JP2008227394A - Polishing pad - Google Patents

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  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a polishing pad which can perform highly accurate optical end-point detection while carrying out polishing and in which scratches and shaved dapples are hardly generated on the surface of a window (transparent region), and a method of manufacturing a semiconductor device using the polishing pad. <P>SOLUTION: The polishing pad is constituted in such a manner that a polishing layer 11 having a polishing region 9 and a transparent region 8, and a cushion layer 12 having an opening B 13 smaller than the transparent region are laminated in such a way that an opening overlaps the transparent region wherein a low compression recovery member 14 whose compression recovery rate is smaller than that of the cushion layer is arranged between the transparent region and the cushion layer. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、ウエハ表面の凹凸をケミカルメカニカルポリシング(CMP)で平坦化する際に使用される研磨パッドに関し、詳しくは、研磨状況等を光学的手段により検知するための窓を有する研磨パッド、及び該研磨パッドを用いた半導体デバイスの製造方法に関する。   The present invention relates to a polishing pad used when planarizing unevenness on a wafer surface by chemical mechanical polishing (CMP), and more specifically, a polishing pad having a window for detecting a polishing state or the like by optical means, and The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device using the polishing pad.

半導体装置を製造する際には、ウエハ表面に導電性膜を形成し、フォトリソグラフィー、エッチング等をすることにより配線層を形成する工程や、配線層の上に層間絶縁膜を形成する工程等が行われ、これらの工程によってウエハ表面に金属等の導電体や絶縁体からなる凹凸が生じる。近年、半導体集積回路の高密度化を目的として配線の微細化や多層配線化が進んでいるが、これに伴い、ウエハ表面の凹凸を平坦化する技術が重要となってきた。   When manufacturing a semiconductor device, a process of forming a conductive film on the wafer surface and forming a wiring layer by photolithography, etching, or the like, a process of forming an interlayer insulating film on the wiring layer, etc. These steps are performed, and irregularities made of a conductor such as metal or an insulator are generated on the wafer surface. In recent years, miniaturization of wiring and multilayer wiring have been advanced for the purpose of increasing the density of semiconductor integrated circuits, and along with this, technology for flattening the irregularities on the wafer surface has become important.

ウエハ表面の凹凸を平坦化する方法としては、一般的にCMP法が採用されている。CMPは、ウエハの被研磨面を研磨パッドの研磨面に押し付けた状態で、砥粒が分散されたスラリー状の研磨剤(以下、スラリーという)を用いて研磨する技術である。   As a method for flattening the irregularities on the wafer surface, a CMP method is generally employed. CMP is a technique of polishing using a slurry-like abrasive (hereinafter referred to as slurry) in which abrasive grains are dispersed in a state where the surface to be polished of a wafer is pressed against the polishing surface of a polishing pad.

CMPで一般的に使用する研磨装置は、例えば、図1に示すように、研磨パッド1を支持する研磨定盤2と、被研磨対象物(ウエハ)4を支持する支持台(ポリシングヘッド)5とウエハの均一加圧を行うためのバッキング材と、研磨剤の供給機構を備えている。研磨パッド1は、例えば、両面テープで貼り付けることにより、研磨定盤2に装着される。研磨定盤2と支持台5とは、それぞれに支持された研磨パッド1と被研磨対象物4が対向するように配置され、それぞれに回転軸6、7を備えている。また、支持台5には、被研磨対象物4を研磨パッド1に押し付けるための加圧機構が設けてある。   As shown in FIG. 1, for example, a polishing apparatus generally used in CMP includes a polishing surface plate 2 that supports a polishing pad 1 and a support base (polishing head) 5 that supports an object to be polished (wafer) 4. And a backing material for uniformly pressing the wafer, and an abrasive supply mechanism. The polishing pad 1 is attached to the polishing surface plate 2 by attaching it with a double-sided tape, for example. The polishing surface plate 2 and the support base 5 are disposed so that the polishing pad 1 and the object to be polished 4 supported on each of the polishing surface plate 2 and the support base 5 are opposed to each other, and are provided with rotating shafts 6 and 7 respectively. The support 5 is provided with a pressurizing mechanism for pressing the object 4 to be polished against the polishing pad 1.

このようなCMPを行う上で、ウエハ表面の平坦度の判定の問題がある。すなわち、希望の表面特性や平面状態に到達した時点を検知する必要がある。従来、酸化膜の膜厚や研磨速度等に関しては、テストウエハを定期的に処理し、結果を確認してから製品となるウエハを研磨処理することが行われてきた。   When performing such CMP, there is a problem of determining the flatness of the wafer surface. In other words, it is necessary to detect when the desired surface characteristics or planar state is reached. Conventionally, with regard to the thickness of the oxide film, the polishing rate, and the like, a test wafer is periodically processed, and after confirming the result, a product wafer is polished.

しかし、この方法では、テストウエハを処理する時間とコストが無駄になり、また、あらかじめ加工が全く施されていないテストウエハと製品ウエハでは、CMP特有のローディング効果により、研磨結果が異なり、製品ウエハを実際に加工してみないと、加工結果の正確な予想が困難である。   However, in this method, the time and cost for processing the test wafer are wasted, and the polishing result differs between the test wafer and the product wafer that have not been processed in advance due to the loading effect peculiar to CMP. If it is not actually processed, it is difficult to accurately predict the processing result.

そのため、最近では上記の問題点を解消するために、CMPプロセス時に、その場で、希望の表面特性や厚さが得られた時点を検出できる方法が望まれている。このような検知については、様々な方法が用いられているが、測定精度や非接触測定における空間分解能の点から、回転定盤内にレーザー光による膜厚モニタ機構を組み込んだ光学的検知方法(特許文献1、特許文献2)が主流となりつつある。   Therefore, recently, in order to solve the above-mentioned problems, there is a demand for a method capable of detecting a point in time when desired surface characteristics and thickness are obtained in the CMP process. Various methods are used for such detection. From the viewpoint of measurement accuracy and spatial resolution in non-contact measurement, an optical detection method in which a film thickness monitoring mechanism using a laser beam is incorporated in a rotating surface plate ( Patent Documents 1 and 2) are becoming mainstream.

前記光学的検知手段とは、具体的には光ビームを窓(光透過領域)を通して研磨パッド越しにウエハに照射して、その反射によって発生する干渉信号をモニタすることによって研磨の終点を検知する方法である。   Specifically, the optical detection means detects a polishing end point by irradiating a wafer with a light beam through a window (light transmission region) through a polishing pad and monitoring an interference signal generated by the reflection. Is the method.

窓を有する研磨パッドとしては、例えば、2枚以上の透明材料が積層された窓を有する研磨体であって、研磨対象物側の透明材料の圧縮弾性率が、研磨対象物側の反対側の透明材料の圧縮弾性率より小さいことを特徴とする研磨体が開示されている(特許文献3)。該研磨体によると、シリコンウエハを傷つけることがなく、研磨が不均一にならず、窓が傷付くことがなく、研磨終点の検出精度や膜厚の測定精度が低下することがなく、および窓の変形による研磨終点の検出の不安定さや膜厚の測定の不安定さを生じないという効果が得られると記載されている。   The polishing pad having a window is, for example, a polishing body having a window in which two or more transparent materials are laminated, and the compression elastic modulus of the transparent material on the polishing object side is opposite to the polishing object side. A polishing body characterized by being smaller than the compression elastic modulus of a transparent material is disclosed (Patent Document 3). According to the polishing body, the silicon wafer is not damaged, the polishing is not uneven, the window is not scratched, the polishing end point detection accuracy and the film thickness measurement accuracy are not deteriorated, and the window It is described that the effect of not causing instability of detection of the polishing end point and instability of measurement of the film thickness due to the deformation of can be obtained.

また、研磨層と透光窓部材とを有する研磨パッドであって、少なくとも透光窓部材の研磨面側の最表層がマイクロゴムA硬度60度以下の軟質透光層で構成されていることを特徴とする研磨パッドが開示されている(特許文献4)。該研磨パッドによると、基板表面にスクラッチが少なく、研磨中に研磨状態を光学的に良好に測定できるという効果が得られると記載されている。   Further, it is a polishing pad having a polishing layer and a transparent window member, and at least the outermost layer on the polishing surface side of the transparent window member is composed of a soft transparent layer having a micro rubber A hardness of 60 degrees or less. A characteristic polishing pad is disclosed (Patent Document 4). It is described that according to the polishing pad, there are few scratches on the surface of the substrate, and an effect that the polishing state can be measured optically during polishing can be obtained.

また、研磨層と透光窓部材とを有する研磨パッドであって、該透光窓部材はマイクロゴムA硬度60度以下の軟質透光層と、マイクロゴムA硬度80度以上の硬質透光層が少なくとも積層され、かつ、前記軟質透光層は研磨面側の最表層に位置することを特徴とする研磨パッドが開示されている(特許文献5)。該研磨パッドによると、基板表面にスクラッチが少なく、研磨中に研磨状態を光学的に良好に測定できるという効果が得られると記載されている。   A polishing pad having a polishing layer and a light transmission window member, the light transmission window member comprising a soft light transmission layer having a micro rubber A hardness of 60 degrees or less and a hard light transmission layer having a micro rubber A hardness of 80 degrees or more. Has been laminated, and the soft light-transmitting layer is located in the outermost layer on the polishing surface side (Patent Document 5). It is described that according to the polishing pad, there are few scratches on the surface of the substrate, and an effect that the polishing state can be measured optically during polishing can be obtained.

さらに、研磨層と研磨層を貫通する開口中の窓とシールとを含む研磨パッドであって、前記シールが流体不浸透性層であり、前記流体不浸透性層が研磨層と窓及び開口との間に延び、途切れておらず、研磨流体の漏れに対して連続した遮断層であることを特徴とする研磨パッドが開示されている(特許文献6)。該研磨パッドによると、研磨流体の漏れを防ぎ、それにより窓を通過する光ビームに対して光学干渉の発生を防ぐことができるという効果が得られると記載されている。   Further, a polishing pad comprising a polishing layer, a window in an opening passing through the polishing layer, and a seal, wherein the seal is a fluid impermeable layer, and the fluid impermeable layer includes a polishing layer, a window, and an opening. A polishing pad is disclosed that is a barrier layer that extends between and is not interrupted and is continuous against leakage of polishing fluid (Patent Document 6). According to this polishing pad, it is described that the effect of preventing the leakage of the polishing fluid and thereby preventing the occurrence of optical interference with the light beam passing through the window is obtained.

しかし、上記特許文献3〜5に記載の研磨パッドは、いずれも窓の最表層に軟質材料を使用しているため、研磨の際にかかる応力により最表層は容易に変形し、また光学的に大きく歪む。そのため、たとえ最表層の下に硬質層を設けても最表層の変形を十分に抑制することができず、研磨の光学終点検知精度が低下する恐れがある。また、材料の異なる2以上の層により窓を形成しているため、各層の屈折率の違いにより反射光の検出精度が低下する恐れがある。   However, since all of the polishing pads described in Patent Documents 3 to 5 use a soft material for the outermost layer of the window, the outermost layer easily deforms due to stress applied during polishing, and optically. Distorted greatly. For this reason, even if a hard layer is provided below the outermost layer, deformation of the outermost layer cannot be sufficiently suppressed, and there is a possibility that the optical end point detection accuracy of polishing may be lowered. In addition, since the window is formed by two or more layers of different materials, there is a possibility that the detection accuracy of the reflected light is lowered due to the difference in the refractive index of each layer.

また、特許文献6に記載のポリエチレンテレフタレート等により形成される流体不浸透性層では、研磨の際に窓にかかる応力を均一に分散させることができない。その結果、研磨中に窓表面に削れ斑が生じ、光学終点検知精度が低下する恐れがある。また、光ビームの透過部分が材料の異なる2以上の層により形成しているため、各層の屈折率の違いにより反射光の検出精度が低下する恐れがある。   Moreover, in the fluid impermeable layer formed by the polyethylene terephthalate etc. of patent document 6, the stress concerning a window cannot be disperse | distributed uniformly in the case of grinding | polishing. As a result, the surface of the window is shaved during polishing, and the optical end point detection accuracy may be reduced. Further, since the light beam transmission part is formed of two or more layers made of different materials, there is a risk that the detection accuracy of the reflected light is lowered due to the difference in the refractive index of each layer.

特開平9−7985号公報Japanese Patent Laid-Open No. 9-7985 特開平9−36072号公報Japanese Patent Laid-Open No. 9-36072 特許第3374814号明細書Japanese Patent No. 3374814 特開2003−285258号公報JP 2003-285258 A 特開2003−285259号公報JP 2003-285259 A 特表2003−510826号公報Japanese translation of PCT publication No. 2003-510826

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、窓(光透過領域)表面に傷や削れ斑が生じにくく、研磨を行っている状態で高精度の光学終点検知が可能な研磨パッド、及び該研磨パッドを用いた半導体デバイスの製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in order to solve the above-described problem, and is capable of highly accurate optical end point detection in a state where polishing is not easily caused on the surface of the window (light transmission region), and scratches and shavings are hardly generated. It is an object of the present invention to provide a pad and a method for manufacturing a semiconductor device using the polishing pad.

本発明者は、上述のような現状に鑑み鋭意研究を重ねた結果、下記構造の研磨パッドにより上記課題を解決できることを見出した。   As a result of intensive studies in view of the above situation, the present inventor has found that the above problems can be solved by a polishing pad having the following structure.

即ち、本発明は、研磨領域および光透過領域を有する研磨層と、光透過領域よりも小さい開口部Bを有するクッション層とが、光透過領域と開口部Bが重なるように積層されており、かつ前記光透過領域と前記クッション層との間に、クッション層より圧縮回復率の小さい低圧縮回復部が設けられている研磨パッド、に関する。   That is, in the present invention, a polishing layer having a polishing region and a light transmission region, and a cushion layer having an opening B smaller than the light transmission region are laminated so that the light transmission region and the opening B overlap. In addition, the present invention relates to a polishing pad in which a low compression recovery portion having a compression recovery rate smaller than that of a cushion layer is provided between the light transmission region and the cushion layer.

本発明のように、低圧縮回復部を設けることにより光透過領域の表面に傷や削れ斑が生じにくくなる理由は明らかではないが、以下のような理由が考えられる。通常、光透過領域は研磨層の一部に嵌め込まれ、接着剤によってクッション層上に貼り合わされている。このように、光透過領域は研磨領域やクッション層に密着固定されているため、ウエハ研磨時及びドレッシング時に光透過領域にかかる力を均一に分散することができない。そのため、光透過領域に歪や変形が生じ、突出した光透過領域の表面部分に傷や削れ斑が生じると考えられる。   As in the present invention, the reason why it becomes difficult to cause scratches and shavings on the surface of the light transmission region by providing the low compression recovery portion is not clear, but the following reasons are conceivable. Usually, the light transmission region is fitted into a part of the polishing layer and bonded onto the cushion layer with an adhesive. As described above, since the light transmission region is tightly fixed to the polishing region and the cushion layer, the force applied to the light transmission region during wafer polishing and dressing cannot be uniformly dispersed. For this reason, it is considered that distortion or deformation occurs in the light transmission region, and scratches or shavings occur on the surface portion of the protruding light transmission region.

一方、本発明の研磨パッドは、光透過領域とクッション層との間にクッション層より圧縮回復率の小さい低圧縮回復部が設けられており、この低圧縮回復部が光透過領域にかかる力を均一に分散することができるため、光透過領域の歪や変形を抑制することができる。その結果、光透過領域が部分的に突出することがなく、傷や削れ斑の発生を抑制できると考えられる。低圧縮回復部の圧縮回復率がクッション層の圧縮回復率と同じ又は大きい場合には、光透過領域が周囲の部材に固定された状態になるため、ウエハ研磨時及びドレッシング時に光透過領域にかかる力を均一に分散することができない。その結果、光透過領域が部分的に突出し、傷や削れ斑が発生する。   On the other hand, in the polishing pad of the present invention, a low compression recovery portion having a compression recovery rate smaller than that of the cushion layer is provided between the light transmission region and the cushion layer, and the low compression recovery portion applies a force applied to the light transmission region. Since it can disperse | distribute uniformly, the distortion and deformation | transformation of a light transmissive area | region can be suppressed. As a result, it is considered that the light transmission region does not partially protrude and the generation of scratches and shavings can be suppressed. When the compression recovery rate of the low compression recovery part is the same as or larger than the compression recovery rate of the cushion layer, the light transmission region is fixed to the surrounding members, so that it is applied to the light transmission region during wafer polishing and dressing. The force cannot be evenly distributed. As a result, the light transmission region partially protrudes, and scratches and shavings occur.

なお、クッション層及び低圧縮回復部の圧縮回復率は下記式により算出される。
圧縮回復率(%)={(T3―T2)/(T1―T2)}×100
T1:部材に無負荷状態から30kPa(300g/cm)の応力の負荷を60秒間保持した時の部材の厚み。
T2:T1の状態から180kPa(1800g/cm)の応力の負荷を60秒間保持した時の部材の厚み。
T3:T2の状態から無負荷状態で60秒間保持し、その後、30kPa(300g/cm)の応力の負荷を60秒間保持した時の部材の厚み。
The compression recovery rate of the cushion layer and the low compression recovery part is calculated by the following formula.
Compression recovery rate (%) = {(T3-T2) / (T1-T2)} × 100
T1: Thickness of the member when a stress load of 30 kPa (300 g / cm 2 ) is maintained for 60 seconds from an unloaded state on the member.
T2: The thickness of the member when a stress load of 180 kPa (1800 g / cm 2 ) is maintained for 60 seconds from the state of T1.
T3: The thickness of the member when it is held for 60 seconds in a no-load state from the state of T2, and then a load of 30 kPa (300 g / cm 2 ) stress is held for 60 seconds.

低圧縮回復部は、本発明の作用効果を発現すればその形状は特に制限されず、例えば、光透過領域の周囲全体に設けられていてもよく、周囲に部分的に設けられていてもよい。光透過領域にかかる力を均一に分散する観点から、前記低圧縮回復部は、連続した環状形状であることが好ましい。   The shape of the low compression recovery portion is not particularly limited as long as the effects of the present invention are exhibited. For example, the low compression recovery portion may be provided in the entire periphery of the light transmission region, or may be provided partially in the periphery. . From the viewpoint of uniformly dispersing the force applied to the light transmission region, the low compression recovery portion preferably has a continuous annular shape.

また、低圧縮回復部の圧縮回復率は、70%以下であることが好ましく、より好ましくは20〜65%である。低圧縮回復部の圧縮回復率が70%を超える場合には光透過領域が部分的に突出し、その表面に傷や削れ斑が生じやすくなる。   Moreover, it is preferable that the compression recovery rate of a low compression recovery part is 70% or less, More preferably, it is 20 to 65%. When the compression recovery rate of the low compression recovery portion exceeds 70%, the light transmission region partially protrudes, and scratches and shavings are likely to occur on the surface.

また、低圧縮回復部は、アスカーC硬度が20〜60度であることが好ましく、より好ましくは30〜60度である。アスカーC硬度が20度未満の場合には、低圧縮回復部上に光透過領域を設ける際に応力が十分に掛かりにくく、低圧縮回復部と光透過領域との接着不良が生じやすくなる。一方、アスカーC硬度が60度を超える場合には、光透過領域が部分的に突出し、その表面に傷や削れ斑が生じやすくなる。   Further, the low compression recovery portion preferably has an Asker C hardness of 20 to 60 degrees, more preferably 30 to 60 degrees. When the Asker C hardness is less than 20 degrees, stress is not sufficiently applied when the light transmission region is provided on the low compression recovery portion, and adhesion failure between the low compression recovery portion and the light transmission region is likely to occur. On the other hand, when the Asker C hardness exceeds 60 degrees, the light transmission region partially protrudes, and scratches and shavings are likely to occur on the surface.

また、前記低圧縮回復部は、ゴム、熱可塑性エラストマー、及び反応硬化性樹脂からなる群より選択される少なくとも1種の樹脂を含有する樹脂組成物からなることが好ましい。前記材料を用いることにより、低圧縮回復部を容易に形成することができ、さらに研磨領域やクッション層との接触部分をシールすることができるためスラリー漏れも効果的に防止することができる。   Moreover, it is preferable that the said low compression recovery part consists of a resin composition containing at least 1 sort (s) of resin selected from the group which consists of rubber | gum, a thermoplastic elastomer, and reaction curable resin. By using the material, it is possible to easily form a low compression recovery portion and to seal the contact portion with the polishing region and the cushion layer, so that slurry leakage can be effectively prevented.

本発明において、前記光透過領域の形成材料は無発泡体であることが好ましい。無発泡体であれば光の散乱を抑制することができるため、正確な反射率を検出することができ、研磨の光学終点の検出精度を高めることができる。   In the present invention, the material for forming the light transmission region is preferably a non-foamed material. If it is a non-foamed material, light scattering can be suppressed, so that an accurate reflectance can be detected and the detection accuracy of the polishing optical end point can be increased.

光透過領域のアスカーD硬度は、30〜75度であることが好ましい。該硬度の光透過領域を用いることにより、ウエハ表面のスクラッチの発生を抑制できる。また、光透過領域表面の傷の発生も抑制することができ、それにより高精度の光学終点検知を安定的に行うことが可能になる。光透過領域のアスカーD硬度は40〜60度であることが好ましい。アスカーD硬度が30度未満の場合には、光透過領域表面にスラリー中の砥粒が刺さりやすくなり、刺さった砥粒によってシリコーンウエハにスクラッチが発生しやすくなる。一方、アスカーD硬度が75度を超える場合には、光透過領域が硬すぎるためにシリコーンウエハにスクラッチが発生しやすくなる。また、光透過領域表面に傷がつきやすくなるために透明性が低下し、研磨の光学終点検知精度が低下する傾向にある。   The Asker D hardness of the light transmission region is preferably 30 to 75 degrees. By using the light transmission region having the hardness, the generation of scratches on the wafer surface can be suppressed. In addition, it is possible to suppress the occurrence of scratches on the surface of the light transmission region, thereby enabling highly accurate optical end point detection to be performed stably. The Asker D hardness of the light transmission region is preferably 40 to 60 degrees. When Asker D hardness is less than 30 degrees, the abrasive grains in the slurry are likely to pierce the surface of the light transmitting region, and scratches are easily generated on the silicone wafer by the pierced abrasive grains. On the other hand, when the Asker D hardness exceeds 75 degrees, the light transmission region is too hard, and the silicon wafer is likely to be scratched. Further, since the surface of the light transmission region is easily scratched, the transparency is lowered and the optical end point detection accuracy of polishing tends to be lowered.

また、前記光透過領域の研磨側表面に研磨液を保持・更新する凹凸構造を有しないことが好ましい。光透過領域の研磨側表面にマクロな表面凹凸があると、凹部に砥粒等の添加剤を含有したスラリーが溜まり、光の散乱・吸収が起こり、検出精度に影響を及ぼす傾向にある。さらに、光透過領域の他面側表面もマクロな表面凹凸を有しないことが好ましい。マクロな表面凹凸があると、光の散乱が起こりやすく、検出精度に影響を及ぼすおそれがあるからである。   Further, it is preferable that the polishing surface of the light transmission region does not have a concavo-convex structure for holding and updating the polishing liquid. If there are macro surface irregularities on the polishing side surface of the light transmission region, slurry containing additives such as abrasive grains accumulates in the concave portions, and light scattering / absorption occurs, which tends to affect detection accuracy. Further, it is preferable that the other surface side surface of the light transmission region does not have macro surface unevenness. This is because if there are macro surface irregularities, light scattering is likely to occur, which may affect detection accuracy.

本発明においては、前記研磨領域の形成材料が、微細発泡体であることが好ましい。また、前記研磨領域の研磨側表面に溝が設けられていることが好ましい。   In the present invention, the forming material of the polishing region is preferably a fine foam. Moreover, it is preferable that the groove | channel is provided in the grinding | polishing side surface of the said grinding | polishing area | region.

前記微細発泡体の平均気泡径は、70μm以下であることが好ましく、さらに好ましくは50μm以下である。平均気泡径が70μm以下であれば、プラナリティ(平坦性)が良好となる。   The average cell diameter of the fine foam is preferably 70 μm or less, more preferably 50 μm or less. If the average bubble diameter is 70 μm or less, planarity (flatness) is good.

また、前記微細発泡体の比重は、0.5〜1.0であることが好ましく、さらに好ましくは0.7〜0.9である。比重が0.5未満の場合、研磨領域の表面の強度が低下し、被研磨対象物のプラナリティが低下し、また、1.0より大きい場合は、研磨領域の表面の微細気泡の数が少なくなり、プラナリティは良好であるが、研磨速度が小さくなる傾向にある。   Moreover, it is preferable that the specific gravity of the said fine foam is 0.5-1.0, More preferably, it is 0.7-0.9. When the specific gravity is less than 0.5, the strength of the surface of the polishing region decreases, and the planarity of the object to be polished decreases. When it exceeds 1.0, the number of fine bubbles on the surface of the polishing region decreases. Therefore, the planarity is good, but the polishing rate tends to be small.

また、前記微細発泡体の硬度は、アスカーD硬度で45〜85度であることが好ましく、さらに好ましくは45〜65度である。アスカーD硬度が45度未満の場合には、被研磨対象物のプラナリティが低下し、85度より大きい場合には、プラナリティは良好であるが、被研磨対象物のユニフォーミティ(均一性)が低下する傾向にある。   Moreover, it is preferable that the hardness of the said fine foam is 45 to 85 degree | times by Asker D hardness, More preferably, it is 45 to 65 degree | times. When the Asker D hardness is less than 45 degrees, the planarity of the object to be polished is reduced. When the Asker D hardness is greater than 85 degrees, the planarity is good, but the uniformity of the object to be polished is decreased. Tend to.

また、前記微細発泡体の圧縮率は、0.5〜5.0%であることが好ましく、さらに好ましくは0.5〜3.0%である。圧縮率が前記範囲内にあれば十分にプラナリティとユニフォーミティを両立させることが可能となる。なお、圧縮率は下記式により算出される値である。   Moreover, it is preferable that the compression rate of the said fine foam is 0.5 to 5.0%, More preferably, it is 0.5 to 3.0%. If the compression ratio is within the above range, both planarity and uniformity can be sufficiently achieved. The compression rate is a value calculated by the following formula.

圧縮率(%)={(T1―T2)/T1}×100
T1:微細発泡体に無負荷状態から30kPa(300g/cm)の応力の負荷を60秒間保持した時の微細発泡体の厚み。
T2:T1の状態から180kPa(1800g/cm)の応力の負荷を60秒間保持した時の微細発泡体の厚み。
Compression rate (%) = {(T1-T2) / T1} × 100
T1: Thickness of the fine foam when a stress load of 30 kPa (300 g / cm 2 ) is maintained for 60 seconds from an unloaded state on the fine foam.
T2: The thickness of the fine foam when a stress load of 180 kPa (1800 g / cm 2 ) is maintained for 60 seconds from the state of T1.

また、前記微細発泡体の圧縮回復率は、50〜100%であることが好ましく、さらに好ましくは60〜100%である。50%未満の場合には、研磨中に繰り返しの荷重が研磨領域にかかるにつれて、研磨領域の厚みに大きな変化が現れ、研磨特性の安定性が低下する傾向にある。なお、圧縮回復率は下記式により算出される値である。   Moreover, it is preferable that the compression recovery rate of the said fine foam is 50 to 100%, More preferably, it is 60 to 100%. When it is less than 50%, as the repeated load is applied to the polishing region during polishing, a large change appears in the thickness of the polishing region, and the stability of the polishing characteristics tends to decrease. The compression recovery rate is a value calculated by the following formula.

圧縮回復率(%)={(T3―T2)/(T1―T2)}×100
T1:微細発泡体に無負荷状態から30kPa(300g/cm)の応力の負荷を60秒間保持した時の微細発泡体の厚み。
T2:T1の状態から180kPa(1800g/cm)の応力の負荷を60秒間保持した時の微細発泡体の厚み。
T3:T2の状態から無負荷状態で60秒間保持し、その後、30kPa(300g/cm)の応力の負荷を60秒間保持した時の微細発泡体の厚み。
Compression recovery rate (%) = {(T3-T2) / (T1-T2)} × 100
T1: Thickness of the fine foam when a stress load of 30 kPa (300 g / cm 2 ) is maintained for 60 seconds from an unloaded state on the fine foam.
T2: The thickness of the fine foam when a stress load of 180 kPa (1800 g / cm 2 ) is maintained for 60 seconds from the state of T1.
T3: The thickness of the fine foam when held for 60 seconds in a no-load state from the state of T2, and then holding a stress load of 30 kPa (300 g / cm 2 ) for 60 seconds.

また、前記微細発泡体の40℃、1Hzにおける貯蔵弾性率が、200MPa以上であることが好ましく、さらに好ましくは250MPa以上である。貯蔵弾性率が200MPa未満の場合には、研磨領域の表面の強度が低下し、被研磨対象物のプラナリティが低下する傾向にある。なお、貯蔵弾性率とは、微細発泡体に動的粘弾性測定装置で引っ張り試験用治具を用い、正弦波振動を加え測定した弾性率をいう。   Moreover, it is preferable that the storage elastic modulus in 40 degreeC and 1 Hz of the said fine foam is 200 Mpa or more, More preferably, it is 250 Mpa or more. When the storage elastic modulus is less than 200 MPa, the strength of the surface of the polishing region decreases, and the planarity of the object to be polished tends to decrease. The storage elastic modulus is an elastic modulus measured by applying a sinusoidal vibration to a fine foam using a dynamic viscoelasticity measuring device and using a tensile test jig.

また本発明は、研磨領域に光透過領域を設けるための開口部Aを形成する工程、前記研磨領域とクッション層とを積層する工程、開口部A内のクッション層上に低圧縮回復層を設ける工程、開口部A内の低圧縮回復層及びクッション層の一部を除去して、開口部Aより小さい開口部B及び低圧縮回復部を形成する工程、及び開口部A内の低圧縮回復部上に光透過領域を設ける工程を研磨パッドの製造方法、に関する。   The present invention also includes a step of forming an opening A for providing a light transmission region in the polishing region, a step of laminating the polishing region and the cushion layer, and a low compression recovery layer on the cushion layer in the opening A. A step of removing a part of the low compression recovery layer and the cushion layer in the opening A to form an opening B and a low compression recovery portion smaller than the opening A, and a low compression recovery portion in the opening A The step of providing a light transmission region on the substrate relates to a method for manufacturing a polishing pad.

さらに本発明は、前記研磨パッドを用いて半導体ウエハの表面を研磨する工程を含む半導体デバイスの製造方法、に関する。   Furthermore, the present invention relates to a semiconductor device manufacturing method including a step of polishing a surface of a semiconductor wafer using the polishing pad.

本発明の研磨パッドは、少なくとも研磨領域、光透過領域、クッション層、及び低圧縮回復部を有する。   The polishing pad of the present invention has at least a polishing region, a light transmission region, a cushion layer, and a low compression recovery portion.

光透過領域の形成材料は特に制限されないが、波長400〜700nmの全領域における光透過率が50%以上である材料を用いることが好ましい。そのような材料としては、例えば、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ハロゲン系樹脂(ポリ塩化ビニル、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデンなど)、ポリスチレン、オレフィン系樹脂(ポリエチレン、ポリプロピレンなど)、及びエポキシ樹脂などが挙げられる。これらは単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。なお、研磨領域に用いられる形成材料や研磨領域の物性に類似する材料を用いることが好ましい。特に、研磨中のドレッシング痕による光透過領域の光散乱を抑制できる耐摩耗性の高いポリウレタン樹脂が望ましい。   The material for forming the light transmission region is not particularly limited, but it is preferable to use a material having a light transmittance of 50% or more in the entire region having a wavelength of 400 to 700 nm. Examples of such materials include polyurethane resins, polyester resins, polyamide resins, acrylic resins, polycarbonate resins, halogen resins (polyvinyl chloride, polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, etc.), polystyrene, olefin resins (polyethylene). And polypropylene), and epoxy resins. These may be used alone or in combination of two or more. It is preferable to use a material similar to the forming material used for the polishing region and the physical properties of the polishing region. In particular, a highly abrasion-resistant polyurethane resin that can suppress light scattering in the light transmission region due to dressing marks during polishing is desirable.

前記ポリウレタン樹脂は、有機イソシアネート、ポリオール(高分子量ポリオールや低分子量ポリオール)、及び鎖延長剤等からなるものである。   The polyurethane resin is composed of organic isocyanate, polyol (high molecular weight polyol or low molecular weight polyol), chain extender and the like.

有機イソシアネートとしては、2,4−トルエンジイソシアネート、2,6−トルエンジイソシアネート、2,2’−ジフェニルメタンジイソシアネート、2,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、1,5−ナフタレンジイソシアネート、p−フェニレンジイソシアネート、m−フェニレンジイソシアネート、p−キシリレンジイソシアネート、m−キシリ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、1,4−シクロヘキサンジイソシアネート、4,4’−ジシクロへキシルメタンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート等が挙げられる。これらは単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。   Examples of the organic isocyanate include 2,4-toluene diisocyanate, 2,6-toluene diisocyanate, 2,2′-diphenylmethane diisocyanate, 2,4′-diphenylmethane diisocyanate, 4,4′-diphenylmethane diisocyanate, 1,5-naphthalene diisocyanate, Examples include p-phenylene diisocyanate, m-phenylene diisocyanate, p-xylylene diisocyanate, m-xylylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, 1,4-cyclohexane diisocyanate, 4,4′-dicyclohexylmethane diisocyanate, isophorone diisocyanate, and the like. . These may be used alone or in combination of two or more.

有機イソシアネートとしては、上記ジイソシアネート化合物の他に、3官能以上の多官能ポリイソシアネート化合物も使用可能である。多官能のイソシアネート化合物としては、デスモジュール−N(バイエル社製)や商品名デュラネート(旭化成工業社製)として一連のジイソシアネートアダクト体化合物が市販されている。これら3官能以上のポリイソシアネート化合物は、単独で使用するとプレポリマー合成に際して、ゲル化しやすいため、ジイソシアネート化合物に添加して使用することが好ましい。   As the organic isocyanate, in addition to the diisocyanate compound, a trifunctional or higher polyfunctional polyisocyanate compound can also be used. As a polyfunctional isocyanate compound, a series of diisocyanate adduct compounds are commercially available as Desmodur-N (manufactured by Bayer) or trade name Duranate (manufactured by Asahi Kasei Kogyo Co., Ltd.). These trifunctional or higher functional polyisocyanate compounds are preferably used by adding to the diisocyanate compound because they are easily gelled during prepolymer synthesis when used alone.

高分子量ポリオールとしては、ポリテトラメチレンエ−テルグリコ−ルに代表されるポリエ−テルポリオール、ポリブチレンアジペ−トに代表されるポリエステルポリオ−ル、ポリカプロラクトンポリオ−ル、ポリカプロラクトンのようなポリエステルグリコ−ルとアルキレンカ−ボネ−トとの反応物などで例示されるポリエステルポリカ−ボネ−トポリオ−ル、エチレンカ−ボネ−トを多価アルコ−ルと反応させ、次いで得られた反応混合物を有機ジカルボン酸と反応させたポリエステルポリカ−ボネ−トポリオ−ル、及びポリヒドキシル化合物とアリ−ルカ−ボネ−トとのエステル交換反応により得られるポリカ−ボネ−トポリオ−ルなどが挙げられる。これらは単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。   Examples of the high molecular weight polyol include polyester polyols represented by polytetramethylene ether glycol, polyester polyols represented by polybutylene adipate, polycaprolactone polyol, and polycaprolactone. A polyester polycarbonate polyol or an ethylene carbonate exemplified by a reaction product of glycol and alkylene carbonate is reacted with a polyhydric alcohol, and then the resulting reaction mixture is reacted. Examples thereof include polyester polycarbonate polyol reacted with an organic dicarboxylic acid, and polycarbonate polycarbonate obtained by transesterification of a polyhydroxyl compound with aryl carbonate. These may be used alone or in combination of two or more.

また、ポリオールとして上述した高分子量ポリオールの他に、エチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,4−ビス(2−ヒドロキシエトキシ)ベンゼン等の低分子量ポリオールを併用してもよい。   In addition to the high molecular weight polyols described above as polyols, ethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-propylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, neopentyl glycol, 1, Low molecular weight polyols such as 4-cyclohexanedimethanol, 3-methyl-1,5-pentanediol, diethylene glycol, triethylene glycol, and 1,4-bis (2-hydroxyethoxy) benzene may be used in combination.

鎖延長剤としては、エチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,4−ビス(2−ヒドロキシエトキシ)ベンゼン等の低分子量ポリオール類、あるいは2,4−トルエンジアミン、2,6−トルエンジアミン、3 ,5 −ジエチル−2 ,4 −トルエンジアミン、4,4’−ジ−sec−ブチルージアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、3,3’−ジクロロ−4,4’−ジアミノジフェニルメタン、2,2’,3,3’−テトラクロロ−4,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノ−3,3’−ジエチル−5,5’−ジメチルジフェニルメタン、3,3’−ジエチル−4,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−メチレン−ビスーメチルアンスラニレート、4,4’−メチレン−ビスーアンスラニリックアシッド、4,4’−ジアミノジフェニルスルフォン、N,N’−ジ−sec−ブチル−p−フェニレンジアミン、4,4’−メチレン−ビス(3−クロロ−2,6−ジエチルアミン)、3,3’−ジクロロ−4,4’−ジアミノ−5,5’−ジエチルジフェニルメタン、1,2−ビス(2−アミノフェニルチオ)エタン、トリメチレングリコールージ−p−アミノベンゾエート、3,5−ビス(メチルチオ)−2,4−トルエンジアミン等に例示されるポリアミン類を挙げることができる。これらは1種で用いても、2種以上を混合しても差し支えない。   Chain extenders include ethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-propylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, neopentyl glycol, 1,4-cyclohexanedimethanol, 3 -Low molecular weight polyols such as methyl-1,5-pentanediol, diethylene glycol, triethylene glycol, 1,4-bis (2-hydroxyethoxy) benzene, or 2,4-toluenediamine, 2,6-toluenediamine, 3,5-diethyl-2,4-toluenediamine, 4,4′-di-sec-butyl-diaminodiphenylmethane, 4,4′-diaminodiphenylmethane, 3,3′-dichloro-4,4′-diaminodiphenylmethane, 2,2 ′, 3,3′-tetrachloro-4,4′-diamino Phenylmethane, 4,4'-diamino-3,3'-diethyl-5,5'-dimethyldiphenylmethane, 3,3'-diethyl-4,4'-diaminodiphenylmethane, 4,4'-methylene-bis-methylanthra Nilate, 4,4′-methylene-bis-anthranilic acid, 4,4′-diaminodiphenylsulfone, N, N′-di-sec-butyl-p-phenylenediamine, 4,4′-methylene-bis ( 3-chloro-2,6-diethylamine), 3,3′-dichloro-4,4′-diamino-5,5′-diethyldiphenylmethane, 1,2-bis (2-aminophenylthio) ethane, trimethyleneglycol Polyamines exemplified by luge-p-aminobenzoate, 3,5-bis (methylthio) -2,4-toluenediamine and the like Can. These may be used alone or in combination of two or more.

前記ポリウレタン樹脂における有機イソシアネート、ポリオール、及び鎖延長剤の比は、各々の分子量やこれらから製造される光透過領域の所望物性などにより適宜変更できる。光透過領域のアスカーD硬度を30〜75度に調整するためには、ポリオールと鎖延長剤の合計官能基(水酸基+アミノ基)数に対する有機イソシアネートのイソシアネート基数が0.9〜1.2であることが好ましく、さらに好ましくは0.95〜1.05である。   The ratio of the organic isocyanate, polyol, and chain extender in the polyurethane resin can be appropriately changed depending on the molecular weight of each and the desired physical properties of the light transmission region produced from these. In order to adjust the Asker D hardness of the light transmission region to 30 to 75 degrees, the number of isocyanate groups of the organic isocyanate relative to the total number of functional groups (hydroxyl group + amino group) of the polyol and the chain extender is 0.9 to 1.2. It is preferable that it is 0.95 to 1.05.

光透過領域のアスカーD硬度を30〜75度程度に調整するために、可塑剤を添加してもよい。可塑剤は、公知のものを特に制限なく使用可能である。例えば、フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル、フタル酸ジブチル、フタル酸ジ(2−エチルヘキシル)、フタル酸ジノニル、及びフタル酸ジラウリルなどのフタル酸ジエステル、アジピン酸ジオクチル、アジピン酸ジ(2−エチルヘキシル)、アジピン酸ジイソノニル、セバシン酸ジブチル、セバシン酸ジオクチル、及びセバシン酸ジ(2−エチルヘキシル)などの脂肪族二塩基酸エステル、リン酸トリクレジル、リン酸トリ(2−エチルヘキシル)、及びリン酸トリ(2−クロロプロピル)などのリン酸トリエステル、ポリエチレングリコールエステル、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、及びジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテートなどのグリコールエステル、エポキシ化大豆油、及びエポキシ脂肪酸エステルなどのエポキシ化合物などが挙げられる。これらの中で、ポリウレタン樹脂及び研磨スラリーとの相溶性の観点から、活性水素を含まないグリコールエステル系可塑剤を用いることが好ましい。   In order to adjust the Asker D hardness of the light transmission region to about 30 to 75 degrees, a plasticizer may be added. A known plasticizer can be used without particular limitation. For example, phthalic acid diesters such as dimethyl phthalate, diethyl phthalate, dibutyl phthalate, di (2-ethylhexyl) phthalate, dinonyl phthalate, and dilauryl phthalate, dioctyl adipate, di (2-ethylhexyl) adipate, Aliphatic dibasic esters such as diisononyl adipate, dibutyl sebacate, dioctyl sebacate, and di (2-ethylhexyl) sebacate, tricresyl phosphate, tri (2-ethylhexyl) phosphate, and tri (2-ethylhexyl) phosphate Glycol esters such as chloropropyl), polyethylene glycol esters, ethylene glycol monobutyl ether acetate, and diethylene glycol monobutyl ether acetate, epoxidized soybean oil, and epoxy fatty acid ester And epoxy compounds such as ether and the like. In these, it is preferable to use the glycol ester type plasticizer which does not contain active hydrogen from a compatible viewpoint with a polyurethane resin and polishing slurry.

前記可塑剤は、ポリウレタン樹脂中に4〜40重量%の範囲内になるように添加することが好ましい。上記特定量の可塑剤を添加することにより、光透過領域のアスカーD硬度を上記範囲内に容易に調整することが可能である。可塑剤の添加量は、ポリウレタン樹脂中に7〜25重量%であることがより好ましい。   The plasticizer is preferably added to the polyurethane resin so as to be in the range of 4 to 40% by weight. By adding the specific amount of the plasticizer, it is possible to easily adjust the Asker D hardness of the light transmission region within the above range. The addition amount of the plasticizer is more preferably 7 to 25% by weight in the polyurethane resin.

前記ポリウレタン樹脂は、溶融法、溶液法など公知のウレタン化技術を応用して製造することができるが、コスト、作業環境などを考慮した場合、溶融法で製造することが好ましい。   The polyurethane resin can be manufactured by applying a known urethanization technique such as a melting method or a solution method, but it is preferable to manufacture the polyurethane resin by a melting method in consideration of cost, working environment, and the like.

前記ポリウレタン樹脂の重合手順としては、プレポリマー法、ワンショット法のどちらでも可能であるが、研磨時のポリウレタン樹脂の安定性及び透明性の観点から、事前に有機イソシアネートとポリオールからイソシアネート末端プレポリマーを合成しておき、これに鎖延長剤を反応させるプレポリマー法が好ましい。プレポリマー法の場合、ポリウレタン樹脂中に均一に分散させるため、可塑剤はイソシアネート末端プレポリマーに添加しておくことが好ましい。また、前記プレポリマーのNCO重量%は2〜8重量%程度であることが好ましく、さらに好ましくは3〜7重量%程度である。NCO重量%が2重量%未満の場合には、反応硬化に時間がかかりすぎて生産性が低下する傾向にあり、一方NCO重量%が8重量%を超える場合には、反応速度が速くなり過ぎて空気の巻き込み等が発生し、ポリウレタン樹脂の透明性や光透過率等の物理特性が悪くなる傾向にある。   As the polymerization procedure of the polyurethane resin, either a prepolymer method or a one-shot method is possible. From the viewpoint of stability and transparency of the polyurethane resin during polishing, an isocyanate-terminated prepolymer from an organic isocyanate and a polyol in advance. Is preferably synthesized, and a prepolymer method in which a chain extender is reacted with this is preferred. In the case of the prepolymer method, the plasticizer is preferably added to the isocyanate-terminated prepolymer in order to uniformly disperse it in the polyurethane resin. Moreover, it is preferable that the NCO weight% of the said prepolymer is about 2 to 8 weight%, More preferably, it is about 3 to 7 weight%. If the NCO wt% is less than 2 wt%, the reaction curing tends to take too much time and the productivity tends to decrease. On the other hand, if the NCO wt% exceeds 8 wt%, the reaction rate becomes too fast. As a result, air entrainment or the like occurs, and physical properties such as transparency and light transmittance of the polyurethane resin tend to deteriorate.

光透過領域の作製方法は特に制限されず、公知の方法により作製できる。例えば、前記方法により製造したポリウレタン樹脂のブロックをバンドソー方式やカンナ方式のスライサーを用いて所定厚みにする方法や所定厚みのキャビティーを持った金型に樹脂を流し込み硬化させる方法や、コーティング技術やシート成形技術を用いた方法などが用いられる。   The method for producing the light transmission region is not particularly limited, and can be produced by a known method. For example, a polyurethane resin block produced by the above method can be made to have a predetermined thickness using a band saw type or canna type slicer, a method of pouring the resin into a mold having a cavity of a predetermined thickness, a coating technique, A method using a sheet forming technique is used.

光透過領域の形状、大きさは特に制限されるものではないが、研磨領域の開口部Aと同様の形状、大きさにすることが好ましい。   The shape and size of the light transmission region are not particularly limited, but it is preferable to have the same shape and size as the opening A of the polishing region.

光透過領域の厚さは特に制限されるものではないが、研磨領域の厚みの1/5〜4/5であることが好ましい。1/5未満の場合には光透過領域の剛性が不十分になり、研磨の際にかかる力により光透過領域が変形しやすくなる。そのため、光学的に大きく歪むため研磨の光学終点検知精度が低下したり、突き出た部分によりウエハを傷つける恐れがある。一方、4/5を超える場合には相対的に低圧縮回復部の厚さが薄くなるため、光透過領域にかかる力を均一に分散することが困難になり、光透過領域の歪や変形を抑制し難くなる傾向にある。   The thickness of the light transmission region is not particularly limited, but is preferably 1/5 to 4/5 of the thickness of the polishing region. When it is less than 1/5, the rigidity of the light transmission region becomes insufficient, and the light transmission region is easily deformed by the force applied during polishing. For this reason, the optical end point detection accuracy of polishing may be lowered due to optical distortion, or the wafer may be damaged by the protruding portion. On the other hand, when the ratio exceeds 4/5, the thickness of the relatively low compression recovery portion becomes thin, so that it becomes difficult to uniformly disperse the force applied to the light transmission region. It tends to be difficult to suppress.

また、光透過領域の表面高さは、研磨領域の表面高さと同等又はより低いことが好ましい。研磨領域より表面高さが高い場合には、研磨中に突き出た部分によりシリコーンウエハを傷つける恐れがある。また、研磨の際にかかる応力により光透過領域が変形し、光学的に大きく歪むため研磨の光学終点検知精度が低下する恐れがある。   Further, the surface height of the light transmission region is preferably equal to or lower than the surface height of the polishing region. If the surface height is higher than the polishing area, the silicon wafer may be damaged by the protruding portion during polishing. Further, the light transmission region is deformed by the stress applied during polishing, and is greatly distorted optically, so that there is a possibility that the optical end point detection accuracy of polishing is lowered.

また、光透過領域の厚みのバラツキは、100μm以下であることが好ましく、さらに好ましくは50μm以下である。厚みのバラツキが100μmを越える場合には、大きなうねりを持ったものとなり、ウエハに対する接触状態が異なる部分が発生するため研磨特性に影響を及ぼす傾向にある。   Further, the variation in the thickness of the light transmission region is preferably 100 μm or less, and more preferably 50 μm or less. When the thickness variation exceeds 100 μm, it has a large waviness and tends to affect the polishing characteristics because portions with different contact states with the wafer are generated.

厚みのバラツキを抑える方法としては、所定厚みにしたシート表面をバフィングする方法が挙げられる。バフィングは、粒度などが異なる研磨シートを用いて段階的に行うことが好ましい。なお、光透過領域をバフィングする場合には、表面粗さは小さければ小さい程良い。表面粗さが大きい場合には、光透過領域表面で入射光が乱反射するため光透過率が下がり、検出精度が低下する傾向にある。   As a method of suppressing the variation in thickness, a method of buffing a sheet surface having a predetermined thickness can be mentioned. The buffing is preferably performed in stages using polishing sheets having different particle sizes. In addition, when buffing the light transmission region, the smaller the surface roughness, the better. When the surface roughness is large, the incident light is irregularly reflected on the surface of the light transmission region, so that the light transmittance is lowered and the detection accuracy tends to be lowered.

研磨領域の形成材料は、研磨層の材料として通常用いられるものであれば特に制限なく使用できるが、本発明においては微細発泡体を用いることが好ましい。例えば、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ハロゲン系樹脂(ポリ塩化ビニル、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデンなど)、ポリスチレン、オレフィン系樹脂(ポリエチレン、ポリプロピレンなど)、エポキシ樹脂、及び感光性樹脂などが挙げられる。これらは単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。なお、研磨領域の形成材料は、光透過領域と同組成でも異なる組成であってもよい。   The material for forming the polishing region can be used without particular limitation as long as it is normally used as the material for the polishing layer, but in the present invention, it is preferable to use a fine foam. For example, polyurethane resin, polyester resin, polyamide resin, acrylic resin, polycarbonate resin, halogen resin (polyvinyl chloride, polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, etc.), polystyrene, olefin resin (polyethylene, polypropylene, etc.), epoxy resin And photosensitive resin. These may be used alone or in combination of two or more. The material for forming the polishing region may be the same composition as or different from the light transmission region.

ポリウレタン樹脂は耐摩耗性に優れ、原料組成を種々変えることにより所望の物性を有するポリマーを容易に得ることができるため、研磨領域の形成材料として特に好ましい材料である。   Polyurethane resin is particularly preferable as a material for forming a polishing region because it has excellent wear resistance and a polymer having desired physical properties can be easily obtained by variously changing the raw material composition.

前記ポリウレタン樹脂は、有機イソシアネート、ポリオール、鎖延長剤からなるものである。   The polyurethane resin is composed of an organic isocyanate, a polyol, and a chain extender.

使用する有機イソシアネートは特に制限されず、例えば、前記の有機イソシアネートが挙げられる。   The organic isocyanate to be used is not particularly limited, and examples thereof include the organic isocyanates described above.

使用するポリオールは特に制限されず、例えば、前記のポリオールが挙げられる。なお、これらポリオールの数平均分子量は、特に限定されるものではないが、得られるポリウレタンの弾性特性等の観点から500〜2000であることが好ましい。数平均分子量が500未満であると、これを用いたポリウレタンは十分な弾性特性を有さず、脆いポリマーとなる。そのためこのポリウレタンから製造される研磨パッドは硬くなりすぎ、被研磨対象物の研磨面のスクラッチの原因となる。また、摩耗しやすくなるため、パッド寿命の観点からも好ましくない。一方、数平均分子量が2000を超えると、これを用いたポリウレタンは軟らかくなるため、このポリウレタンから製造される研磨パッドは平坦化特性に劣る傾向にある。   The polyol to be used is not particularly limited, and examples thereof include the aforementioned polyols. In addition, the number average molecular weight of these polyols is not particularly limited, but is preferably 500 to 2000 from the viewpoint of the elastic properties of the resulting polyurethane. If the number average molecular weight is less than 500, a polyurethane using the number average molecular weight does not have sufficient elastic properties and becomes a brittle polymer. Therefore, the polishing pad manufactured from this polyurethane becomes too hard and causes scratches on the polishing surface of the object to be polished. Moreover, since it becomes easy to wear, it is not preferable from the viewpoint of the pad life. On the other hand, when the number average molecular weight exceeds 2000, polyurethane using the same becomes soft, so that a polishing pad produced from this polyurethane tends to have poor planarization characteristics.

また、ポリオールとしては、上述した高分子量のポリオールの他に、エチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,4−ビス(2−ヒドロキシエトキシ)ベンゼン等の低分子量ポリオールを併用することもできる。   In addition to the high molecular weight polyols described above, the polyols include ethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-propylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, neopentyl glycol. 1,4-cyclohexanedimethanol, 3-methyl-1,5-pentanediol, diethylene glycol, triethylene glycol, 1,4-bis (2-hydroxyethoxy) benzene and other low molecular weight polyols can be used in combination.

また、ポリオール中の高分子量成分と低分子量成分の比は、これらから製造される研磨領域に要求される特性により決められる。   Further, the ratio of the high molecular weight component to the low molecular weight component in the polyol is determined by the characteristics required for the polishing region produced therefrom.

鎖延長剤としては、4,4’−メチレンビス(o−クロロアニリン)、2,6−ジクロロ−p−フェニレンジアミン、4,4’−メチレンビス(2,3−ジクロロアニリン)等に例示されるポリアミン類、あるいは、上述した低分子量ポリオールを挙げることができる。これらは1種で用いても、2種以上を併用してもよい。   Examples of chain extenders include polyamines exemplified by 4,4′-methylenebis (o-chloroaniline), 2,6-dichloro-p-phenylenediamine, 4,4′-methylenebis (2,3-dichloroaniline) and the like. Or the low molecular weight polyols mentioned above. These may be used alone or in combination of two or more.

前記ポリウレタン樹脂における有機イソシアネート、ポリオール、及び鎖延長剤の比は、各々の分子量やこれらから製造される研磨領域の所望物性などにより種々変え得る。研磨特性に優れる研磨領域を得るためには、ポリオールと鎖延長剤の合計官能基(水酸基+アミノ基)数に対する有機イソシアネートのイソシアネート基数は0.95〜1.15であることが好ましく、さらに好ましくは0.99〜1.10である。   The ratio of the organic isocyanate, polyol, and chain extender in the polyurethane resin can be variously changed depending on the molecular weight of each and the desired physical properties of the polishing region produced therefrom. In order to obtain a polishing region having excellent polishing characteristics, the number of isocyanate groups of the organic isocyanate relative to the total number of functional groups (hydroxyl group + amino group) of the polyol and the chain extender is preferably 0.95 to 1.15, and more preferably Is 0.99 to 1.10.

前記ポリウレタン樹脂は、前記記載の方法と同様の方法により製造することができる。なお、必要に応じてポリウレタン樹脂に酸化防止剤等の安定剤、界面活性剤、滑剤、顔料、充填剤、帯電防止剤、その他の添加剤を添加してもよい。   The polyurethane resin can be produced by the same method as described above. If necessary, stabilizers such as antioxidants, surfactants, lubricants, pigments, fillers, antistatic agents, and other additives may be added to the polyurethane resin.

前記ポリウレタン樹脂を微細発泡させる方法は特に制限されないが、例えば中空ビーズを添加する方法、機械的発泡法、及び化学的発泡法等により発泡させる方法などが挙げられる。なお、各方法を併用してもよいが、特にポリアルキルシロキサンとポリエーテルとの共重合体であるシリコーン系界面活性剤を使用した機械的発泡法が好ましい。該シリコーン系界面活性剤としては、SH−192(東レダウコーニングシリコーン製)等が好適な化合物として例示される。   The method of finely foaming the polyurethane resin is not particularly limited, and examples thereof include a method of adding hollow beads, a method of foaming by a mechanical foaming method, a chemical foaming method, and the like. In addition, although each method may be used together, the mechanical foaming method using the silicone type surfactant which is a copolymer of polyalkylsiloxane and polyether is especially preferable. Examples of the silicone surfactant include SH-192 (manufactured by Toray Dow Corning Silicone) and the like as a suitable compound.

研磨領域に用いられる独立気泡タイプのポリウレタン発泡体を製造する方法の例について以下に説明する。かかるポリウレタン発泡体の製造方法は、以下の工程を有する。
1)イソシアネート末端プレポリマーの気泡分散液を作製する撹拌工程
イソシアネート末端プレポリマーにシリコーン系界面活性剤を添加し、非反応性気体と撹拌し、非反応性気体を微細気泡として分散させて気泡分散液とする。イソシアネート末端プレポリマーが常温で固体の場合には適宜の温度に予熱し、溶融して使用する。
2)硬化剤(鎖延長剤)混合工程
上記の気泡分散液に鎖延長剤を添加し、混合撹拌する。
3)硬化工程
鎖延長剤を混合したイソシアネート末端プレポリマーを注型し、加熱硬化させる。
An example of a method for producing a closed cell type polyurethane foam used in the polishing region will be described below. The manufacturing method of this polyurethane foam has the following processes.
1) Stirring step for preparing a cell dispersion of isocyanate-terminated prepolymer Add a silicone surfactant to the isocyanate-terminated prepolymer, stir with a non-reactive gas, and disperse the non-reactive gas as fine bubbles to disperse the bubble. Use liquid. When the isocyanate-terminated prepolymer is solid at room temperature, it is preheated to an appropriate temperature and melted before use.
2) Curing Agent (Chain Extender) Mixing Step A chain extender is added to the above cell dispersion and mixed and stirred.
3) Curing step An isocyanate-terminated prepolymer mixed with a chain extender is cast and cured by heating.

微細気泡を形成するために使用される非反応性気体としては、可燃性でないものが好ましく、具体的には窒素、酸素、炭酸ガス、ヘリウムやアルゴン等の希ガスやこれらの混合気体が例示され、乾燥して水分を除去した空気の使用がコスト的にも最も好ましい。   As the non-reactive gas used to form the fine bubbles, non-flammable gases are preferable, and specific examples include nitrogen, oxygen, carbon dioxide, rare gases such as helium and argon, and mixed gases thereof. The use of air that has been dried to remove moisture is most preferable in terms of cost.

非反応性気体を微細気泡状にしてシリコーン系界面活性剤を含むイソシアネート末端プレポリマーに分散させる撹拌装置としては、公知の撹拌装置を特に限定なく使用可能であり、具体的にはホモジナイザー、ディゾルバー、2軸遊星型ミキサー(プラネタリーミキサー)等が例示される。撹拌装置の撹拌翼の形状も特に限定されないが、ホイッパー型の撹拌翼の使用すると微細気泡が得られるため好ましい。   As a stirring device for making non-reactive gas into fine bubbles and dispersing it in an isocyanate-terminated prepolymer containing a silicone-based surfactant, a known stirring device can be used without particular limitation. Specifically, a homogenizer, a dissolver, A two-axis planetary mixer (planetary mixer) is exemplified. The shape of the stirring blade of the stirring device is not particularly limited, but it is preferable to use a whipper-type stirring blade because fine bubbles can be obtained.

なお、撹拌工程において気泡分散液を作成する撹拌と、混合工程における鎖延長剤を添加して混合する撹拌は、異なる撹拌装置を使用することも好ましい態様である。特に混合工程における撹拌は気泡を形成する撹拌でなくてもよく、大きな気泡を巻き込まない撹拌装置の使用が好ましい。このような撹拌装置としては、遊星型ミキサーが好適である。撹拌工程と混合工程の撹拌装置を同一の撹拌装置を使用しても支障はなく、必要に応じて撹拌翼の回転速度を調整する等の撹拌条件の調整を行って使用することも好適である。   In addition, it is also a preferable aspect to use a different stirring apparatus for the stirring which produces a bubble dispersion liquid in the stirring process, and the stirring which adds and mixes the chain extender in a mixing process. In particular, the stirring in the mixing step may not be stirring that forms bubbles, and it is preferable to use a stirring device that does not involve large bubbles. As such an agitator, a planetary mixer is suitable. There is no problem even if the same stirring device is used as the stirring device for the stirring step and the mixing step, and it is also preferable to adjust the stirring conditions such as adjusting the rotation speed of the stirring blade as necessary. .

前記ポリウレタン微細発泡体の製造方法においては、気泡分散液を型に流し込んで流動しなくなるまで反応した発泡体を、加熱、ポストキュアすることは、発泡体の物理的特性を向上させる効果があり、極めて好適である。金型に気泡分散液を流し込んで直ちに加熱オーブン中に入れてポストキュアを行う条件としてもよく、そのような条件下でもすぐに反応成分に熱が伝達されないので、気泡径が大きくなることはない。硬化反応は、常圧で行うと気泡形状が安定するため好ましい。   In the method for producing the polyurethane fine foam, heating and post-curing the foam that has reacted until the foam dispersion does not flow by pouring the cell dispersion into the mold has the effect of improving the physical properties of the foam, Very suitable. The bubble dispersion may be poured into the mold and immediately placed in a heating oven for post cure. Under such conditions, heat is not immediately transferred to the reaction components, so the bubble diameter does not increase. . The curing reaction is preferably performed at normal pressure because the bubble shape is stable.

前記ポリウレタン樹脂の製造において、第3級アミン系、有機スズ系等の公知のポリウレタン反応を促進する触媒を使用してもかまわない。触媒の種類、添加量は、混合工程後、所定形状の型に流し込む流動時間を考慮して選択する。   In the production of the polyurethane resin, a catalyst that promotes a known polyurethane reaction such as tertiary amine or organotin may be used. The type and addition amount of the catalyst are selected in consideration of the flow time for pouring into a mold having a predetermined shape after the mixing step.

前記ポリウレタン発泡体の製造は、容器に各成分を計量して投入し、撹拌するバッチ方式であっても、また撹拌装置に各成分と非反応性気体を連続して供給して撹拌し、気泡分散液を送り出して成形品を製造する連続生産方式であってもよい。   The polyurethane foam can be produced in a batch system in which each component is weighed into a container and stirred. Alternatively, each component and a non-reactive gas are continuously supplied to a stirrer and stirred to produce bubbles. It may be a continuous production method in which a dispersion is sent out to produce a molded product.

研磨層となる研磨領域は、以上のようにして作製されたポリウレタン発泡体を、所定のサイズに裁断して製造される。   The polishing area to be the polishing layer is manufactured by cutting the polyurethane foam prepared as described above into a predetermined size.

微細発泡体からなる研磨領域は、被研磨対象物と接触する研磨側表面に、スラリーを保持・更新するための溝が設けられていることが好ましい。該研磨領域は、微細発泡体により形成されているため研磨表面に多くの開口を有し、スラリーを保持する働きを持っているが、更なるスラリーの保持性とスラリーの更新を効率よく行うため、また被研磨対象物との吸着による被研磨対象物の破壊を防ぐためにも、研磨側表面に溝を有することが好ましい。溝は、スラリーを保持・更新する表面形状であれば特に限定されるものではなく、例えば、XY格子溝、同心円状溝、貫通孔、貫通していない穴、多角柱、円柱、螺旋状溝、偏心円状溝、放射状溝、及びこれらの溝を組み合わせたものが挙げられる。また、溝ピッチ、溝幅、溝深さ等も特に制限されず適宜選択して形成される。さらに、これらの溝は規則性のあるものが一般的であるが、スラリーの保持・更新性を望ましいものにするため、ある範囲ごとに溝ピッチ、溝幅、溝深さ等を変化させることも可能である。   It is preferable that the polishing area | region which consists of a fine foam is provided with the groove | channel for hold | maintaining and renewing a slurry in the grinding | polishing side surface which contacts a to-be-polished object. Since the polishing region is formed of a fine foam, it has a large number of openings on the polishing surface and has a function of holding the slurry. However, in order to efficiently further maintain the slurry and renew the slurry. In order to prevent destruction of the object to be polished due to adsorption with the object to be polished, it is preferable to have a groove on the surface on the polishing side. The groove is not particularly limited as long as it is a surface shape that holds and renews the slurry. For example, XY lattice grooves, concentric circular grooves, through holes, non-through holes, polygonal columns, cylinders, spiral grooves, Examples include eccentric circular grooves, radial grooves, and combinations of these grooves. Further, the groove pitch, groove width, groove depth and the like are not particularly limited and are appropriately selected and formed. In addition, these grooves are generally regular, but the groove pitch, groove width, groove depth, etc. may be changed for each range to make the slurry retention and renewability desirable. Is possible.

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

研磨領域の厚みは特に限定されるものではないが、0.8〜2.0mm程度である。前記厚みの研磨領域を作製する方法としては、前記微細発泡体のブロックをバンドソー方式やカンナ方式のスライサーを用いて所定厚みにする方法、所定厚みのキャビティーを持った金型に樹脂を流し込み硬化させる方法、及びコーティング技術やシート成形技術を用いた方法などが挙げられる。   Although the thickness of a grinding | polishing area | region is not specifically limited, It is about 0.8-2.0 mm. As a method of producing the polishing region of the thickness, a method of making the block of the fine foam a predetermined thickness using a band saw type or a canna type slicer, pouring resin into a mold having a cavity of a predetermined thickness, and curing And a method using a coating technique or a sheet forming technique.

また、研磨領域の厚みのバラツキは、100μm以下であることが好ましく、特に50μm以下であることが好ましい。厚みのバラツキが100μmを越える場合には、研磨領域が大きなうねりを持ったものとなり、被研磨対象物に対する接触状態が異なる部分ができ、研磨特性に悪影響を与える傾向にある。また、研磨領域の厚みのバラツキを解消するため、一般的には研磨初期に研磨領域の表面をダイヤモンド砥粒を電着、又は融着させたドレッサーを用いてドレッシングするが、上記範囲を超えたものは、ドレッシング時間が長くなり、生産効率を低下させることになる。また、厚みのバラツキを抑える方法としては、所定厚みにした研磨領域表面をバフィングする方法もある。バフィングする際には、粒度などが異なる研磨シートで段階的に行うことが好ましい。   Further, the variation in the thickness of the polishing region is preferably 100 μm or less, and particularly preferably 50 μm or less. When the thickness variation exceeds 100 μm, the polishing region has a large undulation, and there are portions where the contact state with the object to be polished is different, which tends to adversely affect the polishing characteristics. In order to eliminate the variation in the thickness of the polishing region, the surface of the polishing region is generally dressed with a dresser in which diamond abrasive grains are electrodeposited or fused in the initial stage of polishing, but the above range is exceeded. Things will increase dressing time and reduce production efficiency. In addition, as a method for suppressing the variation in thickness, there is also a method of buffing the surface of the polishing region having a predetermined thickness. When buffing, it is preferable to carry out stepwise with abrasive sheets having different particle sizes.

低圧縮回復部の形成材料は、クッション層より圧縮回復率が小さくなる材料であれば特に制限されないが、耐水性及び弾性をも有する材料を用いることが好ましい。それら材料としては、例えば、ゴム、熱可塑性エラストマー、又は反応硬化性樹脂などの樹脂を含有する樹脂組成物(粘着剤又は接着剤)が挙げられる。   The material for forming the low compression recovery portion is not particularly limited as long as the compression recovery rate is smaller than that of the cushion layer, but a material having water resistance and elasticity is preferably used. Examples of these materials include resin compositions (adhesives or adhesives) containing a resin such as rubber, thermoplastic elastomer, or reaction curable resin.

ゴムとしては、天然ゴム、シリコーンゴム、アクリルゴム、ウレタンゴム、ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、イソプレンゴム、ニトリルゴム、エピクロルヒドリンゴム、ブチルゴム、フッ素ゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、エチレン−プロピレンゴム、及びスチレン−ブタジエンゴムなどが挙げられる。   Rubbers include natural rubber, silicone rubber, acrylic rubber, urethane rubber, butadiene rubber, chloroprene rubber, isoprene rubber, nitrile rubber, epichlorohydrin rubber, butyl rubber, fluorine rubber, acrylonitrile-butadiene rubber, ethylene-propylene rubber, and styrene-butadiene. For example, rubber.

熱可塑性エラストマー(TPE)としては、天然ゴム系TPE、ポリウレタン系TPE、ポリエステル系TPE、ポリアミド系TPE、フッ素系TPE、ポリオレフィン系TPE、ポリ塩化ビニル系TPE、スチレン系TPE、スチレン−ブタジエン−スチレンブロックコポリマー(SBS)、スチレン−エチレン−ブチレン−スチレンブロックコポリマー(SEBS)、スチレン−エチレン−プロピレン−スチレンブロックコポリマー(SEPS)、及びスチレン−イソプレン−スチレンブロックコポリマー(SIS)などが挙げられる。   As thermoplastic elastomer (TPE), natural rubber TPE, polyurethane TPE, polyester TPE, polyamide TPE, fluorine TPE, polyolefin TPE, polyvinyl chloride TPE, styrene TPE, styrene-butadiene-styrene block Copolymer (SBS), styrene-ethylene-butylene-styrene block copolymer (SEBS), styrene-ethylene-propylene-styrene block copolymer (SEPS), and styrene-isoprene-styrene block copolymer (SIS).

反応硬化性樹脂とは、熱硬化性、光硬化性、又は湿気硬化性の樹脂であり、例えば、シリコーン系樹脂、弾性エポキシ樹脂、(メタ)アクリル系樹脂、及びウレタン系樹脂などが挙げられる。これらのうち、弾性率、硬度、及び圧縮回復率等を比較的容易に変えることができるウレタン系樹脂を用いることが好ましい。   The reactive curable resin is a thermosetting, photocurable, or moisture curable resin, and examples thereof include silicone resins, elastic epoxy resins, (meth) acrylic resins, and urethane resins. Among these, it is preferable to use a urethane-based resin that can change the elastic modulus, hardness, compression recovery rate, and the like relatively easily.

樹脂組成物には、低圧縮回復部の圧縮回復率や弾性や硬度を調整するために、可塑剤や架橋剤を適宜に加えることもできる。架橋剤としては、シラン化合物、ポリイソシアネート化合物、エポキシ化合物、アジリジン化合物、メラミン樹脂、尿素樹脂、無水化合物、ポリアミン、カルボキシル基含有ポリマーなどがあげられる。また、光硬化性樹脂を用いる場合には、光重合開始剤を添加しておくことが好ましい。また、必要により前記成分のほかに、従来公知の各種の粘着付与剤、老化防止剤、充填剤、老化防止剤、触媒等の添加剤を含有させることができる。   In order to adjust the compression recovery rate, elasticity, and hardness of the low compression recovery portion, a plasticizer and a crosslinking agent can be appropriately added to the resin composition. Examples of the crosslinking agent include silane compounds, polyisocyanate compounds, epoxy compounds, aziridine compounds, melamine resins, urea resins, anhydrous compounds, polyamines, and carboxyl group-containing polymers. Moreover, when using a photocurable resin, it is preferable to add a photoinitiator. Further, in addition to the above components, additives such as various conventionally known tackifiers, anti-aging agents, fillers, anti-aging agents, catalysts and the like can be contained as necessary.

本発明の研磨パッドの製造方法は特に制限されず種々の方法が考えられるが、具体的な例を以下に説明する。図2は本発明の研磨パッドの一例を示す概略構成図である。   The manufacturing method of the polishing pad of the present invention is not particularly limited, and various methods can be considered. Specific examples will be described below. FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing an example of the polishing pad of the present invention.

1つめの製造例として、まず、研磨領域9に光透過領域8を設けるための開口部A(10)を形成する。その後、前記研磨領域とクッション層12とを積層し、開口部A内のクッション層の一部を除去して、開口部Aより小さい開口部B(13)を形成する。その後、開口部A内のクッション層上に環状の低圧縮回復部14を設け、さらに開口部A内の低圧縮回復部上に光透過領域8を貼り合わせる方法である。   As a first manufacturing example, first, an opening A (10) for providing the light transmission region 8 in the polishing region 9 is formed. Then, the said grinding | polishing area | region and the cushion layer 12 are laminated | stacked, a part of cushion layer in the opening part A is removed, and the opening part B (13) smaller than the opening part A is formed. Thereafter, an annular low compression recovery portion 14 is provided on the cushion layer in the opening A, and the light transmission region 8 is bonded to the low compression recovery portion in the opening A.

2つめの製造例として、まず、研磨領域9と、光透過領域8を設けるための開口部A(10)とを有する研磨層11にクッション層12を貼り合わせる。その後、開口部A内に樹脂組成物を塗布して加熱、光照射、又は湿気等により硬化させることによりクッション層上に低圧縮回復層を形成する。予め作製しておいた低圧縮回復層を開口部A内に貼り合わせてもよい。その後、開口部A内のクッション層12及び低圧縮回復層の一部を除去(開口)して開口部B(13)と低圧縮回復部14とを形成する。そして、開口部A内の低圧縮回復部上に光透過領域を貼り合わせる方法である。   As a second production example, first, a cushion layer 12 is bonded to a polishing layer 11 having a polishing region 9 and an opening A (10) for providing a light transmission region 8. Thereafter, the resin composition is applied in the opening A and cured by heating, light irradiation, moisture, or the like to form a low compression recovery layer on the cushion layer. A low compression recovery layer prepared in advance may be bonded in the opening A. Thereafter, a part of the cushion layer 12 and the low compression recovery layer in the opening A is removed (opening) to form the opening B (13) and the low compression recovery portion 14. And it is the method of bonding a light transmission area | region on the low compression recovery | restoration part in the opening part A. FIG.

前記研磨パッドの製造方法において、研磨領域やクッション層や低圧縮回復層を開口する手段は特に制限されるものではないが、例えば、切削能力をもつ治具をプレスして開口する方法、炭酸レーザーなどによるレーザーを利用する方法、及びバイトのような治具にて研削する方法などが挙げられる。なお、開口部Aや開口部Bの大きさや形状は特に制限されない。   In the manufacturing method of the polishing pad, means for opening the polishing region, the cushion layer, and the low compression recovery layer is not particularly limited. For example, a method of pressing and opening a jig having cutting ability, a carbonic acid laser For example, a method using a laser using a tool, a method of grinding with a jig such as a tool, and the like. The size and shape of the opening A and the opening B are not particularly limited.

低圧縮回復部14の厚さは特に制限されないが、0.2〜0.8mmであることが好ましく、より好ましくは0.3〜0.6mmである。0.2mm未満の場合には、光透過領域にかかる力を均一に分散することが困難になり、光透過領域の歪や変形を抑制し難くなる傾向にある。一方、0.8mmを超える場合には、光透過領域周辺の剛性が不十分になり、研磨やドレッシングの際にかかる力により光透過領域が変形したり、剥がれが生じやすくなる。その結果、光学的に大きく歪むため研磨の光学終点検知精度が低下したり、突き出た部分によりウエハを傷つける恐れがある。   The thickness of the low compression recovery portion 14 is not particularly limited, but is preferably 0.2 to 0.8 mm, and more preferably 0.3 to 0.6 mm. If it is less than 0.2 mm, it is difficult to uniformly disperse the force applied to the light transmission region, and it tends to be difficult to suppress distortion and deformation of the light transmission region. On the other hand, when it exceeds 0.8 mm, the rigidity around the light transmission region becomes insufficient, and the light transmission region is easily deformed or peeled off due to the force applied during polishing or dressing. As a result, there is a risk that the optical end point detection accuracy of the polishing is lowered due to optical distortion, or the wafer is damaged by the protruding portion.

前記クッション層は、研磨領域(研磨層)の特性を補うものである。クッション層は、CMPにおいて、トレードオフの関係にあるプラナリティとユニフォーミティの両者を両立させるために必要なものである。プラナリティとは、パターン形成時に発生する微小凹凸のある被研磨対象物を研磨した時のパターン部の平坦性をいい、ユニフォーミティとは、被研磨対象物全体の均一性をいう。研磨層の特性によって、プラナリティを改善し、クッション層の特性によってユニフォーミティを改善することを行う。本発明の研磨パッドにおいては、クッション層は研磨層より柔らかいものを用いることが好ましい。   The cushion layer supplements the characteristics of the polishing region (polishing layer). The cushion layer is necessary in order to achieve both planarity and uniformity in a trade-off relationship in CMP. Planarity refers to the flatness of a pattern portion when an object to be polished having minute irregularities generated during pattern formation is polished, and uniformity refers to the uniformity of the entire object to be polished. Planarity is improved by the characteristics of the polishing layer, and uniformity is improved by the characteristics of the cushion layer. In the polishing pad of the present invention, the cushion layer is preferably softer than the polishing layer.

前記クッション層の形成材料は特に制限されないが、例えば、ポリエステル不織布、ナイロン不織布、アクリル不織布などの繊維不織布、ポリウレタンを含浸したポリエステル不織布のような樹脂含浸不織布、ポリウレタンフォーム、ポリエチレンフォームなどの高分子樹脂発泡体、ブタジエンゴム、イソプレンゴムなどのゴム性樹脂、及び感光性樹脂などが挙げられる。   A material for forming the cushion layer is not particularly limited. For example, a fiber nonwoven fabric such as a polyester nonwoven fabric, a nylon nonwoven fabric, and an acrylic nonwoven fabric, a resin-impregnated nonwoven fabric such as a polyester nonwoven fabric impregnated with polyurethane, a polymer resin such as polyurethane foam and polyethylene foam Examples thereof include rubber resins such as foam, butadiene rubber and isoprene rubber, and photosensitive resins.

研磨層とクッション層とを貼り合わせる手段としては、例えば、研磨領域とクッション層を両面テープで挟み、プレスする方法が挙げられる。   As a means for bonding the polishing layer and the cushion layer, for example, a method in which the polishing region and the cushion layer are sandwiched between double-sided tapes and pressed is exemplified.

両面テープは、不織布やフィルム等の基材の両面に接着層を設けた一般的な構成を有するものである。接着層の組成としては、例えば、ゴム系接着剤やアクリル系接着剤等が挙げられる。金属イオンの含有量を考慮すると、アクリル系接着剤は金属イオン含有量が少ないため好ましい。また、研磨領域とクッション層は組成が異なることもあるため、両面テープの各接着層の組成を異なるものとし、各層の接着力を適正化することも可能である。   The double-sided tape has a general configuration in which adhesive layers are provided on both sides of a substrate such as a nonwoven fabric or a film. Examples of the composition of the adhesive layer include rubber adhesives and acrylic adhesives. Considering the content of metal ions, an acrylic adhesive is preferable because the metal ion content is low. In addition, since the composition of the polishing region and the cushion layer may be different, the composition of each adhesive layer of the double-sided tape can be made different so that the adhesive force of each layer can be optimized.

クッション層の他面側には、プラテンに貼り合わせるための両面テープが設けられていてもよい。クッション層と両面テープとを貼り合わせる手段としては、クッション層に両面テープをプレスして接着する方法が挙げられる。   On the other side of the cushion layer, a double-sided tape for bonding to the platen may be provided. Examples of means for attaching the cushion layer and the double-sided tape include a method of pressing and bonding the double-sided tape to the cushion layer.

該両面テープは、上述と同様に不織布やフィルム等の基材の両面に接着層を設けた一般的な構成を有するものである。研磨パッドの使用後に、プラテンから剥がすことを考慮すると、基材にフィルムを用いるとテープ残り等を解消することができるため好ましい。また、接着層の組成は、上述と同様である。   The double-sided tape has a general configuration in which an adhesive layer is provided on both surfaces of a base material such as a nonwoven fabric or a film as described above. In consideration of peeling from the platen after using the polishing pad, it is preferable to use a film as the base material because the tape residue and the like can be eliminated. The composition of the adhesive layer is the same as described above.

半導体デバイスは、前記研磨パッドを用いて半導体ウエハの表面を研磨する工程を経て製造される。半導体ウエハとは、一般にシリコーンウエハ上に配線金属及び酸化膜を積層したものである。半導体ウエハの研磨方法、研磨装置は特に制限されず、例えば、図1に示すように研磨パッド1を支持する研磨定盤2と、半導体ウエハ4を支持する支持台(ポリシングヘッド)5とウエハへの均一加圧を行うためのバッキング材と、研磨剤3の供給機構を備えた研磨装置などを用いて行われる。研磨パッド1は、例えば、両面テープで貼り付けることにより、研磨定盤2に装着される。研磨定盤2と支持台5とは、それぞれに支持された研磨パッド1と半導体ウエハ4が対向するように配置され、それぞれに回転軸6、7を備えている。また、支持台5側には、半導体ウエハ4を研磨パッド1に押し付けるための加圧機構が設けてある。研磨に際しては、研磨定盤2と支持台5とを回転させつつ半導体ウエハ4を研磨パッド1に押し付け、スラリーを供給しながら研磨を行う。スラリーの流量、研磨荷重、研磨定盤回転数、及びウエハ回転数は特に制限されず、適宜調整して行う。   The semiconductor device is manufactured through a step of polishing the surface of the semiconductor wafer using the polishing pad. The semiconductor wafer is generally a laminate of a wiring metal and an oxide film on a silicone wafer. The method and apparatus for polishing the semiconductor wafer are not particularly limited. For example, as shown in FIG. 1, a polishing surface plate 2 that supports the polishing pad 1, a support table (polishing head) 5 that supports the semiconductor wafer 4, and the wafer. This is performed using a backing material for performing uniform pressurization and a polishing apparatus equipped with a polishing agent 3 supply mechanism. The polishing pad 1 is attached to the polishing surface plate 2 by attaching it with a double-sided tape, for example. The polishing surface plate 2 and the support base 5 are disposed so that the polishing pad 1 and the semiconductor wafer 4 supported on each of the polishing surface plate 2 and the support table 5 face each other, and are provided with rotating shafts 6 and 7 respectively. Further, a pressurizing mechanism for pressing the semiconductor wafer 4 against the polishing pad 1 is provided on the support base 5 side. In polishing, the semiconductor wafer 4 is pressed against the polishing pad 1 while rotating the polishing surface plate 2 and the support base 5, and polishing is performed while supplying slurry. The flow rate of the slurry, the polishing load, the polishing platen rotation speed, and the wafer rotation speed are not particularly limited and are appropriately adjusted.

これにより半導体ウエハ4の表面の突出した部分が除去されて平坦状に研磨される。その後、ダイシング、ボンディング、パッケージング等することにより半導体デバイスが製造される。半導体デバイスは、演算処理装置やメモリー等に用いられる。   As a result, the protruding portion of the surface of the semiconductor wafer 4 is removed and polished flat. Thereafter, a semiconductor device is manufactured by dicing, bonding, packaging, or the like. The semiconductor device is used for an arithmetic processing device, a memory, and the like.

以下、本発明の構成と効果を具体的に示す実施例等について説明する。なお、実施例等における評価項目は下記のようにして測定した。   Examples and the like specifically showing the configuration and effects of the present invention will be described below. The evaluation items in Examples and the like were measured as follows.

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

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

(平均気泡径測定)
厚み1mm程度になるべく薄くミクロトームカッターで平行に切り出した研磨領域を平均気泡径測定用試料とした。試料をスライドガラス上に固定し、画像処理装置(東洋紡績社製、Image Analyzer V10)を用いて、任意の0.2mm×0.2mm範囲の全気泡径を測定し、平均気泡径を算出した。
(Average bubble diameter measurement)
A polishing region cut in parallel with a microtome cutter as thin as possible to a thickness of about 1 mm was used as a sample for measuring average bubble diameter. The sample was fixed on a slide glass, and using an image processing apparatus (Image Analyzer V10, manufactured by Toyobo Co., Ltd.), the total bubble diameter in an arbitrary 0.2 mm × 0.2 mm range was measured, and the average bubble diameter was calculated. .

(比重測定)
JIS Z8807−1976に準拠して行った。4cm×8.5cmの短冊状(厚み:任意)に切り出した研磨領域を比重測定用試料とし、温度23℃±2℃、湿度50%±5%の環境で16時間静置した。測定には比重計(ザルトリウス社製)を用い、比重を測定した。
(Specific gravity measurement)
This was performed according to JIS Z8807-1976. A polished area cut into a 4 cm × 8.5 cm strip (thickness: arbitrary) was used as a sample for measuring specific gravity, and the sample was allowed to stand for 16 hours in an environment of temperature 23 ° C. ± 2 ° C. and humidity 50% ± 5%. The specific gravity was measured using a hydrometer (manufactured by Sartorius).

(圧縮率および圧縮回復率測定)
直径7mmの円(厚み:任意)に切り出した研磨領域、低圧縮回復部、及びクッション層を圧縮率、圧縮回復率の測定用試料とし、温度23℃±2℃、湿度50%±5%の環境で40時間静置した。測定には熱分析測定器TMA(SEIKO INSTRUMENTS製、SS6000)を用い、圧縮率及び圧縮回復率を測定した。圧縮率及び圧縮回復率の計算式を下記に示す。
(Measurement of compression rate and compression recovery rate)
A polishing region, a low compression recovery portion, and a cushion layer cut into a circle with a diameter of 7 mm (thickness: arbitrary) are used as samples for measuring the compression rate and compression recovery rate, and the temperature is 23 ° C. ± 2 ° C. and the humidity is 50% ± 5%. It was left in the environment for 40 hours. For the measurement, a thermal analysis measuring instrument TMA (manufactured by SEIKO INSTRUMENTS, SS6000) was used to measure the compression rate and the compression recovery rate. The calculation formula of the compression rate and the compression recovery rate is shown below.

圧縮率(%)={(T1―T2)/T1}×100
T1:試料に無負荷状態から30kPa(300g/cm)の応力の負荷を60秒間保持した時の試料の厚み。
T2:T1の状態から180kPa(1800g/cm)の応力の負荷を60秒間保持した時の試料の厚み。
Compression rate (%) = {(T1-T2) / T1} × 100
T1: Thickness of a sample when a stress load of 30 kPa (300 g / cm 2 ) is held for 60 seconds from an unloaded state on the sample.
T2: The thickness of the sample when a stress load of 180 kPa (1800 g / cm 2 ) is maintained for 60 seconds from the state of T1.

圧縮回復率(%)={(T3―T2)/(T1―T2)}×100
T1:試料に無負荷状態から30kPa(300g/cm)の応力の負荷を60秒間保持した時の試料の厚み。
T2:T1の状態から180kPa(1800g/cm)の応力の負荷を60秒間保持した時の試料の厚み。
T3:T2の状態から無負荷状態で60秒間保持し、その後、30kPa(300g/cm)の応力の負荷を60秒間保持した時の試料の厚み。
Compression recovery rate (%) = {(T3-T2) / (T1-T2)} × 100
T1: Thickness of a sample when a stress load of 30 kPa (300 g / cm 2 ) is held for 60 seconds from an unloaded state on the sample.
T2: The thickness of the sample when a stress load of 180 kPa (1800 g / cm 2 ) is maintained for 60 seconds from the state of T1.
T3: The thickness of the sample when it is held for 60 seconds from the state of T2 in an unloaded state, and then a load of stress of 30 kPa (300 g / cm 2 ) is held for 60 seconds.

(貯蔵弾性率測定)
JIS K7198−1991に準拠して行った。3mm×40mmの短冊状(厚み:任意)に切り出した研磨領域を動的粘弾性測定用試料とし、23℃の環境条件で、シリカゲルを入れた容器内に4日間静置した。切り出した後の各シートの正確な幅および厚みの計測は、マイクロメータにて行った。測定には動的粘弾性スペクトロメーター(岩本製作所製、現アイエス技研)を用い、貯蔵弾性率E’を測定した。その際の測定条件を下記に示す。
<測定条件>
測定温度 : 40℃
印加歪 : 0.03%
初期荷重 : 20g
周波数 : 1Hz
(Storage elastic modulus measurement)
This was performed in accordance with JIS K7198-1991. A polishing region cut into a 3 mm × 40 mm strip (thickness: arbitrary) was used as a sample for dynamic viscoelasticity measurement, and was left to stand in a container containing silica gel for 4 days under an environmental condition of 23 ° C. The accurate width and thickness of each sheet after cutting was measured with a micrometer. For the measurement, a storage elastic modulus E ′ was measured using a dynamic viscoelastic spectrometer (manufactured by Iwamoto Seisakusho, present IS Engineering Co., Ltd.). The measurement conditions at that time are shown below.
<Measurement conditions>
Measurement temperature: 40 ° C
Applied strain: 0.03%
Initial load: 20g
Frequency: 1Hz

(削れ斑の評価)
研磨装置としてSPP600S(岡本工作機械社製)を用い、作製した研磨パッドを用いて、削れ斑評価を行った。8インチのダミーウエハを1分間研磨し、次に研磨パッドのドレッシングを15秒行う作業を繰り返し400回行った。その後、光透過領域を目視にて観察し、下記基準で削れ斑評価をした。評価結果を表1に示す。研磨条件としては、アルカリ性スラリーとしてシリカスラリー(SS12、キャボット マイクロエレクトロニクス社製)を研磨中に流量150ml/minにて添加し、研磨荷重350g/cm、研磨定盤回転数35rpm、及びウエハ回転数30rpmとした。
○:削れ斑なし
△:一部に削れ斑あり
×:全体に削れ斑あり
(Evaluation of shavings)
SPP600S (manufactured by Okamoto Machine Tool Co., Ltd.) was used as a polishing apparatus, and the shaving spots were evaluated using the prepared polishing pad. The operation of polishing an 8-inch dummy wafer for 1 minute and then dressing the polishing pad for 15 seconds was repeated 400 times. Thereafter, the light transmission region was visually observed, and shaving spots were evaluated according to the following criteria. The evaluation results are shown in Table 1. As polishing conditions, silica slurry (SS12, manufactured by Cabot Microelectronics) was added as an alkaline slurry at a flow rate of 150 ml / min during polishing, polishing load 350 g / cm 2 , polishing platen rotation speed 35 rpm, and wafer rotation speed. 30 rpm.
○: no shavings △: some shavings ×: whole shavings

(光透過率の測定)
前記研磨作業を行った後の研磨パッドから光透過領域を切り出して光透過率測定用試料とした。該試料を超純水が充填されたガラスセル(光路長10mm×光路幅10mm×高さ45mm、相互理化学硝子製作所製)に入れ、分光光度計(島津製作所製、UV−1600PC)を用いて、測定波長600nmで測定した。得られた光透過率の測定結果をLambert−Beerの法則を用いて、厚み1mmの光透過率に換算した。
(Measurement of light transmittance)
A light transmission region was cut out from the polishing pad after the polishing operation was performed to obtain a sample for measuring light transmittance. The sample was placed in a glass cell filled with ultrapure water (optical path length 10 mm × optical path width 10 mm × height 45 mm, manufactured by Mutual Riken Glass Co., Ltd.), and using a spectrophotometer (manufactured by Shimadzu Corporation, UV-1600PC), Measurement was performed at a measurement wavelength of 600 nm. The measurement result of the obtained light transmittance was converted into the light transmittance of 1 mm thickness using Lambert-Beer's law.

(算術平均粗さRaの測定)
前記研磨作業を行った後の研磨パッドから光透過領域を切り出した。JIS B0601−1994に準拠して、光透過領域の研磨面側の算術平均粗さを測定した。
(Measurement of arithmetic average roughness Ra)
A light transmission region was cut out from the polishing pad after performing the polishing operation. In accordance with JIS B0601-1994, the arithmetic average roughness on the polishing surface side of the light transmission region was measured.

製造例
〔光透過領域の作製〕
アジピン酸とヘキサンジオールとエチレングリコールからなるポリエステルポリオール(数平均分子量2400)128重量部、及び1,4−ブタンジオール30重量部を混合し、70℃に温調した。この混合液に、予め70℃に温調した4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート100重量部を加え、約1分間撹拌した。そして、100℃に保温した容器中に該混合液を流し込み、100℃で8時間ポストキュアを行ってポリウレタン樹脂を作製した。作製したポリウレタン樹脂を用い、インジェクション成型にて光透過領域(縦56.5mm、横19.5mm、厚さ0.85mm)を作製した。作製した光透過領域のアスカーD硬度は59度であった。
Manufacturing example [Production of light transmission region]
A polyester polyol (number average molecular weight 2400) 128 parts by weight composed of adipic acid, hexanediol and ethylene glycol and 30 parts by weight of 1,4-butanediol were mixed, and the temperature was adjusted to 70 ° C. To this mixed solution, 100 parts by weight of 4,4′-diphenylmethane diisocyanate previously adjusted to 70 ° C. was added and stirred for about 1 minute. Then, the mixed solution was poured into a container kept at 100 ° C. and post-cured at 100 ° C. for 8 hours to produce a polyurethane resin. Using the produced polyurethane resin, a light transmission region (length 56.5 mm, width 19.5 mm, thickness 0.85 mm) was prepared by injection molding. The Asker D hardness of the produced light transmission region was 59 degrees.

〔研磨領域の作製〕
反応容器内に、ポリエーテル系プレポリマー(ユニロイヤル社製、アジプレンL−325、NCO濃度:2.22meq/g)100重量部、及びシリコーン系ノニオン界面活性剤(東レ・ダウシリコーン社製、SH192)3重量部を混合し、温度を80℃に調整した。撹拌翼を用いて、回転数900rpmで反応系内に気泡を取り込むように約4分間激しく撹拌を行った。そこへ予め120℃で溶融した4,4’−メチレンビス(o−クロロアニリン)(イハラケミカル社製、イハラキュアミンMT)26重量部を添加した。その後、約1分間撹拌を続けてパン型のオープンモールドへ反応溶液を流し込んだ。この反応溶液の流動性がなくなった時点でオーブン内に入れ、110℃で6時間ポストキュアを行いポリウレタン樹脂発泡体ブロックを得た。このポリウレタン樹脂発泡体ブロックをバンドソータイプのスライサー(フェッケン社製)を用いてスライスし、ポリウレタン樹脂発泡体シートを得た。次にこのシートをバフ機(アミテック社製)を使用して、所定の厚さに表面バフをし、厚み精度を整えたシートとした(シート厚み:1.27mm)。このバフ処理をしたシートを所定の直径(61cm)に打ち抜き、溝加工機(東邦鋼機社製)を用いて表面に溝幅0.25mm、溝ピッチ1.50mm、溝深さ0.40mmの同心円状の溝加工を行った。このシートの溝加工面と反対側の面にラミ機を使用して、両面テープ(積水化学工業社製、ダブルタックテープ)を貼り、その後、この溝加工したシートの所定位置に光透過領域をはめ込むための開口部A(57mm×20mm)を打ち抜いて両面テープ付き研磨領域を作製した。作製した研磨領域の各物性は、平均気泡径45μm、比重0.86、アスカーD硬度53度、圧縮率1.0%、圧縮回復率65.0%、貯蔵弾性率275MPaであった。
[Production of polishing area]
In a reaction vessel, 100 parts by weight of a polyether-based prepolymer (Uniroy Corporation, Adiprene L-325, NCO concentration: 2.22 meq / g), and a silicone-based nonionic surfactant (Toray Dow Silicone, SH192) ) 3 parts by weight were mixed and the temperature was adjusted to 80 ° C. Using a stirring blade, the mixture was vigorously stirred for about 4 minutes so that bubbles were taken into the reaction system at 900 rpm. 26 parts by weight of 4,4′-methylenebis (o-chloroaniline) (Ihara Chemical amine, manufactured by Ihara Chemical Co.) previously melted at 120 ° C. was added thereto. Thereafter, stirring was continued for about 1 minute, and the reaction solution was poured into a pan-shaped open mold. When the reaction solution lost its fluidity, it was placed in an oven and post-cured at 110 ° C. for 6 hours to obtain a polyurethane resin foam block. This polyurethane resin foam block was sliced using a band saw type slicer (manufactured by Fecken) to obtain a polyurethane resin foam sheet. Next, this sheet was subjected to surface buffing to a predetermined thickness using a buffing machine (Amitech Co., Ltd.) to obtain a sheet with adjusted thickness accuracy (sheet thickness: 1.27 mm). This buffed sheet is punched into a predetermined diameter (61 cm), and a groove processing machine (manufactured by Toho Steel Machine Co., Ltd.) is used to form a groove with a groove width of 0.25 mm, a groove pitch of 1.50 mm, and a groove depth of 0.40 mm. Concentric grooves were processed. Using a laminator on the surface opposite to the grooved surface of this sheet, a double-sided tape (Sekisui Chemical Co., Ltd., double tack tape) is applied, and then a light transmission area is formed at a predetermined position of the grooved sheet. An opening A (57 mm × 20 mm) for fitting was punched out to prepare a polishing area with a double-sided tape. The physical properties of the produced polishing region were an average bubble diameter of 45 μm, a specific gravity of 0.86, an Asker D hardness of 53 degrees, a compression rate of 1.0%, a compression recovery rate of 65.0%, and a storage elastic modulus of 275 MPa.

実施例1
〔低圧縮回復層の作製〕
ポリプロピレングリコール(数平均分子量2000)288重量部、グリセリンのプロピレンオキサイド付加ポリオール(数平均分子量3000)288重量部、及びトルエンジイソシアネート(2,4−体/2,6−体=80/20の混合物)100重量部を混合し、70℃に保ちながら反応させた。反応終了後、減圧脱泡してイソシアネート末端プレポリマー(NCO%=3.57)を得た。作製したイソシアネート末端プレポリマー100重量部、EP330N(三井化学社製、数平均分子量5100、OHV=33)180重量部、及びオクチル酸スズ0.3重量部を混合し(NCO INDEX=0.85)、ハイブリッドミキサー(クラボウ社製)で撹拌し、その後脱泡した。得られた混合液を金型に静かに流し込み、該金型を80℃のオーブン中に10時間入れ、混合液を硬化させて厚さ0.4mmのポリウレタンシートを得た。該ポリウレタンシートを57mm×20mmの大きさに切断して低圧縮回復層を作製した。
Example 1
(Production of low compression recovery layer)
288 parts by weight of polypropylene glycol (number average molecular weight 2000), 288 parts by weight of propylene oxide addition polyol (number average molecular weight 3000) of glycerin, and toluene diisocyanate (mixture of 2,4-isomer / 2,6-isomer = 80/20) 100 parts by weight were mixed and reacted while being kept at 70 ° C. After completion of the reaction, degassing under reduced pressure gave an isocyanate-terminated prepolymer (NCO% = 3.57). 100 parts by weight of the prepared isocyanate-terminated prepolymer, 180 parts by weight of EP330N (manufactured by Mitsui Chemicals, number average molecular weight 5100, OHV = 33), and 0.3 parts by weight of tin octylate (NCO INDEX = 0.85) were mixed. The mixture was stirred with a hybrid mixer (manufactured by Kurabo Industries, Ltd.) and then defoamed. The obtained mixed solution was gently poured into a mold, the mold was placed in an oven at 80 ° C. for 10 hours, and the mixed solution was cured to obtain a polyurethane sheet having a thickness of 0.4 mm. The polyurethane sheet was cut into a size of 57 mm × 20 mm to produce a low compression recovery layer.

〔研磨パッドの作製〕
表面をバフがけし、コロナ処理したポリエチレンフォーム(東レ社製、トーレペフ、厚さ0.8mm、圧縮回復率92%)からなるクッション層を作製した両面テープ付き研磨領域の粘着面に、ラミ機を用いて貼り合わせた。その後、開口部A内のクッション層上に前記低圧縮回復層を接着剤で貼り合わせ、さらに低圧縮回復層上に両面テープ(積水化学工業社製、5782W)を貼り合わせた。そして、開口部A内の低圧縮回復層及びクッション層を51mm×14mmの大きさで打ち抜き、開口部B及び低圧縮回復部を形成した。その後、作製した光透過領域を開口部A内にはめ込み、両面テープに接着させて研磨パッドを作製した。
[Production of polishing pad]
On the adhesive surface of the polishing area with a double-sided tape, a cushion layer made of polyethylene foam (Toray Industries Inc., TORAYPEF, thickness 0.8 mm, compression recovery rate 92%) buffed and corona-treated is used. And bonded together. Thereafter, the low compression recovery layer was bonded to the cushion layer in the opening A with an adhesive, and a double-sided tape (Sekisui Chemical Co., Ltd., 5882W) was bonded to the low compression recovery layer. Then, the low compression recovery layer and the cushion layer in the opening A were punched out with a size of 51 mm × 14 mm to form the opening B and the low compression recovery portion. Thereafter, the produced light transmission region was fitted into the opening A and adhered to a double-sided tape to produce a polishing pad.

実施例2
〔低圧縮回復層の作製〕
NCO INDEXを0.75にした以外は実施例1と同様の方法で低圧縮回復層を作製した。
Example 2
(Production of low compression recovery layer)
A low compression recovery layer was prepared in the same manner as in Example 1 except that NCO INDEX was changed to 0.75.

〔研磨パッドの作製〕
前記低圧縮回復層を用いた以外は実施例1と同様の方法で研磨パッドを作製した。
[Production of polishing pad]
A polishing pad was produced in the same manner as in Example 1 except that the low compression recovery layer was used.

実施例3
〔低圧縮回復層の作製〕
ポリプロピレングリコール(数平均分子量2000)288重量部の代わりに、ポリプロピレングリコール(数平均分子量2000)200重量部及びポリプロピレングリコール(数平均分子量1000)44重量部を用いた以外は実施例1と同様の方法で低圧縮回復層を作製した。
Example 3
(Production of low compression recovery layer)
The same method as in Example 1 except that 200 parts by weight of polypropylene glycol (number average molecular weight 2000) and 44 parts by weight of polypropylene glycol (number average molecular weight 1000) were used instead of 288 parts by weight of polypropylene glycol (number average molecular weight 2000). A low compression recovery layer was prepared.

〔研磨パッドの作製〕
前記低圧縮回復層を用いた以外は実施例1と同様の方法で研磨パッドを作製した。
[Production of polishing pad]
A polishing pad was produced in the same manner as in Example 1 except that the low compression recovery layer was used.

比較例1
低圧縮回復層としてSBRゴムシートを用いた以外は実施例1と同様の方法で研磨パッドを作製した。
Comparative Example 1
A polishing pad was prepared in the same manner as in Example 1 except that an SBR rubber sheet was used as the low compression recovery layer.

比較例2
低圧縮回復層としてポリウレタン発泡シートを用いた以外は実施例1と同様の方法で研磨パッドを作製した。
Comparative Example 2
A polishing pad was prepared in the same manner as in Example 1 except that a polyurethane foam sheet was used as the low compression recovery layer.

比較例3
低圧縮回復部を設けず、厚さ1.25mmの光透過領域を用いた以外は実施例1と同様の方法で研磨パッドを作製した。

Figure 2008227394
Comparative Example 3
A polishing pad was produced in the same manner as in Example 1 except that the low compression recovery portion was not provided and a light transmission region having a thickness of 1.25 mm was used.
Figure 2008227394

CMP研磨で使用する従来の研磨装置の一例を示す概略構成図Schematic configuration diagram showing an example of a conventional polishing apparatus used in CMP polishing 本発明の研磨パッドの一例を示す概略断面図Schematic sectional view showing an example of the polishing pad of the present invention 本発明の終点検出装置を有するCMP研磨装置の一例を示す概略構成図Schematic configuration diagram showing an example of a CMP polishing apparatus having an end point detection apparatus of the present invention

符号の説明Explanation of symbols

1:研磨パッド
2:定盤
3:研磨剤(スラリー)
4:被研磨対象物(ウエハ)
5:支持台(ポリシングヘッド)
6、7:回転軸
8:光透過領域
9:研磨領域
10:開口部A
11:研磨層
12:クッション層
13:開口部B
14:低圧縮回復部
15:レーザー干渉計
16:レーザービーム
1: Polishing pad 2: Surface plate 3: Abrasive (slurry)
4: Object to be polished (wafer)
5: Support base (polishing head)
6, 7: Rotating shaft 8: Light transmission region 9: Polishing region 10: Opening A
11: Polishing layer 12: Cushion layer 13: Opening B
14: Low compression recovery unit 15: Laser interferometer 16: Laser beam

Claims (7)

研磨領域および光透過領域を有する研磨層と、光透過領域よりも小さい開口部Bを有するクッション層とが、光透過領域と開口部Bが重なるように積層されており、かつ前記光透過領域と前記クッション層との間に、クッション層より圧縮回復率の小さい低圧縮回復部が設けられている研磨パッド。 A polishing layer having a polishing region and a light transmission region, and a cushion layer having an opening B smaller than the light transmission region are laminated so that the light transmission region and the opening B overlap, and the light transmission region A polishing pad provided with a low compression recovery portion having a compression recovery rate smaller than that of the cushion layer between the cushion layer. 低圧縮回復部は、連続した環状形状である請求項1記載の研磨パッド。 The polishing pad according to claim 1, wherein the low compression recovery portion has a continuous annular shape. 低圧縮回復部の圧縮回復率は、70%以下である請求項1又は2記載の研磨パッド。 The polishing pad according to claim 1 or 2, wherein the compression recovery rate of the low compression recovery portion is 70% or less. 低圧縮回復部は、アスカーC硬度が20〜60度である請求項1〜3のいずれかに記載の研磨パッド。 The polishing pad according to any one of claims 1 to 3, wherein the low compression recovery portion has an Asker C hardness of 20 to 60 degrees. 低圧縮回復部は、ゴム、熱可塑性エラストマー、及び反応硬化性樹脂からなる群より選択される少なくとも1種の樹脂を含有する樹脂組成物からなる請求項1〜4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 4, wherein the low compression recovery portion comprises a resin composition containing at least one resin selected from the group consisting of rubber, thermoplastic elastomer, and reaction curable resin. . 研磨領域に光透過領域を設けるための開口部Aを形成する工程、前記研磨領域とクッション層とを積層する工程、開口部A内のクッション層上に低圧縮回復層を設ける工程、開口部A内の低圧縮回復層及びクッション層の一部を除去して、開口部Aより小さい開口部B及び低圧縮回復部を形成する工程、及び開口部A内の低圧縮回復部上に光透過領域を設ける工程を含む請求項1〜5のいずれかに記載の研磨パッドの製造方法。 A step of forming an opening A for providing a light transmission region in the polishing region, a step of laminating the polishing region and the cushion layer, a step of providing a low compression recovery layer on the cushion layer in the opening A, the opening A Removing a part of the low compression recovery layer and the cushion layer therein to form an opening B and a low compression recovery portion smaller than the opening A, and a light transmission region on the low compression recovery portion in the opening A The manufacturing method of the polishing pad in any one of Claims 1-5 including the process of providing. 請求項1〜5のいずれかに記載の研磨パッドを用いて半導体ウエハの表面を研磨する工程を含む半導体デバイスの製造方法。
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising a step of polishing a surface of a semiconductor wafer using the polishing pad according to claim 1.
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