JP4786347B2 - Polishing pad - Google Patents

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Description

本発明はレンズ、反射ミラー等の光学材料やシリコンウエハ、ハードディスク用のガラス基板、アルミ基板、及び一般的な金属研磨加工等の高度の表面平坦性を要求される材料の平坦化加工を安定、かつ高い研磨効率で行うことが可能な研磨パッドに関するものである。本発明の研磨パッドは、特にシリコンウエハ並びにその上に酸化物層、金属層等が形成されたデバイスを、さらにこれらの酸化物層や金属層を積層・形成する前に平坦化する工程に好適に使用される。   The present invention stabilizes flattening processing of optical materials such as lenses and reflecting mirrors, silicon wafers, glass substrates for hard disks, aluminum substrates, and materials that require high surface flatness such as general metal polishing processing, In addition, the present invention relates to a polishing pad that can be performed with high polishing efficiency. The polishing pad of the present invention is particularly suitable for a step of planarizing a silicon wafer and a device having an oxide layer, a metal layer, etc. formed thereon, before further laminating and forming these oxide layers and metal layers. Used for.

高度の表面平坦性を要求される材料の代表的なものとしては、半導体集積回路(IC、LSI)を製造するシリコンウエハと呼ばれる単結晶シリコンの円盤があげられる。シリコンウエハは、IC、LSI等の製造工程において、回路形成に使用する各種薄膜の信頼できる半導体接合を形成するために、酸化物層や金属層を積層・形成する各工程において、表面を高精度に平坦に仕上げることが要求される。このような研磨仕上げ工程においては、一般的に研磨パッドはプラテンと呼ばれる回転可能な支持円盤に固着され、半導体ウエハ等の加工物は研磨ヘッドに固着される。そして双方の運動により、プラテンと研磨ヘッドとの間に相対速度を発生させ、さらに砥粒を含む研磨スラリーを研磨パッド上に連続供給することにより、研磨操作が実行される。   A typical material that requires high surface flatness is a single crystal silicon disk called a silicon wafer for manufacturing a semiconductor integrated circuit (IC, LSI). Silicon wafers have a highly accurate surface in each process of stacking and forming oxide layers and metal layers in order to form reliable semiconductor junctions of various thin films used for circuit formation in IC, LSI, and other manufacturing processes. It is required to finish flat. In such a polishing finishing process, a polishing pad is generally fixed to a rotatable support disk called a platen, and a workpiece such as a semiconductor wafer is fixed to a polishing head. A polishing operation is performed by generating a relative speed between the platen and the polishing head by both movements, and continuously supplying a polishing slurry containing abrasive grains onto the polishing pad.

研磨パッドの研磨特性としては、研磨対象物の平坦性(プラナリティー)及び面内均一性に優れ、研磨速度が大きいことが要求される。研磨対象物の平坦性、面内均一性については研磨層を高弾性率化することによりある程度は改善できる。また、研磨速度については、気泡を含有する発泡体にしてスラリーの保持量を多くすることにより向上できる。   The polishing characteristics of the polishing pad are required to be excellent in the flatness (planarity) and in-plane uniformity of the object to be polished and to have a high polishing rate. The flatness and in-plane uniformity of the object to be polished can be improved to some extent by increasing the elastic modulus of the polishing layer. The polishing rate can be improved by using a foam containing bubbles and increasing the amount of slurry retained.

上記特性を満たす研磨パッドとして、ポリウレタン樹脂発泡体からなる研磨パッドが提案されている(特許文献1、2)。該ポリウレタン樹脂発泡体は、イソシアネート末端プレポリマーと鎖延長剤(硬化剤)とを反応させることにより製造されており、イソシアネートプレポリマーの高分子ポリオール成分としては、耐加水分解性、弾性特性、耐摩耗性等の観点から、ポリエーテル(数平均分子量が500〜1600であるポリテトラメチレングリコール)やポリカーボネートが好適な材料として使用されている。   As a polishing pad that satisfies the above characteristics, a polishing pad made of a polyurethane resin foam has been proposed (Patent Documents 1 and 2). The polyurethane resin foam is produced by reacting an isocyanate-terminated prepolymer with a chain extender (curing agent). As the polymer polyol component of the isocyanate prepolymer, hydrolysis resistance, elastic properties, From the viewpoint of wear and the like, polyether (polytetramethylene glycol having a number average molecular weight of 500 to 1600) and polycarbonate are used as suitable materials.

通常、研磨パッドを用いて多数の半導体ウエハの平坦化処理を行うと、研磨パッド表面の微細凹凸部が磨耗して、研磨剤(スラリー)を半導体ウエハの加工面へ供給する性能が落ちたり、ウエハ加工面の平坦化速度が低下したり、平坦化特性が悪化する。そのため、所定枚数の半導体ウエハの平坦化処理を行った後には、ドレッサーを用いて研磨パッド表面を更新・粗面化(ドレッシング)する必要がある。ドレッシングを所定時間行うと、研磨パッド表面には無数の微細凹凸部ができ、パッド表面が毛羽立った状態になる。   Normally, when a large number of semiconductor wafers are planarized using a polishing pad, the fine irregularities on the surface of the polishing pad wear out, and the ability to supply an abrasive (slurry) to the processing surface of the semiconductor wafer is reduced. The flattening speed of the wafer processing surface is reduced or the flattening characteristics are deteriorated. For this reason, it is necessary to update and roughen (dress) the surface of the polishing pad using a dresser after the planarization of a predetermined number of semiconductor wafers. When dressing is performed for a predetermined time, innumerable fine irregularities are formed on the surface of the polishing pad, and the pad surface becomes fuzzy.

しかしながら、従来の研磨パッドはドレッシング時のドレス速度が低く、ドレッシングに時間がかかりすぎるという問題があった。   However, the conventional polishing pad has a problem that the dressing speed at the time of dressing is low and the dressing takes too much time.

特開2000−17252号公報JP 2000-17252 A 特許第3359629号Japanese Patent No. 3359629

本発明は、従来の研磨パッドの平坦化特性及び研磨速度を維持したままドレッシング性を向上させた研磨パッドを提供することを目的とする。また、該研磨パッドを用いた半導体デバイスの製造方法を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a polishing pad having improved dressing properties while maintaining the flattening characteristics and polishing rate of a conventional polishing pad. Moreover, it aims at providing the manufacturing method of the semiconductor device using this polishing pad.

本発明者らは、前記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、以下に示す研磨パッドにより上記目的を達成できることを見出し本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found that the above object can be achieved by the polishing pad shown below, and have completed the present invention.

すなわち、本発明は、微細気泡を有するポリウレタン樹脂発泡体からなる研磨層を有する研磨パッドにおいて、前記ポリウレタン樹脂発泡体の原料であるイソシアネート成分が多量化ジイソシアネート及び芳香族ジイソシアネートであることを特徴とする研磨パッド、に関する。   That is, the present invention is characterized in that, in a polishing pad having a polishing layer made of a polyurethane resin foam having fine bubbles, the isocyanate component which is a raw material of the polyurethane resin foam is a multimerized diisocyanate and an aromatic diisocyanate. The present invention relates to a polishing pad.

本発明の研磨パッドは、従来の研磨パッドの平坦化特性及び研磨速度を維持したままドレッシング性を向上させたものである。該研磨パッドを用いるとドレッシング時間を短縮できるため、半導体ウエハの製造効率を格段に向上させることができる。従来の研磨パッドがドレッシングされにくい理由としては、1)研磨層の比重が高い、2)研磨層の材料自体に「ねばり」があることが挙げられる。研磨層表面をドレッシングしやすくするためには比重を下げればよいと考えられるが、単に比重を下げると研磨パッド全体の硬度が低下して平坦化特性が悪化するため好ましくない。また、比重を小さくしつつ硬度を維持するためには高分子量ポリオールの分子量を小さくすることが考えられるが、その場合には、研磨層の表面摩耗が必要以上に大きくなって研磨パッドの寿命が短くなったり、ドレッシング後の研磨層表面の毛羽立ちがウエハ研磨時にすぐに除去され研磨速度が小さくなる傾向にある。   The polishing pad of the present invention has improved dressing properties while maintaining the flattening characteristics and polishing rate of conventional polishing pads. When the polishing pad is used, the dressing time can be shortened, so that the manufacturing efficiency of the semiconductor wafer can be remarkably improved. The reason why the conventional polishing pad is difficult to dress is that 1) the specific gravity of the polishing layer is high, and 2) there is “stickiness” in the material of the polishing layer itself. It is considered that the specific gravity should be lowered in order to facilitate dressing the surface of the polishing layer, but simply reducing the specific gravity is not preferable because the hardness of the entire polishing pad is lowered and the planarization characteristics are deteriorated. In order to maintain the hardness while reducing the specific gravity, it is conceivable to reduce the molecular weight of the high molecular weight polyol, but in this case, the surface wear of the polishing layer is increased more than necessary, and the life of the polishing pad is increased. There is a tendency that fluffing on the surface of the polishing layer after dressing is shortened or removed immediately at the time of wafer polishing and the polishing rate is reduced.

本発明者らは、ポリウレタン樹脂発泡体の原料であるイソシアネート成分として多量化ジイソシアネートと芳香族ジイソシアネートとを併用することにより、高硬度を維持しつつ材料自体の「ねばり」を低減することができることを見出した。   The inventors of the present invention are able to reduce the “stickiness” of the material itself while maintaining high hardness by using together the dimerized diisocyanate and the aromatic diisocyanate as the isocyanate component that is the raw material of the polyurethane resin foam. I found it.

前記ポリウレタン樹脂発泡体は、多量化ジイソシアネート及び芳香族ジイソシアネートを含有してなるイソシアネート末端プレポリマーと鎖延長剤との反応硬化体であることが好ましい。プレポリマー法によって得られるポリウレタン樹脂発泡体は研磨特性に優れるため好ましい。   The polyurethane resin foam is preferably a reaction cured product of an isocyanate-terminated prepolymer containing a multimerized diisocyanate and an aromatic diisocyanate and a chain extender. A polyurethane resin foam obtained by the prepolymer method is preferable because of its excellent polishing characteristics.

多量化ジイソシアネートと芳香族ジイソシアネートとの含有重量比(前者/後者)は、1/99〜65/35であることが好ましく、より好ましくは5/95〜50/50である。多量化ジイソシアネートの配合割合が1重量%未満の場合には、ポリウレタン樹脂自体の「ねばり」を十分に低減することができないため、研磨層のドレッシング性を十分に向上させることができない。また、イソシアネート成分と鎖延長剤とを反応させた際のポットライフが短くなり、ハンドリング性が悪くなる傾向にある。一方、多量化ジイソシアネートの配合割合が65重量%を超える場合には、ドレス速度が大きくなりすぎて研磨パッドの寿命が短くなりすぎるため好ましくない。   The content weight ratio of the multimerized diisocyanate to the aromatic diisocyanate (the former / the latter) is preferably from 1/99 to 65/35, more preferably from 5/95 to 50/50. When the blending ratio of the multimerized diisocyanate is less than 1% by weight, the “stickiness” of the polyurethane resin itself cannot be sufficiently reduced, so that the dressing property of the polishing layer cannot be sufficiently improved. In addition, the pot life when the isocyanate component and the chain extender are reacted tends to be short, and the handling property tends to be poor. On the other hand, when the blending ratio of the dimerized diisocyanate exceeds 65% by weight, it is not preferable because the dressing speed becomes too high and the life of the polishing pad becomes too short.

本発明においては、前記多量化ジイソシアネートが多量化脂肪族ジイソシアネートであり、前記芳香族ジイソシアネートがトルエンジイソシアネートであることが好ましい。特に、多量化脂肪族ジイソシアネートが多量化ヘキサメチレンジイソシアネートであることが好ましい。これらを用いることにより、ハンドリング性よくポリウレタン樹脂発泡体を製造することができ、かつ研磨速度を低下させることなく平坦化特性及びドレッシング性を向上させることができる。また、前記多量化ジイソシアネートは、ウレタン変性されたものであることが好ましい。ウレタン変性された多量化ジイソシアネートを用いることにより、平坦化特性等の研磨特性を向上させることができる。   In the present invention, the multimerized diisocyanate is preferably a multimerized aliphatic diisocyanate, and the aromatic diisocyanate is preferably toluene diisocyanate. In particular, the multimerized aliphatic diisocyanate is preferably a multimerized hexamethylene diisocyanate. By using these, a polyurethane resin foam can be produced with good handling properties, and the planarization characteristics and dressing properties can be improved without reducing the polishing rate. The multimerized diisocyanate is preferably urethane-modified. By using urethane-modified multimerized diisocyanate, it is possible to improve polishing characteristics such as planarization characteristics.

また、ポリウレタン樹脂発泡体の比重は、0.5〜1.0であることが好ましく、より好ましくは0.7〜0.9である。比重が0.5未満の場合には、研磨層全体の硬度が低下して平坦化特性が悪化したり、研磨層の表面摩耗が必要以上に大きくなって研磨パッドの寿命が短くなったり、ドレッシング後の研磨層表面の毛羽立ちがウエハ研磨時にすぐに除去され研磨速度が小さくなる傾向にある。一方、比重が1.0を超える場合には、研磨層のドレッシング性を十分に向上させることができない。   Moreover, it is preferable that the specific gravity of a polyurethane resin foam is 0.5-1.0, More preferably, it is 0.7-0.9. When the specific gravity is less than 0.5, the hardness of the entire polishing layer is lowered and the planarization characteristics are deteriorated, the surface wear of the polishing layer is increased more than necessary, and the life of the polishing pad is shortened. The fuzz on the surface of the subsequent polishing layer tends to be removed immediately at the time of wafer polishing and the polishing rate tends to decrease. On the other hand, when the specific gravity exceeds 1.0, the dressing property of the polishing layer cannot be sufficiently improved.

また、ポリウレタン樹脂発泡体は、アスカーD硬度が45〜65度であることが好ましく、より好ましくは50〜60度である。アスカーD硬度が45度未満の場合には、被研磨材の平坦性が低下する傾向にある。一方、65度より大きい場合は、平坦性は良好であるが、被研磨材の面内均一性が低下する傾向にある。また、被研磨材の表面にスクラッチが発生しやすくなる。   The polyurethane resin foam preferably has an Asker D hardness of 45 to 65 degrees, more preferably 50 to 60 degrees. When Asker D hardness is less than 45 degrees, the flatness of the material to be polished tends to decrease. On the other hand, when it is larger than 65 degrees, the flatness is good, but the in-plane uniformity of the material to be polished tends to be lowered. In addition, scratches are likely to occur on the surface of the material to be polished.

また、本発明においては、前記ポリウレタン樹脂発泡体が、シリコン系ノニオン界面活性剤を0.05〜10重量%含有することが好ましく、より好ましくは0.5〜5重量%である。シリコン系ノニオン界面活性剤の量が0.05重量%未満の場合には、微細気泡の発泡体が得られない傾向にある。一方、10重量%を超える場合には、該界面活性剤の可塑効果により高硬度のポリウレタン樹脂発泡体を得にくい傾向にある。   Moreover, in this invention, it is preferable that the said polyurethane resin foam contains 0.05-10 weight% of silicon-type nonionic surfactant, More preferably, it is 0.5-5 weight%. When the amount of the silicon-based nonionic surfactant is less than 0.05% by weight, a fine-bubble foam tends to be not obtained. On the other hand, when it exceeds 10% by weight, a polyurethane resin foam having a high hardness tends to be difficult to obtain due to the plasticizing effect of the surfactant.

また本発明の研磨パッドのドレス速度は、4.5〜10μm/minであることが好ましく、より好ましくは5〜8μm/minである。ドレス速度が4.5μm/min未満の場合には、ドレッシング時間の短縮効果が不十分であるため、半導体ウエハの製造効率を向上させることが困難になる。一方、ドレス速度が10μm/minを超える場合には、研磨層の表面摩耗が必要以上に大きくなって研磨パッドの寿命が短くなったり、ドレッシング後の研磨層表面の毛羽立ちがウエハ研磨時にすぐに除去され研磨速度が小さくなる傾向にある。   Further, the dressing speed of the polishing pad of the present invention is preferably 4.5 to 10 μm / min, more preferably 5 to 8 μm / min. When the dressing speed is less than 4.5 μm / min, the effect of shortening the dressing time is insufficient, and it becomes difficult to improve the manufacturing efficiency of the semiconductor wafer. On the other hand, when the dressing speed exceeds 10 μm / min, the surface wear of the polishing layer is increased more than necessary, and the life of the polishing pad is shortened, and fluffing on the surface of the polishing layer after dressing is immediately removed during wafer polishing. Therefore, the polishing rate tends to decrease.

さらに本発明は、前記研磨パッドを用いて半導体ウエハの表面を研磨する工程を含む半導体デバイスの製造方法、に関する。   Furthermore, the present invention relates to a semiconductor device manufacturing method including a step of polishing a surface of a semiconductor wafer using the polishing pad.

本発明の研磨パッドは、微細気泡を有するポリウレタン樹脂発泡体からなる研磨層を有する。本発明の研磨パッドは、前記研磨層のみであってもよく、研磨層と他の層(例えばクッション層など)との積層体であってもよい。   The polishing pad of the present invention has a polishing layer made of a polyurethane resin foam having fine bubbles. The polishing pad of the present invention may be only the polishing layer or a laminate of the polishing layer and another layer (for example, a cushion layer).

ポリウレタン樹脂は耐摩耗性に優れ、原料組成を種々変えることにより所望の物性を有するポリマーを容易に得ることができるため、研磨層の形成材料として特に好ましい材料である。   Polyurethane resin is a particularly preferable material for forming the polishing layer because it has excellent wear resistance and a polymer having desired physical properties can be easily obtained by variously changing the raw material composition.

前記ポリウレタン樹脂は、イソシアネート成分、ポリオール成分(高分子量ポリオール成分、低分子量ポリオール成分)、及び鎖延長剤からなるものである。   The polyurethane resin comprises an isocyanate component, a polyol component (high molecular weight polyol component, low molecular weight polyol component), and a chain extender.

イソシアネート成分としては、多量化ジイソシアネートと芳香族ジイソシアネートとを併用することが必要である。   As the isocyanate component, it is necessary to use a multimerized diisocyanate and an aromatic diisocyanate in combination.

本発明における多量化ジイソシアネートとは、3つ以上のジイソシアネートが付加することにより多量化したイソシアネート変性体又はそれらの混合物である。前記イソシアネート変性体としては、例えば、1)トリメチロールプロパンアダクトタイプ、2)ビュレットタイプ、3)イソシアヌレートタイプなどが挙げられるが、特にイソシアヌレートタイプであることが好ましい。混合物の場合には、前記イソシアネート変性体を50重量%以上含有していることが必要であり、好ましくは60重量%以上である。また、混合物の場合には、三量化ジイソシアネートを25重量%以上含んでいることが好ましく、より好ましくは35重量%以上である。   The multimerized diisocyanate in the present invention is an isocyanate-modified product or a mixture thereof that has been multimerized by adding three or more diisocyanates. Examples of the modified isocyanate include 1) trimethylolpropane adduct type, 2) burette type, and 3) isocyanurate type, with isocyanurate type being particularly preferred. In the case of a mixture, it is necessary that the isocyanate-modified product contains 50% by weight or more, and preferably 60% by weight or more. Moreover, in the case of a mixture, it is preferable that 25 weight% or more of trimerization diisocyanates are contained, More preferably, it is 35 weight% or more.

ジイソシアネートとしては、ポリウレタンの分野において公知の化合物を特に限定なく使用でき、例えば、2,4−トルエンジイソシアネート、2,6−トルエンジイソシアネート、2,2’−ジフェニルメタンジイソシアネート、2,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、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ート、p−フェニレンジイソシアネート、m−フェニレンジイソシアネート、p−キシリレンジイソシアネート、m−キシリレンジイソシアネート等の芳香族ジイソシアネート;エチレンジイソシアネート、2,2,4−トリメチルヘキサ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等の脂肪族ジイソシアネート;1,4−シクロヘキサンジイソシアネート、4,4’−ジシクロへキシルメタンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ノルボルナンジイソシアネート等の脂環式ジイソシアネートが挙げられる。これらは1種で用いてもよく、2種以上を混合しても差し支えない。   As the diisocyanate, a compound known in the field of polyurethane can be used without particular limitation. For example, 2,4-toluene diisocyanate, 2,6-toluene diisocyanate, 2,2′-diphenylmethane diisocyanate, 2,4′-diphenylmethane diisocyanate, Aromatic diisocyanates such as 4,4′-diphenylmethane diisocyanate, 1,5-naphthalene diisocyanate, p-phenylene diisocyanate, m-phenylene diisocyanate, p-xylylene diisocyanate, m-xylylene diisocyanate; ethylene diisocyanate, 2,2,4 -Aliphatic diisocyanates such as trimethylhexamethylene diisocyanate and 1,6-hexamethylene diisocyanate; 1,4-cyclohexanediisocyanate DOO, cyclohexane diisocyanate, 4,4'-dicyclohexyl methane diisocyanate, isophorone diisocyanate, and cycloaliphatic diisocyanates such as norbornane diisocyanate. These may be used alone or in combination of two or more.

本発明において、多量化ジイソシアネートを形成するジイソシアネートとしては、脂肪族ジイソシアネートを用いることが好ましく、特に1,6−ヘキサメチレンジイソシアネートを用いることが好ましい。また、多量化ジイソシアネートは、ウレタン変性、アロファネート変性、及びビュレット変性等の変性化したものであってもよい。   In the present invention, aliphatic diisocyanate is preferably used as the diisocyanate forming the multimerized diisocyanate, and 1,6-hexamethylene diisocyanate is particularly preferably used. The multimerized diisocyanate may be modified by urethane modification, allophanate modification, burette modification or the like.

また本発明において、芳香族ジイソシアネートはトルエンジイソシアネートであることが好ましい。   In the present invention, the aromatic diisocyanate is preferably toluene diisocyanate.

高分子量ポリオール成分としては、ポリテトラメチレンエーテルグリコールに代表されるポリエーテルポリオール、ポリブチレンアジペートに代表されるポリエステルポリオール、ポリカプロラクトンポリオール、ポリカプロラクトンのようなポリエステルグリコールとアルキレンカーボネートとの反応物などで例示されるポリエステルポリカーボネートポリオール、エチレンカーボネートを多価アルコールと反応させ、次いで得られた反応混合物を有機ジカルボン酸と反応させたポリエステルポリカーボネートポリオール、及びポリヒドキシル化合物とアリールカーボネートとのエステル交換反応により得られるポリカーボネートポリオールなどが挙げられる。これらは単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。   Examples of the high molecular weight polyol component include polyether polyols typified by polytetramethylene ether glycol, polyester polyols typified by polybutylene adipate, polycaprolactone polyol, and a reaction product of polyester glycol such as polycaprolactone and alkylene carbonate. Exemplified polyester polycarbonate polyol, polyester polycarbonate polyol obtained by reacting ethylene carbonate with polyhydric alcohol and then reacting the obtained reaction mixture with organic dicarboxylic acid, and polycarbonate obtained by transesterification reaction between polyhydroxyl compound and aryl carbonate A polyol etc. are mentioned. These may be used alone or in combination of two or more.

高分子量ポリオール成分の数平均分子量は特に限定されるものではないが、得られるポリウレタン樹脂の弾性特性等の観点から500〜2000であることが好ましい。数平均分子量が500未満であると、これを用いたポリウレタン樹脂は十分な弾性特性を有さず、脆いポリマーとなる。そのためこのポリウレタン樹脂から製造される研磨パッドは硬くなりすぎ、ウエハ表面のスクラッチの原因となる。また、摩耗しやすくなるため、パッド寿命の観点からも好ましくない。一方、数平均分子量が2000を超えると、これを用いたポリウレタン樹脂は軟らかくなりすぎるため、このポリウレタン樹脂から製造される研磨パッドは平坦化特性に劣る傾向にある。   The number average molecular weight of the high molecular weight polyol component is not particularly limited, but is preferably 500 to 2000 from the viewpoint of the elastic properties of the resulting polyurethane resin. When the number average molecular weight is less than 500, a polyurethane resin using the number average molecular weight does not have sufficient elastic properties and becomes a brittle polymer. Therefore, the polishing pad manufactured from this polyurethane resin becomes too hard and causes scratches on the wafer surface. Moreover, since it becomes easy to wear, it is not preferable from the viewpoint of the pad life. On the other hand, when the number average molecular weight exceeds 2000, a polyurethane resin using the number average molecular weight becomes too soft, and a polishing pad produced from this polyurethane resin tends to have poor planarization characteristics.

ポリオール成分として上述した高分子量ポリオール成分の他に、エチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,4−ビス(2−ヒドロキシエトキシ)ベンゼン、トリメチロールプロパン、グリセリン、1,2,6−ヘキサントリオール、ペンタエリスリトール、テトラメチロールシクロヘキサン、メチルグルコシド、ソルビトール、マンニトール、ズルシトール、スクロース、2,2,6,6−テトラキス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサノール、ジエタノールアミン、N−メチルジエタノールアミン、及びトリエタノールアミン等の低分子量ポリオール成分を併用することができる。また、エチレンジアミン、トリレンジアミン、ジフェニルメタンジアミン、及びジエチレントリアミン等の低分子量ポリアミン成分を併用することもできる。また、モノエタノールアミン、2−(2−アミノエチルアミノ)エタノール、及びモノプロパノールアミン等のアルコールアミンを併用することもできる。これら低分子量ポリオール、低分子量ポリアミン等は1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。低分子量ポリオールや低分子量ポリアミン等の配合量は特に限定されず、製造される研磨パッド(研磨層)に要求される特性により適宜決定されるが、全ポリオール成分の20〜70モル%であることが好ましい。   In addition to the high molecular weight polyol component described above as the polyol component, ethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-propylene glycol, 1,2-butanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol 2,3-butanediol, 1,6-hexanediol, neopentyl glycol, 1,4-cyclohexanedimethanol, 3-methyl-1,5-pentanediol, diethylene glycol, triethylene glycol, 1,4-bis ( 2-hydroxyethoxy) benzene, trimethylolpropane, glycerin, 1,2,6-hexanetriol, pentaerythritol, tetramethylolcyclohexane, methylglucoside, sorbitol, mannitol, dulcitol, sucrose, 2,2,6,6-teto Tetrakis (hydroxymethyl) cyclohexanol, diethanolamine, N- methyldiethanolamine, and can be used in combination a low molecular weight polyol component such as triethanolamine. Moreover, low molecular weight polyamine components such as ethylenediamine, tolylenediamine, diphenylmethanediamine, and diethylenetriamine can be used in combination. Also, alcohol amines such as monoethanolamine, 2- (2-aminoethylamino) ethanol, and monopropanolamine can be used in combination. These low molecular weight polyols and low molecular weight polyamines may be used alone or in combination of two or more. The blending amount of the low molecular weight polyol, the low molecular weight polyamine or the like is not particularly limited, and is appropriately determined depending on the properties required for the polishing pad (polishing layer) to be produced, and is 20 to 70 mol% of the total polyol component. Is preferred.

ポリオール成分中の高分子量ポリオールと低分子量ポリオールの比は、これらから製造される研磨層に要求される特性により決められる。   The ratio of the high molecular weight polyol to the low molecular weight polyol in the polyol component is determined by the properties required for the polishing layer produced therefrom.

ポリウレタン樹脂発泡体をプレポリマー法により製造する場合において、プレポリマーの硬化には鎖延長剤を使用する。鎖延長剤は、少なくとも2個以上の活性水素基を有する有機化合物であり、活性水素基としては、水酸基、第1級もしくは第2級アミノ基、チオール基(SH)等が例示できる。具体的には、4,4’−メチレンビス(o−クロロアニリン)(MOCA)、2,6−ジクロロ−p−フェニレンジアミン、4,4’−メチレンビス(2,3−ジクロロアニリン)、3,5−ビス(メチルチオ)−2,4−トルエンジアミン、3,5−ビス(メチルチオ)−2,6−トルエンジアミン、3,5−ジエチルトルエン−2,4−ジアミン、3,5−ジエチルトルエン−2,6−ジアミン、トリメチレングリコール−ジ−p−アミノベンゾエート、ポリテトラメチレンオキシド−ジ−p−アミノベンゾエート、4,4’−ジアミノ−3,3’,5,5’−テトラエチルジフェニルメタン、4,4’−ジアミノ−3,3’−ジイソプロピル−5,5’−ジメチルジフェニルメタン、4,4’−ジアミノ−3,3’,5,5’−テトライソプロピルジフェニルメタン、1,2−ビス(2−アミノフェニルチオ)エタン、4,4’−ジアミノ−3,3’−ジエチル−5,5’−ジメチルジフェニルメタン、N,N’−ジ−sec−ブチル−4,4’−ジアミノジフェニルメタン、3,3’−ジエチル−4,4’−ジアミノジフェニルメタン、m−キシリレンジアミン、N,N’−ジ−sec−ブチル−p−フェニレンジアミン、m−フェニレンジアミン、及びp−キシリレンジアミン等に例示されるポリアミン類、あるいは、上述した低分子量ポリオール成分や低分子量ポリアミン成分を挙げることができる。これらは1種で用いても、2種以上を混合しても差し支えない。特に、3,5−ビス(メチルチオ)−2,4−トルエンジアミンや3,5−ビス(メチルチオ)−2,6−トルエンジアミンなどの非ハロゲン系芳香族ジアミンを用いることが好ましい。   When a polyurethane resin foam is produced by a prepolymer method, a chain extender is used for curing the prepolymer. The chain extender is an organic compound having at least two active hydrogen groups, and examples of the active hydrogen group include a hydroxyl group, a primary or secondary amino group, and a thiol group (SH). Specifically, 4,4′-methylenebis (o-chloroaniline) (MOCA), 2,6-dichloro-p-phenylenediamine, 4,4′-methylenebis (2,3-dichloroaniline), 3,5 -Bis (methylthio) -2,4-toluenediamine, 3,5-bis (methylthio) -2,6-toluenediamine, 3,5-diethyltoluene-2,4-diamine, 3,5-diethyltoluene-2 , 6-diamine, trimethylene glycol-di-p-aminobenzoate, polytetramethylene oxide-di-p-aminobenzoate, 4,4′-diamino-3,3 ′, 5,5′-tetraethyldiphenylmethane, 4, 4'-diamino-3,3'-diisopropyl-5,5'-dimethyldiphenylmethane, 4,4'-diamino-3,3 ', 5,5'-tetra Sopropyldiphenylmethane, 1,2-bis (2-aminophenylthio) ethane, 4,4′-diamino-3,3′-diethyl-5,5′-dimethyldiphenylmethane, N, N′-di-sec-butyl -4,4'-diaminodiphenylmethane, 3,3'-diethyl-4,4'-diaminodiphenylmethane, m-xylylenediamine, N, N'-di-sec-butyl-p-phenylenediamine, m-phenylenediamine And polyamines exemplified by p-xylylenediamine and the like, or the low molecular weight polyol component and the low molecular weight polyamine component described above. These may be used alone or in combination of two or more. In particular, it is preferable to use non-halogen aromatic diamines such as 3,5-bis (methylthio) -2,4-toluenediamine and 3,5-bis (methylthio) -2,6-toluenediamine.

本発明におけるイソシアネート成分、ポリオール成分、及び鎖延長剤の比は、各々の分子量や研磨パッドの所望物性などにより種々変え得る。所望する研磨特性を有する研磨パッドを得るためには、ポリオール成分と鎖延長剤の合計活性水素基(水酸基+アミノ基)数に対するイソシアネート成分のイソシアネート基数は、0.80〜1.20であることが好ましく、さらに好ましくは0.99〜1.15である。イソシアネート基数が前記範囲外の場合には、硬化不良が生じて要求される比重及び硬度が得られず、研磨特性が低下する傾向にある。   The ratio of the isocyanate component, the polyol component, and the chain extender in the present invention can be variously changed depending on the molecular weight of each, the desired physical properties of the polishing pad, and the like. In order to obtain a polishing pad having desired polishing characteristics, the number of isocyanate groups of the isocyanate component relative to the total number of active hydrogen groups (hydroxyl group + amino group) of the polyol component and the chain extender is 0.80 to 1.20. Is more preferable, and 0.99 to 1.15 is more preferable. When the number of isocyanate groups is outside the above range, curing failure occurs and the required specific gravity and hardness cannot be obtained, and the polishing characteristics tend to be deteriorated.

ポリウレタン樹脂発泡体は、溶融法、溶液法など公知のウレタン化技術を応用して製造することができるが、コスト、作業環境などを考慮した場合、溶融法で製造することが好ましい。   The polyurethane resin foam can be produced by applying a known urethanization technique such as a melting method or a solution method, but is preferably produced by a melting method in consideration of cost, work environment, and the like.

ポリウレタン樹脂発泡体の製造は、プレポリマー法、ワンショット法のどちらでも可能であるが、事前にイソシアネート成分とポリオール成分からイソシアネート末端プレポリマーを合成しておき、これに鎖延長剤を反応させるプレポリマー法が、得られるポリウレタン樹脂の物理的特性が優れており好適である。   The polyurethane resin foam can be produced by either the prepolymer method or the one-shot method. However, an isocyanate-terminated prepolymer is synthesized beforehand from an isocyanate component and a polyol component, and this is reacted with a chain extender. The polymer method is preferred because the resulting polyurethane resin has excellent physical properties.

なお、イソシアネート末端プレポリマーは、分子量が800〜5000程度のものが加工性、物理的特性等が優れており好適である。   As the isocyanate-terminated prepolymer, those having a molecular weight of about 800 to 5000 are preferable because of excellent processability and physical characteristics.

前記ポリウレタン樹脂発泡体の製造は、イソシアネート基含有化合物を含む第1成分、及び活性水素基含有化合物を含む第2成分を混合して硬化させるものである。プレポリマー法では、イソシアネート末端プレポリマーがイソシアネート基含有化合物となり、鎖延長剤が活性水素基含有化合物となる。ワンショット法では、イソシアネート成分がイソシアネート基含有化合物となり、鎖延長剤及びポリオール成分が活性水素基含有化合物となる。   In the production of the polyurethane resin foam, a first component containing an isocyanate group-containing compound and a second component containing an active hydrogen group-containing compound are mixed and cured. In the prepolymer method, the isocyanate-terminated prepolymer becomes an isocyanate group-containing compound, and the chain extender becomes an active hydrogen group-containing compound. In the one-shot method, the isocyanate component becomes an isocyanate group-containing compound, and the chain extender and the polyol component become active hydrogen group-containing compounds.

ポリウレタン樹脂発泡体の製造方法としては、中空ビーズを添加させる方法、機械的発泡法、化学的発泡法などが挙げられる。   Examples of the method for producing a polyurethane resin foam include a method of adding hollow beads, a mechanical foaming method, and a chemical foaming method.

特に、ポリアルキルシロキサンとポリエーテルの共重合体であって活性水素基を有しないシリコン系界面活性剤を使用した機械的発泡法が好ましい。かかるシリコン系ノニオン界面活性剤としては、L−5340(日本ユニカ製)等が好適な化合物として例示される。   In particular, a mechanical foaming method using a silicone surfactant which is a copolymer of polyalkylsiloxane and polyether and does not have an active hydrogen group is preferable. As such a silicon-based nonionic surfactant, L-5340 (manufactured by Nippon Unica) and the like are exemplified as a suitable compound.

なお、必要に応じて、酸化防止剤等の安定剤、滑剤、顔料、充填剤、帯電防止剤、その他の添加剤を加えてもよい。   In addition, you may add stabilizers, such as antioxidant, a lubricant, a pigment, a filler, an antistatic agent, and another additive as needed.

研磨パッド(研磨層)を構成する微細気泡タイプのポリウレタン樹脂発泡体を製造する方法の例について以下に説明する。かかるポリウレタン樹脂発泡体の製造方法は、以下の工程を有する。
1)イソシアネート末端プレポリマーの気泡分散液を作製する発泡工程
イソシアネート末端プレポリマー(第1成分)にシリコン系ノニオン界面活性剤を添加し、非反応性気体の存在下で撹拌し、非反応性気体を微細気泡として分散させて気泡分散液とする。前記プレポリマーが常温で固体の場合には適宜の温度に予熱し、溶融して使用する。
2)硬化剤(鎖延長剤)混合工程
上記の気泡分散液に鎖延長剤(第2成分)を添加、混合、撹拌して発泡反応液とする。
3)注型工程
上記の発泡反応液を金型に流し込む。
4)硬化工程
金型に流し込まれた発泡反応液を加熱し、反応硬化させる。
An example of a method for producing a fine cell type polyurethane resin foam constituting the polishing pad (polishing layer) will be described below. The manufacturing method of this polyurethane resin foam has the following processes.
1) Foaming process for producing a cell dispersion of isocyanate-terminated prepolymer A silicon-based nonionic surfactant is added to the isocyanate-terminated prepolymer (first component), and the mixture is stirred in the presence of a non-reactive gas to produce a non-reactive gas. Is dispersed as fine bubbles to obtain a bubble dispersion. When the prepolymer is solid at normal temperature, it is preheated to an appropriate temperature and melted before use.
2) Curing Agent (Chain Extender) Mixing Step A chain extender (second component) is added to the above cell dispersion, mixed and stirred to obtain a foaming reaction solution.
3) Casting process The above foaming reaction liquid is poured into a mold.
4) Curing process The foaming reaction liquid poured into the mold is heated and reacted and cured.

前記微細気泡を形成するために使用される非反応性気体としては、可燃性でないものが好ましく、具体的には窒素、酸素、炭酸ガス、ヘリウムやアルゴン等の希ガスやこれらの混合気体が例示され、乾燥して水分を除去した空気の使用がコスト的にも最も好ましい。   As the non-reactive gas used to form the fine bubbles, non-flammable gases are preferable, and specific examples include nitrogen, oxygen, carbon dioxide, rare gases such as helium and argon, and mixed gases thereof. In view of cost, it is most preferable to use air that has been dried to remove moisture.

非反応性気体を微細気泡状にしてシリコン系ノニオン界面活性剤を含む第1成分に分散させる撹拌装置としては、公知の撹拌装置は特に限定なく使用可能であり、具体的にはホモジナイザー、ディゾルバー、2軸遊星型ミキサー(プラネタリーミキサー)等が例示される。撹拌装置の撹拌翼の形状も特に限定されないが、ホイッパー型の撹拌翼の使用にて微細気泡が得られ好ましい。   As the stirring device for dispersing the non-reactive gas in the form of fine bubbles and dispersing in the first component containing the silicon-based nonionic surfactant, a known stirring device can be used without particular limitation. Specifically, a homogenizer, a dissolver, A two-axis planetary mixer (planetary mixer) is exemplified. The shape of the stirring blade of the stirring device is not particularly limited, but it is preferable to use a whipper type stirring blade because fine bubbles can be obtained.

なお、発泡工程において気泡分散液を作成する撹拌と、混合工程における鎖延長剤を添加して混合する撹拌は、異なる撹拌装置を使用することも好ましい態様である。特に混合工程における撹拌は気泡を形成する撹拌でなくてもよく、大きな気泡を巻き込まない撹拌装置の使用が好ましい。このような撹拌装置としては、遊星型ミキサーが好適である。発泡工程と混合工程の撹拌装置を同一の撹拌装置を使用しても支障はなく、必要に応じて撹拌翼の回転速度を調整する等の撹拌条件の調整を行って使用することも好適である。   In addition, it is also a preferable aspect to use a different stirring apparatus for the stirring which produces a cell dispersion in a foaming process, and the stirring which adds and mixes the chain extender in a mixing process. In particular, the stirring in the mixing step may not be stirring that forms bubbles, and it is preferable to use a stirring device that does not involve large bubbles. As such an agitator, a planetary mixer is suitable. There is no problem even if the same stirring device is used as the stirring device for the foaming step and the mixing step, and it is also preferable to adjust the stirring conditions such as adjusting the rotation speed of the stirring blade as necessary. .

ポリウレタン樹脂発泡体の製造方法においては、発泡反応液を型に流し込んで流動しなくなるまで反応した発泡体を、加熱、ポストキュアすることは、発泡体の物理的特性を向上させる効果があり、極めて好適である。金型に発泡反応液を流し込んで直ちに加熱オーブン中に入れてポストキュアを行う条件としてもよく、そのような条件下でもすぐに反応成分に熱が伝達されないので、気泡径が大きくなることはない。硬化反応は、常圧で行うことが気泡形状が安定するために好ましい。   In the method for producing a polyurethane resin foam, heating and post-curing the foam that has reacted until the foaming reaction liquid is poured into the mold and no longer flows has the effect of improving the physical properties of the foam. Is preferred. The foam reaction solution may be poured into the mold and immediately put into a heating oven for post cure, and heat is not immediately transferred to the reaction components under such conditions, so the bubble size does not increase. . The curing reaction is preferably performed at normal pressure because the bubble shape is stable.

ポリウレタン樹脂発泡体において、第3級アミン系等の公知のポリウレタン反応を促進する触媒を使用してもかまわない。触媒の種類、添加量は、混合工程後、所定形状の型に流し込む流動時間を考慮して選択する。   In the polyurethane resin foam, a known catalyst that promotes a polyurethane reaction such as tertiary amine may be used. The type and addition amount of the catalyst are selected in consideration of the flow time for pouring into a mold having a predetermined shape after the mixing step.

ポリウレタン樹脂発泡体の製造は、各成分を計量して容器に投入し、撹拌するバッチ方式であっても、また撹拌装置に各成分と非反応性気体を連続して供給して撹拌し、気泡分散液を送り出して成形品を製造する連続生産方式であってもよい。   Polyurethane resin foam can be manufactured by batch feeding each component into a container and stirring, or by continuously supplying each component and non-reactive gas to the stirring device and stirring, It may be a continuous production method in which a dispersion is sent out to produce a molded product.

また、ポリウレタン樹脂発泡体の原料となるプレポリマーを反応容器に入れ、その後鎖延長剤を投入、撹拌後、所定の大きさの注型に流し込みブロックを作製し、そのブロックを鉋状、あるいはバンドソー状のスライサーを用いてスライスする方法、又は前述の注型の段階で、薄いシート状にしても良い。また、原料となる樹脂を溶解し、Tダイから押し出し成形して直接シート状のポリウレタン樹脂発泡体を得ても良い。   In addition, the prepolymer that is the raw material of the polyurethane resin foam is placed in a reaction vessel, and then a chain extender is added and stirred, and then poured into a casting mold of a predetermined size to produce a block, and the block is shaped like a bowl or a band saw. In the method of slicing using a slicer, or in the above-described casting step, a thin sheet may be used. Alternatively, a raw material resin may be dissolved and extruded from a T-die to directly obtain a sheet-like polyurethane resin foam.

前記ポリウレタン樹脂発泡体の平均気泡径は、30〜80μmであることが好ましく、より好ましくは30〜60μmである。この範囲から逸脱する場合は、研磨速度が低下したり、研磨後の被研磨材(ウエハ)のプラナリティ(平坦性)が低下する傾向にある。   The average cell diameter of the polyurethane resin foam is preferably 30 to 80 μm, more preferably 30 to 60 μm. When deviating from this range, the polishing rate tends to decrease, or the planarity of the polished material (wafer) after polishing tends to decrease.

本発明の研磨パッド(研磨層)の被研磨材と接触する研磨表面は、スラリーを保持・更新するための凹凸構造を有する。発泡体からなる研磨層は、研磨表面に多くの開口を有し、スラリーを保持・更新する働きを持っているが、研磨表面に凹凸構造を形成することにより、スラリーの保持と更新をさらに効率よく行うことができ、また被研磨材との吸着による被研磨材の破壊を防ぐことができる。凹凸構造は、スラリーを保持・更新する形状であれば特に限定されるものではなく、例えば、XY格子溝、同心円状溝、貫通孔、貫通していない穴、多角柱、円柱、螺旋状溝、偏心円状溝、放射状溝、及びこれらの溝を組み合わせたものが挙げられる。また、これらの凹凸構造は規則性のあるものが一般的であるが、スラリーの保持・更新性を望ましいものにするため、ある範囲ごとに溝ピッチ、溝幅、溝深さ等を変化させることも可能である。   The polishing surface of the polishing pad (polishing layer) of the present invention that comes into contact with the material to be polished has a concavo-convex structure for holding and renewing the slurry. The polishing layer made of foam has many openings on the polishing surface and has the function of holding and updating the slurry. By forming a concavo-convex structure on the polishing surface, the slurry can be held and updated more efficiently. It can be performed well, and destruction of the material to be polished due to adsorption with the material to be polished can be prevented. The concavo-convex structure is not particularly limited as long as it is a shape that holds and renews the slurry. Examples include eccentric circular grooves, radial grooves, and combinations of these grooves. In addition, these uneven structures are generally regular, but in order to make the slurry retention and renewability desirable, the groove pitch, groove width, groove depth, etc. should be changed for each range. Is also possible.

前記凹凸構造の作製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 method for producing the concavo-convex structure is not particularly limited. For example, a method of machine cutting using a jig such as a tool of a predetermined size, pouring a resin into a mold having a predetermined surface shape, and curing. Using a press plate having a predetermined surface shape, a method of producing a resin by pressing, a method of producing using photolithography, a method of producing using a printing technique, a carbon dioxide laser, etc. Examples include a manufacturing method using laser light.

研磨層の厚みは特に限定されるものではないが、通常0.8〜4mm程度であり、1.5〜2.5mmであることが好ましい。前記厚みの研磨層を作製する方法としては、前記微細発泡体のブロックをバンドソー方式やカンナ方式のスライサーを用いて所定厚みにする方法、所定厚みのキャビティーを持った金型に樹脂を流し込み硬化させる方法、及びコーティング技術やシート成形技術を用いた方法などが挙げられる。   The thickness of the polishing layer is not particularly limited, but is usually about 0.8 to 4 mm, and preferably 1.5 to 2.5 mm. As a method for producing the polishing layer having the above thickness, a method in which the block of the fine foam is made to have a predetermined thickness using a band saw type or canna type slicer, a resin is poured into a mold having a cavity having a predetermined thickness, and curing is performed. And a method using a coating technique or a sheet forming technique.

また、前記研磨層の厚みバラツキは100μm以下であることが好ましい。厚みバラツキが100μmを越えるものは、研磨層に大きなうねりを持ったものとなり、被研磨材に対する接触状態が異なる部分ができ、研磨特性に悪影響を与える。また、研磨層の厚みバラツキを解消するため、一般的には、研磨初期に研磨層表面をダイヤモンド砥粒を電着、融着させたドレッサーを用いてドレッシングするが、上記範囲を超えたものは、ドレッシング時間が長くなり、生産効率を低下させるものとなる。   The thickness variation of the polishing layer is preferably 100 μm or less. When the thickness variation exceeds 100 μm, the polishing layer has a large waviness, and there are portions where the contact state with the material to be polished is different, which adversely affects the polishing characteristics. In order to eliminate the thickness variation of the polishing layer, in general, the surface of the polishing layer is dressed with a dresser in which diamond abrasive grains are electrodeposited and fused in the initial stage of polishing. As a result, the dressing time becomes longer and the production efficiency is lowered.

研磨層の厚みのバラツキを抑える方法としては、所定厚みにスライスした研磨シート表面をバフィングする方法が挙げられる。また、バフィングする際には、粒度などが異なる研磨材で段階的に行うことが好ましい。   Examples of a method for suppressing the variation in the thickness of the polishing layer include a method of buffing the surface of the polishing sheet sliced to a predetermined thickness. Moreover, when buffing, it is preferable to carry out stepwise with abrasives having different particle sizes.

本発明の研磨パッドは、前記研磨層とクッションシートとを貼り合わせたものであってもよい。   The polishing pad of the present invention may be a laminate of the polishing layer and a cushion sheet.

前記クッションシート(クッション層)は、研磨層の特性を補うものである。クッションシートは、CMPにおいて、トレードオフの関係にあるプラナリティとユニフォーミティの両者を両立させるために必要なものである。プラナリティとは、パターン形成時に発生する微小凹凸のある被研磨材を研磨した時のパターン部の平坦性をいい、ユニフォーミティとは、被研磨材全体の均一性をいう。研磨層の特性によって、プラナリティを改善し、クッションシートの特性によってユニフォーミティを改善する。本発明の研磨パッドにおいては、クッションシートは研磨層より柔らかいものを用いることが好ましい。   The cushion sheet (cushion layer) supplements the characteristics of the polishing layer. The cushion sheet is necessary for achieving both planarity and uniformity in a trade-off relationship in CMP. Planarity refers to the flatness of a pattern portion when a material having fine irregularities generated during pattern formation is polished, and uniformity refers to the uniformity of the entire material to be polished. The planarity is improved by the characteristics of the polishing layer, and the uniformity is improved by the characteristics of the cushion sheet. In the polishing pad of the present invention, it is preferable to use a cushion sheet that is softer than the polishing layer.

前記クッションシートとしては、例えば、ポリエステル不織布、ナイロン不織布、アクリル不織布などの繊維不織布やポリウレタンを含浸したポリエステル不織布のような樹脂含浸不織布、ポリウレタンフォーム、ポリエチレンフォームなどの高分子樹脂発泡体、ブタジエンゴム、イソプレンゴムなどのゴム性樹脂、感光性樹脂などが挙げられる。   Examples of the cushion sheet include a fiber nonwoven fabric such as a polyester nonwoven fabric, a nylon nonwoven fabric, and an acrylic nonwoven fabric, a resin-impregnated nonwoven fabric such as a polyester nonwoven fabric impregnated with polyurethane, a polymer resin foam such as polyurethane foam and polyethylene foam, a butadiene rubber, Examples thereof include rubber resins such as isoprene rubber and photosensitive resins.

研磨層とクッションシートとを貼り合わせる手段としては、例えば、研磨層とクッションシートとを両面テープで挟みプレスする方法が挙げられる。   Examples of means for attaching the polishing layer and the cushion sheet include a method of pressing the polishing layer and the cushion sheet with a double-sided tape.

前記両面テープは、不織布やフィルム等の基材の両面に接着層を設けた一般的な構成を有するものである。クッションシートへのスラリーの浸透等を防ぐことを考慮すると、基材にフィルムを用いることが好ましい。また、接着層の組成としては、例えば、ゴム系接着剤やアクリル系接着剤等が挙げられる。金属イオンの含有量を考慮すると、アクリル系接着剤は、金属イオン含有量が少ないため好ましい。また、研磨層とクッションシートは組成が異なることもあるため、両面テープの各接着層の組成を異なるものとし、各層の接着力を適正化することも可能である。   The double-sided tape has a general configuration in which adhesive layers are provided on both sides of a substrate such as a nonwoven fabric or a film. In consideration of preventing the penetration of the slurry into the cushion sheet, it is preferable to use a film for the substrate. Examples of the composition of the adhesive layer include rubber adhesives and acrylic adhesives. Considering the content of metal ions, an acrylic adhesive is preferable because the metal ion content is low. In addition, since the composition of the polishing layer and the cushion sheet may be different, the composition of each adhesive layer of the double-sided tape can be made different so that the adhesive force of each layer can be optimized.

本発明の研磨パッドは、プラテンと接着する面に両面テープが設けられていてもよい。該両面テープとしては、上述と同様に基材の両面に接着層を設けた一般的な構成を有するものを用いることができる。基材としては、例えば不織布やフィルム等が挙げられる。研磨パッドの使用後のプラテンからの剥離を考慮すれば、基材にフィルムを用いることが好ましい。また、接着層の組成としては、例えば、ゴム系接着剤やアクリル系接着剤等が挙げられる。金属イオンの含有量を考慮すると、アクリル系接着剤は、金属イオン含有量が少ないため好ましい。   The polishing pad of the present invention may be provided with a double-sided tape on the surface to be bonded to the platen. As the double-sided tape, a tape having a general configuration in which an adhesive layer is provided on both surfaces of a base material can be used as described above. As a base material, a nonwoven fabric, a film, etc. are mentioned, for example. In consideration of peeling from the platen after use of the polishing pad, it is preferable to use a film for the substrate. Examples of the composition of the adhesive layer include rubber adhesives and acrylic adhesives. Considering the content of metal ions, an acrylic adhesive is preferable because the metal ion content is low.

半導体デバイスは、前記研磨パッドを用いて半導体ウエハの表面を研磨する工程を経て製造される。半導体ウエハとは、一般にシリコンウエハ上に配線金属及び酸化膜を積層したものである。半導体ウエハの研磨方法、研磨装置は特に制限されず、例えば、図1に示すように研磨パッド(研磨層)1を支持する研磨定盤2と、半導体ウエハ4を支持する支持台(ポリシングヘッド)5とウエハへの均一加圧を行うためのバッキング材と、研磨剤3の供給機構を備えた研磨装置などを用いて行われる。研磨パッド1は、例えば、両面テープで貼り付けることにより、研磨定盤2に装着される。研磨定盤2と支持台5とは、それぞれに支持された研磨パッド1と半導体ウエハ4が対向するように配置され、それぞれに回転軸6、7を備えている。また、支持台5側には、半導体ウエハ4を研磨パッド1に押し付けるための加圧機構が設けてある。研磨に際しては、研磨定盤2と支持台5とを回転させつつ半導体ウエハ4を研磨パッド1に押し付け、スラリーを供給しながら研磨を行う。スラリーの流量、研磨荷重、研磨定盤回転数、及びウエハ回転数は特に制限されず、適宜調整して行う。   The semiconductor device is manufactured through a step of polishing the surface of the semiconductor wafer using the polishing pad. A semiconductor wafer is generally a laminate of a wiring metal and an oxide film on a silicon wafer. The method and apparatus for polishing the semiconductor wafer are not particularly limited. For example, as shown in FIG. 1, a polishing surface plate 2 that supports a polishing pad (polishing layer) 1 and a support table (polishing head) that supports the semiconductor wafer 4. 5 and a polishing apparatus equipped with a backing material for uniformly pressing the wafer and a supply mechanism of the abrasive 3. The polishing pad 1 is attached to the polishing surface plate 2 by attaching it with a double-sided tape, for example. The polishing surface plate 2 and the support base 5 are disposed so that the polishing pad 1 and the semiconductor wafer 4 supported on each of the polishing surface plate 2 and the support table 5 face each other, and are provided with rotating shafts 6 and 7 respectively. Further, a pressurizing mechanism for pressing the semiconductor wafer 4 against the polishing pad 1 is provided on the support base 5 side. In polishing, the semiconductor wafer 4 is pressed against the polishing pad 1 while rotating the polishing surface plate 2 and the support base 5, and polishing is performed while supplying slurry. The flow rate of the slurry, the polishing load, the polishing platen rotation speed, and the wafer rotation speed are not particularly limited and are appropriately adjusted.

これにより半導体ウエハ4の表面の突出した部分が除去されて平坦状に研磨される。その後、ダイシング、ボンディング、パッケージング等することにより半導体デバイスが製造される。半導体デバイスは、演算処理装置やメモリー等に用いられる。   As a result, the protruding portion of the surface of the semiconductor wafer 4 is removed and polished flat. Thereafter, a semiconductor device is manufactured by dicing, bonding, packaging, or the like. The semiconductor device is used for an arithmetic processing device, a memory, and the like.

以下、本発明を実施例を上げて説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

[測定、評価方法]
(数平均分子量の測定)
数平均分子量は、GPC(ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィ)にて測定し、標準ポリスチレンにより換算した。
GPC装置:島津製作所製、LC−10A
カラム:Polymer Laboratories社製、(PLgel、5μm、500Å)、(PLgel、5μm、100Å)、及び(PLgel、5μm、50Å)の3つのカラムを連結して使用
流量:1.0ml/min
濃度:1.0g/l
注入量:40μl
カラム温度:40℃
溶離液:テトラヒドロフラン
[Measurement and evaluation methods]
(Measurement of number average molecular weight)
The number average molecular weight was measured by GPC (gel permeation chromatography) and converted by standard polystyrene.
GPC device: manufactured by Shimadzu Corporation, LC-10A
Column: Polymer Laboratories, (PLgel, 5 μm, 500 mm), (PLgel, 5 μm, 100 mm), and (PLgel, 5 μm, 50 mm) connected to three columns, flow rate: 1.0 ml / min
Concentration: 1.0 g / l
Injection volume: 40 μl
Column temperature: 40 ° C
Eluent: Tetrahydrofuran

(多量化ジイソシアネートの含有率測定)
多量化ジイソシアネートの含有率は、GPCにて測定し、標準PPGにより換算した数平均分子量とそのピーク面積比から算出した。
GPC装置:島津製作所製、LC−10A
カラム:Polymer Laboratories社製(PLgel、3μm、ミックスE)を2本連結して使用
流量:0.7ml/min
濃度:2.0g/l
注入量:40μl
カラム温度:40℃
溶離液:テトラヒドロフラン
(Measurement of content of dimerized diisocyanate)
The content of the multimerized diisocyanate was measured by GPC and calculated from the number average molecular weight converted by standard PPG and the peak area ratio.
GPC device: manufactured by Shimadzu Corporation, LC-10A
Column: Two Polymer Laboratories (PLgel, 3 μm, Mix E) are connected and used Flow rate: 0.7 ml / min
Concentration: 2.0 g / l
Injection volume: 40 μl
Column temperature: 40 ° C
Eluent: Tetrahydrofuran

(平均気泡径測定)
作製したポリウレタン樹脂発泡体を厚み1mm以下になるべく薄くミクロトームカッターで平行に切り出したものを平均気泡径測定用試料とした。試料をスライドガラス上に固定し、SEM(S−3500N、日立サイエンスシステムズ(株))を用いて100倍で観察した。得られた画像を画像解析ソフト(WinRoof、三谷商事(株))を用いて、任意範囲の全気泡径を測定し、平均気泡径を算出した。
(Average bubble diameter measurement)
A sample obtained by cutting the produced polyurethane resin foam in parallel with a microtome cutter as thin as possible to a thickness of 1 mm or less was used as a sample for measuring the average cell diameter. The sample was fixed on a slide glass and observed at 100 times using SEM (S-3500N, Hitachi Science Systems, Ltd.). Using the image analysis software (WinRoof, Mitani Shoji Co., Ltd.) for the obtained image, the total bubble diameter in an arbitrary range was measured, and the average bubble diameter was calculated.

(比重測定)
JIS Z8807−1976に準拠して行った。作製したポリウレタン樹脂発泡体を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、比重を測定した。
(Specific gravity measurement)
This was performed according to JIS Z8807-1976. The produced polyurethane resin foam was cut into a 4 cm × 8.5 cm strip (thickness: arbitrary) and used as a sample for measuring specific gravity, and allowed to stand for 16 hours in an environment of temperature 23 ° C. ± 2 ° C. and humidity 50% ± 5%. I put it. The specific gravity was measured using a hydrometer (manufactured by Sartorius).

(硬度測定)
JIS K6253−1997に準拠して行った。作製したポリウレタン樹脂発泡体を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 measurement)
This was performed in accordance with JIS K6253-1997. The produced polyurethane resin foam was cut into a size of 2 cm × 2 cm (thickness: arbitrary) and used as a sample for hardness measurement, and was 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 (manufactured by Kobunshi Keiki Co., Ltd., Asker D type hardness meter).

(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。研磨速度は、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)を研磨中に流量150ml/min添加した。研磨荷重としては350g/cm、研磨定盤回転数35rpm、ウエハ回転数30rpmとした。
(Evaluation of polishing characteristics)
Using SPP600S (manufactured by Okamoto Machine Tool Co., Ltd.) as a polishing apparatus, polishing characteristics were evaluated using the prepared polishing pad. 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 the polishing conditions, silica slurry (SS12 Cabot) was added as a slurry at a flow rate of 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.

平坦化特性の評価では、8インチシリコンウエハに熱酸化膜を0.5μm堆積させた後、所定のパターニングを行った後、p−TEOSにて酸化膜を1μm堆積させ、初期段差0.5μmのパターン付きウエハを作製し、このウエハを前述条件にて研磨を行い、研磨後、各段差を測定し平坦化特性を評価した。   In the evaluation of the planarization characteristics, after depositing a thermal oxide film of 0.5 μm on an 8-inch silicon wafer and performing predetermined patterning, an oxide film of 1 μm is deposited by p-TEOS, and an initial step of 0.5 μm is formed. A wafer with a pattern was prepared, this wafer was polished under the above-mentioned conditions, and after polishing, each step was measured to evaluate the planarization characteristics.

平坦化特性としては2つの段差を測定した。一つはローカル段差であり、これは幅270μmのラインが30μmのスペースで並んだパターンにおける段差であり、1分後の段差を測定した。もう一つは削れ量であり、幅270μmのラインが30μmのスペースで並んだパターンと幅30μmのラインが270μmのスペースで並んだパターンにおいて、上記の2種のパターンのライン上部の段差が2000Å以下になるときの270μmのスペースの削れ量を測定した。ローカル段差の数値が低いとウエハ上のパターン依存により発生した酸化膜の凹凸に対し、ある時間において平坦になる速度が速いことを示す。また、スペースの削れ量が少ないと削れて欲しくない部分の削れ量が少なく平坦性が高いことを示す。   Two steps were measured as the flattening characteristics. One is a local step, which is a step in a pattern in which lines having a width of 270 μm are arranged in a space of 30 μm, and the step after one minute was measured. The other is the amount of scraping. In the pattern in which lines with a width of 270 μm are arranged in a space of 30 μm and the pattern in which lines with a width of 30 μm are arranged in a space of 270 μm, the level difference between the above two patterns is 2000 mm or less. The amount of scraping of the 270 μm space was measured. When the numerical value of the local step is low, it indicates that the flattening speed in a certain time is high with respect to the unevenness of the oxide film caused by the pattern dependence on the wafer. Further, when the amount of scraping of the space is small, the amount of shaving of the portion that is not desired to be shaved is small and the flatness is high.

(ドレス速度の測定)
作製した研磨パッドの表面をダイヤモンドドレッサー(旭ダイヤモンド社製、Mタイプ#100、20cmφ円形)を用いて回転させながら均一にドレッシングした。この時のドレッサー荷重は450g/cm、研磨定盤回転数は30rpm、ドレッサー回転数は15rpm、ドレス時間は100minとした。そして、ドレス前後の研磨パッドの厚さからドレス速度を算出した。
(Dressing speed measurement)
The surface of the prepared polishing pad was uniformly dressed while being rotated using a diamond dresser (Asahi Diamond Co., Ltd., M type # 100, 20 cmφ circle). The dresser load at this time was 450 g / cm 2 , the polishing platen rotation speed was 30 rpm, the dresser rotation speed was 15 rpm, and the dressing time was 100 min. Then, the dressing speed was calculated from the thickness of the polishing pad before and after the dressing.

実施例1
容器にトルエンジイソシアネート(2,4−体/2,6−体=80/20の混合物、以下、TDIと略す)1206重量部、多量化1,6−ヘキサメチレンジイソシアネートのウレタン変性体(日本ポリウレタン社製、コロネートHX、イソシアヌレートタイプ、三量体:42重量%、五量体:27重量%、七量体:13重量%)253重量部、数平均分子量1018のポリテトラメチレンエーテルグリコール(以下、PTMGと略す)1954重量部、ジエチレングリコール(以下、DEGと略す)188重量部を入れ、70℃で4時間反応させてイソシアネート末端プレポリマーAを得た。なお、コロネートHX/TDI(重量比)は17/83である。
該プレポリマーA100重量部及びシリコン系ノニオン界面活性剤(日本ユニカ社製、L−5340)3重量部を重合容器内に加えて混合し、80℃に調整して減圧脱泡した。その後、撹拌翼を用いて、回転数900rpmで反応系内に気泡を取り込むように激しく約4分間撹拌を行った。そこへ予め120℃に溶融した4,4’−メチレンビス(o−クロロアニリン)(以下、MOCAと略す)26重量部を添加した。該混合液を約1分間撹拌した後、パン型のオープンモールド(注型容器)へ流し込んだ。この混合液の流動性がなくなった時点でオーブン内に入れ、100℃で16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。
約80℃に加熱した前記ポリウレタン樹脂発泡体ブロックをスライサー(アミテック社製、VGW−125)を使用してスライスし、ポリウレタン樹脂発泡体シートを得た。次に、バフ機(アミテック社製)を使用して、厚さ1.27mmになるまで該シートの表面バフ処理をし、厚み精度を整えたシートとした。このバフ処理をしたシートを直径61cmの大きさで打ち抜き、溝加工機(テクノ社製)を用いて表面に溝幅0.25mm、溝ピッチ1.50mm、溝深さ0.40mmの同心円状の溝加工を行い研磨シート(研磨層)を得た。この研磨シートの溝加工面と反対側の面にラミ機を使用して、両面テープ(積水化学工業社製、ダブルタックテープ)を貼りつけた。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)の表面をバフ処理し、それを前記両面テープにラミ機を使用して貼り合わせた。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わせて研磨パッドを作製した。
Example 1
1206 parts by weight of toluene diisocyanate (mixture of 2,4-isomer / 2,6-isomer = 80/20, hereinafter abbreviated as TDI) in a container, urethane modified product of multimerized 1,6-hexamethylene diisocyanate (Nippon Polyurethane Co., Ltd.) Manufactured, Coronate HX, isocyanurate type, trimer: 42 wt%, pentamer: 27 wt%, heptamer: 13 wt%) 253 parts by weight, number average molecular weight 1018 polytetramethylene ether glycol (hereinafter, 1954 parts by weight of PTMG) and 188 parts of diethylene glycol (hereinafter abbreviated as DEG) were added and reacted at 70 ° C. for 4 hours to obtain isocyanate-terminated prepolymer A. Coronate HX / TDI (weight ratio) is 17/83.
100 parts by weight of the prepolymer A and 3 parts by weight of a silicon-based nonionic surfactant (manufactured by Nippon Unika Co., Ltd., L-5340) were added to the polymerization vessel, mixed, adjusted to 80 ° C. and degassed under reduced pressure. Then, it stirred vigorously for about 4 minutes so that a bubble might be taken in in a reaction system with the rotation speed of 900 rpm using the stirring blade. 26 parts by weight of 4,4′-methylenebis (o-chloroaniline) (hereinafter abbreviated as MOCA) previously melted at 120 ° C. was added thereto. The mixed solution was stirred for about 1 minute and then poured into a pan-shaped open mold (casting container). When the fluidity of the mixed solution disappeared, it was placed in an oven and post-cured at 100 ° C. for 16 hours to obtain a polyurethane resin foam block.
The polyurethane resin foam block heated to about 80 ° C. was sliced using a slicer (manufactured by Amitech, VGW-125) to obtain a polyurethane resin foam sheet. Next, using a buffing machine (Amitech Co., Ltd.), the surface of the sheet was buffed to a thickness of 1.27 mm to obtain a sheet with an adjusted thickness accuracy. The buffed sheet is punched out with a diameter of 61 cm, and a concentric circle having a groove width of 0.25 mm, a groove pitch of 1.50 mm, and a groove depth of 0.40 mm on the surface using a groove processing machine (manufactured by Techno). Groove processing was performed to obtain a polishing sheet (polishing layer). A double-sided tape (manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd., double tack tape) was applied to the surface of the polishing sheet opposite to the grooved surface using a laminator. Furthermore, the surface of the cushion sheet (Toray Industries, Inc., polyethylene foam, Torepef, thickness 0.8 mm) subjected to corona treatment was buffed and bonded to the double-sided tape using a laminator. Further, a double-sided tape was attached to the other surface of the cushion sheet using a laminator to prepare a polishing pad.

実施例2
容器にTDIを1063重量部、コロネートHXを471重量部、PTMGを1885重量部、DEGを181重量部入れ、70℃で4時間反応させてイソシアネート末端プレポリマーBを得た。なお、コロネートHX/TDI(重量比)は31/69である。
実施例1において、イソシアネート末端プレポリマーAの代わりにイソシアネート末端プレポリマーBを用い、MOCAの添加量を26重量部から27重量部に変更した以外は実施例1と同様の方法で研磨パッドを作製した。
Example 2
The container was charged with 1063 parts by weight of TDI, 471 parts by weight of Coronate HX, 1885 parts by weight of PTMG, and 181 parts by weight of DEG, and reacted at 70 ° C. for 4 hours to obtain an isocyanate-terminated prepolymer B. Coronate HX / TDI (weight ratio) is 31/69.
A polishing pad was produced in the same manner as in Example 1 except that isocyanate-terminated prepolymer B was used instead of isocyanate-terminated prepolymer A and MOCA was added from 27 parts by weight to 27 parts by weight. did.

実施例3
容器にTDIを882重量部、コロネートHXを879重量部、PTMGを1678重量部、DEGを161重量部入れ、70℃で4時間反応させてイソシアネート末端プレポリマーCを得た。なお、コロネートHX/TDI(重量比)は50/50である。
実施例1において、イソシアネート末端プレポリマーAの代わりにイソシアネート末端プレポリマーCを用い、MOCAの添加量を26重量部から28重量部に変更した以外は実施例1と同様の方法で研磨パッドを作製した。
Example 3
882 parts by weight of TDI, 879 parts by weight of coronate HX, 1678 parts by weight of PTMG, and 161 parts by weight of DEG were placed in a container and reacted at 70 ° C. for 4 hours to obtain an isocyanate-terminated prepolymer C. Coronate HX / TDI (weight ratio) is 50/50.
A polishing pad was prepared in the same manner as in Example 1 except that the isocyanate-terminated prepolymer C was used in place of the isocyanate-terminated prepolymer A and the MOCA addition amount was changed from 26 parts by weight to 28 parts by weight. did.

実施例4
実施例2において、予め120℃に溶融したMOCA(27重量部)の代わりに、予め70℃に温度調整した3,5−ビス(メチルチオ)−2,4−トルエンジアミン及び3,5−ビス(メチルチオ)−2,6−トルエンジアミンの混合物(アルベマール社製、エタキュア300)21重量部を用いた以外は実施例2と同様の方法で研磨パッドを作製した。
Example 4
In Example 2, instead of MOCA (27 parts by weight) previously melted at 120 ° C., 3,5-bis (methylthio) -2,4-toluenediamine and 3,5-bis ( A polishing pad was prepared in the same manner as in Example 2 except that 21 parts by weight of a mixture of methylthio) -2,6-toluenediamine (Albemarle, Etacure 300) was used.

実施例5
実施例2において、予め120℃に溶融したMOCA(27重量部)の代わりに、予め70℃に温度調整したポリテトラメチレンオキシド−ジ−p−アミノベンゾエート(イハラケミカル工業社製、エラスマー250P、平均重合度:3.2)49重量部を用いた以外は実施例2と同様の方法で研磨パッドを作製した。
Example 5
In Example 2, instead of MOCA (27 parts by weight) previously melted at 120 ° C., polytetramethylene oxide-di-p-aminobenzoate (Ihara Chemical Industries, Elastomer 250P, average temperature adjusted to 70 ° C. in advance) Degree of polymerization: 3.2) A polishing pad was prepared in the same manner as in Example 2 except that 49 parts by weight were used.

実施例6
容器にTDIを1173重量部、多量化1,6−ヘキサメチレンジイソシアネート(住化バイエルウレタン社製、スミジュールN−3300、イソシアヌレートタイプ、三量体:55重量%、五量体:22重量%、七量体:11重量%)298重量部、PTMGを1943重量部、DEGを187重量部を入れ、70℃で4時間反応させてイソシアネート末端プレポリマーDを得た。なお、N−3300/TDI(重量比)は20/80である。
実施例1において、イソシアネート末端プレポリマーAの代わりにイソシアネート末端プレポリマーDを用いた以外は実施例1と同様の方法で研磨パッドを作製した。
Example 6
1173 parts by weight of TDI in a container, multimerized 1,6-hexamethylene diisocyanate (manufactured by Sumika Bayer Urethane Co., Ltd., Sumidur N-3300, isocyanurate type, trimer: 55% by weight, pentamer: 22% by weight Hexamer: 11 wt%) 298 parts by weight, 1943 parts by weight of PTMG, and 187 parts by weight of DEG were added and reacted at 70 ° C. for 4 hours to obtain an isocyanate-terminated prepolymer D. N-3300 / TDI (weight ratio) is 20/80.
A polishing pad was prepared in the same manner as in Example 1 except that isocyanate-terminated prepolymer D was used instead of isocyanate-terminated prepolymer A in Example 1.

実施例7
容器にTDIを1169重量部、多量化1,6−ヘキサメチレンジイソシアネート(住化バイエルウレタン社製、スミジュールN−3200、ビュレットタイプ、三量体:55重量%、五量体:22重量%、七量体:11重量%)297重量部、PTMGを1947重量部、DEGを187重量部を入れ、70℃で4時間反応させてイソシアネート末端プレポリマーEを得た。なお、N−3200/TDI(重量比)は20/80である。
実施例1において、イソシアネート末端プレポリマーAの代わりにイソシアネート末端プレポリマーEを用いた以外は実施例1と同様の方法で研磨パッドを作製した。
Example 7
1169 parts by weight of TDI in a container, multimerized 1,6-hexamethylene diisocyanate (manufactured by Sumika Bayer Urethane Co., Ltd., Sumidur N-3200, burette type, trimer: 55% by weight, pentamer: 22% by weight, Heptamer: 11% by weight) 297 parts by weight, PTMG 1947 parts by weight, DEG 187 parts by weight were added and reacted at 70 ° C. for 4 hours to obtain an isocyanate-terminated prepolymer E. N-3200 / TDI (weight ratio) is 20/80.
A polishing pad was prepared in the same manner as in Example 1 except that isocyanate-terminated prepolymer E was used instead of isocyanate-terminated prepolymer A.

実施例8
容器にTDIを1058重量部、多量化1,6−ヘキサメチレンジイソシアネート(日本ポリウレタン社製、コロネートHL、トリメチロールプロパンアダクトタイプ、75%酢酸エチル溶液)582重量部、PTMGを1788重量部、DEGを172重量部を入れ、70℃で4時間反応させた後、減圧下で酢酸エチルを除去してイソシアネート末端プレポリマーFを得た。なお、コロネートHL/TDI(重量比)は29/71である。
実施例2において、イソシアネート末端プレポリマーBの代わりにイソシアネート末端プレポリマーFを用い、MOCAの添加量を27重量部から24重量部に変更した以外は実施例2と同様の方法で研磨パッドを作製した。
Example 8
In a container, 1058 parts by weight of TDI, 582 parts by weight of 1,6-hexamethylene diisocyanate (manufactured by Nippon Polyurethane, Coronate HL, trimethylolpropane adduct type, 75% ethyl acetate solution), 1788 parts by weight of PTMG, DEG After adding 172 parts by weight and reacting at 70 ° C. for 4 hours, ethyl acetate was removed under reduced pressure to obtain isocyanate-terminated prepolymer F. The coronate HL / TDI (weight ratio) is 29/71.
In Example 2, an isocyanate-terminated prepolymer F was used in place of the isocyanate-terminated prepolymer B, and a polishing pad was prepared in the same manner as in Example 2 except that the amount of MOCA added was changed from 27 parts by weight to 24 parts by weight. did.

比較例1
容器にTDIを1229重量部、4,4’−ジシクロへキシルメタンジイソシアネートを272重量部、PTMGを1901重量部、DEGを198重量部入れ、70℃で4時間反応させてイソシアネート末端プレポリマーGを得た。
実施例1において、イソシアネート末端プレポリマーAの代わりにイソシアネート末端プレポリマーGを用い、MOCAの添加量を26重量部から30重量部に変更した以外は実施例1と同様の方法で研磨パッドを作製した。
Comparative Example 1
In a container, add 1229 parts by weight of TDI, 272 parts by weight of 4,4′-dicyclohexylmethane diisocyanate, 1901 parts by weight of PTMG, and 198 parts by weight of DEG, and react for 4 hours at 70 ° C. to give isocyanate-terminated prepolymer G. Obtained.
A polishing pad was prepared in the same manner as in Example 1 except that isocyanate-terminated prepolymer G was used in place of isocyanate-terminated prepolymer A and MOCA was added from 26 parts by weight to 30 parts by weight. did.

比較例2
容器にTDIを1350重量部、PTMGを2053重量部、DEGを197重量部入れ、70℃で4時間反応させてイソシアネート末端プレポリマーHを得た。
実施例1において、イソシアネート末端プレポリマーAの代わりにイソシアネート末端プレポリマーHを用いた以外は実施例1と同様の方法で研磨パッドを作製した。
Comparative Example 2
In a container, 1350 parts by weight of TDI, 2053 parts by weight of PTMG, and 197 parts by weight of DEG were placed and reacted at 70 ° C. for 4 hours to obtain an isocyanate-terminated prepolymer H.
A polishing pad was prepared in the same manner as in Example 1 except that isocyanate-terminated prepolymer H was used instead of isocyanate-terminated prepolymer A in Example 1.

比較例3
容器にTDIを631重量部、コロネートHXを1352重量部、PTMGを1476重量部、DEGを142重量部入れ、70℃で4時間反応させてイソシアネート末端プレポリマーIを得た。なお、コロネートHX/TDI(重量比)は68/32である。
実施例1において、イソシアネート末端プレポリマーAの代わりにイソシアネート末端プレポリマーIを用い、MOCAの添加量を26重量部から29重量部に変更した以外は実施例1と同様の方法で研磨パッドを作製した。
Comparative Example 3
In a container, 631 parts by weight of TDI, 1352 parts by weight of Coronate HX, 1476 parts by weight of PTMG, and 142 parts by weight of DEG were allowed to react at 70 ° C. for 4 hours to obtain an isocyanate-terminated prepolymer I. Coronate HX / TDI (weight ratio) is 68/32.
A polishing pad was prepared in the same manner as in Example 1 except that the isocyanate-terminated prepolymer I was used in place of the isocyanate-terminated prepolymer A and the MOCA addition amount was changed from 26 parts by weight to 29 parts by weight. did.

実施例及び比較例にて得られた研磨パッドを使用して研磨試験を行い、研磨特性を評価した。その結果を表1に示す。
A polishing test was performed using the polishing pads obtained in the examples and comparative examples, and the polishing characteristics were evaluated. The results are shown in Table 1.

表1の結果から明らかなように、イソシアネート成分として多量化ジイソシアネート及び芳香族ジイソシアネートを用いた本発明の研磨パッドは、平坦化特性及び研磨速度を維持したままドレッシング性が向上している。該研磨パッドを用いるとドレッシング時間を短縮できるため、半導体ウエハの製造効率を格段に向上させることができる。   As is apparent from the results in Table 1, the polishing pad of the present invention using the dimerized diisocyanate and aromatic diisocyanate as the isocyanate component has improved dressing properties while maintaining the flattening characteristics and polishing rate. When the polishing pad is used, the dressing time can be shortened, so that the manufacturing efficiency of the semiconductor wafer can be remarkably improved.

CMP研磨で使用する研磨装置の一例を示す概略構成図Schematic configuration diagram showing an example of a polishing apparatus used in CMP polishing

符号の説明Explanation of symbols

1:研磨パッド(研磨層)
2:研磨定盤
3:研磨剤(スラリー)
4:被研磨材(半導体ウエハ)
5:支持台(ポリシングヘッド)
6、7:回転軸
1: Polishing pad (polishing layer)
2: Polishing surface plate 3: Abrasive (slurry)
4: Material to be polished (semiconductor wafer)
5: Support base (polishing head)
6, 7: Rotating shaft

Claims (10)

微細気泡を有するポリウレタン樹脂発泡体からなる研磨層を有する研磨パッドにおいて、前記ポリウレタン樹脂発泡体の原料であるイソシアネート成分が多量化ジイソシアネート及び芳香族ジイソシアネートであり、多量化ジイソシアネートと芳香族ジイソシアネートとの含有重量比(前者/後者)が5/95〜50/50であることを特徴とする研磨パッド。 In the polishing pad having a polishing layer comprising a polyurethane resin foam having fine bubbles, the polyurethane resin foam is a starting material isocyanate component Ri polymerized diisocyanate and an aromatic diisocyanate der, the polymerized diisocyanate and an aromatic diisocyanate a polishing pad containing weight ratio (the former / the latter) is characterized in 5 / 95-50 / 50 der Rukoto. ポリウレタン樹脂発泡体は、多量化ジイソシアネート及び芳香族ジイソシアネートを含有してなるイソシアネート末端プレポリマーと鎖延長剤との反応硬化体である請求項1記載の研磨パッド。 2. The polishing pad according to claim 1, wherein the polyurethane resin foam is a reaction cured product of an isocyanate-terminated prepolymer containing a multimerized diisocyanate and an aromatic diisocyanate and a chain extender. 多量化ジイソシアネートが多量化脂肪族ジイソシアネートであり、芳香族ジイソシアネートがトルエンジイソシアネートである請求項1又は2に記載の研磨パッド。 The polishing pad according to claim 1 or 2 , wherein the multimerized diisocyanate is a multimerized aliphatic diisocyanate, and the aromatic diisocyanate is toluene diisocyanate. 多量化脂肪族ジイソシアネートが多量化ヘキサメチレンジイソシアネートである請求項記載の研磨パッド。 The polishing pad according to claim 3 , wherein the multimerized aliphatic diisocyanate is a multimerized hexamethylene diisocyanate. 多量化ジイソシアネートは、ウレタン変性されたものである請求項1〜のいずれかに記載の研磨パッド。 Polymerized diisocyanate, the polishing pad according to any one of claims 1 to 4, which has been urethane modified. ポリウレタン樹脂発泡体は、比重が0.5〜1.0である請求項1〜のいずれかに記載の研磨パッド。 The polishing pad according to any one of claims 1 to 5 , wherein the polyurethane resin foam has a specific gravity of 0.5 to 1.0. ポリウレタン樹脂発泡体は、アスカーD硬度が45〜65度である請求項1〜のいずれかに記載の研磨パッド。 The polishing pad according to any one of claims 1 to 6 , wherein the polyurethane resin foam has an Asker D hardness of 45 to 65 degrees. ポリウレタン樹脂発泡体は、シリコン系ノニオン界面活性剤を0.05〜10重量%含有する請求項1〜のいずれかに記載の研磨パッド。 Polyurethane foam, a polishing pad according to any one of claims 1 to 7, containing nonionic silicone surfactant 0.05 to 10 wt%. ドレス速度が4.5〜10μm/minである請求項1〜のいずれかに記載の研磨パッド。 The polishing pad according to any one of claims 1-8 dress rate is 4.5~10μm / min. 請求項1〜のいずれかに記載の研磨パッドを用いて半導体ウエハの表面を研磨する工程を含む半導体デバイスの製造方法。
The method of manufacturing a semiconductor device including a step of polishing a surface of a semiconductor wafer using a polishing pad according to any one of claims 1-9.
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