JP2004259728A

JP2004259728A - Polishing pad

Info

Publication number: JP2004259728A
Application number: JP2003045585A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Hashisaka; 和彦橋阪; Masami Ota; 雅巳太田; Kunitaka Jiyou; 邦恭城
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 2003-02-24
Filing date: 2003-02-24
Publication date: 2004-09-16

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a polishing pad the polishing characteristics of which are little changed while the pad is stored and can be used for an extremely long time. <P>SOLUTION: The surface of the polishing layer of the polishing pad is covered with a material having a transmissivity of ≤50% to light rays in the whole wavelength region of 300-380 nm. A resin sheet-like material is preferably used as the material of the polishing pad. The polishing pad can be utilized suitably for a step of mechanically flattening the surface of an insulating layer or metal wiring formed on a semiconductor substrate composed of silicon etc. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、研磨パッドに関するものである。さらに詳しくは、本発明は、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好適に利用することができる研磨パッドに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、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より生じる半導体ウェーハ主面の凹凸が問題となっている。このため、積層により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：ＣｈｅｍｉｃａｌＭｅｃｈａｎｉｃａｌＰｏｌｉｓｈｉｎｇ）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（非特許文献１参照。）。
【０００３】
一般にＣＭＰ用の装置は、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行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。
【０００４】
現在ＣＭＰで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、両面粘着テープ、クッション層であるポリウレタン含浸不織布、両面粘着テープ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（特許文献１参照。）。
【０００５】
また、これらの研磨パッドはクリーンルーム内で使用されることから、ゴミ，異物付着の防止のために研磨パッドは、透明のポリエチレン製袋あるいは制電性を有する透明のポリエチレン製袋に密封されて梱包されていることが一般的である。
【０００６】
【非特許文献１】
「日経マイクロデバイス」１９９４年７月号、５０〜５７頁
【０００７】
【特許文献１】
特開平６−２１０２８号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、研磨層を構成する硬質発泡ポリウレタンは、保管中しだいに硬度等の物性変化が起こり、それに伴い研磨パッド使用時の研磨特性が不安定となる問題を有している。そのため、現在は研磨パッドの使用期限を定める等の対策により、この問題からの回避がなされている。すなわち、従来の研磨パッドにおいては、研磨パッド保管中の研磨特性変化自体を防止することに主眼を置いた提案がなかった。
【０００９】
本発明者らはこの課題を解決すべく鋭意検討を行った結果、日光や室内の蛍光灯の照明光への曝露と研磨層の物性変化との間に相関があることを見出し、さらには、日光や室内の蛍光灯の照明光に含まれる紫外線が研磨層の物性変化に大きく関与していることを突き止めた。
【００１０】
すなわち、研磨パッドが梱包されている袋を透過した紫外線によって、ポリウレタンのウレタン結合がラジカル開裂を起こして分解し、物性変化を起こすものと考えられるが、研磨層は発泡構造を有しているため、材質であるポリウレタンの物性が僅かに変化しただけでも、構造体である研磨パッド物性、さらには研磨特性に大きな影響を与えるものと考えられる。そこでさらなる検討を行った結果、研磨パッドの梱包の際、紫外線透過率の低い材料により研磨層表面を覆うことで、研磨パッド保管中の物性変化防止さらには研磨特性変化防止に顕著な効果が得られ、研磨パッドの可使時間を飛躍的に延ばすことができることを見出し、本発明の完成に至ったものである。
【００１１】
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に好適に用いられる研磨パッドにおいて、保管中の研磨特性変化が少なく、可使時間が非常に長い研磨パッドを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題の解決のために、本発明は以下の構成からなる。すなわち、本発明の研磨パッドは、研磨層表面が、光の３００〜３８０ｎｍの波長域全域における透過率が５０％以下である材料により覆われていることを特徴とする研磨パッドである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の研磨パッドにおいては、日光や室内の蛍光灯の照明光に一般的に含まれる紫外線の波長域である、３００〜３８０ｎｍの波長域全域における透過率が５０％以下である材料により、少なくとも研磨パッドを構成する研磨層の表面が覆われていることが必須である。
【００１４】
光の３００〜３８０ｎｍの波長域全域における透過率が５０％を超える場合は、研磨パッド保管中の物性変化防止と研磨特性変化防止が不十分となるため好ましくない。研磨層表面が、光の３００〜３８０ｎｍの波長域全域における透過率が２０％以下である材料により覆われていることが、研磨パッド保管中の物性変化防止さらには研磨特性変化防止に更に顕著な効果が得られる。なお、本発明における光の透過率は、分光光度計により当該波長域について測定した値をいう。
【００１５】
本発明において、光の３００〜３８０ｎｍの波長域全域における透過率が５０％以下である材料は、当該波長域全域における光の透過率が本発明範囲を満たしていれば特に限定されるものではない。このような材料としては、具体的には、紙、樹脂、金属およびガラス等を挙げることができる。これらの中でも、軽重量であること、耐衝撃性があること、および材料自体からの発塵がないこと等の点から樹脂材料が好ましく用いられる。
【００１６】
好適な樹脂として、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、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、シリコーンゴムおよびフッ素ゴム等の各種ゴム等を使用することができる。これらの中でも特に好ましい材料としては、ポリエチレン、ポリプロピレンおよびポリエステル等が挙げられる。また、樹脂材料は樹脂単独でなくとも、例えば、シリカ、アルミナ等の金属酸化物やアルミ等の金属を蒸着した各種樹脂材料やアルミ、銅等の金属と各種樹脂材料との積層物等、主に樹脂により構成されているものについても好適に使用することができる。
【００１７】
本発明において、光の３００〜３８０ｎｍの波長域全域における透過率が５０％以下である材料を得る方法は特に限定されるものではない。具体的には、光の当該波長域全域における透過率が、本発明範囲を満たしている材料そのものを使用する方法や、光の当該波長域全域における透過率が本発明範囲を満たしていない材料に（１）顔料や染料を塗布する方法、（２）顔料や染料を混練した後成形する方法、（３）紫外線吸収剤を塗布する方法、（４）紫外線吸収剤を混練した後成形する方法、（５）金属や金属酸化物等からなる無機膜を表面に形成する方法等を挙げることができる。
【００１８】
顔料や染料としては、有機系と無機系のいずれのものも使用可能であり、形態も粉末状、ドライカラー、リキッドカラー、マスターバッチ、ペースト状および液状等のいずれも使用可能である。また、紫外線吸収剤としては、ベンゾトリアゾール系、トリアジン系、ヒドロキシベンゾフェノン系およびサリチル酸エステル系等の有機系紫外線吸収剤、あるいは酸化チタン系や酸化セリウム系等の無機系紫外線吸収剤のいずれも使用可能であり、形態も粉末状と液状等のいずれも使用可能である。また、無機膜の材質としては、各種金属および金属酸化物の使用が可能であり、形成方法も蒸着やスパッタ等の公知の方法が使用可能である。
【００１９】
本発明において、光の３００〜３８０ｎｍの波長域全域における透過率が５０％以下である材料の形状と形態は、特に限定されるものではない。具体的には、板、フィルムあるいは箔等のシート状物、袋および箱等を挙げることができる。
これらの中でも、材料自体で容易に梱包することができること、安価であること等の点で、袋状物が好ましく用いられる。
【００２０】
本発明において、光の３００〜３８０ｎｍの波長域全域における透過率が５０％以下である材料により、研磨層表面を覆う方法は特に限定されるものではない。具体的には、該材料からなるシート状物を研磨層表面に載せる方法、該材料からなるシート状物で研磨パッドを包む方法、該材料から構成される袋状物に研磨パッドを入れる方法等を挙げることができる。これらの中でも、材料自体で容易に梱包できる点で該材料から構成される袋状物に研磨パッドを入れる方法が好ましい。また、これらの方法で研磨層表面を覆った研磨パッドを、さらに別の袋状物中に入れることもできる。
【００２１】
本発明においては、該材料から構成される袋状物に研磨パッドを入れることにより研磨パッドを覆った後、密封されていることが、研磨パッドへのゴミや異物の付着や研磨パッドの吸湿等を防止することができるため好ましい態様である。
密封の方法は特に限定されるものではないが、ヒートシールによる密封が簡便かつ確実に密封できる好ましい手段である。
【００２２】
また、本発明においては、該材料から構成される袋状物に研磨パッドを入れることにより研磨パッドを覆った後、酸素非存在雰囲気下で密封することで、酸素による研磨層の変色や劣化を防止することができる。酸素非存在雰囲気下での密封の方法としては、例えば、袋内を真空にした後密封する方法、袋内を窒素やアルゴン等の不活性ガスで置換した後密封する方法および袋内に研磨パッドとともに酸素吸収剤を入れ密封する方法等を挙げることができる。また、その際、ガスバリア性を有する袋状物を使用することも効果的である。ガスバリア性を有する袋材質としては、ポリアミド、塩化ビニリデン塗布ポリアミド、ポリビニルアルコール、エチレン−ビニルアルコール共重合体等の樹脂フィルム、およびこれらと各種樹脂フィルムとの積層フィルム、およびシリカ、アルミナ等の金属酸化物やアルミ等の金属を蒸着した各種樹脂フィルム、およびこれらと各種樹脂フィルムとの積層フィルム、アルミ等の金属と各種樹脂フィルムとの積層フィルム等を挙げることができ、これらの材料を上述した方法により、光の３００〜３８０ｎｍの波長域全域における透過率が５０％以下となるようにすることや、これらの材質と光の３００〜３８０ｎｍの波長域全域における透過率が５０％以下である材料との複層によって、光の３００〜３８０ｎｍの波長域全域における透過率が５０％以下でかつガスバリア性を有する袋状物とすることができる。
【００２３】
本発明において、該材料から構成される袋状物に研磨パッドを入れる場合は、１枚の袋状物に対して、研磨パッドを１枚入れても複数枚入れてもいずれでも構わない。しかしながら、１枚の袋状物に複数枚の研磨パッドが入れられている場合は、使用した残りの研磨パッドへのゴミや異物の付着や、研磨パッドの吸湿等が懸念されるため、その防止ができる点からは研磨パッドを１枚ずつ入れられている方が好ましい。該材料から構成される袋中に１枚ずつ密封されていることが、さらには該材料から構成される袋中に酸素非存在雰囲気下で１枚ずつ密封されていることが、使用前の研磨パッドへのゴミや異物の付着、研磨パッドの吸湿や、酸素による研磨層の変色や劣化等を確実に防止することができる点でさらに好ましい。また、該材料から構成される袋中に１枚ずつ密封された研磨パッドを、さらに別の袋中に密封することもできる。
【００２４】
本発明においては、静電気による研磨パッドへのゴミ、異物の付着が防止できるという点で、該材料または該材料から構成される袋が制電性または導電性を有することが好ましい。ここで、制電性または導電性とは、ＪＩＳＫ６９１１において測定した体積抵抗値が１０^６〜１０^９Ω・ｃｍであれば制電性を、１０^６Ω・ｃｍより小さければ導電性を有しているという。
【００２５】
該材料または該材料から構成される袋状物への制電性または導電性の付与方法としては、例えば、該材料または該材料から構成される袋に帯電防止剤や導電剤を塗布する方法、および該材料に帯電防止剤や導電剤を混練した後成形する方法を挙げることができる。帯電防止剤としては、アルキルサルフェート型、アルキルアリールサルフェート型、アルキルホスフェート型、アルキルアミンサルフェート型等のアニオン系帯電防止剤、第四級アンモニウム塩型、第四級アンモニウム樹脂型およびイミダゾリン型等のカチオン系帯電防止剤、ソルビタン型、エーテル型、アミンおよびアミド型およびエタノールアミド型等のノニオン系帯電防止剤、ベタイン型等の両性系帯電防止剤等、各種帯電防止剤が使用可能である。
また、導電剤としては、金属フィラーやカーボンブラック等の各種導電剤が使用可能である。これらの中でもカーボンブラックが、該材料または該材料から構成される袋への導電性付与により、静電気による研磨パッドへのゴミや異物の付着が防止でき、かつ光の３００〜３８０ｎｍの波長域全域における透過率を５０％以下にできるため好ましく用いられる。
【００２６】
本発明の研磨パッドは、使用前に、研磨層表面を覆っている該材料を取り除いてから、または該材料から構成される袋状物から取り出してから使用する。該材料から構成される袋状物に複数枚の研磨パッドが入っている場合は、使用する研磨パッドのみを取り出した後、再度袋状物をヒートシール等により密封することが好ましい。
【００２７】
本発明の研磨パッドの輸送時には、さらに段ボール板、段ボール箱、通箱等の梱包資材中に梱包することにより、輸送時の破損等が防止できる。
【００２８】
本発明の研磨パッドを構成する研磨層の材質としては、例えば、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、シリコーンゴムおよびフッ素ゴム等の各種ゴム等を使用することができる。これらの中でも、紫外線による研磨パッド保管中の物性変化および研磨特性変化が起こりやすい点で、ポリウレタンを含有する研磨パッドに対する本発明の適用が効果的である。
【００２９】
本発明の研磨層は、研磨速度を高く、ダストと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。研磨層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、および単量体を発泡構造を有する高分子化合物からなるシート状物中に含浸させた後、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層の発泡構造は、連続気泡と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層内部に浸透し、硬度や弾性率等の研磨層物性が経時的に変化することで研磨特性が悪化する恐れがあるため、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高分子化合物からなるシート状物中に含浸させた後、重合硬化させる方法が好ましい。
【００３０】
発泡構造を有するシート状物としては、後述する単量体が含浸できるもので、例えば、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、シリコーンゴムおよび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、不織布および紙等が挙げられる。また、これらのシート状物には、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、紫外線吸収剤および帯電防止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が好ましい。
【００３１】
ここで、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化合物である。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は、例えば、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およびイソホロンジイソシアネートなど挙げることができる。また、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、例えば、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および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できる。
【００３２】
発泡構造を有するシート状物の平均気泡径は、使用する単量体およびシート状物の種類や、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平均気泡径を１０μｍ以上５００μｍ以下にすることにより、製造される研磨層の研磨速度を高く、また、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という平坦化特性を良好にさせることができる。平均気泡径が１０μｍ以上３００μｍ以下、さらには１０μｍ以上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。
【００３３】
発泡構造を有するシート状物の密度は、使用する単量体およびシート状物の種類や、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。密度が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。密度は０．６〜０．９ｇ／ｃｍ^３であることがさらに好ましい。密度は、日本工業規格（ＪＩＳ）Ｋ７２２２記載の方法により測定した値をいう。
【００３４】
単量体は、付加重合、重縮合、重付加、付加縮合あるいは開環重合等の重合反応をするものであり、単量体としては、例えば、ビニル化合物、エポキシ化合物、イソシアネート化合物およびジカルボン酸等が挙げられる。これらの中でも、シート状物への含浸と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）アクリレートおよびブチル（α−エチル）アクリレートが挙げられ、これらはシート状物への含浸と重合が容易な点で好ましく用いられる。これらの単量体は１種であっても２種以上を混合しても良い。また、これらの単量体には、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、安定剤および紫外線吸収剤等の各種添加剤が添加されていても良い。
【００３５】
本発明の研磨層に使用される単量体の重合開始剤と硬化剤は、単量体の種類に応じて適宜使用することができる。例えば、単量体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および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と硬化剤は、１種であっても２種以上を混合しても使用できる。
【００３６】
また、本発明においては、単量体が入った容器中で、発泡構造を有するシート状物に単量体を接触させ、内部に該単量体を含有させて重合・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、振盪および超音波振動等の処理を施すこともできる。
【００３７】
発泡構造を有するシート状物中への単量体の含浸量は、使用する単量体およびシート状物の種類や、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、単量体としてメチルメタクリレート、シート状物としてポリウレタンを使用した場合においては、重合硬化物中の単量体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。単量体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、硬度、曲げ弾性率の低下により平坦化特性が不良になる傾向がある。また、含有比率が７０を超える場合は、硬度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、ダスト、スクラッチが増加する傾向にある。
ビニル化合物等の単量体から重合される重合体とポリウレタンのさらに好ましい含有比率は、重量比で４０／６０〜６５／３５である。なお、重合硬化物中の単量体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、また、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。
【００３８】
重合硬化方法としては、単量体を含浸した発泡構造を有するシート状物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。
【００３９】
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、鉄およびＳＵＳ等の金属、ポリアミド、塩化ビニリデン塗布ポリアミド、ポリビニルアルコール、エチレン−ビニルアルコール共重合体等の樹脂、フィルムおよびこれらと各種樹脂、フィルムとの積層樹脂、積層フィルム、およびシリカ、アルミナ等の金属酸化物やアルミ等の金属を蒸着した各種樹脂、フィルムおよびこれらと各種樹脂との積層樹脂、積層フィルム、アルミ等の金属と各種樹脂、フィルムとの積層樹脂、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、無機ガラスと金属が好ましく用いられる。
【００４０】
単量体を含浸した発泡構造を有するシート状物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としては、例えば、シート状物の周囲に、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および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シート状物を挟み込む方法、ガスバリア性材料からなる筐体中にシート状物を挿入し密閉する方法、およびガスバリア性フィルムからなる袋中にシート状物を挿入し密閉する方法等が挙げられる。
【００４１】
また、袋状物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できる。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、シート状物から単量体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。なお、ここでのガスバリア性材料とは、単量体を含浸した発泡構造を有するシート状物を挿入し密閉した際にシート状物から単量体が揮発して該材料の外部に漏れない材料をいう。
【００４２】
また、発泡構造を有するシート状物への単量体の含浸工程と、単量体を含浸した発泡構造を有するシート状物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）単量体が入った槽中にシート状物を浸漬して単量体を含浸させた後、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と、（２）シート状物をガスバリア性材料からなるモールドへ挿入した後、モールド内に単量体を注入，密閉し、単量体を含浸させる方法、を挙げることができる。中でも、上記（２）の方法が、単量体臭気の飛散がなく作業環境が良好な点で好ましい。
【００４３】
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、水浴や油浴での加熱、ジャケットや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、ジャケットで加熱することが好ましい。
【００４４】
加熱温度と時間は、単量体や重合開始剤の種類、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、単量体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，シート状物にポリウレタンを使用した場合においては、６０℃、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。
【００４５】
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。その際、単量体中には必要に応じて重合開始剤や増感剤等を配合することができる。
【００４６】
重合硬化物は、例えば、単量体にビニル化合物を、シート状物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。
【００４７】
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や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や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。
【００４８】
研磨層の厚みは０．１〜１０ｍｍであることが好ましい。厚みが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、厚みが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。より好ましい厚みは０．２〜５ｍｍであり、さらに好ましくは０．５〜２ｍｍである。
【００４９】
研磨層の平均気泡径は、研磨レートが高く、グローバル平坦性やローカル平坦性が良好である点で、独立気泡の場合１０μｍ以上５００μｍ以下であることが好ましい。より好ましい平均気泡径は１０μｍ以上３００μｍ以下であり、さらに好ましくは１０μｍ以上１００μｍ以下である。
【００５０】
研磨層の密度は、０．５〜１．０ｇ／ｃｍ^３であることが好ましい。密度が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、また、密度が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。更に好ましくは、密度は０．６〜０．９ｇ／ｃｍ^３である。
【００５１】
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と流動性の向上、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、溝や孔等の加工を施すことが好ましい。研磨層表面への溝と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、およびドリルやトムソン刃等で孔を形成する方法等が挙げられる。また、溝や孔の形状、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、スパイラル状および同心円状等が挙げられる。
【００５２】
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、研磨パッドは硬度の異なる少なくとも二つの層から構成されてなることが好ましい。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、隣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、それに隣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、クッション層、両面粘着テープをこの順に貼り合わせたものとなる。
【００５３】
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。更に好ましくは、硬度は９０度以上である。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。
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では評価することができる。
【００５４】
本発明における研磨パッドを構成するクッション層としては、例えば、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、ポリスチレンおよび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、ウレタンゴムおよび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と独立気泡のどちらでも良い。
【００５５】
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、および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。
【００５６】
クッション層の好ましい厚みは、０．１〜１０ｍｍである。厚みが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、厚みが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。より好ましい厚みは０．２〜５ｍｍであり、さらに好ましくは０．５〜２ｍｍである。
【００５７】
本発明で用いられる両面粘着テープとしては、例えば、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、ポリ塩化ビニル、ポリテトラフルオロエチレンおよびポリイミド等の樹脂フィルム、ポリエチレン、ポリウレタンおよびポリアクリル等の発泡体、アルミニウムおよび銅等の金属箔を挙げることができる。また、両面粘着テープの粘着剤として、具体的にはゴム系、アクリル系および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。また、両面粘着テープの粘着面の粘着力は、表裏面で同じであっても、異なっていても良い。
【００５８】
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。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ニウム、タングステンおよび銅等を挙げることができ、構造的にはダマシン、デュアルダマシンおよびプラグ等がある。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、各種レンズ、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およびプラズマディスプレイ用背面板等の光学部材、セラミックスおよび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。
【００５９】
【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、研磨パッドの各種評価は、以下のようにして行った。
ａ．研磨層のマイクロゴムＡ硬度
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。
ｂ．研磨層の密度
ＪＩＳＫ７２２２記載の方法により測定した。
ｃ．研磨層の平均気泡径
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。
ｄ．研磨層表面を覆っている材料の透過率
分光光度計”Ｕ−２０００”（（株）日立製作所製）を使用して測定波長域：３００〜３８０ｎｍ、スキャン速度：２００ｎｍ／ｍｉｎで測定した。
ｅ．研磨評価
次のようにして行った。
（１）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。
（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（商品名））を貼り付け、それをクッション層であるポリウレタン含浸不織布”Ｓｕｂａ４００”（ロデール・ニッタ（株）製（商品名））に貼り合わせ、さらにその下に両面接着テープ“４４２ＪＳ”（住友スリーエム（株）製（商品名））を貼り付け、二層の研磨パッドを作製した。この研磨パッドを試験すべき材料から構成される袋内に密封した。４００日間放置後、研磨パッドを袋から取り出し、研磨機“ＬＭ−１５Ｅ”（ラップマスターＳＦＴ（株）製（商品名））の定盤上に貼り付けた。その後、ダイヤモンドドレッサー“ＣＭＰ−Ｍ”（旭ダイヤモンド工業（株）製（商品名））（直径１４２ｍｍ）を用い、押し付け圧力０．０４ＭＰａ、研磨定盤回転数２５ｒｐｍ、ドレッサー回転数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、表面の酸化膜の厚みを、あらかじめ“ラムダエース”（登録商標）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“ＳＳ−１２”（キャボット社製（商品名））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、マイクロスコープ”ＶＨ−６３００”（（株）キーエンス製（商品名））でスクラッチを検査した。線幅１０μｍ以上のスクラッチをスクラッチ数としてカウントした。次に研磨後の酸化膜の厚みを“ラムダエース”（登録商標）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た。
研磨速度＝（研磨前の酸化膜の厚み−研磨後の酸化膜の厚み）／研磨時間・・・・（１）
（実施例１）
液温を４０℃に保った、ポリエーテルポリオール：”サンニックス（登録商標）ＦＡ−９０９”（三洋化成工業（株）製）１００重量部、鎖伸長剤：モノエチレングリコール８重量部、アミン触媒：”Ｄａｂｃｏ（登録商標）３３ＬＶ”（エアープロダクツジャパン（株）製）１．９５重量部、アミン触媒：”Ｔｏｙｏｃａｔ（登録商標）ＥＴ”（東ソー（株）製）０．１４重量部、シリコーン整泡剤：”ＴＥＧＯＳＴＡＢ（登録商標）Ｂ８４６２”（Ｔｈ．ＧｏｌｄｓｃｈｍｉｄｔＡＧ社製）１重量部、発泡剤：水０．５５重量部を混合してなるＡ液と、液温を４０℃に保ったイソシアネート：”サンフォーム（登録商標）ＮＣ−７０３”（三洋化成工業（株）製）９６．２重量部からなるＢ液を、ＲＩＭ成型機により、吐出圧１６ＭＰａで衝突混合した後、４０℃に保った金型内に吐出量８００ｇ／ｓｅｃで吐出し、１０分間放置することで、厚み１０．０ｍｍの発泡ポリウレタンブロック（マイクロゴムＡ硬度：４７度、密度：０．７３ｇ／ｃｍ^３、平均気泡径：３５μｍ、大きさ：５００×５００ｍｍ）を作製した。次いで、得られた発泡ポリウレタンブロックをスライサーで厚み２ｍｍにスライスしシート化した。
【００６０】
次に、このようにして得られた発泡ポリウレタンシートを大きさ：３２０ｍｍ×３２０ｍｍに切り取り、アゾビスイソブチロニトリル０．１重量部を添加したメチルメタクリレートに４５分間浸漬した。次に、メチルメタクリレートが含浸した該発泡ポリウレタンシートを、ポリ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。硬化発泡ポリウレタンシートを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ポリウレタンシート（大きさ：４００ｍｍ×４００ｍｍ）の両面を、厚み１．２５ｍｍまで研削加工することにより研磨層を作製した。得られた研磨層中のポリメチルメタクリレートの含有率は、５０重量％であった。
【００６１】
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。次に、該研磨層に両面粘着テープ“４４２ＪＳ”（住友スリーエム（株）製（商品名））を貼り付け、それをクッション層であるポリウレタン含浸不織布”Ｓｕｂａ４００”（ロデール・ニッタ（株）製（商品名））（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粘着テープ“４４２ＪＳ”（住友スリーエム（株）製（商品名））を貼り付け、二層の研磨パッドを作製した。同様にして計７枚の研磨パッドを作製した。得られた研磨パッドの研磨層のマイクロゴムＡ硬度は９３度、密度は０．７７ｇ／ｃｍ^３、平均気泡径は３９μｍであった。
【００６２】
次に、ブランクとして、７枚のうち１枚の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。研磨後のウェーハ表面にはスクラッチが観察されなかった。研磨速度は２２８６オングストロームであった。次に、残り６枚のうち１枚の研磨パッドを”ＵＶカットクリーン袋”（材質：ポリエチレン、厚さ：４５μｍ、アソー（株）製（商品名））に空気存在下で密封した。なお、この袋の光の透過率は、波長３８０ｎｍ：１．１％、３６０ｎｍ：０．１％、３４０ｎｍ：０．０％、３２０ｎｍ：０．０％、３００ｎｍ：０．０％であった。４００日間室内（照明：蛍光灯）で放置した後、袋から取り出した。この研磨パッドの研磨層のマイクロゴムＡ硬度は９３度、密度は０．７７ｇ／ｃｍ^３、平均気泡径は３９μｍであった。次に、この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。研磨後のウェーハ表面にはスクラッチが観察されなかった。研磨速度は２２７２オングストロームであった。
【００６３】
（実施例２）
実施例１の使用後残り５枚のうち１枚の研磨パッドを、”静電気防止ポリ袋（導電タイプ）”（材質：ポリエチレン、カーボンブラック混練品、厚さ４５μｍ、アソー（株）製（商品名））に空気存在下で密封した。なお、この袋の光の透過率は、波長３８０ｎｍ：１．５％、３６０ｎｍ：２．１％、３４０ｎｍ：２．０％、３２０ｎｍ：１４．７％、３００ｎｍ：１２．５％であった。４００日間室内（照明：蛍光灯）で放置した後、袋から取り出した。この研磨パッドの研磨層のマイクロゴムＡ硬度は９３度、密度は０．７７ｇ／ｃｍ^３、平均気泡径は３９μｍであった。次に、この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。研磨後のウェーハ表面にはスクラッチが観察されなかった。研磨速度は２２６７オングストロームであった。
【００６４】
（実施例３）
実施例１と実施例２の使用後残り４枚のうち１枚の研磨パッドを、”ＵＶカットクリーン袋”（材質：ポリエチレン、厚さ４５μｍ、アソー（株）製（商品名））に真空密封した。なお、この袋の光の透過率は、波長３８０ｎｍ：１．１％、３６０ｎｍ：０．１％、３４０ｎｍ：０．０％、３２０ｎｍ：０．０％、３００ｎｍ：０．０％であった。４００日間室内（照明：蛍光灯）で放置した後、袋から取り出した。この研磨パッドの研磨層のマイクロゴムＡ硬度は９３度、密度は０．７７ｇ／ｃｍ^３、平均気泡径は３９μｍであった。次にこの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。研磨後のウェーハ表面にはスクラッチが観察されなかった。研磨速度は２２７５オングストロームであった。
【００６５】
（実施例４）
実施例１と実施例２と実施例３の使用後残り３枚のうち１枚の研磨パッドを、アルミ箔（厚み：２０μｍ、日本製箔（株）製）で覆った。なお、このアルミ箔の光の透過率は、波長３８０ｎｍ：０．０％、３６０ｎｍ：０．０％、３４０ｎｍ：０．０％、３２０ｎｍ：０．０％、３００ｎｍ：０．０％であった。４００日間室内（照明：蛍光灯）で放置した後、アルミ箔の覆いを取り外した。この研磨パッドの研磨層のマイクロゴムＡ硬度は９３度、密度は０．７７ｇ／ｃｍ^３、平均気泡径は３９μｍであった。次に、この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。研磨後のウェーハ表面にはスクラッチが観察されなかった。研磨速度は２２６５オングストロームであった。
【００６６】
（比較例１）
実施例１と実施例２と実施例３と実施例４の使用後残り２枚のうち１枚の研磨パッドを、市販の透明ポリエチレン袋（厚さ５０μｍ）に空気存在下で密封した。なお、この袋の光の透過率は、波長３８０ｎｍ：６８．２％、３６０ｎｍ：６４．５％、３４０ｎｍ：７２．７％、３２０ｎｍ：７３．３％、３００ｎｍ：６８．８％であった。４００日間室内（照明：蛍光灯）で放置した後、袋から取り出した。この研磨パッドの研磨層のマイクロゴムＡ硬度は９８度、密度は０．７８ｇ／ｃｍ^３、平均気泡径は３９μｍであった。次に、この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。研磨後のウェーハ表面には４本のスクラッチが観察された。研磨速度は１８４５オングストロームであった。
【００６７】
（比較例２）
実施例１と実施例２と実施例３と実施例４と比較例１の使用後残り１枚の研磨パッドを、制電袋”ＭＢ−３００”（材質：ポリエチレン、厚さ５０μｍ、アズワン（株）製（商品名））に空気存在下で密封した。なお、この袋の光の透過率は、波長３８０ｎｍ：６１．１％、３６０ｎｍ：５６．５％、３４０ｎｍ：６４．８％、３２０ｎｍ：６５．２％、３００ｎｍ：６３．３％であった。４００日間室内（照明：蛍光灯）で放置した後、袋から取り出した。この研磨パッドの研磨層のマイクロゴムＡ硬度は９８度、密度は０．７８ｇ／ｃｍ^３、平均気泡径は３９μｍであった。次に、この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。研磨後のウェーハ表面には３本のスクラッチが観察された。研磨速度は１８６９オングストロームであった。
【００６８】
（実施例５）
ポリエーテル系ウレタンポリマ“アジプレン”（登録商標）Ｌ−３２５（ユニローヤル社製）７８重量部と、４，４’−メチレン−ビス（２−クロロアニリン）２０重量部と、中空高分子微小球体“エクスパンセル”（登録商標）５５１ＤＥ（ケマノーベル社製）１．８重量部をＲＩＭ成型機で混合して金型に吐出して高分子成形体（大きさ：５００×５００ｍｍ、厚み：１０ｍｍ）を作製した。この高分子成形体をスライサーで厚み１．２５ｍｍにスライスして、硬質発泡ポリウレタンのシートを作製し研磨層とした。この研磨層を直径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。次に、この研磨層に両面粘着テープ“４４２ＪＳ”（住友スリーエム（株）製（商品名））を貼り付け、それをクッション層であるポリウレタン含浸不織布”Ｓｕｂａ４００”（ロデール・ニッタ（株）製（商品名））（厚み１ｍｍ、マイクロゴムＡ硬度５３度）の上に貼り合わせ、さらにそのクッション層の下に両面粘着テープ“４４２ＪＳ”（住友スリーエム（株）製（商品名））を貼り付け、二層の研磨パッドを作製した。同様にして計５枚の研磨パッドを作製した。得られた研磨パッドの研磨層のマイクロゴムＡ硬度は９４度、密度は０．８１、平均気泡径は３３μｍであった。
【００６９】
次に、ブランクとして、５枚のうち１枚の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。研磨後のウェーハ表面にはスクラッチが観察されなかった。研磨速度は２０９８オングストロームであった。
【００７０】
次に、残り４枚のうち１枚の研磨パッドを”ＵＶカットクリーン袋”（材質：ポリエチレン、厚さ４５μｍ、アソー（株）製（商品名））に空気存在下で密封した。なお、この袋の光の透過率は、波長３８０ｎｍ：１．１％、３６０ｎｍ：０．１％、３４０ｎｍ：０．０％、３２０ｎｍ：０．０％，３００ｎｍ：０．０％であった。４００日間室内（照明：蛍光灯）で放置した後、袋から取り出した。この研磨パッドの研磨層のマイクロゴムＡ硬度は９４度、密度は０．８１ｇ／ｃｍ^３、平均気泡径は３３μｍであった。次にこの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。研磨後のウェーハ表面にはスクラッチが観察されなかった。研磨速度は２０９１オングストロームであった。
【００７１】
（実施例６）
実施例５の使用後残り３枚のうち１枚の研磨パッドを、”静電気防止ポリ袋（導電タイプ）”（材質：ポリエチレン、カーボンブラック混練品、厚さ４５μｍ、アソー（株）製（商品名））に空気存在下で密封した。なお、この袋の光の透過率は、波長３８０ｎｍ：１．５％、３６０ｎｍ：２．１％、３４０ｎｍ：２．０％、３２０ｎｍ：１４．７％、３００ｎｍ：１２．５％であった。４００日間室内（照明：蛍光灯）で放置した後、袋から取り出した。この研磨パッドの研磨層のマイクロゴムＡ硬度は９４度、密度は０．８１ｇ／ｃｍ^３、平均気泡径は３３μｍであった。次にこの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。研磨後のウェーハ表面にはスクラッチが観察されなかった。研磨速度は２０８３オングストロームであった。
【００７２】
（実施例７）
実施例５と実施例６の使用後残り２枚のうち１枚の研磨パッドを、”ＵＶカットクリーン袋”（材質：ポリエチレン、厚さ４５μｍ、アソー（株）製（商品名））に真空密封した。なお、この袋の光の透過率は、波長３８０ｎｍ：１．１％、３６０ｎｍ：０．１％、３４０ｎｍ：０．０％，３２０ｎｍ：０．０％，３００ｎｍ：０．０％であった。４００日間室内（照明：蛍光灯）で放置した後、袋から取り出した。この研磨パッドの研磨層のマイクロゴムＡ硬度は９４度、密度は０．８１ｇ／ｃｍ^３、平均気泡径は３３μｍであった。次に、この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。研磨後のウェーハ表面にはスクラッチが観察されなかった。研磨速度は２１０６オングストロームであった。
【００７３】
（比較例３）
実施例５と実施例６と実施例７の使用後残り１枚の研磨パッドを、制電袋”ＭＢ−３００”（材質：ポリエチレン、厚さ５０μｍ、アズワン（株）製（商品名））に空気存在下で密封した。なお、この袋の光の透過率は、波長３８０ｎｍ：６１．１％、３６０ｎｍ：５６．５％、３４０ｎｍ：６４．８％、３２０ｎｍ：６５．２％、３００ｎｍ：６３．３％であった。４００日間室内（照明：蛍光灯）で放置した後、袋から取り出した。この研磨パッドの研磨層のマイクロゴムＡ硬度は９９度、密度は０．８１ｇ／ｃｍ^３、平均気泡径は３３μｍであった。次に、この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。研磨後のウェーハ表面には５本のスクラッチが観察された。研磨速度は１６５４オングストロームであった。
【００７４】
【発明の効果】
本発明によれば、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に好適に用いられる研磨パッドにおいて、保管中の研磨特性変化が少なく、可使時間が非常に長い研磨パッドを得ることができる。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a polishing pad. More specifically, the present invention relates to a polishing pad that can be suitably used in a step of mechanically flattening the surface of an insulating layer formed on a semiconductor substrate such as silicon or the surface of metal wiring.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, 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 also 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 stacked layers, unevenness of the main surface of the semiconductor wafer caused by the stacking, which has not conventionally been a problem, has become a problem. Therefore, for the purpose of compensating for the lack of depth of focus at the time of exposure due to the unevenness caused by the lamination, or to improve the wiring density by flattening the through-hole portion, a chemical mechanical polishing (CMP) technique is used. Flattening of used semiconductor wafers is being studied (see Non-Patent Document 1).
[0003]
In general, an apparatus for CMP 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 is performed by using 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. Is to smooth out.
[0004]
A typical polishing pad currently used in CMP is a polishing pad having a two-layer structure in which a hard foamed polyurethane as a polishing layer, a double-sided adhesive tape, a polyurethane-impregnated nonwoven fabric as a cushion layer, and a double-sided adhesive tape are laminated in this order. (See Patent Document 1).
[0005]
Since these polishing pads are used in a clean room, the polishing pads are sealed in a transparent polyethylene bag or an antistatic transparent polyethylene bag to prevent dust and foreign matter from adhering. It is common that it is.
[0006]
[Non-patent document 1]
"Nikkei Microdevice", July 1994, pp. 50-57.
[0007]
[Patent Document 1]
JP-A-6-21028
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, the hard foamed polyurethane constituting the polishing layer has a problem that physical properties such as hardness change during storage and the polishing characteristics when the polishing pad is used become unstable accordingly. Therefore, at present, this problem is avoided by taking measures such as setting the expiration date of the polishing pad. That is, in the conventional polishing pad, there has been no proposal focused on preventing a change in polishing characteristics itself during storage of the polishing pad.
[0009]
The present inventors have conducted intensive studies in order to solve this problem, and found that there is a correlation between exposure to sunlight and illumination light of indoor fluorescent lamps and changes in the physical properties of the polishing layer. It has been found that ultraviolet light contained in sunlight or illumination light of indoor fluorescent lamps greatly contributes to changes in the physical properties of the polishing layer.
[0010]
That is, it is thought that the urethane bond of the polyurethane is radically decomposed and decomposed by the ultraviolet light transmitted through the bag in which the polishing pad is packed, causing a change in physical properties, but since the polishing layer has a foamed structure. It is considered that even a slight change in the physical properties of the polyurethane as the material greatly affects the physical properties of the polishing pad as the structural body and further the polishing characteristics. Therefore, as a result of further investigation, when packing the polishing pad, covering the polishing layer surface with a material having a low UV transmittance has a remarkable effect on preventing physical property change during polishing pad storage and further preventing polishing property change. As a result, the inventors have found that the working life of the polishing pad can be greatly extended, and have completed the present invention.
[0011]
An object of the present invention is to provide a polishing pad suitably used for mechanically flattening the surface of an insulating layer or a metal wiring formed on a silicon substrate. Is to provide a very long polishing pad.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention has the following configurations. That is, the polishing pad of the present invention is a polishing pad characterized in that the surface of the polishing layer is covered with a material having a transmittance of 50% or less in the entire wavelength range of 300 to 380 nm of light.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
In the polishing pad of the present invention, at least a material having a transmittance of 50% or less in the entire wavelength range of 300 to 380 nm, which is the wavelength range of ultraviolet light generally included in sunlight or illumination light of indoor fluorescent lamps, is used. It is essential that the surface of the polishing layer constituting the polishing pad is covered.
[0014]
If the transmittance of light in the entire wavelength range of 300 to 380 nm exceeds 50%, it is not preferable because the prevention of change in physical properties and the change in polishing characteristics during storage of the polishing pad become insufficient. The fact that the surface of the polishing layer is covered with a material having a transmittance of 20% or less in the entire wavelength region of 300 to 380 nm of light is more remarkable for preventing a change in physical properties during storage of the polishing pad and a change in polishing characteristics. The effect is obtained. In addition, the light transmittance in the present invention refers to a value measured for the wavelength range by a spectrophotometer.
[0015]
In the present invention, the material having a transmittance of 50% or less in the entire wavelength range of 300 to 380 nm of light is not particularly limited as long as the light transmittance in the entire wavelength range satisfies the range of the present invention. . Specific examples of such a material include paper, resin, metal, and glass. Among these, a resin material is preferably used in terms of light weight, impact resistance, and no dust generation from the material itself.
[0016]
As a suitable resin, specifically, polyethylene, polypropylene, polyester, polyurethane, polyurea, polystyrene, polyvinyl chloride, polyvinylidene fluoride, polymethyl methacrylate, polycarbonate, polyamide, polyacetal, polyimide, epoxy resin, unsaturated polyester resin, Use various rubbers such as melamine resin, phenol resin, ABS resin, bakelite, FRP, natural rubber, neoprene rubber, chloroprene rubber, butadiene rubber, styrene butadiene rubber, acrylonitrile butadiene rubber, ethylene propylene rubber, silicone rubber and fluorine rubber. be able to. Of these, particularly preferred materials include polyethylene, polypropylene, and polyester. Further, the resin material is not limited to the resin alone. For example, various resin materials in which metal oxides such as silica and alumina and metals such as aluminum are deposited, and laminates of metals such as aluminum and copper and various resin materials are mainly used. It is also possible to suitably use those made of resin.
[0017]
In the present invention, there is no particular limitation on a method for obtaining a material having a transmittance of 50% or less in the entire wavelength region of 300 to 380 nm of light. Specifically, the transmittance of light in the entire wavelength range is a method using a material itself that satisfies the range of the present invention, and the transmittance of light in the entire wavelength range does not satisfy the range of the present invention. (1) a method of applying a pigment or a dye, (2) a method of kneading a pigment or a dye, followed by molding, (3) a method of applying an ultraviolet absorber, (4) a method of molding after kneading the ultraviolet absorber, (5) A method of forming an inorganic film made of a metal, a metal oxide, or the like on the surface can be used.
[0018]
As pigments and dyes, both organic and inorganic pigments can be used, and any form such as powder, dry color, liquid color, masterbatch, paste, and liquid can be used. As the UV absorber, any organic UV absorber such as benzotriazole, triazine, hydroxybenzophenone and salicylate, or inorganic UV absorber such as titanium oxide or cerium oxide can be used. The form may be any of powder and liquid. As the material of the inorganic film, various metals and metal oxides can be used, and a known method such as vapor deposition or sputtering can be used as a forming method.
[0019]
In the present invention, the shape and form of the material having a transmittance of 50% or less in the entire wavelength range of 300 to 380 nm of light are not particularly limited. Specific examples include sheets, sheets, bags, boxes, and the like such as plates, films, and foils.
Among these, a bag-like material is preferably used in that it can be easily packed with the material itself and is inexpensive.
[0020]
In the present invention, the method of covering the surface of the polishing layer with a material having a transmittance of 50% or less in the entire wavelength range of 300 to 380 nm of light is not particularly limited. Specifically, a method of placing a sheet-like material made of the material on the surface of the polishing layer, a method of wrapping the polishing pad with a sheet-like material of the material, a method of putting the polishing pad in a bag made of the material, and the like Can be mentioned. Among these, a method of putting a polishing pad in a bag made of the material is preferable because the material itself can be easily packed. Further, the polishing pad covering the surface of the polishing layer by these methods can be further placed in another bag.
[0021]
In the present invention, after the polishing pad is covered by putting the polishing pad in a bag-like material made of the material, it is necessary to seal the polishing pad with dust and foreign substances attached to the polishing pad, moisture absorption of the polishing pad, and the like. This is a preferred embodiment because it is possible to prevent the occurrence of the above.
Although the sealing method is not particularly limited, the sealing by heat sealing is a preferable means that can be easily and reliably sealed.
[0022]
Further, in the present invention, after the polishing pad is covered by putting the polishing pad in a bag-like material made of the material, the discoloration and deterioration of the polishing layer due to oxygen are prevented by sealing in an atmosphere without oxygen. Can be prevented. Examples of the method of sealing in an oxygen-free atmosphere include, for example, a method of sealing after evacuating the inside of the bag, a method of sealing after replacing the inside of the bag with an inert gas such as nitrogen or argon, and a polishing pad in the bag. And a method in which an oxygen absorbent is added and sealed. At that time, it is also effective to use a bag having gas barrier properties. Examples of bag materials having gas barrier properties include resin films such as polyamide, vinylidene chloride-coated polyamide, polyvinyl alcohol, and ethylene-vinyl alcohol copolymer, and laminated films of these with various resin films, and metal oxides such as silica and alumina. And various resin films on which metals such as aluminum are deposited, and laminated films of these and various resin films, laminated films of metals such as aluminum and various resin films, and the like. And a material having a transmittance of 50% or less over the entire wavelength range of 300 to 380 nm, or a material having a transmittance of 50% or less over the entire wavelength range of 300 to 380 nm. , The transmittance of light in the entire wavelength range of 300 to 380 nm It may be a bag-like objects with less and gas barrier property of 50%.
[0023]
In the present invention, when a polishing pad is put in a bag made of the material, either one polishing pad or a plurality of polishing pads may be put in one bag. However, in the case where a plurality of polishing pads are put in one bag-like material, there is a concern that dust and foreign matter may adhere to the remaining polishing pads used, and that the polishing pads may absorb moisture. It is preferable that the polishing pads are inserted one by one from the viewpoint that the polishing can be performed. Polishing before use is that the bags made of the material are sealed one by one, and the bags made of the material are sealed one by one in an oxygen-free atmosphere. It is further preferable that dust and foreign matter adhere to the pad, moisture absorption of the polishing pad, and discoloration and deterioration of the polishing layer due to oxygen can be reliably prevented. Further, the polishing pads sealed one by one in a bag made of the material can be further sealed in another bag.
[0024]
In the present invention, it is preferable that the material or the bag made of the material has antistatic or conductive properties in that dust and foreign substances can be prevented from adhering to the polishing pad due to static electricity. Here, antistatic or conductive means that the volume resistance measured in JIS K6911 is 10%. ⁶ -10 ⁹ Ω · cm, antistatic property is 10 ⁶ If it is smaller than Ω · cm, it is said to have conductivity.
[0025]
Examples of a method of imparting antistatic or conductive properties to the material or a bag made of the material include, for example, a method of applying an antistatic agent or a conductive agent to the material or a bag made of the material, And a method in which the material is kneaded with an antistatic agent or a conductive agent and then molded. Examples of the antistatic agent include anionic antistatic agents such as alkyl sulfate type, alkyl aryl sulfate type, alkyl phosphate type and alkylamine sulfate type, and cations such as quaternary ammonium salt type, quaternary ammonium resin type and imidazoline type. Various antistatic agents can be used, such as non-static antistatic agents of sorbitan type, ether type, amine and amide type and ethanolamide type, and amphoteric antistatic agents of betaine type and the like.
Various conductive agents such as metal fillers and carbon black can be used as the conductive agent. Among these, carbon black is capable of preventing adhesion of dust and foreign substances to the polishing pad due to static electricity by imparting conductivity to the material or a bag made of the material, and in the entire wavelength range of 300 to 380 nm of light. It is preferably used because the transmittance can be reduced to 50% or less.
[0026]
Before use, the polishing pad of the present invention is used after removing the material covering the surface of the polishing layer or removing the material from a bag made of the material. When a plurality of polishing pads are contained in a bag made of this material, it is preferable to take out only the polishing pad to be used and then seal the bag again by heat sealing or the like.
[0027]
When the polishing pad of the present invention is transported, breakage during transportation can be prevented by packing the pad in a packing material such as a corrugated board, a corrugated cardboard box, or a box.
[0028]
As the material of the polishing layer constituting the polishing pad of the present invention, for example, 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, ABS resin, bakelite, epoxy resin / paper, epoxy resin / fiber, etc. various laminated boards, FRP, natural rubber, neoprene rubber, chloroprene rubber, butadiene rubber, styrene butadiene rubber And various rubbers such as acrylonitrile butadiene rubber, ethylene propylene rubber, silicone rubber and fluorine rubber. Among these, the application of the present invention to a polishing pad containing polyurethane is effective in that changes in physical properties and polishing characteristics during storage of the polishing pad due to ultraviolet rays are likely to occur.
[0029]
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 layer. 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 thereof include a method of immersion to extract only the solvent, and a method of impregnating a monomer into a sheet made of a polymer compound having a foamed structure, followed by polymerization and curing. The foam structure of the polishing layer in the present invention may be either open cells or closed cells, but in the case of open cells, the abrasive penetrates into the polishing layer during polishing, and the hardness, elastic modulus, etc. Since the polishing properties may deteriorate due to the change in the physical properties of the polishing layer over time, closed cells are preferred. Among them, the formation of the foamed structure of the polishing layer and the control of the bubble diameter are relatively simple, and the preparation of the polishing layer is also simple, so that the monomer is a sheet-like material made of a polymer compound having a foamed structure. And then polymerized and cured.
[0030]
As the sheet-like material having a foamed structure, a material which can be impregnated with a monomer described later, for example, polyurethane, polyurea, soft vinyl chloride, natural rubber, neoprene rubber, chloroprene rubber, butadiene rubber, styrene butadiene rubber, acrylonitrile butadiene rubber And resin sheets, cloths, non-woven fabrics and papers mainly containing various rubbers such as ethylene propylene rubber, silicone rubber and fluorine rubber. In addition, various additives such as abrasives, lubricants, antistatic agents, antioxidants, stabilizers, ultraviolet absorbers, and antistatic agents are added to these sheets to improve the properties of the manufactured polishing pad. An agent may be added. Among these, polyurethane is preferable because the cell diameter can be controlled relatively easily.
[0031]
Here, polyurethane is a polymer compound synthesized based on a polyaddition reaction or a polymerization reaction of polyisocyanate. 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 tolylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, naphthalene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, and isophorone diisocyanate. A typical example of the polyhydroxy group-containing compound is a polyol, and examples thereof include polyether polyol, polytetramethylene ether glycol, epoxy resin-modified polyol, polyester polyol, acrylic polyol, polybutadiene polyol, and silicone polyol. The combination and optimum amount of the polyisocyanate and the polyol, the catalyst, the foaming agent and the foam stabilizer can be determined depending on the hardness, the cell diameter and the expansion ratio.
[0032]
The average cell diameter of the sheet having a foamed structure is to be determined by the type of the monomer and the sheet to be used and the characteristics of the polishing layer to be produced. When polyurethane is used, the polishing rate of the polishing layer to be manufactured is increased by setting the average cell diameter to 10 μm or more and 500 μm or less, and local flatness, which is global flatness and flatness of local unevenness of the semiconductor substrate. The flattening characteristics described above can be improved. The average bubble diameter is more preferably 10 μm or more and 300 μm or less, further preferably 10 μm or more and 100 μm or less.
The average cell diameter refers to a value measured by observing the cross section of the polishing layer with a SEM at a magnification of 200 times, measuring the cell diameter of a recorded SEM photograph with an image processing apparatus, and taking the average value. .
[0033]
The density of the sheet having a foamed structure is to be determined according to the type of the monomer and the sheet 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 density 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 it 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 semiconductor substrate surface after polishing. Density is 0.6-0.9 g / cm ³ Is more preferable. The density refers to a value measured by a method described in Japanese Industrial Standards (JIS) K7222.
[0034]
The monomer is one that undergoes a polymerization reaction such as addition polymerization, polycondensation, polyaddition, addition condensation, or ring-opening polymerization. Examples of the monomer include a vinyl compound, an epoxy compound, an isocyanate compound, and a dicarboxylic acid. Is mentioned. Among these, vinyl compounds are preferred in that they can be easily impregnated into a sheet and polymerized. 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-hydroxy Butyl methacrylate, dimethylaminoethyl methacrylate, diethylaminoethyl methacrylate, glycidyl methacrylate , 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, chloride Vinylidene, styrene, α-methylstyrene, divinylbenzene, ethylene glycol dimethacrylate, diethylene glycol dimethacrylate, triethylene glycol dimethacrylate, tetraethylene glycol dimethacrylate, a 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 exemplified, and these are preferably used because they can be easily impregnated into a sheet and polymerized. These monomers may be used alone or in combination of two or more. Various additives such as an abrasive, a lubricant, an antistatic agent, an antioxidant, a stabilizer and an ultraviolet absorber are added to these monomers for the purpose of improving the properties of the manufactured polishing layer. May be.
[0035]
The monomer polymerization initiator and curing agent used in the polishing layer of the present invention can be appropriately used depending on the type of the monomer. For example, when a vinyl compound is used as a monomer, azobisisobutyronitrile, azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), azobiscyclohexanecarbonitrile, benzoyl peroxide, lauroyl peroxide, and isopropyl peroxydioxide are used. A radical initiator such as carbonate can be used. Further, an oxidation-reduction 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.
[0036]
Further, in the present invention, in a container containing the monomer, a method in which the monomer is brought into contact with a sheet-like material having a foamed structure, the monomer is contained therein, and polymerization and curing can be adopted. . In this case, for the purpose of increasing the impregnation speed, treatments such as heating, pressurizing, depressurizing, stirring, shaking, and ultrasonic vibration may be performed.
[0037]
The amount of impregnation of the monomer into the sheet having a foamed structure is to be determined by the type of the monomer and the sheet to be used and the characteristics of the polishing layer to be produced. However, for example, when methyl methacrylate is used as the monomer and polyurethane is used as the sheet-like material, the content ratio of the polymer polymerized from the monomer in the polymerized cured product to the polyurethane is 40/60 by weight. It is preferably about 70/30. When the content ratio of the polymer obtained from the monomer mixture is less than 40 by weight, the flattening characteristics tend to be poor due to a decrease in hardness and flexural modulus. On the other hand, when the content ratio exceeds 70, uniformity is deteriorated due to increase in hardness and flexural modulus, and dust and scratch tend to increase.
A more preferable content ratio of a polymer polymerized from a monomer such as a vinyl compound to polyurethane is 40/60 to 65/35 by weight. The content of the polymer and the polyurethane obtained from the monomer 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 a “TRIO-1” (manufactured by VG) is used as a gas chromatograph / mass spectrometer. ).
[0038]
Examples of the polymerization curing method include a method in which a sheet having a foamed structure impregnated with a monomer is inserted into a mold made of a gas barrier material and heated.
[0039]
Examples of the gas barrier material include metals such as inorganic glass, aluminum, copper, iron, and SUS; polyamides; polyamides coated with vinylidene chloride; polyvinyl alcohol; resins such as an ethylene-vinyl alcohol copolymer; Laminated resin, laminated film, and various resins, films and metal and metal such as silica and alumina, and laminated resin with these and various resins, laminated film, metal and various resins such as aluminum, Examples include a laminated resin with a film and a film. Among them, inorganic glass and metal are preferably used because they have heat resistance and the surface property of the polishing pad to be produced is good.
[0040]
As a method of inserting a sheet-like material having a foamed structure impregnated with a monomer into a mold made of a gas barrier material, for example, around the sheet-like material, soft vinyl chloride, neoprene rubber, butadiene rubber, styrene butadiene rubber And a gasket made of an elastic material having gas barrier properties such as ethylene propylene rubber, and a method of sandwiching a sheet-like material between two plates made of gas barrier material via the gasket, in a housing made of gas barrier material. Examples of the method include a method of inserting and sealing a sheet material, and a method of inserting and sealing a sheet material in a bag made of a gas barrier film.
[0041]
Further, when there is a possibility that the film may be broken during polymerization curing such as a bag-like material, it can be further placed in a housing having gas barrier properties. When polymerized and cured without being inserted into a mold made of a gas barrier material, the monomer is volatilized from the sheet-like material, and the quality reproducibility of the manufactured polishing layer tends to be insufficient. Yes, as a result, the polishing characteristics tend to be unstable. Here, the gas barrier material is a material that does not leak out of the material due to volatilization of the monomer from the sheet when a sheet having a foamed structure impregnated with the monomer is inserted and sealed. Say.
[0042]
In addition, the order of the step of impregnating the monomer into the sheet having the foamed structure and the step of inserting the sheet having the foam having the monomer impregnated into the mold made of the gas barrier material are not particularly limited. Not something. Specifically, (1) a method in which a sheet-like material is immersed in a tank containing a monomer to impregnate the monomer, then taken out of the tank, and inserted into a mold made of a gas barrier material; 2) After inserting the sheet into a mold made of a gas barrier material, a method of injecting a monomer into the mold, sealing the mold, and impregnating the monomer can be exemplified. Above all, the method (2) is preferable in that there is no scattering of monomer odor and the working environment is good.
[0043]
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. Above all, it is preferable to heat with a water bath, an oil bath, or a jacket, since the heat medium has a large heat capacity and can quickly dissipate the heat generated by polymerization during polymerization.
[0044]
The heating temperature and time should be determined according to the type and amount of the monomer and the polymerization initiator, the thickness of the resin plate, etc., for example, methyl methacrylate for the monomer and azobisisobutyro for the polymerization initiator. In the case where polyurethane is used for the nitrile or sheet, the polymer can be cured by heating at 60 ° C. for about 10 hours and then at 120 ° C. for about 3 hours.
[0045]
In addition, as a polymerization curing method other than heating, polymerization curing by light, electron beam, or radiation irradiation can be exemplified. At that time, a polymerization initiator, a sensitizer, and the like can be added to the monomer as needed.
[0046]
The polymerized cured product is, for example, a vinyl compound as a monomer, when polyurethane is used as a sheet-like material, it is possible to integrally include a polymer obtained from the vinyl compound and polyurethane, This is preferable because the polishing characteristics are stable over the entire surface. 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 a polishing function in the polishing layer with a micro-infrared spectroscope having a spot size of 50 μm is 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.
[0047]
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 a required thickness. A known device such as an NC router, a diamond disk, a belt sander or the like may be used for the grinding process, and a band knife or a planer plate may be used for the slicing process.
[0048]
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 layer, which is located on the cushion layer or the lower layer preferably used as the base of the polishing pad, are more remarkable than 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. More preferably, the thickness is 0.2 to 5 mm, and still more preferably, 0.5 to 2 mm.
[0049]
The average cell diameter of the polishing layer is preferably 10 μm or more and 500 μm or less in the case of closed cells, in that the polishing rate is high and the global flatness and local flatness are good. The more preferable average bubble diameter is 10 μm or more and 300 μm or less, and further preferably 10 μm or more and 100 μm or less.
[0050]
The density of the polishing layer is 0.5 to 1.0 g / cm. ³ It is preferable that 0.5g / cm density ³ If it is lower, the global flatness tends to be poor due to a decrease in flexural modulus, and the density is 1.0 g / cm. ³ If it is higher, the uniformity is deteriorated due to an increase in the bending elastic modulus, and scratches and dust tend to be easily generated on the semiconductor substrate surface after polishing. More preferably, the density is 0.6-0.9 g / cm ³ It is.
[0051]
The surface of the polishing layer in the present invention is preferably subjected to processing such as grooves and holes for the purpose of improving the retention and fluidity of the polishing slurry, improving the efficiency of removing polishing debris from the polishing layer surface, and the like. The method for forming the 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 in which a groove is formed from the beginning using a mold or the like in which a groove is formed, and a method of forming a hole with a drill or a Thomson blade. Further, the shape and diameter of the grooves and holes are not particularly limited. Specific examples include a grid pattern, a dimple shape, a spiral shape, and a concentric shape.
[0052]
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 may be composed of at least two layers having different hardnesses in that the polishing pad is excellent in following the undulation of the wafer. preferable. 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 adjacent layer. In this case, the layer with the highest hardness on the outermost surface functions as the polishing layer, and the layer with the lower hardness adjacent thereto functions as the cushion layer. That is, in the case of a single layer, a polishing layer and a double-sided adhesive tape are laminated in this order, and in the case of a two-layer, a polishing layer, a double-sided adhesive tape, a cushion layer, and a double-sided adhesive tape are laminated in this order.
[0053]
The hardness of the outermost layer, that is, the polishing layer, is preferably 80 degrees or more in micro rubber A hardness. When the micro rubber A hardness is less than 80 degrees, the flattening characteristics tend to deteriorate. More preferably, the hardness is at least 90 degrees. 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 means 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 are 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 the polishing layer or the hard layer is too thin, 5 mm or less, but can be evaluated with the micro rubber hardness meter MD-1.
[0054]
As the cushion layer constituting the polishing pad in the present invention, for example, polyurethane impregnated nonwoven fabric generally used at present, polyethylene, polypropylene, polyester, polyurethane, polyurea, foams of various plastics such as polystyrene and polyvinyl chloride, Various rubbers such as neoprene rubber, butadiene rubber, styrene butadiene rubber, acrylonitrile 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.
[0055]
The method for forming bubbles is not particularly limited. More 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 a cushion layer material and then heating to expand the fine particles, and a method of mixing hollow fine particles in a cushion layer material Method of mixing and then hardening, method of mechanically mixing air bubbles in the cushion layer material, and method of curing, and method of immersing a solution in which the cushion layer material is dissolved in a good solvent in a poor solvent, and wet coagulating, etc. Is mentioned.
[0056]
The preferred thickness of the cushion layer is 0.1 to 10 mm. If the thickness is smaller than 0.1 mm, the uniformity tends to deteriorate. If the thickness is more than 10 mm, global flatness and local flatness tend to be impaired. More preferably, the thickness is 0.2 to 5 mm, and still more preferably, 0.5 to 2 mm.
[0057]
Examples of the double-sided pressure-sensitive adhesive tape used in the present invention include paper, nonwoven fabric, cloth, glass cloth, polyethylene, polypropylene, polyester, polyvinyl chloride, resin films such as polytetrafluoroethylene and polyimide, polyethylene, polyurethane, and polyacryl. And metal foils such as aluminum and copper. Specific examples of the pressure-sensitive adhesive of the double-sided pressure-sensitive adhesive tape include various pressure-sensitive adhesives of rubber type, acrylic type and silicone type. 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. The adhesive strength of the adhesive surface of the double-sided adhesive tape may be the same on the front and back surfaces or may be different.
[0058]
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. Examples of the insulating layer include an interlayer insulating film and a lower insulating film of metal wiring, shallow trench isolation (STI) used for element isolation, and examples of metal wiring include aluminum, tungsten, and copper. Specifically, there are a damascene, a dual damascene and a plug. At present, 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. Further, in addition to the semiconductor substrate, it can be preferably used for polishing various lenses, magnetic heads, hard disks, optical members such as color filters for liquid crystal displays and back plates for plasma displays, and polishing of ceramics and sapphire.
[0059]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. In addition, various evaluations of the polishing pad were performed as follows.
a. Micro rubber A hardness of polishing layer
It was measured with a micro rubber A hardness meter “MD-1” (manufactured by Kobunshi Keiki Co., Ltd.).
b. Polishing layer density
It was measured by the method described in JIS K7222.
c. Average cell diameter of polishing layer
Using a scanning electron microscope "SEM2400" (manufactured by Hitachi, Ltd.), the diameter of all bubbles present in the photograph is measured by analyzing the photograph obtained by observing the pad cross section at a magnification of 200 times with an image processing device. The average value was defined as the average cell diameter.
d. Transmittance of the material covering the polishing layer surface
The measurement was performed using a spectrophotometer "U-2000" (manufactured by Hitachi, Ltd.) at a measurement wavelength range of 300 to 380 nm and a scan speed of 200 nm / min.
e. Polishing evaluation
It went as follows.
(1) Test wafer
A 4-inch silicon wafer with an oxide film (oxide film thickness: 1 μm) was used.
(2) Polishing method
A double-sided adhesive tape "442JS" (trade name, manufactured by Sumitomo 3M Ltd.) is adhered under the polishing layer to be tested, and it is a cushion layer of polyurethane-impregnated nonwoven fabric "Suba400" (Rodel Nitta Co., Ltd.). (Trade name)), and a double-sided adhesive tape “442JS” (trade name, manufactured by Sumitomo 3M Limited) was pasted underneath to produce a two-layer polishing pad. The polishing pad was sealed in a bag composed of the material to be tested. After being left for 400 days, the polishing pad was taken out of the bag, and attached on a surface plate of a polishing machine “LM-15E” (trade name, manufactured by Lapmaster SFT Co., Ltd.). Then, using a diamond dresser “CMP-M” (trade name, manufactured by Asahi Diamond Industry Co., Ltd.) (diameter: 142 mm), pressing pressure 0.04 MPa, polishing platen rotation speed 25 rpm, dresser rotation speed 25 rpm, 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 a rate of 100 ml / min, the thickness of the oxide film on the surface was previously adjusted to "Lambda Ace" (registered trademark) VM-2000 (Dai Nippon Screen Manufacturing Co., Ltd.). The test wafer measured at 198 points determined using the above method was mounted on a polishing head, and the polishing slurry “SS-12” having a working concentration described in an instruction manual (trade name, manufactured by Cabot Corporation) Was supplied to the polishing pad at a rate of 35 ml / min., And was polished for a predetermined time by rotating in the same direction as the polishing table at a polishing pressure of 0.04 MPa, a polishing table rotation speed of 45 rpm, and a polishing head rotation speed of 45 rpm. The surface of the wafer is not dried, and the surface of the wafer is washed with a polyvinyl alcohol sponge immediately while being sprayed with pure water. The wafer is allowed to dry in a natural state, and then dried using a microscope "VH-6300" (manufactured by Keyence Corporation). (Product name)) was inspected for scratches. Scratches having a line width of 10 μm or more were counted as the number of scratches. Next, the thickness of the polished oxide film was measured at 198 points determined using “Lambda Ace” (registered trademark) VM-2000 (manufactured by Dainippon Screen Mfg. Co., Ltd.), and the following equation (1) was obtained. Was used to calculate the polishing rate at each point.
Polishing rate = (thickness of oxide film before polishing-thickness of oxide film after polishing) / polishing time (1)
(Example 1)
Polyether polyol having a liquid temperature maintained at 40 ° C .: 100 parts by weight of “SANNIX (registered trademark) FA-909” (manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd.), chain extender: 8 parts by weight of monoethylene glycol, amine catalyst : 1.95 parts by weight of "Dabco (registered trademark) 33LV" (manufactured by Air Products Japan KK), 0.14 parts by weight of amine catalyst: "Toyocat (registered trademark) ET" (manufactured by Tosoh Corporation), silicone Foaming agent: 1 part by weight of “TEGOSTAB (registered trademark) B8462” (manufactured by Th. Goldschmidt AG), foaming agent: liquid A prepared by mixing 0.55 part by weight of water, and isocyanate having a liquid temperature of 40 ° C. : Liquid B consisting of 96.2 parts by weight of "Sunform (registered trademark) NC-703" (manufactured by Sanyo Chemical Industry Co., Ltd.) was discharged by a RIM molding machine at a discharge pressure of 16 MPa. After mixing by collision, the mixture is discharged into a mold maintained at 40 ° C. at a discharge rate of 800 g / sec, and left for 10 minutes to form a foamed polyurethane block having a thickness of 10.0 mm (micro rubber A hardness: 47 degrees, density: 0.73 g / cm ³ (Average bubble diameter: 35 μm, size: 500 × 500 mm). Next, the obtained foamed polyurethane block was sliced to a thickness of 2 mm with a slicer to form a sheet.
[0060]
Next, the foamed polyurethane sheet thus obtained was cut into a size of 320 mm × 320 mm, and immersed in methyl methacrylate to which 0.1 parts by weight of azobisisobutyronitrile was added for 45 minutes. Next, the foamed polyurethane sheet impregnated with methyl methacrylate is sandwiched between two glass plates via a polyvinyl chloride gasket, and heated and cured at 70 ° C. for 10 hours and 120 ° C. for 3 hours. Was. After releasing the cured foamed polyurethane sheet from between the glass plates, vacuum drying was performed at 50 ° C. A polishing layer was produced by grinding both surfaces of the thus obtained rigid foamed polyurethane sheet (size: 400 mm × 400 mm) to a thickness of 1.25 mm. The content of polymethyl methacrylate in the obtained polishing layer was 50% by weight.
[0061]
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. Next, a double-sided pressure-sensitive adhesive tape “442JS” (trade name, manufactured by Sumitomo 3M Limited) is applied to the polishing layer, and the polyurethane tape impregnated with a polyurethane layer impregnated with polyurethane “Suba400” (Rodel Nitta Co., Ltd.) (Trade name)) (thickness: 1 mm, micro rubber A hardness: 53 degrees), and double-sided adhesive tape “442JS” (trade name, manufactured by Sumitomo 3M Ltd.) A layer of polishing pad was made. Similarly, a total of seven polishing pads were produced. The micro rubber A hardness of the polishing layer of the obtained polishing pad was 93 degrees, and the density was 0.77 g / cm. ³ The average bubble diameter was 39 μm.
[0062]
Next, as a blank, one of the seven polishing pads was stuck on a surface plate of a polishing machine, and polishing evaluation was performed. No scratch was observed on the wafer surface after polishing. The polishing rate was 2286 angstroms. Next, one of the remaining six polishing pads was sealed in a “UV cut clean bag” (material: polyethylene, thickness: 45 μm, manufactured by Asoh (trade name)) in the presence of air. The light transmittance of this bag was 380 nm: 1.1%, 360 nm: 0.1%, 340 nm: 0.0%, 320 nm: 0.0%, and 300 nm: 0.0%. After being left indoors (lighting: fluorescent light) for 400 days, it was taken out of the bag. The micro rubber A hardness of the polishing layer of this polishing pad is 93 degrees, and the density is 0.77 g / cm. ³ The average bubble diameter was 39 μm. Next, this polishing pad was attached on a surface plate of a polishing machine, and polishing evaluation was performed. No scratch was observed on the wafer surface after polishing. The polishing rate was 2272 angstroms.
[0063]
(Example 2)
After the use of Example 1, one of the remaining five polishing pads was used as a polishing pad in an "antistatic plastic bag (conductive type)" (material: kneaded product of polyethylene and carbon black, thickness 45 µm, manufactured by Asoh Co., Ltd. (trade name) )) And sealed in the presence of air. The light transmittance of this bag was 380 nm: 1.5%, 360 nm: 2.1%, 340 nm: 2.0%, 320 nm: 14.7%, and 300 nm: 12.5%. After being left indoors (lighting: fluorescent light) for 400 days, it was taken out of the bag. The micro rubber A hardness of the polishing layer of this polishing pad is 93 degrees, and the density is 0.77 g / cm. ³ The average bubble diameter was 39 μm. Next, this polishing pad was attached on a surface plate of a polishing machine, and polishing evaluation was performed. No scratch was observed on the wafer surface after polishing. The polishing rate was 2267 Å.
[0064]
(Example 3)
One of the remaining four polishing pads after use in Examples 1 and 2 was vacuum-sealed in a “UV cut clean bag” (material: polyethylene, 45 μm thick, manufactured by Asoh Co., Ltd. (trade name)). did. The light transmittance of this bag was 380 nm: 1.1%, 360 nm: 0.1%, 340 nm: 0.0%, 320 nm: 0.0%, and 300 nm: 0.0%. After being left indoors (lighting: fluorescent light) for 400 days, it was taken out of the bag. The micro rubber A hardness of the polishing layer of this polishing pad is 93 degrees, and the density is 0.77 g / cm. ³ The average bubble diameter was 39 μm. Next, this polishing pad was attached on a surface plate of a polishing machine, and polishing evaluation was performed. No scratch was observed on the wafer surface after polishing. The polishing rate was 2275 Å.
[0065]
(Example 4)
After use of Examples 1, 2 and 3, one of the three remaining polishing pads was covered with an aluminum foil (thickness: 20 μm, manufactured by Nippon Foil Co., Ltd.). The light transmittance of this aluminum foil was 380 nm: 0.0%, 360 nm: 0.0%, 340 nm: 0.0%, 320 nm: 0.0%, and 300 nm: 0.0%. . After leaving it indoors (lighting: fluorescent light) for 400 days, the aluminum foil cover was removed. The micro rubber A hardness of the polishing layer of this polishing pad is 93 degrees, and the density is 0.77 g / cm. ³ The average bubble diameter was 39 μm. Next, this polishing pad was attached on a surface plate of a polishing machine, and polishing evaluation was performed. No scratch was observed on the wafer surface after polishing. The polishing rate was 2265 Å.
[0066]
(Comparative Example 1)
After the use of Examples 1, 2, 3, and 4, one of the remaining two polishing pads was sealed in a commercially available transparent polyethylene bag (50 μm thick) in the presence of air. The light transmittance of this bag was 380 nm: 68.2%, 360 nm: 64.5%, 340 nm: 72.7%, 320 nm: 73.3%, and 300 nm: 68.8%. After being left indoors (lighting: fluorescent light) for 400 days, it was taken out of the bag. The polishing layer of this polishing pad has a micro rubber A hardness of 98 degrees and a density of 0.78 g / cm. ³ The average bubble diameter was 39 μm. Next, this polishing pad was attached on a surface plate of a polishing machine, and polishing evaluation was performed. Four scratches were observed on the wafer surface after polishing. The polishing rate was 1845 angstroms.
[0067]
(Comparative Example 2)
After use of Example 1, Example 2, Example 3, Example 4, and Comparative Example 1, the remaining one polishing pad was replaced with an antistatic bag “MB-300” (material: polyethylene, thickness 50 μm, As One Co., Ltd.). ) (Trade name)) in the presence of air. The light transmittance of this bag was 380 nm: 61.1%, 360 nm: 56.5%, 340 nm: 64.8%, 320 nm: 65.2%, and 300 nm: 63.3%. After being left indoors (lighting: fluorescent light) for 400 days, it was taken out of the bag. The polishing layer of this polishing pad has a micro rubber A hardness of 98 degrees and a density of 0.78 g / cm. ³ The average bubble diameter was 39 μm. Next, this polishing pad was attached on a surface plate of a polishing machine, and polishing evaluation was performed. Three scratches were observed on the wafer surface after polishing. The polishing rate was 1869 Å.
[0068]
(Example 5)
78 parts by weight of a polyether urethane polymer "Adiprene" (registered trademark) L-325 (manufactured by Uniroyal), 20 parts by weight of 4,4'-methylene-bis (2-chloroaniline), and hollow polymer microspheres 1.8 parts by weight of "EXPANCEL" (registered trademark) 551DE (manufactured by Chemo Nobel) are mixed with a RIM molding machine, discharged into a mold, and molded into a polymer (size: 500 × 500 mm, thickness: 10 mm). Was prepared. This polymer molded body was sliced to a thickness of 1.25 mm with a slicer to prepare a hard foamed polyurethane sheet, which was used as a polishing layer. This polishing layer was cut into a circle having a diameter of 380 mm, and a lattice-shaped groove having a width of 2 mm, a depth of 0.5 mm, and a pitch of 15 mm was formed on the surface. Next, a double-sided pressure-sensitive adhesive tape “442JS” (trade name, manufactured by Sumitomo 3M Limited) is applied to the polishing layer, and it is a cushion-impregnated polyurethane-impregnated nonwoven fabric “Suba400” (Rodel Nitta Co., Ltd.) Product name)) (thickness: 1 mm, micro rubber A hardness: 53 degrees), and then, under the cushion layer, double-sided adhesive tape "442JS" (product name, manufactured by Sumitomo 3M Ltd.) A two-layer polishing pad was made. Similarly, a total of five polishing pads were produced. The microrubber A hardness of the polishing layer of the obtained polishing pad was 94 degrees, the density was 0.81, and the average bubble diameter was 33 μm.
[0069]
Next, as a blank, one of the five polishing pads was stuck on a surface plate of a polishing machine, and the polishing was evaluated. No scratch was observed on the wafer surface after polishing. The polishing rate was 2098 angstroms.
[0070]
Next, one of the remaining four polishing pads was sealed in a “UV cut clean bag” (material: polyethylene, thickness 45 μm, manufactured by Asoh Corp. (trade name)) in the presence of air. The light transmittance of this bag was 380 nm: 1.1%, 360 nm: 0.1%, 340 nm: 0.0%, 320 nm: 0.0%, and 300 nm: 0.0%. After being left indoors (lighting: fluorescent light) for 400 days, it was taken out of the bag. The polishing layer of this polishing pad has a micro rubber A hardness of 94 degrees and a density of 0.81 g / cm. ³ The average bubble diameter was 33 μm. Next, this polishing pad was attached on a surface plate of a polishing machine, and polishing evaluation was performed. No scratch was observed on the wafer surface after polishing. The polishing rate was 2091 angstroms.
[0071]
(Example 6)
After the use of Example 5, one of the remaining three polishing pads was replaced with an “antistatic plastic bag (conductive type)” (material: kneaded product of polyethylene and carbon black, thickness 45 μm, manufactured by Asoh Co., Ltd. (trade name) )) And sealed in the presence of air. The light transmittance of this bag was 380 nm: 1.5%, 360 nm: 2.1%, 340 nm: 2.0%, 320 nm: 14.7%, and 300 nm: 12.5%. After being left indoors (lighting: fluorescent light) for 400 days, it was taken out of the bag. The polishing layer of this polishing pad has a micro rubber A hardness of 94 degrees and a density of 0.81 g / cm. ³ The average bubble diameter was 33 μm. Next, this polishing pad was attached on a surface plate of a polishing machine, and polishing evaluation was performed. No scratch was observed on the wafer surface after polishing. The polishing rate was 2083 Å.
[0072]
(Example 7)
After use of Example 5 and Example 6, one of the remaining two polishing pads was vacuum-sealed in a “UV cut clean bag” (material: polyethylene, thickness 45 μm, manufactured by Asoh Co., Ltd. (trade name)). did. The light transmittance of this bag was 380 nm: 1.1%, 360 nm: 0.1%, 340 nm: 0.0%, 320 nm: 0.0%, and 300 nm: 0.0%. After being left indoors (lighting: fluorescent light) for 400 days, it was taken out of the bag. The polishing layer of this polishing pad has a micro rubber A hardness of 94 degrees and a density of 0.81 g / cm. ³ The average bubble diameter was 33 μm. Next, this polishing pad was attached on a surface plate of a polishing machine, and polishing evaluation was performed. No scratch was observed on the wafer surface after polishing. The polishing rate was 2106 angstroms.
[0073]
(Comparative Example 3)
After the use of Example 5, Example 6, and Example 7, the remaining one polishing pad was placed in an antistatic bag “MB-300” (material: polyethylene, thickness 50 μm, manufactured by AS ONE Corporation (trade name)). Sealed in the presence of air. The light transmittance of this bag was 380 nm: 61.1%, 360 nm: 56.5%, 340 nm: 64.8%, 320 nm: 65.2%, and 300 nm: 63.3%. After being left indoors (lighting: fluorescent light) for 400 days, it was taken out of the bag. The micro rubber A hardness of the polishing layer of this polishing pad is 99 degrees, and the density is 0.81 g / cm. ³ The average bubble diameter was 33 μm. Next, this polishing pad was attached on a surface plate of a polishing machine, and polishing evaluation was performed. Five scratches were observed on the polished wafer surface. The polishing rate was 1654 angstroms.
[0074]
【The invention's effect】
According to the present invention, in a polishing pad suitably used for mechanically flattening the surface of an insulating layer or a metal wiring formed on a silicon substrate, a change in polishing characteristics during storage is small, and a pot life is small. However, a very long polishing pad can be obtained.

Claims

A polishing pad, wherein the surface of the polishing layer is covered with a material having a transmittance of 50% or less in the entire wavelength range of light of 300 to 380 nm.

A polishing pad, wherein the surface of the polishing layer is covered with a material having a transmittance of 20% or less in the entire wavelength range of light of 300 to 380 nm.

3. The polishing pad according to claim 1, wherein the material is mainly composed of a resin.

The polishing pad according to any one of claims 1 to 3, wherein a surface of the polishing layer is covered with a bag-like material made of the material.

The polishing pad according to any one of claims 1 to 4, wherein the polishing pad is sealed by a bag-like material made of the material.

The polishing pad according to any one of claims 1 to 5, wherein the polishing pad is sealed in an oxygen-free atmosphere by a bag-like material made of the material.

The polishing pad according to any one of claims 1 to 6, wherein the material or a bag-like material made of the material has antistatic properties or conductivity.

The polishing pad according to claim 1, wherein the polishing layer contains polyurethane.

The polishing pad according to any one of claims 1 to 8, wherein the polishing layer contains a polymer polymerized from polyurethane and a vinyl compound.

The polishing pad according to claim 1, wherein the polishing pad is for polishing a semiconductor substrate.