JP5109409B2 - 研磨パッドおよび研磨パッドの製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、研磨パッドおよび研磨パッドの製造方法に関する。特に、シリコンなどの半導体基板上に形成された層間絶縁膜や金属配線形成用金属膜を研磨、平坦化する研磨パッドに関する。
本発明の目的は、溶質成分や浮遊物を付着・堆積させにくい表面を有し、また、研磨レートが高く、ディッシングが低減され、研磨時のパッド寿命が延長された研磨パッドを提供することにある。
(6)研磨パッドが半導体基板の研磨に使用される(1)〜(5)のいずれかに記載の研磨パッド。
スラリー中の溶質成分や浮遊物を付着・堆積させにくい表面を有し、また、研磨レートが高く、パッド寿命が延長された研磨パッドが得られる。
[スラリー浸漬評価]銅用研磨スラリー(キャボット社製iCue5003)1000mLに対して、30wt%過酸化水素水を3mL添加・混合した調製済みスラリーを準備した。この調製済みスラリー中に、30mm×30mm×約1.5mm厚さのポリウレタン成形体含浸硬化物シートを浸漬し、25℃において4週間静置した。途中、浸漬液を1週間毎に新たに調製した調製済みスラリーに交換した。4週間後、シートを取り出し、純水でリンスし、さらに純水中で5分間超音波洗浄し、真空乾燥後、走査型電子顕微鏡(SEM)でシート表面の付着・堆積物の様子を観察した。
試験温度:60℃
試験片形状:1号形小形試験片
試験片厚み:1〜2mm
チャック間距離:58mm
試験速度:50mm/分
[研磨評価]両面接着テープを研磨層シートと貼り合わせ、単層研磨パッドを作製した。単層研磨パッドを研磨装置の定盤上に貼り付け、ダイアモンドコンディショナーを押しつけ圧力0.8psi、研磨定盤回転数30rpm、コンディショナー回転数28rpmで研磨定盤と同方向に回転させた。精製水を100mL/分の割合で研磨パッド上に供給しながら30分間、研磨パッドのコンディショニングを行った。
[研磨レート]研磨前後のウエハーを、抵抗率測定器VR−120S(国際電気アルファ(株)製)で測定することにより、単位時間当たりの研磨量(研磨レート)を算出した。8インチのシリコンウエハー上に10000オングストロームの銅膜を製膜したものを使用した。
RIM成形機の第1原料タンク、第2原料タンクに以下のように原料組成物を仕込み、第1原料タンクに窒素ガスをローディング後、両タンクから原料組成物を金型に注入し、硬化させて、750mm×750mm、厚さ10mmのポリウレタン成形体を得た。ポリウレタンの見かけ密度は0.82g/cm3であり、平均気泡径が33μmの独立気泡が形成された。
<第1原料タンク>
ポリプロピレングリコール 85重量部
1,2−ブタンジオール 15重量部
オクチル酸スズ 0.5重量部
シリコーン系整泡剤 3重量部
精製水 0.3重量部
<第2原料タンク>
ジフェニルメタンジイソシアネート 120重量部
次に、ポリウレタン成形体とラジカル重合組成物の重量比が100/140の割合で、以下のラジカル重合性組成物を調合し、上記ポリウレタン成形体を20℃で7日間浸漬したところラジカル重合性組成物は全量がポリウレタン成形体に含浸されていた。
メチルメタクリレート 300重量部
アゾビスイソブチロニトリル 0.8重量部
含浸により膨潤したポリウレタン成形体を塩化ビニル製ガスケットを介して2枚のガラス板間に挟み、周囲を固定して密閉した後、70℃で5時間加熱し、続いて100℃オーブン中で3時間加熱することにより硬化させた。ポリウレタン成形体の含浸硬化物をガラス板から離型後、重量を測定した。50℃で12時間、続いて100℃で12時間乾燥した。さらに常温で12時間乾燥し、直後に重量を測定したところ、常温乾燥前後の重量減少はなかった。
ラジカル重合性組成物として以下の組成物を使用したこと以外は比較例1と全く同様にして研磨パッドを作製した。
メタクリロニトリル 300重量部
アゾビスイソブチロニトリル 0.8重量部
ポリウレタン成形体のラジカル重合性組成物含浸硬化物の見かけ密度は0.80g/cm3、独立気泡の平均気泡径は46μmであった。表面には、320個/mm2の気泡に由来する開口部が観察された。引張弾性率は、120MPaであった。
ラジカル重合性組成物として以下の組成物を使用したこと以外は比較例1と全く同様にして研磨パッドを作製した。
アクリロニトリル 300重量部
アゾビスイソブチロニトリル 0.9重量部
ポリウレタン成形体のラジカル重合性組成物含浸硬化物の見かけ密度は0.78g/cm3、独立気泡の平均気泡径は48μmであった。表面には、333個/mm2の気泡に由来する開口部が観察された。引張弾性率は、127MPaであった。
ラジカル重合性組成物として以下の組成物を使用したこと以外は比較例1と全く同様にして研磨パッドを作製した。
アクリロニトリル 180重量部
メチルメタクリレート 60重量部
エチレングリコールジメタクリレート 60重量部
アゾビスイソブチロニトリル 0.8重量部
ポリウレタン成形体のラジカル重合性組成物含浸硬化物の見かけ密度は0.77g/cm3、独立気泡の平均気泡径は45μmであった。表面には、340個/mm2の気泡に由来する開口部が観察された。引張弾性率は、135MPaであった。
Claims (8)
- ニトリル基を有するエチレン性不飽和化合物重合体を含み、かつポリウレタンを含むことを特徴とする相互侵入高分子網目構造体からなる研磨パッド。
- ニトリル基を有するエチレン性不飽和化合物重合体とそれ以外の成分との重量比が、5/100〜300/100である請求項1に記載の研磨パッド。
- 60℃における引張弾性率が100MPa以上である請求項1または2に記載の研磨パッド。
- 平均気泡径が10〜200μmの独立気泡を有する請求項1〜3のいずれかに記載の研磨パッド。
- 研磨パッドの密度が0.2〜1.1g/cm3である請求項1〜4のいずれかに記載の研磨パッド。
- 研磨パッドが半導体基板の研磨に使用される請求項1〜5のいずれかに記載の研磨パッド。
- ニトリル基を有するエチレン性不飽和化合物、ラジカル重合開始剤からなるラジカル重合性組成物にポリウレタンを主成分とする高分子成形体を浸漬させる工程、前記ラジカル重合性組成物を含浸させた高分子成形体の膨潤状態下においてエチレン性不飽和化合物を重合させる工程、を包含することを特徴とする相互侵入高分子網目構造体からなる研磨パッドの製造方法。
- ラジカル重合性組成物が有機溶媒を実質的に含有しない請求項7に記載の研磨パッドの製造方法。
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