JP2006339573A - Polishing pad and polishing unit - Google Patents

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Tsutomu Kobayashi
勉 小林
Masahiro Sugimura
正宏 杉村
Nobuaki Ito
伸明 伊藤
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a polishing pad which is used for forming a flat surface to glass, a semiconductor, a dielectric/metal composite, an integrated circuit, etc, capable of obtaining a stable polishing rate, and furthermore excellent in uniformity through its surface, and to provide a polishing unit. <P>SOLUTION: The polishing pad is composed of, at least, a polishing layer and a cushion layer. The polishing pad is characterized in that the cushion layer is formed of a foamless material, and the surface of the polishing layer has an arithmetic mean roughness Ra of 0.6 to 20.0 μm. The polishing unit is equipped with the polishing pad. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

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、化学機械研磨(Chemical Mechanical Polishing)と呼ばれる研磨技術が普及している。   As the density of semiconductor devices increases, the importance of multilayer wiring and the accompanying interlayer insulation film formation, electrode formation of plugs, damascene, and the like is increasing. Along with this, the importance of the planarization process of these interlayer insulation films and electrode metal films has increased, and as an efficient technique for this planarization process, a polishing technique called chemical mechanical polishing is known. Is popular.

一般に化学機械研磨装置は、被処理物である半導体ウェハを保持する研磨ヘッド、被処理物の研磨処理をおこなうための研磨パッド、該研磨パッドを保持する研磨定盤から構成されている。そして、半導体ウェハの研磨処理は研磨剤と薬液からなるスラリーを用いて、半導体ウェハと研磨パッドを相対運動させることにより、半導体ウェハ表面の層の突出した部分が除去されてウェハ表面の層を滑らかにするものである。   In general, a chemical mechanical polishing apparatus includes a polishing head that holds a semiconductor wafer that is an object to be processed, a polishing pad that performs polishing of the object to be processed, and a polishing surface plate that holds the polishing pad. Then, the polishing process of the semiconductor wafer uses a slurry made of an abrasive and a chemical solution to move the semiconductor wafer and the polishing pad relative to each other, thereby removing the protruding portion of the layer on the surface of the semiconductor wafer and smoothing the layer on the wafer surface. It is to make.

かかる研磨装置に用いられる研磨パッドとして、マイクロバルーン(マイクロカプセル)含有発泡構造体からなる研磨層と、発泡ポリウレタンからなるクッション層との積層体からなる研磨パッドが紹介されている(特許文献1参照)。しかし、このようなパッドは、連続して半導体ウェハの研磨を行うと安定した研磨レートが得られないという問題があった。特に300mm直径の大型半導体ウェハの研磨においてはこの問題が顕著であった。この問題を解決するために無発泡体クッション層が提案されるが、研磨層とクッション層の接着性が不充分であり、連続して研磨を行ううちに研磨層とクッション層の剥離が生じ、逆に研磨特性が悪くなるという問題があった。
特表平11−512977号公報
As a polishing pad used in such a polishing apparatus, a polishing pad made of a laminate of a foamed structure containing a microballoon (microcapsule) and a cushion layer made of foamed polyurethane has been introduced (see Patent Document 1). ). However, such a pad has a problem that a stable polishing rate cannot be obtained when a semiconductor wafer is continuously polished. This problem was particularly noticeable in polishing a large semiconductor wafer having a diameter of 300 mm. In order to solve this problem, a non-foamed cushion layer is proposed, but the adhesiveness between the polishing layer and the cushion layer is insufficient, and the polishing layer and the cushion layer peel off during continuous polishing, On the contrary, there was a problem that the polishing characteristics deteriorated.
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、クッション層と研磨層との接着強度を向上させ、連続研磨においてもクッション層と研磨層とを剥離し難くすることにより安定した研磨レートを得るとともに、さらに、面内均一特性に優れた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 an adhesive strength between a cushion layer and a polishing layer in a polishing pad used to form a flat surface in glass, semiconductor, dielectric / metal composite, integrated circuit, and the like. In addition to obtaining a stable polishing rate by making the cushion layer and the polishing layer difficult to peel even during continuous polishing, and further providing a polishing pad and a polishing apparatus with excellent in-plane uniform characteristics. is there.

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構成される研磨パッドにおいて、クッション層が無発泡体であり、かつ、その研磨層側表面の算術平均粗さRaが0.6μm以上20.0μm以下であ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 composed of at least a polishing layer and a cushion layer, the cushion layer is non-foamed, and the arithmetic average roughness Ra of the polishing layer side surface is 0.6 μm or more. It is characterized by being 20.0 μm or less. 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、安定した研磨レートを達成するとともに、面内均一特性に優れた研磨パッドおよびそれを用いてなる研磨装置を提供することができる。   According to the present invention, when a flat surface is formed on glass, a semiconductor, a dielectric / metal composite, an integrated circuit or the like, a stable polishing rate is achieved, and a polishing pad excellent in in-plane uniform characteristics and the same are used. A polishing apparatus can be provided.

本発明でいう研磨パッドとは、研磨層とクッション層と、それらを貼り合わせる粘着部材、およびクッション層と研磨機の定盤とを貼り合わせる裏面テープから構成されるものである。   The polishing pad referred to in the present invention is composed of a polishing layer, a cushion layer, an adhesive member for bonding them, and a back surface tape for bonding the cushion layer and a surface plate of a polishing machine.

本発明の算術平均粗さRaとは、(株)キーエンス製超深度形状測定顕微鏡“VK−8500”で測定した値をいう。   The arithmetic average roughness Ra of the present invention refers to a value measured with an ultra-deep shape measuring microscope “VK-8500” manufactured by Keyence Corporation.

本発明のクッション層は、無発泡体であり、かつ、その研磨層側表面の算術平均粗さRaが0.6μm以上20.0μm以下であり、より好ましくは1.5μm以上10.0μm以下である。算術平均粗さRaが0.6μm未満であると、クッション層と粘着部材との接触面積が小さくなり、充分な接着力が得られない。結果として、安定した研磨特性を得られなくなる。また、算術平均粗さRaが20.0μmより大きいと、クッション層と粘着部材とが点接触の様な状態になり接着力が低下し、安定した研磨特性が得られない。   The cushion layer of the present invention is non-foamed, and the arithmetic average roughness Ra of the polishing layer side surface is 0.6 μm or more and 20.0 μm or less, more preferably 1.5 μm or more and 10.0 μm or less. is there. When the arithmetic average roughness Ra is less than 0.6 μm, the contact area between the cushion layer and the pressure-sensitive adhesive member becomes small, and sufficient adhesive force cannot be obtained. As a result, stable polishing characteristics cannot be obtained. On the other hand, when the arithmetic average roughness Ra is larger than 20.0 μm, the cushion layer and the pressure-sensitive adhesive member are in a point contact state and the adhesive force is lowered, so that stable polishing characteristics cannot be obtained.

クッション層の研磨層側表面の好ましい算術平均粗さRaを得るための手段としては、特に限定はされないが、例えば、熱硬化性樹脂であれば、樹脂成型に使用する金型表面を所望の粗さに処理しておき、該金型内に原料を注入して所望の表面粗さのシートを得る方法があげられる。また、熱可塑性樹脂であれば、成型時に使用するローラー表面を所望の粗さに処理し、所望の表面粗さのシートを得る方法や、成型時に使用するセパレーターとして所望の表面粗さのものを用い、該セパレーター上に樹脂を押し出して所望の表面粗さのシートを得る方法があげられる。その他、シート表面をベルトサンダーやサンドブラストで研削する方法も、所望の表面粗さを得るための手段として選択することが出来る。
本発明のクッション層の厚みは(株)ミツトヨ製マイクロメーター“PMU300−25DM”で測定した値をいう。クッション層の厚みの最大値と最小値の差が200μm以下が好ましく、100μm以下がより好ましい。クッション層の厚みの最大値と最小値の差が200μmより大きいと、研磨の平坦性が悪化し、良好な研磨結果を得られない傾向がある。
A means for obtaining a preferable arithmetic mean roughness Ra of the polishing layer side surface of the cushion layer is not particularly limited. For example, in the case of a thermosetting resin, a mold surface used for resin molding is formed with a desired roughness. A method of obtaining a sheet having a desired surface roughness by injecting the raw material into the mold and treating the substrate with a desired surface roughness. If it is a thermoplastic resin, a roller surface used at the time of molding is processed to a desired roughness to obtain a sheet having a desired surface roughness, and a separator having a desired surface roughness as a separator used at the time of molding. And a method of obtaining a sheet having a desired surface roughness by extruding a resin onto the separator. In addition, a method of grinding the sheet surface with a belt sander or sandblast can be selected as a means for obtaining a desired surface roughness.
The thickness of the cushion layer of the present invention refers to a value measured with a micrometer “PMU300-25DM” manufactured by Mitutoyo Corporation. The difference between the maximum value and the minimum value of the thickness of the cushion layer is preferably 200 μm or less, and more preferably 100 μm or less. When the difference between the maximum value and the minimum value of the thickness of the cushion layer is larger than 200 μm, the flatness of the polishing tends to deteriorate and a good polishing result tends not to be obtained.

本発明のクッション層は、マイクロゴムA硬度が60以上95未満が好ましく、より好ましくは65以上90以下のものである。マイクロゴムA硬度が60未満の場合、研磨レートが安定しない傾向がある。また研磨レートが95以上の場合は、面内均一性が極端に悪くなる傾向がある。   The cushion layer of the present invention preferably has a micro rubber A hardness of 60 or more and less than 95, more preferably 65 or more and 90 or less. When the micro rubber A hardness is less than 60, the polishing rate tends to be unstable. When the polishing rate is 95 or more, the in-plane uniformity tends to be extremely poor.

本発明の研磨層のマイクロゴムA硬度とは、高分子計器(株)製マイクロゴム硬度計“MD−1”で評価した値をさす。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 by a micro rubber hardness meter “MD-1” manufactured by Kobunshi Keiki Co., Ltd. The micro rubber A hardness tester “MD-1” is capable of measuring the hardness of thin and small objects that were difficult to measure with a conventional hardness tester, and is about 1 of the spring type rubber hardness tester (durometer) A type. Since it is designed and manufactured as a reduced model of / 5, a measurement value consistent with 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 type A. Therefore, evaluation is performed with the micro rubber “MD-1”.

本発明のクッション層としては、天然ゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、クロロプレンゴム、エチレンプロピレンゴム、イソブチレンイソプロピレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレンゴム、スチレンブタジエンゴム、シリコーンゴム、ポリウレタンおよびこれらを主成分とした各種エラストマーが挙げられるが、これらに限られるわけではない。その中でもポリウレタンが好ましく、無発泡ポリウレタンがより好ましい。無発泡ポリウレタンであれば、熱可塑性、熱硬化性のいずれでもかまわない。   The cushion layer of the present invention includes natural rubber, acrylonitrile butadiene rubber, chloroprene rubber, ethylene propylene rubber, isobutylene isopropylene rubber, chlorosulfonated polyethylene rubber, styrene butadiene rubber, silicone rubber, polyurethane, and various elastomers based on these. However, it is not necessarily limited to these. Among these, polyurethane is preferable, and non-foamed polyurethane is more preferable. Any non-foamed polyurethane may be thermoplastic or thermosetting.

本発明のクッション層の厚みは特に限定されるものではないが、好ましくは0.5mm以上3.5mm以下の厚みであり、より好ましくは0.8mm以上2.5mm以下の厚みである。厚みが0.5mmより小さい場合、研磨レートが安定しない傾向がある。また厚みが3.5mmより大きい場合、面内均一性が極端に悪くなる傾向がある。   The thickness of the cushion layer of the present invention is not particularly limited, but is preferably 0.5 mm or more and 3.5 mm or less, more preferably 0.8 mm or more and 2.5 mm or less. When the thickness is smaller than 0.5 mm, the polishing rate tends to be unstable. On the other hand, when the thickness is larger than 3.5 mm, the in-plane uniformity tends to be extremely poor.

かかる研磨パッドを構成する研磨層としては、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 a layer that can polish the substrate and retain the slurry and has a polishing function. For example, JP-A-8-500622 and WO00 / 12262, etc., a hard foam structure polishing layer having closed cells, a non-foam structure polishing layer provided with a fine slurry flow path on the surface described in JP-A-8-511210, A foamed structure polishing layer having continuous pores obtained by impregnating polyurethane into a nonwoven fabric can be used.

本発明の研磨パッドの研磨層は、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、ポリメチルメタアクリレート、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 foam structure. Examples of the material forming the structure include polyethylene, polypropylene, polyester, polyurethane, polyurea, polyamide, polyvinyl chloride, polyacetal, 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 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から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 because of the required polishing characteristics for the CMP polishing pad. 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20μm以上で150μm以下であることが半導体基板の局所的凹凸の平坦性が良好であることから好ましい。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20μm未満の場合、スラリーの保持性が悪くなるので好ましくない。また、平均気泡径が150μmより大きい場合、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 20 μm or more and 150 μm or less because the flatness of local irregularities of the semiconductor substrate is good. The average cell diameter is more preferably 140 μm or less, and further preferably 130 μm or less. When the average bubble diameter is less than 20 μm, the slurry retainability deteriorates, which is not preferable. Moreover, when the average bubble diameter is larger than 150 μm, 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、メチルメタアクリレート、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-hydroxy Propyl 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, Dimethyl maleate, diethyl maleate, dipropyl maleate, phenyl maleimide, B 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、メチルメタアクリレート,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泡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. On the other hand, the foam structure containing a polymer polymerized from polymerized and cured polyurethane and a vinyl compound is preferable in that it has 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、アゾビスイソブチルニトリル、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。   Polymerization initiators for these vinyl compounds include radical initiation of azobisisobutylnitrile, azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), azobiscyclohexanecarbonitrile, benzoyl peroxide, lauroyl peroxide, isopropyl peroxydicarbonate, etc. Agents 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、重合硬化した発泡構造体中のビニル化合物から得られる重合体の含有比率が30重量%以上90重量%以下であることが好ましい。50重量%以上90重量%以下であることがより好ましい。ビニル化合物から得られる重合体の含有比率が30重量%に満たない場合は、研磨パッドの硬度が低くなる傾向があるため好ましくない。また、含有比率が90重量%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傾向があ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. Is preferably 30% by weight or more and 90% by weight or less of the content ratio of the polymer obtained from the vinyl compound in the polymerized and cured foam structure. More preferably, it is 50 weight% or more and 90 weight% or less. When the content ratio of the polymer obtained from the vinyl compound is less than 30% by weight, the hardness of the polishing pad tends to be low, which is not preferable. Further, when the content ratio exceeds 90% by weight, the elasticity of the polishing layer tends to be 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 tester “MD-1” is capable of measuring the hardness of thin and small objects that were difficult to measure with a conventional hardness tester, and is about 1 of the spring type rubber hardness tester (durometer) A type. Since it is designed and manufactured as a reduced model of / 5, a measurement value consistent with 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 type A. Therefore, evaluation is performed with the micro rubber “MD-1”.

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

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0.3〜1.1g/cmの範囲にあることが好ましい。密度が0.3g/cm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1.1g/cm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、0.6〜0.9g/cm、また、さらに好ましい密度は0.65〜0.85g/cm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 g / cm 3 . When the density is less than 0.3 g / cm 3 , the local flatness becomes poor and the global level difference becomes large. When the density exceeds 1.1 g / cm 3 , scratches are likely to occur. A more preferable density is 0.6 to 0.9 g / cm 3 , and a more preferable density is 0.65 to 0.85 g / cm 3 .

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, the surface of the polishing layer is usually dressed with a conditioner 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.

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る。   The polishing apparatus of the present invention includes at least means for supplying slurry between the polishing pad, the polishing pad, and the material to be polished as described above, and means for polishing by abutting and relatively moving the polishing pad and the substrate. It has. 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 abrasive can be polished.

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−SPERSE 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. As specific examples of the slurry, “CAB-O-SPERSE SC-1” for CMP, “CAB-O-SPERSE SC-112” for CMP, “SEMI-SPERSE AM100” for CMP, “SEMI-” for CMP manufactured by Cabot Corporation. SPERSE AM100C ”,“ SEMI-SPERSE 12 ”for CMP,“ SEMI-SPERSE 25 ”for CMP,“ SEMI-SPERSE W2000 ”for CMP,“ SEMI-SPERSE W-A400 ”for CMP, and the like. It is not limited to.

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。
算術平均粗さRa:
(株)キーエンス製超深度形状測定顕微鏡“VK−8500”で測定し、解析用ソフト“VK−PC”で解析を行った。測定条件および解析条件は下記の通りである。
(1)対物レンズ:100倍
(2)測定モード:白黒超深度
(3)測定ピッチ:0.1μm
(4)ゲイン:オート
(5)オフセット:オート
(6)シャッタ:オート
(7)カットオフ:0.08mm
(8)スムージング:単純平均±2
(9)傾き補正:なし
厚み:
(株)ミツトヨ製マイクロメーター“PMU300−25DM”で端部から4cmの点8点、および端部から25cmの点8点の合計16点を測定し、平均値を求め厚みとした。また同様に測定し、最大値と最小値の差を求めた。
Micro rubber A hardness:
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.
Arithmetic mean roughness Ra:
Measurement was performed with an ultra-deep shape measurement microscope “VK-8500” manufactured by Keyence Corporation, and analysis was performed with analysis software “VK-PC”. Measurement conditions and analysis conditions are as follows.
(1) Objective lens: 100 times (2) Measurement mode: Black and white super depth (3) Measurement pitch: 0.1 μm
(4) Gain: Auto (5) Offset: Auto (6) Shutter: Auto (7) Cutoff: 0.08mm
(8) Smoothing: Simple average ± 2
(9) Tilt correction: None Thickness:
A total of 16 points of 8 points 4 cm from the end and 8 points 25 cm from the end were measured with a micrometer “PMU300-25DM” manufactured by Mitutoyo Corporation, and the average value was obtained as the thickness. Further, the same measurement was performed, and the difference between the maximum value and the minimum value was obtained.

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/cm、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 azobisisobutylnitrile was added for 60 minutes. Next, 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), 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2.0mm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 2.0 mm.

研磨層中のメチルメタア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、密度は0.81g/cm、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, the density was 0.81 g / cm 3 , and the average cell diameter of closed cells was 50 μm.

次にクッション層として市販の厚み2mm熱硬化ポリウレタンゴムシートを用意し、表面をベルトサンダーで研削し研磨層側表面の算術平均粗さRa:5.3μmのシートを得た(マイクロゴムA硬度:89度、厚み:1.5mm、厚みの最大値と最小値の差:60μm)。
上記研磨層と上記クッション層とを、両面粘着テープ“442JS”(住友スリーエム(株)製)で貼り合わせ、裏面には両面粘着テープ“442JS”(住友スリーエム(株)製)を貼り付けた。次に、研磨層表面に幅2mm、深さ0.9mm、ピッチ幅15mmの格子状の溝加工を施し、直径508mmの円形に切り取り研磨パッドとした。該研磨パッドを研磨機(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、“SS−25”2倍希釈)を用いて8インチ熱酸化膜付きシリコンウェハを600枚連続で研磨した。
Next, a commercially available thermosetting polyurethane rubber sheet having a thickness of 2 mm was prepared as a cushion layer, and the surface was ground with a belt sander to obtain a sheet having an arithmetic average roughness Ra of 5.3 μm on the polishing layer side surface (micro rubber A hardness: 89 degrees, thickness: 1.5 mm, difference between maximum value and minimum value of thickness: 60 μm).
The polishing layer and the cushion layer were bonded to each other with a double-sided adhesive tape “442JS” (manufactured by Sumitomo 3M), and a double-sided adhesive tape “442JS” (manufactured by Sumitomo 3M) was attached to the back surface. Next, the surface of the polishing layer was subjected to grid-like groove processing with a width of 2 mm, a depth of 0.9 mm, and a pitch width of 15 mm, and cut into a circular shape with a diameter of 508 mm to obtain a polishing pad. The polishing pad is attached to a polishing machine ("MIRRA" manufactured by Applied Materials), and 600 silicon wafers with 8-inch thermal oxide film are continuously polished using a slurry (Cabot, "SS-25" diluted 2 times). did.

研磨開始から順に、10枚目、150枚目、300枚目、450枚目、600枚目の研磨の平均研磨レートは、2450オングストローム/分、2450オングストローム/分、2440オングストローム/分、2430オングストローム/分、2440オングストローム/分と安定した研磨レートを得ることができた。   The average polishing rates of the 10th, 150th, 300th, 450th, and 600th sheets in order from the start of polishing are 2450 angstrom / min, 2450 angstrom / min, 2440 angstrom / min, 2430 angstrom / min. A stable polishing rate of 2440 angstroms / minute was obtained.

また、それぞれの面内均一性についても、10.1%、9.8%、10.5%、10.1%、9.5%と良好な値を得ることができた。   In addition, good uniformity values of 10.1%, 9.8%, 10.5%, 10.1%, and 9.5% were obtained for each in-plane uniformity.

実施例2
研磨層として実施例2と同様の研磨層を作製した。
クッション層として、熱可塑性ポリウレタンを押出し成型し、厚み1.2mmのシートを得た。(マイクロゴムA硬度:84、算術平均粗さRa:3.2μm、厚みの最大値と最小値の差:68μm)
上記研磨層と上記クッション層とを実施例2と同様の加工を施し、研磨パッドを作製した。
Example 2
A polishing layer similar to that of Example 2 was prepared as the polishing layer.
As a cushion layer, thermoplastic polyurethane was extruded to obtain a sheet having a thickness of 1.2 mm. (Micro rubber A hardness: 84, arithmetic average roughness Ra: 3.2 μm, difference between maximum and minimum thickness: 68 μm)
The polishing layer and the cushion layer were processed in the same manner as in Example 2 to produce a polishing pad.

作製した研磨パッドを研磨機(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、“SS−25”2倍希釈)を用いて8インチ熱酸化膜付きシリコンウェハを600枚連続で研磨した。   The prepared polishing pad is attached to a polishing machine (“MIRRA” manufactured by Applied Materials), and 600 pieces of silicon wafers with 8-inch thermal oxide film are continuously added using slurry (Cabot, “SS-25” 2-fold dilution). Polished.

研磨開始から順に、10枚目、150枚目、300枚目、450枚目、600枚目の研磨の平均研磨レートは、2430オングストローム/分、2480オングストローム/分、2510オングストローム/分、2530オングストローム/分、2520オングストローム/分と安定した研磨レートを得ることができた。   The average polishing rates of the 10th, 150th, 300th, 450th, and 600th sheets in order from the start of polishing are 2430 angstrom / min, 2480 angstrom / min, 2510 angstrom / min, 2530 angstrom / min. A stable polishing rate of 2520 angstroms / minute could be obtained.

また、それぞれの面内均一性についても、10.8%、10.3%、10.9%、10.9%、10.7%と良好な値を得ることができた。   In addition, good uniformity values of 10.8%, 10.3%, 10.9%, 10.9%, and 10.7% were obtained for each in-plane uniformity.

比較例1
研磨層として市販のマイクロバルーン含有発泡ポリウレタン(密度:0.82g/cm、平均気泡径:23μm)を用意した。
Comparative Example 1
A commercially available microballoon-containing foamed polyurethane (density: 0.82 g / cm 3 , average cell diameter: 23 μm) was prepared as the polishing layer.

次に、クッション層として、市販のEPDMのシート(マイクロゴムA硬度:70、研磨層側表面の算術平均粗さRa:0.4μm、厚みの最大値と最小値の差:220μm)を用意した。
上記研磨層と上記クッション層とを実施例1と同様の加工を施し、研磨パッドを作製した。
Next, a commercially available EPDM sheet (micro rubber A hardness: 70, arithmetic average roughness Ra of the polishing layer side surface: 0.4 μm, difference between the maximum value and the minimum value of thickness: 220 μm) was prepared as a cushion layer. .
The polishing layer and the cushion layer were processed in the same manner as in Example 1 to prepare a polishing pad.

作製した研磨パッドを研磨機(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、“SS−25”2倍希釈)を用いて8インチ熱酸化膜付きシリコンウェハを600枚連続で研磨した。   The prepared polishing pad is attached to a polishing machine (“MIRRA” manufactured by Applied Materials), and 600 pieces of silicon wafers with 8-inch thermal oxide film are continuously added using slurry (Cabot, “SS-25” 2-fold dilution). Polished.

研磨開始から順に、10枚目、150枚目、300枚目、450枚目、600枚目の研磨の平均研磨レートは、2230オングストローム/分、2620オングストローム/分、2130オングストローム/分、2040オングストローム/分、1850オングストローム/分と研磨レートが安定しなかった。また、それぞれの面内均一性についても、15.3%、17.2%、18.1%、17.8%、18.5%と安定せず、かつ良好な値も得られなかった。   The average polishing rates of the 10th, 150th, 300th, 450th, and 600th sheets are 2230 angstrom / min, 2620 angstrom / min, 2130 angstrom / min, and 2040 angstrom / min in order from the start of polishing. The polishing rate was not stable at 1850 angstroms / minute. Also, the in-plane uniformity was not stable at 15.3%, 17.2%, 18.1%, 17.8%, and 18.5%, and good values were not obtained.

比較例2
研磨層として実施例2と同様の研磨層を作製した。
Comparative Example 2
A polishing layer similar to that of Example 2 was prepared as the polishing layer.

クッション層として市販の厚さ2mmのEPDMシートを用意し、表面をベルトサンダーで研削し研磨層側表面の算術平均粗さRa:22.4μmのシートを得た(マイクロゴムA硬度:70、厚み:1.0mm、厚みの最大値と最小値の差:115μm)。上記研磨層と上記クッション層とを実施例2と同様の加工を施し、研磨パッドを作製した。   A commercially available EPDM sheet having a thickness of 2 mm was prepared as a cushion layer, and the surface was ground with a belt sander to obtain a sheet having an arithmetic average roughness Ra of 22.4 μm on the polishing layer side surface (micro rubber A hardness: 70, thickness : 1.0 mm, the difference between the maximum value and the minimum value of the thickness: 115 μm). The polishing layer and the cushion layer were processed in the same manner as in Example 2 to produce a polishing pad.

作製した研磨パッドを研磨機(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、“SS−25”2倍希釈)を用いて8インチ熱酸化膜付きシリコンウェハを600枚連続で研磨した。   The prepared polishing pad is attached to a polishing machine (“MIRRA” manufactured by Applied Materials), and 600 pieces of silicon wafers with 8-inch thermal oxide film are continuously added using slurry (Cabot, “SS-25” 2-fold dilution). Polished.

研磨開始から順に、10枚目、150枚目、300枚目、450枚目、600枚目の研磨の平均研磨レートは、2530オングストローム/分、2610オングストローム/分、1930オングストローム/分、1910オングストローム/分、2550オングストローム/分と研磨レートが安定しなかった。   The average polishing rates of the 10th, 150th, 300th, 450th, and 600th sheets in order from the start of polishing are 2530 angstrom / min, 2610 angstrom / min, 1930 angstrom / min, 1910 angstrom / min The polishing rate was not stable at 2550 angstroms / minute.

また、それぞれの面内均一性についても、17.3%、20.8%、18.1%、17.8%、19.4%と安定せず、かつ良好な値も得られなかった。
Also, the in-plane uniformity of each was not stable at 17.3%, 20.8%, 18.1%, 17.8%, and 19.4%, and good values were not obtained.

Claims (8)

少なくとも研磨層とクッション層から構成される研磨パッドにおいて、該クッション層が無発泡体であり、かつ、その研磨層側表面の算術平均粗さRaが0.6μm以上20.0μm以下であることを特徴とする研磨パッド。 In a polishing pad composed of at least a polishing layer and a cushion layer, the cushion layer is non-foamed, and the arithmetic average roughness Ra of the polishing layer side surface is 0.6 μm or more and 20.0 μm or less. A characteristic polishing pad. クッション層の厚みの最大値と最小値の差が200μm以下である請求項1記載の研磨パッド。 The polishing pad according to claim 1, wherein the difference between the maximum value and the minimum value of the thickness of the cushion layer is 200 μm or less. クッション層がポリウレタンである請求項1または2に記載の研磨パッド。 The polishing pad according to claim 1, wherein the cushion layer is polyurethane. 研磨層がポリウレタン系発泡体である請求項1〜3のいずれかに記載の研磨パッド。 The polishing pad according to claim 1, wherein the polishing layer is a polyurethane-based foam. 研磨層がビニル化合物から重合される重合体を含有する請求項4に記載の研磨パッド。 The polishing pad according to claim 4, wherein the polishing layer contains a polymer polymerized from a vinyl compound. 半導体基板の研磨用である請求項1〜5のいずれかに記載の研磨パッド。 The polishing pad according to claim 1, which is used for polishing a semiconductor substrate. 請求項1〜6のいずれかに記載の研磨パッドと、被研磨材、スラリー、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 6, a material to be polished, a slurry, a means for bringing the polishing pad and the substrate into contact with each other and moving relative to each other, and the polishing pad and the material to be polished A polishing apparatus comprising at least a means for supplying a slurry therebetween. 請求項7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 7.
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