JP2016074046A - Polishing pad - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a polishing pad which prevents peeling during use and can suppress a terminal point detection error in conjunction with deterioration of light transmissivity from an initial use to an end, and provide a manufacturing method of a semiconductor device using the polishing pad.SOLUTION: A polishing pad 1 includes a polishing layer having a polishing region 8 and a light transmission region 11. The light transmission region 11 has a convex curved surface on a front surface side of the polishing region 8. A topmost part 13 of the curved surface of the light transmission region 11 is positioned on the same plane as the front surface 14 of the polishing region or higher than the front surface 14 of the polishing region.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、ウエハ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、及び当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 used when planarizing unevenness on a wafer surface by chemical mechanical polishing (CMP), and more specifically, a window (light transmission region) for detecting a polishing state or the like by optical means. The present invention relates to a polishing pad having a semiconductor device 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.

CMPで一般的に使用する研磨装置は、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、被研磨体(ウエハなど)4を支持する支持台(ポリシングヘッド)5とウエハの均一加圧を行うためのバッキング材と、研磨剤3の供給機構を備えている。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と被研磨体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、被研磨体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。   As shown in FIG. 1, for example, a polishing apparatus generally used in CMP includes a polishing surface plate 2 that supports a polishing pad 1 and a support base (polishing head) 5 that supports an object to be polished (wafer or the like) 4. And a backing material for uniformly pressing the wafer and a supply mechanism for the abrasive 3. 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 object to be polished 4 supported on each of the polishing surface plate 2 and the support base 5 are opposed to each other, and are provided with rotating shafts 6 and 7 respectively. Further, a pressing mechanism for pressing the object to be polished 4 against the polishing pad 1 is provided on the support base 5 side.

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.

このような方法では、ウエハの表面層の厚さの変化をモニターして、表面凹凸の近似的な深さを知ることによって終点が決定される。このような厚さの変化が凹凸の深さに等しくなった時点で、CMPプロセスを終了させる。また、このような光学的手段による研磨の終点検知法およびその方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きた(特許文献1〜4)。   In such a method, the end point is determined by monitoring the change in the thickness of the surface layer of the wafer and knowing the approximate depth of the surface irregularities. When such a change in thickness becomes equal to the depth of the unevenness, the CMP process is terminated. Moreover, various things have been proposed about the polishing end point detection method by such optical means and the polishing pad used in the method (Patent Documents 1 to 4).

特開2014−104521号公報JP 2014-104521 A 特表2007−506280号公報Special table 2007-506280 gazette 特開2008−221441号公報JP 2008-222141 A 特開2003−285259号公報JP 2003-285259 A

前記特許文献1、2に記載の研磨パッドの光透過領域の表面は研磨領域よりも低いため、使用初期から使用末期まで光透過領域は被研磨対象物に接しない。そのため、光透過領域が剥離する虞はないものの、研磨中に研磨領域よりも低くなっている光透過領域にスラリーが溜まり、次第に光透過率が低下する。そのため、初期の光透過率(光反射率)に対応したプログラムにより終点検知を行うと、研磨パッドの使用中期から終盤にかけて光透過率が低下し、終点検出エラーが発生するという問題があった。   Since the surface of the light transmission region of the polishing pad described in Patent Documents 1 and 2 is lower than the polishing region, the light transmission region does not contact the object to be polished from the initial use to the final use. Therefore, although there is no possibility that the light transmission region is peeled off, the slurry accumulates in the light transmission region that is lower than the polishing region during polishing, and the light transmittance gradually decreases. Therefore, when the end point is detected by a program corresponding to the initial light transmittance (light reflectance), there is a problem that the light transmittance is lowered from the middle stage of use of the polishing pad to the end stage, and an end point detection error occurs.

前記特許文献3は、光透過領域をサンドブラスト等で粗面化処理するため、製造工程が煩雑になりコストが高くなる。また、当該サンドブラスト等により異物が混入する虞がある。   In Patent Document 3, since the light transmission region is roughened by sandblasting or the like, the manufacturing process becomes complicated and the cost increases. Moreover, there is a possibility that foreign matter may be mixed in by sandblasting or the like.

前記特許文献4に記載の研磨パッドは、研磨面側の硬度が低いため、ドレス処理時のコンディショナーが食い込み易く摩耗し易い。そのため、前記特許文献4に記載の研磨パッドは、使用初期は凸部となっているが、使用経過と共に窓部が凹部となり、スラリー溜りが生じ光透過性に悪影響を与えるという問題があった。また、前記特許文献4に記載の研磨パッドは、軟質透光層と硬質透光層の積層部分で光散乱が生じ易いため、光透過性に劣る問題が有った。   Since the polishing pad described in Patent Document 4 has a low hardness on the polishing surface side, the conditioner at the time of dressing tends to bite and wear easily. For this reason, the polishing pad described in Patent Document 4 is a convex portion in the initial stage of use, but the window portion becomes a concave portion as the use progresses, and there is a problem that slurry accumulation occurs and the light transmittance is adversely affected. In addition, the polishing pad described in Patent Document 4 has a problem of inferior light transmittance because light scattering is likely to occur in the laminated portion of the soft light-transmitting layer and the hard light-transmitting layer.

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、使用中に剥がれにくく、使用初期から終盤まで光透過率の低下に伴う終点検出エラーを抑制できる研磨パッドを提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a polishing pad that can hardly be peeled off during use and can suppress an end point detection error accompanying a decrease in light transmittance from the initial use to the final stage. To do.

本発明は、研磨領域及び光透過領域を有する研磨層を備えた研磨パッドであって、前記光透過領域が、前記研磨領域の表面側に凸状の曲面を有し、前記光透過領域の曲面の最頂部が、前記研磨領域の表面と同一平面上又は前記研磨領域の表面よりも上に位置する、研磨パッドである。   The present invention is a polishing pad comprising a polishing layer having a polishing region and a light transmission region, wherein the light transmission region has a convex curved surface on the surface side of the polishing region, and the curved surface of the light transmission region Is a polishing pad located on the same plane as the surface of the polishing region or above the surface of the polishing region.

本発明によれば、使用中に剥がれにくく、使用初期から終盤まで光透過率の低下に伴う終点検出エラーを抑制できる研磨パッドを提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a polishing pad that is difficult to peel off during use, and that can suppress an end point detection error accompanying a decrease in light transmittance from the initial use to the final stage.

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構造の一例を示す概略断面図Schematic sectional view showing an example of the structure of the polishing pad of the present invention 本発明の研磨パッドの構造の一例を示す概略断面図Schematic sectional view showing an example of the structure of the polishing pad of the present invention

本実施形態の研磨パッドは、研磨領域及び光透過領域を有する研磨層を備えた研磨パッドであって、前記光透過領域が、前記研磨領域の表面側に凸状の曲面を有し、前記光透過領域の曲面の最頂部が、前記研磨領域の表面と同一平面上又は前記研磨領域の表面よりも上に位置する。本実施形態の研磨パッドによれば、使用中に剥がれにくく、使用初期から終盤まで光透過率の低下に伴う終点検出エラーを抑制できる。この様な効果を奏する理由は以下のように考えられる。   The polishing pad of this embodiment is a polishing pad provided with a polishing layer having a polishing region and a light transmission region, and the light transmission region has a convex curved surface on the surface side of the polishing region, and the light The topmost part of the curved surface of the transmission region is located on the same plane as the surface of the polishing region or above the surface of the polishing region. According to the polishing pad of the present embodiment, it is difficult to peel off during use, and an end point detection error accompanying a decrease in light transmittance can be suppressed from the initial use to the final stage. The reason for such an effect is considered as follows.

前記のように、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。本実施形態の研磨パッドでは、前記光透過領域が、前記研磨領域の表面側に凸状の曲面を有し、前記光透過領域の最頂部が、前記研磨領域の表面と同一平面上又は前記研磨領域の表面よりも上に位置するため、研磨領域のブレークイン(パッドコンディショナーによるドレス)時に当該最頂部もドレスされ、傷が付く。これにより、初期の光透過率(光反射率)に対応したプログラムにより終点検知を行う場合であっても、研磨パッドの使用初期から終盤まで光透過率の変化を抑制することが出来るため、光透過率の変化に起因する終点検出エラーを抑制することができる。また、本実施形態の研磨パッドは、使用中は研磨領域の表面と光透過領域の表面とが実質的に同一平面上に有るため、光透過領域は使用中に剥がれにくい。   As described above, the optical detection means specifically means that a light beam is irradiated onto a wafer through a window (light transmission region) through a polishing pad and an interference signal generated by the reflection is monitored. This is a method for detecting the end point. In the polishing pad of this embodiment, the light transmission region has a convex curved surface on the surface side of the polishing region, and the top of the light transmission region is flush with the surface of the polishing region or the polishing Since it is located above the surface of the region, the top is also dressed and damaged when the polishing region breaks in (dressing with a pad conditioner). As a result, even when the end point is detected by a program corresponding to the initial light transmittance (light reflectance), the change in light transmittance can be suppressed from the initial use to the end of the polishing pad. An end point detection error due to a change in transmittance can be suppressed. Moreover, since the polishing pad of this embodiment has the surface of the polishing region and the surface of the light transmission region on substantially the same plane during use, the light transmission region is difficult to peel off during use.

本実施形態の研磨パッドは、前記研磨層のみであってもよく、前記研磨領域と他の層(例えばクッション層、接着剤層、及び支持フィルムなど)との積層体であってもよい。   The polishing pad of this embodiment may be only the polishing layer, or may be a laminate of the polishing region and other layers (for example, a cushion layer, an adhesive layer, and a support film).

図2は、本実施形態の研磨パッドの構造の一例を示す概略断面図である。図2に示すように、本実施形態の研磨パッド1は、研磨領域8及びクッション層9が積層されており、研磨領域8の開口部10内に光透過領域11が設けられている。開口部10は、クッション層9に設けられた貫通孔12と重なるように設けられている。前記光透過領域11は、前記研磨領域8の表面14側(研磨面側)に凸状の曲面を有し、前記光透過領域11の曲面の最頂部13が、前記研磨領域8の表面14よりも上に位置する。   FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing an example of the structure of the polishing pad of the present embodiment. As shown in FIG. 2, the polishing pad 1 of this embodiment has a polishing region 8 and a cushion layer 9 laminated, and a light transmission region 11 is provided in an opening 10 of the polishing region 8. The opening 10 is provided so as to overlap with the through hole 12 provided in the cushion layer 9. The light transmission region 11 has a convex curved surface on the surface 14 side (polishing surface side) of the polishing region 8, and the topmost portion 13 of the curved surface of the light transmission region 11 is more than the surface 14 of the polishing region 8. Also located on the top.

図3は、本実施形態の研磨パッドの構造の一例を示す概略断面図である。図3に示すように、本実施形態の研磨パッド1は、研磨領域8及びクッション層9が積層されており、研磨領域8の開口部10内に光透過領域11が設けられている。開口部10は、クッション層9に設けられた貫通孔12と重なるように設けられている。前記光透過領域11は、前記研磨領域8の表面14側(研磨面側)に凸状の曲面を有し、前記光透過領域11の曲面の最頂部13が、前記研磨領域8の表面14と同一平面上に位置する。   FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing an example of the structure of the polishing pad of the present embodiment. As shown in FIG. 3, the polishing pad 1 of the present embodiment has a polishing region 8 and a cushion layer 9 laminated, and a light transmission region 11 is provided in an opening 10 of the polishing region 8. The opening 10 is provided so as to overlap with the through hole 12 provided in the cushion layer 9. The light transmission region 11 has a convex curved surface on the surface 14 side (polishing surface side) of the polishing region 8, and the topmost portion 13 of the curved surface of the light transmission region 11 is in contact with the surface 14 of the polishing region 8. Located on the same plane.

<光透過領域> <Light transmission area>

前記光透過領域11の曲面の最頂部13と当該曲面の最低部15の高低差は、ブレークインで光透過領域11に傷を付け、使用初期から終盤まで光透過率の低下に伴う終点検出エラーを抑制する観点から、10〜200μmが好ましく、10〜150μmがより好ましい。   The difference in height between the topmost portion 13 of the curved surface of the light transmitting region 11 and the lowest portion 15 of the curved surface damages the light transmitting region 11 due to break-in, and an end point detection error due to a decrease in light transmittance from the initial use to the final stage. 10 to 200 μm is preferable, and 10 to 150 μm is more preferable.

前記光透過領域11の曲面の最低部15は、ブレークインで光透過領域11に傷を付け、使用初期から終盤まで光透過率の低下に伴う終点検出エラーを抑制する観点、及び研磨時のスクラッチ発生を抑制する観点から、前記研磨領域8の表面14よりも下に位置することが好ましい。前記光透過領域11の曲面の最低部15と前記研磨領域の表面14の高低差は、同様の観点から、10〜200μmが好ましく、30〜200μmがより好ましい。   The lowest part 15 of the curved surface of the light transmission region 11 is scratched on the light transmission region 11 due to break-in, and suppresses an end point detection error due to a decrease in light transmittance from the initial use to the final stage, and scratches during polishing From the viewpoint of suppressing the occurrence, it is preferable to be positioned below the surface 14 of the polishing region 8. From the same viewpoint, the height difference between the lowest surface portion 15 of the curved surface of the light transmission region 11 and the surface 14 of the polishing region is preferably 10 to 200 μm, and more preferably 30 to 200 μm.

光透過領域11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する観点から、波長660nmの光透過率が10%以上である材料を用いることが好ましく、50%以上である材料を用いることがより好ましい。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。なお、本明細書において、光透過率は実施例に記載の方法により測定する。   The material for forming the light transmission region 11 is not particularly limited, but a material having a light transmittance of 10% or more at a wavelength of 660 nm is used from the viewpoint of enabling highly accurate optical end point detection in a state where polishing is performed. It is preferable to use a material that is 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. In addition, in this specification, light transmittance is measured by the method as described in an Example.

光透過領域11の形成材料は、研磨領域8の形成材料と同じもの、又は研磨領域8の物性に類似する材料を用いることが好ましい。特に、ポリウレタン樹脂を用いることが好ましい。   As the material for forming the light transmission region 11, it is preferable to use the same material as that for the polishing region 8 or a material similar to the physical properties of the polishing region 8. In particular, it is preferable to use a polyurethane resin.

前記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など)、及び鎖延長剤からなるものである。   The polyurethane resin comprises an isocyanate component, a polyol component (high molecular weight polyol, low molecular weight polyol, etc.), and a chain extender.

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、ヘキサメチレンジイソシアネート、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等が挙げられる。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。   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, Examples include p-phenylene diisocyanate, m-phenylene diisocyanate, p-xylylene diisocyanate, m-xylylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, 1,4-cyclohexane diisocyanate, 4,4′-dicyclohexylmethane diisocyanate, and isophorone 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、ポリテトラメチレンエーテルグリコールに代表されるポリエ−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、次いで得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、及びポリヒド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 a polyether polyol represented by polytetramethylene ether glycol, a polyester polyol represented by polybutylene adipate, a polycaprolactone polyol, a reaction product of a polyester glycol such as polycaprolactone and an alkylene carbonate, and the like. Exemplified polyester polycarbonate polyol, polyester polycarbonate polyol obtained by reacting ethylene carbonate with polyhydric alcohol and then reacting the obtained reaction mixture with organic dicarboxylic acid, and polycarbonate obtained by transesterification reaction between polyhydroxyl compound and aryl carbonate A polyol etc. are mentioned. These may be used alone or in combination of two or more.

また、ポリオール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、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,4−ビス(2−ヒドロキシエトキシ)ベンゼン等の低分子量ポリオールを併用してもよい。   In addition to the high molecular weight polyols described above as polyols, ethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-propylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, neopentyl glycol, 1, Low molecular weight polyols such as 4-cyclohexanedimethanol, 3-methyl-1,5-pentanediol, diethylene glycol, triethylene glycol, and 1,4-bis (2-hydroxyethoxy) benzene may be used in combination.

鎖延長剤としては、エチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,4−ビス(2−ヒドロキシエトキシ)ベンゼン等の低分子量ポリオール類、あるいは2,4−トルエンジアミン、2,6−トルエンジアミン、3 ,5 −ジエチル−2 ,4 −トルエンジアミン、4,4’−ジ−sec−ブチルージアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、3,3’−ジクロロ−4,4’−ジアミノジフェニルメタン、2,2’,3,3’−テトラクロロ−4,4’−ジアミノジフェニルメタン、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、3,3’−ジエチル−4,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−メチレン−ビス−メチルアンスラニレート、4,4’−メチレン−ビス−アンスラニリックアシッド、4,4’−ジアミノジフェニルスルフォン、N,N’−ジ−sec−ブチル−p−フェニレンジアミン、4,4’−メチレン−ビス(3−クロロ−2,6−ジエチルアニリン)、4,4’−メチレンビス(o−クロロアニリン)、3,3’−ジクロロ−4,4’−ジアミノ−5,5’−ジエチ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、トリメチレングリコールージ−p−アミノベンゾエート、3,5−ビス(メチルチオ)−2,4−トルエンジアミン等に例示されるポリアミン類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。ただし、ポリアミン類については自身が着色していたり、これらを用いてなる樹脂が着色する場合も多いため、物性や光透過性を損なわない程度に配合することが好ましい。また、芳香族炭化水素基を有する化合物を用いると短波長側での光透過率が低下する傾向にあるため、このような化合物を用いないことが特に好ましい。また、ハロゲン基やチオ基などの電子供与性基又は電子吸引性基が芳香環等に結合している化合物は、光透過率が低下する傾向にあるため、このような化合物を用いないことが特に好ましい。ただし、短波長側に要求される光透過性を損なわない程度に配合してもよい。   Chain extenders include ethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-propylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, neopentyl glycol, 1,4-cyclohexanedimethanol, 3 -Low molecular weight polyols such as methyl-1,5-pentanediol, diethylene glycol, triethylene glycol, 1,4-bis (2-hydroxyethoxy) benzene, or 2,4-toluenediamine, 2,6-toluenediamine, 3,5-diethyl-2,4-toluenediamine, 4,4′-di-sec-butyl-diaminodiphenylmethane, 4,4′-diaminodiphenylmethane, 3,3′-dichloro-4,4′-diaminodiphenylmethane, 2,2 ′, 3,3′-tetrachloro-4,4′-diamino Phenylmethane, 4,4'-diamino-3,3'-diethyl-5,5'-dimethyldiphenylmethane, 3,3'-diethyl-4,4'-diaminodiphenylmethane, 4,4'-methylene-bis-methyl Anthranilate, 4,4'-methylene-bis-anthranilic acid, 4,4'-diaminodiphenylsulfone, N, N'-di-sec-butyl-p-phenylenediamine, 4,4'-methylene- Bis (3-chloro-2,6-diethylaniline), 4,4′-methylenebis (o-chloroaniline), 3,3′-dichloro-4,4′-diamino-5,5′-diethyldiphenylmethane, 1 , 2-bis (2-aminophenylthio) ethane, trimethylene glycol di-p-aminobenzoate, 3,5-bis (methylthio) -2,4- Polyamines exemplified by toluenediamine and the like can be mentioned. These may be used alone or in combination of two or more. However, since the polyamines are often colored themselves or resins formed using these are colored in many cases, it is preferable to blend them so as not to impair the physical properties and light transmittance. In addition, when a compound having an aromatic hydrocarbon group is used, the light transmittance on the short wavelength side tends to be lowered. Therefore, it is particularly preferable not to use such a compound. In addition, a compound in which an electron donating group such as a halogen group or a thio group or an electron withdrawing group is bonded to an aromatic ring or the like tends to decrease the light transmittance. Therefore, such a compound may not be used. Particularly preferred. However, you may mix | blend to such an extent that the light transmittance requested | required by the short wavelength side is not impaired.

前記ポリウレタン樹脂における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、各々の分子量やこれらから製造される光透過領域の所望物性などにより適宜変更できる。ポリオールと鎖延長剤の合計官能基(水酸基+アミノ基)数に対する有機イソシアネートのイソシアネート基数は、0.95〜1.15であることが好ましく、さらに好ましくは0.99〜1.10である。前記ポリウレタン樹脂は、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 ratio of the isocyanate component, the polyol component, and the chain extender in the polyurethane resin can be appropriately changed depending on the molecular weight of each and the desired physical properties of the light transmission region produced therefrom. The number of isocyanate groups of the organic isocyanate relative to the total number of functional groups (hydroxyl group + amino group) of the polyol and the chain extender is preferably 0.95 to 1.15, more preferably 0.99 to 1.10. The polyurethane resin can be manufactured by applying a known urethanization technique such as a melting method or a solution method, but it is preferable to manufacture the polyurethane resin by a melting method in consideration of cost, working environment, and the like.

前記ポリウレタン樹脂の重合手順としては、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、研磨時のポリウレタン樹脂の安定性及び透明性の観点から、事前に有機イソシアネートとポリオール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好ましい。また、前記プレポリマーのNCO重量%は2〜8重量%程度であることが好ましく、さらに好ましくは3〜7重量%程度である。NCO重量%が2重量%未満の場合には、反応硬化に時間がかかりすぎて生産性が低下する傾向にあり、一方NCO重量%が8重量%を超える場合には、反応速度が速くなり過ぎて空気の巻き込み等が発生し、ポリウレタン樹脂の透明性や光透過率等の物理特性が悪くなる傾向にある。なお、光透過領域に気泡がある場合には、光の散乱により反射光の減衰が大きくなり研磨終点検出精度や膜厚測定精度が低下する傾向にある。したがって、このような気泡を除去して光透過領域を無発泡体にするために、前記材料を混合する前に10Torr以下に減圧することにより材料中に含まれる気体を十分に除去することが好ましい。また、混合後の撹拌工程においては気泡が混入しないように、通常用いられる撹拌翼式ミキサーの場合には、回転数100rpm以下で撹拌することが好ましい。また、撹拌工程においても減圧下で行うことが好ましい。さらに、自転公転式混合機は、高回転でも気泡が混入しにくいため、該混合機を用いて撹拌、脱泡を行うことも好ましい方法である。   As the polymerization procedure of the polyurethane resin, either a prepolymer method or a one-shot method is possible. From the viewpoint of stability and transparency of the polyurethane resin during polishing, an isocyanate-terminated prepolymer from an organic isocyanate and a polyol in advance. Is preferably synthesized, and a prepolymer method in which a chain extender is reacted with this is preferred. Moreover, it is preferable that the NCO weight% of the said prepolymer is about 2 to 8 weight%, More preferably, it is about 3 to 7 weight%. If the NCO wt% is less than 2 wt%, the reaction curing tends to take too much time and the productivity tends to decrease. On the other hand, if the NCO wt% exceeds 8 wt%, the reaction rate becomes too fast. As a result, air entrainment or the like occurs, and physical properties such as transparency and light transmittance of the polyurethane resin tend to deteriorate. When there are bubbles in the light transmission region, the attenuation of the reflected light increases due to light scattering, and the polishing end point detection accuracy and the film thickness measurement accuracy tend to decrease. Therefore, in order to remove such bubbles and make the light transmission region non-foamed, it is preferable to sufficiently remove the gas contained in the material by reducing the pressure to 10 Torr or less before mixing the material. . Moreover, in the stirring process after mixing, in the case of the stirring blade type mixer normally used, it is preferable to stir at the rotation speed of 100 rpm or less so that bubbles may not mix. In addition, the stirring step is preferably performed under reduced pressure. Furthermore, since the rotation and revolution type mixer is difficult to mix bubbles even at high rotation, it is also preferable to perform stirring and defoaming using the mixer.

光透過領域11は、ブレークインで光透過領域11に傷を付け、使用初期から終盤まで光透過率の低下に伴う終点検出エラーを抑制する観点から、アスカーD硬度が48〜75度であることが好ましく、52〜75度がより好ましい。   The light transmission region 11 has a Asker D hardness of 48 to 75 degrees from the viewpoint of scratching the light transmission region 11 by break-in and suppressing an end point detection error accompanying a decrease in light transmittance from the initial use to the final stage. Is preferable, and 52-75 degree | times is more preferable.

使用前(ブレークインしていない状態)の研磨パッド1における前記光透過領域11の波長660nmの光透過率は、使用初期から終盤まで光透過率の低下に伴う終点検出エラーを抑制する観点から、10〜80%が好ましく、45〜80%がより好ましい。   From the viewpoint of suppressing an end point detection error accompanying a decrease in light transmittance from the initial use to the final stage, the light transmittance at a wavelength of 660 nm of the light transmission region 11 in the polishing pad 1 before use (in a state where no break-in is performed) 10-80% is preferable and 45-80% is more preferable.

ブレークイン後かつ研磨工程で使用していない研磨パッド1における前記光透過領域11の波長660nmの光透過率は、使用初期から終盤まで光透過率の低下に伴う終点検出エラーを抑制する観点から、10〜45%が好ましく、15〜30%がより好ましい。   The light transmittance of the light transmission region 11 in the polishing pad 1 that is not used in the polishing step after the break-in is from the viewpoint of suppressing an end point detection error associated with a decrease in light transmittance from the initial use to the final stage. 10 to 45% is preferable, and 15 to 30% is more preferable.

研磨工程で使用中の研磨パッド1における前記光透過領域11の波長660nmの光透過率は、使用初期から終盤まで光透過率の低下に伴う終点検出エラーを抑制する観点から、10〜45%が好ましく、15〜30%がより好ましい。   The light transmittance at a wavelength of 660 nm of the light transmitting region 11 in the polishing pad 1 being used in the polishing step is 10 to 45% from the viewpoint of suppressing an end point detection error accompanying a decrease in light transmittance from the initial use to the final stage. Preferably, 15 to 30% is more preferable.

研磨パッドの使用初期から終盤までの光透過率の変化率は、使用初期から終盤まで光透過率の低下に伴う終点検出エラーを抑制する観点から、50%以下が好ましく、30%以下がより好ましい。なお、研磨パッドの使用初期から終盤までの光透過率の変化率は、下記式(1)で求められる。   The light transmittance change rate from the initial use to the final stage of the polishing pad is preferably 50% or less, more preferably 30% or less, from the viewpoint of suppressing an end point detection error accompanying a decrease in the light transmittance from the initial use to the final stage. . In addition, the change rate of the light transmittance from the initial stage of use of the polishing pad to the final stage can be obtained by the following formula (1).

光透過率の変化率(%)=〔(A−B)/A〕×100 (1)
(Aはブレークイン後の研磨パッドにおける光透過領域の波長660nmでの光透過率を表し、Bは使用中及び/又は使用後の研磨パッドにおける光透過領域の波長660nmでの光透過率を表す。)
Change rate of light transmittance (%) = [(A−B) / A] × 100 (1)
(A represents the light transmittance at a wavelength of 660 nm of the light transmitting region in the polishing pad after break-in, and B represents the light transmittance at a wavelength of 660 nm of the light transmitting region in the polishing pad during and / or after use. .)

光透過領域11の作製方法は特に制限されず、公知の方法により作製できる。当該方法としては、例えば、樹脂のブロックをバンドソー方式やカンナ方式のスライサーを用いて所定の形状に成型する方法や、所定の形状の金型に樹脂を流し込み硬化させる方法や、遠心成形法で成形して得られた樹脂のシートを所定の形状に打ち抜く方法等が挙げられる。これらの中でも、遠心成形法で成形して得られた樹脂のシートを所定の形状に打ち抜く方法が好ましい。当該遠心成形法に用いられる遠心成形機及び金型は、従来公知のものを用いることができる。従来公知の遠心成形法の例としては、高速で回転する加熱した円筒形状の金型に、光透過領域を構成する組成物を流し込み、加熱、硬化させることが挙げられる。当該遠心成形時、回転軸側の樹脂の表面(内側)は雰囲気であり、樹脂は金型等に触れないため、得られた円筒形状の樹脂の内側の表面は鏡面(表面粗さRa0.5μm以下)になる。得られた円筒形状の樹脂を軸方向に切断して得られたシートを所定の形状に打ち抜いて得られた光透過領域を、遠心成形時に内側だった面(鏡面(表面粗さRa0.5μm以下))が研磨面の反対側になるように設けると、光の分散を抑制でき、使用初期から終盤まで光透過率の低下に伴う終点検出エラーをより抑制できるため好ましい。また、遠心成形法で成形して得られた樹脂のシートは、遠心成形時に外側だった方は凸状の曲面を有するため、当該シートを所定の形状に打ち抜けば前記光透過領域11が得られる。そのため、製造コストの面からも好ましい。   The production method of the light transmission region 11 is not particularly limited, and can be produced by a known method. As the method, for example, a resin block is molded into a predetermined shape using a band saw type or canna type slicer, a resin is poured into a predetermined mold and cured, or a centrifugal molding method is used. And a method of punching a resin sheet obtained in a predetermined shape. Among these, a method of punching a resin sheet obtained by molding by a centrifugal molding method into a predetermined shape is preferable. A conventionally well-known thing can be used for the centrifugal molding machine and metal mold | die used for the said centrifugal molding method. As an example of a conventionally known centrifugal molding method, a composition constituting a light transmission region is poured into a heated cylindrical mold that rotates at high speed, and is heated and cured. At the time of the centrifugal molding, the surface (inside) of the resin on the rotating shaft side is an atmosphere, and the resin does not touch the mold or the like. Therefore, the inside surface of the obtained cylindrical resin has a mirror surface (surface roughness Ra 0.5 μm). The following). A light transmission region obtained by punching a sheet obtained by cutting the obtained cylindrical resin in the axial direction into a predetermined shape is a surface (mirror surface (surface roughness Ra 0.5 μm or less )) Is preferably provided on the opposite side of the polished surface, since dispersion of light can be suppressed and an end point detection error associated with a decrease in light transmittance can be further suppressed from the initial use to the final stage. Further, since the resin sheet obtained by molding by the centrifugal molding method has a convex curved surface on the outside at the time of centrifugal molding, the light transmission region 11 is obtained by punching the sheet into a predetermined shape. It is done. Therefore, it is preferable from the viewpoint of manufacturing cost.

光透過領域11の形状は、前記以外は特に制限されるものではないが、研磨領域8の開口部10と同様の形状、大きさにすることが好ましい。   The shape of the light transmission region 11 is not particularly limited except the above, but is preferably the same shape and size as the opening 10 of the polishing region 8.

<研磨領域>
研磨領域8の形成材料としては、例えば、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ハロゲン系樹脂(ポリ塩化ビニル、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデンなど)、ポリスチレン、オレフィン系樹脂(ポリエチレン、ポリプロピレンなど)、エポキシ樹脂、及び感光性樹脂などが挙げられる。これらは単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。なお、研磨領域8の形成材料は、光透過領域11と同組成でも異なる組成であってもよいが、研磨領域8と光透過領域11の摩耗性差を小さくし、研磨層の耐久性を向上させる観点から、光透過領域11に用いられる形成材料と同種の材料を用いることが好ましい。
<Polishing area>
Examples of the material for forming the polishing region 8 include polyurethane resin, polyester resin, polyamide resin, acrylic resin, polycarbonate resin, halogen-based resin (polyvinyl chloride, polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, etc.), polystyrene, and olefin resin. (Polyethylene, polypropylene, etc.), epoxy resin, photosensitive resin, and the like. These may be used alone or in combination of two or more. The material for forming the polishing region 8 may be the same as or different from that of the light transmission region 11, but it reduces the wear difference between the polishing region 8 and the light transmission region 11 and improves the durability of the polishing layer. From the viewpoint, it is preferable to use the same material as the forming material used for the light transmission region 11.

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8の形成材料として特に好ましい材料である。   Polyurethane resin is a particularly preferable material for forming the polishing region 8 because it is excellent in abrasion resistance and a polymer having desired physical properties can be easily obtained by variously changing the raw material composition.

前記ポリウレタン樹脂は、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など)、及び鎖延長剤からなるものである。   The polyurethane resin comprises an isocyanate component, a polyol component (high molecular weight polyol, low molecular weight polyol, etc.), and a chain extender.

使用するイソシアネート成分は特に制限されず、例えば、前記光透過率で用いることができるイソシアネート成分が挙げられる。   The isocyanate component to be used is not particularly limited, and examples thereof include an isocyanate component that can be used with the light transmittance.

使用する高分子量ポリオールは特に制限されず、例えば、前記光透過率で用いることができる高分子量ポリオールが挙げられる。なお、これら高分子量ポリオールの数平均分子量は、特に限定されるものではないが、得られるポリウレタンの弾性特性等の観点から500〜2000であることが好ましい。数平均分子量が500未満であると、これを用いたポリウレタンは十分な弾性特性を有さず、脆いポリマーとなる。そのためこのポリウレタンから製造される研磨領域8は硬くなりすぎ、ウエハ表面のスクラッチの原因となる。また、摩耗しやすくなるため、パッド寿命の観点からも好ましくない。一方、数平均分子量が2000を超えると、これを用いたポリウレタンは軟らかくなりすぎるため、このポリウレタンから製造される研磨領域8は平坦化特性に劣る傾向にある。   The high molecular weight polyol to be used is not particularly limited, and examples thereof include a high molecular weight polyol that can be used with the light transmittance. In addition, the number average molecular weight of these high molecular weight polyols is not particularly limited, but is preferably 500 to 2000 from the viewpoint of the elastic characteristics of the obtained polyurethane. If the number average molecular weight is less than 500, a polyurethane using the number average molecular weight does not have sufficient elastic properties and becomes a brittle polymer. For this reason, the polishing region 8 manufactured from this polyurethane becomes too hard and causes scratches on the wafer surface. Moreover, since it becomes easy to wear, it is not preferable from the viewpoint of the pad life. On the other hand, if the number average molecular weight exceeds 2000, the polyurethane using this becomes too soft, and the polishing region 8 produced from this polyurethane tends to be inferior in flattening characteristics.

また、ポリオールとしては、高分子量ポリオールの他に、前記光透過率で用いることができる低分子量ポリオールを併用することもできる。   Moreover, as a polyol, the low molecular weight polyol which can be used with the said light transmittance other than high molecular weight polyol can also be used together.

鎖延長剤としては、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、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、4,4’−ジアミノ−3,3’−ジエチルジフェニルメタン、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、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’−テトラエ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、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成分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。   As chain extenders, 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, 1,2-bis (2-aminophenylthio) ethane, 4,4′-diamino- 3,3′-diethyl-5,5′-dimethyldiphenylmethane, N, N′-di-sec-butyl-4,4′-diaminodiphenylmethane, 4, '-Diamino-3,3'-diethyldiphenylmethane, 4,4'-diamino-3,3'-diethyl-5,5'-dimethyldiphenylmethane, 4,4'-diamino-3,3'-diisopropyl-5 5'-dimethyldiphenylmethane, 4,4'-diamino-3,3 ', 5,5'-tetraethyldiphenylmethane, 4,4'-diamino-3,3', 5,5'-tetraisopropyldiphenylmethane, m-xyl Examples include polyamines exemplified by range amine, N, N′-di-sec-butyl-p-phenylenediamine, m-phenylenediamine, and p-xylylenediamine, or the low molecular weight polyol component described above. it can. These may be used alone or in combination of two or more.

前記ポリウレタン樹脂における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、各々の分子量やこれらから製造される研磨領域8の所望物性などにより種々変え得る。研磨特性に優れる研磨領域8を得るためには、ポリオール成分と鎖延長剤の合計官能基(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0.95〜1.15であることが好ましく、さらに好ましくは0.99〜1.10である。   The ratio of the isocyanate component, the polyol component, and the chain extender in the polyurethane resin can be variously changed depending on the molecular weight of each and the desired physical properties of the polishing region 8 produced therefrom. In order to obtain a polishing region 8 having excellent polishing characteristics, the number of isocyanate groups of the isocyanate component relative to the total number of functional groups (hydroxyl group + amino group) of the polyol component and the chain extender is preferably 0.95 to 1.15. More preferably, it is 0.99 to 1.10.

ポリウレタン樹脂は、前記方法と同様の方法により製造することができる。なお、必要に応じてポリウレタン樹脂に酸化防止剤等の安定剤、界面活性剤、滑剤、顔料、中実ビーズや水溶性粒子やエマルション粒子等の充填剤、帯電防止剤、研磨砥粒、その他の添加剤を添加してもよい。   The polyurethane resin can be produced by the same method as described above. In addition, stabilizers such as antioxidants, surfactants, lubricants, pigments, solid beads, fillers such as water-soluble particles and emulsion particles, antistatic agents, abrasive grains, and other materials as necessary. Additives may be added.

研磨領域8は、微細発泡体であることが好ましい。微細発泡体にすることにより表面の微細孔にスラリーを保持することができ、研磨速度を大きくすることができる。   The polishing region 8 is preferably a fine foam. By using a fine foam, the slurry can be held in the fine pores on the surface, and the polishing rate can be increased.

ポリウレタン樹脂を微細発泡させる方法は特に制限されないが、例えば中空ビーズを添加する方法、機械的発泡法、及び化学的発泡法等により発泡させる方法などが挙げられる。なお、各方法を併用してもよいが、特にポリアルキルシロキサンとポリエーテルとの共重合体であるシリコーン系界面活性剤を使用した機械的発泡法が好ましい。該シリコーン系界面活性剤としては、SH−192、L−5340(東レダウコーニング社製)等が好適な化合物として例示される。   The method of finely foaming the polyurethane resin is not particularly limited, and examples thereof include a method of adding hollow beads, a method of foaming by a mechanical foaming method, a chemical foaming method, and the like. In addition, although each method may be used together, the mechanical foaming method using the silicone type surfactant which is a copolymer of polyalkylsiloxane and polyether is especially preferable. Examples of the silicone surfactant include SH-192, L-5340 (manufactured by Toray Dow Corning) and the like as suitable compounds.

微細気泡タイプのポリウレタン発泡体を製造する方法の例について以下に説明する。かかるポリウレタン発泡体の製造方法は、以下の工程を有する。
1)イソシアネート末端プレポリマーの気泡分散液を作製する発泡工程
イソシアネート末端プレポリマー(第1成分)にシリコーン系界面活性剤を添加し、非反応性気体の存在下で撹拌し、非反応性気体を微細気泡として分散させて気泡分散液とする。前記プレポリマーが常温で固体の場合には適宜の温度に予熱し、溶融して使用する。
2)硬化剤(鎖延長剤)混合工程
上記の気泡分散液に鎖延長剤(第2成分)を添加、混合、撹拌して発泡反応液とする。
3)注型工程
上記の発泡反応液を金型に流し込む。
4)硬化工程
金型に流し込まれた発泡反応液を加熱し、反応硬化させる。
An example of a method for producing a micro-bubble type polyurethane foam will be described below. The manufacturing method of this polyurethane foam has the following processes.
1) Foaming process for producing a cell dispersion of isocyanate-terminated prepolymer A silicone-based surfactant is added to an isocyanate-terminated prepolymer (first component) and stirred in the presence of a non-reactive gas. Disperse as fine bubbles to obtain a cell dispersion. When the prepolymer is solid at normal temperature, it is preheated to an appropriate temperature and melted before use.
2) Curing agent (chain extender) mixing step A chain extender (second component) is added to the above-mentioned cell dispersion, mixed and stirred to obtain a foaming reaction solution.
3) Casting step The above foaming reaction liquid is poured into a mold.
4) Curing process The foaming reaction solution poured into the mold is heated and reacted and cured.

微細気泡を形成するために使用される非反応性気体としては、可燃性でないものが好ましく、具体的には窒素、酸素、炭酸ガス、ヘリウムやアルゴン等の希ガスやこれらの混合気体が例示され、乾燥して水分を除去した空気の使用がコスト的にも最も好ましい。   As the non-reactive gas used to form the fine bubbles, non-flammable gases are preferable, and specific examples include nitrogen, oxygen, carbon dioxide, rare gases such as helium and argon, and mixed gases thereof. The use of air that has been dried to remove moisture is most preferable in terms of cost.

非反応性気体を微細気泡状にしてシリコーン系界面活性剤を含むイソシアネート末端プレポリマーに分散させる撹拌装置としては、公知の撹拌装置を特に限定なく使用可能であり、具体的にはホモジナイザー、ディゾルバー、2軸遊星型ミキサー(プラネタリーミキサー)等が例示される。撹拌装置の撹拌翼の形状も特に限定されないが、ホイッパー型の撹拌翼を使用すると微細気泡が得られるため好ましい。   As a stirring device for making non-reactive gas into fine bubbles and dispersing it in an isocyanate-terminated prepolymer containing a silicone-based surfactant, a known stirring device can be used without particular limitation. Specifically, a homogenizer, a dissolver, A two-axis planetary mixer (planetary mixer) is exemplified. The shape of the stirring blade of the stirring device is not particularly limited, but it is preferable to use a whipper-type stirring blade because fine bubbles can be obtained.

なお、撹拌工程において気泡分散液を作成する撹拌と、混合工程における鎖延長剤を添加して混合する撹拌は、異なる撹拌装置を使用することも好ましい態様である。特に混合工程における撹拌は気泡を形成する撹拌でなくてもよく、大きな気泡を巻き込まない撹拌装置の使用が好ましい。このような撹拌装置としては、遊星型ミキサーが好適である。撹拌工程と混合工程の撹拌装置を同一の撹拌装置を使用しても支障はなく、必要に応じて撹拌翼の回転速度を調整する等の撹拌条件の調整を行って使用することも好適である。   In addition, it is also a preferable aspect to use a different stirring apparatus for the stirring which produces a bubble dispersion liquid in the stirring process, and the stirring which adds and mixes the chain extender in a mixing process. In particular, the stirring in the mixing step may not be stirring that forms bubbles, and it is preferable to use a stirring device that does not involve large bubbles. As such an agitator, a planetary mixer is suitable. There is no problem even if the same stirring device is used as the stirring device for the stirring step and the mixing step, and it is also preferable to adjust the stirring conditions such as adjusting the rotation speed of the stirring blade as necessary. .

ポリウレタン発泡体の製造方法においては、発泡反応液を型に流し込んで流動しなくなるまで反応した発泡体を、加熱、ポストキュアすることは、発泡体の物理的特性を向上させる効果があり、極めて好適である。金型に発泡反応液を流し込んで直ちに加熱オーブン中に入れてポストキュアを行う条件としてもよく、そのような条件下でもすぐに反応成分に熱が伝達されないので、気泡径が大きくなることはない。硬化反応は、常圧で行うと気泡形状が安定するため好ましい。   In the production method of polyurethane foam, heating and post-curing the foam that has reacted until the foaming reaction liquid is poured into the mold and no longer flows is effective in improving the physical properties of the foam and is extremely suitable. It is. The foam reaction solution may be poured into the mold and immediately put into a heating oven for post cure, and heat is not immediately transferred to the reaction components under such conditions, so the bubble size does not increase. . The curing reaction is preferably performed at normal pressure because the bubble shape is stable.

ポリウレタン樹脂の製造において、第3級アミン系、有機スズ系等の公知のポリウレタン反応を促進する触媒を使用してもかまわない。触媒の種類、添加量は、混合工程後、所定形状の型に流し込む流動時間を考慮して選択する。   In the production of the polyurethane resin, a catalyst that promotes a known polyurethane reaction such as a tertiary amine type or an organic tin type may be used. The type and addition amount of the catalyst are selected in consideration of the flow time for pouring into a mold having a predetermined shape after the mixing step.

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

ポリウレタン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、研磨後の研磨対象物(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 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 (flatness) of the polished object (wafer) after polishing tends to decrease.

ポリウレタン発泡体の比重は、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8の表面強度が低下し、研磨対象物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8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 foam is preferably 0.5 to 1.3. When the specific gravity is less than 0.5, the surface strength of the polishing region 8 decreases, and the planarity of the object 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 8 is reduced and the planarity is good, but the polishing rate tends to decrease.

ポリウレタン発泡体の硬度は、アスカーD硬度計にて、45〜70度であることが好ましい。アスカーD硬度が45度未満の場合には、研磨対象物のプラナリティが低下し、また、70度より大きい場合は、プラナリティは良好であるが、研磨対象物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 foam is preferably 45 to 70 degrees as measured by an Asker D hardness meter. When the Asker D hardness is less than 45 degrees, the planarity of the object to be polished is reduced. When the Asker D hardness is more than 70 degrees, the planarity is good but the uniformity of the object to be polished is reduced. There is a tendency.

研磨領域8は、以上のようにして作製されたポリウレタン発泡体を、所定のサイズに裁断して製造される。   The polishing region 8 is produced by cutting the polyurethane foam produced as described above into a predetermined size.

<クッション層>
クッション層9は、研磨領域8の特性を補うものである。クッション層9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研磨対象物を研磨した時のパターン部の平坦性をいい、ユニフォーミティとは、研磨対象物全体の均一性をいう。研磨領域8の特性によって、プラナリティを改善し、クッション層9の特性によってユニフォーミティを改善することを行う。本実施形態の研磨パッド1においては、クッション層9は研磨領域8より柔らかいものを用いることが好ましい。
<Cushion layer>
The cushion layer 9 supplements the characteristics of the polishing region 8. The cushion layer 9 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 polishing object having minute irregularities generated during pattern formation is polished, and uniformity refers to the uniformity of the entire polishing object. The planarity is improved by the characteristics of the polishing region 8, and the uniformity is improved by the characteristics of the cushion layer 9. In the polishing pad 1 of the present embodiment, it is preferable to use a cushion layer 9 that is softer than the polishing region 8.

クッション層9の形成材料は特に制限されないが、例えば、ポリエステル不織布、ナイロン不織布、アクリル不織布などの繊維不織布、ポリウレタンを含浸したポリエステル不織布のような樹脂含浸不織布、ポリウレタンフォーム、ポリエチレンフォームなどの高分子樹脂発泡体、ブタジエンゴム、イソプレンゴムなどのゴム性樹脂、及び感光性樹脂などが挙げられる。   The material for forming the cushion layer 9 is not particularly limited. For example, a fiber nonwoven fabric such as a polyester nonwoven fabric, a nylon nonwoven fabric, and an acrylic nonwoven fabric, a resin-impregnated nonwoven fabric such as a polyester nonwoven fabric impregnated with polyurethane, a polymer resin such as polyurethane foam and polyethylene foam Examples thereof include rubber resins such as foam, butadiene rubber and isoprene rubber, and photosensitive resins.

<研磨パッドの製造方法>
前記研磨パッド1の製造方法は特に制限されない。一例としては、開口部10を設けた研磨領域8と、貫通孔12を設けたクッション層9とを、開口部10と貫通孔12が重なるように両面接着シートの接着剤層にそれぞれ貼り合わせ、その後、開口部10内の両面接着シートの接着剤層に光透過領域11を貼り合わせることにより製造することができる。また、クッション層9の研磨定盤(プラテン)と接着する面には両面テープが設けられていてもよい。
<Polishing pad manufacturing method>
The manufacturing method of the polishing pad 1 is not particularly limited. As an example, the polishing region 8 provided with the opening 10 and the cushion layer 9 provided with the through hole 12 are respectively bonded to the adhesive layer of the double-sided adhesive sheet so that the opening 10 and the through hole 12 overlap each other. Then, it can manufacture by bonding the light transmissive area | region 11 to the adhesive bond layer of the double-sided adhesive sheet in the opening part 10. FIG. Further, a double-sided tape may be provided on the surface of the cushion layer 9 to be bonded to the polishing surface plate (platen).

研磨領域8とクッション層9とを貼り合わせる手段としては、例えば、研磨領域8とクッション層9を両面接着シート(図では省略)で挟み、プレスする方法が挙げられる。両面接着シートは、不織布やフィルム等の基材の両面に接着剤層を設けた一般的な構成を有するものであり、一般的に両面テープと呼ばれるものである。接着剤層の組成としては、例えば、ゴム系接着剤やアクリル系接着剤等が挙げられる。金属イオンの含有量を考慮すると、アクリル系接着剤は金属イオン含有量が少ないため好ましい。また、研磨領域8とクッション層9は組成が異なることもあるため、両面接着シートの各接着剤層の組成を異なるものとし、各層の接着力を適正化することも可能である。   Examples of means for bonding the polishing region 8 and the cushion layer 9 include a method in which the polishing region 8 and the cushion layer 9 are sandwiched between double-sided adhesive sheets (not shown) and pressed. The double-sided adhesive sheet has a general configuration in which an adhesive layer is provided on both sides of a substrate such as a nonwoven fabric or a film, and is generally called a double-sided tape. Examples of the composition of the adhesive layer include rubber adhesives and acrylic adhesives. Considering the content of metal ions, an acrylic adhesive is preferable because the metal ion content is low. Further, since the composition of the polishing region 8 and the cushion layer 9 may be different, the composition of each adhesive layer of the double-sided adhesive sheet can be made different so that the adhesive strength of each layer can be optimized.

開口部10、及び貫通孔12を形成する手段は特に制限されるものではないが、例えば、切削工具でプレス又は研削する方法、炭酸レーザーなどのレーザーを利用する方法、貫通孔の形状を備えた金型に原料を流し込んで硬化させて形成する方法などが挙げられる。なお、開口部10及び貫通孔12の大きさや形状は特に制限されない。   The means for forming the opening 10 and the through-hole 12 are not particularly limited. For example, a method of pressing or grinding with a cutting tool, a method using a laser such as a carbonic acid laser, and the shape of the through-hole are provided. Examples include a method in which a raw material is poured into a mold and cured. In addition, the magnitude | size and shape of the opening part 10 and the through-hole 12 are not restrict | limited in particular.

<半導体デバイスの製造方法>
半導体デバイスは、前記研磨パッド1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5(ポリシングヘッド)とウエハへの均一加圧を行うためのバッキング材と、研磨剤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。
<Semiconductor device manufacturing method>
The semiconductor device is manufactured through a step of polishing the surface of the semiconductor wafer using the polishing pad 1. 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 5 (polishing head) 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、本発明を実施例を上げて説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

<評価方法>
〔光透過領域の曲面の最低部と研磨領域の表面の高低差〕
レーザー変位計(キーエンス社製 LJ−7020K)で任意の6点を測定し、その平均により求めた。
<Evaluation method>
[Level difference between the lowest part of the curved surface of the light transmission area and the surface of the polishing area]
Any six points were measured with a laser displacement meter (LJ-7020K manufactured by Keyence Corporation), and the average was obtained.

〔光透過領域の曲面の最頂部と当該曲面の最低部の高低差〕
接触式デジタルセンサ変位計(キーエンス社製 GT2−H12KLF)で3次元分析を行うことにより、光透過領域の曲面の最頂部と当該曲面の最低部の高低差を求めた。
[Difference in height between the top of the curved surface of the light transmission area and the minimum of the curved surface]
By performing a three-dimensional analysis with a contact-type digital sensor displacement meter (GT2-H12KLF manufactured by Keyence Corporation), the difference in height between the top of the curved surface of the light transmission region and the minimum of the curved surface was determined.

〔使用前の光透過領域の光透過率〕
透過型レーザー判別センサ(キーエンス社製 IB−01)を用い、作製した研磨パッドの光透過領域の光透過率を測定波長域660nmで測定した。
[Light transmittance of light transmission area before use]
Using a transmission type laser discrimination sensor (IB-01 manufactured by Keyence Corporation), the light transmittance of the light transmission region of the manufactured polishing pad was measured in a measurement wavelength region of 660 nm.

〔ブレークイン後の光透過領域の光透過率〕
研磨装置に研磨パッドを装着し、ブレークイン(ドレッサー:旭ダイヤ社製M#100 ドレス条件:DIW(超純水)中で20分間)した後、研磨装置より研磨パッドを外し、「使用前の光透過領域の光透過率」と同様の方法で光透過率を測定した。
[Light transmittance of light transmission area after break-in]
A polishing pad was attached to the polishing apparatus, and after break-in (dresser: M # 100 dressed by Asahi Diamond Co., Ltd .: 20 minutes in DIW (ultra pure water)), the polishing pad was removed from the polishing apparatus. The light transmittance was measured by the same method as the “light transmittance of the light transmitting region”.

〔光透過率の変化率〕
ブレークイン後の光透過領域の波長660nmでの光透過率をA、ウエハ(8インチのシリコンウエハに熱酸化膜を1μm製膜したもの)を1枚につき1分研磨し、これを繰り返して500枚研磨した後の光透過領域の波長660nmでの光透過率をBとし、下記式にて変化率を算出した。変化率は30%以下であることが好ましい。なお、光透過率は前記と同様の方法で測定した。また、研磨装置としてはSPP600S(岡本工作機械社製)を用いた。研磨条件としては、スラリーとして、シリカスラリー(SS12 キャボット社製)を研磨中に流量150ml/min添加した。研磨荷重は350g/cm、研磨定盤回転数は35rpm、ウエハ回転数は30rpmとした。
光透過率の変化率(%)=〔(A−B)/A〕×100
[Change rate of light transmittance]
After the break-in, the light transmittance at a wavelength of 660 nm in the light transmission region is A, and a wafer (8-inch silicon wafer formed with 1 μm of thermal oxide film) is polished for 1 minute per sheet, and this is repeated to 500 The light transmittance at a wavelength of 660 nm in the light transmissive region after polishing the sheet was set as B, and the rate of change was calculated by the following formula. The rate of change is preferably 30% or less. The light transmittance was measured by the same method as described above. Moreover, SPP600S (made by Okamoto Machine Tool Co., Ltd.) was used as a polishing apparatus. As the polishing conditions, silica slurry (SS12 Cabot) was added as a slurry at a flow rate of 150 ml / min during polishing. The polishing load was 350 g / cm 2 , the polishing platen rotation speed was 35 rpm, and the wafer rotation speed was 30 rpm.
Change rate of light transmittance (%) = [(A−B) / A] × 100

〔硬度〕
JIS K6253−1997に準拠して行った。作製したポリウレタンシートを2cm×2cm(厚み:任意)の大きさに切り出したものを硬度測定用試料とし、温度23℃±2℃、湿度50%±5%の環境で16時間静置した。測定時には、試料を重ね合わせ、厚み6mm以上とした。硬度計(高分子計器社製、アスカーD型硬度計)を用い、硬度を測定した。
〔hardness〕
This was performed in accordance with JIS K6253-1997. The produced polyurethane sheet cut into a size of 2 cm × 2 cm (thickness: arbitrary) was used as a sample for hardness measurement, and was allowed to stand for 16 hours in an environment of temperature 23 ° C. ± 2 ° C. and humidity 50% ± 5%. At the time of measurement, the samples were overlapped to a thickness of 6 mm or more. The hardness was measured using a hardness meter (manufactured by Kobunshi Keiki Co., Ltd., Asker D type hardness meter).

〔欠陥数の評価〕
スクラッチの評価は、前記条件で8インチのダミーウエハを3枚研磨し、その後、厚み10000Åの熱酸化膜を堆積させた8インチのウエハを1分間研磨し、そして、KLA テンコール社製の欠陥評価装置(Surfscan SP1)を用いて、研磨後のウエハ上に0.19μm以上の条痕がいくつあるかを測定することにより行った。
[Evaluation of the number of defects]
Scratch evaluation was performed by polishing three 8-inch dummy wafers under the above conditions, then polishing an 8-inch wafer on which a thermal oxide film having a thickness of 10,000 mm was polished for 1 minute, and a defect evaluation apparatus manufactured by KLA Tencor. (Surfscan SP1) was used to measure how many streaks of 0.19 μm or more exist on the polished wafer.

<製造例>
〔光透過領域Aの作製〕
反応容器内に、ポリエーテル系プレポリマー(ケムチュラ社製:アジプレンL−325:NCO 9.15重量%)100重量部、及び予め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)を添加した。その反応容器をクラボウ社製遊星式ミキサーで1分間撹拌後、得られた組成物を400rpmで回転している温度150℃の遠心成形機の金型に流し込んだ。その後、当該金型を1200rpmで回転させながら10分間硬化させて成形し、脱型した。その後、ポストキュアを80℃で10時間行い、ポリウレタンエラストマーシートを得た。ポストキュア後のポリウレタンシートを57mm×20mmに打ち抜き、光透過領域Aとした。
<Production example>
[Production of light transmission region A]
In a reaction vessel, 100 parts by weight of a polyether-based prepolymer (Chemchula: Adiprene L-325: NCO 9.15% by weight) and 4,4′-methylenebis (o-chloroaniline) previously melted at 120 ° C. (Ihara Chemical Co., Ltd. product: Iharacamine MT) was added. The reaction vessel was stirred for 1 minute by a planetary mixer manufactured by Kurabo Industries, and the obtained composition was poured into a mold of a centrifugal molding machine at a temperature of 150 ° C. rotating at 400 rpm. Thereafter, the mold was cured for 10 minutes while rotating at 1200 rpm, and then demolded. Then, post cure was performed at 80 ° C. for 10 hours to obtain a polyurethane elastomer sheet. The post-cure polyurethane sheet was punched out to 57 mm × 20 mm to form a light transmission region A.

〔光透過領域B〜Dの作製〕
光透過領域B〜Dは、厚みが異なる以外は光透過領域Aと同様に作製した。各光透過領域の厚みは、遠心成形で得られるシートの厚みを調整することで行い、当該シートの厚みの調整は、遠心成形機の金型に流し込む組成物の量で調整した。
[Production of light transmission regions B to D]
The light transmission regions B to D were prepared in the same manner as the light transmission region A except that the thicknesses were different. The thickness of each light transmission region was adjusted by adjusting the thickness of the sheet obtained by centrifugal molding, and the thickness of the sheet was adjusted by the amount of the composition poured into the mold of the centrifugal molding machine.

〔光透過領域Eの作製〕
反応容器内に、ポリエーテル系プレポリマー(ケムチュラ社製:アジプレンL−325:NCO 9.15重量%)100重量部、及び予め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)を添加した。その反応容器をクラボウ社製遊星式ミキサーで1分間撹拌後、得られた組成物を縦200mm×横150mm×厚み2.05mmのブック型モールドに流し込んだ。その後、10分間硬化させて脱型した。その後、ポストキュアを80℃で10時間行い、ポリウレタンエラストマーシートを得た。ポストキュア後のポリウレタンシートを57mm×20mmに打ち抜き、光透過領域Eとした。
[Production of light transmission region E]
In a reaction vessel, 100 parts by weight of a polyether-based prepolymer (Chemchula: Adiprene L-325: NCO 9.15% by weight) and 4,4′-methylenebis (o-chloroaniline) previously melted at 120 ° C. (Ihara Chemical Co., Ltd. product: Iharacamine MT) was added. The reaction vessel was stirred for 1 minute with a planetary mixer manufactured by Kurabo Industries, and the obtained composition was poured into a book mold having a length of 200 mm, a width of 150 mm, and a thickness of 2.05 mm. Thereafter, it was cured for 10 minutes and demolded. Then, post cure was performed at 80 ° C. for 10 hours to obtain a polyurethane elastomer sheet. The post-cure polyurethane sheet was punched out to 57 mm × 20 mm to obtain a light transmission region E.

〔光透過領域Fの作製〕
光透過領域Fは、ブック型モールドが縦200mm×横150mm×厚み1.93mmである以外は光透過領域Eと同様に作製した。
[Production of light transmission region F]
The light transmissive region F was produced in the same manner as the light transmissive region E except that the book mold was 200 mm long × 150 mm wide × 1.93 mm thick.

〔研磨領域の作製〕
反応容器内に、ポリエーテル系プレポリマー(ケムチュラ社製:アジプレンL−325:NCO 9.15重量%)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)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(厚さ:2.0mm)。このバフ処理をしたシートを直径61cmに打ち抜き、溝加工機(東邦鋼機社製)を用いて表面に溝幅0.40mm、溝ピッチ3.1mm、溝深さ0.76mmの同心円状の溝加工を行った。その後、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(57mm×20mm)を打ち抜いた。その後、研磨領域の溝加工面と反対側の面に、ラミ機を使用して両面テープ(積水化学工業社製:ダブルタックテープ、厚さ:0.10mm)を貼り合わせて、両面テープ付き研磨領域を作製した。
[Production of polishing area]
In a reaction vessel, 100 parts by weight of a polyether-based prepolymer (Chemchula: Adiprene L-325: NCO 9.15% by weight) and 3% of a silicone-based surfactant (Toray Dow Corning: SH-192) The parts 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. 26 parts by weight of 4,4′-methylenebis (o-chloroaniline) (manufactured by Ihara Chemical Co., Ltd .: Iharacamine MT) previously melted at 120 ° C. was added thereto. 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 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 (thickness: 2.0 mm). This buffed sheet is punched out to a diameter of 61 cm, and a concentric groove having a groove width of 0.40 mm, a groove pitch of 3.1 mm, and a groove depth of 0.76 mm is used on the surface using a groove processing machine (manufactured by Toho Steel Co., Ltd.). Processing was performed. Thereafter, an opening (57 mm × 20 mm) for fitting the light transmission region into a predetermined position of the grooved sheet was punched out. Then, a double-sided tape (manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd .: double tack tape, thickness: 0.10 mm) is attached to the surface of the polishing area opposite to the grooved surface using a laminator, and polishing with double-sided tape is performed. A region was created.

<実施例1>
〔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の片面(研磨定盤側の面)にラミ機を使用して研磨定盤に貼り合わせるための両面テープを貼り合わせ、直径61cmの大きさに打ち抜いて両面テープ付きクッション層を作製した。両面テープ付きクッション層の中心から約12cmの位置に貫通孔(50mm×14mm)を形成した。両面テープ付き研磨領域と、両面テープ付きクッション層とを開口部と貫通孔が重なるように貼り合わせ、さらに、研磨領域の開口部内の両面テープの接着剤層に光透過領域Aを貼り付けて研磨パッドを作製した。
<Example 1>
[Production of polishing pad]
A luffing machine is used to attach one side of the cushion layer made of polyethylene foam (Toray Industries Inc., TORAYPEF, thickness: 0.8 mm) buffed and corona-treated to the polishing surface plate. A double-sided tape for bonding was laminated and punched out to a size of 61 cm in diameter to produce a cushion layer with a double-sided tape. A through hole (50 mm × 14 mm) was formed at a position of about 12 cm from the center of the cushion layer with the double-sided tape. A polishing region with a double-sided tape and a cushion layer with a double-sided tape are bonded so that the opening and the through hole overlap, and further, the light transmission region A is attached to the adhesive layer of the double-sided tape in the opening of the polishing region. A pad was prepared.

<実施例2〜4、及び比較例1、2>
実施例1の光透過領域Aを光透過領域B〜Fに変更した事以外は、実施例1と同様に行った。なお、比較例1は、光透過領域の表面が研磨領域の表面よりも上に位置し、比較例2は、光透過領域の表面が研磨領域の表面よりも下に位置する。
<Examples 2 to 4 and Comparative Examples 1 and 2>
The same operation as in Example 1 was performed except that the light transmission region A of Example 1 was changed to light transmission regions B to F. In Comparative Example 1, the surface of the light transmission region is positioned above the surface of the polishing region, and in Comparative Example 2, the surface of the light transmission region is positioned below the surface of the polishing region.

前記評価結果を表1に示す。   The evaluation results are shown in Table 1.

Figure 2016074046
Figure 2016074046

実施例1〜4では、光透過領域が、研磨領域の表面側に凸状の曲面を有し、光透過領域の曲面の最頂部が、研磨領域の表面と同一平面上又は研磨領域の表面よりも上に位置するため、ブレークイン時に光透過領域に傷がつき、使用初期と使用末期とで光透過率の変化率が小さくなった。   In Examples 1 to 4, the light transmission region has a convex curved surface on the surface side of the polishing region, and the top of the curved surface of the light transmission region is on the same plane as the surface of the polishing region or from the surface of the polishing region. Since it is located above, the light transmission region was damaged at the break-in, and the change rate of the light transmittance was small between the initial use and the final use.

比較例1は、光透過領域の表面が研磨領域の表面よりも上に位置するため、研磨中に当該表面に引っかかりが生じ、光透過領域の剥離が発生した。比較例2は、研磨中に研磨領域よりも低くなっている光透過領域にスラリーが溜まり、次第に光透過率が低下した。   In Comparative Example 1, since the surface of the light transmission region was positioned above the surface of the polishing region, the surface was caught during polishing, and peeling of the light transmission region occurred. In Comparative Example 2, slurry accumulated in the light transmission region that was lower than the polishing region during polishing, and the light transmittance gradually decreased.

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を行う研磨パッドに用いることができる。   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. It can be used for a polishing pad for processing.

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:クッション層
10:開口部
11:光透過領域
12:貫通孔
13:最頂部
14:研磨領域の表面
15:最低部
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 region 9: Cushion layer 10: Opening portion 11: Light transmission region 12: Through hole 13: Topmost portion 14: Surface 15 of polishing region: Minimum portion

Claims (6)

研磨領域及び光透過領域を有する研磨層を備えた研磨パッドであって、
前記光透過領域が、前記研磨領域の表面側に凸状の曲面を有し、
前記光透過領域の曲面の最頂部が、前記研磨領域の表面と同一平面上又は前記研磨領域の表面よりも上に位置する、研磨パッド。
A polishing pad comprising a polishing layer having a polishing region and a light transmission region,
The light transmission region has a convex curved surface on the surface side of the polishing region;
A polishing pad, wherein an uppermost portion of a curved surface of the light transmission region is located on the same plane as the surface of the polishing region or above the surface of the polishing region.
前記光透過領域の曲面の最頂部と当該曲面の最低部の高低差が10〜200μmである、請求項1に記載の研磨パッド。   2. The polishing pad according to claim 1, wherein a height difference between a topmost part of the curved surface of the light transmission region and a lowest part of the curved surface is 10 to 200 μm. 前記光透過領域の使用前の波長660nmの光透過率が10〜80%である、請求項1又は2に記載の研磨パッド。   The polishing pad according to claim 1 or 2, wherein the light transmittance at a wavelength of 660 nm before use of the light transmission region is 10 to 80%. 前記光透過領域のD硬度が48〜75度である、請求項1〜3いずれか1項に記載の研磨パッド。   The polishing pad according to any one of claims 1 to 3, wherein a D hardness of the light transmission region is 48 to 75 degrees. 前記光透過領域が、遠心成形法により成形されたシートを打ち抜いて製造された、請求項1〜4いずれか1項に記載の研磨パッド。   The polishing pad according to any one of claims 1 to 4, wherein the light transmission region is manufactured by punching a sheet formed by a centrifugal molding method. 請求項1〜5いずれか1項に記載の研磨パッドを用いて半導体ウエハの表面を研磨する工程を含む半導体デバイスの製造方法。   A method for manufacturing a semiconductor device, comprising a step of polishing a surface of a semiconductor wafer using the polishing pad according to claim 1.
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