JP2005294661A - Polishing pad and polishing method using the same - Google Patents

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Masao Suzuki
雅雄 鈴木
Hiroshi Nakagawa
宏 中川
Masato Yoshida
誠人 吉田
Yasuo Shimamura
泰夫 島村
Masaya Nishiyama
雅也 西山
Koichi Hiraoka
宏一 平岡
Yasuhito Iwatsuki
保仁 岩月
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Hitachi Chemical Co Ltd
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  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a polishing pad which reduces a load and improves flatness and by which an insulating film can be efficiently removed at high speed and the generation of a polishing flaw on a substrate can be reduced at the same time, and a polishing method by which polishing can be performed using the polishing pad without incurring a defect on the insulating film, in a CMP technique for forming wiring by embedding a metal film on a wiring groove pattern formed in a layer insulating film, growing, flattening and polishing such a metal film. <P>SOLUTION: A polishing pad which is fixed on a polishing plate and used for polishing is characterized by using a material, for at least a part of the surface of the polishing pad in contact with an object to be polished, of which the tensile elastic modulus at room temperature is 0.2 GPa or more, and of which the ζ-potential is positive in a pH region of a polishing agent supplied between the object to be polished and the polishing pad. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、被研磨物を化学的機械的に平坦化研磨するCMP技術において、研磨パッドおよびそれを用いた研磨方法に関する。   The present invention relates to a polishing pad and a polishing method using the same in CMP technology for chemically and flatly polishing an object to be polished.

近年、半導体集積回路(以下LSIと記す。)の高集積化、高性能化に伴って新たな微細加工技術が開発されている。
化学機械研磨(以下CMPと記す。)法もその一つであり、例えば特許文献1に開示されているLSI製造工程、特に多層配線形成工程における層間絶縁膜の平坦化、金属プラグ形成、埋め込み配線形成において頻繁に利用される技術である。
また、最近はLSIを高性能化するために、配線材料として銅合金の利用が試みられている。しかし、銅合金は従来のアルミニウム合金配線の形成で頻繁に用いられたドライエッチング法による微細加工が困難である。そのため、あらかじめ溝を形成してある絶縁膜上に銅合金薄膜を堆積して埋め込み、溝部以外の銅合金薄膜をCMPにより除去して埋め込み配線を形成する、いわゆるダマシン法が主に採用されている(特許文献2参照)。
銅合金等の金属CMPの一般的な方法は、円形の研磨定盤(プラテン)上に研磨パッドを貼り付けて固定し、研磨パッド表面を金属用研磨液で浸し、基体の金属膜を形成した面を押し付けて、その裏面から20kPaより高い圧力(以下研磨荷重と記す。)を加えた状態で研磨定盤を回し、研磨液と金属膜の凸部との機械的摩擦によって凸部の金属膜を除去するものである。
In recent years, new microfabrication techniques have been developed along with higher integration and higher performance of semiconductor integrated circuits (hereinafter referred to as LSIs).
The chemical mechanical polishing (hereinafter referred to as CMP) method is one of them, and for example, planarization of an interlayer insulating film, formation of a metal plug, embedded wiring in an LSI manufacturing process disclosed in Patent Document 1, particularly a multilayer wiring forming process. It is a technique that is frequently used in formation.
Recently, in order to improve the performance of LSIs, the use of copper alloys as wiring materials has been attempted. However, it is difficult to finely process the copper alloy by the dry etching method frequently used in the formation of the conventional aluminum alloy wiring. Therefore, a so-called damascene method is mainly employed, in which a copper alloy thin film is deposited and embedded on an insulating film in which grooves have been formed in advance, and a copper alloy thin film other than the grooves is removed by CMP to form embedded wiring. (See Patent Document 2).
A general method of metal CMP such as copper alloy is to fix a polishing pad on a circular polishing platen (platen) and fix the polishing pad surface with a metal polishing liquid to form a metal film of a base. The metal film of the convex portion is pressed by rotating the polishing platen while pressing the surface and applying a pressure higher than 20 kPa (hereinafter referred to as a polishing load) from the back surface, and mechanical friction between the polishing liquid and the convex portion of the metal film. Is to be removed.

一方、LSIの高集積化による配線の微細化に伴い、配線間容量の増大による信号遅延時間の増大が問題となっており、電子部品の絶縁材料に対して、耐熱性、機械特性等の他、更なる低比誘電率と熱処理工程の短縮が求められている。
例えば、従来から、比誘電率が4.2程度のCVD法によるSiO2膜が層間絶縁膜の形成材料として用いられてきたが、デバイスの配線間容量を低減し、LSIの動作速度を向上するため、より低誘電率を発現する材料が切望されている。
これに対し、現在実用化されている低誘電率材料としては、比誘電率が3.5程度のCVD法によるSiOF膜が挙げられる。また、比誘電率が2.5〜3.0の絶縁材料としては、有機SOG(Spin On Glass)、有機ポリマー等を例示できる。
さらに、比誘電率が2.5以下の絶縁材料としては、膜中に空隙を有するポーラス材が有力と考えられており、LSIの層間絶縁膜に適用するための検討・開発が盛んに行われている。
米国特許第4944836号公報 特開平2−278822号
On the other hand, with the miniaturization of wiring due to high integration of LSI, there is a problem of increase in signal delay time due to increase in inter-wiring capacitance. Further, there is a demand for further reduction of the relative dielectric constant and heat treatment process.
For example, conventionally, a SiO 2 film by a CVD method having a relative dielectric constant of about 4.2 has been used as a material for forming an interlayer insulating film. However, the capacitance between devices is reduced and the operation speed of an LSI is improved. Therefore, a material that exhibits a lower dielectric constant is desired.
On the other hand, as a low dielectric constant material that is currently in practical use, a SiOF film by a CVD method having a relative dielectric constant of about 3.5 can be cited. Examples of the insulating material having a relative dielectric constant of 2.5 to 3.0 include organic SOG (Spin On Glass) and organic polymers.
Furthermore, as insulating materials having a relative dielectric constant of 2.5 or less, porous materials having voids in the film are considered to be promising, and studies and developments for application to LSI interlayer insulating films are actively conducted. ing.
U.S. Pat. No. 4,944,836 JP-A-2-278822

しかし、上記の低誘電率絶縁膜では、絶縁膜の誘電率が低下するにつれ、その膜強度が低下してしまう傾向にあり、プロセス適合性の観点から大きな問題がある。またCu−ダマシンプロセスの層間膜材料として適用する場合、キャップ膜として用いられているCVD法で成膜されるSiO2膜とSOG膜との界面において接着性(接合性)が弱くなる傾向にある。こうなると、配線金属のCu膜を研磨するCu−CMP工程において、界面剥離が生じてしまう。そのため、配線金属等の研磨の際、低荷重で研磨をせざるを得ず、よってタクトタイムの長期化が問題であった。 However, the above-described low dielectric constant insulating film tends to decrease the film strength as the dielectric constant of the insulating film decreases, and there is a big problem from the viewpoint of process compatibility. When applied as an interlayer film material in a Cu-damascene process, the adhesion (bondability) tends to be weak at the interface between the SiO 2 film and the SOG film formed by the CVD method used as the cap film. . If this happens, interfacial peeling occurs in the Cu-CMP process for polishing the Cu film of the wiring metal. For this reason, when polishing the wiring metal or the like, polishing has to be performed with a low load.

本発明は、層間絶縁膜に形成した電極、プラグ、配線溝パターンに金属膜を埋め込み成長し、かかる金属膜を平坦化研磨して配線を形成するCMP技術において、低負荷で絶縁層に欠陥を生じず研磨できる研磨パッドおよびそれを用いた研磨方法を提供するものである。
また、本発明は、半導体素子製造工程における層間絶縁膜、BPSG膜、シャロートレンチ分離用絶縁膜を除去するCMP技術において、平坦性に優れ、かつ絶縁膜の除去を効率良く高速に行い、同時に基板上の研磨傷の発生を低減出来る研磨パッドを提供するものである。
The present invention relates to a CMP technique in which a metal film is embedded and grown in an electrode, plug, and wiring groove pattern formed in an interlayer insulating film, and the metal film is planarized and polished to form a wiring. A polishing pad that can be polished without being generated, and a polishing method using the same are provided.
Further, the present invention provides a CMP technique for removing an interlayer insulating film, a BPSG film, and a shallow trench isolation insulating film in a semiconductor element manufacturing process. It is an object of the present invention to provide a polishing pad that can reduce the occurrence of the above polishing scratches.

本発明は、正のゼータ電荷を有するCMP研磨パッドが、基板に形成された金属膜を研磨する際に、高研磨速度を得る効果を見出したことによりなされたものであり、これにより低研磨荷重でも十分な研磨速度を得ることができる。   The present invention has been made by finding an effect that a CMP polishing pad having a positive zeta charge obtains a high polishing rate when polishing a metal film formed on a substrate. However, a sufficient polishing rate can be obtained.

すなわち、本発明の第一は、定盤に固定して研磨に使用する研磨パッドであって、該研磨パッドの被研磨物に接する面の少なくとも一部に、室温における引張弾性率が0.2GPa以上で、かつ前記被研磨物と研磨パッドとの間に供給される研磨剤のpH領域におけるゼータ電位が正である材質を用いたことを特徴とする研磨用パッドに関する。   That is, the first of the present invention is a polishing pad that is used for polishing while being fixed to a surface plate, and the tensile elastic modulus at room temperature is 0.2 GPa or more on at least a part of the surface of the polishing pad that contacts the object to be polished In addition, the present invention relates to a polishing pad using a material having a positive zeta potential in a pH range of an abrasive supplied between the workpiece and the polishing pad.

上記の材質は上記ゼータ電位が+0.1〜+30mVであることが好ましい。また、上記の材質が、被研磨物に接する面の80%以上を占めることがより好ましい。また、研磨パッドの弾性率は0.2〜1GPaが好ましく、ひまし油系ポリオールおよびポリプロピレングリコールの少なくとも一方を原料に含むポリウレタンからなることが好ましい。   The above material preferably has a zeta potential of +0.1 to +30 mV. More preferably, the material occupies 80% or more of the surface in contact with the object to be polished. The elastic modulus of the polishing pad is preferably 0.2 to 1 GPa, and is preferably made of polyurethane containing at least one of castor oil-based polyol and polypropylene glycol as a raw material.

また、本発明の第二は、研磨パッドを定盤上に固定し、被研磨物をその研磨面を該研磨パッドに対峙させた状態でホルダにより保持し、研磨剤を前記研磨パッドと被研磨物との間に供給すると共に、前記パッドならびに被研磨物を相対的に摺動して被研磨物を研磨する方法であって、該研磨パッドの少なくとも被研磨物に接する面の一部に、該研磨剤のpH領域におけるゼータ電位が正である材質を用いたことを特徴とする研磨方法に関する。ここで、研磨パッドは上記本発明の研磨パッドであることが好ましい。   In the second aspect of the present invention, the polishing pad is fixed on a surface plate, the object to be polished is held by a holder with the polishing surface facing the polishing pad, and the polishing agent is polished with the polishing pad. A method of polishing the object to be polished by relatively sliding the pad and the object to be polished, wherein the pad and at least a part of the surface in contact with the object to be polished are The present invention relates to a polishing method using a material having a positive zeta potential in the pH range of the polishing agent. Here, the polishing pad is preferably the polishing pad of the present invention.

本発明の研磨パッドを使用して金属のCMPを行えば、低荷重で高速に研磨を行うことができるため、層間絶縁膜への負荷が小さく、かつ平坦性にも優れた研磨が行え、次世代のデュアルダマシン法を容易に実施することが可能となる。   If metal CMP is performed using the polishing pad of the present invention, polishing can be performed at a high speed with a low load. Therefore, polishing with a low load on the interlayer insulating film and excellent flatness can be performed. Next generation dual damascene method can be easily implemented.

本発明の研磨パッドは、半導体の製造工程において、特に金属を主とする層、あるいは金属とそれらを分離する絶縁膜からなる層の研磨に適する研磨パッドであって、該パッドの被研磨物に接する面の少なくとも一部に、研磨時に使用される研磨剤のpH領域におけるゼータ電位が正である材質を用いたことを特徴とする。   The polishing pad of the present invention is a polishing pad suitable for polishing a layer mainly composed of a metal or a layer composed of a metal and an insulating film separating the metal in a semiconductor manufacturing process. A material having a positive zeta potential in the pH range of the abrasive used during polishing is used for at least a part of the contact surface.

上記、研磨される金属の種類は、半導体に使われているものならばとくに制限がなくAu、Ag、Cu、Al、W、Ir、Pt、Ru、Ni、Tiなどに適用できるが、特に、Cuへの適用が有効である。また、金属だけでなくひろく半導体素子製造工程における層間絶縁膜、BPSG膜、シャロートレンチ分離用絶縁膜を除去するCMPにも適用可能である。   The type of metal to be polished is not particularly limited as long as it is used in semiconductors, and can be applied to Au, Ag, Cu, Al, W, Ir, Pt, Ru, Ni, Ti, etc. Application to Cu is effective. Further, the present invention is applicable not only to metal but also to CMP for removing an interlayer insulating film, a BPSG film, and a shallow trench isolation insulating film in a semiconductor element manufacturing process.

また、ここでいうゼータ電位とは、物質が液体と接したときにその表面の電荷に対応して生じる対イオンの分布のうち、いわゆる滑り面における電位のことである。具体的には、パッドを構成する素材の界面動電現象を利用して測定できる。本発明では、平板を使用した流動電位法による評価結果を言う。さらに具体的には、電気泳動光散乱装置(ELS-800、大塚電子(株)製)を使用し、所望のpHにHCl水溶液で調整した10mM NaCl水溶液中に分散したモニタラテックス(大塚電子(株)製)を用いて測定を行った。   The zeta potential here is a potential at a so-called sliding surface in the distribution of counter ions generated corresponding to the charge on the surface of the substance when it contacts the liquid. Specifically, it can be measured using the electrokinetic phenomenon of the material constituting the pad. In this invention, the evaluation result by the streaming potential method using a flat plate is said. More specifically, a monitor latex (Otsuka Electronics Co., Ltd.) dispersed in a 10 mM NaCl aqueous solution adjusted to a desired pH with an aqueous HCl solution using an electrophoretic light scattering device (ELS-800, manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.). )).

本発明の研磨パッドに用いられる、上記正のゼータ電位を有する材質としては、例えばpH3.5では、ポリメチルメタクリレート、AS(アクリロニトリル−スチレン共重合体)、ナイロン6、ナイロン66、アラミド等があげられる。また、熱硬化性及び熱可塑性ポリウレタンも使用しても良い。
ポリウレタンとは、ポリイソシアネートの重付加反応または重合反応に基づき合成される高分子であり、ポリイソシアネートの対象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、あるいはアミノ基含有化合物である。
ポリイソシアネートとして、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート、トリジンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネートなど挙げることができるが、これに限定されるものではない。
Examples of the material having the positive zeta potential used for the polishing pad of the present invention include polymethyl methacrylate, AS (acrylonitrile-styrene copolymer), nylon 6, nylon 66, and aramid at pH 3.5. It is done. Thermosetting and thermoplastic polyurethanes may also be used.
Polyurethane is a polymer synthesized based on polyisocyanate polyaddition reaction or polymerization reaction, and the compound used as the polyisocyanate target is an active hydrogen-containing compound, that is, two or more polyhydroxy or amino groups. Containing compounds.
Examples of the polyisocyanate include tolylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, naphthalene diisocyanate, tolidine diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, and isophorone diisocyanate, but are not limited thereto.

ポリヒドロキシとしてポリオールが代表的であるが、ポリオールとしてエポキシ樹脂変性ポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、アクリルポリオール、ポリブタジエンポリオール、シリコーンポリオール、ひまし油等が挙げられる。
また、特に熱可塑性ポリウレタンとする場合は、ジオールが使用される。例としてエチレングリコール、1,3−プロパンジオール、プロピレングリコール、1,4―ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,5−ペンタンジオール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、ポリカプロラクトンジオール、ひまし油系ジオール、アジペートエステルのジオール、ポリカーボネートのジオール等があげられる。
これらのポリイソシアネートおよびポリヒドロキシは単独同士でも、二種以上組み合わせて使用してもよい。とくに、熱可塑性ポリウレタンとする場合、短鎖ジオールと長鎖ジオールを適宜組み合わせることにより、ハードセグメントとソフトセグメントの比率を調整し、使用温度での弾性率を調節できる。
Polyol is typically used as polyhydroxy, and examples of the polyol include epoxy resin-modified polyol, polyether polyol, polyester polyol, acrylic polyol, polybutadiene polyol, silicone polyol, and castor oil.
In particular, when a thermoplastic polyurethane is used, a diol is used. Examples include ethylene glycol, 1,3-propanediol, propylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, 1,5-pentanediol, polypropylene glycol, polytetramethylene ether glycol, polycaprolactone diol, castor oil Diols, adipate ester diols, polycarbonate diols, and the like.
These polyisocyanates and polyhydroxys may be used alone or in combination of two or more. In particular, when a thermoplastic polyurethane is used, the ratio of the hard segment and the soft segment can be adjusted by appropriately combining the short chain diol and the long chain diol, and the elastic modulus at the use temperature can be adjusted.

この中で、ポリイソシアネートとしてジフェニルメタンジイソシアネート、ポリオールとして、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、ひまし油系ポリオールとの組み合わせで得られるポリウレタンが成形性に優れ、汎用的に使用されているので好ましい。特にポリオールとして、ポリプロピレングリコールとひまし油系ポリオールとの少なくともいずれかを用いて得られるポリウレタンからなるものが好ましい。
また、これらに長鎖のジオールあるいは相溶性の可塑剤等を加え、弾性率を調節することもできる。
上記以外の負の材質であっても適切な添加剤を加えることにより、正に調節しても良い。
Of these, polyurethane obtained by combining diphenylmethane diisocyanate as the polyisocyanate and polypropylene glycol, polytetramethylene ether glycol, and castor oil-based polyol as the polyisocyanate is preferable because it has excellent moldability and is widely used. In particular, the polyol is preferably made of polyurethane obtained using at least one of polypropylene glycol and castor oil-based polyol.
In addition, the elastic modulus can be adjusted by adding a long-chain diol or a compatible plasticizer to these.
Even negative materials other than those described above may be positively adjusted by adding appropriate additives.

以上、ゼータ電位の正の材質に、弾性率の調節等の目的で負の材質を添加しても良いが、相溶しない材質同士の場合、被研磨物に接する面(以下、研磨パッド表面ともいう。)の面積の80%以上が、上記ゼータ電位の正の材質であるようにすることが望ましい。また、これらを適切な表面処理を行って正にすれば、制限無く使用できる。例えば、負のゼータ電位を有する繊維、あるいは粒子状の物質で供給される場合、被研磨物に接する面に適切な表面処理を施して正に調節しても良い。
正のゼータ電位を有する繊維を加えることは、被研磨面の保護と研磨速度の両立の面から特に望ましい。
As described above, a negative material may be added to a positive material of zeta potential for the purpose of adjusting the elastic modulus, but in the case of incompatible materials, the surface in contact with the object to be polished (hereinafter referred to as the polishing pad surface). It is desirable that 80% or more of the area is a positive material having the zeta potential. Moreover, if these are made positive by performing an appropriate surface treatment, they can be used without limitation. For example, when a fiber having a negative zeta potential or a particulate substance is supplied, an appropriate surface treatment may be applied to the surface in contact with the object to be polished to adjust the surface positively.
The addition of a fiber having a positive zeta potential is particularly desirable from the viewpoint of both protection of the surface to be polished and polishing rate.

上記した繊維として使用できるものとしては、アクリル、アラミド、ポリアミド、セルロース等を繊維状にしたものが特に制限なく使用できる。また、これらのうち二種以上を選択、混合して使用することもできる。単独あるいは主たる成分としてアラミド繊維を選択することが、より好ましい。すなわち、アラミド繊維は、他の一般的な有機繊維に比べて引っ張り強度が高く、本発明による研磨パッド表面を機械的に粗して繊維を露出する際、繊維が表面に残りやすく効果的であるからである。また、研磨パッドの耐久性を向上させ、使用寿命を伸ばす効果もある。   As what can be used as an above-mentioned fiber, what made acrylic, aramid, polyamide, cellulose, etc. into a fiber form can be especially used without a restriction | limiting. Two or more of these can be selected and mixed for use. It is more preferable to select an aramid fiber alone or as a main component. That is, the aramid fiber has a higher tensile strength than other general organic fibers, and when the surface of the polishing pad according to the present invention is mechanically roughened to expose the fiber, the fiber is likely to remain on the surface. Because. It also has the effect of improving the durability of the polishing pad and extending the service life.

アラミド繊維にはパラ型とメタ型が有るが、パラ系アラミド繊維はメタ型繊維より力学的強度が高く低吸湿性であるので、より好適である。パラ系アラミド繊維としては、ポリp-フェニレンテレフタルアミド繊維とポリp−フェニレンジフェニルエーテルテレフタルアミド繊維が市販されており、使用が可能である。
これらは、短繊維を所定長に切断したチョップを使用しても、数種の繊維長のものを混合して使用することもできる。また、織布や不織布の形態で樹脂中に充填してもよい。
有機繊維の繊維径(直径)は1mm以下のものが使用できるが、200μm以下であることが望ましい。好ましくは1〜200μm、より好ましくは5〜150μmである。太すぎれば機械的強度が高すぎて、研磨傷やドレス不良の原因となる傾向がる。細すぎれば取り扱い性が低下したり、強度不足によるパッドの耐久性低下を引き起こす傾向がある。繊維長は、10mm以下のものが使用できるが、5mm以下であることが望ましい。好ましくは、0.1〜3mmである。短かすぎれば、パッド表面を機械的に表面を粗した時に露出した繊維がパッドに効果的に保持されず、長すぎれば、パッドを主として構成する弾性体との混合時に増粘して成型が困難となる場合がある。
The aramid fiber has a para type and a meta type, and the para-type aramid fiber is more suitable because it has higher mechanical strength and lower moisture absorption than the meta type fiber. As the para-aramid fiber, poly p-phenylene terephthalamide fiber and poly p-phenylene diphenyl ether terephthalamide fiber are commercially available and can be used.
Even if these use the chop which cut | disconnected the short fiber to predetermined length, the thing of several types of fiber lengths can also be mixed and used. Moreover, you may fill in resin in the form of a woven fabric or a nonwoven fabric.
An organic fiber having a fiber diameter (diameter) of 1 mm or less can be used, but is desirably 200 μm or less. Preferably it is 1-200 micrometers, More preferably, it is 5-150 micrometers. If it is too thick, the mechanical strength is too high, which tends to cause polishing scratches and defective dresses. If it is too thin, the handleability tends to be lowered, or the durability of the pad is lowered due to insufficient strength. A fiber length of 10 mm or less can be used, but is preferably 5 mm or less. Preferably, it is 0.1-3 mm. If it is too short, the exposed fiber when the pad surface is mechanically roughened will not be effectively held in the pad, and if it is too long, the pad will be thickened and molded when mixed with the elastic body mainly constituting the pad. It can be difficult.

チョップ状の繊維を使用する場合、樹脂との親和性を向上するため、予め繊維表面を機械的あるいは化学的に粗したり、カップリング材等による改質を行っても良い。取り扱いの面から、短繊維チョップを極少量の樹脂でコーティングして束にしたものを使用することができる。ただしこれは、マトリックス樹脂との混合中の加熱、あるいは加えられるせん断力により短繊維がマトリックス樹脂中に分散される程度の保持力をもつ程度ついていればよい。さらに、主たる有機繊維のほかに、ガラス繊維等の無機繊維を加えても良い。
上記有機繊維の含有率は、特に制限されるものではないが、パッドを主として構成する弾性体の軟化温度や粘度により、最適化される必要がある。パッド全体の1〜50重量%が好ましく、より好ましくは2〜20重量%である。繊維量が少なければ被研磨物の被研磨面の研磨傷が顕著になり、多すぎれば成型性が悪くなる傾向がある。
When using chopped fibers, the fiber surface may be mechanically or chemically roughened beforehand or modified with a coupling material or the like in order to improve the affinity with the resin. From the viewpoint of handling, a bundle of short fiber chops coated with a very small amount of resin can be used. However, this is only required to have a holding power enough to disperse the short fibers in the matrix resin by heating during mixing with the matrix resin or by an applied shearing force. Furthermore, in addition to the main organic fibers, inorganic fibers such as glass fibers may be added.
The content of the organic fiber is not particularly limited, but needs to be optimized depending on the softening temperature and viscosity of the elastic body mainly constituting the pad. 1 to 50% by weight of the entire pad is preferable, and more preferably 2 to 20% by weight. If the amount of fibers is small, polishing scratches on the surface to be polished of the object to be polished become prominent.

本発明の研磨パッドを製造する方法は、特に規定はしないが、従来から公知の方法で行うことができる。パッドを主として構成する弾性体が熱可塑性樹脂で構成される場合は、以下の方法をとることができる。まず、各成分をヘンシェルミキサー、スーパーミキサー、ターンブルミキサー、リボンブレンダー等で均一に混合(ドライブレンド)した後、単軸押出機や二軸押出機、バンバリーミキサー等で溶融混練する。さらに、必要ならば有機繊維あるいは粒子を加え溶融混合、冷却してタブレット化する。冷却に水を使用する場合は、タブレットを十分に乾燥し、脱水する必要がある。最終的なシート状成型物は、得られた熱可塑性樹脂組成物タブレットを再度射出成形機でダイスを通して押し出し、ロールで圧延することで作製できる。また、金型に注入しても良い。
一方、熱硬化性樹脂を使用する場合は、注型法が望ましい。例えば2液型の熱硬化性樹脂を用いる場合は、2液の片方或いは両方の樹脂液に、繊維あるいは粒子をホモミキサー等で分散させ、更に2液を混合して攪拌する。攪拌後の混合液を減圧状態にして巻きこんだ気体を脱泡し、さらにシート状に成形出来る型に入れて加圧もしくは常圧で加温し硬化させる。
The method for producing the polishing pad of the present invention is not particularly defined, but can be performed by a conventionally known method. When the elastic body mainly constituting the pad is made of a thermoplastic resin, the following method can be employed. First, each component is uniformly mixed (dry blended) with a Henschel mixer, a super mixer, a turnbull mixer, a ribbon blender or the like, and then melt-kneaded with a single screw extruder, a twin screw extruder, a Banbury mixer, or the like. Further, if necessary, organic fibers or particles are added, melt mixed, cooled and tableted. If water is used for cooling, the tablet must be thoroughly dried and dehydrated. The final sheet-like molded product can be produced by extruding the obtained thermoplastic resin composition tablet again through a die with an injection molding machine and rolling with a roll. Moreover, you may inject | pour into a metal mold | die.
On the other hand, when a thermosetting resin is used, a casting method is desirable. For example, when a two-component thermosetting resin is used, fibers or particles are dispersed in one or both of the two liquid solutions with a homomixer or the like, and the two liquids are further mixed and stirred. The mixed liquid after stirring is depressurized, and the entrained gas is degassed. The mixture is placed in a mold that can be formed into a sheet and heated at high pressure or normal pressure to be cured.

以上のような材質を含んで構成される研磨パッドは、引張弾性率が0.2GPa以上であり、0.2〜2.5GPaの範囲となることが好ましい。より好ましくは、0.2〜1.0GPaである。さらに好ましくは、0.3〜0.7GPaである。弾性率が高ければディッシング等の局所的な平坦性は向上するが、被研磨面の傷が発生しやすくなる傾向がある。弾性率が低くなればウエハレベルの均一性は向上するが、研磨速度やディッシング等の局所的な平坦性は低化する傾向がある。
ここでいう引張弾性率とは、上記研磨パッドを1mm×1.5mm×35mmの短冊状に切り出し、通常の動的粘弾性試験装置を用いて、スパン間27.5mmにて周波数1Hzにて室温で測定を行い、得られる複素弾性率の貯蔵弾性率をいう。
The polishing pad including the above materials preferably has a tensile modulus of 0.2 GPa or more and is in a range of 0.2 to 2.5 GPa. More preferably, it is 0.2-1.0 GPa. More preferably, it is 0.3-0.7 GPa. If the elastic modulus is high, local flatness such as dishing is improved, but scratches on the polished surface tend to occur. If the elastic modulus is lowered, uniformity at the wafer level is improved, but local flatness such as polishing rate and dishing tends to be lowered.
The tensile modulus here refers to the above polishing pad cut into 1 mm x 1.5 mm x 35 mm strips and measured at room temperature at a frequency of 1 Hz with a span of 27.5 mm using a normal dynamic viscoelasticity testing device. The storage elastic modulus of the complex elastic modulus obtained.

研磨パッドの全体の厚みは0.1〜5mmであることが好ましく、0.5〜2mmであることがより好ましい。これを必要であれば所定の研磨機の定盤形状にあわせ加工することで、最終製品とする。また、上記研磨パッドに溝を付ける方法として、あらかじめシート状の型に研磨パッドの溝となる凸部を設けて、成形品に溝形状を付ける方法や成形後、NC旋盤等を使用して加工することもできる。
研磨装置定盤への上記研磨パッドの固定は、両面接着テープ等の接着剤を研磨面と逆側に使用することができる。また、発泡ポリウレタン等からなる低弾性率のサブパッドを介してとりつけても良い。
The entire thickness of the polishing pad is preferably 0.1 to 5 mm, and more preferably 0.5 to 2 mm. If necessary, this is processed to the final plate shape of a predetermined polishing machine to obtain a final product. In addition, as a method of attaching a groove to the polishing pad, a convex part that becomes a groove of the polishing pad is provided in advance in a sheet-like mold, and a groove shape is formed on a molded product, or processing is performed using an NC lathe after forming. You can also
For fixing the polishing pad to the polishing apparatus surface plate, an adhesive such as a double-sided adhesive tape can be used on the side opposite to the polishing surface. Alternatively, it may be attached via a low elastic modulus subpad made of foamed polyurethane or the like.

以上のような本発明の研磨パッドは、半導体基板等のCMP研磨に用いることができる。
以下、本発明の研磨方法について説明する。
本発明の研磨方法は、研磨パッドを定盤上に固定し、被研磨物をその研磨面を該研磨パッドに対峙させた状態でホルダにより保持し、研磨剤を前記研磨パッドと被研磨物との間に供給すると共に、前記パッドならびに被研磨物を相対的に摺動して被研磨物を研磨する方法である。研磨パッドと被研磨物とを相対的に摺動するには、ホルダと定盤との少なくともいずれかを回転させる方法が挙げられる。また、ホルダは、定盤の回転中心から偏倚して回転してもよい。研磨パッドは、パッド表面の少なくとも一部に、該研磨剤のpH領域におけるゼータ電位が正である材質を用い、上記本発明の研磨パッドであることが好ましい。
研磨する装置に特に制限はなく、円盤型研磨装置、リニア型研磨装置で使用することができる。一例として、半導体基板等の被研磨物を保持するホルダと、回転数が変更可能なモータ等に接続し、研磨パッドを貼り付けられる定盤とを有する一般的な研磨装置がある。具体的には、荏原製作所製研磨装置:型番EPO111が挙げられる。
研磨条件に、特に制限はなく、例えば一般的には、研磨パッドの研磨荷重は1〜100kPaであることが好ましいが、各種研磨条件は、研磨対象すなわち被研磨物の材質に応じて最適化を図ることが望ましい。研磨している間、研磨パッドと該被研磨物との間、例えば研磨パッド上に研磨剤をポンプ等で連続的に供給する。この供給量には制限はないが、研磨パッドの表面が常に研磨剤で覆われていることが好ましい。研磨によるパッドの磨耗や形状、あるいは繊維や粒子は、ドレッシングを行うことにより再生される。
研磨終了後の被研磨物は、流水中でよく水洗後、スピンドライア等を用いて被研磨物上に付着した水滴を払い落としてから乾燥させることが望ましい。
The polishing pad of the present invention as described above can be used for CMP polishing of a semiconductor substrate or the like.
Hereinafter, the polishing method of the present invention will be described.
In the polishing method of the present invention, a polishing pad is fixed on a surface plate, an object to be polished is held by a holder in a state where the polishing surface faces the polishing pad, and a polishing agent is used to And polishing the object by relatively sliding the pad and the object to be polished. In order to relatively slide the polishing pad and the object to be polished, there is a method of rotating at least one of the holder and the surface plate. Further, the holder may be deviated from the center of rotation of the surface plate and rotate. The polishing pad is preferably the polishing pad of the present invention described above, using a material having a positive zeta potential in the pH range of the polishing agent for at least a part of the pad surface.
There is no particular limitation on the polishing apparatus, and it can be used in a disk type polishing apparatus or a linear type polishing apparatus. As an example, there is a general polishing apparatus that includes a holder that holds an object to be polished such as a semiconductor substrate, and a surface plate that is connected to a motor or the like whose rotation speed can be changed and to which a polishing pad is attached. Specifically, there is a polishing apparatus manufactured by Ebara Corporation: model number EPO111.
There are no particular restrictions on the polishing conditions. For example, it is generally preferable that the polishing pad has a polishing load of 1 to 100 kPa, but various polishing conditions are optimized depending on the material to be polished, that is, the object to be polished. It is desirable to plan. During polishing, an abrasive is continuously supplied with a pump or the like between the polishing pad and the object to be polished, for example, on the polishing pad. Although there is no restriction | limiting in this supply amount, It is preferable that the surface of a polishing pad is always covered with the abrasive | polishing agent. The abrasion and shape of the pad or the fibers and particles by polishing are regenerated by dressing.
The object to be polished after polishing is preferably washed in running water and then dried after removing water droplets adhering to the object to be polished using a spin dryer or the like.

本発明の研磨方法で研磨するのは主に金属からなる層であるのが好ましく、銅からなる層であるのがより好ましい。例えば、絶縁層の複合開口部を埋め込んでなる主にCu、Ta、TaNやAl等の金属を含む膜が挙げられる。
具体的には、半導体デバイス製造工程における、ビアホールと配線溝とをドライエッチングで形成した層間絶縁膜上に、開口部と内壁を完全に覆うようにバリア膜、さらにその上にCu等の金属膜を成長させて完全に開口部を埋め込んだ状態の基板が挙げられる。
また、上記のような膜だけでなく、所定の配線板に形成された酸化珪素膜、ガラス、窒化珪素等の無機絶縁膜、ポリシリコンを主として含む膜、フォトマスク・レンズ・プリズムなどの光学ガラス、ITOなどの無機導電膜、ガラスおよび結晶質材料で構成される光集積回路・光スイッチング素子・光導波路・光ファイバーの端面、シンチレータ等の光学用単結晶、固体レーザ単結晶、青色レーザLED用サファイア基板、SiC、GaP、GaAs等の半導体単結晶、磁気ディスク用ガラスあるいはアルミ基板、磁気ヘッド等を研磨することができる。
Polishing with the polishing method of the present invention is preferably a layer made mainly of metal, more preferably a layer made of copper. For example, a film mainly containing a metal such as Cu, Ta, TaN, Al, etc., embedded in the composite opening of the insulating layer can be mentioned.
Specifically, in a semiconductor device manufacturing process, a barrier film is formed on an interlayer insulating film in which via holes and wiring grooves are formed by dry etching so as to completely cover an opening and an inner wall, and a metal film such as Cu is further formed thereon. And a substrate in which the opening is completely embedded.
In addition to the above films, silicon oxide films formed on predetermined wiring boards, glass, inorganic insulating films such as silicon nitride, films mainly containing polysilicon, optical glasses such as photomasks, lenses, and prisms Optical integrated circuits, optical switching elements, optical waveguides, optical fiber end faces, scintillator single crystals, solid state laser single crystals, blue laser LED sapphire, composed of inorganic conductive films such as ITO, glass and crystalline materials A substrate, a semiconductor single crystal such as SiC, GaP, or GaAs, glass for a magnetic disk, an aluminum substrate, a magnetic head, or the like can be polished.

前記層間絶縁膜としては、Low−kのシリコン系被膜や有機ポリマ膜が挙げられる。シリコン系被膜としては、フルオロシリケートグラス、オルガノシリケートグラス、シリコンオキシナイトライド、水素化シルセスキオキサン等のシリカ系被膜が挙げられる。また、有機ポリマ膜としては、全芳香族系低誘電率層間絶縁膜が挙げられる。特に、オルガノシリケートグラスが好ましい。   Examples of the interlayer insulating film include a low-k silicon-based film and an organic polymer film. Examples of the silicon-based film include silica-based films such as fluorosilicate glass, organosilicate glass, silicon oxynitride, and hydrogenated silsesquioxane. Examples of the organic polymer film include a wholly aromatic low dielectric constant interlayer insulating film. In particular, organosilicate glass is preferable.

バリア膜は、タングステン、窒化タングステン、タングステン合金、その他のタングステン化合物、チタン、窒化チタン、チタン合金、その他のチタン化合物、タンタル、窒化タンタル、タンタル合金、その他のタンタル化合物から選ばれる1種以上を含む層が挙げられる。   The barrier film contains at least one selected from tungsten, tungsten nitride, tungsten alloy, other tungsten compounds, titanium, titanium nitride, titanium alloys, other titanium compounds, tantalum, tantalum nitride, tantalum alloys, and other tantalum compounds. Layer.

金属膜としては、銅、銅合金、銅の酸化物、銅合金の酸化物、タングステン、タングステン合金、銀、金等の金属が主成分の物質が挙げられ、銅、銅合金、銅の酸化物、銅合金の酸化物等の銅が主成分であることが好ましい。   Examples of metal films include copper, copper alloys, copper oxides, copper alloy oxides, tungsten, tungsten alloys, silver, gold and other metal-based materials, such as copper, copper alloys and copper oxides. It is preferable that copper such as an oxide of a copper alloy is a main component.

本発明の研磨パッドを用いる研磨方法に使用する金属用CMP研磨剤は、金属の酸化剤、酸化金属溶解剤、防食剤、水溶性高分子、及び金属積層膜界面剥離防止剤の内のいずれかを含有するものならば、特に制限なく使用できるが、特に、砥粒粒子をさらに含んでいるものが好ましく、少なくとも砥粒粒子と水溶性高分子を含むのがより好ましい。例えば、Cu用研磨剤として、シリカ、アルミナ、セリア、チタニア、ジルコニア及びゲルマニア等の砥粒と、上記酸化金属溶解剤等の添加剤と防食剤とを水に分散させ、さらに上記金属の酸化剤として過酸化物を添加した研磨剤が挙げられる。砥粒としては、コロイダルシリカ粒子あるいはアルミナ粒子が、特に好ましい。また、砥粒粒子含有量は、0.1〜20重量%のものが望ましい。粒子含有量が少ないと、研磨速度が低化する傾向がある。該砥粒粒子はその製造方法を限定するものではないが、その平均径が、0.01〜1μmであることが好ましい。平均粒径が0.01μm以下では研磨速度が小さくなり、1.0μmを超えると傷になりやすい傾向がある。   The metal CMP abrasive used in the polishing method using the polishing pad of the present invention is any one of a metal oxidizer, a metal oxide solubilizer, an anticorrosive, a water-soluble polymer, and a metal laminate film interfacial peeling inhibitor. Can be used without particular limitation, but those containing abrasive grains are preferred, and at least abrasive grains and a water-soluble polymer are more preferred. For example, as an abrasive for Cu, abrasive grains such as silica, alumina, ceria, titania, zirconia, and germania, an additive such as the above-mentioned metal oxide solubilizer, and an anticorrosive are dispersed in water, and further, an oxidizing agent for the above metal A polishing agent to which a peroxide is added. As the abrasive, colloidal silica particles or alumina particles are particularly preferable. The abrasive particle content is preferably 0.1 to 20% by weight. When the particle content is low, the polishing rate tends to decrease. The abrasive particles do not limit the production method, but the average diameter is preferably 0.01 to 1 μm. When the average particle size is 0.01 μm or less, the polishing rate is low, and when it exceeds 1.0 μm, there is a tendency to be damaged.

研磨剤のpHは特に限定されないが、3以上、5以下の範囲にあるのが好ましく、特に3.5以上、4.5以下の範囲にあるのが好ましい。pHが低すぎても高すぎても研磨剤の保存安定性の低下に繋がり傷発生の原因となる傾向があり、またグローバルな平坦性を損ねる原因となることがある。pHは酸成分、またはアンモニア、水酸化ナトリウム、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)等のアルカリ成分の添加によって調整可能である。
本発明において研磨剤のpHは、pHメータ(例えば、横河電機株式会社製の Model PH81)で測定した。標準緩衝液(フタル酸塩pH緩衝液pH:4.21(25℃)、中性りん酸塩pH緩衝液pH6.86(25℃))を用いて、2点校正した後、電極を研磨剤に入れて、2分以上経過して安定した後の値を測定した。
The pH of the abrasive is not particularly limited, but is preferably in the range of 3 or more and 5 or less, and particularly preferably in the range of 3.5 or more and 4.5 or less. If the pH is too low or too high, the storage stability of the abrasive tends to be reduced, which tends to cause scratches, and global flatness may be impaired. The pH can be adjusted by adding an acid component or an alkali component such as ammonia, sodium hydroxide, tetramethylammonium hydroxide (TMAH).
In the present invention, the pH of the abrasive was measured with a pH meter (for example, Model PH81 manufactured by Yokogawa Electric Corporation). After calibrating two points using a standard buffer solution (phthalate pH buffer solution pH: 4.21 (25 ° C.), neutral phosphate pH buffer solution pH 6.86 (25 ° C.)), the electrode was polished. The value after being stabilized after 2 minutes or more was measured.

金属の酸化剤としては、過酸化水素(H)、硝酸、過ヨウ素酸カリウム、次亜塩素酸、オゾン水等が挙げられ、その中でも過酸化水素が特に好ましい。これらは1種類単独で、もしくは2種類以上を組み合わせて使用される。
研磨対象、すなわち被研磨物である基体が集積回路用素子を含むシリコン基板である場合、アルカリ金属、アルカリ土類金属、ハロゲン化物などによる汚染は望ましくないので、不揮発成分を含まない酸化剤が望ましい。
但し、オゾン水は組成の時間変化が激しいので過酸化水素が最も適している。
但し、研磨適用対象の基体が半導体素子を含まないガラス基板などである場合は不揮発成分を含む酸化剤であっても差し支えない。
Examples of the metal oxidizing agent include hydrogen peroxide (H 2 O 2 ), nitric acid, potassium periodate, hypochlorous acid, ozone water, etc. Among them, hydrogen peroxide is particularly preferable. These are used alone or in combination of two or more.
When the substrate to be polished, that is, the substrate to be polished is a silicon substrate including an integrated circuit element, contamination by alkali metal, alkaline earth metal, halide, etc. is not desirable, so an oxidizing agent that does not contain nonvolatile components is desirable. .
However, hydrogen peroxide is most suitable because ozone water has a severe compositional change over time.
However, in the case where the substrate to be polished is a glass substrate that does not include a semiconductor element, an oxidizing agent containing a nonvolatile component may be used.

本発明で使用する酸化金属溶解剤は、水溶性のものが望ましい。
以下の群から選ばれたものの水溶液が適している。
ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、2−メチル酪酸、n−ヘキサン酸、3,3−ジメチル酪酸、2−エチル酪酸、4−メチルペンタン酸、n−ヘプタン酸、2−メチルヘキサン酸、n−オクタン酸、2−エチルヘキサン酸、安息香酸、グリコール酸、サリチル酸、グリセリン酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、マレイン酸、フタル酸、リンゴ酸、酒石酸、クエン酸等、及びそれらの有機酸のアンモニウム塩等の塩、硫酸、硝酸、アンモニア、アンモニウム塩類、例えば過硫酸アンモニウム、硝酸アンモニウム、塩化アンモニウム等、クロム酸等又はそれらの混合物等が挙げられる。これらは1種類単独で、もしくは2種類以上を組み合わせて使用される。
これらの中ではギ酸、マロン酸、リンゴ酸、酒石酸、クエン酸が好適である。
The metal oxide solubilizer used in the present invention is preferably water-soluble.
An aqueous solution selected from the following group is suitable.
Formic acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid, valeric acid, 2-methylbutyric acid, n-hexanoic acid, 3,3-dimethylbutyric acid, 2-ethylbutyric acid, 4-methylpentanoic acid, n-heptanoic acid, 2-methylhexanoic acid , N-octanoic acid, 2-ethylhexanoic acid, benzoic acid, glycolic acid, salicylic acid, glyceric acid, oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, maleic acid, phthalic acid, malic acid, Examples thereof include tartaric acid, citric acid and the like, and salts such as ammonium salts of these organic acids, sulfuric acid, nitric acid, ammonia, ammonium salts such as ammonium persulfate, ammonium nitrate and ammonium chloride, chromic acid and the like, or a mixture thereof. These are used alone or in combination of two or more.
Of these, formic acid, malonic acid, malic acid, tartaric acid, and citric acid are preferred.

防食剤は、以下の群から選ばれたものが好適である。
ベンゾトリアゾール、1−ヒドロキシベンゾトリアゾール、1−ジヒドロキシプロピルベンゾトリアゾール、2,3−ジカルボキシプロピルベンゾトリアゾール、4−ヒドロキシベンゾトリアゾール、4−カルボキシル(−1H−)ベンゾトリアゾール、4−カルボキシル(−1H−)ベンゾトリアゾールメチルエステル、4−カルボキシル(−1H−)ベンゾトリアゾールブチルエステル、4−カルボキシル(−1H−)ベンゾトリアゾールオクチルエステル、5−ヘキシルベンゾトリアゾール、[1,2,3−ベンゾトリアゾリル−1−メチル][1,2,4−トリアゾリル−1−メチル][2−エチルヘキシル]アミン、トリルトリアゾール、ナフトトリアゾール、ビス[(1−ベンゾトリアゾリル)メチル]ホスホン酸等が挙げられる。これらは1種類単独で、もしくは2種類以上を組み合わせて使用される。
その中でもベンゾトリアゾール、4−ヒドロキシベンゾトリアゾール、4−カルボキシル(−1H−)ベンゾトリアゾールブチルエステル、トリルトリアゾール、ナフトトリアゾールが、低いエッチング速度を得る上で好ましい。
The anticorrosive agent is preferably selected from the following group.
Benzotriazole, 1-hydroxybenzotriazole, 1-dihydroxypropylbenzotriazole, 2,3-dicarboxypropylbenzotriazole, 4-hydroxybenzotriazole, 4-carboxyl (-1H-) benzotriazole, 4-carboxyl (-1H- ) Benzotriazole methyl ester, 4-carboxyl (-1H-) benzotriazole butyl ester, 4-carboxyl (-1H-) benzotriazole octyl ester, 5-hexylbenzotriazole, [1,2,3-benzotriazolyl- 1-methyl] [1,2,4-triazolyl-1-methyl] [2-ethylhexyl] amine, tolyltriazole, naphthotriazole, bis [(1-benzotriazolyl) methyl] phosphonic acid and the like. . These are used alone or in combination of two or more.
Among these, benzotriazole, 4-hydroxybenzotriazole, 4-carboxyl (-1H-) benzotriazole butyl ester, tolyltriazole, and naphthotriazole are preferable for obtaining a low etching rate.

水溶性高分子としては、以下の群から選ばれたものが好適である。
アルギン酸、ペクチン酸、カルボキシメチルセルロース、寒天、カードラン及びプルラン等の多糖類;グリシンアンモニウム塩及びグリシンナトリウム塩等のアミノ酸塩;ポリアスパラギン酸、ポリグルタミン酸、ポリリシン、ポリリンゴ酸、ポリメタクリル酸、ポリメタクリル酸アンモニウム塩、ポリメタクリル酸ナトリウム塩、ポリマレイン酸、ポリイタコン酸、ポリフマル酸、ポリ(p−スチレンカルボン酸)、ポリアクリル酸、ポリアクリルアミド、アミノポリアクリルアミド、ポリアクリル酸アンモニウム塩、ポリアクリル酸ナトリウム塩、ポリアミド酸、ポリアミド酸アンモニウム塩、ポリアミド酸ナトリウム塩及びポリグリオキシル酸等のポリカルボン酸及びその塩;ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン及びポリアクロレイン等のビニル系ポリマ等が挙げられる。これらは1種類単独で、もしくは2種類以上を組み合わせて使用される。
但し、適用する被研磨物が半導体集積回路用シリコン基板などの場合はアルカリ金属、アルカリ土類金属、ハロゲン化物等による汚染は望ましくないため、酸もしくはそのアンモニウム塩が望ましい。
これらの中でもポリメタクリル酸やポリアクリル酸が好ましい。
As the water-soluble polymer, those selected from the following group are suitable.
Polysaccharides such as alginic acid, pectic acid, carboxymethylcellulose, agar, curdlan and pullulan; amino acid salts such as glycine ammonium salt and glycine sodium salt; polyaspartic acid, polyglutamic acid, polylysine, polymalic acid, polymethacrylic acid, polymethacrylic acid Ammonium salt, polymethacrylic acid sodium salt, polymaleic acid, polyitaconic acid, polyfumaric acid, poly (p-styrene carboxylic acid), polyacrylic acid, polyacrylamide, aminopolyacrylamide, polyacrylic acid ammonium salt, polyacrylic acid sodium salt, Polycarboxylic acids such as polyamic acid, polyamic acid ammonium salt, polyamic acid sodium salt and polyglyoxylic acid and salts thereof; polyvinyl alcohol, polyvinyl pyrrolidone and polya Vinyl polymers such as Lorraine like. These are used alone or in combination of two or more.
However, when the object to be polished is a silicon substrate for a semiconductor integrated circuit or the like, contamination with an alkali metal, an alkaline earth metal, a halide, or the like is not desirable. Therefore, an acid or an ammonium salt thereof is desirable.
Among these, polymethacrylic acid and polyacrylic acid are preferable.

金属積層膜界面剥離防止剤としては、以下の群から選ばれたものが好適である。
1,2,3−トリアゾール、1,2,4−トリアゾール、3−アミノ−1H−1,2,4−トリアゾール等の脂肪族アゾール;2−メチルイミダゾール、4−メチルイミダゾール、2−エチルイミダゾール、2−(イソプロピル)イミダゾール、2−プロピルイミダゾール、2−ブチルイミダゾール等のイミダゾール;2−チオヒダントイン、1−(o−トリル)−ビスグアニド、1H−1,2,3−トリアゾロ[4,5−b]ピリジン、1,2,4−トリアゾロ[1,5−a]ピリミジン、3−メチル−5−ピラゾール、3,5−ジメチルピラゾール、1,3−ジフェニルグアニジン等のその他の含窒素化合物;2−メルカプトベンゾチアゾール、2−[2−(ベンゾチアゾリル)]チオブチル酸、2−[2−(ベンゾチアゾリル)]チオプロピオン酸、4,5−ジメチルチアゾール、2−アミノチアゾール等のチアゾール;ベンズイミダゾール−2−チオール、トリアジンジチオール、トリアジントリチオール等のチオール;チオアセトアミド、チオベンズアミド等のチオアミド;エチレンチオ尿素、プロピレンチオ尿素等のチオ尿素;等が挙げられる。これらは1種類単独で、もしくは2種類以上を組み合わせて使用される。
その中でも1H−1,2,3−トリアゾロ[4,5−b]ピリジン、1,3−ジフェニルグアニジン、3,5−ジメチルピラゾール、4,5−ジメチルチアゾール、2−アミノチアゾールがより好ましい。
As the metal laminate film interfacial peeling preventing agent, those selected from the following groups are suitable.
Aliphatic azoles such as 1,2,3-triazole, 1,2,4-triazole, 3-amino-1H-1,2,4-triazole; 2-methylimidazole, 4-methylimidazole, 2-ethylimidazole, Imidazoles such as 2- (isopropyl) imidazole, 2-propylimidazole and 2-butylimidazole; 2-thiohydantoin, 1- (o-tolyl) -bisguanide, 1H-1,2,3-triazolo [4,5-b ] Other nitrogen-containing compounds such as pyridine, 1,2,4-triazolo [1,5-a] pyrimidine, 3-methyl-5-pyrazole, 3,5-dimethylpyrazole, 1,3-diphenylguanidine; Mercaptobenzothiazole, 2- [2- (benzothiazolyl)] thiobutyric acid, 2- [2- (benzothiazolyl)] thio Thiazoles such as lopionic acid, 4,5-dimethylthiazole and 2-aminothiazole; thiols such as benzimidazole-2-thiol, triazinedithiol and triazinetrithiol; thioamides such as thioacetamide and thiobenzamide; ethylenethiourea and propylenethiourea And the like. These are used alone or in combination of two or more.
Among these, 1H-1,2,3-triazolo [4,5-b] pyridine, 1,3-diphenylguanidine, 3,5-dimethylpyrazole, 4,5-dimethylthiazole, and 2-aminothiazole are more preferable.

また、被研磨物として、上記した酸化珪素膜、ガラス、窒化珪素等の無機絶縁膜を研磨するための研磨剤としては、水、酸化セリウム粒子、分散剤、分散助剤を含む組成のものが挙げられる。
なお、研磨剤には、上述した各材料の他に、染料、顔料等の着色剤や、pH調整剤、水以外の溶媒などの、一般に研磨剤に添加される添加剤を、研磨剤の作用効果を損なわない範囲で添加しても良い。
Further, as a polishing agent for polishing the above-described inorganic insulating film such as silicon oxide film, glass, silicon nitride, etc., a composition containing water, cerium oxide particles, a dispersing agent, and a dispersion aid is used. Can be mentioned.
In addition to the above-described materials, the abrasives generally include additives such as colorants such as dyes and pigments, pH adjusters, and solvents other than water. You may add in the range which does not impair an effect.

以下実施例により本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
(研磨パッドの作製)
以下の方法で研磨パッドを作製した。
(実施例1)
熱硬化性樹脂として、(株)エッチアンドケー製ポリウレタン樹脂商品名HEI−CASTを用いて以下の手順でパッドの成形を行った。まず、前記HEI-CAST N4760A液(ひまし油系ポリオール、主成分;ひまし油)およびHEI-CAST 3400C液(ポリオール混合物、主成分:ポリエーテルポリオール)を混合し、さらにこれにHEI-CAST N4760B液(有機ポリイソシアネート混合物、主成分;4,4´-ジフェニルメタンジイソシアネート)を混合し脱泡の後、混合後の樹脂液を厚み2mm、650cm角のシートを成形出来る金型に流し込み、80℃で1時間加熱し硬化させた。ここで、各原料の混合割合は、重量比でN4760A:3400C:N4760B=100:100:20で混合した。このシートに、深さ0.4mm、幅0.5mmの矩形断面形状の溝を、最小半径30mm、ピッチ1.5mm同心円状に形成した後、Φ600mmの円盤状に切り出した。さらに溝加工した面の反対側に両面テープを接着し研磨パッドとした。
EXAMPLES The present invention will be described below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
(Preparation of polishing pad)
A polishing pad was prepared by the following method.
(Example 1)
As a thermosetting resin, a pad was molded by the following procedure using a polyurethane resin product name HEI-CAST manufactured by Etch & Kay Co., Ltd. First, the HEI-CAST N4760A solution (castor oil-based polyol, main component: castor oil) and HEI-CAST 3400C solution (polyol mixture, main component: polyether polyol) were mixed, and this was further mixed with HEI-CAST N4760B solution (organic poly). Isocyanate mixture, main component: 4,4'-diphenylmethane diisocyanate) and defoamed, and then the mixed resin solution is poured into a mold capable of forming a sheet of 2 mm thickness and 650 cm square and heated at 80 ° C for 1 hour. Cured. Here, the mixing ratio of each raw material was N4760A: 3400C: N4760B = 100: 100: 20 by weight ratio. On this sheet, grooves having a rectangular cross-section with a depth of 0.4 mm and a width of 0.5 mm were concentrically formed with a minimum radius of 30 mm and a pitch of 1.5 mm, and then cut into a disk shape of Φ600 mm. Further, a double-sided tape was bonded to the opposite side of the grooved surface to obtain a polishing pad.

(実施例2)
各原料の混合割合を、重量比でN4760A:3400C:N4760B=100:100:28で混合した他は、実施例1と同様にして研磨パッドを作製した。
(Example 2)
A polishing pad was produced in the same manner as in Example 1 except that the mixing ratio of each raw material was N4760A: 3400C: N4760B = 100: 100: 28 by weight.

(実施例3)
各原料の混合割合を、重量比でN4760A:3400C:N4760B=100:100:40で混合した他は、実施例1と同様にして研磨パッドを作製した。
(Example 3)
A polishing pad was produced in the same manner as in Example 1 except that the mixing ratio of each raw material was N4760A: 3400C: N4760B = 100: 100: 40 by weight.

(実施例4)
有機繊維としてポリ−p−フェニレンテレフタルアミド繊維(デュポン社製商品名「ケブラー」、繊維径12.5μm、繊維長3mm)、熱硬化性樹脂として、(株)エッチアンドケー製ポリウレタン樹脂HEI−CASTを用いてパッドの成形を行った。HEI−CAST N4760A液と3400C液、さらにチョップ状の上記アラミド繊維をホモミキサーで混合し、繊維を樹脂中に分散させた。さらにHEI−CAST N4760B液を加えホモミキサーで素早く攪拌分散し、減圧下において脱泡を行った。有機繊維と各樹脂の混合割合は、重量比でHEI−CASTN4760A:3400C:アラミド繊維:N4760B=100:40:10:100で混合した。混合後の樹脂液を厚み2mm、650cm角のシートを成形出来る金型に流し込み、80℃で1時間加熱し硬化させた。このシートに、深さ0.4mm、幅0.5mmの矩形断面形状の溝を、最小半径30mm、ピッチ1.5mm同心円状に形成した後、Φ600mmの円盤状に切り出した。さらに溝加工した面の反対側に両面テープを接着し研磨パッドとした。
Example 4
Poly-p-phenylene terephthalamide fiber (trade name “Kevlar” manufactured by DuPont, fiber diameter 12.5 μm, fiber length 3 mm) as organic fiber, and polyurethane resin HEI-CAST manufactured by Etch & K Co., Ltd. as thermosetting resin The pad was molded using The HEI-CAST N4760A solution and the 3400C solution, and the chopped aramid fiber were mixed with a homomixer, and the fiber was dispersed in the resin. Further, HEI-CAST N4760B solution was added and rapidly stirred and dispersed with a homomixer, and defoamed under reduced pressure. The mixing ratio of the organic fiber and each resin was HEI-CASTN4760A: 3400C: aramid fiber: N4760B = 100: 40: 10: 100 by weight ratio. The mixed resin solution was poured into a mold capable of forming a 650 cm square sheet having a thickness of 2 mm, and heated at 80 ° C. for 1 hour to be cured. On this sheet, grooves having a rectangular cross-section with a depth of 0.4 mm and a width of 0.5 mm were concentrically formed with a minimum radius of 30 mm and a pitch of 1.5 mm, and then cut into a disk shape of Φ600 mm. Further, a double-sided tape was bonded to the opposite side of the grooved surface to obtain a polishing pad.

(実施例5)
有機繊維としてアラミド繊維フェルト基材(品番13−0796−01−25、東レ・デュポン製)を用い、これに液状熱硬化性樹脂を滴下の後、樹脂真空プレス中で加圧加熱することにより2mm、650cm角のシートを成形した。ここで、熱硬化性樹脂は、実施例3および4と同じものを使用した。重量比から換算した繊維含有量は、5重量%であった。このシートに、深さ0.4mm、幅0.5mmの矩形断面形状の溝を、最小半径30mm、ピッチ1.5mm同心円状に形成した後、Φ600mmの円盤状に切り出した。さらに溝加工した面の反対側に両面テープを接着し研磨パッドとした。
(Example 5)
Using an aramid fiber felt base material (product number 13-0796-01-25, manufactured by Toray DuPont) as an organic fiber, a liquid thermosetting resin is added dropwise thereto and then heated under pressure in a resin vacuum press to 2 mm. A 650 cm square sheet was formed. Here, the same thermosetting resin as in Examples 3 and 4 was used. The fiber content calculated from the weight ratio was 5% by weight. On this sheet, grooves having a rectangular cross-section with a depth of 0.4 mm and a width of 0.5 mm were concentrically formed with a minimum radius of 30 mm and a pitch of 1.5 mm, and then cut into a disk shape of Φ600 mm. Further, a double-sided tape was bonded to the opposite side of the grooved surface to obtain a polishing pad.

(比較例1)
熱可塑性樹脂としてポリプロピレン(PP)樹脂タブレットを大型乾燥機にて120℃、5h乾燥した後、押し出し成型およびロールを用いて、厚さ1.2mm、幅1mのシート状整形品を作製した。このシートに、深さ0.4mm、幅0.5mmの矩形断面形状の溝を、最小半径30mm、ピッチ1.5mm同心円状に形成した後、Φ600mmの円盤状に切り出した。さらに溝加工した面の反対側に両面テープを接着し研磨パッドとした。
(Comparative Example 1)
A polypropylene (PP) resin tablet as a thermoplastic resin was dried at 120 ° C. for 5 hours with a large dryer, and then a sheet-shaped shaped article having a thickness of 1.2 mm and a width of 1 m was prepared using an extrusion molding and a roll. On this sheet, grooves having a rectangular cross-section with a depth of 0.4 mm and a width of 0.5 mm were concentrically formed with a minimum radius of 30 mm and a pitch of 1.5 mm, and then cut into a disk shape of Φ600 mm. Further, a double-sided tape was bonded to the opposite side of the grooved surface to obtain a polishing pad.

(比較例2)
市販の発泡ポリウレタンパッド(ロデール社製型番:IC1000)を用いた。
(Comparative Example 2)
A commercially available foamed polyurethane pad (model number: IC1000, manufactured by Rodel) was used.

(比較例3)
熱可塑性樹脂としてポリカーボネート系ポリウレタン樹脂レザミンP890(大日精化工業(株)製商品名)を用いたほかは、比較例1と同様にして研磨パッドを作製した。
(Comparative Example 3)
A polishing pad was prepared in the same manner as in Comparative Example 1 except that polycarbonate-based polyurethane resin Rezamin P890 (trade name, manufactured by Dainichi Seika Kogyo Co., Ltd.) was used as the thermoplastic resin.

(パッド特性の評価)
作製した研磨パッドの特性を、下記に従い評価した。
(弾性率)
作製した研磨パッドを1mm×1.5mm×35mmの短冊状に切り出し、動的粘弾性試験装置(Rheometrix Scientific社製、RSA-II)を用いて、スパン間27.5mmにて周波数1Hzにて室温で測定を行い、弾性率を求めた。
(ゼータ電位)
30mm×60mmに切り出したサンプルの表面を洗浄した。電気泳動光散乱装置(ELS-800、大塚電子(株)製)を使用し、平板測定用セルにサンプルを取り付け、pH3.5にHCl水溶液で調整した10mM NaCl水溶液中に分散したモニタラテックス(大塚電子(株)製)を用いて測定を行った。
(Evaluation of pad characteristics)
The characteristics of the produced polishing pad were evaluated according to the following.
(Elastic modulus)
The prepared polishing pad was cut into a 1 mm x 1.5 mm x 35 mm strip and measured at room temperature at a frequency of 1 Hz with a span of 27.5 mm using a dynamic viscoelasticity testing device (Rheometrix Scientific, RSA-II). The elastic modulus was obtained.
(Zeta potential)
The surface of the sample cut out to 30 mm × 60 mm was washed. Using an electrophoretic light scattering device (ELS-800, manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.), a sample was attached to a flat plate measurement cell, and a monitor latex dispersed in a 10 mM NaCl aqueous solution adjusted to pH 3.5 with an aqueous HCl solution (Otsuka) Measurement was carried out using an electronic).

表1に以上の方法で求めたパッドの特性について示す。実施例はすべてpH3.5において正の値を示した。また、比較例のPPおよび市販ポリウレタンパッドは負の値を示した。比較例3は、正のゼータ電位を持つが弾性率が低い熱可塑性ポリウレタンパッドである。   Table 1 shows the pad characteristics obtained by the above method. All examples showed positive values at pH 3.5. Moreover, PP of the comparative example and the commercially available polyurethane pad showed a negative value. Comparative Example 3 is a thermoplastic polyurethane pad having a positive zeta potential but a low elastic modulus.

Figure 2005294661
Figure 2005294661

(研磨剤の作製)
銅用の研磨剤として、砥粒を含まない(砥粒フリー)研磨液(研磨剤1:日立化成工業株式会社製スラリー商品名 HS-C430)に、二次粒子の平均径が35nmのコロイダルシリカを加え0.37重量%に調整した砥粒入り研磨液(研磨剤2)を用意した。研磨剤は、使用時に、体積比で研磨剤:過酸化水素水=7:3で混合した。使用時のpHは3.5であった。
(Production of abrasive)
As a polishing agent for copper, a colloidal silica having an average secondary particle diameter of 35 nm in an abrasive-free (abrasive-free) polishing liquid (abrasive 1: slurry product name HS-C430 manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.) Was added to prepare a polishing solution containing abrasive grains (polishing agent 2) adjusted to 0.37% by weight. At the time of use, the abrasive was mixed at a volume ratio of abrasive: hydrogen peroxide = 7: 3. The pH during use was 3.5.

(金属膜及び絶縁膜の研磨)
上記の各研磨パッドを研磨装置の定盤に取り付け、#160番手のダイヤモンド砥石をつけドレッサーで、30分間表面を粗した。
上記各研磨パッド及び研磨剤を使用して、配線なしあるいは配線を形成したシリコンウエハ基板を以下のようにCMP研磨し、研磨速度、研磨傷、および平坦性の指標としてディッシングを測定した。
研磨速度及び研磨傷評価用としては配線のない基板を用い、金属膜の研磨に厚さ1μmの銅膜を形成した配線形成のない二酸化シリコン膜層付きシリコン基板(基板1)を用いた。
ディッシング評価には配線を形成した基板、すなわち、二酸化シリコン中に深さ0.5μmの溝を形成して、公知のスパッタ法によってバリア層として厚さ50nmの窒化タンタル膜を形成し、同様にスパッタ法により銅膜を形成して公知の熱処理によって埋め込んだ、配線金属部(銅)幅100μm、二酸化シリコン部幅100μmが交互に並んだストライプ状パターン部を有するシリコン基板(基板2)を金属膜の研磨に用いた。
(Polishing metal films and insulating films)
Each of the above polishing pads was attached to a surface plate of a polishing apparatus, a # 160 diamond grindstone was attached, and the surface was roughened with a dresser for 30 minutes.
Using each of the polishing pads and the polishing agent, a silicon wafer substrate without wiring or having wiring formed thereon was subjected to CMP polishing as follows, and dishing was measured as an index of polishing rate, polishing scratches, and flatness.
For evaluation of polishing rate and polishing scratches, a substrate without wiring was used, and a silicon substrate (substrate 1) with a silicon dioxide film layer without wiring formation in which a copper film having a thickness of 1 μm was formed for polishing a metal film was used.
For dishing evaluation, a substrate having wiring formed thereon, that is, a groove having a depth of 0.5 μm is formed in silicon dioxide, and a tantalum nitride film having a thickness of 50 nm is formed as a barrier layer by a known sputtering method. A silicon substrate (substrate 2) having a stripe pattern portion in which a wiring metal portion (copper) width of 100 μm and a silicon dioxide portion width of 100 μm are alternately arranged and formed by a known heat treatment is formed by forming a copper film by the method. Used for polishing.

(研磨速度の評価)
研磨装置のウエハ基板取り付け用の吸着パッドを貼り付けたホルダーに上記銅膜形成ウエハ基板(基板1)をセットし、加工面を下にして研磨装置の定盤に取り付けた研磨パッド上にセットした。上記の銅用研磨液(研磨剤2)を210ml/minで供給しながら、研磨荷重14kPa、および10kPa、基板と定盤との各回転速度38rpmで1分間CMP研磨した。研磨前後の銅膜厚を、ナプソン(株)製Model RT−7を用いてシート抵抗値を測定し、抵抗率から膜厚を計算し、CMP研磨前後での膜厚差を求め計算した。
(Evaluation of polishing rate)
The copper film-formed wafer substrate (substrate 1) is set in a holder to which a suction pad for attaching the wafer substrate of the polishing apparatus is attached, and set on the polishing pad attached to the surface plate of the polishing apparatus with the processing surface down. . While supplying the copper polishing liquid (polishing agent 2) at 210 ml / min, CMP polishing was performed for 1 minute at a polishing load of 14 kPa and 10 kPa at a rotation speed of 38 rpm between the substrate and the surface plate. The copper film thickness before and after polishing was calculated by measuring the sheet resistance value using Model RT-7 manufactured by Napson Co., Ltd., calculating the film thickness from the resistivity, and determining the film thickness difference before and after CMP polishing.

(研磨傷の評価)
Cu膜の傷評価は、上記研磨速度の評価を行なった基板1を用い、金属顕微鏡の暗視野にて目視にて評価した。
(Evaluation of polishing scratches)
The evaluation of scratches on the Cu film was performed by visual observation in the dark field of a metal microscope using the substrate 1 on which the polishing rate was evaluated.

(ディッシング量)
銅配線を形成した基板(基板2)と銅用の研磨液(研磨剤2)を用い、配線部以外の部分でバリア膜が露出するまで、研磨荷重を14kPa及び10kPa、基板と定盤との各回転速度38rpm、研磨剤を210ml/minで供給しながら、上記研磨速度の評価と同装置で銅研磨を行った。
その後バリア膜用研磨液(HS-T605、日立化成工業株式会社製研磨剤商品名)を用い、前記銅研磨と同じ研磨荷重、回転速度、研磨剤供給量の条件で、30秒研磨を行いバリア膜を研磨した。触針式段差計(Veeco/Sloan社製Dektat3030)で配線金属部(銅)幅100μm、絶縁膜(二酸化シリコン)部幅100μmが交互に並んだストライプ状パターン部の表面形状から、絶縁膜部に対する配線金属部の膜減り量を測定し、ディッシング量とした。
(Dishing amount)
Using a substrate (substrate 2) on which copper wiring is formed and a polishing liquid for copper (polishing agent 2), the polishing load is 14 kPa and 10 kPa until the barrier film is exposed in a portion other than the wiring portion. While supplying each polishing speed at 38 rpm and a polishing agent at 210 ml / min, copper polishing was performed with the same apparatus as the evaluation of the polishing speed.
Then, using a barrier film polishing liquid (HS-T605, Hitachi Chemical Co., Ltd. abrasive product name), polishing was performed for 30 seconds under the same polishing load, rotational speed, and abrasive supply amount as the copper polishing. The membrane was polished. From the surface shape of the stripe pattern portion in which the wiring metal portion (copper) width of 100 μm and the insulating film (silicon dioxide) portion width of 100 μm are alternately arranged with a stylus type step gauge (Veeco / Sloan Dektat 3030) The amount of film loss in the wiring metal part was measured and used as the dishing amount.

表2に、上記実施例及び比較例の研磨特性結果を示す。
実施例はいずれも、低荷重において飛躍的に研磨速度が大きく低研磨荷重すなわち低摩擦力での研磨に有用であることが確認できた。一方、ゼータ電位が負の値を示す熱可塑性高分子を用いた比較例1においては研磨速度を大きくできない。また、市販の発泡ポリウレタンを用いた比較例2では、荷重が低い場合の研磨速度の低下が大きい。
一方、正のゼータ電位を有する熱可塑性ポリウレタンを用いた例でも比較例3では、研磨速度が極端に低下しており、弾性率が高いことが必要であることが分かる。
実施例4および5は繊維を含むほかは実施例3と同様にして作製されているが、繊維の混入がゼータ電位を負にしないため研磨速度への影響が小さく、かつディッシングを改善することができる。
Table 2 shows the results of polishing characteristics of the above examples and comparative examples.
In each of the examples, it was confirmed that the polishing rate was remarkably large at a low load and useful for polishing with a low polishing load, that is, a low frictional force. On the other hand, in Comparative Example 1 using a thermoplastic polymer having a negative zeta potential, the polishing rate cannot be increased. Moreover, in the comparative example 2 using a commercially available polyurethane foam, the fall of the grinding | polishing rate when a load is low is large.
On the other hand, it can be seen that even in the example using the thermoplastic polyurethane having a positive zeta potential, the polishing rate is extremely reduced in the comparative example 3, and the elastic modulus is required to be high.
Examples 4 and 5 are manufactured in the same manner as Example 3 except that fibers are included. However, since the mixing of fibers does not negatively affect the zeta potential, the influence on the polishing rate is small, and dishing can be improved. it can.

Figure 2005294661
Figure 2005294661

以上の検討結果から、本発明による研磨パッドを使用すれば、CMP時に絶縁層にかかる負荷を低減しつつ、研磨速度ならびに平坦性を向上できることがわかった。   From the above examination results, it was found that if the polishing pad according to the present invention is used, the polishing rate and the flatness can be improved while reducing the load applied to the insulating layer during CMP.

Claims (10)

定盤に固定して研磨に使用する研磨パッドであって、該研磨パッドの被研磨物に接する面の少なくとも一部に、室温における引張弾性率が0.2GPa以上で、かつ前記被研磨物と研磨パッドとの間に供給される研磨剤のpH領域におけるゼータ電位が正である材質を用いたことを特徴とする研磨パッド。   A polishing pad fixed to a surface plate and used for polishing, wherein at least a part of a surface of the polishing pad in contact with an object to be polished has a tensile elastic modulus at room temperature of 0.2 GPa or more and is polished with the object to be polished A polishing pad comprising a material having a positive zeta potential in the pH range of an abrasive supplied between the pad and the pad. 前記研磨パッドの被研磨物に接する面の面積の80%以上に、前記研磨剤のpH領域におけるゼータ電位が正である材質を用いた請求項1記載の研磨パッド。   The polishing pad according to claim 1, wherein a material having a positive zeta potential in the pH region of the polishing agent is used for 80% or more of the area of the surface of the polishing pad that contacts the object to be polished. 前記研磨剤のpH領域におけるゼータ電位が+0.1〜+30mVである材質を被研磨物に接する面の少なくとも一部に用いた請求項1または2記載の研磨パッド。   The polishing pad according to claim 1 or 2, wherein a material having a zeta potential of +0.1 to +30 mV in the pH range of the abrasive is used for at least a part of a surface in contact with an object to be polished. 室温における引張弾性率が0.2〜1GPaである請求項1〜3のいずれか記載の研磨パッド。   The polishing pad according to any one of claims 1 to 3, which has a tensile elastic modulus at room temperature of 0.2 to 1 GPa. ひまし油系ポリオールおよびポリプロピレングリコールの少なくともいずれかを原料に含むポリウレタンからなる請求項1〜4のいずれか記載の研磨パッド。   The polishing pad according to any one of claims 1 to 4, comprising a polyurethane containing at least one of castor oil-based polyol and polypropylene glycol as a raw material. 研磨パッドを定盤上に固定し、被研磨物をその研磨面を該研磨パッドに対峙させた状態でホルダにより保持し、研磨剤を前記研磨パッドと被研磨物との間に供給すると共に、前記パッドならびに被研磨物を相対的に摺動して被研磨物を研磨する方法であって、該研磨パッドの少なくとも被研磨物に接する面の一部に、該研磨剤のpH領域におけるゼータ電位が正である材質を用いたことを特徴とする研磨方法。   The polishing pad is fixed on a surface plate, the object to be polished is held by a holder with its polishing surface facing the polishing pad, and an abrasive is supplied between the polishing pad and the object to be polished. A method for polishing an object to be polished by relatively sliding the pad and the object to be polished, wherein at least a part of a surface of the polishing pad in contact with the object to be polished has a zeta potential in a pH region of the polishing agent. A polishing method characterized by using a material having a positive value. 少なくともポリアクリル酸と砥粒粒子とを含む研磨剤を使用する請求項6記載の研磨方法。   The polishing method according to claim 6, wherein an abrasive containing at least polyacrylic acid and abrasive grains is used. pH 3〜5の研磨剤を使用する請求項6または7記載の研磨方法。   The polishing method according to claim 6 or 7, wherein an abrasive having a pH of 3 to 5 is used. 主に金属よりなる層を研磨する請求項6〜8のいずれか記載の研磨方法。   The polishing method according to any one of claims 6 to 8, wherein a layer mainly made of metal is polished. 主に金属として銅よりなる層を研磨する請求項9記載の研磨方法。   The polishing method according to claim 9, wherein a layer mainly made of copper as a metal is polished.
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