JP4155790B2 - Chemical mechanical polishing method and polishing pad for element miniaturization separation - Google Patents

Chemical mechanical polishing method and polishing pad for element miniaturization separation Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は化学機械研磨方法及び素子微細化分離用研磨パッドに関する。更に詳しくは半導体装置の製造における素子微細化分離工程に用いる化学機械研磨方法及び素子微細化分離用研磨パッドに関する。
【0002】
【従来の技術】
半導体装置の集積度の向上、多層配線化等に伴い、メモリデバイスの記憶容量は飛躍的に増大している。これは、加工技術の微細化の進歩に支えられたものである。しかし、要求される記憶容量は年々大きくなり、多層配線化等の技術を駆使しても、チップサイズの増大は避けられず、また、微細化に伴いメモリデバイス製造に要する工程数は増え、チップのコスト高を招いている。
このため、近年、従来の方法(例えば、LOCOS法等)に比べて更に微細な構造を効率よく形成できる種々の方法が検討されている。これらの方法の中でもSTI(Shallow Trench Isolation)工程と称される工程等の素子微細化分離工程を有する方法等では、化学機械研磨を使用することにより従来に比べて効率良くメモリデバイスの高容量化が可能であるとして注目されている。しかし、これらの工程では、ウェハの平坦性を阻害することなく、ウェハレベルのプラナリティを向上できる特に精度の高い化学機械研磨を行う必要がある。
また、下記特許文献1及び特許文献2に水溶性粒子を含有する研磨パッドが開示されている。
【0003】
【特許文献1】
米国特許第5,976,000号明細書
【特許文献2】
米国特許第6,337,280号明細書
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記特許文献1及び特許文献2では、素子微細化分離工程における検討はなされていない。
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、素子微細化分離工程において好適である化学機械研磨方法及び素子微細化分離用研磨パッドを提供することを目的とする。特に、過剰研磨(ディッシング)が抑制され、スクラッチ(研磨後の絶縁体材料表面の傷)の発生が抑制され、STI工程に好適な化学機械研磨方法及び素子微細化分離用研磨パッドを提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明は、下記(1)〜()の通りである。
(1) 半導体装置の製造における素子微細化分離工程に用いられる化学機械研磨方法であって、架橋重合体を含有する非水溶性マトリックスと該非水溶性マトリックス中に分散された水溶性粒子とを含有する研磨パッド用組成物からなる研磨部を備える研磨パッドを用いて被研磨面を研磨することを特徴とする。更に上記研磨パッド用組成物は、上記架橋重合体として架橋1,2−ポリブタジエン及び架橋エチレン−酢酸ビニル共重合体を含有し、上記架橋重合体全体を100質量%とした場合に、該架橋1,2−ポリブタジエン及び架橋エチレン−酢酸ビニル共重合体のうちの少なくとも一方が10質量%以上であることを特徴とする。
) 上記研磨パッド用組成物は、未架橋非水溶性マトリックスと該未架橋非水溶性マトリックス中に分散された水溶性粒子とを含有する未架橋研磨パッド用組成物を架橋処理して得られ、該未架橋非水溶性マトリックスは未架橋1,2−ポリブタジエンを含有し、該未架橋非水溶性マトリックス全体を100質量%とした場合、該未架橋1,2−ポリブタジエンは10質量%以上である上記(1)記載の化学機械研磨方法。
)上記研磨パッド用組成物は、未架橋非水溶性マトリックスと該未架橋非水溶性マトリックス中に分散された水溶性粒子とを含有する未架橋研磨パッド用組成物を架橋処理して得られ、該未架橋非水溶性マトリックスは未架橋エチレン−酢酸ビニル共重合体を含有し、非水溶性マトリックス全体を100質量%とした場合、該未架橋エチレン−酢酸ビニル共重合体は10質量%以上である上記(1)記載の化学機械研磨方法。
) 上記研磨パッド用組成物は、温度0〜80℃の間の縦弾性率の変化量が1000MPa以下である上記(1)乃至上記()のうちのいずれかに記載の化学機械研磨方法。
) 架橋重合体を含有する非水溶性マトリックスと該非水溶性マトリックス中に分散された水溶性粒子とを含有する研磨パッド用組成物からなる研磨部を備え、半導体装置の製造における素子微細化分離工程の化学機械研磨に用いられる素子微細化分離用研磨パッドであって、
上記研磨パッド用組成物は、上記架橋重合体として架橋1,2−ポリブタジエン及び架橋エチレン−酢酸ビニル共重合体を含有し、上記架橋重合体全体を100質量%とした場合に、該架橋1,2−ポリブタジエン及び架橋エチレン−酢酸ビニル共重合体のうちの少なくとも一方が10質量%以上であることを特徴とする素子微細化分離用研磨パッド。
【0006】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳しく説明する。
[1]研磨対象及び素子微細化分離工程
上記「半導体装置」は、半導体からなる基板上又は基部上に複数の素子を形成した集積回路である。この半導体装置の基板を構成する半導体材料は特に限定されず、単体半導体(シリコン、ゲルマニウム等)であっても、化合物半導体(ガリウムヒ素化合物、窒化ガリウム化合物、インジウムリン化合物等)であってもよい。この半導体装置としては、例えば、LSI、VLSI、ULSI、MSI及びSSI等を挙げることができ、更には、バイポーラ集積回路、MOS集積回路、CMOS集積回路、Bi−CMOS集積回路、CCD等のいずれであってもよい。
【0007】
上記「素子微細化分離工程」は、半導体装置となる基板の表面側に溝を形成し、次いで、溝に所望の材料を埋め込み、その後、基板表面に付着した余剰の埋め込み材料を化学機械研磨方法により除去し、基板の表面を平坦化する工程を備える。この工程において化学機械研磨を施す面が被研磨面である。この素子微細化分離工程の中でも、特に、溝をRIE(Reactive Ion Etching)法等により形成し、この溝の埋め込みをCVD(Chemical Vapor Deposition)法等で行うSTI工程に、本発明の研磨方法及び本発明の素子微細化分離用研磨パッド(以下、単に「研磨パッド」ともいう)は好適である。
【0008】
素子微細化分離工程で形成する溝の大きさは特に限定されないが、通常、溝幅が0.1〜1000μmである。また、溝の深さが0.01〜1000μmである。更に、埋め込む材料、即ち、主たる被研磨材料も特に限定されないが、P−TEOS、PE−TEOS、O−TEOS、HDP−SiO、FSG(フッ素添加SiO系絶縁性膜)等のSiO系絶縁材料を挙げることができる。また、この研磨の際に過剰な研磨を防止するためのストッパーを用いる場合、このストッパーとして利用される材料も特に限定されないが、Si等を挙げることができる。
【0009】
[2]架橋重合体を含有する研磨パッド組成物
上記「非水溶性マトリックス」は、研磨パッドの研磨部、更には研磨パッド全体(以下、併せて「研磨部及び研磨パッド」ともいう)を構成する母相である。この非水溶性マトリックスには後述する水溶性粒子が分散されて含有される。この非水溶性マトリックスは、架橋重合体を含有する。
上記「架橋重合体」は、非水溶性マトリックス中に含有されることで、弾性回復力を付与でき、研磨時に研磨部及び研磨パッドにかかるずり応力による変位を小さく抑えることができる。このため、研磨時及びドレッシング時に非水溶性マトリックスが過度に引き延ばされ塑性変形してポアが埋まることや毛羽立ちが短期間で潰れることを抑制できる。即ち、良好な研磨状態を長く維持でき、また、ドレッシング時にはポアを効率よく形成できる。また、ドレッシングによって研磨部及び研磨パッドの表面が過度に毛羽立つことも抑制でき、研磨平坦性が阻害されない。
【0010】
本発明では、架橋重合体として架橋1,2−ポリブタジエン及び架橋エチレン−酢酸ビニル共重合体を含有する。更に架橋重合体としては、熱可塑性樹脂、エラストマー、ゴム及び硬化性樹脂(熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂等、熱、光等により、硬化される樹脂)等の未架橋重合体のうちの1種が架橋されてなる架橋重合体や、これらの未架橋重合体のうちの2種以上が共架橋されてなる架橋重合体等を含有してもよい
熱可塑性樹脂としては、ポリオレフィン系樹脂(ポリエチレン等、EVAを除く)、アクリロニトリル−スチレン−ブタジエン共重合体(ABS樹脂等)、ポリスチレン系樹脂、ポリアクリル系樹脂{(メタ)アクリレート系樹脂等}、ビニルエステル系樹脂(EVAを除く)、飽和ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、フッ素樹脂(ポリフッ化ビニリデン等)、ポリカーボネート系樹脂、ポリアセタール系樹脂等が挙げられる。
【0011】
エラストマーとしては、ジエン系エラストマー(1,2−ポリブタジエンを除く)、ポリオレフィン系エラストマー(EVAを除く)、スチレン系エラストマー{スチレン−ブタジエン−スチレン共重合体、その水素添加ブロック共重合体(SEBS)等}、熱可塑性ポリウレタン系エラストマー、熱可塑性ポリエステル系エラストマー、ポリアミド系エラストマー、シリコーン樹脂系エラストマー、フッ素樹脂系エラストマー等が挙げられる。
【0012】
ゴムとしては、ブタジエン系ゴム(高シスブタジエンゴム、低シスブタジエンゴム等)、イソプレン系ゴム、スチレン−ブタジエン系ゴム、スチレン−イソプレン系ゴム等の共役ジエン系ゴム、アクロルニトリル−ブタジエン系ゴム等のニトリル系ゴム、アクリル系ゴム、エチレン−プロピレン系ゴム、エチレン−プロピレン−ジエン系ゴム等のエチレン−α−オレフィン系ゴム及びブチルゴムや、シリコーンゴム、フッ素ゴム等のその他のゴムなどが挙げられる。
硬化性樹脂としては、ウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、(メタ)アクリル系樹脂、不飽和ポリエステル系樹脂、ポリウレタン−ウレア系樹脂、ウレア系樹脂、ケイ素系樹脂、フェノール系樹脂等が挙げられる。
【0013】
架橋重合体は、どのような方法で架橋されたものであってもよい。即ち、例えば、有機過酸化物、硫黄、硫黄化合物等を用いた化学架橋されたものであってもよく、加熱による熱架橋されたものであってもよく、電子線照射等による放射線架橋されたものであってもよく、更にはこれらのうちの2種以上の架橋方法により架橋されたものであってもよい。また、これらの架橋重合体は、酸無水物基、カルボキシル基、ヒドロキシル基、エポキシ基、アミノ基等により変性された重合体であってもよい。これらの変性により、後述する水溶性粒子や、スラリーとの親和性を調節することができる。
【0014】
架橋重合体として1,2−ポリブタジエン、エチレン−酢酸ビニル共重合体が架橋された架橋重合体が含有される。
これらは吸水による軟化が少なく、スラリー中に含有される酸やアルカリに対して安定である。また、1,2−ポリブタジエンを除く他の好ましい架橋重合体(エチレン−酢酸ビニル共重合体)が含有されることで、優れた成形性が付与される。この成形性とは成形のし易さ及びハンドリング性等を含むものである。即ち、例えば、金型内に非水溶性マトリックスとなる未架橋物を充填し、架橋剤等を用いて金型内にて架橋させ、その後、得られた成形体を脱型する工程を行う場合がある。この脱型を行う時に成形体が割れたり、欠けたりすることを確実に防止できる。更に、1,2−ポリブタジエンを除く他の好ましい架橋重合体が含有されることで、優れた耐摩耗性が付与される。このため、長寿命な研磨部及び研磨パッドを得ることができる。
【0015】
架橋重合体の含有量は、非水溶性マトリックス全体を100質量%とした場合に、15質量%以上であることが好ましく、20質量%以上であることがより好ましく、30質量%以上であることが特に好ましい。また、非水溶性マトリックスが架橋重合体のみからなってもよい。架橋重合体の含有量が15質量%未満であると弾性回復力を十分に向上させることができない場合がある。更に、成形性及び耐摩耗性を十分に向上させることができない場合がある。
【0016】
本発明では、架橋重合体として、架橋1,2−ポリブタジエン及び架橋エチレン−酢酸ビニル共重合体が含有される
これらのうち架橋1,2−ポリブタジエン(以下、単に「架橋PBD」ともいう)は、前記の架橋重合体が含有されることによる非水溶性マトリックスに弾性回復力が付与される効果を特に良好に発揮させることができる。
また、架橋エチレン−酢酸ビニル共重合体(以下、単に「架橋EVA」ともいう)は、上記の優れた成形性及び耐摩耗性を付与できることに加えて、非水溶性マトリックスの縦弾性率の温度依存性を低減させることができる。特に、縦弾性率が温度に対してより緩やかに変化するように改善され、特定の温度範囲で急激に縦弾性率が変化することが抑制できる。温度依存性が低減されることにより研磨時の温度上昇により非水溶性マトリックスが過度に軟化することを抑制でき、研磨速度の低下を抑制できる。更に、温度に対してより緩やかに変化することにより軟化具合を予測でき、研磨初期からの研磨性能を保持させ易く、研磨を安定して行うことができる。
【0017】
本発明では、架橋PBDと架橋EVAとの両方を含有しており、非水溶性マトリックス全体を100質量%とした場合に、架橋PBD及び架橋EVAのいずれか一方を10質量%以上含有し且つ他方を5質量%以上含有することが好ましく、架橋PBD及び架橋EVAのいずれか一方を20質量%以上含有し且つ他方を10質量%以上含有することがより好ましく、架橋PBD及び架橋EVAのいずれか一方を30質量%以上含有し且つ他方を15質量%以上含有することが特に好ましく、架橋PBD及び架橋EVAのいずれか一方を40質量%以上含有し且つ他方を20質量%以上含有することがとりわけ好ましい。架橋PBD及び架橋EVAの両方の含有量が各々10質量%未満であると上記のこれらを含有する効果が十分に発揮され難い。
【0018】
また、架橋EVAの酢酸ビニル単位の含有量は特に限定されないが、通常、3質量%以上である。3質量%未満であると非水溶性マトリックスの縦弾性率の温度依存性を低減する効果が十分に得られ難くなる場合がある。この酢酸ビニル単位の含有量は5〜50質量%であることが好ましく、5〜30質量%であることがより好ましく、10〜30質量%であることが特に好ましい。酢酸ビニル単位の含有量が50質量%を超えると過架橋となり易く、十分な靭性を保持し難くなる場合がある。
【0019】
この研磨パッド用組成物は、上記架橋重合体以外に未架橋熱可塑性重合体を含有することができる。この未架橋熱可塑性重合体は、架橋されていない状態で研磨部及び研磨パッド中に含有されている熱可塑性重合体である。未架橋熱可塑性重合体は、通常、後述する架橋処理時に架橋されることなく未架橋のまま残存したものである。この未架橋熱可塑性重合体は架橋重合体に比べて一般に破断伸びが大きいため、これが含有される研磨部及び研磨パッドではドレッシングによる毛羽立ちが生じ易くなる傾向にある。STI工程における化学機械研磨では、研磨部及び研磨パッドが過度な毛羽立ちを有していると、十分な研磨平坦性が得られない場合があるが、毛羽立ちが無いと十分な研磨速度を得ることが困難な場合がある。このため、適度に未架橋熱可塑性重合体を含有することで、適度な毛羽立ちを生じさせることができることが好ましい。未架橋熱可塑性重合体の含有量は、非水溶性マトリックス全体を100質量%とした場合に、0〜80質量%であることが好ましく、0〜60質量%であることがより好ましく、5〜40質量%であることが特に好ましい。
【0020】
この研磨パッド用組成物によると、JIS K 6251に準じて非水溶性マトリックスからなる試験片を80℃において破断させた場合に、破断後に残留する伸び(以下、単に「破断残留伸び」という)を100%以下とすることができる。即ち、破断した後の標線間合計距離が破断前の標線間距離の2倍以下となる。この破断残留伸びは30%以下(更に好ましくは10%以下、とりわけ好ましくは5%以下、通常0%以上)であることがより好ましい。破断残留伸びが100%を超えると、研磨時及び面更新時に研磨部及び研磨パッドの表面から掻き取られた又は引き延ばされた微細片がポアを塞ぎ易くなる傾向にあり好ましくない。尚、この「破断残留伸び」とは、JIS K 6251「加硫ゴムの引張試験方法」に準じて、試験片形状ダンベル状3号形、引張速度500mm/分、試験温度80℃で引張試験を行い試験片を破断させた場合に、破断して分割された試験片の各々の標線から破断部までの合計距離から、試験前の標線間距離を差し引いた距離の伸び率である。また、実際の研磨においては摺動により発熱するため温度80℃における試験である。
【0021】
本発明では、架橋重合体として、架橋EVAを含有、温度0〜80℃の間の縦弾性率の変化量を1000MPa以下(更には800MPa以下、特に600MPa以下)に抑えることができる。これにより、特に研磨時及びドレッシング時に摺動等による発熱によって研磨部及び研磨パッドが過度に軟化することが防止される。
また、温度20〜50℃の間では、温度差10℃の間における縦弾性率の変化量を500MPa以下(更には400MPa以下、特に200MPa以下)に抑えることができる。これにより、非水溶性マトリックスの温度依存性はより緩やかとなり、温度による軟化具合を予測し易く、研磨状態を制御し易くなる。
但し、この縦弾性率は、粘弾性測定装置にて、長さ2.5mm、幅1.0mmの短冊型の試料を用い、引張モードによって測定した値である。また、この場合の各種測定条件は、温度は−20〜100℃間とし、初期負荷を100gとし、最大ひずみを0.01%とし、周波数を0.2Hzとして測定するものとする。
【0022】
上記「水溶性粒子」は、水系分散体であるスラリーと接触することにより非水溶性マトリックスから脱離するものであり、非水溶性マトリックス中に分散されている。この水溶性粒子が脱離することにより非水溶性マトリックスにはポアが形成される。水溶性粒子の脱離は、スラリー中に含有される水等との接触により溶解することで生じてもよく、この水等を含有して膨潤し、ゲル状となることで生じるものであってもよい。更に、この溶解又は膨潤は水によるものばかりでなく、メタノール等のアルコール系溶剤を含有する水系混合媒体との接触によるものであってもよい。
【0023】
水溶性粒子は、ポアを形成する以外にも、研磨部及び研磨パッドの押し込み硬さを大きくし、押圧による被研磨体の押し込み量を小さくする効果を有する。即ち、例えば、水溶性粒子を含有することにより研磨部及び研磨パッドのショアD硬度は35以上(より好ましくは50〜90、更に好ましくは60〜85、通常100以下)にすることができる。ショアD硬度が35以上であると、被研磨体に負荷できる圧力を大きくでき、これに伴い研磨速度を向上させることができる。更に加えて、高い研磨平坦性が得られる。従って、この水溶性粒子は、研磨部及び研磨パッドの十分な押し込み硬さを確保できる中実体であることが特に好ましい。
【0024】
水溶性粒子を構成する水溶性化合物の種類は特に限定されないが、例えば、有機系水溶性化合物及び無機系水溶性化合物を挙げることができる。有機系水溶性化合物としては、糖類(シクロデキストリン、デキストリン及びでんぷん等の多糖類、乳糖、マンニット等)、セルロース類(ヒドロキシプロピルセルロース、メチルセルロース等)、蛋白質、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸塩、ポリエチレンオキサイド、水溶性の感光性樹脂、スルホン化ポリイソプレン、スルホン化ポリイソプレン共重合体等を挙げることができる。更に、無機系水溶性化合物としては、酢酸カリウム、硝酸カリウム、炭酸カリウム、炭酸水素カリウム、塩化カリウム、臭化カリウム、リン酸カリウム、硝酸マグネシウム等を挙げることができる。これらの水溶性化合物は単独又は2種以上を組み合わせて用いることができる。更に、水溶性粒子は、所定の水溶性化合物からなる1種の水溶性粒子であってもよく、異なる水溶性化合物からなる2種以上の水溶性粒子であってもよい。
【0025】
また、水溶性粒子の平均粒径は0.1〜500μm(より好ましくは0.5〜100μm、更に好ましくは1〜50μm)とすることが好ましい。即ち、ポアの大きさは0.1〜500μm(より好ましくは0.5〜100μm、更に好ましくは1〜50μm)であることが好ましい。水溶性粒子の平均粒径が0.1μm未満であると、形成されるポアの大きさが使用する砥粒より小さくなるためスラリーを十分に保持できる研磨部及び研磨パッドが得難くなる傾向にある。一方、500μmを超えると、形成されるポアの大きさが過大となり、得られる研磨部及び研磨パッドの機械的強度及び研磨速度が低下する傾向にある。
【0026】
この水溶性粒子の含有量は、非水溶性マトリックスと水溶性粒子との合計を100体積%とした場合に、水溶性粒子は10〜90体積%(より好ましくは12〜60体積%、更に好ましくは15〜45体積%)であることが好ましい。水溶性粒子の含有量が10体積%未満であると、得られる研磨部及び研磨パッドにおいてポアが十分に形成されない場合があり、研磨速度が低下する場合がある。一方、90体積%を超えて水溶性粒子を含有する場合は、得られる研磨部及び研磨パッドに内包される水溶性粒子が連鎖的に膨潤又は溶解することを十分に防止でき難くなる傾向にあり、研磨部及び研磨パッドの硬度及び機械的強度を適正な値に保持し難くなる。
【0027】
また、水溶性粒子は、研磨部及び研磨パッド内において表層に露出した場合にのみ水溶し、研磨部及び研磨パッドの内部では吸湿し、更には膨潤しないことが好ましい。このため水溶性粒子は最外部の少なくとも一部に吸湿を抑制する外殻を備えることができる。この外殻は水溶性粒子に物理的に吸着していても、水溶性粒子と化学結合していても、更にはこの両方により水溶性粒子に接していてもよい。このような外殻を形成する材料としては、エポキシ樹脂、ポリイミド、ポリアミド、ポリシリケート等を挙げることができる。尚、この外殻は水溶性粒子の表面の一部のみに形成されていても十分に上記効果を得ることができる。
【0028】
上記非水溶性マトリックスは、水溶性粒子との親和性並びに非水溶性マトリックス中における水溶性粒子の分散性を制御するため、相溶化剤を含有することができる。相溶化剤としては、酸無水物基、カルボキシル基、ヒドロキシル基、エポキシ基、オキサゾリン基及びアミノ基等により変性された重合体、ブロック共重合体、並びにランダム共重合体、更に、種々のノニオン系界面活性剤、カップリング剤等を挙げることができる。
【0029】
更に、非水溶性マトリックス及び/又は水溶性粒子中に、従来からスラリーに含有されている砥粒、酸化剤、アルカリ金属の水酸化物、酸、使用時に酸を生成する塩、pH調節剤、界面活性剤及びスクラッチ防止剤等の1種又は2種以上を含有することができる。これにより研磨時に水のみを供給して研磨を行うことも可能となる。
上記砥粒としては、シリカ、アルミナ、セリア、ジルコニア及びチタニア等からなる粒子を挙げることができる。これらは1種又は2種以上を用いることができる。
上記酸化剤としては、過酸化水素、過酢酸、過安息香酸、tert−ブチルハイドロパーオキサイド等の有機過酸化物、過マンガン酸カリウム等の過マンガン酸化合物、重クロム酸カリウム等の重クロム酸化合物、ヨウ素酸カリウム等のハロゲン酸化合物、硝酸及び硝酸鉄等の硝酸化合物、過塩素酸等の過ハロゲン酸化合物、過硫酸アンモニウム等の過硫酸塩、並びにヘテロポリ酸等が挙げられる。これらの酸化剤のうちでは、分解生成物が無害である過酸化水素及び有機過酸化物の他、過硫酸アンモニウム等の過硫酸塩が特に好ましい。これらは1種又は2種以上を用いることができる。
【0030】
上記アルカリ金属の水酸化物としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化ルビジウム、及び水酸化セシウム等が挙げられる。これらは1種又は2種以上を用いることができる。
上記酸としては有機酸及び無機酸が挙げられる。このうち有機酸としては、パラトルエンスルホン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸、イソプレンスルホン酸、グルコン酸、乳酸、クエン酸、酒石酸、リンゴ酸、グリコール酸、マロン酸、ギ酸、シユウ酸、コハク酸、フマル酸、マレイン酸及びフタル酸等が挙げられる。また、無機酸としては、硝酸、塩酸及び硫酸等が挙げられる。これら酸は1種又は2種以上を用いることができる。
上記塩としては、上記酸のアンモニウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩等のアルカリ金属塩、カルシウム塩、マグネシウム塩等のアルカリ土類金属塩等が挙げられる。これらは1種又は2種以上を用いることができる。
【0031】
上記界面活性剤としては、カチオン系、アニオン系及びノニオン系を挙げることができる。このうちカチオン系界面活性剤としては、脂肪族アミン塩、脂肪族アンモニウム塩等が挙げられる。また、アニオン系界面活性剤としては、脂肪酸石鹸、アルキルエーテルカルボン酸塩等のカルボン酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩等のスルホン酸塩、高級アルコール硫酸エステル塩、アルキルエーテル硫酸塩、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル硫酸塩等の硫酸エステル塩、アルキルリン酸エステル塩等のリン酸エステル塩などが挙げられる。更に、ノニオン系界面活性剤としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル等のエーテル型、グリセリンエステルのポリオキシエチレンエーテル等のエーテルエステル型、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、グリセリンエステル、ソルビタンエステル等のエステル型などが挙げられる。これらは1種又は2種以上を用いることができる。
【0032】
上記スクラッチ防止剤としては、ビフェノール、ビピリジル、2−ビニルピリジン及び4−ビニルピリジン、サリチルアルドキシム、o−フェニレンジアミン及びm−フェニレンジアミン、カテコール、o−アミノフェノール、チオ尿素、N−アルキル基含有(メタ)アクリルアミド、N−アミノアルキル基含有(メタ)アクリルアミド、7−ヒドロキシ−5−メチル−1,3,4−トリアザインドリジン、5−メチル−1H−ベンゾトリアゾール、フタラジン、メラミン及び3−アミノ−5,6−ジメチル−1,2,4−トリアジン等が挙げられる。これらは1種又は2種以上を用いることができる。
【0033】
また、非水溶性マトリックスは、上記相溶化剤、上記従来からスラリーに含有されている各種材料以外に、充填剤、軟化剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、滑剤、可塑剤等の各種の添加剤を含有することができる。このうち充填剤としては炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、タルク、クレー等の剛性を向上させる材料、及びシリカ、アルミナ、セリア、チタニア、ジルコニア、二酸化マンガン、三酸化二マンガン、炭酸バリウム等の研磨効果を備える材料等を用いてもよい。
【0034】
[3]未架橋1,2−ポリブタジエンを含有する未架橋研磨パッド組成物から得られる研磨パッド用組成物
上記[2]の研磨パッド用組成物は、未架橋1,2−ポリブタジエンを含有する未架橋研磨パッド用組成物を架橋処理して得ることができる。
上記「未架橋非水溶性マトリックス」は、架橋処理されて研磨部及び研磨パッドを構成する母相となるものである。
上記「未架橋1,2−ポリブタジエン」(以下、単に「未架橋PBD」ともいう)は、未架橋研磨パッド用組成物の架橋処理時に少なくとも一部が架橋される。未架橋PBDのうち架橋された部分は前記[2]における架橋PBDとなる。そして、架橋PBDは前記[2]のように非水溶性マトリックスに弾性回復力を付与できる。未架橋PBDの含有量は、未架橋非水溶性マトリックス全体を100質量%とした場合に10質量%以上であり、20質量%以上であることが好ましく、30質量%以上であることがより好ましく、40質量%以上であることが特に好ましい。未架橋PBDの含有量が10質量%未満であると架橋PBDが含有される効果が十分に得られ難くなる場合がある。
【0035】
未架橋非水溶性マトリックスは、未架橋PBD以外に他の未架橋重合体として未架橋エチレン−酢酸ビニル共重合体(以下、単に「未架橋EVA」ともいう)を含有する。更に未架橋重合体として、1.2−ポリブタジエン、エチレン−酢酸ビニル共重合体を除く前記[2]で挙げた各種の熱可塑性樹脂、エラストマー、ゴム及び硬化性樹脂(熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂等、熱、光等により、硬化される樹脂)等の未架橋物である未架橋重合体を含有することができる。更に、これらの未架橋重合体は、酸無水物基、カルボキシル基、ヒドロキシル基、エポキシ基、アミノ基等により変性されていてもよい。変性により、架橋後の架橋PBDや、後述する水溶性粒子や、スラリーとの親和性を調節することができる。これらは1種のみであってもよく、2種以上であってもよい。
これらの各種未架橋重合体の中でも、ポリエチレン樹脂、アクリロニトリル−スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−ブタジエン−スチレン共重合体、ポリアクリル系樹脂、ビニルエステル系樹脂、飽和ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂及びポリアセタール系樹脂の未架橋重合体であることが好ましい。これらは1種のみであってもよく、2種以上であってもよい。これらが好ましい理由は前記[2]と同様である。
【0036】
本発明では、他の未架橋重合体として、未架橋エチレン−酢酸ビニル共重合体を含有するので、架橋処理後に得られる研磨パッド用組成物内において前記[2]と同様に優れた成形性及び耐摩耗性が付与されることに加えて、特に非水溶性マトリックスの縦弾性率の温度依存性が低減される。この未架橋EVAの含有量は、未架橋非水溶性マトリックス全体を100質量%とした場合に、5質量%以上とすることができ、更には10質量%以上とすることができ、特に15質量%以上とすることができる。5質量%未満であると、非水溶性マトリックスの縦弾性率の温度依存性が低減される効果が十分に発揮され難い場合がある。また、未架橋EVAの酢酸ビニル単位の含有量は前記[2]と同様とすることができる。
【0037】
上記「未架橋エチレン−酢酸ビニル共重合体」は、未架橋研磨パッド用組成物の架橋処理時に少なくとも一部が架橋される。未架橋EVAのうち架橋された部分は前記[2]における架橋EVAとなる。そして、架橋EVAが含有されることで前記[2]のように優れた成形性及び耐摩耗性が付与されることに加えて、非水溶性マトリックスの縦弾性率の温度依存性を低減される。
【0038】
未架橋非水溶性マトリックスは、上述のように、未架橋PBD、未架橋EVA以外に他の未架橋重合体を含有することができる。
【0040】
]架橋処理
上記「架橋処理」は、未架橋研磨パッド用組成物に対して行い、この未架橋研磨パッド用組成物を構成する未架橋非水溶性マトリックス中に含有される未架橋重合体の少なくとも一部を架橋する処理である。未架橋重合体として未架橋PDと、未架橋PBD以外の他の未架橋重合体(未架橋EVA)が含有されているが、架橋処理においては未架橋PBDと他の未架橋重合体とは共架橋されても、共架橋されなくてもよい。また、未架橋PBDの架橋と他の未架橋重合体の架橋とを同時に行ってもよく、いずれか一方を先に行い他方を後から行ってもよい。
また、架橋を行う方法は特に限定されず、有機過酸化物、硫黄、硫黄化合物等を用いた化学架橋、加熱による熱架橋、及び電子線照射等による放射線架橋などにより行うことができる。これらの中でも架橋効率が良いため、有機過酸化物を用いて架橋を行うことが好ましい。
【0041】
]研磨パッド
上記「研磨パッド」は、本発明の化学機械研磨方法に用いられる研磨パッドであり、また、本発明の素子微細化分離用研磨パッドである。この研磨パッドは前記[2]〜[]のうちのいずれかの研磨パッド用組成物からなる研磨部を備える。上記「研磨部」は、研磨パッドの全部又は一部であって、研磨パッドの研磨に供される側の面の全部又は一部を構成する。この研磨部はスラリーや水等の供給により被研磨体に対して研磨効果を発揮できる部分である。研磨パッドのうち研磨部により構成される大きさは特に限定されないが、研磨パッドの研磨に供される側の面の少なくとも50%以上(より好ましくは80%以上、更に好ましくは90%以上)であることが好ましい。研磨部により構成される部分が上記面の50%未満であるとこの研磨部を備える効果が十分に発揮され難い場合がある。
【0042】
また、この研磨パッドは、前記研磨パッド用組成物からなる研磨部以外に他の機能を有する部分を備えることができる。他の機能を有する部分としては、例えば、光学式終点検出装置を用いて終点を検出するための窓部等を挙げることができる。窓部としては、例えば、厚さ2mmにおいて、波長100〜300nmの間のいずれかの波長の光の透過率が0.1%以上(好ましくは2%以上)であるか、又は、波長100〜3000nmの間のいずれかの波長域における積算透過率が0.1%以上(好ましくは2%以上)である材料を用いることができる。
更に、この研磨パッドは、前記研磨パッド用組成物からなる研磨部以外にも他の研磨パッド用組成物からなる研磨部を備えることができる。
【0043】
この研磨パッドの形状は特に限定されないが、例えば、円盤状、ベルト状、ローラー状等とすることができ、研磨装置に応じて適宜選択することが好ましい。また、使用前における研磨パッドの大きさも特に限定されないが、円盤状の研磨パッドでは、例えば、直径0.5〜500cm(更に1.0〜250cm、特に20〜200cm)、厚さ0.1〜100mm以下(特に1〜10mm)とすることができる。また、この研磨パッドの研磨面には、必要に応じて溝を設けることができる。溝を備えることによりスラリーを研磨面の隅々に行き渡らせ、また、一時的に滞留させる効果を発揮できる。更に、研磨時に生じる研磨屑等の廃棄物を効率よく排出する経路となる。溝の形状は特に限定されず、環状、螺旋状、格子状、ドットパターン状等とすることができる。
【0044】
また、この研磨パッドは、裏面側(研磨に供される面の反対面側)に支持層を備えるものであってもよい。支持層は、研磨パッドを裏面側で支える層である。この支持層の特性は特に限定されないが、研磨パッドに比べてより軟質であることが好ましい。より軟質な支持層を備えることにより、研磨パッドの厚さが薄い(例えば、5mm以下)場合であっても、研磨時に研磨パッドが浮き上がることや、研磨パッドの表面が湾曲すること等を防止でき、安定して研磨を行うことができる。この支持層の硬度は、研磨パッドの硬度の90%以下(更には80%以下、特に70%以下、通常10%以上)であることが好ましい。更には、ショアD硬度において70以下(より好ましくは60以下、更に好ましくは50以下、通常1以上)であることが好ましい。
【0045】
また、支持層は、多孔質体(発泡体)であっても、非多孔質体であってもよい。更に、その平面形状は特に限定されず、研磨パッドと同じであっても異なっていてもよい。この支持層の平面形状としては、例えば、円形、多角形(四角形等)などとすることができる。また、その厚さも特に限定されないが、例えば、0.1〜5mm(更に好ましくは0.5〜2mm)とすることができる。但し、例えば、研磨パッドが光学式終点検出装置を用いて終点を検出するための窓部を備える場合には、この窓部を透過する光を遮らないように、研磨パッドと同様な窓部又は同じ窓部を備えることや、窓部を備えず光が通過する切り欠かれた形状とすることもできる。
【0046】
支持層を構成する材料も特に限定されないが、所定の形状及び性状への成形が容易であり、適度な弾性等を付与できることなどから有機材料を用いることが好ましい。有機材料としては、前記研磨パッドにおける非水溶性マトリックスを構成する各種重合体を適用することができる。但し、支持層を構成する有機材料は架橋重合体であっても、未架橋重合体であってもよい。
また、支持層は1層のみを備えていてもよく、2層以上を備えていてもよい。また、この支持層と研磨パッドとは直接接して積層されていてもよく、他の層を介して積層されていてもよい。更に、支持層は、研磨パッド又は他の層に接着剤、接着材(接着テープ等)などにより接着されていてもよく、部分的に溶融されることにより一体的に接合されていてもよい。
【0047】
]研磨装置及び研磨条件
本発明の化学機械研磨方法においては、使用する装置は特に限定されないが、例えば、株式会社荏原製作所製、型式「EPO−112」、「EPO−222」等や、ラップマスターSFT社製、型式「LGP−510」、「LGP−552」等や、アプライドマテリアル社製、品名「Mirra」等や、ラム・リサーチ社製、品名「Teres」等や、Speed Fam−IPEC社製、型式「AVANTI 472」等を用いることができる。また、本発明の素子微細化分離用研磨パッドはこれらの装置で用いることができる。
【0048】
また、研磨を行う際の研磨条件は、研磨対象等により適宜選択すればよく特に限定されないが、例えば、以下のものとすることができる。
スラリー供給量;100〜300mL/分
研磨荷重;200〜600g/cm
定盤回転数;50〜100rpm
ヘッド回転数;50〜100rpm
【0049】
本発明の化学機械研磨方法及び本発明の素子微細化分離用研磨パッドを用いると、図1に示す、STI工程を経て得られ、幅250μm、深さ0.8μmの溝(ラインパターン)がピッチ500μmで形成されたシリコン基板上に、SiO系絶縁体材料が積層膜厚(図1における「t」)2μm且つ初期段差(図1における「T」)0.9μmで堆積された被研磨体を研磨速度400nm/分で15%オーバーポリッシュした場合のディッシング(図1における「T」)を90nm以下(更には80nm以下、特に70nm以下)に抑えることができる。
【0050】
特に、研磨部を構成する研磨パッド用組成物中の非水溶性マトリックス全体を100質量%とした場合に架橋PBDが50〜100質量%(更には60〜100質量%、特に70〜100質量%)含有される研磨パッド、及び、非水溶性マトリックス全体を100質量%とした場合に架橋PBDと架橋EVAとが合計で70〜100質量%(更には75〜100質量%、特に80〜100質量%)含有される研磨パッドでは、安定して上記の範囲にディッシングを抑えることができると共に、スクラッチの発生を確実に防止できる。
【0051】
同様に、未架橋非水溶性マトリックス全体を100質量%とした場合に未架橋PBDが50〜100質量%(更には60〜100質量%、特に70〜100質量%)含有される未架橋研磨パッド用組成物を架橋処理して得られた研磨部を備える研磨パッド、及び、未架橋非水溶性マトリックス全体を100質量%とした場合に未架橋PBDと未架橋EVAとが合計で70〜100質量%(更には75〜100質量%、特に80〜100質量%)含有される未架橋研磨パッド用組成物を架橋処理して得られた研磨部を備える研磨パッドでも、安定して上記の範囲にディッシングを抑えることができると共に、スクラッチの発生を確実に防止できる。
【0052】
但し、15%オーバーポリッシュとは、SiO系絶縁体材料の積層膜厚である2μmを研磨速度である400nm/分で除して得られる理論研磨時間(この場合5分)よりも15%(この場合5.75分)長い間研磨を継続することをいう。通常、このオーバーポリッシュにより図2に示すデッシング(図2における「T」)を生じる。従来知られている研磨パッドを用いて同様の研磨を行った場合、ディッシングTは100〜200nm程度となるが、本発明の研磨方法及び本発明の素子微細化分離用研磨パッドではディッシングTを10〜65%低減できることとなる。
【0053】
【実施例】
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
[1]研磨パッドの製造
製造例1(研磨パッドA)
架橋されて非水溶性マトリックスとなる未架橋1,2−ポリブタジエン(ジェイエスアール株式会社、品名「JSR RB830」)100質量部と、水溶性粒子としてβ−シクロデキストリン(横浜国際バイオ研究所株式会社製、品名「デキシーパールβ−100」、平均粒径20μm)100質量部とを120℃に加熱されたニーダーにて混練した。その後、有機過酸化物(日本油脂株式会社製、品名「パーヘキシン25B」)0.3重量部を添加してさらに混練した後、金型内にて190℃で10分間架橋反応させ、直径60cm、厚さ2mmの成形体を得た。その後、この成形体の一面側に切削加工機(加藤機械株式会社製)を用いて、幅が0.5mm、深さが1mm、ピッチが1.5mm(隣り合う溝間距離は1mmとなる。)である同心円状の溝を形成し、研磨パッドAを得た。尚、水溶性粒子は、研磨パッド全体を100体積%とした場合に約40体積%であり、非水溶性マトリックスと水溶性粒子との合計を100体積%とした場合も約40体積%である。
【0054】
製造例2(研磨パッドB)
架橋されて非水溶性マトリックスとなる未架橋1,2−ポリブタジエン(ジェイエスアール株式会社製、「JSR RB840」)100質量部と、水溶性粒子としてポリペプチドをコーティングしたβ−シクロデキストリン(横浜国際バイオ研究所株式会社製、品名「デキシーパールβ−100」、平均粒径20μm)43質量部とを120℃に加熱されたニーダーにて混練した。その後、有機過酸化物(日本油脂株式会社製、品名「パーヘキシン25B」)0.3重量部を添加してさらに混練した後、金型内にて190℃で10分間架橋反応させ、直径60cm、厚さ2mmの成形体を得た。その後、この成形体の一面側に切削加工機(加藤機械株式会社製)を用いて、幅が0.5mm、深さが1mm、ピッチが1.5mm(隣り合う溝間距離は1mmとなる。)である同心円状の溝を形成し、研磨パッドBを得た。尚、水溶性粒子は、研磨パッド全体を100体積%とした場合に約22体積%であり、非水溶性マトリックスと水溶性粒子との合計を100体積%とした場合も約22体積%である。
【0055】
製造例3(研磨パッドC)
架橋されて非水溶性マトリックスとなる未架橋重合体として未架橋1,2−ポリブタジエン(ジェイエスアール株式会社製、品名「JSR RB830」)70質量部と、未架橋エチレン−酢酸ビニル共重合体(東ソー株式会社製、品名「ウルトラセン630」、エチレン含量80%)30質量部とを用いた以外は上記製造例1と同様にして、直径60cm、厚さ2mmの成形体を得た。その後、この成形体の一面側に切削加工機(加藤機械株式会社製)を用いて、幅が1mm、深さが1.5mm、ピッチが2mm(隣り合う溝間距離は1mm)である同心円状の溝を形成し、研磨パッドCを得た。尚、水溶性粒子は、研磨パッド全体を100体積%とした場合に約40体積%であり、非水溶性マトリックスと水溶性粒子との合計を100体積%とした場合も約40体積%である。
【0056】
[2]ディッシングの評価
(1)研磨及び結果
例1(参考例)
STI工程を経て得られ、溝幅250μm、溝深さ0.8μmの溝がピッチ500μmで形成されたシリコン基板上に、積層膜厚2μm且つ初期段差0.9μmでTEOS膜が形成されたウェハ(SKW社製、商品名「SKW−7」)を下記条件にて研磨した。その結果、微細形状測定装置(KLA-Tencor社製、形式「P−10」)を用いて測定したディッシングTは60nmであった。この結果を表1に示した。
研磨パッド;研磨パッドA
スラリー;品名「CMS1101」(ジェイエスアール株式会社製)
化学機械研磨装置;型式「EPO112」(株式会社荏原製作所製)
スラリー供給量;200mL/分
研磨荷重;400g/cm2
定盤回転数;70rpm
ヘッド回転数;70rpm
研磨速度;400nm/分
研磨時間;5.75分、(15%オーバーポリッシュ)
【0057】
例2(参考例)
研磨パッドとして研磨パッドBを用いた以外は、実例1と同様にして、同じウェハを15%オーバーポリッシュとなるように研磨した。その結果、実例1と同様にして測定されるディッシングTは55nmであった。この結果を表1に示した。
研磨速度;400nm/分
研磨時間;5.75分、(15%オーバーポリッシュ)
【0058】
例3(実施例)
研磨パッドとして研磨パッドCを用いた以外は、実例1と同様にして、同じウェハを15%オーバーポリッシュとなるように研磨した。その結果、実例1と同様にして測定されたディッシングTは65nmであった。この結果を表1に示した。
研磨速度;400nm/分
研磨時間;5.75分(15%オーバーポリッシュ)
【0059】
比較例1
研磨パッドとしてIC1000/SUBA400(ロデール・ニッタ社製、溝幅0.25mm、深さ0.4mm、ピッチ1.5mmである同心円状の溝が形成されている。以下、「研磨パッドD」という)を用いた以外は、実例1と同様にして、同じウェハを15%オーバーポリッシュとなるように研磨した。その結果、実例1と同様にして測定されたディッシングTは130nmであった。この結果を表1に示した。
研磨速度;500nm/分
研磨時間;4.6分、(15%オーバーポリッシュ)
【0060】
【表1】

Figure 0004155790
【0061】
[3]スクラッチの評価
(1)研磨
STI工程を経て得られた8インチ熱酸化膜ウェハ(AMT社製、品名「HDP−7」)を、研磨時間を2分間とした以外は、上記[1]と同様にして研磨パッドA、研磨パッドB、研磨パッドC及び研磨パッドDの各々を用いて研磨を行った。
(2)結果
上記[2](1)で研磨した各ウェハの表面のスクラッチの数を、パターンなしウェハ表面異物検査装置(ケーエルエー・テンコール社製、型式「サーフスキャン6420」)を用いて測定した。その結果、研磨パッドA、研磨パッドB及び研磨パッドCを用いた2種類のウェハではスクラッチは生じていなかった。一方、研磨パッドDを用いた比較試験を行ったウェハでは5つのスクラッチが認められた。この結果を表1に示した。
【0062】
[4]評価
上記[3]の結果より、研磨パッドDを用いた場合(比較例1)は130nmと100nmを超える大きなディッシングを生じているのに対して、研磨パッドA、研磨パッドB及び研磨パッドCを用いた場合(実験例1〜3)は、いずれも70μmの極めて小さいディッシングに抑えることができた。更に、上記[4]の結果より、研磨パッドDを用いた場合にはスクラッチが5カ所形成されたのに対して、研磨パッドA、研磨パッドB及び研磨パッドCではスクラッチは形成されなかった。これらのことから、STI工程において前記のような研磨パッド用組成物からなる研磨パッド及び研磨層等を用いることにより、ディッシングが70nm以下であり、スクラッチを生じない極めて精度の高い研磨が可能であることが分かる。
【0063】
【発明の効果】
本発明の化学機械研磨方法によると、素子微細化分離工程、特にSTI工程において、過剰研磨(ディッシング)が抑制され、スクラッチ(研磨後の絶縁体材料表面の傷)の発生を抑制できる。
また、架橋PBD及び架橋EVAを所定量以上含有する研磨部を備える研磨パッドを用いるので、特に過剰研磨及びスクラッチの発生を効果的に抑制できると共に、平坦性及び研磨速度に優れた素子微細化分離工程、特にSTI工程における研磨を行うことができる。
更に、所定温度範囲における縦弾性率の低下量が1000MPa以下である研磨パッドを用いる場合は、特に精度の高い研磨を行うことができる。
本発明の素子微細化分離用研磨パッドによると、素子微細化分離工程、特にSTI工程において、過剰研磨(ディッシング)が抑制され、スクラッチ(研磨後の絶縁体材料表面の傷)の発生を抑制できる。
【0064】
【図面の簡単な説明】
【図1】STI工程を経て得られ、化学機械研磨前の被研磨体の断面を説明する模式図である。
【図2】STI工程を経て得られ、化学機械研磨後の被研磨体の断面を説明する模式図である。
【符号の説明】
1;シリコン基板、2;SiO系絶縁体材料、T;初期段差、t;積層膜厚、T;ディッシング。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a chemical mechanical polishing method and a polishing pad for element miniaturization separation. More particularly, the present invention relates to a chemical mechanical polishing method and an element refinement isolation polishing pad used in an element refinement isolation process in the manufacture of a semiconductor device.
[0002]
[Prior art]
With the improvement of the degree of integration of semiconductor devices and the multilayer wiring, the storage capacity of memory devices has been dramatically increased. This is supported by the progress of miniaturization of processing technology. However, the required storage capacity increases year by year, and even if technology such as multilayer wiring is used, an increase in chip size is inevitable, and the number of processes required for memory device manufacturing increases with miniaturization, and the chip Is incurring high costs.
For this reason, in recent years, various methods capable of forming a finer structure more efficiently than conventional methods (for example, LOCOS method) have been studied. Among these methods, in a method having an element miniaturization separation process such as a process called STI (Shallow Trench Isolation) process, the capacity of the memory device is increased more efficiently than before by using chemical mechanical polishing. Is attracting attention as possible. However, in these processes, it is necessary to perform chemical mechanical polishing with particularly high accuracy that can improve the planarity of the wafer level without impairing the flatness of the wafer.
Moreover, the following patent document 1 and patent document 2 disclose a polishing pad containing water-soluble particles.
[0003]
[Patent Document 1]
US Pat. No. 5,976,000
[Patent Document 2]
US Pat. No. 6,337,280
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above Patent Document 1 and Patent Document 2, no consideration is given to the element miniaturization separation process.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a chemical mechanical polishing method and a polishing pad for element miniaturization separation that are suitable in the element miniaturization separation process. In particular, it is possible to provide a chemical mechanical polishing method and an element miniaturization isolation polishing pad suitable for the STI process, in which excessive polishing (dishing) is suppressed and generation of scratches (scratches on the surface of the insulator material after polishing) is suppressed. With the goal.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
  The present invention includes the following (1) to (5).
(1) A chemical mechanical polishing method used in an element miniaturization separation process in the manufacture of a semiconductor device, comprising a water-insoluble matrix containing a crosslinked polymer and water-soluble particles dispersed in the water-insoluble matrix The surface to be polished is polished using a polishing pad having a polishing portion made of a polishing pad composition.Furthermore, the polishing pad composition contains a crosslinked 1,2-polybutadiene and a crosslinked ethylene-vinyl acetate copolymer as the crosslinked polymer, and the crosslinked 1 , 2-polybutadiene and at least one of the crosslinked ethylene-vinyl acetate copolymer is 10% by mass or more.
(2The above polishing pad composition is obtained by subjecting an uncrosslinked polishing pad composition containing an uncrosslinked water-insoluble matrix and water-soluble particles dispersed in the uncrosslinked water-insoluble matrix to a crosslinking treatment, The uncrosslinked water-insoluble matrix contains uncrosslinked 1,2-polybutadiene. When the entire uncrosslinked water-insoluble matrix is 100% by mass, the uncrosslinked 1,2-polybutadiene is 10% by mass or more. The chemical mechanical polishing method according to (1) above.
(3) The above polishing pad composition is obtained by crosslinking an uncrosslinked polishing pad composition containing an uncrosslinked water-insoluble matrix and water-soluble particles dispersed in the uncrosslinked water-insoluble matrix, The uncrosslinked water-insoluble matrix contains an uncrosslinked ethylene-vinyl acetate copolymer. When the entire water-insoluble matrix is 100% by mass, the uncrosslinked ethylene-vinyl acetate copolymer is 10% by mass or more. The chemical mechanical polishing method according to (1) above.
(4The above polishing pad composition has the above-mentioned (1) to ((3). The chemical mechanical polishing method according to any one of
(5) Element miniaturization separation process in the manufacture of a semiconductor device, comprising a polishing portion comprising a polishing pad composition containing a water-insoluble matrix containing a crosslinked polymer and water-soluble particles dispersed in the water-insoluble matrix Pad for element miniaturization separation used for chemical mechanical polishing of siliconBecause
  The polishing pad composition contains a crosslinked 1,2-polybutadiene and a crosslinked ethylene-vinyl acetate copolymer as the crosslinked polymer, and the crosslinked 1, A polishing pad for element miniaturization isolation, wherein at least one of 2-polybutadiene and a crosslinked ethylene-vinyl acetate copolymer is 10% by mass or more.
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention will be described in detail below.
[1] Polishing target and element miniaturization separation process
The “semiconductor device” is an integrated circuit in which a plurality of elements are formed on a semiconductor substrate or base. The semiconductor material constituting the substrate of this semiconductor device is not particularly limited, and may be a single semiconductor (silicon, germanium, etc.) or a compound semiconductor (gallium arsenide compound, gallium nitride compound, indium phosphide compound, etc.). . Examples of the semiconductor device include LSI, VLSI, ULSI, MSI, and SSI. Furthermore, any of bipolar integrated circuit, MOS integrated circuit, CMOS integrated circuit, Bi-CMOS integrated circuit, CCD, etc. There may be.
[0007]
The above-mentioned “element miniaturization separation process” is a chemical mechanical polishing method in which a groove is formed on the surface side of a substrate to be a semiconductor device, and then a desired material is embedded in the groove, and then an excess embedded material attached to the substrate surface is removed. And a step of planarizing the surface of the substrate. In this step, the surface to be subjected to chemical mechanical polishing is the surface to be polished. Among the element miniaturization separation processes, in particular, the polishing method and The polishing pad for element miniaturization separation of the present invention (hereinafter also simply referred to as “polishing pad”) is suitable.
[0008]
The size of the groove formed in the element miniaturization separation process is not particularly limited, but the groove width is usually 0.1 to 1000 μm. Moreover, the depth of a groove | channel is 0.01-1000 micrometers. Further, a material to be embedded, that is, a main material to be polished is not particularly limited, but P-TEOS, PE-TEOS, O3-TEOS, HDP-SiO, FSG (fluorine-added SiO2SiO, etc.2Examples thereof include system insulating materials. In addition, when a stopper for preventing excessive polishing is used in this polishing, the material used as this stopper is not particularly limited, but Si3N4Etc.
[0009]
[2] Polishing pad composition containing a crosslinked polymer
The “water-insoluble matrix” is a parent phase constituting the polishing portion of the polishing pad, and further the entire polishing pad (hereinafter also referred to as “polishing portion and polishing pad”). This water-insoluble matrix contains dispersed water-soluble particles described later. This water-insoluble matrix contains a crosslinked polymer.
By containing the “crosslinked polymer” in the water-insoluble matrix, an elastic recovery force can be imparted, and displacement due to shear stress applied to the polishing portion and the polishing pad during polishing can be suppressed to a low level. For this reason, it can suppress that a water-insoluble matrix is extended too much at the time of grinding | polishing and dressing, and plastic deformation is carried out, and it is suppressed that a fuzz is crushed in a short period of time. That is, a good polishing state can be maintained for a long time, and pores can be formed efficiently during dressing. Moreover, it can also suppress that the surface of a grinding | polishing part and a polishing pad fuzzs excessively by dressing, and polishing flatness is not inhibited.
[0010]
  In the present invention,Cross-linked polymerAs a crosslinked 1,2-polybutadiene and a crosslinked ethylene-vinyl acetate copolymer. MoreAs the crosslinked polymer, one of uncrosslinked polymers such as thermoplastic resin, elastomer, rubber and curable resin (thermosetting resin, photocurable resin, etc., resin cured by heat, light, etc.) A crosslinked polymer in which the seeds are crosslinked, a crosslinked polymer in which two or more of these uncrosslinked polymers are co-crosslinked, etc.May contain.
  Examples of the thermoplastic resin include polyolefin resins (such as polyethylene, excluding EVA), acrylonitrile-styrene-butadiene copolymers (such as ABS resins), polystyrene resins, polyacrylic resins {(meth) acrylate resins}, Examples include vinyl ester resins (except EVA), saturated polyester resins, polyamide resins, fluororesins (polyvinylidene fluoride, etc.), polycarbonate resins, polyacetal resins, and the like.
[0011]
  As the elastomer, diene elastomer (1,2-polybutadiene is used.except for), Polyolefin elastomer (excluding EVA), styrene elastomer {styrene-butadiene-styrene copolymer, its hydrogenated block copolymer (SEBS), etc.}, thermoplastic polyurethane elastomer, thermoplastic polyester elastomer, polyamide Based elastomer, silicone resin based elastomer, fluororesin based elastomer and the like.
[0012]
Rubbers include butadiene rubber (high cis butadiene rubber, low cis butadiene rubber, etc.), isoprene rubber, styrene-butadiene rubber, conjugated diene rubber such as styrene-isoprene rubber, acrylonitrile-butadiene rubber, etc. Nitrile rubber, acrylic rubber, ethylene-propylene rubber, ethylene-α-olefin rubber such as ethylene-propylene-diene rubber, and butyl rubber, and other rubbers such as silicone rubber and fluororubber.
Examples of the curable resin include urethane resins, epoxy resins, (meth) acrylic resins, unsaturated polyester resins, polyurethane-urea resins, urea resins, silicon resins, phenol resins, and the like.
[0013]
The crosslinked polymer may be crosslinked by any method. That is, for example, it may be chemically crosslinked using an organic peroxide, sulfur, sulfur compound, etc., may be thermally crosslinked by heating, or may be radiation crosslinked by electron beam irradiation or the like. It may be a thing, and also what was cross-linked by two or more kinds of these cross-linking methods may be used. These crosslinked polymers may be polymers modified with an acid anhydride group, carboxyl group, hydroxyl group, epoxy group, amino group, or the like. By these modification | denaturation, affinity with the water-soluble particle | grains mentioned later and a slurry can be adjusted.
[0014]
  Cross-linked polymerAsA crosslinked polymer in which 1,2-polybutadiene and an ethylene-vinyl acetate copolymer are crosslinked is contained.
  These are less softened by water absorption and are stable against acids and alkalis contained in the slurry. In addition, other preferred crosslinked polymers excluding 1,2-polybutadiene(Ethylene-vinyl acetate copolymer)By containing, excellent moldability is imparted. The moldability includes ease of molding and handling properties. That is, for example, when a non-cross-linked product that becomes a water-insoluble matrix is filled in a mold, crosslinked in a mold using a crosslinking agent, etc., and then the resulting molded body is demolded There is. It is possible to reliably prevent the molded body from cracking or chipping when performing this demolding. Furthermore, excellent abrasion resistance is imparted by containing other preferable cross-linked polymers excluding 1,2-polybutadiene. For this reason, a long-life polishing part and polishing pad can be obtained.
[0015]
The content of the cross-linked polymer is preferably 15% by mass or more, more preferably 20% by mass or more, and more preferably 30% by mass or more when the entire water-insoluble matrix is 100% by mass. Is particularly preferred. Further, the water-insoluble matrix may be composed only of a crosslinked polymer. If the content of the crosslinked polymer is less than 15% by mass, the elastic recovery force may not be sufficiently improved. Furthermore, the moldability and the wear resistance may not be sufficiently improved.
[0016]
  In the present invention, Cross-linked polymerAs a cross-link1,2-polybutadiene andCross-linkingEthylene-vinyl acetate copolymerContained.
  Among these, cross-linked 1,2-polybutadiene (hereinafter also simply referred to as “cross-linked PBD”) has a particularly good effect of imparting elastic recovery to the water-insoluble matrix due to the inclusion of the cross-linked polymer. It can be demonstrated.
  In addition, the crosslinked ethylene-vinyl acetate copolymer (hereinafter also simply referred to as “crosslinked EVA”) can provide the above excellent moldability and wear resistance, and in addition, the temperature of the longitudinal elastic modulus of the water-insoluble matrix. Dependency can be reduced. In particular, the longitudinal elastic modulus is improved so as to change more slowly with respect to the temperature, and it is possible to suppress a sudden change in the longitudinal elastic modulus in a specific temperature range. By reducing the temperature dependency, it is possible to suppress excessive softening of the water-insoluble matrix due to temperature increase during polishing, and it is possible to suppress a decrease in polishing rate. Furthermore, the degree of softening can be predicted by changing more slowly with respect to temperature, and the polishing performance from the initial stage of polishing can be easily maintained, and polishing can be performed stably.
[0017]
  In the present inventionContains both crosslinked PBD and crosslinked EVAHaveWhen the total amount of the water-insoluble matrix is 100% by mass, it is preferable that either one of the crosslinked PBD and the crosslinked EVA contains 10% by mass or more and the other contains 5% by mass or more of the crosslinked PBD and the crosslinked EVA. More preferably, either one is contained in an amount of 20% by mass or more, and the other is contained in an amount of 10% by mass or more. Either one of the crosslinked PBD and the crosslinked EVA is contained in an amount of 30% by mass and the other is contained in an amount of 15% by mass or more. Is particularly preferred, and it is particularly preferred that either one of crosslinked PBD and crosslinked EVA is contained in an amount of 40% by mass or more and the other is contained in an amount of 20% by mass or more. When the content of both the crosslinked PBD and the crosslinked EVA is less than 10% by mass, the above-described effects of containing them are not sufficiently exhibited.
[0018]
Further, the content of the vinyl acetate unit in the crosslinked EVA is not particularly limited, but is usually 3% by mass or more. If it is less than 3% by mass, the effect of reducing the temperature dependence of the longitudinal elastic modulus of the water-insoluble matrix may not be sufficiently obtained. The vinyl acetate unit content is preferably 5 to 50% by mass, more preferably 5 to 30% by mass, and particularly preferably 10 to 30% by mass. If the content of the vinyl acetate unit exceeds 50% by mass, overcrosslinking tends to occur, and sufficient toughness may not be maintained.
[0019]
This polishing pad composition can contain an uncrosslinked thermoplastic polymer in addition to the crosslinked polymer. This uncrosslinked thermoplastic polymer is a thermoplastic polymer that is contained in the polishing portion and the polishing pad in a non-crosslinked state. The uncrosslinked thermoplastic polymer usually remains uncrosslinked without being crosslinked during the crosslinking treatment described below. Since this uncrosslinked thermoplastic polymer generally has a larger elongation at break than a crosslinked polymer, fluffing due to dressing tends to occur easily in the polishing portion and polishing pad containing the uncrosslinked thermoplastic polymer. In chemical mechanical polishing in the STI process, if the polishing part and the polishing pad have excessive fuzz, sufficient polishing flatness may not be obtained, but if there is no fuzz, a sufficient polishing rate may be obtained. It can be difficult. For this reason, it is preferable that moderate fuzzing can be generated by appropriately containing an uncrosslinked thermoplastic polymer. The content of the uncrosslinked thermoplastic polymer is preferably 0 to 80% by mass, more preferably 0 to 60% by mass, based on 100% by mass of the entire water-insoluble matrix. It is especially preferable that it is 40 mass%.
[0020]
According to this polishing pad composition, when a test piece made of a water-insoluble matrix is fractured at 80 ° C. in accordance with JIS K 6251, the elongation remaining after the fracture (hereinafter simply referred to as “breaking residual elongation”) It can be 100% or less. That is, the total distance between the marked lines after the fracture is not more than twice the distance between the marked lines before the fracture. The residual elongation at break is more preferably 30% or less (more preferably 10% or less, particularly preferably 5% or less, usually 0% or more). If the residual elongation at break exceeds 100%, it is not preferable because fine pieces scraped or stretched from the surfaces of the polishing part and the polishing pad during polishing and surface renewal tend to block the pores. The "breaking residual elongation" is a tensile test at a test piece shape dumbbell shape No. 3, tensile speed 500 mm / min, test temperature 80 ° C. according to JIS K 6251 “Tensile test method for vulcanized rubber”. When the test piece is ruptured, the elongation is the distance obtained by subtracting the distance between the marked lines before the test from the total distance from the marked line to the broken part of each of the broken and broken test pieces. In actual polishing, since heat is generated by sliding, the test is performed at a temperature of 80 ° C.
[0021]
  In the present invention,Contains crosslinked EVA as a crosslinked polymerShiThe amount of change in the longitudinal elastic modulus between the temperatures of 0 to 80 ° C. can be suppressed to 1000 MPa or less (further 800 MPa or less, particularly 600 MPa or less). Thereby, it is possible to prevent the polishing portion and the polishing pad from being excessively softened due to heat generated by sliding or the like particularly during polishing and dressing.
  Further, when the temperature is 20 to 50 ° C., the amount of change in the longitudinal elastic modulus during the temperature difference of 10 ° C. can be suppressed to 500 MPa or less (further 400 MPa or less, particularly 200 MPa or less). As a result, the temperature dependence of the water-insoluble matrix becomes more gradual, the degree of softening due to temperature can be easily predicted, and the polishing state can be easily controlled.
  However, the longitudinal elastic modulus is a value measured by a tensile mode using a strip-shaped sample having a length of 2.5 mm and a width of 1.0 mm with a viscoelasticity measuring apparatus. In this case, various measurement conditions are that the temperature is between -20 and 100 ° C., the initial load is 100 g, the maximum strain is 0.01%, and the frequency is 0.2 Hz.
[0022]
The “water-soluble particles” are those that are detached from the water-insoluble matrix by contact with the slurry that is an aqueous dispersion, and are dispersed in the water-insoluble matrix. As the water-soluble particles are detached, pores are formed in the water-insoluble matrix. The desorption of water-soluble particles may be caused by dissolution by contact with water or the like contained in the slurry, and is caused by swelling and gelation containing this water or the like. Also good. Further, this dissolution or swelling may be caused not only by water but also by contact with an aqueous mixed medium containing an alcohol solvent such as methanol.
[0023]
In addition to forming pores, the water-soluble particles have the effect of increasing the indentation hardness of the polishing part and the polishing pad and reducing the amount of indentation of the object to be polished by the pressing. That is, for example, by containing water-soluble particles, the Shore D hardness of the polishing part and the polishing pad can be 35 or more (more preferably 50 to 90, still more preferably 60 to 85, usually 100 or less). When the Shore D hardness is 35 or more, the pressure that can be applied to the object to be polished can be increased, and the polishing rate can be improved accordingly. In addition, high polishing flatness can be obtained. Therefore, the water-soluble particles are particularly preferably solid bodies that can ensure sufficient indentation hardness of the polishing portion and the polishing pad.
[0024]
Although the kind of water-soluble compound which comprises water-soluble particle | grains is not specifically limited, For example, an organic type water-soluble compound and an inorganic type water-soluble compound can be mentioned. Organic water-soluble compounds include sugars (polysaccharides such as cyclodextrin, dextrin and starch, lactose, mannitol, etc.), celluloses (hydroxypropylcellulose, methylcellulose, etc.), proteins, polyvinyl alcohol, polyvinylpyrrolidone, polyacrylic acid , Polyacrylate, polyethylene oxide, water-soluble photosensitive resin, sulfonated polyisoprene, sulfonated polyisoprene copolymer, and the like. Furthermore, examples of the inorganic water-soluble compound include potassium acetate, potassium nitrate, potassium carbonate, potassium hydrogen carbonate, potassium chloride, potassium bromide, potassium phosphate, and magnesium nitrate. These water-soluble compounds can be used alone or in combination of two or more. Further, the water-soluble particles may be one kind of water-soluble particles made of a predetermined water-soluble compound, or two or more kinds of water-soluble particles made of different water-soluble compounds.
[0025]
The average particle diameter of the water-soluble particles is preferably 0.1 to 500 μm (more preferably 0.5 to 100 μm, still more preferably 1 to 50 μm). That is, the pore size is preferably 0.1 to 500 μm (more preferably 0.5 to 100 μm, still more preferably 1 to 50 μm). If the average particle size of the water-soluble particles is less than 0.1 μm, the size of the pores formed is smaller than the abrasive grains used, and therefore it tends to be difficult to obtain a polishing part and a polishing pad that can hold the slurry sufficiently. . On the other hand, if it exceeds 500 μm, the size of the pores formed becomes excessive, and the mechanical strength and polishing rate of the obtained polishing part and polishing pad tend to decrease.
[0026]
The content of the water-soluble particles is 10 to 90% by volume (more preferably 12 to 60% by volume, still more preferably) when the total of the water-insoluble matrix and the water-soluble particles is 100% by volume. Is preferably 15 to 45% by volume. When the content of the water-soluble particles is less than 10% by volume, pores may not be sufficiently formed in the obtained polishing portion and polishing pad, and the polishing rate may be reduced. On the other hand, when it contains water-soluble particles in excess of 90% by volume, it tends to be difficult to sufficiently prevent the water-soluble particles contained in the obtained polishing part and polishing pad from being swollen or dissolved in a chain. Further, it becomes difficult to maintain the hardness and mechanical strength of the polishing portion and the polishing pad at appropriate values.
[0027]
Further, it is preferable that the water-soluble particles are water-soluble only when they are exposed on the surface layer in the polishing portion and the polishing pad, absorb moisture inside the polishing portion and the polishing pad, and do not swell. For this reason, water-soluble particle | grains can be equipped with the outer shell which suppresses moisture absorption in at least one part of the outermost part. The outer shell may be physically adsorbed on the water-soluble particles, may be chemically bonded to the water-soluble particles, or may be in contact with the water-soluble particles by both. Examples of the material for forming such an outer shell include epoxy resin, polyimide, polyamide, polysilicate, and the like. Even if the outer shell is formed only on a part of the surface of the water-soluble particles, the above-mentioned effect can be sufficiently obtained.
[0028]
The water-insoluble matrix can contain a compatibilizing agent in order to control the affinity with the water-soluble particles and the dispersibility of the water-soluble particles in the water-insoluble matrix. Examples of compatibilizers include polymers modified with acid anhydride groups, carboxyl groups, hydroxyl groups, epoxy groups, oxazoline groups, amino groups, block copolymers, random copolymers, and various nonionic types. Surfactants, coupling agents and the like can be mentioned.
[0029]
Further, in the water-insoluble matrix and / or water-soluble particles, abrasive grains, oxidizing agents, alkali metal hydroxides, acids, salts that generate acids when used, pH adjusters, conventionally contained in a slurry, 1 type (s) or 2 or more types, such as surfactant and an anti-scratch agent, can be contained. As a result, polishing can be performed by supplying only water during polishing.
Examples of the abrasive grains include particles made of silica, alumina, ceria, zirconia, titania and the like. These can use 1 type (s) or 2 or more types.
Examples of the oxidizing agent include hydrogen peroxide, peracetic acid, perbenzoic acid, organic peroxides such as tert-butyl hydroperoxide, permanganic acid compounds such as potassium permanganate, and dichromic acids such as potassium dichromate. Examples thereof include compounds, halogen acid compounds such as potassium iodate, nitric acid compounds such as nitric acid and iron nitrate, perhalogen acid compounds such as perchloric acid, persulfates such as ammonium persulfate, and heteropolyacids. Of these oxidizing agents, persulfates such as ammonium persulfate are particularly preferred in addition to hydrogen peroxide and organic peroxide, which are harmless to decomposition products. These can use 1 type (s) or 2 or more types.
[0030]
Examples of the alkali metal hydroxide include sodium hydroxide, potassium hydroxide, rubidium hydroxide, and cesium hydroxide. These can use 1 type (s) or 2 or more types.
Examples of the acid include organic acids and inorganic acids. Among these, as the organic acid, p-toluenesulfonic acid, dodecylbenzenesulfonic acid, isoprenesulfonic acid, gluconic acid, lactic acid, citric acid, tartaric acid, malic acid, glycolic acid, malonic acid, formic acid, oxalic acid, succinic acid, fumaric acid , Maleic acid and phthalic acid. Moreover, as an inorganic acid, nitric acid, hydrochloric acid, sulfuric acid, etc. are mentioned. These acids can be used alone or in combination of two or more.
Examples of the salt include alkali metal salts such as ammonium salts, sodium salts and potassium salts of the above acids, and alkaline earth metal salts such as calcium salts and magnesium salts. These can use 1 type (s) or 2 or more types.
[0031]
Examples of the surfactant include cationic, anionic and nonionic. Among these, examples of the cationic surfactant include aliphatic amine salts and aliphatic ammonium salts. Examples of the anionic surfactant include fatty acid soaps, carboxylates such as alkyl ether carboxylates, sulfonates such as alkylbenzene sulfonates, alkylnaphthalene sulfonates, α-olefin sulfonates, and higher alcohol sulfates. Examples include ester salts, sulfate salts such as alkyl ether sulfates, polyoxyethylene alkylphenyl ether sulfates, and phosphate ester salts such as alkyl phosphate esters. Furthermore, examples of the nonionic surfactant include ether types such as polyoxyethylene alkyl ether, ether ester types such as glycerol ester polyoxyethylene ether, and ester types such as polyethylene glycol fatty acid ester, glycerol ester and sorbitan ester. It is done. These can use 1 type (s) or 2 or more types.
[0032]
As said anti-scratch agent, biphenol, bipyridyl, 2-vinylpyridine and 4-vinylpyridine, salicylaldoxime, o-phenylenediamine and m-phenylenediamine, catechol, o-aminophenol, thiourea, N-alkyl group contained (Meth) acrylamide, N-aminoalkyl group-containing (meth) acrylamide, 7-hydroxy-5-methyl-1,3,4-triazaindolizine, 5-methyl-1H-benzotriazole, phthalazine, melamine and 3- Examples include amino-5,6-dimethyl-1,2,4-triazine. These can use 1 type (s) or 2 or more types.
[0033]
In addition, the water-insoluble matrix includes, in addition to the above-mentioned compatibilizer and various materials conventionally contained in the slurry, fillers, softeners, antioxidants, ultraviolet absorbers, antistatic agents, lubricants, plasticizers, etc. These various additives can be contained. Among these, as fillers, materials that improve rigidity such as calcium carbonate, magnesium carbonate, talc, clay, etc., and polishing effects such as silica, alumina, ceria, titania, zirconia, manganese dioxide, dimanganese trioxide, barium carbonate, etc. A material or the like may be used.
[0034]
[3] A polishing pad composition obtained from an uncrosslinked polishing pad composition containing uncrosslinked 1,2-polybutadiene
  The polishing pad composition of the above [2] can be obtained by subjecting an uncrosslinked polishing pad composition containing uncrosslinked 1,2-polybutadiene to a crosslinking treatment.
  The “uncrosslinked water-insoluble matrix” is a matrix that is subjected to crosslinking treatment to constitute a polishing portion and a polishing pad.
  The “uncrosslinked 1,2-polybutadiene” (hereinafter also simply referred to as “uncrosslinked PBD”) is at least partially crosslinked during the crosslinking treatment of the composition for an uncrosslinked polishing pad. The crosslinked part of the uncrosslinked PBD becomes the crosslinked PBD in [2]. The crosslinked PBD can impart an elastic recovery force to the water-insoluble matrix as described in [2]. The content of uncrosslinked PBD is 10% by mass or more, preferably 20% by mass or more, and more preferably 30% by mass or more when the entire uncrosslinked water-insoluble matrix is 100% by mass. 40% by mass or more is particularly preferable. If the content of uncrosslinked PBD is less than 10% by mass, it may be difficult to sufficiently obtain the effect of containing crosslinked PBD.
[0035]
  The uncrosslinked water-insoluble matrix is composed of other uncrosslinked polymers in addition to uncrosslinked PBD.As an uncrosslinked ethylene-vinyl acetate copolymer (hereinafter also simply referred to as “uncrosslinked EVA”)Containing.MoreAs an uncrosslinked polymer, 1.2-polybutadiene, Ethylene-vinyl acetate copolymerNon-crosslinked products such as various thermoplastic resins, elastomers, rubbers and curable resins (thermosetting resins, photocurable resins, etc., resins cured by heat, light, etc.) mentioned in [2] above An uncrosslinked polymercontainsbe able to. Further, these uncrosslinked polymers may be modified with an acid anhydride group, a carboxyl group, a hydroxyl group, an epoxy group, an amino group, or the like. By modification, the affinity with crosslinked PBD after crosslinking, water-soluble particles described later, and slurry can be adjusted. These may be one kind or two or more kinds.
  Among these various uncrosslinked polymers, polyethylene resins, acrylonitrile-styrene-butadiene copolymers, styrene-butadiene-styrene copolymers, polyacrylic resins, vinyl ester resins, saturated polyester resins, polyamide resins and An uncrosslinked polymer of a polyacetal resin is preferable. These may be one kind or two or more kinds. The reason why these are preferable is the same as [2] above.
[0036]
  In the present invention,Other uncrosslinked polymersAsContains uncrosslinked ethylene-vinyl acetate copolymerBecauseIn addition to imparting excellent moldability and wear resistance to the polishing pad composition obtained after the crosslinking treatment, the temperature dependency of the longitudinal elastic modulus of the water-insoluble matrix Is reduced. The content of the uncrosslinked EVA can be 5% by mass or more, more preferably 10% by mass or more, particularly 15% by mass when the entire uncrosslinked water-insoluble matrix is 100% by mass. % Or more. If it is less than 5% by mass, the effect of reducing the temperature dependence of the longitudinal elastic modulus of the water-insoluble matrix may not be sufficiently exhibited. The content of vinyl acetate units in the uncrosslinked EVA can be the same as [2].
[0037]
  The “uncrosslinked ethylene-vinyl acetate copolymer” is at least partially crosslinked during the crosslinking treatment of the composition for an uncrosslinked polishing pad. The crosslinked part of the uncrosslinked EVA becomes the crosslinked EVA in the above [2]. In addition to providing excellent moldability and wear resistance as described in [2] above by containing crosslinked EVA, the temperature dependence of the longitudinal elastic modulus of the water-insoluble matrix is reduced. .
[0038]
  Uncrosslinked water-insoluble matrixAs mentioned above, uncrosslinked PBD,In addition to the uncrosslinked EVA, other uncrosslinked polymers can be contained.
[0040]
[4] Cross-linking treatment
  The “crosslinking treatment” is performed on the composition for an uncrosslinked polishing pad, and at least a part of the uncrosslinked polymer contained in the uncrosslinked water-insoluble matrix constituting the composition for an uncrosslinked polishing pad is used. It is the process which bridge | crosslinks. Uncrosslinked P as an uncrosslinked polymerBD and other uncrosslinked polymer other than uncrosslinked PBD(Uncrosslinked EVA)ContainsAlthoughIn the crosslinking treatment, the uncrosslinked PBD and the other uncrosslinked polymer may be co-crosslinked or may not be co-crosslinked. Further, the crosslinking of the uncrosslinked PBD and the crosslinking of the other uncrosslinked polymer may be performed simultaneously, and either one may be performed first and the other may be performed later.
  The method for crosslinking is not particularly limited, and can be performed by chemical crosslinking using organic peroxide, sulfur, sulfur compounds, etc., thermal crosslinking by heating, radiation crosslinking by electron beam irradiation, or the like. Among these, since crosslinking efficiency is good, it is preferable to perform crosslinking using an organic peroxide.
[0041]
[5] Polishing pad
  The “polishing pad” is a polishing pad used in the chemical mechanical polishing method of the present invention, and is a polishing pad for element miniaturization isolation of the present invention. This polishing pad is the above [2]-[3] The polishing part which consists of a composition for polishing pads in any one of these. The “polishing part” is the whole or a part of the polishing pad and constitutes the whole or a part of the surface of the polishing pad used for polishing. This polishing portion is a portion that can exert a polishing effect on the object to be polished by supplying slurry, water, or the like. The size constituted by the polishing portion of the polishing pad is not particularly limited, but is at least 50% or more (more preferably 80% or more, more preferably 90% or more) of the surface of the polishing pad that is used for polishing. Preferably there is. If the portion constituted by the polishing portion is less than 50% of the surface, the effect of providing this polishing portion may not be sufficiently exhibited.
[0042]
Moreover, this polishing pad can be provided with the part which has another function other than the grinding | polishing part which consists of the said composition for polishing pads. Examples of the part having other functions include a window part for detecting an end point using an optical end point detection device. As a window part, for example, at a thickness of 2 mm, the transmittance of light of any wavelength between 100 and 300 nm is 0.1% or more (preferably 2% or more), or a wavelength of 100 to 300 nm. A material having an integrated transmittance of 0.1% or more (preferably 2% or more) in any wavelength region between 3000 nm can be used.
Further, the polishing pad can include a polishing portion made of another polishing pad composition in addition to the polishing portion made of the polishing pad composition.
[0043]
Although the shape of this polishing pad is not particularly limited, it can be, for example, a disk shape, a belt shape, a roller shape, etc., and is preferably selected as appropriate according to the polishing apparatus. Further, the size of the polishing pad before use is not particularly limited, but for a disc-shaped polishing pad, for example, the diameter is 0.5 to 500 cm (further 1.0 to 250 cm, particularly 20 to 200 cm), and the thickness is 0.1 to 0.1 cm. It can be made into 100 mm or less (especially 1-10 mm). Further, a groove can be provided on the polishing surface of the polishing pad as necessary. By providing the grooves, it is possible to exert the effect of spreading the slurry to every corner of the polishing surface and temporarily retaining the slurry. Furthermore, it becomes a path | route which discharges | emits wastes, such as grinding | polishing waste generated at the time of grinding | polishing efficiently. The shape of the groove is not particularly limited, and may be an annular shape, a spiral shape, a lattice shape, a dot pattern shape, or the like.
[0044]
Moreover, this polishing pad may be provided with a support layer on the back surface side (the surface opposite to the surface used for polishing). The support layer is a layer that supports the polishing pad on the back surface side. The characteristics of the support layer are not particularly limited, but are preferably softer than the polishing pad. By providing a softer support layer, even when the polishing pad is thin (for example, 5 mm or less), it is possible to prevent the polishing pad from floating during polishing and the surface of the polishing pad from being curved. Polishing can be performed stably. The hardness of the support layer is preferably 90% or less (more preferably 80% or less, particularly 70% or less, usually 10% or more) of the hardness of the polishing pad. Furthermore, the Shore D hardness is preferably 70 or less (more preferably 60 or less, still more preferably 50 or less, usually 1 or more).
[0045]
The support layer may be a porous body (foam) or a non-porous body. Furthermore, the planar shape is not particularly limited, and may be the same as or different from the polishing pad. The planar shape of the support layer can be, for example, a circle or a polygon (such as a quadrangle). Moreover, although the thickness is not specifically limited, for example, it can be 0.1-5 mm (more preferably 0.5-2 mm). However, for example, when the polishing pad is provided with a window for detecting the end point using an optical end point detection device, a window portion similar to that of the polishing pad or the like so as not to block light transmitted through the window portion. The same window part can be provided, or it can also be set as the notched shape which does not have a window part but light passes.
[0046]
The material constituting the support layer is not particularly limited, but it is preferable to use an organic material because it can be easily molded into a predetermined shape and properties and can be provided with appropriate elasticity. As the organic material, various polymers constituting the water-insoluble matrix in the polishing pad can be applied. However, the organic material constituting the support layer may be a crosslinked polymer or an uncrosslinked polymer.
In addition, the support layer may include only one layer or may include two or more layers. Moreover, this support layer and polishing pad may be laminated | stacked in direct contact, and may be laminated | stacked through another layer. Furthermore, the support layer may be bonded to the polishing pad or other layers with an adhesive, an adhesive (such as an adhesive tape) or the like, or may be integrally bonded by being partially melted.
[0047]
[6] Polishing apparatus and polishing conditions
  In the chemical mechanical polishing method of the present invention, the apparatus to be used is not particularly limited. For example, model “EPO-112”, “EPO-222” manufactured by Ebara Manufacturing Co., Ltd., model “ LGP-510 ”,“ LGP-552 ”, etc., Applied Materials, product name“ Mirra ”, etc., Lamb Research, product name“ Teres ”, Speed Fam-IPEC, model“ AVANTI 472 ” Etc. can be used. Moreover, the polishing pad for element miniaturization separation of this invention can be used with these apparatuses.
[0048]
The polishing conditions for polishing may be appropriately selected depending on the polishing target and the like, and are not particularly limited. For example, the following may be used.
Slurry supply amount: 100 to 300 mL / min
Polishing load: 200-600 g / cm2
Surface plate rotation speed: 50 to 100 rpm
Head rotation speed: 50-100 rpm
[0049]
When the chemical mechanical polishing method of the present invention and the polishing pad for element miniaturization / isolation of the present invention are used, a groove (line pattern) having a width of 250 μm and a depth of 0.8 μm is obtained through the STI process shown in FIG. On a silicon substrate formed of 500 μm, SiO2The system insulator material has a laminated film thickness (“t” in FIG. 1) of 2 μm and an initial step (“T in FIG. 1).0") Dishing (" T "in FIG. 1) when the object to be polished deposited at 0.9 μm is overpolished by 15% at a polishing rate of 400 nm / min is suppressed to 90 nm or less (further 80 nm or less, particularly 70 nm or less). be able to.
[0050]
In particular, when the entire water-insoluble matrix in the polishing pad composition constituting the polishing portion is 100% by mass, the crosslinked PBD is 50 to 100% by mass (more preferably 60 to 100% by mass, particularly 70 to 100% by mass). ) 70 to 100% by mass (more 75 to 100% by mass, especially 80 to 100% by mass) of the crosslinked PBD and the crosslinked EVA when the entire polishing pad and the water-insoluble matrix are 100% by mass. %), The dishing pad can be stably suppressed within the above range, and the generation of scratches can be reliably prevented.
[0051]
Similarly, an uncrosslinked polishing pad containing 50 to 100% by mass (more preferably 60 to 100% by mass, particularly 70 to 100% by mass) of uncrosslinked PBD when the entire uncrosslinked water-insoluble matrix is 100% by mass. Polishing pad provided with a polishing part obtained by crosslinking the composition for use, and 70 to 100 mass in total of uncrosslinked PBD and uncrosslinked EVA when the entire uncrosslinked water-insoluble matrix is 100 mass% % (Further 75-100% by mass, especially 80-100% by mass) of a non-crosslinked polishing pad composition contained in a polishing pad provided with a polishing part obtained by crosslinking treatment is stably within the above range. Dishing can be suppressed and the occurrence of scratches can be reliably prevented.
[0052]
However, 15% overpolish means SiO2Polishing is performed for 15% (in this case, 5.75 minutes) longer than the theoretical polishing time (in this case, 5 minutes) obtained by dividing the laminated film thickness of the insulating insulator material by 2 μm by the polishing speed of 400 nm / minute. It means to continue. Normally, this over-polishing produces the dishing shown in FIG. 2 (“T” in FIG. 2). When similar polishing is performed using a conventionally known polishing pad, the dishing T is about 100 to 200 nm. However, in the polishing method of the present invention and the polishing pad for element miniaturization isolation of the present invention, the dishing T is 10 It can be reduced by ~ 65%.
[0053]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described specifically by way of examples.
[1] Manufacturing of polishing pad
Production Example 1 (Polishing Pad A)
100 parts by mass of uncrosslinked 1,2-polybutadiene (JSR Corporation, product name “JSR RB830”) that is crosslinked to form a water-insoluble matrix, and β-cyclodextrin (manufactured by Yokohama International Bio-Laboratory Co., Ltd.) as water-soluble particles 100 parts by mass of product name “Dexy Pearl β-100”, average particle size 20 μm) were kneaded in a kneader heated to 120 ° C. Thereafter, 0.3 parts by weight of an organic peroxide (manufactured by NOF Corporation, product name “Perhexine 25B”) was added and further kneaded, followed by a crosslinking reaction at 190 ° C. for 10 minutes in a mold, A molded body having a thickness of 2 mm was obtained. Thereafter, a cutting machine (manufactured by Kato Machine Co., Ltd.) is used on one surface side of the molded body, the width is 0.5 mm, the depth is 1 mm, and the pitch is 1.5 mm (the distance between adjacent grooves is 1 mm). ) And concentric grooves were formed to obtain a polishing pad A. The water-soluble particles are about 40% by volume when the entire polishing pad is 100% by volume, and about 40% by volume when the total of the water-insoluble matrix and the water-soluble particles is 100% by volume. .
[0054]
Production Example 2 (Polishing Pad B)
100 parts by mass of uncrosslinked 1,2-polybutadiene (“JSR RB840”, manufactured by JSR Corporation) that is crosslinked to form a water-insoluble matrix, and β-cyclodextrin coated with a polypeptide as water-soluble particles (Yokohama International Bio 43 parts by mass manufactured by Research Laboratory Co., Ltd., product name “Dexy Pearl β-100”, average particle diameter 20 μm) were kneaded in a kneader heated to 120 ° C. Thereafter, 0.3 parts by weight of an organic peroxide (manufactured by NOF Corporation, product name “Perhexine 25B”) was added and further kneaded, followed by a crosslinking reaction at 190 ° C. for 10 minutes in a mold, A molded body having a thickness of 2 mm was obtained. Thereafter, a cutting machine (manufactured by Kato Machine Co., Ltd.) is used on one surface side of the molded body, the width is 0.5 mm, the depth is 1 mm, and the pitch is 1.5 mm (the distance between adjacent grooves is 1 mm). ) And concentric grooves were formed to obtain a polishing pad B. The water-soluble particles are about 22% by volume when the entire polishing pad is 100% by volume, and about 22% by volume when the total of the water-insoluble matrix and the water-soluble particles is 100% by volume. .
[0055]
Production Example 3 (Polishing Pad C)
70 parts by mass of uncrosslinked 1,2-polybutadiene (manufactured by JSR Corporation, product name “JSR RB830”) as an uncrosslinked polymer that is crosslinked to form a water-insoluble matrix, and an uncrosslinked ethylene-vinyl acetate copolymer (Tosoh Corporation) A molded product having a diameter of 60 cm and a thickness of 2 mm was obtained in the same manner as in Production Example 1 except that 30 parts by mass of product name “Ultrasen 630”, ethylene content 80%) was used. Thereafter, a concentric circle having a width of 1 mm, a depth of 1.5 mm, and a pitch of 2 mm (distance between adjacent grooves is 1 mm) is used on one surface side of the formed body. The polishing pad C was obtained. The water-soluble particles are about 40% by volume when the entire polishing pad is 100% by volume, and about 40% by volume when the total of the water-insoluble matrix and the water-soluble particles is 100% by volume. .
[0056]
[2] Evaluation of dishing
(1) Polishing and results
  FruitExperimentExample 1(Reference example)
  A wafer obtained by performing an STI process and having a TEOS film formed on a silicon substrate on which grooves having a groove width of 250 μm and a groove depth of 0.8 μm are formed with a pitch of 500 μm and a laminated film thickness of 2 μm and an initial step of 0.9 μm ( SKW product name “SKW-7”) was polished under the following conditions. As a result, the dishing T measured using a fine shape measuring apparatus (manufactured by KLA-Tencor, model “P-10”) was 60 nm. The results are shown in Table 1.
  Polishing pad; Polishing pad A
  Slurry; product name “CMS1101” (manufactured by JSR Corporation)
  Chemical mechanical polishing equipment; Model "EPO112" (manufactured by Ebara Corporation)
  Slurry supply rate: 200 mL / min
  Polishing load: 400 g / cm2
  Plate rotation speed: 70 rpm
  Head rotation speed: 70 rpm
  Polishing rate: 400 nm / min
  Polishing time: 5.75 minutes (15% overpolish)
[0057]
  FruitExperimentExample 2(Reference example)
  Except for using polishing pad B as the polishing pad,ExperimentSimilar to Example 1, the same wafer was polished to 15% overpolish. As a result,ExperimentThe dishing T measured in the same manner as in Example 1 was 55 nm. The results are shown in Table 1.
  Polishing rate: 400 nm / min
  Polishing time: 5.75 minutes (15% overpolish)
[0058]
  FruitExperimentExample 3(Example)
  Except for using polishing pad C as the polishing pad,ExperimentSimilar to Example 1, the same wafer was polished to 15% overpolish. As a result,ExperimentThe dishing T measured in the same manner as in Example 1 was 65 nm. The results are shown in Table 1.
  Polishing rate: 400 nm / min
  Polishing time: 5.75 minutes (15% overpolish)
[0059]
  Comparative Example 1
  IC1000 / SUBA400 (made by Rodel Nitta, a concentric groove having a groove width of 0.25 mm, a depth of 0.4 mm, and a pitch of 1.5 mm, hereinafter referred to as “polishing pad D”) is used as a polishing pad. Except for usingExperimentSimilar to Example 1, the same wafer was polished to 15% overpolish. As a result,ExperimentThe dishing T measured in the same manner as in Example 1 was 130 nm. The results are shown in Table 1.
  Polishing rate: 500 nm / min
  Polishing time: 4.6 minutes, (15% overpolish)
[0060]
[Table 1]
Figure 0004155790
[0061]
[3] Evaluation of scratch
(1) Polishing
Polishing pad A and polishing were performed in the same manner as in the above [1], except that the 8-inch thermal oxide film wafer (product name “HDP-7” manufactured by AMT Co., Ltd.) obtained through the STI process was polished for 2 minutes. Polishing was performed using each of the pad B, the polishing pad C, and the polishing pad D.
(2) Results
The number of scratches on the surface of each wafer polished in the above [2] (1) was measured using a pattern-less wafer surface foreign matter inspection apparatus (model “Surscan 6420” manufactured by KLA Tencor). As a result, scratches did not occur in the two types of wafers using the polishing pad A, the polishing pad B, and the polishing pad C. On the other hand, five scratches were observed in the wafer subjected to the comparative test using the polishing pad D. The results are shown in Table 1.
[0062]
[4] Evaluation
From the results of [3] above, when the polishing pad D was used (Comparative Example 1), large dishing exceeding 130 nm and 100 nm was generated, whereas the polishing pad A, polishing pad B, and polishing pad C were used. (Experimental Examples 1 to 3) were all able to be suppressed to a very small dishing of 70 μm. Further, from the result of [4] above, when the polishing pad D was used, five scratches were formed, whereas the polishing pad A, the polishing pad B, and the polishing pad C did not form scratches. Therefore, by using a polishing pad and a polishing layer made of the polishing pad composition as described above in the STI process, dishing is 70 nm or less, and extremely accurate polishing without causing scratches is possible. I understand that.
[0063]
【The invention's effect】
  According to the chemical mechanical polishing method of the present invention, excessive polishing (dishing) is suppressed in the element miniaturization separation process, particularly the STI process, and the generation of scratches (scratches on the surface of the insulator material after polishing) can be suppressed.
  Also, a polishing pad provided with a polishing portion containing a predetermined amount or more of crosslinked PBD and crosslinked EVABecauseIn particular, excessive polishing and generation of scratches can be effectively suppressed, and polishing in an element miniaturization separation process, particularly an STI process, which is excellent in flatness and polishing rate can be performed.
  Further, when a polishing pad having a decrease in longitudinal elastic modulus in a predetermined temperature range of 1000 MPa or less is used, polishing with particularly high accuracy can be performed.
  According to the polishing pad for element miniaturization isolation of the present invention, excessive polishing (dishing) is suppressed in the element miniaturization isolation process, particularly the STI process, and generation of scratches (scratches on the surface of the insulator material after polishing) can be suppressed. .
[0064]
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram for explaining a cross section of an object to be polished obtained through an STI process and before chemical mechanical polishing.
FIG. 2 is a schematic diagram for explaining a cross section of an object to be polished after chemical mechanical polishing obtained through an STI process.
[Explanation of symbols]
1; silicon substrate, 2; SiO2-Based insulator material, T0Initial step, t; laminated film thickness, T: dishing.

Claims (5)

半導体装置の製造における素子微細化分離工程に用いられる化学機械研磨方法であって、架橋重合体を含有する非水溶性マトリックスと該非水溶性マトリックス中に分散された水溶性粒子とを含有する研磨パッド用組成物からなる研磨部を備える研磨パッドを用いて被研磨面を研磨する化学機械研磨方法であって、
上記研磨パッド用組成物は、上記架橋重合体として架橋1,2−ポリブタジエン及び架橋エチレン−酢酸ビニル共重合体を含有し、上記架橋重合体全体を100質量%とした場合に、該架橋1,2−ポリブタジエン及び架橋エチレン−酢酸ビニル共重合体のうちの少なくとも一方が10質量%以上であることを特徴とする化学機械研磨方法。
A chemical mechanical polishing method used in an element miniaturization separation process in the manufacture of a semiconductor device, comprising a water-insoluble matrix containing a crosslinked polymer and water-soluble particles dispersed in the water-insoluble matrix A chemical mechanical polishing method for polishing a surface to be polished using a polishing pad provided with a polishing portion made of a composition for use ,
The polishing pad composition contains a crosslinked 1,2-polybutadiene and a crosslinked ethylene-vinyl acetate copolymer as the crosslinked polymer, and the crosslinked 1, A chemical mechanical polishing method, wherein at least one of 2-polybutadiene and a crosslinked ethylene-vinyl acetate copolymer is 10% by mass or more .
上記研磨パッド用組成物は、未架橋非水溶性マトリックスと該未架橋非水溶性マトリックス中に分散された水溶性粒子とを含有する未架橋研磨パッド用組成物を架橋処理して得られ、該未架橋非水溶性マトリックスは未架橋1,2−ポリブタジエンを含有し、該未架橋非水溶性マトリックス全体を100質量%とした場合、該未架橋1,2−ポリブタジエンは10質量%以上である請求項1記載の化学機械研磨方法。  The polishing pad composition is obtained by crosslinking a composition for an uncrosslinked polishing pad containing an uncrosslinked water-insoluble matrix and water-soluble particles dispersed in the uncrosslinked water-insoluble matrix, The uncrosslinked water-insoluble matrix contains uncrosslinked 1,2-polybutadiene, and when the total amount of the uncrosslinked water-insoluble matrix is 100% by mass, the uncrosslinked 1,2-polybutadiene is 10% by mass or more. Item 2. The chemical mechanical polishing method according to Item 1. 上記研磨パッド用組成物は、未架橋非水溶性マトリックスと該未架橋非水溶性マトリックス中に分散された水溶性粒子とを含有する未架橋研磨パッド用組成物を架橋処理して得られ、該未架橋非水溶性マトリックスは未架橋エチレン−酢酸ビニル共重合体を含有し、非水溶性マトリックス全体を100質量%とした場合、該未架橋エチレン−酢酸ビニル共重合体は10質量%以上である請求項1記載の化学機械研磨方法。  The polishing pad composition is obtained by crosslinking a composition for an uncrosslinked polishing pad containing an uncrosslinked water-insoluble matrix and water-soluble particles dispersed in the uncrosslinked water-insoluble matrix, The uncrosslinked water-insoluble matrix contains an uncrosslinked ethylene-vinyl acetate copolymer. When the entire water-insoluble matrix is 100% by mass, the uncrosslinked ethylene-vinyl acetate copolymer is 10% by mass or more. The chemical mechanical polishing method according to claim 1. 上記研磨パッド用組成物は、温度0〜80℃の間の縦弾性率の変化量が1000MPa以下である請求項1乃至のうちのいずれか1項に記載の化学機械研磨方法。The polishing pad composition, chemical mechanical polishing method according to any one of claims 1 to 3 variation of longitudinal elasticity modulus between temperature 0 to 80 ° C. is not more than 1000 MPa. 架橋重合体を含有する非水溶性マトリックスと該非水溶性マトリックス中に分散された水溶性粒子とを含有する研磨パッド用組成物からなる研磨部を備え、半導体装置の製造における素子微細化分離工程の化学機械研磨に用いられる素子微細化分離用研磨パッドであって、
上記研磨パッド用組成物は、上記架橋重合体として架橋1,2−ポリブタジエン及び架橋エチレン−酢酸ビニル共重合体を含有し、上記架橋重合体全体を100質量%とした場合に、該架橋1,2−ポリブタジエン及び架橋エチレン−酢酸ビニル共重合体のうちの少なくとも一方が10質量%以上であることを特徴とする素子微細化分離用研磨パッド。
A polishing portion comprising a polishing pad composition containing a water-insoluble matrix containing a crosslinked polymer and water-soluble particles dispersed in the water-insoluble matrix, and an element miniaturization separation step in the production of a semiconductor device A polishing pad for element miniaturization separation used for chemical mechanical polishing ,
The polishing pad composition contains a crosslinked 1,2-polybutadiene and a crosslinked ethylene-vinyl acetate copolymer as the crosslinked polymer, and the crosslinked 1, A polishing pad for element miniaturization isolation, wherein at least one of 2-polybutadiene and a crosslinked ethylene-vinyl acetate copolymer is 10% by mass or more.
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