JP4625252B2 - Polishing pad for CMP and polishing method using the same - Google Patents

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Description

本発明は、半導体ウェハなどの被研磨体の凹凸をケミカルメカニカルポリッシング(化学的機械研磨またはCMP)法により平坦化する時に用いるCMP用研磨パッドおよびこの研磨パッドを用いた研磨方法に関するものである。   The present invention relates to a CMP polishing pad used when planarizing unevenness of an object to be polished such as a semiconductor wafer by a chemical mechanical polishing (chemical mechanical polishing or CMP) method and a polishing method using the polishing pad.

近年の半導体集積回路の微細化および高集積化は急速に進化し、微細に加工することが必要になってきており、デバイスが複雑な構造になって立体化するようになってきている。
微細化は、半導体装置の製造工程における微細加工技術の進歩、特に、光を利用して回路パターンをウェハ面上に塗布された感光性有機膜(フォトレジスト)に転写する技術であるリソグラフィー工程における高解像力化により達成されてきた。具体的には、リソグラフィー工程に用いられる光源が短波長化され、これらの短波長光源を用いて露光する技術が開発されている。
デバイス構造の高低差をできるだけ低減することで、焦点深度の不足を補い、微細なパターンの焦点ずれを引き起こさず確実に解像させる方法が検討されている。
In recent years, miniaturization and high integration of semiconductor integrated circuits have rapidly evolved, and it has become necessary to perform fine processing, and devices have become complicated structures and become three-dimensional.
Miniaturization is an advance in microfabrication technology in the manufacturing process of a semiconductor device, particularly in a lithography process, which is a technique for transferring a circuit pattern to a photosensitive organic film (photoresist) coated on a wafer surface using light. It has been achieved by increasing the resolution. Specifically, light sources used in the lithography process have been shortened, and techniques for exposing using these short wavelength light sources have been developed.
A method is being studied in which the difference in height of the device structure is reduced as much as possible to compensate for the lack of depth of focus and to ensure the resolution without causing fine pattern defocusing.

そこで、デバイス構造の高低差を平坦化する方法として、最近では、シリコンウェハの鏡面加工を応用したCMP法が採用されている。この方法では、回転する研磨プレート回転軸に支承され表面に研磨パッドが接着された研磨プレートと、ダイアモンド粉などを金属板に電着形成した、研磨パッドの表面を目立てするためのドレッサと、層間絶縁膜などの被研磨層が形成された被研磨体(以下、ウェハと称する)をウェハバッキングフィルムにより保持するキャリアと、研磨スラリを研磨パッド上に供給する研磨スラリ供給ノズルを有する研磨スラリ供給装置とから概ね構成されている装置を用いる。   Therefore, as a method for flattening the height difference of the device structure, a CMP method that applies mirror processing of a silicon wafer has been recently adopted. In this method, a polishing plate supported by a rotating polishing plate rotating shaft and having a polishing pad bonded to the surface, a diamond powder or the like electrodeposited on a metal plate, a dresser for conspicuous polishing pad surface, an interlayer A polishing slurry supply apparatus having a carrier that holds a polishing target (hereinafter referred to as a wafer) on which a polishing target layer such as an insulating film is formed by a wafer backing film, and a polishing slurry supply nozzle that supplies the polishing slurry onto the polishing pad. A device generally composed of

例えば、CMP法においては、研磨パッドをドレッサーによりドレッシング(研削)した後に、研磨プレート回転軸およびキャリア回転軸を回転させ、研磨スラリ供給ノズルから研磨パッドの中央部に研磨スラリを供給しながら、研磨圧力調整機構によりウェハを研磨パッド上に押圧させてウェハの研磨が行われる。
このようなCMP法では、被研磨面にマイクロスクラッチが発生すること、被研磨面内でも研磨レートが異なる為に均一に研磨が行われないこと等が問題となっている。
For example, in the CMP method, after dressing (grinding) the polishing pad with a dresser, the polishing plate rotating shaft and the carrier rotating shaft are rotated, and the polishing slurry is supplied from the polishing slurry supply nozzle to the central portion of the polishing pad while polishing. The wafer is polished by pressing the wafer onto the polishing pad by the pressure adjusting mechanism.
In such a CMP method, there are problems that micro scratches are generated on the surface to be polished, and polishing is not performed uniformly because the polishing rate is different within the surface to be polished.

マイクロスクラッチの発生を抑制するためには、研磨パッドのドレッシング時に発生する研磨パッドの削りクズやドレッサーのダイアモンド、層間膜、ウェハの破片クズや研磨済みの研磨スラリなど(以降、これらを総称して不純物とも表記する)を研磨パッド外へ排出する必要がある。
従来のCMP装置においては、研磨作業中に研磨スラリを研磨パッドの中央部に間断なく十分に流し出し、不純物をこの研磨スラリにより研磨パッド外へ除去あるいは押し流すという対策をとっている。
In order to suppress the generation of micro scratches, polishing pad scraping scraps, dresser diamonds, interlayer films, wafer debris scraps and polished polishing slurries generated during dressing of the polishing pad (hereinafter collectively referred to as these) (Also referred to as impurities) must be discharged out of the polishing pad.
In the conventional CMP apparatus, a measure is taken such that the polishing slurry is sufficiently poured into the central portion of the polishing pad without any interruption during the polishing operation, and impurities are removed or pushed out of the polishing pad by this polishing slurry.

このように研磨スラリを供給してウェハの研磨を行う時、研磨スラリは研磨パッドの回転による遠心力およびウェハを研磨パッドに押し付けることにより押し出され、殆どが研磨に直接寄与することなく研磨パッド外に排出されてしまうため、高価な研磨スラリを余分に消費してしまうことになる。   When the polishing slurry is supplied in this way to polish the wafer, the polishing slurry is pushed out by the centrifugal force generated by the rotation of the polishing pad and the wafer being pressed against the polishing pad, and most of the polishing slurry is not directly contributed to the polishing. Therefore, an expensive polishing slurry is consumed excessively.

これらの課題を解決するために、従来技術として研磨パッド面に同心円状の溝部を形成し該溝部の外周部が円周方向に傾斜されている研磨パッドが提案されている(特許文献1参照)。特許文献1開示の研磨パッドにおいては、研磨スラリなど「不純物」を研磨パッド外へ排出するためには効果があってもスラリの余分な消費を制御することができず、被研磨面内で研磨レートを均一にすることもできない。   In order to solve these problems, a polishing pad has been proposed as a conventional technique in which concentric grooves are formed on the surface of the polishing pad, and the outer periphery of the groove is inclined in the circumferential direction (see Patent Document 1). . In the polishing pad disclosed in Patent Document 1, although it is effective to discharge “impurities” such as polishing slurry to the outside of the polishing pad, it is not possible to control excessive consumption of the slurry, and polishing is performed within the surface to be polished. The rate cannot be made uniform.

また、被研磨面内で研磨レートを均一にするため、研磨パッドの半径方向の中央部分に複数の溝が形成された研磨パッドが提案されている(特許文献2参照)。しかしながら、特許文献2開示の研磨パッドには多数の貫通孔が設けられており、被研磨面と研磨パッドとの間への適切なスラリの保持がなされ難く、研磨が不安定になる。
特開2003−165049号公報 特開2002−160153号公報
In order to make the polishing rate uniform within the surface to be polished, there has been proposed a polishing pad in which a plurality of grooves are formed in the center portion in the radial direction of the polishing pad (see Patent Document 2). However, the polishing pad disclosed in Patent Document 2 is provided with a large number of through-holes, making it difficult to hold an appropriate slurry between the surface to be polished and the polishing pad, resulting in unstable polishing.
Japanese Patent Laid-Open No. 2003-165049 JP 2002-160153 A

本発明は上記従来の問題を解決するものであり、その目的とするところは、被研磨面と研磨パッドとの間にスラリが適切に保持されて、スラリの余分な消費がなく、被研磨面内での研磨レートを均一にできるCMP用研磨パッドを提供することにある。   The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and the object of the present invention is to appropriately hold the slurry between the surface to be polished and the polishing pad so that there is no excessive consumption of the slurry and the surface to be polished. An object of the present invention is to provide a polishing pad for CMP which can make the polishing rate uniform.

本発明は同一溝内に小深度部と大深度部とが形成された異深度溝を、研磨面に有するCMP用研磨パッドを提供するものであり、そのことにより上記目的が達成される。   The present invention provides a polishing pad for CMP having different depth grooves in which a small depth portion and a large depth portion are formed in the same groove on the polishing surface, thereby achieving the above object.

本発明の研磨パッドを使用する半導体ウエハなどの研磨においては、スラリを余分に消費したり、研磨レートが不均一になったりするなどの課題を同時に解決し、被研磨面と研磨パッドの間にスラリが適切に保持されてスラリの余分な消費がなく、被研磨体の研磨後の面内均一性の向上に特に有効であり、半導体ウエハ等のケミカルメカニカルポリッシング生産においてきわめて有効なものである。   In polishing of a semiconductor wafer or the like using the polishing pad of the present invention, it simultaneously solves problems such as excessive consumption of slurry and non-uniform polishing rate, and between the surface to be polished and the polishing pad. The slurry is appropriately held, and there is no excessive consumption of the slurry, which is particularly effective in improving the in-plane uniformity after polishing of the object to be polished, and is extremely effective in the production of chemical mechanical polishing such as semiconductor wafers.

研磨パッドは被研磨体を研磨する層状の部材である。研磨パッドは研磨を行う際に研磨スラリの担体として機能し、被研磨体と接触してこれを摩擦する研磨面を有する。研磨面は研磨スラリを保持及び更新するのに好適な表面形状又は表面構造を有することが好ましい。本発明の研磨パッドは研磨面に、小深度部と大深度部とが形成された異深度溝を有している。
異深度溝は研磨面に放射状又は螺旋状に形成されてよく、その本数においては特に限定されない。異深度溝は中心から外周部まで一貫して形成しても良く、また中心部を外れた部位から外周部まで一貫して形成してもよいものである。異深度溝はパッド中心を始点として形成しても良いが、中心点をずらして偏心して形成してもよい。異深度溝の溝深度の変化は急激であってもよいし(図1参照)、段階的であってもよい。
The polishing pad is a layered member that polishes the object to be polished. The polishing pad functions as a carrier for the polishing slurry when polishing, and has a polishing surface that contacts and rubs the object to be polished. The polishing surface preferably has a surface shape or surface structure suitable for holding and renewing the polishing slurry. The polishing pad of the present invention has a different depth groove in which a small depth portion and a large depth portion are formed on the polishing surface.
The different depth grooves may be formed radially or spirally on the polishing surface, and the number thereof is not particularly limited. The different depth grooves may be formed consistently from the center to the outer peripheral part, or may be formed consistently from the part off the central part to the outer peripheral part. The different depth grooves may be formed starting from the center of the pad, but may be formed eccentrically by shifting the center point. The change in the groove depth of the different depth groove may be abrupt (see FIG. 1) or may be stepwise.

異深度溝はその本数においては特に限定され無いが、該研磨パッド面内における当該溝の開口面積の平均的割合が1から50%が好ましく、2から20%がより好ましいものであり、かかる値となるように溝幅と本数を選択することができる。   The number of different depth grooves is not particularly limited, but the average ratio of the opening area of the groove in the polishing pad surface is preferably 1 to 50%, more preferably 2 to 20%, and such a value. The groove width and number can be selected so that

上記溝形成方法は特に限定されるものではないが、例えば、所定サイズのバイトのような治具を用い機械切削する方法、所定の表面形状を有した金型に樹脂を流しこみ、硬化させることにより作製する方法、所定の表面形状を有したプレス板で樹脂をプレスし作製する方法、フォトリソグラフィを用いて作製する方法、印刷手法を用いて作製する方法、炭酸ガスレーザーなどを用いたレーザー光による作製方法などが挙げられる。   The groove forming method is not particularly limited. For example, a method of machine cutting using a jig such as a tool of a predetermined size, pouring resin into a mold having a predetermined surface shape, and curing the resin. A method of manufacturing by pressing, a method of pressing and manufacturing a resin with a press plate having a predetermined surface shape, a method of manufacturing using photolithography, a method of manufacturing using a printing technique, a laser beam using a carbon dioxide laser, etc. For example.

図1は本発明の一実施態様である研磨パッドの平面図及びAA’断面図である。平面図において、研磨パッド1の研磨面に異深度溝2が研磨パッドの中心から放射状に設けられている。断面図において、異深度溝2の内部には、研磨パッドの中心部に大深度部、研磨パッドの周辺部に小深度部が形成されている。ここで、研磨パッドの中心部とは研磨面のうちで研磨パッドの中心に近い領域Bをいう。研磨パッドの中心に近接し溝が示されていない領域Eは研磨作用を実質的に示さず、研磨面に含める必要はない。従って、領域Eは中心部からも除かれる。研磨パッドの周辺部とは研磨面のうちで研磨パッドの周辺に近い領域Cをいう。   FIG. 1 is a plan view and a cross-sectional view of AA ′ of a polishing pad according to an embodiment of the present invention. In the plan view, different depth grooves 2 are provided radially from the center of the polishing pad on the polishing surface of the polishing pad 1. In the cross-sectional view, inside the different depth groove 2, a large depth portion is formed at the center portion of the polishing pad and a small depth portion is formed at the peripheral portion of the polishing pad. Here, the center portion of the polishing pad refers to a region B close to the center of the polishing pad on the polishing surface. Region E, which is close to the center of the polishing pad and where no grooves are shown, does not substantially exhibit polishing action and need not be included in the polishing surface. Accordingly, the region E is also excluded from the central portion. The peripheral portion of the polishing pad refers to a region C in the polishing surface close to the periphery of the polishing pad.

中心部B及び周辺部Cの寸法は被研磨体と研磨パッドとが当接され研磨する位置において中心部Bが被研磨体の寸法を超えないように適宜形成されることが好ましい。このことでウエハなどの外縁部が研磨され中心部が研磨され難いことを抑制し、ウエハなどの面内研磨不均一が生じない。   It is preferable that the dimensions of the central portion B and the peripheral portion C are appropriately formed so that the central portion B does not exceed the size of the object to be polished at the position where the object to be polished and the polishing pad are brought into contact with and polished. As a result, it is possible to prevent the outer edge portion of the wafer or the like from being polished and the central portion from being hard to be polished, and in-plane polishing unevenness of the wafer or the like does not occur.

図2は本発明の他の実施態様である研磨パッドの平面図及びAA’断面図である。平面図において、研磨パッド1の研磨面に異深度溝2が研磨パッドの中心から放射状に設けられている。断面図において、異深度溝2の内部には、研磨パッドの中心部Bに小深度部、周辺部Cに小深度部、及び両者に挟まれた中間部Dに大深度部が形成されている。   FIG. 2 is a plan view and a cross-sectional view of AA ′ of a polishing pad according to another embodiment of the present invention. In the plan view, different depth grooves 2 are provided radially from the center of the polishing pad on the polishing surface of the polishing pad 1. In the cross-sectional view, inside the different depth groove 2, a small depth portion is formed in the center portion B of the polishing pad, a small depth portion is formed in the peripheral portion C, and a large depth portion is formed in the intermediate portion D sandwiched between both. .

中心部B、周辺部C、及び中間部Dの寸法は上記と同様の理由で、被研磨体と研磨パッドとが当接され研磨する位置において中間部Dが被研磨体の寸法を超えないように適宜形成されることが好ましい。   The dimensions of the central part B, the peripheral part C, and the intermediate part D are the same as described above, so that the intermediate part D does not exceed the dimension of the object to be polished at the position where the object to be polished and the polishing pad are abutted and polished. Preferably, it is formed appropriately.

さらに、大深度部の深度をDHとし、小深度部の深度をDAとしたときDH/DAが2以上であることが好ましい。この値が2未満であると被研磨面と研磨パッドとの間にスラリーが適切に保持されず、スラリーの余分な消費を制御することができず、被研磨面内で研磨レートを均一にすることもできない。   Furthermore, DH / DA is preferably 2 or more, where DH is the depth of the large depth portion and DA is the depth of the small depth portion. If this value is less than 2, the slurry is not properly held between the surface to be polished and the polishing pad, and excess consumption of the slurry cannot be controlled, and the polishing rate is made uniform within the surface to be polished. I can't do that either.

本発明における異深度溝は、その幅と深度において特に限定されるものではないが、0.08mm〜5.0mm程度の幅と0.2mm〜3.0mm程度の深度を有しておればよく、これらの範囲から適宜被研磨体や研磨方法や研磨条件に合わして選択すればよいものである。
本発明においては、好ましくは溝の幅は同一であって深度のみ変化させたほうが研磨レートの制御が容易であり、溝加工などの研磨パッド製造時における利便性がすぐれている。
Although the different depth groove | channel in this invention is not specifically limited in the width and depth, What is necessary is just to have a width | variety of about 0.08 mm-5.0 mm, and a depth of about 0.2 mm-3.0 mm. From these ranges, an appropriate material may be selected according to the object to be polished, the polishing method and the polishing conditions.
In the present invention, it is preferable that the groove width is the same and only the depth is changed, so that the polishing rate can be easily controlled, and the convenience in manufacturing a polishing pad such as groove processing is excellent.

本発明における研磨パッドとして、従来一般に使用されている単層型パッド、またはウェハ等被研磨体に当接する表面硬質層および表面硬質層とプラテンとの間に位置する弾性支持層の少なくとも2層を有する積層パッドであってもよいし、さらに他層を重ねての多層研磨パッドのような積層研磨パッドであってもよい。生産上、性能上、表面硬質層とプラテンとの間に位置する弾性支持層の少なくとも2層を有するものが好ましい。
本発明はこのように単層、積層の研磨パッドに限定されるものではない。
As a polishing pad in the present invention, at least two layers of a conventional single layer type pad or a surface hard layer that comes into contact with an object to be polished such as a wafer and an elastic support layer positioned between the surface hard layer and the platen are used. The laminated polishing pad may be a laminated polishing pad such as a multilayer polishing pad formed by stacking other layers. From the viewpoint of production and performance, those having at least two elastic support layers located between the hard surface layer and the platen are preferable.
Thus, the present invention is not limited to a single-layer or multi-layer polishing pad.

前記の積層研磨パッドにおいて、表面硬質層と弾性支持層とで大別して形成されるものである。上記硬質表面層の硬度(JIS K6253−1997に準拠して測定、高分子計器社製 アスカーD型硬度計)は、45〜65であることが好ましい。上記硬度が45度未満の場合、被研磨物のプラナリティ(平坦性)が悪化し、また、65度より大きい場合は、プラナリティは良好であるが、被研磨物のユニフォミティ(均一性)が悪化してしまう。弾性支持層のアスカーA硬度(JIS K6253−1997に準拠して測定、高分子計器社製 アスカーA型硬度計)において、好ましくは25〜100、より好ましくは30〜85である。
表面硬質層の厚さは、好ましくは0.5〜5.0mm、より好ましくは0.8〜4.0mm、弾性支持層の厚さは好ましくは0.3〜3.0mm、より好ましくは0.6〜2.0mmである。
In the laminated polishing pad, the surface hard layer and the elastic support layer are roughly divided. The hardness of the hard surface layer (measured according to JIS K6253-1997, Asker D type hardness meter manufactured by Kobunshi Keiki Co., Ltd.) is preferably 45-65. When the hardness is less than 45 degrees, the planarity (flatness) of the object to be polished is deteriorated. When the hardness is more than 65 degrees, the planarity is good, but the uniformity (uniformity) of the object to be polished is deteriorated. End up. In the Asker A hardness of the elastic support layer (measured according to JIS K6253-1997, Asker A type hardness meter manufactured by Kobunshi Keiki Co., Ltd.), it is preferably 25 to 100, more preferably 30 to 85.
The thickness of the surface hard layer is preferably 0.5 to 5.0 mm, more preferably 0.8 to 4.0 mm, and the thickness of the elastic support layer is preferably 0.3 to 3.0 mm, more preferably 0. .6 to 2.0 mm.

単層研磨パッドにおいては、この厚さ(パッドの厚さ)は0.5〜5.0mm程であり、その材は表面硬質層と弾性支持層にそれぞれ使用される材から適宜選択使用されるものであってよい。
積層研磨パッドにおいて表面硬質層としてはアクリレート系光硬化性樹脂、無発泡ポリウレタン、発泡ポリウレタンなどのポリウレタン、弾性支持層としてはポリエチレンフォーム、ポリウレタンフォーム、ポリエステルの不織布などが好ましいが、これらに限定されるものではない。表面硬質層、弾性支持層を不織布で形成する場合、ポリウレタン樹脂等の含浸剤を不織布に含浸させてもよい。ただし前記硬度範囲を満足すれば、前記以外の材質で研磨パッドを構成してもよい。
本発明においては、特に、好ましい表面硬質層(研磨層表面)の部材として、発泡ポリウレタン樹脂が挙げられる。
In a single-layer polishing pad, the thickness (pad thickness) is about 0.5 to 5.0 mm, and the material is appropriately selected from materials used for the surface hard layer and the elastic support layer, respectively. It may be a thing.
In the laminated polishing pad, the surface hard layer is preferably an acrylate-based photocurable resin, polyurethane such as non-foamed polyurethane or foamed polyurethane, and the elastic support layer is preferably polyethylene foam, polyurethane foam, polyester nonwoven fabric, or the like. It is not a thing. When the surface hard layer and the elastic support layer are formed of a nonwoven fabric, the nonwoven fabric may be impregnated with an impregnating agent such as polyurethane resin. However, the polishing pad may be made of a material other than the above as long as the hardness range is satisfied.
In the present invention, a polyurethane foam resin is a particularly preferable member of the hard surface layer (the surface of the polishing layer).

ポリウレタン樹脂を発泡させる場合、その発泡方法は化学的な発泡剤による発泡、機械的な泡を混入させる発泡および微小中空体の混入または熱によって微小中空体となる前駆体の混入、これらの共用であってもよいものである。これらの発泡方法で本発明における研磨パッドに使用する微細発泡体となす。   When a polyurethane resin is foamed, the foaming method can be shared by foaming with a chemical foaming agent, foaming to incorporate mechanical foam, and mixing of a hollow body or a precursor that becomes a hollow body by heat. It may be. By these foaming methods, a fine foam used for the polishing pad in the present invention is obtained.

ポリウレタン樹脂としては、イソシアネート末端ウレタンプレポリマーと有機ジアミン化合物とからなり、イソシアネート末端ウレタンプレポリマーは、ポリイソシアネートと高分子ポリオールと低分子ポリオールからなる。ポリイソシアネートとしては、一例として2,4−及び/または2,6−トルエンジイソシアネート、2,2’−、2,4’−及び/または4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、1,5−ナフタレンジイソシアネ−ト、p−及びm−フェニレンジイソシアネ−ト、ダイメリルジイソシアネ−ト、キシリレンジイソシアネ−ト、ジフェニル−4,4’−ジイソシネ−ト、1,3−及び1,4−テトラメチルキシリデンジイソシアネ−ト、テトラメチ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、ドデカメチレンジイソシアネート、シクロヘキサン−1,3−及び1,4ージイソシアネート、1−イソシアナト−3−イソシアナトメチル−3,5,5−トリメチルシクロヘキサン(=イソホロンジイソシアネート)、ビス−(4−イソシアナトシクロヘキシル)メタン(=水添MDI)、2−及び4−イソシアナトシクロヘキシル−2’−イソシアナトシクロヘキシルメタン、1,3−及び1,4−ビス−(イソシアナトメチル)−シクロヘキサン、ビス−(4−イソシアナト−3−メチルシクロヘキシル)メタン、等が挙げられる。   The polyurethane resin is composed of an isocyanate-terminated urethane prepolymer and an organic diamine compound, and the isocyanate-terminated urethane prepolymer is composed of a polyisocyanate, a high molecular polyol, and a low molecular polyol. Examples of the polyisocyanate include 2,4- and / or 2,6-toluene diisocyanate, 2,2′-, 2,4′- and / or 4,4′-diphenylmethane diisocyanate, 1,5-naphthalene diisocyanate. Neat, p- and m-phenylene diisocyanate, dimeryl diisocyanate, xylylene diisocyanate, diphenyl-4,4'-diisocyanate, 1,3- and 1,4 Tetramethylxylidene diisocyanate, tetramethylene diisocyanate, 1,6-hexamethylene diisocyanate, dodecamethylene diisocyanate, cyclohexane-1,3- and 1,4-diisocyanate, 1-isocyanato-3-isocyanatomethyl-3 , 5,5-trimethylcyclohexane (= isophorone diisocyanate), bi -(4-isocyanatocyclohexyl) methane (= hydrogenated MDI), 2- and 4-isocyanatocyclohexyl-2'-isocyanatocyclohexylmethane, 1,3- and 1,4-bis- (isocyanatomethyl)- And cyclohexane, bis- (4-isocyanato-3-methylcyclohexyl) methane, and the like.

また、高分子ポリオールとしては、例えばヒドロキシ末端ポリエステル、ポリカ−ボネ−ト、ポリエステルカ−ボネ−ト、ポリエ−テル、ポリエ−テルカ−ボネ−ト、ポリエステルアミド等が挙げられるが、これらのうち耐加水分解性の良好なポリエ−テル及びポリカ−ボネ−トが好ましく、価格面と溶融粘度面からはポリエ−テルが特に好ましい。ポリエ−テルポリオ−ルとしては、反応性水素原子を有する出発化合物と、例えば酸化エチレン、酸化プロピレン、酸化ブチレン、酸化スチレン、テトラヒドロフラン、エピクロルヒドリンの様な酸化アルキレン又はこれら酸化アルキレンの混合物との反応生成物が挙げられる。反応性水素原子を有する出発化合物としては、水、ビスフェノ−ルA並びにポリエステルポリオ−ルを製造するべく上記した二価アルコ−ルが挙げられる。   Examples of the polymer polyol include hydroxy-terminated polyesters, polycarbonates, polyester carbonates, polyethers, polyether carbonates, polyester amides, etc. Polyethers and polycarbonates having good hydrolyzability are preferred, and polyethers are particularly preferred from the viewpoint of cost and melt viscosity. Polyether polyols include reaction products of starting compounds having reactive hydrogen atoms with alkylene oxides such as ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, styrene oxide, tetrahydrofuran, epichlorohydrin or mixtures of these alkylene oxides. Is mentioned. Starting compounds having reactive hydrogen atoms include water, bisphenol A and the divalent alcohols described above to produce polyester polyols.

さらにヒドロキシ基を有するポリカ−ボネ−トとしては、例えば、1,3−プロパンジオ−ル、1,4−ブタンジオ−ル、1,6−ヘキサンジオ−ル、ジエチレングリコ−ル、ポリエチレングリコ−ル、ポリプロピレングリコ−ル及び/又はポリテトラメチレングリコ−ルの様なジオ−ルとホスゲン、ジアリルカ−ボネ−ト(例えばジフェニルカ−ボネ−ト)もしくは環式カ−ボネ−ト(例えばプロピレンカ−ボネ−ト)との反応生成物が挙げられる。ポリエステルポリオ−ルとしては、二価アルコ−ルと二塩基性カルボン酸との反応生成物が挙げられるが、耐加水分解性向上の為には、エステル結合間距離が長い方が好ましく、いずれも長鎖成分の組み合わせが望ましい。   Further, as the polycarbonate having a hydroxy group, for example, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, diethylene glycol, polyethylene glycol, polypropylene Diols such as glycol and / or polytetramethylene glycol and phosgene, diallyl carbonate (eg diphenyl carbonate) or cyclic carbonate (eg propylene carbonate) And a reaction product with G). Examples of the polyester polyol include a reaction product of a divalent alcohol and a dibasic carboxylic acid. In order to improve hydrolysis resistance, a longer distance between ester bonds is preferable. A combination of long chain components is desirable.

二価アルコ−ルとしては、特に限定はしないが、例えばエチレングリコ−ル、1,3−及び1,2−プロピレングリコ−ル、1,4−及び1,3−及び2,3−ブチレングリコ−ル、1,6−ヘキサングリコ−ル、1,8−オクタンジオ−ル、ネオペンチルグリコ−ル、シクロヘキサンジメタノ−ル、1,4−ビス−(ヒドロキシメチル)−シクロヘキサン、2−メチル−1,3−プロパンジオ−ル、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオ−ル、ジエチレングリコ−ル、ジプロピレングリコ−ル、トリエチレングリコ−ル、トリプロピレングリコ−ル、ジブチレングリコ−ル等が挙げられる。   The divalent alcohol is not particularly limited, but examples thereof include ethylene glycol, 1,3- and 1,2-propylene glycol, 1,4- and 1,3- and 2,3-butylene glycol. -L, 1,6-hexane glycol, 1,8-octanediol, neopentyl glycol, cyclohexane dimethanol, 1,4-bis- (hydroxymethyl) -cyclohexane, 2-methyl-1 , 3-propanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 2,2,4-trimethyl-1,3-pentanediol, diethylene glycol, dipropylene glycol, triethylene glycol , Tripropylene glycol, dibutylene glycol and the like.

二塩基性カルボン酸としては、脂肪族、脂環族、芳香族及び/又は複素環式のものがあるが、生成する末端NCOプレポリマーを液状又は低溶融粘度とする必要上から、脂肪族や脂環族のものが好ましく、芳香族系を適用する場合は脂肪族や脂環族のものとの併用が好ましい。これらカルボン酸としては、限定はしないが、例えばコハク酸、アジピン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸(o-,m-,p-)、ダイマ−脂肪酸、例えばオレイン酸、等が挙げられる。これらポリエステルポリオールとしては、カルボキシル末端基の一部を有することもできる。例えば、ε−カプロラクトンの様なラクトン、又はε−ヒドロキシカプロン酸の様なヒドロキシカルボン酸のポリエステルも使用することができる。   As the dibasic carboxylic acid, there are aliphatic, alicyclic, aromatic and / or heterocyclic ones. From the necessity of making the terminal NCO prepolymer to be liquid or low melt viscosity, An alicyclic group is preferred, and in the case of applying an aromatic system, combined use with an aliphatic or alicyclic group is preferred. Examples of these carboxylic acids include, but are not limited to, succinic acid, adipic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, naphthalenedicarboxylic acid, cyclohexanedicarboxylic acid (o-, m-, p-), dimer-fatty acids such as oleic acid and the like. These polyester polyols may have a part of carboxyl end groups. For example, a lactone such as ε-caprolactone or a polyester of a hydroxycarboxylic acid such as ε-hydroxycaproic acid can be used.

低分子ポリオ−ルとしては、前述のポリエステルポリオ−ルを製造するのに用いられる二価アルコ−ルが挙げられるが、本発明の低分子ポリオールとは、ジエチレングリコール、1,3−ブチレングリコール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール及び1,6−ヘキサメチレングリコールのいずれか1種又はそれらの混合物を用いることが好ましい。   Examples of the low molecular polyol include the dihydric alcohol used to produce the polyester polyol described above. The low molecular polyol of the present invention includes diethylene glycol, 1,3-butylene glycol, 3 It is preferable to use any one of methyl-1,5-pentanediol and 1,6-hexamethylene glycol or a mixture thereof.

イソシアネート成分は、注型成形時に必要とされるポットライフに応じて適宜に選定されると共に、生成する末端NCOプレポリマーを低溶融粘度とすることが必要である為、単独又は2種以上の混合物で適用される。それらの具体例としては、特に限定はしないが、2,4−及び/または2,6−トルエンジイソシアネート、2,2’−、2,4’−及び/または4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、1,5−ナフタレンジイソシアネ−ト、p−及びm−フェニレンジイソシアネ−ト、ダイメリルジイソシアネ−ト、キシリレンジイソシアネ−ト、ジフェニル−4,4’−ジイソシネ−ト、1,3−及び1,4−テトラメチルキシリデンジイソシアネ−ト、テトラメチ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、ドデカメチレンジイソシアネート、シクロヘキサン−1,3−及び1,4ージイソシアネート、1−イソシアナト−3−イソシアナトメチル−3,5,5−トリメチルシクロヘキサン(=イソホロンジイソシアネート)、ビス−(4−イソシアナトシクロヘキシル)メタン(=水添MDI)、2−及び4−イソシアナトシクロヘキシル−2’−イソシアナトシクロヘキシルメタン、1,3−及び1,4−ビス−(イソシアナトメチル)−シクロヘキサン、ビス−(4−イソシアナト−3−メチルシクロヘキシル)メタン、等が挙げられる。本発明で使用される有機ジアミン化合物としては、特に限定は無いが、例えば、3,3'−ジクロロ−4,4'−ジアミノジフェニルメタン、クロロアニリン変性ジクロロジアミノジフェニルメタン、1,2−ビス(2−アミノフェニルチオ)エタン、トリメチレングリコールージ−p−アミノベンゾエート、3,5−ビス(メチルチオ)−2,6−トルエンジアミン等が挙げられる。   The isocyanate component is appropriately selected according to the pot life required at the time of cast molding, and the terminal NCO prepolymer to be produced needs to have a low melt viscosity. Applied at. Specific examples thereof include, but are not limited to, 2,4- and / or 2,6-toluene diisocyanate, 2,2′-, 2,4′- and / or 4,4′-diphenylmethane diisocyanate, 1 , 5-naphthalene diisocyanate, p- and m-phenylene diisocyanate, dimeryl diisocyanate, xylylene diisocyanate, diphenyl-4,4'-diisocyanate, 1, 3- and 1,4-tetramethylxylidene diisocyanate, tetramethylene diisocyanate, 1,6-hexamethylene diisocyanate, dodecamethylene diisocyanate, cyclohexane-1,3- and 1,4-diisocyanate, 1-isocyanato-3 -Isocyanatomethyl-3,5,5-trimethylcyclohexane (= isophorone diisocyanate Bis- (4-isocyanatocyclohexyl) methane (= hydrogenated MDI), 2- and 4-isocyanatocyclohexyl-2′-isocyanatocyclohexylmethane, 1,3- and 1,4-bis- (isocyanatomethyl) ) -Cyclohexane, bis- (4-isocyanato-3-methylcyclohexyl) methane, and the like. The organic diamine compound used in the present invention is not particularly limited. For example, 3,3′-dichloro-4,4′-diaminodiphenylmethane, chloroaniline-modified dichlorodiaminodiphenylmethane, 1,2-bis (2- Aminophenylthio) ethane, trimethylene glycol-di-p-aminobenzoate, 3,5-bis (methylthio) -2,6-toluenediamine and the like.

本発明における微細発泡体からなる研磨領域の平均気泡径は、70μm以下であることが好ましい。この範囲から逸脱する場合は、プラナリティが悪化するため好ましくない。   The average cell diameter of the polishing region made of the fine foam in the present invention is preferably 70 μm or less. A deviation from this range is not preferable because planarity deteriorates.

本発明における微細発泡体からなる研磨領域の比重が、0.5〜1.0g/cmであることが好ましい。比重が0.5g/cm未満の場合、研磨領域の表面の強度が低下し、被研磨物のプラナリティ(平坦性)が悪化し、また、1.0g/cmより大きい場合は、研磨領域表面での微細気泡の数が少なくなり易く、プラナリティは良好であるが、研磨速度が悪化してしまうため好ましくない。 The specific gravity of the polishing region made of the fine foam in the present invention is preferably 0.5 to 1.0 g / cm 3 . When the specific gravity is less than 0.5 g / cm 3, the strength of the surface of the polishing region decreases, the planarity (flatness) of the object to be polished deteriorates, and when the specific gravity is greater than 1.0 g / cm 3 , the polishing region Although the number of fine bubbles on the surface tends to be small and planarity is good, it is not preferable because the polishing rate is deteriorated.

本発明における微細発泡体からなる研磨領域の硬度は、アスカーD硬度計にて、45〜65であることが好ましい。D硬度が45度未満の場合、被研磨物のプラナリティ(平坦性)が悪化し、また、65度より大きい場合は、プラナリティは良好であるが、被研磨物のユニフォミティ(均一性)が悪化してしまう。   The hardness of the polishing region made of the fine foam in the present invention is preferably 45 to 65 by an Asker D hardness meter. When the D hardness is less than 45 degrees, the planarity (flatness) of the object to be polished is deteriorated. When it is greater than 65 degrees, the planarity is good, but the uniformity (uniformity) of the object to be polished is deteriorated. End up.

本発明における微細発泡体からなる研磨領域の圧縮率は、0.5〜5.0%であることが好ましい。該範囲に圧縮率があることにより、プラナリティとユニフォミティを両立させることが可能となる。   The compressibility of the polishing region made of the fine foam in the present invention is preferably 0.5 to 5.0%. By having a compression ratio in the range, it is possible to achieve both planarity and uniformity.

本発明における微細発泡体からなる研磨領域の圧縮回復率が、50〜100%であることが好ましい。圧縮回復率がこの範囲を逸脱する場合、被研磨物による繰り返しの荷重が研磨中に研磨領域にかかるにつれて、研磨層厚みに大きな変化が現れ、研磨特性の安定性が悪化してしまうため好ましくない。   In the present invention, the compression recovery rate of the polishing region made of the fine foam is preferably 50 to 100%. When the compression recovery rate deviates from this range, it is not preferable because a large change appears in the polishing layer thickness and the stability of the polishing characteristics deteriorates as the repeated load applied to the object is applied to the polishing region during polishing. .

本発明における微細発泡体からなる研磨領域の貯蔵弾性率が、測定温度40℃、測定周波数1Hzにおいて、200MPa以上であることが好ましい。貯蔵弾性率とは、微細発泡体に、動的粘弾性測定装置で引っ張り試験用治具を用い、正弦波振動を加え測定した弾性率のことをいう。貯蔵弾性率が200MPa未満の場合、研磨領域の表面の強度が低下し、被研磨物のプラナリティ(平坦性)が悪化してしまうため好ましくない。   In the present invention, the storage elastic modulus of the polishing region made of the fine foam is preferably 200 MPa or more at a measurement temperature of 40 ° C. and a measurement frequency of 1 Hz. The storage elastic modulus means an elastic modulus measured by applying a sinusoidal vibration to a fine foam using a tensile test jig with a dynamic viscoelasticity measuring apparatus. When the storage elastic modulus is less than 200 MPa, the strength of the surface of the polishing region is lowered, and the planarity (flatness) of the object to be polished is deteriorated.

本発明の研磨方法では、本発明の研磨パッドを使用してCMP法が行われる。つまり、研磨パッドの表面に対して研磨スラリを供給しながら、被研磨体を所望の研磨圧で押し付けながら回転させて前記研磨パッドの移動方向に対して交差する方向に揺動させることによって、前記研磨パッドの表面と被研磨体の表面との間に供給されたスラリの化学的および機械的な作用によって被研磨体の表面を研磨する。   In the polishing method of the present invention, the CMP method is performed using the polishing pad of the present invention. In other words, while supplying a polishing slurry to the surface of the polishing pad, the object to be polished is rotated while being pressed with a desired polishing pressure, and is swung in a direction intersecting with the moving direction of the polishing pad. The surface of the object to be polished is polished by the chemical and mechanical action of the slurry supplied between the surface of the polishing pad and the surface of the object to be polished.

例えば、上述したCMP用研磨パッドを研磨装置のプラテンに固定し、
被研磨体を研磨パッドの研磨面に対面するように研磨装置の支持台に固定し、
被研磨体を研磨パッドの研磨面に接触させる工程;及び
研磨スラリを供給しながら研磨を行う工程;
を行なえばよい。かかる研磨方法により研磨して、半導体デバイスを得ることができる。
For example, the CMP polishing pad described above is fixed to the platen of the polishing apparatus,
Fix the object to be polished to the polishing table support so that it faces the polishing surface of the polishing pad,
Contacting the object to be polished with the polishing surface of the polishing pad; and polishing while supplying a polishing slurry;
Should be done. By polishing by such a polishing method, a semiconductor device can be obtained.

但し、被研磨体を研磨パッドの研磨面に接触させる際には、研磨パッドの研磨面において、小深度領域が被研磨体3の外周部に当り、大深度領域が被研磨体3の中心部に当るように被研磨体の位置を調節する必要がある。異深度溝の大深度部は小深度部と比較して研磨スラリの保持量が多く、研磨面の大深度領域は小深度領域よりも研磨能力が高いと考えられる。そのため、一般にCMP法において研磨レートが低い被研磨体の中心部を、研磨能力が高い大深度領域に当てることにより、被研磨体の研磨後の面内均一を図ることができる。   However, when the object to be polished is brought into contact with the polishing surface of the polishing pad, the small depth region hits the outer peripheral portion of the object to be polished 3 on the polishing surface of the polishing pad, and the large depth region is the center of the object to be polished 3. It is necessary to adjust the position of the object to be polished so that It is considered that the large depth portion of the different depth groove has a larger amount of polishing slurry than the small depth portion, and the large depth region of the polishing surface has higher polishing ability than the small depth region. For this reason, in general, by applying a central portion of an object to be polished, which has a low polishing rate in the CMP method, to a large depth region where the polishing ability is high, in-plane uniformity after polishing of the object to be polished can be achieved.

研磨パッドに被研磨体を接触させる際、両者の好ましい位置関係を図1及び図2に示す。非研磨体3は、ここに示されている位置を基準にして横方向に揺動される。図1では、被研磨体3の外周部Fが小深度領域に当てられている。外周部Fの長さは被研磨体3の直径の25%以下、好ましくは15%以下とすることが好ましい。図2では、被研磨体3の中心が大深度溝の中央部に位置している。寸法Dは被研磨体3の直径と略同一である。この場合は、被研磨体3を揺動させることにより、実質上小深度領域が被研磨体3の外周部に当り、大深度領域が被研磨体3の中心部に当ることになる。寸法Dは被研磨体3の直径より小さくてもよい。   When the object to be polished is brought into contact with the polishing pad, the preferred positional relationship between the two is shown in FIGS. The non-abrasive body 3 is swung laterally with reference to the position shown here. In FIG. 1, the outer peripheral part F of the to-be-polished body 3 is applied to the small depth region. The length of the outer peripheral portion F is 25% or less, preferably 15% or less of the diameter of the object to be polished 3. In FIG. 2, the center of the object to be polished 3 is located at the center of the deep groove. The dimension D is substantially the same as the diameter of the object 3 to be polished. In this case, by swinging the object to be polished 3, the substantially small depth region hits the outer peripheral portion of the object to be polished 3, and the large depth region hits the center of the object to be polished 3. The dimension D may be smaller than the diameter of the object to be polished 3.

直径20cmの被研磨体を直径61cmの研磨パッドで研磨する場合、図1に示す周辺部Fの寸法は5cm以下、好ましくは2.5cm以下に調整される。また、被研磨体3の直径の残存部分Gの寸法は15cm以上、好ましくは17.5cm以上に調整される。また、この場合、図2に示す大深度領域の寸法Dは16〜20cm、好ましくは18〜20cmに形成される。   When a workpiece having a diameter of 20 cm is polished with a polishing pad having a diameter of 61 cm, the size of the peripheral portion F shown in FIG. 1 is adjusted to 5 cm or less, preferably 2.5 cm or less. Further, the dimension of the remaining portion G of the diameter of the object to be polished 3 is adjusted to 15 cm or more, preferably 17.5 cm or more. In this case, the dimension D of the deep region shown in FIG. 2 is 16 to 20 cm, preferably 18 to 20 cm.

以下、本発明の効果を具体的に示す実施例等について説明する。なお、実施例等における評価項目は以下のようにして測定した。
比重測定方法
JIS Z8807−1976に準拠して行った。4cm×8.5cmの短冊状(厚み:任意)に切り出したものを比重測定用試料とし、温度23℃±2℃、湿度50%±5%の環境で16時間静置した。測定には比重計(ザルトリウス社製)を用いた。
Examples and the like that specifically show the effects of the present invention will be described below. The evaluation items in Examples and the like were measured as follows.
Specific gravity measuring method It carried out based on JISZ8807-1976. A sample cut into a 4 cm × 8.5 cm strip (thickness: arbitrary) was used as a sample for measuring the specific gravity, and allowed to stand for 16 hours in an environment of temperature 23 ° C. ± 2 ° C. and humidity 50% ± 5%. A hydrometer (manufactured by Sartorius) was used for the measurement.

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

圧縮率・圧縮回復率測定方法
直径7mmの円(厚み:任意)に切り出したものを圧縮率・圧縮回復率測定用試料とし、温度23℃±2℃、湿度50%±5%の環境で40時間静置した。測定には熱分析測定器 TMA(SEIKO INSTRUMENTS製 SS6000)を用い、圧縮率と圧縮回復率を測定した。また、圧縮率と圧縮回復率の計算式は以下の通りである。
Compression rate / compression recovery measurement method Cut into a circle (thickness: arbitrary) with a diameter of 7 mm as a sample for measurement of compression rate / compression recovery rate, and in an environment of temperature 23 ° C. ± 2 ° C. and humidity 50% ± 5% 40 Let stand for hours. For the measurement, a thermal analysis measuring instrument TMA (SS6000 manufactured by SEIKO INSTRUMENTS) was used to measure the compression rate and the compression recovery rate. The calculation formulas for the compression rate and the compression recovery rate are as follows.

Figure 0004625252
Figure 0004625252

[式中、T1は研磨層に無負荷状態から30KPa(300g/cm)の応力の負荷を60秒間保持した時の研磨層厚みであり、T2はT1の状態から180KPa(1800g/cm)の応力の負荷を60秒間保持した時の研磨層厚みである。] [In the formula, T1 is the thickness of the polishing layer when a stress load of 30 KPa (300 g / cm 2 ) is maintained for 60 seconds from the unloaded state to the polishing layer, and T2 is 180 KPa (1800 g / cm 2 ) from the state of T1. This is the thickness of the polishing layer when the stress load is maintained for 60 seconds. ]

Figure 0004625252
Figure 0004625252

[式中、T1は研磨層に無負荷状態から30KPa(300g/cm)の応力の負荷を60秒間保持した時の研磨層厚みであり、T2はT1の状態から180KPa(1800g/cm)の応力の負荷を60秒間保持した時の研磨層厚みであり、T3はT2の状態から無負荷状態で60秒間保持し、その後、30KPa(300g/cm)の応力の負荷を60秒間保持した時の研磨層厚みである。] [In the formula, T1 is the thickness of the polishing layer when a stress load of 30 KPa (300 g / cm 2 ) is maintained for 60 seconds from the unloaded state to the polishing layer, and T2 is 180 KPa (1800 g / cm 2 ) from the state of T1. The thickness of the polishing layer when the stress load of 60 seconds was held, and T3 was held for 60 seconds in the unloaded state from the state of T2, and then the stress load of 30 KPa (300 g / cm 2 ) was held for 60 seconds. It is the polishing layer thickness at the time. ]

研磨特性の評価
研磨装置としてSPP600S(岡本工作機械社製)を用い、作製した研磨パッドを用いて研磨特性の評価を行った。研磨レートは、8インチのシリコンウエハに熱酸化膜を1μm製膜したものを、約0.5μm研磨して、このときの時間から算出した。酸化膜の膜厚測定には、干渉式膜厚測定装置(大塚電子社製)を用いた。研磨条件としては、スラリーとしてシリカスラリー(SS12、キャボット社製)を研磨中に150ml/minにて添加した。研磨荷重としては350g/cm2、研磨定盤回転数35rpm、ウエハ回転数30rpmとした。さらに、揺動速度1mm/sec. 揺動距離20mmとした。
また、面内均一性は、ウエハの任意25点の膜厚測定値より下記式により算出した。なお、面内均一性の値が小さいほどウエハ表面の均一性が高いことを表す。
Evaluation of polishing characteristics SPP600S (manufactured by Okamoto Machine Tool Co., Ltd.) was used as a polishing apparatus, and polishing characteristics were evaluated using the prepared polishing pads. The polishing rate was calculated from the time obtained by polishing about 0.5 μm of a 1-μm thermal oxide film formed on an 8-inch silicon wafer. An interference type film thickness measuring device (manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.) was used for measuring the thickness of the oxide film. As polishing conditions, silica slurry (SS12, manufactured by Cabot) was added as a slurry at 150 ml / min during polishing. The polishing load was 350 g / cm 2 , the polishing platen rotation number was 35 rpm, and the wafer rotation number was 30 rpm. Further, the rocking speed was 1 mm / sec. The rocking distance was 20 mm.
Further, the in-plane uniformity was calculated by the following formula from film thickness measurement values at arbitrary 25 points on the wafer. Note that the smaller the in-plane uniformity value, the higher the uniformity of the wafer surface.

Figure 0004625252
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フッ素コーティングした反応容器に、フィルタリングしたポリエーテル系プレポリマー(ユニロイヤル社製、アジプレンL−325、イソシアネート基濃度:2.22meq/g)100重量部、及びフィルタリングしたシリコーン系界面活性剤(東レ・ダウシリコーン社製、SH192)3重量部を混合し、反応温度を80℃に調整した。フッ素コーティングした攪拌機を用いて、回転数900rpmで反応系内に気泡を取り込むように約4分間激しく攪拌を行った。そこへ予め120℃の温度で溶融させ、フィルタリングした4、4’−メチレンビス(o−クロロアニリン)(イハラケミカル社製、イハラキュアミンMT)を26重量部添加した。約1分間攪拌を続けた後、フッ素コーティングしたパン型のオープンモールドへ反応溶液を流し込んだ。この反応溶液に流動性がなくなった時点でオーブン内に入れ、110℃で6時間ポストキュアを行いポリウレタン樹脂発泡体ブロックを得た。   In a fluorine-coated reaction vessel, 100 parts by weight of a filtered polyether-based prepolymer (Uniroy, Adiprene L-325, isocyanate group concentration: 2.22 meq / g), and a filtered silicone-based surfactant (Toray 3 parts by weight of SH Dou Silicone, SH192) were mixed, and the reaction temperature was adjusted to 80 ° C. Using a fluorine-coated stirrer, the mixture was vigorously stirred for about 4 minutes so that air bubbles were taken into the reaction system at a rotation speed of 900 rpm. Thereto was added 26 parts by weight of 4,4'-methylenebis (o-chloroaniline) (Ihara Chemical Co., Iharacamine MT), which was previously melted and filtered at a temperature of 120 ° C. After stirring for about 1 minute, the reaction solution was poured into a pan-type open mold coated with fluorine. When the fluidity of the reaction solution disappeared, it was placed in an oven and post-cured at 110 ° C. for 6 hours to obtain a polyurethane resin foam block.

このポリウレタン樹脂発泡体ブロックからバンドソータイプのスライサー(フェッケン社製)を使用してスライスし、シート状のポリウレタン発泡体を得た。次にこのシートをバフ機(アミテック社製)を使用して、所定の厚さに表面バフをし、厚み精度を整えたシートとした(シート厚み:1.27mm)。このシートの被溝加工面における平均気泡径は45μm、比重0.86g/cm3、アスカーD硬度53度、圧縮率1.0%、圧縮回復率65.0%、貯蔵弾性率275MPaであった。 The polyurethane resin foam block was sliced using a band saw type slicer (Fecken) to obtain a sheet-like polyurethane foam. Next, this sheet was subjected to surface buffing to a predetermined thickness using a buffing machine (manufactured by Amitech Co., Ltd.) to obtain a sheet with adjusted thickness accuracy (sheet thickness: 1.27 mm). The average bubble diameter on the grooved surface of this sheet was 45 μm, specific gravity 0.86 g / cm 3 , Asker D hardness 53 degrees, compression rate 1.0%, compression recovery rate 65.0%, and storage elastic modulus 275 MPa. .

このバフ処理をしたシートを直径61cmに打ち抜き、溝加工機(東邦鋼機 社製)を用いて表面に、中心部に2cmの円を残してその円の外周からパッドの外周まで、溝幅2mm、溝間のなす角度22.5度16本の放射状溝の溝加工を行った。溝深度に関しては、全ての溝において、揺動無しの状態でのウエハの接触する部分の外周から1/4までを0.3mm、その他の部分を0.8mmで加工した(図1参照)。このシートの溝加工面と反対の面にラミネーターを使用して、両面テープ(積水化学工業社製、ダブルタックテープ)を貼り、更に、コロナ処理をしたクッションシート(東レ社製、ポリエチレンフォーム、トーレペフ、厚み0.8mm)の表面をバフ掛け、ラミ機を使用して前記シートに貼り合せた。さらにクッションシートの他面にラミ機を使用して両面テープを貼り合せて研磨パッドを作製した。   The buffed sheet is punched out to a diameter of 61 cm, and a groove width (2 mm) is formed from the outer periphery of the circle to the outer periphery of the pad, leaving a 2 cm circle on the surface using a groove processing machine (manufactured by Toho Kouki Co., Ltd.). Groove processing was performed on 16 radial grooves with an angle of 22.5 degrees between the grooves. With respect to the groove depth, all the grooves were processed with 0.3 mm from the outer periphery to ¼ of the portion in contact with the wafer in a state without rocking, and other portions with 0.8 mm (see FIG. 1). Using a laminator on the opposite side of the grooved surface of this sheet, a double-sided tape (Sekisui Chemical Co., Ltd., double tack tape) was applied, and a corona-treated cushion sheet (Toray Industries, polyethylene foam, Torepefu) , 0.8 mm thick) was buffed and bonded to the sheet using a laminating machine. Further, a double-sided tape was attached to the other surface of the cushion sheet using a laminator to prepare a polishing pad.

溝加工機(東邦鋼機 社製)を用いて表面に、中心部に2cmの円を残してその円の外周からパッドの外周まで、溝幅2mm、溝間のなす角度22.5度16本の放射状溝の溝加工を行った。溝深度に関しては、全ての溝において、揺動無しの状態でのウエハの接触する部分を0.8mm、その他の部分を0.3mmで加工した(図2参照)以外は実施例1と同様の材料、方法で研磨パッドを作製した。この場合、揺動によってウエハの外周からそれぞれ10mmの部分は溝深度0.3mmの部分と接触することになる。   Using a grooving machine (manufactured by Toho Koki Co., Ltd.), leaving a 2 cm circle on the surface, from the outer periphery of the circle to the outer periphery of the pad, the groove width is 2 mm, and the angle between the grooves is 22.5 degrees 16 Groove processing of radial grooves was performed. With respect to the groove depth, all the grooves were processed in the same manner as in Example 1 except that the wafer contact portion in a state without rocking was processed at 0.8 mm and the other portions were processed at 0.3 mm (see FIG. 2). A polishing pad was produced using the material and method. In this case, the portions 10 mm from the outer periphery of the wafer come into contact with the portions having a groove depth of 0.3 mm by the swing.

比較例1Comparative Example 1

図3は従来例である研磨パッドの平面図及び断面図である。平面図において、研磨パッド1の研磨面に溝2’が研磨パッドの中心から放射状に設けられている。断面図において、溝2’の内部は深度が一定である。図3に示す形態の従来の研磨パッドを以下の様にして製造した。   FIG. 3 is a plan view and a cross-sectional view of a conventional polishing pad. In the plan view, grooves 2 ′ are provided radially from the center of the polishing pad on the polishing surface of the polishing pad 1. In the cross-sectional view, the depth inside the groove 2 'is constant. A conventional polishing pad of the form shown in FIG. 3 was manufactured as follows.

溝加工機(東邦鋼機 社製)を用いて表面に、中心部に2cmの円を残してその円の外周からパッドの外周まで、溝幅2mm、溝間のなす角度22.5度で16本の放射状溝の溝加工を行い、溝深度に関しては一定の0.6mmで加工した以外は実施例1と同様の材料、方法で研磨パッドを作製した。実施例1、2と比較例1との研磨パッドを上記方法により評価した。結果を表1に示す。   Using a grooving machine (manufactured by Toho Koki Co., Ltd.), leaving a 2 cm circle on the surface, from the outer periphery of the circle to the outer periphery of the pad, the groove width is 2 mm, and the angle between the grooves is 22.5 degrees. A polishing pad was produced by the same material and method as in Example 1 except that the radial grooves were processed and the groove depth was processed at a constant 0.6 mm. The polishing pads of Examples 1 and 2 and Comparative Example 1 were evaluated by the above method. The results are shown in Table 1.

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図1は本発明の一実施態様である研磨パッドの平面図及びAA’断面図である。FIG. 1 is a plan view and a cross-sectional view of AA ′ of a polishing pad according to an embodiment of the present invention. 図2は本発明の他の実施態様である研磨パッドの平面図及びAA’断面図である。FIG. 2 is a plan view and a cross-sectional view of AA ′ of a polishing pad according to another embodiment of the present invention. 図3は従来例である研磨パッドの平面図及び断面図である。FIG. 3 is a plan view and a cross-sectional view of a conventional polishing pad.

符号の説明Explanation of symbols

1…研磨パッド、
2…異深度溝、
3…被研磨体。
1 ... polishing pad,
2 ... different depth groove,
3 ... Polished object.

Claims (5)

同一溝内に小深度部と大深度部とが形成された異深度溝を、研磨面に有し、研磨パッドの中心部に前記小深度部、中間部に前記大深度部、及び周辺部に前記小深度部が形成されており、前記異深度溝が放射状又は螺旋状に形成されており、前記異深度溝の溝深度の変化が急激または段階的であり、溝形成方法が、溝加工機を用いて機械切削する方法、金型に樹脂を流しこみ、硬化させることにより作製する方法、プレス板で樹脂をプレスし作製する方法、フォトリソグラフィを用いて作製する方法、印刷手法を用いて作製する方法およびレーザー光により作製する方法から成る群から選択されるポリウレタン製CMP用研磨パッド。 A different depth groove in which a small depth portion and a large depth portion are formed in the same groove is provided on the polishing surface, the small depth portion at the center of the polishing pad, the large depth portion at the intermediate portion, and the peripheral portion. the have a small depth portion is formed, the are different depth grooves are formed radially or spirally, Ri is abruptly or stepwise der changes of the different depth grooves of the groove depth, the groove forming method, grooving Using a machine cutting method using a machine, pouring a resin into a mold and curing it, a method of pressing and manufacturing a resin with a press plate, a method of manufacturing using photolithography, and a printing technique A polishing pad for CMP made of polyurethane selected from the group consisting of a production method and a production method by laser light . 前記大深度部の深度をDHとし、前記小深度部の深度をDAとしたときDH/DAが2以上である請求項1記載のCMP用研磨パッド。   The polishing pad for CMP according to claim 1, wherein DH / DA is 2 or more, where DH is a depth of the large depth portion and DA is a depth of the small depth portion. 請求項1または2記載のCMP用研磨パッドを研磨装置のプラテンに固定する工程;
被研磨体を研磨パッドの研磨面に対面するように研磨装置の支持台に固定する工程;
研磨パッドの研磨面において、被研磨体を研磨パッドの移動方向に対して交差する方向に揺動させることによって、小深度領域が被研磨体の外周部に当り、大深度領域が被研磨体の中心部に当るように、被研磨体を研磨パッドの研磨面に接触させる工程;及び
研磨スラリを供給しながら研磨を行う工程;
を包含する研磨方法。
A step of fixing the CMP polishing pad according to claim 1 or 2 to a platen of a polishing apparatus;
Fixing the object to be polished to the support of the polishing apparatus so as to face the polishing surface of the polishing pad;
By swinging the object to be polished on the polishing surface of the polishing pad in a direction intersecting the moving direction of the polishing pad, the small depth region hits the outer periphery of the object to be polished, and the large depth region is the surface of the object to be polished. A step of bringing an object to be polished into contact with a polishing surface of a polishing pad so as to hit the center; and a step of polishing while supplying a polishing slurry;
A polishing method comprising:
被研磨体が半導体ウェハである請求項3記載の研磨方法。   The polishing method according to claim 3, wherein the object to be polished is a semiconductor wafer. 請求項4記載の方法により製造される半導体デバイス。   A semiconductor device manufactured by the method according to claim 4.
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