JP2010268012A - Cmp用研磨パッド、及びそれを用いた研磨方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】硬質発泡ポリウレタンでなるCMP用研磨パッドにおいて、研磨面が円形の内側領域と内側領域を取り囲むドーナツ形の外側領域とを有し、気泡密度は内側領域の方が外側領域よりも大きく、アスカーD硬度は外側領域及び内側領域共に45〜70であり、両者の硬度差が3以下である、CMP用研磨パッド。
【選択図】図3
Description
(1)イソシアネート末端プレポリマーの気泡分散液を作製する発泡工程
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。プレポリマーが常温で固体の場合には適宜の温度に予熱し、溶融して使用する。
(2)硬化剤(鎖延長剤)混合工程
上記の気泡分散液に鎖延長剤を添加し、混合撹拌する。
(3)キャスト工程
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する。
(4)硬化工程
注型されたポリマーを加熱硬化させる。
被研磨体を研磨パッドの研磨面に対面するように研磨装置の支持台に固定し、
被研磨体を研磨パッドの研磨面に接触させ、
研磨スラリーを供給しながら研磨を行なえばよい。
得られた研磨パッド用研磨シートをミクロトームで断面を切り出し、その断面の200倍の顕微鏡画像を画像処理装置イメージアナライザーV10(東洋紡績社製)にて気泡を分離し、単位面積あたりの気泡数を測定することにより、気泡密度を算出した。
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。
得られた研磨シートを、テーバー磨耗試験機(テーバー社製モデル174)を用い、荷重1000g、磨耗輪H−22、1000回転の条件で磨耗試験を行い、試験前後の重量を測定することにより磨耗性を評価した。磨耗原料の差は以下の式により算出した。
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。研磨レートは、8インチのシリコンウェハに熱酸化膜を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150ml/分にて添加した。研磨荷重としては350g/cm2、研磨定盤回転数35rpm、ウェハ回転数30rpmとした。さらに、揺動速度1mm/秒、揺動距離20mmとした。
ブロックAの作製
テフロン(登録商標)コーティングした反応容器内に、フィルタリングしたプレポリマーL325(ユニロイヤル社製、NCO%=9.15)25kgとフィルタリングしたシリコン系界面活性剤SH192(東レ・ダウコーニングシリコーン社製)0.75kgとを混合し、反応温度を80℃に調整した。テフロン(登録商標)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6分間撹拌を行った(1次撹拌)。そこへ予め120℃で溶融させ、フィルタリングした4,4’一メチレンビス(o−クロロアニリン)(イハラケミカル杜製 イハラキュアミンMT:以下MBOCAと略す)を6.5kg添加した。約1分間撹拌(2次撹拌)を続けた後、テフロン(登録商標)コーテイングしたパン型のオーブンモールド(寸法900×900mm)へ反応溶液を流し込んだ。この反応溶液に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その後室温まで徐冷し微細気泡ポリウレタン発泡体ブロックを作製した。
ブロックBの作製
界面活性剤SH192の添加量を2.00kgとし、1次撹拌の時間を4分間とした以外はブロックAと同様の方法でブロックを作製した。
ブロックCの作製
界面活性剤SH192の添加量を0.75kgとし、1次撹拌の時間を4分間とした以外はブロックAと同様の方法でブロックを作製した。
ブロックDの作製
プレポリマーとしてコロネート6912(日本ポリウレタン社製、NCO%=7.7%)25kgを用い、界面活性剤SH192の添加量を0.75kg、MBOCAを5.5kgとし、1次撹拌時間を30秒とした以外はブロックAと同様の方法でブロックを作製した。
ブロックEの作製
ブロックAの作製方法において1次撹拌時間を8分間とした以外はブロックAと同様の方法でブロックを作製した。
ブロックFの作製
プレポリマーとしてコロネート4099(日本ポリウレタン社製、NCO%=8.0%)25kgを用い、MBOCAを5.7kgとし、1次撹拌時間を3分間とした以外はブロックAと同様の方法でブロックを作製した。
ブロックAをアミテック社製スライサーにて1.5mmの厚さにスライスし、直径420mmの円形に切り出し、内側領域の部材とした。この部材の比重は0.80、D硬度は50、気泡密度は350個/mm2であった。次にブロックBを1.5mmの厚さにスライスし、内径420mm、外径600mmのドーナツ形に切り出し、外側領域の部材とした。この部材の比重は0.87、D硬度は51、気泡密度は240個/mm2であった。外側領域部材の内側に内側領域部材を配置し、研磨層の裏側に研磨装置の定盤に貼り付けるための両面テープを貼り付け、研磨パッドを作製した。得られた研磨パッドを用いて研磨試験を行い、被研磨面について面内均一性を評価した。結果を表1に示す。
ブロックCから得られたシート(比重0.87、D硬度54、気泡密度250個/mm2)を内側領域部材とし、ブロックDから得られたシート(比重1.05、D硬度52、気泡密度50個/mm2)を外側領域部材として実施例1と同様の方法にて研磨パッドを作製し、研磨試験を行った。試験の結果を表1に示す。
ブロックEから得られたシート(比重0.73、D硬度46、気泡密度540個/mm2)を内側領域部材とし、ブロックFから得られたシート(比重0.93、D硬度46、気泡密度200個/mm2)を外側領域部材として実施例1と同様の方法にて研磨パッドを作製し、研磨試験を行った。試験の結果を表1に示す。
ブロックCを1.5mmの厚さにスライスし、直径600mmの円形に切り出し、研磨層(比重0.87、D硬度54、気泡密度250個/mm2)とし、研磨パッドを作製した。得られた研磨パッドを用いて研磨試験を行い、被研磨面について面内均一性を評価した。結果を表1に示す。
ブロックBから得られたシート(比重0.87、D硬度51、気泡密度240個/mm2)を内側領域部材とし、ブロックAから得られたシート(比重0.80、D硬度50、気泡密度350個/mm2)を外側領域部材として実施例1と同様の方法にて研磨パッドを作製し、研磨試験を行った。試験の結果を表1に示す。
ブロックBをアミテック社製スライサーにて1.5mmの厚さにスライスし、直径220mmの円形に切り出し、内側領域の部材とした。この部材の比重は0.87、D硬度は51、気泡密度は240個/mm2であった。ブロックAを1.5mmの厚さにスライスし、内径220mm、外径420mmのドーナツ形に切り出し、中間領域の部材とした。この部材の比重は0.80、D硬度は50、気泡密度は350個/mm2であった。更に、ブロックBを1.5mmの厚さにスライスしたシートを、内径420mm、外径600mmのドーナツ形に切り出し、外側領域の部材とした。
ブロックFから得られたシート(比重0.93、D硬度46、気泡密度200個/mm2)を中間領域部材とし、ブロックBから得られたシート(比重0.87、D硬度51、気泡密度240個/mm2)を内側領域部材及び外側領域部材として実施例4と同様の方法にて研磨パッドを作製し、研磨試験を行った。試験の結果を表2に示す。
2、12…内側領域、
13…中間領域、
3、14…外側領域、
4、15…被研磨体。
Claims (9)
- 硬質発泡ポリウレタンでなるCMP用研磨パッドにおいて、研磨面が円形の内側領域と内側領域を取り囲むドーナツ形の外側領域とを有し、気泡密度は内側領域の方が外側領域よりも大きく、アスカーD硬度は外側領域及び内側領域共に45〜75であり、両者の硬度差が3以下である、CMP用研磨パッド。
- 前記内側領域の気泡密度が200〜600個/mm2であり、前記外側領域の気泡密度が0〜400個/mm2である請求項1記載のCMP用研磨パッド。
- 前記内側領域と前記外側領域とのテーバー磨耗減量の差が50%以下である請求項1又は2記載のCMP用研磨パッド。
- 硬質発泡ポリウレタンでなるCMP用研磨パッドにおいて、研磨面が円形の内側領域と内側領域を取り囲むドーナツ形の中間領域と中間領域を取り囲むドーナツ形の外側領域とを有し、気泡密度は中間領域の方が内側領域及び外側領域よりも大きく、アスカーD硬度は外側領域、中間領域及び内側領域共に45〜75であり、3者の硬度差が3以下である、CMP用研磨パッド。
- 前記中間領域の気泡密度が200〜600個/mm2であり、前記内側領域及び外側領域の気泡密度が0〜400個/mm2である請求項4記載のCMP用研磨パッド。
- 前記中間領域と前記内側領域及び外側領域とのテーバー磨耗減量の差が50%以下である請求項4又は5記載のCMP用研磨パッド。
- 請求項1〜6のいずれか記載のCMP用研磨パッドを研磨装置のプラテンに固定する工程;
被研磨体を研磨パッドの研磨面に対面するように研磨装置の支持台に固定する工程;
研磨パッドの研磨面において、気泡密度が高い領域が被研磨体の中央部に当るように、被研磨体を研磨パッドの研磨面に接触させる工程;
研磨スラリーを供給しながら研磨を行う工程;
を包含する研磨方法。 - 被研磨体が半導体ウェハである請求項7記載の研磨方法。
- 請求項8記載の方法により研磨して得られる半導体デバイス。
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JP2019067964A (ja) * | 2017-10-03 | 2019-04-25 | 株式会社ディスコ | 研磨パッド |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPH06333893A (ja) * | 1993-04-30 | 1994-12-02 | Motorola Inc | 半導体基板の研磨方法 |
JP2003218074A (ja) * | 2001-11-13 | 2003-07-31 | Toyobo Co Ltd | 半導体ウエハ研磨パッド及び半導体ウエハの研磨方法 |
JP2003309092A (ja) * | 2002-04-17 | 2003-10-31 | Hitachi Ltd | 半導体装置の製造方法 |
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Patent Citations (3)
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