JP2021057524A - Polishing pad, manufacturing method of the same, and polishing method using the same - Google Patents
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Abstract
Description
具現例は、研磨された基板の欠陥数を低減した研磨パッド、その製造方法及びそれを用いた研磨方法に関する。 An embodiment relates to a polishing pad in which the number of defects in a polished substrate is reduced, a manufacturing method thereof, and a polishing method using the same.
研磨パッドは、工業的に容易に微細な表面加工を可能にするために、化学的機械研磨技術（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｌａｎａｒｉｚａｔｉｏｎ、ＣＭＰ）に使用され、半導体装置用シリコンウエハ、メモリディスク、磁気ディスク、光学レンズや反射ミラーなどの光学材料、ガラス板、金属などの高度の表面平坦性が要求される材料の平坦化加工処理に多様に使用可能である。 Polishing pads are used in chemical mechanical polishing (CMP) to enable fine surface processing industrially easily, and are used in silicon wafers for semiconductor devices, memory disks, magnetic disks, and optical lenses. It can be widely used for flattening processing of optical materials such as reflection mirrors and materials that require a high degree of surface flatness such as glass plates and metals.
半導体回路の微細化に伴い、ＣＭＰ工程の重要性は益々高まっている。ＣＭＰパッド（ＣＭＰ Ｐａｄ）は、半導体製造工程の中のＣＭＰ工程において必須な原副資材の一つであって、ＣＭＰ性能の具現に重要な役割を担当している。 With the miniaturization of semiconductor circuits, the importance of the CMP process is increasing. The CMP pad is one of the essential raw materials and auxiliary materials in the CMP process in the semiconductor manufacturing process, and plays an important role in realizing the CMP performance.
ＣＭＰパッドは様々な性能が要求されるが、平坦化加工後の材料の欠陥（Ｄｅｆｅｃｔ）数は、収率に大きな影響を及ぼす因子であるので、ＣＭＰパッドの長短を区分するのに非常に重要な因子といえる。 CMP pads are required to have various performances, but the number of defects of the material after flattening is a factor that greatly affects the yield, so it is very important to distinguish the length of the CMP pad. It can be said that it is a factor.
具現例の目的は、研磨された基板上の欠陥数を減少させた研磨パッド、その製造方法及びそれを用いた研磨方法を提供することである。 An object of the embodiment is to provide a polishing pad in which the number of defects on the polished substrate is reduced, a method for producing the same, and a polishing method using the same.
上記目的を達成するために、具現例に係る研磨パッドは、ポリウレタンを含み、前記ポリウレタンは、下記化学式１で表されるシラン系繰り返し単位を主鎖に含み、前記研磨パッドとヒュームドシリカスラリーで研磨された基板上の欠陥が４０個以下である低欠陥特性を有する。
In order to achieve the above object, the polishing pad according to the embodiment contains polyurethane, and the polyurethane contains a silane-based repeating unit represented by the following
前記化学式１において、前記Ｒ１１及びＲ１２は、それぞれ独立して、水素、又は炭素数１〜１０のアルキル基であり、前記ｎは、１〜３０の整数である。
In the
前記ポリウレタンは、下記化学式２−１又は化学式２−２で表される繰り返し単位を主鎖に含むことができる。 The polyurethane can contain a repeating unit represented by the following chemical formula 2-1 or chemical formula 2-2 in the main chain.
前記化学式２−１又は化学式２−２において、前記Ｒ１１及び前記Ｒ１２は、それぞれ独立して、水素、又は炭素数１〜１０のアルキル基であり、前記Ｒ２１は、−Ｓｉ（Ｒ１３）（Ｒ１４）（Ｒ２２）−であり、前記Ｒ１３及び前記Ｒ１４は、それぞれ独立して、水素、又は炭素数１〜１０のアルキル基であり、前記Ｒ２２は、−（ＣＨ２）ｍ１−又は−（ＣＨ２）ｍ２−（ＯＣＨ２ＣＨ２）ｍ３−であり（但し、ｍ１、ｍ２及びｍ３は、それぞれ独立して１〜２０の整数）、前記ｎは、１〜３０の整数である。 In the chemical formula 2-1 or 2-2, the R 11 and the R 12 are independently hydrogen or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and the R 21 is −Si (R 13). ) (R 14 ) (R 22 ) −, the R 13 and the R 14 are independently hydrogen or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and the R 22 is − (CH 2). ) M1- or- (CH 2 ) m2- (OCH 2 CH 2 ) m3- (where m1, m2 and m3 are independently integers of 1 to 20), where n is 1 to 30. It is an integer.
前記研磨パッドは、下記式１による接触角の差値（Ａｄ（ｐ−ｆ）、％）が１．５〜５であってもよい。
The polishing pad may have a contact angle difference value (Ad ( pf),%) according to the following
［式１］
Ａｄ（ｐ−ｆ）＝［１００×（Ａｐ−Ａｆ）］／Ａｐ
[Equation 1]
Ad (pf) = [100 × (Ap-Af)] / Ap
前記式１において、前記Ａｐは、純水（ｐｕｒｅ ｗａｔｅｒ）で測定した接触角であり、前記Ａｆは、ヒュームドシリカスラリーで測定した接触角である。
In the
前記ポリウレタンは発泡体形態であってもよい。 The polyurethane may be in the form of a foam.
前記発泡体の平均気孔サイズは１０〜３０μｍであってもよい。 The average pore size of the foam may be 10 to 30 μm.
前記ポリウレタンは、ショアＤ硬度が５５〜６５であってもよい。 The polyurethane may have a shore D hardness of 55-65.
前記研磨パッドは、トップパッドと、前記トップパッドの一面上に位置するサブパッドとを含むことができる。 The polishing pad can include a top pad and a sub-pad located on one surface of the top pad.
前記トップパッドは前記ポリウレタンを含むことができる。 The top pad can include the polyurethane.
前記サブパッドは、不織布またはスエードタイプの材料であってもよい。 The sub-pad may be a non-woven fabric or a suede type material.
他の具現例に係る研磨パッドは、ポリウレタン系研磨層であるトップパッド（ｔｏｐ ｐａｄ）を含み、前記ポリウレタン系ウレタン組成物の発泡体を含み、前記ウレタン組成物は、ウレタン系プレポリマー、硬化剤、及び発泡剤を含む。 The polishing pad according to another embodiment includes a top pad (top pad) which is a polyurethane-based polishing layer, contains a foam of the polyurethane-based urethane composition, and the urethane composition is a urethane-based prepolymer and a curing agent. , And a foaming agent.
前記ウレタン系プレポリマーは、プレポリマー組成物の共重合体であり、前記プレポリマー組成物は、イソシアネート化合物、アルコール化合物、及びシラン系化合物を含み、前記シラン系化合物は、シラン系繰り返し単位、及び少なくとも一末端にヒドロキシ基、アミン基、またはエポキシ基を含み、前記シラン系繰り返し単位は、前記化学式１で表される。
The urethane-based prepolymer is a copolymer of a prepolymer composition, the prepolymer composition contains an isocyanate compound, an alcohol compound, and a silane-based compound, and the silane-based compound is a silane-based repeating unit and a silane-based repeating unit. The silane-based repeating unit containing at least one terminal of a hydroxy group, an amine group, or an epoxy group is represented by the
前記シラン系化合物は、前記プレポリマー組成物全体を基準として０．１〜５重量％含まれてもよい。 The silane compound may be contained in an amount of 0.1 to 5% by weight based on the entire prepolymer composition.
前記トップパッドは、前記化学式１で表されるシラン系繰り返し単位を含まない発泡体形態のポリウレタンと比較して、研磨されたシリコンウエハの欠陥の程度を８０％以上減少させることができる。
The top pad can reduce the degree of defects of the polished silicon wafer by 80% or more as compared with polyurethane in the foam form which does not contain the silane-based repeating unit represented by the
前記シラン系化合物は、下記化学式３で表される化合物であってもよい。 The silane compound may be a compound represented by the following chemical formula 3.
前記化学式３において、前記Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３及びＲ１４は、それぞれ独立して、水素、又は炭素数１〜１０のアルキル基であり、前記Ｒ２２は、−（ＣＨ２）ｍ１−又は−（ＣＨ２）ｍ２−（ＯＣＨ２ＣＨ２）ｍ３−（但し、ｍ１、ｍ２、及びｍ３は、それぞれ独立して１〜２０の整数）であり、前記Ｒ３１は、炭素数１〜２０のアルキレン基であり、前記Ｒ４１及びＲ４２は、それぞれ独立して、ヒドロキシ基、アミン基、またはエポキシ基であり、前記ｎは、１〜３０の整数である。 In the chemical formula 3, R 11 , R 12 , R 13 and R 14 are independently hydrogen or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and R 22 is − (CH 2 ) m1 −. Or- (CH 2 ) m2- (OCH 2 CH 2 ) m3- (where m1, m2, and m3 are independently integers of 1 to 20), and R 31 has 1 to 20 carbon atoms. R 41 and R 42 are independently hydroxy groups, amine groups, or epoxy groups, and n is an integer of 1 to 30.
前記プレポリマーは、ＮＣＯ％が８〜１２重量％であるものであってもよい。 The prepolymer may have an NCO% of 8-12% by weight.
更に他の具現例に係る研磨パッドの製造方法は、ｉ）ウレタン組成物を重合して発泡体形態のポリウレタンを形成するポリウレタン形成過程と；ｉｉ）前記ポリウレタンを含むトップパッドを製造するトップパッド製造過程と；ｉｉｉ）前記トップパッドをサブパッド（ｓｕｂ ｐａｄ）と接着して研磨パッドを製造するラミネーション過程と；を含む。 The method for producing a polishing pad according to still another embodiment is as follows: i) a polyurethane forming process of polymerizing a urethane composition to form a polyurethane in the form of a foam; ii) manufacturing a top pad containing the polyurethane. The process includes; iii) a lamination process of adhering the top pad to a sub pad to produce a polishing pad.
前記ウレタン組成物は、ウレタンプレポリマー、硬化剤及び発泡剤を含み、前記ポリウレタンの主鎖は、前記化学式１で表されるシラン系繰り返し単位を含む。
The urethane composition contains a urethane prepolymer, a curing agent and a foaming agent, and the main chain of the polyurethane contains a silane-based repeating unit represented by the
前記ウレタンプレポリマーは、ウレタンプレポリマーの製造方法で製造されてもよい。 The urethane prepolymer may be produced by a method for producing a urethane prepolymer.
前記ウレタンプレポリマーの製造方法は、イソシアネート化合物、アルコール化合物及びシラン系化合物を含むプレポリマー組成物を、５０〜１２０℃で反応させて、ＮＣＯ％が８〜１２重量％であるウレタンプレポリマーを製造するプレポリマー製造ステップ；を含む。 In the method for producing a urethane prepolymer, a prepolymer composition containing an isocyanate compound, an alcohol compound and a silane compound is reacted at 50 to 120 ° C. to produce a urethane prepolymer having an NCO% of 8 to 12% by weight. Prepolymer production steps;
前記シラン系化合物は、前記化学式１のシラン系繰り返し単位を含み、少なくとも一末端がヒドロキシ基、アミン基、またはエポキシ基を含む。
The silane-based compound contains the silane-based repeating unit of the above
前記プレポリマー製造ステップは、前記イソシアネート化合物及びアルコール化合物を含む第１組成を混合し、６０〜１００℃で１〜５時間反応させて、第１重合体を形成する第１過程と；前記第１重合体と前記シラン系化合物を含む第２組成を混合し、６０〜１００℃で０．５〜３時間反応させて、第２重合体を形成する第２過程と；を含むことができる。 The prepolymer production step includes a first step of mixing the first composition containing the isocyanate compound and the alcohol compound and reacting at 60 to 100 ° C. for 1 to 5 hours to form a first polymer; A second step of mixing the polymer and the second composition containing the silane compound and reacting at 60 to 100 ° C. for 0.5 to 3 hours to form the second polymer; can be included.
更に他の具現例に係る研磨されたウエハの製造方法は、上述した研磨パッドと研磨前のウエハをＣＭＰ研磨装置に装着する準備ステップと；前記ＣＭＰ研磨装置に研磨用スラリーを投入しながら、前記研磨前のウエハを前記研磨パッドを用いて研磨を行って、研磨されたウエハを製造する研磨ステップと；を含む。 The method for producing a polished wafer according to still another embodiment includes the preparatory step of mounting the polishing pad and the wafer before polishing on the CMP polishing device; A polishing step of polishing a wafer before polishing with the polishing pad to produce a polished wafer;
具現例に係る研磨パッド、その製造方法及びそれを用いた研磨方法は、研磨率、切削率は従来と同等レベルに維持しつつ、欠陥（ｄｅｆｅｃｔ）の数を著しく減少させた研磨パッド、その製造方法、及びそれを用いたウエハの研磨方法を提供することができる。 In the polishing pad according to the embodiment, the manufacturing method thereof, and the polishing method using the polishing pad, the polishing rate and the cutting rate are maintained at the same level as the conventional ones, and the number of defects is significantly reduced. A method and a method for polishing a wafer using the method can be provided.
以下、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるように、具現例について添付の図面を参照して詳細に説明する。しかし、具現例は、様々な異なる形態で実現可能であり、ここで説明する実施例に限定されない。 Hereinafter, the embodiment will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that a person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention belongs can easily carry out the embodiment. However, the embodiment is feasible in a variety of different forms and is not limited to the examples described herein.
本明細書で使用される程度の用語、「約」、「実質的に」などは、言及された意味に固有の製造及び物質の許容誤差が提示されるとき、その数値で又はその数値に近接した意味で使用され、本発明の理解を助けるために正確又は絶対的な数値が言及された開示内容を非良心的な侵害者が不当に利用することを防止するために使用される。 As used herein, terms such as "about", "substantially", etc., when presented with manufacturing and material tolerances specific to the meaning referred to, at or in close proximity to that number. It is used in the sense that it is used to prevent an unscrupulous infringer from unfairly using the disclosure content in which accurate or absolute numerical values are mentioned to aid the understanding of the present invention.
本明細書全体において、マーカッシュ形式の表現に含まれた「これらの組み合わせ」という用語は、マーカッシュ形式の表現に記載された構成要素からなる群から選択される１つ以上の混合又は組み合わせを意味するものであって、前記構成要素からなる群から選択される１つ以上を含むことを意味する。 Throughout this specification, the term "combinations of these" included in a Markush-style representation means one or more mixture or combinations selected from the group of components described in the Markush-style representation. It means that it includes one or more selected from the group consisting of the above-mentioned components.
本明細書全体において、「Ａ及び／又はＢ」の記載は、「Ａ、Ｂ、または、Ａ及びＢ」を意味する。 Throughout this specification, the description of "A and / or B" means "A, B, or A and B."
本明細書全体において、「第１」、「第２」又は「Ａ」、「Ｂ」のような用語は、特に説明がない限り、同一の用語を互いに区別するために使用される。 Throughout this specification, terms such as "first", "second" or "A", "B" are used to distinguish the same terms from each other unless otherwise stated.
本明細書において、Ａ上にＢが位置するという意味は、Ａ上に直接当接してＢが位置するか、またはそれらの間に別の層が位置しながらＡ上にＢが位置することを意味し、Ａの表面に当接してＢが位置することに限定されて解釈されない。 In the present specification, the meaning that B is located on A means that B is located on A in direct contact with A, or that B is located on A while another layer is located between them. Meaning, it is not construed as being limited to the position of B in contact with the surface of A.
本明細書において、単数の表現は、特に説明がなければ、文脈上解釈される単数又は複数を含む意味で解釈される。 As used herein, the expression singular is construed to include the singular or plural, which is to be interpreted contextually, unless otherwise stated.
本明細書において、欠陥は、微細スクラッチまたはチャターマーク（ｃｈａｔｔｅｒ ｍａｒｋ）のような研磨欠陥を意味する。 As used herein, a defect means a polishing defect such as a fine scratch or chatter mark.
化学機械的研磨技術に活用される研磨パッドは、基板の研磨を迅速かつ正確に行い、それと同時に、基板の表面に欠陥（スクラッチ、ｄｅｆｅｃｔ）がないように研磨を行わなければならない。発明者らは、研磨パッドの他の特性は同等レベル以上に維持しながら、欠陥の数を低減するための方法を研究していたところ、スラリー粒子が研磨パッドに固着化しないようにスラリー溶液に対して高い接触角を有する研磨パッドを製造し、これを用いると、研磨されたウエハ上の欠陥の数を著しく低減できるという点を確認し、具現例を完成した。 The polishing pad utilized in the chemical mechanical polishing technique must polish the substrate quickly and accurately, and at the same time, polish the surface of the substrate so that there are no defects (scratches, defects). The inventors were researching a method for reducing the number of defects while maintaining the other properties of the polishing pad above the same level, and found that the slurry solution was used to prevent the slurry particles from sticking to the polishing pad. On the other hand, it was confirmed that a polishing pad having a high contact angle could be manufactured and the number of defects on the polished wafer could be significantly reduced by using the polishing pad, and the embodiment was completed.
図１は、具現例に係る研磨パッドの断面を説明する概念図である。前記図１を参照して具現例をより具体的に説明すると、前記研磨パッド１００は、ポリウレタンを含み、前記ポリウレタンは、下記化学式１で表されるシラン系繰り返し単位を含む。
FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating a cross section of a polishing pad according to an embodiment. More specifically, the embodiment will be described with reference to FIG. 1. The
前記化学式１において、前記Ｒ１１及びＲ１２は、それぞれ独立して、水素、又は炭素数１〜１０のアルキル基であり、前記ｎは、１〜３０の整数である。
In the
具体的には、前記化学式１において、前記Ｒ１１及びＲ１２は、それぞれ独立して、水素、又は炭素数１〜５のアルキル基であり得、前記ｎは、８〜２８の整数であり得る。
Specifically, in the
前記研磨パッド１００は、ポリウレタンの主鎖に含まれたシラン系繰り返し単位などの影響で化学機械的研磨過程において安定した研磨が行われ得、研磨された基板上の欠陥の発生を減少させることができる。前記研磨パッド１００は、特に、ヒュームドシリカスラリー用に適用する場合、研磨された基板に欠陥発生の抑制効果が大きい。
The
前記ポリウレタンは、下記化学式２−１又は化学式２−２で表される繰り返し単位を含むことができる。 The polyurethane can contain a repeating unit represented by the following chemical formula 2-1 or chemical formula 2-2.
前記化学式２−１又は化学式２−２において、前記Ｒ１１及びＲ１２は、それぞれ独立して、水素、又は炭素数１〜１０のアルキル基であり、前記Ｒ２１は、−Ｓｉ（Ｒ１３）（Ｒ１４）（Ｒ２２）−であり、前記Ｒ１３及びＲ１４は、それぞれ独立して、水素、又は炭素数１〜１０のアルキル基であり、前記Ｒ２２は、−（ＣＨ２）ｍ１−又は−（ＣＨ２）ｍ２−（ＯＣＨ２ＣＨ２）ｍ３−であり（ここで、ｍ１、ｍ２、及びｍ３は、それぞれ独立して１〜２０の整数）、前記ｎは、１〜３０の整数である。 In the chemical formula 2-1 or 2-2, the R 11 and R 12 are independently hydrogen or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and the R 21 is −Si (R 13 ). (R 14 ) (R 22 ) −, the R 13 and R 14 are independently hydrogen or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and the R 22 is − (CH 2 ) m1. -Or- (CH 2 ) m2- (OCH 2 CH 2 ) m3- (where m1, m2, and m3 are independently integers of 1 to 20), and the n is 1 to 30. It is an integer.
具体的には、前記化学式２−１又は化学式２−２において、前記Ｒ１１及びＲ１２は、それぞれ独立して、水素、又は炭素数１〜５のアルキル基であり、前記Ｒ２１は、−Ｓｉ（Ｒ１３）（Ｒ１４）（Ｒ２２）−であり、前記Ｒ１３及びＲ１４は、それぞれ独立して、水素、又は炭素数１〜５のアルキル基であり、前記Ｒ２２は、−（ＣＨ２）ｍ１−又は−（ＣＨ２）ｍ２−（ＯＣＨ２ＣＨ２）ｍ３−であり（但し、ｍ１、ｍ２、及びｍ３は、それぞれ独立して２〜１２の整数）、前記ｎは、８〜２８の整数である。 Specifically, in the chemical formula 2-1 or 2-2, the R 11 and R 12 are independently hydrogen or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and the R 21 is −. Si (R 13 ) (R 14 ) (R 22 ) −, the R 13 and R 14 are independently hydrogen or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and the R 22 is −. (CH 2 ) m1- or- (CH 2 ) m2- (OCH 2 CH 2 ) m3- (where m1, m2, and m3 are independently integers of 2 to 12), and the above n is It is an integer of 8 to 28.
前記研磨パッド１００は、前記化学式２−１又は化学式２−２で表されるシラン系繰り返し単位を０．１〜５重量％含むことができる。このような場合、具現例で意図するスラリー粒子の研磨パッドの表面または気孔上への固着現象の発生を適切かつ効率的に抑制することができる。
The
具体的には、前記化学式２−１又は化学式２−２はそれぞれ、下記化学式２−３又は２−４であってもよい。 Specifically, the chemical formula 2-1 or the chemical formula 2-2 may be the following chemical formula 2-3 or 2-4, respectively.
前記化学式２−３又は２−４において、前記ｎは８〜２８の整数であり、前記ｐは１〜１０の整数である。具体的には、前記化学式２−３又は２−４において、前記ｎは１０〜２５の整数であり得、前記ｐは１〜５の整数であり得る。 In the chemical formula 2-3 or 2-4, the n is an integer of 8 to 28 and the p is an integer of 1-10. Specifically, in the chemical formula 2-3 or 2-4, the n can be an integer of 10 to 25, and the p can be an integer of 1 to 5.
前記特徴を有するポリウレタンは、前記研磨パッド１００全体に適用されてもよく、トップパッド１０とサブパッド３０を含む研磨パッドの構造においてトップパッド１０に適用されてもよい。
The polyurethane having the above characteristics may be applied to the
前記ポリウレタンは、発泡体形態のポリウレタンが適用されてもよい。 As the polyurethane, a polyurethane in the form of a foam may be applied.
前記発泡体形態のポリウレタンは、前記ポリウレタンの製造時に、組成に発泡剤を混合して製造され得る。前記発泡剤は、気相発泡剤、固相発泡剤、液相発泡剤及びこれらの組み合わせからなる群から選択されたいずれか１つの発泡剤を混合する方式で形成され得る。 The polyurethane in the foam form can be produced by mixing a foaming agent with the composition at the time of producing the polyurethane. The foaming agent can be formed by mixing any one of the foaming agents selected from the group consisting of a gas phase foaming agent, a solid phase foaming agent, a liquid phase foaming agent and a combination thereof.
前記研磨パッド１００は、前記トップパッド１０を含む研磨パッド１００とヒュームドシリカスラリーとを適用して研磨した酸化珪素膜上の欠陥の数を減少させることができる。前記減少した欠陥の数は、４０個以下であってもよく、２５個以下であってもよく、１０個以下であってもよく、０以上であってもよい。前記基板は、直径が約３００ｍｍまたはそれ以上のディスク状であってもよい。前記基板は、約７０６８５．８３ｍｍ２またはそれ以上の表面積を有することができる。前記欠陥の数は、前記表面積で測定したものを基準とする。
The
前記欠陥は、ＣＭＰ研磨装備を使用して研磨されたシリコンウエハを洗浄及び乾燥した後、ディフェクト測定装備（製造社：Ｔｅｎｃｏｒ、モデル名：ＸＰ＋）を用いて評価した結果である。 The defect is a result of washing and drying a silicon wafer polished using a CMP polishing equipment, and then evaluating using a defect measuring equipment (manufacturer: Tencor, model name: XP +).
前記研磨は、ＣＭＰ研磨装置に、シリコンオキサイドが蒸着された３００ｍｍのシリコンウエハを設置した後、前記研磨パッド１００を貼り付けた定盤上に前記シリコンウエハのシリコンオキサイド層が接するように位置させた後、研磨荷重が４．０ｐｓｉ、１５０ｒｐｍで６０秒間回転させながら研磨させたものを基準とする。このとき、スラリーは、例えば、ヒュームドシリカスラリーまたはセリアスラリーを適用できる。
In the polishing, a 300 mm silicon wafer on which silicon oxide was deposited was placed in a CMP polishing apparatus, and then the silicon wafer layer of the silicon wafer was positioned so as to be in contact with the platen on which the
前記ヒュームドシリカスラリーは、具体的には、ｐＨが１０．５であり、平均粒子サイズが１５０ｎｍであるヒュームドシリカが１２重量％分散しているスラリーであってもよい。 Specifically, the fumed silica slurry may be a slurry in which 12% by weight of fumed silica having a pH of 10.5 and an average particle size of 150 nm is dispersed.
KLA−Tencor
具体的には、前記ヒュームドシリカスラリーは、下記の方法により製造されたものを適用できる。
KLA-Tencor
Specifically, the fumed silica slurry produced by the following method can be applied.
第１のｐＨ調節剤と超純水を含むｐＨ１０．５の溶液であるベース溶液を製造する。このとき、前記第１のｐＨ調節剤は、アンモニア、水酸化カリウム、水酸化ナトリウムなどを適用できる。前記ベース溶液にヒュームドシリカ（Ｆｕｍｅｄ ｓｉｌｉｃａ、ＯＣＩ社製）１２重量％を、超音波分散機（ｕｌｔｒａ ｓｏｎｉｃａｔｏｒ）を用いて、９０００ｒｐｍの速度で混合しながら少量ずつ投入して分散させることで、シリカベース溶液を製造する。約４時間の分散過程を行った後、高圧分散機を用いて追加の分散過程を行い、アンモニウム系添加剤を０．５〜２重量％添加し、１時間追加の攪拌過程を行った。この後、非イオン系界面活性剤（例えば、ポリエチレングリコール）０．０１〜０．１重量％と第２のｐＨ調節剤を添加して、ｐＨ１０．５の混合スラリー溶液を製造する。前記第２のｐＨ調節剤としては、アンモニア、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、硝酸、スルホン酸などを適用できる。前記混合スラリー溶液は、３．５μｍと１μｍの気孔サイズを有するスラリー用フィルター（ｍｉｃｒｏｐｏｒｅ社製）を適用してフィルタした後、最終ヒュームドシリカスラリーとした。最終ヒュームドシリカスラリーはｐＨが１０．５であり、平均粒子サイズが１５０ｎｍ（測定：ｎａｎｏ−ＺＳ ９０、ｍａｌｖｅｒｎ社製）であるヒュームドシリカが１２重量％分散している。このように製造されたスラリーは、以後、接触角の測定時にヒュームドシリカスラリー標準溶液として適用される。 A base solution, which is a pH 10.5 solution containing a first pH regulator and ultrapure water, is produced. At this time, ammonia, potassium hydroxide, sodium hydroxide and the like can be applied to the first pH adjuster. Silica by adding 12% by weight of fumed silica (manufactured by OCI) to the base solution little by little while mixing at a rate of 9000 rpm using an ultrasonic disperser (ultra sonicator). Produce a base solution. After performing the dispersion process for about 4 hours, an additional dispersion process was performed using a high-pressure disperser, 0.5 to 2% by weight of an ammonium-based additive was added, and an additional stirring process was performed for 1 hour. Then, 0.01 to 0.1% by weight of a nonionic surfactant (for example, polyethylene glycol) and a second pH adjuster are added to prepare a mixed slurry solution having a pH of 10.5. As the second pH adjuster, ammonia, potassium hydroxide, sodium hydroxide, nitric acid, sulfonic acid and the like can be applied. The mixed slurry solution was filtered by applying a slurry filter (manufactured by micropore) having pore sizes of 3.5 μm and 1 μm, and then used as a final fumed silica slurry. The final fumed silica slurry has a pH of 10.5 and 12% by weight of fumed silica having an average particle size of 150 nm (measurement: nano-ZS 90, manufactured by Malvern) is dispersed. The slurry thus produced is subsequently applied as a fumed silica slurry standard solution when measuring the contact angle.
前記研磨パッド１００は、切削率を４５〜５５μｍ／ｈｒで適用時に、シリコンウエハの欠陥が４０個以下である低欠陥特性を有することができ、２５個以下である低欠陥特性を有することができ、または１０個以下である低欠陥特性を有することができる。
The
前記研磨パッド１００は、研磨率を２６００〜２９００Å／ｍｉｎで適用時に、シリコンウエハの欠陥が４０個以下である低欠陥特性を有することができ、２５個以下である低欠陥特性を有することができ、または１０個以下である低欠陥特性を有することができる。
The
前記研磨パッド１００は、下記式１による接触角の差値（Ａｄ（ｐ−ｆ）、％）が１．５〜５の値を有するものであってもよく、２〜４の値を有するものであってもよい。
The
［式１］
Ａｄ（ｐ−ｆ）＝［１００×（Ａｐ−Ａｆ）］／Ａｐ
[Equation 1]
Ad (pf) = [100 × (Ap-Af)] / Ap
前記式１において、前記Ａｐは、純水（ｐｕｒｅ ｗａｔｅｒ）で測定した接触角であり、前記Ａｆは、ヒュームドシリカスラリーで測定した接触角であり、Ａｄ（ｐ−ｆ）は、前記の式１で定義される接触角の差値である。
In the
前記接触角の差値が前記の値を有する場合、ヒュームドシリカスラリーを適用して基板の研磨時に、切削率、研磨率などは既存の場合と実質的に同等以上のレベルを維持しながら、欠陥の程度を著しく減少させることができる。 When the difference value of the contact angles has the above values, when the fumed silica slurry is applied and the substrate is polished, the cutting rate, the polishing rate, etc. are maintained at substantially the same level as or higher than the existing cases. The degree of defects can be significantly reduced.
前記接触角の測定は室温で行われる。前記ヒュームドシリカスラリーは、ｐＨが１０．５であり、平均粒子サイズが１５０ｎｍであるヒュームドシリカが１２重量％分散しているものを基準とする。また、接触角の測定の基準となる前記ヒュームドシリカスラリーの具体的な組成及び製造法は、上述と重複するので、その記載を省略する。 The contact angle is measured at room temperature. The fumed silica slurry is based on a fumed silica slurry having a pH of 10.5 and an average particle size of 150 nm dispersed in an amount of 12% by weight. Further, since the specific composition and production method of the fumed silica slurry, which is a reference for measuring the contact angle, overlap with the above, the description thereof will be omitted.
前記研磨パッド１００のヒュームドシリカスラリーで測定した接触角が、８５〜１２０°であってもよい。
The contact angle measured with the fumed silica slurry of the
前記研磨パッド１００は、純水に対する接触角が８５〜１２５°であってもよい。
The
前記研磨パッド１００は、純水に対する接触角とヒュームドシリカスラリーで測定した接触角との差は、１．５°以上であってもよく、１．８°以上であってもよく、２°以上であってもよい。
In the
前記研磨パッド１００は、純水に対する接触角とヒュームドシリカスラリーで測定した接触角との差は、１．２〜５°であってもよく、１．５〜４°であってもよい。
In the
上述したように、純水に対する接触角とヒュームドシリカスラリーに対する接触角との差が相対的に大きい研磨パッド１００は、研磨用スラリーと接するとき、研磨パッドの表面とスラリー粒子との反発力が大きくなり得る。したがって、スラリー粒子が研磨パッドの表面または気孔上に固着化される現象を著しく減らすことができ、これは、優れた研磨品質を得るようにする。
As described above, the
上述した純水に対する接触角とスラリーに対する接触角の差が相対的に大きい研磨パッド１００は、発泡型パッドであるとき、さらに大きな欠陥減少効果を有する。これは、発泡型研磨パッドの表面に位置する微細な気孔に前記スラリーに含まれた粒子が流入して固着化し得、このような場合、研磨された基板の表面上に欠陥を生成することがある。具現例の構成は、このような現象を著しく減らすことができるので欠陥減少効果が大きいものと考えられる。
The
前記研磨パッド１００は、ポリウレタンの主鎖上にシラン系繰り返し単位を含ませることで、特に、シリカ粒子と前記ポリウレタン表面との反発力がさらに大きくなるように誘導する。これを通じて、前記研磨パッドは、スラリーを用いた研磨パッドの研磨率、切削率などは実質的に同等レベル以上に維持しながら、欠陥発生の程度を著しく減少させることができる。
By including a silane-based repeating unit on the main chain of polyurethane, the
前記研磨パッド１００は、トップパッド１０と、前記トップパッドの一面上に位置する第１接着層１５と、前記第１接着層１５の一面上に位置するサブパッド３０とを含む。
The
前記トップパッド１０は、上述した特徴を有する発泡体形態のポリウレタンで構成され得る。前記トップパッドは、平均気孔サイズが１０〜３０ｍｍである発泡体であり得る。このような平均気孔サイズを有するトップパッドを適用することが、研磨パッドの研磨効率の向上のために良い。
The
前記トップパッド１０は、面積率が３６〜４４％である発泡体形態のポリウレタンであってもよい。前記トップパッド１０は、単位面積当たりの気孔数が３５０〜５００である発泡体形態のポリウレタンであってもよい。このような特徴の発泡体形態のポリウレタントップパッド１０を適用する場合、効率的なウエハの研磨が可能である。
The
前記トップパッド１０は、ショアＤ硬度が５５〜６５であるものが適用されてもよく、このような場合、研磨の効率を高めることができる。
As the
前記トップパッド１０は、厚さが１．５〜３ｍｍであるものが適用されてもよく、このような場合、研磨の効率を高めることができる。
As the
前記サブパッド３０は、アスカーＣ（Ａｓｋｅｒ Ｃ）硬度が６０〜９０であるものであってもよい。 The sub-pad 30 may have an Asker C hardness of 60 to 90.
前記サブパッド３０は、不織布タイプまたはスエードタイプであってもよい。
The
前記サブパッド３０は、その厚さが０．５〜１ｍｍであってもよい。
The thickness of the
前記トップパッド１０と前記サブパッド３０とは、ホットメルト接着層１５を介して付着することができる。
The
前記サブパッド３０の他面にはゴム系接着剤３５（第２接着層）を適用することができる。
A rubber-based adhesive 35 (second adhesive layer) can be applied to the other surface of the
前記サブパッド３０の他面上に位置するゴム系接着剤３５の第２接着層は、前記第２接着層の他面にＰＥＴフィルムのようなフィルム５０が位置することができる。前記フィルム５０上にはゴム系粘着体層５５（第３接着層）が位置することができる。
In the second adhesive layer of the rubber-based adhesive 35 located on the other surface of the
前記サブパッド３０の他面は、ゴム系接着剤３５（第２接着層）を介して研磨機器の定盤に接着され得る。 The other surface of the sub-pad 30 can be adhered to the surface plate of the polishing device via the rubber-based adhesive 35 (second adhesive layer).
他の一具現例に係る研磨パッド１００は、ポリウレタン系研磨層であるトップパッド（ｔｏｐ ｐａｄ）１０を含む。
The
前記ポリウレタン系研磨層は、ウレタン系プレポリマー、硬化剤、及び発泡剤を含むウレタン組成物の発泡体を含む。 The polyurethane-based polishing layer contains a foam of a urethane composition containing a urethane-based prepolymer, a curing agent, and a foaming agent.
前記ウレタン系プレポリマーは、イソシアネート化合物、アルコール化合物及びシラン系繰り返し単位を含む化合物を含むプレポリマー組成物の共重合体である。 The urethane-based prepolymer is a copolymer of a prepolymer composition containing an isocyanate compound, an alcohol compound, and a compound containing a silane-based repeating unit.
前記シラン系化合物は、シラン変性ポリオール、シラン変性アミンなど、イソシアネートと反応してウレタンの主鎖にシラン系繰り返し単位を導入できる化合物が適用される。 As the silane compound, a compound such as a silane-modified polyol or a silane-modified amine that can react with isocyanate to introduce a silane-based repeating unit into the main chain of urethane is applied.
具体的には、前記シラン系化合物は、下記化学式１のシラン系繰り返し単位を含み、少なくとも一末端がヒドロキシ基、アミン基、またはエポキシ基を含むシラン系化合物であってもよい。
Specifically, the silane-based compound may be a silane-based compound containing a silane-based repeating unit of the following
前記化学式１において、前記Ｒ１１、前記Ｒ１２、前記ｎなどについての具体的な説明は、上述と重複するので、その記載を省略する。
In the
前記シラン系化合物は、前記プレポリマー組成物全体を基準として０．１〜５重量％含まれ得る。前記シラン系化合物は、前記プレポリマー組成物全体を基準として、１〜３重量％含まれてもよく、１．５〜２．５重量％含まれてもよい。 The silane compound may be contained in an amount of 0.1 to 5% by weight based on the entire prepolymer composition. The silane compound may be contained in an amount of 1 to 3% by weight or 1.5 to 2.5% by weight based on the entire prepolymer composition.
前記シラン系化合物を前記プレポリマー組成物全体を基準として０．１重量％未満で含む場合には、シラン系化合物の含有による欠陥減少の効果が僅かであり、５重量％を超えて含む場合には、合成過程でゲル化が起こってしまい、意図する物性を有するように合成を進行することが難しいことがある。前記含量で前記シラン系化合物を含む場合、優れた欠陥減少効果を有するポリウレタン研磨パッドを提供することができる。 When the silane compound is contained in an amount of less than 0.1% by weight based on the entire prepolymer composition, the effect of reducing defects due to the inclusion of the silane compound is slight, and when the compound is contained in an amount of more than 5% by weight. In the process of synthesis, gelation occurs, and it may be difficult to proceed with the synthesis so as to have the intended physical properties. When the silane compound is contained in the above content, a polyurethane polishing pad having an excellent defect reducing effect can be provided.
具体的には、前記トップパッド１０は、前記化学式１で表されるシラン系繰り返し単位を含まない発泡体形態のポリウレタンと比較して、研磨されたシリコンウエハの欠陥の程度を８０％以上減少させることができ、または８５％以上減少させることができる。また、前記トップパッド１０は、前記化学式１で表されるシラン系繰り返し単位を含まない発泡体形態のポリウレタンと比較して、研磨されたシリコンウエハの欠陥の程度を９０％以上減少させることができる。
Specifically, the
このような欠陥減少の程度は、切削率、研磨率などが既存と同等レベルで得られる値であって、欠陥によるシリコンウエハの不良率を著しく減少させることができる。 The degree of such defect reduction is a value obtained at the same level as the existing cutting rate, polishing rate, etc., and the defect rate of the silicon wafer due to defects can be significantly reduced.
前記シラン系化合物は、下記化学式３で表される化合物であってもよい。 The silane compound may be a compound represented by the following chemical formula 3.
前記化学式３において、前記Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３及びＲ１４は、それぞれ独立して、水素、又は炭素数１〜１０のアルキル基であり、前記Ｒ２２は、−（ＣＨ２）ｍ１−又は−（ＣＨ２）ｍ２−（ＯＣＨ２ＣＨ２）ｍ３−（但し、ｍ１、ｍ２及びｍ３は、それぞれ独立して１〜２０の整数）であり、前記Ｒ３１は、炭素数１〜２０のアルキレン基であり、前記Ｒ４１及びＲ４２は、それぞれ独立して、ヒドロキシ基、アミン基、またはエポキシ基であり、ｎは、１〜３０の整数である。 In the chemical formula 3, R 11 , R 12 , R 13 and R 14 are independently hydrogen or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and R 22 is − (CH 2 ) m1 −. Or- (CH 2 ) m2- (OCH 2 CH 2 ) m3- (where m1, m2 and m3 are independently integers of 1 to 20), and the R 31 has 1 to 20 carbon atoms. It is an alkylene group, and R 41 and R 42 are independently hydroxy groups, amine groups, or epoxy groups, and n is an integer of 1 to 30.
具体的には、前記化学式３において、前記Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３及びＲ１４は、それぞれ独立して、水素、又は炭素数１〜５のアルキル基であり、前記Ｒ２２は、−（ＣＨ２）ｍ１−又は−（ＣＨ２）ｍ２−（ＯＣＨ２ＣＨ２）ｍ３−（但し、ｍ１、ｍ２、及びｍ３は、それぞれ独立して２〜１２の整数）であり、前記Ｒ３１は、炭素数１〜１０のアルキレン基であり、前記Ｒ４１及びＲ４２は、それぞれ独立して、ヒドロキシ基、アミン基、またはエポキシ基であり、ｎは、８〜２８の整数である。 Specifically, in the chemical formula 3, the R 11 , R 12 , R 13 and R 14 are each independently hydrogen or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and the R 22 is − ( CH 2 ) m1- or- (CH 2 ) m2- (OCH 2 CH 2 ) m3- (where m1, m2, and m3 are independently integers of 2 to 12), and R 31 is It is an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, and R 41 and R 42 are independently hydroxy groups, amine groups, or epoxy groups, and n is an integer of 8 to 28.
より具体的には、前記化学式３において、前記Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３及びＲ１４は、それぞれ独立して、水素、メチル基、またはエチル基であり、前記Ｒ２２は、−（ＣＨ２）ｍ１−又は−（ＣＨ２）ｍ２−（ＯＣＨ２ＣＨ２）ｍ３−（但し、ｍ１、ｍ２、及びｍ３は、それぞれ独立して２〜１２の整数）であり、前記Ｒ３１は、炭素数１〜５のアルキレン基であり、前記Ｒ４１及びＲ４２は、それぞれ独立して、ヒドロキシ基、アミン基、またはエポキシ基であり、ｎは、１０〜２５の整数である。 More specifically, in the chemical formula 3, the R 11 , R 12 , R 13 and R 14 are independently hydrogen, methyl or ethyl groups, and the R 22 is − (CH 2). ) M1- or- (CH 2 ) m2- (OCH 2 CH 2 ) m3- (where m1, m2, and m3 are independently integers of 2 to 12), and R 31 is the number of carbon atoms. It is an alkylene group of 1 to 5, and R 41 and R 42 are independently hydroxy groups, amine groups, or epoxy groups, and n is an integer of 10 to 25.
前記イソシアネート化合物は、ｐ−フェニレンジイソシアネート、１，６−ヘキサメチレンジイソシアネート、トルエンジイソシアネート、１，５−ナフタ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−ジフェニルメタンジイソシアネート、シクロヘキシルメタンジイソシアネート及びこれらの組み合わせからなる群から選択されたいずれか１つが適用されてもよいが、これに限定されるものではない。 The isocyanate compound is selected from the group consisting of p-phenylenediocyanate, 1,6-hexamethylene diisocyanate, toluene diisocyanate, 1,5-naphthalenediocyanate, isophorone diisocyanate, 4,4-diphenylmethane diisocyanate, cyclohexylmethane diisocyanate and combinations thereof. Any one of these may be applied, but is not limited to this.
前記アルコール化合物は、ポリオール化合物または単分子アルコール化合物が１種以上含まれてもよい。 The alcohol compound may contain one or more polyol compounds or monomolecular alcohol compounds.
前記ポリオール化合物は、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリカプロラクトンポリオール及びこれらの組み合わせからなる群から選択されたいずれか１つが適用されてもよいが、これに限定されるものではない。 As the polyol compound, any one selected from the group consisting of polyester polyols, polyether polyols, polycarbonate polyols, polycaprolactone polyols and combinations thereof may be applied, but is not limited thereto.
前記単分子アルコール化合物は、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、トリメチレングリコール、メチルプロパンジオール及びこれらの組み合わせからなる群から選択されたいずれか１つが適用されてもよいが、これに限定されるものではない。 As the monomolecular alcohol compound, any one selected from the group consisting of ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, trimethylene glycol, methylpropanediol and combinations thereof may be applied, but is limited thereto. is not it.
前記ウレタン系プレポリマーは、前記イソシアネート化合物、前記アルコール化合物及び前記シラン系化合物の共重合体であってもよい。 The urethane-based prepolymer may be a copolymer of the isocyanate compound, the alcohol compound, and the silane-based compound.
前記プレポリマー組成物は、前記イソシアネート化合物１重量部を基準として、前記アルコール化合物を０．７〜１．３重量部含むことができ、前記シラン系化合物を０．０５〜７重量部含むことができる。 The prepolymer composition may contain 0.7 to 1.3 parts by weight of the alcohol compound and 0.05 to 7 parts by weight of the silane compound based on 1 part by weight of the isocyanate compound. it can.
具体的には、前記プレポリマー組成物は、前記イソシアネート化合物１重量部を基準として、前記アルコール化合物を０．８〜１．２重量部含むことができ、前記シラン系化合物を０．１〜５重量部含むことができる。 Specifically, the prepolymer composition can contain 0.8 to 1.2 parts by weight of the alcohol compound based on 1 part by weight of the isocyanate compound, and 0.1 to 5 parts by weight of the silane compound. Can include parts by weight.
より具体的には、前記プレポリマー組成物は、前記イソシアネート化合物１重量部を基準として、前記アルコール化合物を０．８５〜１．１５重量部含むことができ、前記シラン系化合物を１．６〜２．５重量部含むことができる。 More specifically, the prepolymer composition can contain 0.85 to 1.15 parts by weight of the alcohol compound based on 1 part by weight of the isocyanate compound, and 1.6 to 1.15 parts by weight of the silane compound. Can include 2.5 parts by weight.
このような範囲でプレポリマー組成物を構成する場合、研磨パッドにより適した物性のポリウレタンを製造することができる。 When the prepolymer composition is formed in such a range, a polyurethane having more suitable physical characteristics can be produced for the polishing pad.
前記プレポリマーは、ＮＣＯ％が８〜１２重量％であるものであってもよい。このような範囲でＮＣＯ％を有する場合、適切な硬度を有する発泡体形態の多孔性ポリウレタンパッドを製造することができる。 The prepolymer may have an NCO% of 8-12% by weight. When it has NCO% in such a range, a porous polyurethane pad in the form of a foam having an appropriate hardness can be produced.
前記硬化剤は、例えば、アミン硬化剤が適用されてもよい。 As the curing agent, for example, an amine curing agent may be applied.
前記アミン硬化剤は、具体的には、４，４'−メチレンビス（２−クロロアニリン）、ｍ−フェニレンジアミン、ジエチルトルエンジアミン、ヘキサメチレンジアミン及びこれらの組み合わせからなる群から選択されたいずれか１つであってもよい。 The amine curing agent is specifically any one selected from the group consisting of 4,4'-methylenebis (2-chloroaniline), m-phenylenediamine, diethyltoluenediamine, hexamethylenediamine and combinations thereof. It may be one.
前記発泡剤は、気相発泡剤、固相発泡剤、液相発泡剤、またはこれらの組み合わせが適用されてもよい。 As the foaming agent, a vapor phase foaming agent, a solid phase foaming agent, a liquid phase foaming agent, or a combination thereof may be applied.
前記気相発泡剤としては、具体的に非活性気体が適用され得、例えば、窒素ガス、二酸化炭素ガスなどが適用されてもよい。 As the gas phase foaming agent, an inert gas can be specifically applied, and for example, nitrogen gas, carbon dioxide gas, or the like may be applied.
前記固相発泡剤としては、有機中空球体及び／又は無機中空球体が適用され得、例えば、炭化水素気体を高分子でカプセル化した微球体などが適用されてもよい。 As the solid phase foaming agent, organic hollow spheres and / or inorganic hollow spheres may be applied, and for example, microspheres in which a hydrocarbon gas is encapsulated with a polymer may be applied.
前記液相発泡剤としては、ガルデン溶液（Ｔｒｉ ｐｅｒｆｌｕｏｒｏ ｐｒｏｐｙｌ ａｍｉｎｅ）、液状二酸化炭素、液状ハイドロフルオロカーボンなどが適用されてもよいが、これに限定されるものではない。 As the liquid phase foaming agent, a Garden solution (Tri perfluoropropyl amine), liquid carbon dioxide, liquid hydrofluorocarbon and the like may be applied, but the liquid phase foaming agent is not limited thereto.
前記ウレタン組成物は、界面活性剤をさらに含むことができる。前記界面活性剤としては、非イオン性界面活性剤またはイオン性界面活性剤が適用されてもよい。具体的には、ポリジメチルシロキサンを含むブロックの少なくとも１つ、及び、ポリエーテル、ポリエステル、ポリアミド、またはポリカーボネートセグメントを含む他のブロックの少なくとも１つを含有する共重合体のようなシリコン界面活性剤が適用されてもよいが、これに限定されるものではない。 The urethane composition may further contain a surfactant. As the surfactant, a nonionic surfactant or an ionic surfactant may be applied. Specifically, a silicone surfactant such as a copolymer containing at least one block containing polydimethylsiloxane and at least one other block containing a polyether, polyester, polyamide, or polycarbonate segment. May be applied, but is not limited to this.
前記ウレタン組成物は、前記ウレタン系プレポリマー１００重量部を基準として、前記硬化剤を１０〜６０重量部、前記発泡剤を０．１〜１０重量部、そして、前記界面活性剤を０．１〜２重量部含むことができる。 The urethane composition contains 10 to 60 parts by weight of the curing agent, 0.1 to 10 parts by weight of the foaming agent, and 0.1 parts by weight of the surfactant, based on 100 parts by weight of the urethane-based prepolymer. It can contain up to 2 parts by weight.
また、前記発泡剤として気相発泡剤を適用する場合、吐出速度を０．１〜２．０Ｌ／ｍｉｎで適用できる。このような割合で前記ウレタン組成物を構成する場合、研磨パッドに適した物性を有する発泡体形態のポリウレタンを形成することができる。 Further, when a vapor phase foaming agent is applied as the foaming agent, the discharge rate can be applied at 0.1 to 2.0 L / min. When the urethane composition is composed in such a ratio, polyurethane in the form of a foam having physical properties suitable for a polishing pad can be formed.
更に他の具現例に係る研磨パッド用ウレタンプレポリマーの製造方法は、イソシアネート化合物、アルコール化合物、及び化学式１のシラン系繰り返し単位を含み、少なくとも一末端がヒドロキシ基、アミン基、またはエポキシ基を含むシラン系化合物を含むプレポリマー組成物を、５０〜１２０℃で反応させ、ＮＣＯ％が８〜１２重量％であるウレタンプレポリマーを製造するプレポリマー製造ステップ；を含む。
The method for producing a urethane prepolymer for a polishing pad according to still another embodiment contains an isocyanate compound, an alcohol compound, and a silane-based repeating unit of
前記プレポリマー製造ステップは、前記イソシアネート化合物及びアルコール化合物を含む第１組成を混合し、６０〜１００℃で１〜５時間反応させて、第１重合体を形成する第１過程と；前記第１重合体と前記シラン系化合物を含む第２組成を混合し、６０〜１００℃で０．５〜３時間反応させて、第２重合体を形成する第２過程と；を含むことができる。 The prepolymer production step includes a first step of mixing the first composition containing the isocyanate compound and the alcohol compound and reacting at 60 to 100 ° C. for 1 to 5 hours to form a first polymer; A second step of mixing the polymer and the second composition containing the silane compound and reacting at 60 to 100 ° C. for 0.5 to 3 hours to form the second polymer; can be included.
前記イソシアネート化合物、前記アルコール化合物、前記シラン系化合物、前記プレポリマー組成物などについての具体的な説明は、上述の説明と重複するので、その記載を省略する。 Since the specific description of the isocyanate compound, the alcohol compound, the silane compound, the prepolymer composition and the like overlaps with the above description, the description thereof will be omitted.
更に他の一具現例に係る研磨パッド１００の製造方法は、ｉ）ウレタン組成物を、混合後に重合反応を行って、前記化学式１で表されるシラン系繰り返し単位を含む発泡体形態のポリウレタンを形成するポリウレタン形成過程と；ｉｉ）前記ポリウレタンを含むトップパッド１０を製造するトップパッド製造過程と；ｉｉｉ）前記トップパッドをサブパッド（ｓｕｂ ｐａｄ）と接着して研磨パッドを製造するラミネーション過程と；を含んで、前記化学式１で表されるシラン系繰り返し単位を主鎖に含むポリウレタン研磨パッド１００を製造する。
In yet another method for producing the
前記ウレタン組成物は、研磨パッド用ウレタンプレポリマー、硬化剤、及び発泡剤を含む。 The urethane composition contains a urethane prepolymer for polishing pads, a curing agent, and a foaming agent.
前記イソシアネート化合物、前記アルコール化合物、前記シラン系化合物、前記プレポリマー組成物、前記ウレタン組成物などについての具体的な説明は、上述の説明と重複するので、その記載を省略する。 Since the specific description of the isocyanate compound, the alcohol compound, the silane compound, the prepolymer composition, the urethane composition and the like overlaps with the above description, the description thereof will be omitted.
更に他の具現例に係る研磨されたウエハの製造方法は、上述した研磨パッド１００と研磨前のウエハをＣＭＰ研磨装置に装着する準備ステップと；前記ＣＭＰ研磨装置に研磨用スラリーを投入しながら、前記研磨前のウエハを前記研磨パッドを用いて研磨を行って、研磨されたウエハを製造する研磨ステップとを含む。
The method for producing a polished wafer according to still another embodiment includes a preparatory step of mounting the
前記研磨前のウエハは、具体的にシリコンウエハであり得、例えば、シリコンオキサイドが蒸着されたシリコンウエハであってもよい。 The wafer before polishing can be specifically a silicon wafer, and may be, for example, a silicon wafer on which silicon oxide is vapor-deposited.
前記研磨用スラリーは、ヒュームドシリカ、コロイドシリカ、セリアなどを含む研磨用スラリーが適用されてもよい。 As the polishing slurry, a polishing slurry containing fumed silica, colloidal silica, ceria and the like may be applied.
前記研磨は、前記研磨前のウエハ及び／又は前記研磨パッドが互いに接するように加圧して行われてもよく、前記加圧は１〜７ｐｓｉで適用されてもよい。 The polishing may be performed by pressurizing the wafer and / or the polishing pad before polishing so as to be in contact with each other, and the pressurization may be applied at 1 to 7 psi.
前記研磨は、前記研磨前のウエハ及び／又は前記研磨パッドが回転しながら行われてもよく、前記回転速度は１０〜４００ｒｐｍで行われてもよい。 The polishing may be performed while the wafer and / or the polishing pad before polishing may be rotated, and the rotation speed may be 10 to 400 rpm.
前記研磨は、１〜１０分の研磨時間の間行うことができ、このような研磨時間は、必要に応じて加減することができる。 The polishing can be performed for a polishing time of 1 to 10 minutes, and such polishing time can be adjusted as needed.
前記研磨されたウエハの製造方法は、前記研磨ステップの後に洗浄ステップをさらに含むことができる。 The method for producing a polished wafer can further include a cleaning step after the polishing step.
前記洗浄ステップは、前記研磨されたウエハを前記ＣＭＰ研磨装置から分離し、精製水と不活性ガス（例えば、窒素ガス）で洗浄する過程が含まれる。 The cleaning step involves separating the polished wafer from the CMP polishing apparatus and cleaning it with purified water and an inert gas (eg, nitrogen gas).
前記研磨されたウエハの製造方法は、具現例の研磨パッドを適用することで、優れた研磨率、切削率などを有し、同時に低い欠陥数を有する研磨パッドを製造することができる。 In the method for manufacturing a polished wafer, by applying the polishing pad of the embodiment, it is possible to manufacture a polishing pad having an excellent polishing rate, a cutting rate and the like, and at the same time having a low number of defects.
以下、具現例をより具体的に説明する。 Hereinafter, a concrete example will be described in more detail.
１．研磨パッドの製造 1. 1. Manufacture of polishing pads
実施例１のトップパッド用シートの製造Manufacture of the top pad sheet of Example 1
イソシアネート化合物としてＴＤＩ（Ｔｏｌｕｅｎｅ Ｄｉｉｓｏｃｙａｎａｔｅ）を、そして、ポリオール化合物として、ＰＴＭＥＧ（Ｐｏｌｙｔｅｔｒａｍｅｔｈｙｌｅｎｅ ｅｔｈｅｒ ｇｌｙｃｏｌ）とジエチレングリコール（Ｄｉｅｔｈｙｌｅｎｅ ｇｌｙｃｏｌ）を４口フラスコに投入した後、８０℃で３時間反応させて１次反応物を得た。前記１次反応物とシラン変性ポリオール（Ｗａｃｋｅｒ(R)ＩＭ１１、Ｍｗ：１０００）を４口フラスコに入れ、８０℃で２時間反応させて、ＮＣＯ％が８〜１２重量％であるプレポリマー（Ｐｒｅｐｏｌｙｍｅｒ）を製造した。このとき、前記シラン変性ポリオールは、前記プレポリマー全体を基準として２重量％適用した。 TDI (Toluene diisocyanate) is added as an isocyanate compound, and PTMEG (Polyttetramethylene ether glycol) and diethylene glycol (Diethylene glycol) are added to a 4-port flask as a polyol compound, and then the reaction is carried out at 80 ° C. for 3 hours to react the primary reaction product. Obtained. The primary reaction product and a silane-modified polyol (Wacker (R) IM11, Mw: 1000) are placed in a 4-neck flask and reacted at 80 ° C. for 2 hours to obtain a prepolymer having an NCO% of 8 to 12% by weight. ) Was manufactured. At this time, the silane-modified polyol was applied in an amount of 2% by weight based on the entire prepolymer.
プレポリマータンク、硬化剤タンク、不活性気体注入ラインが備えられたキャスティング機械（Ｃａｓｔｉｎｇ Ｍａｃｈｉｎｅ）にて、プレポリマータンクに、前記で製造したプレポリマーを充填し、硬化剤タンクにはビス（４−アミノ−３−クロロフェニル）メタン［Ｂｉｓ（４−ａｍｉｎｏ−３−ｃｈｌｏｒｏｐｈｅｎｙｌ）ｍｅｔｈａｎｅ、Ｉｓｈｉｈａｒａ社製］を充填した。不活性気体としては窒素ガス（Ｎ２）を準備した。固相発泡剤（Ａｋｚｏｎｏｂｅｌ社製）とシリコン系界面活性剤（Ｅｖｏｎｉｋ社製）は、別途のラインを通じて混合するか、または前記プレポリマーと混合して適用した。 In a casting machine equipped with a prepolymer tank, a curing agent tank, and an inert gas injection line, the prepolymer tank is filled with the prepolymer produced above, and the curing agent tank is filled with screws (4-). Amino-3-chlorophenyl) methane [Bis (4-amino-3-chlorophenyl) machine, manufactured by Ishihara] was filled. Nitrogen gas (N 2 ) was prepared as the inert gas. The solid phase foaming agent (manufactured by Akzonobel) and the silicon-based surfactant (manufactured by Evonik) were mixed through a separate line or mixed with the prepolymer and applied.
このように準備されたキャスティング機械にて、プレポリマーと硬化剤の当量を１：１に合わせ、１分当たり１０ｋｇの速度で吐出しながらキャスティングした。このとき、不活性気体である窒素（Ｎ２）の量を、全体流れ量の体積に対し下記の表１に示された速度で注入した。 In the casting machine prepared in this way, the equivalents of the prepolymer and the curing agent were adjusted to 1: 1 and casting was performed while discharging at a rate of 10 kg per minute. At this time, the amount of nitrogen (N 2 ), which is an inert gas, was injected at the rate shown in Table 1 below with respect to the volume of the total flow amount.
ミキシングヘッドにて高速で注入された各原料を混合した後、横１０００ｍｍ、縦１０００ｍｍ、高さ３ｍｍのモールドに不活性気体の注入量を調節して注入し、比重が０．８〜０．９ｇ／ｃｃであり、気孔（Ｐｏｒｅ）が存在する実施例１のトップパッド用シート１０を得た。
After mixing the raw materials injected at high speed with the mixing head, the mixture is injected into a mold having a width of 1000 mm, a length of 1000 mm, and a height of 3 mm by adjusting the injection amount of the inert gas, and the specific gravity is 0.8 to 0.9 g. A
実施例２のトップパッド用シートの製造Manufacture of the top pad sheet of Example 2
イソシアネート化合物としてＴＤＩ（Ｔｏｌｕｅｎｅ Ｄｉｉｓｏｃｙａｎａｔｅ）を、そして、ポリオール化合物としてＰＴＭＥＧ（Ｐｏｌｙｔｅｔｒａｍｅｔｈｙｌｅｎｅ ｅｔｈｅｒ ｇｌｙｃｏｌ）とジエチレングリコール（Ｄｉｅｔｈｙｌｅｎｅ ｇｌｙｃｏｌ）を４口フラスコに投入した後、８０℃で３時間反応させて１次反応物を得た。前記１次反応物とシラン変性ポリオール（Ｗａｃｋｅｒ(R)ＩＭ２２、Ｍｗ：２０００）を４口フラスコに入れ、８０℃で２時間反応させて、ＮＣＯ％が８〜１２重量％であるプレポリマー（Ｐｒｅｐｏｌｙｍｅｒ）を製造した。このとき、前記シラン変性ポリオールは、前記プレポリマー全体を基準として２重量％適用した。 TDI (Toluene diisocyanate) is added as an isocyanate compound, and PTMEG (Polyttetramethylene ether glycol) and diethylene glycol (Diethylene glycol) are added to a 4-port flask as a polyol compound, and then reacted at 80 ° C. for 3 hours to obtain a primary reaction product. It was. The primary reaction product and a silane-modified polyol (Wacker (R) IM22, Mw: 2000) are placed in a 4-neck flask and reacted at 80 ° C. for 2 hours to obtain a prepolymer having an NCO% of 8 to 12% by weight. ) Was manufactured. At this time, the silane-modified polyol was applied in an amount of 2% by weight based on the entire prepolymer.
プレポリマーを、前記の実施例２で製造したものを適用した以外は、実施例１と同様の方式で実施例２のトップパッド用シート１０を製造した。
The
比較例１のトップパッド用シートの製造Manufacture of the top pad sheet of Comparative Example 1
イソシアネート化合物としてＴＤＩ（Ｔｏｌｕｅｎｅ Ｄｉｉｓｏｃｙａｎａｔｅ）を、そして、ポリオール化合物としてＰＴＭＥＧ（Ｐｏｌｙｔｅｔｒａｍｅｔｈｙｌｅｎｅ ｅｔｈｅｒ ｇｌｙｃｏｌ）とジエチレングリコール（Ｄｉｅｔｈｙｌｅｎｅ ｇｌｙｃｏｌ）を４口フラスコに投入した後、８０℃で反応させて、ＮＣＯ％が８〜１２重量％であるプレポリマーを製造し、以下の過程を行った。 TDI (Toluene Diisocyanate) was added as an isocyanate compound, and PTMEG (Polyttetramethylene ether glycol) and diethylene glycol (Diethylene glycol) were added to a 4-port flask as a polyol compound, and then reacted at 80 ° C. to give an NCO% of 8 to 12% by weight. A prepolymer of% was produced and the following process was performed.
プレポリマーを、前記の比較例１で製造したものを適用した以外は、実施例１と同様の方式で比較例１のトップパッド用シートを製造した。 The top pad sheet of Comparative Example 1 was produced in the same manner as in Example 1 except that the prepolymer produced in Comparative Example 1 was applied.
研磨パッドの製造Manufacture of polishing pads
前記で製造したトップパッド用シート１０は、それぞれ、通常の方法で表面ミリング及びグルービング過程を順次経、サブパッド３０へのラミネーティング過程を経て、図１の構造を有する研磨パッド１００として製造された。
Each of the
２．研磨パッドの物性評価 2. Evaluation of physical properties of polishing pad
強度及び接触角の評価Evaluation of strength and contact angle
前記で製造した実施例１、実施例２及び比較例１の研磨パッドを用いて、ヒュームドシリカスラリー（Ｆｕｍｅｄ ｓｉｌｉｃａ ｓｌｕｒｒｙ）に対する接触角の測定、ＣＭＰ研磨性能の評価、及びウエハ内の欠陥数の測定などの物性評価を行った。 Using the polishing pads of Example 1, Example 2 and Comparative Example 1 produced above, the contact angle with respect to the fumed silica slurry was measured, the CMP polishing performance was evaluated, and the number of defects in the wafer was measured. Physical properties such as measurements were evaluated.
接触角は、製造された研磨パッドのグルーブ（Ｇｒｏｏｖｅ）がない中心部位を、横縦２×２ｃｍで採取し、この試片を、接触角測定機（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｃｏｎｔａｃｔ Ａｎｇｌｅ Ａｎａｌｙｚｅｒ、モデル名：ＤＣＡ−３１２、製造社：ＣＡＨＮ）を用いて接触角を測定した。 For the contact angle, the central part of the manufactured polishing pad without a groove was collected in a width and length of 2 x 2 cm, and this sample was sampled by a contact angle measuring machine (Dynamic Contact Angle Analyzer, model name: DCA-312). , Manufacturer: CAHN) was used to measure the contact angle.
実施例１及び２、比較例の試片は、前記の測定機に装着された後、それぞれ、注射器に純水（Ｈ２Ｏ）とヒュームドシリカスラリー（Ｆｕｍｅｄ ｓｉｌｉｃａ Ｓｌｕｒｒｙ）を充填した後、試片上に適正量を注射し、試片上に置かれた水滴の形状を接触角測定機を用いて測定する方式で評価した。ヒュームドシリカスラリーの組成及び製造過程は、別途の項目で説明する。 Examples 1 and 2, the specimen of the comparative example, after being attached to the measuring machine, after filling with pure water (H 2 O) and fumed silica slurry (Fumed silica Slurry) respectively, syringes, trial An appropriate amount was injected onto one piece, and the shape of the water droplet placed on the sample piece was evaluated by a method of measuring using a contact angle measuring device. The composition and manufacturing process of the fumed silica slurry will be described in a separate section.
ヒュームドシリカスラリーの製造Manufacture of fumed silica slurry
第１のｐＨ調節剤（アンモニア、水酸化カリウム、水酸化ナトリウムなど）と超純水からなるｐＨ１０．５の溶液を準備した。約１２重量％のヒュームドシリカ（Ｆｕｍｅｄ ｓｉｌｉｃａ、ＯＣＩ社製）を、ｕｌｔｒａ ｓｏｎｉｃａｔｏｒを用いて９０００ｒｐｍの速度で少量ずつ投入しながら分散させた。約４時間の分散工程を行った後、高圧分散機を通じて追加の分散作業を行った。 A pH 10.5 solution consisting of a first pH regulator (ammonia, potassium hydroxide, sodium hydroxide, etc.) and ultrapure water was prepared. Approximately 12% by weight of Fumed silica (manufactured by OCI) was dispersed using an ultra sonicator at a rate of 9000 rpm in small portions. After performing the dispersion step for about 4 hours, additional dispersion work was performed through a high pressure disperser.
十分な分散工程が行われた後、アンモニウム系添加剤を０．５〜２重量％添加し、１時間さらに攪拌した。その後、非イオン系界面活性剤０．０１〜０．１重量％を添加、及び第２のｐＨ調節剤（アンモニア、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、硝酸、スルホン酸など）を用いて溶液のｐＨを１０．５のレベルに調節した。 After a sufficient dispersion step was carried out, 0.5 to 2% by weight of an ammonium-based additive was added, and the mixture was further stirred for 1 hour. Then, 0.01 to 0.1% by weight of a nonionic surfactant is added, and the pH of the solution is adjusted using a second pH adjuster (ammonia, potassium hydroxide, sodium hydroxide, nitric acid, sulfonic acid, etc.). Was adjusted to a level of 10.5.
最終ヒュームドシリカスラリーは、３．５μｍ及び１μｍの気孔サイズ（ｐｏｒｅ ｓｉｚｅ）を有するスラリー用フィルター（ｍｉｃｒｏｐｏｒｅ社製）を使用してフィルトレーション（ｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ）を行って得た。最終スラリーの物性は、ｐＨ１０．５、平均粒子サイズ１５０ｎｍ（ｎａｎｏ−ＺＳ ９０、ｍａｌｖｅｒｎ社製）である。 The final fumed silica slurry was obtained by filtration using a slurry filter (manufactured by micropore) having pore sizes of 3.5 μm and 1 μm. The physical characteristics of the final slurry are pH 10.5 and an average particle size of 150 nm (nano-ZS 90, manufactured by Malvern).
前記で製造したトップパッドの物性と共に、サブパッド及び研磨パッド全体の物性も、下記の表２に共に示す。 Table 2 below shows the physical characteristics of the top pad manufactured above as well as the physical characteristics of the sub pad and the polishing pad as a whole.
＊接触角の差値（Ａｄ（ｐ−ｆ）、％）は、Ａｄ（ｐ−ｆ）＝［１００×（Ａｐ−Ａｆ）］／Ａｐで計算された値であり、前記Ａｐは、純水（ｐｕｒｅ ｗａｔｅｒ）で測定した接触角であり、前記Ａｆは、ヒュームドシリカスラリーで測定した接触角である。測定は、同一の室温で測定する。 * The difference value of the contact angle (Ad (pf) ,%) is a value calculated by Ad (pf) = [100 × (Ap-Af)] / Ap, and the above Ap is pure water. It is a contact angle measured by (pure water), and Af is a contact angle measured by a fumed silica slurry. The measurement is performed at the same room temperature.
前記の表２の結果を参照すると、比較例１と実施例１及び２の硬度、平均気孔サイズ、比重などの特徴はほぼ同様であるが、純水（ｐｕｒｅ ｗａｔｅｒ）とヒュームドシリカスラリー（Ｆｕｍｅｄ ｓｉｌｉｃａ ｓｌｕｒｒｙ）に対する接触角においてかなりの差があることが確認できた。 With reference to the results in Table 2 above, the characteristics of Comparative Example 1 and Examples 1 and 2 such as hardness, average pore size, and specific gravity are almost the same, but pure water and fumed silica slurry (Fumed). It was confirmed that there was a considerable difference in the contact angle with respect to silica slurry).
トップパッドの気孔の物性評価Evaluation of the physical properties of the pores of the top pad
トップパッドの気孔は、ＳＥＭ（ＪＥＯＬ社製）により１００倍率で撮影した後、数量、サイズ、面積率などを測定し、その結果を、図２及び下記の表３に示した。 The pores of the top pad were photographed by SEM (manufactured by JEOL Ltd.) at a magnification of 100, and then the quantity, size, area ratio, etc. were measured, and the results are shown in FIG. 2 and Table 3 below.
研磨特性の評価Evaluation of polishing characteristics
前記で製造した実施例１、実施例２及び比較例１の研磨パッドを用いて、研磨率（Ｒｅｍｏｖａｌ Ｒａｔｅ）、研磨パッドの切削率（ｐａｄ ｃｕｔ−ｒａｔｅ、μm／ｈｒ）、研磨されたウエハの欠陥（ｄｅｆｅｃｔ、ディフェクト）を、下記の方法で測定した。 Using the polishing pads of Example 1, Example 2 and Comparative Example 1 manufactured above, the polishing rate (Removal Rate), the cutting rate of the polishing pad (pad cut-rate, μm / hr), and the polished wafer Defects were measured by the following methods.
１）研磨率の測定 1) Measurement of polishing rate
ＣＭＰ研磨（ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）装備を使用して、ＣＶＤ工程によってシリコンオキサイドが蒸着された直径３００ｍｍのシリコンウエハを設置した後、シリコンウエハのシリコンオキサイド層を下にして、前記多孔性ポリウレタン研磨パッドを貼り付けた定盤上にセットした。その後、研磨荷重が４．０ｐｓｉになるように調整し、１５０ｒｐｍで研磨パッドを回転させながら、研磨パッド上にか焼セリアスラリーを２５０ｍｌ／分の速度で投入しながら、定盤を１５０ｒｐｍで６０秒間回転させて酸化珪素膜を研磨した。研磨後、シリコンウエハをキャリアから取り外し、スピンドライヤー（ｓｐｉｎ ｄｒｙｅｒ）に装着して精製水（ＤＩＷ）で洗浄した後、窒素で１５秒間乾燥させた。乾燥されたシリコンウエハを、光干渉式厚さ測定装置（製造社：Ｋｙｅｎｃｅ社、モデル名：ＳＩ−Ｆ８０Ｒ）を使用して、研磨前後の膜の厚さの変化を測定した。 After installing a silicon wafer with a diameter of 300 mm on which silicon oxide is vapor-deposited by a CVD process using CMP polishing equipment, the porous polyurethane polishing pad is attached with the silicon oxide layer of the silicon wafer facing down. It was set on a silicon wafer. After that, the polishing load was adjusted to 4.0 psi, and while rotating the polishing pad at 150 rpm, the calcinated ceria slurry was poured onto the polishing pad at a speed of 250 ml / min, and the surface plate was placed at 150 rpm for 60 seconds. The silicon oxide film was polished by rotation. After polishing, the silicon wafer was removed from the carrier, mounted on a spin dryer, washed with purified water (DIW), and dried with nitrogen for 15 seconds. The dried silicon wafer was measured for changes in film thickness before and after polishing using an optical interference type thickness measuring device (manufacturer: Keyence, model name: SI-F80R).
研磨率は、下記の式２を用いて計算した。 The polishing rate was calculated using the following formula 2.
［式２］
研磨率＝シリコンウエハの研磨厚さ（Å）／研磨時間（６０秒）
[Equation 2]
Polishing rate = polishing thickness of silicon wafer (Å) / polishing time (60 seconds)
２）切削率の測定 2) Measurement of cutting rate
製造された研磨パッドのそれぞれは、初期１０分間、脱イオン水でプリコンディショニングされた後、１時間の間脱イオン水が噴射されながらコンディショニングされた。このとき、１時間のコンディショニングの間に厚さの変化が測定された。 Each of the manufactured polishing pads was preconditioned with deionized water for an initial 10 minutes and then conditioned while being sprayed with deionized water for 1 hour. At this time, the change in thickness was measured during 1 hour of conditioning.
コンディショニングに使用される装備は、ＣＴＳ社のＡＰ−３００ＨＭであり、コンディショニング圧力は６ｌｂｆ、回転速度は１００〜１１０ｒｐｍであり、コンディショニングに使用されるディスクは、セソル・ダイアモンド工業社製のＬＰＸ−ＤＳ２であった。 The equipment used for conditioning is CTS AP-300HM, the conditioning pressure is 6 lbf, the rotation speed is 100 to 110 rpm, and the disc used for conditioning is LPX-DS2 manufactured by CTS. there were.
３）欠陥（ディフェクト、ｄｅｆｅｃｔ）の測定 3) Measurement of defects
ＣＭＰ研磨装備を使用して、前記の１）の研磨率の測定方法と同様に研磨を行った。 Using the CMP polishing equipment, polishing was performed in the same manner as in the method for measuring the polishing rate in 1) above.
研磨後、シリコンウエハをクリーナーに移動させ、１ｗｔ％ＨＦと精製水（ＤＩＷ）、１ｗｔ％Ｈ２ＮＯ３、精製水（ＤＩＷ）をそれぞれ使用して１０秒ずつ洗浄した。その後、スピンドライヤーに移動させ、精製水（ＤＩＷ）で洗浄した後、窒素で１５秒間乾燥させた。 After polishing, the silicon wafer was moved to a cleaner and washed with 1 wt% HF, purified water (DIW), 1 wt% H 2 NO 3 , and purified water (DIW) for 10 seconds each. Then, it was transferred to a spin dryer, washed with purified water (DIW), and then dried with nitrogen for 15 seconds.
乾燥されたシリコンウエハを、ディフェクト測定装備（製造社：Ｔｅｎｃｏｒ社、モデル名：ＸＰ＋）を使用して、研磨前後のディフェクトの変化を測定した。 The dried silicon wafer was measured for changes in defects before and after polishing using a defect measuring device (manufacturer: Tencor, model name: XP +).
研磨率、切削率及び欠陥数（直径約３００ｍｍのディスク状のウエハの表面を基準とする）の測定結果は、下記の表４、図３及び図４に示した。 The measurement results of the polishing rate, the cutting rate and the number of defects (based on the surface of a disk-shaped wafer having a diameter of about 300 mm) are shown in Table 4, FIG. 3 and FIG. 4 below.
＊欠陥減少率（％）は、"［（比較例の欠陥数−実施例の欠陥数）×１００］／比較例の欠陥数"を計算した値である。 * The defect reduction rate (%) is a value obtained by calculating "[(the number of defects in the comparative example-the number of defects in the example) x 100] / the number of defects in the comparative example".
前記測定結果を参照すると、実施例１と実施例２の研磨パッドは、研磨率や切削率は比較例の場合と類似し、研磨されたウエハの欠陥数を著しく減少させるという点が確認できた。 With reference to the measurement results, it was confirmed that the polishing pads of Examples 1 and 2 had a polishing rate and a cutting rate similar to those of the comparative example, and significantly reduced the number of defects in the polished wafer. ..
以上、具現例について詳細に説明したが、本発明の権利範囲は、これに限定されるものではなく、添付の特許請求の範囲で定義している具現例の基本概念を利用した当業者の様々な変形及び改良形態もまた本発明の権利範囲に属する。 Although the embodiment has been described in detail above, the scope of rights of the present invention is not limited to this, and various persons skilled in the art using the basic concept of the embodiment defined in the appended claims. Modifications and improvements also belong to the scope of the present invention.
１００ 研磨パッド
１０ トップパッド、研磨層
１５ 第１接着層
３０ ボトムパッド、サブパッド
３５ 第２接着層
５０ フィルム
５５ 第３接着層
100
Claims (15)
前記ポリウレタンは、下記化学式１で表されるシラン系繰り返し単位を主鎖に含み、
前記研磨パッドとヒュームドシリカスラリーで研磨された基板上の欠陥が４０個以下である低欠陥特性を有する、研磨パッド。
前記化学式１において、
前記Ｒ１１及びＲ１２は、それぞれ独立して、水素、又は炭素数１〜１０のアルキル基であり、
前記ｎは、１〜３０の整数である。 Polishing pad containing polyurethane
The polyurethane contains a silane-based repeating unit represented by the following chemical formula 1 in the main chain.
A polishing pad having a low defect property in which the number of defects on the substrate polished with the polishing pad and the fumed silica slurry is 40 or less.
In the chemical formula 1,
The R 11 and R 12 are independently hydrogen or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms.
The n is an integer of 1 to 30.
前記化学式２−１又は化学式２−２において、
前記Ｒ１１及びＲ１２は、それぞれ独立して、水素、又は炭素数１〜１０のアルキル基であり、
前記Ｒ２１は、−Ｓｉ（Ｒ１３）（Ｒ１４）（Ｒ２２）−であり、前記Ｒ１３及びＲ１４は、それぞれ独立して、水素、又は炭素数１〜１０のアルキル基であり、前記Ｒ２２は、−（ＣＨ２）ｍ１−又は−（ＣＨ２）ｍ２−（ＯＣＨ２ＣＨ２）ｍ３−であり（但し、ｍ１、ｍ２及びｍ３は、それぞれ独立して１〜２０の整数）、
前記ｎは、１〜３０の整数である。 The polishing pad according to claim 1, wherein the polyurethane contains a repeating unit represented by the following chemical formula 2-1 or chemical formula 2-2 in the main chain.
In the chemical formula 2-1 or chemical formula 2-2,
The R 11 and R 12 are independently hydrogen or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms.
The R 21 is −Si (R 13 ) (R 14 ) (R 22 ) −, and the R 13 and R 14 are independently hydrogen or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms. R 22 is − (CH 2 ) m1 − or − (CH 2 ) m2- (OCH 2 CH 2 ) m3- (where m1, m2 and m3 are independently integers of 1 to 20). ,
The n is an integer of 1 to 30.
［式１］
Ａｄ（ｐ−ｆ）＝［１００×（Ａｐ−Ａｆ）］／Ａｐ
前記式１において、
前記Ａｐは、純水（ｐｕｒｅ ｗａｔｅｒ）で測定した接触角であり、
前記Ａｆは、ヒュームドシリカスラリーで測定した接触角である。 The polishing pad according to claim 1, wherein the polishing pad has a contact angle difference value (Ad ( pf),%) according to the following formula 1 of 1.5 to 5.
[Equation 1]
Ad (pf) = [100 × (Ap-Af)] / Ap
In the above formula 1,
The Ap is a contact angle measured with pure water.
The Af is a contact angle measured with a fumed silica slurry.
前記トップパッドは前記ポリウレタンを含み、
前記サブパッドは不織布またはスエードタイプである、請求項１に記載の研磨パッド。 Including a top pad and a sub pad located on one surface of the top pad,
The top pad contains the polyurethane
The polishing pad according to claim 1, wherein the sub-pad is a non-woven fabric or a suede type.
前記ポリウレタン系ウレタン組成物の発泡体を含み、
前記ウレタン組成物は、ウレタン系プレポリマー、硬化剤、及び発泡剤を含み、
前記ウレタン系プレポリマーは、プレポリマー組成物の共重合体であり、
前記プレポリマー組成物は、イソシアネート化合物、アルコール化合物及びシラン系化合物を含み、
前記シラン系化合物は、シラン系繰り返し単位、及び少なくとも一末端にヒドロキシ基、アミン基、またはエポキシ基を含み、
前記シラン系繰り返し単位は、下記化学式１で表される、研磨パッド。
前記化学式１において、
前記Ｒ１１及びＲ１２は、それぞれ独立して、水素、又は炭素数１〜１０のアルキル基であり、
前記ｎは、１〜３０の整数である。 Including the top pad which is a polyurethane polishing layer,
Contains the foam of the polyurethane urethane composition
The urethane composition contains a urethane-based prepolymer, a curing agent, and a foaming agent.
The urethane-based prepolymer is a copolymer of the prepolymer composition, and is
The prepolymer composition contains an isocyanate compound, an alcohol compound and a silane compound.
The silane compound contains a silane repeating unit and a hydroxy group, an amine group, or an epoxy group at least at one end.
The silane-based repeating unit is a polishing pad represented by the following chemical formula 1.
In the chemical formula 1,
The R 11 and R 12 are independently hydrogen or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms.
The n is an integer of 1 to 30.
前記化学式３において、
前記Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３、及びＲ１４は、それぞれ独立して、水素、又は炭素数１〜１０のアルキル基であり、
前記Ｒ２２は、−（ＣＨ２）ｍ１−又は−（ＣＨ２）ｍ２−（ＯＣＨ２ＣＨ２）ｍ３−（但し、ｍ１、ｍ２及びｍ３は、それぞれ独立して１〜２０の整数）であり、
前記Ｒ３１は、炭素数１〜２０のアルキレン基であり、
前記Ｒ４１及びＲ４２は、それぞれ独立して、ヒドロキシ基、アミン基、またはエポキシ基であり、
前記ｎは、１〜３０の整数である。 The polishing pad according to claim 7, wherein the silane compound is a compound represented by the following chemical formula 3.
In the chemical formula 3,
The R 11 , R 12 , R 13 and R 14 are each independently hydrogen or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms.
R 22 is − (CH 2 ) m1 − or − (CH 2 ) m2- (OCH 2 CH 2 ) m3- (where m1, m2 and m3 are independently integers of 1 to 20). ,
R 31 is an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms.
The R 41 and R 42 are independently hydroxy groups, amine groups, or epoxy groups, respectively.
The n is an integer of 1 to 30.
ｉｉ）前記ポリウレタンを含むトップパッドを製造するトップパッド製造過程と、
ｉｉｉ）前記トップパッドをサブパッド（ｓｕｂ ｐａｄ）と固定して研磨パッドを製造するラミネーション過程とを含み、
前記ウレタン組成物は、ウレタンプレポリマー、硬化剤及び発泡剤を含み、
前記ポリウレタンの主鎖は、下記化学式１で表されるシラン系繰り返し単位を含む、研磨パッドの製造方法。
前記化学式１において、
前記Ｒ１１及びＲ１２は、それぞれ独立して、水素、又は炭素数１〜１０のアルキル基であり、
前記ｎは、１〜３０の整数である。 i) Polyurethane forming process of polymerizing urethane compositions to form polyurethane in foam form,
ii) The process of manufacturing the top pad containing the polyurethane and the process of manufacturing the top pad,
iii) Including a lamination process of fixing the top pad to a sub pad to manufacture a polishing pad.
The urethane composition contains a urethane prepolymer, a curing agent and a foaming agent.
A method for producing a polishing pad, wherein the main chain of the polyurethane contains a silane-based repeating unit represented by the following chemical formula 1.
In the chemical formula 1,
The R 11 and R 12 are independently hydrogen or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms.
The n is an integer of 1 to 30.
前記ウレタンプレポリマーの製造方法は、イソシアネート化合物、アルコール化合物及びシラン系化合物を含むプレポリマー組成物を、５０〜１２０℃で反応させて、ＮＣＯ％が８〜１２重量％であるウレタンプレポリマーを製造するプレポリマー製造ステップを含み、
前記シラン系化合物は、前記化学式１のシラン系繰り返し単位を含み、少なくとも一末端がヒドロキシ基、アミン基、またはエポキシ基を含む、請求項１２に記載の研磨パッドの製造方法。 The urethane prepolymer is produced by a method for producing a urethane prepolymer.
In the method for producing a urethane prepolymer, a prepolymer composition containing an isocyanate compound, an alcohol compound and a silane compound is reacted at 50 to 120 ° C. to produce a urethane prepolymer having an NCO% of 8 to 12% by weight. Including prepolymer manufacturing steps to
The method for producing a polishing pad according to claim 12, wherein the silane compound contains the silane-based repeating unit of the chemical formula 1 and contains at least one terminal of a hydroxy group, an amine group, or an epoxy group.
前記第１重合体と前記シラン系化合物を含む第２組成を混合し、６０〜１００℃で０．５〜３時間反応させて、第２重合体を形成する第２過程とを含む、請求項１３に記載の研磨パッドの製造方法。 The urethane prepolymer production step includes a first step of mixing the first composition containing the isocyanate compound and the alcohol compound and reacting them at 60 to 100 ° C. for 1 to 5 hours to form a first polymer.
The claim comprises a second step of mixing the first polymer and the second composition containing the silane compound and reacting at 60 to 100 ° C. for 0.5 to 3 hours to form a second polymer. 13. The method for manufacturing a polishing pad according to 13.
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