JP2012056021A - Chemical mechanical polishing pad and chemical mechanical polishing method using the same - Google Patents

Chemical mechanical polishing pad and chemical mechanical polishing method using the same Download PDF

Info

Publication number
JP2012056021A
JP2012056021A JP2010201731A JP2010201731A JP2012056021A JP 2012056021 A JP2012056021 A JP 2012056021A JP 2010201731 A JP2010201731 A JP 2010201731A JP 2010201731 A JP2010201731 A JP 2010201731A JP 2012056021 A JP2012056021 A JP 2012056021A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
polishing
chemical mechanical
polishing layer
mechanical polishing
layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2010201731A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Katsutaka Yokoi
勝孝 横井
Hiroyuki Tano
裕之 田野
Hirotaka Shida
裕貴 仕田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JSR Corp
Original Assignee
JSR Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by JSR Corp filed Critical JSR Corp
Priority to JP2010201731A priority Critical patent/JP2012056021A/en
Publication of JP2012056021A publication Critical patent/JP2012056021A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a chemical mechanical polishing pad achieving both of an improvement in flatness of a surface to be polished in CMP (chemical mechanical polishing) and reduction of polishing defect (scratch), and a chemical mechanical polishing method using the chemical mechanical polishing pad.SOLUTION: The chemical mechanical polishing pad includes a polishing layer. The residual strain in the tension state of the polishing layer is 10% or less, and the breaking elongation in the tension state of the polishing layer is 50% or less.

Description

本発明は、化学機械研磨パッドおよび該化学機械研磨パッドを用いた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 using the chemical mechanical polishing pad.

従来、ガラスや半導体素子を研磨するための研磨パッドとしては、不織布にポリウレタン溶液を含浸させて得られる多孔質不織布、ポリウレタン成型物、架橋ゴム成型物等が使用されてきた。特に、半導体基板表面を平坦化する化学機械研磨(Chemical Mechanical Polishing、以下「CMP」ともいう)に好適な化学機械研磨パッドとしては、ポリウレタンにフィラー状の成分を分散させた研磨パッド(例えば、特許文献1参照)、発泡ポリウレタンを使用した研磨パッド(例えば、特許文献2参照)、ポリオールやイソシアネートの使用量を調整してウレタンの架橋度を調節することにより物性値を制御した研磨パッド(例えば、特許文献3および特許文献4参照)、架橋ゴムを含有する非水溶性マトリックス材中に水溶性粒子を分散させた研磨パッド(例えば、特許文献5参照)等が提案されている。   Conventionally, a porous nonwoven fabric obtained by impregnating a nonwoven fabric with a polyurethane solution, a polyurethane molded product, a crosslinked rubber molded product and the like have been used as a polishing pad for polishing glass and semiconductor elements. In particular, as a chemical mechanical polishing pad suitable for chemical mechanical polishing (hereinafter, also referred to as “CMP”) for flattening the surface of a semiconductor substrate, a polishing pad in which a filler-like component is dispersed in polyurethane (for example, a patent) Reference pad 1), a polishing pad using foamed polyurethane (for example, see Patent Document 2), a polishing pad whose physical property value is controlled by adjusting the use amount of polyol or isocyanate and adjusting the degree of crosslinking of urethane (for example, Patent Document 3 and Patent Document 4), and a polishing pad in which water-soluble particles are dispersed in a water-insoluble matrix material containing a crosslinked rubber (for example, see Patent Document 5) have been proposed.

特表平8−500622号公報Japanese National Patent Publication No. 8-500622 特許第3956364号公報Japanese Patent No. 3956364 特開2007−284625号公報JP 2007-284625 A 特開2008−188757号公報JP 2008-188757 A 特開2001−334455号公報JP 2001-334455 A

しかしながら、これらの従来の材料を用いた化学機械研磨パッドは、CMPにおける被研磨面の平坦性を向上させることを目的としているため、特に研磨層の高弾性率化に着目することが多く、研磨層の摩耗により発生する研磨層表面の毛羽立ちやパッド屑の発生を低減することについては、研磨欠陥(スクラッチ)の抑制に影響を与えるにもかかわらず十分な議論がなされてこなかった。   However, chemical mechanical polishing pads using these conventional materials are intended to improve the flatness of the surface to be polished in CMP, and thus often pay attention to increasing the elastic modulus of the polishing layer. There has been no sufficient discussion about reducing the generation of fuzz on the surface of the polishing layer and the generation of pad debris caused by abrasion of the layer, although it affects the suppression of polishing defects (scratches).

一般的に、研磨層表面には微細孔および/または凹部を設けており、そこに研磨屑やパッド屑が徐々に蓄積されることで目詰まりを起こし研磨特性が劣化してしまう。そこで、ダイヤモンドの砥石でドレッシングすること(以下、「ダイヤモンドコンディショニング」ともいう)により、目詰まり状態となった研磨層表面を削り取り、表面から下の初期状態と同様の面を露出して使用する。このダイヤモンドコンディショニングの際に、研磨層表面の毛羽立ちやパッド屑が発生することがある。   Generally, fine holes and / or recesses are provided on the surface of the polishing layer, and polishing scraps and pad scraps are gradually accumulated therein, resulting in clogging and deterioration of polishing characteristics. Therefore, by dressing with a diamond grindstone (hereinafter also referred to as “diamond conditioning”), the clogged polishing layer surface is scraped off, and the same surface as the initial state below is exposed from the surface and used. During this diamond conditioning, fuzz on the polishing layer surface and pad scraps may be generated.

例えば特許文献3に記載されている研磨パッドは、研磨層を多孔質構造とすることにより高弾性率化を図っている。ところが、該研磨層は多孔質構造であるために、ダイヤモンドコンディショニングにより研磨層表面の毛羽立ちやパッド屑が発生しやすい傾向がある。また、特許文献5に記載されている架橋重合体を含有する研磨パッドでは、ダイヤモンドコンディショニングにより、粗大なパッド屑が発生すると共に、過剰な毛羽立ちが発生する場合がある。   For example, the polishing pad described in Patent Document 3 achieves a high elastic modulus by making the polishing layer have a porous structure. However, since the polishing layer has a porous structure, fluffing on the surface of the polishing layer and pad scraps tend to occur due to diamond conditioning. Moreover, in the polishing pad containing the crosslinked polymer described in Patent Document 5, coarse pad scraps may be generated and excessive fluffing may occur due to diamond conditioning.

このような研磨層表面の毛羽立ちやパッド屑は、CMP中において研磨欠陥(スクラッチ)の発生を引き起こすことがしばしばあった。その結果、これらの研磨パッドでは、CMPにおける被研磨面の平坦性の向上と研磨欠陥(スクラッチ)の低減とを両立させることが困難な場合があった。   Such fuzz and pad scraps on the surface of the polishing layer often cause polishing defects (scratches) during CMP. As a result, in these polishing pads, it may be difficult to achieve both improvement in flatness of the surface to be polished and reduction in polishing defects (scratches) in CMP.

そこで、本発明に係る幾つかの態様は、研磨層の引張時における残留歪や破断伸び等の物性値を制御することにより、研磨層表面の毛羽立ちや粗大なパッド屑の発生を低減し、ひいてはCMPにおける被研磨面の平坦性の向上と研磨欠陥(スクラッチ)の低減とを両立させることができる化学機械研磨パッド、および該化学機械研磨パッドを用いた化学機械研磨方法を提供するものである。   Therefore, some aspects according to the present invention reduce the occurrence of fluffing and coarse pad scraps on the polishing layer surface by controlling physical properties such as residual strain and elongation at break during tension of the polishing layer, and consequently The present invention provides a chemical mechanical polishing pad capable of achieving both improvement in flatness of a surface to be polished in CMP and reduction of polishing defects (scratches), and a chemical mechanical polishing method using the chemical mechanical polishing pad.

本発明は上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の態様または適用例として実現することができる。   SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following aspects or application examples.

[適用例1]
本発明に係る化学機械研磨パッドの一態様は、
研磨層を備えた化学機械研磨パッドであって、
前記研磨層の引張時における残留歪が10%以下であり、
前記研磨層の引張時における破断伸びが50%以下であることを特徴とする。
[Application Example 1]
One aspect of the chemical mechanical polishing pad according to the present invention is:
A chemical mechanical polishing pad with a polishing layer,
The residual strain at the time of tension of the polishing layer is 10% or less,
The elongation at break when the polishing layer is pulled is 50% or less.

[適用例2]
適用例1の化学機械研磨パッドにおいて、
前記研磨層の引張時における破断強度が7MPa以上20MPa以下であることができる。
[Application Example 2]
In the chemical mechanical polishing pad of Application Example 1,
The breaking strength when the polishing layer is pulled may be 7 MPa or more and 20 MPa or less.

[適用例3]
適用例1または適用例2の化学機械研磨パッドにおいて、
前記研磨層の比重が0.90以上1.30以下であることができる。
[Application Example 3]
In the chemical mechanical polishing pad of Application Example 1 or Application Example 2,
The polishing layer may have a specific gravity of 0.90 or more and 1.30 or less.

[適用例4]
適用例1ないし適用例3のいずれか一例の化学機械研磨パッドにおいて、
前記研磨層のデュロD硬度が40D以上60D以下であることができる。
[Application Example 4]
In the chemical mechanical polishing pad of any one of Application Examples 1 to 3,
The polishing layer may have a Duro D hardness of 40D or more and 60D or less.

[適用例5]
適用例1ないし適用例4のいずれか一例の化学機械研磨パッドにおいて、
前記研磨層は、ジエン系(共)重合体と有機過酸化物とを含有する組成物から形成されることができる。
[Application Example 5]
In the chemical mechanical polishing pad of any one of Application Examples 1 to 4,
The polishing layer may be formed from a composition containing a diene (co) polymer and an organic peroxide.

[適用例6]
適用例5の化学機械研磨パッドにおいて、
前記ジエン系(共)重合体は、1,3−ブタジエンおよびイソプレンから選択される少なくとも1種に由来する繰り返し単位を含むことができる。
[Application Example 6]
In the chemical mechanical polishing pad of Application Example 5,
The diene-based (co) polymer may include a repeating unit derived from at least one selected from 1,3-butadiene and isoprene.

[適用例7]
本発明に係る化学機械研磨方法の一態様は、
適用例1ないし適用例6のいずれか一例に記載の化学機械研磨パッドを用いて化学機械研磨することを特徴とする。
[Application Example 7]
One aspect of the chemical mechanical polishing method according to the present invention is:
Chemical mechanical polishing is performed using the chemical mechanical polishing pad described in any one of Application Examples 1 to 6.

本発明に係る化学機械研磨パッドは、引張時における残留歪や破断伸びが特定の範囲にある研磨層を備えることにより、ダイヤモンドコンディショニングによる研磨層表面の毛羽立ちやパッド屑の発生を低減させることができ、ひいてはCMPにおける被研磨面の平坦性の向上と研磨欠陥(スクラッチ)の低減とを両立させることができる。   The chemical mechanical polishing pad according to the present invention includes a polishing layer having residual strain and elongation at break in a specific range in tension, thereby reducing the occurrence of fuzz and pad scraps on the polishing layer surface due to diamond conditioning. As a result, it is possible to improve both the flatness of the surface to be polished in CMP and the reduction of polishing defects (scratches).

以下、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。本明細書中において、単に「硬度」というときはデュロD硬度のことを指す。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail. In this specification, the term “hardness” simply refers to duro D hardness.

1.化学機械研磨パッド
本実施の形態に係る化学機械研磨パッドの構成としては、少なくとも一方の面に研磨層を備えていれば特に限定されない。前記研磨層の引張時における残留歪は10%以下であり、引張時における破断伸びは50%以下である。また、前記研磨層の比重は0.90以上1.30以下であることが好ましく、デュロD硬度は40D以上60D以下であることが好ましい。以下、本実施の形態に係る化学機械研磨パッドについて、詳細に説明する。
1. Chemical mechanical polishing pad The structure of the chemical mechanical polishing pad according to the present embodiment is not particularly limited as long as it has a polishing layer on at least one surface. The polishing layer has a residual strain of 10% or less during tension, and an elongation at break of 50% or less during tension. The specific gravity of the polishing layer is preferably 0.90 or more and 1.30 or less, and the duro D hardness is preferably 40D or more and 60D or less. Hereinafter, the chemical mechanical polishing pad according to the present embodiment will be described in detail.

1.1.研磨層
本実施の形態に係る化学機械研磨パッドを構成する研磨層は、熱可塑性ポリウレタンおよびジエン系(共)重合体から選択される少なくとも1種を含有する組成物(以下、単に「組成物」ともいう)から後述する製造方法により形成される。
1.1. Polishing Layer The polishing layer constituting the chemical mechanical polishing pad according to the present embodiment is a composition containing at least one selected from thermoplastic polyurethane and diene (co) polymer (hereinafter simply “composition”). It is also formed by the manufacturing method described later.

一般的に、化学機械研磨パッドを構成する研磨層は、(1)発泡タイプと(2)非発泡タイプに分類される。非発泡タイプの研磨層の場合、その構造から比重や硬度が大きくなり、これに伴って被研磨面(ウエハ等の表面)の凹凸に対する研磨層の弾性変形が小さくなる。その結果、被研磨面の平坦性が良好になる傾向がある。その反面、研磨層の硬度が大きくなると、被研磨面と研磨層の間に入り込んだ研磨屑やパッド屑により研磨欠陥(スクラッチ)の発生が増大する傾向がある。なお、本明細書において「研磨屑」とは、被研磨面(ウエハ等の表面)を研磨することにより発生する被研磨面由来の屑のことをいい、「パッド屑」とは、研磨層表面をダイヤモンドコンディショニングする際に発生する研磨層由来の屑および研磨過程において研磨層が摩耗することにより発生する研磨層由来の屑のことをいう。   Generally, the polishing layer which comprises a chemical mechanical polishing pad is classified into (1) foam type and (2) non-foam type. In the case of a non-foaming type polishing layer, the specific gravity and hardness increase due to the structure, and accordingly, the elastic deformation of the polishing layer with respect to the unevenness of the surface to be polished (surface of the wafer or the like) decreases. As a result, the flatness of the surface to be polished tends to be good. On the other hand, when the hardness of the polishing layer is increased, the generation of polishing defects (scratches) tends to increase due to polishing scraps and pad scraps that enter between the polished surface and the polishing layer. In the present specification, “polishing waste” refers to scrap derived from the surface to be polished generated by polishing the surface to be polished (surface of a wafer, etc.), and “pad scrap” refers to the surface of the polishing layer. Refers to debris derived from the polishing layer generated during diamond conditioning and debris derived from the polishing layer generated by abrasion of the polishing layer during the polishing process.

一方、発泡タイプの研磨層の場合、その構造から比重や硬度が小さくなる傾向がある。これにより、被研磨面(ウエハ等の表面)と研磨層の間に入り込んだ研磨屑やパッド屑を柔軟な研磨層の表面で捕捉し、被研磨面に対して強い押し付け圧で接触することを回避させることができるので、研磨欠陥(スクラッチ)の発生を低減させることができる。その反面、被研磨面の凹凸に追随して研磨層の弾性変形が大きくなるため、被研磨面の平坦性が悪化する傾向がある。以上のことから、被研磨面(ウエハ等の表面)の平坦性の向上と研磨欠陥(スクラッチ)の低減とは、相反する特性であると考えられてきた。   On the other hand, in the case of a foam type polishing layer, the specific gravity and hardness tend to decrease due to the structure. As a result, polishing scraps and pad scraps that have entered between the surface to be polished (the surface of the wafer, etc.) and the polishing layer are captured by the surface of the flexible polishing layer and contacted with a strong pressing pressure against the surface to be polished. Since this can be avoided, the occurrence of polishing defects (scratches) can be reduced. On the other hand, since the elastic deformation of the polishing layer increases following the unevenness of the surface to be polished, the flatness of the surface to be polished tends to deteriorate. From the above, it has been considered that improvement in flatness of a surface to be polished (surface of a wafer or the like) and reduction in polishing defects (scratches) are contradictory characteristics.

しかしながら、本発明者らは、熱可塑性ポリウレタンおよびジエン系(共)重合体から選択される少なくとも1種を含有する組成物を用いて研磨層を作製し、該研磨層の引張時における残留歪や破断伸びをコントロールすることにより、従来の技術では困難とされてきた研磨層表面の毛羽立ちや粗大なパッド屑の発生を低減させ、ひいては被研磨面(ウエハ等の表面)の平坦性の向上と研磨欠陥(スクラッチ)の低減とを両立できることを見出したのである。   However, the present inventors prepared a polishing layer using a composition containing at least one selected from thermoplastic polyurethane and diene (co) polymer, and the residual strain when the polishing layer was pulled By controlling the elongation at break, the generation of fluffing on the surface of the polishing layer and the generation of coarse pad debris, which has been difficult with conventional technology, is reduced, and as a result, the flatness of the surface to be polished (the surface of the wafer, etc.) is improved and polished. They have found that both the reduction of defects (scratches) can be achieved.

1.1.1.引張時における残留歪
研磨層の引張時における残留歪は、研磨時に行われるダイヤモンドコンディショニングによる研磨層表面の毛羽立ちの発生しやすさを表す指標となる。
1.1.1. Residual strain at the time of tension The residual strain at the time of tension of the polishing layer is an index representing the ease of occurrence of fuzz on the surface of the polishing layer due to diamond conditioning performed at the time of polishing.

本実施の形態に係る化学機械研磨パッドが備える研磨層において、引張時における残留歪は10%以下であり、1%以上10%以下であることが好ましく、1%以上5%以下であることがより好ましい。引張時における残留歪が前記範囲内にあると、研磨時に行われるダイヤモンドコンディショニングによる研磨層表面の毛羽立ちの発生が低減される。これにより、被研磨面の平坦性を向上させることができる。引張時における残留歪が10%を超えると、研磨層の表面をダイヤモンドコンディショニングした場合、研磨層表面の毛羽立ちが増加し、被研磨面の凹凸に対する研磨層表面の変形が大きくなることで、被研磨面の平坦性が悪化する傾向があるため好ましくない。   In the polishing layer provided in the chemical mechanical polishing pad according to the present embodiment, the residual strain at the time of tension is 10% or less, preferably 1% or more and 10% or less, and preferably 1% or more and 5% or less. More preferred. When the residual strain at the time of tension is within the above range, the occurrence of fuzz on the surface of the polishing layer due to diamond conditioning performed at the time of polishing is reduced. Thereby, the flatness of the surface to be polished can be improved. When the residual strain at the time of tension exceeds 10%, when the surface of the polishing layer is diamond-conditioned, the surface of the polishing layer increases in fluff, and deformation of the surface of the polishing layer with respect to the unevenness of the surface to be polished increases, so This is not preferable because the flatness of the surface tends to deteriorate.

なお、本発明において、研磨層の引張時における残留歪は、「JIS K6270」に準拠した方法で測定することができる。また、測定時の温度および湿度は、「JIS K6250」の「6.1 試験室の標準温度」および「6.2 試験室の標準湿度」に準ずる。すなわち、試験室の標準温度は23℃とし、許容差は±2℃とする。試験室の標準湿度は相対湿度で50%とし、許容差は±10%とする。   In the present invention, the residual strain at the time of tension of the polishing layer can be measured by a method based on “JIS K6270”. Also, the temperature and humidity at the time of measurement are in accordance with “JIS K6250” “6.1 Standard temperature of test room” and “6.2 Standard humidity of test room”. That is, the standard temperature of the test room is 23 ° C., and the tolerance is ± 2 ° C. The standard humidity in the test room is 50% relative humidity, and the tolerance is ± 10%.

1.1.2.引張時における破断伸び
研磨層の引張時における破断伸びは、研磨時に行われるダイヤモンドコンディショニングにより発生するパッド屑のサイズを表す指標となる。
1.1.2. Breaking elongation at the time of tension The breaking elongation at the time of tension of the polishing layer is an index representing the size of pad scraps generated by diamond conditioning performed at the time of polishing.

本実施の形態に係る化学機械研磨パッドが備える研磨層において、引張時における破断伸びは50%以下であり、20%以上50%以下であることが好ましい。研磨層の引張時における破断伸びが前記範囲内にあると、研磨時に行われるダイヤモンドコンディショニングにより発生するパッド屑が研磨欠陥(スクラッチ)を引き起こさない程度の微小なサイズとなる。すなわち、ダイヤモンドコンディショニングにより研磨層表面の毛羽立ちを生じた場合であっても、切断時伸びが小さいために研磨層表面の毛羽立ちが微小なサイズに切断される。その結果、パッド屑による研磨欠陥の発生を低減させることができる。研磨層の引張時における破断伸びが50%を超えると、パッド屑のサイズが大きくなる傾向があり、このパッド屑による研磨欠陥の発生を低減させることができない。なお、破断伸びが50%を大きく超えて過大になると、被研磨面の凹凸に追随して研磨層の弾性変形が大きくなるため、研磨欠陥の発生が低減する場合があるが、この場合には被研磨面の平坦性が損なわれるため好ましくない。   In the polishing layer provided in the chemical mechanical polishing pad according to the present embodiment, the elongation at break during tension is 50% or less, preferably 20% or more and 50% or less. When the elongation at break of the polishing layer is within the above range, the pad scraps generated by diamond conditioning performed at the time of polishing become a minute size that does not cause polishing defects (scratches). That is, even when fluffing on the surface of the polishing layer is caused by diamond conditioning, the fluffing on the surface of the polishing layer is cut into a minute size because the elongation at the time of cutting is small. As a result, generation of polishing defects due to pad scraps can be reduced. If the elongation at break during tension of the polishing layer exceeds 50%, the size of pad scraps tends to increase, and the generation of polishing defects due to pad scraps cannot be reduced. If the elongation at break exceeds 50% and becomes excessive, the elastic deformation of the polishing layer increases following the unevenness of the surface to be polished, which may reduce the occurrence of polishing defects. This is not preferable because the flatness of the surface to be polished is impaired.

なお、本発明において、研磨層の引張時における破断伸びは、「JIS K6251」の切断時伸びに準拠した方法で測定することができる。また、測定時の温度および湿度は、「JIS K6250」の「6.1 試験室の標準温度」および「6.2 試験室の標準湿度」に準ずる。すなわち、試験室の標準温度は23℃とし、許容差は±2℃とする。試験室の標準湿度は相対湿度で50%とし、許容差は±10%とする。   In the present invention, the elongation at break when the polishing layer is pulled can be measured by a method based on the elongation at break of “JIS K6251”. Also, the temperature and humidity at the time of measurement are in accordance with “JIS K6250” “6.1 Standard temperature of test room” and “6.2 Standard humidity of test room”. That is, the standard temperature of the test room is 23 ° C., and the tolerance is ± 2 ° C. The standard humidity in the test room is 50% relative humidity, and the tolerance is ± 10%.

1.1.3.引張時における破断強度
研磨層の引張時における破断強度は、研磨時における研磨層の摩耗や変形のしやすさを表す指標となる。
1.1.3. Breaking strength at the time of tension The breaking strength at the time of tension of the polishing layer is an index representing the ease of wear and deformation of the polishing layer at the time of polishing.

本実施の形態に係る化学機械研磨パッドが備える研磨層において、引張時における破断強度は7MPa以上20MPa以下であることが好ましい。引張時における破断強度が前記範囲内にあると、研磨時において研磨層が適度に摩耗または変形することにより、被研磨面の平坦性を向上できると共に、研磨欠陥(スクラッチ)の発生を低減させることができる。研磨層の引張時における破断強度が7MPa未満であると、研磨時において研磨層が摩耗または変形しやすい傾向があり、被研磨面の平坦性が損なわれやすい。一方、研磨層の引張時における破断強度が20MPaを超えると、研磨層の摩耗や変形は起こりにくくなるが、研磨時において研磨層がほとんど変形しないため、被研磨面と研磨層の間に入り込んだ研磨屑やパッド屑により研磨欠陥(スクラッチ)の発生が増大する傾向がある。   In the polishing layer provided in the chemical mechanical polishing pad according to the present embodiment, the breaking strength at the time of tension is preferably 7 MPa or more and 20 MPa or less. When the tensile strength at the time of tension is within the above range, the polishing layer is appropriately worn or deformed during polishing, thereby improving the flatness of the surface to be polished and reducing the occurrence of polishing defects (scratches). Can do. When the breaking strength at the time of tension of the polishing layer is less than 7 MPa, the polishing layer tends to be worn or deformed at the time of polishing, and the flatness of the surface to be polished tends to be impaired. On the other hand, when the breaking strength at the time of tension of the polishing layer exceeds 20 MPa, wear and deformation of the polishing layer are difficult to occur, but the polishing layer hardly deforms at the time of polishing, so that it enters between the surface to be polished and the polishing layer. The generation of polishing defects (scratches) tends to increase due to polishing scraps and pad scraps.

なお、本発明において、研磨層の引張時における破断強度は、「JIS K6251」の切断時引張応力に準拠した方法で測定することができる。また、測定時の温度および湿度は、「JIS K6250」の「6.1 試験室の標準温度」および「6.2 試験室の標準湿度」に準ずる。すなわち、試験室の標準温度は23℃とし、許容差は±2℃とする。試験室の標準湿度は相対湿度で50%とし、許容差は±10%とする。   In the present invention, the breaking strength at the time of tension of the polishing layer can be measured by a method based on the tensile stress at the time of cutting of “JIS K6251”. Also, the temperature and humidity at the time of measurement are in accordance with “JIS K6250” “6.1 Standard temperature of test room” and “6.2 Standard humidity of test room”. That is, the standard temperature of the test room is 23 ° C., and the tolerance is ± 2 ° C. The standard humidity in the test room is 50% relative humidity, and the tolerance is ± 10%.

1.1.4.比重
本実施の形態に係る化学機械研磨パッドが備える研磨層の比重は、0.90以上1.30以下であることが好ましく、0.95以上1.20以下であることがより好ましい。研磨層の比重が前記範囲内であると、研磨層の硬度が適度となるため被研磨面の平坦性が良好になると共に、被研磨面の凹凸に対する研磨層の弾性変形(追随性)が適度となるため研磨欠陥(スクラッチ)を低減させることができる。研磨層の比重が前記範囲未満である場合、被研磨面の凹凸に対する研磨層の弾性変形が損なわれ、被研磨面の平坦性が悪化するため好ましくない。また、研磨層の比重が前記範囲を超える場合、研磨層の硬度が高くなりすぎて、研磨欠陥(スクラッチ)が増大するため好ましくない。なお、本発明において、研磨層の比重は、「JIS Z8807」に準拠した方法で測定することができる。
1.1.4. Specific gravity The specific gravity of the polishing layer provided in the chemical mechanical polishing pad according to the present embodiment is preferably 0.90 or more and 1.30 or less, and more preferably 0.95 or more and 1.20 or less. When the specific gravity of the polishing layer is within the above range, the hardness of the polishing layer becomes appropriate, so that the flatness of the surface to be polished is improved and the elastic deformation (following property) of the polishing layer with respect to the unevenness of the surface to be polished is appropriate. Therefore, polishing defects (scratches) can be reduced. When the specific gravity of the polishing layer is less than the above range, it is not preferable because the elastic deformation of the polishing layer with respect to the unevenness of the surface to be polished is impaired and the flatness of the surface to be polished is deteriorated. In addition, when the specific gravity of the polishing layer exceeds the above range, the hardness of the polishing layer becomes too high, and polishing defects (scratches) increase, which is not preferable. In the present invention, the specific gravity of the polishing layer can be measured by a method based on “JIS Z8807”.

なお、本実施の形態に係る化学機械研磨パッドが備える研磨層は、前記範囲の比重とする観点から、非発泡タイプであることが好ましい。なお、本発明において、非発泡タイプとは、実質的に気泡を含んでいない研磨層であることをいう。参考までに、現在市販されている発泡タイプの研磨層を備えるウレタンパッド、例えばROHM&HAAS社製の「IC1000」等の一般的な市販研磨パッドの比重は0.40〜0.90程度である。   In addition, it is preferable that the polishing layer with which the chemical mechanical polishing pad which concerns on this Embodiment is provided is a non-foaming type from a viewpoint made into the specific gravity of the said range. In the present invention, the non-foaming type refers to a polishing layer that does not substantially contain bubbles. For reference, the specific gravity of a commercially available polishing pad such as “IC1000” manufactured by ROHM & HAAS is currently about 0.40 to 0.90.

1.1.5.デュロD硬度
研磨層のデュロD硬度は、研磨層全体のマクロな硬さ(変形の程度)を表す指標となる。本実施の形態に係る化学機械研磨パッドが備えるデュロD硬度は、40D以上60D以下であることが好ましく、45D以上55D以下であることがより好ましい。研磨層のデュロD硬度が前記範囲内であると、研磨層のデュロD硬度が適度であるため被研磨面の平坦性が良好になると共に、被研磨面の凹凸に対する研磨層の弾性変形(追随性)が適度となるため研磨欠陥(スクラッチ)を低減させることができる。研磨層のデュロD硬度が前記範囲未満であると、被研磨面の平坦性が悪化するため好ましくない。また、研磨層のデュロD硬度が前記範囲を超えると、研磨欠陥(スクラッチ)が増大するため好ましくない。なお、本発明において、研磨層のデュロD硬度は、「JIS K6253」に準拠した方法で測定することができる。
1.1.5. Duro D hardness The Duro D hardness of the polishing layer is an index representing the macro hardness (degree of deformation) of the entire polishing layer. The duro D hardness of the chemical mechanical polishing pad according to the present embodiment is preferably 40D or more and 60D or less, and more preferably 45D or more and 55D or less. When the polishing layer has a duro D hardness within the above range, the polishing layer has an appropriate duro D hardness, so that the flatness of the surface to be polished is improved and the elastic deformation (following) of the polishing layer with respect to the irregularities of the surface to be polished. Therefore, polishing defects (scratches) can be reduced. When the durometer D hardness of the polishing layer is less than the above range, the flatness of the surface to be polished is deteriorated, which is not preferable. Further, if the duro D hardness of the polishing layer exceeds the above range, polishing defects (scratches) increase, which is not preferable. In the present invention, the duro D hardness of the polishing layer can be measured by a method based on “JIS K6253”.

1.1.6.材料
本実施の形態に係る化学機械研磨パッドを構成する研磨層は、熱可塑性ポリウレタンおよびジエン系(共)重合体から選択される少なくとも1種を含有する組成物(以下、単に「組成物」ともいう)から後述する製造方法により形成される。前記組成物は、引張時における残留歪や破断伸びを特定の範囲に制御する観点から、ジエン系(共)重合体と有機過酸化物とを含有する組成物であることが好ましい。
1.1.6. Material The polishing layer constituting the chemical mechanical polishing pad according to the present embodiment is a composition containing at least one selected from thermoplastic polyurethane and diene (co) polymer (hereinafter, simply referred to as “composition”). And the manufacturing method described later. The composition is preferably a composition containing a diene (co) polymer and an organic peroxide from the viewpoint of controlling the residual strain and elongation at break in a specific range.

1.1.6.1.ジエン系(共)重合体
前記組成物に用いることができるジエン系(共)重合体は、2個以上の重合性不飽和基を有するモノマーに由来する繰り返し単位を含むことが好ましいが、1,3−ブタジエンおよびイソプレンから選択される少なくとも1種に由来する繰り返し単位を含むことがより好ましい。このような化学構造を有するジエン系(共)重合体は、ゴム状弾性を示すために研磨層に柔軟性を付与しやすい。その結果、被研磨面と研磨層との間に入り込んだ研磨屑やパッド屑を柔軟な研磨層の表面で捕捉し、被研磨面へ強い押し付け圧で接触することを回避させることができるので、研磨欠陥の発生を低減できると考えられる。
1.1.6.1. Diene-based (co) polymer The diene-based (co) polymer that can be used in the composition preferably includes a repeating unit derived from a monomer having two or more polymerizable unsaturated groups. More preferably, it contains a repeating unit derived from at least one selected from 3-butadiene and isoprene. Since the diene (co) polymer having such a chemical structure exhibits rubber-like elasticity, it is easy to impart flexibility to the polishing layer. As a result, polishing scraps and pad scraps that have entered between the surface to be polished and the polishing layer can be captured on the surface of the flexible polishing layer, so that it can be avoided to contact the surface to be polished with a strong pressing pressure, It is considered that the occurrence of polishing defects can be reduced.

前記ジエン系(共)重合体としては、特開2001−334455号公報等に記載されている材料を好適に用いることができる。このようなジエン系(共)重合体としては、例えば、1,3−ブタジエン系(共)重合体、イソプレン系(共)重合体等が挙げられるが、1,3−ブタジエン系(共)重合体であることが好ましく、1,2−ポリブタジエンであることがより好ましい。なお、1,2−ポリブタジエン中の1,2−結合含量は、適宜の値のものを使用することができるが、研磨層を製造する際の加工性や研磨層に適切な硬度を付与する観点から、好ましくは80%以上であり、より好ましくは85%以上であり、特に好ましくは90〜95%である。   As the diene (co) polymer, materials described in JP-A No. 2001-334455 and the like can be suitably used. Examples of such diene (co) polymers include 1,3-butadiene (co) polymers and isoprene (co) polymers. It is preferably a coalescence, and more preferably 1,2-polybutadiene. In addition, the 1,2-bond content in 1,2-polybutadiene may be one having an appropriate value, but the viewpoint of imparting appropriate hardness to the workability and the polishing layer when producing the polishing layer. Therefore, it is preferably 80% or more, more preferably 85% or more, and particularly preferably 90 to 95%.

なお、前記組成物は、2種以上のジエン系(共)重合体を混合して使用してもよい。   In addition, the said composition may mix and use 2 or more types of diene type | system | group (co) polymer.

1,3−ブタジエン系(共)重合体の中には、1,3−ブタジエン単独重合体と1,3−ブタジエン共重合体とが含まれる。なお、1,3−ブタジエン共重合体とは、1,3−ブタジエンと、1,3−ブタジエンと共重合可能な他のモノマーと、の共重合体を意味する。1,3−ブタジエンと共重合可能な他のモノマーとしては、例えば不飽和カルボン酸エステル化合物、シアン化ビニル化合物、芳香族系ビニル化合物、2個以上の重合性不飽和基を有する化合物、その他の重合性不飽和単量体等が挙げられる。   The 1,3-butadiene-based (co) polymer includes a 1,3-butadiene homopolymer and a 1,3-butadiene copolymer. The 1,3-butadiene copolymer means a copolymer of 1,3-butadiene and another monomer copolymerizable with 1,3-butadiene. Examples of other monomers copolymerizable with 1,3-butadiene include unsaturated carboxylic ester compounds, vinyl cyanide compounds, aromatic vinyl compounds, compounds having two or more polymerizable unsaturated groups, and other monomers. Examples thereof include polymerizable unsaturated monomers.

不飽和カルボン酸エステル化合物としては、例えば(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−プロピル(メタ)アクリレート、iso−プロピル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、iso−ブチル(メタ)アクリレート、sec−ブチル(メタ)アクリレート、tert−ブチル(メタ)アクリレート、n−アミル(メタ)アクリレート、n−ヘキシル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、2−メトキシエチル(メタ)アクリレート、メトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート等が挙げられる。   Examples of unsaturated carboxylic acid ester compounds include (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-propyl (meth) acrylate, iso-propyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, iso-butyl (meth) ) Acrylate, sec-butyl (meth) acrylate, tert-butyl (meth) acrylate, n-amyl (meth) acrylate, n-hexyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, phenyl (Meth) acrylate, 2-methoxyethyl (meth) acrylate, methoxydiethylene glycol (meth) acrylate and the like can be mentioned.

シアン化ビニル化合物としては、例えば(メタ)アクリロニトリル、α−クロロアクリロニトリル、シアン化ビニリデン等が挙げられる。   Examples of the vinyl cyanide compound include (meth) acrylonitrile, α-chloroacrylonitrile, vinylidene cyanide and the like.

芳香族系ビニル化合物としては、例えばスチレン、2−メチルスチレン、3−メチルスチレン、4−メチルスチレン、α−メチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、2,4−ジイソプロピルスチレン、4−tert−ブチルスチレン、tert−ブトキシスチレン等が挙げられる。   Examples of the aromatic vinyl compound include styrene, 2-methylstyrene, 3-methylstyrene, 4-methylstyrene, α-methylstyrene, 2,4-dimethylstyrene, 2,4-diisopropylstyrene, and 4-tert-butyl. Examples include styrene and tert-butoxystyrene.

2個以上の重合性不飽和基を有する化合物としては、エチレングリコール−ジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコール−ジ(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオール−ジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオール−ジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパン−ジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトール−トリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトール−テトラ(メタ)アクリレート、ジビニルベンゼン、ジイソプロペニルベンゼン、トリビニルベンゼン、ヘキサメチレン−ジ(メタ)アクリレート等が挙げられる。   Examples of the compound having two or more polymerizable unsaturated groups include ethylene glycol-di (meth) acrylate, propylene glycol-di (meth) acrylate, 1,4-butanediol-di (meth) acrylate, 1,6- Hexanediol-di (meth) acrylate, trimethylolpropane-di (meth) acrylate, pentaerythritol-tri (meth) acrylate, pentaerythritol-tetra (meth) acrylate, divinylbenzene, diisopropenylbenzene, trivinylbenzene, hexa And methylene-di (meth) acrylate.

その他の重合性不飽和単量体としては、共重合し得る不飽和基を1個以上有する化合物であればよく、その種類は特に限定されない。具体的には、(メタ)アクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、テトラコン酸およびケイ皮酸等の不飽和カルボン酸類;塩化ビニル、塩化ビニリデン、(メタ)アクリルアミド、マレイミド等が挙げられる。   The other polymerizable unsaturated monomer may be a compound having at least one unsaturated group capable of copolymerization, and the type thereof is not particularly limited. Specific examples include unsaturated carboxylic acids such as (meth) acrylic acid, maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, tetraconic acid and cinnamic acid; vinyl chloride, vinylidene chloride, (meth) acrylamide, maleimide and the like.

これらの1,3−ブタジエンと共重合可能な他のモノマーは、1種単独または2種以上を混合して、1,3−ブタジエンと共重合させることができる。   These other monomers copolymerizable with 1,3-butadiene can be copolymerized with 1,3-butadiene by mixing one kind or two or more kinds.

また、前記組成物がジエン系(共)重合体を含有する場合には、前記組成物中に有機過酸化物を添加して成型時にジエン系(共)重合体を架橋させることが好ましい。有機過酸化物の添加量や加熱条件を適宜調整することにより、研磨層の引張時における残留歪や破断伸びを本願発明の範囲に容易にコントロールすることができる。   Moreover, when the said composition contains a diene type (co) polymer, it is preferable to add an organic peroxide in the said composition and to bridge | crosslink a diene type (co) polymer at the time of shaping | molding. By appropriately adjusting the amount of organic peroxide added and the heating conditions, the residual strain and elongation at break of the polishing layer can be easily controlled within the scope of the present invention.

有機過酸化物としては、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、t−ブチルクミルペルオキシド、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、1,3−ビス(t−ブチルペルオキシ−iso−プロピル)ベンゼン、t−ブチルペルオキシ−iso−プロピルカーボネート等が挙げられる。   Examples of the organic peroxide include 1,1-di-t-butylperoxy-3,3,5-trimethylcyclohexane, t-butylcumyl peroxide, dicumyl peroxide, 2,5-dimethyl-2,5- Di (t-butylperoxy) hexane, 2,5-dimethyl-2,5-di (t-butylperoxy) hexyne, 1,3-bis (t-butylperoxy-iso-propyl) benzene, t-butylperoxy- Examples include iso-propyl carbonate.

1.1.6.2.熱可塑性ポリウレタン
前記組成物に用いることができる熱可塑性ポリウレタンは、脂環式イソシアネートおよび芳香族イソシアネートから選択される少なくとも1種に由来する繰り返し単位を含むことが好ましい。かかる化学構造を有する熱可塑性ポリウレタンは、その化学構造の自由度から、熱架橋性ポリウレタンよりも結晶性を低くすることができる。これにより、前記熱可塑性ポリウレタンは、熱架橋性ポリウレタンよりも柔軟性が大きくなる。その結果、研磨層の硬度を大きくして平滑性を向上させると共に、被研磨面と研磨層との間に入り込んだ研磨屑やパッド屑を柔軟な研磨層の表面で捕捉し、被研磨面へ強い押し付け圧で接触することを回避させることができるので、研磨欠陥の発生を抑制できると考えられる。
1.1.6.2. Thermoplastic polyurethane The thermoplastic polyurethane that can be used in the composition preferably includes a repeating unit derived from at least one selected from alicyclic isocyanate and aromatic isocyanate. A thermoplastic polyurethane having such a chemical structure can be made lower in crystallinity than a thermally crosslinkable polyurethane due to the degree of freedom of the chemical structure. Thereby, the thermoplastic polyurethane is more flexible than the thermally crosslinkable polyurethane. As a result, the hardness of the polishing layer is increased to improve the smoothness, and polishing scraps and pad scraps that have entered between the surface to be polished and the polishing layer are captured on the surface of the flexible polishing layer, to the surface to be polished. Since contact with a strong pressing pressure can be avoided, it is considered that generation of polishing defects can be suppressed.

なお、前記組成物に含まれる熱可塑性ポリウレタンは、脂環式イソシアネートに由来する繰り返し単位を含むことがより好ましい。脂環式イソシアネートに由来する繰り返し単位を含むことにより、前記熱可塑性ポリウレタンが研磨層において適切な引張時の残留歪や破断伸びを発現すると共に、適切な硬度を発現し、かつ柔軟性がより大きくなるため、本発明の実施に好適となる。   In addition, it is more preferable that the thermoplastic polyurethane contained in the composition contains a repeating unit derived from alicyclic isocyanate. By including a repeating unit derived from alicyclic isocyanate, the thermoplastic polyurethane expresses appropriate residual strain and elongation at break in the polishing layer, expresses appropriate hardness, and has greater flexibility. Therefore, it is suitable for the implementation of the present invention.

前記脂環式イソシアネートとしては、例えば、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、ノルボルネンジイソシアネート、水添4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(水添MDI)等が挙げられる。これらの脂環式イソシアネートは1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。   Examples of the alicyclic isocyanate include isophorone diisocyanate (IPDI), norbornene diisocyanate, hydrogenated 4,4'-diphenylmethane diisocyanate (hydrogenated MDI), and the like. These alicyclic isocyanates may be used alone or in combination of two or more.

前記芳香族イソシアネートとしては、例えば、2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート、2,2’−ジフェニルメタンジイソシアネート、2,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート、1,5−ナフタレンジイソシアネート、p−フェニレンジイソシアネート、m−フェニレンジイソシアネート、p−キシレンジイソシアネート等の芳香族ジイソシアネート類が挙げられる。これらの中でも、水酸基との反応制御が容易な点から、2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネートが好ましい。これらの芳香族イソシアネートは1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。   Examples of the aromatic isocyanate include 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, 2,2′-diphenylmethane diisocyanate, 2,4′-diphenylmethane diisocyanate, 4,4′-diphenylmethane diisocyanate, and naphthalene. Aromatic diisocyanates such as diisocyanate, 1,5-naphthalene diisocyanate, p-phenylene diisocyanate, m-phenylene diisocyanate, p-xylene diisocyanate and the like can be mentioned. Among these, 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, and 4,4'-diphenylmethane diisocyanate are preferable because the reaction control with a hydroxyl group is easy. These aromatic isocyanates may be used alone or in combination of two or more.

前記組成物に含まれる熱可塑性ポリウレタンは、脂環式イソシアネートおよび芳香族イソシアネートを併用してもよいし、これら以外の他のイソシアネートを併用してもよい。他のイソシアネートとしては、例えば、エチレンジイソシアネート、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、1,6−ヘキサメチレンジイソシアネート等の脂肪族ジイソシアネート類が挙げられる。   In the thermoplastic polyurethane contained in the composition, an alicyclic isocyanate and an aromatic isocyanate may be used in combination, or other isocyanates may be used in combination. Examples of the other isocyanate include aliphatic diisocyanates such as ethylene diisocyanate, 2,2,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, and 1,6-hexamethylene diisocyanate.

また、前記組成物に含まれる熱可塑性ポリウレタンは、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオールおよびポリオレフィンポリオールから選択される少なくとも1種に由来する繰り返し単位をさらに含むことが好ましい。前記例示したポリオール類に由来する繰り返し単位を含むことで、熱可塑性ポリウレタンの耐水性がさらに向上する傾向がある。   Moreover, it is preferable that the thermoplastic polyurethane contained in the said composition further contains the repeating unit derived from at least 1 sort (s) selected from polyether polyol, polyester polyol, polycarbonate polyol, and polyolefin polyol. By including a repeating unit derived from the exemplified polyols, the water resistance of the thermoplastic polyurethane tends to be further improved.

また、前記組成物に含まれる熱可塑性ポリウレタンは、鎖延長剤に由来する繰り返し単位を含んでもよい。前記鎖延長剤としては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,3−ブチレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,4−ビス(2−ヒドロキシエトキシ)ベンゼン等の低分子量二価アルコールが挙げられる。これらの中でも、イソシアネート基との反応制御が容易な点から、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,3−ブチレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオールが好ましく、1,4−ブタンジオールがより好ましい。   Moreover, the thermoplastic polyurethane contained in the composition may include a repeating unit derived from a chain extender. Examples of the chain extender include ethylene glycol, propylene glycol, 1,3-propanediol, 1,3-butylene glycol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, Low molecular weight dihydric alcohols such as neopentyl glycol, 1,4-cyclohexanedimethanol, 3-methyl-1,5-pentanediol, diethylene glycol, triethylene glycol, 1,4-bis (2-hydroxyethoxy) benzene It is done. Among these, ethylene glycol, propylene glycol, 1,3-propanediol, 1,3-butylene glycol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, from the viewpoint of easy reaction control with an isocyanate group, 1,6-hexanediol is preferred, and 1,4-butanediol is more preferred.

前記組成物に含まれる熱可塑性ポリウレタンは、熱可塑性ポリウレタン100質量部に対して、脂環式イソシアネートおよび芳香族イソシアネートから選択される少なくとも1種に由来する繰り返し単位を2〜60質量部含有することが好ましく、3〜55質量部含有することがより好ましい。脂環式イソシアネートおよび芳香族イソシアネートから選択される少なくとも1種に由来する繰り返し単位を前記範囲で含むことにより、熱可塑性ポリウレタンが研磨層において適切な引張時の残留歪や破断伸びを発現すると共に、適切な硬度を発現し、かつ柔軟性が大きくなるため、本発明の実施に好適となる。   The thermoplastic polyurethane contained in the composition contains 2 to 60 parts by mass of a repeating unit derived from at least one selected from alicyclic isocyanate and aromatic isocyanate with respect to 100 parts by mass of the thermoplastic polyurethane. Is preferable, and it is more preferable to contain 3-55 mass parts. By including a repeating unit derived from at least one selected from alicyclic isocyanate and aromatic isocyanate in the above range, the thermoplastic polyurethane exhibits appropriate residual strain and elongation at break in the polishing layer, Appropriate hardness is exhibited and flexibility is increased, which is suitable for the implementation of the present invention.

前記組成物に含まれる熱可塑性ポリウレタンの製造方法は、特に限定されず、一般的なポリウレタンの製造方法(例えば、従来公知の一括法またはプレポリマー法等)に準じて製造することができる。   The method for producing the thermoplastic polyurethane contained in the composition is not particularly limited, and can be produced according to a general method for producing polyurethane (for example, a conventionally known batch method or prepolymer method).

1.1.6.3.その他の成分
前記組成物は、水溶性粒子をさらに含んでもよい。かかる水溶性粒子は、組成物中に均一に分散された状態で存在していることが好ましい。このような組成物を用いることで、水溶性粒子が均一に分散された状態の研磨層が得られる。
1.1.6.3. Other Components The composition may further include water-soluble particles. Such water-soluble particles are preferably present in a state of being uniformly dispersed in the composition. By using such a composition, a polishing layer in which water-soluble particles are uniformly dispersed can be obtained.

前記水溶性粒子は、砥粒および薬液からなるスラリーと接触することにより、研磨層表面から水溶性粒子が遊離して、該スラリーを保持することのできる空孔(ポア)を形成する目的で用いられる。このため、気泡構造を有するポリウレタン発泡体を用いることなく、水溶性粒子を用いることで研磨層の表面に空孔が形成され、スラリーの保持がより良好となる。   The water-soluble particles are used for the purpose of forming pores capable of holding the slurry by releasing the water-soluble particles from the surface of the polishing layer by contacting the slurry made of abrasive grains and a chemical solution. It is done. For this reason, by using water-soluble particles without using a polyurethane foam having a cellular structure, pores are formed on the surface of the polishing layer, and the retention of the slurry becomes better.

前記組成物が水溶性粒子を含有する場合、前記研磨層は、(1)スラリーを保持する空孔を形成できることから被研磨面の研磨速度を向上させることができ、(2)非発泡タイプであるため機械的強度に優れ、さらに(3)発泡セル構造を均一に制御するという精緻な技術を用いる必要がないことから生産性に優れる点でより好ましい。   When the composition contains water-soluble particles, the polishing layer can improve the polishing rate of the surface to be polished because (1) pores holding the slurry can be formed, and (2) non-foamed type Therefore, it is excellent in mechanical strength, and (3) it is more preferable in terms of excellent productivity because it is not necessary to use a precise technique for uniformly controlling the foamed cell structure.

前記水溶性粒子としては、特に限定されないが、有機水溶性粒子および無機水溶性粒子が挙げられる。具体的には、水溶性高分子のように水に溶解する物質の他、吸水性樹脂のように水との接触により膨潤またはゲル化して研磨層表面から遊離することができる物質が挙げられる。   The water-soluble particles are not particularly limited, and examples thereof include organic water-soluble particles and inorganic water-soluble particles. Specifically, in addition to a substance that dissolves in water such as a water-soluble polymer, a substance that can swell or gel by contact with water and be released from the surface of the polishing layer, such as a water-absorbent resin.

前記有機水溶性粒子を構成する材料としては、例えば、糖類(澱粉、デキストリンおよびシクロデキストリン等の多糖類、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、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 the material constituting the organic water-soluble particles include saccharides (polysaccharides such as starch, dextrin and cyclodextrin, lactose, mannitol, etc.), celluloses (hydroxypropylcellulose, methylcellulose, etc.), proteins, polyvinyl alcohol, Examples include polyvinyl pyrrolidone, polyacrylic acid, polyethylene oxide, sulfonated polyisoprene, and sulfonated isoprene copolymers.

前記無機水溶性粒子を構成する材料としては、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、硝酸カルシウム等が挙げられる。   Examples of the material constituting the inorganic water-soluble particles include potassium acetate, potassium nitrate, potassium carbonate, potassium hydrogen carbonate, potassium bromide, potassium phosphate, potassium sulfate, magnesium sulfate, and calcium nitrate.

前記水溶性粒子を構成する材料は、有機水溶性粒子または無機水溶性粒子を構成する材料を1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。なお、研磨層の硬度その他の機械的強度を適正な値とすることができるという観点から、水溶性粒子は中実体であることが好ましい。   As the material constituting the water-soluble particles, the material constituting the organic water-soluble particles or the inorganic water-soluble particles may be used alone or in combination of two or more. The water-soluble particles are preferably solid from the viewpoint that the hardness and other mechanical strength of the polishing layer can be set to appropriate values.

前記組成物における水溶性粒子の含有量は、水溶性粒子を除く組成物の合計100質量部に対して、3〜150質量部であることが好ましい。水溶性粒子の含有量が前記範囲にあると、化学機械研磨において高い研磨速度を示し、かつ適正な硬度その他の機械的強度を有する研磨層を製造することができる。   The content of the water-soluble particles in the composition is preferably 3 to 150 parts by mass with respect to 100 parts by mass in total of the composition excluding the water-soluble particles. When the content of the water-soluble particles is in the above range, a polishing layer having a high polishing rate in chemical mechanical polishing and having appropriate hardness and other mechanical strength can be produced.

前記水溶性粒子の平均粒径は、好ましくは0.5〜200μmである。水溶性粒子が化学機械研磨パッドの研磨層表面から遊離することにより形成される空孔の大きさは、好ましくは0.1〜500μm、より好ましくは0.5〜200μmである。水溶性粒子の平均粒径が前記範囲にあると、高い研磨速度を示し、かつ機械的強度に優れた研磨層を有する化学機械研磨パッドを製造することができる。   The average particle diameter of the water-soluble particles is preferably 0.5 to 200 μm. The size of the pores formed when the water-soluble particles are released from the polishing layer surface of the chemical mechanical polishing pad is preferably 0.1 to 500 μm, more preferably 0.5 to 200 μm. When the average particle size of the water-soluble particles is in the above range, a chemical mechanical polishing pad having a polishing layer exhibiting a high polishing rate and excellent in mechanical strength can be produced.

1.1.7.研磨層の形状および凹部
研磨層の平面形状は、特に限定されないが、例えば円形状であることができる。研磨層の平面形状が円形状である場合、その大きさは、好ましくは直径150mm〜1200mm、より好ましくは直径500mm〜1000mmである。研磨層の厚さは、好ましくは0.5mm〜5.0mm、より好ましくは1.0mm〜3.0mm、特に好ましくは1.5mm〜3.5mmである。
1.1.7. The shape of the polishing layer and the concave portion The planar shape of the polishing layer is not particularly limited, but may be, for example, a circular shape. When the planar shape of the polishing layer is circular, the size is preferably 150 mm to 1200 mm in diameter, more preferably 500 mm to 1000 mm in diameter. The thickness of the polishing layer is preferably 0.5 mm to 5.0 mm, more preferably 1.0 mm to 3.0 mm, and particularly preferably 1.5 mm to 3.5 mm.

研磨層の被研磨物と接触する面(以下、「研磨面」という)には、複数の凹部を形成してもよい。前記凹部は、CMPの際に供給されるスラリーを保持し、これを研磨面に均一に分配すると共に、研磨屑、パッド屑、使用済みのスラリー等の廃棄物を一時的に滞留させ、外部へ排出するための経路となる機能を有する。   A plurality of recesses may be formed on the surface of the polishing layer that contacts the object to be polished (hereinafter referred to as “polishing surface”). The concave portion holds the slurry supplied during CMP and distributes it uniformly to the polishing surface, and temporarily retains waste such as polishing scraps, pad scraps, and used slurry to the outside. It has a function as a route for discharging.

凹部の深さは、好ましくは0.1mm以上、より好ましくは0.1mm〜2.5mm、特に好ましくは0.2mm〜2.0mmとすることができる。凹部の幅は、好ましくは0.1mm以上、より好ましくは0.1mm〜5.0mm、特に好ましくは0.2mm〜3.0mmとすることができる。研磨面において、隣接する凹部の間隔は、好ましくは0.05mm以上、より好ましくは0.05mm〜100mm、特に好ましくは0.1mm〜10mmとすることができる。また、凹部の幅と隣り合う凹部の間の距離との和であるピッチは、好ましくは0.15mm以上、より好ましくは0.15mm〜105mm、特に好ましくは0.6mm〜13mmとすることができる。凹部は、前記範囲内の一定の間隔を設けて形成されたものであることができる。前記範囲の形状を有する凹部を形成することで、被研磨面のスクラッチ低減効果に優れ、寿命の長い化学機械研磨パッドを容易に製造することができる。   The depth of the recess is preferably 0.1 mm or more, more preferably 0.1 mm to 2.5 mm, and particularly preferably 0.2 mm to 2.0 mm. The width of the concave portion is preferably 0.1 mm or more, more preferably 0.1 mm to 5.0 mm, and particularly preferably 0.2 mm to 3.0 mm. In the polishing surface, the interval between adjacent recesses is preferably 0.05 mm or more, more preferably 0.05 mm to 100 mm, and particularly preferably 0.1 mm to 10 mm. The pitch, which is the sum of the width of the recess and the distance between adjacent recesses, is preferably 0.15 mm or more, more preferably 0.15 mm to 105 mm, and particularly preferably 0.6 mm to 13 mm. . The recesses may be formed with a certain interval within the above range. By forming the recess having the shape in the above range, a chemical mechanical polishing pad having an excellent effect of reducing scratches on the surface to be polished and having a long life can be easily manufactured.

前記各好ましい範囲は、各々の組合せとすることができる。すなわち、例えば、深さが0.1mm以上、幅が0.1mm以上、間隔が0.05mm以上であることが好ましく、深さが0.1mm〜2.5mm、幅が0.1mm〜5.0mm、間隔が0.05mm〜100mmであることがより好ましく、深さが0.2mm〜2.0mm、幅が0.2mm〜3.0mm、間隔が0.1mm〜10mmであることが特に好ましい。   Each preferred range can be a combination of each. That is, for example, the depth is preferably 0.1 mm or more, the width is 0.1 mm or more, and the interval is 0.05 mm or more, the depth is 0.1 mm to 2.5 mm, and the width is 0.1 mm to 5. More preferably, the distance is 0 mm and the distance is 0.05 mm to 100 mm, the depth is 0.2 mm to 2.0 mm, the width is 0.2 mm to 3.0 mm, and the distance is particularly preferably 0.1 mm to 10 mm. .

前記凹部を加工するための工具は、特開2006−167811号公報、特開2001−18164号公報、特開2008−183657号公報等に記載されている形状の多刃工具を用いることができる。使用する工具の切削刃は、ダイヤモンドあるいは、Ti、Cr、Zr、V等の周期表第4、5、6族金属から選択された少なくとも1種の金属元素と、窒素、炭素および酸素から選択された少なくとも1種の非金属元素と、で構成されるコーティング層を有してもよい。さらにコーティング層は1層設ける場合に限らず、材料を違えて複数層設けてもよい。このようなコーティング層の膜厚は、0.1〜5μmが好ましく、1.5〜4μmがより好ましい。コーティング層の成膜には、アークイオンプレーティング装置等の公知の技術を工具材質、コーティング材質等に応じて適時選択して使用することができる。   As a tool for processing the concave portion, a multi-blade tool having a shape described in JP-A-2006-167811, JP-A-2001-18164, JP-A-2008-183657, or the like can be used. The cutting blade of the tool used is selected from diamond, at least one metal element selected from metals of Group 4, 5, and 6 of the periodic table such as Ti, Cr, Zr, and V, and nitrogen, carbon, and oxygen. Further, it may have a coating layer composed of at least one nonmetallic element. Furthermore, the number of coating layers is not limited to one, and a plurality of layers may be provided with different materials. The film thickness of such a coating layer is preferably from 0.1 to 5 μm, more preferably from 1.5 to 4 μm. In forming the coating layer, a known technique such as an arc ion plating apparatus can be selected and used as appropriate according to the tool material, coating material, and the like.

1.1.8.製造方法
本実施の形態で用いられる研磨層は、熱可塑性ポリウレタンおよびジエン系(共)重合体から選択される少なくとも1種を含有する組成物を成型することにより得られる。組成物の混練は、公知の混練機等により行うことができる。混練機としては、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)等が挙げられる。組成物から研磨層を成型する方法としては、120℃〜230℃で可塑化した前記組成物をプレス成形、押出成形または射出成形し、可塑化・シート化する方法により成型すればよい。かかる成型条件を適宜調整することで引張時における残留歪や破断伸びをコントロールすることもできる。
1.1.8. Manufacturing Method The polishing layer used in the present embodiment can be obtained by molding a composition containing at least one selected from thermoplastic polyurethane and diene (co) polymer. The composition can be kneaded with a known kneader or the like. Examples of the kneader include a roll, a kneader, a Banbury mixer, and an extruder (single screw, multi screw). As a method for molding the polishing layer from the composition, the composition plasticized at 120 ° C. to 230 ° C. may be molded by press molding, extrusion molding or injection molding and plasticizing / sheeting. By appropriately adjusting the molding conditions, residual strain and elongation at break during tension can be controlled.

このようにして成型した後、切削加工により研磨面に凹部を形成してもよい。また、凹部となるパターンが形成された金型を用いて前述した組成物を金型成型することにより、研磨層の概形と共に凹部を同時に形成することもできる。   After molding in this way, a recess may be formed on the polished surface by cutting. Moreover, a concave part can be formed simultaneously with the rough shape of the polishing layer by molding the above-described composition using a mold in which a pattern to be a concave part is formed.

1.2.支持層
本実施の形態に係る化学機械研磨パッドは、前述した研磨層のみで構成される場合もあるが、前記研磨層の研磨面とは反対側の面に支持層を設けてもよい。
1.2. Support Layer Although the chemical mechanical polishing pad according to the present embodiment may be composed of only the polishing layer described above, a support layer may be provided on the surface opposite to the polishing surface of the polishing layer.

支持層は、化学機械研磨パッドにおいて、研磨装置用定盤に研磨層を支持するために用いられる。支持層は、接着層であってもよいし、接着層を両面に有するクッション層であってもよい。   The support layer is used for supporting the polishing layer on the polishing apparatus surface plate in the chemical mechanical polishing pad. The support layer may be an adhesive layer or a cushion layer having the adhesive layer on both sides.

接着層は、例えば粘着シートからなることができる。粘着シートの厚さは、50μm〜250μmであることが好ましい。50μm以上の厚さを有することで、研磨層の研磨面側からの圧力を十分に緩和することができ、250μm以下の厚さを有することで、凹凸の影響を研磨性能に与えない程度に均一な厚みを有する化学機械研磨パッドが得られる。   The adhesive layer can be made of, for example, an adhesive sheet. The thickness of the pressure-sensitive adhesive sheet is preferably 50 μm to 250 μm. By having a thickness of 50 μm or more, the pressure from the polishing surface side of the polishing layer can be sufficiently relaxed, and by having a thickness of 250 μm or less, it is uniform to the extent that the influence of unevenness is not exerted on the polishing performance. A chemical mechanical polishing pad having a sufficient thickness can be obtained.

粘着シートの材質としては、研磨層を研磨装置用定盤に固定することができれば特に限定されないが、研磨層より弾性率の低いアクリル系またはゴム系の材質であることが好ましい。   The material of the pressure-sensitive adhesive sheet is not particularly limited as long as the polishing layer can be fixed to the surface plate for a polishing apparatus, but is preferably an acrylic or rubber-based material having a lower elastic modulus than the polishing layer.

粘着シートの接着強度は、化学機械研磨パッドを研磨装置用定盤に固定することができれば特に限定されないが、「JIS Z0237」の規格で粘着シートの接着強度を測定した場合、その接着強度が好ましくは3N/25mm以上、より好ましくは4N/25mm以上、特に好ましくは10N/25mm以上である。   The adhesive strength of the pressure-sensitive adhesive sheet is not particularly limited as long as the chemical mechanical polishing pad can be fixed to the surface plate for a polishing apparatus. However, when the adhesive strength of the pressure-sensitive adhesive sheet is measured according to the standard of “JIS Z0237”, the adhesive strength is preferable. Is 3 N / 25 mm or more, more preferably 4 N / 25 mm or more, and particularly preferably 10 N / 25 mm or more.

クッション層は、研磨層よりも硬度が低い材質からなれば、その材質は特に限定されず、多孔質体(発泡体)または非多孔質体であってもよい。クッション層としては、例えば、発泡ポリウレタン等を成形した層が挙げられる。クッション層の厚さは、好ましくは0.1mm〜5.0mm、より好ましくは0.5mm〜2.0mmである。   As long as the cushion layer is made of a material whose hardness is lower than that of the polishing layer, the material is not particularly limited, and may be a porous body (foam) or a non-porous body. As a cushion layer, the layer which shape | molded foamed polyurethane etc. is mentioned, for example. The thickness of the cushion layer is preferably 0.1 mm to 5.0 mm, more preferably 0.5 mm to 2.0 mm.

2.化学機械研磨方法
本実施の形態に係る化学機械研磨方法は、前述の化学機械研磨パッドを用いて化学機械研磨することを特徴とする。前述の化学機械研磨パッドは、特定の範囲の引張時における残留歪および破断伸びを兼ね備えた研磨層を有している。そのため、本実施の形態に係る化学機械研磨方法によれば、摩耗による研磨層表面の毛羽立ちや粗大なパッド屑の発生を低減することができ、ひいてはCMPにおける被研磨面の平坦性の向上と研磨欠陥(スクラッチ)の低減とを両立させることができる。
2. Chemical Mechanical Polishing Method The chemical mechanical polishing method according to the present embodiment is characterized in that chemical mechanical polishing is performed using the above-described chemical mechanical polishing pad. The above-mentioned chemical mechanical polishing pad has a polishing layer having both a residual strain and elongation at break in a specific range of tension. Therefore, according to the chemical mechanical polishing method according to the present embodiment, it is possible to reduce the occurrence of fluffing on the polishing layer surface due to wear and the generation of coarse pad scraps. It is possible to achieve both reduction of defects (scratches).

本実施の形態に係る化学機械研磨方法においては、市販の化学機械研磨装置を用いることができる。市販の化学機械研磨装置としては、例えば、型式「EPO−112」、型式「EPO−222」(以上、株式会社荏原製作所製);型式「LGP−510」、型式「LGP−552」(以上、ラップマスターSFT社製);型式「Mirra」、型式「Reflexion LK」(以上、アプライドマテリアル社製)等が挙げられる。   In the chemical mechanical polishing method according to the present embodiment, a commercially available chemical mechanical polishing apparatus can be used. Examples of commercially available chemical mechanical polishing apparatuses include, for example, model “EPO-112”, model “EPO-222” (manufactured by Ebara Corporation); model “LGP-510”, model “LGP-552” (and above, Wrap Master SFT); model “Mirra”, model “Reflexion LK” (applied by Applied Materials) and the like.

また、スラリーとしては、研磨対象(銅膜、絶縁膜、低誘電率絶縁膜等)に応じて適宜最適なものを選択することができる。   Further, as the slurry, an optimal one can be appropriately selected according to the object to be polished (copper film, insulating film, low dielectric constant insulating film, etc.).

3.実施例
以下、本発明を実施例により詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例により何ら限定されるものではない。
3. EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

3.1.化学機械研磨パッドの製造
3.1.1.実施例1
アクリロニトリル−ブタジエン共重合体(JSR株式会社製、商品名「N202S」)を60質量部、1,2−ポリブタジエン(JSR株式会社製、商品名「RB830」)40質量部、水溶性粒子としてβ−サイクロデキストリン(塩水港精糖株式会社製、商品名「デキシパールβ−100」、平均粒径20μm)38質量部を、120℃に調温されたニーダーにより混練してポリマー組成物を得た後、有機過酸化物(日油株式会社製、商品名「パークミルD」)1.5質量部を添加しさらに混練して組成物を作製し、ロールによりシート状に成形した。このようにして作製したシートを、プレス金型内で170℃で圧縮成型し、直径845mm、厚さ3.2mmの円柱状の成型体を作製した。次に、作製した成型体の表面をサンドペーパーで研磨し、厚みを調整し、さらに切削加工機(加藤機械株式会社製)により幅0.5mm、深さ1.4mm、ピッチ1.5mmの同心円状の凹部を形成し外周部を切り離すことで、直径762mm、厚さ2.8mmの研磨層を得た。このようにして作製した研磨層の凹部を形成していない面へ、両面テープ#442JA(3M社製)をラミネートし、化学機械研磨パッドを作製した。
3.1. Manufacture of chemical mechanical polishing pads 3.1.1. Example 1
60 parts by mass of acrylonitrile-butadiene copolymer (trade name “N202S”, manufactured by JSR Corporation), 40 parts by mass of 1,2-polybutadiene (trade name “RB830”, manufactured by JSR Corporation), β- Cyclodextrin (trade name “Dexipal β-100”, manufactured by Shimizu Minato Sugar Co., Ltd., average particle size 20 μm) 38 parts by mass was kneaded with a kneader adjusted to 120 ° C. to obtain a polymer composition. 1.5 parts by mass of a peroxide (trade name “Park Mill D”, manufactured by NOF Corporation) was added and further kneaded to prepare a composition, which was formed into a sheet by a roll. The sheet thus produced was compression molded at 170 ° C. in a press mold to produce a cylindrical molded body having a diameter of 845 mm and a thickness of 3.2 mm. Next, the surface of the molded body is polished with sandpaper, the thickness is adjusted, and a concentric circle having a width of 0.5 mm, a depth of 1.4 mm, and a pitch of 1.5 mm is obtained by a cutting machine (manufactured by Kato Machine Co., Ltd.). A polishing layer having a diameter of 762 mm and a thickness of 2.8 mm was obtained by forming a concave portion and cutting the outer peripheral portion. Double-sided tape # 442JA (manufactured by 3M) was laminated to the surface of the polishing layer thus prepared where no recess was formed, to prepare a chemical mechanical polishing pad.

3.1.2.実施例2〜5、比較例1〜2
組成物の各成分の種類および含有量を表1に記載のものに変更したこと以外は、実施例1と同様にして実施例2〜5、比較例1〜2の化学機械研磨パッドを作製した。
3.1.2. Examples 2-5, Comparative Examples 1-2
The chemical mechanical polishing pads of Examples 2-5 and Comparative Examples 1-2 were prepared in the same manner as in Example 1 except that the types and contents of each component of the composition were changed to those shown in Table 1. .

3.1.3.比較例3
市販の化学機械研磨パッド(ROHM&HAAS社製、商品名「IC1000」、熱架橋ポリウレタン樹脂により研磨層が作製されている)を使用した。
3.1.3. Comparative Example 3
A commercially available chemical mechanical polishing pad (manufactured by ROHM & HAAS, trade name “IC1000”, a polishing layer made of thermally crosslinked polyurethane resin) was used.

なお、表1における各成分の略称は、以下の通りである。
・「N202S」:部分架橋タイプのアクリロニトリル−ブタジエン共重合体(JSR株式会社製、商品名「N202S」、結合アクリロニトリル40%)
・「N210S」:部分架橋タイプのアクリロニトリル−ブタジエン共重合体(JSR株式会社製、商品名「N210S」、結合アクリロニトリル30%)
・「RB830」:1,2−ポリブタジエン(JSR株式会社製、商品名「RB830」)
・「DCP」:有機過酸化物(日油株式会社製、商品名「パークミルD」)
・「β−CD」:β−サイクロデキストリン(平均粒径20μm、塩水港精糖株式会社製、商品名「デキシパールβ−100」)
In addition, the abbreviation of each component in Table 1 is as follows.
"N202S": partially crosslinked type acrylonitrile-butadiene copolymer (manufactured by JSR Corporation, trade name "N202S", bonded acrylonitrile 40%)
"N210S": Partially cross-linked acrylonitrile-butadiene copolymer (manufactured by JSR Corporation, trade name "N210S", bonded acrylonitrile 30%)
"RB830": 1,2-polybutadiene (manufactured by JSR Corporation, trade name "RB830")
"DCP": Organic peroxide (manufactured by NOF Corporation, trade name "Park Mill D")
“Β-CD”: β-cyclodextrin (average particle size 20 μm, manufactured by Shimizu Minato Sugar Co., Ltd., trade name “Dexipal β-100”)

3.2.研磨層の物性評価
3.2.1.引張時における残留歪
前記「3.1.化学機械研磨パッドの製造」で作製した研磨層およびIC1000の各研磨層の凹部が形成されていない部分から試験片を作製し、引張時における残留歪を測定した。引張時における残留歪は、「JIS K6270」に準拠して測定した。なお、測定時の温度は23℃であり、湿度は相対湿度で50%であった。その結果を表1に併せて示す。
3.2. Evaluation of physical properties of polishing layer 3.2.1. Residual strain at the time of tension A test piece was prepared from the portion of the polishing layer prepared in “3.1. Manufacture of chemical mechanical polishing pad” and the concave portion of each polishing layer of the IC1000, and the residual strain at the time of tension was measured. It was measured. The residual strain at the time of tension was measured according to “JIS K6270”. The temperature at the time of measurement was 23 ° C., and the humidity was 50% in relative humidity. The results are also shown in Table 1.

3.2.2.引張時における破断伸び
前記「3.1.化学機械研磨パッドの製造」で作製した研磨層およびIC1000の各研磨層の凹部が形成されていない部分から試験片を作製し、引張時における破断伸びを測定した。引張時における破断伸びは、「JIS K6251」の切断時伸びの測定方法に準拠して測定した。なお、測定時の温度は23℃であり、湿度は相対湿度で50%であった。その結果を表1に併せて示す。
3.2.2. Breaking elongation at the time of tension A test piece was prepared from the portion of the polishing layer prepared in the above “3.1. It was measured. The breaking elongation at the time of tension was measured according to the measuring method of elongation at break of “JIS K6251”. The temperature at the time of measurement was 23 ° C., and the humidity was 50% in relative humidity. The results are also shown in Table 1.

3.2.3.引張時における破断強度
前記「3.1.化学機械研磨パッドの製造」で作製した研磨層およびIC1000の各研磨層の凹部が形成されていない部分から試験片を作製し、引張時における破断強度(引張応力)を測定した。引張時における破断強度(引張応力)は、「JIS K6251」の切断時引張応力の測定方法に準拠して測定した。なお、測定時の温度は23℃であり、湿度は相対湿度で50%であった。その結果を表1に併せて示す。
3.2.3. Tensile strength at tension Test specimens were prepared from the polishing layer prepared in “3.1. Production of Chemical Mechanical Polishing Pad” and a portion of each polishing layer of IC1000 where no recess was formed. Tensile stress) was measured. The breaking strength (tensile stress) at the time of tension was measured according to the measuring method of tensile stress at the time of cutting of “JIS K6251”. The temperature at the time of measurement was 23 ° C., and the humidity was 50% in relative humidity. The results are also shown in Table 1.

3.2.4.比重
前記「3.1.化学機械研磨パッドの製造」で作製した研磨層およびIC1000の各研磨層について、比重を測定した。研磨層の比重は、「JIS Z8807」に準拠して測定した。その結果を表1に併せて示す。
3.2.4. Specific gravity The specific gravity was measured for the polishing layer prepared in “3.1. Production of Chemical Mechanical Polishing Pad” and each polishing layer of IC1000. The specific gravity of the polishing layer was measured according to “JIS Z8807”. The results are also shown in Table 1.

3.2.5.デュロD硬度
前記「3.1.化学機械研磨パッドの製造」で作製した研磨層およびIC1000の各研磨層について、デュロD硬度を測定した。研磨層のデュロD硬度は、「JIS K6253」に準拠して測定した。その結果を表1に併せて示す。
3.2.5. Duro D hardness Duro D hardness was measured for the polishing layer produced in “3.1. Production of Chemical Mechanical Polishing Pad” and each polishing layer of IC1000. The Duro D hardness of the polishing layer was measured according to “JIS K6253”. The results are also shown in Table 1.

3.3.化学機械研磨の評価
前記「3.1.化学機械研磨パッドの製造」で製造した化学機械研磨パッドを化学機械研磨装置(アプライドマテリアル社製、形式「Reflexion LK」)に装着し、ドレッサー(3M社製、商品名「A165」)を用いてテーブル回転数42rpm、ドレッシング回転数40rpm、ドレッシング荷重6.0lbfの条件でドレッシングを30分行った。その後、ドレッシングした化学機械研磨パッドを用いて以下の条件にて化学機械研磨を行い、研磨特性を評価した。その結果を表1に併せて示す。
・ヘッド回転数:38rpm
・ヘッド荷重:2psi(13.8kPa)
・テーブル回転数:42rpm
・スラリー供給速度:200cm/分
・スラリー:CMS7401/CMS7452(JSR株式会社製)
3.3. Evaluation of Chemical Mechanical Polishing The chemical mechanical polishing pad manufactured in “3.1. Manufacturing of Chemical Mechanical Polishing Pad” is attached to a chemical mechanical polishing apparatus (Applied Materials, “Reflexion LK”), and dresser (3M Company). And product name “A165”) was dressed for 30 minutes under the conditions of a table rotation speed of 42 rpm, a dressing rotation speed of 40 rpm, and a dressing load of 6.0 lbf. Thereafter, chemical mechanical polishing was performed using the dressed chemical mechanical polishing pad under the following conditions to evaluate the polishing characteristics. The results are also shown in Table 1.
-Head rotation speed: 38 rpm
Head load: 2 psi (13.8 kPa)
・ Table rotation speed: 42rpm
・ Slurry supply speed: 200 cm 3 / min ・ Slurry: CMS7401 / CMS7452 (manufactured by JSR Corporation)

3.3.1.平坦性の評価
被研磨物として、シリコン基板上にPETEOS膜を500nm順次積層させた後、「SEMATECH 754」マスクパターン加工し、その上に25nmのタンタルナイトライド膜、700nmの銅膜を順次積層させたテスト用の基板を用いた。
3.3.1. Evaluation of flatness After a PETEOS film having a thickness of 500 nm is sequentially laminated on a silicon substrate as an object to be polished, a “SEMATECH 754” mask pattern is processed, and a 25 nm tantalum nitride film and a 700 nm copper film are sequentially laminated thereon. A test substrate was used.

前記「3.3.化学機械研磨の評価」に記載の条件で、前記被研磨物を化学機械研磨装置付帯のエンドポイントシステムを使用して銅の残膜厚が約300nmになるまで研磨した後に、幅100μmの銅配線部と幅100μmの絶縁部とが交互に連続したパターンが長さ方向に対して垂直方向に3.0mm連続した部分について、精密段差計(ケーエルエー・テンコール社製、形式「HRP−340」)を使用して、配線幅100μm部分の銅配線の窪み量(以下、「ディッシング量」ともいう)を測定することによりディッシングを評価し、平坦性の指標とした。その結果を表1に示す。なお、ディッシング量は、好ましくは30nm未満、より好ましくは25nm未満、特に好ましくは20nm未満である。   After polishing the object under the conditions described in “3.3. Evaluation of chemical mechanical polishing” using an endpoint system attached to a chemical mechanical polishing apparatus until the remaining film thickness of copper reaches about 300 nm. , A precision step meter (manufactured by KLA-Tencor Corporation, model “ HRP-340 ") was used to evaluate dishing by measuring the amount of depression (hereinafter also referred to as" dishing amount ") of the copper wiring having a wiring width of 100 μm, and used as an index of flatness. The results are shown in Table 1. The dishing amount is preferably less than 30 nm, more preferably less than 25 nm, and particularly preferably less than 20 nm.

3.3.2.スクラッチの評価
被研磨物として、熱酸化膜付きシリコン基板上に膜厚1500nmの銅膜が設けられた基板を用いて、上述の条件で1分間化学機械研磨を行い、ウエハの被研磨面において、ウエハ欠陥検査装置(ケーエルエー・テンコール社製、型式「KLA2351」)を使用して、ウエハ全面におけるスクラッチの個数を測定した。なお、スクラッチは、好ましくは30個未満、より好ましくは20個未満、特に好ましくは15個未満である。
3.3.2. Evaluation of scratch Using a substrate in which a copper film having a film thickness of 1500 nm is provided on a silicon substrate with a thermal oxide film as an object to be polished, chemical mechanical polishing is performed for 1 minute under the above-described conditions. The number of scratches on the entire wafer surface was measured using a wafer defect inspection apparatus (model “KLA2351” manufactured by KLA-Tencor Corporation). The number of scratches is preferably less than 30, more preferably less than 20, and particularly preferably less than 15.

Figure 2012056021
Figure 2012056021

3.4.化学機械研磨パッドの評価結果
表1によれば、実施例1〜5の化学機械研磨パッドは、いずれも引張時における残留歪および破断伸びの要件を満たした研磨層を備えている。そのため、ドレッシング後の研磨層表面の毛羽立ちや粗大なパッド屑が低減されることで、平坦性、スクラッチの2項目の研磨特性においていずれも好ましい結果が得られた。
3.4. Evaluation Results of Chemical Mechanical Polishing Pad According to Table 1, the chemical mechanical polishing pads of Examples 1 to 5 are each provided with a polishing layer that satisfies the requirements for residual strain and elongation at break during tension. Therefore, by reducing the fluff and coarse pad scraps on the surface of the polishing layer after dressing, favorable results were obtained in both the flatness and scratching characteristics of scratch.

これに対して、比較例1〜3の化学機械研磨パッドは、上述した2項目の各研磨特性のうち、1項目以上が不良となる結果が得られた。比較例1では、研磨層の引張時における残留歪および破断伸びが共に要件を満たさないことにより平坦性が不良となった。また、比較例2では、研磨層の引張時における残留歪は要件を満たすものの、引張時における破断伸びが要件を満たさないことにより平坦性が不良となった。   On the other hand, in the chemical mechanical polishing pads of Comparative Examples 1 to 3, one or more of the two items of polishing characteristics described above were defective. In Comparative Example 1, the flatness was poor because the residual strain and the elongation at break during tension of the polishing layer did not satisfy the requirements. Further, in Comparative Example 2, although the residual strain at the time of tension of the polishing layer satisfies the requirement, the flatness becomes poor because the elongation at break at the time of tension does not satisfy the requirement.

また、比較例3のように発泡構造を有する研磨層を備えた市販パッドでは引張時における残留歪は要件を満たすものの、引張時における破断伸びが要件を満たさないことで、スクラッチの研磨特性において劣る結果となった。   Further, in the commercially available pad provided with the polishing layer having a foam structure as in Comparative Example 3, the residual strain at the time of tension satisfies the requirement, but the elongation at break at the time of tension does not satisfy the requirement, so that the polishing characteristics of the scratch are inferior. As a result.

以上の実施例および比較例の結果から明らかであるように、本発明にかかる化学機械研磨パッドは、研磨層の引張時における残留歪と破断伸びを特定することで、平坦性およびスクラッチ性能に優れた化学機械研磨パッドを製造することができた。   As is clear from the results of the above Examples and Comparative Examples, the chemical mechanical polishing pad according to the present invention is excellent in flatness and scratch performance by specifying the residual strain and elongation at break of the polishing layer during tension. A chemical mechanical polishing pad could be manufactured.

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施形態で説明した構成と実質的に同一の構成(例えば、機能、方法および結果が同一の構成、あるいは目的および効果が同一の構成)を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成または同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made. For example, the present invention includes substantially the same configuration (for example, a configuration having the same function, method, and result, or a configuration having the same purpose and effect) as the configuration described in the embodiment. In addition, the invention includes a configuration in which a non-essential part of the configuration described in the embodiment is replaced. In addition, the present invention includes a configuration that achieves the same effect as the configuration described in the embodiment or a configuration that can achieve the same object. In addition, the invention includes a configuration in which a known technique is added to the configuration described in the embodiment.

Claims (7)

研磨層を備えた化学機械研磨パッドであって、
前記研磨層の引張時における残留歪が10%以下であり、
前記研磨層の引張時における破断伸びが50%以下であることを特徴とする、化学機械研磨パッド。
A chemical mechanical polishing pad with a polishing layer,
The residual strain at the time of tension of the polishing layer is 10% or less,
A chemical mechanical polishing pad, wherein the elongation at break when the polishing layer is pulled is 50% or less.
前記研磨層の引張時における破断強度が7MPa以上20MPa以下である、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 breaking strength of the polishing layer when it is pulled is 7 MPa or more and 20 MPa or less. 前記研磨層の比重が0.90以上1.30以下である、請求項1または請求項2に記載の化学機械研磨パッド。   The chemical mechanical polishing pad according to claim 1 or 2, wherein the specific gravity of the polishing layer is 0.90 or more and 1.30 or less. 前記研磨層のデュロD硬度が40D以上60D以下である、請求項1ないし請求項3のいずれか一項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 3, wherein the polishing layer has a duro D hardness of 40D or more and 60D or less. 前記研磨層は、ジエン系(共)重合体と有機過酸化物とを含有する組成物から形成される、請求項1ないし請求項4のいずれか一項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 polishing layer is formed from a composition containing a diene (co) polymer and an organic peroxide. 前記ジエン系(共)重合体は、1,3−ブタジエンおよびイソプレンから選択される少なくとも1種に由来する繰り返し単位を含む、請求項5に記載の化学機械研磨パッド。   The chemical mechanical polishing pad according to claim 5, wherein the diene-based (co) polymer includes a repeating unit derived from at least one selected from 1,3-butadiene and isoprene. 請求項1ないし請求項6のいずれか一項に記載の化学機械研磨パッドを用いて化学機械研磨することを特徴とする、化学機械研磨方法。   A chemical mechanical polishing method, comprising performing chemical mechanical polishing using the chemical mechanical polishing pad according to any one of claims 1 to 6.
JP2010201731A 2010-09-09 2010-09-09 Chemical mechanical polishing pad and chemical mechanical polishing method using the same Pending JP2012056021A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010201731A JP2012056021A (en) 2010-09-09 2010-09-09 Chemical mechanical polishing pad and chemical mechanical polishing method using the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010201731A JP2012056021A (en) 2010-09-09 2010-09-09 Chemical mechanical polishing pad and chemical mechanical polishing method using the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2012056021A true JP2012056021A (en) 2012-03-22

Family

ID=46053738

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010201731A Pending JP2012056021A (en) 2010-09-09 2010-09-09 Chemical mechanical polishing pad and chemical mechanical polishing method using the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2012056021A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015182757A1 (en) * 2014-05-29 2015-12-03 ニッタ・ハース株式会社 Polishing pad and polishing pad determination method
JP2017185566A (en) * 2016-04-01 2017-10-12 富士紡ホールディングス株式会社 Polishing pad

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004343099A (en) * 2003-04-25 2004-12-02 Jsr Corp Polishing pad and chemical mechanical polishing method
JP2005340271A (en) * 2004-05-24 2005-12-08 Jsr Corp Pad for polishing chemical machine
JP2006320982A (en) * 2005-05-17 2006-11-30 Toyo Tire & Rubber Co Ltd Polishing pad
JP2006320981A (en) * 2005-05-17 2006-11-30 Toyo Tire & Rubber Co Ltd Polishing pad
JP2007049197A (en) * 2006-10-31 2007-02-22 Jsr Corp Composition for polishing pad and polishing pad using the same
JP2008149458A (en) * 2008-03-03 2008-07-03 Jsr Corp Composition for polishing pad and polishing pad using this composition
JP2009283538A (en) * 2008-05-20 2009-12-03 Jsr Corp Chemical mechanical polishing pad and chemical mechanical polishing method
JP2010152965A (en) * 2008-12-25 2010-07-08 Toray Ind Inc Abrasive cloth

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004343099A (en) * 2003-04-25 2004-12-02 Jsr Corp Polishing pad and chemical mechanical polishing method
JP2005340271A (en) * 2004-05-24 2005-12-08 Jsr Corp Pad for polishing chemical machine
JP2006320982A (en) * 2005-05-17 2006-11-30 Toyo Tire & Rubber Co Ltd Polishing pad
JP2006320981A (en) * 2005-05-17 2006-11-30 Toyo Tire & Rubber Co Ltd Polishing pad
JP2007049197A (en) * 2006-10-31 2007-02-22 Jsr Corp Composition for polishing pad and polishing pad using the same
JP2008149458A (en) * 2008-03-03 2008-07-03 Jsr Corp Composition for polishing pad and polishing pad using this composition
JP2009283538A (en) * 2008-05-20 2009-12-03 Jsr Corp Chemical mechanical polishing pad and chemical mechanical polishing method
JP2010152965A (en) * 2008-12-25 2010-07-08 Toray Ind Inc Abrasive cloth

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015182757A1 (en) * 2014-05-29 2015-12-03 ニッタ・ハース株式会社 Polishing pad and polishing pad determination method
JP2017185566A (en) * 2016-04-01 2017-10-12 富士紡ホールディングス株式会社 Polishing pad

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8128464B2 (en) Chemical mechanical polishing pad
JP5725300B2 (en) Polishing layer forming composition, chemical mechanical polishing pad and chemical mechanical polishing method using the same
EP1418021B1 (en) Polishing pad
WO2011077999A1 (en) Pad for chemical mechanical polishing and method of chemical mechanical polishing using same
WO2016067588A1 (en) Nonporous molded article for polishing layer, polishing pad, and polishing method
WO2012077592A1 (en) Chemical mechanical polishing pad and chemical mechanical polishing method using same
KR20060048061A (en) Chemical mechanical polishing pad
KR20060047248A (en) Chemical mechanical polishing pad, manufacturing process thereof and chemical mechanical polishing method
JP5708913B2 (en) Chemical mechanical polishing pad and chemical mechanical polishing method using the same
JP2005333121A (en) Chemical mechanical polishing pad and its manufacturing method, and chemical mechanical polishing method
US7790788B2 (en) Method for producing chemical mechanical polishing pad
JP2012056021A (en) Chemical mechanical polishing pad and chemical mechanical polishing method using the same
JP3849582B2 (en) Polishing pad and multilayer polishing pad
JP4379462B2 (en) Polishing pad composition and polishing pad using the same
JP6341758B2 (en) Polishing pad
JP5630610B2 (en) Chemical mechanical polishing pad and chemical mechanical polishing method using the same
JP5630609B2 (en) Chemical mechanical polishing pad and chemical mechanical polishing method using the same
WO2023048265A1 (en) Polishing pad
WO2023048266A1 (en) Polishing pad
JP2012182314A (en) Composition, chemical mechanical polishing pad, and chemical mechanical polishing method
WO2023149434A1 (en) Polishing layer, polishing pad, method for manufacturing polishing pad, and polishing method
JP2022153966A (en) Abrasive pad and method for producing abrasive pad
JP2005246599A (en) Pad for chemical mechanical polishing, and chemical mechanical polishing method
WO2014189086A1 (en) Chemical mechanical polishing pad and chemical mechanical polishing method using same
JP2014192217A (en) Chemical mechanical polishing pad and chemical mechanical polishing method using the same

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20130206

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20140114

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140122

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140806

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20141203