JP2004014744A

JP2004014744A - Polishing pad, polishing apparatus, and polishing process using the same

Info

Publication number: JP2004014744A
Application number: JP2002165292A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Hashisaka; 橋阪　和彦; Masami Ota; 太田　雅巳; Kunitaka Jiyou; 城　邦恭
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 2002-06-06
Filing date: 2002-06-06
Publication date: 2004-01-15

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a polishing pad easy to handle when replacing the polishing pad or the like. <P>SOLUTION: In the polishing pad comprising an adhesive layer and another layer or a plurality of layers, 180° peeling adhesive force at least in one of the interface between the adhesive mass layer and other arbitrary layers, and that between the adhesive layer and a polishing surface plate is 1.0 N/cm or more and 6.5 N/cm or less. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は研磨パッド、研磨装置、およびそれを用いた研磨方法に関するものであり、さらには、シリコンなど半導体基板上に形成される絶縁層の表面や金属配線の表面を機械的に平坦化する工程に利用できる研磨パッド、研磨装置、およびそれを用いた研磨方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体メモリに代表される大規模集積回路（ＬＳＩ）は、年々集積化が進んでおり、それに伴い大規模集積回路の製造技術も高密度化が進んでいる。さらに、この高密度化に伴い、半導体デバイス製造箇所の積層数も増加している。その積層数の増加により、従来は問題とならなかった積層にすることによって生ずる半導体ウェーハ主面の凹凸が問題となっている。その結果、例えば日経マイクロデバイス１９９４年７月号５０〜５７頁記載のように、積層することによって生じる凹凸に起因する露光時の焦点深度不足を補う目的で、あるいはスルーホール部の平坦化による配線密度を向上させる目的で、化学的機械研磨（ＣＭＰ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）技術を用いた半導体ウェーハの平坦化が検討されている。
【０００３】
一般にＣＭＰ装置は、被研磨物である半導体ウェーハを保持する研磨ヘッド、被研磨物の研磨処理をおこなうための研磨パッド、前記研磨パッドを保持する研磨定盤から構成されている。そして、半導体ウェーハの研磨処理は研磨剤と薬液からなる研磨スラリーを用いて、半導体ウェーハと研磨パッドを相対運動させることにより、半導体ウェーハ表面の層の突出した部分を除去し、ウェーハ表面の層を滑らかにするものである。この半導体ウェーハの研磨加工時の研磨速度は、例えば半導体ウェーハの主面に成膜された酸化シリコン（ＳｉＯ_２）膜では、半導体ウェーハと研磨パッドの相対速度および荷重にほぼ比例している。そのため、半導体ウェーハの各部分を均一に研磨加工するためには、半導体ウェーハにかかる荷重を均一にする必要がある。
【０００４】
しかし、研磨ヘッドに保持した半導体基板の表面は、例えば半導体基板の元々の反り等の変形により、全体的にはうねりを有することが多い。そのため、半導体基板の各部分に均一に荷重を与えるためには、研磨パッドを前述したような半導体基板のうねりに倣って接触させるという点で、柔らかい研磨パッドを用いることが望ましい。しかし、柔らかい研磨パッドを用いて半導体基板の一主面に形成された絶縁層等の凹凸を平坦化するための研磨加工をおこなう場合、前記半導体基板のうねりに対する追随性は向上させることができるが、半導体基板表面上の局所的な凹凸に倣って研磨パッドが変形するため、凸部だけでなく凹部も研磨してしまい平坦性は悪くなってしまう。これに対し、硬い研磨パッドを用いて同様に半導体基板の研磨加工をおこなう場合は、前述した柔らかい研磨パッドを用いた場合とは逆に半導体基板表面の局所的な凹凸の平坦性を向上することができるが、半導体基板の全体的なうねりに対する追随性の観点では悪くなり、半導体基板全体にわたって均一な研磨を達成することが困難になる。この様な不均一な研磨加工はアルミ配線を露出させたり、研磨加工後の酸化シリコン絶縁膜面の厚みが部分毎に違うために例えばスルーホール径の不揃いや積層起因の凹凸を平坦化できず露光時の焦点深度が不足する原因となる。
【０００５】
この部分的な平坦性と全体的な追随性を向上するという相反する要求を満たすための研磨パッドに関する従来技術としては、特開平６−２１０２８号公報に示される二層パッドが挙げられる。特開平６−２１０２８号公報に示される二層パッドは、体積弾性率が４ｐｓｉ〜２０ｐｓｉの応力の範囲で２５０ｐｓｉ／ｐｓｉ以下のクッション層に支持される半導体基板と直に接触する研磨層がそれより大きい体積弾性率という構成である。その目的は、クッション層に半導体基板の全体のうねりを吸収させる一方、研磨層はある程度の面積以上（たとえば、ダイの間隔以上）の湾曲に耐えるようにすることである。
【０００６】
現在使用されている代表的な研磨パッドとしては、研磨層である硬質発泡ポリウレタン（例：“ＩＣ−１０００”（ロデール・ニッタ（株）製））、フィルム基材の両面粘着テープＡ、クッション層であるポリウレタン含浸不織布（例：“Ｓｕｂａ４００”（ロデール・ニッタ（株）製））、フィルム基材の両面粘着テープＢをこの順に貼り合わせた二層構造の研磨パッドが挙げられる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、クッション層にポリウレタン含浸不織布を使用した場合においては、両面粘着テープに対する被粘着面の接触面積が小さいため、前記の両面粘着テープＡとクッション層との界面及び、クッション層と前記の両面粘着テープＢの界面の粘着力が低い。そのため研磨中に、研磨パッドが、前記の両面粘着テープＡとクッション層との界面や、クッション層と前記の両面粘着テープＢの界面からはがれることにより、研磨特性が悪化することが懸念され、現在はその防止のために前記の両面粘着テープＡ、両面粘着テープＢのいずれも、クッション層との界面の粘着力の非常に高いものが使用されている。
【０００８】
また、クッション層にポリウレタン含浸不織布を使用した場合はクッション層自体の剛性が低いため、研磨中研磨パッドに多少の変形や反りが生じただけでも研磨パッドが前記の両面粘着テープＢと研磨定盤の界面ではがれやすく、それにより研磨特性が悪化することが懸念される。そのため現在はその防止のために前記の両面粘着テープＢには、研磨定盤との界面の粘着力が非常に高いものが使用されている。
【０００９】
なお、前記の両面粘着テープＡは研磨層との界面の粘着力も非常に高いものが使用されている。すなわち、現在は前記の両面粘着テープＡ、両面粘着テープＢのいずれも、表裏面ともに粘着力の非常に高いものが使用されている。
【００１０】
しかしながら、特に両面粘着テープＢについては、研磨定盤との界面の粘着力が高すぎるため、研磨特性の低下等の理由で研磨パッドを貼り替える際、研磨定盤上に両面粘着テープの粘着剤が残る、研磨パッドをはがすために大きな力が必要、研磨定盤への研磨パッドの貼り付けを失敗した場合にやり直しができない等、様々な問題点がある。また、ガラス研磨等に使用される単層構造の研磨パッド等、それ以外の各種研磨パッドにおいても、研磨定盤からの研磨パッドのはがれの抑制に主眼がおかれ、両面粘着テープには研磨定盤との界面の粘着力が高いものが使用されているため、同様の問題点がある。
【００１１】
また、クッション層に各種ゴムの無発泡体および発泡体、各種プラスチックの発泡体を使用した場合においては、ポリウレタン含浸不織布に比べて耐久性があるため、研磨パッドの交換の必要性が生じた場合に研磨層のみを交換し、クッション層を再利用することが可能であり、コスト的にも有利であるが、従来、両面粘着テープＡにはクッション層との界面の粘着力が非常に高いものが使用されていたため研磨層のみの交換は容易でなかった。
【００１２】
すなわち、従来の研磨パッドにおいては、研磨パッドの貼り替えの容易性等を考慮することはなかった。
【００１３】
このように、各層の貼り合わせに用いる材料を如何様に設計するかについては、何らの検討もされてはいなかった。
【００１４】
本発明の目的は、シリコン基板の上に形成された絶縁層または金属配線の表面を機械的に平坦化するための研磨パッドにおいて、研磨特性を維持しながら、研磨パッドの貼り替え等の際に取り扱いが容易な研磨パッド、さらには該研磨パッドを使用した研磨装置およびそれを用いた研磨方法を提供しようとするものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記課題の解決に本発明は以下の構成からなる。すなわち、
（１）粘着剤層と他の単層または複数の層から構成される研磨パッドにおいて、前記粘着剤層と他の任意の層との界面及び前記粘着剤層と研磨定盤との界面の少なくとも一つの界面における１８０度引きはがし粘着力が１．０Ｎ／ｃｍ以上、６．５Ｎ／ｃｍ以下であることを特徴とする研磨パッド、
（２）研磨ヘッド、研磨ヘッドに対峙する前記の研磨パッド、該研磨パッドを固定する研磨定盤、ならびに、研磨ヘッドおよび／または研磨定盤を回転させるための駆動装置を具備することを特徴とする研磨装置、
（３）被研磨物を研磨ヘッドに固定し、研磨定盤に固定した前記の研磨パッドを該被研磨物と接触せしめた状態で研磨ヘッドおよび／または研磨定盤を回転せしめて研磨を行うことを特徴とする研磨方法、である。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の研磨パッドは、研磨パッドの貼り替え等の際に取り扱いが容易な研磨パッドを提供するために、前記粘着剤層と他の任意の層との界面及び前記粘着剤層と研磨定盤との界面の少なくとも一つの界面における１８０度引きはがし粘着力が１．０Ｎ／ｃｍ以上、６．５Ｎ／ｃｍ以下であることが必須である。好ましくは、１．５Ｎ／ｃｍ以上、６．０Ｎ／ｃｍ以下である。１８０度引きはがし粘着力が１．０Ｎ／ｃｍ未満である場合は、研磨中、研磨定盤からの研磨パッドのはがれや、クッション層からの研磨層のはがれが生じ、研磨特性が不良になる傾向が生じる。また、６．５Ｎ／ｃｍを超える場合は、研磨定盤との粘着剤層との界面にあっては、研磨定盤との粘着力が高すぎるため、研磨パッドの貼り替えの際に、研磨定盤上に両面粘着テープの粘着剤が残り、研磨パッドをはがすために大きな力が必要、研磨定盤への研磨パッドの貼り付けを失敗した場合にやり直しができない等の問題が生じる。また、前記粘着剤層と他の任意の層との界面における１８０度引きはがし粘着力を６．５Ｎ／ｃｍ以下とすることにより、研磨層のみの交換も容易ならしめることができる。なお、本発明における１８０度引きはがし粘着力とは、ＪＩＳ　Ｚ０２３７記載の方法により測定した値をいう。
【００１７】
本発明では、研磨パッドの貼り替え等の際に取り扱いが容易であるという本発明の効果上、粘着剤層と他の単層または複数の層から構成される研磨パッドにおいて、前記粘着剤層と他の任意の層との界面及び前記粘着剤層と研磨定盤との界面の少なくとも一つの界面における１８０度引きはがし粘着力が１．０Ｎ／ｃｍ以上、６．５Ｎ／ｃｍ以下であれば良いが、研磨パッドの貼り替えがクッション層も含めて行われることが多いという現状から、粘着剤層と研磨定盤との界面における１８０度引きはがし粘着力が１．０Ｎ／ｃｍ以上、６．５Ｎ／ｃｍ以下であることが好ましい。
【００１８】
粘着剤層を構成する材料としては、前記の粘着力を有するものであれば、特に限定されるものではない。具体的には各種粘着剤やテープや紙、布帛等の単に粘着剤の支持に用いられる基材の表裏両面に粘着剤を付与したテープあるいはシート状の材料、例えば、両面粘着テープを挙げることができる。中でも、研磨層、クッション層との貼り合わせが容易な点や、特に研磨定盤との界面側においては、使用時に離型紙をはがすことで粘着剤層を露出でき、また表裏両面の粘着力を独立して設計できる点で、両面粘着テープが好ましい。
【００１９】
両面粘着テープの基材は特に限定されるものではない。具体的には紙、不織布、布、ガラスクロス、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、塩化ビニル、ポリテトラフルオロエチレン、ポリイミド等の樹脂フィルム、ポリエチレン、ポリウレタン、アクリル等の発泡体、アルミ、銅等の金属箔を挙げることができる。
両面粘着テープの粘着剤も特に限定されるものではない。具体的にはゴム系、アクリル系、シリコーン系の各種粘着剤を挙げることができる。また、基材を使用せず、粘着剤のみを均一なフィルム状にしたものについても、両面粘着テープに含まれる。
【００２０】
本発明では、両面粘着テープにおいて、粘着面の１８０度引きはがし粘着力は、表裏面で同じであっても、異なっていても良い。特にクッション層にポリウレタン含浸不織布のような、被粘着面の接触面積が小さく両面粘着テープに対する粘着力が低いものを使用する場合においては、用いる両面粘着テープには、クッション層との界面の粘着力が高く、研磨定盤との界面の粘着力が低い両面粘着テープを使用することが好ましい。
【００２１】
本発明における粘着剤層の形成方法としては特に限定されるものではない。具体的には、各種粘着剤，粘着剤溶液を刷毛塗り，スプレーコーティング，スピンコーティング，ディップコーティング等の各種塗布方法により研磨層，クッション層に塗布する方法、両面粘着テープを研磨層，クッション層にラミネーターを用いて圧着する方法等を挙げることができる。
【００２２】
本発明における研磨パッドは、単層でも複数の層から構成されていても好ましく使用することができる。ただし、本発明における研磨パッドをＣＭＰによる半導体ウェハの平坦化に使用する場合は、ウェハのうねりへの追随性に優れる点から、研磨パッドは粘着剤層以外の層として、硬度の異なる少なくとも二つの層が用いられていることが好ましい。さらに研磨パッドを構成する層の硬度は、最表面の硬度が、粘着剤層以外の層であって該層に最近接する層の硬度よりも高いことが好ましい。この場合、最表面の硬度の高い層が研磨層、粘着剤層以外の層であって該層に最近接する硬度の低い層がクッション層として機能する。すなわち、単層の場合は研磨層、両面粘着テープＡ’をこの順に貼り合わせたもの、二層の場合は研磨層、両面粘着テープＡ’、クッション層、両面粘着テープＢ’をこの順に貼り合わせたものとなる。なお、両面粘着テープＡ’，両面粘着テープＢ’は同一のものであっても、異なるものであっても良い。
【００２３】
最表面の層すなわち研磨層の硬度は、マイクロゴムＡ硬度で８０度以上であることが好ましい。マイクロゴムＡ硬度が８０度未満である場合は、平坦化特性が悪化する傾向があるため好ましくない。９０度以上であることがさらに好ましい。最表面の層に隣接する層すなわちクッション層の硬度は、研磨層の硬度より低いことが好ましく、良好なクッション性を得るためには１０度以上低いことがより好ましい。なお、本発明におけるマイクロゴムＡ硬度とは、高分子計器（株）製マイクロゴム硬度計ＭＤ−１で測定した値をいう。マイクロゴム硬度計ＭＤ−１は、従来の硬度計では測定が困難であった薄物，小物の試料の硬度測定を可能にしたものであり、スプリング式ゴム硬度計（デュロメータ）Ａ型の約１／５の縮小モデルとして設計，製作されているため、その測定値は、スプリング式ゴム硬度計Ａ型での測定値と同一のものとして考えることができる。なお、通常の研磨パッドは、研磨層または硬質層の厚みが５ｍｍ以下と薄すぎるため、スプリング式ゴム硬度計は評価できないが、該マイクロゴム硬度計ＭＤ−１では評価できる。
【００２４】
本発明における研磨パッドを構成する研磨層、クッション層の材質や構造は特に限定されるものではない。
【００２５】
本発明における研磨層の材質は特に限定されるものではない。具体的にはポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリウレタン、ポリウレア、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリアセタール、ポリイミド、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、ＡＢＳ樹脂、ベークライト、エポキシ樹脂／紙，エポキシ樹脂／繊維等の各種積層板、ＦＲＰ、天然ゴム、ネオプレンゴム、クロロプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、エチレンプロピレンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム等の各種ゴム等を使用することができる。
【００２６】
本発明の研磨層は、研磨レートを高く、ダスト，スクラッチを少なくできる点で発泡構造を有することが好ましい。研磨パッドへの発泡構造の形成方法としては公知の方法が使用できる。例えば、単量体もしくは重合体中に各種発泡剤を配合し、後に加熱等により発泡させる方法、単量体もしくは重合体中に中空のマイクロビーズを分散して硬化させ、マイクロビーズ部分を独立気泡とする方法、溶融した重合体を機械的に撹拌して発泡させた後、冷却硬化させる方法、重合体を溶媒に溶解させた溶液をシート状に成膜した後、重合体に対する貧溶媒中に浸漬し溶媒のみを抽出する方法、単量体を発泡構造を有するシート状高分子中に含浸させた後、重合硬化させる方法等を挙げることができる。なお、本発明における研磨パッドの発泡構造は連続気泡、独立気泡のいずれであっても良いが、連続気泡の場合は研磨加工時に研磨剤が研磨パッド内部に浸透し、硬度，弾性率等の研磨パッド物性が経時的に変化することで研磨特性が悪化するおそれがあるため、独立気泡の方が好ましい。これらの中でも研磨層の発泡構造の形成や気泡径のコントロールが比較的簡便であり、また研磨層の作製も簡便な点で、単量体を発泡構造を有するシート状高分子中に含浸させた後、重合硬化させる方法が好ましい。
【００２７】
研磨層の平均気泡径は、独立気泡の場合５００μｍ以下であることが、グローバル平坦性やローカル平坦性が良好である点で好ましい。平均気泡径が３００μｍ以下、さらには１００μｍ以下であることがさらに好ましい。
【００２８】
研磨層の密度は０．５〜１．０ｇ／ｃｍ^３であることが好ましい。０．５ｇ／ｃｍ^３より低いと曲げ弾性率の低下によりグローバル平坦性が不良になる傾向があり、１．０ｇ／ｃｍ^３より高いと曲げ弾性率の増大によりユニフォーミティが悪化したり、研磨後の半導体基板表面にスクラッチ，ダストが発生しやすい傾向があるため、あまり好ましくない。０．６〜０．９ｇ／ｃｍ^３であることがさらに好ましい。
【００２９】
次に本発明の研磨パッドに用いる研磨層を得る方法について、例を挙げて具体的に説明する。本発明に用いられる研磨層は好ましく発泡構造を有するシート状高分子に樹脂原料を含浸し、該樹脂原料を樹脂化して得ることができる。このような方法によって得た研磨層は、微細な気泡を適度に含有し、また、研磨層に含まれる気泡の調整も容易であり、また、硬度の調整も容易である。そして恐らくはその構造的な特徴により、研磨特性に優れたものとして得ることができる。
【００３０】
発泡構造を有するシート状高分子の材質は、樹脂原料が含浸できるものであれば特に限定されるものではない。具体的にはポリウレタン、ポリウレア、軟質塩化ビニル、天然ゴム、ネオプレンゴム、クロロプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、エチレンプロピレンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム等の各種ゴム等を主成分とした樹脂シートや布、不織布、紙等が挙げられる。また、これらのシート状高分子には、製造される研磨パッドの特性改良を目的として、研磨剤、潤滑剤、帯電防止剤、酸化防止剤、安定剤等の各種添加剤が添加されていても良い。これらの中でも、気泡径が比較的容易にコントールできる点でポリウレタンを主成分とする素材が好ましい。ポリウレタンとは、ポリイソシアネートの重付加反応または重合反応に基づき合成される高分子である。ポリイソシアネートの対称として用いられる化合物は、含活性水素化合物、すなわち、二つ以上のポリヒドロキシ基、あるいはアミノ基含有化合物である。ポリイソシアネートとして、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネートなど挙げることができるがこれに限定されるものではない。ポリヒドロキシ基含有化合物としてはポリオールが代表的であり、ポリエーテルポリオール、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、エポキシ樹脂変性ポリオール、ポリエステルポリオール、アクリルポリオール、ポリブタジエンポリオール、シリコーンポリオール等が挙げられる。硬度、気泡径および発泡倍率によって、ポリイソシアネートとポリオール、および触媒、発泡剤、整泡剤の組み合わせや最適量を決めることが好ましい。
【００３１】
発泡構造を有するシート状高分子は気泡を含有するが、平均気泡径は、使用する樹脂原料およびシート状高分子の種類や、製造される研磨層の特性により定められるべきものであり、一概にはいえないが、例えばポリウレタンを使用する場合は５００μｍ以下であることが、製造される研磨層のグローバル平坦性や半導体基板の局所的凹凸の平坦性であるローカル平坦性が良好である点で好ましい。平均気泡径が３００μｍ以下、さらには１００μｍ以下であることがさらに好ましい。なお、平均気泡径とは研磨層断面を倍率２００倍でＳＥＭ観察し、次に記録されたＳＥＭ写真の気泡径を画像処理装置で測定し、その平均値を取ることにより測定した値をいう。
【００３２】
発泡構造を有するシート状高分子の密度は、使用する樹脂原料およびシート状高分子の種類や、製造される研磨層の特性により定められるべきものであり、一概にはいえないが、例えばポリウレタンを使用する場合は０．５〜１．０ｇ／ｃｍ^３であることが好ましい。０．５ｇ／ｃｍ^３より低いと製造される研磨層の曲げ弾性率の低下によりグローバル平坦性が不良になる傾向があり、１．０ｇ／ｃｍ^３より高いと製造される研磨層の曲げ弾性率の増大によりユニフォーミティが悪化したり、研磨後の半導体基板表面にスクラッチ，ダストが発生しやすい傾向があるため、あまり好ましくない。０．６〜０．９ｇ／ｃｍ^３であることがさらに好ましい。なお、密度は日本工業規格（ＪＩＳ）Ｋ　７２２２記載の方法により測定した値をいう。
【００３３】
含浸する樹脂原料は付加重合、重縮合、重付加、付加縮合、開環重合等の重合反応をするものであれば種類は特に限定されるものではない。具体的にはビニル化合物、エポキシ化合物、イソシアネート化合物、ジカルボン酸等が挙げられる。これらの中でも、シート状高分子への含浸，重合が容易な点でビニル化合物が好ましい。具体的にはメチルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルアクリレート、エチルメタクリレート、プロピルアクリレート、プロピルメタクリレート、ｎ−ブチルアクリレート、ｎ−ブチルメタクリレート、イソブチルアクリレート、イソブチルメタクリレート、メチル（α−エチル）アクリレート、エチル（α−エチル）アクリレート、プロピル（α−エチル）アクリレート、ブチル（α−エチル）アクリレート、２−エチルヘキシルメタクリレート、イソデシルメタクリレート、ｎ−ラウリルメタクリレート、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、２−ヒドロキシプロピルメタクリレート、２−ヒドロキシブチルメタクリレート、ジメチルアミノエチルメタクリレート、ジエチルアミノエチルメタクリレート、グリシジルメタクリレート、イソボルニルメタクリレート、アクリル酸、メタクリル酸、フマル酸、フマル酸ジメチル、フマル酸ジエチル、フマル酸ジプロピル、マレイン酸、マレイン酸ジメチル、マレイン酸ジエチル、マレイン酸ジプロピル、Ｎ−イソプロピルマレイミド、Ｎ−シクロヘキシルマレイミド、Ｎ−フェニルマレイミド、Ｎ，Ｎ’−（４，４’−ジフェニルメタン）ビスマレイミド、ビス（３−エチル−５−メチル−４−マレイミドフェニル）メタン、アクリロニトリル、アクリルアミド、塩化ビニル、塩化ビニリデン、スチレン、α−メチルスチレン、ジビニルベンゼン、エチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、テトラエチレングリコールジメタクリレート、アリルメタクリレート等が挙げられる。これらの中でも、アクリル酸、メタクリル酸、メチルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルアクリレート、エチルメタクリレート、プロピルアクリレート、プロピルメタクリレート、ｎ−ブチルアクリレート、ｎ−ブチルメタクリレート、イソブチルアクリレート、イソブチルメタクリレート、メチル（α−エチル）アクリレート、エチル（α−エチル）アクリレート、プロピル（α−エチル）アクリレート、ブチル（α−エチル）アクリレートがシート状高分子への含浸，重合が容易な点で好ましい。なお、これらの樹脂原料は１種であっても２種以上を混合しても良い。また、これらの樹脂原料には、製造される研磨層の特性改良を目的として、研磨剤、潤滑剤、帯電防止剤、酸化防止剤、安定剤等の各種添加剤が添加されていても良い。
【００３４】
本発明の研磨層に使用される樹脂原料を重合させたり硬化させる重合開始剤や硬化剤としては特に限定されるものではなく、樹脂原料の種類に応じて適宜使用することができる。例えば樹脂原料にビニル化合物を使用した場合は、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）、アゾビスシクロヘキサンカルボニトリル、ベンゾイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、イソプロピルパーオキシジカーボネート等のラジカル開始剤を使用することができる。また、酸化還元系の重合開始剤、例えばパーオキサイドとアミン類の組み合わせを使用することもできる。また、これらの重合開始剤，硬化剤は、１種であっても２種以上を混合しても使用できる。
【００３５】
また、本発明においては、樹脂原料が入った容器中で、発泡構造を有するシート状高分子に樹脂原料を接触させ、内部に該樹脂原料を含有させて重合・硬化させる方法が採用できる。なお、その際、含浸速度を速める目的で、加熱、加圧、減圧、攪拌、振盪、超音波振動等の処理を施すことも好ましい。
【００３６】
発泡構造を有するシート状高分子中への樹脂原料の含浸量は、使用する樹脂原料およびシート状高分子の種類や、製造される研磨層の特性により定められるべきものであり、一概にはいえないが、例えば樹脂原料としてメチルメタクリレート、シート状高分子としてポリウレタンを使用した場合においては、重合硬化物中の樹脂原料の混合物から重合される重合体とポリウレタンの含有比率が重量比で４０／６０〜７０／３０であることが好ましい。樹脂原料の混合物から得られる重合体の含有比率が重量比で４０に満たない場合は、曲げ弾性率の低下によりグローバル平坦性が不良になる傾向があるため好ましくない。また、含有比率が７０を越える場合は、曲げ弾性率の増大によりユニフォーミティが悪化したり、ダスト、スクラッチが増加する傾向にあるため好ましくない。樹脂原料から重合される重合体とポリウレタンの含有比率が重量比で４０／６０〜６５／３５であることがさらに好ましい。なお、重合硬化物中の樹脂原料から得られる重合体およびポリウレタンの含有率は熱分解ガスクロマトグラフィ／質量分析手法により測定することができる。本手法で使用できる装置としては、熱分解装置としてダブルショットパイロライザー“ＰＹ−２０１０Ｄ”（フロンティア・ラボ社製）を、ガスクロマトグラフ・質量分析装置として、“ＴＲＩＯ−１”（ＶＧ社製）を挙げることができる。
【００３７】
重合硬化方法としては、樹脂原料を含浸した発泡構造を有するシート状高分子をガスバリア性材料からなるモールド内に挿入し、加熱する方法が挙げられるが、この方法に限定されるものではない。
【００３８】
ガスバリア性の材料としては、無機ガラス、アルミニウム，銅，鉄，ＳＵＳ等の金属、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ），エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ），ポリアミド等のガスバリア性を有する樹脂，フィルム、多層押出成型やラミネート，コーティング等の方法により作製された、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ），エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ），ポリアミド等のガスバリア性を有する樹脂とポリオレフィン系樹脂の積層樹脂，フィルム等が挙げられる。この中でも耐熱性があり、製造される研磨パッドの表面性が良好な点で、無機ガラス，金属が好ましい。
【００３９】
樹脂原料を含浸した発泡構造を有するシート状高分子をガスバリア性材料からなるモールド内へ挿入する方法は、特に限定されるものではない。具体的には、樹脂板の周囲に軟質塩化ビニル，ネオプレンゴム，ブタジエンゴム，スチレンブタジエンゴム，エチレンプロピレンゴム等のガスバリア性を有する弾性体からなるガスケットを配し、そのガスケットを介して２枚のガスバリア性材料からなる板で樹脂板を挟み込む方法、ガスバリア性材料からなる筐体中に樹脂板を挿入し密閉する方法、ガスバリア性フィルムからなる袋中に樹脂板を挿入し密閉する方法等が挙げられる。また、袋のように重合硬化中に破れる可能性がある場合においては、それをさらにガスバリア性を有する筐体中に入れることも好ましい。なお、ガスバリア性材料からなるモールド内に挿入せずに重合硬化した場合には、樹脂板から樹脂原料が揮発することにより、製造される研磨層の品質再現性が不十分になる傾向があり、この結果、研磨特性が不安定になる傾向があるため好ましくない。
【００４０】
また、発泡構造を有するシート状高分子への樹脂原料の含浸工程、樹脂原料を含浸した発泡構造を有するシート状高分子の、ガスバリア性材料からなるモールド内への挿入工程の順序は特に限定されるものではない。具体的には、（１）樹脂原料が入った槽中にシート状高分子を浸漬して樹脂原料を含浸させた後、槽から取り出し、ガスバリア性材料からなるモールドへ挿入する方法。（２）シート状高分子をガスバリア性材料からなるモールドへ挿入した後、モールド内に樹脂原料を注入，密閉し、樹脂原料を含浸させる方法。を挙げることができる。中でも、（２）は樹脂原料臭気の飛散がなく作業環境が良好な点で好ましい。
【００４１】
重合硬化のための加熱方法も特に限定されるものではない。具体的には熱風オーブン等の空気浴での加熱、水浴，油浴での加熱、ジャケット，ホットプレスによる加熱等が挙げられる。中でも熱媒体の熱容量が大きく、重合硬化時の重合発熱の速やかな放散が可能な点で、水浴，油浴，ジャケットでの加熱が好ましい。
【００４２】
加熱温度，時間は、樹脂原料，重合開始剤の種類，量、樹脂板の厚み等により定められるべきものであるが、例えば樹脂原料にメチルメタクリレート、重合開始剤にアゾビスイソブチロニトリル，シート状高分子にポリウレタンを使用した場合においては、７０℃，１０時間程度加熱後、１２０℃，３時間程度加熱することにより重合硬化することができる。
【００４３】
なお、加熱以外の重合硬化方法としては光，電子線，放射線照射による重合硬化を挙げることができる。なお、その際、樹脂原料中には必要に応じて重合開始剤，増感剤等を配合することが好ましい。
【００４４】
重合硬化物は、例えば樹脂原料にビニル化合物，シート状高分子にポリウレタンを使用した場合、ビニル化合物から得られる重合体とポリウレタンを一体化して含有することが、研磨層にした際、その全面において研磨特性が安定するため好ましい。ここで、ビニル化合物から得られる重合体とポリウレタンを一体化して含有するとは、ビニル化合物から得られる重合体の相とポリウレタンの相が分離された状態ではないという意味であるが、定量的に表現すると、研磨層の中で研磨機能を本質的に有する層の色々な箇所をスポットの大きさが５０μｍの顕微赤外分光装置で観察した赤外スペクトルが、ビニル化合物から得られる重合体の赤外吸収ピークとポリウレタンの赤外吸収ピークを有しており、色々な箇所の赤外スペクトルがほぼ同一であることである。ここで使用される顕微赤外分光装置としては、“ＩＲμｓ”（ＳＰＥＣＴＲＡ−ＴＥＣＨ社製）を挙げることができる。
【００４５】
重合硬化物を必要な厚みまで表，裏面を研削加工するか、必要な厚みにスライス加工することで研磨層を完成することができる。なお、研削加工にはＮＣルーター，ダイヤモンドディスク，ベルトサンダー等の装置等、スライス加工としてはバンドナイフ，かんな板等の装置等、特に限定されるものではなく公知の装置を使用することができる。
【００４６】
研磨層の厚みは０．１〜１０ｍｍであることが好ましい。０．１ｍｍより薄いと該研磨パッドの下地として好ましく使用されるクッション層またはその下層に位置する研磨定盤の機械的特性が、該研磨層そのものの機械的特性よりも研磨特性に顕著に反映されるようになり、一方、１０ｍｍより厚いとクッション層の機械的特性が反映されなくなり、半導体基板のうねりに対する追随性が低下しユニフォーミティが悪化する傾向がある。０．２〜５ｍｍ、さらには０．５〜２ｍｍであることがより好ましい。
【００４７】
本発明における研磨層の表面には、研磨スラリーの保持性，流動性の向上、研磨層表面からの研磨屑除去効率の向上等を目的として、溝，孔等の加工を施すことが好ましい。研磨層表面への溝，孔の形成方法は特に限定されるものではない。具体的には、研磨層表面をルーター等の装置を使用して切削加工することにより溝を形成する方法、研磨層表面に加熱された金型，熱線等を接触させ、接触部を溶解させることにより溝を形成する方法、溝の形成された金型等を使用し、初めから溝を形成した研磨層を成形する方法、ドリル，トムソン刃等で孔を形成する方法等が挙げられる。また、溝，孔の形状，径も特に限定されるものではない。具体的には、碁盤目状、ディンプル状、スパイラル状、同心円状等が挙げられる。
【００４８】
本発明におけるクッション層の材質は特に限定されるものではない。具体的には現在一般的に使用されているポリウレタン含浸不織布、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリウレタン、ポリウレア、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル等の各種プラスチックの発泡体、ネオプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、エチレンプロピレンゴム、シリコーンゴム、ウレタンゴム、フッ素ゴム等の各種ゴムおよびその発泡体等を使用することができる。また、クッション層が発泡体である場合、その気泡は連続気泡、独立気泡のどちらでも良い。気泡の形成方法としては特に限定されるものではない。具体的には、クッション層材質中に発泡剤を混合したのち加熱発泡させる方法、クッション層材質中に熱膨張性の微粒子を混合したのち加熱し微粒子を発泡させる方法、クッション層材質中に中空微粒子を混合したのち硬化する方法、クッション層材質中に気泡を機械的に混合した後硬化する方法、クッション層材質を良溶媒中に溶解した溶液を貧溶媒中に浸漬し、湿式凝固する方法等が挙げられる。
【００４９】
本発明では、クッション層に各種ゴムの無発泡体および各種プラスチックや各種ゴムの発泡体を使用すると、クッション層自体の剛性が高いため、研磨中研磨パッドに多少の変形や反りが生じても研磨パッドが前記の両面粘着テープＢ’と研磨定盤の界面ではがれにくいことや、両面粘着テープに対する被粘着面の接触面積が大きいため前記の両面粘着テープＡ’とクッション層との界面及び、クッション層と前記の両面粘着テープＢ’の界面の粘着力が高く、研磨中に研磨パッドが、前記の両面粘着テープＡ’とクッション層との界面や、クッション層と前記の両面粘着テープＢ’の界面からはがれにくく、両面粘着テープに粘着力が低いものを使用できる傾向があり、本発明の効果が発現しやすいため好ましい。この場合、前記の両面粘着テープＢ’に、クッション層との界面の粘着力が高く、研磨定盤との界面の粘着力が低い両面粘着テープを使用すると、研磨中の研磨定盤への粘着力が大きくできるため研磨特性が良好で、かつ研磨パッドの貼り替え等の際には、はがしやすく取り扱いが容易であるといったような、研磨特性の維持と取り扱いの容易さを両立した研磨パッドが得られ、また前記の両面粘着テープＡ’に、研磨層との界面の粘着力が高く、クッション層との界面の粘着力が低い両面粘着テープを使用すると、研磨特性の低下等の理由で研磨パッドを交換する必要が生じた場合に、研磨定盤にクッション層を固着した状態で、特性の低下した研磨層のみをクッション層から取り外した後、新しい研磨層を貼り付けることにより交換することが容易に可能であるため好ましい。
【００５０】
なお、クッション層が各種プラスチックや各種ゴムの発泡体である場合、その密度は０．５ｇ／ｃｍ^３以上であることが好ましい。０．５ｇ／ｃｍ^３　未満の場合は被粘着面の接触面積が小さくなり、両面粘着テープとの界面の粘着力が低くなる傾向がある。
【００５１】
クッション層の好ましい厚みは、０．１〜１０ｍｍである。０．１ｍｍより小さい場合は、ユニフォーミティが悪化する傾向がある。また１０ｍｍより大きい場合は、グローバル平坦性，ローカル平坦性が損なわれる傾向がある。０．２〜５ｍｍ、さらには０．５〜２ｍｍであることが好ましい。
【００５２】
本発明の研磨パッドの研磨対象は特に限定されるものではないが、半導体基板の研磨に好ましく使用することができる。さらに具体的には、半導体ウェーハ上に形成された絶縁層または金属配線の表面が研磨対象として好ましい。具体的には、絶縁層としては金属配線の層間絶縁膜や下層絶縁膜、素子分離に使用されるシャロートレンチアイソレーション（ＳＴＩ）等を、また金属配線としてはアルミ、タングステン、銅等を挙げることができ、構造的にはダマシン、デュアルダマシン、プラグ等がある。絶縁膜は現在酸化シリコンが主流であるが、遅延時間の問題で低誘電率絶縁膜の使用が検討されつつあり、本発明の研磨パッドにおいてはそのいずれとも研磨対象となり得る。また金属配線に銅を使用した場合には、窒化珪素等のバリアメタルも研磨対象となる。また、半導体基板以外に、磁気ヘッド、ハードディスク、液晶ディスプレイ用カラーフィルター、プラズマディスプレイ用背面板等の光学部材、セラミックス、サファイア等の研磨にも好ましく使用することができる。
【００５３】
次に、本発明の研磨パッドを使用した研磨装置および研磨方法について説明する。
【００５４】
研磨装置としては特に限定されるものではないが、半導体基板の研磨に使用する場合は、研磨ヘッド、本発明の研磨パッドを固定するための研磨定盤、ならびに研磨ヘッド、研磨定盤もしくはその双方を回転させる手段を具備していることが好ましい。
【００５５】
研磨方法としては、まず、本発明の研磨パッドを研磨装置の研磨定盤に研磨パッドが研磨ヘッドに対峙するように固着させる。半導体基板は研磨ヘッドに真空チャックなどの方法により固定される。研磨定盤を回転させ、研磨定盤の回転方向と同方向で研磨ヘッドを回転させて、研磨パッドに押しつける。この時に、研磨パッドと半導体基板の間に研磨剤が入り込む様な位置から研磨剤を供給する。押し付け圧は、研磨ヘッドに加える力を制御することにより通常行われる。押し付け圧力は０．０１〜０．２ＭＰａであることが良好な研磨特性を得られるため好ましい。
【００５６】
本発明の研磨パッドを使用した半導体基板の研磨方法では、半導体基板の研磨を行う前に、コンディショナを用いて研磨パッド表面を粗化することが、良好な研磨特性を得るために好ましく実施される。コンディショナはダイヤモンドの砥粒を電着して固定したホイールであり、例えば、旭ダイヤモンド工業（株）のコンディショナ　モデル名”ＣＭＰ−Ｍ”、または”ＣＭＰ−Ｎ”、または”ＣＭＰ−Ｌ”などを具体例として挙げることができる。ダイヤモンド砥粒の粒径は１０μｍから３００μｍの範囲で選ぶことができる。コンディショナの押し付け圧力は０．００５ＭＰａ〜０．２ＭＰａの範囲で任意に選ばれる。また、１回または複数回の研磨を終了後、次の研磨の前にコンディショナを用いて研磨パッドをコンディショニングするバッチドレッシング、研磨と同時にドレッシングを行うインシチュドレッシングにいずれについても、研磨速度を安定させるために好ましく実施することができる。
【００５７】
本発明により、研磨特性を維持しながら、研磨パッドの貼り替え等の際に取り扱いが容易な研磨パッド、さらには該研磨パッドを使用した研磨装置およびそれを用いた研磨方法を提供することができる。
【００５８】
【実施例】
以下、実施例によって、さらに本発明の詳細を説明する。なお、各種評価は以下のようにして行った。
【００５９】
粘着面の１８０度引きはがし粘着力は、ＪＩＳ　Ｚ０２３７記載の方法により測定した。
【００６０】
研磨層およびクッション層のマイクロゴムＡ硬度は、マイクロゴムＡ硬度計“ＭＤ−１”（高分子計器（株）製）により測定した。
【００６１】
研磨層の密度は、ＪＩＳ　Ｋ　７２２２記載の方法により測定した。
【００６２】
研磨層の平均気泡径は、走査型電子顕微鏡“ＳＥＭ２４００”（日立製作所（株）製　）を使用し、パッド断面を倍率２００倍で観察した写真を画像処理装置で解析することにより、写真中に存在するすべての気泡径を計測し、その平均値を平均気泡径とした。
【００６３】
研磨評価は次のようにして行った。
【００６４】
１．テストウェーハ
（１）グローバル平坦性評価用テストウェーハ
酸化膜付き４インチシリコンウェーハ（酸化膜厚：２μｍ）に１０ｍｍ角のダイを設置する。フォトレジストを使用してマスク露光を行い、ＲＩＥによって１０ｍｍ角のダイの中に２０μｍ幅、高さ０．７μｍのラインを２３０μｍのスペースで左半分にラインアンドスペースで配置し、２３０μｍ幅、高さ０．７μｍのラインを２０μｍのスペースで右半分にラインアンドスペースで配置する。このようにして作製したグローバル平坦性評価用テストウェーハを使用した。
【００６５】
（２）ユニフォーミティ評価用テストウェーハ
酸化膜付き４インチシリコンウェーハ（酸化膜厚：１μｍ）を使用した。
【００６６】
２．研磨方法
試験すべき研磨層の下に両面接着テープ“４４２ＪＳ”（住友スリーエム（株）製）または“７０２１”（（株）寺岡製作所製）を貼り付け、それをクッション層である不織布湿式ポリウレタンまたはアクリロニトリルブタジエンゴムシート”ＴＫＮＬ−７００７−ＨＰ”（タイガースポリマー（株）製）に貼り合わせ、さらにその下に両面接着テープ“４４２ＪＳ”または”４５９１ＨＬ”（以上、住友スリーエム（株）製）または“７２２２”または“７６９”（以上、（株）寺岡製作所製）を貼り付け、二層の研磨パッドを作製した。次に研磨パッドを研磨機“ＬＭ−１５Ｅ”（ラップマスターＳＦＴ（株）製）の定盤上に貼り付けた。その後ダイヤモンドコンディショナ“ＣＭＰ−Ｍ”（旭ダイヤモンド工業（株）製）（直径１４２ｍｍ）を用い、押し付け圧力０．０４ＭＰａ、研磨定盤回転数２５ｒｐｍ、コンディショナ回転数２５ｒｐｍで研磨定盤と同方向に回転させ、純水を１０ｍｌ／分で研磨パッド上に供給しながら５分間、研磨パッドのコンディショニングを行った。純水を１００ｍｌ／分で研磨パッド上に供給しながら研磨パッド上を２分間洗浄した後に、グローバル平坦性評価用テストウェーハを研磨ヘッドに取り付け、取扱説明書に記載された使用濃度の研磨スラリー“ＳＣ−１”（キャボット社製）を３５ｍｌ／分で研磨パッド上に供給しながら、研磨圧力０．０４ＭＰａ、研磨定盤回転数４５ｒｐｍ、研磨ヘッド回転数４５ｒｐｍで研磨定盤と同方向に回転させ、所定時間研磨を行った。ウェーハ表面を乾燥させないようにし、直ちに純水をかけながらポリビニルアルコールスポンジでウェーハ表面を洗浄し、乾燥圧縮空気を吹き付けて乾燥した。グローバル平坦性評価用テストウェーハのセンタ１０ｍｍダイ中の２０μｍラインと２３０μｍラインの酸化膜厚みを“ラムダエース”ＶＭ−２０００（大日本スクリーン製造（株）製）を使用して測定し、それぞれの厚みの差をグローバル平坦性として評価した。
【００６７】
また上記と同じコンディショニングを行い、表面の酸化膜の厚みを、あらかじめ“ラムダエース”ＶＭ−２０００（大日本スクリーン製造（株）製）を使用して決められた１９８点につき測定した、ユニフォーミティ評価用テストウェーハを研磨ヘッドに取り付け、取扱説明書に記載された使用濃度の研磨スラリー“ＳＣ−１”（キャボット社製）を３５ｍｌ／分で研磨パッド上に供給しながら、研磨圧力０．０４ＭＰａ、研磨定盤回転数４５ｒｐｍ、研磨ヘッド回転数４５ｒｐｍで研磨定盤と同方向に回転させ、所定時間研磨を行った。ウェーハ表面を乾燥させないようにし、直ちに純水をかけながらポリビニルアルコールスポンジでウェーハ表面を洗浄し、自然状態に放置して乾燥を行った後、研磨後の酸化膜の厚みを“ラムダエース”ＶＭ−２０００（大日本スクリーン製造（株）製）を使用して決められた１９８点につき測定して、下記（１）式により各々の点での研磨速度を算出し、下記（２）式によりユニフォーミティを算出した。
【００６８】

【００６９】

【００７０】
実施例１
ポリプロピレングリコール１００重量部とジフェニルメタンジイソシアネート９０重量部と水０．６重量部とアミン系触媒１．１重量部とシリコーン整泡剤１．０重量部をＲＩＭ成型機で混合して、金型に吐出して加圧成型を行い、厚み３．０ｍｍの発泡ポリウレタンシート（マイクロゴムＡ硬度：４７度，密度：０．７３ｇ／ｃｍ^３、平均気泡径：３５μｍ）を作製した。該発泡ポリウレタンシートを、アゾビスイソブチロニトリル０．２重量部を添加したメチルメタクリレート９０重量部、エチレングリコールジメタクリレート５重量部、Ｎ−フェニルマレイミド５重量部の混合液に３０分間浸漬した。次にメチルメタクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、Ｎ−フェニルマレイミドが含浸した該発泡ポリウレタンシートを、塩化ビニル製ガスケットを介して２枚のガラス板間に挟み込んで、７０℃で１０時間、１２０℃で３時間加熱することにより重合硬化させた。ガラス板間から離型した後、５０℃で真空乾燥を行った。このようにして得られた硬質発泡シートを厚み１．２５ｍｍにスライス加工することにより研磨層を作製した。得られた研磨パッドのマイクロゴムＡ硬度は９２度、密度は０．７６ｇ／ｃｍ^３、平均気泡径は４０μｍ、研磨パッド中のポリ（メチルメタクリレート）とポリ（エチレングリコールジメタクリレート）とポリ（Ｎ−フェニルマレイミド）合計の含有率は５１重量％であった。該研磨層を直径３８０ｍｍの円に切り取り、その表面に幅２ｍｍ、深さ０．５ｍｍ、ピッチ幅１５ｍｍの格子状の溝加工を施した。
【００７１】
次にこの研磨層に両面接着テープ“４４２ＪＳ”　（住友スリーエム（株）製、研磨層側１８０度引きはがし粘着力：７．３Ｎ／ｃｍ、クッション層側１８０度引きはがし粘着力：７．３Ｎ／ｃｍ）を貼り付け、それをクッション層である不織布湿式ポリウレタン（厚み１ｍｍ、マイクロゴムＡ硬度５３度）の上に貼り合わせ、さらにクッション層の下に両面接着テープ“７２２２”（（株）寺岡製作所製、クッション層側１８０度引きはがし粘着力：６．７Ｎ／ｃｍ、研磨定盤側１８０度引きはがし粘着力：５．１Ｎ／ｃｍ）を貼り付け、二層の研磨パッドを作製し、該二層研磨パッドを研磨機の定盤上に貼り付け、研磨評価を行った。
【００７２】
研磨中に研磨パッドがはがれることはなかった。また研磨終了後、研磨定盤から研磨パッドを容易にはがすことができた。グローバル平坦性評価用テストウェーハの２０μｍ幅配線領域と２３０μｍ幅配線領域のグローバル段差が０．２μｍになった研磨時間は４分であった。ユニフォーミティは９．０％であった。
【００７３】
実施例２
実施例１で作製した研磨層に両面接着テープ“７０２１”　（（株）寺岡製作所製、研磨層側１８０度引きはがし粘着力：５．４Ｎ／ｃｍ、クッション層側１８０度引きはがし粘着力：５．４Ｎ／ｃｍ）を貼り付け、それをクッション層であるアクリロニトリルブタジエンゴムシート”ＴＫＮＬ−７００７−ＨＰ”（タイガースポリマー（株）製、厚み：１ｍｍ，マイクロゴムＡ硬度：７０度）の上に貼り合わせ、さらにクッション層の下に両面接着テープ“７６９”（（株）寺岡製作所製、クッション層側１８０度引きはがし粘着力：４．４Ｎ／ｃｍ、研磨定盤側１８０度引きはがし粘着力：２．５Ｎ／ｃｍ）を貼り付け、二層の研磨パッドを作製し、該二層研磨パッドを研磨機の定盤上に貼り付け、実施例１と同様に研磨評価を行った。
【００７４】
研磨中に研磨パッドがはがれることはなかった。また研磨終了後、研磨定盤から研磨パッドを容易にはがすことができた。グローバル平坦性評価用テストウェーハの２０μｍ幅配線領域と２３０μｍ幅配線領域のグローバル段差が０．２μｍになった研磨時間は４分であった。ユニフォーミティは８．９％であった。
【００７５】
比較例１
実施例１で作製した研磨層に両面接着テープ“４４２ＪＳ”　（住友スリーエム（株）製、研磨層側１８０度引きはがし粘着力：７．３Ｎ／ｃｍ、クッション層側１８０度引きはがし粘着力：７．３Ｎ／ｃｍ）を貼り付け、それをクッション層である不織布湿式ポリウレタン（厚み１ｍｍ、マイクロゴムＡ硬度５３度）の上に貼り合わせ、さらにクッション層の下に両面接着テープ“４４２ＪＳ”　（住友スリーエム（株）製、クッション層側１８０度引きはがし粘着力：７．３Ｎ／ｃｍ、研磨定盤側１８０度引きはがし粘着力：７．３Ｎ／ｃｍ）を貼り付け、実施例１と同様に研磨評価を行った。
【００７６】
研磨中に研磨パッドがはがれることはなかっが、研磨終了後、研磨定盤から研磨パッドをはがす際、研磨定盤上に両面粘着テープの粘着剤が残り、はがすことが困難であった。グローバル平坦性評価用テストウェーハの２０μｍ幅配線領域と２３０μｍ幅配線領域のグローバル段差が０．２μｍになった研磨時間は４分であった。ユニフォーミティは９．０％であった。
【００７７】
比較例２
実施例１で作製した研磨層に両面接着テープ“４４２ＪＳ”　（住友スリーエム（株）製、研磨層側１８０度引きはがし粘着力：７．３Ｎ／ｃｍ、クッション層側１８０度引きはがし粘着力：７．３Ｎ／ｃｍ）を貼り付け、それをクッション層である不織布湿式ポリウレタン（厚み１ｍｍ、マイクロゴムＡ硬度５３度）の上に貼り合わせ、さらにクッション層の下に両面接着テープ“４５９１ＨＬ”（住友スリーエム（株）製、クッション層側１８０度引きはがし粘着力：４．３Ｎ／ｃｍ、研磨定盤側１８０度引きはがし粘着力：０．２Ｎ／ｃｍ）を貼り付け、実施例１と同様に研磨評価を行った。
【００７８】
研磨中に研磨パッドの一部がはがれた。グローバル平坦性評価用テストウェーハの２０μｍ幅配線領域と２３０μｍ幅配線領域のグローバル段差が０．２μｍになった研磨時間は８分であった。ユニフォーミティは２４．８％であった。
【００７９】
【発明の効果】
本発明により、研磨特性を維持しながら、研磨パッドの貼り替え等の際に取り扱いが容易な研磨パッド、さらには該研磨パッドを使用した研磨装置およびそれを用いた研磨方法を提供することができる。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a polishing pad, a polishing apparatus, and a polishing method using the same, and further includes a step of mechanically planarizing a surface of an insulating layer formed on a semiconductor substrate such as silicon or a surface of a metal wiring. The present invention relates to a polishing pad, a polishing apparatus, and a polishing method using the same.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Large-scale integrated circuits (LSIs) represented by semiconductor memories have been increasingly integrated year by year, and accordingly, the technology for manufacturing large-scale integrated circuits has been increasing in density. Further, with the increase in density, the number of stacked semiconductor device manufacturing locations has also increased. Due to the increase in the number of layers, unevenness of the main surface of the semiconductor wafer caused by stacking, which has not been a problem in the past, has become a problem. As a result, for example, as described in Nikkei Microdevices, July 1994, pp. 50-57, wiring for compensating for a lack of depth of focus at the time of exposure due to unevenness caused by lamination, or for flattening through-hole portions. For the purpose of improving the density, planarization of a semiconductor wafer using a chemical mechanical polishing (CMP) technique has been studied.
[0003]
In general, a CMP apparatus includes a polishing head for holding a semiconductor wafer as an object to be polished, a polishing pad for performing a polishing process on the object to be polished, and a polishing platen for holding the polishing pad. Then, the polishing process of the semiconductor wafer uses a polishing slurry composed of an abrasive and a chemical solution to relatively move the semiconductor wafer and the polishing pad, thereby removing a protruding portion of the layer on the semiconductor wafer surface and removing the layer on the wafer surface. It is to make it smooth. The polishing rate at the time of polishing the semiconductor wafer is, for example, silicon oxide (SiO 2) formed on the main surface of the semiconductor wafer. ₂ ) The film is almost proportional to the relative speed and load between the semiconductor wafer and the polishing pad. Therefore, in order to uniformly polish each part of the semiconductor wafer, it is necessary to make the load applied to the semiconductor wafer uniform.
[0004]
However, the surface of the semiconductor substrate held by the polishing head often has undulation as a whole due to, for example, deformation of the semiconductor substrate such as original warpage. Therefore, in order to uniformly apply a load to each portion of the semiconductor substrate, it is desirable to use a soft polishing pad in that the polishing pad is brought into contact with the undulation of the semiconductor substrate as described above. However, when a polishing process for flattening irregularities such as an insulating layer formed on one main surface of the semiconductor substrate is performed using a soft polishing pad, the followability of the semiconductor substrate to undulations can be improved. Since the polishing pad is deformed in accordance with local irregularities on the surface of the semiconductor substrate, not only the convex portions but also the concave portions are polished, and the flatness is deteriorated. On the other hand, when a semiconductor substrate is polished similarly using a hard polishing pad, it is necessary to improve the flatness of local irregularities on the surface of the semiconductor substrate, as opposed to using the soft polishing pad described above. However, it becomes worse from the viewpoint of followability to the entire undulation of the semiconductor substrate, and it becomes difficult to achieve uniform polishing over the entire semiconductor substrate. Such non-uniform polishing processing cannot expose the aluminum wiring or flatten the unevenness of the through-hole diameter and unevenness due to lamination, for example, because the thickness of the silicon oxide insulating film surface after polishing differs from part to part. This causes insufficient depth of focus at the time of exposure.
[0005]
As a conventional technique relating to a polishing pad for satisfying the conflicting demands of improving the partial flatness and the overall followability, a two-layer pad disclosed in JP-A-6-21028 can be mentioned. The two-layer pad disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 6-21028 has a polishing layer which has a volume elastic modulus in the range of 4 psi to 20 psi and is in direct contact with a semiconductor substrate supported by a cushion layer of 250 psi / psi or less. The configuration has a large bulk modulus. The purpose is to allow the cushion layer to absorb the entire undulation of the semiconductor substrate, while the polishing layer withstands a curvature over a certain area (e.g., over the die spacing).
[0006]
Typical polishing pads currently used include hard foamed polyurethane (eg, "IC-1000" (Rodel Nitta Co., Ltd.)) as a polishing layer, a double-sided adhesive tape A of a film substrate, and a cushion layer. And a two-layer polishing pad in which a double-sided pressure-sensitive adhesive tape B of a film base material is bonded in this order (Example: "Suba400" (manufactured by Rodale Nitta Co., Ltd.)).
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the polyurethane layer impregnated with polyurethane is used for the cushion layer, since the contact area of the surface to be adhered to the double-sided pressure-sensitive adhesive tape is small, the interface between the double-sided pressure-sensitive adhesive tape A and the cushion layer and the cushion layer and the double-sided pressure-sensitive adhesive The adhesive force at the interface of the tape B is low. Therefore, during polishing, the polishing pad is peeled off from the interface between the double-sided pressure-sensitive adhesive tape A and the cushion layer, or from the interface between the cushion layer and the double-sided pressure-sensitive adhesive tape B. In order to prevent this, both the double-sided pressure-sensitive adhesive tape A and the double-sided pressure-sensitive adhesive tape B have extremely high adhesion at the interface with the cushion layer.
[0008]
In addition, when the polyurethane layer impregnated with polyurethane is used for the cushion layer, the rigidity of the cushion layer itself is low. Therefore, even if the polishing pad is slightly deformed or warped during polishing, the polishing pad can be fixed to the double-sided adhesive tape B and the polishing platen. There is a concern that the polishing characteristics are likely to be deteriorated due to the easy separation at the interface. Therefore, in order to prevent this, a double-sided adhesive tape B having an extremely high adhesive force at the interface with the polishing platen is used at present.
[0009]
The double-sided pressure-sensitive adhesive tape A has a very high adhesive force at the interface with the polishing layer. That is, at present, both the double-sided pressure-sensitive adhesive tape A and the double-sided pressure-sensitive adhesive tape B have extremely high adhesive strength on both front and back surfaces.
[0010]
However, especially for the double-sided pressure-sensitive adhesive tape B, since the adhesive force at the interface with the polishing platen is too high, when the polishing pad is replaced for reasons such as a decrease in polishing characteristics, the pressure-sensitive adhesive of the double-sided pressure-sensitive adhesive tape is placed on the polishing platen. However, there are various problems, for example, a large force is required to peel off the polishing pad, and it is not possible to start over when the attachment of the polishing pad to the polishing platen fails. In addition, in the case of other polishing pads such as a polishing pad having a single layer structure used for glass polishing and the like, the main focus is on suppressing the removal of the polishing pad from the polishing platen. Since a material having a high adhesive strength at the interface with the board is used, there is a similar problem.
[0011]
In addition, when non-foamed and foamed foams of various rubbers and foams of various plastics are used for the cushion layer, the polishing pad is more durable than the polyurethane-impregnated non-woven fabric. It is possible to replace only the polishing layer and reuse the cushion layer, which is advantageous in terms of cost. Conventionally, the double-sided adhesive tape A has a very high adhesive force at the interface with the cushion layer. Since it was used, it was not easy to replace only the polishing layer.
[0012]
That is, in the conventional polishing pad, the ease of replacement of the polishing pad was not considered.
[0013]
As described above, no consideration has been given to how to design the material used for bonding the layers.
[0014]
An object of the present invention is to provide a polishing pad for mechanically flattening the surface of an insulating layer or a metal wiring formed on a silicon substrate, while maintaining polishing characteristics while replacing the polishing pad or the like. It is an object of the present invention to provide a polishing pad which is easy to handle, a polishing apparatus using the polishing pad, and a polishing method using the polishing pad.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention has the following configurations. That is,
(1) In a polishing pad composed of an adhesive layer and another single layer or a plurality of layers, at least an interface between the adhesive layer and any other layer and an interface between the adhesive layer and the polishing platen. A polishing pad characterized in that the 180-degree peeling adhesive force at one interface is 1.0 N / cm or more and 6.5 N / cm or less;
(2) a polishing head, the polishing pad facing the polishing head, a polishing platen for fixing the polishing pad, and a driving device for rotating the polishing head and / or the polishing platen. Polishing equipment,
(3) The object to be polished is fixed to a polishing head, and the polishing is performed by rotating the polishing head and / or the polishing platen in a state where the polishing pad fixed to the polishing platen is brought into contact with the object to be polished. A polishing method characterized by the following.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The polishing pad of the present invention provides an interface between the pressure-sensitive adhesive layer and any other layer and the pressure-sensitive adhesive layer and a polishing platen to provide a polishing pad that is easy to handle when the polishing pad is replaced or the like. It is essential that the 180-degree peeling adhesive force at at least one of the interfaces with 1.0 is not less than 1.0 N / cm and not more than 6.5 N / cm. Preferably, it is 1.5 N / cm or more and 6.0 N / cm or less. If the 180-degree peeling adhesive strength is less than 1.0 N / cm, the polishing pad will peel off from the polishing platen and the polishing layer will come off from the cushion layer during polishing, and the polishing characteristics will tend to be poor. Occurs. On the other hand, if it exceeds 6.5 N / cm, the adhesive strength between the polishing platen and the polishing platen is too high at the interface between the polishing platen and the pressure-sensitive adhesive layer. The adhesive of the double-sided adhesive tape remains on the surface plate, and a large force is required to peel off the polishing pad, and if the attachment of the polishing pad to the polishing surface plate fails, it is impossible to start over. Further, by setting the 180-degree peeling adhesive force at the interface between the pressure-sensitive adhesive layer and any other layer at 6.5 N / cm or less, it is possible to easily replace only the polishing layer. In addition, the 180-degree peeling adhesive force in the present invention refers to a value measured by a method described in JIS Z0237.
[0017]
In the present invention, on the effect of the present invention that the handling is easy when the polishing pad is replaced, etc., in the polishing pad composed of an adhesive layer and another single layer or a plurality of layers, the adhesive layer, The 180-degree peeling force at at least one interface between the interface with any other layer and the interface between the pressure-sensitive adhesive layer and the polishing platen may be 1.0 N / cm or more and 6.5 N / cm or less. However, since the replacement of the polishing pad is often performed including the cushion layer, the 180-degree peeling adhesive force at the interface between the adhesive layer and the polishing platen is 1.0 N / cm or more and 6.5 N. / Cm or less.
[0018]
The material constituting the pressure-sensitive adhesive layer is not particularly limited as long as it has the above-mentioned adhesive strength. Specifically, various adhesives and tapes or papers, tapes or sheet-like materials provided with an adhesive on both the front and back surfaces of a substrate used simply for supporting the adhesive such as a cloth, for example, a double-sided adhesive tape. it can. Above all, the adhesive layer can be exposed by peeling off the release paper at the time of use, especially at the interface between the polishing layer and the cushion layer, and especially at the interface side with the polishing platen. A double-sided adhesive tape is preferable because it can be designed independently.
[0019]
The substrate of the double-sided pressure-sensitive adhesive tape is not particularly limited. Specifically, resin films such as paper, nonwoven fabric, cloth, glass cloth, polyethylene, polypropylene, polyester, vinyl chloride, polytetrafluoroethylene, and polyimide; foams such as polyethylene, polyurethane, and acrylic; and metal foils such as aluminum and copper Can be mentioned.
The pressure-sensitive adhesive of the double-sided pressure-sensitive adhesive tape is not particularly limited. Specific examples include various rubber-based, acrylic-based, and silicone-based pressure-sensitive adhesives. Further, a double-sided pressure-sensitive adhesive tape also includes a film in which only a pressure-sensitive adhesive is formed into a uniform film without using a base material.
[0020]
In the present invention, in the double-sided pressure-sensitive adhesive tape, the 180-degree peel strength of the pressure-sensitive adhesive surface may be the same or different on the front and back surfaces. In particular, when using a cushion layer such as a polyurethane-impregnated nonwoven fabric having a small contact area on the surface to be adhered and a low adhesive strength to a double-sided adhesive tape, the double-sided adhesive tape to be used has an adhesive force at an interface with the cushion layer. It is preferable to use a double-sided pressure-sensitive adhesive tape having a high adhesiveness and a low adhesive force at the interface with the polishing platen.
[0021]
The method for forming the pressure-sensitive adhesive layer in the present invention is not particularly limited. Specifically, various adhesives and adhesive solutions are applied to the polishing layer and the cushion layer by various application methods such as brush coating, spray coating, spin coating, and dip coating, and a double-sided adhesive tape is applied to the polishing layer and the cushion layer. A method such as pressure bonding using a laminator can be used.
[0022]
The polishing pad of the present invention can be preferably used whether it is composed of a single layer or a plurality of layers. However, when the polishing pad of the present invention is used for flattening a semiconductor wafer by CMP, the polishing pad is a layer other than the adhesive layer, and at least two layers having different hardnesses are used, since the polishing pad is excellent in following the undulation of the wafer. Preferably, a layer is used. Further, the hardness of the layer constituting the polishing pad is preferably such that the hardness of the outermost surface is higher than the hardness of the layer other than the pressure-sensitive adhesive layer and the layer closest to the layer. In this case, the layer with the highest hardness on the outermost surface is a layer other than the polishing layer and the pressure-sensitive adhesive layer, and the layer with the lowest hardness closest to the layer functions as a cushion layer. That is, in the case of a single layer, a polishing layer and a double-sided adhesive tape A 'are bonded in this order, and in the case of a two-layer, a polishing layer, a double-sided adhesive tape A', a cushion layer, and a double-sided adhesive tape B 'are bonded in this order. It will be. The double-sided adhesive tape A 'and the double-sided adhesive tape B' may be the same or different.
[0023]
The hardness of the outermost layer, that is, the polishing layer, is preferably 80 degrees or more in micro rubber A hardness. If the micro rubber A hardness is less than 80 degrees, the flattening characteristics tend to deteriorate, which is not preferable. More preferably, it is 90 degrees or more. The hardness of the layer adjacent to the outermost layer, that is, the cushion layer is preferably lower than the hardness of the polishing layer, and more preferably 10 degrees or more in order to obtain good cushioning properties. The micro rubber A hardness in the present invention refers to a value measured by a micro rubber hardness meter MD-1 manufactured by Kobunshi Keiki Co., Ltd. The micro rubber hardness tester MD-1 makes it possible to measure the hardness of thin and small samples which were difficult to measure with a conventional hardness tester. Since it is designed and manufactured as a reduced model of No. 5, the measured value can be considered to be the same as the measured value of the spring type rubber hardness meter A type. Note that a normal polishing pad cannot be evaluated with a spring-type rubber hardness meter because the thickness of a polishing layer or a hard layer is too thin, 5 mm or less, but can be evaluated with the micro rubber hardness meter MD-1.
[0024]
The material and structure of the polishing layer and the cushion layer constituting the polishing pad in the present invention are not particularly limited.
[0025]
The material of the polishing layer in the present invention is not particularly limited. Specifically, polyethylene, polypropylene, polyester, polyurethane, polyurea, polystyrene, polyvinyl chloride, polyvinylidene fluoride, polymethyl methacrylate, polycarbonate, polyamide, polyacetal, polyimide, epoxy resin, unsaturated polyester resin, melamine resin, phenol resin, Various laminates such as ABS resin, bakelite, epoxy resin / paper, epoxy resin / fiber, FRP, natural rubber, neoprene rubber, chloroprene rubber, butadiene rubber, styrene butadiene rubber, acrylonitrile butadiene rubber, ethylene propylene rubber, silicone rubber, fluorine Various rubbers such as rubber can be used.
[0026]
The polishing layer of the present invention preferably has a foamed structure in that the polishing rate is high and dust and scratches can be reduced. Known methods can be used as a method for forming the foamed structure on the polishing pad. For example, a method in which various foaming agents are blended in a monomer or a polymer and then foamed by heating or the like, or the hollow microbeads are dispersed and cured in the monomer or the polymer, and the microbeads are closed cells. After the method, the molten polymer is mechanically stirred and foamed, then cooled and cured, and the solution obtained by dissolving the polymer in a solvent is formed into a sheet into a film. Examples of the method include a method of immersion to extract only the solvent, a method of impregnating a monomer into a sheet-like polymer having a foamed structure, and then polymerizing and curing. The foam structure of the polishing pad in the present invention may be either open cells or closed cells. In the case of open cells, the abrasive penetrates into the polishing pad during polishing, and the polishing such as hardness and elastic modulus is performed. Since the polishing properties may be deteriorated due to changes in pad physical properties over time, closed cells are preferred. Among these, the formation of the foam structure of the polishing layer and the control of the bubble diameter were relatively simple, and the preparation of the polishing layer was also simple, in that the monomer was impregnated into a sheet-like polymer having a foam structure. Thereafter, a method of polymerizing and curing is preferable.
[0027]
The average cell diameter of the polishing layer is preferably 500 μm or less in the case of closed cells in that good global flatness and local flatness are obtained. The average bubble diameter is preferably 300 μm or less, more preferably 100 μm or less.
[0028]
The density of the polishing layer is 0.5 to 1.0 g / cm. ³ It is preferable that 0.5g / cm ³ If it is lower, the global flatness tends to be poor due to a decrease in flexural modulus, and 1.0 g / cm ³ If it is higher, uniformity is deteriorated due to an increase in flexural modulus, and scratches and dust tend to be easily generated on the polished semiconductor substrate surface. 0.6-0.9g / cm ³ Is more preferable.
[0029]
Next, a method for obtaining a polishing layer used for the polishing pad of the present invention will be specifically described with reference to examples. The polishing layer used in the present invention can be obtained by impregnating a resin material into a sheet-like polymer having a foamed structure, and converting the resin material into a resin. The polishing layer obtained by such a method suitably contains fine bubbles, and the adjustment of the bubbles contained in the polishing layer is easy, and the adjustment of the hardness is also easy. And possibly due to its structural characteristics, it can be obtained as having excellent polishing characteristics.
[0030]
The material of the sheet-like polymer having a foamed structure is not particularly limited as long as it can be impregnated with a resin raw material. Specifically, various rubbers such as polyurethane, polyurea, soft vinyl chloride, natural rubber, neoprene rubber, chloroprene rubber, butadiene rubber, styrene butadiene rubber, acrylonitrile butadiene rubber, ethylene propylene rubber, silicone rubber, and fluoro rubber are used as main components. Resin sheet, cloth, non-woven fabric, paper and the like. Further, these sheet-like polymers may contain various additives such as abrasives, lubricants, antistatic agents, antioxidants, and stabilizers for the purpose of improving the characteristics of the polishing pad to be manufactured. good. Among these, a material containing polyurethane as a main component is preferable because the bubble diameter can be controlled relatively easily. Polyurethane is a polymer synthesized based on a polyisocyanate polyaddition reaction or polymerization reaction. The compound used as the symmetry of the polyisocyanate is an active hydrogen compound, that is, a compound containing two or more polyhydroxy groups or amino groups. Examples of the polyisocyanate include, but are not limited to, tolylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, naphthalene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, and isophorone diisocyanate. A typical example of the polyhydroxy group-containing compound is a polyol, such as polyether polyol, polytetramethylene ether glycol, epoxy resin-modified polyol, polyester polyol, acrylic polyol, polybutadiene polyol, and silicone polyol. It is preferable to determine the combination and the optimal amount of the polyisocyanate and the polyol, the catalyst, the foaming agent and the foam stabilizer depending on the hardness, the cell diameter and the expansion ratio.
[0031]
The sheet-shaped polymer having a foamed structure contains bubbles, but the average cell diameter is to be determined according to the type of the resin raw material and the sheet-shaped polymer to be used and the characteristics of the polishing layer to be produced. Although it cannot be said, for example, when using polyurethane, the thickness is preferably 500 μm or less in that the global flatness of the polishing layer to be manufactured and the local flatness which is the flatness of the local unevenness of the semiconductor substrate are good. . The average bubble diameter is preferably 300 μm or less, more preferably 100 μm or less. The average cell diameter is a value measured by observing the cross section of the polishing layer with a SEM at a magnification of 200 times, then measuring the cell diameter of a recorded SEM photograph with an image processing apparatus, and taking the average value.
[0032]
The density of the sheet-like polymer having a foamed structure is to be determined according to the type of the resin raw material and the sheet-like polymer to be used, and the characteristics of the polishing layer to be produced. 0.5 to 1.0 g / cm when used ³ It is preferable that 0.5g / cm ³ If it is lower, the global flatness tends to be poor due to a decrease in the bending elastic modulus of the manufactured polishing layer, and 1.0 g / cm ³ If the height is higher, the uniformity is deteriorated due to an increase in the bending elastic modulus of the manufactured polishing layer, and scratches and dust tend to be easily generated on the polished semiconductor substrate surface. 0.6-0.9g / cm ³ Is more preferable. The density refers to a value measured by a method described in Japanese Industrial Standard (JIS) K7222.
[0033]
The type of the resin material to be impregnated is not particularly limited as long as it undergoes a polymerization reaction such as addition polymerization, polycondensation, polyaddition, addition condensation, and ring-opening polymerization. Specific examples include a vinyl compound, an epoxy compound, an isocyanate compound, and a dicarboxylic acid. Among these, vinyl compounds are preferred because they can be easily impregnated and polymerized into a sheet polymer. Specifically, methyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl acrylate, ethyl methacrylate, propyl acrylate, propyl methacrylate, n-butyl acrylate, n-butyl methacrylate, isobutyl acrylate, isobutyl methacrylate, methyl (α-ethyl) acrylate, ethyl (α- Ethyl) acrylate, propyl (α-ethyl) acrylate, butyl (α-ethyl) acrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, isodecyl methacrylate, n-lauryl methacrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, 2-hydroxypropyl methacrylate, 2-hydroxybutyl Methacrylate, dimethylaminoethyl methacrylate, diethylaminoethyl methacrylate, glycidyl methacrylate G, isobornyl methacrylate, acrylic acid, methacrylic acid, fumaric acid, dimethyl fumarate, diethyl fumarate, dipropyl fumarate, maleic acid, dimethyl maleate, diethyl maleate, dipropyl maleate, N-isopropylmaleimide, N- Cyclohexylmaleimide, N-phenylmaleimide, N, N '-(4,4'-diphenylmethane) bismaleimide, bis (3-ethyl-5-methyl-4-maleimidophenyl) methane, acrylonitrile, acrylamide, vinyl chloride, vinylidene chloride , Styrene, α-methylstyrene, divinylbenzene, ethylene glycol dimethacrylate, diethylene glycol dimethacrylate, triethylene glycol dimethacrylate, tetraethylene glycol dimethacrylate, Ali Methacrylate, and the like. Among them, acrylic acid, methacrylic acid, methyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl acrylate, ethyl methacrylate, propyl acrylate, propyl methacrylate, n-butyl acrylate, n-butyl methacrylate, isobutyl acrylate, isobutyl methacrylate, methyl (α-ethyl) Acrylate, ethyl (α-ethyl) acrylate, propyl (α-ethyl) acrylate, and butyl (α-ethyl) acrylate are preferred in that they can easily impregnate and polymerize the sheet polymer. These resin raw materials may be used alone or in combination of two or more. Various additives such as an abrasive, a lubricant, an antistatic agent, an antioxidant, and a stabilizer may be added to these resin raw materials for the purpose of improving the characteristics of the polishing layer to be produced.
[0034]
The polymerization initiator or curing agent for polymerizing or curing the resin material used in the polishing layer of the present invention is not particularly limited, and can be appropriately used according to the type of the resin material. For example, when a vinyl compound is used as a resin material, azobisisobutyronitrile, azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), azobiscyclohexanecarbonitrile, benzoyl peroxide, lauroyl peroxide, isopropyl peroxydicarbonate, etc. Radical initiators can be used. Further, a redox polymerization initiator, for example, a combination of a peroxide and an amine can also be used. These polymerization initiators and curing agents may be used alone or in combination of two or more.
[0035]
Further, in the present invention, a method in which a resin material is brought into contact with a sheet-like polymer having a foamed structure in a container containing the resin material, and the resin material is contained therein and polymerized and cured can be employed. At this time, it is also preferable to perform treatments such as heating, pressurizing, depressurizing, stirring, shaking, and ultrasonic vibration in order to increase the impregnation speed.
[0036]
The amount of resin material impregnated into the sheet polymer having a foamed structure should be determined by the type of the resin material and the sheet polymer to be used and the characteristics of the polishing layer to be produced. However, for example, when methyl methacrylate is used as the resin raw material and polyurethane is used as the sheet polymer, the content ratio of the polymer to the polyurethane polymerized from the mixture of the resin raw materials in the polymerized and cured product is 40/60 by weight. It is preferably about 70/30. When the content ratio of the polymer obtained from the mixture of the resin raw materials is less than 40 by weight, the global flatness tends to be poor due to a decrease in flexural modulus, which is not preferable. On the other hand, if the content ratio exceeds 70, uniformity is deteriorated due to an increase in flexural modulus, and dust and scratch tend to increase. More preferably, the content ratio of the polymer polymerized from the resin raw material to the polyurethane is 40/60 to 65/35 by weight. The content of the polymer and polyurethane obtained from the resin raw material in the cured polymer can be measured by pyrolysis gas chromatography / mass spectrometry. As a device that can be used in this method, a double-shot pyrolyzer “PY-2010D” (manufactured by Frontier Laboratories) is used as a pyrolysis device, and “TRIO-1” (manufactured by VG) is used as a gas chromatograph / mass spectrometer. Can be mentioned.
[0037]
Examples of the polymerization curing method include a method in which a sheet-like polymer having a foamed structure impregnated with a resin raw material is inserted into a mold made of a gas barrier material and heated, but is not limited to this method.
[0038]
Examples of the gas barrier material include inorganic glass, metals such as aluminum, copper, iron, and SUS; resins having gas barrier properties such as polyvinyl alcohol (PVA), ethylene-vinyl acetate copolymer (EVA), and polyamide; films; Laminated resins, films, etc. of a resin having gas barrier properties such as polyvinyl alcohol (PVA), ethylene-vinyl acetate copolymer (EVA), polyamide, etc. and a polyolefin resin produced by methods such as extrusion molding, lamination, and coating. No. Among them, inorganic glass and metal are preferred because they have heat resistance and the surface properties of the polishing pad to be produced are good.
[0039]
The method for inserting the sheet-like polymer having a foamed structure impregnated with a resin raw material into a mold made of a gas barrier material is not particularly limited. Specifically, a gasket made of an elastic material having a gas barrier property such as soft vinyl chloride, neoprene rubber, butadiene rubber, styrene butadiene rubber, ethylene propylene rubber, etc. is arranged around a resin plate, and two sheets of gasket are placed through the gasket. A method of sandwiching a resin plate with a plate made of a gas barrier material, a method of inserting and sealing a resin plate in a housing made of a gas barrier material, a method of inserting and sealing a resin plate in a bag made of a gas barrier film, and the like. Can be Further, when there is a possibility that the film may be broken during polymerization curing, such as a bag, it is also preferable to put it in a housing having a gas barrier property. When polymerized and cured without being inserted into a mold made of a gas barrier material, the resin raw material volatilizes from the resin plate, and the quality reproducibility of the manufactured polishing layer tends to be insufficient. As a result, the polishing characteristics tend to be unstable, which is not preferable.
[0040]
In addition, the order of the step of impregnating the resin material into the sheet polymer having the foamed structure and the step of inserting the sheet polymer having the foamed structure impregnated with the resin material into the mold made of the gas barrier material are not particularly limited. Not something. Specifically, (1) a method in which a sheet-shaped polymer is immersed in a tank containing a resin raw material to impregnate the resin raw material, and then taken out of the tank and inserted into a mold made of a gas barrier material. (2) A method in which a sheet-shaped polymer is inserted into a mold made of a gas barrier material, and a resin material is injected into the mold, sealed, and impregnated with the resin material. Can be mentioned. Above all, (2) is preferable because the odor of the resin raw material is not scattered and the working environment is good.
[0041]
The heating method for polymerization curing is not particularly limited. Specifically, heating in an air bath such as a hot air oven, heating in a water bath or oil bath, heating by a jacket or a hot press, and the like can be mentioned. Among these, heating in a water bath, an oil bath, or a jacket is preferable because the heat capacity of the heat medium is large and the heat generated by polymerization during polymerization curing can be quickly dissipated.
[0042]
The heating temperature and time should be determined according to the type of resin material, the type and amount of the polymerization initiator, the thickness of the resin plate, and the like. For example, methyl methacrylate for the resin material, azobisisobutyronitrile for the polymerization initiator, and sheet When polyurethane is used as the polymer, the polymer can be cured by heating at 70 ° C. for about 10 hours and then at 120 ° C. for about 3 hours.
[0043]
In addition, as a polymerization curing method other than heating, polymerization curing by light, electron beam, or radiation irradiation can be exemplified. In this case, it is preferable to mix a polymerization initiator, a sensitizer, and the like as necessary in the resin raw material.
[0044]
For example, in the case where a vinyl compound is used as a resin raw material and polyurethane is used as a sheet-like polymer, the polymerized cured product may contain a polymer obtained from the vinyl compound and polyurethane in an integrated manner when the polishing layer is formed. This is preferable because the polishing characteristics are stable. As used herein, the term "integrally containing the polymer obtained from the vinyl compound and the polyurethane" means that the phase of the polymer obtained from the vinyl compound and the phase of the polyurethane are not separated from each other. Then, the infrared spectrum obtained by observing various portions of the layer having essentially the polishing function in the polishing layer with a micro-infrared spectroscope having a spot size of 50 μm shows the infrared spectrum of the polymer obtained from the vinyl compound. It has an absorption peak and an infrared absorption peak of polyurethane, and the infrared spectra at various places are almost the same. As the micro-infrared spectrometer used here, “IR μs” (manufactured by SPECTRA-TECH) can be mentioned.
[0045]
The polishing layer can be completed by grinding the front and back surfaces of the cured polymer to a required thickness, or by slicing to the required thickness. A known device such as an NC router, a diamond disk, a belt sander or the like can be used for the grinding process, and a band knife, planer or the like can be used for the slicing process without any particular limitation.
[0046]
The thickness of the polishing layer is preferably from 0.1 to 10 mm. When the thickness is less than 0.1 mm, the mechanical properties of the polishing platen located on the cushion layer or the lower layer preferably used as a base of the polishing pad are more remarkably reflected on the polishing properties than on the mechanical properties of the polishing layer itself. On the other hand, if the thickness is more than 10 mm, the mechanical properties of the cushion layer are not reflected, and the followability of the semiconductor substrate against the undulation tends to decrease, and the uniformity tends to deteriorate. It is more preferably 0.2 to 5 mm, more preferably 0.5 to 2 mm.
[0047]
The surface of the polishing layer in the present invention is preferably subjected to processing of grooves, holes and the like for the purpose of improving the retention and fluidity of the polishing slurry, the efficiency of removing the polishing debris from the polishing layer surface, and the like. The method of forming grooves and holes on the surface of the polishing layer is not particularly limited. Specifically, a method of forming a groove by cutting the surface of the polishing layer using a device such as a router, and bringing a heated mold, a heat wire, etc. into contact with the surface of the polishing layer to melt the contact portion. A method of forming a polishing layer having grooves formed from the beginning by using a mold having grooves formed therein, a method of forming holes with a drill, a Thomson blade, or the like. Further, the shapes and diameters of the grooves and holes are not particularly limited. Specifically, a grid shape, a dimple shape, a spiral shape, a concentric shape, and the like can be given.
[0048]
The material of the cushion layer in the present invention is not particularly limited. Specifically, polyurethane-impregnated nonwoven fabrics commonly used at present, polyethylene, polypropylene, polyester, polyurethane, polyurea, polystyrene, foams of various plastics such as polyvinyl chloride, neoprene rubber, butadiene rubber, styrene-butadiene rubber, acrylonitrile Various rubbers such as butadiene rubber, ethylene propylene rubber, silicone rubber, urethane rubber, and fluorine rubber, and foams thereof can be used. When the cushion layer is a foam, the cells may be either open cells or closed cells. The method for forming bubbles is not particularly limited. Specifically, a method of mixing a foaming agent in a cushion layer material and then heating and foaming, a method of mixing thermally expandable fine particles in the cushion layer material and then heating to expand the fine particles, and a method of forming hollow fine particles in the cushion layer material The method of mixing and curing after mixing, the method of mechanically mixing air bubbles in the material of the cushion layer, the method of curing, the method of immersing the solution in which the material of the cushion layer is dissolved in a good solvent in the poor solvent, and the method of wet coagulation, etc. No.
[0049]
In the present invention, when a non-foamed body of various rubbers and a foamed body of various plastics or rubbers are used for the cushion layer, the rigidity of the cushion layer itself is high, so that even if the polishing pad is slightly deformed or warped during polishing, the polishing is performed. Since the pad is difficult to peel off at the interface between the double-sided adhesive tape B ′ and the polishing platen and the contact area of the surface to be adhered to the double-sided adhesive tape is large, the interface between the double-sided adhesive tape A ′ and the cushion layer and the cushion The adhesive force at the interface between the layer and the double-sided pressure-sensitive adhesive tape B ′ is high, and during polishing, the polishing pad forms an interface between the double-sided pressure-sensitive adhesive tape A ′ and the cushion layer or the cushion layer and the double-sided pressure-sensitive adhesive tape B ′. It is difficult to peel off from the interface, and there is a tendency that a double-sided adhesive tape having a low adhesive strength can be used. In this case, if a double-sided adhesive tape having a high adhesive force at the interface with the cushion layer and a low adhesive force at the interface with the polishing platen is used for the double-sided adhesive tape B ′, the adhesiveness to the polishing platen during polishing is reduced. A polishing pad that has both good polishing characteristics and easy handling, such as easy removal and easy handling when replacing the polishing pad, can be obtained because the force can be increased. When a double-sided adhesive tape having a high adhesive force at the interface with the polishing layer and a low adhesive force at the interface with the cushion layer is used for the double-sided adhesive tape A ′, the polishing pad may be deteriorated due to a decrease in polishing characteristics. When it is necessary to replace the polishing layer, remove the polishing layer with reduced characteristics from the cushion layer with the cushion layer fixed to the polishing platen, and then replace the polishing layer by attaching a new polishing layer. It preferred because it is easily possible.
[0050]
When the cushion layer is a foam of various plastics or various rubbers, its density is 0.5 g / cm. ³ It is preferable that it is above. 0.5g / cm ³ If it is less than 3, the contact area of the surface to be adhered becomes small, and the adhesive force at the interface with the double-sided adhesive tape tends to be low.
[0051]
The preferred thickness of the cushion layer is 0.1 to 10 mm. If it is smaller than 0.1 mm, the uniformity tends to deteriorate. If it is larger than 10 mm, global flatness and local flatness tend to be impaired. It is preferably from 0.2 to 5 mm, more preferably from 0.5 to 2 mm.
[0052]
The polishing target of the polishing pad of the present invention is not particularly limited, but can be preferably used for polishing a semiconductor substrate. More specifically, the surface of an insulating layer or a metal wiring formed on a semiconductor wafer is preferable as a polishing target. Specifically, the insulating layer includes an interlayer insulating film or a lower insulating film of metal wiring, a shallow trench isolation (STI) used for element isolation, and the metal wiring includes aluminum, tungsten, copper, or the like. And structurally, there are damascene, dual damascene, plug and the like. Currently, silicon oxide is mainly used as the insulating film, but use of a low dielectric constant insulating film is being studied due to the problem of delay time, and any of them can be polished in the polishing pad of the present invention. When copper is used for the metal wiring, a barrier metal such as silicon nitride is also polished. In addition to the semiconductor substrate, it can be preferably used for polishing magnetic members, optical members such as a hard disk, a color filter for a liquid crystal display, a back plate for a plasma display, and ceramics and sapphire.
[0053]
Next, a polishing apparatus and a polishing method using the polishing pad of the present invention will be described.
[0054]
The polishing apparatus is not particularly limited, but when used for polishing a semiconductor substrate, a polishing head, a polishing platen for fixing the polishing pad of the present invention, and a polishing head, a polishing platen or both. Is preferably provided.
[0055]
As a polishing method, first, the polishing pad of the present invention is fixed to a polishing platen of a polishing apparatus so that the polishing pad faces the polishing head. The semiconductor substrate is fixed to the polishing head by a method such as a vacuum chuck. The polishing table is rotated, and the polishing head is rotated in the same direction as the rotation of the polishing table, and pressed against the polishing pad. At this time, the polishing agent is supplied from a position where the polishing agent enters between the polishing pad and the semiconductor substrate. The pressing pressure is usually performed by controlling the force applied to the polishing head. The pressing pressure is preferably 0.01 to 0.2 MPa because good polishing characteristics can be obtained.
[0056]
In the method of polishing a semiconductor substrate using the polishing pad of the present invention, before polishing the semiconductor substrate, it is preferable to roughen the polishing pad surface using a conditioner in order to obtain good polishing characteristics. You. The conditioner is a wheel to which diamond abrasive grains are electrodeposited and fixed. For example, a conditioner model name “CMP-M” or “CMP-N” or “CMP-L” of Asahi Diamond Industrial Co., Ltd. And the like can be given as specific examples. The particle size of the diamond abrasive can be selected in the range of 10 μm to 300 μm. The pressing pressure of the conditioner is arbitrarily selected in the range of 0.005 MPa to 0.2 MPa. In addition, after one or more polishing operations, the polishing rate is stabilized for batch dressing, which uses a conditioner to condition the polishing pad before the next polishing, and in-situ dressing, which performs dressing simultaneously with polishing. It can be preferably carried out to perform
[0057]
Advantageous Effects of Invention According to the present invention, it is possible to provide a polishing pad that is easy to handle when replacing a polishing pad while maintaining polishing characteristics, a polishing apparatus using the polishing pad, and a polishing method using the polishing pad. .
[0058]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. In addition, various evaluations were performed as follows.
[0059]
The 180-degree peeling of the adhesive surface was measured by the method described in JIS Z0237.
[0060]
The micro rubber A hardness of the polishing layer and the cushion layer was measured by a micro rubber A hardness meter “MD-1” (manufactured by Kobunshi Keiki Co., Ltd.).
[0061]
The density of the polishing layer was measured by the method described in JIS K7222.
[0062]
The average bubble diameter of the polishing layer was determined by using a scanning electron microscope “SEM2400” (manufactured by Hitachi, Ltd.) and analyzing the photograph of the pad cross section at a magnification of 200 × with an image processing apparatus. The diameter of all existing bubbles was measured, and the average value was defined as the average bubble diameter.
[0063]
Polishing evaluation was performed as follows.
[0064]
1. Test wafer
(1) Test wafer for global flatness evaluation
A 10 mm square die is placed on a 4-inch silicon wafer with an oxide film (oxide film thickness: 2 μm). Mask exposure is performed using a photoresist, and a line having a width of 20 μm and a height of 0.7 μm is arranged in a 10-mm square die by RIE in a 230 μm space on the left half in a line-and-space manner. A 0.7 μm line is arranged in a line and space on the right half in a space of 20 μm. The test wafer for global flatness evaluation thus manufactured was used.
[0065]
(2) Test wafer for uniformity evaluation
A 4-inch silicon wafer with an oxide film (oxide film thickness: 1 μm) was used.
[0066]
2. Polishing method
A double-sided adhesive tape "442JS" (manufactured by Sumitomo 3M Limited) or "7021" (manufactured by Teraoka Seisakusho) is stuck under the polishing layer to be tested, and the nonwoven fabric wet polyurethane or acrylonitrile butadiene as a cushion layer is attached. A rubber sheet “TKNL-7007-HP” (manufactured by Tigers Polymer Co., Ltd.) and a double-sided adhesive tape “442JS” or “4591HL” (manufactured by Sumitomo 3M Limited) or “7222” "769" (above, manufactured by Teraoka Seisakusho Co., Ltd.) was adhered to prepare a two-layer polishing pad. Next, the polishing pad was stuck on a surface plate of a polishing machine “LM-15E” (manufactured by Wrap Master SFT Co., Ltd.). Then, using a diamond conditioner “CMP-M” (manufactured by Asahi Diamond Industry Co., Ltd.) (diameter 142 mm), pressing pressure 0.04 MPa, polishing plate rotation speed 25 rpm, conditioner rotation speed 25 rpm, and the same direction as the polishing platen. And the polishing pad was conditioned for 5 minutes while supplying pure water onto the polishing pad at 10 ml / min. After cleaning the polishing pad for 2 minutes while supplying pure water onto the polishing pad at 100 ml / min, a test wafer for global flatness evaluation was attached to the polishing head, and a polishing slurry having a working concentration described in the instruction manual was used. While supplying SC-1 ″ (manufactured by Cabot Corporation) onto the polishing pad at 35 ml / min, the polishing plate was rotated in the same direction as the polishing platen at a polishing pressure of 0.04 MPa, a polishing platen rotation speed of 45 rpm, and a polishing head rotation speed of 45 rpm. Polishing was performed for a predetermined time. The surface of the wafer was not dried, and the surface of the wafer was washed with a polyvinyl alcohol sponge while applying pure water immediately, and dried by blowing dry compressed air. The oxide film thickness of the 20 μm line and 230 μm line in the center 10 mm die of the test wafer for global flatness evaluation was measured using “Lambda Ace” VM-2000 (manufactured by Dainippon Screen Mfg. Co., Ltd.), and the respective thicknesses were measured. Was evaluated as global flatness.
[0067]
The same conditioning as described above was performed, and the thickness of the oxide film on the surface was measured at 198 points determined in advance using "Lambda Ace" VM-2000 (manufactured by Dainippon Screen Mfg. Co., Ltd.). A test wafer was attached to a polishing head, and a polishing pressure of 0.04 MPa was applied while supplying a polishing slurry “SC-1” (manufactured by Cabot) having a working concentration described in an instruction manual at a rate of 35 ml / min onto a polishing pad. The polishing platen was rotated in the same direction as the polishing platen at a rotation speed of the polishing platen of 45 rpm and a polishing head rotation speed of 45 rpm to perform polishing for a predetermined time. The surface of the wafer is not dried, and the surface of the wafer is washed with a polyvinyl alcohol sponge while sprinkling with pure water immediately. The wafer is left to dry in a natural state, and the thickness of the polished oxide film is set to “Lambda Ace” VM-. Measured at 198 points determined using a 2000 (manufactured by Dainippon Screen Mfg. Co., Ltd.), the polishing rate at each point was calculated by the following equation (1), and the uniformity was calculated by the following equation (2). Was calculated.
[0068]

[0069]

[0070]
Example 1
100 parts by weight of polypropylene glycol, 90 parts by weight of diphenylmethane diisocyanate, 0.6 parts by weight of water, 1.1 parts by weight of an amine catalyst and 1.0 part by weight of a silicone foam stabilizer are mixed by a RIM molding machine and discharged into a mold. To form a foamed polyurethane sheet having a thickness of 3.0 mm (micro rubber A hardness: 47 degrees, density: 0.73 g / cm ³ , Average bubble diameter: 35 μm). The foamed polyurethane sheet was immersed in a mixed solution of 90 parts by weight of methyl methacrylate to which 0.2 parts by weight of azobisisobutyronitrile was added, 5 parts by weight of ethylene glycol dimethacrylate, and 5 parts by weight of N-phenylmaleimide for 30 minutes. Next, the foamed polyurethane sheet impregnated with methyl methacrylate, ethylene glycol dimethacrylate, and N-phenylmaleimide is sandwiched between two glass plates via a vinyl chloride gasket, and is placed at 70 ° C. for 10 hours and at 120 ° C. for 3 hours. The polymer was cured by heating for an hour. After releasing from between the glass plates, vacuum drying was performed at 50 ° C. The hard foam sheet thus obtained was sliced to a thickness of 1.25 mm to prepare a polishing layer. The obtained polishing pad has a micro rubber A hardness of 92 degrees and a density of 0.76 g / cm. ³ The average cell diameter was 40 μm, and the total content of poly (methyl methacrylate), poly (ethylene glycol dimethacrylate) and poly (N-phenylmaleimide) in the polishing pad was 51% by weight. The polishing layer was cut into a circle having a diameter of 380 mm, and its surface was subjected to a grid-like groove processing having a width of 2 mm, a depth of 0.5 mm, and a pitch width of 15 mm.
[0071]
Next, a double-sided adhesive tape "442JS" (manufactured by Sumitomo 3M Ltd., 180-degree peeling adhesive strength on the polishing layer side: 7.3 N / cm, 180-degree peeling adhesive strength on the cushion layer side: 7.3 N / cm), and it is laminated on a nonwoven fabric wet polyurethane (thickness: 1 mm, micro rubber A hardness: 53 degrees) as a cushion layer, and further, a double-sided adhesive tape “7222” (Teraoka Seisakusho Co., Ltd.) under the cushion layer 180 degrees peeling adhesive strength on the cushion layer side: 6.7 N / cm, 180 degrees peeling adhesive strength on the polishing platen side: 5.1 N / cm) to form a two-layer polishing pad. The layer polishing pad was stuck on a surface plate of a polishing machine, and polishing evaluation was performed.
[0072]
The polishing pad did not peel off during polishing. After the polishing was completed, the polishing pad could be easily removed from the polishing platen. The polishing time when the global step between the 20 μm-wide wiring region and the 230 μm-wide wiring region of the test wafer for global flatness evaluation became 0.2 μm was 4 minutes. Uniformity was 9.0%.
[0073]
Example 2
A double-sided adhesive tape “7021” (manufactured by Teraoka Seisakusho Co., Ltd., 180 ° peeling adhesive strength on the polishing layer side: 5.4 N / cm, 180 ° peeling adhesive strength on the cushion layer side: 5) was applied to the polishing layer produced in Example 1. .4 N / cm) and affix it on an acrylonitrile butadiene rubber sheet "TKNL-7007-HP" (Tigers Polymer Co., Ltd., thickness: 1 mm, micro rubber A hardness: 70 degrees) as a cushion layer. Under the cushion layer, a double-sided adhesive tape “769” (manufactured by Teraoka Seisakusho Co., Ltd., 180 ° peeling adhesive strength on the cushion layer side: 4.4 N / cm, 180 ° peeling adhesive strength on the polishing platen side: 2) .5 N / cm) to form a two-layer polishing pad. The two-layer polishing pad was mounted on a platen of a polishing machine, and polishing evaluation was performed in the same manner as in Example 1.
[0074]
The polishing pad did not peel off during polishing. After the polishing was completed, the polishing pad could be easily removed from the polishing platen. The polishing time when the global step between the 20 μm-wide wiring region and the 230 μm-wide wiring region of the test wafer for global flatness evaluation became 0.2 μm was 4 minutes. Uniformity was 8.9%.
[0075]
Comparative Example 1
The double-sided adhesive tape "442JS" (manufactured by Sumitomo 3M Limited, 180-degree peeling adhesive strength on the polishing layer side: 7.3 N / cm, 180-degree peeling adhesive strength on the cushion layer side: 7) was applied to the polishing layer prepared in Example 1. .3 N / cm), and then bonded on a non-woven fabric wet polyurethane (thickness: 1 mm, micro rubber A hardness: 53 degrees) as a cushion layer, and a double-sided adhesive tape “442JS” (Sumitomo 3M) under the cushion layer Co., Ltd., 180 ° peeling adhesive strength on the cushion layer side: 7.3 N / cm, 180 ° peeling adhesive strength on the polishing platen side: 7.3 N / cm), and polishing evaluation was performed in the same manner as in Example 1. Was done.
[0076]
Although the polishing pad did not peel off during polishing, when the polishing pad was peeled off from the polishing platen after the polishing was completed, the adhesive of the double-sided adhesive tape remained on the polishing platen, and it was difficult to peel off. The polishing time when the global step between the 20 μm-wide wiring region and the 230 μm-wide wiring region of the test wafer for global flatness evaluation became 0.2 μm was 4 minutes. Uniformity was 9.0%.
[0077]
Comparative Example 2
The double-sided adhesive tape "442JS" (manufactured by Sumitomo 3M Limited, 180-degree peeling adhesive strength on the polishing layer side: 7.3 N / cm, 180-degree peeling adhesive strength on the cushion layer side: 7) was applied to the polishing layer prepared in Example 1. .3 N / cm), and then bonded on a non-woven fabric wet polyurethane (thickness: 1 mm, micro rubber A hardness: 53 degrees) as a cushion layer, and a double-sided adhesive tape "4591HL" (Sumitomo 3M) under the cushion layer 180 ° peeling adhesive strength on the cushion layer side: 4.3 N / cm, 180 ° peeling adhesive strength on the lapping platen side: 0.2 N / cm manufactured by K.K. Was done.
[0078]
Part of the polishing pad peeled off during polishing. The polishing time when the global level difference between the 20 μm-wide wiring region and the 230 μm-wide wiring region of the test wafer for global flatness evaluation became 0.2 μm was 8 minutes. Uniformity was 24.8%.
[0079]
【The invention's effect】
Advantageous Effects of Invention According to the present invention, it is possible to provide a polishing pad that is easy to handle when replacing a polishing pad while maintaining polishing characteristics, a polishing apparatus using the polishing pad, and a polishing method using the polishing pad. .

Claims

In a polishing pad composed of an adhesive layer and another single layer or a plurality of layers, at least one interface of an interface between the adhesive layer and any other layer and an interface between the adhesive layer and a polishing platen. The polishing pad according to the above, wherein the 180-degree peeling adhesive strength is 1.0 N / cm or more and 6.5 N / cm or less.

2. The polishing pad according to claim 1, wherein the 180-degree peel strength at the interface between the pressure-sensitive adhesive layer and the polishing platen is 1.0 N / cm or more and 6.5 N / cm or less.

3. The polishing pad according to claim 1, wherein the material constituting the pressure-sensitive adhesive layer is a double-sided pressure-sensitive adhesive tape.

The polishing pad according to claim 3, wherein the adhesive surface of the double-sided adhesive tape has a 180-degree peeling adhesive force that differs between the front and back surfaces.

The polishing pad according to any one of claims 1 to 4, wherein at least two layers having different hardnesses are used as layers other than the pressure-sensitive adhesive layer.

The polishing pad according to any one of claims 1 to 5, wherein the hardness of the outermost layer is higher than the hardness of a layer other than the pressure-sensitive adhesive layer and the layer closest to the layer.

The polishing pad according to any one of claims 1 to 6, wherein at least one layer other than the pressure-sensitive adhesive layer has a non-foamed structure.

The polishing pad according to any one of claims 1 to 6, wherein at least one layer other than the pressure-sensitive adhesive layer has a foamed structure.

The polishing pad according to claim 1, wherein at least one layer other than the pressure-sensitive adhesive layer contains a polyurethane resin.

The polishing pad according to any one of claims 1 to 9, wherein at least one layer other than the pressure-sensitive adhesive layer contains a polyurethane resin and a polymer polymerized from a vinyl compound.

The polishing pad according to any one of claims 1 to 10, which is for polishing a semiconductor substrate.

A polishing head, the polishing pad according to any one of claims 1 to 11, facing the polishing head, a polishing platen for fixing the polishing pad, and a driving device for rotating the polishing head and / or the polishing platen. A polishing apparatus, comprising: a polishing apparatus;

The polishing apparatus according to claim 12, which is for polishing a semiconductor substrate.

12. A polishing head and / or a polishing platen are rotated while the polishing pad according to any one of claims 1 to 11 is fixed to a polishing head and fixed to a polishing platen. A polishing method characterized by performing polishing at least.

The polishing method according to claim 14, wherein the object to be polished is a semiconductor substrate.