JP2010184348A - Polishing pad and method for manufacturing semiconductor device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a polishing pad which is used in a polishing step of flattening very small unevenness of a very small pattern formed on a surface of an object to be polished such as a semiconductor wafer, and capable of enhancing the uniformity of the polishing amount in the entire surface of the object such as wafer, and a method for manufacturing a semiconductor device by using the polishing pad. <P>SOLUTION: Concentric grooves are formed in a surface of a polishing pad, the groove pitches of the grooves are different in the radial direction of the polishing pad, and the groove pitches are continuously changed in the surface of the polishing pad. Further, concentric grooves are formed in the surface of the polishing pad, the groove widths of the grooves are different in the radial direction of the polishing pad, and the groove widths are continuously changed in the surface of the polishing pad. In the method for manufacturing the semiconductor device, the polishing pad is used. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体ウエハなどの被研磨対象物の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、研磨レートにおいて優れ、かつ研磨後の半導体ウエハなどの被研磨対象物の表面均一性に優れた研磨パッドおよ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 for use in planarizing unevenness of a surface of an object to be polished such as a semiconductor wafer by chemical mechanical polishing (CMP), and more particularly, a semiconductor wafer having excellent polishing rate and having been polished. The present invention relates to a polishing pad excellent in surface uniformity of an object to be polished such as a semiconductor device and a method of manufacturing a semiconductor device using the polishing pad.

半導体デバイスを製造する際には、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、半導体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 semiconductor devices, a process of forming a conductive film on the wafer surface and forming a wiring layer by photolithography, etching, or a process of forming an interlayer insulating film on the wiring layer These steps cause irregularities made of a conductor such as metal or an insulator on the wafer surface. In recent years, miniaturization of wiring and multilayer wiring have been promoted for the purpose of increasing the density of semiconductor integrated circuits. Along with this, technology for flattening the irregularities on the surface of a semiconductor wafer has become important.

半導体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、半導体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 irregularities on the surface of a semiconductor wafer, a CMP method is generally employed. CMP is a technique in which a polishing surface of a semiconductor wafer is pressed against a polishing surface of a polishing pad, and polishing is performed using a slurry in which abrasive grains are dispersed (hereinafter referred to as slurry).

CMPで一般的に使用する研磨装置は、例えば、研磨パッドを支持する研磨定盤と、被研磨対象物(半導体ウエハなど)を支持する支持台(ポリシングヘッド)と半導体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。研磨パッドは、例えば、両面テープで貼り付けることにより、研磨定盤に装着される。研磨定盤と支持台とは、それぞれに支持された研磨パッドと被研磨対象物が対向するように配置され、それぞれに回転軸、を備えている。また、支持台には、被研磨対象物を研磨パッドに押し付けるための加圧機構が設けてある。   A polishing apparatus generally used in CMP performs, for example, uniform pressing of a polishing surface plate that supports a polishing pad, a support table (polishing head) that supports an object to be polished (such as a semiconductor wafer), and the semiconductor wafer. And a polishing agent supply mechanism. For example, the polishing pad is attached to the polishing surface plate by pasting with a double-sided tape. The polishing surface plate and the support base are arranged so that the polishing pad supported by the polishing table and the object to be polished are opposed to each other, and each has a rotating shaft. Further, the support base is provided with a pressurizing mechanism for pressing the object to be polished against the polishing pad.

これまで、研磨における半導体ウエハ全面での研磨レートの均一性を向上させるために様々な試みが行われてきた。例えば、全体のパッドの構成としては、下記のものが挙げられる。   Until now, various attempts have been made to improve the uniformity of the polishing rate over the entire surface of the semiconductor wafer during polishing. For example, the configuration of the entire pad includes the following.

1.弾性ポリウレタン層に研磨層である合成皮革層が積層されたもの(特許文献1参照)。
2.発泡ポリウレタン層にポリウレタン含浸不織布を貼り合わせた構成のもの(特許文献2参照)。
3.研磨表面が設けられており、前記研磨表面に隣接し選択した厚さ及び剛性の剛性要素が設けられており、前記剛性要素へ実質的に一様な力を付与するために前記剛性要素に隣接して弾性要素が設けられており、前記剛性要素及び前記弾性要素が前記研磨表面へ弾性的屈曲力を付与して前記研磨表面に制御した屈曲を誘起させ、それが前記加工物の表面の全体的な形状に適合し且つ前記加工物表面の局所的な形状に関して制御した剛性を維持することを特徴とする研磨用パッド(特許文献3参照)。
1. A synthetic leather layer as a polishing layer is laminated on an elastic polyurethane layer (see Patent Document 1).
2. A configuration in which a polyurethane-impregnated nonwoven fabric is bonded to a foamed polyurethane layer (see Patent Document 2).
3. A polishing surface is provided and a rigid element of selected thickness and stiffness is provided adjacent to the polishing surface and adjacent to the rigid element to impart a substantially uniform force to the rigid element. And an elastic element is provided, and the rigid element and the elastic element impart an elastic bending force to the polishing surface to induce a controlled bending on the polishing surface, which is the entire surface of the workpiece. A polishing pad characterized by conforming to a specific shape and maintaining controlled rigidity with respect to a local shape of the workpiece surface (see Patent Document 3).

4.縦弾性係数Eの大きい表層Aと、縦弾性係数Eの小さい下層Bとを有し、両層A,Bとの間に上記B層よりも少なくとも縦弾性係数の大きい中間層Mを設けたことを特徴とする研磨布(特許文献4参照)。
5.研磨層と、研磨層より弾性の高い中間層と、柔らかい下地層の構成で、中間層が分割されているパッド(特許文献5参照)などが挙げられる。
また、均一性を向上させるためパッド表面の溝形状を工夫することを試みたものもある。例えば、
6.パッド表面の中央部分と外側とで溝形状が異なるものを用いている研磨パッド(特許文献6参照)。
4). A large - surface A of the longitudinal elastic modulus E A, and a small lower layer B modulus of longitudinal elasticity E B, both layers A, a large middle layer M of at least longitudinal elastic modulus than the layer B between the B provided A polishing cloth characterized in that (see Patent Document 4).
5). A pad (see Patent Document 5) in which the intermediate layer is divided by a configuration of a polishing layer, an intermediate layer having higher elasticity than the polishing layer, and a soft underlayer is exemplified.
Some have attempted to devise a groove shape on the pad surface in order to improve uniformity. For example,
6). A polishing pad using a pad having a different groove shape between the center portion and the outside of the pad surface (see Patent Document 6).

7.複数の溝と穴を合わせて形成された研磨パッド(特許文献7参照)。
8.幾何学的に中心を持つ溝形状の該中心と研磨パッドの中心とが偏心状に設けられている研磨パッド(特許文献8参照)。
9.複数の同心円状の溝を有する第1の領域と、第2のピッチを有する第2の領域とを有する研磨パッド(特許文献9参照)。
10.隣接した領域で密度の異なる溝を有する研磨パッド(特許文献10参照)。
11.環状溝と流線溝を有する研磨パッド(特許文献11参照)などが挙げられる。
7). A polishing pad formed by combining a plurality of grooves and holes (see Patent Document 7).
8). A polishing pad in which the groove-shaped center having a geometrical center and the center of the polishing pad are provided eccentrically (see Patent Document 8).
9. A polishing pad having a first region having a plurality of concentric grooves and a second region having a second pitch (see Patent Document 9).
10. A polishing pad having grooves with different densities in adjacent regions (see Patent Document 10).
11. Examples thereof include a polishing pad having an annular groove and a streamline groove (see Patent Document 11).

米国特許3504457号明細書US Pat. No. 3,504,457 特開平06−021028号公報Japanese Patent Laid-Open No. 06-021028 特開平06−077185号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 06-077185 特開平10−156724号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-156724 特開平11−048131号公報JP-A-11-048131 特許第2647046号明細書Japanese Patent No. 2647046 特許第3042593号明細書Japanese Patent No. 3042593 特開平10−249710号公報JP-A-10-249710 特開平11−070463号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-070463 特開2000−943039号公報JP 2000-943039 A 特開2000−198061号公報JP 2000-198061 A

前述研磨パッドでは以下に示すような問題点を有している。
上記1の方式では、全面の均一性に関しては、弾性ポリウレタン層が半導体ウエハにかかる荷重を均一にする役目を果たしているが、最表層研磨層に、柔らかい合成皮革を使用しているため、スクラッチ等の問題は無いが、微小領域での平坦化特性が良くないという問題点がある。
The above-described polishing pad has the following problems.
In the above system 1, the elastic polyurethane layer plays a role of making the load applied to the semiconductor wafer uniform with respect to the uniformity of the entire surface. However, since the outermost polishing layer uses soft synthetic leather, scratches, etc. However, there is a problem that the flattening characteristics in a minute region are not good.

上記2におけるポリウレタンと不織布の積層でも、不織布層が前述1の弾性ポリウレタン層と同等の役目を果たし、均一性を得ている。また、研磨層も硬質の発泡ポリウレタン層を有している為、合成皮革に比べて平坦化特性も優れているが、近年、微小領域での平坦化特性の要求レベルの向上や、金属膜の研磨においては、要求レベルに達していない。また、硬質ウレタン層の硬度を更に上げる事で平坦化特性の向上を図れるが、この場合、スクラッチの多発を招き実用的ではない。   Even in the lamination of polyurethane and nonwoven fabric in 2 above, the nonwoven fabric layer plays the same role as the elastic polyurethane layer 1 described above, and the uniformity is obtained. In addition, since the polishing layer also has a hard foamed polyurethane layer, it has superior planarization characteristics compared to synthetic leather. In polishing, the required level has not been reached. Further, the planarization characteristics can be improved by further increasing the hardness of the hard urethane layer, but in this case, the occurrence of scratches is not practical.

上記3における研磨層、剛性層、弾性層の構造のものは、表層の研磨層でスクラッチの起きない適度の硬度を持たせ、硬度が上げられず劣化する平坦化特性を第2層の剛性層で改善させる構成のものである。これは、前述2の方式の問題点を解決するものであるが、この場合、研磨層の厚さにおいて0.003インチ以下が指定されており、この厚さでは実際に使用した場合、研磨層も削れてしまい、製品寿命が短い欠点がある。   The structure of the polishing layer, the rigid layer, and the elastic layer in 3 above has an appropriate hardness that does not cause scratches in the surface polishing layer, and has a flattening characteristic that deteriorates without increasing the hardness. It is the thing of the structure improved by. This solves the problem of the above-mentioned two methods. In this case, the thickness of the polishing layer is specified to be 0.003 inches or less, and when this thickness is actually used, the polishing layer is used. There is also a drawback that the product life is short.

上記4の方式では、基本的思想は前述3の方式と同様であり、各層の弾性率の範囲を限定して、より効率的な範囲を得ようとしているが、該方式の中では実質的に何ら実現する手段がなく、研磨パッドを製作することは困難である。   In the method 4 described above, the basic idea is the same as that in the method 3 described above, and the range of the elastic modulus of each layer is limited to obtain a more efficient range. There is no means to realize it, and it is difficult to manufacture a polishing pad.

上記5の方式でも、基本的思想は前述3の方式と同様であるが、ウエハ面内の均一性をより向上するために中間剛性層をある所定の大きさにて分割している。しかし、この分割する工程にコストが掛かり、安価な研磨パッドを供給することは出来ない。
また、溝形状を工夫したものに関しても、以下に示す問題点がある。
The basic idea of the method 5 is the same as that of the method 3 described above, but the intermediate rigid layer is divided into a predetermined size in order to further improve the uniformity within the wafer surface. However, this dividing step is costly and an inexpensive polishing pad cannot be supplied.
In addition, there are the following problems with respect to the groove shape.

上記6の方式では、中央部と周辺部分は同心円状溝を、その間の部分はパンチ穴を開けたような形状である。一般にパンチ穴を開ける加工は一列ないしは数列に並んだポンチを用いて広い面積を一度に開ける事になるが、この方式の場合一般的な加工法が利用できず、作製が困難である。   In the method of 6 above, the central part and the peripheral part are concentric grooves, and the part between them is shaped like a punch hole. In general, punching is performed by punching a wide area at once using punches arranged in one or several rows. However, in this method, a general processing method cannot be used and it is difficult to manufacture.

上記7の方式では、複数の穴と溝を組み合わせた構成のものではスラリー供給が豊富で、均一性もある程度改善されるが、スラリーが不足しがちなウエハ中央部分にスラリーが積極的に入るわけではなく、その効果が限られる。   In the method of 7 above, in the configuration in which a plurality of holes and grooves are combined, the slurry supply is abundant and the uniformity is improved to some extent, but the slurry actively enters the central portion of the wafer where the slurry tends to be insufficient. Rather, the effect is limited.

上記8の方式では研磨パッドの中心と、同心円状溝の中心が、ずれている為溝形状が加工されるシリコンウエハに転写され、均一性が悪くなるという問題点は解消されるが、ウエハ中心部分での研磨レート低下を防ぐことは出来ない。   In the above method 8, the center of the polishing pad and the center of the concentric groove are shifted, so that the problem that the groove shape is transferred to the silicon wafer to be processed and the uniformity is deteriorated is solved. It is impossible to prevent a decrease in the polishing rate at the portion.

上記9の方式では溝ピッチの異なる2つの領域があり、均一性はある程度改善されるが、積極的にスラリーをウエハ中心部分に取り込むようにはなっておらず、高い均一性は望めない。   In the method 9 described above, there are two regions having different groove pitches, and the uniformity is improved to some extent, but the slurry is not actively taken into the central portion of the wafer, and high uniformity cannot be expected.

上記10の方式は、前記9の方式の改良型といえる。しかし、この方式とて前記と同様、積極的にスラリーをウエハ中心部分に取り込むようにはなっておらず、高い均一性は望めない。   The above ten methods can be said to be improved versions of the above nine methods. However, in this method, as described above, the slurry is not actively taken into the central portion of the wafer, and high uniformity cannot be expected.

上記11の方式では、溝形状を流線溝にすることで、スラリーの流れを積極的に制御しようと試みている。しかしながら、この方式では、流線溝に沿って必要なスラリーが流れ出してしまい、十分な均一性を得ることは出来ない。   In the method of 11 above, an attempt is made to positively control the flow of the slurry by making the groove shape a streamline groove. However, in this method, necessary slurry flows out along the streamline grooves, and sufficient uniformity cannot be obtained.

本発明は、被研磨対象物である半導体ウエハ上に微細なパターンが形成されており、該パターンの微小な凹凸を平坦化する研磨工程に使われる研磨パッドにおいて、研磨レートに優れ、かつ半導体ウエハのそれぞれの微小領域の平坦性に優れかつ半導体ウエハ全面における研磨量の均一性にも優れた特に半導体デバイス製造に有用な研磨用パッドを提供するものである。   The present invention provides a polishing pad used in a polishing process in which a fine pattern is formed on a semiconductor wafer, which is an object to be polished, and planarizes fine irregularities of the pattern, and has an excellent polishing rate and a semiconductor wafer. It is an object of the present invention to provide a polishing pad that is particularly useful in the manufacture of semiconductor devices, which is excellent in the flatness of the respective microregions and in the uniformity of the polishing amount over the entire surface of the semiconductor wafer.

すなわち、本発明は、研磨パッドの研磨領域(研磨層)表面に複数の同心円状の溝が形成されており、該溝が研磨パッドの径方向で隣接する溝との間隔である溝ピッチ(p)が異なり、該溝ピッチは研磨パッド面内において連続的に変化していることを特徴とする研磨パッドを提供する。また本発明は研磨パッドの研磨領域(研磨層)表面に複数の同心円状の溝が形成されており、該溝が研磨パッドの径方向で溝幅(w)が異なり、該溝幅は研磨パッド面内において連続的に変化していることを特徴とする研磨パッドを提供する。   That is, according to the present invention, a plurality of concentric grooves are formed on the surface of the polishing region (polishing layer) of the polishing pad, and the groove pitch (p) is an interval between adjacent grooves in the radial direction of the polishing pad. ), And the groove pitch continuously changes in the surface of the polishing pad. In the present invention, a plurality of concentric grooves are formed on the surface of the polishing region (polishing layer) of the polishing pad, and the grooves have different groove widths (w) in the radial direction of the polishing pad. A polishing pad characterized by continuously changing in a plane is provided.

さらに、前記研磨パッドにおいて、形成される同心円状の溝幅(w)が0.05mm〜2.0mmまでの範囲であり、形成される同心円状の溝ピッチ(p)が0.1mm〜20mmである。   Further, in the polishing pad, the concentric groove width (w) to be formed is in the range of 0.05 mm to 2.0 mm, and the concentric groove pitch (p) to be formed is 0.1 mm to 20 mm. is there.

さらにまた、研磨領域の形成材料が、微細発泡体である前記の研磨パッドであり、微細発泡体の平均気泡径が、70μm以下である前記の研磨パッドであり、微細発泡体の比重が、0.5〜1.0g/cmである前記の研磨パッドであり、微細発泡体の硬度が、アスカーD硬度で45〜65度である前記の研磨パッドであり、微細発泡体の圧縮率が、0.5〜5.0%である前記の研磨パッドであり、微細発泡体の圧縮回復率が、50〜100%である前記の研磨パッドであり、微細発泡体の40℃、1Hzにおける貯蔵弾性率が、200MPa以上である前記の研磨パッドである。 Furthermore, the material for forming the polishing region is the above-described polishing pad that is a fine foam, the average foam diameter of the fine foam is 70 μm or less, and the specific gravity of the fine foam is 0. The polishing pad is 0.5 to 1.0 g / cm 3 , the hardness of the fine foam is 45 to 65 degrees in Asker D hardness, and the compression ratio of the fine foam is The above-mentioned polishing pad that is 0.5 to 5.0%, and the compression recovery rate of the fine foam is the above-mentioned polishing pad that is 50 to 100%, and the storage elasticity of the fine foam at 40 ° C. and 1 Hz. The polishing pad has a rate of 200 MPa or more.

さらに、前記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である。   Furthermore, it is a manufacturing method of a semiconductor device including the process of grind | polishing the surface of a semiconductor wafer using the polishing pad in any one of the said.

本発明では、同心円状に形成された溝のピッチが円形研磨パッドの半径方向における場所によって連続的に変化することで各場所での研磨レートを制御し、結果として研磨されるウエハの研磨の均一性が高まる。本発明において、「溝ピッチ(p)」とは、図1に示すように、隣接する溝間の最短部分の距離をいい、溝ピッチ(P)が変化する際に「連続的」であるためには、溝ピッチの変化量(図1ではpとpとの差の絶対値)が5mm以下であり、変化量が5mmを超える場合、溝ピッチは連続的な変化ではなく、段階的な変化となり研磨量の均一性の向上は望めない。 In the present invention, the pitch of the concentrically formed grooves is continuously changed depending on the location of the circular polishing pad in the radial direction, thereby controlling the polishing rate at each location, resulting in uniform polishing of the wafer to be polished. Increases nature. In the present invention, “groove pitch (p)” means the distance of the shortest portion between adjacent grooves as shown in FIG. 1 and is “continuous” when the groove pitch (P) changes. the amount of change in groove pitch (absolute value of the difference between FIG. 1, p 1 and p) is at 5mm or less, if the amount of change exceeds 5mm, groove pitch is not a continuous change, stepwise As a result, the uniformity of the polishing amount cannot be improved.

さらに本発明では、均一性を向上させるために、溝ピッチ以外に、研磨パッドの表面に形成された同心円状の溝が研磨パッドの径方向で溝幅が異なり、該溝幅は研磨パッド面内において連続的に変化していることを特徴とする研磨パッドである。本発明において、溝幅(w)とは、図1に示すように、溝自体の幅であり、溝幅の「連続的な変化」とは、溝幅が変化する際に、その変化量が1.95mm以下であること(図1では、wとwとの差の絶対値)をいう。この変化量1.95mmを超える場合、溝幅は連続的な変化ではなく、段階的な変化となり研磨量の均一性の向上は望めない。 Further, in the present invention, in order to improve the uniformity, in addition to the groove pitch, concentric grooves formed on the surface of the polishing pad have different groove widths in the radial direction of the polishing pad, and the groove width is within the surface of the polishing pad. In the polishing pad, the polishing pad is continuously changed. In the present invention, the groove width (w) is the width of the groove itself, as shown in FIG. 1, and the “continuous change” of the groove width is the amount of change when the groove width changes. 1.95 mm or less (in FIG. 1, the absolute value of the difference between w 1 and w). When this amount of change exceeds 1.95 mm, the groove width is not a continuous change but a stepwise change, and improvement in the uniformity of the polishing amount cannot be expected.

本発明においては、前記した同心円状溝のピッチと幅とを同時に連続的な変化を与えたものであってもよい。   In the present invention, the pitch and width of the concentric grooves described above may be changed continuously at the same time.

上記同心円状の溝がピッチおよび溝幅を研磨パッドの半径方向で連続的に変化して形成される好ましい形態として具体的に例示すれば、同心円状の溝のピッチが、円形研磨パッドの半径方向において、中心部と外周部にそれぞれ第1第2の極小値を有しかつ中央部(半径のほぼ1/2部位)に向かって漸近的に増大するように形成されたものが挙げられ、また同心円状の溝の幅が、円形研磨パッドの半径方向において、中心部と外周部にそれぞれ第1第2の極大値を有しかつ中央部(半径のほぼ1/2部位)に向かって漸近的に減少するように形成されたものが挙げられる。   When the concentric grooves are specifically illustrated as a preferable form in which the pitch and the groove width are continuously changed in the radial direction of the polishing pad, the pitch of the concentric grooves is the radial direction of the circular polishing pad. In the center and the outer periphery, respectively, and formed so as to increase asymptotically toward the center (approximately half the radius), and The width of the concentric grooves has first and second maximum values at the center and the outer periphery in the radial direction of the circular polishing pad, and is asymptotic toward the center (approximately half the radius). Are formed so as to decrease.

これらの中心部、外周部および中央部はたとえば図2に示すように、横軸の「(半導体)ウエハ径方向内で接触する部分パッド位置」における0位置が中央部に相当し、−100位置が中心部に相当し、100位置が外周部に相当するものである。   For example, as shown in FIG. 2, the central portion, the outer peripheral portion, and the central portion correspond to the central portion where 0 position in the “partial pad position in contact in the (semiconductor) wafer radial direction” on the horizontal axis corresponds to the central portion. Corresponds to the central portion, and the 100 position corresponds to the outer peripheral portion.

本発明での形成される同心円状の溝幅は0.05mm〜2.0mmまでの範囲が好ましい。溝幅が0.05mm未満の場合は、スラリーが溝に入りにくくなりスラリー流路としての効果が小さくなり、研磨レートも小さくなってしまう。また、0.05mm未満の溝幅は加工するのが非常に困難で生産性にも欠ける。   The concentric groove width formed in the present invention is preferably in the range of 0.05 mm to 2.0 mm. When the groove width is less than 0.05 mm, the slurry is difficult to enter the groove, the effect as a slurry flow path is reduced, and the polishing rate is also reduced. Also, a groove width of less than 0.05 mm is very difficult to process and lacks productivity.

溝幅が2.0mmを超えた場合、研磨パッドが研磨対象である半導体ウエハに接触する実行面積が減ってしまい、研磨レートが低下してしまう。   When the groove width exceeds 2.0 mm, the effective area where the polishing pad contacts the semiconductor wafer to be polished is reduced, and the polishing rate is reduced.

本発明では形成される同心円状の溝ピッチが0.1mm〜20mmまでの範囲であることが好ましい。溝ピッチが0.1mm未満の場合、非常に多数に溝がパッド上に形成され、研磨パッドが研磨対象であるウエハに接触する実行面積が減ってしまい、研磨レートが低下してしまう。また、溝ピッチが20mmを超えた場合、研磨パッドの半導体ウエハに接触する面積が増え、半導体ウエハとパッドとの摩擦抵抗が大きくなり、半導体ウエハがウエハホルダー(ポリシングヘッド)から外れてしまう、所謂デチャックが発生してしまう。   In the present invention, the concentric groove pitch formed is preferably in the range of 0.1 mm to 20 mm. When the groove pitch is less than 0.1 mm, an extremely large number of grooves are formed on the pad, the effective area where the polishing pad comes into contact with the wafer to be polished is reduced, and the polishing rate is lowered. In addition, when the groove pitch exceeds 20 mm, the area of the polishing pad that contacts the semiconductor wafer increases, the frictional resistance between the semiconductor wafer and the pad increases, and the semiconductor wafer comes off the wafer holder (polishing head). Dechuck occurs.

溝ピッチ及び溝幅の連続的に変化させる場合の、パッドの場所での溝幅、溝ピッチは以下の方法で決めることが好ましい。   When the groove pitch and groove width are continuously changed, the groove width and groove pitch at the pad location are preferably determined by the following method.

始めに基準となる、溝幅、溝ピッチが固定の研磨パッドを用意し、該パッドにて研磨を行い、研磨されたウエハの研磨速度プロファイルを調べる。次に得られた研磨プロファイルから、例えば溝ピッチを変化させる場合は、以下の式1に基づき研磨パッドの各地点での溝ピッチを変化させる。   First, a reference polishing pad having a fixed groove width and groove pitch is prepared, polishing is performed with the pad, and the polishing rate profile of the polished wafer is examined. Next, when the groove pitch is changed from the obtained polishing profile, for example, the groove pitch at each point of the polishing pad is changed based on the following formula 1.

Figure 2010184348
Figure 2010184348

[式中、Pxは径方向である場所における溝ピッチであり、RRは希望する研磨レートであり、RRhは溝ピッチ、幅が固定された基準パッドで研磨したときの、ある径方向での地点の研磨レートであり、RRaは:研磨レート定数(1500〜2500Å/min 任意)であり、Apは溝ピッチ定数(50〜100 任意)である。] [Where Px is the groove pitch in the radial direction, RR is the desired polishing rate, RRh is the point in a certain radial direction when polishing with a reference pad with a fixed groove pitch and width. RRa is: polishing rate constant (1500-2500 Å / min arbitrary), and Ap is a groove pitch constant (50-100 arbitrary). ]

また、溝幅を変化させる場合では式2に基づき研磨パッドの各地点での溝幅を変化させる。   When the groove width is changed, the groove width at each point of the polishing pad is changed based on Equation 2.

Figure 2010184348
Figure 2010184348

[式中、Wxは径方向である場所における溝幅であり、RRは希望する研磨レートであり、RRhは溝ピッチ、幅が固定された基準パッドで研磨したときの、ある径方向での地点の研磨レートであり、RRbは研磨レート定数(2500〜3500Å/min 任意)であり、Awは溝幅定数(1500〜2500 任意)である。] [Wx is the groove width in the radial direction, RR is the desired polishing rate, and RRh is a point in a certain radial direction when polishing with a reference pad with a fixed groove pitch and width. RRb is a polishing rate constant (2500-3500 Å / min arbitrary), and Aw is a groove width constant (1500-2500 arbitrary). ]

また、前記の研磨パッドの研磨面を構成するところの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。   Moreover, it is preferable that the forming material of the polishing region constituting the polishing surface of the polishing pad is a fine foam.

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;半導体ウエハのそれぞれの微小領域の凹凸の少なさ)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; small number of irregularities in each minute region of the semiconductor wafer) is good.

前記微細発泡体の比重は、0.5〜1.0g/cmであることが好ましく、さらに好ましくは0.7〜0.9g/cmである。比重が0.5g/cm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、1.0g/cm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。 The specific gravity of the fine foam is preferably 0.5 to 1.0 g / cm 3 , more preferably 0.7 to 0.9 g / cm 3 . When the specific gravity is less than 0.5 g / cm 3, the strength of the surface of the polishing region decreases, the planarity of the object to be polished decreases, and when the specific gravity is greater than 1.0 g / cm 3 , The number of fine bubbles is reduced and the planarity is good, but the polishing rate tends to be low.

前記微細発泡体の硬度は、アスカーD硬度で45〜65度であることが好ましく、さらに好ましくは45〜60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、65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;半導体ウエハ全面における研磨量のバラツキの少なさ)が低下する傾向にある。   The fine foam preferably has an Asker D hardness of 45 to 65 degrees, more preferably 45 to 60 degrees. When the Asker D hardness is less than 45 degrees, the planarity of the object to be polished decreases. When the Asker D hardness is greater than 65 degrees, the planarity is good, but the uniformity of the object to be polished (uniformity; semiconductor wafer) There is a tendency that the amount of polishing amount on the entire surface is small).

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。   The compression ratio of the fine foam is preferably 0.5 to 5.0%, more preferably 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.

Figure 2010184348
Figure 2010184348

[式中、T1は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であり、T2は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である。] [In the formula, T1 is the thickness of the fine foam when a stress load of 30 KPa (300 g / cm 2 ) is maintained for 60 seconds from the unloaded state to the fine foam, and T2 is 180 KPa (1800 g / This is the thickness of the fine foam when a stress load of cm 2 ) is held for 60 seconds. ]

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。   The compression recovery rate of the fine foam is preferably 50 to 100%, more preferably 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.

Figure 2010184348
[式中、T1は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であり、T2は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であり、T3は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である。]
Figure 2010184348
[In the formula, T1 is the thickness of the fine foam when a stress load of 30 KPa (300 g / cm 2 ) is maintained for 60 seconds from the unloaded state to the fine foam, and T2 is 180 KPa (1800 g / The thickness of the fine foam when a stress load of cm 2 ) is held for 60 seconds, T3 is held for 60 seconds from the T2 state in an unloaded state, and then a stress load of 30 KPa (300 g / cm 2 ) Is the thickness of the fine foam when held for 60 seconds. ]

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。   It is preferable that the storage elastic modulus at 40 ° C. and 1 Hz of the fine foam is 200 MPa or more, and more preferably 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.

本発明のCMPに使用される研磨パッドは、研磨パッドの表面に同心円状の溝が形成されており、該溝が研磨パッドの径方向で溝ピッチが異なり、該溝ピッチは研磨パッド面内において連続的に変化していることを特徴とする研磨パッドであり、また研磨パッドの表面に同心円状の溝が形成されており、該溝が研磨パッドの径方向で溝幅が異なり、該溝幅は研磨パッド面内において連続的に変化していることを特徴とする研磨パッドであって、このような溝を形成せしめた研磨パッドとすることにより、被研磨対象物であるウエハなどの研磨において研磨レートを維持してかつ被研磨対象物の研磨後の面内研磨均一性、すなわち被研磨対象物の研磨後の面内における平坦さが均一であるところの研磨均一性が達成できることが解り、半導体デバイスの製造に極めて有効である。   The polishing pad used in the CMP of the present invention has concentric grooves formed on the surface of the polishing pad, and the grooves have different groove pitches in the radial direction of the polishing pad, and the groove pitch is within the polishing pad surface. The polishing pad is characterized by being continuously changed, and concentric grooves are formed on the surface of the polishing pad. The grooves have different groove widths in the radial direction of the polishing pad. Is a polishing pad characterized by continuously changing in the surface of the polishing pad, and in polishing a wafer or the like to be polished by making such a polishing pad formed with a groove. It is understood that the in-plane polishing uniformity after polishing of the object to be polished while maintaining the polishing rate, that is, polishing uniformity where the flatness in the surface after polishing of the object to be polished is uniform can be achieved, Semiconductor device Chair is very effective in the production of.

本発明の溝ピッチ(p)と溝幅(w)を説明する図である。It is a figure explaining groove pitch (p) and groove width (w) of the present invention. 実施例1に置ける同心円状溝の幅(w)とピッチ(p)の概略を示す。The outline of the width (w) and pitch (p) of the concentric groove | channel which can be set in Example 1 is shown. 実施例2に置ける同心円状溝の幅(w)とピッチ(p)の概略を示す。The outline of the width (w) and pitch (p) of the concentric groove | channel which can be set in Example 2 is shown. 比較例1に置ける同心円状溝の幅(w)とピッチ(p)の概略を示す。The outline of the width (w) and pitch (p) of the concentric groove | channel which can be set in the comparative example 1 is shown.

研磨領域の形成材料としては、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)、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。   Examples of the material for forming the polishing region include 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 resins, and photosensitive resins. These may be used alone or in combination of two or more.

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、鎖延長剤を含有してなるものである。   The polyurethane resin contains 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 isocyanate.

使用するポリオールは特に制限されず、例えば前記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研磨パッドの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 polyol. In addition, although the number average molecular weight of these polyols is not specifically limited, It is preferable that it is 500-2000 from viewpoints, such as the elastic characteristic of the polyurethane obtained. 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 life of the polishing pad. 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−ビーズ(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-beads (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 a method similar to the above method. 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って活性水素基を有しない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 and does not have an active hydrogen group is preferable. Examples of the silicone surfactant include SH-192 (manufactured by Toray Dow Corning Silicon) 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。   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.

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。
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。
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。
Stirring step for preparing a cell dispersion of isocyanate-terminated prepolymer A silicone-based surfactant is added to the isocyanate-terminated prepolymer and stirred with a non-reactive gas to disperse the non-reactive gas as fine bubbles, To do. When the isocyanate-terminated prepolymer is solid at room temperature, it is preheated to an appropriate temperature and melted before use.
Curing Agent (Chain Extender) Mixing Step A chain extender is added to the above cell dispersion and mixed and stirred.
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を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, it is extremely preferable to heat and post-cure the reacted foam until the foam dispersion does not flow by pouring the cell dispersion into the mold, which has the effect of improving the physical properties of the foam. It is. 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, and 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.

本発明の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、研磨側表面に同心円状の溝を有することが好ましい。   In the polishing region made of the fine foam of the present invention, it is preferable that a groove for holding and renewing the slurry is provided on the polishing side surface in contact with the object to be polished. 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. Also, 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 concentric grooves on the surface on the polishing side.

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ー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、好ましくは0.6〜3.5mm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, Preferably it is 0.6-3.5 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. Further, as a method of suppressing the thickness variation, there is 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.

本発明における研磨パッドとして、従来一般に使用されている単層型パッド、またはウエハ等被研磨体に当接する研磨領域である研磨層およびこの研磨層とプラテンとの間に位置するクッション層の少なくとも2層を有する積層パッドであってもよいし、さらに他層を重ねての多層研磨パッドのような積層研磨パッドであってもよい。生産上、性能上、研磨層とプラテン(定盤)との間に位置するクッション層の少なくとも2層を有するものが好ましい。
本発明はこのように単層、積層の研磨パッドに限定されるものではない。
As the polishing pad in the present invention, at least two of a single layer type pad generally used conventionally or a polishing layer which is a polishing region in contact with an object to be polished such as a wafer, and a cushion layer positioned between the polishing layer and the platen. It may be a laminated pad having layers, or may be a laminated polishing pad such as a multilayer polishing pad in which other layers are stacked. From the viewpoint of production and performance, those having at least two cushion layers located between the polishing layer and the platen (surface plate) are preferable.
Thus, the present invention is not limited to a single-layer or multi-layer polishing pad.

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. The planarity is improved by the characteristics of the polishing layer, and the 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 a polyurethane foam and a polyethylene foam Examples thereof include rubber resins such as foam, butadiene rubber and isoprene rubber, and photosensitive resins.

研磨領域に用いられる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。   Examples of means for bonding the polishing layer and the cushion layer used in the polishing region include a method of sandwiching the polishing region and the cushion layer with a double-sided tape and pressing.

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。クッション層へのスラリーの浸透等を防ぐことを考慮すると、基材にフィルムを用いることが好ましい。また、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. In consideration of preventing the slurry from penetrating into the cushion layer, it is preferable to use a film for the substrate. 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。   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、たとえば研磨パッドを支持する研磨定盤と、半導体ウエハなどの被研磨対象物を支持する支持台(ポリシングヘッド)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。研磨パッドは、例えば、両面テープで貼り付けることにより、研磨定盤に装着される。研磨定盤と支持台とは、それぞれに支持された研磨パッドと半導体ウエハが対向するように配置され、それぞれに回転軸を備えている。また、支持台側には、半導体ウエハを研磨パッド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、研磨定盤と支持台とを回転させつつ半導体ウエハを研磨パッドに押し付け、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. A semiconductor wafer is generally a laminate of a wiring metal and an oxide film on a silicon wafer. The method and apparatus for polishing a semiconductor wafer are not particularly limited. For example, a polishing surface plate for supporting a polishing pad, a support table (polishing head) for supporting an object to be polished such as a semiconductor wafer, and uniform pressure on the wafer. This is performed using a backing material to be performed and a polishing apparatus equipped with an abrasive supply mechanism. For example, the polishing pad is attached to the polishing surface plate by pasting with a double-sided tape. The polishing surface plate and the support base are disposed so that the polishing pad and the semiconductor wafer supported by each surface face each other, and each has a rotation shaft. Further, a pressure mechanism for pressing the semiconductor wafer against the polishing pad is provided on the support base side. In polishing, the semiconductor wafer is pressed against the polishing pad while rotating the polishing surface plate and the support base, 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など被研磨対象物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 object to be polished such as a semiconductor wafer 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.

(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 the total bubble diameter in an arbitrary 0.2 mm × 0.2 mm range was measured using an image processing apparatus (Image Analyzer V10, manufactured by Toyobo Co., Ltd.), 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).

(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 in accordance with JIS K6253-1997. A polished region 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 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).

(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(研磨層)を圧縮率および圧縮回復率測定用試料とし、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、圧縮率と圧縮回復率を測定した。また、圧縮率と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 area (polishing layer) cut into a 7 mm diameter circle (thickness: arbitrary) is used as a sample for measuring the compression rate and compression recovery rate, and left for 40 hours in an environment of temperature 23 ° C. ± 2 ° C. and humidity 50% ± 5%. did. 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. Moreover, the calculation formula of a compression rate and a compression recovery rate is shown below.

Figure 2010184348
Figure 2010184348

[T1は研磨層に無負荷状態から30KPa (300g/cm)の応力の負荷を60秒間保持した時の研磨層厚みであり、T2はT1の状態から180KPa (1800g/cm)の応力の負荷を60秒間保持した時の研磨層厚みである。] [T1 is the thickness of the polishing layer when a stress load of 30 KPa (300 g / cm 2 ) is maintained for 60 seconds from the unloaded state to the polishing layer, and T2 is the stress of 180 KPa (1800 g / cm 2 ) from the state of T1. This is the thickness of the polishing layer when the load 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。
(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 the sample was allowed to stand for 4 days in a container containing silica gel under an environmental condition of 23 ° C. The accurate width and thickness of each sheet after cutting was measured with a micrometer. For 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.

<測定条件>
測定温度 : 40℃
印加歪 : 0.03%
初期荷重 : 20g
周波数 : 1Hz
<Measurement conditions>
Measurement temperature: 40 ° C
Applied strain: 0.03%
Initial load: 20g
Frequency: 1Hz

(研磨特性の評価)
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、研磨特性の評価を行った。
(Evaluation of polishing characteristics)
Using SPP600S (manufactured by Okamoto Machine Tool Co., Ltd.) as a polishing apparatus, polishing characteristics were evaluated using the prepared polishing pad.

研磨レートの評価は、8インチのシリコンウエハに熱酸化膜を1μm製膜したものを、約0.5μm研磨して、このときの時間から算出した。酸化膜の膜厚測定には、干渉式膜厚測定装置(大塚電子社製)を用いた。研磨条件としては、スラリーとしてシリカスラリー(SS12、キャボット社製)を研磨中に流量150ml/minにて添加した。研磨荷重としては350g/cm、研磨定盤回転数35rpm、ウエハ回転数30rpmとした。 The evaluation of the polishing rate was carried out by polishing about 0.5 μm of an 8 inch silicon wafer formed with a thermal oxide film of 1 μm and calculating from the time at this time. An interference type film thickness measuring device (manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.) was used for measuring the thickness of the oxide film. As polishing conditions, silica slurry (SS12, manufactured by Cabot) was added as a slurry at a flow rate of 150 ml / min during polishing. The polishing load was 350 g / cm 2 , the polishing platen rotation number was 35 rpm, and the wafer rotation number was 30 rpm.

均一性の評価は、研磨終了後のウエハの任意25点の膜厚測定値より下記式により算出した。なお、均一性の値が小さいほどウエハ表面の均一性が高いことを表す。   The evaluation of uniformity was calculated by the following formula from film thickness measurement values at arbitrary 25 points of the wafer after polishing. Note that the smaller the uniformity value, the higher the uniformity of the wafer surface.

Figure 2010184348
Figure 2010184348

平坦化特性の評価は、8インチシリコンウエハに熱酸化膜を0.5μm堆積させた後、所定のパターニングを行い、p−TEOSにて酸化膜を1μm堆積させ、初期段差0.5μmのパターン付きウエハを作製した。このウエハを前述条件にて研磨を行い、研磨後、各段差を測定し平坦化特性を評価した。平坦化特性としては2つの段差を測定した。一つはローカル段差であり、これは幅270μmのラインが30μmのスペースで並んだパターンにおける段差であり、1分後の段差を測定した。もう一つは削れ量であり、幅270μmのラインが30μmのスペースで並んだパターンと幅30μmのラインが270μmのスペースで並んだパターンにおいて、上記の2種のパターンのライン上部の段差が2000Å以下になるときの270μmのスペースの削れ量を測定した。ローカル段差の数値が低いとウエハ上のパターン依存により発生した酸化膜の凹凸に対し、ある時間において平坦になる速度が速いことを示す。また、スペースの削れ量が少ないと削れて欲しくない部分の削れ量が少なく平坦性が高いことを示す。   The planarization characteristics are evaluated by depositing a thermal oxide film of 0.5 μm on an 8-inch silicon wafer, performing predetermined patterning, depositing an oxide film of 1 μm by p-TEOS, and providing a pattern with an initial step of 0.5 μm. A wafer was produced. This wafer was polished under the above conditions, and after polishing, each step was measured to evaluate the planarization characteristics. Two steps were measured as the flattening characteristics. One is a local step, which is a step in a pattern in which lines having a width of 270 μm are arranged in a space of 30 μm, and the step after one minute was measured. The other is the amount of scraping. In the pattern in which lines with a width of 270 μm are arranged in a space of 30 μm and the pattern in which lines with a width of 30 μm are arranged in a space of 270 μm, the level difference between the above two patterns is 2000 mm or less. The amount of scraping of the 270 μm space was measured. If the numerical value of the local step is low, it indicates that the unevenness of the oxide film caused by the pattern dependency on the wafer is flattened at a certain time. Further, when the amount of scraping of the space is small, the amount of shaving of the portion that is not desired to be shaved is small and the flatness is high.

研磨領域の作製
フッ素コーティングした反応容器内に、フィルタリングした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,及びフィルタリングした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。フッ素コーティング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、フィルタリングした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分間撹拌を続けてフッ素コーティングした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。
Preparation of polishing region In a fluorine-coated reaction vessel, 100 parts by weight of a filtered polyether-based prepolymer (Uniroy, Adiprene L-325, NCO concentration: 2.22 meq / g), and a filtered silicone-based nonionic interface 3 parts by weight of an activator (manufactured by Toray Dow Silicone, SH192) was mixed, and the temperature was adjusted to 80 ° C. Using a fluorine-coated stirring blade, the mixture was vigorously stirred for about 4 minutes so that air bubbles were taken into the reaction system at a rotation speed of 900 rpm. Thereto, 26 parts by weight of 4,4′-methylenebis (o-chloroaniline) (Ihara Chemical amine, manufactured by Ihara Chemical Co., Ltd.) previously melted and filtered at 120 ° C. was added. Thereafter, stirring was continued for about 1 minute, and the reaction solution was poured into a pan-type open mold coated with fluorine. 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.

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穴(厚み1.27mm、57.5mm×19.5mm)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0.86g/cm、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。 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 Koki Co., Ltd.) is used to make a groove width of 0.25 mm, groove pitch of 1.50 mm, and 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. A hole for fitting (thickness 1.27 mm, 57.5 mm × 19.5 mm) was punched out to prepare a polishing region 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 g / cm 3 , 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. .

研磨パッドの作製
実施例1
前記研磨領域の作製において、溝加工の部分の条件を変更し、図2に示すように溝ピッチを連続的に変化させたパッドを作製した。このパッドを用いて研磨したときの研磨特性を表1に示す。このように作製した研磨パッドの均一性が極めて高いことを確認した。
Polishing pad preparation
Example 1
In the production of the polishing region, the condition of the groove machining portion was changed, and a pad was produced in which the groove pitch was continuously changed as shown in FIG . Table 1 shows the polishing characteristics when polishing is performed using this pad. It was confirmed that the uniformity of the polishing pad thus produced was extremely high.

実施例2
前記研磨領域の作製において、溝加工の部分の条件を変更し、図3に示すように溝幅を連続的に変化させたパッドを作製した。このパッドを用いて研磨したときの研磨特性を表1に示す。このように作製した研磨パッドの均一性が極めて高いことを確認した。
Example 2
In the production of the polishing region, the condition of the groove processing portion was changed, and a pad was produced in which the groove width was continuously changed as shown in FIG . Table 1 shows the polishing characteristics when polishing is performed using this pad. It was confirmed that the uniformity of the polishing pad thus produced was extremely high.

比較例1
前記研磨領域の作製において作製した同じ溝形状にて研磨パッドを作製した。図4に研磨パッド経方向での各場所での溝ピッチ及び溝幅をしめすが、どの場所でも一定である。このパッドを用いて研磨したときの研磨特性を表1に示す。このように作製した研磨パッドの均一性が高くなかった。
また実施例1,2および比較例1の平坦化特性はともに優れたものであった。
Comparative Example 1
A polishing pad was produced in the same groove shape produced in the production of the polishing region. FIG. 4 shows the groove pitch and groove width at each location in the polishing pad warp direction, and is constant at any location. Table 1 shows the polishing characteristics when polishing is performed using this pad. The uniformity of the polishing pad produced in this way was not high.
Further, the flattening characteristics of Examples 1 and 2 and Comparative Example 1 were both excellent.

Figure 2010184348
Figure 2010184348

Claims (8)

研磨パッドの研磨領域表面に複数の同心円状の溝が形成されており、該溝が研磨パッドの径方向で隣接する溝との間隔である溝ピッチ(p)が異なり、該溝ピッチが0.1mm以上であり、研磨パッドの径方向で隣接する溝ピッチの変化量が5mm以下であり、同心円状の溝のピッチが、円形研磨パッドの径方向において、中心部と外周部にそれぞれ第1と第2の極小値を有し、かつ半径の1/2部位である中央部に向かって漸近的に増大するように形成されることを特徴とする研磨パッド。 A plurality of concentric grooves are formed on the surface of the polishing area of the polishing pad, and the groove pitch (p), which is the distance between adjacent grooves in the radial direction of the polishing pad, is different. and at 1mm or more, der variation of the adjacent groove pitch is 5mm or less in the radial direction of the polishing pad is, the pitch of the concentric circular grooves, in the radial direction of the circular polishing pad, the respective central portion and the peripheral portion 1 the polishing pad second has a minimum value, and is formed so as to asymptotically increases towards the central portion is 1/2 sites radius and said Rukoto. 複数の同心円状の溝の溝ピッチが0.1mm〜20mmである請求項1記載の研磨パッド。   The polishing pad according to claim 1, wherein the groove pitch of the plurality of concentric grooves is 0.1 mm to 20 mm. 研磨パッドの研磨領域表面に複数の同心円状の溝が形成されており、該溝の溝幅(w)が異なり、該溝幅が0.05mm以上であり、研磨パッドの径方向で隣接する溝の溝幅の変化量が1.95mm以下であり、同心円状の溝の幅が、円形研磨パッドの径方向において、中心部と外周部にそれぞれ第1と第2の極大値を有し、かつ半径の1/2部位である中央部に向かって漸近的に減少するように形成されることを特徴とする研磨パッド。 A plurality of concentric grooves are formed on the surface of the polishing region of the polishing pad, the groove width (w) is different, the groove width is 0.05 mm or more, and grooves adjacent in the radial direction of the polishing pad change amount der less 1.95mm groove width is, a width of the concentric circular grooves, in the radial direction of the circular polishing pad, the first respectively the central portion and the peripheral portion and the second maximum value, and polishing pad, wherein Rukoto formed to asymptotically decrease toward the center is 1/2 portion of the radius. 複数の同心円状の溝の溝幅が0.05mm〜2mmまでの範囲である請求項3記載の研磨パッド。   The polishing pad according to claim 3, wherein the groove width of the plurality of concentric grooves is in the range of 0.05 mm to 2 mm. 研磨パッドの研磨領域表面に複数の同心円状の溝が形成されており、該溝が研磨パッドの径方向で隣接する溝との間隔である溝ピッチ(p)が異なり、該溝ピッチが0.1mm以上であり、研磨パッドの径方向で隣接する溝ピッチの変化量が5mm以下であり、該溝の溝幅(w)が異なり、該溝幅が0.05mm以上であり、研磨パッドの径方向で隣接する溝の溝幅の変化量が1.95mm以下であり、
同心円状の溝のピッチが、円形研磨パッドの径方向において、中心部と外周部にそれぞれ第1と第2の極小値を有し、かつ半径の1/2部位である中央部に向かって漸近的に増大するように形成され、
同心円状の溝の幅が、円形研磨パッドの径方向において、中心部と外周部にそれぞれ第1と第2の極大値を有し、かつ半径の1/2部位である中央部に向かって漸近的に減少するように形成されることを特徴とする研磨パッド。
A plurality of concentric grooves are formed on the surface of the polishing area of the polishing pad, and the groove pitch (p), which is the distance between adjacent grooves in the radial direction of the polishing pad, is different. 1 mm or more, the change amount of the groove pitch adjacent in the radial direction of the polishing pad is 5 mm or less, the groove width (w) of the groove is different, the groove width is 0.05 mm or more, and the diameter of the polishing pad Ri change amount der less 1.95mm groove width of the adjacent grooves in the direction,
The pitch of the concentric grooves has first and second minimum values in the central portion and the outer peripheral portion in the radial direction of the circular polishing pad, respectively, and asymptotically toward the central portion that is a ½ portion of the radius. Formed to increase,
The width of the concentric grooves has first and second maximum values in the central portion and the outer peripheral portion in the radial direction of the circular polishing pad, respectively, and asymptotically toward the central portion that is a half portion of the radius. polishing pad, wherein Rukoto formed to decrease manner.
研磨領域の形成材料が、微細発泡体であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の研磨パッド。   The polishing pad according to any one of claims 1 to 5, wherein the forming material of the polishing region is a fine foam. 微細発泡体の平均気泡径が、70μm以下であることを特徴とする請求項6記載の研磨パッド。   The polishing pad according to claim 6, wherein the fine foam has an average cell diameter of 70 μm or less. 請求項1〜7のいずれか1項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。   The manufacturing method of a semiconductor device including the process of grind | polishing the surface of a semiconductor wafer using the polishing pad of any one of Claims 1-7.
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