JP2009267187A - Chemical mechanical polishing pad and chemical mechanical polishing method - Google Patents

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JP2009267187A JP2008116605A JP2008116605A JP2009267187A JP 2009267187 A JP2009267187 A JP 2009267187A JP 2008116605 A JP2008116605 A JP 2008116605A JP 2008116605 A JP2008116605 A JP 2008116605A JP 2009267187 A JP2009267187 A JP 2009267187A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a chemical mechanical polishing pad which has a high polishing speed and is superior in flatness of a polished surface and causes less scratches, and to provide a chemical mechanical polishing method using the same. <P>SOLUTION: The chemical mechanical polishing pad has a polishing layer containing a component (A): 100 pts.vol. of ionomer resin and a component (B): 5 to 80 pts.vol. of water-soluble particles, wherein the component (A) contains a component (a1): 100 pts.mass of ethylene-(meth)acrylate copolymer and a component (a2): 1 to 20 pts.mass of a metal oxide or a metal hydroxide. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、化学機械研磨パッドおよび化学機械研磨方法に関する。   The present invention relates to a chemical mechanical polishing pad and a chemical mechanical polishing method.

近年の半導体装置等の製造において、優れた平坦性を有する表面を形成することができる研磨方法として、化学機械研磨方法(Chemical Mechanical Polishing、一般に「CMP」と略称される。)が広く用いられている。この化学機械研磨方法においては、化学機械研磨パッドの材質により研磨結果が大きく変化することが知られており、様々な組成の化学機械研磨パッドが提案されている。   In the manufacture of semiconductor devices and the like in recent years, a chemical mechanical polishing method (generally abbreviated as “CMP”) is widely used as a polishing method capable of forming a surface having excellent flatness. Yes. In this chemical mechanical polishing method, it is known that the polishing result varies greatly depending on the material of the chemical mechanical polishing pad, and chemical mechanical polishing pads having various compositions have been proposed.

例えば、特開2002−134445号公報には、架橋エラストマーとカルボキシル基を有する重合体とを有する組成物からなる研磨パッドが開示されている。また、例えば、特開2004−343099号公報には、架橋ジエンエラストマーおよび(B)酸無水物構造を有する重合体からなる研磨パッドが開示されている。さらに、例えば、特開2002−137160号公報には、親水性で実質的に水に不溶のフィラーを含有する研磨パッドが開示されている。加えて、例えば、特開2001−239453号公報には、ポリウレタンとビニル化合物から重合される重合体を含有する研磨パッドが開示されている。   For example, JP-A-2002-134445 discloses a polishing pad made of a composition having a crosslinked elastomer and a polymer having a carboxyl group. Further, for example, JP 2004-343099 A discloses a polishing pad comprising a crosslinked diene elastomer and (B) a polymer having an acid anhydride structure. Furthermore, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-137160 discloses a polishing pad containing a hydrophilic and substantially water-insoluble filler. In addition, for example, JP-A-2001-239453 discloses a polishing pad containing a polymer polymerized from polyurethane and a vinyl compound.

しかしこれらの研磨パッドでは、均一な組成にすることが難しく、研磨速度の確保と平坦化性能の確保との両立ができない場合がある。
特開2002−134445号公報 特開2004−343099号公報 特開2002−137160号公報 特開2001−239453号公報
However, with these polishing pads, it is difficult to achieve a uniform composition, and there are cases where it is impossible to ensure both the polishing rate and the flattening performance.
JP 2002-134445 A JP 2004-343099 A JP 2002-137160 A JP 2001-239453 A

本発明は、研磨速度が高く、被研磨面の平坦性(被研磨面における研磨量の面内均一性)に優れ、かつ、スクラッチの少ない化学機械研磨パッドおよび該研磨パッドを用いた化学機械研磨方法を提供する。   The present invention is a chemical mechanical polishing pad having a high polishing rate, excellent flatness of the surface to be polished (in-plane uniformity of the polishing amount on the surface to be polished), and having few scratches, and chemical mechanical polishing using the polishing pad Provide a method.

本発明の一態様に係る化学機械研磨パッドは、
(A)成分;アイオノマー樹脂100容積部と、
(B)成分;水溶性粒子5〜80容積部と、
を含む研磨層を有し、
前記(A)成分は、(a1)成分;エチレン−(メタ)アクリル酸系共重合体100質量部と、(a2)成分;金属酸化物または金属水酸化物1〜20質量部とを含む。
The chemical mechanical polishing pad according to one embodiment of the present invention is as follows.
(A) component; 100 parts by volume of ionomer resin;
(B) component; 5-80 volume parts of water-soluble particles;
Having a polishing layer comprising
The component (A) includes (a1) component; 100 parts by mass of an ethylene- (meth) acrylic acid copolymer, and (a2) component; 1 to 20 parts by mass of metal oxide or metal hydroxide.

上記化学機械研磨パッドにおいて、前記(a2)成分は、2価の金属酸化物または金属水酸化物であることができる。この場合、前記(a2)成分は、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、水酸化亜鉛、および水酸化マグネシウムからなる群から選択される少なくとも1種であることができる。   In the chemical mechanical polishing pad, the component (a2) may be a divalent metal oxide or a metal hydroxide. In this case, the component (a2) can be at least one selected from the group consisting of zinc oxide, magnesium oxide, zinc hydroxide, and magnesium hydroxide.

上記化学機械研磨パッドにおいて、前記(B)成分の平均粒子径が5〜80μmであることができる。   In the chemical mechanical polishing pad, an average particle size of the component (B) may be 5 to 80 μm.

上記化学機械研磨パッドにおいて、前記(a1)成分の(メタ)アクリル酸含有率が3〜25質量%であることができる。   In the chemical mechanical polishing pad, the (meth) acrylic acid content of the component (a1) may be 3 to 25% by mass.

上記化学機械研磨パッドにおいて、前記(a1)成分が、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸メチル、およびアクリル酸エチルからなる群から選択される少なくとも1種との共重合体であることができる。   In the chemical mechanical polishing pad, the component (a1) may be a copolymer with at least one selected from the group consisting of acrylic acid, methacrylic acid, methyl acrylate, and ethyl acrylate.

上記化学機械研磨パッドにおいて、前記(A)成分が(C)有機過酸化物により架橋されていることができる。   In the chemical mechanical polishing pad, the component (A) may be crosslinked with (C) an organic peroxide.

本発明の他の一態様に係る化学機械研磨方法は、
上記化学機械研磨パッドを用いて被研摩物を化学機械研磨する工程を含む。
A chemical mechanical polishing method according to another embodiment of the present invention includes:
A step of chemically and mechanically polishing an object to be polished using the chemical mechanical polishing pad;

上記化学機械研磨方法において、前記被研磨物が酸化シリコンを含むことができる。   In the chemical mechanical polishing method, the object to be polished may include silicon oxide.

上記化学機械研磨パッドおよび上記化学機械研磨方法によれば、化学機械研磨において、研磨速度が高く、研磨量の面内均一性に優れ、かつ、スクラッチの少ない被研磨面を得ることができる。   According to the chemical mechanical polishing pad and the chemical mechanical polishing method, in chemical mechanical polishing, it is possible to obtain a polished surface having a high polishing rate, excellent in-plane uniformity of the polishing amount, and few scratches.

以下、本発明の一実施形態に係る化学機械研磨パッドおよび化学機械研磨方法について具体的に説明する。   Hereinafter, a chemical mechanical polishing pad and a chemical mechanical polishing method according to an embodiment of the present invention will be specifically described.

1.化学機械研磨パッド
1.1.構造
図1は、本発明の一実施形態に係る化学機械研磨パッドの一例を模式的に示す断面図である。化学機械研磨時には、図1に示す化学機械研磨パッド100の研磨層10の表面(研磨面)10aは被研磨物(図示せず)に接触する。
1. Chemical mechanical polishing pad 1.1. Structure FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an example of a chemical mechanical polishing pad according to an embodiment of the present invention. During chemical mechanical polishing, the surface (polishing surface) 10a of the polishing layer 10 of the chemical mechanical polishing pad 100 shown in FIG. 1 is in contact with an object to be polished (not shown).

本実施形態に係る化学機械研磨パッドは、(A)成分;アイオノマー樹脂100容積部と、(B)成分;水溶性粒子5〜80容積部と、を含む研磨層を有する。   The chemical mechanical polishing pad according to this embodiment has a polishing layer containing (A) component; 100 parts by volume of ionomer resin, and (B) component; 5 to 80 parts by volume of water-soluble particles.

化学機械研磨パッド100の形状は限定されないが、例えば円柱状、多角柱状等であることができ、円柱状であることが好ましい。   Although the shape of the chemical mechanical polishing pad 100 is not limited, it can be, for example, a cylindrical shape, a polygonal column shape, etc., and is preferably a cylindrical shape.

化学機械研磨パッド100が例えば円柱状である場合、その研磨面(円柱の一方の底面)の直径は150〜1,200mmであることが好ましく、500〜820mmであることがより好ましい。また、化学機械研磨パッド100の厚さは、例えば0.5〜5.0mmであることが好ましく、1.0〜3.0mmであることがより好ましく、1.5〜3.0mmであることがさらに好ましい。   When the chemical mechanical polishing pad 100 is, for example, cylindrical, the diameter of the polishing surface (one bottom surface of the cylinder) is preferably 150 to 1,200 mm, and more preferably 500 to 820 mm. Moreover, the thickness of the chemical mechanical polishing pad 100 is, for example, preferably 0.5 to 5.0 mm, more preferably 1.0 to 3.0 mm, and 1.5 to 3.0 mm. Is more preferable.

研磨層10のデュローD硬度は50〜85が好ましく、55〜80がより好ましい。研磨層10のデュローD硬度が50未満であると、研磨速度が十分に発現しない場合があり、一方、研磨層10のデュローD硬度が85を超えると、スクラッチの発生原因になる場合がある。   The Durro D hardness of the polishing layer 10 is preferably 50 to 85, and more preferably 55 to 80. When the Durro D hardness of the polishing layer 10 is less than 50, the polishing rate may not be sufficiently exhibited. On the other hand, when the Durro D hardness of the polishing layer 10 exceeds 85, scratches may occur.

また、化学機械研磨パッド100は、研磨面10aまたは研磨面10の裏面(非研磨面)10bに適当な凹部を有することができる。凹部の形状としては、例えば、同心円状の溝、放射状の溝、円形の凹部および多角形の凹部ならびにこれらの組み合わせ等が挙げられる。   Further, the chemical mechanical polishing pad 100 can have an appropriate recess on the polishing surface 10a or the back surface (non-polishing surface) 10b of the polishing surface 10. Examples of the shape of the recess include concentric grooves, radial grooves, circular recesses, polygonal recesses, and combinations thereof.

図2および図3はそれぞれ、本発明の一実施形態に係る化学機械研磨パッドの他の一例を模式的に示す断面図である。図2に示す化学機械研磨パッド200では、研磨面10aに凹部12が設けられており、図3に示す化学機械研磨パッド300では、研磨面10aの裏面(被研磨面)10bに凹部14が設けられている。   2 and 3 are cross-sectional views schematically showing another example of the chemical mechanical polishing pad according to one embodiment of the present invention. In the chemical mechanical polishing pad 200 shown in FIG. 2, the recess 12 is provided on the polishing surface 10a, and in the chemical mechanical polishing pad 300 shown in FIG. 3, the recess 14 is provided on the back surface (surface to be polished) 10b of the polishing surface 10a. It has been.

図4は、本発明の一実施形態に係る化学機械研磨パッドの他の一例を模式的に示す断面図である。図4に示す化学機械研磨パッド400は、研磨層10の非研磨面10bに支持層16を備えた多層型パッドである。   FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing another example of a chemical mechanical polishing pad according to an embodiment of the present invention. A chemical mechanical polishing pad 400 shown in FIG. 4 is a multilayer pad provided with a support layer 16 on the non-polishing surface 10 b of the polishing layer 10.

支持層16は、研磨層10を研磨面10aの裏面側で支える。この支持層16は、研磨層10に比べて硬度が低いことが好ましい。化学機械研磨パッド400が、研磨層10よりも硬度が低い支持層16を含むことにより、化学機械研磨時におけるパッド400の浮き上がりや研磨層10の表面10aの湾曲を防止することができるため、化学機械研磨を安定して行うことができる。支持層16の硬度は、研磨層10のデュローD硬度の90%以下が好ましく、50〜90%がより好ましく、50〜80%がさらに好ましく、50〜70%が特に好ましい。   The support layer 16 supports the polishing layer 10 on the back side of the polishing surface 10a. The support layer 16 preferably has a lower hardness than the polishing layer 10. Since the chemical mechanical polishing pad 400 includes the support layer 16 having a hardness lower than that of the polishing layer 10, the pad 400 can be prevented from being lifted and the surface 10a of the polishing layer 10 from being curved during chemical mechanical polishing. Mechanical polishing can be performed stably. The hardness of the support layer 16 is preferably 90% or less of the Durro D hardness of the polishing layer 10, more preferably 50 to 90%, further preferably 50 to 80%, and particularly preferably 50 to 70%.

1.2.組成
1.2.1.(A)成分
(A)成分は、(a1)成分;エチレン−(メタ)アクリル酸系共重合体100質量部と、(a2)成分;金属酸化物または金属水酸化物1〜20質量部とを含む。
1.2. Composition 1.2.1. (A) component (A) component is (a1) component; 100 mass parts of ethylene- (meth) acrylic acid type copolymer, (a2) component; 1-20 mass parts of metal oxide or metal hydroxide, including.

(A)成分;アイオノマー樹脂を作成するためには、(a1)成分と(a2)成分とを混練りなどの方法により製造することができる。ここで、(a1)成分と(a2)成分とを混合して混練りすると、(a1)成分に含まれるカルボキシル基(−COH)が(a2)成分中の金属イオンによって中和されてカルボン酸イオン(−CO )となり、このカルボン酸イオンが金属イオンとの塩を形成する。そして、(a1)成分中の複数のカルボン酸イオンが金属イオンと会合することで、(a1)成分の(メタ)アクリル酸構造単位同士が疑似架橋し、アイオノマー樹脂となる。また、(a1)成分に含まれる官能基がエステル基(−COR)(Rはアルキル基を示す)である場合、(a1)成分と(a2)成分とを混練りする際に(a2)成分および空気中に含まれる水分等により容易に加水分解されてされてカルボン酸イオン(−CO )となり、このカルボン酸イオンが金属イオンとの塩を形成する。 Component (A): In order to produce an ionomer resin, the component (a1) and the component (a2) can be produced by a method such as kneading. Here, when the components (a1) and (a2) are mixed and kneaded, the carboxyl group (—CO 2 H) contained in the component (a1) is neutralized by the metal ions in the component (a2). It becomes a carboxylate ion (—CO 2 ), and this carboxylate ion forms a salt with a metal ion. And the (meth) acrylic acid structural unit of (a1) component is pseudo-crosslinked by the some carboxylic acid ion in (a1) component associating with a metal ion, and it becomes ionomer resin. When the functional group contained in the component (a1) is an ester group (—CO 2 R) (R represents an alkyl group), when the component (a1) and the component (a2) are kneaded (a2 ) It is easily hydrolyzed by components and moisture contained in the air to form carboxylate ions (—CO 2 ), and these carboxylate ions form salts with metal ions.

以上により、(a1)成分中の複数のカルボン酸イオンが金属イオンと会合することで、(a1)成分の(メタ)アクリル酸構造単位同士が疑似架橋し、アイオノマー樹脂となる。   As described above, the (meth) acrylic acid structural units of the component (a1) are pseudo-crosslinked with each other by the association of the plurality of carboxylate ions in the component (a1) with the metal ions, whereby an ionomer resin is obtained.

例えば、(A)成分;アイオノマー樹脂は、(a1)成分と(a2)成分とを溶融混練りにより均一分散させることにより得ることができる。より具体的には、(a1)成分および(a2)成分をあらかじめドライブレンドして均一に分散させた後、押出し機、ロール、ブラベンダー、ニーダー、バンバリーなどの混練り装置を用いて混練りする方法や、(a1)成分および(a2)成分を別々に連続押出し機に供給し溶融混練りする方法により、アイオノマー樹脂を製造することができる。   For example, component (A); an ionomer resin can be obtained by uniformly dispersing component (a1) and component (a2) by melt-kneading. More specifically, the components (a1) and (a2) are previously dry blended and uniformly dispersed, and then kneaded using a kneader such as an extruder, roll, brabender, kneader, or banbury. The ionomer resin can be produced by a method or a method in which the components (a1) and (a2) are separately supplied to a continuous extruder and melt-kneaded.

(A)成分を研磨層に使用することにより、研磨層の製造の際に溶融混練りが可能となるため、製造の工程が簡略化できるうえに、常温付近で適度な硬度、弾性率を示し、良好な研磨特性を有する研磨パッドを得ることができる。   By using the component (A) in the polishing layer, it becomes possible to melt and knead during the production of the polishing layer, so that the manufacturing process can be simplified, and an appropriate hardness and elastic modulus are exhibited near room temperature. A polishing pad having good polishing characteristics can be obtained.

(A)成分;アイオノマー樹脂は、該樹脂に存在するカルボキシル基が、亜鉛イオン、カリウムイオン、ナトリウムイオン、マグネシウムイオン等の金属イオンで疑似架橋された樹脂である。金属イオンとしては、2価の金属イオンであることが好ましく、亜鉛イオンおよびマグネシウムイオンが特に好ましい。   Component (A): The ionomer resin is a resin in which a carboxyl group present in the resin is pseudo-crosslinked with a metal ion such as zinc ion, potassium ion, sodium ion, or magnesium ion. As a metal ion, it is preferable that it is a bivalent metal ion, and a zinc ion and a magnesium ion are especially preferable.

(A)成分;アイオノマー樹脂の疑似架橋の度合いは、以下の方法により求めることができる。架橋前((a2)成分添加前)の(a1)成分中のカルボキシル基の総量(I)と、架橋後((a2)成分添加後)の(a1)成分中のカルボキシル基の総量(II)とを赤外吸収スペクトル(IR)測定で確認する。(II)/(I)が、(a1)成分中のカルボキシル基のうちイオン化してカルボン酸イオンへと変換した割合、すなわち、(A)成分;アイオノマー樹脂の疑似架橋の度合いである。   Component (A): The degree of pseudo-crosslinking of the ionomer resin can be determined by the following method. Total amount (I) of carboxyl groups in component (a1) before crosslinking (before addition of component (a2)) and total amount of carboxyl groups in component (a1) after crosslinking (after addition of component (a2) (II) Are confirmed by infrared absorption spectrum (IR) measurement. (II) / (I) is the proportion of the carboxyl groups in component (a1) that are ionized and converted into carboxylate ions, that is, component (A); the degree of pseudo-crosslinking of the ionomer resin.

カルボキシル基(−COH)は1700cm−1付近にC=O伸縮吸収ピークを有する。金属イオンと疑似架橋しているカルボキシル基がカルボン酸イオン(−CO )に変換されると、カルボキシル基のピークは消失する。なお、金属イオンと擬似架橋しているカルボン酸イオンを塩酸などの強酸で処理すると、金属イオンが脱離して元のカルボキシル基に戻り、C=O伸縮吸収ピークが復活する。 The carboxyl group (—CO 2 H) has a C═O stretch absorption peak near 1700 cm −1 . When the carboxyl group pseudo-crosslinked with the metal ion is converted to a carboxylate ion (—CO 2 ), the peak of the carboxyl group disappears. When a carboxylate ion that is pseudo-crosslinked with a metal ion is treated with a strong acid such as hydrochloric acid, the metal ion is released and returns to the original carboxyl group, and the C═O stretching absorption peak is restored.

1.2.1−1.(a1)成分
(a1)成分であるエチレン−(メタ)アクリル酸系共重合体は、分子内にカルボキシル基を有する共重合体である。(a1)成分は、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−メタクリル酸重合体、エチレン−アクリル酸メチル共重合体、およびエチレン−アクリル酸エチル共重合体からなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましい。
1.2-1. (A1) Component The (a1) component ethylene- (meth) acrylic acid copolymer is a copolymer having a carboxyl group in the molecule. The component (a1) is at least one selected from the group consisting of an ethylene-acrylic acid copolymer, an ethylene-methacrylic acid polymer, an ethylene-methyl acrylate copolymer, and an ethylene-ethyl acrylate copolymer. Preferably there is.

たとえば、アクリル酸、メタクリル酸等のカルボキシル基を有する(メタ)アクリル系モノマーとエチレンとの共重合体、無水マレイン酸等の酸無水物モノマーとエチレンとの共重合体などを挙げることができる。また、(a1)成分において、カルボキシル基含量の好ましい範囲は0.5〜30mol%、より好ましくは1〜20mol%である。0.5mol%未満ではアイオノマー樹脂とならない場合があり、一方、30mol%を超えると機械的強度が極端に低下する。   Examples thereof include a copolymer of ethylene with a (meth) acrylic monomer having a carboxyl group such as acrylic acid and methacrylic acid, and a copolymer of ethylene with an acid anhydride monomer such as maleic anhydride. In the component (a1), the preferred range of the carboxyl group content is 0.5 to 30 mol%, more preferably 1 to 20 mol%. If it is less than 0.5 mol%, an ionomer resin may not be obtained. On the other hand, if it exceeds 30 mol%, the mechanical strength is extremely lowered.

また、(a1)成分における(メタ)アクリル酸含有率は3〜25質量%であるのが好ましく、5〜20質量%であるのがより好ましく、10〜18質量%であるのがさらに好ましい。この場合、上記(メタ)アクリル酸含有率が3質量%未満であると、アイオノマー化反応の効果が不十分である場合があり、一方、上記(メタ)アクリル酸含有率が25質量%を超えると、得られる化学機械研磨パッドの硬度が低くなりすぎる傾向がある。   Moreover, it is preferable that the (meth) acrylic acid content rate in (a1) component is 3-25 mass%, It is more preferable that it is 5-20 mass%, It is further more preferable that it is 10-18 mass%. In this case, if the (meth) acrylic acid content is less than 3% by mass, the effect of the ionomerization reaction may be insufficient, while the (meth) acrylic acid content exceeds 25% by mass. And the hardness of the chemical mechanical polishing pad obtained tends to be too low.

(a1)成分は、例えば、市販されている製品としては、三井・デュポンポリケミカル社製「ニュクレル」(商品名)、日本ポリエチレン社製「REXPEARL」(商品名)などが挙げられる。   As the component (a1), for example, commercially available products include “Nucrel” (trade name) manufactured by Mitsui DuPont Polychemical Co., Ltd. and “REXPEARL” (trade name) manufactured by Nippon Polyethylene Co., Ltd.

1.2.1−2.(a2)成分
(a2)成分である金属酸化物または金属水酸化物を構成する金属は、(a1)成分であるエチレン−(メタ)アクリル酸系共重合体の分子間で疑似架橋構造を形成できる金属であることが好ましい。すなわち、(a2)成分は、研磨層において擬似架橋構造に寄与することができ、前記金属は、研磨層において金属イオンとして存在しうる。
1.2.1-2. (A2) Component (a2) The metal constituting the component metal oxide or metal hydroxide forms a pseudo-crosslinked structure between the molecules of the (a1) component ethylene- (meth) acrylic acid copolymer. A metal that can be used is preferable. That is, the component (a2) can contribute to the pseudo-crosslinked structure in the polishing layer, and the metal can exist as metal ions in the polishing layer.

(a2)成分である金属酸化物または金属水酸化物は、高温でも擬似架橋を維持しやすい傾向がある点で、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、水酸化亜鉛、および水酸化マグネシウムから選択される少なくとも1種であることが好ましい。これらは単独で、または2種以上を混合して使用することができる。   The metal oxide or metal hydroxide as component (a2) is at least one selected from zinc oxide, magnesium oxide, zinc hydroxide, and magnesium hydroxide in that it tends to maintain pseudo-crosslinking even at high temperatures. Preferably it is a seed. These can be used alone or in admixture of two or more.

(a2)成分は、(a1)成分100質量部に対して1〜20質量部使用することが好ましく、1〜15質量部使用することがさらに好ましい。この場合、(a2)成分の使用量が1質量部より少ない場合、パッドを成型して製造する際に(a1)成分との架橋が不十分となる場合がある。一方、(a2)成分の使用量が20質量部より大きい場合、パッドを成型して製造する場合に(a1)成分との架橋が過剰となり、研磨面の硬度が大きくなり、研磨の際のスクラッチの発生が多くなる場合がある。   The component (a2) is preferably used in an amount of 1 to 20 parts by mass, more preferably 1 to 15 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the component (a1). In this case, when the amount of the component (a2) used is less than 1 part by mass, there may be insufficient crosslinking with the component (a1) when the pad is molded and manufactured. On the other hand, when the amount of the component (a2) used is larger than 20 parts by mass, when the pad is molded and manufactured, the crosslinking with the component (a1) becomes excessive, the hardness of the polished surface is increased, and scratching during polishing is performed. May occur more often.

なお、(a2)成分は、酸無水物基、カルボキシル基、水酸基、エポキシ基、およびアミノ基から選択される少なくとも1種の官能基を有する化合物によって表面を変性されたものであってもよい。   The component (a2) may have a surface modified with a compound having at least one functional group selected from an acid anhydride group, a carboxyl group, a hydroxyl group, an epoxy group, and an amino group.

1.2.2.(B)成分
(B)成分である水溶性粒子は、化学機械研磨時に供給される化学機械研磨用水系分散体と接触することにより、研磨パッドの研磨面から離脱して、化学機械研磨用水系分散体を保持することのできる空孔(ポア)を形成する機能を有する。本発明において、「水溶性粒子」には、研磨面から脱離するに際して、水に溶解する態様のほか、水との接触により膨潤またはゾル化して脱離する態様も含まれる。
1.2.2. Component (B) The water-soluble particles as component (B) are separated from the polishing surface of the polishing pad by contacting with the chemical mechanical polishing aqueous dispersion supplied during chemical mechanical polishing, and the chemical mechanical polishing aqueous system. It has a function of forming pores that can hold the dispersion. In the present invention, the “water-soluble particles” include not only a mode of dissolving in water upon detachment from the polishing surface, but also a mode of swelling or forming a sol upon contact with water.

(B)成分は、有機水溶性物質および無機水溶性物質のいずれであってもよい。   Component (B) may be either an organic water-soluble substance or an inorganic water-soluble substance.

有機水溶性物質としては、例えば、糖類(でんぷん、デキストリンおよびシクロデキストリンの如き多糖類、乳糖、マンニット等)、セルロース類(ヒドロキシプロピルセルロース、メチルセルロース等)、蛋白質、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリアクリル酸、ポリエチレンオキサイド、水溶性の感光性樹脂、スルホン化ポリイソプレン、スルホン化イソプレン共重合体等が挙げられる。   Examples of organic water-soluble substances include saccharides (polysaccharides such as starch, dextrin and cyclodextrin, lactose, mannitol, etc.), celluloses (hydroxypropylcellulose, methylcellulose, etc.), proteins, polyvinyl alcohol, polyvinylpyrrolidone, polyacrylic. Examples include acid, polyethylene oxide, water-soluble photosensitive resin, sulfonated polyisoprene, and sulfonated isoprene copolymer.

無機水溶性物質としては、例えば、酢酸カリウム、硝酸カリウム、炭酸カリウム、炭酸水素カリウム、臭化カリウム、リン酸カリウム、硫酸カリウム、硫酸マグネシウムおよび硝酸カルシウム等が挙げられる。   Examples of the inorganic water-soluble substance include potassium acetate, potassium nitrate, potassium carbonate, potassium hydrogen carbonate, potassium bromide, potassium phosphate, potassium sulfate, magnesium sulfate, and calcium nitrate.

(B)成分としては、上記のうちの1種類を用いてもよいし、2種類以上を混合して用いてもよい。   As the component (B), one of the above may be used, or two or more may be mixed and used.

(B)成分は、化学機械研磨パッドの研磨面の硬度を適正な値とすることができるという観点から、中実体であることが好ましい。   The component (B) is preferably solid from the viewpoint that the hardness of the polishing surface of the chemical mechanical polishing pad can be set to an appropriate value.

また、(B)成分の平均粒子径は、好ましくは0.1〜500μmであり、より好ましくは0.5〜100μmである。(B)成分の平均粒子径が0.1〜500μmであることにより、高い研磨速度を示し、かつ、機械的強度に優れた化学機械研磨パッドを得ることができる。   Moreover, the average particle diameter of (B) component becomes like this. Preferably it is 0.1-500 micrometers, More preferably, it is 0.5-100 micrometers. When the average particle diameter of the component (B) is 0.1 to 500 μm, a chemical mechanical polishing pad that exhibits a high polishing rate and is excellent in mechanical strength can be obtained.

なお、(B)成分は、化学機械研磨パッドの研磨層において表層に露出した場合にのみ水等に溶解または膨潤し、研磨層の内部では吸湿しさらには膨潤しないことが好ましい。このため、(B)成分は最外部の少なくとも一部に吸湿を抑制する外殻を備えていてもよい。この外殻は(B)水溶性粒子に物理的に吸着していても、(B)水溶性粒子と化学結合していても、さらにはこの両方により(B)水溶性粒子に接していてもよい。このような外殻を形成する材料としては、例えば、エポキシ樹脂、ポリイミド、ポリアミド、ポリシリケート、シランカップリング剤等を挙げることができる。この場合、(B)水溶性粒子は、外殻を有する水溶性物質と外殻を有さない水溶性物質とからなっていてもよく、外殻を有する水溶性物質はその表面のすべてが外殻に被覆されていなくても十分に前記効果を得ることができる。   In addition, it is preferable that (B) component melt | dissolves or swells in water etc. only when exposed to the surface layer in the polishing layer of the chemical mechanical polishing pad, absorbs moisture inside the polishing layer, and does not swell. For this reason, (B) component may be provided with the outer shell which suppresses moisture absorption in at least one part of the outermost part. The outer shell may be (B) physically adsorbed on the water-soluble particles, (B) chemically bonded to the water-soluble particles, or may be in contact with the water-soluble particles (B). Good. Examples of the material for forming such an outer shell include epoxy resin, polyimide, polyamide, polysilicate, silane coupling agent, and the like. In this case, (B) the water-soluble particles may be composed of a water-soluble substance having an outer shell and a water-soluble substance not having an outer shell. Even if the shell is not covered, the above effect can be sufficiently obtained.

研磨層における(B)成分の使用割合は、(A)成分の体積100容積部に対して5〜80容積部であることが好ましく、10〜60容積部であることがより好ましく、20〜30容積部であることがさらに好ましい。   The usage ratio of the component (B) in the polishing layer is preferably 5 to 80 parts by volume, more preferably 10 to 60 parts by volume, with respect to 100 parts by volume of the component (A). More preferably, it is a volume part.

(B)成分の含有量を(A)成分の体積100容積部に対して5〜80容積部とすることにより、高い研磨速度を示し、かつ、適正な硬度および機械的強度を持つ化学機械研磨パッドとすることができる。   Chemical mechanical polishing which shows a high polishing rate and has appropriate hardness and mechanical strength by setting the content of component (B) to 5 to 80 parts by volume with respect to 100 parts by volume of component (A). It can be a pad.

1.2.3.(C)成分
本実施形態に係る化学機械研磨用パッドの研磨層では、(A)成分が(C)成分:有機過酸化物により架橋されていることが好ましい。
1.2.3. Component (C) In the polishing layer of the chemical mechanical polishing pad according to the present embodiment, the component (A) is preferably crosslinked with the component (C): an organic peroxide.

本実施形態に係る化学機械研磨用パッドの研磨層が(C)成分を含有する場合、(C)成分は架橋剤として機能し、(a1)成分であるエチレン−(メタ)アクリル酸系共重合体の架橋構造を安定して形成することができる。これにより、機械的強度を高めることができる。   When the polishing layer of the chemical mechanical polishing pad according to this embodiment contains the component (C), the component (C) functions as a cross-linking agent, and the ethylene- (meth) acrylic acid-based copolymer (a1). The crosslinked structure of the coalescence can be formed stably. Thereby, mechanical strength can be raised.

(C)成分としては、例えば、1,1−ジ−t−ブチルペルオキシ−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、ジ−t−ブチルペルオキシド、ジクミルペルオキシド、t−ブチルクミルペルオキシド、2,5−ジ−メチル−2,5−ジ(t−ブチルペルオキシ)ヘキサン、2,5−ジ−メチル−2,5−ジ(t−ブチルペルオキシ)ヘキシン、1,3−ビス(t−ブチルペルオキシ−イソプロピル)ベンゼン等を挙げることができる。これらのうち、ジクミルペルオキシド、2,5−ジ−メチル−2,5−ジ(t−ブチルペルオキシ)ヘキサン、2,5−ジ−メチル−2,5−ジ(t−ブチルペルオキシ)ヘキシンがより好ましい。これらは単独で、または2種以上を混合して使用することができる。   Examples of the component (C) include 1,1-di-t-butylperoxy-3,3,5-trimethylcyclohexane, di-t-butyl peroxide, dicumyl peroxide, t-butylcumyl peroxide, 2,5 -Di-methyl-2,5-di (t-butylperoxy) hexane, 2,5-di-methyl-2,5-di (t-butylperoxy) hexyne, 1,3-bis (t-butylperoxy- And isopropyl) benzene. Of these, dicumyl peroxide, 2,5-di-methyl-2,5-di (t-butylperoxy) hexane, 2,5-di-methyl-2,5-di (t-butylperoxy) hexyne More preferred. These can be used alone or in admixture of two or more.

(C)成分の使用量は、(a1)成分100質量部に対して0.5〜15質量部が好ましく、1〜10質量部がより好ましい。(C)成分を(a1)成分100質量部に対して0.5〜15質量部使用することにより、化学機械研磨工程においてスクラッチの発生が抑制され、かつ研磨速度の高い化学機械研磨パッドを得ることができる。   (C) 0.5-15 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of (a1) component, and, as for the usage-amount of a component, 1-10 mass parts is more preferable. By using 0.5 to 15 parts by mass of component (C) with respect to 100 parts by mass of component (a1), a chemical mechanical polishing pad is obtained in which the generation of scratches is suppressed in the chemical mechanical polishing step and the polishing rate is high. be able to.

また、(C)成分は、硫黄化合物、多官能性モノマー、およびオキシム化合物から選択される少なくとも1種の化合物と併用して使用することができる。この場合、(C)成分100質量部に対して、硫黄化合物、多官能性モノマー、およびオキシム化合物から選択される少なくとも1種の化合物は、(C)成分100質量部に対して15質量部以下であることが好ましく、0.3〜8質量部であることがより好ましい。   The component (C) can be used in combination with at least one compound selected from sulfur compounds, polyfunctional monomers, and oxime compounds. In this case, with respect to 100 parts by mass of component (C), at least one compound selected from sulfur compounds, polyfunctional monomers, and oxime compounds is 15 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of component (C). It is preferable that it is 0.3-8 mass parts.

1.2.4.添加剤
本実施形態に係る化学機械研磨パッドは、本発明の特性を損なわない範囲において、さらに他の添加剤を含有してもよい。このような他の添加剤としては、例えば軟化剤、可塑剤、滑剤等を挙げることができる。
1.2.4. Additives The chemical mechanical polishing pad according to this embodiment may further contain other additives as long as the characteristics of the present invention are not impaired. Examples of such other additives include softeners, plasticizers, lubricants, and the like.

上記軟化剤としては、例えばアロマティック油、ナフテニック油、パラフィン油等のプロセスオイル、やし油等の植物油、アルキルベンゼンオイル等の合成油等が挙げられる。これらのうち、プロセスオイルが好ましい。上記軟化剤は単独で、または2種以上を混合して使用することができる。   Examples of the softening agent include process oil such as aromatic oil, naphthenic oil, and paraffin oil, vegetable oil such as palm oil, and synthetic oil such as alkylbenzene oil. Of these, process oil is preferred. The above softeners can be used alone or in admixture of two or more.

上記可塑剤としては、例えばフタレート系、アジペート系、セバケート系、ポリエーテル系、ポリエステル系、等を挙げることができる。   Examples of the plasticizer include phthalate, adipate, sebacate, polyether, and polyester.

上記滑剤としては、例えばパラフィンおよび炭化水素樹脂、脂肪酸アミド、脂肪酸エステル、脂肪アルコール、等を挙げることができる。   Examples of the lubricant include paraffin and hydrocarbon resin, fatty acid amide, fatty acid ester, fatty alcohol, and the like.

1.2.5.研磨層形成用組成物の調製方法
本実施形態に係る化学機械研磨パッドの研磨層を形成するための組成物(研磨層形成用組成物)を調製する方法は特に限定されない。例えば、本実施形態に係る化学機械研磨パッドの研磨層を構成する上記の各成分を、混練機等を用いて公知の方法により混練して得ることができる。混練機としては、公知のものを用いることができる。例えば、ロール、ニーダー、バンバリーミキサー、押出機(単軸、多軸)等の混練機を挙げることができる。混練の際の温度は、使用する成分の種類により適宜に設定するべきであるが、例えば、100〜120℃であることが好ましい。
1.2.5. Method for Preparing Composition for Forming Polishing Layer A method for preparing a composition (a composition for forming a polishing layer) for forming a polishing layer of the chemical mechanical polishing pad according to the present embodiment is not particularly limited. For example, each of the above components constituting the polishing layer of the chemical mechanical polishing pad according to this embodiment can be obtained by kneading by a known method using a kneader or the like. A well-known thing can be used as a kneading machine. Examples thereof include kneaders such as rolls, kneaders, Banbury mixers, and extruders (single screw and multi screw). The temperature at the time of kneading should be appropriately set according to the type of components to be used, but is preferably 100 to 120 ° C., for example.

1.2.6.研磨層の形成方法
本実施形態に係る化学機械研磨パッドの研磨層は、上記(A)〜(C)成分を含む研磨層形成用組成物から製造することができる。
1.2.6. Formation method of polishing layer The polishing layer of the chemical mechanical polishing pad according to the present embodiment can be produced from the composition for forming a polishing layer containing the components (A) to (C).

上記組成物を150〜190℃程度に加熱しつつ適当圧力下で所望の形状に成形する方法、あるいは、上記組成物を150〜190℃程度に加熱しつつシート状に成形した後に所望の形状に切断することにより、(A)成分であるアイオノマー樹脂に(B)成分である水溶性粒子が分散した研磨層を得ることができる。   A method of forming the composition into a desired shape under an appropriate pressure while heating the composition to about 150 to 190 ° C, or a desired shape after forming the composition into a sheet shape while heating to about 150 to 190 ° C. By cutting, a polishing layer in which the water-soluble particles (B) are dispersed in the ionomer resin (A) can be obtained.

本実施形態に係る化学機械研磨パッドの研磨層は、架橋構造を有することが好ましい。研磨パッドの研磨層が架橋構造を有することにより、(A)成分であるアイオノマー樹脂が適度の弾性回復力を有するため、研磨時に化学機械研磨パッドに生じるずり応力による変位を小さく抑えることができ、また、研磨時およびドレッシング時に(A)成分が過度に引き延ばされ塑性変形してポアが埋まったり、研磨層の表面が過度に毛羽立ったりすることを効果的に抑制することができる。すなわち、研磨層において、(A)成分が(C)成分によって架橋されていることにより、ドレッシング時にもポアが効率よく形成され、研磨時のスラリーの保持性の低下が防止でき、かつ、毛羽立ちが少なく優れた研磨平坦性を実現することができる。   The polishing layer of the chemical mechanical polishing pad according to this embodiment preferably has a crosslinked structure. Because the polishing layer of the polishing pad has a crosslinked structure, the ionomer resin as the component (A) has an appropriate elastic recovery force, so that the displacement due to the shear stress generated in the chemical mechanical polishing pad during polishing can be suppressed to a low level. In addition, it is possible to effectively suppress the component (A) from being excessively stretched during plasticizing and dressing to be plastically deformed and filling the pores, and the surface of the polishing layer from becoming excessively fuzzy. That is, in the polishing layer, the (A) component is cross-linked by the (C) component, so that pores can be efficiently formed even during dressing, the retention of the slurry during polishing can be prevented from decreasing, and fuzzing can occur. Less and excellent polishing flatness can be realized.

なお、架橋構造の形成方法は特に限定されない。例えば、本実施形態に係る化学機械研磨パッドにおいて、研磨層が(C)有機化酸化物を含有しない場合、電子線照射による放射線架橋によって架橋構造を形成してもよいし、加熱によって架橋を行ってもよい。   In addition, the formation method of a crosslinked structure is not specifically limited. For example, in the chemical mechanical polishing pad according to this embodiment, when the polishing layer does not contain (C) an organic oxide, a crosslinked structure may be formed by radiation crosslinking by electron beam irradiation, or crosslinking may be performed by heating. May be.

2.化学機械研磨方法
本発明の一実施形態に係る化学機械研磨方法は、上記化学機械研磨パッドを用いて被研摩物を化学機械研磨する工程を含む。
2. Chemical mechanical polishing method A chemical mechanical polishing method according to an embodiment of the present invention includes a step of chemically mechanically polishing an object to be polished using the chemical mechanical polishing pad.

本実施形態に係る化学機械研磨方法は、例えば、半導体装置等の製造において、絶縁膜や保護膜の研磨に使用することができる。   The chemical mechanical polishing method according to the present embodiment can be used for polishing an insulating film or a protective film, for example, in manufacturing a semiconductor device or the like.

本実施形態に係る化学機械研磨方法において、研磨対象となる被研磨物は特に限定されないが、例えば、被研磨物が酸化シリコンを含むことが好ましい。酸化シリコンを含む被研磨物としては、例えば、STI構造を有する、酸化シリコンを含む絶縁膜が挙げられる。   In the chemical mechanical polishing method according to the present embodiment, an object to be polished is not particularly limited. For example, the object to be polished preferably contains silicon oxide. As an object to be polished containing silicon oxide, for example, an insulating film containing silicon oxide having an STI structure can be given.

本実施形態に係る化学機械研磨方法によれば、研磨速度が高く、研磨量の面内均一性に優れ、かつ、スクラッチの少ない被研磨面を得ることができる。   According to the chemical mechanical polishing method according to the present embodiment, it is possible to obtain a surface to be polished having a high polishing rate, excellent in-plane uniformity of the polishing amount, and less scratching.

3.実施例
3.1.実施例1
3.1.1.研磨層形成用組成物の調製
130〜170℃に調温された二軸押出し機に、(a1)成分としてレックスパールEMAA ニュクレルN1560(商品名、三井・デュポンケミカル(株)製、エチレン−メタアクリル酸共重合体)100質量部、(a2)成分として水酸化マグネシウム粉末を5質量部になるように重量式フィーダーを用いて(a1)成分および(a2)成分をそれぞれフィードし、押出し混練りを行った。さらに、(B)成分として、(A)成分((a1)成分+(a2)成分)100容積部に対して70容積部に相当する量のデキシーパール100(商品名、(株)横浜国際バイオ研究所製、β−シクロデキストリン、平均粒子径15μm)を、二軸押出し機に重量式フィーダーを用いて投入し混練りした。次いで、(C)成分として、パークミルD−40(商品名、日油(株)製、)7.0質量部およびTAIC−M60(商品名、日本化成(株)製、)4.0質量部を添加し混練りを行い、実施例1の研磨層形成用組成物を得た。
3. Example 3.1. Example 1
3.1.1. Preparation of Composition for Forming Polishing Layer In a twin-screw extruder adjusted to 130 to 170 ° C., Rexpearl EMAA Nukurel N1560 (trade name, manufactured by Mitsui DuPont Chemical Co., Ltd., ethylene-methacrylic) as component (a1) Acid copolymer) 100 parts by weight, (a2) Component (a2) and (a2) are each fed using a gravimetric feeder so that magnesium hydroxide powder is 5 parts by weight, and extrusion kneading is performed. went. Furthermore, as component (B), Dixie Pearl 100 (trade name, Yokohama International Bio Co., Ltd.) in an amount corresponding to 70 parts by volume with respect to 100 parts by volume of component (A) (component (a1) + component (a2)) R & D Co., Ltd., β-cyclodextrin, average particle size 15 μm) was charged into a twin screw extruder using a weight type feeder and kneaded. Next, as component (C), Park Mill D-40 (trade name, manufactured by NOF Corporation) 7.0 parts by mass and TAIC-M60 (trade name, manufactured by Nippon Kasei Co., Ltd.) 4.0 parts by mass. Was added and kneaded to obtain a polishing layer forming composition of Example 1.

3.1.2.化学機械研磨パッドの製造
実施例1の研磨層形成用組成物をパッド成型用金型にセットし、175℃で12分間加熱して、直径60cm、厚さ2.8mmの成形体を得た。次いで、この成形体の研磨面となるべき面に、加藤機械(株)製の切削加工機を用いて、溝幅0.5mm、溝深さ1.4mm、ピッチ4.0mmの同心円状の溝を形成して、研磨層からなる実施例1の化学機械研磨パッドを得た。
3.1.2. Production of Chemical Mechanical Polishing Pad The polishing layer forming composition of Example 1 was set in a pad molding die and heated at 175 ° C. for 12 minutes to obtain a molded body having a diameter of 60 cm and a thickness of 2.8 mm. Next, a concentric groove having a groove width of 0.5 mm, a groove depth of 1.4 mm, and a pitch of 4.0 mm is formed on the surface to be a polished surface of the molded body using a cutting machine manufactured by Kato Machine Co., Ltd. To obtain a chemical mechanical polishing pad of Example 1 comprising a polishing layer.

3.1.3.研磨性能の評価
実施例1の化学機械研磨パッドを、化学機械研磨装置((株)荏原製作所製、形式「EPO112」)に装着し、表面にPETEOS膜(テトラエチルオルトシリケートを原料として、促進条件としてプラズマを利用して化学気相成長法により成膜された酸化シリコン膜(PETEOS膜)が形成された直径8インチのウェハを300枚準備し、これを被研磨物として下記の条件において化学機械研磨を連続して行った。
3.1.3. Evaluation of polishing performance The chemical mechanical polishing pad of Example 1 was attached to a chemical mechanical polishing apparatus (manufactured by Ebara Manufacturing Co., Ltd., model “EPO112”), and a PETEOS film (tetraethylorthosilicate as a raw material on the surface) was used as an acceleration condition. 300 wafers having a diameter of 8 inches on which a silicon oxide film (PETEOS film) formed by chemical vapor deposition using plasma is prepared and used as an object to be polished are subjected to chemical mechanical polishing under the following conditions. Was performed continuously.

化学機械研磨用水系分散体:SS−25(キャボット・マイクロエレクトロニクス社製)をイオン交換水で2倍に希釈した水系分散体
水系分散体供給速度:150mL/分
ヘッド押し付け圧:250hPa
定盤回転数:70rpm
ヘッド回転数:70rpm
研磨時間:60秒/枚
Chemical mechanical polishing aqueous dispersion: SS-25 (manufactured by Cabot Microelectronics) diluted twice with ion-exchanged water Aqueous dispersion supply speed: 150 mL / min Head pressing pressure: 250 hPa
Plate rotation speed: 70 rpm
Head rotation speed: 70rpm
Polishing time: 60 seconds / sheet

3.1.3−1.研磨速度の評価
上記被研磨物であるPETEOS膜付きウェハについて、光干渉式膜厚計を用いてPETEOS膜の膜厚を測定し、研磨前と研磨後の膜厚の差、すなわち、化学機械研磨により減少した膜厚を以下の手順により求めた。
3.1-1. Evaluation of Polishing Rate For the wafer with PETEOS film as the object to be polished, the film thickness of the PETEOS film is measured using an optical interference film thickness meter, and the difference in film thickness before and after polishing, that is, chemical mechanical polishing The film thickness decreased by the following procedure was obtained.

PETEOS膜付きウェハについて、外周5mmと除いて直径方向に均等に21点の特定点を設定し、これら特定点について研磨前後のPETEOS膜の厚さの差および研磨時間から各点における研磨速度を算出し、その平均値を持って研磨速度とした。   For the wafer with PETEOS film, 21 specific points are set evenly in the diameter direction except for the outer circumference of 5 mm, and the polishing rate at each point is calculated from the difference in thickness of the PETEOS film before and after polishing and the polishing time for these specific points. The average value was used as the polishing rate.

研磨速度は、連続して研磨されたウェハ50枚目ごとに評価し、6回の評価の平均を研磨速度としたところ、その値は282nm/分であった。この値が400nm/分以上の場合に研磨速度は良好であるといえ、特に500nm/分以上のとき極めて良好であるといえる。   The polishing rate was evaluated for every 50th wafer polished continuously, and the average of 6 evaluations was taken as the polishing rate, and the value was 282 nm / min. It can be said that the polishing rate is good when this value is 400 nm / min or more, and particularly good when the value is 500 nm / min or more.

3.1.3−2.研磨速度の面内均一性の評価
上記21点の特定点における研磨前後のPETEOS膜の厚さの差(この値を「研磨量」とする。)を用いて、下記の計算式により研磨量の面内均一性を算出した。
3.1.3-2. Evaluation of in-plane uniformity of polishing rate Using the difference in thickness of the PETEOS film before and after polishing at the 21 specific points (this value is referred to as “polishing amount”) In-plane uniformity was calculated.

研磨量の面内均一性(%)=(研磨量の標準偏差÷研磨量の平均値)×100
研磨速度の面内均一性は、連続して研磨されたウェハ50枚目ごとに評価し、6回の評価の平均をとったところ、その値は4.8%であった。この値が7%以内の時に面内均一性は良好であるといえ、特に6%以下のとき極めて良好であるといえる。
In-plane uniformity of polishing amount (%) = (standard deviation of polishing amount ÷ average value of polishing amount) × 100
The in-plane uniformity of the polishing rate was evaluated for every 50th wafer polished continuously, and the average of 6 evaluations was taken. The value was 4.8%. It can be said that the in-plane uniformity is good when this value is within 7%, and particularly good when it is 6% or less.

3.1.3−3.スクラッチの評価
化学機械研磨後のPETEOS膜付きウェハの被研磨面につき、欠陥検査装置(KLA−TENCOR社製、形式「KLA2351」)を用いて下記のように欠陥検査を行った。
3.1.3-3. Scratch Evaluation The surface to be polished of the PETEOS film-coated wafer after chemical mechanical polishing was subjected to a defect inspection as follows using a defect inspection apparatus (manufactured by KLA-TENCOR, model “KLA2351”).

まず、ピクセルサイズ0.62μm、しきい値(threshold)30の条件でウェハ表面の全範囲について、欠陥検査装置が欠陥としてカウントした数を計測した。次いで、これらの欠陥をランダムに100個抽出して装置のディスプレイ上に表示して観察し、欠陥がスクラッチであるか、付着した異物(化学機械研磨用水系分散体中に含まれる砥粒等)であるかを見極め、欠陥総数中に占める長径0.20μm以上のスクラッチの割合を算出し、これよりウェハ全面あたりのスクラッチ数を算出した。   First, the number of defects counted by the defect inspection apparatus was measured for the entire range of the wafer surface under the conditions of a pixel size of 0.62 μm and a threshold of 30. Next, 100 of these defects are extracted at random, displayed on the display of the apparatus and observed, and the defects are scratches or adhered foreign matter (such as abrasive grains contained in the chemical mechanical polishing aqueous dispersion). The ratio of scratches with a major axis of 0.20 μm or more in the total number of defects was calculated, and the number of scratches per wafer was calculated from this.

スクラッチは、連続して研磨されたウェハ50枚目ごとに評価し、6回の評価の平均をとったところ、1個/面であった。この値が3個/面以内の時にスクラッチは良好であるといえ、特に2個/面以下のとき極めて良好であるといえる。   The scratch was evaluated for every 50th wafer polished continuously, and the average of 6 evaluations was 1 piece / surface. It can be said that the scratch is good when this value is within 3 pieces / surface, and is particularly good when the value is 2 pieces / surface or less.

3.2.実施例2〜8および比較例1〜5
(A)成分ないし(D)成分の種類および使用量を表1のとおりとしたほかは実施例1と同様にして化学機械研磨パッドを製造し、化学機械研磨性能を評価した。その結果を表1に示す。
3.2. Examples 2-8 and Comparative Examples 1-5
A chemical mechanical polishing pad was produced in the same manner as in Example 1 except that the types and amounts of the components (A) to (D) were changed as shown in Table 1, and the chemical mechanical polishing performance was evaluated. The results are shown in Table 1.

Figure 2009267187
Figure 2009267187

なお、表1における各成分の略称をそれぞれ以下に示す。   In addition, the abbreviation of each component in Table 1 is shown below.

(A)重合体
(a1)エチレン−(メタ)アクリル酸共重合体
「A210K」…商品名「レックスパールEAA A210K」、日本ポリエチレン(株)製、エチレン−アクリル酸共重合体
「N1560」…商品名「ニュクレルN1560」、三井・デュポンケミカル(株)製、エチレン−アクリル酸共重合体
(対照)「LE520H」…商品名「ノバテックLD LE520H」、日本ポリエチレン(株)製、低密度ポリエチレン
(a2)金属酸化物または金属水酸化物
「ZnO」…商品名「1号亜鉛華」、堺化学工業(株)、酸化亜鉛(亜鉛華)
「Mg(OH)」…商品名「キョーワマグ150」、協和化学工業(株)、水酸化マグネシウム
「MgO」…商品名「キスマ5」、協和化学工業(株)、酸化マグネシウム
「Zn(OH)」…商品名「水酸化亜鉛」、MP Biomedicals,Inc製、水酸化亜鉛
(A) Polymer (a1) Ethylene- (meth) acrylic acid copolymer “A210K”: trade name “Rex Pearl EAA A210K”, manufactured by Nippon Polyethylene Co., Ltd., ethylene-acrylic acid copolymer “N1560” —commodity Name “Nucleel N1560”, manufactured by Mitsui DuPont Chemical Co., Ltd., ethylene-acrylic acid copolymer (control) “LE520H” ... Product name “Novatech LD LE520H”, manufactured by Nippon Polyethylene Co., Ltd., low density polyethylene (a2) Metal oxide or metal hydroxide “ZnO”: Trade name “No. 1 Zinc Hana”, Sakai Chemical Industry Co., Ltd., Zinc Oxide (Zinc Hana)
“Mg (OH) 2 ” ... trade name “Kyowa Mag 150”, Kyowa Chemical Industry Co., Ltd., magnesium hydroxide “MgO” ... trade name “Kisuma 5”, Kyowa Chemical Industry Co., Ltd., magnesium oxide “Zn (OH)” 2 "... Trade name" Zinc hydroxide ", manufactured by MP Biomedicals, Inc., Zinc hydroxide

(B)水溶性粒子
「WSP」…商品名「デキシーパールβ−100」、(株)横浜国際バイオ研究所製、β−シクロデキストリン(平均粒子径15μm)
なお、表1において、(B)水溶性粒子の使用量は、(A)成分100容積部に対する容積部で示した。
(B) Water-soluble particles “WSP”: trade name “Dexy Pearl β-100”, manufactured by Yokohama International Bio-Laboratory Co., Ltd., β-cyclodextrin (average particle size 15 μm)
In Table 1, the amount of (B) water-soluble particles used is shown as a volume part relative to 100 parts by volume of the component (A).

(C)有機過酸化物
「パークミルD−40」…商品名「パークミルD−40」、日本油脂(株)製、ジクミルパーオキサイドを40質量%含有する。
(C) Organic peroxide “Park mill D-40”: trade name “Park mill D-40”, manufactured by NOF Corporation and containing 40% by mass of dicumyl peroxide.

(D)架橋助剤
「TAIC−M60」…商品名「TAIC−M60」、日本化成(株)製、トリアリルイソシアヌレートを60質量%含有する。
(D) Crosslinking assistant “TAIC-M60”: trade name “TAIC-M60”, manufactured by Nippon Kasei Co., Ltd., containing 60% by mass of triallyl isocyanurate.

実施例1〜10の化学機械研磨パッドによれば、(A)成分100容積部と(B)成分5〜80容積部とを含む研磨層を有し、(A)成分が(a1)成分100質量部と(a2)成分1〜20質量部とを含むことにより、化学機械研磨において、研磨速度が高く、研磨量の面内均一性に優れ、かつ、スクラッチの少ない被研磨面を得られることが理解できる。   According to the chemical mechanical polishing pads of Examples 1 to 10, it has a polishing layer containing 100 parts by volume of the (A) component and 5 to 80 parts by volume of the (B) component, and the (A) component is the (a1) component 100. By containing 1 part by mass and 1 to 20 parts by mass of component (a2), it is possible to obtain a polished surface with high polishing rate, excellent in-plane uniformity of the amount of polishing and less scratches in chemical mechanical polishing. Can understand.

図1は、本発明の一実施形態に係る化学機械研磨パッドの一例を模式的に示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an example of a chemical mechanical polishing pad according to an embodiment of the present invention. 図2は、本発明の一実施形態に係る化学機械研磨パッドの他の一例を模式的に示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing another example of a chemical mechanical polishing pad according to an embodiment of the present invention. 図3は、本発明の一実施形態に係る化学機械研磨パッドの他の一例を模式的に示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing another example of a chemical mechanical polishing pad according to an embodiment of the present invention. 図4は、本発明の一実施形態に係る化学機械研磨パッドの他の一例を模式的に示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing another example of a chemical mechanical polishing pad according to an embodiment of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

10…研磨層、10a…研磨面、10b…非研磨面、12,14…凹部、16…支持層、100,200,300,400…化学機械研磨パッド DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Polishing layer, 10a ... Polishing surface, 10b ... Non-polishing surface, 12, 14 ... Recess, 16 ... Support layer, 100, 200, 300, 400 ... Chemical mechanical polishing pad

Claims (9)

(A)成分;アイオノマー樹脂100容積部と、
(B)成分;水溶性粒子5〜80容積部と、
を含む研磨層を有し、
前記(A)成分は、(a1)成分;エチレン−(メタ)アクリル酸系共重合体100質量部と、(a2)成分;金属酸化物または金属水酸化物1〜20質量部とを含む、化学機械研磨パッド。
(A) component; 100 parts by volume of ionomer resin;
(B) component; 5-80 volume parts of water-soluble particles;
Having a polishing layer comprising
The (A) component includes (a1) component; 100 parts by mass of an ethylene- (meth) acrylic acid copolymer, and (a2) component; 1 to 20 parts by mass of metal oxide or metal hydroxide, Chemical mechanical polishing pad.
前記(a2)成分は、2価の金属酸化物または金属水酸化物である、請求項1に記載の化学機械研磨パッド。   The chemical mechanical polishing pad according to claim 1, wherein the component (a2) is a divalent metal oxide or metal hydroxide. 前記(a2)成分は、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、水酸化亜鉛、および水酸化マグネシウムからなる群から選択される少なくとも1種である、請求項2に記載の化学機械研磨パッド。   The chemical mechanical polishing pad according to claim 2, wherein the component (a2) is at least one selected from the group consisting of zinc oxide, magnesium oxide, zinc hydroxide, and magnesium hydroxide. 前記(B)成分の平均粒子径が5〜80μmである、請求項1〜3に記載の化学機械研磨パッド。   The chemical mechanical polishing pad according to claim 1, wherein the component (B) has an average particle size of 5 to 80 μm. 前記(a1)成分の(メタ)アクリル酸含有率が3〜25質量%である、請求項1〜4のいずれかに記載の化学機械研磨パッド。   The chemical mechanical polishing pad according to any one of claims 1 to 4, wherein the (meth) acrylic acid content of the component (a1) is 3 to 25% by mass. 前記(a1)成分が、エチレンと、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸メチル、およびアクリル酸エチルからなる群から選択される少なくとも1種との共重合体である、請求項1〜5のいずれかに記載の化学機械研磨パッド。   The component (a1) is a copolymer of ethylene and at least one selected from the group consisting of acrylic acid, methacrylic acid, methyl acrylate, and ethyl acrylate. The chemical mechanical polishing pad described in 1. 前記(A)成分が(C)有機過酸化物により架橋されている、請求項1〜5のいずれかに記載の化学機械研磨パッド。   The chemical mechanical polishing pad according to any one of claims 1 to 5, wherein the component (A) is crosslinked with an organic peroxide (C). 請求項1〜7のいずれかに記載の化学機械研磨パッドを用いて被研摩物を化学機械研磨する工程を含む、化学機械研磨方法。   A chemical mechanical polishing method comprising a step of chemically mechanically polishing an object to be polished using the chemical mechanical polishing pad according to claim 1. 前記被研磨物が酸化シリコンを含む、請求項7に記載の化学機械研磨方法。   The chemical mechanical polishing method according to claim 7, wherein the object to be polished contains silicon oxide.
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