JP2005183711A - Polishing pad, method of polishing, semiconductor device and its manufacturing method - Google Patents

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JP2005183711A JP2003423243A JP2003423243A JP2005183711A JP 2005183711 A JP2005183711 A JP 2005183711A JP 2003423243 A JP2003423243 A JP 2003423243A JP 2003423243 A JP2003423243 A JP 2003423243A JP 2005183711 A JP2005183711 A JP 2005183711A
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Takatoshi Yamada
孝敏 山田
Masahiko Nakamori
雅彦 中森
Tetsuo Shimomura
哲生 下村
Kazuyuki Ogawa
一幸 小川
Atsushi Kazuno
淳 数野
Yoshiyuki Nakai
良之 中井
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Toyo Tire Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a polishing pad particularly effective to improve the proper value maintenance of a polishing rate and in uniformity in a surface after polishing a material to be polished and extremely effective in manufacturing such as the chemical mechanical polishing, etc. of a semiconductor wafer, etc., by solving simultaneously subjects such as the unevenness or decreases of the polishing rate, the large unevenness of an amount of polishing in the surface of a water, the excessive consumption of polishing slurry, and further unable to hold suitable slurry between the material to be polished and the polishing pad, and to provide a method of polishing. <P>SOLUTION: The polishing pad 1 includes a plurality of parallel groove groups made of substantially straight line grooves parallel to each other in the polishing surface. At least the groove 2 has different groove depths in the one and same groove. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、被研磨体の研磨に使用する研磨パッドおよびそれを用いた研磨方法に関するものであり、特に半導体デバイスの製造工程においてCMP(化学的機械研磨またはケミカルメカニカルポリッシング)により層間絶縁膜等の平坦化処理などを行う時に用いる研磨パッド、この研磨パッドを用いた研磨方法ならびに半導体デバイスの製造方法および当該製造方法によって得られた半導体デバイスに関するものである。   The present invention relates to a polishing pad used for polishing an object to be polished and a polishing method using the same, and in particular, in a semiconductor device manufacturing process, such as an interlayer insulating film by CMP (chemical mechanical polishing or chemical mechanical polishing). The present invention relates to a polishing pad used when performing a planarization process, a polishing method using the polishing pad, a semiconductor device manufacturing method, and a semiconductor device obtained by the manufacturing method.

近年の半導体集積回路の微細化および高集積化は急速に進化し、微細に加工することが必要になってきており、またデバイスが複雑な構造になって立体化するようになってきている。微細化は、半導体装置の製造工程における微細加工技術の進歩、特に、光を利用して回路パターンをウエハ面上に塗布された感光性有機膜(フォトレジスト)に転写する技術であるリソグラフィー工程における高解像力化により達成されてきた。具体的には、リソグラフィー工程において、短波長化された光源を用いて露光する技術が開発されている。また、デバイス構造の高低差をできるだけ低減することで、焦点深度の不足を補い、微細なパターンの焦点ずれを引き起こさず確実に解像させる方法が検討されている。   In recent years, miniaturization and high integration of semiconductor integrated circuits have rapidly evolved, and it has become necessary to perform fine processing, and devices have become complicated structures and become three-dimensional. Miniaturization is an advance in microfabrication technology in the manufacturing process of a semiconductor device, particularly in a lithography process that is a technique for transferring a circuit pattern to a photosensitive organic film (photoresist) coated on a wafer surface using light. It has been achieved by increasing the resolution. Specifically, a technique for performing exposure using a light source having a shorter wavelength in a lithography process has been developed. In addition, a method is being studied in which the difference in height of the device structure is reduced as much as possible to compensate for the lack of depth of focus and to reliably resolve a fine pattern without causing a defocus.

そこで、デバイス構造の高低差を平坦化する方法として、最近では、シリコンウエハの鏡面加工を応用したCMP法が採用されており、この装置は、回転する研磨プレート回転軸に支承され表面に研磨パッドが接着された研磨プレートと、ダイヤモンド粉などを金属板に電着などで形成した、研磨パッドの表面を目立てするためのドレッサと、層間絶縁膜などの被研磨層が形成された被研磨体(以下、ウエハと称する)をウエハバッキングフィルムにより保持するキャリアと、研磨スラリを研磨パッド上に供給する研磨スラリ供給ノズルを有する研磨スラリ供給装置とから概ね構成されている。   Therefore, as a method for flattening the difference in height of the device structure, a CMP method that applies mirror processing of a silicon wafer has been recently adopted. This apparatus is supported by a rotating polishing plate rotating shaft and has a polishing pad on the surface. A polishing plate to which a surface of the polishing pad is made conspicuous, and a polishing object layer (such as an interlayer insulating film) formed with diamond powder or the like formed by electrodeposition on a metal plate. (Hereinafter, referred to as a wafer) by a wafer backing film and a polishing slurry supply device having a polishing slurry supply nozzle for supplying the polishing slurry onto the polishing pad.

その1方法として、研磨パッドをドレッサによりドレッシング(研削)した後に、研磨プレート回転軸およびキャリア回転軸を回転させ、研磨スラリ供給ノズルから研磨パッドの中央部に研磨スラリを供給しながら、研磨圧力調整機構によりウエハを研磨パッド上に押圧させてウエハを研磨する方法がある。このようなCMP法では、ウエハの絶縁膜などの被研磨層にマイクロスクラッチの発生や研磨レートのばらつきや研磨量のウエハ面内でのバラツキが大きいことが問題となっている。   As one method, after dressing (grinding) the polishing pad with a dresser, the polishing pressure is adjusted while rotating the polishing plate rotation shaft and the carrier rotation shaft and supplying the polishing slurry from the polishing slurry supply nozzle to the center of the polishing pad. There is a method of polishing a wafer by pressing the wafer onto a polishing pad by a mechanism. In such a CMP method, there is a problem that microscratches are generated in a layer to be polished such as an insulating film of the wafer, a polishing rate varies, and a polishing amount varies widely within the wafer surface.

マイクロスクラッチの発生を抑制するためには、研磨パッドのドレッシング時に発生する研磨パッドの削りクズやドレッサのダイヤモンド、層間膜、ウエハの破片クズや研磨済みの研磨スラリなど(以降、これらを総称して不純物とも表記する)を研磨パッド外へ排出する必要がある。このような従来のCMP装置においては、研磨作業中に研磨スラリを研磨パッドの中央部に間断なく十分に流し出し、不純物をこの研磨スラリにより研磨パッド外へ除去あるいは押し流すという対策をとっている。このようにドレッシングによりパッド表面に目立て層を形成し、研磨スラリを供給してウエハの研磨を行う時、研磨スラリは研磨パッドの回転による遠心力およびウエハを研磨パッドに押し付けることにより押し出され、殆どが研磨に直接寄与することなく研磨パッド外に排出されてしまうため、高価な研磨スラリを余分に消費してしまうことになる。   In order to suppress the occurrence of micro-scratch, polishing pad scraping scraps, dresser diamonds, interlayer films, wafer debris and polished polishing slurries generated during dressing of the polishing pad (hereinafter collectively referred to as these) (Also referred to as impurities) must be discharged out of the polishing pad. In such a conventional CMP apparatus, measures are taken such that the polishing slurry is sufficiently flowed to the center of the polishing pad without interruption during the polishing operation, and impurities are removed or pushed out of the polishing pad by this polishing slurry. Thus, when a dressing layer is formed on the pad surface by dressing and the polishing slurry is supplied to polish the wafer, the polishing slurry is pushed out by the centrifugal force due to the rotation of the polishing pad and pressing the wafer against the polishing pad. Is discharged outside the polishing pad without directly contributing to polishing, and therefore, an expensive polishing slurry is consumed in excess.

これらの課題を解決するために、研磨パッド面に溝がパッドの外周部に開口した状態で格子状(複数の直線平行の溝群)の溝を形成した研磨パッド(特許文献1参照)や複数の直線平行の溝群によって形成された多角形突起部を備えた研磨パッド(特許文献2参照)等が提案されている。   In order to solve these problems, a polishing pad (see Patent Document 1) or a plurality of polishing pads formed with a lattice-like (a plurality of linearly parallel groove groups) in a state where grooves are opened on the outer peripheral portion of the pad on the polishing pad surface. A polishing pad (see Patent Document 2) having a polygonal protrusion formed by a group of linearly parallel grooves has been proposed.

特許文献1開示の研磨パッドにおいては、幅1〜5mm程度、深度0.5〜2.5mm程度の溝を10〜100mm程度の間隔を開けて切削形成したことで研磨スラリの充分な研磨パッド全面への供給ができ研磨精度の向上が期待できるが、研磨レートを維持して、研磨スラリの余分な消費の抑制、研磨量のウエハ面内でのバラツキ抑制を同時に解決することは困難であった。   In the polishing pad disclosed in Patent Document 1, a groove having a width of about 1 to 5 mm and a depth of about 0.5 to 2.5 mm is cut and formed at an interval of about 10 to 100 mm, so that the entire polishing pad has a sufficient polishing slurry. However, it is difficult to maintain the polishing rate, suppress excessive polishing slurry consumption, and reduce the amount of polishing in the wafer surface at the same time. .

また、特許文献2開示の研磨パッドにおいても、平坦性などを向上させるために、複数の直線平行の溝群によって形成された多角形突起部を研磨パッド面に形成したものであるが、不純物の排出に効果があっても、研磨レートを維持して、研磨スラリの余分な消費の抑制、研磨量のウエハ面内でのバラツキ抑制を同時に解決することは困難であった。   Also, in the polishing pad disclosed in Patent Document 2, in order to improve the flatness and the like, a polygonal protrusion formed by a plurality of linearly parallel groove groups is formed on the polishing pad surface. Even if the discharge is effective, it has been difficult to simultaneously maintain the polishing rate, suppress excessive polishing slurry consumption, and suppress variations in the polishing amount in the wafer surface.

その他、特許文献3〜6においても同様な研磨パッドが開示されているが、いずれも研磨レートを維持して、研磨スラリの余分な消費の抑制、研磨量のウエハ面内でのバラツキ抑制を同時に解決することは困難であった。
特開平08−216029号公報 特開平10−071561号公報 特開平10−315119号公報 特開2000−117620号公報 特開2001−001255号公報 特開2001−079755号
In addition, Patent Documents 3 to 6 disclose similar polishing pads, but all maintain the polishing rate, and at the same time, suppress excessive consumption of polishing slurry and suppress variation in the amount of polishing in the wafer surface. It was difficult to solve.
Japanese Patent Application Laid-Open No. 08-216029 Japanese Patent Laid-Open No. 10-071561 JP-A-10-315119 JP 2000-117620 A JP 2001-001255 A Japanese Patent Laid-Open No. 2001-079755

本発明は、半導体デバイスの製造工程などにおいてCMPにより層間絶縁膜などの平坦化処理などを行う時に用いる研磨パッドおよびこの研磨パッドを用いた研磨方法において、研磨レートのバラツキや低下、研磨量のウエハ面内でのバラツキが大きいこと、研磨スラリの余分な消費、更に被研磨体と研磨パッドとの間の適切なスラリの保持が出来ないなどの課題を同時に解決せんとするものである。   The present invention relates to a polishing pad used when performing planarization processing of an interlayer insulating film or the like by CMP in a manufacturing process of a semiconductor device and the like, and a polishing method using the polishing pad. It is intended to simultaneously solve problems such as large variations in the surface, excessive consumption of polishing slurry, and inability to hold an appropriate slurry between the object to be polished and the polishing pad.

本発明は、前記課題を同時に解決し、たとえば半導体デバイスの製造工程等においてCMPにより層間絶縁膜等の平坦化処理などを行う時に用いる研磨パッドおよびこの研磨パッドを用いた効率的研磨方法を提供するものである。即ち、本発明は、研磨面内に互いに平行であるほぼ直線の溝からなる複数の平行溝群を有する研磨パッドであって、少なくとも前記溝の1が、同一溝内で異なる溝深度を有する異深度溝であることを特徴とする互いに平行であるほぼ直線の溝からなる複数の平行溝群を有する研磨パッドである。   The present invention solves the above-mentioned problems at the same time, and provides, for example, a polishing pad used when performing planarization processing of an interlayer insulating film or the like by CMP in a semiconductor device manufacturing process and the like, and an efficient polishing method using this polishing pad. Is. That is, the present invention is a polishing pad having a plurality of parallel groove groups consisting of substantially straight grooves parallel to each other in the polishing surface, wherein at least one of the grooves has different groove depths in the same groove. A polishing pad having a plurality of parallel groove groups consisting of substantially straight grooves parallel to each other, characterized by being deep grooves.

更に、本発明を好適に実施するためには、
前記複数の平行溝群が互いに直交する平行溝群であり、
前記異深度溝における溝深度が、研磨パッドにおける中心部と中間部とにおいて大きく、外周部において小さく形成されており、
前記異深度溝における溝深度が、研磨パッドにおける中心部において小さく、中間部において大きく、外周部において小さく形成されており、
前記異深度溝における溝深度の最大深度をDHとし、溝深度の最小深度をDAとしたときDH/DAが2以上である
ことが好ましい。
Furthermore, in order to implement this invention suitably,
The plurality of parallel groove groups are parallel groove groups orthogonal to each other;
The groove depth in the different depth groove is large at the center and the middle part of the polishing pad, and small at the outer peripheral part,
The groove depth in the different depth groove is small at the center portion of the polishing pad, large at the intermediate portion, and small at the outer peripheral portion,
It is preferable that DH / DA is 2 or more when the maximum groove depth in the different depth grooves is DH and the minimum groove depth is DA.

本発明の別の態様として、前記研磨パッドを用いて被研磨体を研磨する研磨方法、また前記の研磨方法を用いて製造することを特徴とする半導体デバイスの製造方法、更に前記の製造方法で製造されたことを特徴とする半導体デバイスがある。   As another aspect of the present invention, a polishing method for polishing a body to be polished using the polishing pad, a manufacturing method for a semiconductor device characterized by manufacturing using the polishing method, and the manufacturing method described above There is a semiconductor device characterized by being manufactured.

本発明における研磨パッドは、CMPで被研磨体の平坦化処理を行う時に用いる研磨パッドに好ましく使用されるものであり、研磨レートのバラツキや低下、研磨量のウエハ面内でのバラツキが大きいこと、研磨スラリの余分な消費、更に被研磨体と研磨パッドとの間の適切なスラリの保持が出来ないなどの課題を同時に解決するためのものであり、そのため研磨パッドにおける面内(研磨面内)に、互いに平行であるほぼ直線の溝からなる複数の平行溝群を形成した研磨パッドであって、少なくとも前記溝の1が、同一溝内で異なる溝深度を有する異深度溝である溝群を形成したものである。同一深度を有する格子状溝を研磨パッド面内に形成したものでは本発明の効果は同時に得ることができない。   The polishing pad according to the present invention is preferably used for a polishing pad used when performing planarization processing of an object to be polished by CMP, and has a large or small polishing rate and a large amount of polishing in a wafer surface. It is intended to solve problems such as excessive consumption of polishing slurry, and inability to hold an appropriate slurry between the object to be polished and the polishing pad at the same time. ), A polishing pad in which a plurality of parallel groove groups consisting of substantially straight grooves parallel to each other are formed, wherein at least one of the grooves is a groove group having different depths in the same groove. Is formed. The effect of the present invention cannot be obtained at the same time when the lattice-shaped grooves having the same depth are formed in the polishing pad surface.

本発明の研磨パッドを使用する半導体ウエハなどの研磨においては、研磨レートのバラツキや低下、研磨量のウエハ面内でのバラツキが大きいこと、研磨スラリの余分な消費、更に被研磨体と研磨パッドとの間の適切なスラリの保持ができないなどの課題を同時に解決し、研磨レートを一定に保ち、被研磨体における研磨後の面内均一性の向上に特に有効であり、半導体ウエハ等のCMPなどの生産上においてきわめて有効なものである。   In polishing of a semiconductor wafer or the like using the polishing pad of the present invention, the polishing rate varies or decreases, the variation in the polishing amount in the wafer surface, the excessive consumption of the polishing slurry, and the object to be polished and the polishing pad It is particularly effective for simultaneously solving the problems such as inability to maintain an appropriate slurry between the two, maintaining a constant polishing rate, and improving in-plane uniformity after polishing of the object to be polished. It is extremely effective in production.

本発明における互いに平行であるほぼ直線の溝からなる複数の平行溝群であって、少なくとも当該溝の1が、同一溝内で異なる溝深度を有する異深度溝である平行溝群の溝本数は特に限定されず、適宜選択して形成することができるが、少なくとも10本以上のものが好ましく、このほぼ直線の溝は字義通りの直線および若干の蛇行を有する平行な線であってもよい(図1−A、図2−A参照)ものである。また、「互いに平行である」とは、隣接する溝が、厳密に平行であるだけでなく、研磨パッドの研磨面内で互いに交わらないものを含む意味と解すべきである。更に、異深度溝の溝深度の変化は急激であってもよいし、段階的であってもよい。   The number of parallel grooves in the present invention is a plurality of parallel grooves composed of substantially straight grooves parallel to each other, and at least one of the grooves is a different depth groove having different groove depths in the same groove. Although it is not particularly limited, it can be selected and formed as appropriate, but at least 10 or more are preferable, and the substantially straight groove may be a straight line as literally and a parallel line having a slight meander ( 1-A and FIG. 2-A). Further, “parallel to each other” should be understood as including not only those where adjacent grooves are strictly parallel but also those that do not intersect each other within the polishing surface of the polishing pad. Furthermore, the change of the groove depth of the different depth groove may be abrupt or stepwise.

上記溝形成方法は特に限定されるものではないが、例えば、所定サイズのバイトのような治具を用い機械切削する方法、所定の表面形状を有した金型に樹脂を流しこみ、硬化させることにより作製する方法、所定の表面形状を有したプレス板で樹脂をプレスし作製する方法、フォトリソグラフィを用いて作製する方法、印刷手法を用いて作製する方法、炭酸ガスレーザーなどを用いたレーザー光による作製方法などが挙げられる。   The groove forming method is not particularly limited. For example, a method of machine cutting using a jig such as a tool of a predetermined size, pouring resin into a mold having a predetermined surface shape, and curing the resin. A method of manufacturing by pressing, a method of pressing and manufacturing a resin with a press plate having a predetermined surface shape, a method of manufacturing using photolithography, a method of manufacturing using a printing technique, a laser beam using a carbon dioxide laser, etc. For example.

本発明における、互いに平行であるほぼ直線の溝からなる複数の平行溝群であって、少なくとも当該溝の1が、同一溝内で異なる溝深度を有する異深度溝である平行溝群の溝はその本数においては特に限定され無いが、該研磨パッドの研磨面内における当該溝の開口面積の、開口部とそれ以外の平面的面積の総和に対する、平均的割合が好ましくは1〜50%、より好ましくは3〜30%であることが望ましい。   In the present invention, a plurality of parallel groove groups consisting of substantially straight grooves parallel to each other, wherein at least one of the grooves is a different depth groove having different groove depths in the same groove, The number is not particularly limited, but the average ratio of the opening area of the groove in the polishing surface of the polishing pad to the sum of the opening and the other planar area is preferably 1 to 50%, more Preferably it is 3 to 30%.

本発明における研磨パッドは、ウエハ等の被研磨体に当接する研磨パッドの表面層である研磨面において、互いに平行であるほぼ直線の溝からなる複数の平行溝群であって、少なくとも当該溝の1が、同一溝内で異なる溝深度を有する異深度溝である平行溝群の溝を有する研磨パッドであり、研磨面内に形成される溝において、それらの全てが異深度溝であってもよくまたそのうちの少なくとも1が異深度溝であってもよいものであり、被研磨体であるウエハなどの性質や研磨条件や研磨方法によって適宜選択され実施されればよいものである。   The polishing pad in the present invention is a plurality of parallel groove groups consisting of substantially straight grooves parallel to each other on a polishing surface that is a surface layer of a polishing pad that comes into contact with an object to be polished such as a wafer. 1 is a polishing pad having grooves in a parallel groove group that are different depth grooves having different groove depths in the same groove, and in the grooves formed in the polishing surface, all of them are different depth grooves In addition, at least one of them may be a groove at a different depth, and may be appropriately selected and implemented according to the properties of the wafer as the object to be polished, the polishing conditions, and the polishing method.

前述のように本発明の研磨パッドにおいては、異深度溝における溝深度が、研磨パッドにおける中心部と中間部において大きく、外周部において小さく形成されていることが好ましく、研磨パッドにおける中心部において小さく、中間部において大きく、外周部において小さく形成されていることがより好ましい。この場合はウエハなどの被研磨体と研磨パッドとが当接され研磨する位置において溝深度の大きい部位が披研磨体の大きさを超えない部位となるように形成されることが好ましく、このことでウエハなどの外縁部が研磨され中心部が研磨され難くなることを抑制し、ウエハなどの面内研磨不均一が生じない。前記研磨パッドにおける中心部、中間部、外周部は、図1のaゾーンが中心部、bゾーンが中間部、cゾーンが外周部を示すものであり、aゾーンはパッド半径の1/10以下を含みパッド半径の4/10を含まない円部分であり、bゾーンはパッド半径の1/2を含む輪部分、cゾーンはパッド半径の9/10以上を含みパッド半径の6/10を含まない輪部分である。   As described above, in the polishing pad of the present invention, the groove depth in the different depth groove is preferably large at the central portion and the intermediate portion of the polishing pad and small at the outer peripheral portion, and small at the central portion of the polishing pad. More preferably, it is formed large in the intermediate part and small in the outer peripheral part. In this case, it is preferable that the portion where the groove depth is large does not exceed the size of the polishing body at the position where the polishing object such as a wafer is in contact with the polishing pad and polished. Therefore, it is possible to prevent the outer edge portion of the wafer or the like from being polished and the central portion from being difficult to be polished. In the polishing pad, the central portion, the intermediate portion, and the outer peripheral portion indicate that the a zone in FIG. 1 is the central portion, the b zone is the intermediate portion, and the c zone is the outer peripheral portion. Is included in the circular portion including 4/10 of the pad radius, the b zone includes a ring portion including 1/2 of the pad radius, and the c zone includes 9/10 or more of the pad radius and includes 6/10 of the pad radius. There is no ring part.

更に、異深度溝における溝深度の最大深度をDHとし、溝深度の最小深度をDAとしたときDH/DAが2以上である研磨パッドが好ましい本発明の実施態様である。前記DH/DAは、好ましくは2〜4、より好ましくは2〜3である。前記DH/DAが2未満となると、スラリーの消費量が多くなり、研磨レートが低下したり、面内均一性が悪くなる。   Furthermore, a polishing pad in which DH / DA is 2 or more when the maximum depth of the groove in the different depth groove is DH and the minimum depth of the groove is DA is a preferred embodiment of the present invention. The DH / DA is preferably 2 to 4, more preferably 2 to 3. When the DH / DA is less than 2, the amount of slurry consumed increases, the polishing rate decreases, and the in-plane uniformity deteriorates.

本発明における平行溝群の溝は、その幅と深さにおいて特に限定されるものではないが、0.2mm〜5.0mm程度の幅と0.2mm〜4.0mm程度の深度を有しておればよく、これらの範囲から被研磨体や研磨方法や研磨条件に合わせて適宜選択すればよいものである。本発明においては、溝の幅は好ましくは同一であり、深度のみ変化させた実施態様であり、この場合研磨レートの制御が容易であり、製造時における利便性が優れている。   The grooves of the parallel groove group in the present invention are not particularly limited in width and depth, but have a width of about 0.2 mm to 5.0 mm and a depth of about 0.2 mm to 4.0 mm. From these ranges, it may be selected as appropriate in accordance with the object to be polished, the polishing method and the polishing conditions. In the present invention, the groove width is preferably the same, and only the depth is changed. In this case, the polishing rate can be easily controlled, and the convenience in manufacturing is excellent.

本発明における研磨パッドとして、従来一般に使用されている単層型パッドであってもよく、またはウエハ等の被研磨体に当接する硬質表面層および硬質表面層とプラテンとの間に位置する弾性支持層の少なくとも2層を有する積層パッドであってもよいし、更に他層を重ねての多層研磨パッドのような積層研磨パッドであってもよい。生産上、性能上、硬質表面層とプラテン(定盤)との間に位置する弾性支持層の少なくとも2層を有するものが好ましい。本発明はこのように単層、積層の研磨パッドに限定されるものではない。   The polishing pad in the present invention may be a single layer type pad generally used in the past, or a hard surface layer that comes into contact with an object to be polished such as a wafer and an elastic support positioned between the hard surface layer and the platen. It may be a laminated pad having at least two layers, or may be a laminated polishing pad such as a multilayer polishing pad in which other layers are stacked. In view of production and performance, those having at least two elastic support layers located between the hard surface layer and the platen (surface plate) are preferable. Thus, the present invention is not limited to a single-layer or multi-layer polishing pad.

前記の積層研磨パッドにおいて、硬質表面層と弾性支持層とで大別して形成されるものであるが、上記硬質表面層の硬度(JIS K6253−1997に準拠して行った。2cm×2cm(厚み:任意)の大きさに切り出したものを硬度測定用試料とし、温度23℃±2℃、湿度50%±5%の環境で16時間静置した。測定時には、試料を重ね合わせ、厚み6mm以上とした。硬度計(高分子計器社製 アスカーD型硬度計)を用い、硬度を測定した。)は、45〜65であることが好ましい。上記硬度が45度未満の場合、被研磨物のプラナリティ(平坦性)が悪化し、また、65度より大きい場合は、プラナリティは良好であるが、被研磨物のユニフォミティ(均一性)が悪化してしまう。弾性支持層の硬度(JIS K6253−1997準拠、高分子計器社製 アスカーA型硬度計)は、好ましくは25〜100、より好ましくは30〜85である。また、硬質表面層の厚さは、好ましくは0.2〜4mm、より好ましくは0.8〜3.0mm、弾性支持層の厚さは好ましくは0.5〜2.5mm、より好ましくは0.8〜2.0mmとすることが望ましい。   In the laminated polishing pad, a hard surface layer and an elastic support layer are roughly divided and formed according to the hardness of the hard surface layer (according to JIS K6253-1997. 2 cm × 2 cm (thickness: A sample cut into a size of (optional) was used as a sample for hardness measurement, and allowed to stand for 16 hours in an environment of a temperature of 23 ° C. ± 2 ° C. and a humidity of 50% ± 5%. The hardness was measured using a hardness meter (Asker D-type hardness meter manufactured by Kobunshi Keiki Co., Ltd.). When the hardness is less than 45 degrees, the planarity (flatness) of the object to be polished is deteriorated. When the hardness is more than 65 degrees, the planarity is good, but the uniformity (uniformity) of the object to be polished is deteriorated. End up. The hardness of the elastic support layer (according to JIS K6253-1997, Asker A hardness meter manufactured by Kobunshi Keiki Co., Ltd.) is preferably 25 to 100, more preferably 30 to 85. Further, the thickness of the hard surface layer is preferably 0.2 to 4 mm, more preferably 0.8 to 3.0 mm, and the thickness of the elastic support layer is preferably 0.5 to 2.5 mm, more preferably 0. It is desirable that the thickness is 8 to 2.0 mm.

単層型研磨パッドにおいては、厚さは1.0〜5.0mm程であり、その材料は硬質表面層と弾性支持層にそれぞれ使用される材料から適宜選択使用されるものであってよい。   In the single-layer polishing pad, the thickness is about 1.0 to 5.0 mm, and the material may be appropriately selected from materials used for the hard surface layer and the elastic support layer, respectively.

積層研磨パッドにおいて硬質表面層としてはアクリレート系光硬化性樹脂、無発泡ポリウレタンや発泡ポリウレタンなどのポリウレタン、弾性支持層としてはポリエチレンフォーム、ポリウレタンフォーム、ポリエステルの不織布などが好ましいが、これらに限定されるものではない。硬質表面層、弾性支持層を不織布で形成する場合、ポリウレタン樹脂等の含浸剤を不織布に含浸させてもよい。但し、前記硬度範囲を満足するものであれば、前記以外の材質で研磨パッドを構成してもよい。本発明においては、特に好ましい硬質表面層の材料として、発泡ポリウレタン樹脂が挙げられる。   In the laminated polishing pad, the hard surface layer is preferably an acrylate-based photocurable resin, polyurethane such as non-foamed polyurethane or foamed polyurethane, and the elastic support layer is preferably polyethylene foam, polyurethane foam, polyester non-woven fabric, or the like. It is not a thing. When the hard surface layer and the elastic support layer are formed of a nonwoven fabric, the nonwoven fabric may be impregnated with an impregnating agent such as polyurethane resin. However, the polishing pad may be made of a material other than the above as long as the hardness range is satisfied. In the present invention, a particularly preferred hard surface layer material is a foamed polyurethane resin.

ポリウレタン樹脂を発泡させる場合、その発泡方法は化学的な発泡剤による発泡、機械的な泡を混入させる発泡および微小中空体の混入または熱によって微小中空体となる前駆体の混入、これらの共用であってもよい。これらの発泡方法で本発明における研磨パッドに使用する微細発泡体とする。   When a polyurethane resin is foamed, the foaming method can be shared by foaming with a chemical foaming agent, foaming to incorporate mechanical foam, and mixing of a hollow body or a precursor that becomes a hollow body by heat. There may be. By these foaming methods, a fine foam used for the polishing pad in the present invention is obtained.

ポリウレタン樹脂としては、イソシアネート末端ウレタンプレポリマーと有機ジアミン化合物とからなり、イソシアネート末端ウレタンプレポリマーは、ポリイソシアネートと高分子ポリオールと低分子ポリオールからなる。ポリイソシアネートとしては、例えば2,4−及び/または2,6−ジイソシアナトトルエン、2,2’−、2,4’−及び/または4,4’−ジイソシアナトジフェニルメタン、1,5−ナフタレンジイソシアネート、p−及びm−フェニレンジイソシアネート、ダイメリルジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ジフェニル−4,4’−ジイソシネート、1,3−及び1,4−テトラメチルキシリデンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、1,6−ヘキサメチレンジイソシアネート、ドデカメチレンジイソシアネート、シクロヘキサン−1,3−及び1,4−ジイソシアネート、1−イソシアナト−3−イソシアナトメチル−3,5,5−トリメチルシクロヘキサン(=イソホロンジイソシアネート)、ビス−(4−イソシアナトシクロヘキシル)メタン(=水添MDI)、2−及び4−イソシアナトシクロヘキシル−2’−イソシアナトシクロヘキシルメタン、1,3−及び1,4−ビス−(イソシアナトメチル)−シクロヘキサン、ビス−(4−イソシアナト−3−メチルシクロヘキシル)メタン、等が挙げられる。   The polyurethane resin is composed of an isocyanate-terminated urethane prepolymer and an organic diamine compound, and the isocyanate-terminated urethane prepolymer is composed of a polyisocyanate, a high molecular polyol, and a low molecular polyol. Examples of the polyisocyanate include 2,4- and / or 2,6-diisocyanatotoluene, 2,2′-, 2,4′- and / or 4,4′-diisocyanatodiphenylmethane, 1,5- Naphthalene diisocyanate, p- and m-phenylene diisocyanate, dimeryl diisocyanate, xylylene diisocyanate, diphenyl-4,4′-diisocyanate, 1,3- and 1,4-tetramethylxylidene diisocyanate, tetramethylene diisocyanate, 1,6 Hexamethylene diisocyanate, dodecamethylene diisocyanate, cyclohexane-1,3- and 1,4-diisocyanate, 1-isocyanato-3-isocyanatomethyl-3,5,5-trimethylcyclohexane (= isophorone diisocyanate), bis (4-isocyanatocyclohexyl) methane (= hydrogenated MDI), 2- and 4-isocyanatocyclohexyl-2'-isocyanatocyclohexylmethane, 1,3- and 1,4-bis- (isocyanatomethyl) -cyclohexane Bis- (4-isocyanato-3-methylcyclohexyl) methane, and the like.

また、高分子ポリオールとしては、例えばヒドロキシ末端ポリエステル、ポリカーボネート、ポリエステルカーボネート、ポリエーテル、ポリエーテルカーボネート、ポリエステルアミド等が挙げられるが、これらのうち耐加水分解性の良好なポリエーテル及びポリカーボネートが好ましく、価格面と溶融粘度面からはポリエーテルが特に好ましい。ポリエーテルポリオールとしては、反応性水素原子を有する出発化合物と、例えば酸化エチレン、酸化プロピレン、酸化ブチレン、酸化スチレン、テトラヒドロフラン、エピクロルヒドリンの様な酸化アルキレン又はこれら酸化アルキレンの混合物との反応生成物が挙げられる。反応性水素原子を有する出発化合物としては、水、ビスフェノールA並びに後述のようなポリエステルポリオールを製造するための二価アルコールが挙げられる。   Examples of the polymer polyol include hydroxy-terminated polyesters, polycarbonates, polyester carbonates, polyethers, polyether carbonates, polyester amides, etc. Of these, polyethers and polycarbonates having good hydrolysis resistance are preferable, Polyether is particularly preferable from the viewpoint of price and melt viscosity. Polyether polyols include reaction products of starting compounds having reactive hydrogen atoms with alkylene oxides such as ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, styrene oxide, tetrahydrofuran, epichlorohydrin or mixtures of these alkylene oxides. It is done. Examples of the starting compound having a reactive hydrogen atom include water, bisphenol A, and a dihydric alcohol for producing a polyester polyol as described below.

更にヒドロキシ基を有するポリカーボネートとしては、例えば、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール及び/又はポリテトラメチレングリコールの様なジオールとホスゲン、ジアリルカーボネート(例えばジフェニルカーボネート)もしくは環式カーボネート(例えばプロピレンカーボネート)との反応生成物が挙げられる。ポリエステルポリオールとしては、二価アルコールと二塩基性カルボン酸との反応生成物が挙げられるが、耐加水分解性向上のためには、エステル結合間距離が長い方が好ましく、いずれも長鎖成分の組み合わせが望ましい。   Further, examples of the polycarbonate having a hydroxy group include diols such as 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, diethylene glycol, polyethylene glycol, polypropylene glycol and / or polytetramethylene glycol. And the reaction product of phosgene, diallyl carbonate (eg diphenyl carbonate) or cyclic carbonate (eg propylene carbonate). Examples of the polyester polyol include a reaction product of a dihydric alcohol and a dibasic carboxylic acid. In order to improve hydrolysis resistance, a longer distance between ester bonds is preferable. A combination is desirable.

二価アルコールとしては、特に限定はしないが、例えばエチレングリコール、1,3−及び1,2−プロピレングリコール、1,4−及び1,3−及び2,3−ブチレングリコール、1,6−ヘキサングリコール、1,8−オクタンジオール、ネオペンチルグリコール、シクロヘキサンジメタノール、1,4−ビス−(ヒドロキシメチル)−シクロヘキサン、2−メチル−1,3−プロパンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール、トリプロピレングリコール、ジブチレングリコール等が挙げられる。   Although it does not specifically limit as dihydric alcohol, For example, ethylene glycol, 1, 3- and 1, 2- propylene glycol, 1, 4- and 1, 3- and 2, 3- butylene glycol, 1, 6-hexane Glycol, 1,8-octanediol, neopentyl glycol, cyclohexanedimethanol, 1,4-bis- (hydroxymethyl) -cyclohexane, 2-methyl-1,3-propanediol, 3-methyl-1,5-pentane Examples include diol, 2,2,4-trimethyl-1,3-pentanediol, diethylene glycol, dipropylene glycol, triethylene glycol, tripropylene glycol, and dibutylene glycol.

二塩基性カルボン酸としては、脂肪族、脂環族、芳香族及び/又は複素環式のものがあるが、生成する末端NCOプレポリマーを液状又は低溶融粘度とする必要上から、脂肪族や脂環族のものが好ましく、芳香族系を適用する場合は脂肪族や脂環族のものとの併用が好ましい。これらカルボン酸としては、限定はしないが、例えばコハク酸、アジピン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸(o−、m−、p−)、ダイマー脂肪酸、例えばオレイン酸、等が挙げられる。これらポリエステルポリオールとしては、カルボキシル末端基の一部を有することもできる。例えば、ε−カプロラクトンの様なラクトン、又はε−ヒドロキシカプロン酸の様なヒドロキシカルボン酸のポリエステルも使用することができる。   As the dibasic carboxylic acid, there are aliphatic, alicyclic, aromatic and / or heterocyclic ones. From the necessity of making the terminal NCO prepolymer to be liquid or low melt viscosity, An alicyclic group is preferred, and in the case of applying an aromatic system, combined use with an aliphatic or alicyclic group is preferred. Examples of these carboxylic acids include, but are not limited to, succinic acid, adipic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, naphthalenedicarboxylic acid, cyclohexanedicarboxylic acid (o-, m-, p-), dimer fatty acids such as oleic acid and the like. These polyester polyols may have a part of carboxyl end groups. For example, a lactone such as ε-caprolactone or a polyester of a hydroxycarboxylic acid such as ε-hydroxycaproic acid can be used.

低分子ポリオールとしては、前述のポリエステルポリオールを製造するのに用いられる二価アルコールが挙げられるが、本発明の低分子ポリオールとは、ジエチレングリコール、1,3−ブチレングリコール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール及び1,6−ヘキサメチレングリコールのいずれか1種又はそれらの混合物を用いることが好ましい。   Examples of the low molecular polyol include dihydric alcohols used for producing the above-described polyester polyol. The low molecular polyol of the present invention includes diethylene glycol, 1,3-butylene glycol, 3-methyl-1,5. It is preferable to use any one of pentanediol and 1,6-hexamethylene glycol or a mixture thereof.

イソシアネート成分は、注型成形時に必要とされるポットライフに応じて適宜に選定されると共に、生成する末端NCOプレポリマーを低溶融粘度とすることが必要であるため、単独又は2種以上の混合物で適用される。それらの具体例としては、特に限定はしないが、2,4−及び/または2,6−ジイソシアナトトルエン、2,2’−、2,4’−及び/または4,4’−ジイソシアナトジフェニルメタン、1,5‐ナフタレンジイソシアネート、p−及びm−フェニレンジイソシアネート、ダイメリルジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ジフェニル−4,4’−ジイソシネート、1,3−及び1,4−テトラメチルキシリデンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、1,6−ヘキサメチレンジイソシアネート、ドデカメチレンジイソシアネート、シクロヘキサン−1,3−及び1,4−ジイソシアネート、1−イソシアナト−3−イソシアナトメチル−3,5,5−トリメチルシクロヘキサン(=イソホロンジイソシアネート)、ビス−(4−イソシアナトシクロヘキシル)メタン(=水添MDI)、2−及び4−イソシアナトシクロヘキシル−2’−イソシアナトシクロヘキシルメタン、1,3−及び1,4−ビス−(イソシアナトメチル)−シクロヘキサン、ビス−(4−イソシアナト−3−メチルシクロヘキシル)メタン、等が挙げられる。   The isocyanate component is appropriately selected according to the pot life required at the time of cast molding, and the terminal NCO prepolymer to be produced needs to have a low melt viscosity. Therefore, the isocyanate component is used alone or as a mixture of two or more. Applied at. Specific examples thereof include, but are not limited to, 2,4- and / or 2,6-diisocyanatotoluene, 2,2′-, 2,4′- and / or 4,4′-diisocyanate. Natodiphenylmethane, 1,5-naphthalene diisocyanate, p- and m-phenylene diisocyanate, dimeryl diisocyanate, xylylene diisocyanate, diphenyl-4,4′-diisocyanate, 1,3- and 1,4-tetramethylxylidene diisocyanate, Tetramethylene diisocyanate, 1,6-hexamethylene diisocyanate, dodecamethylene diisocyanate, cyclohexane-1,3- and 1,4-diisocyanate, 1-isocyanato-3-isocyanatomethyl-3,5,5-trimethylcyclohexane (= isophorone) Diisocyanate ), Bis- (4-isocyanatocyclohexyl) methane (= hydrogenated MDI), 2- and 4-isocyanatocyclohexyl-2′-isocyanatocyclohexylmethane, 1,3- and 1,4-bis- (isocyanato) Methyl) -cyclohexane, bis- (4-isocyanato-3-methylcyclohexyl) methane, and the like.

本発明で使用される有機ジアミン化合物としては、特に限定されないが、例えば、3,3’−ジクロロ−4,4’−ジアミノジフェニルメタン、クロロアニリン変性ジクロロジアミノジフェニルメタン、1,2−ビス(2−アミノフェニルチオ)エタン、トリメチレングリコールジ−p−アミノベンゾエート、3,5−ビス(メチルチオ)−2,6−トルエンジアミン等が挙げられる。   The organic diamine compound used in the present invention is not particularly limited. For example, 3,3′-dichloro-4,4′-diaminodiphenylmethane, chloroaniline-modified dichlorodiaminodiphenylmethane, 1,2-bis (2-amino) Phenylthio) ethane, trimethylene glycol di-p-aminobenzoate, 3,5-bis (methylthio) -2,6-toluenediamine and the like.

本発明における微細発泡体からなる研磨領域の平均気泡径は、70μm以下であることが好ましい。この範囲から逸脱する場合は、プラナリティが悪化するため好ましくない。   The average cell diameter of the polishing region made of the fine foam in the present invention is preferably 70 μm or less. A deviation from this range is not preferable because planarity deteriorates.

本発明における微細発泡体からなる研磨領域の比重が、0.5〜1.0g/cmであることが好ましい。比重が0.5g/cm未満の場合、研磨領域の表面の強度が低下し、被研磨物のプラナリティ(平坦性)が悪化し、また、1.0g/cmより大きい場合は、研磨領域表面での微細気泡の数が少なくなり易く、プラナリティは良好であるが、研磨速度が悪化してしまうため好ましくない。 The specific gravity of the polishing region made of the fine foam in the present invention is preferably 0.5 to 1.0 g / cm 3 . When the specific gravity is less than 0.5 g / cm 3, the strength of the surface of the polishing region decreases, the planarity (flatness) of the object to be polished deteriorates, and when the specific gravity is greater than 1.0 g / cm 3 , the polishing region Although the number of fine bubbles on the surface tends to decrease and planarity is good, it is not preferable because the polishing rate is deteriorated.

本発明における微細発泡体からなる研磨領域の硬度は、アスカーD硬度計にて、45〜65であることが好ましい。D硬度が45度未満の場合、被研磨物のプラナリティ(平坦性)が悪化し、また、65度より大きい場合は、プラナリティは良好であるが、被研磨物のユニフォミティ(均一性)が悪化してしまう。   The hardness of the polishing region made of the fine foam in the present invention is preferably 45 to 65 by an Asker D hardness meter. When the D hardness is less than 45 degrees, the planarity (flatness) of the object to be polished is deteriorated. When it is greater than 65 degrees, the planarity is good, but the uniformity (uniformity) of the object to be polished is deteriorated. End up.

本発明における微細発泡体からなる研磨領域の圧縮率は、0.5〜5.0%であることが好ましい。上記範囲に圧縮率があることにより、プラナリティとユニフォミティを両立させることが可能となる。   The compressibility of the polishing region made of the fine foam in the present invention is preferably 0.5 to 5.0%. By having a compression ratio in the above range, it is possible to achieve both planarity and uniformity.

本発明における微細発泡体からなる研磨領域の圧縮回復率が、50〜100%であることが好ましい。圧縮回復率がこの範囲を逸脱する場合、被研磨物による繰り返しの荷重が研磨中に研磨領域にかかるにつれて、研磨層厚みに大きな変化が現れ、研磨特性の安定性が悪化してしまうため好ましくない。   In the present invention, the compression recovery rate of the polishing region made of the fine foam is preferably 50 to 100%. When the compression recovery rate deviates from this range, it is not preferable because a large change appears in the polishing layer thickness and the stability of the polishing characteristics deteriorates as the repeated load applied to the object is applied to the polishing region during polishing. .

本発明における微細発泡体からなる研磨領域の貯蔵弾性率が、測定温度40℃、測定周波数1Hzにおいて、200MPa以上であることが好ましい。貯蔵弾性率とは、微細発泡体に、動的粘弾性測定装置で引っ張り試験用治具を用い、正弦波振動を加え測定した弾性率のことをいう。貯蔵弾性率が200MPa未満の場合、研磨領域の表面の強度が低下し、被研磨物のプラナリティ(平坦性)が悪化してしまうため好ましくない。   In the present invention, the storage elastic modulus of the polishing region made of the fine foam is preferably 200 MPa or more at a measurement temperature of 40 ° C. and a measurement frequency of 1 Hz. The storage elastic modulus means an elastic modulus measured by applying a sinusoidal vibration to a fine foam using a tensile test jig with a dynamic viscoelasticity measuring apparatus. When the storage elastic modulus is less than 200 MPa, the strength of the surface of the polishing region is lowered, and the planarity (flatness) of the object to be polished is deteriorated.

比重測定方法
JIS Z8807−1976に準拠して行った。4cm×8.5cmの短冊状(厚み:任意)に切り出したものを比重測定用試料とし、温度23℃±2℃、湿度50%±5%の環境で16時間静置した。測定には比重計(ザルトリウス社製)を用いた。
Specific gravity measuring method It carried out based on JISZ8807-1976. A sample cut into a 4 cm × 8.5 cm strip (thickness: arbitrary) was used as a sample for measuring specific gravity, and allowed to stand for 16 hours in an environment of temperature 23 ° C. ± 2 ° C. and humidity 50% ± 5%. A hydrometer (manufactured by Sartorius) was used for the measurement.

硬度測定方法
JIS K6253−1997に準拠して行った。2cm×2cm(厚み:任意)の大きさに切り出したものを硬度測定用試料とし、温度23℃±2℃、湿度50%±5%の環境で16時間静置した。測定時には、試料を重ね合わせ、厚み6mm以上とした。硬度計(高分子計器社製 アスカーD型硬度計)を用い、硬度を測定した。
Hardness measurement was performed in accordance with JIS K6253-1997. A sample cut into a size of 2 cm × 2 cm (thickness: arbitrary) was used as a sample for hardness measurement, and allowed to stand for 16 hours in an environment of a temperature of 23 ° C. ± 2 ° C. and a humidity of 50% ± 5%. At the time of measurement, the samples were overlapped to a thickness of 6 mm or more. The hardness was measured using a hardness meter (Asker D-type hardness meter manufactured by Kobunshi Keiki Co., Ltd.).

圧縮率・圧縮回復率測定方法
直径7mmの円(厚み:任意)に切り出したものを圧縮率・圧縮回復率測定用試料とし、温度23℃±2℃、湿度50%±5%の環境で40時間静置した。測定には熱分析測定器 TMA(SEIKO INSTRUMENTS製 SS6000)を用い、圧縮率と圧縮回復率を測定した。また、圧縮率と圧縮回復率の計算式は以下の通りである。
Compression rate / compression recovery measurement method Cut into a circle (thickness: arbitrary) with a diameter of 7 mm as a sample for measurement of compression rate / compression recovery rate, in an environment of temperature 23 ° C. ± 2 ° C. and humidity 50% ± 5% 40 Let stand for hours. For the measurement, a thermal analysis measuring instrument TMA (SS6000 manufactured by SEIKO INSTRUMENTS) was used to measure the compression rate and the compression recovery rate. The calculation formulas for the compression rate and the compression recovery rate are as follows.

Figure 2005183711
Figure 2005183711

[式中、T1は研磨層に無負荷状態から30KPa(300g/cm)の応力の負荷を60秒間保持した時の研磨層厚みであり、T2はT1の状態から180KPa(1800g/cm)の応力の負荷を60秒間保持した時の研磨層厚みである。] [In the formula, T1 is the thickness of the polishing layer when a stress load of 30 KPa (300 g / cm 2 ) is maintained for 60 seconds from the unloaded state to the polishing layer, and T2 is 180 KPa (1800 g / cm 2 ) from the state of T1. The thickness of the polishing layer when the stress load of 60 seconds is maintained. ]

Figure 2005183711
Figure 2005183711

[式中、T1は研磨層に無負荷状態から30KPa(300g/cm)の応力の負荷を60秒間保持した時の研磨層厚みであり、T2はT1の状態から180KPa(1800g/cm)の応力の負荷を60秒間保持した時の研磨層厚みであり、T3はT2の状態から無負荷状態で60秒間保持し、その後、30KPa(300g/cm)の応力の負荷を60秒間保持した時の研磨層厚みである。] [In the formula, T1 is the thickness of the polishing layer when a stress load of 30 KPa (300 g / cm 2 ) is maintained for 60 seconds from the unloaded state to the polishing layer, and T2 is 180 KPa (1800 g / cm 2 ) from the state of T1. The thickness of the polishing layer when the stress load of 60 seconds was held, and T3 was held for 60 seconds in the unloaded state from the state of T2, and then the stress load of 30 KPa (300 g / cm 2 ) was held for 60 seconds. It is the polishing layer thickness at the time. ]

溝深度測定方法
溝深度の測定には、デジタルデプスゲージ DMD−210(株式会社テクロック社製)を用いた。上記デジタルデプスゲージを用いるとサンプリングを行わずに、溝深度の測定が可能である。5mmおきの3点の溝深度を測定し、その平均値を溝深度とした。
Groove Depth Measurement Method Digital depth gauge DMD-210 (manufactured by Teclock Co., Ltd.) was used to measure the groove depth. When the digital depth gauge is used, the groove depth can be measured without sampling. The groove depth at three points every 5 mm was measured, and the average value was defined as the groove depth.

本発明の研磨パッドを使用して、研磨パッドの表面に対して研磨スラリを供給しながら、被研磨体を所望の研磨圧で押し付けながら回転させて前記研磨パッドの移動方向に対して交差する方向に揺動させることによって、前記研磨パッドの表面と被研磨体の表面との間に供給されたスラリの化学的および機械的な作用によって被研磨体の表面を研磨する方法で被研磨体が半導体デバイスである研磨方法であり、この半導体の研磨において本発明の研磨パッドがもっとも効果を発揮する。また本発明は、前記方法で研磨され製造された半導体デバイスに及ぶものである。   Using the polishing pad of the present invention, while supplying a polishing slurry to the surface of the polishing pad, the object to be polished is rotated while being pressed with a desired polishing pressure, and intersects the moving direction of the polishing pad. The object to be polished is a semiconductor by a method of polishing the surface of the object to be polished by the chemical and mechanical action of the slurry supplied between the surface of the polishing pad and the surface of the object to be polished. The polishing method is a device, and the polishing pad of the present invention is most effective in polishing this semiconductor. Further, the present invention extends to a semiconductor device polished and manufactured by the above method.

以下、本発明の効果を具体的に示す実施例等について説明する。但し、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。尚、実施例等における評価項目は以下のようにして測定した。   Examples and the like that specifically show the effects of the present invention will be described below. However, the present invention is not limited to these examples. The evaluation items in Examples and the like were measured as follows.

(研磨特性の評価)
研磨装置としてSPP600S(岡本工作機械社製)を用い、作製した研磨パッドを用いて以下の研磨特性の評価を行った。
(1)研磨レート
研磨レートは、8インチのシリコンウエハに熱酸化膜を1μm製膜したものを、約0.5μm研磨して、このときの時間から算出した。酸化膜の膜厚測定には、干渉式膜厚測定装置(大塚電子社製)を用いた。研磨条件としては、スラリとしてシリカスラリー(SS12、キャボット社製)を研磨中に150ミリリットル/分添加した。研磨荷重としては350g/cm、研磨定盤回転数35rpm、ウエハ回転数30rpmとした。
(Evaluation of polishing characteristics)
SPP600S (manufactured by Okamoto Machine Tool Co., Ltd.) was used as a polishing apparatus, and the following polishing characteristics were evaluated using the prepared polishing pad.
(1) Polishing rate The polishing rate was calculated from the time obtained by polishing about 0.5 μm of a 1-μm thermal oxide film formed on an 8-inch silicon wafer. An interference type film thickness measuring device (manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.) was used for measuring the thickness of the oxide film. As polishing conditions, silica slurry (SS12, manufactured by Cabot) was added as a slurry at 150 ml / min during polishing. The polishing load was 350 g / cm 2 , the polishing platen rotation number was 35 rpm, and the wafer rotation number was 30 rpm.

(2)面内均一性
面内均一性は、ウエハの任意25点の膜厚測定値より下記式により算出した。なお、面内均一性の値が小さいほどウエハ表面の均一性が高いことを表す。

Figure 2005183711
(2) In-plane uniformity In-plane uniformity was calculated from the film thickness measured values at arbitrary 25 points on the wafer by the following formula. Note that the smaller the in-plane uniformity value, the higher the uniformity of the wafer surface.
Figure 2005183711

実施例1
フッ素コーティングした反応容器に、フィルタリングしたポリエーテル系プレポリマー(ユニロイヤル社製、アジプレンL‐325、イソシアネート基濃度:2.22meq/)100重量部、及びフィルタリングしたシリコーン系界面活性剤(東レ・ダウシリコーン社製、SH192)3重量部を混合し、反応温度を80℃に調整した。フッ素コーティングした攪拌機を用いて、回転数900rpmで反応系内に気泡を取り込むように約4分間激しく攪拌を行った。そこへ予め120℃の温度で溶融させ、フィルタリングした4,4’−メチレンビス(o−クロロアニリン)(イハラケミカル社製、イハラキュアミンMT)を26重量部添加した。約1分間攪拌を続けた後、フッ素コーティングしたパン型のオープンモールドへ反応溶液を流し込んだ。この反応溶液に流動性がなくなった時点でオーブン内に入れ、110℃で6時間ポストキュアを行いポリウレタン樹脂発泡体ブロックを得た。このポリウレタン樹脂発泡体ブロックからバンドソータイプのスライサー(フェッケン社製)を使用してスライスし、シート状のポリウレタン発泡体を得た。次にこのシートをバフ機(アミテック社製)を使用して、所定の厚さに表面バフをし、厚み精度を整えたシートとした(シート厚み:1.27mm)。このシートの被溝加工面における平均気泡径は45μm、比重0.86g/cm、アスカーD硬度53度、圧縮率1.0%、圧縮回復率65.0%、貯蔵弾性率275MPaであった。
Example 1
In a fluorine-coated reaction vessel, 100 parts by weight of a filtered polyether-based prepolymer (Uniroy, Adiprene L-325, isocyanate group concentration: 2.22 meq /), and a filtered silicone-based surfactant (Toray Dow) 3 parts by weight manufactured by Silicone Corporation (SH192) were mixed, and the reaction temperature was adjusted to 80 ° C. Using a fluorine-coated stirrer, the mixture was vigorously stirred for about 4 minutes so that air bubbles were taken into the reaction system at a rotation speed of 900 rpm. Thereto was added 26 parts by weight of 4,4′-methylenebis (o-chloroaniline) (made by Ihara Chemical Co., Ltd., Iharacamine MT) which was previously melted at a temperature of 120 ° C. and filtered. After stirring for about 1 minute, the reaction solution was poured into a pan-type open mold coated with fluorine. When the fluidity of the reaction solution disappeared, it was placed in an oven and post-cured at 110 ° C. for 6 hours to obtain a polyurethane resin foam block. The polyurethane resin foam block was sliced using a band saw type slicer (Fecken) to obtain a sheet-like polyurethane foam. Next, this sheet was subjected to surface buffing to a predetermined thickness using a buffing machine (Amitech Co., Ltd.) to obtain a sheet with adjusted thickness accuracy (sheet thickness: 1.27 mm). The average bubble diameter on the grooved surface of this sheet was 45 μm, specific gravity 0.86 g / cm 3 , Asker D hardness 53 degrees, compression rate 1.0%, compression recovery rate 65.0%, and storage elastic modulus 275 MPa. .

このバフ処理をしたシートを直径61cmに打ち抜き、溝加工機(東邦鋼機 社製)を用いて表面に溝幅2mm、溝ピッチ15mmの(直交)格子状の溝加工を行った。溝深度に関しては研磨パッドの外周部(図1−A,B参照、図1−Aのcゾーンである外周から70mmより外側部分(中心から235mmより外側部分))を0.3mm、研磨パッドの中央部を0.8mm(図1−A,B参照、図1−Aのa、bゾーンである前記のcゾーン以外の部分)で加工した。このシートの溝加工面と反対の面にラミネーターを使用して、両面テープ(積水化学工業社製、ダブルタックテープ)を貼り、更に、コロナ処理をしたクッションシート(東レ社製、ポリエチレンフォーム、トーレペフ、厚み0.8mm)の表面をバフ掛け、ラミネーターを使用して前記シートに貼り合せた。更にクッションシートの他面にラミネーターを使用して両面テープを貼り合せて研磨パッドを作製した。   The buffed sheet was punched out to a diameter of 61 cm, and (groove) in the form of a lattice with a groove width of 2 mm and a groove pitch of 15 mm was performed on the surface using a groove processing machine (manufactured by Toho Steel Co., Ltd.). Regarding the groove depth, the outer peripheral part of the polishing pad (see FIGS. 1A and 1B, the outer part of the c zone in FIG. 1A from the outer part 70 mm away from the outer part (the outer part from 235 mm from the center)) is 0.3 mm. The central part was processed at 0.8 mm (see FIGS. 1A and 1B, a part other than the c zone which is the a and b zones in FIG. 1A). Using a laminator on the opposite side of the grooved surface of this sheet, a double-sided tape (Sekisui Chemical Co., Ltd., double tack tape) was applied, and a corona-treated cushion sheet (Toray Industries, polyethylene foam, Torepefu) , 0.8 mm thick) and buffed and bonded to the sheet using a laminator. Further, a double-sided tape was attached to the other side of the cushion sheet using a laminator to prepare a polishing pad.

実施例2
実施例1と同じシートを使用し、溝加工機(東邦鋼機 社製)を用いて表面に溝幅2mm、溝ピッチ15mmの直交格子状の溝加工を行い、研磨パッドのウエハの中央部分と接触する部分の深度を0.8mm(図1−A,C参照、図1−Aのbゾーンである外周から70mmより内側部分で中心から70mmより外側部分)、研磨パッドの中央部と外周部の深度を0.3mm(図1−A,C参照、図1−Aのa、cゾーンである前記のbゾーン以外の部分)で加工し、実施例1と同様にして研磨パッドを作製した。
Example 2
Using the same sheet as in Example 1, a groove processing machine (manufactured by Toho Koki Co., Ltd.) was used to perform orthogonal grid-like groove processing with a groove width of 2 mm and a groove pitch of 15 mm on the surface, The depth of the contact portion is 0.8 mm (see FIGS. 1A and 1C, the b zone in FIG. 1A, the inner portion from 70 mm from the outer periphery and the outer portion from 70 mm from the center), and the central portion and outer peripheral portion of the polishing pad Was processed at a depth of 0.3 mm (see FIGS. 1A and 1C, portions other than the b zone, which are the a and c zones in FIG. 1A), and a polishing pad was produced in the same manner as in Example 1. .

比較例1
実施例1と同じシートを使用し、溝加工機(東邦鋼機 社製)を用いて表面に溝幅2mm、溝ピッチ15mmの格子状の溝加工を行い、溝深度に関しては一定の0.6mmで加工し、実施例1と同様にして研磨パッドを作製した。
Comparative Example 1
Using the same sheet as in Example 1, a groove processing machine (manufactured by Toho Steel Machine Co., Ltd.) is used to perform a grid-like groove processing with a groove width of 2 mm and a groove pitch of 15 mm on the surface, and the groove depth is constant 0.6 mm. A polishing pad was prepared in the same manner as in Example 1.

実施例1および2と比較例1との研磨パッドを上記方法により評価した。結果を表1に示す。   The polishing pads of Examples 1 and 2 and Comparative Example 1 were evaluated by the above method. The results are shown in Table 1.

Figure 2005183711
Figure 2005183711

上記表1の結果から明らかなように、実施例1および2の本発明の研磨パッドは、比較例1の研磨パッドに比べて、研磨レートが大きくて良好であり、面内均一性が小さくてウエハ表面の均一性が高いことがわかる。   As is clear from the results in Table 1 above, the polishing pads of the present invention of Examples 1 and 2 have a higher polishing rate and better in-plane uniformity than the polishing pad of Comparative Example 1. It can be seen that the uniformity of the wafer surface is high.

本発明の研磨パッドの一実施態様の概略平面図(A)および概略断面図(BおよびC)である。It is the schematic plan view (A) and schematic sectional drawing (B and C) of one embodiment of the polishing pad of this invention. 本発明の研磨パッドの別の実施態様の概略平面図(A)およびA−A’概略断面図(B)である。It is the schematic plan view (A) and A-A 'schematic sectional drawing (B) of another embodiment of the polishing pad of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 … 研磨パッド
2 … 溝
a … 研磨パッドの研磨面における中心部
b … 研磨パッドの研磨面における中央部
c … 研磨パッドの研磨面における周辺部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Polishing pad 2 ... Groove a ... Center part in polishing surface of polishing pad b ... Center part in polishing surface of polishing pad c ... Peripheral part in polishing surface of polishing pad

Claims (8)

研磨面内に互いに平行であるほぼ直線の溝からなる複数の平行溝群を有する研磨パッドであって、少なくとも前記溝の1つが、同一溝内で異なる溝深度を有する異深度溝であることを特徴とする複数の平行溝群を有する研磨パッド。   A polishing pad having a plurality of parallel groove groups consisting of substantially straight grooves parallel to each other in the polishing surface, wherein at least one of the grooves is a different depth groove having a different groove depth in the same groove. A polishing pad having a plurality of parallel groove groups. 複数の平行溝群が互いに直交する平行溝群である請求項1記載の研磨パッド。   The polishing pad according to claim 1, wherein the plurality of parallel groove groups are parallel groove groups orthogonal to each other. 異深度溝における溝深度が、研磨パッドにおける中心部と中間部とにおいて大きく、外周部において小さく形成されている請求項1または2記載の研磨パッド。   The polishing pad according to claim 1 or 2, wherein a groove depth in the different depth groove is formed large at a center portion and an intermediate portion of the polishing pad and small at an outer peripheral portion. 異深度溝における溝深度が、研磨パッドにおける中心部において小さく、中間部において大きく、外周部において小さく形成されている請求項1または2記載の研磨パッド。   The polishing pad according to claim 1, wherein the groove depth in the different depth groove is small at the center portion of the polishing pad, large at the intermediate portion, and small at the outer peripheral portion. 異深度溝における溝深度の最大深度をDHとし、溝深度の最小深度をDAとしたときDH/DAが2以上である請求項1〜4記載の研磨パッド。   5. The polishing pad according to claim 1, wherein DH / DA is 2 or more when the maximum depth of the groove depth in the different depth groove is DH and the minimum depth of the groove depth is DA. 請求項1〜5記載の研磨パッドを用いて被研磨体を研磨することを特徴とする研磨方法。   A polishing method comprising polishing an object to be polished using the polishing pad according to claim 1. 請求項6記載の研磨方法を用いて製造することを特徴とする半導体デバイスの製造方法。   A method for manufacturing a semiconductor device, wherein the method is manufactured using the polishing method according to claim 6. 請求項7記載の製造方法で製造されたことを特徴とする半導体デバイス。
A semiconductor device manufactured by the manufacturing method according to claim 7.
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