的NBR橡胶薄片，在橡胶背面侧粘贴住友3M(株)制442J两面胶带，制作研磨垫。在与该研磨垫的平台孔盖相同位置，挖通形成21×59mm的开口部。在该平台孔盖的该透光窗部件部分，借助具有17×55mm的接触面的压入夹具，施加3000g重量时的挤压变形量为0.15mm。在该研磨垫的研磨层部分，在用相同的压入夹具，施加相同重量时的挤压变形量为0.04mm。因此，透光窗部件的挤压变形量是研磨层部分的挤压变形量的3.75倍。贴装该平台孔盖，也以在开口部容下平台孔盖的方式将该研磨垫贴装在该平台上。该平台孔盖的透光窗部件上面，比该研磨垫的研磨层上面突出大约0.1mm以上。

采用该研磨垫和该平台孔盖，进行6英寸附氧化膜硅晶片的研磨。擦伤数量少到有10个。用黄原胶水溶液的研磨中的空白反射率为55％，由于采用浆液的研磨中的浆液供给时的反射率为48％，下降小，所以说明浆液几乎不夹持在平台孔盖的透光窗部件和晶片的之间，能够良好地观测。

实施例3

聚合MMA，制作PMMA的0.3mm的板，涂敷东丽道康宁硅(株)制的单组分型硅SE9185，叠层0.3mm厚，以0.6mm厚制作18.5×56.5mm的透光窗部件。硅橡胶侧的微橡胶A硬度为50度，PMMA侧的微橡胶A硬度为99度。在ロデ一ル公司IC-1000上，贴合厚1mm、密度0.1的泡沫聚氨酯薄片，制作研磨垫。在与该研磨垫的平台孔相同的位置，挖通形成19.5×57.5mm的开口部。在挖开该开口部的研磨垫的泡沫聚氨酯薄片侧，粘贴住友3M(株)制442J两面胶带，在开口部的中央的两面胶带部分，形成13×50mm的挖通切口。准备大和纺织(株)EPT海绵#140的厚度1.6mm的高变形部件，在单面粘贴住友3M(株)制442J两面胶带，以18.5×56.5mm的尺寸，在中央部形成13×50mm的挖通切口。在接合该缓冲部件和该透光窗部件后，贴装在设置了开口部的研磨垫的背面两面胶带肩部分，制作带窗研磨垫。该带窗研磨垫的透光窗部件上面，比周边的研磨层上面大约突出0.1mm以上。在该透光窗部件部分，借助具有17×55mm的接触面的压入夹具，施加1500g重量时的挤压变形量为0.11mm。在研磨层部分，用相同的压入夹具，施加相同重量时的挤压变形量为0.05mm。因此，透光窗部件的挤压变形量，是研磨层部分的挤压变形量的2.2倍。用该带透光窗部件的研磨垫，进行了6英寸附氧化膜硅晶片的研磨。擦伤数量少到有15个。用黄原胶水溶液的研磨中的空白反射率为45％，由于采用浆液的研磨中的浆液供给时的反射率为38％，下降小，所以说明浆液几乎不夹持在透光窗部件和晶片之间，能够良好地观测。

实施例4

制作与实施例3相同的透光窗部件。准备大和纺织(株)EPT海绵EPT#140的厚度1.7mm的高变形部件，在两面，粘贴住友3M(株)制442J两面胶带，按18.5×56.5mm的尺寸，在中央部形成13×50mm的挖通切口。接合该缓冲部件和该透光窗部件，制作平台孔盖。在口デ一ル公司IC-1000/Suba 400的叠层研磨垫上，在与平台孔相同的位置，挖通形成21×59mm的开口部。在该平台孔盖的该透光窗部件部分，借助具有17×55mm的接触面的压入夹具，施加2000g重量时的挤压变形量为0.14mm。在该研磨垫的研磨层部分，在用相同的压入工具，施加相同重量时的挤压变形量为0.02mm。因此，透光窗部件的挤压变形量，是研磨层部分的挤压变形量的7倍。贴装该平台孔盖，也以在开口部容下平台孔盖的方式，贴装该研磨垫。该平台孔盖的透光窗部件上面，比该研磨垫的研磨层上面大约突出0.2mm以上。采用该研磨垫和该平台孔盖，进行了6英寸附氧化膜硅晶片的研磨。擦伤数量少到有17个。用黄原胶水溶液的研磨中的空白反射率为55％，由于采用浆液的研磨中的浆液供给时的反射率为48％，下降小，所以说明浆液几乎不夹持在透光窗部件和晶片之间，能够良好地观测。

实施例5

混合300g聚醚系氨基甲酸酯聚合物ュニロ一ャルァジプレンL-322和76g 4，4’-甲撑-双2-氯苯胺，用铸模注射成型，制作厚0.25mm的高硬度聚氨酯板。该高硬度聚氨酯板的微橡胶A硬度为95度，按18.5×56.5mm的尺寸，切下该高硬度聚氨酯板，制作透光窗部件。制作在IC-1000上贴合了1mm的橡胶薄片的研磨垫和该透光窗部件，以及作为高变形部件采用住友スリ一エム(株)制丙烯酸泡沫粘接胶带Y-4620，制作带透光窗部件的研磨垫。该带透光窗部件的研磨垫的透光窗部件部分的压力400g时的挤压变形量为0.21mm。研磨层部分的挤压变形量为0.06mm。因此，透光窗部件部分的挤压变形量，是研磨层部分的挤压变形量的3.5倍。用该带透光窗部件的研磨垫，进行了6英寸附氧化膜硅晶片的研磨。擦伤数量少到有20个。用黄原胶水溶液的研磨中的空白反射率为50％，由于采用浆液的研磨中的浆液供给时的反射率为40％，下降小，所以说明浆液几乎不夹持在透光窗部件和晶片之间，能够良好地观测。

实施例6

准备0.5mm厚的玻璃板。在玻璃板的背面，蒸镀处理氟化镁，设置单层的反射防止膜。玻璃板的微橡胶A硬度为100度。涂敷东丽道康宁硅(株)制的1液型硅SEせ9185，叠层0.3mm厚。在60℃静置1小时，用金刚石玻璃刀，将叠层体切割成18.5×56.5mm的尺寸，用切刀切下硅橡胶的一部分，制作图7的透光窗部件。软质透光层的微橡胶A硬度为30度。制作在IC-1000上贴合了1.5mm的橡胶薄片的研磨垫和该透光窗部件，以及作为高变形部件采用住友スリ一エム(株)制丙烯酸泡沫粘接胶带Y-4620，制作带透光窗部件的研磨垫。该带透光窗部件的研磨垫的透光窗部件部分的压力400g时的挤压变形量为0.21mm。研磨层部分的挤压变形量为0.06mm。因此，透光窗部件部分的挤压变形量，是研磨层部分的挤压变形量的3.5倍。用该透光窗部件，制作带透光窗部件的研磨垫，进行了6英寸附氧化膜硅晶片的研磨。擦伤数量少到有5个。用黄原胶水溶液的研磨中的空白反射率为60％，由于采用浆液的研磨中的浆液供给时的反射率为48％，下降小，所以说明浆液几乎不夹持在透光窗部件和晶片之间，能够良好地观测。

比较实施例1

混合300g聚醚系氨基甲酸酯聚合物ュニロ一ャルァジプレンL-325和76g 4，4’-甲撑-双2-氯苯胺，用铸模注射成型，制作厚1.25mm的高硬度聚氨酯板。该高硬度聚氨酯板的微橡胶A硬度为95度，按18.5×56.5mm的尺寸，切下该高硬度聚氨酯板，作为透光窗部件，制作带透光窗部件的研磨垫。在IC-1000上，挖19×57mm的开口部，在用两面胶带粘接1mm厚的橡胶薄片后，将开口部的橡胶薄片部分冲挖开成13×50mm。在该开口部插入该透光窗部件，粘接在橡胶薄片的肩部分，制作带透光窗部件的研磨垫。该带透光窗部件的研磨垫的透光窗部件部分的压力400g时的挤压变形量为0.035mm。研磨层部分的挤压变形量为0.07mm。因此，透光窗部件部分的挤压变形量小于研磨层部分的挤压变形量。使用该带透光窗部件的研磨垫，进行了6英寸附氧化膜硅晶片的研磨。擦伤数量多到有100个。用黄原胶水溶液的研磨中的空白反射率为55％，由于采用浆液的研磨中的浆液供给时的反射率为15％，降低增大，说明浆液多夹持在透光窗部件和晶片之间，不能良好地观测。

比较实施例2

用透明ABS，制作厚1.3mm、18.5×56.5mm的透光窗部件。该透光窗部件的微橡胶A硬度为99度。在ロデ一ル公司IC-1000上，在与平台孔相同的位置，挖通形成19.5×57.5mm的开口部。在厚1mm的NBR橡胶薄片的两面，粘贴住友3M(株)制442J两面胶带。在具有开口部的IC-1000上，贴合该NBR橡胶薄片。在开口部的中央的NBR橡胶部分，挖开成13×50mm的挖通切口。为能够在该开口部内容下该透光窗部件，粘贴在橡胶及两面胶带的肩部分，制作带窗研磨垫。该带窗研磨垫的透光窗部件上面，比周边的研磨层上面大约突出0.1mm以上。在该透光窗部件部分，借助具有17×55mm的接触面的压入夹具，施加3000g重量时的挤压变形量为0.05mm。在研磨层部分，用相同的压入夹具，施加相同重量时的挤压变形量为0.04mm。因此，透光窗部件部分的挤压变形量是研磨层部分的挤压变形量的1.25倍。使用该带窗研磨垫，进行了6英寸附氧化膜硅晶片的研磨。擦伤数量非常多，多达300个。用黄原胶水溶液的研磨中的空白反射率为60％，由于采用浆液的研磨中的浆液供给时的反射率为50％，下降小，说明浆液几乎不夹持在透光窗部件和晶片之间，能良好地观测。

比较实施例3

制作与实施例1相同的透明ABS的透光窗部件。准备厚度1.9mm的NBR橡胶薄片，在两面粘贴住友3M(株)制442J两面胶带，按18.5×56.5mm的尺寸，在中央部形成13×50mm的挖通切口。接合该透光窗部件和该缓冲部件，制作平台孔盖。制作在ロデ一ル公司IC-1000上贴合1mm的NBR橡胶薄片，在橡胶背面侧粘贴住友3M(株)制442J两面胶带，制作研磨垫。在与该研磨垫的平台孔相同位置，挖通形成21×59mm的开口部。在该平台孔盖的该透光窗部件部分，借助具有17×55mm的接触面的压入夹具，施加3000g重量时的挤压变形量为0.05mm。在该研磨垫的研磨层部分，在用相同的压入工具，施加相同重量时的挤压变形量为0.04mm。因此，透光窗部件部分的挤压变形量是研磨层部分的挤压变形量的1.25倍。贴装该平台孔盖，也以在开口部容下平台孔盖的方式，贴装该研磨垫。该平台孔盖的透光窗部件上面，比该研磨垫的研磨层上面大约突出0.1mm以上。

使用该研磨垫和该平台孔盖，进行了6英寸附氧化膜硅晶片的研磨。擦伤数量多达260个。用黄原胶水溶液的研磨中的空白反射率为55％，由于采用浆液的研磨中的浆液供给时的反射率为48％，下降小，说明浆液几乎不夹持在平台孔盖的透光窗部件和晶片之间，能良好地观测。

Claims (19)

1.一种研磨垫，是具有研磨层和在形成在该研磨层一部分上的开口部的透光窗部件的研磨垫，其特征在于：在将该透光窗部件的上面积设为A、将施加给该透光窗部件的荷重设为W时，施加该荷重时的透光窗部件的挤压变形量(S1)，大于在对研磨层上面的任意位置的面积A的区域施加荷重W时的挤压变形量(S2)。

2.如权利要求1记载的研磨垫，其中，S1/S2≥1.5。

3.如权利要求1或2记载的研磨垫，其特征在于：上述透光窗部件，由高变形性的部件支持。

4.如权利要求3记载的研磨垫，其中，上述高变形性的部件的压缩弹性模量在0.001MPa以上、0.8MPa以下。

5.如权利要求1～4中任何一项记载的研磨垫，其中，上述透光窗部件的至少一部分位于比研磨层表面靠上的位置。

6.如权利要求1～5中任何一项记载的研磨垫，其中，上述透光窗部件具有微橡胶A硬度60度以下的区域和微橡胶A硬度80度以上的区域。

7.如权利要求1～6中任何一项记载的研磨垫，其中，上述透光窗部件包含相分离结构。

8.一种研磨装置，至少具有如权利要求1～7中任何一项记载的研磨垫、在该研磨垫和被研磨材料之间供给研磨材料的手段、将该研磨垫与被研磨材料相接，使其相对移动，进行研磨的手段及透过透光窗部件，光学测定被研磨材料的研磨状态的手段。

9.一种半导体器件的制造方法，其中包括采用如权利要求8记载的研磨装置，研磨半导体基板的表面的工序。

10.一种平台孔盖，是与开口的研磨垫一同使用的，具有安装在可光学测定研磨状态的研磨装置的平台的孔部上的透光窗部件的平台孔盖，其特征在于：在将该透光窗部件的上面积设为A′、将施加给该透光窗部件上面的荷重设为W′时，施加该荷重时的挤压变形量(S′1)，大于在对一同使用的研磨垫的研磨层上面的任意位置的面积A′的区域施加荷重W′时的挤压变形量(S′2)。

11.如权利要求10记载的平台孔盖，其中，S′1≥S′2。

12.如权利要求10或11记载的平台孔盖，其特征在于：由高变形性的部件支持上述透光窗部件。

13.如权利要求12记载的平台孔盖，其中，上述高变形性的部件的压缩弹性模量在0.001MPa以上、0.8MPa以下。

14.如权利要求10～13中任何一项记载的平台孔盖，其特征在于：在研磨开始前，上述透光窗部件上面的至少一部分配置在比研磨垫的研磨层表面靠上来使用。

15.如权利要求10～14中任何一项记载的平台孔盖，其中，上述透光窗部件具有微橡胶A硬度60度以下的区域和微橡胶A硬度80度以上的区域。

16.如权利要求10～15中任何一项记载的平台孔盖，其中，上述透光窗部件含有相分离结构。

17.一种研磨装置，至少具有：如权利要求10～16中任何一项记载的平台孔盖和可在该平台孔盖嵌合其开口部的研磨垫；在该研磨垫和被研磨面之间供给研磨材料的手段；将该研磨垫与被研磨面相接，使其相对移动，进行研磨的手段；透过透光窗部件，光学测定被研磨材料的研磨状态的手段。

18.一种半导体器件的制造方法，其中包括采用如权利要求17记载的研磨装置，研磨半导体基板的表面的工序。

19.一种研磨方法，其中，在基盘上，可搭接在被研磨材料上地配置具有研磨层的研磨垫和构成该研磨垫的一部分或另外的透光窗部件，在将该透光窗部件的上面积设为A″，将施加给该透光窗部件上面的荷重设为W″时，使施加该荷重时的挤压变形量(S″1)大于在对上述研磨垫的研磨层表面的任意位置的面积A″的区域施加荷重W″时的挤压变形量(S″2)，通过上述透光窗部件，一边光学测定被研磨材料的研磨状态，一边向该研磨垫和被研磨材料之间供给研磨材料，研磨被研磨材料。

Images