JP4645825B2 - Chemical mechanical polishing pad and chemical mechanical polishing method - Google Patents

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JP4645825B2 JP2005146508A JP2005146508A JP4645825B2 JP 4645825 B2 JP4645825 B2 JP 4645825B2 JP 2005146508 A JP2005146508 A JP 2005146508A JP 2005146508 A JP2005146508 A JP 2005146508A JP 4645825 B2 JP4645825 B2 JP 4645825B2
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Description

本発明は、化学機械研磨工程に好適に使用することができる化学機械研磨パッド、及び該研磨パッドを用いる化学機械研磨方法に関する。   The present invention relates to a chemical mechanical polishing pad that can be suitably used in a chemical mechanical polishing step, and a chemical mechanical polishing method using the polishing pad.

半導体装置の製造において、優れた平坦性を有する表面を形成することができる研磨方法として、化学機械研磨(Chemical Mechanical Polishing=”CMP”)が注目されている。化学機械研磨は研磨パッドと被研磨面とを摺動させながら、化学機械研磨用パッド表面に、化学機械研磨用水系分散体例えば砥粒が分散された水系分散体を流下させて研磨を行う技術である。この化学機械研磨においては、研磨パッドの性状および特性等により研磨結果が大きく左右されることが知られている。
従来、化学機械研磨では微細な気泡を含有するポリウレタンフォームを研磨パッドとして用い、この樹脂の表面に開口する穴(以下、「ポア」という)にスラリーを保持させて研磨が行われている。このとき、化学機械研磨用パッドの表面(研磨面)に溝を設けることにより研磨速度及び研磨結果が向上することが知られている(特許文献1、特許文献2および特許文献3参照)。
しかし、近年、半導体装置の高性能・小型化に伴い、配線の微細化・多積層化が進んでおり、化学機械研磨および化学機械研磨用パッドへの要求性能が高くなってきている。上記特許文献1においては詳細に化学研磨用パッドのデザインが記載されているが、研磨速度及び研磨後の被研磨面の状態は未だ満足できるものではない。特に、引っ掻き傷状の表面欠陥(以下、「スクラッチ」という。)が発生する場合があり、改善が望まれている。
特開平11−70463号公報 特開平8−216029号公報 特開平8−39423号公報
In the manufacture of semiconductor devices, chemical mechanical polishing (“CMP”) has attracted attention as a polishing method capable of forming a surface having excellent flatness. Chemical mechanical polishing is a technique in which a chemical mechanical polishing aqueous dispersion, such as an aqueous dispersion in which abrasive grains are dispersed, flows down on the surface of a chemical mechanical polishing pad while sliding the polishing pad and the surface to be polished. It is. In this chemical mechanical polishing, it is known that the polishing result greatly depends on the properties and characteristics of the polishing pad.
Conventionally, in the chemical mechanical polishing, a polyurethane foam containing fine bubbles is used as a polishing pad, and polishing is performed by holding a slurry in a hole (hereinafter referred to as “pore”) opened on the surface of the resin. At this time, it is known that a polishing rate and a polishing result are improved by providing a groove on the surface (polishing surface) of the chemical mechanical polishing pad (see Patent Document 1, Patent Document 2, and Patent Document 3).
However, in recent years, along with the high performance and miniaturization of semiconductor devices, the miniaturization and multi-layering of wiring have progressed, and the required performance for chemical mechanical polishing and chemical mechanical polishing pads has increased. In the above-mentioned Patent Document 1, the design of the chemical polishing pad is described in detail, but the polishing rate and the state of the polished surface after polishing are not yet satisfactory. In particular, scratch-like surface defects (hereinafter referred to as “scratch”) may occur, and improvements are desired.
JP-A-11-70463 JP-A-8-216029 JP-A-8-39423

本発明は、上記の従来の問題点を解決するものであり、本発明の目的は被研磨面におけるスクラッチの発生が十分に抑制され、かつ研磨速度に優れる、化学機械研磨パッド及び該研磨パッドを用いた化学機械研磨方法を提供することにある。
本発明のさらに他の目的および利点は以下の説明から明らかになろう。
The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to provide a chemical mechanical polishing pad and a polishing pad that are sufficiently suppressed in the generation of scratches on the surface to be polished and excellent in polishing rate. It is to provide a chemical mechanical polishing method used.
Still other objects and advantages of the present invention will become apparent from the following description.

本発明によれば、本発明の上記目的および利点は、第1に、
研磨面、それと対向する非研磨面およびこれらの面を規定する側面を有し、研磨面は、それぞれ複数本の溝からなる少なくとも2つの溝群を有し、上記2つの溝群は
(i)研磨面の中心部から周辺部に向う1本の仮想直線と交差する第1溝の複数本からなる第1溝群、この複数本の第1溝同士は互に交差することがない同心に配置された、直径の異なる複数本の溝からなる、および
(ii)研磨面の中心部から周辺部に向う方向に伸び且つ上記第1溝群の第1溝と交差する第2溝の複数本からなる第2溝群、この複数本の第2溝同士は互に交差することがなく、中心部から発し周辺部へ向う直線状溝の複数本と、中心部と周辺部との途中から発し周辺部へ向う直線状溝の複数本とからなる
からなる、
ことを特徴とする化学機械研磨パッド(以下、本発明の研磨パッドということがある)によって達成される。
According to the present invention, the above objects and advantages of the present invention are as follows.
A polishing surface, a non-polishing surface facing the polishing surface, and a side surface defining these surfaces, the polishing surface having at least two groove groups each consisting of a plurality of grooves, wherein the two groove groups are (i) A first groove group consisting of a plurality of first grooves intersecting with one virtual straight line from the center to the periphery of the polishing surface, and the plurality of first grooves are arranged concentrically so as not to cross each other. And (ii) a plurality of second grooves extending in a direction from the center portion to the peripheral portion of the polishing surface and intersecting the first grooves of the first groove group. the second groove group consisting, second grooves between the plurality book is rather Na which intersect each other, and a plurality of linear grooves toward the peripheral portion originating from the central portion, originating from the middle between the center portion and the peripheral portion Consists of a plurality of linear grooves toward the periphery ,
Consist of,
Chemical mechanical polishing pad, characterized in that (hereinafter, sometimes referred to Migaku Ken pad of the present invention) is accomplished by.

本発明によれば、本発明の上記目的および利点は、第に、
本発明の上記化学機械研磨パッドを使用することを特徴とする化学機械研磨法によって達成される。
According to the present invention, the above objects and advantages of the present invention, the second,
The chemical mechanical polishing pad of the present invention is used to achieve the chemical mechanical polishing method.

本発明の化学機械研磨パッドは、被研磨面におけるスクラッチの発生が十分に抑制され、かつ研磨速度に優れたものであり、該研磨パッドを使用する本発明の化学機械研磨方法は、大きな研磨速度で優れた表面状態の被研磨物を与えるものである。   The chemical mechanical polishing pad of the present invention is sufficiently suppressed in the generation of scratches on the surface to be polished and has an excellent polishing rate. The chemical mechanical polishing method of the present invention using the polishing pad has a high polishing rate. It provides an object to be polished having an excellent surface state.

以下、本発明について詳述する
Hereinafter, the present invention will be described in detail .

研磨面上における上記第1溝群の第1溝の形状は、互いに交差することがなく且つ同心状に配置された複数本の環または多角形である。環状溝は例えば円形、楕円形等であることができ、多角形溝は例えば四角形、五角形以上の多角形であることができる。
第1溝群における複数本の第1溝同士は交差することがない。
これらの第1溝は、研磨面の中心部から周辺部へ向かう1本の仮想直線と複数回交差するように研磨面上に設けられている。例えば溝の形状が上記複数個の環からなる場合、2つの環では交差点が2個であり、3つの環では3個となり、同様にn個の環ではn個となる
Shape of the first groove of the first groove group on the polished surface, are multiple the rings or polygons der to and concentrically arranged without intersecting the each other physician. The annular groove can be, for example, a circle, an ellipse, or the like, and the polygonal groove can be, for example, a quadrilateral, a pentagon or more polygon.
The plurality of first grooves in the first groove group do not intersect each other.
These first grooves are provided on the polishing surface so as to intersect a single virtual straight line from the center of the polishing surface to the peripheral portion a plurality of times. For example, when the groove shape is composed of the plurality of rings described above, two rings have two intersections, three rings have three, and n rings have n .

複数個の多角形からなるときにも、複数個の環からなる場合と同様である。
複数個の環や多角形からなるとき、複数個の環や多角形は互いに交差しないように配置されるが、その配置は同心であ。同心状に配置されている研磨パッドは他のものに比べて上記機能に優れる。複数個の環が複数個の円環からなることが好ましい。また、円環溝が同心円状であることにより、さらにこれらの機能に優れ、また、溝の作製もより容易である。
また、溝の幅方向すなわち溝方向に直角方向における断面形状は特に限定されない。例えば、平坦な側面と底面により形成された三面以上の多面形状、U字形状、V字形状等とすることができる。
The case of a plurality of polygons is the same as the case of a plurality of rings.
When composed of a plurality of rings or polygons, although multiple rings or polygons are arranged so as not to intersect with each other, the arrangement Ru concentric der. The polishing pad arranged concentrically is superior to the above in comparison with other polishing pads. Arbitrariness preferred that a plurality of ring is composed of a plurality of circular ring. In addition, since the annular grooves are concentric, these functions are further improved, and the grooves can be easily produced.
Moreover, the cross-sectional shape in the direction perpendicular to the width direction of the groove, that is, the groove direction is not particularly limited. For example, it may be a polyhedral shape of three or more surfaces formed by flat side surfaces and a bottom surface, a U shape, a V shape, or the like.

同心に配置された、直径の異なる複数本の溝(環)の数は例えば20〜400本であることができ、また複数本の螺旋状溝の数は例えば2〜10本であることができる。
溝の大きさは特に限定されないが、例えば、第1溝の溝幅は0.1mm以上とすることができ、好ましくは0.1〜5mm、更に好ましくは0.2〜3mmとすることができる。また、溝の深さは0.1mm以上とすることができ、好ましくは0.1〜2.5mm、更に好ましくは0.2〜2.0mmとすることができる。更に、溝の間隔は、上記仮想直線と複数本の第1溝との隣接する交差点間の距離のうち最小のものを0.05mm以上とすることができ、好ましくは0.05〜100mm、更に好ましくは0.1〜10mmとすることができる。これらの範囲の大きさの溝とすることにより、被研磨面のスクラッチ低減効果に優れ、寿命の長い化学機械研磨用パッドを容易に製造することができることとなる。
The number of the plurality of grooves (rings) having different diameters arranged concentrically can be, for example, 20 to 400, and the number of the plurality of spiral grooves can be, for example, 2 to 10. .
Although the magnitude | size of a groove | channel is not specifically limited, For example, the groove width of a 1st groove | channel can be 0.1 mm or more, Preferably it is 0.1-5 mm, More preferably, it can be 0.2-3 mm. . Moreover, the depth of a groove | channel can be 0.1 mm or more, Preferably it is 0.1-2.5 mm, More preferably, it can be 0.2-2.0 mm. Furthermore, the groove interval can be 0.05 mm or more, preferably 0.05 to 100 mm, and the smallest of the distances between adjacent intersections of the virtual straight line and the plurality of first grooves is preferably 0.05 to 100 mm. Preferably it can be 0.1-10 mm. By setting the grooves within these ranges, it is possible to easily manufacture a chemical mechanical polishing pad having an excellent effect of reducing scratches on the surface to be polished and having a long life.

上記各好ましい範囲は各々の組合せとすることができる。例えば、溝幅を0.1mm以上とし、溝深さを0.1mm以上とし、かつ溝の間隔を0.05mm以上とすることができ、好ましくは溝幅を0.1〜5mmとし、溝深さを0.1〜2.5mmとし、かつ溝の間隔を0.15〜105mmとすることができ、更に好ましくは溝幅を0.2〜3mmとし、溝深さを0.2〜2.0mmとし、かつ溝の間隔を0.6〜13mmとすることができる。   Each of the above preferred ranges can be a combination of each. For example, the groove width can be 0.1 mm or more, the groove depth can be 0.1 mm or more, and the groove interval can be 0.05 mm or more, preferably the groove width is 0.1 to 5 mm. The groove width can be 0.15 to 105 mm, the groove width is preferably 0.2 to 3 mm, and the groove depth is 0.2 to 2.mm. 0 mm, and the groove interval can be 0.6 to 13 mm.

溝の断面形状すなわち溝をその法線方向に切断した場合の切断面の形状は特に限定されないが、例えば多角形状、U字形状等とすることができる。多角形としては、例えば三角形、四角形、五角形等を挙げることができる。
また、溝の幅と隣り合う溝の間の距離との和であるピッチは0.15mm以上であることが好ましく、より好ましくは0.15〜105mmであり、更に好ましくは0.5〜13mmであり、特に好ましくは0.5〜5.0mmであり、就中0.5〜2.2mmである。
また、上記第1溝の内面の表面粗さ(Ra)は20μm以下であることが好ましく、より好ましくは0.05〜15μm以下であり、更に好ましくは0.05〜10μm以下である。この表面粗さを20μm以下とすることにより、化学機械研磨工程の際に被研磨面に発生するスクラッチをより効果的に防止できることとなる。
The cross-sectional shape of the groove, that is, the shape of the cut surface when the groove is cut in the normal direction thereof is not particularly limited, and may be, for example, a polygonal shape or a U-shape. Examples of the polygon include a triangle, a quadrangle, and a pentagon.
Moreover, it is preferable that the pitch which is the sum of the width | variety of a groove | channel and the distance between adjacent grooves is 0.15 mm or more, More preferably, it is 0.15-105 mm, More preferably, it is 0.5-13 mm. Yes, particularly preferably 0.5 to 5.0 mm, especially 0.5 to 2.2 mm.
Further, the surface roughness (Ra) of the inner surface of the first groove is preferably 20 μm or less, more preferably 0.05 to 15 μm, and still more preferably 0.05 to 10 μm. By setting the surface roughness to 20 μm or less, scratches generated on the surface to be polished during the chemical mechanical polishing step can be more effectively prevented.

なお、上記表面粗さ(Ra)は、下記式(1)により定義される。
Ra=Σ|Z−Zav|/N ・・・(1)
ただし、上記式において、Nは測定点数であり、Zは粗さ局面の高さであり、Zavは粗さ局面の平均高さである。
上記第2溝群の第2溝は、研磨面の中心部から周辺部へ向かう方向に伸びる複数の溝と、中心部と周辺部との途中から発し周辺部へ向う直線状溝の複数本とからなる。ここで、中心部とは、化学機械研磨パッド面上の重心を中心とした半径50mmの円で囲まれた領域をいう。第2溝群に属する各第2溝は、この「中心部」のうちの任意の一点から周辺部へ向かう方向に伸びていればよく、その形状は、直状でる。
The surface roughness (Ra) is defined by the following formula (1).
Ra = Σ | Z−Z av | / N (1)
However, in the above formula, N is the number of measurement points, Z is the height of the roughness phase, and Z av is the average height of the roughness phase.
The second groove of the second groove group includes a plurality of grooves extending in a direction from the center portion to the peripheral portion of the polishing surface, and a plurality of linear grooves extending from the middle of the center portion and the peripheral portion toward the peripheral portion. Consists of. Here, the center portion refers to a region surrounded by a circle with a radius of 50 mm centered on the center of gravity on the chemical mechanical polishing pad surface. Each second groove belonging to the second groove group has only to extend in a direction toward the peripheral portion from any one point of the "center", the shape, Ru Oh straight linear.

第2溝は、外周端へ達していてもよいし、達していなくてもよいが、少なくともそのうちの1本の溝は外周端すなわちパッドの側面へ達していることが好ましい。例えば、複数本の第2溝は、中心部から発し周辺部へ向う直線状溝の複数本と、中心部と周辺部との途中から発し周辺部へ向う直線状溝の複数本とからなりそして少なくともその内の1本の溝はパッドの側面に達していることができる。さらに、複数本の第2溝は、2本の並列直線状溝のペアからなることができる。
第2溝群の第2溝の数は、好ましくは4〜65本であり、更に好ましくは8〜48本である。
The second groove may or may not reach the outer peripheral end, but at least one of the grooves preferably reaches the outer peripheral end, that is, the side surface of the pad. For example, the second groove of the plurality of is composed of a plurality of linear grooves toward the peripheral portion originating from the centered portion, a plurality of linear grooves toward the peripheral portion emitted from the middle of the central portion and the peripheral portion And at least one of the grooves can reach the side surface of the pad. Further, the plurality of second grooves can be composed of a pair of two parallel linear grooves.
The number of second grooves in the second groove group is preferably 4 to 65, and more preferably 8 to 48.

化学機械研磨パッド面上に存在する第2溝群に属する第2溝は、第2溝群に属する他の溝と接していなくてもよいし、接していてもよいが、互に交差することはない。複数の第2溝のうちの2〜32本が、上記中心部の領域において他の第2溝と接していることが好ましく、2〜16本が他の第2溝と接していることがより好ましい。第2溝は、他の溝と第2溝と、パッド面の中心部以外の場所で接していてもよい。
第2溝の好ましい溝幅及び溝の深さは、上記第1溝の幅及び溝の深さと同様である。また、第2溝の内面の表面粗さ(Ra)の好ましい範囲も、第1溝の内面の表面粗さ(Ra)の好ましい範囲と同様である。
これら第2溝群の複数第2溝は、化学機械研磨パッド面上で、できるだけ均等に配置されることが好ましい。
本発明の化学機械研磨パッドの研磨面に形成される第2溝群は、例えば図2、3、8および9に示した概略図のような構成であることができる。
The second grooves belonging to the second groove group existing on the chemical mechanical polishing pad surface may or may not be in contact with other grooves belonging to the second groove group, but intersect each other. There is no. It is preferable that 2 to 32 of the plurality of second grooves are in contact with other second grooves in the central region, and that 2 to 16 are in contact with other second grooves. preferable. The second groove may be in contact with another groove and the second groove at a place other than the center portion of the pad surface.
The preferred groove width and depth of the second groove are the same as the width and depth of the first groove. The preferable range of the surface roughness (Ra) of the inner surface of the second groove is the same as the preferable range of the surface roughness (Ra) of the inner surface of the first groove.
The plurality of second grooves in the second groove group are preferably arranged as evenly as possible on the chemical mechanical polishing pad surface.
The second groove group formed in the polishing surface of the chemical mechanical polishing pad of the present invention may be, for example, configured as schematically shown in FIGS. 2, 3, 8 and 9.

次に、添付図面を用いて、本発明の化学機械研磨パッドの溝の構成を具体例により説明する
Next, the configuration of the groove of the chemical mechanical polishing pad according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings .

図2のパッドは、32本の直線溝2からなる第2溝群と、直径の異なる10本の同心円溝3からなる第1溝群とを有している。32本の直線溝のうち4本は中心から発しているのに対し、他の28本の直線溝は中心から幾分周辺部へ後退した部分(この部分が中心部であることは、第1溝群のうち最も小さな円溝にもこの直線溝が交差していることで判定できる)から発している。図2のパッドで、32本の直線溝は全てパッドの側面に達している。
The pad shown in FIG. 2 has a second groove group composed of 32 straight grooves 2 and a first groove group composed of ten concentric grooves 3 having different diameters. Of the 32 straight grooves, 4 start from the center, while the other 28 straight grooves are parts that have receded somewhat from the center to the periphery (this part is the first The smallest circular groove in the groove group can be determined by the fact that this straight groove intersects). In the pad 2, 32 of the linear grooves has reached the side surface of all pads.

図3において、パッド1は、64本の直線溝2からなる第2溝群と、直径の異なる10本の円心円溝3からなる第1溝群を有している。64本の直線溝のうち8本は中心から発しているのに対し、残りの56本の直線溝は中心から幾分周辺部へ後退した部分から発している。図3のパッドも64本の直線溝は全てパッドの側面に達している。   In FIG. 3, the pad 1 has a second groove group composed of 64 straight grooves 2 and a first groove group composed of ten circular circular grooves 3 having different diameters. Eight of the 64 straight grooves start from the center, while the remaining 56 straight grooves start from a portion that is somewhat receded from the center to the periphery. In the pad of FIG. 3, all 64 linear grooves reach the side surface of the pad.

図8のパッドは、図2における32本の直線溝の全ての溝間に、さらに、中心部と周辺部との途中から発する直線溝32本を有するパッドに相当する。直線溝32本は、図において、中心から4つ目の同心円溝と交差する点から発している。   The pad shown in FIG. 8 corresponds to a pad having 32 straight grooves extending from midway between the central portion and the peripheral portion between all of the 32 straight grooves in FIG. The 32 straight grooves start from a point intersecting the fourth concentric groove from the center in the figure.

図9のパッドは、図2において中心から幾分周辺部へ後退した部分から発する28本の直線溝がそれぞれ平行な2本の直線溝の組合せからなるペアを形成しているパッドに相当する。   The pad shown in FIG. 9 corresponds to a pad that forms a pair of 28 linear grooves, each of which is formed by retreating from the center somewhat back to the periphery in FIG.

本発明の研磨パッドの研磨面上への溝の配置は、上記図2、3、8および9から理解されるように、中心に対して対称性例えば点対称、線対称あるいは面対称を示すように、行われるのが好ましい。
The groove arrangement on the polishing surface of the polishing pad of the present invention, as understood from FIGS. 2, 3, 8 and 9 above, exhibits symmetry, eg, point symmetry, line symmetry or plane symmetry with respect to the center. Preferably, it is performed.

本発明の上記研磨パッドは、必要に応じて非研磨面側(パッドの裏面)に凹部を有することができる。この凹部は、化学機械研磨工程の際に、研磨ヘッドの加圧による局所的な圧力上昇を分散させる機能を有し、被研磨面のスクラッチのさらなる低減に資する。凹部の位置は、特に限定されないが、パッドの中央部に位置することが好ましい。ここで「中央部に位置する」とは、数学的に厳密な意味における中心に位置する場合のみならず、研磨パッドの非研磨面の中心が上記凹部の範囲内に位置していればよい。
凹部の形状は特に限定されないが、円形又は多角形状であることが好ましく、円形が特に好ましい。凹部の形状が円形である場合、その直径の上限値は、被研磨物であるウェハの直径の好ましくは100%、更に好ましくは75%、特に好ましくは50%である。凹部の形状が円形である場合、その直径の下限は、被研磨物であるウェハのサイズに拘わらず好ましくは1mm、更に好ましくは5mmである。
Upper Symbol Migaku Ken pad of the present invention may have a recess as necessary to the non-polishing surface side (back surface of the pad). The concave portion has a function of dispersing a local pressure increase due to pressurization of the polishing head during the chemical mechanical polishing step, and contributes to further reduction of scratches on the surface to be polished. The position of the recess is not particularly limited, but is preferably located at the center of the pad. Here, “located in the central portion” is not limited to the case where it is positioned at the center in a mathematically strict sense, but it is sufficient that the center of the non-polishing surface of the polishing pad is positioned within the range of the recess.
Although the shape of a recessed part is not specifically limited, It is preferable that it is circular or polygonal shape, and circular is especially preferable. When the shape of the concave portion is circular, the upper limit value of the diameter is preferably 100%, more preferably 75%, and particularly preferably 50% of the diameter of the wafer as the object to be polished. When the shape of the recess is circular, the lower limit of the diameter is preferably 1 mm, more preferably 5 mm, regardless of the size of the wafer that is the object to be polished.

本発明の化学機械研磨パッドの形状は特に限定されないが、例えば円盤状、多角柱状等とすることができ、本発明の化学機械研磨パッドを装着して使用する研磨装置に応じて適宜選択することができる。
例えば、円盤状外形を有するとき、対向する円形状上面および円形状下面がそれぞれ研磨面および非研磨面となる。
化学機械研磨パッドの大きさも特に限定されないが、例えば円盤状の化学機械研磨パッドの場合、直径150〜1200mm、特に500〜800mm、厚さ0.5〜5.0mm、特に厚さ1.0〜3.0mm、就中厚さ1.5〜3.0mmとすることができる。
The shape of the chemical mechanical polishing pad of the present invention is not particularly limited, but can be, for example, a disc shape, a polygonal column shape, etc., and can be appropriately selected according to the polishing apparatus to which the chemical mechanical polishing pad of the present invention is attached and used. Can do.
For example, when it has a disk-shaped outer shape, the opposing circular upper surface and circular lower surface become a polished surface and a non-polished surface, respectively.
The size of the chemical mechanical polishing pad is also not particularly limited. For example, in the case of a disc-shaped chemical mechanical polishing pad, the diameter is 150 to 1200 mm, particularly 500 to 800 mm, the thickness is 0.5 to 5.0 mm, and particularly the thickness is 1.0 to 1.0. The thickness can be set to 3.0 mm, especially 1.5 to 3.0 mm.

本発明の化学機械研磨パッドは、上記の如き溝を備えている限り、どのような材料から構成されていてもよいが、例えば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水溶性粒子とを含有するものや、非水溶性マトリクス中に微細な気泡を有するパッドなどであることができる。
このうち、前者の素材は、水溶性粒子が研磨時に水系媒体と固形分とを含有するスラリーの水系媒体と接触し、溶解または膨潤して脱離し、そして、脱離により形成されたポアにスラリーを保持できる。一方、後者の素材は、空洞として予め形成されているポアにスラリーを保持できる。
The chemical mechanical polishing pad of the present invention may be composed of any material as long as it has the grooves as described above. For example, a water-insoluble matrix material and dispersed in the water-insoluble matrix material It can be one containing water-soluble particles or a pad having fine bubbles in a water-insoluble matrix.
Among these, the former material contacts the aqueous medium of the slurry containing the aqueous medium and the solid content during the polishing, dissolves or swells and desorbs, and the slurry is formed in the pores formed by the desorption. Can be held. On the other hand, the latter material can hold the slurry in a pore that is formed in advance as a cavity.

上記「非水溶性マトリックス」を構成する材料は特に限定されないが、所定の形状および性状への成形が容易であり、適度な硬度や、適度な弾性等を付与できることなどから、有機材料が好ましく用いられる。有機材料としては、例えば熱可塑性樹脂、エラストマー、ゴム例えば架橋ゴムおよび硬化樹脂例えば熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂等、熱、光等により硬化された樹脂等を単独または組み合わせて用いることができる。
このうち、熱可塑性樹脂としては、例えば1,2−ポリブタジエン樹脂、ポリエチレンの如きポリオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアクリル樹脂例えば(メタ)アクリレート系樹脂等、ビニルエステル樹脂(アクリル樹脂を除く)、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリフッ化ビニリデンの如きフッ素樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアセタール樹脂等を挙げることができる。
The material constituting the “water-insoluble matrix” is not particularly limited. However, an organic material is preferably used because it can be easily molded into a predetermined shape and properties, and can provide appropriate hardness, appropriate elasticity, and the like. It is done. As the organic material, for example, a thermoplastic resin, an elastomer, a rubber such as a crosslinked rubber, and a cured resin such as a thermosetting resin or a photocurable resin, a resin cured by heat, light, or the like can be used alone or in combination. .
Among these, examples of the thermoplastic resin include 1,2-polybutadiene resin, polyolefin resin such as polyethylene, polystyrene resin, polyacrylic resin such as (meth) acrylate resin, vinyl ester resin (excluding acrylic resin), and polyester resin. Fluorine resin such as polyamide resin and polyvinylidene fluoride, polycarbonate resin, polyacetal resin and the like.

エラストマーとしては、例えば1,2−ポリブタジエンの如きジエンエラストマー、ポリオレフィンエラストマー(TPO)、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体(SBS)、その水素添加ブロック共重合体(SEBS)の如きスチレン系エラストマー、熱可塑性ポリウレタンエラストマー(TPU)、熱可塑性ポリエステルエラストマー(TPEE)、ポリアミドエラストマー(TPAE)の如き熱可塑性エラストマー、シリコーン樹脂エラストマー、フッ素樹脂エラストマー等を挙げることができる。ゴムとしては、例えばブタジエンゴム(高シスブタジエンゴム、低シスブタジエンゴム等)、イソプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、スチレン−イソプレンゴムの如き共役ジエンゴム、アクロルニトリル−ブタジエンゴムの如きニトリルゴム、アクリルゴム、エチレン−プロピレンゴム、エチレン−プロピレン−ジエンゴムの如きエチレン−α−オレフィンゴムおよびブチルゴムや、シリコーンゴム、フッ素ゴムの如きその他のゴムを挙げることができる。   Examples of the elastomer include a diene elastomer such as 1,2-polybutadiene, a polyolefin elastomer (TPO), a styrene-butadiene-styrene block copolymer (SBS), a styrene elastomer such as a hydrogenated block copolymer (SEBS), Examples thereof include thermoplastic elastomers such as thermoplastic polyurethane elastomer (TPU), thermoplastic polyester elastomer (TPEE), polyamide elastomer (TPAE), silicone resin elastomer, and fluororesin elastomer. Examples of the rubber 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, nitrile rubber such as acrylonitrile-butadiene rubber, and acrylic rubber. And ethylene-α-olefin rubber such as ethylene-propylene rubber and ethylene-propylene-diene rubber, and butyl rubber, and other rubbers such as silicone rubber and fluororubber.

硬化樹脂としては、例えばウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン−ウレア樹脂、ウレア樹脂、ケイ素樹脂、フェノール樹脂、ビニルエステル樹脂等を挙げることができる。
また、これらの有機材料は、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ものであってもよい。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。
これらの有機材料は1種のみを用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
Examples of the cured resin include urethane resin, epoxy resin, acrylic resin, unsaturated polyester resin, polyurethane-urea resin, urea resin, silicon resin, phenol resin, and vinyl ester resin.
These organic materials 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 water-soluble particles and slurry described later can be adjusted.
These organic materials may use only 1 type and may use 2 or more types together.

これらの有機材料は、その一部または全部が架橋された架橋重合体でもよく、非架橋重合体でもよい。従って、非水溶性マトリックスは、架橋重合体のみからなってもよく、架橋重合体と非架橋重合体との混合物であってもよく、非架橋重合体のみからなってもよい。しかし、架橋重合体のみからなるか、または架橋重合体と非架橋重合体との混合物からなることが好ましい。架橋重合体を含有することにより、非水溶性マトリックスに弾性回復力が付与され、研磨時に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。また、研磨時およ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、さらには、研磨パッド表面が過度に毛羽立つこと等を効果的に抑制できる。従って、ドレッシング時にもポアが効率よく形成され、研磨時のスラリーの保持性の低下が防止でき、さらには、毛羽立ちが少なく研磨平坦性を阻害しない。なお、上記架橋を行う方法は特に限定されず、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、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。   These organic materials may be a crosslinked polymer partially or wholly crosslinked or a non-crosslinked polymer. Therefore, the water-insoluble matrix may be composed of only a crosslinked polymer, a mixture of a crosslinked polymer and a non-crosslinked polymer, or may be composed of only a non-crosslinked polymer. However, it is preferable to consist only of a crosslinked polymer or a mixture of a crosslinked polymer and a non-crosslinked polymer. By containing the cross-linked polymer, an elastic recovery force is imparted to the water-insoluble matrix, and displacement due to shear stress applied to the polishing pad during polishing can be suppressed to a small level. Further, it is possible to effectively suppress the water-insoluble matrix from being excessively stretched during plasticizing and dressing to be plastically deformed to fill the pores, and the polishing pad surface from becoming excessively fuzzy. Accordingly, pores can be efficiently formed even during dressing, and a decrease in the retention of the slurry during polishing can be prevented, and further, there is little fuzzing and polishing flatness is not hindered. The method for performing the crosslinking is not particularly limited. For example, the crosslinking can be performed by chemical crosslinking using an organic peroxide, sulfur, a sulfur compound, or the like, or radiation crosslinking by electron beam irradiation.

これらのうち、化学架橋法によることが好ましい。架橋が化学架橋による場合、架橋剤としては、ハンドリング性がよいこと及び被研磨物に対する汚染性がないこと等の観点から、有機過酸化物を使用することが好ましい。有機過酸化物としては、例えば過酸化ジクミル、過酸化ジエチル、過酸化ジ−t−ブチル、過酸化時ジアセチル、過酸化ジアシル等を挙げることができる。架橋が化学架橋法による場合、架橋剤の使用量は、非水溶性部材のうちの架橋性ポリマーの使用量100質量部に対して好ましくは0.01〜5.0質量部であり、より好ましくは0.2〜4.0質量部である。この範囲の使用量とすることにより、化学機械研磨工程においてスクラッチの発生が抑制された化学機械研磨パッドを得ることができる。架橋は、非水溶性部材を構成する材料の全部について一括して行ってもよく、非水溶性部材を構成する材料の一部について架橋を行った後に残部と混合してもよい。また、格別の架橋を行った数種の架橋物を混合してもよい。   Of these, the chemical crosslinking method is preferred. When the cross-linking is chemical cross-linking, it is preferable to use an organic peroxide as the cross-linking agent from the viewpoints of good handleability and no contamination to the object to be polished. Examples of the organic peroxide include dicumyl peroxide, diethyl peroxide, di-t-butyl peroxide, diacetyl during peroxidation, diacyl peroxide and the like. When the crosslinking is performed by a chemical crosslinking method, the amount of the crosslinking agent used is preferably 0.01 to 5.0 parts by mass, more preferably 100 parts by mass of the crosslinking polymer in the water-insoluble member. Is 0.2 to 4.0 parts by mass. By setting the amount used within this range, it is possible to obtain a chemical mechanical polishing pad in which the generation of scratches is suppressed in the chemical mechanical polishing step. Crosslinking may be performed collectively for all of the materials constituting the water-insoluble member, or may be mixed with the remainder after crosslinking is performed on a portion of the material constituting the water-insoluble member. Moreover, you may mix several types of crosslinked material which performed special bridge | crosslinking.

架橋が化学架橋法による場合には、使用する架橋剤の量や架橋条件を調製することにより、一回の架橋操作により、非水溶性部材の一部が架橋され他の部分が架橋されていない有機材料の混合物を容易に得ることができる。また、架橋が放射線架橋法による場合には、放射線の照射量を調整することにより、上記と同様の効果を容易に得ることができる。
この架橋重合体としては、上記有機材料の中でも架橋ゴム、硬化樹脂、架橋された熱可塑性樹脂および架橋されたエラストマー等を用いることができる。さらに、これらの中でも、多くのスラリー中に含有される強酸や強アルカリに対して安定であり、且つ吸水による軟化が少ないことから架橋熱可塑性樹脂および/または架橋エラストマーが好ましい。また、架橋熱可塑性樹脂および架橋エラストマーのうちでも、有機過酸化物を用いて架橋されたものが特に好ましく、さらには、架橋1,2−ポリブタジエンがより好ましい。
When cross-linking is based on a chemical cross-linking method, by adjusting the amount of cross-linking agent used and cross-linking conditions, a part of the water-insoluble member is cross-linked and the other part is not cross-linked by a single cross-linking operation. A mixture of organic materials can be easily obtained. Further, when the crosslinking is performed by a radiation crosslinking method, the same effect as described above can be easily obtained by adjusting the radiation dose.
As the crosslinked polymer, among the above organic materials, a crosslinked rubber, a cured resin, a crosslinked thermoplastic resin, a crosslinked elastomer, and the like can be used. Furthermore, among these, a crosslinked thermoplastic resin and / or a crosslinked elastomer is preferable because it is stable against strong acids and strong alkalis contained in many slurries and is less softened by water absorption. Of the crosslinked thermoplastic resins and crosslinked elastomers, those crosslinked with an organic peroxide are particularly preferred, and crosslinked 1,2-polybutadiene is more preferred.

これら架橋重合体の含有量は特に限定されないが、非水溶性マトリックス全体の、好ましくは30体積%以上、より好ましくは50体積%以上、さらに好ましくは70体積%以上であり100体積%であってもよい。非水溶性マトリックス中の架橋重合体の含有量が30体積%未満では十分に架橋重合体を含有する効果を発揮させることができない場合がある。   The content of these cross-linked polymers is not particularly limited, but is preferably 30% by volume or more, more preferably 50% by volume or more, still more preferably 70% by volume or more and 100% by volume of the entire water-insoluble matrix. Also good. If the content of the crosslinked polymer in the water-insoluble matrix is less than 30% by volume, the effect of sufficiently containing the crosslinked polymer may not be exhibited.

架橋重合体を含有する非水溶性マトリックスは、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)が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、好ましくは30%以下、さらに好ましくは10%以下、とりわけ好ましくは5%以下である。破断残留伸びが100%を超えると、研磨時および面更新時に研磨パッド表面から掻き取られたまた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。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℃で引張試験において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伸びである。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。   The water-insoluble matrix containing a cross-linked polymer is an elongation remaining after fracture (hereinafter simply referred to as “breaking residual elongation”) when a test piece made of a water-insoluble matrix is broken at 80 ° C. in accordance with JIS K 6251. May 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 preferably 30% or less, more preferably 10% or less, and particularly preferably 5% or less. If the residual elongation at break exceeds 100%, fine pieces scraped or stretched from the surface of the polishing pad during polishing and surface renewal tend to easily block the pores, which is not preferable. This “residual elongation at break” is a test piece in 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”. Is the elongation 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 test pieces divided by breaking. In actual polishing, since heat is generated by sliding, the test is performed at a temperature of 80 ° C.

上記「水溶性粒子」は、研磨パッド中において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粒子である。この脱離は、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。さらに、この溶解また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。
この水溶性粒子は、ポアを形成する効果以外にも、研磨パッド中においては、研磨パッドの押し込み硬さを大きくする効果を有する。例えば、水溶性粒子を含有することにより本発明の研磨パッドのショアD硬度を、好ましくは35以上、より好ましくは50〜90、さらに好ましくは50〜80そして通常100以下にすることができる。ショアD硬度が35を超えると、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。さらに加えて、高い研磨平坦性が得られる。従って、この水溶性粒子は、研磨パッドにおいて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。
The “water-soluble particles” are particles that are detached from the water-insoluble matrix by contacting with the slurry that is an aqueous dispersion in the polishing pad. This desorption may be caused by dissolution by contact with water or the like contained in the slurry, or may be caused by swelling and gelation containing this water or the like. Furthermore, this dissolution or swelling is not only caused by water, but may also be caused by contact with an aqueous mixed medium containing an alcohol solvent such as methanol.
In addition to the effect of forming pores, the water-soluble particles have an effect of increasing the indentation hardness of the polishing pad in the polishing pad. For example, by containing water-soluble particles, the Shore D hardness of the polishing pad of the present invention can be preferably 35 or more, more preferably 50 to 90, still more preferably 50 to 80, and usually 100 or less. When the Shore D hardness exceeds 35, 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, it is particularly preferable that the water-soluble particles are solid bodies that can ensure sufficient indentation hardness in the polishing pad.

この水溶性粒子を構成する材料は特に限定されないが、例えば、有機水溶性粒子および無機水溶性粒子を挙げることができる。有機水溶性粒子の素材としては、例えば糖類、例えばでんぷん、デキストリンおよびシクロデキストリンの如き多糖類、乳糖、マンニット等、セルロース類、例えば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。さらに、無機水溶性粒子の素材としては、例えば酢酸カリウム、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。これらの水溶性粒子は、上記各素材を単独または2種以上を組み合わせて用いることができる。さらに、所定の素材からなる1種の水溶性粒子であってもよく、異なる素材からなる2種以上の水溶性粒子であってもよい。   The material constituting the water-soluble particles is not particularly limited, and examples thereof include organic water-soluble particles and inorganic water-soluble particles. Examples of the material for the organic water-soluble particles include saccharides such as starch, polysaccharides such as dextrin and cyclodextrin, lactose and mannitol, celluloses such as hydroxypropylcellulose and methylcellulose, proteins, polyvinyl alcohol, polyvinylpyrrolidone, poly Examples thereof include acrylic acid, polyethylene oxide, water-soluble photosensitive resin, sulfonated polyisoprene, and sulfonated polyisoprene copolymer. Furthermore, examples of the material for the inorganic water-soluble particles include potassium acetate, potassium nitrate, potassium carbonate, potassium hydrogen carbonate, potassium chloride, potassium bromide, potassium phosphate, and magnesium nitrate. These water-soluble particles may be used alone or in combination of two or more. Furthermore, it may be one type of water-soluble particles made of a predetermined material, or two or more types of water-soluble particles made of different materials.

また、水溶性粒子の平均粒径は、好ましくは0.1〜500μm、より好ましくは0.5〜100μmである。ポアの大きさは、好ましくは0.1〜500μm、より好ましくは0.5〜100μmである。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パッドの機械的強度および研磨速度が低下する傾向にある。   The average particle size of the water-soluble particles is preferably 0.1 to 500 μm, more preferably 0.5 to 100 μm. The size of the pore is preferably 0.1 to 500 μm, more preferably 0.5 to 100 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, so that it is difficult to obtain a polishing pad that can sufficiently hold the slurry. On the other hand, when the thickness exceeds 500 μm, the mechanical strength and polishing rate of the polishing pad that can be obtained are excessively large and the polishing rate tends to decrease.

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、好ましくは2〜90体積%、より好ましくは2〜60体積%、さらに好ましくは2〜40体積%、である。水溶性粒子の含有量が2体積%未満であると、得られる研磨パッドにおいてポアが十分に形成されず研磨速度が低下する傾向にある。一方、90体積%を超えて水溶性粒子を含有する場合は、得られる研磨パッドにおいて研磨パッド内部に存在する水溶性粒子が膨潤または溶解することを十分に防止でき難くなる傾向にあり、研磨パッドの硬度および機械的強度を適正な値に保持し難くなる。   The content of the water-soluble particles is preferably 2 to 90% by volume, more preferably 2 to 60% by volume when the total of the water-insoluble matrix and the water-soluble particles is 100% by volume. More preferably, it is 2 to 40% by volume. When the content of the water-soluble particles is less than 2% by volume, pores are not sufficiently formed in the resulting polishing pad, and the polishing rate tends to decrease. 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 present inside the polishing pad from swelling or dissolving in the resulting polishing pad. It becomes difficult to maintain the hardness and mechanical strength of the resin at appropriate values.

また、水溶性粒子は、研磨パッド内において表層に露出した場合にのみ水に溶解し、研磨パッド内部では吸湿してさら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、さら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、例えばエポキシ樹脂、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。なお、この外殻は水溶性粒子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。   Further, it is preferable that the water-soluble particles dissolve in water only when exposed to the surface layer in the polishing pad, absorb moisture inside the polishing pad, and do not swell further. For this reason, water-soluble particle | grains can be equipped with the outer shell which suppresses moisture absorption in at least one part of 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 water-soluble particles, the above effect can be sufficiently obtained.

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、例えば酸無水物基、カルボキシル基、ヒドロキシル基、エポキシ基、オキサゾリン基およ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、さらに、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。   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 the compatibilizer include polymers modified with acid anhydride groups, carboxyl groups, hydroxyl groups, epoxy groups, oxazoline groups, amino groups, block copolymers, random copolymers, and various nonions. Examples thereof include system surfactants and coupling agents.

一方、後者の空洞が分散して形成された非水溶性マトリクス材(発泡体等)を備える研磨パッドを構成する非水溶性マトリックス材としては、例えば、ポリウレタン、メラミン樹脂、ポリエステル、ポリスルホン、ポリビニルアセテート等を挙げることができる。
このような非水溶性マトリックス材中に分散する空洞の大きさは、平均値で、好ましくは0.1〜500μm、より好ましくは0.5〜100μmである。
On the other hand, examples of the water-insoluble matrix material constituting the polishing pad comprising a water-insoluble matrix material (such as foam) formed by dispersing the latter cavities include, for example, polyurethane, melamine resin, polyester, polysulfone, and polyvinyl acetate. Etc.
The size of the cavities dispersed in such a water-insoluble matrix material is an average value, preferably 0.1 to 500 μm, more preferably 0.5 to 100 μm.

本発明の化学機械研磨パッドの製造方法は特に限定されず、化学機械研磨パッドの有する溝及び任意的に有していてもよい裏面の凹部(以下、両者を併せて「溝等」という。)の形成方法も特に限定されない。例えば、予め化学機械研磨パッドとなる化学機械研磨パッド用組成物を準備し、この組成物を所望形の概形に成形した後、切削加工により溝等を形成することができる。さらに、溝等となるパターンが形成された金型を用いて化学機械研磨パッド用組成物を金型成形することにより、化学機械研磨パッドの概形と共に溝等を同時に形成することができる。ここで、金型成形によると容易に溝の内面の表面粗さを20μm以下にすることができる。   The method for producing the chemical mechanical polishing pad of the present invention is not particularly limited, and a groove of the chemical mechanical polishing pad and a concave portion on the back surface optionally included (hereinafter, both are collectively referred to as “grooves”). The forming method is not particularly limited. For example, a chemical mechanical polishing pad composition to be a chemical mechanical polishing pad is prepared in advance, and the composition is formed into a desired shape, and then a groove or the like can be formed by cutting. Further, by molding a chemical mechanical polishing pad composition using a mold in which a pattern to be a groove or the like is formed, a groove or the like can be formed simultaneously with the outline of the chemical mechanical polishing pad. Here, according to the mold forming, the surface roughness of the inner surface of the groove can be easily reduced to 20 μm or less.

化学機械研磨パッド用組成物を得る方法は特に限定されない。例えば、所定の有機材料等の必要な材料を混練機等により混練して得ることができる。混練機としては従来より公知のものを用いることができる。例えば、ロール、ニーダー、バンバリーミキサー、押出機(単軸、多軸)等の混練機を挙げることができる。   The method for obtaining the chemical mechanical polishing pad composition is not particularly limited. For example, necessary materials such as predetermined organic materials can be obtained by kneading with a kneader or the like. A conventionally known kneader can be used. Examples thereof include kneaders such as rolls, kneaders, Banbury mixers, and extruders (single screw and multi screw).

水溶性粒子を含有する研磨パッドを得るための水溶性粒子を含有する研磨パッド用組成物は、例えば、非水溶性マトリックス、水溶性粒子およびその他の添加剤等を混練して得ることができる。但し、通常、混練時には加工し易いように加熱して混練されるが、この時の温度において水溶性粒子は固体であることが好ましい。固体であることにより、非水溶性マトリックスとの相溶性の大きさに関わらず水溶性粒子を前記の好ましい平均粒径で分散させることができる。従って、使用する非水溶性マトリックスの加工温度により、水溶性粒子の種類を選択することが好ましい。
本発明の化学機械研磨パッドは、上記のようなパッドの非研磨面上に支持層を備える多層型パッドであることもできる。
The polishing pad composition containing water-soluble particles for obtaining a polishing pad containing water-soluble particles can be obtained, for example, by kneading a water-insoluble matrix, water-soluble particles and other additives. However, it is usually kneaded by heating so that it is easy to process during kneading, but the water-soluble particles are preferably solid at this temperature. By being solid, water-soluble particles can be dispersed at the above-mentioned preferable average particle diameter regardless of the compatibility with the water-insoluble matrix. Therefore, it is preferable to select the type of water-soluble particles according to the processing temperature of the water-insoluble matrix used.
The chemical mechanical polishing pad of the present invention may be a multilayer pad having a support layer on the non-polishing surface of the pad as described above.

上記支持層は、化学機械研磨用パッドを研磨面の裏面上で支える層である。この支持層の特性は特に限定されないが、パッド本体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、パッド本体の厚さが薄い場合例えば、1.0mm以下であっても、研磨時にパッド本体が浮き上がることや、研磨層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、パッド本体の硬度の90%以下が好ましく、さらに好ましくは50〜90%であり、特に好ましくは50〜80%であり、就中50〜70%が特に好ましい。   The support layer is a layer that supports the chemical mechanical polishing pad on the back surface of the polishing surface. The characteristics of the support layer are not particularly limited, but are preferably softer than the pad body. By providing a softer support layer, it is possible to prevent the pad body from floating during polishing and the surface of the polishing layer from being curved even when the pad body is thin, for example, 1.0 mm or less. Polishing can be performed stably. The hardness of the support layer is preferably 90% or less of the hardness of the pad body, more preferably 50 to 90%, particularly preferably 50 to 80%, and particularly preferably 50 to 70%.

また、支持層は、多孔質体例えば発泡体であっても、非多孔質体であってもよい。さらに、その平面形状は特に限定されず、研磨層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、例えば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が好ましく、さらに好ましくは0.5〜2mmとすることができる。
支持層を構成する材料も特に限定されないが、所定の形状およ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。
The support layer may be a porous body such as a 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 layer. The planar shape of the support layer can be, for example, a circle, a polygon, such as a quadrangle, and the like. Moreover, although the thickness is not specifically limited, for example, 0.1-5 mm is preferable, More preferably, it can be 0.5-2 mm.
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.

上記したような本発明の化学機械研磨用パッドは、高い研磨速度で良好な被研磨面を得ることができ、かつ長い寿命を有するものである。
なお、本発明の化学機械研磨パッドが、被研磨物の研磨面に発生するスクラッチを低減させる機構については未だ明らかではないが、従来知られている化学機械研磨パッドにおいては、化学機械研磨工程の際、パッドの中心部に化学機械研磨用水系分散体や研磨屑等が滞留する現象が見られたことから、上記滞留物がスクラッチの発生源として働いていたものと推定される。一方、本発明の化学機械研磨パッドを使用すると、化学機械研磨工程の際に上記のような滞留現象が観察されないことから、研磨面上に上記の如き溝を形成することにより滞留物が効果的に除去されることになったと思われ、これによりスクラッチの低減効果が発現したものと推定される。
The chemical mechanical polishing pad of the present invention as described above can obtain a good polished surface at a high polishing rate and has a long life.
The chemical mechanical polishing pad of the present invention is not yet clear about the mechanism for reducing scratches generated on the polishing surface of the object to be polished. However, in the conventionally known chemical mechanical polishing pad, the chemical mechanical polishing step At this time, since a phenomenon in which the chemical mechanical polishing aqueous dispersion, polishing scraps, and the like stay in the central portion of the pad was observed, it is presumed that the stayed material worked as a scratch generation source. On the other hand, when the chemical mechanical polishing pad of the present invention is used, the above retention phenomenon is not observed during the chemical mechanical polishing process. Therefore, the retention is effective by forming the groove as described above on the polishing surface. It is presumed that the effect of reducing scratches was exhibited.

本発明の化学機械研磨方法は、上記のごとき本発明の化学機械研磨パッドを使用することを特徴とする。本発明の化学機械研磨用パッドは、市販の研磨装置に装着して、公知の方法により化学機械研磨に使用することができる。
その場合の被研磨面、使用する化学機械研磨用水系分散体の種類は問わない。
The chemical mechanical polishing method of the present invention is characterized by using the chemical mechanical polishing pad of the present invention as described above. The chemical mechanical polishing pad of the present invention can be mounted on a commercially available polishing apparatus and used for chemical mechanical polishing by a known method.
The surface to be polished in that case and the type of chemical mechanical polishing aqueous dispersion to be used are not limited.

以下において、実施例1、6および8は参考例である。
実施例1
(1)化学機械研磨パッドの製造
架橋されて非水溶性マトリックスとなる1,2−ポリブタジエン(JSR(株)製、商品名「JSR RB830」)80体積部(72質量部に相当)と、水溶性粒子であるβ−サイクロデキストリン((株)横浜国際バイオ研究所製、商品名「デキシパールβ−100」、平均粒径20μm)20体積部(28質量部に相当)とを160℃に調温されたルーダーにより混練した。その後、ジクミルパーオキシド(日本油脂(株)製、商品名「パークミルD」)1.0体積部(1.1質量部に相当)を配合して、120℃にて更に混練し、ペレットを得た。次いで、混練物を金型内において170℃で18分加熱し、架橋させて、直径600mm、厚さ2.5mmの円盤状の成形体を得た。その後、この成形体の研磨面側に加藤機械(株)製の切削加工機を用いて、幅が0.5mm、深さが1.0mmの同心円状の溝を、ピッチが2.0mmとなるように形成した(第1溝群の溝)。更に、研磨面側に、パッドの中心から外周端に至る直線状の溝16本(それぞれの幅は1.0mmであり、深さは1.0mmである。)を、パッド研磨面の中心で互いに接し、隣接する直線溝となす角度はいずれも22.5°となるように形成した(第2溝群の溝)。ここで形成した溝群の構成は、図1に示した概略図に相当する。なお、ここで形成した溝群につき三次元表面構造解析顕微鏡(型式「Zygo New View 5032,」キヤノン(株)製)で内面の表面粗さを測定したところ、4.2μmであった。
In the following, Examples 1, 6 and 8 are reference examples.
Example 1
(1) Manufacture of chemical mechanical polishing pad 80 parts by volume (corresponding to 72 parts by mass) of 1,2-polybutadiene (trade name “JSR RB830” manufactured by JSR Co., Ltd.) cross-linked to become a water-insoluble matrix, Β-cyclodextrin (product name “Dexipal β-100”, average particle size 20 μm) 20 parts by volume (corresponding to 28 parts by mass), which is a functional particle, was adjusted to 160 ° C. Kneaded with a prepared ruder. Thereafter, 1.0 part by volume (corresponding to 1.1 parts by mass) of dicumyl peroxide (Nippon Yushi Co., Ltd., trade name “Park Mill D”) was blended and further kneaded at 120 ° C. Obtained. Next, the kneaded product was heated in a mold at 170 ° C. for 18 minutes and crosslinked to obtain a disk-shaped molded body having a diameter of 600 mm and a thickness of 2.5 mm. Thereafter, a concentric groove having a width of 0.5 mm and a depth of 1.0 mm is formed on the polished surface side of the formed body using a cutting machine manufactured by Kato Machine Co., Ltd., and the pitch becomes 2.0 mm. (The grooves of the first groove group). Further, on the polishing surface side, 16 linear grooves (each width is 1.0 mm and depth is 1.0 mm) extending from the center of the pad to the outer peripheral edge at the center of the pad polishing surface. The angles formed between the adjacent linear grooves that are in contact with each other were 22.5 ° (grooves of the second groove group). The structure of the groove group formed here corresponds to the schematic diagram shown in FIG. When the surface roughness of the inner surface of the groove group formed here was measured with a three-dimensional surface structure analysis microscope (model “Zygo New View 5032”, manufactured by Canon Inc.), it was 4.2 μm.

(2)研磨速度及びスクラッチ数の評価
上記で製造した化学機械研磨パッドを研磨装置((株)荏原製作所製、型式「EPO112」)の定盤上に装着し、化学機械研磨用スラリーとして3倍に希釈したCMS−1101(商品名、JSR(株)製)を使用し、以下の条件でパターンなしSiO膜(PETEOS膜;テトラエチルオルトシリケート(TEOS)を原料として、促進条件としてプラズマを利用して化学気相成長で成膜したSiO膜)を有するウェハ(直径8インチ)を研磨し、研磨速度及びスクラッチ数を評価した。その結果、研磨速度は、210nm/分であり、被研磨面にスクラッチは確認されなかった。
定盤の回転数;70rpm
ヘッドの回転数;63rpm
ヘッド押しつけ圧;4psi
スラリー供給量;200mL/分
研磨時間;2分
なお、上記研磨速度は光学式膜厚計により研磨前後の膜厚を測定し、これらの膜厚差から算出した。また、スクラッチは研磨後のSiO膜ウェハの被研磨面をウェハ欠陥検査装置(ケーエルエー・テンコール社製、型式「KLA2351」)を使用して被研磨面の全面に生成したスクラッチの全数を測定した。
(2) Evaluation of polishing speed and number of scratches The chemical mechanical polishing pad manufactured above is mounted on the surface plate of a polishing apparatus (manufactured by Ebara Manufacturing Co., Ltd., model “EPO112”), and is tripled as a slurry for chemical mechanical polishing. CMS-1101 (trade name, manufactured by JSR Co., Ltd.) diluted in the following is used, and a patternless SiO 2 film (PETEOS film; tetraethylorthosilicate (TEOS) is used as a raw material under the following conditions, and plasma is used as an acceleration condition. Then, a wafer (a diameter of 8 inches) having a SiO 2 film formed by chemical vapor deposition was polished, and the polishing rate and the number of scratches were evaluated. As a result, the polishing rate was 210 nm / min, and no scratch was observed on the polished surface.
Surface plate rotation speed: 70 rpm
Head rotation speed: 63 rpm
Head pressing pressure: 4 psi
Slurry supply amount: 200 mL / min Polishing time: 2 minutes In addition, the said polishing rate measured the film thickness before and behind polishing with the optical film thickness meter, and computed it from these film thickness differences. Also, the scratch was measured scratches total number generated on the entire surface of the polished surface by using a wafer defect inspection apparatus polished surface of the SiO 2 film wafer after polishing (KLA-Tencor Corp., model "KLA2351") .

実施例2
実施例1において、第2溝群の溝として、パッドの中心から外周端に至る直線状の溝4本(それぞれの幅は1.0mmであり、深さは1.0mmである。)を、パッド研磨面の中心で互いに接し、隣接する直線溝となす角度はいずれも90°となるように形成し、更に、パッド中心から25mmの点から外周端に至る直線溝を、いずれも隣接する直線溝となす角度が11.25°となるように、28本の直線溝を形成した他は、実施例1と同様にして化学機械研磨パッドを製造した。ここで形成した溝群の構成は、図2に示した概略図に相当する。なお、ここで形成した溝群の、内面の表面粗さは3.9μmであった。
上記で作成した研磨パッドを使用した他は実施例1と同様にして研磨速度、スクラッチ数を評価した。その結果、研磨速度は220nm/分であり、スクラッチは確認されなかった。
Example 2
In Example 1, four linear grooves (each having a width of 1.0 mm and a depth of 1.0 mm) extending from the center of the pad to the outer peripheral end as the grooves of the second groove group. The pads are formed in contact with each other at the center of the pad polishing surface so that the angle between the adjacent linear grooves is 90 °. Further, the linear grooves extending from the point 25 mm from the pad center to the outer peripheral edge are all adjacent straight lines. A chemical mechanical polishing pad was manufactured in the same manner as in Example 1 except that 28 linear grooves were formed so that the angle formed with the grooves was 11.25 °. The structure of the groove group formed here corresponds to the schematic diagram shown in FIG. The groove group formed here had an inner surface roughness of 3.9 μm.
The polishing rate and the number of scratches were evaluated in the same manner as in Example 1 except that the polishing pad prepared above was used. As a result, the polishing rate was 220 nm / min, and no scratch was observed.

実施例3
1,2−ポリブタジエン(JSR(株)製、商品名「JSR RB830」)64体積部(58質量部に相当)と、1,2−ポリブタジエンとポリスチレンのブロック重合体(JSR(株)製、商品名「TR2827」)16体積部(14質量部kに相当)と、水溶性粒子であるβ−サイクロデキストリン((株)横浜国際バイオ研究所製、商品名「デキシパールβ−100」、平均粒径20μm)20体積部(28質量部に相当)とを160℃に調温されたルーダーにより混練した。その後、ジクミルパーオキシド(日本油脂(株)製、商品名「パークミルD」)0.5体積部(0.56質量部に相当)を配合して、120℃にて更に混練し、ペレットを得た。次いで、混練物を金型内において180℃で10分加熱し、架橋させて、直径600mm、厚さ2.5mmの円盤状の成形体を得た。その後、この成形体の研磨面側に加藤機械(株)社製の切削加工機を用いて、幅が0.5mm、深さが1.0mmの同心円状の溝を、ピッチが1.5mmとなるように形成した(第1溝群の溝)。更に、パッドの中心から外周端に至る直線状の溝8本(それぞれの幅は1.0mmであり、深さは1.0mmである。)を、パッド研磨面の中心で互いに接し、隣接する直線溝となす角度はいずれも45°となるように形成し、更に、パッド中心から25mmの点から外周端に至る直線溝を、いずれも隣接する直線溝となす角度が5.625°となるように、56本の直線溝を形成した(第2溝群の溝)。ここで形成した溝群の構成は、図3に示した概略図に相当する。なお、ここで形成した溝群の、内面の表面粗さは4.7μmであった。
上記で作成した研磨パッドを使用した他は実施例1と同様にして研磨速度、スクラッチ数を評価した。その結果、研磨速度は185nm/分であり、スクラッチは確認されなかった。
Example 3
1,2-polybutadiene (manufactured by JSR Corporation, trade name “JSR RB830”) 64 parts by volume (corresponding to 58 parts by mass), 1,2-polybutadiene and polystyrene block polymer (manufactured by JSR Corporation, product) Name “TR2827”) 16 parts by volume (corresponding to 14 parts by mass k) and β-cyclodextrin which is water-soluble particles (manufactured by Yokohama International Bio-Industry Co., Ltd., trade name “Dexipal β-100”, average particle diameter 20 [mu] m) and 20 parts by volume (corresponding to 28 parts by mass) were kneaded by a router adjusted to 160 [deg.] C. Thereafter, 0.5 parts by volume (corresponding to 0.56 parts by mass) of dicumyl peroxide (Nippon Yushi Co., Ltd., trade name “Park Mill D”) was blended and further kneaded at 120 ° C. Obtained. Next, the kneaded product was heated in a mold at 180 ° C. for 10 minutes to be crosslinked to obtain a disk-shaped molded body having a diameter of 600 mm and a thickness of 2.5 mm. Thereafter, a concentric groove having a width of 0.5 mm and a depth of 1.0 mm is formed on the polishing surface side of the molded body using a cutting machine manufactured by Kato Machine Co., Ltd., and the pitch is 1.5 mm. It formed so that it might become (a groove of the 1st groove group). Further, eight linear grooves (each having a width of 1.0 mm and a depth of 1.0 mm) extending from the center of the pad to the outer peripheral edge are in contact with each other at the center of the pad polishing surface and are adjacent to each other. The angle formed with each straight groove is 45 °, and the angle formed between the linear groove extending from the point 25 mm from the pad center to the outer peripheral edge is 5.625 °. Thus, 56 linear grooves were formed (grooves of the second groove group). The structure of the groove group formed here corresponds to the schematic diagram shown in FIG. The groove group formed here had an inner surface roughness of 4.7 μm.
The polishing rate and the number of scratches were evaluated in the same manner as in Example 1 except that the polishing pad prepared above was used. As a result, the polishing rate was 185 nm / min, and no scratch was observed.

実施例4
1,2−ポリブタジエン(JSR(株)製、商品名「JSR RB830」)56体積部(48質量部に相当)と、ポリスチレン(エー・アンド・エンスチレン(株)製、商品名「GPPS HF55」)14体積部(12質量部に相当)と、水溶性粒子であるβ−サイクロデキストリン((株)横浜国際バイオ研究所製、商品名「デキシパールβ−100」、平均粒径20μm)30体積部(40質量部に相当)とを160℃に調温されたルーダーにより混練した。その後、ジクミルパーオキシド(日本油脂(株)製、商品名「パークミルD」)0.5体積部(0.56質量部に相当)を配合して、120℃にて更に混練し、ペレットを得た。次いで、混練物を金型内において180℃で10分加熱し、架橋させて、直径600mm、厚さ2.8mmの円盤状の成形体を得た。その後、この成形体の研磨面側に加藤機械(株)製の切削加工機を用いて、幅が0.5mm、ピッチが2.0mm、深さが1.4mmの同心円状の溝を形成した(第1溝群の溝)。更に第2溝群の溝として、溝深さを1.4mmとする以外は実施例2における第2溝群の溝と同様に形成した。ここで形成した溝群の、内面の表面粗さは3.5μmであった。
Example 4
1,2-polybutadiene (manufactured by JSR Corporation, trade name “JSR RB830”) 56 parts by volume (corresponding to 48 parts by mass) and polystyrene (A & Enstyrene Co., Ltd., trade name “GPPS HF55”) ) 14 parts by volume (corresponding to 12 parts by mass) and 30 parts by volume of β-cyclodextrin (trade name “Dexipal β-100”, average particle size 20 μm, manufactured by Yokohama International Bio-Laboratory Co., Ltd.) which is a water-soluble particle (Corresponding to 40 parts by mass) was kneaded with a router adjusted to 160 ° C. Thereafter, 0.5 parts by volume (corresponding to 0.56 parts by mass) of dicumyl peroxide (Nippon Yushi Co., Ltd., trade name “Park Mill D”) was blended and further kneaded at 120 ° C. Obtained. Next, the kneaded material was heated in a mold at 180 ° C. for 10 minutes to be crosslinked, thereby obtaining a disk-shaped molded body having a diameter of 600 mm and a thickness of 2.8 mm. Thereafter, a concentric groove having a width of 0.5 mm, a pitch of 2.0 mm, and a depth of 1.4 mm was formed on the polished surface side of the molded body using a cutting machine manufactured by Kato Machine Co., Ltd. (Grooves of the first groove group). Further, the grooves of the second groove group were formed in the same manner as the grooves of the second groove group in Example 2 except that the groove depth was 1.4 mm. The surface roughness of the inner surface of the groove group formed here was 3.5 μm.

実施例5
実施例1において、第2溝群の溝として、パッドの中心から外周部に至る直線状の溝4本(それぞれの幅は1.0mmであり、深さは1.0mmである。)を、パッド研磨面の中心で互いに接し、隣接する直線溝となす角度はいずれも90°となるように形成し、更に、パッド中心から25mmの点から外周端に至る直線溝を、いずれも隣接する直線溝となす角度が11.25°となるように28本の溝を形成し、更に、パッドの中心から75mmの点から、外周端に至る直線溝を、いずれも隣接する直線溝となす角度が5.625°となるように32本の溝を形成した他は、実施例1と同様にして化学機械研磨パッドを製造した。ここで製造した溝群の構成は、図8に示した概略図に相当する。なお、ここで形成した溝群の内面の表面粗さは4.0μmであった。
上記で製造した研磨パッドを使用した他は実施例1と同様にして研磨速度及びスクラッチ数を評価したところ、研磨速度は225nm/分であり、スクラッチは観測されなかった。
Example 5
In Example 1, four linear grooves (each having a width of 1.0 mm and a depth of 1.0 mm) extending from the center of the pad to the outer peripheral portion as the grooves of the second groove group. The pads are formed in contact with each other at the center of the pad polishing surface so that the angle between the adjacent linear grooves is 90 °. Further, the linear grooves extending from the point 25 mm from the pad center to the outer peripheral edge are all adjacent straight lines. 28 grooves are formed so that the angle formed with the grooves is 11.25 °, and the angle between each of the linear grooves extending from the point 75 mm from the center of the pad to the outer peripheral edge with the adjacent linear grooves is A chemical mechanical polishing pad was produced in the same manner as in Example 1 except that 32 grooves were formed to be 5.625 °. The structure of the groove group manufactured here corresponds to the schematic diagram shown in FIG. In addition, the surface roughness of the inner surface of the groove group formed here was 4.0 μm.
When the polishing rate and the number of scratches were evaluated in the same manner as in Example 1 except that the polishing pad produced above was used, the polishing rate was 225 nm / min, and no scratch was observed.

実施例6
1,2−ポリブタジエン(JSR(株)製、商品名「JSR RB830」)80体積部(72質量部に相当)と、水溶性粒子であるβ−サイクロデキストリン((株)横浜国際バイオ研究所製、商品名「デキシパールβ−100」、平均粒径20μm)20体積部(28質量部に相当)とを160℃に調温されたルーダーにより混練した。その後、ジクミルパーオキシド(日本油脂(株)製、商品名「パークミルD」)0.12体積部(0.13質量部に相当)を配合して、120℃にて更に混練し、ペレットを得た。次いで、混練物を金型内において170℃で18分加熱し、架橋させて、直径800mm、厚さ2.5mmの円盤状の成形体を得た。その後この成形体に実施例1と同様の溝群を形成した。ここで形成した溝群の構成は、ここで形成した溝群の、内面の表面粗さは3.5μmであった。この直径800mmの研磨パッドの中心部分を直径600mmに切り取り、実施例1と同様にして研磨速度、スクラッチ数を評価した。その結果、研磨速度は254nm/分であり、スクラッチは確認されなかった。
Example 6
1,2-polybutadiene (manufactured by JSR Corporation, trade name “JSR RB830”) 80 parts by volume (corresponding to 72 parts by mass) and β-cyclodextrin which is water-soluble particles (manufactured by Yokohama International Bio-Laboratory Co., Ltd.) , 20 parts by volume (corresponding to 28 parts by mass) of a trade name “Dexipal β-100”, average particle size 20 μm) were kneaded by a rudder adjusted to 160 ° C. Thereafter, 0.12 part by volume (corresponding to 0.13 parts by mass) of dicumyl peroxide (Nippon Yushi Co., Ltd., trade name “Park Mill D”) was blended and further kneaded at 120 ° C. Obtained. Next, the kneaded product was heated in a mold at 170 ° C. for 18 minutes and crosslinked to obtain a disk-shaped molded body having a diameter of 800 mm and a thickness of 2.5 mm. Thereafter, a groove group similar to that in Example 1 was formed in this molded body. In the groove group formed here, the inner surface roughness of the groove group formed here was 3.5 μm. The central portion of this 800 mm diameter polishing pad was cut to a diameter of 600 mm, and the polishing rate and the number of scratches were evaluated in the same manner as in Example 1. As a result, the polishing rate was 254 nm / min, and no scratch was observed.

実施例7
実施例2において、最後に形成した28本の直線溝のそれぞれを、間隔2mmの2本の直線溝になるように形成した他は、実施例2と同様にして化学機械研磨パッドを製造した。ここで形成した溝群は図9示した概略図に相当する。ここで製造した研磨パッドを使用した他は実施例1と同様にして研磨速度、スクラッチ数を評価した。その結果、研磨速度は233nm/分であり、スクラッチは確認されなかった。
なお、間隔2mmの2本の直線溝はパッドの中心部から周辺部に向って、同じ2mm間隔で形成されているので、2本の直線溝のそれぞれはパッドの中心部から発しているものの、パッドの直径方向と一致せず、幾分ずれていることが理解されよう。
Example 7
In Example 2, a chemical mechanical polishing pad was manufactured in the same manner as in Example 2 except that each of the 28 linear grooves formed last was formed so as to be two linear grooves with an interval of 2 mm. The groove group formed here corresponds to the schematic diagram shown in FIG. The polishing rate and the number of scratches were evaluated in the same manner as in Example 1 except that the polishing pad produced here was used. As a result, the polishing rate was 233 nm / min, and no scratch was observed.
In addition, since the two linear grooves with a spacing of 2 mm are formed at the same spacing of 2 mm from the center of the pad toward the periphery, each of the two linear grooves originates from the center of the pad. It will be understood that it does not coincide with the diametric direction of the pad and is somewhat offset.

実施例8
分子の両末端に2個の水酸基を有する数平均分子量650のポリテトラメチレングリコール(三菱化学(株)製、品名「PTMG650」)28.2質量部と4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(住化バイエルウレタン(株)製、品名「スミジュール44S」)21.7質量部を反応容器に仕込み、攪拌しながら90℃で3時間保温して反応させ、その後冷却して、両末端イソシアネートプレポリマーを得た。
Example 8
28.2 parts by mass of polytetramethylene glycol having a number average molecular weight of 650 having two hydroxyl groups at both ends of the molecule (product name “PTMG650” manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) and 4,4′-diphenylmethane diisocyanate (Suika Bayer) 21.7 parts by mass of Urethane Co., Ltd., product name “Sumidur 44S”) was charged into a reaction vessel, stirred at 90 ° C. for 3 hours to be reacted, and then cooled to obtain a both-end isocyanate prepolymer. It was.

架橋剤として3個の水酸基を有する数平均分子量330のポリプロピレングリコール(日本油脂(株)製、品名「ユニオールTG330」、グリセリンとプロピレンオキサイドの付加反応生成物)21.6質量部とポリテトラメチレングリコール「PTMG650」6.9質量部を用い、これに水溶性粒子であるβ−サイクロデキストリン((株)横浜国際バイオ研究所製、品名「デキシパールβ−100」、平均粒径20μm)14.5質量部を攪拌して分散させ、更に反応促進剤として2−メチルトリエチレンジアミン(三共エアープロダクツ(株)製、品名「Me-DABCO」)0.1質量部を攪拌して溶解させた。この混合物を上記両末端イソシアネートプレポリマーの反応容器に添加した。   Polypropylene glycol having a number average molecular weight of 330 having three hydroxyl groups as a crosslinking agent (Nippon Yushi Co., Ltd., product name “Uniol TG330”, addition reaction product of glycerin and propylene oxide) 21.6 parts by mass and polytetramethylene glycol 6.9 parts by mass of “PTMG650” is used, and β-cyclodextrin which is a water-soluble particle (product name “Dexipal β-100”, average particle diameter 20 μm, manufactured by Yokohama International Bio-Laboratory Co., Ltd.) 14.5 mass Then, 0.1 parts by mass of 2-methyltriethylenediamine (manufactured by Sankyo Air Products Co., Ltd., product name “Me-DABCO”) as a reaction accelerator was stirred and dissolved. This mixture was added to the reaction vessel of the both-end isocyanate prepolymer.

更に4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート「スミジュール44S」21.6質量部を上記両末端イソシアネートプレポリマーの反応容器に添加して、室温にて2分間200回転で攪拌し、更に減圧脱泡して原料混合物を得た。
この原料混合物を直径60cm、厚さ3mmの金型に注入し、80℃で20分間保持してポリウレタンの重合を行い、更に110℃で5時間ポストキュアを行い、直径600mm、厚さ2.5mmの成形体を得た。その後この成形体に実施例1と同様の溝群を形成した。ここで形成した溝群の、内面の表面粗さは3.0μmであった。
上記で作成した研磨パッドを使用した他は実施例1と同様にして研磨速度、スクラッチ数を評価した。その結果、研磨速度は231nm/分であり、スクラッチは確認されなかった。
Further, 21.6 parts by mass of 4,4′-diphenylmethane diisocyanate “Sumijour 44S” was added to the reaction vessel of the above-mentioned both-end isocyanate prepolymer, stirred at 200 rpm for 2 minutes at room temperature, and further degassed under reduced pressure. A raw material mixture was obtained.
This raw material mixture is poured into a mold having a diameter of 60 cm and a thickness of 3 mm, held at 80 ° C. for 20 minutes to polymerize polyurethane, and further post-cured at 110 ° C. for 5 hours, a diameter of 600 mm and a thickness of 2.5 mm. A molded body of was obtained. Thereafter, a groove group similar to that in Example 1 was formed in this molded body. The groove group formed here had an inner surface roughness of 3.0 μm.
The polishing rate and the number of scratches were evaluated in the same manner as in Example 1 except that the polishing pad prepared above was used. As a result, the polishing rate was 231 nm / min, and no scratch was observed.

比較例1
実施例1と同様にして同じ大きさの円盤状の成形体を作製し、研磨面側に市販の切削加工機を用いて、幅が0.5mm、ピッチが2.0mm、深さが1.0mmの同心円状の溝(第1溝群の溝)のみを形成した以外は、実施例1と同様にして、化学機械研磨パッドを製造した。ここで形成した溝群の、内面の表面粗さは4.8μmであった。
この研磨パッドを用い、実施例1と同様にして研磨速度、スクラッチの有無を評価した。その結果、研磨速度は200nm/分であり、スクラッチは15個であった。
Comparative Example 1
In the same manner as in Example 1, a disk-shaped molded body having the same size was prepared, and using a commercially available cutting machine on the polishing surface side, the width was 0.5 mm, the pitch was 2.0 mm, and the depth was 1. A chemical mechanical polishing pad was produced in the same manner as in Example 1 except that only 0 mm concentric grooves (grooves of the first groove group) were formed. The groove group formed here had an inner surface roughness of 4.8 μm.
Using this polishing pad, the polishing rate and the presence or absence of scratches were evaluated in the same manner as in Example 1. As a result, the polishing rate was 200 nm / min, and there were 15 scratches.

比較例2
実施例1と同様にして同じ大きさの円盤状の成形体を作製し、研磨面側に第1溝群の同心円状の溝を形成せず、第2溝群の溝のみを形成した以外は実施例1に従い研磨パッドを製造した。ここで形成した溝群の、内面の表面粗さは4.5μmであった。
この研磨パッドを用い、実施例1と同様にして研磨速度、スクラッチの有無を評価した。その結果、研磨速度は120nm/分であり、スクラッチは25個であった。
Comparative Example 2
A disk-shaped molded body having the same size as that of Example 1 was prepared, and the concentric grooves of the first groove group were not formed on the polishing surface side, but only the grooves of the second groove group were formed. A polishing pad was produced according to Example 1. The surface roughness of the inner surface of the groove group formed here was 4.5 μm.
Using this polishing pad, the polishing rate and the presence or absence of scratches were evaluated in the same manner as in Example 1. As a result, the polishing rate was 120 nm / min, and there were 25 scratches.

比較例3
実施例1と同様にして同じ大きさの円盤状の成形体を作製し、研磨面側に市販の切削加工機を用いて、幅が1.0mm、ピッチが10.0mm、深さが1.0mmの格子状の溝を形成した以外は、実施例1と同様にして、化学機械研磨パッドを製造した。ここで形成した溝群の、内面の表面粗さは5.5μmであった。
この研磨パッドを用い、実施例1と同様にして研磨速度、スクラッチの有無を評価した。その結果、研磨速度は150nm/分であり、スクラッチは50個であった。
Comparative Example 3
In the same manner as in Example 1, a disk-shaped molded body having the same size was prepared, and using a commercially available cutting machine on the polishing surface side, the width was 1.0 mm, the pitch was 10.0 mm, and the depth was 1. A chemical mechanical polishing pad was produced in the same manner as in Example 1 except that a 0 mm grid-like groove was formed. The groove group formed here had an inner surface roughness of 5.5 μm.
Using this polishing pad, the polishing rate and the presence or absence of scratches were evaluated in the same manner as in Example 1. As a result, the polishing rate was 150 nm / min, and there were 50 scratches.

溝群の構成の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of a structure of a groove group. 溝群の構成の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of a structure of a groove group. 溝群の構成の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of a structure of a groove group. 溝群の構成の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of a structure of a groove group. 溝群の構成の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of a structure of a groove group. 溝群の構成の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of a structure of a groove group. 溝群の構成の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of a structure of a groove group. 溝群の構成の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of a structure of a groove group. 溝群の構成の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of a structure of a groove group. 溝群の構成の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of a structure of a groove group.

Claims (9)

研磨面、それと対向する非研磨面およびこれらの面を規定する側面を有し、研磨面は、それぞれ複数本の溝からなる少なくとも2つの溝群を有してなり、上記2つの溝群は
(i)研磨面の中心部から周辺部に向う1本の仮想直線と交差する第1溝の複数本からなる第1の溝群、この複数本の第1溝同士は互に交差することがない同心に配置された、直径の異なる複数本の溝からなる、および
(ii)研磨面の中心部から周辺部に向う方向に伸び且つ上記第1溝群の第1溝と交差する第2溝の複数本からなる第2溝群、この複数本の第2溝同士は互に交差することがなく、中心部から発し周辺部へ向う直線状溝の複数本と、中心部と周辺部との途中から発し周辺部へ向う直線状溝の複数本とからなる
からなる、
ことを特徴とする化学機械研磨パッド。
A polishing surface, a non-polishing surface opposite to the polishing surface, and a side surface defining these surfaces, each of the polishing surfaces has at least two groove groups each including a plurality of grooves, and the two groove groups are ( i) A first groove group composed of a plurality of first grooves intersecting with one imaginary straight line extending from the center to the periphery of the polishing surface, and the plurality of first grooves do not intersect each other. It arranged concentrically, comprising a plurality of grooves having different diameters, and (ii) extends in the direction toward the periphery from the center of the polishing surface and the second grooves crossing the first grooves of the first groove group the second groove group consisting of a plurality of second grooves between the plurality book is rather Na which intersect each other, and a plurality of linear grooves toward the peripheral portion originating from the central portion, the central portion and the peripheral portion Consists of a plurality of linear grooves that start from the middle and go to the periphery ,
Consist of,
A chemical mechanical polishing pad characterized by that.
円盤状外形を有しそして対向する円形状上面および円形状下面がそれぞれ研磨面および非研磨面である請求項1のパッド。 The pad according to claim 1, which has a disk-like outer shape, and the opposed circular upper surface and circular lower surface are a polished surface and a non-polished surface, respectively. 同心に配置された、直径のことなる複数本の溝の数が20〜400である請求項のパッド。 The pad according to claim 1 , wherein the number of grooves having a different diameter arranged concentrically is 20 to 400. 第1溝が0.1mm以上の溝幅および0.1mm以上の溝深さを有しそして複数本の第1溝と仮想直線との隣接する交差点間の距離のうち最小のものが0.05mm以上である、請求項1のパッド。 The first groove has a groove width of 0.1 mm or more and a groove depth of 0.1 mm or more, and the minimum distance between adjacent intersections of the plurality of first grooves and the virtual line is 0.05 mm. The pad according to claim 1, which is as described above. 複数本の第2溝の内の1本の溝はパッドの側面に達している請求項1のパッド。 The pad according to claim 1, wherein one of the plurality of second grooves reaches a side surface of the pad. 複数本の第2溝が、2本の並列直線状溝のペアからなる請求項のパッド。 The pad according to claim 1 , wherein the plurality of second grooves comprises a pair of two parallel linear grooves. 複数本の第2溝が4〜65本の直線状溝からなる請求項のパッド。 The pad according to claim 1 , wherein the plurality of second grooves comprises 4 to 65 linear grooves. 第2溝が0.1mm以上の溝幅と0.1mm以上の溝深さを有する請求項のパッド。 The pad according to claim 1 , wherein the second groove has a groove width of 0.1 mm or more and a groove depth of 0.1 mm or more. 請求項1の化学機械研磨パッドを使用することを特徴とする化学機械研磨法。
A chemical mechanical polishing method using the chemical mechanical polishing pad according to claim 1.
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