JP2015226016A - Abrasive pad and determination method of abrasive pad - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体ウエハ等の被研磨物を研磨するための研磨パッド、及び該研磨パッドの判定方法に関する。 The present invention relates to a polishing pad for polishing an object to be polished such as a semiconductor wafer and a method for determining the polishing pad.
従来から、表面に高い平坦性が求められる被研磨物(例えば、半導体ウエハ)を研磨するための研磨パッドが提供されている。この種の研磨パッドは、例えば、型枠内に充填した発泡ポリウレタン樹脂を硬化させて発泡体を成形し、該発泡体をスライスすることによって製造されることがある(例えば、特許文献1)。 Conventionally, a polishing pad for polishing an object to be polished (for example, a semiconductor wafer) whose surface is required to have high flatness has been provided. This type of polishing pad may be manufactured, for example, by curing a foamed polyurethane resin filled in a mold, forming a foam, and slicing the foam (for example, Patent Document 1).
上述の研磨パッドの製造方法では、一つの発泡体から複数の研磨パッドを得ることができる。しかしながら、同じ発泡体から得られた複数の研磨パッドのそれぞれは、互いの研磨レートにばらつきが生じることがある。従って、同一の発泡体から得られた複数の研磨パッドには、研磨レートが低いものが含まれることがあるため、研磨レートが高い研磨パッドを正確に判定することで品質を安定させることが望まれている。 In the polishing pad manufacturing method described above, a plurality of polishing pads can be obtained from one foam. However, each of a plurality of polishing pads obtained from the same foam may vary in the polishing rate of each other. Therefore, since a plurality of polishing pads obtained from the same foam may include those having a low polishing rate, it is desired to stabilize the quality by accurately determining a polishing pad having a high polishing rate. It is rare.
そこで、本発明は、かかる実情に鑑み、研磨レートが高い研磨パッド、及び該研磨パッドの判定方法を提供することを課題とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a polishing pad having a high polishing rate and a method for determining the polishing pad in view of such a situation.
本発明に係る研磨パッドは、
少なくとも被研磨物を研磨する研磨面を有する研磨層を備え、
下記数式1で表される研磨層の塑性変形領域Aが665以下であることを満たす。
S2:引張力が作用している状態の研磨層の耐力点応力(MPa)であって、永久ひずみが生じ始めた状態の研磨層の耐力点応力(MPa)
E1:引張力が作用していない状態から、引張力が作用して破断し始める状態になるまでの研磨層の最大伸び量(mm)
E2:引張力が作用していない状態から、引張力が作用して永久ひずみが生じ始める状態になるまでの研磨層の耐力点伸び量(mm)
The polishing pad according to the present invention is:
A polishing layer having at least a polishing surface for polishing an object to be polished;
It satisfies that the plastic deformation region A of the polishing layer represented by the following
S2: Yield point stress (MPa) of the polishing layer in a state where tensile force is acting, and Yield point stress (MPa) of the polishing layer in a state where permanent strain has started to occur
E1: Maximum elongation of the polishing layer (mm) from the state where no tensile force is applied to the state where the tensile force is applied to start breaking
E2: Elongation point of yield point of the polishing layer (mm) from the state where no tensile force is applied until the state where the tensile force is applied and permanent deformation starts to occur
上記数式1によって算出される塑性変形領域Aが665以下である研磨パッドは、上記数式1によって算出される塑性変形領域Aが665よりも大きい研磨パッドに対して研磨レートが高くなる。従って、上記数式1によって算出される塑性変形領域Aが665以下であることを満たす研磨パッドは、高い研磨レートを有する。
A polishing pad having a plastic deformation area A calculated by
本発明に係る研磨パッドの判定方法は、
少なくとも被研磨物を研磨する研磨面を有する研磨層を備える研磨パッドの判定方法であって、
下記数式1で表される研磨層の塑性変形領域Aを算出し、該塑性変形領域Aが665以下であることを確認する。
S2:引張力が作用している状態の研磨層の耐力点応力(MPa)であって、永久ひずみが生じ始めた状態の研磨層の耐力点応力(MPa)
E1:引張力が作用していない状態から、引張力が作用して破断し始める状態になるまでの研磨層の最大伸び量(mm)
E2:引張力が作用していない状態から、引張力が作用して永久ひずみが生じ始める状態になるまでの研磨層の耐力点伸び量(mm)
A method for determining a polishing pad according to the present invention includes:
A method for determining a polishing pad comprising at least a polishing layer having a polishing surface for polishing an object to be polished,
The plastic deformation region A of the polishing layer represented by the following
S2: Yield point stress (MPa) of the polishing layer in a state where tensile force is acting, and Yield point stress (MPa) of the polishing layer in a state where permanent strain has started to occur
E1: Maximum elongation of the polishing layer (mm) from the state where no tensile force is applied to the state where the tensile force is applied to start breaking
E2: Elongation point of yield point of the polishing layer (mm) from the state where no tensile force is applied until the state where the tensile force is applied and permanent deformation starts to occur
上記数式1によって算出される塑性変形領域Aが665以下である研磨パッドは、上記数式1によって算出される塑性変形領域Aが665よりも大きい研磨パッドに対して研磨レートが高くなる。従って、上記数式1によって算出される塑性変形領域Aが665以下であることを確認することによって、高い研磨レートを有する研磨パッドを判定することができる。
A polishing pad having a plastic deformation area A calculated by
以上のように、本発明の研磨パッドは、高い研磨レートを有するという優れた効果を奏し得る。また、本発明の研磨パッドの判定方法によれば、高い研磨レートを有する研磨パッドを判定することができるという優れた効果を奏し得る。 As described above, the polishing pad of the present invention can have an excellent effect of having a high polishing rate. In addition, according to the method for determining a polishing pad of the present invention, it is possible to achieve an excellent effect that a polishing pad having a high polishing rate can be determined.
以下、本発明の第一実施形態に係る研磨パッドについて、添付図面を参照しつつ説明を行う。本実施形態に係る研磨パッドは、半導体ウエハ等の被研磨物を研磨するためのものである。 Hereinafter, a polishing pad according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The polishing pad according to this embodiment is for polishing an object to be polished such as a semiconductor wafer.
より具体的に説明する。図1に示すように、本実施形態に係る研磨パッド1は、少なくとも被研磨物を研磨する研磨面100を有する研磨層10を備える。なお、図1において図示していないが、研磨層10には、複数の気泡が形成されている。なお、本実施形態に係る研磨パッド1は、単層であるが(研磨層10のみを備えるものであるが)、研磨層10とは別の層を備えるものであってもよい。
This will be described more specifically. As shown in FIG. 1, the
また、研磨パッド1は、下記数式1で表される研磨層10の塑性変形領域Aが665以下であることを満たす(図2参照)。
S2:引張力が作用している状態の研磨層10の応力(以下、耐力点応力とする)(MPa)であって、永久ひずみが生じ始めた状態の研磨層10の耐力点応力(MPa)
E1:引張力が作用していない状態から、引張力が作用して破断し始める状態になるまでの研磨層10の伸び量(以下、最大伸び量とする)(mm)
E2:引張力が作用していない状態から、引張力が作用して永久ひずみが生じ始める状態になるまでの研磨層10の伸び量(以下、耐力点伸び量とする)(mm)
Further, the
S2: Stress of the
E1: Elongation amount (hereinafter referred to as maximum elongation amount) of the
E2: Elongation amount of the
本実施形態では、研磨層10に全長(引張力が作用していない状態の研磨層10の全長)の0.2%の永久ひずみが生じた状態を、研磨層10に永久ひずみが生じ始めた状態とする。すなわち、研磨層10に永久ひずみが生じ始めた状態とは、弾性変形していた研磨層10が塑性変形し始めた状態である。
In the present embodiment, permanent strain of the
なお、本実施形態では、上述のように、研磨層10に全長の0.2%の永久ひずみが生じた状態を研磨層10に永久ひずみが生じ始めた状態とするが、例えば、研磨層10に全長の0.1%の永久ひずみが生じた状態を研磨層10に永久ひずみが生じ始めた状態としてもよい。
In the present embodiment, as described above, the state in which the permanent strain of 0.2% of the entire length is generated in the
研磨パッド1は、塑性変形領域Aが665以下である場合、研磨層10が塑性変形し難くなるため、高い研磨レートを有する。これに対し、研磨パッド1は、塑性変形領域Aが665より大きい場合、研磨層10が塑性変形しやすくなるため、研磨レートが低くなる。
When the plastic deformation region A is 665 or less, the
本実施形態に係る研磨パッド1は、以上の通りである。続いて、研磨パッド1の判定方法について説明する。
The
本実施形態に係る研磨パッド1の判定方法では、まず、上記数式1で塑性変形領域Aを算出する。
In the determination method of the
上述のように、塑性変形領域Aが665以下である研磨パッド1は、高い研磨レートを有する。そのため、上記数式1によって算出した塑性変形領域Aが上記数式1を満たすことを確認することによって、研磨パッド1が高い研磨レートを有するものであることを判定することができる。
As described above, the
以上のように、本実施形態に係る研磨パッド1は、高い研磨レートを有するという優れた効果を奏し得る。また、本実施形態に係る研磨パッド1の判定方法によれば、高い研磨レートを有する研磨パッド1を判定することができるという優れた効果を奏し得る。
As described above, the
以下、上記第一実施形態に係る研磨パッドとして、塑性変形領域Aが665以下となる研磨パッド(実施例1〜5)と、比較用の研磨パッドとして、塑性変形領域Aが665よりも大きくなる研磨パッド(比較例1〜3)とによって、塑性変形領域Aと研磨レートとの関係性を検討した結果について説明する。なお、本発明は、下記の各実施例によって限定されるものではない。 Hereinafter, as the polishing pad according to the first embodiment, the polishing pad (Examples 1 to 5) in which the plastic deformation region A is 665 or less, and the plastic deformation region A is larger than 665 as a polishing pad for comparison. The result of examining the relationship between the plastic deformation region A and the polishing rate with the polishing pad (Comparative Examples 1 to 3) will be described. The present invention is not limited to the following examples.
実施例1〜5に係る研磨パッドは、図3に示すように、フィラー(発泡剤)を添加した熱硬化型ウレタンを有底筒状の型枠2内に充填し、該熱硬化型ウレタンを硬化させた円柱状の発泡体3をスライスすることで作成している。また、実施例1〜5に係る研磨パッドの厚みは、約1.27mmに設定される。
As shown in FIG. 3, the polishing pads according to Examples 1 to 5 are filled with a thermosetting urethane to which a filler (foaming agent) is added in a bottomed
実施例1〜5に係る研磨パッドを発泡体3から切り出した位置、実施例1〜5に係る研磨パッドの密度(g/cm3)及びポア径(μm)を下記表1に示す。
Table 1 below shows the positions at which the polishing pads according to Examples 1 to 5 were cut out from the
比較例1〜3に係る研磨パッドも、実施例1〜5に係る研磨パッドと同様に、有底筒状の型枠2内に充填した熱硬化型ウレタンを硬化させて円柱状の発泡体3を成形し、該発泡体3をスライスすることで作成している。また、比較例1〜3に係る研磨パッドの厚みは、約1.27mmに設定される。
Similarly to the polishing pads according to Examples 1 to 5, the polishing pads according to Comparative Examples 1 to 3 are also cured by curing the thermosetting urethane filled in the bottomed
比較例1〜5に係る研磨パッドを発泡体3から切り出した位置、比較例1〜3に係る研磨パッドの密度(g/cm3)及びポア径(μm)を下記表1に示す。
Table 1 below shows the positions at which the polishing pads according to Comparative Examples 1 to 5 were cut out from the
なお、本実施例では、発泡体3のうちの型枠2の底部側に位置していた部分を下方部30とし、発泡体3のうちの該下方部30とは反対側の部分を上方部31とし、発泡体3のうちの下方部30と上方部31との間の部分を中央部32として説明を行うことがある。
(塑性変形領域Aの算出)
まず、実施例1の研磨パッドの塑性変形領域Aを算出する方法について説明する。
(Calculation of plastic deformation area A)
First, a method for calculating the plastic deformation region A of the polishing pad of Example 1 will be described.
実施例1の研磨パッドを得た発泡体3と同一の発泡体3から別の研磨パッドを切り出し、該研磨パッドから試験片を成形する。また、試験片を成形する研磨パッドを発泡体から切り出した位置と、実施例1の研磨パッドを発泡体から切り出した位置とは、互いに近接している。
Another polishing pad is cut out from the
そして、実施例1の研磨パッドを、JIS K6251の1号形に準じた型(株式会社ダンベル製のSDK−1730−02)で打ち抜き、ダンベル状の試験片を得る。 Then, the polishing pad of Example 1 is punched out with a die according to JIS K6251 No. 1 (SDK-1730-02 manufactured by Dumbbell Co., Ltd.) to obtain a dumbbell-shaped test piece.
そして、かかる試験片を試験機(島津製作所製オートグラフAG−1kN)の一対の掴み具で掴み、試験片を掴んだ部分を互いに相反する方向に引っ張る。このとき、試験機の一対の掴み具同士の間隔の初期値を70(mm)とし、一対の掴み具を互いに離間させる速度を500(mm/min)とする(JIS K6251,JIS K7161参照)。 Then, such a test piece is gripped by a pair of gripping tools of a testing machine (manufactured by Shimadzu Autograph AG-1kN), and the portions gripping the test piece are pulled in directions opposite to each other. At this time, the initial value of the distance between the pair of gripping tools of the testing machine is set to 70 (mm), and the speed at which the pair of gripping tools are separated from each other is set to 500 (mm / min) (see JIS K6251, JIS K7161).
そして、試験片が破断するまでの引張応力と、伸び量とを測定し、測定した最大応力S1、耐力点応力S2、最大伸び量E1、耐力点伸び量E2のそれぞれと上記数式1から塑性変形領域Aを算出する。
Then, the tensile stress and the elongation amount until the test piece breaks are measured, and the measured maximum stress S1, the proof stress point S2, the maximum elongation amount E1, the proof stress point elongation amount E2 and the plastic deformation from the
実施例2〜5の研磨パッドの塑性変形領域A、及び比較例1〜3の研磨パッドの塑性変形領域Aも、実施例1の研磨パッドと同様の方法で算出する。このようにして算出した実施例1〜5の研磨パッド及び比較例1〜3の研磨パッドの最大応力S1、耐力点応力S2、最大伸び量E1、耐力点伸び量E2、塑性変形領域Aを表2に示す。 The plastic deformation region A of the polishing pads of Examples 2 to 5 and the plastic deformation region A of the polishing pads of Comparative Examples 1 to 3 are also calculated by the same method as the polishing pad of Example 1. The maximum stress S1, the proof stress S2, the maximum elongation E1, the proof stress elongation E2, and the plastic deformation region A of the polishing pads of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 3 calculated in this way are shown. It is shown in 2.
なお、実施例1〜5の研磨パッドのうち、実施例1〜3の研磨パッドは、同一の発泡体3から切り出したものである。また、比較例1〜3の研磨パッドのうち、比較例1,2の研磨パッドは、同一の発泡体3から切り出したものである。
Of the polishing pads of Examples 1 to 5, the polishing pads of Examples 1 to 3 are cut out from the
(研磨試験)
研磨試験では、研磨機として荏原製作所製のFREX300を使用し、実施例1〜5の研磨パッド、及び比較例1〜3の研磨パッドで被研磨物(TEOS膜)を研磨したときの研磨レートを測定する。
(Polishing test)
In the polishing test, FREX300 manufactured by Ebara Manufacturing Co., Ltd. was used as a polishing machine, and the polishing rate when the object to be polished (TEOS film) was polished with the polishing pads of Examples 1 to 5 and the polishing pads of Comparative Examples 1 to 3 was used. taking measurement.
まず、実施例1の研磨パッドの研磨試験について説明する。被研磨物を研磨する前に、ドレッサー(Kinik社製、EP1AG−150730−NC)で実施例1の研磨パッドの研磨面をドレッシングする(所謂、EX−situドレッシング)。 First, the polishing test of the polishing pad of Example 1 will be described. Before polishing an object to be polished, the polishing surface of the polishing pad of Example 1 is dressed with a dresser (Kinik, EP1AG-150730-NC) (so-called EX-situ dressing).
そして、研磨圧力を4(psi)、回転数を80(rpm)として、0.5(h)間実施例1の研磨パッドのブレークインを行った後に、被研磨物を研磨する。このとき、スラリー(ニッタ・ハース社製のILD3225を1:1希釈としたもの)を200ml/minの流量で研磨面上に供給する。 Then, with the polishing pressure set to 4 (psi) and the rotation speed set to 80 (rpm), the polishing pad of Example 1 was broken in for 0.5 (h), and then the object to be polished was polished. At this time, slurry (those obtained by diluting ILD3225 manufactured by Nitta Haas) at a 1: 1 dilution is supplied onto the polishing surface at a flow rate of 200 ml / min.
このようにして、実施例1の研磨パッドで被研磨物を研磨し、該実施例1の研磨パッドの研磨レートを測定する。 In this way, the object to be polished is polished with the polishing pad of Example 1, and the polishing rate of the polishing pad of Example 1 is measured.
実施例2〜5の研磨パッドの研磨レート及び比較例1〜3の研磨パッドの研磨レートも、実施例1の研磨パッドと同様の方法で測定する。このようにして測定した実施例1〜5の研磨パッドの研磨レート及び比較例1〜3の研磨パッドの研磨レートを表3に示す。 The polishing rate of the polishing pads of Examples 2 to 5 and the polishing rate of the polishing pads of Comparative Examples 1 to 3 are also measured in the same manner as the polishing pad of Example 1. Table 3 shows the polishing rates of the polishing pads of Examples 1 to 5 and the polishing rates of the polishing pads of Comparative Examples 1 to 3 measured in this manner.
図4に示すように、塑性変形領域Aが665以下の研磨パッド(実施例1〜5の研磨パッド)は、塑性変形領域Aが665よりも大きい研磨パッド(比較例1〜3の研磨パッド)よりも研磨レートが高いことがわかる。 As shown in FIG. 4, the polishing pad having the plastic deformation region A of 665 or less (the polishing pad of Examples 1 to 5) is the polishing pad having the plastic deformation region A larger than 665 (the polishing pad of Comparative Examples 1 to 3). It can be seen that the polishing rate is higher than that.
また、塑性変形領域Aが665以下の研磨パッド(実施例1〜5の研磨パッド)のうち、塑性変形領域Aが最も小さい研磨パッド(実施例5の研磨パッド)が最も高い研磨レートを有することがわかる。すなわち、研磨パッドは、塑性変形領域Aが小さいほど、高い研磨レートを有することがわかる。 Of the polishing pads having a plastic deformation region A of 665 or less (the polishing pads of Examples 1 to 5), the polishing pad having the smallest plastic deformation region A (the polishing pad of Example 5) has the highest polishing rate. I understand. That is, it can be seen that the polishing pad has a higher polishing rate as the plastic deformation region A is smaller.
1…研磨パッド、2…型枠、3…発泡体、10…研磨層、30…発泡体の下方部、31…発泡体の上方部、32…発泡体の中央部、100…研磨面
DESCRIPTION OF
Claims (2)
下記数式1で表される研磨層の塑性変形領域Aが665以下であることを満たす研磨パッド。
S2:引張力が作用している状態の研磨層の耐力点応力(MPa)であって、永久ひずみが生じ始めた状態の研磨層の耐力点応力(MPa)
E1:引張力が作用していない状態から、引張力が作用して破断し始める状態になるまでの研磨層の最大伸び量(mm)
E2:引張力が作用していない状態から、引張力が作用して永久ひずみが生じ始める状態になるまでの研磨層の耐力点伸び量(mm) A polishing layer having at least a polishing surface for polishing an object to be polished;
A polishing pad satisfying that the plastic deformation region A of the polishing layer represented by the following formula 1 is 665 or less.
S2: Yield point stress (MPa) of the polishing layer in a state where tensile force is acting, and Yield point stress (MPa) of the polishing layer in a state where permanent strain has started to occur
E1: Maximum elongation of the polishing layer (mm) from the state where no tensile force is applied to the state where the tensile force is applied to start breaking
E2: Elongation point of yield point of the polishing layer (mm) from the state where no tensile force is applied until the state where the tensile force is applied and permanent deformation starts to occur
下記数式1で表される研磨層の塑性変形領域Aを算出し、該塑性変形領域Aが665以下であることを確認する研磨パッドの判定方法。
S2:引張力が作用している状態の研磨層の耐力点応力(MPa)であって、永久ひずみが生じ始めた状態の研磨層の耐力点応力(MPa)
E1:引張力が作用していない状態から、引張力が作用して破断し始める状態になるまでの研磨層の最大伸び量(mm)
E2:引張力が作用していない状態から、引張力が作用して永久ひずみが生じ始める状態になるまでの研磨層の耐力点伸び量(mm) A method for determining a polishing pad comprising at least a polishing layer having a polishing surface for polishing an object to be polished,
A polishing pad determination method for calculating a plastic deformation region A of a polishing layer represented by the following formula 1 and confirming that the plastic deformation region A is 665 or less.
S2: Yield point stress (MPa) of the polishing layer in a state where tensile force is acting, and Yield point stress (MPa) of the polishing layer in a state where permanent strain has started to occur
E1: Maximum elongation of the polishing layer (mm) from the state where no tensile force is applied to the state where the tensile force is applied to start breaking
E2: Elongation point of yield point of the polishing layer (mm) from the state where no tensile force is applied until the state where the tensile force is applied and permanent deformation starts to occur
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