JP2016066781A - Abrasive pad - Google Patents

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中村 賢治
Kenji Nakamura
賢治 中村
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Toyo Tire Corp
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Toyo Tire and Rubber Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an abrasive pad capable of optically detecting an endpoint with high precision even when having a structure in which a rear surface of a window is bonded to an adhesive member.SOLUTION: The abrasive pad is formed by laminating a polishing layer having a polishing region and a light transmission region, and a support layer having an opening part through an adhesive member so that the light transmission region and the opening part overlap. Arithmetic average roughness Ra of a rear surface of the adhesive member at the opening part is less than or equal to 1 μm.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、半導体ウエハなどの被研磨材表面の凹凸をケミカルメカニカルポリシング(CMP)で平坦化する際に使用される研磨パッドに関し、詳しくは、研磨状況等を光学的手段により検知するための窓(光透過領域)を有する研磨パッド、及び該研磨パッドを用いた半導体デバイスの製造方法に関する。   The present invention relates to a polishing pad for use in planarizing unevenness on a surface of an object to be polished such as a semiconductor wafer by chemical mechanical polishing (CMP), and more specifically, a window for detecting a polishing state or the like by optical means. The present invention relates to a polishing pad having (light transmission region) and a method for manufacturing a semiconductor device using the polishing pad.

半導体装置を製造する際には、半導体ウエハ(以下、ウエハともいう)表面に導電性膜を形成し、フォトリソグラフィー、エッチング等をすることにより配線層を形成する工程や、配線層の上に層間絶縁膜を形成する工程等が行われ、これらの工程によってウエハ表面に金属等の導電体や絶縁体からなる凹凸が生じる。近年、半導体集積回路の高密度化を目的として配線の微細化や多層配線化が進んでいるが、これに伴い、ウエハ表面の凹凸を平坦化する技術が重要となってきた。   When manufacturing a semiconductor device, a conductive film is formed on the surface of a semiconductor wafer (hereinafter also referred to as a wafer), and a wiring layer is formed by photolithography, etching, or the like. Processes for forming an insulating film and the like are performed, and unevenness made of a conductor such as metal or an insulator is generated on the wafer surface by these processes. In recent years, miniaturization of wiring and multilayer wiring have been advanced for the purpose of increasing the density of semiconductor integrated circuits, and along with this, technology for flattening the irregularities on the wafer surface has become important.

ウエハ表面の凹凸を平坦化する方法としては、一般的にCMP法が採用されている。CMPは、ウエハの被研磨面を研磨パッドの研磨面に押し付けた状態で、砥粒が分散されたスラリー状の研磨剤(以下、スラリーという)を用いて研磨する技術である。   As a method for flattening the irregularities on the wafer surface, a CMP method is generally employed. CMP is a technique of polishing using a slurry-like abrasive (hereinafter referred to as slurry) in which abrasive grains are dispersed in a state where the surface to be polished of a wafer is pressed against the polishing surface of a polishing pad.

このようなCMPを行う上で、ウエハ表面平坦度の判定の問題がある。すなわち、希望の表面特性や平面状態に到達した時点を検知する必要がある。従来、酸化膜の膜厚や研磨速度等に関しては、テストウエハを定期的に処理し、結果を確認してから製品となるウエハを研磨処理することが行われてきた。   In performing such CMP, there is a problem in determining the wafer surface flatness. In other words, it is necessary to detect when the desired surface characteristics or planar state is reached. Conventionally, with regard to the thickness of the oxide film, the polishing rate, and the like, a test wafer is periodically processed, and after confirming the result, a product wafer is polished.

しかし、この方法では、テストウエハを処理する時間とコストが無駄になり、また、あらかじめ加工が全く施されていないテストウエハと製品ウエハでは、CMP特有のローディング効果により、研磨結果が異なり、製品ウエハを実際に加工してみないと、加工結果の正確な予想が困難である。   However, in this method, the time and cost for processing the test wafer are wasted, and the polishing result differs between the test wafer and the product wafer that have not been processed in advance due to the loading effect peculiar to CMP. If it is not actually processed, it is difficult to accurately predict the processing result.

そのため、最近では上記の問題点を解消するために、CMPプロセス時に、その場で、希望の表面特性や厚さが得られた時点を検出できる方法が望まれている。このような検知については様々な方法が用いられているが、測定精度や非接触測定における空間分解能の点から光学的検知手段が主流となりつつある。   Therefore, recently, in order to solve the above-mentioned problems, there is a demand for a method capable of detecting a point in time when desired surface characteristics and thickness are obtained in the CMP process. Various methods are used for such detection, but optical detection means are becoming mainstream in terms of measurement accuracy and spatial resolution in non-contact measurement.

光学的検知手段とは、具体的には光ビームを窓(光透過領域)を通して研磨パッド越しにウエハに照射して、その反射によって発生する干渉信号をモニターすることによって研磨の終点を検知する方法である。   Specifically, the optical detection means is a method of detecting an end point of polishing by irradiating a wafer with a light beam through a window (light transmission region) through a polishing pad and monitoring an interference signal generated by the reflection. It is.

このような光学的手段による研磨の終点検知法に用いられる研磨パッドについては様々なものが提案されている。今後、半導体製造における高集積化・超小型化において、集積回路の配線幅はますます小さくなっていくことが予想されるため、高精度の光学的終点検知が可能な研磨パッドが求められている。   Various types of polishing pads have been proposed for use in such a polishing end point detection method using optical means. In the future, as integrated wiring and ultra-miniaturization in semiconductor manufacturing are expected, the wiring width of integrated circuits is expected to become even smaller. Therefore, a polishing pad capable of highly accurate optical end point detection is required. .

例えば、特許文献1では、半導体基材のケミカルメカニカルプラナリゼーションを実施するための研磨パッドであって、
中に形成された開口部を有する研磨パッド本体と、
基材のその場光学計測を実施するための、前記開口部中に固定された窓とを含み、前記窓が、そこに入射する光を受けることができる下面を有し、前記下面が、前記下面に存在する表面粗部を除去するためにレーザアブレーションによって処理されたものである研磨パッド、が提案されている。
For example, Patent Document 1 discloses a polishing pad for performing chemical mechanical planarization of a semiconductor substrate,
A polishing pad body having an opening formed therein;
A window fixed in the opening for performing in-situ optical measurement of the substrate, the window having a lower surface capable of receiving light incident thereon, and the lower surface is A polishing pad that has been processed by laser ablation to remove a rough surface portion present on the lower surface has been proposed.

また、特許文献2では、研磨面と研磨面の反対面の非研磨面を備えてなり、研磨面から非研磨面に光学的に通じる透光性領域を有し、該透光性領域の非研磨面の表面粗さ(Ra)が10μm以下であり、そして該透光性領域の波長633nmの光に対する透過率が12〜70%である化学機械研磨用パッド、が提案されている。   Further, in Patent Document 2, a polishing surface and a non-polishing surface opposite to the polishing surface are provided, and there is a light-transmitting region that optically communicates from the polishing surface to the non-polishing surface. A chemical mechanical polishing pad is proposed in which the surface roughness (Ra) of the polishing surface is 10 μm or less, and the transmittance of the light-transmitting region with respect to light having a wavelength of 633 nm is 12 to 70%.

また、特許文献3では、研磨面と当該研磨面の反対面の非研磨面を備える化学機械研磨用パッドであって、
研磨面から非研磨面に光学的に通じる透光性領域を有し、
前記透光性領域における前記非研磨面の表面粗さ(Ra)は、前記研磨面の表面粗さ(Ra)より小さい化学機械研磨用パッド、が提案されている。
Further, in Patent Document 3, a chemical mechanical polishing pad having a polishing surface and a non-polishing surface opposite to the polishing surface,
A light-transmitting region that optically communicates from the polished surface to the non-polished surface;
A chemical mechanical polishing pad is proposed in which the surface roughness (Ra) of the non-polishing surface in the light-transmitting region is smaller than the surface roughness (Ra) of the polishing surface.

特開2007−049163号公報JP 2007-049163 A 特開2008−073845号公報JP 2008-073845 A 特開2008−226911号公報JP 2008-226911 A

本発明は、窓の裏面が接着部材に接着した構造を有しているにもかかわらず、高精度の光学的終点検知が可能な研磨パッドを提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a polishing pad capable of detecting an optical end point with high accuracy despite having a structure in which the back surface of a window is bonded to an adhesive member.

本発明者らは、前記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、以下に示す研磨パッドにより上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found that the above object can be achieved by the polishing pad described below, and have completed the present invention.

すなわち、本発明は、研磨領域及び光透過領域を有する研磨層と開口部を有する支持層とが、前記光透過領域と前記開口部とが重なるように接着部材を介して積層されている研磨パッドにおいて、前記開口部における前記接着部材の裏面の算術平均粗さRaが1μm以下であることを特徴とする研磨パッド、に関する。   That is, the present invention provides a polishing pad in which a polishing layer having a polishing region and a light transmission region and a support layer having an opening are laminated via an adhesive member so that the light transmission region and the opening overlap each other. The polishing pad according to claim 1, wherein an arithmetic average roughness Ra of the back surface of the adhesive member in the opening is 1 μm or less.

前記接着部材は、接着剤層、又は基材の両面に接着剤層を有する両面テープであることが好ましい。   The adhesive member is preferably an adhesive layer or a double-sided tape having adhesive layers on both sides of the substrate.

また、本発明は、研磨領域、接着部材、支持層、及び両面接着シートがこの順で積層されており、研磨領域、接着部材、及び支持層を貫く開口部内かつ前記両面接着シート上に光透過領域が設けられている研磨パッドにおいて、前記開口部における前記両面接着シートの裏面の算術平均粗さRaが1μm以下であることを特徴とする研磨パッド、に関する。   Further, in the present invention, the polishing region, the adhesive member, the support layer, and the double-sided adhesive sheet are laminated in this order, and light is transmitted through the polishing region, the adhesive member, and the support layer, and on the double-sided adhesive sheet. In the polishing pad provided with the area | region, it is related with the polishing pad characterized by arithmetic mean roughness Ra of the back surface of the said double-sided adhesive sheet in the said opening part being 1 micrometer or less.

光透過領域の裏面が接着部材又は両面接着シートに接着した構造を有する研磨パッドは、光透過領域の裏面が露出している研磨パッドに比べて光学的終点検知精度が非常に低くなるという問題があった。本発明者は、その原因として、光ビームが光透過領域に入射する前に、光透過領域の裏面に設けられた接着部材又は両面接着シートによって光ビームが吸収されたり、あるいは光散乱するためと考えた。そして、本発明者は、鋭意検討を重ねた結果、上記のように、開口部における接着部材又は両面接着シートの裏面の算術平均粗さRaを1μm以下にすることにより、光ビームの光散乱が抑制され、高精度の光学的終点検知が可能になることを見出した。   A polishing pad having a structure in which the back surface of the light transmission region is bonded to an adhesive member or a double-sided adhesive sheet has a problem that the optical end point detection accuracy is very low compared to a polishing pad in which the back surface of the light transmission region is exposed. there were. The inventor has the reason that the light beam is absorbed or scattered by the adhesive member or the double-sided adhesive sheet provided on the back surface of the light transmission region before the light beam enters the light transmission region. Thought. Then, as a result of intensive studies, the present inventor reduced the light scattering of the light beam by setting the arithmetic average roughness Ra of the back surface of the adhesive member or the double-sided adhesive sheet in the opening to 1 μm or less as described above. It was found that the optical end point detection can be performed with high accuracy.

また、本発明は、前記研磨パッドを用いて半導体ウエハの表面を研磨する工程を含む半導体デバイスの製造方法、に関する。   The present invention also relates to a method for manufacturing a semiconductor device including a step of polishing a surface of a semiconductor wafer using the polishing pad.

本発明の研磨パッドは、光透過領域の裏面が露出しておらず、接着部材又は両面接着シートに接着した構造を有するにもかかわらず、高精度の光学的終点検知が可能である。   The polishing pad of the present invention does not expose the back surface of the light transmission region, and can detect an optical end point with high accuracy despite having a structure bonded to an adhesive member or a double-sided adhesive sheet.

CMP研磨で使用する研磨装置の一例を示す概略構成図Schematic configuration diagram showing an example of a polishing apparatus used in CMP polishing 本発明の研磨パッドの一例を示す概略断面図Schematic sectional view showing an example of the polishing pad of the present invention 本発明の研磨パッドの他の一例を示す概略断面図Schematic sectional view showing another example of the polishing pad of the present invention

本発明の研磨パッドは、研磨領域及び光透過領域を有する研磨層と開口部を有する支持層とが、前記光透過領域と前記開口部とが重なるように接着部材を介して積層されている構造を有する。   The polishing pad of the present invention has a structure in which a polishing layer having a polishing region and a light transmission region and a support layer having an opening are laminated via an adhesive member so that the light transmission region and the opening overlap each other. Have

本発明の他の研磨パッドは、研磨領域、接着部材、支持層、及び両面接着シートがこの順で積層されており、研磨領域、接着部材、及び支持層を貫く開口部内かつ前記両面接着シート上に光透過領域が設けられている構造を有する。   In another polishing pad of the present invention, a polishing region, an adhesive member, a support layer, and a double-sided adhesive sheet are laminated in this order, and within the opening passing through the polishing region, the adhesive member, and the support layer and on the double-sided adhesive sheet Has a structure in which a light transmission region is provided.

研磨領域は、微細気泡を有する発泡体であれば特に限定されるものではない。例えば、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ハロゲン系樹脂(ポリ塩化ビニル、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデンなど)、ポリスチレン、オレフィン系樹脂(ポリエチレン、ポリプロピレンなど)、エポキシ樹脂、感光性樹脂などの1種または2種以上の混合物が挙げられる。ポリウレタン樹脂は耐摩耗性に優れ、原料組成を種々変えることにより所望の物性を有するポリマーを容易に得ることができるため、研磨領域の形成材料として特に好ましい材料である。以下、前記発泡体を代表してポリウレタン樹脂について説明する。   The polishing region is not particularly limited as long as it is a foam having fine bubbles. For example, polyurethane resin, polyester resin, polyamide resin, acrylic resin, polycarbonate resin, halogen resin (polyvinyl chloride, polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, etc.), polystyrene, olefin resin (polyethylene, polypropylene, etc.), epoxy resin 1 type, or 2 or more types of mixtures, such as a photosensitive resin, is mentioned. Polyurethane resin is particularly preferable as a material for forming a polishing region because it has excellent wear resistance and a polymer having desired physical properties can be easily obtained by variously changing the raw material composition. Hereinafter, the polyurethane resin will be described on behalf of the foam.

ポリウレタン樹脂は、イソシアネート成分、ポリオール成分(高分子量ポリオール、低分子量ポリオール)、及び鎖延長剤からなるものである。   The polyurethane resin is composed of an isocyanate component, a polyol component (high molecular weight polyol, low molecular weight polyol), and a chain extender.

イソシアネート成分としては、ポリウレタンの分野において公知の化合物を特に限定なく使用できる。イソシアネート成分としては、2,4−トルエンジイソシアネート、2,6−トルエ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、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−キシリレンジイソシアネート、m−キシリレンジイソシアネート等の芳香族ジイソシアネート;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;1,4−シクロヘキサンジイソシアネート、4,4’−ジシクロへキシルメタンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ノルボルナンジイソシアネート等の脂環式ジイソシアネートが挙げられる。これらは1種で用いても、2種以上を混合しても差し支えない。   As the isocyanate component, a known compound in the field of polyurethane can be used without particular limitation. As the isocyanate component, 2,4-toluene diisocyanate, 2,6-toluene diisocyanate, 2,2′-diphenylmethane diisocyanate, 2,4′-diphenylmethane diisocyanate, 4,4′-diphenylmethane diisocyanate, 1,5-naphthalene diisocyanate, Aromatic diisocyanates such as p-phenylene diisocyanate, m-phenylene diisocyanate, p-xylylene diisocyanate, m-xylylene diisocyanate; ethylene diisocyanate, 2,2,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, 1,6-hexamethylene diisocyanate, etc. Aliphatic diisocyanate; 1,4-cyclohexane diisocyanate, 4,4′-dicyclohexylmethane diisocyanate, isophorone diisocyanate Isocyanate, alicyclic diisocyanates such as norbornane diisocyanate. These may be used alone or in combination of two or more.

高分子量ポリオールとしては、ポリウレタンの技術分野において、通常用いられるものを挙げることができる。例えば、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、ポリエチレングリコール等に代表されるポリエーテルポリオール、ポリブチレンアジペートに代表されるポリエステルポリオール、ポリカプロラクトンポリオール、ポリカプロラクトンのようなポリエステルグリコールとアルキレンカーボネートとの反応物などで例示されるポリエステルポリカーボネートポリオール、エチレンカーボネートを多価アルコールと反応させ、次いでえられた反応混合物を有機ジカルボン酸と反応させたポリエステルポリカーボネートポリオール、ポリヒドロキシル化合物とアリールカーボネートとのエステル交換反応により得られるポリカーボネートポリオールなどが挙げられる。これらは単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。   Examples of the high molecular weight polyol include those usually used in the technical field of polyurethane. Examples include polyether polyols typified by polytetramethylene ether glycol, polyethylene glycol, etc., polyester polyols typified by polybutylene adipate, polycaprolactone polyols, reactants of polyester glycols such as polycaprolactone and alkylene carbonate, etc. Polyester polycarbonate polyol obtained by reacting ethylene carbonate with polyhydric alcohol and then reacting the obtained reaction mixture with organic dicarboxylic acid, polycarbonate polyol obtained by transesterification of polyhydroxyl compound and aryl carbonate Etc. These may be used alone or in combination of two or more.

ポリオール成分として上述した高分子量ポリオールの他に、エチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,4−ビス(2−ヒドロキシエトキシ)ベンゼン、トリメチロールプロパン、グリセリン、1,2,6−ヘキサントリオール、ペンタエリスリトール、テトラメチロールシクロヘキサン、メチルグルコシド、ソルビトール、マンニトール、ズルシトール、スクロース、2,2,6,6−テトラキス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサノール、ジエタノールアミン、N−メチルジエタノールアミン、及びトリエタノールアミン等の低分子量ポリオールを併用することができる。また、エチレンジアミン、トリレンジアミン、ジフェニルメタンジアミン、及びジエチレントリアミン等の低分子量ポリアミンを併用することもできる。また、モノエタノールアミン、2−(2−アミノエチルアミノ)エタノール、及びモノプロパノールアミン等のアルコールアミンを併用することもできる。これら低分子量ポリオール、低分子量ポリアミン等は1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。低分子量ポリオールや低分子量ポリアミン等の配合量は特に限定されず、製造される研磨パッドに要求される特性により適宜決定される。   In addition to the high molecular weight polyols described above as the polyol component, ethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-propylene glycol, 1,2-butanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 2,3-butanediol, 1,6-hexanediol, neopentyl glycol, 1,4-cyclohexanedimethanol, 3-methyl-1,5-pentanediol, diethylene glycol, triethylene glycol, 1,4-bis (2 -Hydroxyethoxy) benzene, trimethylolpropane, glycerin, 1,2,6-hexanetriol, pentaerythritol, tetramethylolcyclohexane, methylglucoside, sorbitol, mannitol, dulcitol, sucrose, 2,2,6,6-tetrakis (Hydroxymethyl) cyclohexanol, diethanolamine, N- methyldiethanolamine, and can be used in combination of low molecular weight polyols such as triethanolamine. Moreover, low molecular weight polyamines, such as ethylenediamine, tolylenediamine, diphenylmethanediamine, and diethylenetriamine, can also be used in combination. Also, alcohol amines such as monoethanolamine, 2- (2-aminoethylamino) ethanol, and monopropanolamine can be used in combination. These low molecular weight polyols and low molecular weight polyamines may be used alone or in combination of two or more. The blending amount of the low molecular weight polyol, the low molecular weight polyamine or the like is not particularly limited, and is appropriately determined depending on the characteristics required for the polishing pad to be produced.

ポリウレタン樹脂発泡体をプレポリマー法により製造する場合において、プレポリマーの硬化には鎖延長剤を使用する。鎖延長剤は、少なくとも2個以上の活性水素基を有する有機化合物であり、活性水素基としては、水酸基、第1級もしくは第2級アミノ基、チオール基(SH)等が例示できる。具体的には、4,4’−メチレンビス(o−クロロアニリン)(MOCA)、2,6−ジクロロ−p−フェニレンジアミン、4,4’−メチレンビス(2,3−ジクロロアニリン)、3,5−ビス(メチルチオ)−2,4−トルエンジアミン、3,5−ビス(メチルチオ)−2,6−トルエンジアミン、3,5−ジエチルトルエン−2,4−ジアミン、3,5−ジエチルトルエン−2,6−ジアミン、トリメチレングリコール−ジ−p−アミノベンゾエート、ポリテトラメチレンオキシド−ジ−p−アミノベンゾエート、4,4’−ジアミノ−3,3’,5,5’−テトラエチルジフェニルメタン、4,4’−ジアミノ−3,3’−ジイソプロピル−5,5’−ジメチルジフェニルメタン、4,4’−ジアミノ−3,3’,5,5’−テトライソプロピルジフェニルメタン、1,2−ビス(2−アミノフェニルチオ)エタン、4,4’−ジアミノ−3,3’−ジエチル−5,5’−ジメチルジフェニルメタン、N,N’−ジ−sec−ブチル−4,4’−ジアミノジフェニルメタン、3,3’−ジエチル−4,4’−ジアミノジフェニルメタン、m−キシリレンジアミン、N,N’−ジ−sec−ブチル−p−フェニレンジアミン、m−フェニレンジアミン、及びp−キシリレンジアミン等に例示されるポリアミン類、あるいは、上述した低分子量ポリオールや低分子量ポリアミンを挙げることができる。これらは1種で用いても、2種以上を混合しても差し支えない。   When a polyurethane resin foam is produced by a prepolymer method, a chain extender is used for curing the prepolymer. The chain extender is an organic compound having at least two active hydrogen groups, and examples of the active hydrogen group include a hydroxyl group, a primary or secondary amino group, and a thiol group (SH). Specifically, 4,4′-methylenebis (o-chloroaniline) (MOCA), 2,6-dichloro-p-phenylenediamine, 4,4′-methylenebis (2,3-dichloroaniline), 3,5 -Bis (methylthio) -2,4-toluenediamine, 3,5-bis (methylthio) -2,6-toluenediamine, 3,5-diethyltoluene-2,4-diamine, 3,5-diethyltoluene-2 , 6-diamine, trimethylene glycol-di-p-aminobenzoate, polytetramethylene oxide-di-p-aminobenzoate, 4,4′-diamino-3,3 ′, 5,5′-tetraethyldiphenylmethane, 4, 4'-diamino-3,3'-diisopropyl-5,5'-dimethyldiphenylmethane, 4,4'-diamino-3,3 ', 5,5'-tetra Sopropyldiphenylmethane, 1,2-bis (2-aminophenylthio) ethane, 4,4′-diamino-3,3′-diethyl-5,5′-dimethyldiphenylmethane, N, N′-di-sec-butyl -4,4'-diaminodiphenylmethane, 3,3'-diethyl-4,4'-diaminodiphenylmethane, m-xylylenediamine, N, N'-di-sec-butyl-p-phenylenediamine, m-phenylenediamine And polyamines exemplified by p-xylylenediamine and the like, or the low molecular weight polyols and low molecular weight polyamines mentioned above. These may be used alone or in combination of two or more.

イソシアネート成分、ポリオール成分、及び鎖延長剤の比は、各々の分子量や研磨パッドの所望物性などにより種々変え得る。所望する研磨特性を有する研磨パッドを得るためには、ポリオール成分と鎖延長剤の合計活性水素基(水酸基+アミノ基)数に対するイソシアネート成分のイソシアネート基数は、0.80〜1.20であることが好ましく、さらに好ましくは0.99〜1.15である。イソシアネート基数が前記範囲外の場合には、硬化不良が生じて要求される比重及び硬度が得られず、研磨特性が低下する傾向にある。   The ratio of the isocyanate component, the polyol component, and the chain extender can be variously changed depending on the molecular weight of each, the desired physical properties of the polishing pad, and the like. In order to obtain a polishing pad having desired polishing characteristics, the number of isocyanate groups of the isocyanate component relative to the total number of active hydrogen groups (hydroxyl group + amino group) of the polyol component and the chain extender is 0.80 to 1.20. Is more preferable, and 0.99 to 1.15 is more preferable. When the number of isocyanate groups is outside the above range, curing failure occurs and the required specific gravity and hardness cannot be obtained, and the polishing characteristics tend to be deteriorated.

ポリウレタン樹脂発泡体は、溶融法、溶液法など公知のウレタン化技術を応用して製造することができるが、コスト、作業環境などを考慮した場合、溶融法で製造することが好ましい。   The polyurethane resin foam can be produced by applying a known urethanization technique such as a melting method or a solution method, but is preferably produced by a melting method in consideration of cost, work environment, and the like.

ポリウレタン樹脂発泡体の製造は、プレポリマー法、ワンショット法のどちらでも可能であるが、事前にイソシアネート成分とポリオール成分からイソシアネート末端プレポリマーを合成しておき、これに鎖延長剤を反応させるプレポリマー法が、得られるポリウレタン樹脂の物理的特性が優れており好適である。   The polyurethane resin foam can be produced by either the prepolymer method or the one-shot method. However, an isocyanate-terminated prepolymer is synthesized beforehand from an isocyanate component and a polyol component, and this is reacted with a chain extender. The polymer method is preferred because the resulting polyurethane resin has excellent physical properties.

ポリウレタン樹脂発泡体の製造方法としては、中空ビーズを添加させる方法、機械的発泡法、化学的発泡法などが挙げられる。   Examples of the method for producing a polyurethane resin foam include a method of adding hollow beads, a mechanical foaming method, and a chemical foaming method.

特に、ポリアルキルシロキサンとポリエーテルの共重合体であって活性水素基を有しないシリコーン系界面活性剤を使用した機械的発泡法が好ましい。   In particular, a mechanical foaming method using a silicone surfactant which is a copolymer of polyalkylsiloxane and polyether and does not have an active hydrogen group is preferable.

なお、必要に応じて、酸化防止剤等の安定剤、滑剤、顔料、充填剤、帯電防止剤、その他の添加剤を加えてもよい。   In addition, you may add stabilizers, such as antioxidant, a lubricant, a pigment, a filler, an antistatic agent, and another additive as needed.

ポリウレタン樹脂発泡体は独立気泡タイプであってもよく、連続気泡タイプであってもよい。   The polyurethane resin foam may be a closed cell type or an open cell type.

ポリウレタン樹脂発泡体の製造は、各成分を計量して容器に投入し、撹拌するバッチ方式であっても、また撹拌装置に各成分と非反応性気体を連続して供給して撹拌し、気泡分散液を送り出して成形品を製造する連続生産方式であってもよい。   Polyurethane resin foam can be manufactured by batch feeding each component into a container and stirring, or by continuously supplying each component and non-reactive gas to the stirring device and stirring, It may be a continuous production method in which a dispersion is sent out to produce a molded product.

また、ポリウレタン樹脂発泡体の原料となるプレポリマーを反応容器に入れ、その後鎖延長剤を投入、撹拌後、所定の大きさの型に流し込みブロックを作製し、そのブロックを鉋状、あるいはバンドソー状のスライサーを用いてスライスする方法、又は前述の型に流し込む段階で、薄いシート状にしても良い。また、原料となる樹脂を溶解し、Tダイから押し出し成形して直接シート状のポリウレタン樹脂発泡体を得ても良い。   Also, put the prepolymer that is the raw material of the polyurethane resin foam into the reaction vessel, then add the chain extender, stir, and then cast into a mold of a predetermined size to make the block into a bowl or band saw shape In the method of slicing using a slicer, or in the step of pouring into the aforementioned mold, a thin sheet may be used. Alternatively, a raw material resin may be dissolved and extruded from a T-die to directly obtain a sheet-like polyurethane resin foam.

ポリウレタン樹脂発泡体の平均気泡径は、30〜80μmであることが好ましく、より好ましくは30〜60μmである。この範囲から逸脱する場合は、研磨速度が低下したり、研磨後の被研磨材(ウエハ)のプラナリティ(平坦性)が低下する傾向にある。   The average cell diameter of the polyurethane resin foam is preferably 30 to 80 μm, more preferably 30 to 60 μm. When deviating from this range, the polishing rate tends to decrease, or the planarity of the polished material (wafer) after polishing tends to decrease.

ポリウレタン樹脂発泡体の比重は、0.5〜1.3であることが好ましい。比重が0.5未満の場合、研磨領域の表面強度が低下し、被研磨材のプラナリティが低下する傾向にある。また、1.3より大きい場合は、研磨領域表面の気泡数が少なくなり、プラナリティは良好であるが、研磨速度が低下する傾向にある。   The specific gravity of the polyurethane resin foam is preferably 0.5 to 1.3. When the specific gravity is less than 0.5, the surface strength of the polishing region decreases, and the planarity of the material to be polished tends to decrease. On the other hand, when the ratio is larger than 1.3, the number of bubbles on the surface of the polishing region decreases, and planarity is good, but the polishing rate tends to decrease.

ポリウレタン樹脂発泡体の硬度は、アスカーD硬度計にて、40〜75度であることが好ましい。アスカーD硬度が40度未満の場合には、被研磨材のプラナリティが低下し、また、75度より大きい場合は、プラナリティは良好であるが、被研磨材のユニフォーミティ(均一性)が低下する傾向にある。   The hardness of the polyurethane resin foam is preferably 40 to 75 degrees as measured by an Asker D hardness meter. When the Asker D hardness is less than 40 degrees, the planarity of the material to be polished is lowered, and when it is larger than 75 degrees, the planarity is good, but the uniformity (uniformity) of the material to be polished is lowered. There is a tendency.

研磨領域の被研磨材と接触する研磨表面は、スラリーを保持・更新するための凹凸構造を有することが好ましい。発泡体からなる研磨領域は、研磨表面に多くの開口を有し、スラリーを保持・更新する働きを持っているが、研磨表面に凹凸構造を形成することにより、スラリーの保持と更新をさらに効率よく行うことができ、また被研磨材との吸着による被研磨材の破壊を防ぐことができる。凹凸構造は、スラリーを保持・更新する形状であれば特に限定されるものではなく、例えば、XY格子溝、同心円状溝、開口部、貫通していない穴、多角柱、円柱、螺旋状溝、偏心円状溝、放射状溝、及びこれらの溝を組み合わせたものが挙げられる。また、これらの凹凸構造は規則性のあるものが一般的であるが、スラリーの保持・更新性を望ましいものにするため、ある範囲ごとに溝ピッチ、溝幅、溝深さ等を変化させることも可能である。   The polishing surface that comes into contact with the material to be polished in the polishing region preferably has a concavo-convex structure for holding and renewing the slurry. The polishing area made of foam has many openings on the polishing surface and has the function of holding and updating the slurry. By forming a concavo-convex structure on the polishing surface, the slurry can be held and updated more efficiently. It can be performed well, and destruction of the material to be polished due to adsorption with the material to be polished can be prevented. The concavo-convex structure is not particularly limited as long as it is a shape that holds and renews the slurry. For example, an XY lattice groove, a concentric circular groove, an opening, a hole that does not penetrate, a polygonal column, a cylinder, a spiral groove, Examples include eccentric circular grooves, radial grooves, and combinations of these grooves. In addition, these uneven structures are generally regular, but in order to make the slurry retention and renewability desirable, the groove pitch, groove width, groove depth, etc. should be changed for each range. Is also possible.

研磨領域の形状は特に制限されず、円形状であってもよく、長尺状であってもよい。研磨領域の大きさは使用する研磨装置に応じて適宜調整することができるが、円形状の場合には直径は30〜150cm程度であり、長尺状の場合には長さ5〜15m程度、幅60〜250cm程度である。   The shape of the polishing region is not particularly limited, and may be circular or long. The size of the polishing region can be appropriately adjusted according to the polishing apparatus to be used. In the case of a circular shape, the diameter is about 30 to 150 cm, and in the case of a long shape, the length is about 5 to 15 m. The width is about 60 to 250 cm.

研磨領域の厚みは特に制限されないが、通常0.8〜4mm程度であり、1.2〜2.5mmであることが好ましい。   Although the thickness in particular of a grinding | polishing area | region is not restrict | limited, Usually, it is about 0.8-4 mm, and it is preferable that it is 1.2-2.5 mm.

光透過領域の形成材料は特に制限されないが、研磨を行っている状態で高精度の光学終点検知を可能とし、波長400〜700nmの全範囲で光透過率が10%以上である材料を用いることが好ましく、より好ましくは光透過率が20%以上の材料であり、さらに好ましくは光透過率が50%以上の材料である。そのような材料としては、例えば、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、及びアクリル樹脂などの熱硬化性樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、セルロース系樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ハロゲン系樹脂(ポリ塩化ビニル、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデンなど)、ポリスチレン、及びオレフィン系樹脂(ポリエチレン、ポリプロピレンなど)などの熱可塑性樹脂、ブタジエンゴムやイソプレンゴムなどのゴム、紫外線や電子線などの光により硬化する光硬化性樹脂、及び感光性樹脂などが挙げられる。これらの樹脂は単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。   The material for forming the light transmission region is not particularly limited, but it is possible to detect the optical end point with high accuracy while polishing and use a material having a light transmittance of 10% or more over the entire wavelength range of 400 to 700 nm. More preferred is a material having a light transmittance of 20% or more, and still more preferred is a material having a light transmittance of 50% or more. Examples of such materials include polyurethane resins, polyester resins, phenol resins, urea resins, melamine resins, epoxy resins, and acrylic resins, and other thermosetting resins, polyurethane resins, polyester resins, polyamide resins, cellulose resins, Acrylic resins, polycarbonate resins, halogen resins (polyvinyl chloride, polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, etc.), polystyrene, olefin resins (polyethylene, polypropylene, etc.), thermoplastic resins, butadiene rubber, isoprene rubber, etc. Examples thereof include rubber, photo-curing resin that is cured by light such as ultraviolet rays and electron beams, and photosensitive resin. These resins may be used alone or in combination of two or more.

光透過領域に用いる材料は、研磨領域に用いる材料よりも研削性が同じか大きいものが好ましい。研削性とは、研磨中に被研磨材やドレッサーにより削られる度合いをいう。上記のような場合、光透過領域が研磨領域より突き出ることがなく、被研磨材へのスクラッチや研磨中のデチャックエラーを防ぐことができる。   The material used for the light transmission region preferably has the same or greater grindability than the material used for the polishing region. Grindability refers to the degree to which a material to be polished is ground during polishing. In such a case, the light transmission region does not protrude from the polishing region, and scratches on the material to be polished and dechucking errors during polishing can be prevented.

また、研磨領域に用いられる形成材料、又は研磨領域の物性に類似する材料を用いることが好ましい。特に、研磨中のドレッシング痕による光透過領域の光散乱を抑制できる耐摩耗性の高いポリウレタン樹脂が望ましい。   Further, it is preferable to use a forming material used for the polishing region or a material similar to the physical properties of the polishing region. In particular, a highly abrasion-resistant polyurethane resin that can suppress light scattering in the light transmission region due to dressing marks during polishing is desirable.

光透過領域の形状、大きさは特に制限されないが、研磨領域の開口部と同様の形状、大きさにすることが好ましい。   The shape and size of the light transmission region are not particularly limited, but it is preferable to have the same shape and size as the opening of the polishing region.

光透過領域のアスカーD硬度は、30〜75度であることが好ましい。該硬度の光透過領域を用いることにより、ウエハ表面のスクラッチの発生や光透過領域の変形を抑制できる。また、光透過領域表面の傷の発生も抑制することができ、それにより高精度の光学的終点検知を安定的に行うことが可能になる。光透過領域のアスカーD硬度は40〜75度であることがより好ましい。   The Asker D hardness of the light transmission region is preferably 30 to 75 degrees. By using the light transmission region having the hardness, the generation of scratches on the wafer surface and the deformation of the light transmission region can be suppressed. In addition, it is possible to suppress the occurrence of scratches on the surface of the light transmission region, thereby enabling highly accurate optical end point detection to be performed stably. The Asker D hardness in the light transmission region is more preferably 40 to 75 degrees.

支持層は、研磨領域の特性を補うものである。支持層としては、研磨領域より弾性率が低い層(クッション層)を用いてもよく、研磨領域より弾性率が高い層(高弾性層)を用いてもよい。クッション層は、CMPにおいて、トレードオフの関係にあるプラナリティとユニフォーミティの両者を両立させるために必要なものである。プラナリティとは、パターン形成時に発生する微小凹凸のある被研磨材を研磨した時のパターン部の平坦性をいい、ユニフォーミティとは、被研磨材全体の均一性をいう。研磨領域の特性によって、プラナリティを改善し、クッション層の特性によってユニフォーミティを改善する。高弾性層は、CMPにおいて、スクラッチの発生を抑制するために柔らかい研磨領域を用いた場合に、研磨パッドの平坦化特性を向上させるために用いられる。また、高弾性層を用いることにより、被研磨材のエッジ部の削り過ぎを抑制することが可能である。   The support layer supplements the characteristics of the polishing region. As the support layer, a layer having a lower elastic modulus than the polishing region (cushion layer) may be used, or a layer having a higher elastic modulus than the polishing region (high elastic layer) may be used. The cushion layer is necessary in order to achieve both planarity and uniformity in a trade-off relationship in CMP. Planarity refers to the flatness of a pattern portion when a material having fine irregularities generated during pattern formation is polished, and uniformity refers to the uniformity of the entire material to be polished. The planarity is improved by the characteristics of the polishing region, and the uniformity is improved by the characteristics of the cushion layer. The high elastic layer is used for improving the planarization characteristics of the polishing pad when a soft polishing region is used in CMP to suppress the occurrence of scratches. In addition, by using a highly elastic layer, it is possible to suppress excessive cutting of the edge portion of the material to be polished.

クッション層としては、例えば、ポリエステル不織布、ナイロン不織布、及びアクリル不織布などの繊維不織布;ポリウレタンを含浸したポリエステル不織布のような樹脂含浸不織布;ポリウレタンフォーム及びポリエチレンフォームなどの高分子樹脂発泡体;ブタジエンゴム及びイソプレンゴムなどのゴム性樹脂;感光性樹脂などが挙げられる。   Examples of the cushion layer include fiber nonwoven fabrics such as polyester nonwoven fabric, nylon nonwoven fabric, and acrylic nonwoven fabric; resin-impregnated nonwoven fabrics such as polyester nonwoven fabric impregnated with polyurethane; polymer resin foams such as polyurethane foam and polyethylene foam; butadiene rubber and Examples thereof include rubber resins such as isoprene rubber; and photosensitive resins.

クッション層の厚みは特に制限されないが、300〜1800μmであることが好ましく、より好ましくは700〜1400μmである。   Although the thickness in particular of a cushion layer is not restrict | limited, It is preferable that it is 300-1800 micrometers, More preferably, it is 700-1400 micrometers.

高弾性層としては、例えば、金属シート、樹脂フィルムなどが挙げられる。樹脂フィルムとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレートフィルム及びポリエチレンナフタレートフィルムなどのポリエステルフィルム;ポリエチレンフィルム及びポリプロピレンフィルムなどのポリオレフィンフィルム;ナイロンフィルム;ポリイミドフィルムなどが挙げられる。   Examples of the highly elastic layer include a metal sheet and a resin film. Examples of the resin film include polyester films such as polyethylene terephthalate film and polyethylene naphthalate film; polyolefin films such as polyethylene film and polypropylene film; nylon film; polyimide film and the like.

高弾性層としては、150℃で30分加熱した後と加熱前との寸法変化率が1.2%以下の樹脂フィルムを用いることが好ましい。より好ましくは寸法変化率が0.8%以下の樹脂フィルムであり、特に好ましくは寸法変化率が0.4%以下の樹脂フィルムである。このような特性の樹脂フィルムとしては、例えば、熱収縮処理を施したポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム、及びポリイミドフィルムなどが挙げられる。   As the highly elastic layer, it is preferable to use a resin film having a dimensional change rate of 1.2% or less after heating at 150 ° C. for 30 minutes and before heating. A resin film having a dimensional change rate of 0.8% or less is more preferable, and a resin film having a dimensional change rate of 0.4% or less is particularly preferable. Examples of the resin film having such characteristics include a polyethylene terephthalate film, a polyethylene naphthalate film, a polyimide film, and the like that have been subjected to heat shrink treatment.

高弾性層の厚みは特に制限されないが、剛性、及び加熱時の寸法安定性等の観点から10〜200μmであることが好ましく、より好ましくは15〜55μmである。   The thickness of the highly elastic layer is not particularly limited, but is preferably 10 to 200 μm, more preferably 15 to 55 μm from the viewpoint of rigidity, dimensional stability during heating, and the like.

図2は、本発明の研磨パッドの一例を示す概略断面図である。研磨領域8には、研磨を行っている状態で光学的終点検知をするための光透過領域9が設けられている。光透過領域9は、研磨領域8に設けた開口部10に嵌め込み、研磨領域8下の接着部材11に接着させることにより固定する。支持層12は、光を透過させるための開口部13を有する。開口部13は、開口部10と同じ大きさであってもよく、開口部10よりも小さくてもよく、あるいは開口部10よりも大きくてもよい。   FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing an example of the polishing pad of the present invention. The polishing region 8 is provided with a light transmission region 9 for detecting an optical end point while polishing. The light transmission region 9 is fixed by being fitted into an opening 10 provided in the polishing region 8 and adhered to the adhesive member 11 below the polishing region 8. The support layer 12 has an opening 13 for transmitting light. The opening 13 may be the same size as the opening 10, may be smaller than the opening 10, or may be larger than the opening 10.

接着部材11としては、感圧性接着剤又はホットメルト接着剤を含む接着剤層、又は基材の両面に前記接着剤層が設けられた両面テープを用いることが好ましい。両面テープは、基材により支持層側へのスラリーの浸透を防止し、支持層と接着剤層との間での剥離を効果的に防止することができるため好適である。   As the adhesive member 11, it is preferable to use an adhesive layer containing a pressure-sensitive adhesive or a hot melt adhesive, or a double-sided tape in which the adhesive layer is provided on both surfaces of a base material. The double-sided tape is suitable because it prevents the slurry from penetrating to the support layer side by the base material and can effectively prevent peeling between the support layer and the adhesive layer.

基材としては樹脂フィルムなどが挙げられ、樹脂フィルムとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレートフィルム及びポリエチレンナフタレートフィルムなどのポリエステルフィルム;ポリエチレンフィルム及びポリプロピレンフィルムなどのポリオレフィンフィルム;ナイロンフィルム;ポリイミドフィルムなどが挙げられる。これらのうち、水の透過を防ぐ性質に優れるポリエステルフィルムを用いることが好ましい。   Examples of the base material include a resin film, and examples of the resin film include a polyester film such as a polyethylene terephthalate film and a polyethylene naphthalate film; a polyolefin film such as a polyethylene film and a polypropylene film; a nylon film; and a polyimide film. . Among these, it is preferable to use a polyester film having excellent properties for preventing water permeation.

基材の表面には、コロナ処理、プラズマ処理などの易接着処理を施してもよい。   The surface of the substrate may be subjected to easy adhesion treatment such as corona treatment or plasma treatment.

基材の厚みは特に制限されないが、透明性、柔軟性、剛性、及び加熱時の寸法安定性等の観点から10〜200μmであることが好ましく、より好ましくは15〜55μmである。   The thickness of the substrate is not particularly limited, but is preferably 10 to 200 μm, more preferably 15 to 55 μm from the viewpoint of transparency, flexibility, rigidity, dimensional stability during heating, and the like.

接着剤層の厚みは10〜300μmであることが好ましく、より好ましくは25〜200μmである。   The thickness of the adhesive layer is preferably 10 to 300 μm, more preferably 25 to 200 μm.

開口部13における接着部材11の裏面14の算術平均粗さRaは1μm以下であり、好ましくは0.5μm以下であり、より好ましくは0.3μm以下であり、さらに好ましくは0.2μm以下である。   The arithmetic average roughness Ra of the back surface 14 of the adhesive member 11 in the opening 13 is 1 μm or less, preferably 0.5 μm or less, more preferably 0.3 μm or less, and further preferably 0.2 μm or less. .

算術平均粗さRaを1μm以下にする方法は特に制限されないが、例えば以下の方法が挙げられる。   Although the method in particular of making arithmetic mean roughness Ra 1 micrometer or less is not restrict | limited, For example, the following method is mentioned.

接着剤層又は両面テープの表面には通常、接着面を保護するための離型フィルムが設けられており、使用時に剥離除去される。一般的な離型フィルムの表面の算術平均粗さRaは2〜3μm程度であり、当該離型フィルムに密着している接着剤層の表面の算術平均粗さRaも2〜3μm程度である。この離型フィルムとして、表面の算術平均粗さRaが1μm以下のものを用いることにより、その表面粗さを接着剤層の表面に転写して、接着剤層又は両面テープの表面の算術平均粗さRaを1μm以下にすることができる。   A release film for protecting the adhesive surface is usually provided on the surface of the adhesive layer or the double-sided tape, and it is peeled off during use. The arithmetic average roughness Ra of the surface of a general release film is about 2 to 3 μm, and the arithmetic average roughness Ra of the surface of the adhesive layer in close contact with the release film is also about 2 to 3 μm. By using the release film having a surface arithmetic average roughness Ra of 1 μm or less, the surface roughness is transferred to the surface of the adhesive layer, and the surface of the adhesive layer or double-sided tape is arithmetically averaged. Ra can be 1 μm or less.

表面の算術平均粗さRaが1μm以下の離型フィルムとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレートフィルム及びポリエチレンナフタレートフィルムなどのポリエステルフィルム;ポリエチレンフィルム及びポリプロピレンフィルムなどのポリオレフィンフィルム;ナイロンフィルム;ポリイミドフィルムなどが挙げられる。   Examples of the release film having an arithmetic mean surface roughness Ra of 1 μm or less include polyester films such as polyethylene terephthalate film and polyethylene naphthalate film; polyolefin films such as polyethylene film and polypropylene film; nylon film; polyimide film and the like. It is done.

図3は、本発明の研磨パッドの他の一例を示す概略断面図である。当該研磨パッド1は、研磨層8、接着部材11、支持層12、及び両面接着シート15がこの順で積層されており、研磨層8、接着部材11、及び支持層12を貫く開口部16内かつ両面接着シート15上に光透過領域9が設けられている。   FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing another example of the polishing pad of the present invention. In the polishing pad 1, the polishing layer 8, the adhesive member 11, the support layer 12, and the double-sided adhesive sheet 15 are laminated in this order. In addition, the light transmission region 9 is provided on the double-sided adhesive sheet 15.

両面接着シート15は、基材の両面に接着剤層を有するものであり、前記両面テープを用いることができる。両面接着シート15は、研磨パッド1を研磨定盤2に貼り合せるために用いられる。   The double-sided adhesive sheet 15 has an adhesive layer on both sides of the substrate, and the double-sided tape can be used. The double-sided adhesive sheet 15 is used for bonding the polishing pad 1 to the polishing surface plate 2.

前記研磨パッド1は、例えば以下の方法により製造することができる。まず、研磨層8と支持層12とを接着部材11を介して積層して積層シートを作製する。作製した積層シートに開口部16を形成する。開口部16を形成した積層シートの支持層12に両面接着シート15を貼り付ける。その後、開口部16内かつ両面接着シート15上に光透過領域9を設ける。また、開口部16内に光透過領域9を挿入した後に、支持層12及び光透過領域9に両面接着シート15を貼り付けてもよい。   The polishing pad 1 can be manufactured, for example, by the following method. First, the polishing layer 8 and the support layer 12 are laminated via the adhesive member 11 to produce a laminated sheet. Openings 16 are formed in the produced laminated sheet. A double-sided adhesive sheet 15 is affixed to the support layer 12 of the laminated sheet in which the opening 16 is formed. Thereafter, the light transmission region 9 is provided in the opening 16 and on the double-sided adhesive sheet 15. Alternatively, the double-sided adhesive sheet 15 may be attached to the support layer 12 and the light transmission region 9 after the light transmission region 9 is inserted into the opening 16.

開口部16における両面接着シート15の裏面14の算術平均粗さRaは1μm以下であり、好ましくは0.5μm以下であり、より好ましくは0.3μm以下であり、さらに好ましくは0.2μm以下である。   The arithmetic average roughness Ra of the back surface 14 of the double-sided adhesive sheet 15 in the opening 16 is 1 μm or less, preferably 0.5 μm or less, more preferably 0.3 μm or less, and even more preferably 0.2 μm or less. is there.

算術平均粗さRaを1μm以下にする方法は特に制限されないが、例えば前記と同様の方法が挙げられる。   The method for setting the arithmetic average roughness Ra to 1 μm or less is not particularly limited, and examples thereof include the same method as described above.

光透過領域9の表面高さは、研磨領域8の表面高さと同一高さ、又は研磨領域8の表面高さより低くすることが好ましい。光透過領域9の表面高さが研磨領域8の表面高さより高い場合には、研磨中に突き出た部分により被研磨材を傷つける恐れがある。また、研磨の際にかかる応力により光透過領域9が変形し、光学的に大きく歪むため研磨の光学終点検知精度が低下する恐れがある。   The surface height of the light transmission region 9 is preferably the same as the surface height of the polishing region 8 or lower than the surface height of the polishing region 8. When the surface height of the light transmission region 9 is higher than the surface height of the polishing region 8, there is a risk of damaging the material to be polished by the protruding portion during polishing. Further, the light transmission region 9 is deformed by a stress applied during polishing, and is greatly distorted optically, so that there is a possibility that the optical end point detection accuracy of polishing is lowered.

半導体デバイスは、前記研磨パッドを用いて半導体ウエハの表面を研磨する工程を経て製造される。半導体ウエハとは、一般にシリコンウエハ上に配線金属及び酸化膜を積層したものである。半導体ウエハの研磨方法、研磨装置は特に制限されず、例えば、図1に示すように研磨パッド1を支持する研磨定盤2と、半導体ウエハ4を支持する支持台(ポリシングヘッド)5とウエハへの均一加圧を行うためのバッキング材と、研磨剤3の供給機構を備えた研磨装置などを用いて行われる。研磨パッド1は、例えば、両面テープで貼り付けることにより、研磨定盤2に装着される。研磨定盤2と支持台5とは、それぞれに支持された研磨パッド1と半導体ウエハ4が対向するように配置され、それぞれに回転軸6、7を備えている。また、支持台5側には、半導体ウエハ4を研磨パッド1に押し付けるための加圧機構が設けてある。研磨に際しては、研磨定盤2と支持台5とを回転させつつ半導体ウエハ4を研磨パッド1に押し付け、スラリーを供給しながら研磨を行う。スラリーの流量、研磨荷重、研磨定盤回転数、及びウエハ回転数は特に制限されず、適宜調整して行う。   The semiconductor device is manufactured through a step of polishing the surface of the semiconductor wafer using the polishing pad. A semiconductor wafer is generally a laminate of a wiring metal and an oxide film on a silicon wafer. The method and apparatus for polishing the semiconductor wafer are not particularly limited. For example, as shown in FIG. 1, a polishing surface plate 2 that supports the polishing pad 1, a support table (polishing head) 5 that supports the semiconductor wafer 4, and the wafer. This is performed using a backing material for performing uniform pressurization and a polishing apparatus equipped with a polishing agent 3 supply mechanism. The polishing pad 1 is attached to the polishing surface plate 2 by attaching it with a double-sided tape, for example. The polishing surface plate 2 and the support base 5 are disposed so that the polishing pad 1 and the semiconductor wafer 4 supported on each of the polishing surface plate 2 and the support table 5 face each other, and are provided with rotating shafts 6 and 7 respectively. Further, a pressurizing mechanism for pressing the semiconductor wafer 4 against the polishing pad 1 is provided on the support base 5 side. In polishing, the semiconductor wafer 4 is pressed against the polishing pad 1 while rotating the polishing surface plate 2 and the support base 5, and polishing is performed while supplying slurry. The flow rate of the slurry, the polishing load, the polishing platen rotation speed, and the wafer rotation speed are not particularly limited and are appropriately adjusted.

これにより半導体ウエハ4の表面の突出した部分が除去されて平坦状に研磨される。その後、ダイシング、ボンディング、パッケージング等することにより半導体デバイスが製造される。半導体デバイスは、演算処理装置やメモリー等に用いられる。   As a result, the protruding portion of the surface of the semiconductor wafer 4 is removed and polished flat. Thereafter, a semiconductor device is manufactured by dicing, bonding, packaging, or the like. The semiconductor device is used for an arithmetic processing device, a memory, and the like.

以下、本発明を実施例を挙げて説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example is given and this invention is demonstrated, this invention is not limited to these Examples.

[測定、評価方法]
(算術平均粗さの測定)
作製した研磨パッドから、開口部における光透過領域と接着剤層との積層部分を切り取ってサンプルを得た。JIS B0601−1994に準拠して、サンプルの接着剤層表面の算術平均粗さRa(μm)を測定した。
[Measurement and evaluation methods]
(Measurement of arithmetic average roughness)
From the prepared polishing pad, a laminated portion of the light transmission region and the adhesive layer in the opening was cut out to obtain a sample. Based on JIS B0601-1994, arithmetic average roughness Ra (micrometer) of the adhesive layer surface of a sample was measured.

(終点検出の評価)
研磨装置としてMIRRA(AMAT社製)を用い、作製した積層研磨パッドを用いて、8インチのシリコンウエハ上にタングステン膜を10000Å製膜したウエハを1枚につき60秒研磨し、光学的終点検出をチェックした。
○:終点検出可
×:終点検出不可
(Evaluation of end point detection)
Using MIRRA (manufactured by AMAT) as a polishing apparatus, using the prepared laminated polishing pad, a wafer with 10,000 tungsten films formed on an 8-inch silicon wafer is polished for 60 seconds per piece to detect an optical end point. Checked.
○: End point can be detected ×: End point cannot be detected

実施例1
〔光透過領域の作製〕
ポリエーテル系プレポリマー(ユニロイヤル社製、アジプレンL−325、NCO濃度:2.22meq/g)100重量部を予め70℃に温調し、そこに120℃に温調した4,4’−メチレンビス(o−クロロアニリン)(イハラケミカル社製、イハラキュアミンMT)26重量部を加え、約1分間撹拌した。そして、100℃に保温した金型に該混合液を流し込み、100℃で8時間ポストキュアを行ってポリウレタン樹脂を作製した。作製したポリウレタン樹脂を所定のサイズのトムソン刃で裁断し、光透過領域(55.8mm×19.8mm、厚さ1.95mm)を作製した。
Example 1
[Production of light transmission region]
100 parts by weight of a polyether-based prepolymer (manufactured by Uniroyal Corporation, adiprene L-325, NCO concentration: 2.22 meq / g) was previously temperature-controlled at 70 ° C., and 4,4′- 26 parts by weight of methylene bis (o-chloroaniline) (manufactured by Ihara Chemical Co., Ltd., Iharacamine MT) was added and stirred for about 1 minute. Then, the mixed solution was poured into a mold kept at 100 ° C. and post-cured at 100 ° C. for 8 hours to produce a polyurethane resin. The produced polyurethane resin was cut with a Thomson blade of a predetermined size to produce a light transmission region (55.8 mm × 19.8 mm, thickness 1.95 mm).

〔両面テープ付き研磨層の作製〕
反応容器内に、ポリエーテル系プレポリマー(ユニロイヤル社製、アジプレンL−325、NCO濃度:2.22meq/g)100重量部、及びシリコーン系界面活性剤(東レダウコーニングシリコーン社製、SH−192)3重量部を混合し、温度を80℃に調整した。撹拌翼を用いて、回転数900rpmで反応系内に気泡を取り込むように約4分間激しく撹拌を行った。そこへ予め120℃で溶融した4,4’−メチレンビス(o−クロロアニリン)(イハラケミカル社製、イハラキュアミンMT−N)26重量部を添加した。その後、約1分間撹拌を続けてパン型のオープンモールドへ反応溶液を流し込んだ。この反応溶液の流動性がなくなった時点でオーブン内に入れ、110℃で6時間ポストキュアを行い、ポリウレタン発泡体ブロックを得た。このポリウレタン発泡体ブロックをバンドソータイプのスライサー(フェッケン社製)を用いてスライスし、ポリウレタン発泡体シートを得た。次にこのシートをバフ機(アミテック社製)を使用して、所定の厚さに表面バフをし、厚み精度を整えたシートとした(シート厚み:2.00mm)。このバフ処理をしたシートを所定の直径(76cm)に打ち抜き、溝加工機(東邦鋼機社製)を用いて表面に溝幅0.40mm、溝ピッチ3.10mm、溝深さ0.76mmの同心円状の溝加工を行った。その後、この溝加工したシートの所定位置に光透過領域をはめ込むための開口部(56mm×20mm)を形成して研磨領域を作製した。その後、研磨領域の溝加工面と反対側の面に、ラミ機を使用して、基材の両面に接着剤層を有しており、前記接着剤層の表面が離型フィルム(接着剤層と接する表面の算術平均粗さRa:0.17μm)で保護された両面テープ(積水化学工業社製、厚さ:0.15mm)を、離型フィルムを剥離しながら貼り合わせ、さらに研磨領域の開口部内に光透過領域をはめ込んで前記両面テープに貼り合せて、両面テープ付き研磨層を作製した。
[Production of polishing layer with double-sided tape]
In a reaction vessel, 100 parts by weight of a polyether-based prepolymer (Uniroy Corporation, Adiprene L-325, NCO concentration: 2.22 meq / g), and a silicone-based surfactant (Toray Dow Corning Silicone, SH- 192) 3 parts by weight were mixed and the temperature was adjusted to 80 ° C. Using a stirring blade, the mixture was vigorously stirred for about 4 minutes so that bubbles were taken into the reaction system at 900 rpm. Thereto was added 26 parts by weight of 4,4′-methylenebis (o-chloroaniline) (Iharacamine MT-N, manufactured by Ihara Chemical Co.) previously melted at 120 ° C. Thereafter, stirring was continued for about 1 minute, and the reaction solution was poured into a pan-shaped open mold. When the fluidity of this reaction solution disappeared, it was put in an oven and post-cured at 110 ° C. for 6 hours to obtain a polyurethane foam block. This polyurethane foam block was sliced using a band saw type slicer (manufactured by Fecken) to obtain a polyurethane foam sheet. Next, this sheet was subjected to surface buffing to a predetermined thickness using a buffing machine (manufactured by Amitech Co., Ltd.) to obtain a sheet with adjusted thickness accuracy (sheet thickness: 2.00 mm). The buffed sheet is punched into a predetermined diameter (76 cm), and a groove processing machine (manufactured by Toho Steel Machine Co., Ltd.) is used to make a groove width of 0.40 mm, groove pitch of 3.10 mm, and groove depth of 0.76 mm. Concentric grooves were processed. Thereafter, an opening (56 mm × 20 mm) for fitting the light transmission region into a predetermined position of the grooved sheet was formed to prepare a polishing region. Then, on the surface opposite to the grooved surface of the polishing region, a laminator is used to have an adhesive layer on both surfaces of the substrate, and the surface of the adhesive layer is a release film (adhesive layer) A double-sided tape (Sekisui Chemical Co., Ltd., thickness: 0.15 mm) protected with an arithmetic average roughness Ra of the surface in contact with the substrate is attached while peeling the release film, and further in the polishing region. A light-transmitting region was fitted in the opening and bonded to the double-sided tape to prepare a polishing layer with double-sided tape.

〔研磨パッドの作製〕
表面をバフがけし、コロナ処理したポリエチレンフォーム(東レ社製、トーレペフ、厚さ:0.8mm)からなるクッション層を、作製した両面テープ付き研磨層の接着剤層にラミ機を用いて貼り合わせて研磨シートを作製した。次に、研磨シートのクッション層に両面接着シートを貼り合わせて積層体を得た。その後、積層体のクッション層と両面接着シートのみに60mm×20mmの大きさの開口部を形成して、図2の構造の研磨パッドを作製した。
[Production of polishing pad]
A cushioning layer made of polyethylene foam (Toray Industries Inc., TORAYPEF, thickness: 0.8 mm) buffed and corona-treated is bonded to the adhesive layer of the prepared double-sided taped abrasive layer using a laminator. A polishing sheet was prepared. Next, a double-sided adhesive sheet was bonded to the cushion layer of the polishing sheet to obtain a laminate. Thereafter, an opening having a size of 60 mm × 20 mm was formed only in the cushion layer and the double-sided adhesive sheet of the laminate, and a polishing pad having the structure of FIG. 2 was produced.

実施例2
〔両面テープ付き研磨領域の作製〕
実施例1と同様の方法で研磨領域を作製した。その後、研磨領域の溝加工面と反対側の面に、ラミ機を用いて両面テープを貼り合わせて、両面テープ付き研磨領域を作製した。
Example 2
[Production of polishing area with double-sided tape]
A polished region was produced in the same manner as in Example 1. Thereafter, a double-sided tape was attached to the surface of the polishing region opposite to the grooved surface using a laminating machine to prepare a polishing region with a double-sided tape.

〔研磨パッドの作製〕
表面をバフがけし、コロナ処理したポリエチレンフォーム(東レ社製、トーレペフ、厚さ:0.8mm)からなるクッション層を、作製した両面テープ付き研磨領域の接着剤層にラミ機を用いて貼り合わせて研磨シートを作製した。次に、研磨シートに60mm×20mmの大きさの開口部を形成した。その後、基材の両面に接着剤層を有しており、前記接着剤層の表面が離型フィルム(接着剤層と接する表面の算術平均粗さRa:0.17μm)で保護された両面接着シート(基材:ポリエチレンテレフタレート、厚さ25μm)を、離型フィルムを剥離しながら、研磨シートのクッション層にラミ機を用いて貼り合わせて積層体を得た。その後、積層体の開口部に実施例1で作製した光透過領域をはめ込んで前記両面接着シートに貼り合せて、図3の構造の研磨パッドを作製した。
[Production of polishing pad]
A cushion layer made of polyethylene foam (Toray Industries, Toraypef, thickness: 0.8 mm) buffed and corona-treated is bonded to the adhesive layer in the polishing area with double-sided tape using a laminator. A polishing sheet was prepared. Next, an opening having a size of 60 mm × 20 mm was formed in the polishing sheet. Thereafter, both sides of the substrate have adhesive layers, and the surfaces of the adhesive layers are protected by a release film (the arithmetic average roughness Ra of the surface in contact with the adhesive layer Ra: 0.17 μm). A sheet (base material: polyethylene terephthalate, thickness 25 μm) was bonded to the cushion layer of the polishing sheet with a laminator while peeling the release film to obtain a laminate. Thereafter, the light transmissive region produced in Example 1 was fitted into the opening of the laminate and bonded to the double-sided adhesive sheet to produce a polishing pad having the structure of FIG.

比較例1
実施例1の両面テープ付き研磨層の作製において、基材の両面に接着剤層を有しており、前記接着剤層の表面が離型フィルム(接着剤層と接する表面の算術平均粗さRa:1.5μm)で保護された両面テープ(基材:ポリエチレンテレフタレート、厚さ25μm)を用いた以外は実施例1と同様の方法で図2の構造の研磨パッドを作製した。
Comparative Example 1
In preparation of the polishing layer with a double-sided tape of Example 1, it has an adhesive layer on both surfaces of the base material, and the surface of the adhesive layer is a release film (the arithmetic average roughness Ra of the surface in contact with the adhesive layer) A polishing pad having the structure of FIG. 2 was prepared in the same manner as in Example 1 except that a double-sided tape protected with 1.5 μm) (base material: polyethylene terephthalate, thickness 25 μm) was used.

Figure 2016066781
Figure 2016066781

本発明の研磨パッドは、レンズ、反射ミラー等の光学材料やシリコンウエハ、ハードディスク用のガラス基板、アルミ基板、及び一般的な金属研磨加工等の高度の表面平坦性を要求される材料の平坦化加工に用いられる。本発明の研磨パッドは、特にシリコンウエハ並びにその上に酸化物層、金属層等が形成されたデバイスを、さらにこれらの酸化物層や金属層を積層・形成する前に平坦化する工程に好適に使用される。   The polishing pad of the present invention is used to flatten optical materials such as lenses and reflection mirrors, silicon wafers, glass substrates for hard disks, aluminum substrates, and materials that require high surface flatness such as general metal polishing. Used for processing. The polishing pad of the present invention is particularly suitable for a step of planarizing a silicon wafer and a device having an oxide layer, a metal layer, etc. formed thereon, before further laminating and forming these oxide layers and metal layers. Used for.

1:研磨パッド
2:研磨定盤
3:研磨剤(スラリー)
4:被研磨材(半導体ウエハ)
5:支持台(ポリシングヘッド)
6、7:回転軸
8:研磨領域
9:光透過領域
10、13、16:開口部
11:接着部材
12:支持層
14:開口部における接着部材又は両面接着シートの裏面
15:両面接着シート
1: Polishing pad 2: Polishing surface plate 3: Abrasive (slurry)
4: Material to be polished (semiconductor wafer)
5: Support base (polishing head)
6, 7: Rotating shaft 8: Polishing area 9: Light transmission area 10, 13, 16: Opening 11: Adhesive member 12: Support layer 14: Back surface of adhesive member or double-sided adhesive sheet in opening 15: Double-sided adhesive sheet

Claims (4)

研磨領域及び光透過領域を有する研磨層と開口部を有する支持層とが、前記光透過領域と前記開口部とが重なるように接着部材を介して積層されている研磨パッドにおいて、前記開口部における前記接着部材の裏面の算術平均粗さRaが1μm以下であることを特徴とする研磨パッド。 In the polishing pad in which a polishing layer having a polishing region and a light transmission region and a support layer having an opening are laminated via an adhesive member so that the light transmission region and the opening overlap, A polishing pad, wherein an arithmetic mean roughness Ra of the back surface of the adhesive member is 1 μm or less. 前記接着部材は、接着剤層、又は基材の両面に接着剤層を有する両面テープである請求項1記載の研磨パッド。 The polishing pad according to claim 1, wherein the adhesive member is an adhesive layer or a double-sided tape having an adhesive layer on both surfaces of a substrate. 研磨領域、接着部材、支持層、及び両面接着シートがこの順で積層されており、研磨領域、接着部材、及び支持層を貫く開口部内かつ前記両面接着シート上に光透過領域が設けられている研磨パッドにおいて、前記開口部における前記両面接着シートの裏面の算術平均粗さRaが1μm以下であることを特徴とする研磨パッド。 The polishing region, the adhesive member, the support layer, and the double-sided adhesive sheet are laminated in this order, and the light transmission region is provided in the opening that penetrates the polishing region, the adhesive member, and the support layer and on the double-sided adhesive sheet. In the polishing pad, the arithmetic average roughness Ra of the back surface of the double-sided adhesive sheet in the opening is 1 μm or less. 請求項1〜3のいずれかに記載の研磨パッドを用いて半導体ウエハの表面を研磨する工程を含む半導体デバイスの製造方法。

The manufacturing method of a semiconductor device including the process of grind | polishing the surface of a semiconductor wafer using the polishing pad in any one of Claims 1-3.

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