JP5222320B2 - 研磨パッド及び半導体デバイスの製造方法 - Google Patents
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Description
2.発泡ポリウレタン層にポリウレタン含浸不織布を貼り合わせた構成のもの(特許文献2参照)。
3.研磨表面が設けられており、前記研磨表面に隣接し選択した厚さ及び剛性の剛性要素が設けられており、前記剛性要素へ実質的に一様な力を付与するために前記剛性要素に隣接して弾性要素が設けられており、前記剛性要素及び前記弾性要素が前記研磨表面へ弾性的屈曲力を付与して前記研磨表面に制御した屈曲を誘起させ、それが前記加工物の表面の全体的な形状に適合し且つ前記加工物表面の局所的な形状に関して制御した剛性を維持することを特徴とする研磨用パッド(特許文献3参照)。
5.研磨層と、研磨層より弾性の高い中間層と、柔らかい下地層の構成で、中間層が分割されているパッド(特許文献5参照)などが挙げられる。
また、均一性を向上させるためパッド表面の溝形状を工夫することを試みたものもある。例えば、
6.パッド表面の中央部分と外側とで溝形状が異なるものを用いている研磨パッド(特許文献6参照)。
8.幾何学的に中心を持つ溝形状の該中心と研磨パッドの中心とが偏心状に設けられている研磨パッド(特許文献8参照)。
9.複数の同心円状の溝を有する第1の領域と、第2のピッチを有する第2の領域とを有する研磨パッド(特許文献9参照)。
10.隣接した領域で密度の異なる溝を有する研磨パッド(特許文献10参照)。
11.環状溝と流線溝を有する研磨パッド(特許文献11参照)などが挙げられる。
上記1の方式では、全面の均一性に関しては、弾性ポリウレタン層が半導体ウエハにかかる荷重を均一にする役目を果たしているが、最表層研磨層に、柔らかい合成皮革を使用しているため、スクラッチ等の問題は無いが、微小領域での平坦化特性が良くないという問題点がある。
また、溝形状を工夫したものに関しても、以下に示す問題点がある。
イソシアネート末端プレポリマーにシリコーン系界面活性剤を添加し、非反応性気体と撹拌し、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。イソシアネート末端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。
硬化剤(鎖延長剤)混合工程
上記の気泡分散液に鎖延長剤を添加し、混合撹拌する。
硬化工程
鎖延長剤を混合したイソシアネート末端プレポリマーを注型し、加熱硬化させる。
本発明はこのように単層、積層の研磨パッドに限定されるものではない。
厚み1mm程度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研磨領域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、画像処理装置(東洋紡社製、Image Analyzer V10)を用いて、任意の0.2mm×0.2mm範囲の全気泡径を測定し、平均気泡径を算出した。
JIS Z8807−1976に準拠して行った。4cm×8.5cmの短冊状(厚み:任意)に切り出した研磨領域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。
JIS K6253−1997に準拠して行った。2cm×2cm(厚み:任意)の大きさに切り出した研磨領域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。
直径7mmの円(厚み:任意)に切り出した研磨領域(研磨層)を圧縮率および圧縮回復率測定用試料とし、温度23℃±2℃、湿度50%±5%の環境で40時間静置した。測定には熱分析測定器 TMA(SEIKO INSTRUMENTS製、SS6000)を用い、圧縮率と圧縮回復率を測定した。また、圧縮率と圧縮回復率の計算式を下記に示す。
JIS K7198−1991に準拠して行った。3mm×40mmの短冊状(厚み;任意)に切り出した研磨領域を動的粘弾性測定用試料とし、23℃の環境条件で、シリカゲルを入れた容器内に4日間静置した。切り出した後の各シートの正確な幅および厚みの計測は、マイクロメータにて行った。測定には動的粘弾性スペクトロメーター(岩本製作所製、現アイエス技研)を用い、貯蔵弾性率E’を測定した。その際の測定条件を下記に示す。
測定温度 : 40℃
印加歪 : 0.03%
初期荷重 : 20g
周波数 : 1Hz
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。
フッ素コーティングした反応容器内に、フィルタリングしたポリエーテル系プレポリマー(ユニロイヤル社製、アジプレンL−325、NCO濃度:2.22meq/g)100重量部,及びフィルタリングしたシリコーン系ノニオン界面活性剤(東レ・ダウシリコーン社製、SH192)3重量部を混合し、温度を80℃に調整した。フッ素コーティングした撹拌翼を用いて、回転数900rpmで反応系内に気泡を取り込むように約4分間激しく撹拌を行った。そこへ予め120℃で溶融し、フィルタリングした4,4’−メチレンビス(o−クロロアニリン)(イハラケミカル社製、イハラキュアミンMT)26重量部を添加した。その後、約1分間撹拌を続けてフッ素コーティングしたパン型のオープンモールドへ反応溶液を流し込んだ。この反応溶液の流動性がなくなった時点でオーブン内に入れ、110℃で6時間ポストキュアを行いポリウレタン樹脂発泡体ブロックを得た。このポリウレタン樹脂発泡体ブロックをバンドソータイプのスライサー(フェッケン社製)を用いてスライスし、ポリウレタン樹脂発泡体シートを得た。
実施例1
前記研磨領域の作製において、溝加工の部分の条件を変更し、図2に示すように溝ピッチを連続的に変化させたパッドを作製した。このパッドを用いて研磨したときの研磨特性を表1に示す。このように作製した研磨パッドの均一性が極めて高いことを確認した。
前記研磨領域の作製において、溝加工の部分の条件を変更し、図3に示すように溝幅を連続的に変化させたパッドを作製した。このパッドを用いて研磨したときの研磨特性を表1に示す。このように作製した研磨パッドの均一性が極めて高いことを確認した。
前記研磨領域の作製において作製した同じ溝形状にて研磨パッドを作製した。図4に研磨パッド経方向での各場所での溝ピッチ及び溝幅をしめすが、どの場所でも一定である。このパッドを用いて研磨したときの研磨特性を表1に示す。このように作製した研磨パッドの均一性が高くなかった。
また実施例1,2および比較例1の平坦化特性はともに優れたものであった。
Claims (8)
- 研磨パッドの研磨領域表面に複数の同心円状の溝が形成されており、該溝が研磨パッドの径方向で隣接する溝との間隔である溝ピッチ(p)が異なり、該溝ピッチが0.1mm以上であり、研磨パッドの径方向で隣接する溝ピッチの変化量が5mm以下であり、同心円状の溝のピッチが、円形研磨パッドの径方向において、中心部と外周部にそれぞれ第1と第2の極小値を有し、かつ半径の1/2部位である中央部に向かって漸近的に増大するように形成されることを特徴とする研磨パッド。
- 複数の同心円状の溝の溝ピッチが0.1mm〜20mmである請求項1記載の研磨パッド。
- 研磨パッドの研磨領域表面に複数の同心円状の溝が形成されており、該溝の溝幅(w)が異なり、該溝幅が0.05mm以上であり、研磨パッドの径方向で隣接する溝の溝幅の変化量が1.95mm以下であり、同心円状の溝の幅が、円形研磨パッドの径方向において、中心部と外周部にそれぞれ第1と第2の極大値を有し、かつ半径の1/2部位である中央部に向かって漸近的に減少するように形成されることを特徴とする研磨パッド。
- 複数の同心円状の溝の溝幅が0.05mm〜2mmまでの範囲である請求項3記載の研磨パッド。
- 研磨パッドの研磨領域表面に複数の同心円状の溝が形成されており、該溝が研磨パッドの径方向で隣接する溝との間隔である溝ピッチ(p)が異なり、該溝ピッチが0.1mm以上であり、研磨パッドの径方向で隣接する溝ピッチの変化量が5mm以下であり、該溝の溝幅(w)が異なり、該溝幅が0.05mm以上であり、研磨パッドの径方向で隣接する溝の溝幅の変化量が1.95mm以下であり、
同心円状の溝のピッチが、円形研磨パッドの径方向において、中心部と外周部にそれぞれ第1と第2の極小値を有し、かつ半径の1/2部位である中央部に向かって漸近的に増大するように形成され、
同心円状の溝の幅が、円形研磨パッドの径方向において、中心部と外周部にそれぞれ第1と第2の極大値を有し、かつ半径の1/2部位である中央部に向かって漸近的に減少するように形成されることを特徴とする研磨パッド。 - 研磨領域の形成材料が、微細発泡体であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の研磨パッド。
- 微細発泡体の平均気泡径が、70μm以下であることを特徴とする請求項6記載の研磨パッド。
- 請求項1〜7のいずれか1項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。
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