JP2006015421A - Polishing pad and polishing device - Google Patents

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JP2006015421A JP2004192891A JP2004192891A JP2006015421A JP 2006015421 A JP2006015421 A JP 2006015421A JP 2004192891 A JP2004192891 A JP 2004192891A JP 2004192891 A JP2004192891 A JP 2004192891A JP 2006015421 A JP2006015421 A JP 2006015421A
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正宏 杉村
Kunitaka Jiyou
邦恭 城
Tsutomu Kobayashi
勉 小林
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a polishing pad capable of preventing the occurrence of scratches on the surface of a substrate, and also, capable of optically excellently measuring a polishing state during polishing in the polishing pad used for forming a flat face to glass, a semiconductor, a dielectric-substance/metal composite substance, and an integrated circuit or the like, and also, to provide a polishing device. <P>SOLUTION: The polishing pad is composed of at least a polishing layer 1 and a cushion layer 5. The polishing layer comprises a transparent foamed structure. An opening part 7 is not provided to the polishing layer but provided to an adhesive layer and layers below the cushion layer. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、半導体、誘電/金属複合体及び集積回路等において平坦面を形成するのに使用される研磨用パッドおよび研磨装置に関するものである。   The present invention relates to a polishing pad and a polishing apparatus used for forming a flat surface in a semiconductor, a dielectric / metal composite, an integrated circuit, and the like.

半導体デバイスが高密度化するにつれ、多層配線と、これに伴う層間絶縁膜形成や、プラグ、ダマシンなどの電極形成等の技術が重要度を増している。これに伴い、これら層間絶縁膜や電極の金属膜の平坦化プロセスの重要度は増しており、この平坦化プロセスのための効率的な技術として、CMP(Chemical Mechanical Polishing)と呼ばれる研磨技術が普及している。このCMP技術を用いた研磨装置において、ウェハ等の基板を研磨しながら、研磨パッドの裏側(定盤側)から、レーザー光または可視光を基板の被研磨面に照射して、研磨状態を測定する装置が、重要な技術として注目を集めている(特許文献1参照)。かかる研磨装置に用いられる研磨パッドとして、集積回路搭載ウェハの研磨に有用なパッドであって、少なくともその一部分はスラリー粒子の吸収、輸送という本質的な能力を持たない硬質均一樹脂シートからなり、この樹脂シートは190〜3500ナノメーターの範囲の波長を光線が透過する研磨パッドが紹介されている(特許文献2参照)。この研磨パッドはロデール社のIC−1000に代表されるもので、マイクロバルーン(マイクロカプセル)含有発砲構造体からなる研磨層そのものの光の透過率が不十分なことから、研磨層と、該研磨層に両面接着テープ等を介して積層されたクッション層とを有し、該研磨パッドの所定位置に、該研磨層、両面接着テープおよびクッション層の全てを貫通する開口部が形成され、該開口部の研磨面側に中実で透明な熱硬化型の硬質均一樹脂よりなる窓部材がはめ込まれている。しかしながら、この様な透明な硬質均一樹脂を窓部材とした研磨パッドでは、窓部材が被研磨面である基板表面に接触することから、基板表面にスクラッチが生じやすいという問題や窓部材の剥離によるスラーの漏れと言った問題があった。また研磨層とクッション層に異なる形状の開口部を作成するために製造プロセスが煩雑になるという問題があった。さらに熱硬化性の硬質均一樹脂の製造においても成形サイクル時間が長くなるというプロセス的な問題もあった。
特開平9−7985号公報 特表平11−512977号公報
As the density of semiconductor devices increases, the importance of multilayer wiring and the associated interlayer insulation film formation, electrode formation of plugs, damascenes, and the like is increasing. Along with this, the importance of the flattening process of these interlayer insulating films and electrode metal films has increased, and a polishing technique called CMP (Chemical Mechanical Polishing) has become widespread as an efficient technique for this flattening process. is doing. In this polishing system using CMP technology, the polishing surface is measured by irradiating the surface to be polished of the substrate with laser light or visible light from the back side (the surface plate side) of the polishing pad while polishing a substrate such as a wafer. The apparatus which attracts attention attracts attention as an important technique (refer patent document 1). As a polishing pad used in such a polishing apparatus, a pad useful for polishing an integrated circuit mounted wafer, at least a part of which is made of a hard uniform resin sheet having no essential ability to absorb and transport slurry particles. As the resin sheet, a polishing pad through which light passes through a wavelength in the range of 190 to 3500 nanometers has been introduced (see Patent Document 2). This polishing pad is represented by Rodel IC-1000, and the light transmission rate of the polishing layer itself comprising a microballoon (microcapsule) -containing foam structure is insufficient. A cushion layer laminated with a double-sided adhesive tape or the like on the layer, and an opening that penetrates all of the polishing layer, the double-sided adhesive tape and the cushion layer is formed at a predetermined position of the polishing pad. A window member made of a solid, transparent, thermosetting, hard, uniform resin is fitted on the polished surface side of the portion. However, in such a polishing pad using a transparent hard uniform resin as a window member, the window member comes into contact with the surface of the substrate, which is the surface to be polished. There was a problem of slur leaking. In addition, there is a problem that the manufacturing process becomes complicated because openings having different shapes are formed in the polishing layer and the cushion layer. Further, there is a process problem that the molding cycle time becomes long in the production of a thermosetting hard uniform resin.
Japanese Patent Laid-Open No. 9-7985 Japanese National Patent Publication No. 11-512977

本発明は、かかる従来技術の背景に鑑み、ガラス、半導体、誘電/金属複合体及び集積回路等に平坦面を形成するのに使用される研磨用パッドにおいて、基板表面にスクラッチが生じにくく、研磨中に研磨状態を光学的に良好に測定できる研磨パッドおよび研磨装置を提供せんとするものである。   In view of the background of such prior art, the present invention provides a polishing pad used for forming a flat surface in glass, semiconductors, dielectric / metal composites, integrated circuits and the like. It is an object of the present invention to provide a polishing pad and a polishing apparatus capable of optically measuring the polishing state.

本発明は、上記課題を解決するために、次のような手段を採用するものである。すなわち、本発明の研磨パッドは、少なくとも研磨層とクッション層からなる研磨パッドにおいて、該研磨層が透明発砲構造体からなり、かつ、該研磨層には設けられていないが、該クッション層以下の層に開口部が設けられていることを特徴とするものである。また、本発明の研磨装置は、かかる研磨パッドを装着したことを特徴とするものである。   In order to solve the above problems, the present invention employs the following means. That is, the polishing pad of the present invention is a polishing pad comprising at least a polishing layer and a cushion layer, the polishing layer is made of a transparent foam structure, and is not provided on the polishing layer, The layer is provided with an opening. The polishing apparatus of the present invention is characterized by mounting such a polishing pad.

本発明により、ガラス、半導体、誘電/金属複合体及び集積回路等に平坦面を形成する際に、基板表面にスクラッチの発生も少なく、研磨中に研磨状態を光学的に良好に測定することができるとともに、簡略化された方法で半導体デバイスを提供することができる。   According to the present invention, when a flat surface is formed on a glass, a semiconductor, a dielectric / metal composite, an integrated circuit, etc., there is little generation of scratches on the substrate surface, and the polishing state can be measured optically well during polishing. In addition, a semiconductor device can be provided in a simplified manner.

本発明は、前記課題、つまり基板表面にスクラッチが生じにくく、研磨中に研磨状態を光学的に良好に測定できる研磨パッドについて、鋭意検討し、該研磨層として、透明な発泡構造体を用い、この透明な研磨層には開口部を設けないで、それより以下の、つまり接着層および該クッション層以下に研磨状態観察用開口部を設けてみたところ、かかる課題を一挙に解決することができることを究明したものである。   The present invention, the above-mentioned problem, that is, a scratch on the substrate surface is less likely to occur, a polishing pad capable of optically measuring the polishing state during polishing, earnestly examined, using a transparent foam structure as the polishing layer, When this transparent polishing layer is not provided with an opening, and the following is provided, that is, the opening for observation of the polishing state is provided below the adhesive layer and the cushion layer, this problem can be solved at once. Has been investigated.

すなわち、本発明のポイントは、透明な発泡構造体を無傷でそのまま研磨層として使用することと、その研磨層より下の層に研磨状態観察用の開口部を設けたところにある。   That is, the point of the present invention is that a transparent foam structure is used as it is as a polishing layer intact, and an opening for observing the polishing state is provided in a layer below the polishing layer.

本発明でいう研磨パッドとしては、研磨層と貼着部材とを有する構造のものや研磨層とクッション層と貼着部材、接着テープとを有する積層構造のものなどを使用することができる。   As the polishing pad in the present invention, a structure having a polishing layer and an adhesive member, a laminate structure having an abrasive layer, a cushion layer, an adhesive member, and an adhesive tape can be used.

かかる研磨パッドを構成する研磨層としては、透明で、かつ、基板を研磨することができ、スラリーを保持して研磨機能を有する層であれば、特に限定されないが、例えば、特表平8−500622号公報やWO00/12262号などに記載されている独立気泡を有する硬質の発泡構造研磨層や、特表平8−511210号公報に記載されている表面にスラリーの細かい流路を設けた無発泡構造研磨層や、不織布にポリウレタンを含浸して得られる連続孔を有する発泡構造研磨層などを使用することができる。   The polishing layer constituting the polishing pad is not particularly limited as long as it is transparent and can polish the substrate, and holds the slurry and has a polishing function. A hard foamed structure polishing layer having closed cells as described in Japanese Patent No. 500622 and WO00 / 12262, and a fine slurry flow path provided on the surface described in Japanese Patent Publication No. 8-511210. A foam structure polishing layer or a foam structure polishing layer having continuous pores obtained by impregnating a nonwoven fabric with polyurethane can be used.

本発明でいう透明とは、該研磨層1mm当たりの厚さに対する500〜850nmの波長の光の透過率が、好ましくは25%以上、より好ましくは30%以上である。特に好ましくは35%以上であるのが、開口部からの被研磨材の研磨状態の観察性能の上からよい。   The term “transparent” as used in the present invention means that the transmittance of light having a wavelength of 500 to 850 nm with respect to the thickness per 1 mm of the polishing layer is preferably 25% or more, more preferably 30% or more. Particularly preferably, it is 35% or more from the viewpoint of the observation performance of the polished state of the material to be polished from the opening.

なお、本発明の透過率とは、日立製作所(株)製U−3410分光硬度計を使用して測定した得られたサンプルの透過率の値からランベルト・ベール式t1=t(-1/L)を用いて1mm厚さ当たりの値に換算したものである。ここで、t1は1mm厚さ当たりの透過率、tは分光高度計から得られたサンプルの透過率、Lはサンプルの厚み(mm)である。 The transmittance of the present invention refers to the Lambert-Beer type t 1 = t (−1 / − from the transmittance value of the sample obtained using a U-3410 spectroscopic hardness meter manufactured by Hitachi, Ltd. L) is converted into a value per 1 mm thickness. Here, t 1 is the transmittance per 1 mm thickness, t is the transmittance of the sample obtained from the spectrophotometer, and L is the thickness (mm) of the sample.

本発明の研磨パッドの研磨層は、透明発泡構造体で構成されているが、かかる構造体を形成する材料としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリウレタン、ポリウレア、ポリアミド、ポリ塩化ビニル、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリテトラフルオロエチレン、エポキシ樹脂、ABS樹脂、AS樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ネオプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、エチレンプロピレンゴム、シリコンゴム、フッ素ゴムおよびこれらを主成分とした樹脂等が挙げられる。このような樹脂においても、独立気泡径が比較的容易にコントロールできる点でポリウレタンを主成分とする素材がより好ましい。   The polishing layer of the polishing pad of the present invention is composed of a transparent foam structure. Examples of the material forming the structure include polyethylene, polypropylene, polyester, polyurethane, polyurea, polyamide, polyvinyl chloride, polyacetal, and polycarbonate. , Polymethyl methacrylate, polytetrafluoroethylene, epoxy resin, ABS resin, AS resin, phenol resin, melamine resin, neoprene rubber, butadiene rubber, styrene butadiene rubber, ethylene propylene rubber, silicon rubber, fluoro rubber, and these as the main components Resin and the like. Even in such a resin, a material mainly composed of polyurethane is more preferable in that the closed cell diameter can be controlled relatively easily.

本発明におけるポリウレタンとは、ポリイソシアネートの重付加反応または重合反応に基づき合成される高分子である。ポリイソシアネートの対称として用いられる化合物は、含活性水素化合物、すなわち、二つ以上のポリヒドロキシ基、あるいはアミノ基含有化合物である。ポリイソシアネートとして、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネートなど挙げることができるがこれに限定されるものではない。ポリヒドロキシ基含有化合物としてはポリオールが代表的であり、ポリエーテルポリオール、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、エポキシ樹脂変性ポリオール、ポリエステルポリオール、アクリルポリオール、ポリブタジエンポリオール、シリコーンポリオール等が挙げられる。硬度,気泡径および発泡倍率によって、ポリイソシアネートとポリオール、および触媒、発泡剤、整泡剤の組み合わせや最適量を決めることが好ましい。   The polyurethane in the present invention is a polymer synthesized based on polyisocyanate polyaddition reaction or polymerization reaction. The compound used as the symmetry of the polyisocyanate is an active hydrogen-containing compound, that is, a compound containing two or more polyhydroxy groups or amino groups. Examples of the polyisocyanate include tolylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, naphthalene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, and isophorone diisocyanate, but are not limited thereto. The polyhydroxy group-containing compound is typically a polyol, and examples thereof include polyether polyol, polytetramethylene ether glycol, epoxy resin-modified polyol, polyester polyol, acrylic polyol, polybutadiene polyol, and silicone polyol. The combination and optimum amount of polyisocyanate and polyol, catalyst, foaming agent, and foam stabilizer are preferably determined according to the hardness, the bubble diameter, and the expansion ratio.

これらのポリウレタンは、CMP用研磨パッドに対する研磨要求特性と光の透過率の点からもの独立気泡を有していることが好ましい。ポリウレタン中への独立気泡の形成方法としては、ポリウレタン製造時における樹脂中への各種発泡剤の配合による化学発泡法が一般的であるが、機械的な撹拌により樹脂を発泡させたのち硬化させる方法も好ましく使用することができる。   These polyurethanes preferably have closed cells from the standpoint of required polishing characteristics for CMP polishing pads and light transmittance. As a method for forming closed cells in polyurethane, a chemical foaming method is generally used by blending various foaming agents into the resin at the time of polyurethane production. However, the resin is foamed by mechanical stirring and then cured. Can also be preferably used.

かかる独立気泡の平均気泡径は30μm以上で150μm以下であることが光の透過率が良好であることと半導体基板の局所的凹凸の平坦性が良好であることを両立できる点で好ましい。平均気泡径が140μm以下、さらには130μm以下であることがさらに好ましい。平均気泡径が30μm未満の場合、光の透過率が低下するので好ましくない。また、平均気泡径が150μm以上の場合、半導体基板の局所的凹凸の平坦性が悪くなるので好ましくない。なお、平均気泡径はサンプル断面を倍率200倍でSEM観察し、次に記録されたSEM写真の気泡径を画像処理装置で測定し、その平均値を取ることにより測定した値をいう。   The average cell diameter of such closed cells is preferably 30 μm or more and 150 μm or less from the standpoint that both good light transmittance and good flatness of local irregularities of the semiconductor substrate can be achieved. The average cell diameter is more preferably 140 μm or less, and further preferably 130 μm or less. An average bubble diameter of less than 30 μm is not preferable because the light transmittance decreases. Moreover, when the average bubble diameter is 150 μm or more, the flatness of local irregularities of the semiconductor substrate is deteriorated, which is not preferable. The average bubble diameter is a value measured by observing the cross section of the sample with a SEM at a magnification of 200, then measuring the bubble diameter of the recorded SEM photograph with an image processing apparatus, and taking the average value.

本発明は、ポリウレタンとビニル化合物から重合される重合体が含有し、独立気泡を有するパッドであるが、ポリウレタンは、硬度を高くすると脆くなり、またビニル化合物からの重合体だけでは靱性と硬度を高めることはできるが、独立気泡を有する均質な研磨パッドを得ることが困難であった。ポリウレタンとビニル化合物から重合されている重合体が含有されていることにより、独立気泡を含み、靱性と硬度の高い研磨パッドとすることができた。   Although the present invention is a pad containing a polymer polymerized from polyurethane and a vinyl compound and having closed cells, the polyurethane becomes brittle when the hardness is increased, and the toughness and hardness are increased only by the polymer from the vinyl compound. Although it can be increased, it has been difficult to obtain a uniform polishing pad having closed cells. By containing a polymer polymerized from polyurethane and a vinyl compound, it was possible to obtain a polishing pad containing closed cells and having high toughness and hardness.

本発明におけるビニル化合物は特に限定されるものではないが、ポリウレタンへの含浸,重合が容易な点でビニル化合物が好ましい。具体的にはメチルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルアクリレート、エチルメタクリレート、n−ブチルアクリレート、n−ブチルメタクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート、イソデシルメタクリレート、n−ラウリルメタクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、2−ヒドロキシプロピルメタクリレート、2−ヒドロキシブチルメタクリレート、ジメチルアミノエチルメタクリレート、ジエチルアミノエチルメタクリレート、グリシジルメタクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、アクリル酸、メタクリル酸、フマル酸、フマル酸ジメチル、フマル酸ジエチル、フマル酸ジプロピル、マレイン酸、マレイン酸ジメチル、マレイン酸ジエチル、マレイン酸ジプロピル、フェニルマレイミド、シクロヘキシルマレイミド、イソプロピルマレイミド、アクリロニトリル、アクリルアミド、塩化ビニル、塩化ビニリデン、スチレン、α−メチルスチレン、ジビニルベンゼン、エチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート等が挙げられる。これらのモノマーは単独であっても2種以上を混合しても使用できる。   The vinyl compound in the present invention is not particularly limited, but a vinyl compound is preferable from the viewpoint of easy impregnation and polymerization in polyurethane. Specifically, methyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl acrylate, ethyl methacrylate, n-butyl acrylate, n-butyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, isodecyl methacrylate, n-lauryl methacrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, 2-hydroxypropyl Methacrylate, 2-hydroxybutyl methacrylate, dimethylaminoethyl methacrylate, diethylaminoethyl methacrylate, glycidyl methacrylate, ethylene glycol dimethacrylate, acrylic acid, methacrylic acid, fumaric acid, dimethyl fumarate, diethyl fumarate, dipropyl fumarate, maleic acid, maleic Dimethyl acid, diethyl maleate, dipropyl maleate, phenylmaleimide, Hexyl maleimide, isopropyl maleimide, acrylonitrile, acrylamide, vinyl chloride, vinylidene chloride, styrene, alpha-methyl styrene, divinylbenzene, ethylene glycol dimethacrylate, diethylene glycol dimethacrylate, and the like. These monomers can be used alone or in combination of two or more.

上述したビニル化合物の中で、メチルメタクリレート,エチルメタクリレート,n−ブチルメタクリレート,イソブチルメタクリレートが、ポリウレタンへの独立気泡の形成が容易な点、モノマーの含浸性が良好な点、重合硬化が容易な点、重合硬化されたポリウレタンとビニル化合物から重合される重合体を含有している発砲構造体の硬度が高く平坦化特性が良好な点で好ましい。   Among the vinyl compounds described above, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, n-butyl methacrylate, and isobutyl methacrylate are easy to form closed cells in polyurethane, have good monomer impregnation properties, and are easy to cure by polymerization. A foamed structure containing a polymer polymerized from polymerized and cured polyurethane and a vinyl compound is preferable in that it has a high hardness and good flattening characteristics.

これらのビニル化合物の重合開始剤としては、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、アゾビスシクロヘキサンカルボニトリル、ベンゾイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、イソプロピルパーオキシジカーボネート等のラジカル開始剤を使用することができる。また、酸化還元系の重合開始剤、例えばパーオキサイドとアミン類の組合せを使用することもできる。これらの重合開始剤は、単独のみならず、2種以上を混合しても使用できる。   Examples of polymerization initiators for these vinyl compounds include azobisisobutyronitrile, azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), azobiscyclohexanecarbonitrile, benzoyl peroxide, lauroyl peroxide, isopropyl peroxydicarbonate, and the like. A radical initiator can be used. A redox polymerization initiator, for example, a combination of a peroxide and an amine can also be used. These polymerization initiators can be used not only alone but also by mixing two or more.

ビニル化合物のポリウレタン中への含浸方法としては、モノマーが入った容器中にポリウレタンを浸漬し、含浸させる方法が挙げられる。なお、その際、含浸速度を速める目的で、加熱、加圧、減圧、攪拌、振盪、超音波振動等の処理を施すことも好ましい。   As a method for impregnating a vinyl compound into polyurethane, a method in which polyurethane is immersed in a container containing a monomer and impregnated can be mentioned. In this case, it is also preferable to perform treatments such as heating, pressurization, decompression, stirring, shaking, and ultrasonic vibration for the purpose of increasing the impregnation rate.

ビニル化合物のポリウレタン中への含浸量は、使用するモノマーおよびポリウレタンの種類や、製造される研磨パッドの特性により定められるべきものであり、一概にはいえないが、例えばビニル化合物を使用した場合においては、重合硬化した発砲構造体中のビニル化合物から得られる重合体とポリウレタンの含有比率が重量比で30/70〜90/10であることが好ましい。ビニル化合物から得られる重合体の含有比率が重量比で30に満たない場合は、研磨パッドの硬度が低くなるため好ましくない。また、含有比率が90を越える場合は、研磨層の有している弾力性が損なわれるため好ましくない。なお、重合硬化したポリウレタン中のビニル化合物から得られる重合体およびポリウレタンの含有率は熱分解ガスクロマトグラフィ/質量分析手法により測定することができる。本手法で使用できる装置としては、熱分解装置としてダブルショットパイロライザー"PY−2010D"(フロンティア・ラボ社製)を、ガスクロマトグラフ・質量分析装置として、"TRIO−1"(VG社製)を挙げることができる。   The amount of vinyl compound impregnated in polyurethane should be determined by the type of monomer and polyurethane used and the characteristics of the polishing pad to be produced. The content ratio of the polymer obtained from the vinyl compound in the polymerized and cured foam structure and polyurethane is preferably 30/70 to 90/10 by weight. When the content ratio of the polymer obtained from the vinyl compound is less than 30, the hardness of the polishing pad is lowered, which is not preferable. On the other hand, if the content ratio exceeds 90, the elasticity of the polishing layer is impaired, which is not preferable. In addition, the polymer obtained from the vinyl compound in the polymerization-cured polyurethane and the polyurethane content can be measured by a pyrolysis gas chromatography / mass spectrometry method. As an apparatus that can be used in this method, a double shot pyrolyzer “PY-2010D” (manufactured by Frontier Laboratories) is used as a thermal decomposition apparatus, and “TRIO-1” (manufactured by VG) is used as a gas chromatograph / mass spectrometer. Can be mentioned.

なお、製造される研磨パッドの特性改良を目的として、研磨剤、帯電防止剤、潤滑剤、安定剤、染料等の各種添加剤が添加されていても良い。   Various additives such as abrasives, antistatic agents, lubricants, stabilizers, and dyes may be added for the purpose of improving the characteristics of the manufactured polishing pad.

本発明の研磨層のマイクロゴムA硬度は、高分子計器(株)製マイクロゴム硬度計MD−1で評価した値をさす。マイクロゴムA硬度計MD−1は、従来の硬度計では測定が困難であった薄物・小物の硬さ測定を可能にするもので、スプリング式ゴム硬度計(デュロメータ)A型の約1/5の縮小モデルとして、設計・製作されているため、スプリング式硬度計A型の硬度と一致した測定値が得られる。通常の研磨パッドは、研磨層または硬質層の厚みが5mmを切るので、スプリング式ゴム硬度計A型では評価できないので、該マイクロゴムMD−1で評価する。   The micro rubber A hardness of the polishing layer of the present invention refers to a value evaluated with a micro rubber hardness meter MD-1 manufactured by Kobunshi Keiki Co., Ltd. The micro-rubber A hardness meter MD-1 is capable of measuring the hardness of thin and small items that were difficult to measure with a conventional hardness meter, and is about 1/5 of a spring type rubber hardness meter (durometer) A type. Since it is designed and manufactured as a reduced model, a measured value that matches the hardness of the spring type hardness tester A type can be obtained. Since a normal polishing pad has a thickness of a polishing layer or a hard layer of less than 5 mm, it cannot be evaluated with a spring type rubber hardness tester A type.

本発明の研磨層は、マイクロゴムA硬度で80度以上、好ましくは90度以上が必要である。マイクロゴムA硬度が80度を満たない場合は、半導体基板の局所的凹凸の平坦性が不良となるので好ましくない。   The polishing layer of the present invention requires a micro rubber A hardness of 80 degrees or more, preferably 90 degrees or more. When the micro rubber A hardness is less than 80 degrees, the flatness of the local unevenness of the semiconductor substrate becomes poor, which is not preferable.

本発明の研磨層の密度は、ハーバード型ピクノメーター(JIS R−3503基準)を用い、水を媒体に測定した値である。   The density of the polishing layer of the present invention is a value measured using a Harvard pycnometer (JIS R-3503 standard) and water as a medium.

本発明の研磨層は、密度が0.3〜1.1の範囲にあることが好ましい。密度が0.3に満たない場合、局所的な平坦性が不良となり、グローバル段差が大きくなる。密度が1.1を越える場合は、スクラッチが発生しやすくなる。さらに好ましい密度は、0.6〜0.9、また、さらに好ましい密度は0.65〜0.85の範囲である。   The polishing layer of the present invention preferably has a density in the range of 0.3 to 1.1. When the density is less than 0.3, the local flatness becomes poor and the global level difference becomes large. When the density exceeds 1.1, scratches are likely to occur. A more preferable density is in the range of 0.6 to 0.9, and a more preferable density is in the range of 0.65 to 0.85.

本発明の研磨パッドの研磨層表面には、ハイドロプレーン現象を抑える為に、溝切り形状、ディンプル形状、スパイラル形状、同心円形状等、通常の研磨パッドがとり得る形状にして使用される。   The surface of the polishing layer of the polishing pad of the present invention is used in a shape that can be taken by a normal polishing pad, such as a grooving shape, a dimple shape, a spiral shape, or a concentric shape, in order to suppress the hydroplane phenomenon.

本発明の研磨パッドは、研磨前または研磨中に研磨層表面をダイヤモンド砥粒を電着で取り付けたコンディショナーでドレッシングすることが通常をおこなわれる。ドレッシングの仕方として、研磨前におこなうバッチドレッシングと研磨と同時におこなうインサイチュウドレッシングのどちらでおこなうことも可能である。   In the polishing pad of the present invention, dressing is usually performed on the polishing layer surface with a conditioner to which diamond abrasive grains are attached by electrodeposition before or during polishing. As the dressing method, either batch dressing performed before polishing or in-situ dressing performed simultaneously with polishing can be performed.

本発明のクッション層は体積弾性率が40MPa以上でかつ引っ張り弾性率が1MPa以上20MPa以下であることが必要である。体積弾性率とは、あらかじめ体積を測定した被測定物に等方的な印加圧力を加えて、その体積変化を測定する。体積弾性率=印加圧力/(体積変化/元の体積)という定義である。   The cushion layer of the present invention is required to have a bulk modulus of 40 MPa or more and a tensile modulus of 1 MPa to 20 MPa. The volume modulus is a volume change measured by applying an isotropic applied pressure to an object whose volume has been measured in advance. Volume modulus = applied pressure / (volume change / original volume).

本発明の体積弾性率の測定は、以下のとおり行った。内容積が約40mLのステンレス製の測定セルに、試料片と23℃の水を入れ、これに図5のように容量0.5mLの硼珪酸ガラス製メスピペット(最小目盛り0.005mL)を装着した。別に、圧力容器としてポリ塩化ビニル樹脂製の管(内径90mmφ×2000mm、肉厚5mm)を使用して、その中に上記試料片を入れた測定セルを入れ、圧力Pで窒素加圧し、体積変化V1を測定した。続いて、試料を測定セルに入れないで、表1に示した圧力Pで窒素加圧し、体積変化V0を測定した。圧力PをΔV/Vi=(V1−V0)/Viで除した値を該試料の体積弾性率として算出した。   The volume modulus of elasticity of the present invention was measured as follows. Place a sample piece and water at 23 ° C into a stainless steel measuring cell with an internal volume of about 40 mL, and install a 0.5 mL borosilicate glass pipette (minimum scale 0.005 mL) as shown in Fig. 5. did. Separately, a tube made of polyvinyl chloride resin (inner diameter 90 mmφ × 2000 mm, wall thickness 5 mm) is used as a pressure vessel, and the measurement cell in which the above sample piece is placed is placed therein. V1 was measured. Subsequently, the sample was not put in the measurement cell, and nitrogen was pressurized at the pressure P shown in Table 1, and the volume change V0 was measured. A value obtained by dividing the pressure P by ΔV / Vi = (V1−V0) / Vi was calculated as the volume modulus of the sample.

本発明の体積弾性率は、23℃においてサンプルに0.04〜0.14MPaの圧力がかかった時の体積弾性率のことである。   The bulk modulus of the present invention is the bulk modulus when a pressure of 0.04 to 0.14 MPa is applied to the sample at 23 ° C.

本発明のクッション層の体積弾性率は40MPa以上が好ましい。40MPaに満たない場合は、半導体基板全面の平坦性の均一性(ユニフォーミティ)が損なわれるので好ましくない。さらに好ましい体積弾性率の範囲は200MPa以上である。   The volume elastic modulus of the cushion layer of the present invention is preferably 40 MPa or more. If it is less than 40 MPa, the uniformity of the flatness (uniformity) of the entire surface of the semiconductor substrate is impaired. A more preferable range of the bulk modulus is 200 MPa or more.

本発明の引張り弾性率は、ダンベル形状にして引っ張り応力を加え、引っ張り歪み(=引っ張り長さ変化/元の長さ)が0.01から0.03までの範囲で引っ張り応力を測定し、引っ張り弾性率=((引っ張り歪みが0.03時の引っ張り応力)−(引っ張り歪みが0.01時の引っ張り応力))/0.02で定義されるものである。測定装置として、オリエンテック社製テンシロン万能試験機RTM−100などが上げられる。測定条件としては、試験速度は5cm/分で試験片形状は幅5mmで試料長50mmのダンベル形状である。   The tensile modulus of the present invention is determined by applying a tensile stress to a dumbbell shape and measuring the tensile stress in a range of tensile strain (= change in tensile length / original length) from 0.01 to 0.03. Elastic modulus = ((tensile stress when tensile strain is 0.03) − (tensile stress when tensile strain is 0.01)) / 0.02. An example of a measuring device is Tensilon Universal Testing Machine RTM-100 manufactured by Orientec. As measurement conditions, the test speed is 5 cm / min, the test piece shape is a dumbbell shape having a width of 5 mm and a sample length of 50 mm.

本発明のクッション層の引張り弾性率は、1MPa以上20MPa以下であることが好ましい。引っ張り弾性率が1MPaに満たない場合は、半導体基板全面の平坦性の均一性(ユニフォーミティ)が損なわれるので好ましくない。引っ張り弾性率が20MPaを越える場合も半導体基板全面の平坦性の均一性(ユニフォーミティ)が損なわれるので好ましくない。さらに好ましい引っ張り弾性率の範囲は、1.2MPa以上10MPa以下である。   The tensile elastic modulus of the cushion layer of the present invention is preferably 1 MPa or more and 20 MPa or less. If the tensile elastic modulus is less than 1 MPa, the uniformity of the flatness (uniformity) of the entire surface of the semiconductor substrate is impaired, which is not preferable. A tensile modulus exceeding 20 MPa is also not preferable because the flatness uniformity (uniformity) of the entire surface of the semiconductor substrate is impaired. A more preferable tensile elastic modulus range is 1.2 MPa or more and 10 MPa or less.

この様なクッション層としては、天然ゴム、ニトリルゴム、ネオプレンゴム、ポリブタジエンゴム、ポリウレタンゴム、シリコンゴムなどの無発泡のエラストマを上げることができるが特にこれらに限定されるわけではない。クッション層の好ましい厚みは、0.1〜100mmの範囲である。0.1mmに満たない場合は、半導体基板全面の平坦性の均一性(ユニフォーミティ)が損なわれるので好ましくない。100mmを越える場合は、局所平坦性が損なわれるので好ましくない。さらに好ましい厚みの範囲は、0.2mm以上5mm以下である。さらに好ましい範囲は0.5mm以上2mm以下である。   As such a cushion layer, non-foamed elastomers such as natural rubber, nitrile rubber, neoprene rubber, polybutadiene rubber, polyurethane rubber, and silicone rubber can be raised, but are not particularly limited thereto. The preferred thickness of the cushion layer is in the range of 0.1 to 100 mm. If it is less than 0.1 mm, the uniformity of the flatness (uniformity) of the entire surface of the semiconductor substrate is impaired, which is not preferable. If it exceeds 100 mm, the local flatness is impaired, which is not preferable. A more preferable thickness range is 0.2 mm or more and 5 mm or less. A more preferable range is 0.5 mm or more and 2 mm or less.

本発明のクッション層の開口部と同位置にあたる研磨層の裏面には、定盤裏面からの測定光が直接反射しないように、光散乱層か反射防止層を設けることが、良好な測定ができるので好ましい。光散乱層の形成方法としては、透光材裏面をサンドブラストや薬品によるエッチング等で粗面化する方法や粒径が1〜30μm程度のシリカゾルを含んだ溶液をコーテイングして光散乱層を設ける方法などが挙げられる。反射防止層の形成方法としては、例えば、エラストマーより低屈折率の被膜を光学的膜厚が光波長の1/4ないしはその奇数倍になるように、ウェットコーティングあるいは真空蒸着のドライコーティング等で形成することによって極小の反射率すなわち極大の透過率を与える方法が挙げられる。ここで光学的膜厚とは、被膜の屈折率と該被膜の膜厚の積で与えられるものである。反射防止膜は、単層であっても多層であっても良く、エラストマーの屈折率と反射防止性と接着性を考慮して、最適な組み合わせが決定される。   By providing a light scattering layer or an antireflection layer on the back surface of the polishing layer, which is the same position as the opening of the cushion layer of the present invention, so that measurement light from the back surface of the surface plate is not directly reflected, good measurement can be performed. Therefore, it is preferable. As a method for forming the light scattering layer, a method for roughening the back surface of the light transmissive material by sandblasting or chemical etching, or a method for forming a light scattering layer by coating a solution containing silica sol having a particle size of about 1 to 30 μm. Etc. As a method for forming the antireflection layer, for example, a film having a refractive index lower than that of an elastomer is formed by wet coating or vacuum deposition dry coating so that the optical film thickness is 1/4 or an odd multiple of the light wavelength. By doing so, there is a method of providing a minimum reflectance, that is, a maximum transmittance. Here, the optical film thickness is given by the product of the refractive index of the film and the film thickness of the film. The antireflection film may be a single layer or a multilayer, and an optimum combination is determined in consideration of the refractive index of the elastomer, the antireflection property and the adhesiveness.

本発明の研磨パッドは、該研磨層に開口部を設けずに研磨状態を確認することができるところに特徴を有する。   The polishing pad of the present invention is characterized in that the polishing state can be confirmed without providing an opening in the polishing layer.

本発明の一部に形成された開口部を有する研磨パッドのクッション層の一例としては図1の様な構造がある。   As an example of a cushion layer of a polishing pad having an opening formed in a part of the present invention, there is a structure as shown in FIG.

本発明の研磨パッドは、図2に示すように研磨層とクッション層と、該クッション層の一部に研磨状態観察用開口部が形成されているものである。   As shown in FIG. 2, the polishing pad of the present invention has a polishing layer, a cushion layer, and a polishing state observation opening formed in a part of the cushion layer.

かかる研磨パッドの開口部の形状は、だ円形、円形、長方形などが好ましいが、接着工程の簡便さの観点から円形がより好ましい。また、本発明の研磨パッドの開口部の大きさは、研磨中に研磨状態を光学的に測定できる程度の大きさ以上であればかまわない。   The shape of the opening of the polishing pad is preferably an oval, a circle, or a rectangle, but more preferably a circle from the viewpoint of simplicity of the bonding process. Further, the size of the opening of the polishing pad of the present invention may be larger than the size capable of optically measuring the polishing state during polishing.

次に、本発明の研磨装置について説明する。   Next, the polishing apparatus of the present invention will be described.

本発明の研磨装置は、上記述べたような研磨パッドと研磨パッドと被研磨材との間にスラリーを供給する手段、該研磨パッドと基板とを当接し相対移動させて研磨を行う手段および前記研磨パッドに設けられた透光材をとおして光学的に研磨状態を測定する手段を少なくとも具備するものである。研磨パッド以外の手段は従来公知の手段を組み合わせて構成することができる。係る装置を用い、研磨パッドと基板との間にスラリーを介在させた状態で、該研磨パッドと該基板との間に荷重を加え、かつ該基板と該研磨パッドとを相対移動させることにより被研磨材を研磨することができ、かつ該被研磨材に光を照射することにより被研磨材の研磨状態を光学的に求めることが可能である。   The polishing apparatus of the present invention comprises a polishing pad as described above, a means for supplying slurry between the polishing pad and the material to be polished, a means for performing polishing by contacting and relatively moving the polishing pad and the substrate, and the above-mentioned It comprises at least means for optically measuring the polishing state through a translucent material provided on the polishing pad. Means other than the polishing pad can be configured by combining conventionally known means. Using such an apparatus, with a slurry interposed between the polishing pad and the substrate, a load is applied between the polishing pad and the substrate, and the substrate and the polishing pad are moved relative to each other. The polishing material can be polished, and the polishing state of the polishing material can be optically determined by irradiating the polishing material with light.

具体的には、例えば図3に示すような構成の装置が挙げられる。定盤17にはホール11が形成され、該研磨パッドのクッション層の開口部がホール11の上に位置するように設置されている。定盤17が回転している一部の間、研磨ヘッド10に保持される被研磨材9から見えるように、このホール11の位置が決められる。光源13は、定盤17の下にあって、ホール11が被研磨材9に近接した時には、光源13から発進した入射光15が定盤17のホール11、研磨層1を通過してその上にある被研磨材9の表面に当たるような位置に固定される。被研磨材9の表面での反射光16は、ビームスプリッター12で光検出部14に導かれ、光検出部14で検出された光の強度の波形を分析する事によって、被研磨材表面の研磨状態を測定することができる。   Specifically, for example, an apparatus configured as shown in FIG. A hole 11 is formed in the surface plate 17 and the opening of the cushion layer of the polishing pad is placed on the hole 11. While the platen 17 is rotating, the position of the hole 11 is determined so that it can be seen from the material 9 to be polished held by the polishing head 10. When the light source 13 is under the surface plate 17 and the hole 11 is close to the workpiece 9, the incident light 15 emitted from the light source 13 passes through the hole 11 of the surface plate 17, the polishing layer 1, and above it. It fixes to the position which hits the surface of the material 9 to be polished. The reflected light 16 on the surface of the material 9 to be polished is guided to the light detection unit 14 by the beam splitter 12, and the waveform of the intensity of light detected by the light detection unit 14 is analyzed to polish the surface of the material to be polished. The state can be measured.

本発明の研磨パッドを用いて、スラリーとしてシリカ系スラリー、酸化アルミニウム系スラリー、酸化セリウム系スラリー等を用いて半導体ウェハ上での絶縁膜の凹凸や金属配線の凹凸を局所的に平坦化することができたり、グローバル段差を小さくしたり、ディッシングを抑えたりできる。スラリーの具体例として、キャボット社製のCMP用CAB−O−SPERESE SC−1、CMP用CAB−O−SPERSE SC−112、CMP用SEMI−SPERSE AM100、CMP用SEMI−SPERSE AM100C、CMP用SEMI−SPERSE 12、CMP用SEMI−SPERSE 25、CMP用SEMI−SPERSE W2000、CMP用SEMI−SPERSE W−A400等を挙げることができるが、これらに限られるわけではない。   Using the polishing pad of the present invention, the unevenness of the insulating film and the unevenness of the metal wiring on the semiconductor wafer are locally planarized using silica-based slurry, aluminum oxide-based slurry, cerium oxide-based slurry, etc. as the slurry. Can be reduced, global steps can be reduced, and dishing can be suppressed. Specific examples of the slurry include CAB-O-SPERSE SC-1 for CMP, CAB-O-SPERSE SC-112 for CMP, SEMI-SPERSE AM100 for CMP, SEMI-SPERSE AM100C for CMP, and SEMI- for CMP. Examples include, but are not limited to, SPERSE 12, SEMI-SPERSE 25 for CMP, SEMI-SPERSE W2000 for CMP, SEMI-SPERSE W-A400 for CMP, and the like.

本発明の研磨パッドの対象は、例えば半導体ウェハの上に形成された絶縁層または金属配線の表面であるが、絶縁層としては、金属配線の層間絶縁膜や金属配線の下層絶縁膜や素子分離に使用されるシャロートレンチアイソレーションを挙げることができ、金属配線としては、アルミ、タングステン、銅等であり、構造的にダマシン、デュアルダマシン、プラグなどがある。銅を金属配線とした場合には、窒化珪素等のバリアメタルも研磨対象となる。絶縁膜は、現在酸化シリコンが主流であるが、遅延時間の問題で低誘電率絶縁膜が用いられる様になる。本発明の研磨パッドでは、スクラッチがはいりにくい状態で研磨しながら研磨状態を良好に測定することが可能である。半導体ウェハ以外に磁気ヘッド、ハードディスク、サファイヤ等の研磨に用いることもできる。   The object of the polishing pad of the present invention is, for example, the surface of an insulating layer or metal wiring formed on a semiconductor wafer. As the insulating layer, an interlayer insulating film of metal wiring, a lower insulating film of metal wiring or element isolation The metal wiring is aluminum, tungsten, copper or the like, and there are structurally damascene, dual damascene, plug, and the like. When copper is used as the metal wiring, a barrier metal such as silicon nitride is also subject to polishing. As the insulating film, silicon oxide is mainly used at present, but a low dielectric constant insulating film is used due to the problem of delay time. With the polishing pad of the present invention, it is possible to satisfactorily measure the polishing state while polishing in a state where scratches are difficult to enter. In addition to semiconductor wafers, it can also be used for polishing magnetic heads, hard disks, sapphire, and the like.

本発明の研磨パッドは、ガラス、半導体、誘電/金属複合体及び集積回路等に
平坦面を形成するのに好適に使用される。
The polishing pad of the present invention is suitably used for forming a flat surface on glass, semiconductors, dielectric / metal composites, integrated circuits and the like.

以下、実施例によって、さらに本発明の詳細を説明する。しかし、本実施例により本発明が限定して解釈される訳ではない。なお、測定は以下のとおりに行った。   Hereinafter, the details of the present invention will be described with reference to examples. However, the present invention is not construed as being limited by this embodiment. The measurement was performed as follows.

マイクロゴムA硬度:
高分子計器(株)製のマイクロゴム硬度計"MD−1"で測定する。マイクロゴム硬度計"MD−1"の構成は下記のとおりである。
1.1センサ部
(1)荷重方式:片持ばり形板バネ
(2)ばね荷重:0ポイント/2.24gf。100ポイント/33.85gf
(3)ばね荷重誤差:±0.32gf
(4)押針寸法:直径:0.16mm円柱形。 高さ0.5mm
(5)変位検出方式:歪ゲージ式
(6)加圧脚寸法:外径4mm 内径1.5mm
1.2センサ駆動部
(1)駆動方式:ステッピングモータによる上下駆動。エアダンパによる降下速度制御
(2)上下動ストローク:12mm
(3)降下速度:10〜30mm/sec
(4)高さ調整範囲:0〜67mm(試料テーブルとセンサ加圧面の距離)
1.3試料台
(1)試料台寸法:直径 80mm
(2)微動機構:XYテーブルおよびマイクロメータヘッドによる微動。ストローク:X軸、Y軸とも15mm
(3)レベル調整器:レベル調整用本体脚および丸型水準器。
Micro rubber A hardness:
It is measured with a micro rubber hardness meter “MD-1” manufactured by Kobunshi Keiki Co., Ltd. The configuration of the micro rubber hardness tester “MD-1” is as follows.
1.1 Sensor part (1) Load method: cantilever leaf spring (2) Spring load: 0 point / 2.24 gf. 100 points / 33.85 gf
(3) Spring load error: ± 0.32 gf
(4) Needle size: Diameter: 0.16 mm cylindrical shape. 0.5mm height
(5) Displacement detection method: Strain gauge type (6) Pressure leg size: Outer diameter 4mm Inner diameter 1.5mm
1.2 Sensor driving unit (1) Driving method: Vertical driving by a stepping motor. Descent speed control by air damper (2) Vertical movement stroke: 12mm
(3) Descent speed: 10-30mm / sec
(4) Height adjustment range: 0 to 67 mm (distance between sample table and sensor pressing surface)
1.3 Sample stage (1) Sample stage size: Diameter 80mm
(2) Fine movement mechanism: Fine movement by an XY table and a micrometer head. Stroke: 15mm for both X and Y axes
(3) Level adjuster: Level adjustment body legs and round level.

気泡径測定:
日立製作所(株)製SEM2400走査型電子顕微鏡を使用し、倍率200倍で観察した写真を画像解析装置で解析することにより、写真中に存在するすべての気泡径を計測し、その平均値を平均気泡径とした。
Bubble diameter measurement:
Using a SEM2400 scanning electron microscope manufactured by Hitachi, Ltd., and analyzing the photograph observed at 200 times magnification with an image analyzer, all the bubble diameters present in the photograph are measured, and the average value is averaged. The bubble diameter was used.

透過率の測定:
日立製作所(株)製U−3410分光硬度計を使用し、500〜850nmの波長の光に対するサンプルの透過率(%)を測定した。
Transmittance measurement:
Using a U-3410 spectral hardness meter manufactured by Hitachi, Ltd., the transmittance (%) of the sample with respect to light having a wavelength of 500 to 850 nm was measured.

得られた値からランベルト・ベール式t1=t(-1/L)を用いて1mm厚さ当たりの値を算出した。ここで、t1は1mm厚さ当たりの透過率、tはサンプルの透過率、Lはサンプルの厚み(mm)である。 A value per 1 mm thickness was calculated from the obtained value using the Lambert-Beer formula t 1 = t (−1 / L) . Here, t 1 is the transmittance per 1 mm thickness, t is the transmittance of the sample, and L is the thickness (mm) of the sample.

体積弾性率の測定:
内容積が約40mLのステンレス製の測定セルに、NBRゴムシート27g(比重1.29、初期体積21ml)と23℃の水を入れ、これに図5のように容量0.5mLの硼珪酸ガラス製メスピペット(最小目盛り0.005mL)を装着した。別に、圧力容器としてポリ塩化ビニル樹脂製の管(内径90mmφ×2000mm、肉厚5mm)を使用して、その中に上記試料片を入れた測定セルを入れ、表1に示した圧力Pで窒素加圧し、体積変化V1を測定した。続いて、試料を測定セルに入れないで、表1に示した圧力Pで窒素加圧し、水のみの体積変化V0を測定した。圧力PをΔV/Vi=(V1−V0)/Viで除した値を該試料の体積弾性率として算出した。
Measurement of bulk modulus:
Into a stainless steel measuring cell with an internal volume of about 40 mL, 27 g of NBR rubber sheet (specific gravity 1.29, initial volume 21 ml) and 23 ° C. water are placed, and 0.5 mL of borosilicate glass is added to this as shown in FIG. A female pipette (minimum scale 0.005 mL) was attached. Separately, a tube made of polyvinyl chloride resin (inner diameter 90 mmφ × 2000 mm, wall thickness 5 mm) was used as a pressure vessel, and the measurement cell containing the above sample piece was put therein, and nitrogen was applied at the pressure P shown in Table 1. The volume was changed and the volume change V1 was measured. Subsequently, without putting the sample into the measurement cell, nitrogen was pressurized at the pressure P shown in Table 1, and the volume change V0 of only water was measured. A value obtained by dividing the pressure P by ΔV / Vi = (V1−V0) / Vi was calculated as the volume modulus of the sample.

実施例1
ポリプロピレングリコール30重量部とジフェニルメタンジイソシアネート40重量部と水0.5重量部とトリエチルアミン0.3重量部とシリコーン整泡剤1.7重量部とオクチル酸スズ0.09重量部をRIM成型機で混合して、金型に吐出して加圧成型を行い、厚み2.3mmの独立気泡の発泡ポリウレタンシート(マイクロゴムA硬度:37,密度:0.74g/cm3 、独立気泡の平均気泡径:37μm)を作製した。
Example 1
30 parts by weight of polypropylene glycol, 40 parts by weight of diphenylmethane diisocyanate, 0.5 parts by weight of water, 0.3 parts by weight of triethylamine, 1.7 parts by weight of a silicone foam stabilizer and 0.09 parts by weight of tin octylate are mixed in a RIM molding machine. The foamed polyurethane sheet having a thickness of 2.3 mm (micro rubber A hardness: 37, density: 0.74 g / cm 3 , average cell diameter of closed cells: 37 μm).

該発泡ポリウレタンシートを、アゾビスイソブチロニトリル0.1重量部を添加したメチルメタクリレートに60分間浸漬した。次に該発泡ポリウレタンシートを、ポリビニルアルコール"CP"(重合度:約500、ナカライテスク(株)製)15重量部、エチルアルコール(試薬特級、片山化学(株)製)35重量部、水50重量部からなる溶液中に浸漬後乾燥することにより、該発泡ポリウレタンシート表層をポリビニルアルコールで被覆した。   The foamed polyurethane sheet was immersed in methyl methacrylate to which 0.1 part by weight of azobisisobutyronitrile was added for 60 minutes. Next, the foamed polyurethane sheet was prepared by adding 15 parts by weight of polyvinyl alcohol “CP” (degree of polymerization: about 500, manufactured by Nacalai Tesque), 35 parts by weight of ethyl alcohol (special grade reagent, manufactured by Katayama Chemical Co., Ltd.), water 50 The foamed polyurethane sheet surface layer was coated with polyvinyl alcohol by drying in a solution consisting of parts by weight and then drying.

次に該発泡ポリウレタンシートを、塩化ビニル製ガスケットを介して2枚のガラス板間に挟み込んで、65℃で6時間、120℃で3時間加熱することにより重合硬化させた。ガラス板間から離型し水洗した後、50℃で真空乾燥を行った。このようにして得られた硬質発泡シートを厚み1.25mmにスライス加工することにより研磨層を作製した。   Next, the polyurethane foam sheet was sandwiched between two glass plates via a vinyl chloride gasket, and polymerized and cured by heating at 65 ° C. for 6 hours and at 120 ° C. for 3 hours. After releasing from between the glass plates and washing with water, vacuum drying was performed at 50 ° C. A polishing layer was prepared by slicing the hard foam sheet thus obtained to a thickness of 1.25 mm.

研磨層中のメチルメタクリレート含有率は66重量%であった。また研磨層のマイクロゴムA硬度は98度、密度は0.81g/cm3 、独立気泡の平均気泡径は50μmであった。 The methyl methacrylate content in the polishing layer was 66% by weight. The micro rubber A hardness of the polishing layer was 98 degrees, the density was 0.81 g / cm 3 , and the average cell diameter of closed cells was 50 μm.

該研磨層を直径508mmの円に切り取り、その表面に幅2mm、深さ0.5mm、ピッチ幅15mmの格子状の溝加工を施した。   The polishing layer was cut into a circle having a diameter of 508 mm, and a lattice-shaped groove with a width of 2 mm, a depth of 0.5 mm, and a pitch width of 15 mm was formed on the surface.

次に厚さ1mmのNBRゴムシート(引っ張り弾性率は1.3MPa、体積弾性率は表1に記載)と両面接着テープを積層させ、打ち抜きにより図1のような開口部を有するクッション層を作成した。   Next, a 1 mm thick NBR rubber sheet (tensile modulus is 1.3 MPa, volume modulus is listed in Table 1) and double-sided adhesive tape are laminated, and a cushion layer having an opening as shown in FIG. 1 is created by punching. did.

最後にクッション層と研磨層を接着し二層の研磨パッドとした。   Finally, the cushion layer and the polishing layer were bonded to form a two-layer polishing pad.

作成した研磨パッドを図3のように終点検知機能の付いた研磨機(アプライドマテリアルズ製”MIRRA”)に取り付け、スラリー(キャボット社製、W2000)を用いてタングステンのパターン付きの8インチウェハの研磨を行ったところ終点検知が可能であった。   The prepared polishing pad is attached to a polishing machine (Applied Materials "MIRRA") having an end point detection function as shown in FIG. 3, and slurry (Cabot, W2000) is used to make an 8-inch wafer with a tungsten pattern. When polishing was performed, the end point could be detected.

研磨したウエハについてトップコン社製ゴミ検査装置商品名“WM−3”で0.5μm以上のスクラッチを測定したところ、スクラッチ数は4と良好であった。   When scratches of 0.5 μm or more were measured on the polished wafer using a product name “WM-3” manufactured by Topcon Corporation, the number of scratches was as good as 4.

研磨層の透過率を測定・計算したところ図4のように約39%であった。   When the transmittance of the polishing layer was measured and calculated, it was about 39% as shown in FIG.

さらに引き続き9時間研磨を行ったが、終点検知が可能であった。   Further, the polishing was continued for 9 hours, but the end point could be detected.

研磨パッドを定盤から剥がしたところ、スラリーの漏れもなかった。   When the polishing pad was peeled off from the surface plate, there was no leakage of slurry.

実施例2
ポリプロピレングリコール30重量部とジフェニルメタンジイソシアネート40重量部と水0.5重量部とトリエチルアミン0.3重量部とシリコン整泡剤1.7重量部とオクチル酸スズ0.09重量部をRIM成形機で混合して、金型に吐出して加圧成型をおこない厚み2.2mmの発泡ポリウレタンシート(マイクロゴムA硬度=25度、密度:0.47g/cm3 、独立気泡平均径:72μm)を作製した。
Example 2
30 parts by weight of polypropylene glycol, 40 parts by weight of diphenylmethane diisocyanate, 0.5 parts by weight of water, 0.3 parts by weight of triethylamine, 1.7 parts by weight of a silicone foam stabilizer and 0.09 parts by weight of tin octylate are mixed with a RIM molding machine. Then, the foamed polyurethane sheet (micro rubber A hardness = 25 degrees, density: 0.47 g / cm 3 , average closed cell diameter: 72 μm) having a thickness of 2.2 mm was prepared by discharging into a mold and performing pressure molding. .

該発泡ポリウレタンシートをアゾビスイソブチルニトリル0.1重量部を添加したメチルメタアクリレートに10分間浸漬した。メチルメタアクリレートが膨潤した発泡ポリウレタンシートをガラス板に挟み込んで65℃で6時間加熱後、100℃で3時間加熱した。加熱後ガラス板から取り外して、50℃で真空乾燥を行った。   The foamed polyurethane sheet was immersed in methyl methacrylate to which 0.1 part by weight of azobisisobutylnitrile was added for 10 minutes. The polyurethane foam in which methyl methacrylate was swollen was sandwiched between glass plates and heated at 65 ° C. for 6 hours, and then heated at 100 ° C. for 3 hours. After heating, it was removed from the glass plate and vacuum dried at 50 ° C.

得られた硬質発泡シートを両面研削して厚みが1.25mmの研磨層を作製した。研磨層のポリメチルメタアクリレート含有率は65重量%であった。また、研磨層のマイクロゴムA硬度は87度、密度は0.50g/cm3 、独立気泡平均径は109μmであった。 The obtained hard foam sheet was ground on both sides to prepare a polishing layer having a thickness of 1.25 mm. The polymethyl methacrylate content of the polishing layer was 65% by weight. The micro rubber A hardness of the polishing layer was 87 degrees, the density was 0.50 g / cm 3 , and the average closed cell diameter was 109 μm.

以降の加工は実施例1と同様に行い、研磨パッドを作製した。   Subsequent processing was performed in the same manner as in Example 1 to prepare a polishing pad.

作成した研磨パッドを図3のように終点検知機能の付いた研磨機(アプライドマテリアルズ製”MIRRA”)に取り付け、スラリー(キャボット社製、W2000)を用いてタングステンのパターン付きの8インチウェハの研磨を行ったところ終点検知が可能であった。   The prepared polishing pad is attached to a polishing machine (Applied Materials "MIRRA") having an end point detection function as shown in FIG. 3, and slurry (Cabot, W2000) is used to make an 8-inch wafer with a tungsten pattern. When polishing was performed, the end point could be detected.

研磨層の透過率を測定・計算したところ約45%であった。   When the transmittance of the polishing layer was measured and calculated, it was about 45%.

実施例3
ポリプロピレングリコール30重量部とジフェニルメタンジイソシアネート40重量部と水0.5重量部とトリエチルアミン0.3重量部とシリコン整泡剤1.7重量部とオクチル酸スズ0.09重量部をRIM成形機で混合して、金型に吐出して加圧成型をおこない厚み2.2mmの発泡ポリウレタンシート(マイクロゴムA硬度=37度、密度:0.70g/cm3 、独立気泡平均径:37μm)を作製した。
Example 3
30 parts by weight of polypropylene glycol, 40 parts by weight of diphenylmethane diisocyanate, 0.5 parts by weight of water, 0.3 parts by weight of triethylamine, 1.7 parts by weight of a silicone foam stabilizer and 0.09 parts by weight of tin octylate are mixed with a RIM molding machine. Then, the foamed polyurethane sheet (micro rubber A hardness = 37 degrees, density: 0.70 g / cm 3 , average closed cell diameter: 37 μm) having a thickness of 2.2 mm was produced by discharging into a mold and performing pressure molding. .

該発泡ポリウレタンシートをアゾビスイソブチルニトリル0.1重量部を添加したメチルメタアクリレートに28分間浸漬した。メチルメタアクリレートが膨潤した発泡ポリウレタンシートをガラス板に挟み込んで65℃で6時間加熱後、100℃で3時間加熱した。加熱後ガラス板から取り外して、50℃で真空乾燥を行った。   The foamed polyurethane sheet was immersed in methyl methacrylate to which 0.1 part by weight of azobisisobutylnitrile was added for 28 minutes. The polyurethane foam in which methyl methacrylate was swollen was sandwiched between glass plates and heated at 65 ° C. for 6 hours, and then heated at 100 ° C. for 3 hours. After heating, it was removed from the glass plate and vacuum dried at 50 ° C.

得られた硬質発泡シートを両面研削して厚みが1.25mmの研磨層を作製した。研磨層の中のポリメチルメタアクリレート含有率は63重量%であった。また、研磨層のマイクロゴムA硬度は94度、密度は0.76g/cm3 、独立気泡平均径は45μmであった。 The obtained hard foam sheet was ground on both sides to prepare a polishing layer having a thickness of 1.25 mm. The polymethyl methacrylate content in the polishing layer was 63% by weight. The micro rubber A hardness of the polishing layer was 94 degrees, the density was 0.76 g / cm 3 , and the average closed cell diameter was 45 μm.

以降の加工は実施例1と同様に行い、研磨パッドを作製した。   Subsequent processing was performed in the same manner as in Example 1 to prepare a polishing pad.

作成した研磨パッドを図3のように終点検知機能の付いた研磨機(アプライドマテリアルズ製”MIRRA”)に取り付け、スラリー(キャボット社製、W2000)を用いてタングステンのパターン付きの8インチウェハの研磨を行ったところ終点検知が可能であった。   The prepared polishing pad is attached to a polishing machine (Applied Materials "MIRRA") having an end point detection function as shown in FIG. 3, and slurry (Cabot, W2000) is used to make an 8-inch wafer with a tungsten pattern. When polishing was performed, the end point could be detected.

研磨層の透過率を測定・計算したところ約42%であった。   When the transmittance of the polishing layer was measured and calculated, it was about 42%.

実施例4
ポリプロピレングリコール30重量部とジフェニルメタンジイソシアネート40重量部と水0.8重量部とトリエチルアミン0.3重量部とシリコン整泡剤1.7重量部とオクチル酸スズ0.09重量部をRIM成形機で混合して、金型に吐出して加圧成型をおこない厚み2.2mmの発泡ポリウレタンシート(マイクロゴムA硬度=39度、密度:0.72g/cm3 、独立気泡平均径:37μm)を作製した。
Example 4
30 parts by weight of polypropylene glycol, 40 parts by weight of diphenylmethane diisocyanate, 0.8 parts by weight of water, 0.3 parts by weight of triethylamine, 1.7 parts by weight of a silicone foam stabilizer and 0.09 parts by weight of tin octylate are mixed with a RIM molding machine. The foamed polyurethane sheet (micro rubber A hardness = 39 degrees, density: 0.72 g / cm 3 , average closed cell diameter: 37 μm) having a thickness of 2.2 mm was prepared by discharging into a mold and performing pressure molding. .

該発泡ポリウレタンシートをアゾビスイソブチルニトリル0.1重量部を添加したメチルメタアクリレートに28分間浸漬した。メチルメタアクリレートが膨潤した発泡ポリウレタンシートをガラス板に挟み込んで65℃で24時間加熱し、その後100℃で3時間加熱した。加熱後ガラス板から取り外して、50℃で真空乾燥を行った。   The foamed polyurethane sheet was immersed in methyl methacrylate to which 0.1 part by weight of azobisisobutylnitrile was added for 28 minutes. The polyurethane foam sheet swelled with methyl methacrylate was sandwiched between glass plates and heated at 65 ° C. for 24 hours, and then heated at 100 ° C. for 3 hours. After heating, it was removed from the glass plate and vacuum dried at 50 ° C.

得られた硬質発泡シートを両面研削して厚みが1.2mmの研磨層を作製した。研磨層の中のポリメチルメタアクリレート含有率は60重量%であった。また、研磨層のマイクロゴムA硬度は93度、密度は0.75g/cm3 、独立気泡平均径は:44μmであった。 The obtained hard foam sheet was ground on both sides to prepare a polishing layer having a thickness of 1.2 mm. The polymethyl methacrylate content in the polishing layer was 60% by weight. The micro rubber A hardness of the polishing layer was 93 degrees, the density was 0.75 g / cm 3 , and the average closed cell diameter was 44 μm.

以降の加工は実施例1と同様に行い、研磨パッドを作製した。   Subsequent processing was performed in the same manner as in Example 1 to prepare a polishing pad.

作成した研磨パッドを図3のように終点検知機能の付いた研磨機(アプライドマテリアルズ製”MIRRA”)に取り付け、スラリー(キャボット社製、W2000)を用いてタングステンのパターン付きの8インチウェハの研磨を行ったところ終点検知が可能であった。   The prepared polishing pad is attached to a polishing machine (Applied Materials "MIRRA") having an end point detection function as shown in FIG. 3, and slurry (Cabot, W2000) is used to make an 8-inch wafer with a tungsten pattern. When polishing was performed, the end point could be detected.

研磨層の透過率を測定・計算したところ約42%であった。   When the transmittance of the polishing layer was measured and calculated, it was about 42%.

実施例5
ポリプロピレングリコール30重量部とジフェニルメタンジイソシアネート40重量部と水0.5重量部とトリエチルアミン0.3重量部とシリコン整泡剤1.7重量部とオクチル酸スズ0.09重量部をRIM成形機で混合して、金型に吐出して加圧成型をおこない厚み2.2mmの発泡ポリウレタンシート(マイクロゴムA硬度=25度、密度:0.60g/cm3 、独立気泡平均径:54μm)を作製した。
Example 5
30 parts by weight of polypropylene glycol, 40 parts by weight of diphenylmethane diisocyanate, 0.5 parts by weight of water, 0.3 parts by weight of triethylamine, 1.7 parts by weight of a silicone foam stabilizer and 0.09 parts by weight of tin octylate are mixed with a RIM molding machine. The foamed polyurethane sheet having a thickness of 2.2 mm (micro rubber A hardness = 25 degrees, density: 0.60 g / cm 3 , average closed cell diameter: 54 μm) was produced by discharging into a mold and performing pressure molding. .

該発泡ポリウレタンシートをアゾビスイソブチルニトリル0.1重量部を添加したメチルメタアクリレートに7分間浸漬した。メチルメタアクリレートが膨潤した発泡ポリウレタンシートをガラス板に挟み込んで65℃で24時間加熱し、その後100℃で3時間加熱した。加熱後ガラス板から取り外して、50℃で真
空乾燥を行った。
The foamed polyurethane sheet was immersed in methyl methacrylate to which 0.1 part by weight of azobisisobutylnitrile was added for 7 minutes. The polyurethane foam sheet swelled with methyl methacrylate was sandwiched between glass plates and heated at 65 ° C. for 24 hours, and then heated at 100 ° C. for 3 hours. After heating, it was removed from the glass plate and vacuum dried at 50 ° C.

得られた硬質発泡シートを両面研削して厚みが1.25mmの研磨層を作製した。得られた研磨層の中のポリメチルメタアクリレート含有率は57重量%であった。また、研磨層のマイクロゴムA硬度は91度、密度:0.69g/cm3 、独立気泡平均径は65μmであった。 The obtained hard foam sheet was ground on both sides to prepare a polishing layer having a thickness of 1.25 mm. The polymethyl methacrylate content in the obtained polishing layer was 57% by weight. The micro rubber A hardness of the polishing layer was 91 degrees, the density was 0.69 g / cm 3 , and the average closed cell diameter was 65 μm.

以降の加工は実施例1と同様に行い、研磨パッドを作製した。   Subsequent processing was performed in the same manner as in Example 1 to prepare a polishing pad.

作成した研磨パッドを図3のように終点検知機能の付いた研磨機(アプライドマテリアルズ製”MIRRA”)に取り付け、スラリー(キャボット社製、W2000)を用いてタングステンのパターン付きの8インチウェハの研磨を行ったところ終点検知が可能であった。   The prepared polishing pad is attached to a polishing machine (Applied Materials "MIRRA") having an end point detection function as shown in FIG. 3, and slurry (Cabot, W2000) is used to make an 8-inch wafer with a tungsten pattern. When polishing was performed, the end point could be detected.

研磨層の透過率を測定・計算したところ約39%であった。   When the transmittance of the polishing layer was measured and calculated, it was about 39%.

実施例6
ポリプロピレングリコール30重量部とジフェニルメタンジイソシアネート40重量部と水0.5重量部とトリエチルアミン0.3重量部とシリコン整泡剤1.7重量部とオクチル酸スズ0.09重量部をRIM成形機で混合して、金型に吐出して加圧成型をおこない厚み2.2mmの発泡ポリウレタンシート(マイクロゴムA硬度=30度、密度:0.53g/cm3 、独立気泡平均径:57μm)を作製した。
Example 6
30 parts by weight of polypropylene glycol, 40 parts by weight of diphenylmethane diisocyanate, 0.5 parts by weight of water, 0.3 parts by weight of triethylamine, 1.7 parts by weight of a silicone foam stabilizer and 0.09 parts by weight of tin octylate are mixed with a RIM molding machine. The foamed polyurethane sheet (micro rubber A hardness = 30 degrees, density: 0.53 g / cm 3 , average closed cell diameter: 57 μm) having a thickness of 2.2 mm was prepared by discharging into a mold and performing pressure molding. .

該発泡ポリウレタンシートをアゾビスイソブチルニトリル0.1重量部を添加したメチルメタアクリレートに6分間浸漬した。メチルメタアクリレートが膨潤した発泡ポリウレタンシートをガラス板に挟み込んで65℃で24時間加熱し、その後100℃で3時間加熱した。加熱後ガラス板から取り外して、50℃で真空乾燥を行った。   The foamed polyurethane sheet was immersed in methyl methacrylate to which 0.1 part by weight of azobisisobutylnitrile was added for 6 minutes. The polyurethane foam sheet swelled with methyl methacrylate was sandwiched between glass plates and heated at 65 ° C. for 24 hours, and then heated at 100 ° C. for 3 hours. After heating, it was removed from the glass plate and vacuum dried at 50 ° C.

得られた硬質発泡シートを両面研削して厚みが1.2mmの研磨層を作製した。得られた研磨層の中のポリメチルメタアクリレート含有率は55重量%であった。また研磨層のマイクロゴムA硬度は83度、密度は0.59g/cm3 、独立気泡平均径は79μmであった。 The obtained hard foam sheet was ground on both sides to prepare a polishing layer having a thickness of 1.2 mm. The polymethyl methacrylate content in the obtained polishing layer was 55% by weight. The micro rubber A hardness of the polishing layer was 83 degrees, the density was 0.59 g / cm 3 , and the average diameter of closed cells was 79 μm.

以降の加工は実施例1と同様に行い、研磨パッドを作製した。   Subsequent processing was performed in the same manner as in Example 1 to prepare a polishing pad.

作成した研磨パッドを図3のように終点検知機能の付いた研磨機(アプライドマテリアルズ製”MIRRA”)に取り付け、スラリー(キャボット社製、W2000)を用いてタングステンのパターン付きの8インチウェハの研磨を行ったところ終点検知が可能であった。   The prepared polishing pad is attached to a polishing machine (Applied Materials "MIRRA") having an end point detection function as shown in FIG. 3, and slurry (Cabot, W2000) is used to make an 8-inch wafer with a tungsten pattern. When polishing was performed, the end point could be detected.

研磨層の透過率を測定・計算したところ約36%であった。   When the transmittance of the polishing layer was measured and calculated, it was about 36%.

比較例1
実施例1の研磨層の代わりに市販のマイクロバルーン含有発泡ポリウレタンであるIC−1000(ロデール社製)(密度:0.82g/cm3 、平均気泡径:23μm)を用いた以外は実施例1と同様に行った。得られたパッドで研磨を行ったが、終点検知はできなかった。
Comparative Example 1
Example 1 except that a commercially available microballoon-containing foamed polyurethane IC-1000 (Rodel, Inc.) (density: 0.82 g / cm 3 , average cell diameter: 23 μm) was used instead of the polishing layer of Example 1. As well as. Polishing was performed with the obtained pad, but the end point could not be detected.

研磨層の透過率を測定・計算したところ図4のとおり最大で23%であった。   When the transmittance of the polishing layer was measured and calculated, the maximum was 23% as shown in FIG.

IR(NICOLET社製、AVATAR 360FT−IR)にてIC−1000を分析したところ、ポリウレタン以外にマイクロバルーンを形成するポリ塩化ビニリデンが含まれていることがわかった。   When IC-1000 was analyzed by IR (manufactured by NICOLET, AVATAR 360FT-IR), it was found that polyvinylidene chloride forming a microballoon was contained in addition to polyurethane.

比較例2
実施例1の研磨層の代わりに市販のマイクロバルーン含有発泡ポリウレタンであるIC−1000(ロデール社製)に、57mm×19mmの開口部を打ち抜き研磨層とした。
Comparative Example 2
Instead of the polishing layer of Example 1, an opening of 57 mm × 19 mm was punched into IC-1000 (Rodel), which is a commercially available foamed polyurethane containing microballoons, and used as a polishing layer.

50mm×13mmの打ち抜き開口部を設けた"Suba400"をクッション層として、該研磨層と開口部の中心が重なるように接着シートを用いて貼り合わせした。   “Suba400” provided with a 50 mm × 13 mm punch opening was used as a cushion layer, and was bonded using an adhesive sheet so that the center of the polishing layer and the opening overlapped.

液状で反応性イソシアネート基を含有するポリエーテル系ウレタンポリマーのユニローヤルアジプレン(R)L−325を300gと、架橋剤として4,4’−メチレン−ビス2−クロロアニリン76gを混合して、厚み1.25mmの型に注型し、17時間乾燥機で熱処理して樹脂硬化させて、硬質ポリウレタンの中実な板を作成した。打ち抜きにより57mm×19mmの窓部材を作製し、研磨パッドの開口部に接着シートにより固定し窓部材付き研磨パッドを作製した。   300 g of a polyether urethane polymer uni-royal adiprene (R) L-325 containing a reactive isocyanate group in a liquid state and 76 g of 4,4′-methylene-bis 2-chloroaniline as a cross-linking agent were mixed, It was cast into a mold having a thickness of 1.25 mm and heat-treated with a dryer for 17 hours to cure the resin, thereby producing a solid plate of rigid polyurethane. A window member of 57 mm × 19 mm was produced by punching, and was fixed to the opening of the polishing pad with an adhesive sheet to produce a polishing pad with a window member.

作成した研磨パッドで研磨を行ったところ、終点検知が可能であった。   When polishing was performed with the prepared polishing pad, end point detection was possible.

研磨したウエハについてトップコン社製ゴミ検査装置商品名“WM−3”で0.5μm以上のスクラッチを測定したところ、スクラッチ数は56であった。   When scratches of 0.5 μm or more were measured on the polished wafer with a product name “WM-3” manufactured by Topcon Corporation, the number of scratches was 56.

さらに引き続き9時間研磨を行ったところ、窓部材の研磨面側の中央部がへこみ、スラリーが介在し終点検知ができなくなった。   Further, when polishing was continued for 9 hours, the central part of the window member on the polishing surface side was dented, and the end point could not be detected due to the presence of slurry.

研磨パッドを定盤から剥がしたところ、クッション層の開口部付近にスラリーが漏れていた。   When the polishing pad was peeled off from the surface plate, the slurry leaked near the opening of the cushion layer.

Figure 2006015421
Figure 2006015421

この図は、本発明の開口部を有するクッション層の一例を示す平面図である。This figure is a plan view showing an example of a cushion layer having an opening of the present invention. この図は、本発明の開口部を有する研磨パッドの断面構造の一例を示すものである。This figure shows an example of a cross-sectional structure of a polishing pad having an opening of the present invention. この図は、本発明の研磨装置の一例を用いて、研磨状態を光学的に測定する原理を説明する概略図である。This figure is a schematic diagram illustrating the principle of optically measuring the polishing state using an example of the polishing apparatus of the present invention. この図は、本発明の実施例1と比較例1の波長に対する透過率のグラフである。This figure is a graph of the transmittance with respect to the wavelength of Example 1 and Comparative Example 1 of the present invention. この図は、本発明で用いられる体積変化検出部を備えた測定セルを例示する概略側面図である。This figure is a schematic side view illustrating a measurement cell including a volume change detection unit used in the present invention. この図は、本発明の体積弾性率の測定装置を例示説明するための概略側面図である。This figure is a schematic side view for illustrating the bulk modulus measurement apparatus of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 研磨層
4 接着層
5 クッション層
7 開口部
8 接着層
9 被研磨材
10 研磨ヘッド
11 開口部(ホール)
12 ビームスプリッター
13 光源
14 光検出部
15 入射光
16 反射光
17 定盤
21 測定セル
22 メスピペット
23 容器
24 ゴム栓
25 試料室
26 蓋
27 蓋
28 勘合部
29 勘合部
30 圧力容器
31 圧力計
32 加圧バルブ
33 放圧バルブ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Polishing layer 4 Adhesive layer 5 Cushion layer 7 Opening part 8 Adhesive layer 9 Material to be polished 10 Polishing head 11 Opening part (hole)
12 Beam splitter 13 Light source 14 Photodetector 15 Incident light 16 Reflected light 17 Surface plate 21 Measuring cell 22 Mespipet 23 Container 24 Rubber stopper 25 Sample chamber 26 Lid 27 Lid 28 Mating part 29 Mating part 30 Pressure vessel 31 Pressure gauge 32 Addition Pressure valve 33 Pressure release valve

Claims (12)

少なくとも研磨層とクッション層からなる研磨パッドにおいて、該研磨層が透明発砲構造体からなり、かつ、該研磨層には設けられていないが、該クッション層以下の層に開口部が設けられていることを特徴とする研磨パッド。 In a polishing pad comprising at least a polishing layer and a cushion layer, the polishing layer is formed of a transparent foam structure, and is not provided in the polishing layer, but an opening is provided in a layer below the cushion layer. A polishing pad characterized by that. 該研磨層が、その1mm当たりの厚さに対する500〜850nmの波長の光の透過率が25%以上である透明性を有するものであることを特徴とする請求項1に記載の研磨パッド。 2. The polishing pad according to claim 1, wherein the polishing layer has transparency in which the transmittance of light having a wavelength of 500 to 850 nm with respect to the thickness per 1 mm is 25% or more. 該研磨層が、マイクロゴムA硬度が80以上であり、ポリウレタンとビニル化合物から重合される重合体を含有している発砲構造体であることを特徴とする請求項1または2記載の研磨パッド。 The polishing pad according to claim 1 or 2, wherein the polishing layer is a foam structure having a micro rubber A hardness of 80 or more and containing a polymer polymerized from polyurethane and a vinyl compound. 前記ポリウレタンとビニル化合物から重合される重合体が一体化して含有されていることを特徴とする請求項3に記載の研磨パッド。 The polishing pad according to claim 3, wherein the polymer polymerized from the polyurethane and the vinyl compound is integrated. 前記のビニル化合物から重合される重合体の含有比率が50重量%以上90重量%以下であることを特徴とする請求項4に記載の研磨パッド。 5. The polishing pad according to claim 4, wherein the content ratio of the polymer polymerized from the vinyl compound is 50% by weight or more and 90% by weight or less. 前記ビニル化合物が、CH2=CR1COOR2(R1:メチル基、エチル基、R2:メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基)である請求項5に記載の研磨パッド。 The polishing pad according to claim 5, wherein the vinyl compound is CH 2 = CR1COOR2 (R1: methyl group, ethyl group, R2: methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group). 該研磨層の密度が0.3〜1.1の範囲であることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の研磨パッド。 The polishing pad according to claim 1, wherein the density of the polishing layer is in the range of 0.3 to 1.1. 該研磨層が、独立気泡の透明発泡構造体であり、かつ、その平均気泡径が30μm〜150μmであることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の研磨パッド。 The polishing pad according to any one of claims 1 to 7, wherein the polishing layer is a closed-cell transparent foam structure and has an average cell diameter of 30 µm to 150 µm. 該研磨層とクッション層を貼り合わせる接着層、並びにクッション層の裏面テープに開口部が形成されており、該接着層の開口部の位置と裏面テープの開口部の位置とがクッション層の開口部と重なるように設定されていることを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の研磨パッド。 An opening is formed in the adhesive layer for bonding the polishing layer and the cushion layer, and the back tape of the cushion layer, and the position of the opening of the adhesive layer and the position of the opening of the back tape are the openings of the cushion layer. The polishing pad according to claim 1, wherein the polishing pad is set to overlap with the polishing pad. 該クッション層が、引っ張り弾性率が1〜20MPaで、かつ体積弾性率が40MPa以上のものであることを特徴とする請求項9に記載の研磨パッド。 The polishing pad according to claim 9, wherein the cushion layer has a tensile elastic modulus of 1 to 20 MPa and a bulk elastic modulus of 40 MPa or more. 請求項1〜10のいずれかに記載の研磨パッド、該研磨パッドと基板とを当接し、相対移動させて研磨を行う手段、および、該研磨パッドと被研磨材との間にスラリーを供給する手段、ならびに前記研磨パッドの研磨層を通して光学的に研磨状態を測定する手段とを少なくとも具備する研磨装置。 The polishing pad according to any one of claims 1 to 10, means for bringing the polishing pad and the substrate into contact with each other and relatively moving them, and supplying slurry between the polishing pad and the material to be polished A polishing apparatus comprising at least a means and a means for optically measuring a polishing state through a polishing layer of the polishing pad. 請求項11に記載の研磨装置を用いて半導体基板の表面を研磨するプロセスを含む半導体デバイスの製造方法。 A method for manufacturing a semiconductor device, comprising a process of polishing a surface of a semiconductor substrate using the polishing apparatus according to claim 11.
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