JP6697977B2 - Polishing pad and polishing method using the same - Google Patents

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本発明は、半導体や集積回路の製造において絶縁膜や導電体膜等の表面を平坦化する際に、in-situで研磨終点を光学的に検出することが可能な研磨パッド及び研磨方法に関する。   The present invention relates to a polishing pad and a polishing method capable of optically detecting a polishing end point in-situ when a surface of an insulating film, a conductor film or the like is flattened in the manufacture of a semiconductor or an integrated circuit.

半導体メモリに代表される大規模集積回路(LSI)においては、回路の高集積化や微細化が年々進行している。それに伴い、LSIの回路の高集積化や微細化を実現するための製造工程における要求もますます複雑化している。また、半導体デバイスの多層化により、製造時におけるウエハ表面の凹凸が回路の断線や抵抗値のバラツキを発生させるという問題も生じている。そのため、ウエハ表面には高い精度の平坦化が求められている。   In a large scale integrated circuit (LSI) represented by a semiconductor memory, high integration and miniaturization of the circuit are progressing year by year. Along with this, requirements in the manufacturing process for realizing high integration and miniaturization of LSI circuits are becoming more and more complicated. Further, due to the multi-layering of semiconductor devices, there is a problem that unevenness on the wafer surface during manufacturing causes disconnection of circuits and variation in resistance value. Therefore, highly accurate flattening of the wafer surface is required.

また、LSIを製造する際に、フォトマスクのパターンをウエハ表面に転写する技術としてフォトリソグラフィ(投光露光)が広く用いられている。短い露光波長を用いる微細な半導体集積回路のフォトリソグラフィにおいては、露光の焦点深度が非常に浅くなる。ウエハ表面に微細な凹凸が存在する場合、フォトマスクのパターンの解像度が低下するためにウエハ表面には高い精度の平坦化が求められる。   Further, photolithography (light projection exposure) is widely used as a technique for transferring a pattern of a photomask onto a wafer surface when manufacturing an LSI. In photolithography of a fine semiconductor integrated circuit using a short exposure wavelength, the depth of focus of exposure becomes very shallow. When fine irregularities are present on the wafer surface, the resolution of the pattern of the photomask is lowered, and therefore the wafer surface is required to be highly accurately flattened.

ウエハ表面は、通常、化学的機械的研磨(Chemical Mechanical Polishing;CMP)を利用したCMP研磨装置によって研磨される。図3を参照すれば、CMP研磨装置20は、例えば、回転する定盤(研磨テーブル)5の上面に粘着材13で貼り合された研磨パッド21の面上に、キャリア17に支持されたトップリング(ホルダ)6に吸着保持されたウエハ10を当接させ、スラリーノズル7から研磨スラリーSを供給しながら、定盤5及びトップリング6の回転によりウエハ10の被研磨面を研磨するように構成されている。また、定盤5の内部には研磨終点を光学的手段によって検出するための光照射部8とその反射光を検知する図略の光センサが設けられている。研磨パッド21は透光窓21cを有し、光照射部8からの光を透過させてウエハ10の表面で反射させる。そして、反射光の強度の変化等をモニタすることにより、研磨の終点を検出する。光学的手段によって研磨終点を検出する方法としては、例えば、下記特許文献1は、ウエハ表面を研磨しながら研磨の終点を決定するための技術としてレーザー干渉計を利用した方法を開示する。   The wafer surface is usually polished by a CMP polishing apparatus using chemical mechanical polishing (CMP). Referring to FIG. 3, the CMP polishing apparatus 20 includes, for example, a top supported by a carrier 17 on a surface of a polishing pad 21 bonded to an upper surface of a rotating surface plate (polishing table) 5 with an adhesive material 13. The wafer 10 adsorbed and held on the ring (holder) 6 is brought into contact with the wafer 10, and while the polishing slurry S is supplied from the slurry nozzle 7, the surface of the wafer 10 is polished by the rotation of the surface plate 5 and the top ring 6. It is configured. Further, inside the surface plate 5, a light irradiation unit 8 for detecting the polishing end point by an optical means and an optical sensor (not shown) for detecting the reflected light thereof are provided. The polishing pad 21 has a light-transmitting window 21c, and transmits the light from the light irradiating section 8 and reflects the light on the surface of the wafer 10. Then, the end point of polishing is detected by monitoring changes in the intensity of reflected light and the like. As a method for detecting the polishing end point by an optical means, for example, Patent Document 1 below discloses a method using a laser interferometer as a technique for determining the polishing end point while polishing the wafer surface.

光照射部から光を出射させ、その反射光により終点を検出するためには、図3に示したように、研磨パッドの少なくとも一部分に透光窓21cのような光透過部を設け、ウエハの表面で光を反射させる必要がある。例えば、下記特許文献2〜4は、透光窓を一部分に形成した研磨パッドを用いてウエハ表面からの反射光により終点を検出する方法を開示する。具体的には、下記特許文献2や下記特許文献3は、光透過プラグ(透光窓)を液体状態の不透過樹脂に埋め込んだのち不透過樹脂を硬化させ、さらにスライスして透光窓を有する研磨パッドを製造する方法を開示する。また、特許文献4は、研磨表面部分と透光窓が同一の樹脂からなる研磨パッドを開示する。詳しくは、特許文献4は、研磨表面部分と透光窓が同一の樹脂からなり、一部分について急速な冷却処理をすることによりその一部分を非晶質として透明性を付与する方法や、透光窓を形成する部分の反応温度を他の部分と異なる温度とすることによりその部分に透明性を付与する方法を開示する。また特許文献5は、紫外光による劣化を抑制することを目的として、光透過性領域に光吸収性化合物を含ませることを開示する。   In order to emit light from the light irradiating section and detect the end point by the reflected light, as shown in FIG. 3, a light transmitting section such as a light transmitting window 21c is provided on at least a part of the polishing pad, and It is necessary to reflect light on the surface. For example, the following Patent Documents 2 to 4 disclose a method of detecting the end point by the reflected light from the wafer surface by using a polishing pad having a transparent window formed in a part thereof. Specifically, in Patent Document 2 and Patent Document 3 below, a light-transmitting plug (light-transmitting window) is embedded in a liquid-state non-transmissive resin, the non-transmissive resin is cured, and further sliced to form the light-transmissive window. A method of manufacturing a polishing pad having the same is disclosed. Further, Patent Document 4 discloses a polishing pad in which the polishing surface portion and the transparent window are made of the same resin. Specifically, Patent Document 4 discloses a method in which a polishing surface portion and a light-transmitting window are made of the same resin, and a portion of the light-transmitting window is made amorphous by imparting transparency by performing a rapid cooling process on the light-transmitting window. Disclosed is a method of imparting transparency to a portion forming a film by setting the reaction temperature of the portion to be different from that of other portions. Further, Patent Document 5 discloses that a light-absorbing compound is contained in a light-transmitting region for the purpose of suppressing deterioration due to ultraviolet light.

米国特許第5413941号明細書U.S. Pat. No. 5,413,941 特表平11−512977号公報Japanese Patent Publication No. 11-512977 米国特許第5893796号明細書US Pat. No. 5,839,796 特表2003−507199号公報Special table 2003-507199 gazette 特表2015−512799号公報Japanese Patent Publication No. 2015-512799

CMP研磨装置を用いたCMPに透光窓を有する研磨パッドを用いる場合、透光窓の光透過率の波長依存性が高すぎて反射光強度等を正確にモニタできないことがあり、このような場合には終点検出の精度が低くなることがあった。また、研磨パッドの透光窓の光透過率の波長依存性を、製造ロット毎や研磨パッド毎に修正する手段もなかった。   When a polishing pad having a light-transmitting window is used for CMP using a CMP polishing apparatus, the light transmittance of the light-transmitting window may have too high a wavelength dependency to accurately monitor the intensity of reflected light. In this case, the accuracy of end point detection may be lowered. Further, there is no means for correcting the wavelength dependence of the light transmittance of the transparent window of the polishing pad for each manufacturing lot or each polishing pad.

本発明は、上述したような課題を解決すべく、光学的手段を用いた終点検出に用いられる研磨パッドの終点検出の精度の向上を目的とする。   An object of the present invention is to improve the accuracy of the end point detection of a polishing pad used for the end point detection using an optical means in order to solve the above problems.

本発明の一局面は、研磨面を主面とする研磨層と、研磨層の裏面に積層されたクッション層とを備え、研磨層は厚み方向に光を透過させる光透過性領域を少なくとも一部分に有し、クッション層は、光透過性領域に対応する部分に開口を有し、研磨層の裏面の開口に対応する領域を覆う着色された光調整層をさらに備え、光調整層は、波長350〜700nmの範囲における何れかの波長に、光透過率50%以上であって最大になる最大光透過率(T1)と、光透過率が最小になる最小光透過率(T2)とを有し、最大光透過率(T1)と最小光透過率(T2)との差(T1−T2)が20%以上である研磨パッドである。このような研磨パッドによれば、CMP研磨装置に具備される光学的手段によって研磨終点を検出する場合に、反射光強度の明確な変化を示すことにより終点検出の精度が向上する。光調整層としては、染料,顔料,有機又は無機微粒子等の着色材を含有する樹脂シートを含む層が好ましく用いられる。
One aspect of the present invention includes a polishing layer having a polishing surface as a main surface and a cushion layer laminated on the back surface of the polishing layer, and the polishing layer has at least a part of a light-transmitting region that transmits light in a thickness direction. a cushion layer has an opening in a portion corresponding to the light transmitting region, further comprising a light adjusting layer which is colored if covering the area corresponding to the back surface of the opening of the polishing layer, the light control layer, wavelength At any wavelength in the range of 350 to 700 nm, a maximum light transmittance (T1) having a light transmittance of 50% or more and being maximum and a minimum light transmittance (T2) having a minimum light transmittance are provided. The polishing pad has a difference (T1−T2) between the maximum light transmittance (T1) and the minimum light transmittance (T2) of 20% or more. According to such a polishing pad, when the polishing end point is detected by the optical means provided in the CMP polishing apparatus, the end point detection accuracy is improved by showing a clear change in the reflected light intensity. As the light adjusting layer, a layer including a resin sheet containing a coloring material such as dye, pigment, organic or inorganic fine particles is preferably used.

また、研磨層は、研磨面の全領域において波長350〜700nmの全範囲における光透過率が10%以上であることが光透過性に優れる点から好ましい。   Further, the polishing layer preferably has a light transmittance of 10% or more in the entire range of the wavelength of 350 to 700 nm in the entire region of the polishing surface from the viewpoint of excellent light transmittance.

また、研磨層は、透光窓となるような埋め込まれた光透過プラグを含まない、均質な熱可塑性ポリウレタンの成形体からなることが光透過プラグの周辺でスラリー漏れを起こしたり、長時間使用した際に研磨特性が不安定になりにくい点から好ましい。また、このような均質な熱可塑性ポリウレタンの成形体が実質的に空隙を有さない無発泡構造の成形体である場合には光透過性及び研磨安定性に優れる。   In addition, the polishing layer is made of a homogeneous thermoplastic polyurethane molded product that does not include an embedded light-transmitting plug to serve as a light-transmitting window. It is preferable in that the polishing characteristics are less likely to become unstable in doing so. Further, when such a homogeneous molded article of thermoplastic polyurethane is a molded article of a non-foamed structure having substantially no voids, it is excellent in light transmission and polishing stability.

また、光調整層は、研磨層の裏面に形成された掘り込み部に配設されていることが、研磨層が比較的厚くても、掘り込み部がその周辺よりも薄くなるために高い光透過率を維持させることができる点から好ましい。   In addition, the light adjusting layer is disposed in the dug portion formed on the back surface of the polishing layer, so that even if the polishing layer is relatively thick, the dug portion becomes thinner than the surrounding area, so that high light It is preferable in that the transmittance can be maintained.

また、波長350〜700nmの全範囲の光に対して、光調整層が存在する部分における光透過率が12%以上である最大光透過率(T3)と、最小光透過率(T4)とを有し、最大光透過率(T3)と最小光透過率(T4)との差(T3−T4)が10%以下であることが好ましい。また、波長350〜700nmの全範囲の光に対して、光調整層が存在する部分における光透過率が15%以下である最小光透過率(T5)と、最大光透過率(T6)とを有し、最大光透過率(T6)と最小光透過率(T5)との差(T6−T5)が20%以上であることも好ましい。研磨層のみでは通常光透過率の波長依存性が大きいが、光調整層を配設することにより光透過率の波長依存性が抑制される。   Further, with respect to light in the entire range of wavelengths of 350 to 700 nm, the maximum light transmittance (T3) in which the light transmittance is 12% or more in the portion where the light adjustment layer is present and the minimum light transmittance (T4) are shown. It is preferable that the difference (T3−T4) between the maximum light transmittance (T3) and the minimum light transmittance (T4) is 10% or less. Further, with respect to light in the entire range of wavelengths of 350 to 700 nm, the minimum light transmittance (T5) and the maximum light transmittance (T6) of which the light transmittance in the portion where the light adjustment layer is present is 15% or less are shown. It is also preferable that the difference (T6-T5) between the maximum light transmittance (T6) and the minimum light transmittance (T5) is 20% or more. Although the polishing layer alone generally has a large wavelength dependency of the light transmittance, the wavelength dependency of the light transmittance is suppressed by disposing the light adjusting layer.

また、研磨面の全領域には、複数の溝または穴のような凹部が30mm以下のピッチで存在することが、光透過性を維持しながら、研磨面に研磨スラリーを均一かつ充分に供給できるとともに、スクラッチ発生の原因となる研磨屑の排出や、研磨パッドの吸着保持によるウエハの破損を防止することに役立つ点から好ましい。   In addition, the presence of a plurality of recesses such as grooves or holes at a pitch of 30 mm or less in the entire area of the polishing surface allows the polishing slurry to be uniformly and sufficiently supplied to the polishing surface while maintaining the light transmittance. At the same time, it is preferable because it is useful for preventing the discharge of polishing dust that causes scratches and the damage of the wafer due to the suction and holding of the polishing pad.

また、本発明の他の一局面は、上述した何れかの研磨パッドを研磨装置の定盤に固定する工程と、研磨パッドの研磨面に対面するように被研磨材を研磨装置のホルダに保持させる工程と、研磨パッドと被研磨材との間に研磨スラリーを供給しながら、研磨面と被研磨材とを相対的に摺動させることにより被研磨材を研磨する工程と、を備え、光調整層が存在する部分に光を透過させて被研磨材の表面で光を反射させ、その反射光強度の変化を検出することにより研磨終点を検出する工程と、を備える。このような研磨方法においては、終点検出に用いられる研磨パッドの終点検出の精度が向上する。   According to another aspect of the present invention, a step of fixing any one of the above-mentioned polishing pads to a surface plate of a polishing device, and holding a material to be polished in a holder of the polishing device so as to face a polishing surface of the polishing pad. And a step of polishing the material to be polished by relatively sliding the polishing surface and the material to be polished while supplying the polishing slurry between the polishing pad and the material to be polished. A step of transmitting light to the portion where the adjustment layer is present, reflecting the light on the surface of the material to be polished, and detecting the polishing end point by detecting a change in the reflected light intensity. In such a polishing method, the accuracy of detecting the end point of the polishing pad used for detecting the end point is improved.

本発明の研磨パッドによれば、CMP研磨装置に具備される光学的手段によって研磨終点を検出する場合に、終点検出に用いられる研磨パッドの終点検出の精度が向上する。   According to the polishing pad of the present invention, when the polishing end point is detected by the optical means provided in the CMP polishing apparatus, the accuracy of the end point detection of the polishing pad used for the end point detection is improved.

図1は、実施形態の研磨パッドの模式断面図を示す。FIG. 1 shows a schematic cross-sectional view of the polishing pad of the embodiment. 図2は、実施形態の研磨パッドを用いたCMPを説明する説明図を示す。FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating CMP using the polishing pad of the embodiment. 図3は、従来の研磨パッドを用いたCMPを説明する説明図を示す。FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining CMP using a conventional polishing pad.

図1を参照して、本実施形態の研磨パッドを説明する。図1は、本実施形態の研磨パッド11の模式断面図を示す。本実施形態の研磨パッドは、図1に示すように、研磨面Pを主面とする研磨層1と、研磨層1の裏面Rに粘着材層3を介して積層されて接着されたクッション層2とを備える。図1中、c−c’線は円盤状の研磨パッドの中心線を示している。研磨層1は、厚み方向に光を透過させる光透過性領域を少なくとも一部分、好ましくは全研磨面に有する。クッション層2は、光透過性領域に対応する部分に開口vを有する。研磨層1の裏面Rの開口vに対応する領域には掘り込み部1aが形成されており、掘り込み部1aに光調整シート4aが粘着材層4bにより接着されて光調整層4が形成されている。ここで、光調整層4は、波長350〜700nmの範囲における何れかの波長域に、光透過率50%以上であって最大になる最大光透過率(T1)と、光透過率が最小になる最小光透過率(T2)とを有し、最大光透過率(T1)と最小光透過率(T2)との差(T1−T2)が20%以上であるシートである。   The polishing pad of this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 shows a schematic cross-sectional view of the polishing pad 11 of this embodiment. As shown in FIG. 1, the polishing pad of this embodiment has a polishing layer 1 having a polishing surface P as a main surface, and a cushion layer laminated and bonded to a back surface R of the polishing layer 1 via an adhesive layer 3. 2 and. In FIG. 1, line c-c' indicates the center line of the disk-shaped polishing pad. The polishing layer 1 has a light-transmitting region that transmits light in the thickness direction, at least in part, preferably on the entire polishing surface. The cushion layer 2 has an opening v in a portion corresponding to the light transmissive region. A dug portion 1a is formed in a region of the back surface R of the polishing layer 1 corresponding to the opening v, and the light adjusting sheet 4a is adhered to the dug portion 1a with an adhesive material layer 4b to form the light adjusting layer 4. ing. Here, the light adjusting layer 4 has a maximum light transmittance (T1) of 50% or more and a maximum light transmittance and a minimum light transmittance in any wavelength range in the wavelength range of 350 to 700 nm. The sheet having the following minimum light transmittance (T2) and having a difference (T1-T2) between the maximum light transmittance (T1) and the minimum light transmittance (T2) of 20% or more.

研磨層は、光学的に終点検出が可能であるように、少なくとも一領域、好ましくは全領域が光透過性を有する樹脂層である。ここで、光透過性とは、波長350〜700nmの全範囲の光に対する、厚み方向の光透過率が10%以上であることを意味し、好ましくは12%以上である。研磨層は研磨面の全領域において光透過性を有することが透光窓を形成するための光透過プラグを埋め込まなくてもよいために好ましい。光透過性の低い樹脂に透光窓を形成するための光透過プラグを埋め込んだような不均質な研磨層の場合には、光透過プラグの周辺でスラリー漏れが生じたり、長時間使用した場合に研磨特性が不安定になりやすい傾向がある。研磨層の厚さは特に限定されないが、1.0〜2.5mm、さらには1.2〜2.2mm、とくには1.4〜2.0mmであることが好ましい。   The polishing layer is a resin layer having optical transparency in at least one region, preferably the entire region, so that the end point can be optically detected. Here, the light transmittance means that the light transmittance in the thickness direction is 10% or more, and preferably 12% or more, for light in the entire range of wavelengths of 350 to 700 nm. It is preferable that the polishing layer has a light-transmitting property in the entire region of the polishing surface, because the light-transmitting plug for forming the light-transmitting window may not be embedded. In the case of a non-homogeneous polishing layer where a light-transmitting plug for forming a light-transmitting window is embedded in a resin with low light-transmitting property, slurry leakage may occur around the light-transmitting plug or if it is used for a long time. Moreover, the polishing characteristics tend to be unstable. The thickness of the polishing layer is not particularly limited, but is preferably 1.0 to 2.5 mm, more preferably 1.2 to 2.2 mm, and particularly preferably 1.4 to 2.0 mm.

また、比較的硬質である研磨層は、被研磨材の被研磨面の局所的な凹凸に追従するが、被研磨材全体の反りやうねりに対しては追従しにくい。研磨層よりも低い硬度を有するクッション層は、被研磨材全体の反りやうねりに対して追従することにより、グローバル平坦性とローカル平坦性とのバランスに優れた研磨を実現できる研磨パッドを与える。   Further, the relatively hard polishing layer follows the local unevenness of the surface to be polished of the material to be polished, but it is difficult to follow the warpage and waviness of the entire material to be polished. The cushion layer, which has a hardness lower than that of the polishing layer, provides a polishing pad that can realize polishing with a good balance between global flatness and local flatness by following the warpage and waviness of the entire workpiece.

クッション層としては、従来から研磨パッド用のクッション層として用いられているものが特に限定なく用いられる。その具体例としては、例えば、ポリウレタンフォームやポリエチレンフォーム等の樹脂発泡体や不織布などが挙げられる。これらの中では、柔軟性と耐久性に優れる点からポリウレタンフォームが特に好ましい。クッション層の厚さは特に限定されないが、0.4〜3mm、さらには0.5〜2mm、とくには0.6〜1.5mmであることが研磨の平坦性と均一性とのバランスに優れる点から好ましい。   As the cushion layer, those conventionally used as a cushion layer for a polishing pad are used without particular limitation. Specific examples thereof include resin foams such as polyurethane foam and polyethylene foam, and non-woven fabrics. Among these, polyurethane foam is particularly preferable from the viewpoint of excellent flexibility and durability. The thickness of the cushion layer is not particularly limited, but 0.4 to 3 mm, further 0.5 to 2 mm, and particularly 0.6 to 1.5 mm is excellent in the balance between polishing flatness and uniformity. It is preferable from the point.

クッション層は、光を透過させるための開口を有する。開口の形状は研磨装置の光照射部からの光を透過させて終点検出を可能にする程度の大きさであれば特に限定されない。   The cushion layer has an opening for transmitting light. The shape of the opening is not particularly limited as long as it is large enough to allow the light from the light irradiation section of the polishing apparatus to pass therethrough and to detect the end point.

研磨層はクッション層に接着される。研磨層とクッション層とを接着するために用いられる粘着材はとくに限定されないが、例えば、アクリル系,ゴム系,スチレン系,シリコーン系,ウレタン系の粘着材が挙げられる。研磨層とクッション層を接着する粘着材層の厚さは特に限定されないが、10〜500μm、さらには30〜300μm程度であることが好ましい。   The polishing layer is adhered to the cushion layer. The pressure-sensitive adhesive used for bonding the polishing layer and the cushion layer is not particularly limited, and examples thereof include acrylic-based, rubber-based, styrene-based, silicone-based, and urethane-based pressure-sensitive adhesives. The thickness of the pressure-sensitive adhesive layer that adheres the polishing layer and the cushion layer is not particularly limited, but is preferably 10 to 500 μm, and more preferably about 30 to 300 μm.

光調整層は、波長350〜700nmの範囲における何れかの波長に、光透過率50%以上であって最大になる最大光透過率(T1)と、光透過率が最小になる最小光透過率(T2)とを有し、最大光透過率(T1)と最小光透過率(T2)との差(T1−T2)が20%以上であるシートであり、光透過率の波長依存性を制御する層である。   The light adjustment layer has a maximum light transmittance (T1) of which light transmittance is 50% or more and is maximum and a minimum light transmittance of which light transmittance is minimum at any wavelength in the wavelength range of 350 to 700 nm. (T2), the difference (T1-T2) between the maximum light transmittance (T1) and the minimum light transmittance (T2) is 20% or more, and the wavelength dependence of the light transmittance is controlled. It is a layer to do.

最大光透過率(T1)は波長350〜700nmの範囲における何れかの波長に存在する、50%以上である光透過率の最大値である。T1が50%以上であることにより、研磨層の光透過性領域に充分な光を透過させ、終点検出を容易にさせる。T1としては、55%以上、さらには60%以上、とくには65%以上であることが反射光強度の明確な変化を示す点から好ましい。また、最小光透過率(T2)は波長350〜700nmの範囲における何れかの波長に存在する、光透過率の最小値である。   The maximum light transmittance (T1) is the maximum value of the light transmittance of 50% or more existing at any wavelength in the wavelength range of 350 to 700 nm. When T1 is 50% or more, sufficient light is transmitted to the light-transmitting region of the polishing layer, and the end point detection is facilitated. T1 is preferably 55% or more, more preferably 60% or more, and particularly preferably 65% or more from the viewpoint of showing a clear change in reflected light intensity. The minimum light transmittance (T2) is the minimum value of the light transmittance existing at any wavelength in the wavelength range of 350 to 700 nm.

光調整層のT1とT2の差(T1−T2)は20%以上であり、22%以上、さらには25%以上、27%以上であることが、最大光透過率(T1)と最小光透過率(T2)との差(T1−T2)が大きいことにより、反射光強度の明確な変化を示す効果が高くなる。   The difference (T1−T2) between T1 and T2 of the light control layer is 20% or more, 22% or more, 25% or more, 27% or more, that is, the maximum light transmittance (T1) and the minimum light transmittance. Since the difference (T1-T2) from the rate (T2) is large, the effect of showing a clear change in the reflected light intensity is enhanced.

ここで光調整層の、波長350〜700nmの範囲における何れかの波長の、光透過率50%以上であって最大になる最大光透過率(T1)と、光透過率が最小になる最小光透過率(T2)は、光調整層を形成する部材を分光光度計「UV−2450」を用いて波長350〜700nmの全範囲の光透過率を測定することにより求められる。   Here, the maximum light transmittance (T1) of 50% or more and the maximum light transmittance of the light adjustment layer at any wavelength in the wavelength range of 350 to 700 nm and the minimum light transmittance of which the minimum light transmittance is minimum. The transmittance (T2) is obtained by measuring the light transmittance of the member forming the light control layer in the entire wavelength range of 350 to 700 nm using a spectrophotometer "UV-2450".

光調整シートは、上述したような光学特性を有する光調整層を実現できるシートであれば特に限定されないが、好ましくは、樹脂を主成分とし、必要に応じて光透過率の波長依存性を制御するための着色材を含有する樹脂シートが、研磨層への密着性に優れることから好ましい。樹脂の具体例としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)等のポリエステル,アクリル樹脂,スチレン樹脂,ポリオレフィン,塩ビ樹脂,ポリカーボネート,ポリアミド,ポリウレタン等が挙げられる。また、着色材の具体例としては、染料,顔料,無機微粒子が挙げられる。また、光調整シートの厚さは特に限定されないが、0.02〜0.5mm、さらには0.05〜0.3mm、とくには0.1〜0.2mmであることが好ましい。   The light adjustment sheet is not particularly limited as long as it is a sheet that can realize a light adjustment layer having the above-mentioned optical characteristics, but preferably contains a resin as a main component and controls the wavelength dependence of the light transmittance as necessary. A resin sheet containing a coloring material for achieving this is preferable because it has excellent adhesion to the polishing layer. Specific examples of the resin include polyester such as polyethylene terephthalate (PET), acrylic resin, styrene resin, polyolefin, vinyl chloride resin, polycarbonate, polyamide, polyurethane and the like. Further, specific examples of the coloring material include dyes, pigments, and inorganic fine particles. The thickness of the light adjusting sheet is not particularly limited, but is preferably 0.02 to 0.5 mm, more preferably 0.05 to 0.3 mm, and particularly preferably 0.1 to 0.2 mm.

図1に示した本実施形態の研磨パッド11においては、研磨層1の裏面Rの開口vに対応する領域に掘り込み部1aが形成されており、掘り込み部1aの研磨層1の表面に光調整シート4aが粘着材層4bを介して接着されている。このような形態である場合には、研磨層1の掘り込み部1aが形成された領域が薄くなるために、その領域の光透過性が高くなる点から好ましい。掘り込み部1aの深さは研磨層の厚さとの関係で適宜調整されるが、例えば、掘り込み部1aを除く研磨層1の領域の厚さの3〜40%、さらには5〜35%、とくには10〜30%であることが好ましい。具体的には、掘り込み部1aの深さは、例えば、0.05〜0.8mm、さらには0.1〜0.6mm、とくには0.2〜0.5mmであることが好ましい。   In the polishing pad 11 of the present embodiment shown in FIG. 1, the dug portion 1a is formed in a region of the back surface R of the polishing layer 1 corresponding to the opening v, and the dug portion 1a has a surface on the surface of the polishing layer 1. The light adjusting sheet 4a is adhered via the adhesive layer 4b. Such a form is preferable in that the region of the polishing layer 1 where the dug portion 1a is formed becomes thin and the light transmittance of the region becomes high. The depth of the dug portion 1a is appropriately adjusted in relation to the thickness of the polishing layer. For example, 3 to 40%, and further 5 to 35% of the thickness of the region of the polishing layer 1 excluding the dug portion 1a. It is particularly preferably 10 to 30%. Specifically, the depth of the dug portion 1a is preferably, for example, 0.05 to 0.8 mm, more preferably 0.1 to 0.6 mm, and particularly preferably 0.2 to 0.5 mm.

また、粘着材層4bを形成する粘着材の種類は特に限定されないが、例えば、アクリル系,ゴム系,スチレン系,シリコーン系,ウレタン系の粘着材が挙げられる。また、粘着材層4bの厚さも特に限定されないが、例えば、10〜500μm、さらには30〜300μm程度であることが好ましい。   The type of the adhesive material forming the adhesive material layer 4b is not particularly limited, and examples thereof include acrylic, rubber-based, styrene-based, silicone-based, and urethane-based adhesive materials. The thickness of the pressure-sensitive adhesive layer 4b is not particularly limited, either, but is preferably about 10 to 500 μm, and more preferably about 30 to 300 μm.

また、光調整シートは、本実施形態の研磨パッド11のように掘り込み部に粘着材層4bを介して貼り合わせるような形態に限らず、研磨層1の開口vに対応する領域を覆うように配設されている限り、他の形態であってもよい。具体的には、例えば、研磨層1の開口vに対応する領域に掘り込み部を形成せずに粘着材層を介して光調整シートを貼り合わせたり、開口vに対応する領域に掘り込み部を形成せずに研磨層の裏面に光調整シートを形成するための塗液を塗工し、乾燥硬化させるような方法により形成したり、掘り込み部に塗液を充填して硬化させるような方法等が挙げられる。なお、粘着材により光調整シートを接着する場合、粘着材層の光透過率が100%近いものを用いた場合には無視できるが、粘着材層が低い光透過率を示す場合には、光調整シートと粘着材層との積層構造で、波長350〜700nmの範囲における何れかの波長域に、光透過率50%以上であって最大になる最大光透過率(T1)と、光透過率が最小になる最小光透過率(T2)とを有し、最大光透過率(T1)と最小光透過率(T2)との差(T1−T2)が20%以上である光調整層を構成するものとする。   Further, the light adjusting sheet is not limited to the mode in which the light adjusting sheet is attached to the dug portion via the adhesive material layer 4b like the polishing pad 11 of the present embodiment, and covers the region corresponding to the opening v of the polishing layer 1. Other forms may be used as long as they are arranged in the. Specifically, for example, a light adjusting sheet is attached through an adhesive material layer without forming a dug portion in a region corresponding to the opening v of the polishing layer 1, or a dug portion is provided in a region corresponding to the opening v. Forming by a method such as applying a coating liquid for forming a light adjustment sheet on the back surface of the polishing layer without forming a film and drying and curing, or filling the coating liquid in the dug portion and curing. Methods and the like. In the case of adhering the light adjusting sheet with an adhesive, it can be ignored if the adhesive layer has a light transmittance of close to 100%, but if the adhesive layer shows a low light transmittance, the The laminated structure of the adjusting sheet and the pressure-sensitive adhesive layer has a maximum light transmittance (T1) of 50% or more and a maximum light transmittance in any wavelength range in the wavelength range of 350 to 700 nm, and a light transmittance. And a minimum light transmittance (T2) that minimizes, and a difference (T1-T2) between the maximum light transmittance (T1) and the minimum light transmittance (T2) is 20% or more. It shall be.

次に、研磨層を形成する材料について、詳しく説明する。本実施形態における研磨層は、研磨面の全領域において光透過性を有することが、透光窓となるような光透過プラグを埋め込んだりする必要がない点から好ましい。光透過プラグを研磨層に埋め込んだ場合には、光透過プラグの周辺でスラリー漏れを起こしたり、長時間使用した際に研磨特性が不安定になったりしやすくなる傾向がある。研磨面の全領域において光透過性を有する研磨層を得るための材料の具体例としては、例えば、ポリウレタン,ポリエチレン,ポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリエステル、ポリアミド、ポリウレアのうち、光透過性に優れた材料が挙げられる。これらは単独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの中では、熱可塑性ポリウレタンや熱硬化性ポリウレタン等のポリウレタンが光透過性に優れ、耐摩耗性に優れる点から好ましく、とくに熱可塑性ポリウレタンは高い研磨速度と低スクラッチ性の両立を実現しやすい点から好ましい。本実施形態では、上述したような光透過性の研磨パッドを実現できる研磨層の材料として熱可塑性ポリウレタンについて代表例として詳しく説明する。   Next, the material forming the polishing layer will be described in detail. It is preferable that the polishing layer in the present embodiment has a light-transmitting property over the entire area of the polishing surface, because it is not necessary to embed a light-transmitting plug that becomes a light-transmitting window. When the light-transmitting plug is embedded in the polishing layer, there is a tendency that slurry leakage occurs around the light-transmitting plug or the polishing characteristics become unstable when used for a long time. Specific examples of the material for obtaining the polishing layer having light transmittance in the entire area of the polishing surface include, for example, polyolefins such as polyurethane, polyethylene and polypropylene, polyesters, polyamides and polyureas, which have excellent light transmittance. Is mentioned. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, polyurethanes such as thermoplastic polyurethanes and thermosetting polyurethanes are preferable from the viewpoint of excellent light transmission and abrasion resistance, and particularly thermoplastic polyurethanes are easy to achieve both a high polishing rate and low scratch resistance. It is preferable from the point. In this embodiment, a thermoplastic polyurethane will be described in detail as a representative example of the material of the polishing layer that can realize the above-mentioned light-transmitting polishing pad.

研磨面の全領域において光透過性を有する研磨層の製造に用いられる熱可塑性ポリウレタンとしては、アミノ基を含有しない鎖伸長剤と高分子ジオールと有機ジイソシアネートとを少なくとも含む原料を重合させた反応物が好ましい。このような熱可塑性ポリウレタンは光透過性に優れている。   The thermoplastic polyurethane used for the production of the polishing layer having a light-transmitting property over the entire area of the polishing surface is a reaction product obtained by polymerizing a raw material containing at least an amino group-free chain extender, a polymer diol and an organic diisocyanate. Is preferred. Such thermoplastic polyurethane is excellent in light transmittance.

アミノ基を含有しない鎖伸長剤としては、アミノ基を有さず水酸基を2個有する分子量300以下の低分子化合物が好ましく用いられる。その具体例としては、例えば、エチレングリコール,ジエチレングリコール,トリエチレングリコール,テトラエチレングリコール,1,2-プロパンジオール,1,3-プロパンジオール,ネオペンチルグリコール,1,2-ブタンジオール,1,3-ブタンジオール,2,3-ブタンジオール,1,4-ブタンジオール,1,5-ペンタンジオール,1,6-ヘキサンジオール,3-メチル-1,5-ペンタンジオール,1,4-ビス(β−ヒドロキシエトキシ)ベンゼン,1,4-シクロヘキサンジオール,1,4-シクロヘキサンジメタノール,ビス(β−ヒドロキシエチル)テレフタレート,1,9-ノナンジオールなどが挙げられる。これらは単独で用いても2種以上を組合せて用いてもよい。これらの中では、1,4-ブタンジオール,ネオペンチルグリコール,1,5-ペンタンジオール,1,6-ヘキサンジオール,3-メチル−1,5-ペンタンジオールが、とくには、1,4-ブタンジオール,3-メチル−1,5-ペンタンジオールが好ましい。また、鎖伸長剤としては、本発明の効果を損なわない範囲で、必要に応じて、アミノ基を含有する鎖伸長剤を併用してもよい。   As the chain extender containing no amino group, a low molecular weight compound having no amino group but two hydroxyl groups and having a molecular weight of 300 or less is preferably used. Specific examples thereof include ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, neopentyl glycol, 1,2-butanediol, 1,3- Butanediol, 2,3-butanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 1,4-bis(β- Examples thereof include hydroxyethoxy)benzene, 1,4-cyclohexanediol, 1,4-cyclohexanedimethanol, bis(β-hydroxyethyl)terephthalate and 1,9-nonanediol. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, 1,4-butanediol, neopentyl glycol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol, especially 1,4-butane Diol and 3-methyl-1,5-pentanediol are preferred. Further, as the chain extender, an amino group-containing chain extender may be used in combination, if necessary, as long as the effect of the present invention is not impaired.

また、高分子ジオールの具体例としては、例えば、ポリ(エチレングリコール),ポリ(プロピレングリコール),ポリ(テトラメチレングリコール),ポリ(メチルテトラメチレングリコール)等のポリエーテルジオール;ポリブチレンアジペート,ポリカプロラクトン,ポリ(3−メチル−1,5−ペンタメチレンアジペート)等のポリエステルジオール;ポリヘキサメチレンカーボネートジオール等のポリカーボネートジオール等が挙げられる。これらは単独で用いても2種以上を組合せて用いてもよい。これらの中では、ポリエーテルジオールやポリエステルジオール、とくにはポリエーテルジオールが好ましい。また、高分子ジオールの数平均分子量としては、500〜1500、さらには550〜1200、とくには600〜1000であることが好ましい。高分子ジオールの数平均分子量が高すぎる場合は、研磨層の光透過性が低下する傾向がある。一方、高分子ジオールの数平均分子量が低すぎる場合は、研磨層の硬度が高くなりすぎて研磨中に研磨傷が発生しやすくなる傾向がある。   Specific examples of the polymer diol include polyether diols such as poly(ethylene glycol), poly(propylene glycol), poly(tetramethylene glycol), and poly(methyltetramethylene glycol); polybutylene adipate, poly Examples thereof include polyester diols such as caprolactone and poly(3-methyl-1,5-pentamethylene adipate); and polycarbonate diols such as polyhexamethylene carbonate diol. These may be used alone or in combination of two or more. Of these, polyether diols and polyester diols are preferable, and polyether diols are particularly preferable. The number average molecular weight of the polymeric diol is preferably 500 to 1500, more preferably 550 to 1200, and particularly preferably 600 to 1000. When the number average molecular weight of the polymer diol is too high, the light transmittance of the polishing layer tends to be lowered. On the other hand, when the number average molecular weight of the high molecular diol is too low, the hardness of the polishing layer becomes too high and polishing scratches tend to occur during polishing.

また、有機ジイソシアネートとしては、従来ポリウレタンの製造に用いられている有機ジイソシアネートであれば特に限定なく用いられる。その具体例としては、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネート,イソホロンジイソシアネート,4,4’-ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート等の脂肪族または脂環式ジイソシアネート;4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート,2,4’-トリレンジイソシアネート,2,6’-ト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が挙げられる。これらは単独で用いても2種以上を組合せて用いてもよい。これらの中では、得られる研磨パッドの耐摩耗性に優れる点から4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネートがとくに好ましい。   As the organic diisocyanate, any organic diisocyanate that has been conventionally used for producing polyurethane can be used without particular limitation. Specific examples thereof include, for example, aliphatic or alicyclic diisocyanates such as hexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, 4,4′-dicyclohexylmethane diisocyanate; 4,4′-diphenylmethane diisocyanate, 2,4′-tolylene diisocyanate, Aromatic diisocyanates such as 2,6'-tolylene diisocyanate and m-xylylene diisocyanate are mentioned. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate is particularly preferable in terms of excellent abrasion resistance of the resulting polishing pad.

熱可塑性ポリウレタンのイソシアネート基に由来する窒素原子の含有率としては、5.0〜7.0質量%、さらには5.2〜6.7質量%、とくには5.4〜6.4質量%であることが好ましい。窒素原子の含有率が低すぎる場合には研磨層が柔らかくなりすぎ、被研磨面の平坦性や研磨効率が低下する傾向がある。一方、窒素原子の含有率が高すぎる場合には、研磨層が硬くなりすぎて被研磨面にスクラッチが発生しやすくなる傾向があり、また、研磨層の光透過率が低下する傾向がある。   The content of nitrogen atoms derived from the isocyanate group of the thermoplastic polyurethane is 5.0 to 7.0% by mass, further 5.2 to 6.7% by mass, and particularly 5.4 to 6.4% by mass. Is preferred. If the content of nitrogen atoms is too low, the polishing layer tends to be too soft, and the flatness of the surface to be polished and polishing efficiency tend to decrease. On the other hand, if the content of nitrogen atoms is too high, the polishing layer tends to be too hard and scratches are likely to occur on the surface to be polished, and the light transmittance of the polishing layer tends to decrease.

熱可塑性ポリウレタンは、上述したような鎖伸長剤と、高分子ジオールと、有機ジイソシアネートとを少なくとも含む原料を用い、公知のプレポリマー法またはワンショット法を用いたウレタン化反応により重合することにより得られる。好ましくは、実質的に溶剤の不存在下で、上述した各成分を所定の比率で配合して単軸又は多軸スクリュー型押出機を用いて溶融混合しながら連続溶融重合する方法によって得られる。   The thermoplastic polyurethane is obtained by polymerizing by a urethanization reaction using a known prepolymer method or a one-shot method, using a raw material containing at least a chain extender, a polymer diol, and an organic diisocyanate as described above. Be done. Preferably, it is obtained by a method in which the above-mentioned components are blended in a predetermined ratio in the substantial absence of a solvent, and continuous melt polymerization is performed while melt mixing using a single-screw or multi-screw extruder.

各成分の配合割合は目的とする特性に応じて適宜調整されるが、例えば、高分子ジオールと鎖伸長剤とに含まれる活性水素原子1モルに対して、有機ジイソシアネートに含まれるイソシアネート基が0.95〜1.3モル、さらには0.96〜1.1モル、とくには0.97〜1.05モルとなる割合で配合することが好ましい。有機ジイソシアネートに含まれるイソシアネート基の割合が低すぎる場合には熱可塑性ポリウレタンの機械的強度および耐摩耗性が低下する傾向があり、高すぎる場合には、熱可塑性ポリウレタンの生産性、保存安定性が低下する傾向がある。   The blending ratio of each component is appropriately adjusted according to the desired characteristics. For example, 1 mol of active hydrogen atoms contained in the polymer diol and the chain extender may be used to reduce the isocyanate group contained in the organic diisocyanate to 0. It is preferable to mix it in a ratio of 0.95 to 1.3 mol, further 0.96 to 1.1 mol, and particularly 0.97 to 1.05 mol. If the proportion of isocyanate groups contained in the organic diisocyanate is too low, the mechanical strength and abrasion resistance of the thermoplastic polyurethane tend to decrease, and if it is too high, the productivity and storage stability of the thermoplastic polyurethane are low. Tends to decline.

また、熱可塑性ポリウレタンは、本発明の効果を損なわない範囲で、必要に応じて、架橋剤,充填剤,架橋促進剤,架橋助剤,軟化剤,粘着付与剤,老化防止剤,発泡剤,加工助剤,密着性付与剤,無機充填剤,有機フィラー,結晶核剤,耐熱安定剤,耐候安定剤,帯電防止剤,着色剤,滑剤,難燃剤,難燃助剤(酸化アンチモンなど),ブルーミング防止剤,離型剤,増粘剤,酸化防止剤,導電剤等の添加剤を含有してもよい。熱可塑性ポリウレタンの添加剤の含有割合は特に限定されないが、50質量%以下、さらには20質量%以下、とくには5質量%以下であることが好ましい。   Further, the thermoplastic polyurethane is a crosslinking agent, a filler, a crosslinking accelerator, a crosslinking aid, a softening agent, a tackifier, an antiaging agent, a foaming agent, if necessary, within a range that does not impair the effects of the present invention. Processing aids, adhesion promoters, inorganic fillers, organic fillers, crystal nucleating agents, heat resistance stabilizers, weather resistance stabilizers, antistatic agents, colorants, lubricants, flame retardants, flame retardant aids (antimony oxide, etc.), It may contain additives such as an anti-blooming agent, a release agent, a thickener, an antioxidant, and a conductive agent. The content ratio of the thermoplastic polyurethane additive is not particularly limited, but is preferably 50% by mass or less, more preferably 20% by mass or less, and particularly preferably 5% by mass or less.

上述のように連続溶融重合することにより得られた熱可塑性ポリウレタンは、例えば、ペレット化された後、押出成形法,射出成形法,カレンダー成形法などの各種の成形法によりシート状の成形体に成形される。とくには、Tダイを用いた押出成形によれば厚さの均一なシート状の成形体が得られる点から好ましい。   The thermoplastic polyurethane obtained by continuous melt polymerization as described above is formed into a sheet-like molded article by various molding methods such as extrusion molding method, injection molding method and calender molding method after being pelletized. Molded. In particular, extrusion molding using a T die is preferable in that a sheet-shaped molded product having a uniform thickness can be obtained.

熱可塑性ポリウレタンの成形体の密度としては、1.0g/cm以上、さらには1.1g/cm以上、とくには、1.2g/cm以上であることが好ましい。熱可塑性ポリウレタンの成形体の密度が低すぎる場合には、研磨層が柔らかくなってローカル平坦性が低下する傾向がある。また、熱可塑性ポリウレタンとしては無発泡の熱可塑性ポリウレタンが、発泡構造により光透過性が阻害されないために光透過性に優れた研磨層が得られる点からとくに好ましい。 The density of the molded article of thermoplastic polyurethane is preferably 1.0 g/cm 3 or more, more preferably 1.1 g/cm 3 or more, and particularly preferably 1.2 g/cm 3 or more. If the density of the molded article of thermoplastic polyurethane is too low, the polishing layer tends to be soft and the local flatness tends to decrease. Further, as the thermoplastic polyurethane, a non-foamed thermoplastic polyurethane is particularly preferable in that a light-transmitting property is not hindered by the foamed structure and a polishing layer having excellent light-transmitting property can be obtained.

研磨層は、上述したような熱可塑性ポリウレタンのシート状の成形体を切削,スライス,打ち抜き加工等により寸法、形状、厚さ等を調整することにより仕上げられる。研磨層の厚さは特に限定されないが、1.0〜2.5mm、さらには1.2〜2.2mm、とくには1.4〜2.0mmであることが好ましい。   The polishing layer is finished by adjusting the size, shape, thickness and the like of the above-mentioned thermoplastic polyurethane sheet-shaped molded body by cutting, slicing, punching or the like. The thickness of the polishing layer is not particularly limited, but is preferably 1.0 to 2.5 mm, more preferably 1.2 to 2.2 mm, and particularly preferably 1.4 to 2.0 mm.

研磨層には、厚み方向に光が透過可能な領域も含めて被研磨材と接触する研磨面の全領域に、研削加工やレーザー加工により、同心円状のような所定のパターンで図1のGで示したような溝や穴のような凹部が形成されることが好ましい。このような凹部は、研磨面に研磨スラリーを均一かつ充分に供給するとともに、スクラッチ発生の原因となる研磨屑の排出や、研磨パッドの吸着保持によるウエハの破損の防止に役立つ。溝および穴の配置パターンとしては、例えば、同心円状、格子状、螺旋状、放射状など、または、これらの複数を組み合わせたパターンが挙げられる。また、例えば同心円状に凹部を形成する場合、凹部間のピッチとしては30mm以下、さらには1〜20mm、とくには2〜10mm程度であることが好ましい。また、凹部の幅としては、0.1〜5mm、さらには0.2〜3mm、とくには0.3〜1mm程度であることが好ましい。また、凹部の深さとしては、0.3〜2mm、さらには0.4〜1.8mm、とくには0.5〜1.5mm程度であることが好ましい。また、溝の断面形状としては、例えば、長方形,台形,三角形,半円形等の形状が目的に応じて適宜選択される。   In the polishing layer, the entire area of the polishing surface that contacts the material to be polished, including the area through which light can be transmitted in the thickness direction, is subjected to grinding processing or laser processing in a predetermined pattern such as concentric circles to form a G pattern in FIG. It is preferable to form a recess such as a groove or a hole as shown in FIG. Such recesses serve to uniformly and sufficiently supply the polishing slurry to the polishing surface, to discharge polishing debris that causes scratches, and to prevent damage to the wafer due to suction holding of the polishing pad. As the arrangement pattern of the grooves and holes, for example, concentric circles, lattices, spirals, radials, and the like, or a pattern in which a plurality of these are combined can be mentioned. Further, for example, when the concavities are formed concentrically, the pitch between the concavities is preferably 30 mm or less, more preferably 1 to 20 mm, and particularly about 2 to 10 mm. The width of the recess is preferably 0.1 to 5 mm, more preferably 0.2 to 3 mm, and particularly preferably 0.3 to 1 mm. Further, the depth of the recess is preferably 0.3 to 2 mm, more preferably 0.4 to 1.8 mm, and particularly preferably 0.5 to 1.5 mm. Further, as the cross-sectional shape of the groove, for example, a shape such as a rectangle, a trapezoid, a triangle, and a semicircle is appropriately selected according to the purpose.

本実施形態の研磨パッドは、光調整層が存在する部分は、例えば、次のような光学特性を有することが好ましい。第1の光学特性としては、波長350〜700nmの全範囲の光に対して、光調整層が存在する部分における光透過率が12%以上、さらには15%以上、とくには17%以上であるような最大光透過率(T3)と、最小光透過率(T4)とを有し、最大光透過率(T3)と前記最小光透過率(T4)との差(T3−T4)が10%以下、さらには7%以下、とくには5%以下であることが好ましい。なお、T3とT4は、一致する、すなわち、T3−T4は0%であってもよい。   In the polishing pad of the present embodiment, the portion where the light adjustment layer is present preferably has, for example, the following optical characteristics. The first optical characteristic is that the light transmittance in the portion where the light adjusting layer is present is 12% or more, further 15% or more, and particularly 17% or more with respect to light in the entire wavelength range of 350 to 700 nm. It has such a maximum light transmittance (T3) and a minimum light transmittance (T4), and a difference (T3-T4) between the maximum light transmittance (T3) and the minimum light transmittance (T4) is 10%. It is preferably below 7%, especially below 5%. Note that T3 and T4 may match, that is, T3-T4 may be 0%.

また、第2の光学特性としては、波長350〜700nmの全範囲の光に対して、光調整層が存在する部分における光透過率が15%以下、さらには12%以下、とくには10%以下である最小光透過率(T5)と、最大光透過率(T6)とを有し、最大光透過率(T6)と最小光透過率(T5)との差(T6−T5)が20%以上、さらには25%以上、とくには30%以上であることが好ましい。   The second optical characteristic is that the light transmittance in the portion where the light adjusting layer is present is 15% or less, further 12% or less, and particularly 10% or less for light in the entire wavelength range of 350 to 700 nm. The minimum light transmittance (T5) and the maximum light transmittance (T6), and the difference (T6-T5) between the maximum light transmittance (T6) and the minimum light transmittance (T5) is 20% or more. Further, it is preferably 25% or more, and particularly preferably 30% or more.

第1の光学特性と第2の光学特性は、研磨装置の構成や被研磨材の種類、求められる終点検出の精度などによって変わるが、通常は第1の光学特性がより好ましい。   The first optical characteristic and the second optical characteristic vary depending on the configuration of the polishing apparatus, the type of the material to be polished, the required accuracy of end point detection, etc., but the first optical characteristic is usually preferable.

以上説明したような本実施形態の研磨パッドは、CMP研磨装置に具備される光学的手段によって研磨終点を検出する場合に、反射光強度の明確な変化を示すことにより終点検出の精度が向上する。また、製造ロット毎や研磨パッド毎に光透過率の波長依存性を修正することができる。   In the polishing pad of the present embodiment as described above, when the polishing end point is detected by the optical means included in the CMP polishing apparatus, the end point detection accuracy is improved by showing a clear change in the reflected light intensity. .. Further, the wavelength dependence of the light transmittance can be corrected for each manufacturing lot or each polishing pad.

次に、図2を参照して、代表例として本実施形態の研磨パッド11を用いたCMPの一例について説明する。   Next, an example of CMP using the polishing pad 11 of the present embodiment will be described as a typical example with reference to FIG.

本実施形態の研磨パッド11を用いたCMPに用いられる研磨装置20は、図2に示すような研磨パッド11を固定する円形の回転する定盤5と、ウエハ10を吸着保持するトップリング6と、トップリング6を上下に揺動させながらウエハ10を研磨パッド11に圧接させるキャリア17と、固定された研磨パッド11の上面に研磨スラリーSを供給するためのスラリーノズル7と、を備える。研磨パッド11は定盤5に粘着材層9を介して接着されている。研磨装置20は、定盤5及びトップリング6の回転によりウエハ10の被研磨面を研磨パッド11の研磨面に圧し当てて研磨するように構成されている。また、研磨装置20は図略のパッドコンディショナーを備える。さらに、定盤5の内部には研磨の終点を光学的手段によって検出するための光照射部8とその反射光の強度の変化を検出するための図略の光センサが設けられている。   A polishing apparatus 20 used for CMP using the polishing pad 11 of the present embodiment includes a circular rotating surface plate 5 for fixing the polishing pad 11 as shown in FIG. 2 and a top ring 6 for sucking and holding the wafer 10. A carrier 17 for pressing the wafer 10 against the polishing pad 11 while swinging the top ring 6 up and down, and a slurry nozzle 7 for supplying the polishing slurry S to the upper surface of the fixed polishing pad 11 are provided. The polishing pad 11 is adhered to the surface plate 5 via the adhesive layer 9. The polishing apparatus 20 is configured to rotate the surface plate 5 and the top ring 6 to press the surface to be polished of the wafer 10 against the polishing surface of the polishing pad 11 to perform polishing. The polishing apparatus 20 also includes a pad conditioner (not shown). Further, inside the surface plate 5, there are provided a light irradiation section 8 for detecting the end point of polishing by an optical means and an optical sensor (not shown) for detecting a change in intensity of the reflected light.

研磨装置20を用いたCMPにおいては、はじめに、定盤5の表面に研磨パッド11を粘着材層9を介して貼り合わせる。このとき、研磨パッド11の光調整層4が存在する部分に光照射部8が照射する光が入射するように配置する。そして、定盤5を図略のモータにより矢印に示す方向に回転させ、回転する研磨パッド11の表面に蒸留水を流しながら、例えば、ダイヤモンド粒子をニッケル電着等により担体表面に固定した図略のパッドコンディショナーを押し当てて、研磨パッド11の表面のコンディショニングを行う。コンディショニングにより、研磨パッド表面を被研磨面の研磨に好適な表面粗さに調整する。次に、回転する研磨パッド11の表面にスラリーノズル7から研磨スラリーsを供給する。またCMPを行うに際し、必要に応じ、研磨スラリーと共に、潤滑油、冷却剤などを併用してもよい。研磨スラリーとしては、例えば、水やオイル等の液状媒体;シリカ,アルミナ,酸化セリウム,酸化ジルコニウム,炭化ケイ素等の砥粒;過酸化水素水等の酸化剤;グリシン、EDTA等のキレート剤:塩基、酸等のpH調整剤;界面活性剤、水溶性ポリマー等の分散剤等を含有しているCMPに用いられる研磨スラリーであれば特に限定なく用いられる。   In CMP using the polishing device 20, first, the polishing pad 11 is attached to the surface of the surface plate 5 via the adhesive layer 9. At this time, the polishing pad 11 is arranged so that the light irradiated by the light irradiation part 8 is incident on the part of the polishing pad 11 where the light adjustment layer 4 exists. Then, the surface plate 5 is rotated in the direction indicated by the arrow by a motor (not shown), and while flowing distilled water on the surface of the rotating polishing pad 11, for example, diamond particles are fixed on the surface of the carrier by nickel electrodeposition or the like. The pad conditioner is pressed to condition the surface of the polishing pad 11. By conditioning, the surface of the polishing pad is adjusted to have a surface roughness suitable for polishing the surface to be polished. Next, the polishing slurry s is supplied from the slurry nozzle 7 to the surface of the rotating polishing pad 11. When performing CMP, a lubricating oil, a cooling agent, etc. may be used together with the polishing slurry, if necessary. Examples of the polishing slurry include liquid media such as water and oil; abrasive grains such as silica, alumina, cerium oxide, zirconium oxide, and silicon carbide; oxidizing agents such as hydrogen peroxide solution; chelating agents such as glycine and EDTA: base A pH adjusting agent such as an acid; a polishing slurry used for CMP containing a surfactant, a dispersant such as a water-soluble polymer, and the like can be used without particular limitation.

そして、研磨スラリーsが満遍なく行き渡った研磨パッド11の被研磨面にトップリング6に吸着保持されて回転するウエハ10を圧し当てて、研磨面と被研磨材とを相対的に摺動させながら研磨を実施する。このとき、定盤5の内部の光照射部8から発光する光が、光調整層4及び研磨層1を透過してウエハ10の被研磨面に到達し、その反射光が図略の光センサで検知される。光センサは、例えば、反射光強度の変化をモニタすることにより膜厚変化量を測定する。そして、研磨を続け、所定の膜厚変化量になるような反射光強度の変化を検出したときに、キャリア17はトップリング6を上昇させて研磨を終了させる。このようにして研磨を行う。   Then, the rotating wafer 10 attracted and held by the top ring 6 is pressed against the surface to be polished of the polishing pad 11 on which the polishing slurry s is evenly distributed, and the polishing surface and the material to be polished are relatively slid. Carry out. At this time, the light emitted from the light irradiation section 8 inside the surface plate 5 passes through the light adjusting layer 4 and the polishing layer 1 and reaches the surface to be polished of the wafer 10, and the reflected light thereof is an optical sensor not shown. Detected by. The optical sensor measures the amount of change in film thickness by, for example, monitoring the change in reflected light intensity. Then, the polishing is continued, and when a change in the reflected light intensity that causes a predetermined film thickness change amount is detected, the carrier 17 raises the top ring 6 to finish the polishing. Polishing is performed in this manner.

このような本実施形態のCMPは、各種半導体装置、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)等の製造プロセスにおける研磨に好ましく用いられる。研磨対象の例としては、水晶、シリコン、ガラス、光学基板、電子回路基板、多層配線基板、ハードディスクなどが挙げられる。特に、被研磨材は、シリコンウエハや半導体ウエハであることが好ましい。半導体ウエハとしては、例えば酸化シリコン、窒化シリコン、有機ポリマー等の絶縁膜;銅、アルミニウム、タングステン等の配線材金属膜;タンタル、チタン、窒化タンタル、窒化チタン等のバリアメタル膜などを表面に有するものが挙げられる。   Such CMP of the present embodiment is preferably used for polishing in manufacturing processes of various semiconductor devices, MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) and the like. Examples of objects to be polished include quartz, silicon, glass, optical substrates, electronic circuit substrates, multilayer wiring substrates, hard disks, and the like. In particular, the material to be polished is preferably a silicon wafer or a semiconductor wafer. The semiconductor wafer has, for example, an insulating film such as silicon oxide, silicon nitride, or an organic polymer; a wiring material metal film such as copper, aluminum, or tungsten; a barrier metal film such as tantalum, titanium, tantalum nitride, or titanium nitride on its surface. There are things.

以下、本発明を実施例により具体的に説明する。なお、本発明の範囲はこれらの実施例によって何ら限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples. The scope of the present invention is not limited to these examples.

[実施例1]
数平均分子量850のポリテトラメチレングリコール(PTMG)、1,4-ブタンジオール(BD)、及び4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)を、PTMG:BD:MDI=32.5:15.6:51.9(質量比)となる割合で用い、且つそれらの合計供給量が300g/分になるようにして、同軸で回転する二軸押出機(30mmφ、L/D=36、シリンダー温度:75〜260℃)に定量ポンプで連続的に供給して、連続溶融重合を行って熱可塑性ポリウレタンを製造した。生成した熱可塑性ポリウレタンの溶融物をストランド状に水中に連続的に押出した後、ペレタイザーでペレット状に細断し、得られたペレットを70℃で20時間除湿乾燥することにより、熱可塑性ポリウレタンを製造した。なお、原料配合比から算出したイソシアネート基由来の窒素原子含有量は5.8質量%であった。
[Example 1]
PTMG:BD:MDI=32.5:15.6: polytetramethylene glycol (PTMG) having a number average molecular weight of 850, 1,4-butanediol (BD), and 4,4′-diphenylmethane diisocyanate (MDI). A twin-screw extruder (30 mmφ, L/D=36, cylinder temperature: 75, which is used at a ratio of 51.9 (mass ratio) and rotates coaxially such that the total supply amount thereof is 300 g/min. To 260° C.) was continuously fed by a metering pump to carry out continuous melt polymerization to produce a thermoplastic polyurethane. The resulting melt of thermoplastic polyurethane was continuously extruded into water in a strand shape, then shredded into pellets with a pelletizer, and the pellets obtained were dehumidified and dried at 70° C. for 20 hours to give thermoplastic polyurethane. Manufactured. The nitrogen atom content derived from the isocyanate group calculated from the raw material mixture ratio was 5.8% by mass.

そして、得られた熱可塑性ポリウレタンを次に単軸押出機(90mmφ)に仕込み、シリンダー温度215〜225℃、ダイス温度225℃にてリップ幅3.0mmのT−ダイより速度40cm/分で下向きに押出し、厚さ2.0mmのシートを作製した。   Then, the obtained thermoplastic polyurethane was charged into a single-screw extruder (90 mmφ), and then downward at a cylinder temperature of 215 to 225° C. and a die temperature of 225° C. from a T-die having a lip width of 3.0 mm at a speed of 40 cm/min. Was extruded into a sheet having a thickness of 2.0 mm.

このシートの表面を研削して厚さが1.5mmで均一なシートを作製し、直径510mmの円盤状に切り出した後、円盤状シートの研磨面となる片面に幅0.5mm、深さ0.8mm、ピッチ3.5mmの同心円溝を形成した。次いで、研磨面と反対側の面(研磨層の裏面)の中心から100mmの部分に、長辺が直径方向に平行であり深さが0.4mmの長方形(長辺54mm、短辺16mm)の掘り込み部を研削により形成した。次に、研磨層の研磨面とは反対側の面に、クッション層として厚さ1.2mmのポリウレタンフォームを貼り付けた後、研磨層の裏面の掘り込み部に相当する領域のクッション層を切り抜いて開口を形成し、厚み方向に光が透過可能な領域を有する研磨パッドを製造した。   The surface of this sheet is ground to form a uniform sheet having a thickness of 1.5 mm, which is cut out into a disk shape having a diameter of 510 mm, and the one side serving as the polishing surface of the disk-shaped sheet has a width of 0.5 mm and a depth of 0. Concentric circular grooves having a pitch of 0.8 mm and a pitch of 3.5 mm were formed. Then, in a portion 100 mm from the center of the surface opposite to the polishing surface (the back surface of the polishing layer), a rectangle (long side 54 mm, short side 16 mm) with a long side parallel to the diameter direction and a depth of 0.4 mm is formed. The dug portion was formed by grinding. Next, a 1.2 mm-thick polyurethane foam was attached as a cushion layer to the surface of the polishing layer opposite to the polishing surface, and the cushion layer in the region corresponding to the dug portion on the back surface of the polishing layer was cut out. To form an opening, and a polishing pad having a region through which light can pass in the thickness direction was manufactured.

そして、得られた研磨パッドのクッション層の開口において、研磨層の裏面に実質的に光吸収性を有さない粘着材で光調整シートA1を接着して光調整層を形成した。光調整シートA1は、厚さ0.1mmのポリエチレンテレフタレート(PET)のシートを染料で染色して得られた樹脂シートであり、波長350〜700nmにおける最大の光透過率(T1)65%を波長350nmで示し、最小の光透過率(T2)35%を550nmで示した。従って、T1とT2の差は30%であった。また、研磨パッドの光調整層の領域の光透過率は、最大値(T3)20%を波長350nmで示し、波長350〜700nmにおける最小の光透過率(T4)15%を550nmで示した。従って、T3とT4との差は5%であった。   Then, in the opening of the cushion layer of the obtained polishing pad, the light adjusting sheet A1 was adhered to the back surface of the polishing layer with an adhesive having substantially no light absorbing property to form a light adjusting layer. The light adjusting sheet A1 is a resin sheet obtained by dyeing a polyethylene terephthalate (PET) sheet having a thickness of 0.1 mm with a dye, and having a maximum light transmittance (T1) of 65% at a wavelength of 350 to 700 nm as a wavelength. The minimum light transmittance (T2) of 35% is shown at 550 nm. Therefore, the difference between T1 and T2 was 30%. Regarding the light transmittance of the region of the light adjustment layer of the polishing pad, the maximum value (T3) of 20% was shown at a wavelength of 350 nm, and the minimum light transmittance (T4) of 15% at a wavelength of 350 to 700 nm was shown at 550 nm. Therefore, the difference between T3 and T4 was 5%.

そして、研磨パッドをアプライドマテリアルズ社製研磨装置「MIRRA」に設置した。そして、旭ダイヤモンド工業(株)製ダイヤモンドドレッサー「CMP−M」を用い、超純水を200mL/分の流速で流しながらドレッサー回転数120rpm、研磨パッド回転数50rpm、ドレッサー荷重5.0lbfにて30分間、研磨パッドの表面をコンディショニングした。次に、研磨パッドの回転数80rpm、ウエハ回転数70rpm、研磨圧力20kPaの条件において、研磨スラリー((株)フジミインコーポレーテッド製「PL−7105」、超純水、過酸化水素水(濃度31質量%)を1:2:0.09の質量比で混合したもの)を200mL/分の流速で流しながら、SEMATECH854パターンウエハを130秒間研磨した。この研磨において、銅膜が除去されてバリアメタル膜が露出した時のレーザー光の反射率が10%以上変化した場合を終点検出が可能であると評価した。パターンウエハを研磨した結果、表面の銅膜が除去された段階で検出レーザー強度の明確な変化が認められ、光による研磨終点の検出が可能であった。また、表面の銅膜が除去されるまでに要した時間は85秒であった結果を表1に示す。   Then, the polishing pad was installed in a polishing apparatus "MIRA" manufactured by Applied Materials. And, using Asahi Diamond Industrial Co., Ltd. diamond dresser "CMP-M", while flowing ultrapure water at a flow rate of 200 mL/min, the dresser rotation speed was 120 rpm, the polishing pad rotation speed was 50 rpm, and the dresser load was 5.0 lbf. The polishing pad surface was conditioned for minutes. Next, under the conditions of a polishing pad rotation speed of 80 rpm, a wafer rotation speed of 70 rpm, and a polishing pressure of 20 kPa, polishing slurry (“PL-7105” manufactured by Fujimi Incorporated, ultra pure water, hydrogen peroxide solution (concentration: 31 mass) %) was mixed at a mass ratio of 1:2:0.09) and the SEMATECH 854 pattern wafer was polished for 130 seconds while flowing at a flow rate of 200 mL/min. In this polishing, when the copper film was removed and the barrier metal film was exposed and the reflectance of the laser light changed by 10% or more, it was evaluated that the end point could be detected. As a result of polishing the patterned wafer, a clear change in the detected laser intensity was observed at the stage when the copper film on the surface was removed, and it was possible to detect the polishing end point by light. Table 1 shows the result that the time required for removing the copper film on the surface was 85 seconds.

Figure 0006697977
Figure 0006697977

[実施例2]
実施例1において、光調整シートA1の代わりに光調整シートA2を用いた以外は同様にして研磨パッドを得、評価した。なお、光調整シートA2は、厚さ0.1mmのPETのシートを染料で染色して得られた樹脂シートであり、波長350〜700nmにおける最大の光透過率(T1)80%を波長650nmで示し、最小の光透過率(T2)30%を350nmで示した。従って、T1とT2との差は50%であった。また、研磨パッドの光調整層の領域の光透過率は、波長350〜700nmにおける最大値(T6)35%を波長650nmで示し、最小の光透過率(T5)10%を350nmで示した。従って、T6とT5との差は25%であった。この研磨パッドを研磨装置に装着し、パターンウエハを研磨した結果、表面の銅膜が除去された段階で検出レーザー強度の明確な変化が認められ、光による研磨終点の検出が可能であった。また、表面の銅膜が除去されるまでに要した時間は85秒であった。
[Example 2]
A polishing pad was obtained and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the light adjusting sheet A2 was used in place of the light adjusting sheet A1. The light adjusting sheet A2 is a resin sheet obtained by dyeing a PET sheet having a thickness of 0.1 mm with a dye, and has a maximum light transmittance (T1) of 80% at a wavelength of 350 to 700 nm at a wavelength of 650 nm. The minimum light transmittance (T2) of 30% is shown at 350 nm. Therefore, the difference between T1 and T2 was 50%. Regarding the light transmittance of the region of the light adjustment layer of the polishing pad, the maximum value (T6) of 35% at a wavelength of 350 to 700 nm was shown at a wavelength of 650 nm, and the minimum light transmittance (T5) of 10% was shown at 350 nm. Therefore, the difference between T6 and T5 was 25%. As a result of mounting the polishing pad on a polishing apparatus and polishing the patterned wafer, a clear change in the detected laser intensity was observed at the stage when the copper film on the surface was removed, and it was possible to detect the polishing end point by light. The time required for removing the copper film on the surface was 85 seconds.

[実施例3]
実施例1において、研磨層の研磨面と反対側の面(研磨層の裏面)の中心から100mmの部分に、深さが0.4mmの長方形の掘り込み部を研削した代わりに、深さを0.05mmとした掘り込み部を形成した以外は同様にして研磨パッドを製造し、評価した。研磨パッドの光調整層の領域の光透過率は、最大値(T3)15%を波長700nmで示し、波長350〜700nmにおける最小の光透過率(T4)10%を500nmで示した。従って、T3とT4との差は5%であった。この研磨パッドを研磨装置に装着し、パターンウエハを研磨した結果、表面の銅膜が除去された段階で検出レーザー強度の明確な変化が認められ、光による研磨終点の検出が可能であった。また、表面の銅膜が除去されるまでに要した時間は87秒であった。
[Example 3]
In Example 1, instead of grinding a rectangular dug portion having a depth of 0.4 mm to a portion 100 mm from the center of the surface of the polishing layer opposite to the polishing surface (back surface of the polishing layer), A polishing pad was manufactured and evaluated in the same manner except that the dug portion having a thickness of 0.05 mm was formed. Regarding the light transmittance of the region of the light adjustment layer of the polishing pad, the maximum value (T3) of 15% was shown at a wavelength of 700 nm, and the minimum light transmittance (T4) of 10% at a wavelength of 350 to 700 nm was shown at 500 nm. Therefore, the difference between T3 and T4 was 5%. As a result of mounting the polishing pad on a polishing apparatus and polishing the patterned wafer, a clear change in the detected laser intensity was observed at the stage when the copper film on the surface was removed, and it was possible to detect the polishing end point by light. The time required for removing the copper film on the surface was 87 seconds.

[実施例4]
実施例3において、厚み方向に光が透過可能な領域において、研磨層表面に同心円溝を形成しないこと以外は実施例3と同様にして、厚み方向に光が透過可能な領域を有する研磨パッドを製造し、評価した。研磨パッドの光調整層の領域の光透過率は、最大値(T3)18%を波長700nmで示し、波長350〜700nmにおける最小の光透過率(T4)12%を500nmで示した。従って、T3とT4との差は6%であった。この研磨パッドを研磨装置に装着し、パターンウエハを研磨した結果、表面の銅膜が除去された段階で検出レーザー強度の明確な変化が認められ、光による研磨終点の検出が可能であった。また、表面の銅膜が除去されるまでに要した時間は95秒であった。
[Example 4]
In Example 3, a polishing pad having a light-transmitting region in the thickness direction was prepared in the same manner as in Example 3 except that concentric circular grooves were not formed on the surface of the polishing layer in the light-transmitting region. It was manufactured and evaluated. Regarding the light transmittance of the region of the light adjustment layer of the polishing pad, the maximum value (T3) of 18% was shown at a wavelength of 700 nm, and the minimum light transmittance (T4) of 12% at a wavelength of 350 to 700 nm was shown at 500 nm. Therefore, the difference between T3 and T4 was 6%. As a result of mounting the polishing pad on a polishing apparatus and polishing the patterned wafer, a clear change in the detected laser intensity was observed at the stage when the copper film on the surface was removed, and it was possible to detect the polishing end point by light. The time required for removing the copper film on the surface was 95 seconds.

[比較例1]
実施例1において、光調整シートA1の代わりに光調整シートA3を用いた以外は同様にして研磨パッドを得、評価した。なお、光調整シートA3は、厚さ0.1mmのPETのシートを染料で染色して得られた樹脂シートであり、最大の光透過率(T1)35%を波長600nmで示し、波長350〜700nmにおける最小の光透過率(T2)5%を
400nmで示した。従って、T1とT2との差は30%であった。また、研磨パッドの光調整層の領域の光透過率は、最大値(T3)11%を波長600nmで示し、波長350〜700nmにおける最小の光透過率(T4)1%を400nmで示した。従って、T3とT4との差は10%であった。研磨パッドを研磨装置に装着し、パターンウエハを研磨した結果、表面の銅膜が除去された段階での検出レーザー強度の変化が小さく、光による研磨終点の検出ができなかった。
[Comparative Example 1]
A polishing pad was obtained and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the light adjusting sheet A3 was used instead of the light adjusting sheet A1. The light adjusting sheet A3 is a resin sheet obtained by dyeing a PET sheet having a thickness of 0.1 mm with a dye, and shows a maximum light transmittance (T1) of 35% at a wavelength of 600 nm and a wavelength of 350 to The minimum light transmittance (T2) of 5% at 700 nm is shown at 400 nm. Therefore, the difference between T1 and T2 was 30%. Regarding the light transmittance of the region of the light adjustment layer of the polishing pad, the maximum value (T3) of 11% was shown at a wavelength of 600 nm, and the minimum light transmittance (T4) of 1% at a wavelength of 350 to 700 nm was shown at 400 nm. Therefore, the difference between T3 and T4 was 10%. As a result of mounting the polishing pad on the polishing apparatus and polishing the patterned wafer, the change in the detected laser intensity at the stage when the copper film on the surface was removed was small and the polishing end point could not be detected by light.

[比較例2]
実施例3において、光調整シートA1の代わりに光調整シートA4を用いた以外は同様にして研磨パッドを得、評価した。なお、光調整シートA4は、厚さ0.1mmのPETのシートを染料で染色して得られた樹脂シートであり、最大の光透過率(T1)40%を波長450nmで示し、波長350〜700nmにおける最小の光透過率(T2)30%を700nmで示した。従って、T1とT2との差は10%であった。また、研磨パッドの光調整層の領域の光透過率は、最大値(T3)10%を波長500nmで示し、波長350〜700nmにおける最小の光透過率(T4)3%を350nmで示した。従って、T3とT4との差は7%であった。研磨パッドを研磨装置に装着し、パターンウエハを研磨した結果、表面の銅膜が除去された段階での検出レーザー強度の変化が小さく、光による研磨終点の検出ができなかった。
[Comparative example 2]
A polishing pad was obtained and evaluated in the same manner as in Example 3 except that the light adjusting sheet A4 was used instead of the light adjusting sheet A1. The light adjusting sheet A4 is a resin sheet obtained by dyeing a PET sheet having a thickness of 0.1 mm with a dye, and shows a maximum light transmittance (T1) of 40% at a wavelength of 450 nm and a wavelength of 350 to 350 nm. The minimum light transmittance (T2) of 30% at 700 nm is shown at 700 nm. Therefore, the difference between T1 and T2 was 10%. Regarding the light transmittance of the region of the light adjustment layer of the polishing pad, the maximum value (T3) of 10% was shown at a wavelength of 500 nm, and the minimum light transmittance (T4) of 3% at a wavelength of 350 to 700 nm was shown at 350 nm. Therefore, the difference between T3 and T4 was 7%. As a result of mounting the polishing pad on the polishing apparatus and polishing the patterned wafer, the change in the detected laser intensity at the stage when the copper film on the surface was removed was small and the polishing end point could not be detected by light.

1 研磨層
2 クッション層
3 粘着材層
4 光調整層
4a 光調整シート
4b 粘着材層
5 定盤
6 トップリング(ホルダ)
7 スラリーノズル
8 光照射部
10 ウエハ
11,21 研磨パッド
17 キャリア
20 研磨装置
1 Polishing Layer 2 Cushion Layer 3 Adhesive Material Layer 4 Light Adjustment Layer 4a Light Adjustment Sheet 4b Adhesive Material Layer 5 Surface Plate 6 Top Ring (Holder)
7 Slurry Nozzle 8 Light Irradiation Unit 10 Wafers 11, 21 Polishing Pad 17 Carrier 20 Polishing Device

本発明の研磨パッドを用いれば、研磨中における被研磨材の検査や研磨終点測定を光学的手段により精度良く行うことができる。このような研磨パッドは、例えば半導体デバイス製造時におけるシリコンウエハや半導体ウエハの化学的機械的研磨などに有用である。   By using the polishing pad of the present invention, it is possible to accurately inspect the material to be polished during polishing and measure the polishing end point with an optical means. Such a polishing pad is useful, for example, in chemical mechanical polishing of silicon wafers and semiconductor wafers during the manufacture of semiconductor devices.

Claims (9)

研磨面を主面とする研磨層と、前記研磨層の裏面に積層されたクッション層とを備え、
前記研磨層は厚み方向に光を透過させる光透過性領域を少なくとも一部分に有し、
前記クッション層は、前記光透過性領域に対応する部分に開口を有し、
前記研磨層の前記裏面の前記開口に対応する領域を覆う着色された光調整層をさらに備え、
前記光調整層は、波長350〜700nmの範囲における何れかの波長に、光透過率50%以上であって最大になる最大光透過率(T1)と、光透過率が最小になる最小光透過率(T2)とを有し、前記最大光透過率(T1)と前記最小光透過率(T2)との差(T1−T2)が20%以上であることを特徴とする研磨パッド。
A polishing layer having a polishing surface as a main surface, and a cushion layer laminated on the back surface of the polishing layer,
The polishing layer has a light-transmissive region that transmits light in the thickness direction in at least a part thereof,
The cushion layer has an opening in a portion corresponding to the light transmissive region,
Further comprising a light adjusting layer which is colored if covering a region corresponding to the opening of the back surface of the polishing layer,
The light adjusting layer has a maximum light transmittance (T1) having a light transmittance of 50% or more and a maximum and a minimum light transmittance having a minimum light transmittance at any wavelength in a wavelength range of 350 to 700 nm. A polishing pad having a ratio (T2) and a difference (T1-T2) between the maximum light transmittance (T1) and the minimum light transmittance (T2) is 20% or more.
前記光調整層は、着色材を含有する樹脂シートである光調整シートを含む請求項1に記載の研磨パッド。   The polishing pad according to claim 1, wherein the light adjustment layer includes a light adjustment sheet that is a resin sheet containing a coloring material. 前記研磨層は、前記研磨面の全領域において波長350〜700nmの全範囲における光透過率が10%以上である請求項1または2に記載の研磨パッド。   The polishing pad according to claim 1 or 2, wherein the polishing layer has a light transmittance of 10% or more in the entire range of a wavelength of 350 to 700 nm in the entire region of the polishing surface. 前記研磨層は、均質な熱可塑性ポリウレタンの成形体からなる請求項1〜3の何れか1項に記載の研磨パッド。   The polishing pad according to any one of claims 1 to 3, wherein the polishing layer is made of a homogeneous molded body of thermoplastic polyurethane. 前記光調整層は、前記研磨層の裏面の掘り込み部に配設されている請求項1〜4の何れか1項に記載の研磨パッド。   The polishing pad according to any one of claims 1 to 4, wherein the light adjustment layer is provided in a dug portion on the back surface of the polishing layer. 波長350〜700nmの全範囲の光に対して、前記光調整層が存在する部分における光透過率が12%以上である最大光透過率(T3)と、最小光透過率(T4)とを有し、前記最大光透過率(T3)と前記最小光透過率(T4)との差(T3−T4)が10%以下である請求項1〜5の何れか1項に記載の研磨パッド。   It has a maximum light transmittance (T3) of 12% or more and a minimum light transmittance (T4) in the portion where the light adjustment layer is present for light in the entire range of wavelengths of 350 to 700 nm. The polishing pad according to claim 1, wherein a difference (T3−T4) between the maximum light transmittance (T3) and the minimum light transmittance (T4) is 10% or less. 波長350〜700nmの全範囲の光に対して、前記光調整層が存在する部分における光透過率が15%以下である最小光透過率(T5)と、最大光透過率(T6)とを有し、前記最大光透過率(T6)と前記最小光透過率(T5)との差(T6−T5)が20%以上である請求項1〜5の何れか1項に記載の研磨パッド。   It has a minimum light transmittance (T5) of 15% or less and a maximum light transmittance (T6) in the portion where the light adjustment layer is present for light in the entire range of wavelengths of 350 to 700 nm. The polishing pad according to any one of claims 1 to 5, wherein the difference (T6-T5) between the maximum light transmittance (T6) and the minimum light transmittance (T5) is 20% or more. 前記研磨面の全領域に、複数の凹部が30mm以下のピッチで存在する請求項1〜7の何れか1項に記載の研磨パッド。   The polishing pad according to any one of claims 1 to 7, wherein a plurality of concave portions are present at a pitch of 30 mm or less in the entire area of the polishing surface. 請求項1〜8の何れか1項に記載の研磨パッドを研磨装置の定盤に固定する工程と、
前記研磨パッドの前記研磨面に対面するように被研磨材を研磨装置のホルダに保持させる工程と、
前記研磨パッドと前記被研磨材との間に研磨スラリーを供給しながら、前記研磨面と前記被研磨材とを相対的に摺動させることにより前記被研磨材を研磨する工程と、を備え、
前記光調整層が存在する部分に光を透過させて前記被研磨材の表面で光を反射させ、その反射光の強度の変化を検出することにより研磨終点を検出することを特徴とする研磨方法。
Fixing the polishing pad according to any one of claims 1 to 8 to a surface plate of a polishing apparatus;
Holding the material to be polished in a holder of a polishing device so as to face the polishing surface of the polishing pad,
While supplying a polishing slurry between the polishing pad and the material to be polished, the step of polishing the material to be polished by relatively sliding the polishing surface and the material to be polished,
A polishing method, wherein the polishing end point is detected by transmitting light to a portion where the light adjustment layer is present, reflecting the light on the surface of the material to be polished, and detecting a change in the intensity of the reflected light. .
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