JP4721016B2 - 化学機械研磨用パッドの製造方法 - Google Patents
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Description
非水溶性マトリックス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を含有し、この水溶性粒子の含有割合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2〜5体積%であり、前記水溶性粒子の粒径は1〜80μmであり、研磨面と研磨面の反対面の非研磨面を備えてなり、研磨面から非研磨面に光学的に通じる透光性領域を有し、該透光性領域の非研磨面の表面粗さ(Ra)が10μm以下であり、そして該透光性領域の波長633nmの光に対する透過率が12〜70%である化学機械研磨用パッドを製造する方法であって、
非水溶性マトリックス及び水溶性粒子を混合し、研磨パッドの透光性領域の非研磨面に該当する表面を鏡面仕上げにした金型を用いてプレス成形する、化学機械研磨用パッドの製造方法により達成される。
上記熱硬化性樹脂のうち、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂等;
上記エラストマーのうち、ジエン系エラストマー、フッ化樹脂系エラストマー等;
および上記ゴムのうち、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、アクリルゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、エチレン−プロピレンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、スチレンーイソプレンゴム等
を架橋反応させた材料を挙げることができる。架橋反応は、硫黄や過酸化物等の架橋剤を用いて行うことができるほか、紫外線、電子線等の照射によって行うことができる。その他、アイオノマー等を用いて、イオン結合による架橋反応を行うことも可能である。
この範囲の硬度であることにより、研磨速度と被研磨面の平坦化性能のバランスのとれた研磨性能を得ることができる。
Ra=Σ|Z−Zav|/N ・・・(1)
上記式において、Nは測定点数であり、Zは粗さ曲面の高さであり、Zavは粗さ曲面の平均高さである。
後に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株式会社製、商品名「JSR RB830」)98体積%と、水溶性粒子としてβ−シクロデキストリン((株)横浜国際バイオ研究所製、商品名「デキシーパールβ−100」)2体積%とを120℃に加熱されたニーダーにて混練した。その後、ジクミルパーオキサイド(日本油脂株式会社製、商品名「パークミルD」)を、1,2−ポリブタジエンとβ−シクロデキストリンとの合計を100質量部として計算した0.32質量部を添加してさらに混練した後、鏡面の凸部(21mm×59mm×0.6mm)を有するプレス金型内にて170℃で20分間架橋反応させ、成形し、直径79cm、厚さ2.5mmであり、裏面(非研磨面側)に21mm×59mm×0.6mmの凹部を有する研磨パッドを得た。この凹部が透光性領域に相当する。この凹部の表面粗さRaは4.9μmであった。
(1)研磨速度及びスクラッチの評価
研磨パッドを研磨装置(SFT社製、型式「ラップマスター LM−15」)の定盤上に装着し、定盤の回転数を50rpmとし、3倍に希釈した化学機械研磨用スラリー(JSR株式会社製、商品名「CMS 1101」)を流量100mL/分の条件で用いて、SiO2膜ウエハ(Advantec社製、商品名「PE−TEOS」)を2分間研磨し、研磨速度及びスクラッチの有無を評価した。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、この膜厚差を研磨時間で除して算出した。また、スクラッチは研磨後のSiO2膜ウエハの研磨面を電子顕微鏡により観察して確認した。その結果、研磨速度は350nm/分であり、スクラッチはほとんど認められなかった。
(2)ディッシングの評価
パターン付き半導体ウエハ(SKW社製、商品名「SKW−7」)を下記の条件により研磨したところ、透光性領域を通して光学的終点検出ができた。その後、微細形状測定装置(KLA-Tencor社製、型式「P−10」)を用いて、線幅100μm(100μmピッチ)におけるディッシングを測定した。その結果、ディッシングは30nmであり、被研磨面は平坦性に優れていた。
化学機械研磨装置;MIRRA(アプライドマテリアルズ社製)
スラリー供給量;200mL/分
Retainer Ring 圧;5psi
Membrane圧;4.5psi
Inner Tube圧;4.5psi
定盤回転数;70rpm
ヘッド回転数;65rpm
実施例1において、1,2−ポリブタジエンの使用量を85体積%とし、β−シクロデキストリンの使用量を15体積%とした他は実施例1と同様にして、直径79cm、厚さ2.5mmであり、裏面(非研磨面側)に21mm×59mm×0.6mmの凹部を有する研磨パッドを得た。この凹部が透光性領域に相当する。この凹部の表面粗さRaは5.3μmであった。
(1)研磨速度及びスクラッチの有無
実施例1におけると同様の条件で、SiO2膜ウエハ(Advantec社製、商品名「PE−TEOS」)を研磨し、研磨速度及びスクラッチの有無を評価したところ、研磨速度は300nm/分であり、スクラッチはほとんど認められなかった。
(2)ディッシングの評価
実施例1と同様の条件で、半導体ウエハ(SKW社製、商品名「SKW−7」)を研磨したところ、透光性領域を通して光学的終点検出ができた。
実施例1において、1,2−ポリブタジエンの使用量を85体積%とし、β−シクロデキストリンの使用量を15体積%とした他は実施例1と同様にして、直径79cm、厚さ2.5mmであり、裏面(非研磨面側)に21mm×59mm×0.6mmの凹部を有する研磨パッドを得た。この凹部が透光性領域に相当する。この凹部の表面粗さRaは12.5μmであった。
(1)研磨速度及びスクラッチの有無
実施例1におけると同様の条件で、SiO2膜ウエハ(Advantec社製、商品名「PE−TEOS」)を研磨し、研磨速度及びスクラッチの有無を評価したところ、研磨速度は400nm/分であり、スクラッチはほとんど認められなかった。
(2)ディッシングの評価
実施例1と同様の条件で、半導体ウエハ(SKW社製、商品名「SKW−7」)を研磨したところ、透光性領域を通して光学的終点検出ができなかった。
実施例1においてβ−シクロデキストリンを無水炭酸カリウム(和光純薬工業(株)製)を5体積%としたほかは実施例1と同様にして、直径79cm、厚さ2.5mmであり、裏面(非研磨面側)に21mm×59mm×0.6mmの凹部を有する研磨パッドを得た。この凹部が透光性領域に相当する。この凹部の表面粗さRaは4.5μmであった。
次いで、この研磨パッドの研磨面側に溝切削機を用いて、溝幅の平均値が1.0mm、溝深さの平均値が1.4mm、ピッチの平均値が2.00mm環状の複数の溝を同心円状に形成した。
(1)研磨速度及びスクラッチの有無
実施例1におけると同様の条件で、SiO2膜ウエハ(Advantec社製、商品名「PE−TEOS」)を研磨し、研磨速度及びスクラッチの有無を評価したところ、研磨速度は290nm/分であり、スクラッチはほとんど認められなかった。
(2)ディッシングの評価
実施例1と同様の条件で、半導体ウエハ(SKW社製、商品名「SKW−7」)を研磨したところ、透光性領域を通して光学的終点検出ができた。
実施例3
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、商品名「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社製、商品名「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。
(1)研磨速度及びスクラッチの有無
実施例1におけると同様の条件で、SiO2膜ウエハ(Advantec社製、商品名「PE−TEOS」)を研磨し、研磨速度及びスクラッチの有無を評価したところ、研磨速度は310nm/分であり、スクラッチはほとんど認められなかった。
(2)ディッシングの評価
実施例1と同様の条件で、半導体ウエハ(SKW社製、商品名「SKW−7」)を研磨したところ、透光性領域を通して光学的終点検出ができた。
Claims (2)
- 非水溶性マトリックス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を含有し、この水溶性粒子の含有割合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2〜5体積%であり、前記水溶性粒子の粒径は1〜80μmであり、研磨面と研磨面の反対面の非研磨面を備えてなり、研磨面から非研磨面に光学的に通じる透光性領域を有し、該透光性領域の非研磨面の表面粗さ(Ra)が10μm以下であり、そして該透光性領域の波長633nmの光に対する透過率が12〜70%である化学機械研磨用パッドを製造する方法であって、
非水溶性マトリックス及び水溶性粒子を混合し、研磨パッドの透光性領域の非研磨面に該当する表面を鏡面仕上げにした金型を用いてプレス成形することを特徴とする、化学機械研磨用パッドの製造方法。 - 化学機械研磨パッドが、透光性領域のほかに透光性領域よりも透光性の小さい弱透光性領域を有し、透光性領域は弱透光性領域に囲まれており、そして透光性領域が弱透光性領域中に非研磨面側で陥没していることにより透光性領域の厚みが弱透光性領域の厚みよりも小さいものである、請求項1に記載の化学機械研磨用パッドの製造方法。
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