JP2018029142A - Polishing pad and polishing method using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体や集積回路におけるウエハに形成された絶縁膜や導電体膜等の表面を平坦化する際に、in-situで研磨終点を光学的に検出することが可能な研磨パッド及び研磨方法に関する。 The present invention relates to a polishing pad capable of optically detecting a polishing end point in-situ when a surface of an insulating film or a conductor film formed on a wafer in a semiconductor or an integrated circuit is planarized. Regarding the method.
半導体メモリに代表される大規模集積回路（ＬＳＩ）においては、回路の高集積化や微細化が年々進行している。それに伴い、ＬＳＩの回路の高集積化や微細化を実現する製造工程における要求もますます複雑化している。また、半導体デバイスの多層化により、製造時におけるウエハ表面の凹凸が回路の断線や抵抗値のバラツキを発生させるという問題も生じている。そのため、ウエハ表面には高い精度の平坦化が求められている。 In a large scale integrated circuit (LSI) typified by a semiconductor memory, higher integration and miniaturization of the circuit are progressing year by year. Along with this, demands in the manufacturing process for realizing high integration and miniaturization of LSI circuits are becoming more and more complicated. In addition, due to the multi-layered semiconductor device, there is a problem that unevenness on the wafer surface during manufacturing causes circuit disconnection and variation in resistance value. Therefore, high-precision flattening is required on the wafer surface.
また、ＬＳＩを製造する際に、フォトマスクのパターンをウエハ表面に転写する技術としてフォトリソグラフィ（投光露光）が広く用いられている。短い露光波長を用いる微細な半導体集積回路のフォトリソグラフィにおいては、露光の焦点深度が非常に浅くなる。ウエハ表面に凹凸が存在する場合、フォトマスクのパターンの解像度が低下するためにウエハ表面には高い精度の平坦化が求められている。 Further, when manufacturing an LSI, photolithography (projection exposure) is widely used as a technique for transferring a photomask pattern onto a wafer surface. In photolithography of a fine semiconductor integrated circuit using a short exposure wavelength, the focal depth of exposure becomes very shallow. When unevenness exists on the wafer surface, the resolution of the photomask pattern is lowered, so that high-precision flattening is required on the wafer surface.
ウエハ表面は、通常、化学的機械的研磨（Chemical Mechanical Polishing；ＣＭＰ）を利用したＣＭＰ研磨装置によって研磨される。図５を参照すれば、ＣＭＰ研磨装置２０は、例えば、回転する定盤（研磨テーブル）５の上面に固定された研磨パッド２１の面上に、トップリング（ホルダ）６に吸着されたウエハ１０を当接させ、スラリーノズル７からスラリーSを供給しながら、定盤５及びトップリング６の回転によりウエハ１０の被研磨面を研磨するように構成されている。また、定盤５の内部には研磨の終点を光学的手段によって検出するための光照射部８とその反射光を検知する図略の光センサが設けられている。
The wafer surface is usually polished by a CMP polishing apparatus using chemical mechanical polishing (CMP). Referring to FIG. 5, the
また、ＣＭＰ研磨装置２０には、トップリング６に吸着されたウエハ１０が、ウエハ１０’のように研磨中にトップリング６から飛び出ることを検出するためのウエハ飛び出し検出手段が設けられている。このようなウエハ飛び出し検出手段は、例えば、ウエハ１０が、ウエハ１０’のように研磨中にトップリング６から飛び出た場合には、図略のカメラで所定の領域を撮影して画像処理し、飛び出したウエハ１０’がその領域に検出された場合にはウエハが飛び出したと判断し、研磨工程を停止させる。
Further, the
光照射部から光を出射させ、その反射光により終点を検出するためには、研磨パッドの少なくとも一部分に光透過部を設け、ウエハの表面で光を反射させる必要がある。例えば、下記特許文献１は、ウエハ表面を研磨しながら研磨の終点を決定するための技術としてレーザー干渉計を利用した方法を開示する。また、下記特許文献２や下記特許文献３は、光に対して透明な透過窓を一部分に形成した研磨パッドを用いてウエハ表面からの反射光により終点を検出する方法を開示する。特許文献２や特許文献３に開示された研磨パッドは、透過窓を形成するためのプラグを研磨パッドに埋め込んでいるためにその製造が煩雑であったり、プラグとその周辺との間に隙間が生じた場合に研磨スラリーが漏れる原因になったり、プラグを構成する材料とそれ以外の部分を構成する材料とが異なるために研磨中にこれらが異なる速度で摩耗することにより透過窓周辺にクラックや裂け目が発生したりするという問題があった。
In order to emit light from the light irradiation part and detect the end point by the reflected light, it is necessary to provide a light transmission part in at least a part of the polishing pad and reflect the light on the surface of the wafer. For example,
下記特許文献４や下記特許文献５は、研磨表面部分と透過窓が同一の樹脂からなる研磨パッドを開示する。具体的には、特許文献４や特許文献５は、ポリマー材料が透明である領域（透過窓）と、ポリマー材料が不透明である隣接した領域とを有する成形体を含む研磨パッドを開示する。特許文献４は、研磨表面部分と透過窓が同一の樹脂からなり、一部分について急速な冷却処理をすることによりその一部分を非晶質として透明性を付与する方法や、透過窓を形成する部分の反応温度を他の部分と異なる温度とすることによりその部分に透明性を付与する方法を開示する。また、特許文献５はシート状に押し出された樹脂の少なくとも一部を圧縮することによりその部分のみに透明性を付与する方法を開示する。
Patent Literature 4 and
ＣＭＰ研磨装置の定盤に透過窓を有する研磨パッドを配置する場合、定盤の内部に配設された終点検出用の光照射部と研磨パッドの透過窓の場所を一致させるように定盤に研磨パッドを貼り付ける必要があり、貼り付け位置が不正確な場合には終点検出が正確にされないという問題があった。また、透過窓を有する研磨層とクッション層とを含む研磨パッドにおいては、研磨層の透過窓に対応する部分にクッション層に開口を形成する必要があるために、製造が煩雑になったり、クッション層の開口位置が透過窓に一致しない場合には終点検出が正確に行われなくなったり、透過窓を中心として研磨パッドが過度に変形して研磨均一性などが悪化したりするおそれがあった。 When a polishing pad having a transmission window is arranged on the surface plate of the CMP polishing apparatus, the light irradiation unit for detecting the end point arranged inside the surface plate and the position of the transmission window of the polishing pad are aligned with the surface plate. There is a problem that it is necessary to affix the polishing pad, and when the affixing position is inaccurate, the end point cannot be detected accurately. Further, in a polishing pad including a polishing layer having a transmission window and a cushion layer, it is necessary to form an opening in the cushion layer in a portion corresponding to the transmission window of the polishing layer. When the opening position of the layer does not coincide with the transmission window, the end point detection may not be performed accurately, or the polishing pad may be excessively deformed around the transmission window to deteriorate the polishing uniformity.
本発明は、上述したような課題を解決すべく、光学的手段を用いて研磨終点の検出を正確に行うことができ、また、透過窓の位置合わせをすることなく研磨装置の定盤に容易に貼り合わされる研磨パッドを提供することを目的とする。 In order to solve the above-described problems, the present invention can accurately detect the polishing end point using optical means, and can be easily applied to the surface plate of the polishing apparatus without aligning the transmission window. It aims at providing the polishing pad bonded together.
本発明の一局面は、ウエハを研磨するための研磨パッドであって、ウエハに接触する研磨面を有する研磨層と研磨装置の定盤に貼り合わせるための第１の粘着材層とを少なくとも備え、研磨面のウエハと接触する全領域において、波長４５０〜７００ｎｍの範囲の光に対する、厚み方向の光透過率が１０〜２５％である研磨パッドである。このような研磨パッドによれば、ＣＭＰ研磨装置に具備される、透過光を用いた終点検出手段のような光学的手段を採用することができ、その際に、研磨パッドは透過窓の位置合わせをすることなく研磨装置の定盤に容易に貼り合わせられる。また、ウエハの飛び出し検出手段の誤作動も抑制される。光透過率は、１２〜２０％であることがさらに好ましい。 One aspect of the present invention is a polishing pad for polishing a wafer, and includes at least a polishing layer having a polishing surface in contact with the wafer and a first adhesive material layer for bonding to a surface plate of a polishing apparatus. The polishing pad has a light transmittance in the thickness direction of 10 to 25% with respect to light having a wavelength in the range of 450 to 700 nm in the entire region in contact with the wafer on the polishing surface. According to such a polishing pad, an optical means such as an end point detection means using transmitted light, which is provided in the CMP polishing apparatus, can be adopted, and in this case, the polishing pad aligns the transmission window. It can be easily bonded to the surface plate of the polishing apparatus without having to. Further, malfunction of the wafer pop-out detection means is also suppressed. The light transmittance is more preferably 12 to 20%.
研磨層は、無発泡樹脂成形体の均質な層からなることが、透光窓の位置合わせをすることなく研磨装置の定盤に容易に貼り合わせられる点から好ましい。無発泡樹脂成形体としては、熱可塑性ポリウレタン成形体が光透過性及び研磨特性に優れる点から好ましい。 The polishing layer is preferably composed of a homogeneous layer of a non-foamed resin molded article because it can be easily bonded to a surface plate of a polishing apparatus without aligning the transparent window. As the non-foamed resin molded body, a thermoplastic polyurethane molded body is preferable from the viewpoint of excellent light transmittance and polishing characteristics.
また、研磨層は、透光窓となるような埋め込まれたプラグを含まないことが、プラグの周辺でスラリー漏れを起こしたり、長時間使用した際に研磨特性が不安定になったりすることが起こらない点から好ましい。 In addition, the polishing layer does not include an embedded plug that becomes a light-transmitting window, which may cause slurry leakage around the plug, or may make the polishing characteristics unstable when used for a long time. It is preferable because it does not occur.
また、研磨面のウエハと接触する全領域には、複数の溝または穴のような凹部が３０ｍｍ以下のピッチで存在することが、光透過性を維持しながら、研磨面に研磨スラリーを均一かつ充分に供給できるとともに、スクラッチ発生の原因となる研磨屑の排出や、研磨パッドの吸着によるウエハ破損を防止することに役立つ点から好ましい。 In addition, the entire surface of the polishing surface in contact with the wafer has recesses such as a plurality of grooves or holes at a pitch of 30 mm or less, so that the polishing slurry can be uniformly applied to the polishing surface while maintaining light transmittance. This is preferable because it can be sufficiently supplied, and it is useful for preventing the removal of polishing debris causing scratches and preventing wafer breakage due to the adsorption of the polishing pad.
また、研磨面に対する反対側に、クッション層を備えることが、被研磨面の局所的な凹凸を硬質の研磨層が平坦化しつつ、被研磨基材全体の反りやうねりに対してはクッション層が追従するためにグローバル平坦性とローカル平坦性とのバランスに優れた研磨を実現できる点から好ましい。クッション層は第２の粘着材層を介して研磨層に接着されていることが好ましい。 In addition, a cushion layer is provided on the opposite side to the polishing surface, and the cushion layer is provided for warping and undulation of the entire substrate to be polished while the hard polishing layer flattens local irregularities on the surface to be polished. In order to follow, it is preferable from the viewpoint of realizing polishing excellent in balance between global flatness and local flatness. The cushion layer is preferably bonded to the polishing layer via the second adhesive layer.
また、クッション層は開孔部または埋め込まれたプラグを含まないことが、透過窓の位置合わせをすることなく研磨装置の定盤に容易に貼り合わせられる点から好ましい。 Further, it is preferable that the cushion layer does not include an opening portion or an embedded plug from the viewpoint that the cushion layer can be easily bonded to the surface plate of the polishing apparatus without aligning the transmission window.
また、クッション層は無発泡樹脂を主体とすることが光透過性に優れる点から好ましい。 Moreover, it is preferable that the cushion layer is mainly composed of a non-foamed resin from the viewpoint of excellent light transmittance.
また、本発明の他の一局面は、上述した何れかの研磨パッドを第１の粘着材層により研磨装置の定盤上に固定する工程と、研磨パッドの研磨面に対面するようにウエハを研磨装置のホルダに保持させる工程と、研磨パッドとウエハとの間に研磨スラリーを供給しながら、研磨面とウエハとを相対的に摺動させることによりウエハを研磨する工程と、を備える。このような研磨方法においては、研磨中のウエハの定位置からのウエハ飛び出しを光学的に検出するウエハの飛び出し検出手段を備える研磨装置を用いても、ウエハの飛び出し検出手段の誤作動を防止することができる。 According to another aspect of the present invention, there is provided a step of fixing any of the above-described polishing pads on a surface plate of a polishing apparatus with a first adhesive material layer, and a wafer so as to face the polishing surface of the polishing pad. And a step of polishing the wafer by relatively sliding the polishing surface and the wafer while supplying the polishing slurry between the polishing pad and the wafer. In such a polishing method, even if a polishing apparatus having a wafer pop-up detection means for optically detecting the wafer jump-out from a fixed position of the wafer being polished is used, malfunction of the wafer pop-up detection means is prevented. be able to.
本発明の研磨パッドによれば、研磨中におけるウエハの検査や研磨終点の測定を光学的手段により行うことができ、また、研磨パッドの研磨装置への取り付けが容易になる。さらに、ウエハの飛び出し検出手段の誤作動を防ぐことができる。 According to the polishing pad of the present invention, the wafer can be inspected during polishing and the polishing end point can be measured by optical means, and the polishing pad can be easily attached to the polishing apparatus. Further, it is possible to prevent malfunction of the wafer pop-out detection means.
本実施形態の研磨パッド及びそれを用いた研磨方法について詳しく説明する。本実施形態の研磨パッドは、ウエハを研磨するための研磨パッドであって、ウエハに接触する研磨面を有する研磨層と研磨装置の定盤に貼り合わせるための第１の粘着材層とを少なくとも備え、研磨面のウエハと接触する全領域において、波長４５０〜７００ｎｍの全範囲の光に対する、厚み方向の光透過率が１０〜２５％である研磨パッドである。このような研磨パッドによれば、透過光による研磨終点の検出を容易且つ精度よく行うことができる。 The polishing pad of this embodiment and the polishing method using the same will be described in detail. The polishing pad of this embodiment is a polishing pad for polishing a wafer, and includes at least a polishing layer having a polishing surface that contacts the wafer and a first adhesive material layer for bonding to a surface plate of a polishing apparatus. And a polishing pad having a light transmittance in the thickness direction of 10 to 25% with respect to light in the entire range of wavelengths 450 to 700 nm in the entire region in contact with the wafer on the polishing surface. According to such a polishing pad, it is possible to easily and accurately detect the polishing end point by transmitted light.
図１〜図３を参照して、本実施形態の研磨パッドを、その積層構造を説明するための模式断面図を参照して説明する。本実施形態の研磨パッドは、少なくとも研磨層１と研磨装置の定盤５に貼り合わせるための第１の粘着材層２とを備え、必要に応じて、クッション層やクッション層を研磨層に接着するための第２の粘着材層４を備える積層構造を有する。具体的には、本実施形態の研磨パッドは、図１に示すような研磨層１と定盤５に貼り合わせるための第１の粘着材層２とを備える研磨パッド１１のような形態であっても、図２に示すような、研磨層１と、クッション層３と、研磨層１とクッション層３とを接着する第２の粘着材層４と、研磨パッドを定盤に接着する第１の粘着材層２とを備える研磨パッド１２のような形態であっても、図３に示すような、研磨層１とクッション層３とが融着等により直接接着されており、さらに、研磨パッドを定盤に接着する第１の粘着材層２を備える研磨パッド１３のような形態であってもよい。そして、各研磨パッドの研磨面には、通常、研磨面に研磨スラリーを均一かつ充分に供給するとともに、スクラッチ発生の原因となる研磨屑の排出や、研磨パッドの吸着によるウエハ破損を防止することに寄与する溝及び／または穴Ｇが形成されている。そして、これらのような少なくとも研磨層１と第１の粘着材層２とを備える各研磨パッドは、研磨面のウエハと接触する全領域において、波長４５０〜７００ｎｍの範囲の光に対する、厚み方向の光透過率が１０〜２５％である。
With reference to FIGS. 1-3, the polishing pad of this embodiment is demonstrated with reference to the schematic cross section for demonstrating the laminated structure. The polishing pad of this embodiment includes at least a
研磨層に用いられる材料としては、研磨パッドの研磨面のウエハと接触する全領域において、波長４５０〜７００ｎｍの全範囲の光に対する、厚み方向の光透過率が１０〜２５％の研磨パッドを得ることができるような材料である限り特に限定されない。その具体例としては、例えば、ポリウレタン，ポリエチレン，ポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリエステル、ポリアミド、ポリウレア等の高分子材料のうち、光透過性に優れた材料が挙げられる。これらは単独で用いても２種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの中では、熱可塑性ポリウレタンや熱硬化性ポリウレタン等のポリウレタンが光透過性に優れ、耐摩耗性に優れる点から好ましく、とくに熱可塑性ポリウレタンは高い研磨速度と低スクラッチ性の両立を実現しやすい点から好ましい。本実施形態では、上述したような光透過性の研磨パッドを実現できる研磨層の材料として熱可塑性ポリウレタンについて代表例として詳しく説明する。 As a material used for the polishing layer, a polishing pad having a light transmittance in the thickness direction of 10 to 25% with respect to light in the entire wavelength range of 450 to 700 nm is obtained in the entire region in contact with the wafer on the polishing surface of the polishing pad. The material is not particularly limited as long as the material can be used. Specific examples thereof include materials having excellent light transmittance among polymer materials such as polyolefins such as polyurethane, polyethylene, and polypropylene, polyesters, polyamides, and polyureas. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, polyurethanes such as thermoplastic polyurethanes and thermosetting polyurethanes are preferred because of their excellent light transmission and wear resistance, and thermoplastic polyurethanes are particularly easy to achieve both high polishing speed and low scratch resistance. It is preferable from the point. In the present embodiment, a thermoplastic polyurethane will be described in detail as a representative example as a material of a polishing layer capable of realizing the above-described light-transmitting polishing pad.
波長４５０〜７００ｎｍの全範囲の光に対する、厚み方向の光透過率が１０〜２５％である研磨パッドを得るための、光透過性に優れた研磨層の製造に用いられる熱可塑性ポリウレタンとしては、アミノ基を含有しない鎖伸長剤と高分子ジオールと有機ジイソシアネートとを少なくとも含む原料を重合させた反応物が好ましい。このような熱可塑性ポリウレタンは、波長４５０〜７００ｎｍの全範囲の光に対する光透過性に優れている。 As a thermoplastic polyurethane used for the production of a polishing layer excellent in light transmittance for obtaining a polishing pad having a light transmittance in the thickness direction of 10 to 25% with respect to light in the entire range of wavelengths of 450 to 700 nm, A reaction product obtained by polymerizing a raw material containing at least a chain extender not containing an amino group, a polymer diol, and an organic diisocyanate is preferable. Such a thermoplastic polyurethane is excellent in the light transmittance with respect to the light of the whole range of wavelength 450-700 nm.
アミノ基を含有しない鎖伸長剤としては、アミノ基を有さず水酸基を２個有する分子量３００以下の低分子化合物が好ましく用いられる。その具体例としては、例えば、エチレングリコール，ジエチレングリコール，トリエチレングリコール，テトラエチレングリコール，1,2-プロパンジオール，1,3-プロパンジオール，ネオペンチルグリコール，1,2-ブタンジオール，1,3-ブタンジオール，2,3-ブタンジオール，1,4-ブタンジオール，1,5-ペンタンジオール，1,6-ヘキサンジオール，3-メチル-1,5-ペンタンジオール，1,4-ビス（β−ヒドロキシエトキシ）ベンゼン，1,4-シクロヘキサンジオール，1,4-シクロヘキサンジメタノール，ビス（β−ヒドロキシエチル）テレフタレート，1,9-ノナンジオールなどが挙げられる。これらは単独で用いても２種以上を組合せて用いてもよい。これらの中では、1,4-ブタンジオール，ネオペンチルグリコール，1,5-ペンタンジオール，1,6-ヘキサンジオール，3-メチル−1,5-ペンタンジオールが、とくには、1,4-ブタンジオール，3-メチル−1,5-ペンタンジオールが好ましい。また、鎖伸長剤としては、本発明の効果を損なわない範囲で、必要に応じて、アミノ基を含有する鎖伸長剤を併用してもよい。 As the chain extender which does not contain an amino group, a low molecular weight compound having a molecular weight of 300 or less having no amino group and having two hydroxyl groups is preferably used. Specific examples thereof include, for example, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, neopentyl glycol, 1,2-butanediol, 1,3- Butanediol, 2,3-butanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 1,4-bis (β- Hydroxyethoxy) benzene, 1,4-cyclohexanediol, 1,4-cyclohexanedimethanol, bis (β-hydroxyethyl) terephthalate, 1,9-nonanediol, and the like. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, 1,4-butanediol, neopentyl glycol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol, especially 1,4-butane Diol, 3-methyl-1,5-pentanediol is preferred. Moreover, as a chain extender, you may use together the chain extender containing an amino group as needed in the range which does not impair the effect of this invention.
また、高分子ジオールの具体例としては、例えば、ポリ（エチレングリコール），ポリ（プロピレングリコール），ポリ（テトラメチレングリコール），ポリ（メチルテトラメチレングリコール）等のポリエーテルジオール；ポリブチレンアジペート，ポリカプロラクトン，ポリ（３−メチル−１，５−ペンタメチレンアジペート）等のポリエステルジオール；ポリヘキサメチレンカーボネートジオール等のポリカーボネートジオール等が挙げられる。これらは単独で用いても２種以上を組合せて用いてもよい。これらの中では、ポリエーテルジオールやポリエステルジオール、とくにはポリエーテルジオールが好ましい。また、高分子ジオールの数平均分子量としては、５００〜１５００、さらには５５０〜１２００、とくには６００〜１０００であることが好ましい。高分子ジオールの数平均分子量が高すぎる場合は、研磨層の光透過性が低下する傾向がある。一方、高分子ジオールの数平均分子量が低すぎる場合は、研磨層の硬度が高くなりすぎて研磨中に研磨傷が発生しやすくなる傾向がある。 Specific examples of the polymer diol include, for example, polyether diols such as poly (ethylene glycol), poly (propylene glycol), poly (tetramethylene glycol), poly (methyltetramethylene glycol); polybutylene adipate, poly Examples thereof include polyester diols such as caprolactone and poly (3-methyl-1,5-pentamethylene adipate); polycarbonate diols such as polyhexamethylene carbonate diol. These may be used alone or in combination of two or more. Of these, polyether diols and polyester diols, particularly polyether diols are preferred. The number average molecular weight of the polymer diol is preferably 500 to 1500, more preferably 550 to 1200, and particularly preferably 600 to 1000. When the number average molecular weight of the polymer diol is too high, the light transmittance of the polishing layer tends to decrease. On the other hand, when the number average molecular weight of the polymer diol is too low, the hardness of the polishing layer becomes too high, and there is a tendency that polishing scratches are likely to occur during polishing.
また、有機ジイソシアネートとしては、従来ポリウレタンの製造に用いられている有機ジイソシアネートであれば特に限定なく用いられる。その具体例としては、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネート，イソホロンジイソシアネート，4,4’-ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート等の脂肪族または脂環式ジイソシアネート；4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート，2,4’-トリレンジイソシアネート，2,6’-トリレンジイソシアネート，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が挙げられる。これらは単独で用いても２種以上を組合せて用いてもよい。これらの中では、得られる研磨パッドの耐摩耗性に優れる点から4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネートがとくに好ましい。 Moreover, as organic diisocyanate, if it is organic diisocyanate conventionally used for manufacture of a polyurethane, it will be used without limitation. Specific examples thereof include, for example, hexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, aliphatic or cycloaliphatic diisocyanates such as 4,4′-dicyclohexylmethane diisocyanate; 4,4′-diphenylmethane diisocyanate, 2,4′-tolylene diisocyanate, Aromatic diisocyanates such as 2,6′-tolylene diisocyanate and m-xylylene diisocyanate are listed. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, 4,4′-diphenylmethane diisocyanate is particularly preferable from the viewpoint of excellent wear resistance of the resulting polishing pad.
熱可塑性ポリウレタンのイソシアネート基に由来する窒素原子の含有率としては、５．０〜７．０質量％、さらには５．２〜６．７質量％、とくには５．４〜６．４質量％であることが好ましい。窒素原子の含有率が低すぎる場合には研磨層が柔らかくなりすぎ、被研磨面の平坦性や研磨効率が低下する傾向がある。一方、窒素原子の含有率が７．０質量％を超える場合には、研磨層が硬くなりすぎて被研磨面にスクラッチが発生しやすくなる傾向があり、また、研磨層の光透過率が低下する傾向がある。 The content of nitrogen atoms derived from the isocyanate group of the thermoplastic polyurethane is 5.0 to 7.0% by mass, further 5.2 to 6.7% by mass, and particularly 5.4 to 6.4% by mass. It is preferable that When the nitrogen atom content is too low, the polishing layer becomes too soft, and the flatness and polishing efficiency of the surface to be polished tend to decrease. On the other hand, when the content of nitrogen atoms exceeds 7.0% by mass, the polishing layer becomes too hard and scratches tend to occur on the surface to be polished, and the light transmittance of the polishing layer decreases. Tend to.
熱可塑性ポリウレタンは、上述したような鎖伸長剤と、高分子ジオールと、有機ジイソシアネートとを少なくとも含む原料を用い、公知のプレポリマー法またはワンショット法を用いたウレタン化反応により重合することにより得られる。好ましくは、実質的に溶剤の不存在下で、上述した各成分を所定の比率で配合して単軸又は多軸スクリュー型押出機を用いて溶融混合しながら連続溶融重合する方法によって得られる。 A thermoplastic polyurethane is obtained by polymerizing by a urethanization reaction using a known prepolymer method or one-shot method using a raw material containing at least a chain extender, a polymer diol, and an organic diisocyanate as described above. It is done. Preferably, it is obtained by a method in which the above-mentioned components are blended at a predetermined ratio in a substantial absence of a solvent and continuously melt polymerized while being melt-mixed using a single-screw or multi-screw extruder.
各成分の配合割合は目的とする特性に応じて適宜調整されるが、例えば、高分子ジオールと鎖伸長剤とに含まれる活性水素原子１モルに対して、有機ジイソシアネートに含まれるイソシアネート基が０．９５〜１．３モル、さらには０．９６〜１．１モル、とくには０．９７〜１．０５モルとなる割合で配合することが好ましい。有機ジイソシアネートに含まれるイソシアネート基の割合が低すぎる場合には熱可塑性ポリウレタンの機械的強度および耐摩耗性が低下する傾向があり、高すぎる場合には、熱可塑性ポリウレタンの生産性、保存安定性が低下する傾向がある。 The blending ratio of each component is appropriately adjusted according to the target characteristics. For example, the number of isocyanate groups contained in the organic diisocyanate is 0 with respect to 1 mole of active hydrogen atoms contained in the polymer diol and the chain extender. It is preferably blended at a ratio of 0.95 to 1.3 mol, further 0.96 to 1.1 mol, particularly 0.97 to 1.05 mol. If the proportion of isocyanate groups contained in the organic diisocyanate is too low, the mechanical strength and abrasion resistance of the thermoplastic polyurethane tend to decrease. If it is too high, the productivity and storage stability of the thermoplastic polyurethane are poor. There is a tendency to decrease.
また、熱可塑性ポリウレタンは、本発明の効果を損なわない範囲で、必要に応じて、架橋剤，充填剤，架橋促進剤，架橋助剤，軟化剤，粘着付与剤，老化防止剤，発泡剤，加工助剤，密着性付与剤，無機充填剤，有機フィラー，結晶核剤，耐熱安定剤，耐候安定剤，帯電防止剤，着色剤，滑剤，難燃剤，難燃助剤（酸化アンチモンなど），ブルーミング防止剤，離型剤，増粘剤，酸化防止剤，導電剤等の添加剤を含有してもよい。熱可塑性ポリウレタンの添加剤の含有割合は特に限定されないが、５０質量％以下、さらには２０質量％以下、とくには５質量％以下であることが好ましい。 Moreover, the thermoplastic polyurethane is a range that does not impair the effects of the present invention, and if necessary, a crosslinking agent, a filler, a crosslinking accelerator, a crosslinking aid, a softening agent, a tackifier, an anti-aging agent, a foaming agent, Processing aids, adhesion promoters, inorganic fillers, organic fillers, crystal nucleating agents, heat stabilizers, weathering stabilizers, antistatic agents, colorants, lubricants, flame retardants, flame retardant aids (antimony oxide, etc.), You may contain additives, such as blooming inhibitor, a mold release agent, a thickener, antioxidant, and a electrically conductive agent. The content of the thermoplastic polyurethane additive is not particularly limited, but is preferably 50% by mass or less, more preferably 20% by mass or less, and particularly preferably 5% by mass or less.
上述のように連続溶融重合することにより得られた熱可塑性ポリウレタンは、例えば、ペレット化された後、押出成形法，射出成形法，カレンダー成形法などの各種の成形法によりシート状の成形体に成形される。とくには、Ｔダイを用いた押出成形によれば厚さの均一なシート状の成形体が得られる点から好ましい。 The thermoplastic polyurethane obtained by continuous melt polymerization as described above is formed into a sheet-like molded article by various molding methods such as extrusion molding, injection molding, and calendar molding after being pelletized. Molded. In particular, extrusion molding using a T die is preferable because a sheet-like molded body having a uniform thickness can be obtained.
熱可塑性ポリウレタンの成形体の密度としては、１．０ｇ／ｃｍ３以上、さらには１．１ｇ／ｃｍ３以上、とくには、１．２ｇ／ｃｍ３以上であることが好ましい。熱可塑性ポリウレタンの成形体の密度が低すぎる場合には、研磨層が柔らかくなってローカル平坦性が低下する傾向がある。また、熱可塑性ポリウレタンとしては無発泡の熱可塑性ポリウレタンが、空隙により光透過が阻害されず、光透過性に優れた研磨層が得られる点からとくに好ましい。 The density of the molded article of thermoplastic polyurethane is preferably 1.0 g / cm 3 or more, more preferably 1.1 g / cm 3 or more, and particularly preferably 1.2 g / cm 3 or more. When the density of the molded body of the thermoplastic polyurethane is too low, the polishing layer becomes soft and local flatness tends to decrease. Further, as the thermoplastic polyurethane, non-foamed thermoplastic polyurethane is particularly preferable because a light-transmitting polishing layer is obtained without being inhibited by light gaps.
研磨層は、上述したような熱可塑性ポリウレタンのシート状の成形体を切削，スライス，打ち抜き加工等により寸法、形状、厚さ等を調整することにより仕上げられる。研磨パッドの厚さは特に限定されないが、１．０〜２．５ｍｍ、さらには１．２〜２．２ｍｍ、とくには１．４〜２．０ｍｍであることが好ましい。 The polishing layer is finished by adjusting the size, shape, thickness, etc. of the thermoplastic polyurethane sheet-like molded body by cutting, slicing, punching or the like. The thickness of the polishing pad is not particularly limited, but is preferably 1.0 to 2.5 mm, more preferably 1.2 to 2.2 mm, and particularly preferably 1.4 to 2.0 mm.
研磨層には、ウエハと接触する研磨面のウエハと接触する全領域に、研削加工やレーザー加工により、同心円状のような所定のパターンで図１〜図３のＧで示したような溝や穴のような凹部が形成されることが好ましい。このような凹部は、研磨面に研磨スラリーを均一かつ充分に供給するとともに、スクラッチ発生の原因となる研磨屑の排出や、研磨パッドの吸着によるウエハ破損の防止に役立つ。溝および穴の配置パターンとしては、例えば、同心円状、格子状、螺旋状、放射状など、または、これらの複数を組み合わせたパターンが挙げられる。また、例えば同心円状に凹部を形成する場合、凹部間のピッチとしては３０ｍｍ以下、さらには１〜２０ｍｍ、とくには２〜１０ｍｍ程度であることが好ましい。また、凹部の幅としては、０．１〜５ｍｍ、さらには０．２〜３ｍｍ、とくには０．３〜１ｍｍ程度であることが好ましい。また、凹部の深さとしては、０．３〜２ｍｍ、さらには０．４〜１．８ｍｍ、とくには０．５〜１．５ｍｍ程度であることが好ましい。また、溝の断面形状としては、例えば、長方形，台形，三角形，半円形等の形状が目的に応じて適宜選択される。 In the polishing layer, a groove as shown by G in FIGS. 1 to 3 is formed in a predetermined pattern such as a concentric circle by grinding or laser processing on the entire area of the polishing surface that is in contact with the wafer. A recess such as a hole is preferably formed. Such a concave portion supplies the polishing slurry uniformly and sufficiently to the polishing surface, and serves to prevent polishing breakage that causes scratches and to prevent wafer breakage due to adsorption of the polishing pad. Examples of the arrangement pattern of the grooves and holes include concentric circles, lattices, spirals, radials, etc., or a combination of these. Further, for example, when the recesses are formed concentrically, the pitch between the recesses is preferably 30 mm or less, more preferably 1 to 20 mm, and particularly preferably about 2 to 10 mm. Moreover, as a width | variety of a recessed part, it is preferable that it is about 0.1-5 mm, Furthermore, 0.2-3 mm, Especially about 0.3-1 mm. The depth of the recess is preferably 0.3 to 2 mm, more preferably 0.4 to 1.8 mm, and particularly preferably about 0.5 to 1.5 mm. In addition, as the cross-sectional shape of the groove, for example, a shape such as a rectangle, a trapezoid, a triangle, a semicircle, or the like is appropriately selected according to the purpose.
また、第１の粘着材層及び第２の粘着材層としては、従来研磨パッドを定盤に接着するためや研磨層とクッション層とを接着するために用いられている粘着材が用いられ、とくには基材の両面に粘着材を有する両面粘着テープが好ましく用いられる。両面粘着テープの基材としては、例えば、樹脂フィルム，不織布，紙などが挙げられる。また、粘着材としては、例えば、アクリル系，ゴム系，スチレン系，シリコーン系，ウレタン系の粘着材が挙げられる。第１の粘着材層及び第２の粘着材層の厚さは特に限定されないが、１０〜５００μｍ、さらには３０〜３００μｍ程度であることが好ましい。 In addition, as the first pressure-sensitive adhesive layer and the second pressure-sensitive adhesive layer, a pressure-sensitive adhesive material that has been conventionally used for bonding a polishing pad to a surface plate or bonding a polishing layer and a cushion layer is used. In particular, a double-sided pressure-sensitive adhesive tape having an adhesive material on both sides of the substrate is preferably used. Examples of the base material for the double-sided pressure-sensitive adhesive tape include a resin film, a nonwoven fabric, and paper. Examples of the adhesive material include acrylic, rubber-based, styrene-based, silicone-based, and urethane-based adhesive materials. Although the thickness of a 1st adhesive material layer and a 2nd adhesive material layer is not specifically limited, It is preferable that it is about 10-500 micrometers, Furthermore, about 30-300 micrometers.
図２や図３に示したように、研磨パッドがクッション層３を有する場合、クッション層３および第２の粘着材層も含めて、研磨パッドのウエハと接触する全領域において、波長４５０〜７００ｎｍの範囲の光に対する、厚み方向の光透過率が１０〜２５％である必要がある。このため、クッション層３が無発泡樹脂成形体からなることが、高い光透過性を有する点から好ましい。また、クッション層としては、研磨層の硬度よりも低い硬度を有する樹脂成形体であることが好ましい。このような無発泡樹脂成形体の具体例としては、例えば、ポリウレタンエラストマー，ポリスチレンエラストマー，ポリエステルエラストマー，ポリアミドエラストマー，ポリオレフィンエラストマー，軟質塩化ビニル，シリコーンゴム等からなる無発泡樹脂成形体のうち光透過性に優れているものが選ばれる。これらの中では、光透過性に優れ、研磨層の硬度より低い硬度に調整でき、さらに、柔軟性と耐久性にも優れる点から熱可塑性ポリウレタン等のポリウレタンエラストマーからなる無発泡樹脂成形体がとくに好ましい。
As shown in FIGS. 2 and 3, when the polishing pad has the
クッション層の厚さは特に限定されないが、研磨の平坦性と均一性を両立させる観点から、０．４〜３ｍｍ、さらには０．５〜２ｍｍ、とくには０．６〜１．５ｍｍであることが好ましい。また、クッション層は開孔を有さない、第２の無発泡樹脂成形体の均質な層からなることが、透光窓の位置合わせをすることなく研磨装置の定盤に容易に貼り合わせられ、また、研磨パッドの全面で均一な変形性を有し、研磨均一性が向上する点から好ましい。 The thickness of the cushion layer is not particularly limited, but is 0.4 to 3 mm, more preferably 0.5 to 2 mm, and particularly 0.6 to 1.5 mm from the viewpoint of achieving both flatness and uniformity of polishing. Is preferred. In addition, the cushion layer is formed of a homogeneous layer of the second non-foamed resin molded body having no apertures, and can be easily bonded to the surface plate of the polishing apparatus without aligning the transparent window. Moreover, it is preferable from the viewpoint of having uniform deformability over the entire surface of the polishing pad and improving polishing uniformity.
以上説明したような本実施形態の研磨パッドにおける、研磨面のウエハと接触する全領域における、波長４５０〜７００ｎｍの全範囲の光に対する、厚み方向の光透過率は、研磨パッドの研磨面のウエハと接触する全領域から厚み方向に入射する４５０〜７００ｎｍの全範囲の光に対する光透過率を意味する。このような光透過率は、分光光度計「ＵＶ−２４５０」を用いた波長４５０〜７００ｎｍの全範囲の光透過率を測定することにより求められる。 In the polishing pad of this embodiment as described above, the light transmittance in the thickness direction with respect to light in the entire range of wavelengths 450 to 700 nm in the entire region in contact with the wafer on the polishing surface is the wafer on the polishing surface of the polishing pad. It means the light transmittance with respect to the light of the whole range of 450-700 nm which injects in the thickness direction from the whole area | region which contacts. Such light transmittance is calculated | required by measuring the light transmittance of the whole range of wavelength 450-700 nm using spectrophotometer "UV-2450".
本実施形態の研磨パッドは、研磨面のウエハと接触する全領域において、波長４５０〜７００ｎｍの全範囲の光に対する、厚み方向の光透過率は１０〜２５％であり、１１〜２３％、さらには１２〜２０％、とくには１３〜１９％であることが好ましい。波長４５０〜７００ｎｍの全範囲の光に対する厚み方向の光透過率が１０％未満になる波長が存在する場合には、透過光の強度が低くなって終点検出が困難となったり安定しなくなったりする。また、波長４５０〜７００ｎｍの全範囲の光に対する厚み方向の光透過率が２５％を超える波長が存在する場合には、研磨装置における定盤の終点検出部以外の部分における研磨パッドの光透過性が高くなりすぎることにより定盤の表面が透けてくっきりと濃く判別されることにより、研磨装置のウエハ飛び出し感知センサが誤作動して装置が停止することがある。 The polishing pad of the present embodiment has a light transmittance in the thickness direction of 10 to 25% with respect to light in the entire range of wavelengths of 450 to 700 nm, 11 to 23%, and 11 to 23% in all regions in contact with the wafer on the polishing surface. Is preferably 12 to 20%, more preferably 13 to 19%. When there is a wavelength at which the light transmittance in the thickness direction with respect to light in the entire wavelength range of 450 to 700 nm is less than 10%, the intensity of the transmitted light becomes low, making the end point detection difficult or unstable. . Further, when there is a wavelength with a light transmittance in the thickness direction exceeding 25% with respect to light in the entire range of wavelengths of 450 to 700 nm, the light transmittance of the polishing pad in the portion other than the end point detection portion of the surface plate in the polishing apparatus. If the surface becomes too high, the surface of the surface plate is transparently discriminated so as to be clearly dark, so that the wafer pop-up detection sensor of the polishing apparatus may malfunction and the apparatus may stop.
以上説明したような本実施形態の研磨パッドは、従来の終点検出用の研磨パッドのように、透過窓を形成しなくとも研磨面全体が光透過性を有するために、研磨装置の定盤に埋め込まれた終点検出用の光照射部に合わせて貼り付けるような必要がないために研磨装置への取り付けが容易である。また、光透過性が高すぎないために定盤の表面がくっきりと判別されず、そのために、研磨装置のウエハ飛び出し感知センサの誤作動も抑制される。 The polishing pad of the present embodiment as described above has a light transmission property on the entire polishing surface without forming a transmission window, unlike the conventional polishing pad for end point detection. Since it is not necessary to attach to the embedded light irradiation part for detecting the end point, the attachment to the polishing apparatus is easy. In addition, since the light transmittance is not too high, the surface of the surface plate is not clearly discriminated, so that the malfunction of the wafer pop-up detection sensor of the polishing apparatus is also suppressed.
次に、図４を参照して、代表例として本実施形態の研磨パッド１１を用いたＣＭＰの一例について説明する。
Next, an example of CMP using the
本実施形態の研磨パッド１１を用いたＣＭＰに用いられる研磨装置２０は、図４に示すような研磨パッド１１を固定する円形の回転する定盤５と、ウエハ１０を吸着保持するトップリング６と、トップリング６を上下に揺動させながらウエハ１０を研磨パッド１１に圧接させるキャリア１７と、固定された研磨パッド１１の上面にスラリーSを供給するためのスラリーノズル７と、を備える。研磨パッド１１は定盤５に第１の粘着材層２により接着されている。研磨装置２０は、定盤５及びトップリング６の回転によりウエハ１０の被研磨面を研磨パッド１１の研磨面に圧し当てて研磨するように構成されている。また、研磨装置２０は図略のパッドコンディショナーを備える。さらに、定盤５の内部には研磨の終点を光学的手段によって検出するための光照射部８とその反射光を検知する図略の光センサが設けられている。
A polishing
また、研磨装置２０には、トップリング６に吸着されたウエハ１０が、ウエハ１０’のように研磨中にトップリング６から飛び出ることを検出するためのウエハ飛び出し検出手段が設けられている。このようなウエハ飛び出し検出手段は、例えば、ウエハ１０が、ウエハ１０’のように研磨中にトップリング６から飛び出た場合には、図略のカメラで所定の領域を撮影して画像処理し、ウエハ１０’がその領域に検出された場合には、ウエハが飛び出したと判定し、研磨工程を停止させる。
Further, the polishing
研磨装置２０を用いたＣＭＰにおいては、はじめに、定盤５の表面に研磨パッド１１を第１の粘着材層２を介して貼り合わせる。このとき、研磨パッド１１は透過窓を有さないために、透過窓の位置合わせをすることなく研磨装置の定盤に容易に貼り合わせられる。そして、定盤５を図略のモータにより矢印に示す方向に回転させ、回転する研磨パッド１１の表面に蒸留水を流しながら研磨パッド１１の表面に、例えば、ダイヤモンド粒子をニッケル電着等により担体表面に固定した図略のパッドコンディショナーを圧し当てて、研磨パッド１１の表面のコンディショニングを行う。コンディショニングにより、研磨パッド表面を被研磨面の研磨に好適な表面粗さに調整する。次に、回転する研磨パッド１１の表面にスラリーノズル７から研磨スラリーｓを供給する。またＣＭＰを行うに際し、必要に応じ、研磨スラリーと共に、潤滑油、冷却剤などを併用してもよい。
In CMP using the polishing
ここで、研磨スラリーは、例えば、水やオイル等の液状媒体；シリカ，アルミナ，酸化セリウム，酸化ジルコニウム，炭化ケイ素等の砥粒；過酸化水素水等の酸化剤；グリシン、ＥＤＴＡ等のキレート剤：塩基、酸等のｐＨ調整剤；界面活性剤、水溶性ポリマー等の分散剤等を含有しているＣＭＰに用いられる研磨スラリーであれば特に限定なく用いられる。 Here, the polishing slurry is, for example, a liquid medium such as water or oil; abrasive grains such as silica, alumina, cerium oxide, zirconium oxide, or silicon carbide; an oxidizing agent such as hydrogen peroxide; a chelating agent such as glycine or EDTA. : A pH-adjusting agent such as a base and an acid; a polishing slurry used in CMP containing a surfactant, a dispersant such as a water-soluble polymer, and the like can be used without particular limitation.
そして、研磨スラリーｓが満遍なく行き渡った研磨パッド１１の被研磨面にトップリング６に吸着保持されて回転するウエハ１０を圧し当てて研磨を開始する。このとき、定盤５の内部の光照射部８からウエハ１０の被研磨面に光が照射され、その反射光を図略の光センサで検知する。光センサは、例えば、反射強度変化をモニタすることにより膜厚変化量を測定する。そして、研磨を続け、所定の膜厚変化量になるような反射強度変化を検出したときに、キャリア１７はトップリング６を上昇させて研磨を終了させる。そして、キャリア１７はトップリング６に吸着保持された研磨されたウエハ１０を所定の場所で吸着を解除してその場に放置した後、次工程で新たに研磨される未研磨のウエハがトップリング６により吸着保持される。このとき、新たに研磨されるウエハが正確に保持されなかった場合や、吸着力が研磨パッドの摩擦力に負けた場合、ウエハがトップリング６から飛び出してしまうことがある。このような場合には、ウエハ飛び出し検出手段が、所定の領域に研磨パッド１１に重なるウエハ１０’を検出し、研磨工程を停止させる。
Then, the polishing is started by pressing the
このような本実施形態のＣＭＰは、各種半導体装置、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）等の製造プロセスにおける研磨に好ましく用いられる。研磨対象の例としては、水晶、シリコン、ガラス、光学基板、電子回路基板、多層配線基板、ハードディスクなどが挙げられる。特に、ウエハは、シリコンウエハや半導体ウエハであることが好ましい。半導体ウエハとしては、例えば酸化シリコン、窒化シリコン、有機ポリマー等の絶縁膜；銅、アルミニウム、タングステン等の配線材金属膜；タンタル、チタン、窒化タンタル、窒化チタン等のバリアメタル膜などを表面に有するものが挙げられる。 Such CMP of this embodiment is preferably used for polishing in manufacturing processes of various semiconductor devices, MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) and the like. Examples of objects to be polished include quartz, silicon, glass, optical substrates, electronic circuit boards, multilayer wiring boards, and hard disks. In particular, the wafer is preferably a silicon wafer or a semiconductor wafer. The semiconductor wafer has, for example, an insulating film such as silicon oxide, silicon nitride, or organic polymer; a wiring material metal film such as copper, aluminum, or tungsten; a barrier metal film such as tantalum, titanium, tantalum nitride, or titanium nitride on the surface. Things.
以下、本発明を実施例により具体的に説明する。なお、本発明の範囲はこれらの実施例によって何ら限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be specifically described by way of examples. The scope of the present invention is not limited by these examples.
はじめに、本実施例で用いたポリウレタンからなる研磨層の製造についてまとめて説明する。 First, the production of a polishing layer made of polyurethane used in this example will be described collectively.
［製造例１］
数平均分子量８５０のポリテトラメチレングリコール（ＰＴＭＧ８５０）、１，４−ブタンジオール（ＢＤ）、及び４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）を、ＰＴＭＧ８５０：ＢＤ：ＭＤＩ＝３２．５：１５．６：５１．９（質量比）となる割合で用い、且つそれらの合計供給量が３００ｇ／分になるようにして、同軸で回転する二軸押出機（３０ｍｍφ、Ｌ／Ｄ＝３６、シリンダー温度：７５〜２６０℃）に定量ポンプで連続的に供給して、連続溶融重合を行って熱可塑性ポリウレタンを製造した。生成した熱可塑性ポリウレタンの溶融物をストランド状に水中に連続的に押出した後、ペレタイザーでペレット状に細断し、得られたペレットを７０℃で２０時間除湿乾燥することにより、熱可塑性ポリウレタン（以下、これをＰＵ−１という）を製造した。なお、原料配合比から算出したイソシアネート基由来の窒素原子含有量は５．８質量％であった。
[Production Example 1]
Polytetramethylene glycol (PTMG850), 1,4-butanediol (BD), and 4,4′-diphenylmethane diisocyanate (MDI) having a number average molecular weight of 850 were converted to PTMG850: BD: MDI = 32.5: 15.6: A twin screw extruder (30 mmφ, L / D = 36, cylinder temperature: 75, which is coaxially rotated so that the total supply amount thereof is 300 g / min and used at a rate of 51.9 (mass ratio). To 260 ° C.) with a metering pump, and continuous melt polymerization was performed to produce a thermoplastic polyurethane. The resulting thermoplastic polyurethane melt was continuously extruded into water in a strand form, then chopped into pellets with a pelletizer, and the resulting pellets were dehumidified and dried at 70 ° C. for 20 hours to obtain a thermoplastic polyurethane ( Hereinafter, this was referred to as PU-1. In addition, the nitrogen atom content derived from the isocyanate group calculated from the raw material blending ratio was 5.8% by mass.
そして、得られた熱可塑性ポリウレタンのペレットを単軸押出機（９０ｍｍφ）に仕込み、シリンダー温度２１５〜２２５℃、ダイス温度２２５℃にてリップ幅３．０ｍｍのＴ−ダイより速度４０ｃｍ／分で下向きに押出し、厚さ２．０ｍｍのシートを作製した。 The obtained thermoplastic polyurethane pellets were charged into a single screw extruder (90 mmφ), and downward at a speed of 40 cm / min from a T-die having a lip width of 3.0 mm at a cylinder temperature of 215 to 225 ° C. and a die temperature of 225 ° C. And a sheet having a thickness of 2.0 mm was produced.
このシートの表面を研削して厚さが１．８ｍｍで均一なシートを作製し、直径５１０ｍｍの円盤状に切り出した後、円盤状シートの研磨面となる片面に幅１．０ｍｍ、深さ１．１ｍｍ、ピッチ６．０ｍｍの同心円溝を形成して無発泡の研磨層を作製した。 The surface of this sheet is ground to produce a uniform sheet having a thickness of 1.8 mm, cut out into a disk shape having a diameter of 510 mm, and then a width of 1.0 mm and a depth of 1 on one side which becomes a polishing surface of the disk-shaped sheet. A non-foamed polishing layer was produced by forming concentric circular grooves of 0.1 mm and a pitch of 6.0 mm.
［製造例２］
製造例１において、ＰＴＭＧ８５０：ＢＤ：ＭＤＩ＝３５．５：１４．５：５０．０（質量比）となる割合で用いること以外は実施例１と同様にして熱可塑性ポリウレタン（ＰＵ−２）を製造した。なお、原料配合比から算出したイソシアネート基由来の窒素原子含有量は５．６質量％であった。そして、ＰＵ−１の代わりにＰＵ−２を用いた以外は同様にして、熱可塑性ポリウレタンのシートを作製した。このシートの表面を研削して厚さが１．６ｍｍで均一なシートを作製し、直径５１０ｍｍの円盤状に切り出した後、円盤状シートの研磨面となる片面に幅０．３ｍｍ、深さ０．８ｍｍ、ピッチ２．０ｍｍの同心円溝を形成して無発泡の研磨層を作製した。
[Production Example 2]
In Production Example 1, thermoplastic polyurethane (PU-2) was used in the same manner as in Example 1 except that PTMG850: BD: MDI = 35.5: 14.5: 50.0 (mass ratio) was used. Manufactured. The nitrogen atom content derived from the isocyanate group calculated from the raw material blending ratio was 5.6% by mass. And the sheet | seat of the thermoplastic polyurethane was produced similarly except having used PU-2 instead of PU-1. The surface of this sheet is ground to produce a uniform sheet having a thickness of 1.6 mm, cut out into a disk shape having a diameter of 510 mm, and then the width of 0.3 mm and a depth of 0 on one side which becomes the polishing surface of the disk-shaped sheet. A non-foamed polishing layer was produced by forming concentric circular grooves of .8 mm and a pitch of 2.0 mm.
［製造例３］
製造例１において、さらに数平均分子量１０００のポリエチレングリコール（ＰＥＧ）を配合し、ＰＴＭＧ８５０：ＰＥＧ：ＢＤ：ＭＤＩ＝１９．７：７．３：１７．６：５５．４（質量比）となる割合で用いること以外は実施例１と同様にして熱可塑性ポリウレタン（ＰＵ−３）を製造した。なお、原料配合比から算出したイソシアネート基由来の窒素原子含有量は６．２質量％であった。そして、ＰＵ−１の代わりにＰＵ−３を用いた以外は同様にして、熱可塑性ポリウレタンのシートを作製した。このシートの表面を研削して厚さが１．４ｍｍで均一なシートを作製し、直径５１０ｍｍの円盤状に切り出した後、円盤状シートの研磨面となる片面に幅２．０ｍｍの、深さ０．６ｍｍ、ピッチ８．０ｍｍの同心円溝を形成して無発泡の研磨層を作製した。
[Production Example 3]
In Production Example 1, a ratio in which polyethylene glycol (PEG) having a number average molecular weight of 1000 is further blended to obtain PTMG850: PEG: BD: MDI = 19.7: 7.3: 17.6: 55.4 (mass ratio) A thermoplastic polyurethane (PU-3) was produced in the same manner as in Example 1 except that it was used in 1. The nitrogen atom content derived from the isocyanate group calculated from the raw material blending ratio was 6.2% by mass. And the sheet | seat of the thermoplastic polyurethane was produced similarly except having used PU-3 instead of PU-1. The surface of the sheet is ground to produce a uniform sheet having a thickness of 1.4 mm, cut into a disk shape having a diameter of 510 mm, and then a depth of 2.0 mm in width on one side which becomes the polishing surface of the disk-shaped sheet. A non-foamed polishing layer was produced by forming concentric circular grooves of 0.6 mm and a pitch of 8.0 mm.
［製造例４］
製造例１において、ＰＴＭＧ８５０に代えて数平均分子量２０００のポリテトラメチレングリコール（ＰＴＭＧ２０００）を用いるとともに３−メチル−１，５−ペンタンジオール（ＭＰＤ）を配合し、ＰＴＭＧ２０００：ＢＤ：ＭＰＤ：ＭＤＩ＝３１．７：１２．７：５．６：５０．０（質量比）となる割合で用いること以外は実施例１と同様にして熱可塑性ポリウレタン（ＰＵ−４）を製造した。なお、原料配合比から算出したイソシアネート基由来の窒素原子含有量は５．６質量％であった。そして、ＰＵ−１の代わりにＰＵ−４を用いた以外は同様にして、熱可塑性ポリウレタンのシートを作製した。このシートの表面を研削して厚さが１．４ｍｍで均一なシートを作製し、直径５１０ｍｍの円盤状に切り出した後、円盤状シートの研磨面となる片面に幅１．０ｍｍ、深さ１．１ｍｍ、ピッチ６．０ｍｍの同心円溝を形成して無発泡の研磨層を作製した。
[Production Example 4]
In Production Example 1, polytetramethylene glycol (PTMG2000) having a number average molecular weight of 2000 was used instead of PTMG850 and 3-methyl-1,5-pentanediol (MPD) was blended, and PTMG2000: BD: MPD: MDI = 31 .7: 12.7: 5.6: 50.0 (mass ratio) A thermoplastic polyurethane (PU-4) was produced in the same manner as in Example 1 except that it was used. The nitrogen atom content derived from the isocyanate group calculated from the raw material blending ratio was 5.6% by mass. And the sheet | seat of the thermoplastic polyurethane was produced similarly except having used PU-4 instead of PU-1. The surface of this sheet is ground to produce a uniform sheet having a thickness of 1.4 mm, cut into a disk shape having a diameter of 510 mm, and then the width of 1.0 mm and a depth of 1 on one side which becomes the polishing surface of the disk-shaped sheet. A non-foamed polishing layer was produced by forming concentric circular grooves of 0.1 mm and a pitch of 6.0 mm.
［実施例１］
ＰＵ−１を用いて得られた研磨層の溝を加工していない側の面に両面粘着テープとして不織布の両面にアクリル系粘着材を塗工したものを積層し、クッション層を有さない研磨パッドを製造した。得られた研磨パッドは埋め込まれたプラグなどを有さない均一な構造であった。そして、研磨パッドを切り抜き、粘着材の離型紙を剥がした状態で、島津製作所製の分光光度計「ＵＶ−２４５０」を用いて波長４５０〜７００ｎｍの全範囲における厚み方向の光透過率を測定した。研磨パッドの波長４５０〜７００ｎｍの全範囲における厚み方向の光透過率は最大値が２０％（波長７００ｎｍ）、最小値が１６％（波長４５０ｎｍ）であった。
[Example 1]
Polishing without a cushion layer by laminating the surface of the polishing layer obtained by using PU-1 with a non-woven fabric coated with an acrylic adhesive on both sides of the nonwoven fabric as a double-sided adhesive tape A pad was manufactured. The obtained polishing pad had a uniform structure without embedded plugs or the like. Then, in the state where the polishing pad was cut out and the release paper of the adhesive material was peeled off, the light transmittance in the thickness direction in the entire range of wavelengths 450 to 700 nm was measured using a spectrophotometer “UV-2450” manufactured by Shimadzu Corporation. . The light transmittance in the thickness direction in the entire wavelength range of 450 to 700 nm of the polishing pad had a maximum value of 20% (wavelength 700 nm) and a minimum value of 16% (wavelength 450 nm).
この研磨パッドをアプライドマテリアルズ社製研磨装置「ＭＩＲＲＡ」に装着したところ、透過窓の位置を気にすることなく簡単に行うことができた。そして、旭ダイヤモンド工業（株）製ダイヤモンドドレッサー「ＣＭＰ−Ｍ」を用い、超純水を２００ｍＬ／分の流速で流しながらドレッサー回転数１２０ｒｐｍ、研磨パッド回転数５０ｒｐｍ、ドレッサー荷重５．０ｌｂｆにて３０分間、研磨パッドの表面をコンディショニングした。次に、研磨パッドの回転数８０ｒｐｍ、ウエハ回転数７０ｒｐｍ、研磨圧力２０ｋＰａの条件において、研磨スラリー（（株）フジミインコーポレーテッド製「ＰＬ−７１０５」、超純水、過酸化水素水（濃度３１質量％）を１：２：０．０９の質量比で混合したもの）を２００ｍＬ／分の流速で流しながら、ＳＥＭＡＴＥＣＨ８５４パターンウエハを１３０秒間研磨した。この研磨において、銅膜が除去されてバリア膜が露出した時のレーザー光の反射率が１０％以上変化した場合を終点検出が可能であると評価した。パターンウエハを研磨した結果、表面の銅膜が除去された段階で検出レーザー強度の明確な変化が認められ、光による研磨終点検出が可能であった。また、表面の銅膜が除去されるまでに要した時間は９６秒であり、研磨装置のウエハ飛び出し感知センサの誤作動は起こらなかった。結果を表１に示す。 When this polishing pad was attached to a polishing apparatus “MIRRA” manufactured by Applied Materials, it was possible to easily carry out without worrying about the position of the transmission window. Then, using a diamond dresser “CMP-M” manufactured by Asahi Diamond Industrial Co., Ltd., while flowing ultrapure water at a flow rate of 200 mL / min, a dresser rotation speed of 120 rpm, a polishing pad rotation speed of 50 rpm, and a dresser load of 5.0 lbf is 30. The surface of the polishing pad was conditioned for a minute. Next, polishing slurry (“PL-7105” manufactured by Fujimi Incorporated, Ltd., ultrapure water, hydrogen peroxide solution (concentration 31 mass) under the conditions of a rotational speed of the polishing pad of 80 rpm, a wafer rotational speed of 70 rpm, and a polishing pressure of 20 kPa. %) Was mixed at a mass ratio of 1: 2: 0.09), and the SEMATECH 854 pattern wafer was polished for 130 seconds while flowing at a flow rate of 200 mL / min. In this polishing, it was evaluated that the end point could be detected when the reflectance of the laser beam changed by 10% or more when the copper film was removed and the barrier film was exposed. As a result of polishing the pattern wafer, a clear change in the detected laser intensity was observed at the stage where the copper film on the surface was removed, and the polishing end point could be detected by light. The time required for removing the copper film on the surface was 96 seconds, and the malfunction of the wafer pop-up detection sensor of the polishing apparatus did not occur. The results are shown in Table 1.
［実施例２］
ＰＵ−１を用いて得られた研磨層の溝を加工していない側の面に両面粘着テープ、クッション層および両面粘着テープをこの順に積層し、クッション層を有する研磨パッドを製造した。両面粘着テープとしては厚み３０μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムの両面にアクリル系粘着材を塗工したものを用い、クッション層としては厚み１．０ｍｍの無発泡ポリウレタンエラストマーシートを用いた。得られた研磨パッドは埋め込まれたプラグなどを有さない均一な構造であり、波長４５０〜７００ｎｍの全範囲における厚み方向の光透過率が、最大値が１７％（波長７００ｎｍ）、最小値が１４％（波長４５０ｎｍ）であった。
[Example 2]
A double-sided pressure-sensitive adhesive tape, a cushion layer, and a double-sided pressure-sensitive adhesive tape were laminated in this order on the surface of the polishing layer obtained by using PU-1 on the side where the groove was not processed to produce a polishing pad having a cushion layer. As the double-sided adhesive tape, a polyethylene terephthalate film having a thickness of 30 μm coated with an acrylic adhesive material was used, and as the cushion layer, a non-foamed polyurethane elastomer sheet having a thickness of 1.0 mm was used. The obtained polishing pad has a uniform structure without embedded plugs, etc., and the light transmittance in the thickness direction over the entire wavelength range of 450 to 700 nm is 17% (wavelength 700 nm), and the minimum value is 14% (wavelength 450 nm).
この研磨パッドをアプライドマテリアルズ社製研磨装置「ＭＩＲＲＡ」に装着したところ、透過窓の位置を気にすることなく簡単に行うことができた。そして、実施例１と同様にして、研磨を行った。パターンウエハを研磨した結果、表面の銅膜が除去された段階で検出レーザー強度の明確な変化が認められ、光による研磨終点検出が可能であった。また、表面の銅膜が除去されるまでに要した時間は８５秒であり、研磨装置のウエハ飛び出し感知センサの誤作動は起こらなかった。 When this polishing pad was attached to a polishing apparatus “MIRRA” manufactured by Applied Materials, it was possible to easily carry out without worrying about the position of the transmission window. Then, polishing was performed in the same manner as in Example 1. As a result of polishing the pattern wafer, a clear change in the detected laser intensity was observed at the stage where the copper film on the surface was removed, and the polishing end point could be detected by light. The time required for removing the copper film on the surface was 85 seconds, and the malfunction of the wafer pop-up detection sensor of the polishing apparatus did not occur.
［実施例３］
ＰＵ−２を用いて得られた研磨層の溝を加工していない側の面に両面粘着テープ、クッション層および両面粘着テープをこの順に積層し、クッション層を有する研磨パッドを製造した。両面粘着テープとしては厚み３０μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムの両面にアクリル系粘着材を塗工したものを用い、クッション層としては厚み１．０ｍｍの無発泡ポリウレタンエラストマーシートを用いた。得られた研磨パッドは埋め込まれたプラグなどを有さない均一な構造であり、波長４５０〜７００ｎｍの全範囲における厚み方向の光透過率が、最大値が１５％（波長７００ｎｍ）、最小値が１３％（波長４５０ｎｍ）であった。
[Example 3]
A double-sided pressure-sensitive adhesive tape, a cushion layer, and a double-sided pressure-sensitive adhesive tape were laminated in this order on the surface of the polishing layer obtained using PU-2 on the side where the grooves were not processed, thereby producing a polishing pad having a cushion layer. As the double-sided adhesive tape, a polyethylene terephthalate film having a thickness of 30 μm coated with an acrylic adhesive material was used, and as the cushion layer, a non-foamed polyurethane elastomer sheet having a thickness of 1.0 mm was used. The obtained polishing pad has a uniform structure without embedded plugs, etc., and the light transmittance in the thickness direction in the entire range of wavelengths from 450 to 700 nm is 15% (wavelength 700 nm), and the minimum value is 13% (wavelength 450 nm).
この研磨パッドをアプライドマテリアルズ社製研磨装置「ＭＩＲＲＡ」に装着したところ、透過窓の位置を気にすることなく簡単に行うことができた。そして、実施例１と同様にして、研磨を行った。パターンウエハを研磨した結果、表面の銅膜が除去された段階で検出レーザー強度の明確な変化が認められ、光による研磨終点検出が可能であった。また、表面の銅膜が除去されるまでに要した時間は８２秒であり、研磨装置のウエハ飛び出し感知センサの誤作動は起こらなかった。 When this polishing pad was attached to a polishing apparatus “MIRRA” manufactured by Applied Materials, it was possible to easily carry out without worrying about the position of the transmission window. Then, polishing was performed in the same manner as in Example 1. As a result of polishing the pattern wafer, a clear change in the detected laser intensity was observed at the stage where the copper film on the surface was removed, and the polishing end point could be detected by light. The time required for removing the copper film on the surface was 82 seconds, and the malfunction of the wafer pop-up detection sensor of the polishing apparatus did not occur.
［実施例４］
ＰＵ−３を用いて得られた研磨層の溝を加工していない側の面に両面粘着テープとして厚み３０μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムの両面にゴム系粘着材を塗工したものを積層し、クッション層を有さない研磨パッドを製造した。得られた研磨パッドは埋め込まれたプラグなどを有さない均一な構造であり、波長４５０〜７００ｎｍの全範囲における厚み方向の光透過率が、最大値が１４％（波長７００ｎｍ）、最小値が１２％（波長４５０ｎｍ）であった。
[Example 4]
A cushion layer obtained by laminating a surface of a polishing layer obtained by using PU-3 with a rubber adhesive material coated on both sides of a 30 μm thick polyethylene terephthalate film as a double-sided adhesive tape on the surface of the polishing layer not processed A polishing pad was prepared that did not have any. The obtained polishing pad has a uniform structure without embedded plugs, etc., and the light transmittance in the thickness direction in the entire range of wavelengths 450 to 700 nm is 14% (wavelength 700 nm), and the minimum value is It was 12% (wavelength 450 nm).
この研磨パッドをアプライドマテリアルズ社製研磨装置「ＭＩＲＲＡ」に装着したところ、透過窓の位置を気にすることなく簡単に行うことができた。そして、実施例１と同様にして、研磨を行った。パターンウエハを研磨した結果、表面の銅膜が除去された段階で検出レーザー強度の明確な変化が認められ、光による研磨終点検出が可能であった。また、表面の銅膜が除去されるまでに要した時間は９９秒であり、研磨装置のウエハ飛び出し感知センサの誤作動は起こらなかった。 When this polishing pad was attached to a polishing apparatus “MIRRA” manufactured by Applied Materials, it was possible to easily carry out without worrying about the position of the transmission window. Then, polishing was performed in the same manner as in Example 1. As a result of polishing the pattern wafer, a clear change in the detected laser intensity was observed at the stage where the copper film on the surface was removed, and the polishing end point could be detected by light. The time required for removing the copper film on the surface was 99 seconds, and the malfunction of the wafer pop-up detection sensor of the polishing apparatus did not occur.
［比較例１］
ＰＵ−１を用いて得られた研磨層の溝を加工していない側の面に両面粘着テープとして厚み３０μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムの両面にアクリル系粘着材を塗工したものを積層し、クッション層を有さない研磨パッドを製造した。得られた研磨パッドは埋め込まれたプラグなどを有さない均一な構造であり、波長４５０〜７００ｎｍの全範囲における厚み方向の光透過率が、最大値が２９％（波長７００ｎｍ）、最小値が２６％（波長４５０ｎｍ）であった。
[Comparative Example 1]
A cushion layer obtained by laminating a 30 μm thick polyethylene terephthalate film coated with an acrylic adhesive on both sides of a polishing layer obtained by using PU-1 on a non-machined surface as a double-sided adhesive tape A polishing pad was prepared that did not have any. The obtained polishing pad has a uniform structure without embedded plugs, etc., and the light transmittance in the thickness direction in the entire range of wavelengths 450 to 700 nm is 29% (wavelength 700 nm), and the minimum value is It was 26% (wavelength 450 nm).
この研磨パッドをアプライドマテリアルズ社製研磨装置「ＭＩＲＲＡ」に装着したところ、透過窓の位置を気にすることなく簡単に行うことができた。そして、実施例１と同様にして、研磨を行った。しかしながら、パターンウエハを研磨しようとしたとき、研磨装置のウエハ飛び出し感知センサの誤作動により装置が停止した。 When this polishing pad was attached to a polishing apparatus “MIRRA” manufactured by Applied Materials, it was possible to easily carry out without worrying about the position of the transmission window. Then, polishing was performed in the same manner as in Example 1. However, when trying to polish the pattern wafer, the apparatus stopped due to a malfunction of the wafer pop-up detection sensor of the polishing apparatus.
［比較例２］
ＰＵ−３を用いて得られた研磨層の溝を加工していない側の面に両面粘着テープ、クッション層および両面粘着テープをこの順に積層し、クッション層を有する研磨パッドを製造した。両面粘着テープとしては不織布の両面にアクリル系粘着材を塗工したものを用い、クッション層としては厚み１．５ｍｍの無発泡ポリウレタンエラストマーシートを用いた。得られた研磨パッドは埋め込まれたプラグなどを有さない均一な構造であり、波長４５０〜７００ｎｍの全範囲における厚み方向の光透過率が、最大値が７％（波長７００ｎｍ）、最小値が６％（波長４５０ｎｍ）であった。
[Comparative Example 2]
A double-sided pressure-sensitive adhesive tape, a cushion layer, and a double-sided pressure-sensitive adhesive tape were laminated in this order on the surface of the polishing layer obtained by using PU-3 on the side where the grooves were not processed, thereby producing a polishing pad having a cushion layer. As the double-sided pressure-sensitive adhesive tape, a non-foamed polyurethane elastomer sheet having a thickness of 1.5 mm was used as the cushion layer. The obtained polishing pad has a uniform structure without embedded plugs, etc., and the light transmittance in the thickness direction in the entire range of wavelengths 450 to 700 nm is 7% (wavelength 700 nm), and the minimum value is It was 6% (wavelength 450 nm).
この研磨パッドをアプライドマテリアルズ社製研磨装置「ＭＩＲＲＡ」に装着したところ、透過窓の位置を気にすることなく簡単に行うことができた。そして、実施例１と同様にして、研磨を行った。そして、パターンウエハを研磨したが、研磨装置のウエハ飛び出し感知センサの誤作動は起こらなかったが、表面の銅膜が除去された段階での検出レーザー強度の変化が小さく、光による研磨終点検出ができなかった。 When this polishing pad was attached to a polishing apparatus “MIRRA” manufactured by Applied Materials, it was possible to easily carry out without worrying about the position of the transmission window. Then, polishing was performed in the same manner as in Example 1. Although the pattern wafer was polished, the malfunction of the wafer pop-up detection sensor of the polishing apparatus did not occur, but the change in the detected laser intensity at the stage where the copper film on the surface was removed was small, and the polishing end point detection by light was possible. could not.
［比較例３］
ＰＵ−４を用いて得られた研磨層の溝を加工していない側の面に両面粘着テープとして厚み３０μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムの両面にアクリル系粘着材を塗工したものを積層し、クッション層を有さない研磨パッドを製造した。得られた研磨パッドは埋め込まれたプラグなどを有さない均一な構造であり、波長４５０〜７００ｎｍの全範囲における厚み方向の光透過率が、最大値が３％（波長７００ｎｍ）、最小値が２％（波長４５０ｎｍ）であった。
[Comparative Example 3]
A cushion layer obtained by laminating a 30 μm thick polyethylene terephthalate film coated with an acrylic adhesive on both sides of the polishing layer obtained by using PU-4 on the side where the grooves are not processed, as a double-sided adhesive tape A polishing pad was prepared that did not have any. The obtained polishing pad has a uniform structure without embedded plugs, etc., and the light transmittance in the thickness direction in the entire range of wavelengths from 450 to 700 nm is 3% (wavelength 700 nm), and the minimum value is It was 2% (wavelength 450 nm).
この研磨パッドをアプライドマテリアルズ社製研磨装置「ＭＩＲＲＡ」に装着したところ、透過窓の位置を気にすることなく簡単に行うことができた。そして、実施例１と同様にして、研磨を行った。そして、パターンウエハを研磨したが、研磨装置のウエハ飛び出し感知センサの誤作動は起こらなかったが、表面の銅膜が除去された段階での検出レーザー強度の明確な変化が認められず、光による研磨終点検出ができなかった。 When this polishing pad was attached to a polishing apparatus “MIRRA” manufactured by Applied Materials, it was possible to easily carry out without worrying about the position of the transmission window. Then, polishing was performed in the same manner as in Example 1. And although the pattern wafer was polished, the malfunction of the wafer pop-up detection sensor of the polishing apparatus did not occur, but no clear change in the detected laser intensity at the stage where the copper film on the surface was removed was observed. The polishing end point could not be detected.
［比較例４］
ＰＵ−４を用いて得られた研磨層の研磨装置定盤の光照射部に相当する位置に、打ち抜きにより貫通した開口部（長辺５６ｍｍ、短辺１９ｍｍの長方形）を作製した。次いで、研磨層の溝を加工していない側の面に両面粘着テープおよびクッション層をこの順に積層した後、研磨層の開口部の中央に、粘着層とクッション層にも打ち抜きにより貫通した開口部（長辺５０ｍｍ、短辺１３ｍｍの長方形）を設けた。さらに、クッション層の研磨層と反対側の面に両面粘着テープを積層してから、研磨層の開口部にＰＴＭＧ２０００：ＢＤ：ＭＤＩ＝４７．５：１２．５：４０．０（質量比）となる割合で用いて製造された熱可塑性ポリウレタンの無発泡成形体（長さ５５ｍｍ、幅１８ｍｍ、厚み１．３ｍｍ）を終点検知窓のプラグとしてはめ込んで、開口部のあるクッション層と埋め込まれたプラグを有する研磨パッドを製造した。両面粘着テープとしては厚み３０μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムの両面にアクリル系粘着材を塗工したものを用い、クッション層としては厚み１．５ｍｍの無発泡ポリウレタンエラストマーシートを用いた。
[Comparative Example 4]
An opening (rectangular with a long side of 56 mm and a short side of 19 mm) was produced by punching at a position corresponding to the light irradiation part of the polishing apparatus surface plate of the polishing layer obtained using PU-4. Next, after laminating the double-sided adhesive tape and the cushion layer in this order on the surface of the polishing layer where the groove is not processed, the opening that penetrated the adhesive layer and the cushion layer by punching in the center of the opening of the polishing layer (A rectangle having a long side of 50 mm and a short side of 13 mm). Furthermore, after a double-sided pressure-sensitive adhesive tape is laminated on the surface of the cushion layer opposite to the polishing layer, PTMG2000: BD: MDI = 47.5: 12.5: 40.0 (mass ratio) and A thermoplastic polyurethane non-foamed molded article (55 mm in length, 18 mm in width, 1.3 mm in thickness) manufactured by using this ratio is fitted as a plug for an end point detection window, and a plug embedded with a cushion layer having an opening. A polishing pad having As the double-sided adhesive tape, a polyethylene terephthalate film having a thickness of 30 μm coated with an acrylic adhesive material was used, and as the cushion layer, a non-foamed polyurethane elastomer sheet having a thickness of 1.5 mm was used.
この研磨パッドをアプライドマテリアルズ社製研磨装置「ＭＩＲＲＡ」に装着したところ、透過窓の位置を気にしなければ設置することができず、完了までに時間を要した。そして、実施例１と同様にして、研磨を行った。パターンウエハを研磨した結果、表面の銅膜が除去された段階で検出レーザー強度の明確な変化が認められ、光による研磨終点検出が可能であった。また、表面の銅膜が除去されるまでに要した時間は９０秒であり、研磨装置のウエハ飛び出し感知センサの誤作動は起こらなかった。しかしながら、研磨パッドに埋め込まれたプラグと両面粘着テープの間に剥がれがやや生じ、クッション層の開口部に研磨スラリーが少し漏れていた。 When this polishing pad was attached to a polishing apparatus “MIRRA” manufactured by Applied Materials, it could not be installed unless the position of the transmission window was taken care of, and it took time to complete. Then, polishing was performed in the same manner as in Example 1. As a result of polishing the pattern wafer, a clear change in the detected laser intensity was observed at the stage where the copper film on the surface was removed, and the polishing end point could be detected by light. The time required for removing the copper film on the surface was 90 seconds, and the malfunction of the wafer pop-up detection sensor of the polishing apparatus did not occur. However, some peeling occurred between the plug embedded in the polishing pad and the double-sided adhesive tape, and the polishing slurry slightly leaked into the opening of the cushion layer.
１ 研磨層
２ 第１の粘着材層
３ クッション層
４ 第２の粘着材層
５ 定盤
６ トップリング
７ スラリーノズル
８ 光照射部
１０，１０’ ウエハ
１１，１２，１３，２１ 研磨パッド
１７ キャリア
２０ 研磨装置
DESCRIPTION OF
本発明の研磨パッドを用いれば、研磨中におけるウエハの検査や研磨終点測定を光学的手段により精度良く行うことができる。また、研磨装置への取り付けや研磨パッドの製造も容易である。このような研磨パッドは、例えば半導体デバイス製造時におけるシリコンウエハや半導体ウエハの化学的機械的研磨などに有用である。 By using the polishing pad of the present invention, it is possible to accurately perform wafer inspection and polishing end point measurement during polishing by optical means. In addition, attachment to a polishing apparatus and production of a polishing pad are easy. Such a polishing pad is useful for, for example, chemical mechanical polishing of a silicon wafer or a semiconductor wafer when manufacturing a semiconductor device.
Claims (12)
前記ウエハに接触する研磨面を有する研磨層と研磨装置の定盤に貼り合わせるための第１の粘着材層とを少なくとも備え、
前記研磨面の前記ウエハと接触する全領域において、波長４５０〜７００ｎｍの範囲の光に対する、厚み方向の光透過率が１０〜２５％であることを特徴とする研磨パッド。 A polishing pad for polishing a wafer,
A polishing layer having a polishing surface in contact with the wafer and a first adhesive material layer for bonding to a surface plate of a polishing apparatus;
A polishing pad characterized by having a light transmittance in a thickness direction of 10 to 25% with respect to light in a wavelength range of 450 to 700 nm in the entire region of the polishing surface in contact with the wafer.
前記研磨パッドの研磨面に対面するように前記ウエハを研磨装置のホルダに保持させる工程と、
前記研磨パッドと前記ウエハとの間に研磨スラリーを供給しながら、前記研磨面と前記ウエハとを相対的に摺動させることにより前記ウエハを研磨する工程と、を備えることを特徴とする研磨方法。 Fixing the polishing pad according to any one of claims 1 to 10 on a surface plate of a polishing apparatus with the first adhesive layer;
Holding the wafer in a polishing apparatus holder so as to face the polishing surface of the polishing pad;
And polishing the wafer by relatively sliding the polishing surface and the wafer while supplying a polishing slurry between the polishing pad and the wafer. .
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