JP4379462B2 - 研磨パッド用組成物及びこれを用いた研磨パッド - Google Patents
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Description
このCMPにおいて生産性を大きく左右する因子として研磨速度が挙げられるが、この研磨速度は従来よりもスラリーの保持量を多くすることにより大幅に向上できるとされている。
しかしながらポリウレタンフォームでは発泡を自在に制御することは難しく、発泡気泡の大きさ、発泡密度等をフォームの全域に渡って均一に制御することは極めて困難である。この結果、ポリウレタンフォームからなる研磨パッドの品質がばらつき、研磨速度及び加工状態がばらつく原因となっている。
また、特開2000−34416号公報ではその構成材料が検討され、より安定した研磨と研磨速度の向上は認められるが、更なるスラリーの保持性及び研磨速度の向上を必要としている。
更に、本第1発明の研磨パッド用組成物は、架橋重合体の少なくとも一部は架橋ゴムであり、架橋ゴムの少なくとも一部は架橋された1,2−ポリブタジエンであることを特徴とする。
更に、本第1〜5発明の研磨パッド用組成物には必要に応じて、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添加することができる。更に、硫黄や過酸化物等の反応性添加物を添加して反応させ、架橋させることもできる。特に、充填材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、ジルコニア、酸化チタン、酸化ジルコニウム、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。
本第6発明の研磨パッドのショアーD硬度は35以上(通常100以下、より好ましくは50〜90、更に好ましくは60〜85)であることが好ましい。このショアーD硬度が35未満であると、研磨時に被研磨体に加えることのできる圧力が低下する傾向にあり、研磨速度が低下し、研磨平坦性が十分でなくなることがある。
[1]研磨パッド用組成物の調製及び研磨パッドの成形
実施例1
後に架橋されてマトリックス材となる1,2−ポリブタジエン(JSR株式会社製、品名「JSR RB830」)100重量部と、水溶性粒子としてβ−サイクロデキストリン(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」)100重量部とを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、成形し、直径60cm、厚さ2mmの研磨パッドを得た。尚、研磨パッド全体に対する水溶性粒子の体積分率(マトリックス材と水溶性粒子との合計に対する水溶性粒子の体積分率、架橋重合体と水溶性粒子との合計に対する水溶性粒子の体積分率と同様)は約40%であった。
後に架橋されてマトリックス材となる1,2−ポリブタジエン(JSR株式会社製、「JSR RB840」)100重量部と、水溶性粒子としてポリペプチドをコーティングしたβ−サイクロデキストリン(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」)230重量部とを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、成形し、直径60cm、厚さ2mmの研磨パッドを得た。尚、研磨パッド全体に対する水溶性粒子の体積分率(マトリックス材と水溶性粒子との合計に対する水溶性粒子の体積分率、架橋重合体と水溶性粒子との合計に対する水溶性粒子の体積分率と同様)は約60%であった。
未架橋の熱可塑性樹脂であるエチレン−ビニルアルコール共重合樹脂(クラレ株式会社製、品名「エバール EP−F101」)100重量部と、水溶性粒子としてβ−サイクロデキストリン(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」)100重量部とを200℃に加熱されたニーダーにて混練した後、200℃にて熱プレスして成形し、直径60cm、厚さ2mmの研磨パッドを得た。尚、研磨パッド全体に対する水溶性粒子の体積分率(マトリックス材と水溶性粒子との合計に対する水溶性粒子の体積分率、架橋重合体と水溶性粒子との合計に対する水溶性粒子の体積分率と同様)は約44%であった。
実施例1と同様な1,2−ポリブタジエンとβ−サイクロデキストリンとを混練した後、架橋反応させることなく120℃でプレス成形し、直径60cm、厚さ2mmの研磨パッドを得た。尚、研磨パッド全体に対する水溶性粒子の体積分率(マトリックス材と水溶性粒子との合計に対する水溶性粒子の体積分率、架橋重合体と水溶性粒子との合計に対する水溶性粒子の体積分率と同様)は約40%であった。
研磨性能の評価
実施例1、2及び比較例1、2で得られた研磨パッドを各々研磨機(SFT社製、型式「ラップマスター LM−15」)の定盤上に装着し、定盤回転数50rpm、スラリーの流量100cc/分の条件でシリカ膜ウェハを研磨し、各研磨パッドによる研磨性能の違いを評価し、表1に示した。尚、研磨速度は光学式膜厚計による膜厚変化測定により求めた。
実施例1、2及び比較例1、2に使用したマトリックス材の破断残留伸びを測地するために、各実施例1、2及び比較例1、2から水溶性粒子を除いた材料を同様にして混練・成形してシートを作成した。このシートをJIS K 6251に示されたダンベル状3号形試験片形状に打ち抜き、試験片とした。
この各試験片を用いて、JIS K 6251に準じて標線間距離20mm、引張速度500mm/分、試験温度80℃で引っ張り各々破断させて、前記に示すような基準で破断残留伸びを算出した。尚、最大600%まで引っ張っても破断しない試験片においては、この伸び600%において強制的に切断して破断残留伸びを算出した。これらの破断残留伸びを表1に併記した。
Claims (6)
- 架橋重合体を含有する非水溶性マトリックス材と、該非水溶性マトリックス材中に分散された中実体である水溶性粒子とを含有する研磨パッド用組成物であって、
上記水溶性粒子の粒径は0.1〜100μmであり、
上記架橋重合体の少なくとも一部は架橋ゴムであり、
上記架橋ゴムの少なくとも一部は架橋された1,2−ポリブタジエンであることを特徴とする研磨パッド用組成物。 - JIS K 6251に準じ、上記非水溶性マトリックス材からなる試験片を80℃において破断させた場合に、破断後に残留する伸びが100%以下である請求項1記載の研磨パッド用組成物。
- 上記水溶性粒子が、デキストリン、シクロデキストリン、マンニット、蛋白質、水溶性の感光性樹脂、スルフォン化ポリイソプレン及びスルフォン化イソプレン共重合体からなる群から選ばれる少なくとも一種である、請求項1に記載の研磨パッド用組成物。
- 上記非水溶性マトリックス材と上記水溶性粒子との合計を100体積%とした場合に、該水溶性粒子は10〜90体積%である請求項1に記載の研磨パッド用組成物。
- 上記水溶性粒子は、最外部のすくなくとも一部に吸湿を抑制する外殻を備える請求項1に記載の研磨パッド用組成物。
- 少なくとも1部が、請求項1乃至5のうちのいずれか1項に記載の研磨パッド用組成物から構成されていることを特徴とする研磨パッド。
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