JPWO2012077592A1 - Chemical mechanical polishing pad and chemical mechanical polishing method using the same - Google Patents

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Abstract

本発明に係る化学機械研磨パッドは、ポリウレタンを含有する組成物から形成された研磨層を有し、前記研磨層の比重が1.1以上1.3以下であり、且つ、前記研磨層の熱伝導率が0.2[W/m・K]以上であることを特徴とする。The chemical mechanical polishing pad according to the present invention has a polishing layer formed from a composition containing polyurethane, the specific gravity of the polishing layer is 1.1 or more and 1.3 or less, and the heat of the polishing layer is The conductivity is 0.2 [W / m · K] or more.

Description

本発明は、化学機械研磨パッドおよび該化学機械研磨パッドを用いた化学機械研磨方法に関する。   The present invention relates to a chemical mechanical polishing pad and a chemical mechanical polishing method using the chemical mechanical polishing pad.

従来、ガラスや半導体素子を研磨するための研磨パッドとしては、不織布にポリウレタン溶液を含浸させて得られる多孔質不織布やポリウレタン成型物が使用されてきた。特に、半導体基板表面を平坦化する化学機械研磨(Chemical Mechanical Polishing、以下「CMP」ともいう)に好適な化学機械研磨パッドとしては、以下に例示するようなポリウレタン製の研磨パッドが検討されている。   Conventionally, as a polishing pad for polishing glass or a semiconductor element, a porous nonwoven fabric or a polyurethane molded product obtained by impregnating a nonwoven fabric with a polyurethane solution has been used. In particular, as a chemical mechanical polishing pad suitable for chemical mechanical polishing (hereinafter also referred to as “CMP”) for flattening the surface of a semiconductor substrate, a polishing pad made of polyurethane as exemplified below has been studied. .

例えば、特表平8−500622号公報ではポリウレタンにフィラー状の成分を分散させた研磨パッド、特開2000−17252号公報や特許第3956364号公報では発泡ポリウレタンを使用した研磨パッド等が検討されている。   For example, in Japanese translations of PCT publication No. 8-500622, a polishing pad in which a filler-like component is dispersed in polyurethane, and in Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-17252 and Japanese Patent No. 3956364, a polishing pad using foamed polyurethane is studied. Yes.

このような研磨パッドを用いてCMPを実施した場合、ウエハ表面等の被研磨面と研磨パッドの表面とが擦れ合うことにより摩擦熱が発生し、研磨パッド表面の温度が局部的に上昇することがあった。かかる研磨パッド表面の局部的な温度上昇は、研磨パッドの研磨特性を変化させてしまうため、被研磨面の平坦性不良や研磨欠陥(スクラッチ)等を引き起こすことがあった。また、長時間のCMPにより研磨パッドに摩擦熱が蓄積して温度上昇が続くと、研磨パッド全体の研磨特性が変化してしまうことがあった。以上のような研磨パッドの摩擦熱による問題点を解決するために、例えば特開平7−142432号公報や特開2003−197586号公報では、研磨パッドを固定する定盤に、冷却水の循環等の冷却機構を組み込んだCMP装置の開発が行われている。   When CMP is performed using such a polishing pad, frictional heat is generated due to friction between the surface to be polished such as the wafer surface and the surface of the polishing pad, and the temperature of the polishing pad surface may rise locally. there were. Such a local temperature increase on the surface of the polishing pad changes the polishing characteristics of the polishing pad, which may cause poor flatness of the surface to be polished and polishing defects (scratches). Further, if frictional heat accumulates in the polishing pad due to long-time CMP and the temperature continues to rise, the polishing characteristics of the entire polishing pad may change. In order to solve the problems caused by frictional heat of the polishing pad as described above, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 7-142432 and 2003-197586, circulation of cooling water is performed on a surface plate for fixing the polishing pad. A CMP apparatus incorporating this cooling mechanism has been developed.

しかしながら、従来の化学機械研磨パッドは、熱伝導性が不充分であったため、冷却機構の改良等によるCMP装置からのアプローチでは限界があった。特に現在研磨パッドの原材料として汎用されている発泡ポリウレタンは、その発泡構造により熱伝導率が低く、住宅の断熱材としても利用されている材料である。このような性質を有する発泡ポリウレタンからなる研磨パッドは、前述の(1)摩擦熱が研磨パッド表面での局部的な温度上昇を引き起こすことにより研磨特性を低下させる、(2)摩擦熱が放熱されにくいため長時間のCMPにより研磨パッド全体の温度が上昇して研磨特性を変化させる等の問題が顕著であった。   However, since the conventional chemical mechanical polishing pad has insufficient thermal conductivity, the approach from the CMP apparatus by improving the cooling mechanism has a limit. In particular, polyurethane foam, which is currently widely used as a raw material for polishing pads, has a low thermal conductivity due to its foam structure, and is also used as a heat insulating material for houses. In the polishing pad made of polyurethane foam having such properties, the above-mentioned (1) frictional heat causes a local temperature increase on the surface of the polishing pad to deteriorate the polishing characteristics, and (2) the frictional heat is dissipated. Since this is difficult, problems such as a change in polishing characteristics due to an increase in the temperature of the entire polishing pad due to long-time CMP have been significant.

そこで、本発明に係る幾つかの態様は、上記課題を解決することで、CMPにおける被研磨面の平坦性の向上と研磨欠陥(スクラッチ)の低減とを両立させることができると共に、長時間に亘るCMPにおいても安定した研磨特性を維持することができる化学機械研磨パッド、および該化学機械研磨パッドを用いた化学機械研磨方法を提供するものである。   Therefore, some aspects of the present invention can solve the above-described problems, and can improve both the flatness of the surface to be polished in CMP and the reduction of polishing defects (scratches), and for a long time. The present invention provides a chemical mechanical polishing pad capable of maintaining stable polishing characteristics even over a wide range of CMP, and a chemical mechanical polishing method using the chemical mechanical polishing pad.

本発明は上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の態様または適用例として実現することができる。   SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following aspects or application examples.

[適用例1]
本発明に係る化学機械研磨パッドの一態様は、
ポリウレタンを含有する組成物から形成された研磨層を有し、
前記研磨層の比重が1.1以上1.3以下であり、且つ、前記研磨層の熱伝導率が0.2[W/m・K]以上であることを特徴とする。
[Application Example 1]
One aspect of the chemical mechanical polishing pad according to the present invention is:
Having a polishing layer formed from a composition containing polyurethane;
A specific gravity of the polishing layer is 1.1 or more and 1.3 or less, and a thermal conductivity of the polishing layer is 0.2 [W / m · K] or more.

[適用例2]
適用例1の化学機械研磨パッドにおいて、
前記研磨層の一方の面側に支持層が形成された積層体を有し、
前記積層体の熱伝導率が0.2[W/m・K]以上であることができる。
[Application Example 2]
In the chemical mechanical polishing pad of Application Example 1,
It has a laminate in which a support layer is formed on one surface side of the polishing layer,
The laminated body may have a thermal conductivity of 0.2 [W / m · K] or more.

[適用例3]
適用例1または適用例2の化学機械研磨パッドにおいて、
前記研磨層の引張時における残留歪が2%以上10%以下であることができる。
[Application Example 3]
In the chemical mechanical polishing pad of Application Example 1 or Application Example 2,
Residual strain at the time of tension of the polishing layer may be 2% or more and 10% or less.

[適用例4]
適用例1ないし適用例3のいずれか一例の化学機械研磨パッドにおいて、
前記研磨層を23℃の水に24時間浸漬したときの体積変化率が0.8%以上5.0%以下であることができる。
[Application Example 4]
In the chemical mechanical polishing pad of any one of Application Examples 1 to 3,
The volume change rate when the polishing layer is immersed in water at 23 ° C. for 24 hours may be 0.8% or more and 5.0% or less.

[適用例5]
適用例2の化学機械研磨パッドにおいて、
前記支持層の圧縮率が5%以上であることができる。
[Application Example 5]
In the chemical mechanical polishing pad of Application Example 2,
The support layer may have a compressibility of 5% or more.

[適用例6]
適用例1ないし適用例5のいずれか一例の化学機械研磨パッドにおいて、
前記ポリウレタンが熱可塑性ポリウレタンであることができる。
[Application Example 6]
In the chemical mechanical polishing pad of any one of Application Examples 1 to 5,
The polyurethane may be a thermoplastic polyurethane.

[適用例7]
適用例1ないし適用例6のいずれか一例の化学機械研磨パッドにおいて、
前記組成物は、水溶性粒子をさらに含むことができる。
[Application Example 7]
In the chemical mechanical polishing pad of any one of Application Examples 1 to 6,
The composition may further include water-soluble particles.

[適用例8]
本発明に係る化学機械研磨方法の一態様は、
適用例1ないし適用例7のいずれか一例の化学機械研磨パッドを用いて化学機械研磨することを特徴とする。
[Application Example 8]
One aspect of the chemical mechanical polishing method according to the present invention is:
Chemical mechanical polishing is performed using the chemical mechanical polishing pad of any one of Application Examples 1 to 7.

本発明に係る化学機械研磨パッドは、特定の範囲にある比重および熱伝導率を有する研磨層を備えることにより、CMPにおける被研磨面の平坦性の向上と研磨欠陥(スクラッチ)の低減とを両立させることができると共に、長時間に亘るCMPにおいても安定した研磨特性を維持することができる。   The chemical mechanical polishing pad according to the present invention is provided with a polishing layer having a specific gravity and thermal conductivity within a specific range, thereby improving both the flatness of the surface to be polished and the reduction of polishing defects (scratches) in CMP. In addition, stable polishing characteristics can be maintained even in CMP over a long period of time.

図1は、研磨層の引張時における残留歪の概念を説明するための模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram for explaining the concept of residual strain during tension of a polishing layer. 図2Aは、図1における領域Iの拡大図である。2A is an enlarged view of region I in FIG. 図2Bは、図1における領域Iの拡大図である。FIG. 2B is an enlarged view of region I in FIG. 図2Cは、図1における領域Iの拡大図である。FIG. 2C is an enlarged view of region I in FIG. 図2Dは、図1における領域Iの拡大図である。2D is an enlarged view of region I in FIG. 図2Eは、図1における領域Iの拡大図である。FIG. 2E is an enlarged view of region I in FIG. 図3Aは、研磨層における体積変化率の概念を説明するための模式図である。FIG. 3A is a schematic diagram for explaining the concept of the volume change rate in the polishing layer. 図3Bは、研磨層における体積変化率の概念を説明するための模式図である。FIG. 3B is a schematic diagram for explaining the concept of the volume change rate in the polishing layer. 図4Aは、研磨層におけるデュロD硬度の概念を説明するための模式図である。FIG. 4A is a schematic diagram for explaining the concept of duro D hardness in the polishing layer. 図4Bは、研磨層におけるデュロD硬度の概念を説明するための模式図である。FIG. 4B is a schematic diagram for explaining the concept of duro D hardness in the polishing layer. 図5Aは、研磨層における表面硬度の概念を説明するための模式図である。FIG. 5A is a schematic diagram for explaining the concept of surface hardness in the polishing layer. 図5Bは、研磨層における表面硬度の概念を説明するための模式図である。FIG. 5B is a schematic diagram for explaining the concept of surface hardness in the polishing layer.

以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。本発明において、「ウエット状態」とは、研磨層を23℃の水に4時間以上浸漬させたときの状態をいう。また、本明細書中において、単に「硬度」というときはデュロD硬度のことを指し、「表面硬度」というときはユニバーサル硬さ[HU:N/mm]のことを指す。なお、研磨層のウエット状態における表面硬度は、後述の実施例にも示すように、一定圧力をかけた時のユニバーサル硬さ[HU:N/mm]で示される。Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail. In the present invention, the “wet state” refers to a state when the polishing layer is immersed in water at 23 ° C. for 4 hours or more. Further, in this specification, the term “hardness” simply refers to Duro D hardness, and the term “surface hardness” refers to universal hardness [HU: N / mm 2 ]. The surface hardness of the polishing layer in the wet state is represented by universal hardness [HU: N / mm 2 ] when a constant pressure is applied, as will be described in the examples described later.

1.化学機械研磨パッド
本実施の形態に係る化学機械研磨パッドの構成としては、少なくとも一方の面に研磨層を備えていれば特に限定されない。前記研磨層の比重は1.1以上1.3以下であり、且つ、熱伝導率は0.2[W/m・K]以上である。以下、本実施の形態に係る化学機械研磨パッドについて、詳細に説明する。
1. Chemical mechanical polishing pad The structure of the chemical mechanical polishing pad according to the present embodiment is not particularly limited as long as it has a polishing layer on at least one surface. The polishing layer has a specific gravity of 1.1 or more and 1.3 or less, and a thermal conductivity of 0.2 [W / m · K] or more. Hereinafter, the chemical mechanical polishing pad according to the present embodiment will be described in detail.

1.1.研磨層
本実施の形態に係る化学機械研磨パッドを構成する研磨層は、ポリウレタンを含有する組成物(以下、単に「組成物」ともいう)から後述する製造方法により形成される。研磨層が前記範囲の比重および熱伝導率を有すれば、組成物中に含まれるポリウレタンの構造や種類については特に制限されない。したがって、被研磨物の材質や研磨時に使用するスラリーとの親和性等も考慮しながら、適宜最適なポリウレタンを選定すればよい。なお、本発明において、「研磨層」とは、化学機械研磨を行う際に被研磨物と接触する面(以下、「研磨面」という)を有する単層のことをいう。すなわち、本発明では、研磨層と支持層との間に研磨面を有しない他の層を含んでいてもよいが、該他の層は研磨面を有しないので「研磨層」ではない。
1.1. Polishing Layer The polishing layer constituting the chemical mechanical polishing pad according to the present embodiment is formed from a polyurethane-containing composition (hereinafter also simply referred to as “composition”) by a manufacturing method described later. As long as the polishing layer has a specific gravity and a thermal conductivity in the above ranges, the structure and type of polyurethane contained in the composition are not particularly limited. Therefore, an optimal polyurethane may be selected as appropriate in consideration of the material of the object to be polished and the affinity with the slurry used during polishing. In the present invention, the “polishing layer” refers to a single layer having a surface (hereinafter referred to as “polishing surface”) in contact with an object to be polished when chemical mechanical polishing is performed. That is, in the present invention, another layer that does not have a polishing surface may be included between the polishing layer and the support layer, but the other layer does not have a polishing surface and thus is not a “polishing layer”.

一般的に、ポリウレタンを含む研磨層は、発泡タイプと非発泡タイプに分類される。現在、幅広く活用されている非発泡タイプの研磨層の場合、その構造から比重や硬度が発泡タイプと比較し大きくなり、これに伴って被研磨面(ウエハ等の表面)の凹凸に対する研磨層の弾性変形が小さくなる。その結果、被研磨面の平坦性が良好になる傾向がある。その反面、研磨層の硬度が発泡タイプと比較して大きいため、被研磨面と研磨層の間に入り込んだ研磨屑やパッド屑により研磨欠陥(スクラッチ等)の発生が増大する傾向がある。   Generally, the polishing layer containing polyurethane is classified into a foam type and a non-foam type. In the case of a non-foaming type polishing layer that is currently widely used, the specific gravity and hardness of the non-foaming type polishing layer are larger than the foaming type due to its structure. Elastic deformation is reduced. As a result, the flatness of the surface to be polished tends to be good. On the other hand, since the hardness of the polishing layer is larger than that of the foam type, there is a tendency that the generation of polishing defects (scratches, etc.) increases due to polishing scraps and pad scraps entering between the surface to be polished and the polishing layer.

一方、発泡タイプの研磨層の場合、その構造から比重や硬度が小さくなる傾向がある。これにより、被研磨面(ウエハ等の表面)と研磨層の間に入り込んだ研磨屑やパッド屑を柔軟な研磨層の表面で捕捉し、被研磨面に対して強い押し付け圧で研磨屑やパッド屑が接触することを回避させることができるので、研磨欠陥の発生を低減させることができる。その反面、被研磨面の凹凸に追随して研磨層の弾性変形が大きくなるため、被研磨面の平坦性が悪化する傾向がある。以上のことから、被研磨面(ウエハ等の表面)の平坦性の向上と研磨欠陥(スクラッチ等)の低減とは、相反する特性であると考えられてきた。   On the other hand, in the case of a foam type polishing layer, the specific gravity and hardness tend to decrease due to the structure. As a result, polishing debris and pad debris that have entered between the surface to be polished (the surface of the wafer, etc.) and the polishing layer are captured by the surface of the flexible polishing layer, and the polishing debris and pad are pressed against the surface to be polished with a strong pressure. Since it is possible to avoid scraps coming into contact with each other, generation of polishing defects can be reduced. On the other hand, since the elastic deformation of the polishing layer increases following the unevenness of the surface to be polished, the flatness of the surface to be polished tends to deteriorate. From the above, it has been considered that improvement in flatness of a surface to be polished (surface of a wafer or the like) and reduction of polishing defects (scratch or the like) are contradictory characteristics.

しかしながら、本発明者らは、ポリウレタンを含有する組成物を用いて研磨層を作製し、該研磨層の比重および熱伝導率をコントロールすることにより、従来の技術では困難とされてきた被研磨面(ウエハ等の表面)の平坦性の向上と研磨欠陥(スクラッチ等)の低減とを両立でき、且つ、長時間に亘るCMPにおいても安定した研磨特性が得られることを見出したのである。   However, the present inventors prepared a polishing layer using a composition containing polyurethane, and controlled the specific gravity and thermal conductivity of the polishing layer, so that the surface to be polished, which had been difficult in the prior art, was obtained. It has been found that it is possible to achieve both improvement in flatness (surface of a wafer or the like) and reduction of polishing defects (such as scratches), and stable polishing characteristics can be obtained even in CMP over a long period of time.

1.1.1.組成物
1.1.1.1.ポリウレタン
前述したように、組成物中に含まれるポリウレタンの構造や種類については特に制限されないが、被研磨物が配線を備えた半導体ウエハである場合、被研磨面の平坦性の向上と研磨欠陥(スクラッチ)の低減とを両立させる観点から、熱可塑性ポリウレタンを使用することが好ましい。熱可塑性ポリウレタンとしては、脂環式イソシアネートおよび芳香族イソシアネートから選択される少なくとも1種に由来する繰り返し単位を含むことがより好ましい。かかる化学構造を有する熱可塑性ポリウレタンを含有する組成物によれば、柔軟性に優れた研磨層を作製することができる。柔軟な研磨層の表面で被研磨面と研磨面との間に入り込んだ研磨屑やパッド屑を捕捉することにより、それらが強い押し付け圧で被研磨面に接触することを回避させることができるので、研磨欠陥の発生を低減できると考えられる。これに対して、熱架橋性ポリウレタン(熱硬化性ポリウレタン)を用いて架橋されたポリウレタンを含有する研磨層を作製した場合、研磨層に充分な柔軟性を付与することは困難であり、研磨欠陥の発生を抑制することは困難である。
1.1.1. Composition 1.1.1.1. Polyurethane As described above, the structure and type of polyurethane contained in the composition are not particularly limited. However, when the object to be polished is a semiconductor wafer having wiring, improvement in flatness of the surface to be polished and polishing defects ( From the viewpoint of achieving both reduction in scratches), it is preferable to use thermoplastic polyurethane. More preferably, the thermoplastic polyurethane includes a repeating unit derived from at least one selected from alicyclic isocyanate and aromatic isocyanate. According to the composition containing the thermoplastic polyurethane having such a chemical structure, a polishing layer having excellent flexibility can be produced. By capturing polishing scraps and pad scraps that enter between the polished surface on the surface of the flexible polishing layer, it is possible to prevent them from contacting the polished surface with a strong pressing pressure. It is considered that the generation of polishing defects can be reduced. On the other hand, when a polishing layer containing polyurethane cross-linked using a heat-crosslinkable polyurethane (thermosetting polyurethane) is produced, it is difficult to impart sufficient flexibility to the polishing layer, resulting in a polishing defect. It is difficult to suppress the occurrence of.

なお、熱架橋性ポリウレタンが架橋されて分子鎖が強固に結合したポリウレタンを含有する研磨層は、熱可塑性ポリウレタンを用いて作製された研磨層と比較して、水と接触しても膨潤しにくい性質があり、ウエット状態における表面硬度を低下させることができない。このため、研磨層が架橋されたポリウレタンを含有する場合には、被研磨面と研磨面との間に入り込んだ研磨屑やパッド屑を表面硬度の高い研磨層の表面で捕捉することになり、それらが強い押し付け圧で被研磨面と接触することとなるため、研磨欠陥の発生を抑制することができない。   In addition, the polishing layer containing the polyurethane in which the heat-crosslinkable polyurethane is crosslinked and the molecular chain is firmly bonded is less likely to swell even when it comes into contact with water, compared to the polishing layer prepared using the thermoplastic polyurethane. It has properties, and the surface hardness in the wet state cannot be reduced. For this reason, when the polishing layer contains a crosslinked polyurethane, polishing scraps and pad scraps that have entered between the polished surface and the polishing surface will be captured on the surface of the polishing layer having a high surface hardness, Since they come into contact with the surface to be polished with a strong pressing pressure, generation of polishing defects cannot be suppressed.

また、脂環式イソシアネートおよび芳香族イソシアネートから選択される少なくとも1種に由来する繰り返し単位を含む熱可塑性ポリウレタンを含有する組成物から作製された研磨層は、結晶性のコントロールが容易となるため、研磨層の比重や硬度等を制御することが容易となる。   In addition, the polishing layer prepared from the composition containing a thermoplastic polyurethane containing a repeating unit derived from at least one selected from alicyclic isocyanate and aromatic isocyanate is easy to control the crystallinity, It becomes easy to control the specific gravity and hardness of the polishing layer.

前記脂環式イソシアネートとしては、例えば、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、ノルボルネンジイソシアネート、水添4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(水添MDI)等が挙げられる。これらの脂環式イソシアネートは1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。   Examples of the alicyclic isocyanate include isophorone diisocyanate (IPDI), norbornene diisocyanate, hydrogenated 4,4'-diphenylmethane diisocyanate (hydrogenated MDI), and the like. These alicyclic isocyanates may be used alone or in combination of two or more.

前記芳香族イソシアネートとしては、例えば、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、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、ナフタレ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−キシレンジイソシアネート等の芳香族ジイソシアネート類が挙げられる。これらの中でも、水酸基との反応制御が容易な点から、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、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネートが好ましい。これらの芳香族イソシアネートは1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。   Examples of the aromatic isocyanate include 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, 2,2′-diphenylmethane diisocyanate, 2,4′-diphenylmethane diisocyanate, 4,4′-diphenylmethane diisocyanate, and naphthalene. Aromatic diisocyanates such as diisocyanate, 1,5-naphthalene diisocyanate, p-phenylene diisocyanate, m-phenylene diisocyanate, p-xylene diisocyanate and the like can be mentioned. Among these, 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, and 4,4'-diphenylmethane diisocyanate are preferable because the reaction control with a hydroxyl group is easy. These aromatic isocyanates may be used alone or in combination of two or more.

前記組成物に含まれる熱可塑性ポリウレタンは、脂環式イソシアネートおよび芳香族イソシアネートを併用してもよいし、これら以外の他のイソシアネートを併用してもよい。他のイソシアネートとしては、例えば、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類が挙げられる。   In the thermoplastic polyurethane contained in the composition, an alicyclic isocyanate and an aromatic isocyanate may be used in combination, or other isocyanates may be used in combination. Examples of the other isocyanate include aliphatic diisocyanates such as ethylene diisocyanate, 2,2,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, and 1,6-hexamethylene diisocyanate.

なお、前記組成物に含まれる熱可塑性ポリウレタンは、脂環式イソシアネートに由来する繰り返し単位を含むことがより好ましい。脂環式イソシアネートに由来する繰り返し単位を含むことにより、前記熱可塑性ポリウレタンが適切な硬度を発現すると共に、ウエット状態における表面硬度をより適切にコントロールすることができ、且つ、柔軟性がより大きくなるため、本発明の実施に好適となる。   In addition, it is more preferable that the thermoplastic polyurethane contained in the composition contains a repeating unit derived from alicyclic isocyanate. By including the repeating unit derived from the alicyclic isocyanate, the thermoplastic polyurethane exhibits appropriate hardness, and the surface hardness in the wet state can be more appropriately controlled, and the flexibility becomes larger. Therefore, it is suitable for the implementation of the present invention.

また、前記組成物に含まれる熱可塑性ポリウレタンは、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオールおよびポリオレフィンポリオールから選択される少なくとも1種に由来する繰り返し単位をさらに含むことが好ましい。前記例示したポリオール類に由来する繰り返し単位を含むことで、熱可塑性ポリウレタンの耐水性がさらに向上する傾向がある。   Moreover, it is preferable that the thermoplastic polyurethane contained in the said composition further contains the repeating unit derived from at least 1 sort (s) selected from polyether polyol, polyester polyol, polycarbonate polyol, and polyolefin polyol. By including a repeating unit derived from the exemplified polyols, the water resistance of the thermoplastic polyurethane tends to be further improved.

また、前記組成物に含まれる熱可塑性ポリウレタンは、鎖延長剤に由来する繰り返し単位を含んでもよい。前記鎖延長剤としては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,3−ブチレングリコール、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、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)ベンゼン等の低分子量二価アルコールが挙げられる。これらの中でも、イソシアネート基との反応制御が容易な点から、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,3−ブチレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオールが好ましく、1,4−ブタンジオールがより好ましい。   Moreover, the thermoplastic polyurethane contained in the composition may include a repeating unit derived from a chain extender. Examples of the chain extender include ethylene glycol, propylene glycol, 1,3-propanediol, 1,3-butylene glycol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, Low molecular weight dihydric alcohols such as neopentyl glycol, 1,4-cyclohexanedimethanol, 3-methyl-1,5-pentanediol, diethylene glycol, triethylene glycol, 1,4-bis (2-hydroxyethoxy) benzene It is done. Among these, ethylene glycol, propylene glycol, 1,3-propanediol, 1,3-butylene glycol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, from the viewpoint of easy reaction control with an isocyanate group, 1,6-hexanediol is preferred, and 1,4-butanediol is more preferred.

前記組成物に含まれる熱可塑性ポリウレタンは、熱可塑性ポリウレタンを100質量%としたときに、脂環式イソシアネートおよび芳香族イソシアネートから選択される少なくとも1種に由来する繰り返し単位を2〜60質量%含有することが好ましく、3〜55質量%含有することがより好ましい。脂環式イソシアネートおよび芳香族イソシアネートから選択される少なくとも1種に由来する繰り返し単位を前記範囲で含むことにより、熱可塑性ポリウレタンが適切な硬度を発現すると共に、ウエット状態における表面硬度を適切にコントロールすることができ、且つ、柔軟性が大きくなるため、本発明の実施に好適となる。   The thermoplastic polyurethane contained in the composition contains 2 to 60% by mass of a repeating unit derived from at least one selected from alicyclic isocyanate and aromatic isocyanate when the thermoplastic polyurethane is 100% by mass. It is preferable to contain 3-55 mass%, and it is more preferable to contain. By including a repeating unit derived from at least one selected from alicyclic isocyanate and aromatic isocyanate within the above range, the thermoplastic polyurethane exhibits appropriate hardness and appropriately controls the surface hardness in the wet state. It is possible to perform the present invention because it can be performed and flexibility is increased.

前記組成物に含まれる熱可塑性ポリウレタンの製造方法は、特に限定されず、一般的なポリウレタンの製造方法(例えば、従来公知の一括法またはプレポリマー法等)に準じて製造することができる。   The method for producing the thermoplastic polyurethane contained in the composition is not particularly limited, and can be produced according to a general method for producing polyurethane (for example, a conventionally known batch method or prepolymer method).

1.1.1.2.吸水性高分子化合物
前記組成物は、熱可塑性ポリウレタン以外の高分子化合物をさらに含んでもよい。前記組成物中に添加し得る他の高分子化合物としては、吸水率が3〜3000%となる高分子化合物(以下、「吸水性高分子化合物」ともいう)であることが好ましい。吸水性高分子化合物を添加することにより、研磨層に適度な吸水性を付与することができ、吸水による膨潤によって生じ得る研磨層の体積変化をコントロールしやすくすることができる。
1.1.1.2. Water-absorbing polymer compound The composition may further contain a polymer compound other than thermoplastic polyurethane. The other polymer compound that can be added to the composition is preferably a polymer compound having a water absorption rate of 3 to 3000% (hereinafter also referred to as “water-absorbing polymer compound”). By adding the water-absorbing polymer compound, it is possible to impart appropriate water absorption to the polishing layer, and to easily control the volume change of the polishing layer that may occur due to swelling due to water absorption.

吸水性高分子化合物の中でも、エーテル結合、エステル結合およびアミド結合から選択される少なくとも1種の結合を含む吸水性高分子化合物であることがより好ましい。   Among the water-absorbing polymer compounds, a water-absorbing polymer compound containing at least one bond selected from an ether bond, an ester bond and an amide bond is more preferable.

エーテル結合を含む吸水性高分子化合物としては、例えば、ポリオキシエチレン、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェノールエーテル、ポリエーテルエステルアミド、ポリエーテルアミドイミド、ポリプロピレングリコール、ポリオキシプロピレンブチルエーテル、ポリオキシプロピレングリセリルエーテル、ポリオキシプロピレンソルビット、オキシエチレン−エピクロロヒドリン共重合体、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート共重合体、ポリオキエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルセチルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコール、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブチルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンヘキシレングリコールエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレントリメチロールプロパン、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリセリルエーテル、エーテル結合を含むモノマーとオレフィンとの共重合体、塩素含有ポリエーテル、ポリアセタール樹脂、アルキルグルコシド、ポリオキシエチレン脂肪酸アミン等が挙げられる。   Examples of the water-absorbing polymer compound containing an ether bond include polyoxyethylene, polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene alkylphenol ether, polyether ester amide, polyether amide imide, polypropylene glycol, polyoxypropylene butyl ether, polyoxy Propylene glyceryl ether, polyoxypropylene sorbit, oxyethylene-epichlorohydrin copolymer, methoxypolyethylene glycol (meth) acrylate copolymer, polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene cetyl ether, polyoxyethylene oleyl ether, poly Oxyethylene oleyl cetyl ether, polyoxyethylene polyoxypropylene glycol, polyoxyethylene poly Xylpropylene butyl ether, polyoxyethylene polyoxypropylene hexylene glycol ether, polyoxyethylene polyoxypropylene trimethylolpropane, polyoxyethylene polyoxypropylene glyceryl ether, copolymer of monomer and ether containing an ether bond, chlorine-containing poly Examples include ether, polyacetal resin, alkyl glucoside, polyoxyethylene fatty acid amine and the like.

エステル結合を含む吸水性高分子化合物としては、例えば、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ショ糖脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステル、アクリル酸エステル共重合体(アクリルゴム)等が挙げられる。前記ポリオキシエチレン脂肪酸エステルとしては、例えばモノステアリン酸ポリエチレングリコール、ポリエチレングリコールラウレート、ポリエチレングリコールモノオレエート、ポリエチレングリコールジステアレート等が挙げられる。   Examples of the water-absorbing polymer compound containing an ester bond include polyoxyethylene fatty acid ester, sucrose fatty acid ester, sorbitan fatty acid ester, polyoxyethylene sorbitan fatty acid ester, glycerin fatty acid ester, acrylic acid ester copolymer (acrylic rubber) Etc. Examples of the polyoxyethylene fatty acid ester include polyethylene glycol monostearate, polyethylene glycol laurate, polyethylene glycol monooleate, and polyethylene glycol distearate.

アミド結合を含む吸水性高分子化合物としては、例えば、脂肪酸アルカノールアミド、変性ポリアミド樹脂等が挙げられる。   Examples of the water-absorbing polymer compound containing an amide bond include fatty acid alkanolamides and modified polyamide resins.

吸水性高分子化合物の分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーで測定したポリスチレン換算の重量平均分子量として、好ましくは500〜1,000,000であり、より好ましくは5,000〜500,000である。   The molecular weight of the water-absorbing polymer compound is preferably from 500 to 1,000,000, more preferably from 5,000 to 500,000, as a weight average molecular weight in terms of polystyrene measured by gel permeation chromatography.

なお、本発明における吸水性高分子化合物の吸水率は、「JIS K6258」に準拠した以下の方法により求めることができる。まず、吸水性高分子化合物を厚さ2mmのシート状に成型し、さらに2cm×2cmの大きさに切り出したものを、23℃の水に24時間浸漬させる。浸漬前の空気中の質量(M1)と浸漬後の空気中の質量(M3)とを測定し、下記式(1)により質量変化率を求め、これを吸水率とした。
吸水率(%)=((M3−M1)/M1)×100 …(1)
The water absorption rate of the water-absorbing polymer compound in the present invention can be determined by the following method based on “JIS K6258”. First, a water-absorbing polymer compound is molded into a sheet having a thickness of 2 mm, and further cut into a size of 2 cm × 2 cm is immersed in water at 23 ° C. for 24 hours. The mass in the air before immersion (M1) and the mass in the air after immersion (M3) were measured, and the mass change rate was determined by the following formula (1), which was defined as the water absorption rate.
Water absorption (%) = ((M3−M1) / M1) × 100 (1)

前記組成物が吸水性高分子化合物を含有する場合のその含有量は、熱可塑性ポリウレタンおよび吸水性高分子化合物の合計量を100質量%としたときに、好ましくは1質量%以上20質量%以下であり、より好ましくは3質量%以上15質量%以下であり、特に好ましくは5質量%以上10質量%以下である。吸水性高分子化合物の含有量が前記範囲にあると、ウェット状態における体積変化率を0.8%以上5.0%以下の範囲に調整しやすくなる。そして、研磨層の体積変化率が前記範囲にあると、吸水による研磨層表面の軟化が適度となるため被研磨面の平坦性が良好になると共に、研磨欠陥(スクラッチ)を低減させることができる。   When the composition contains a water-absorbing polymer compound, the content thereof is preferably 1% by mass or more and 20% by mass or less when the total amount of the thermoplastic polyurethane and the water-absorbing polymer compound is 100% by mass. More preferably, it is 3 mass% or more and 15 mass% or less, Most preferably, it is 5 mass% or more and 10 mass% or less. When the content of the water-absorbing polymer compound is in the above range, the volume change rate in the wet state is easily adjusted to a range of 0.8% to 5.0%. When the volume change rate of the polishing layer is in the above range, the polishing layer surface is softened moderately by water absorption, so that the flatness of the surface to be polished is improved and polishing defects (scratches) can be reduced. .

1.1.1.3.水溶性粒子
前記組成物は、水溶性粒子をさらに含んでもよい。かかる水溶性粒子は、組成物中に均一に分散された状態で存在していることが好ましい。このような組成物を用いることで、水溶性粒子が均一に分散された状態の研磨層が得られる。
1.1.1.3. Water-soluble particles The composition may further comprise water-soluble particles. Such water-soluble particles are preferably present in a state of being uniformly dispersed in the composition. By using such a composition, a polishing layer in which water-soluble particles are uniformly dispersed can be obtained.

前記水溶性粒子は、砥粒および薬液からなる研磨用水分散体(以下、「スラリー」ともいう)と接触することにより、研磨層表面から水溶性粒子が遊離して、該スラリーを保持することのできる空孔(ポア)を形成する目的で用いられる。このため、気泡構造を有するポリウレタン発泡体を用いることなく、水溶性粒子を用いることで研磨層の表面に空孔が形成され、スラリーの保持がより良好となる。また、研磨層の表面に空孔が形成されることから、ウエット状態における表面硬度をコントロールすることができる。さらに、比重の大きい粒子を使用することで研磨層の比重を大きくすることが可能である。   The water-soluble particles are held in contact with a polishing aqueous dispersion (hereinafter also referred to as “slurry”) composed of abrasive grains and a chemical solution, so that the water-soluble particles are released from the surface of the polishing layer to hold the slurry. It is used for the purpose of forming pores. For this reason, by using water-soluble particles without using a polyurethane foam having a cellular structure, pores are formed on the surface of the polishing layer, and the retention of the slurry becomes better. Moreover, since the pores are formed on the surface of the polishing layer, the surface hardness in the wet state can be controlled. Furthermore, it is possible to increase the specific gravity of the polishing layer by using particles having a large specific gravity.

熱可塑性ポリウレタンを含有する組成物が水溶性粒子を含有する場合、(1)水溶性粒子がフィラーのような補強剤として作用することにより、前記研磨層の弾性変形を小さくできることから被研磨面の平坦性を向上させることができ、(2)非発泡タイプの研磨層であることから機械的強度に優れ、さらに(3)発泡セル構造を均一に制御するという精緻な技術を用いる必要がないことから生産性に優れる点でより好ましい。   When the composition containing the thermoplastic polyurethane contains water-soluble particles, (1) since the water-soluble particles act as a reinforcing agent such as a filler, the elastic deformation of the polishing layer can be reduced. The flatness can be improved, (2) it is a non-foaming type polishing layer, so it has excellent mechanical strength, and (3) it is not necessary to use a precise technique to uniformly control the foamed cell structure. From the viewpoint of excellent productivity.

前記水溶性粒子としては、特に限定されないが、有機水溶性粒子および無機水溶性粒子が挙げられる。具体的には、水溶性高分子のように水に溶解する物質の他、吸水性樹脂のように水との接触により膨潤またはゲル化して研磨層表面から遊離することができる物質が挙げられる。   The water-soluble particles are not particularly limited, and examples thereof include organic water-soluble particles and inorganic water-soluble particles. Specifically, in addition to a substance that dissolves in water such as a water-soluble polymer, a substance that can swell or gel by contact with water and be released from the surface of the polishing layer, such as a water-absorbent resin.

前記有機水溶性粒子を構成する材料としては、例えば、糖類(澱粉、デキストリンおよびシクロデキストリン等の多糖類、乳糖、マンニット等)、セルロース類(ヒドロキシプロピルセルロース、メチルセルロース等)、蛋白質、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリアクリル酸、ポリエチレンオキサイド、スルホン化ポリイソプレン、スルホン化イソプレン共重合体等が挙げられる。   Examples of the material constituting the organic water-soluble particles include saccharides (polysaccharides such as starch, dextrin and cyclodextrin, lactose, mannitol, etc.), celluloses (hydroxypropylcellulose, methylcellulose, etc.), proteins, polyvinyl alcohol, Examples include polyvinyl pyrrolidone, polyacrylic acid, polyethylene oxide, sulfonated polyisoprene, and sulfonated isoprene copolymers.

前記無機水溶性粒子を構成する材料としては、例えば、酢酸カリウム、硝酸カリウム、炭酸カリウム、炭酸水素カリウム、臭化カリウム、リン酸カリウム、硫酸カリウム、硫酸マグネシウム、硝酸カルシウム等が挙げられる。   Examples of the material constituting the inorganic water-soluble particles include potassium acetate, potassium nitrate, potassium carbonate, potassium hydrogen carbonate, potassium bromide, potassium phosphate, potassium sulfate, magnesium sulfate, and calcium nitrate.

前記水溶性粒子を構成する材料は、有機水溶性粒子または無機水溶性粒子を構成する材料を1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。なお、研磨層の硬度その他の機械的強度を適正な値とすることができるという観点から、水溶性粒子は中実体であることが好ましい。   As the material constituting the water-soluble particles, the material constituting the organic water-soluble particles or the inorganic water-soluble particles may be used alone or in combination of two or more. The water-soluble particles are preferably solid from the viewpoint that the hardness and other mechanical strength of the polishing layer can be set to appropriate values.

前記組成物における水溶性粒子の含有量は、熱可塑性ポリウレタン100質量部に対して、3〜150質量部であることが好ましい。水溶性粒子の含有量が前記範囲にあると、化学機械研磨において高い研磨速度を示し、且つ、適正な硬度その他の機械的強度を有する研磨層を製造することができる。   The content of water-soluble particles in the composition is preferably 3 to 150 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the thermoplastic polyurethane. When the content of the water-soluble particles is in the above range, a polishing layer having a high polishing rate in chemical mechanical polishing and having an appropriate hardness and other mechanical strength can be produced.

前記水溶性粒子の平均粒径は、好ましくは0.5〜200μmである。水溶性粒子が化学機械研磨パッドの研磨層表面から遊離することにより形成される空孔の大きさは、好ましくは0.1〜500μm、より好ましくは0.5〜200μmである。水溶性粒子の平均粒径が前記範囲にあると、高い研磨速度を示し、且つ、機械的強度に優れた研磨層を有する化学機械研磨パッドを製造することができる。   The average particle diameter of the water-soluble particles is preferably 0.5 to 200 μm. The size of the pores formed when the water-soluble particles are released from the polishing layer surface of the chemical mechanical polishing pad is preferably 0.1 to 500 μm, more preferably 0.5 to 200 μm. When the average particle diameter of the water-soluble particles is within the above range, a chemical mechanical polishing pad having a polishing layer exhibiting a high polishing rate and excellent mechanical strength can be produced.

1.1.2.比重
本実施の形態に係る化学機械研磨パッドが備える研磨層の比重は、1.1以上1.3以下であり、1.15以上1.27以下であることが好ましい。研磨層の比重が前記範囲にあると、研磨層の硬度が適度となるため被研磨面の平坦性が良好になると共に、被研磨面の凹凸に対する研磨層の弾性変形(追随性)が適度となるため研磨欠陥(スクラッチ)を低減させることができる。研磨層の比重が前記範囲未満である場合、研磨層の硬度が低くなりすぎて、被研磨面の平坦性が悪化するため好ましくない。また、研磨層の比重が前記範囲を超える場合、研磨層の硬度が高くなりすぎて、研磨欠陥(スクラッチ)が増大するため好ましくない。
1.1.2. Specific gravity The specific gravity of the polishing layer provided in the chemical mechanical polishing pad according to the present embodiment is 1.1 or more and 1.3 or less, and preferably 1.15 or more and 1.27 or less. When the specific gravity of the polishing layer is in the above range, the hardness of the polishing layer becomes appropriate, so that the flatness of the surface to be polished becomes good, and the elastic deformation (following property) of the polishing layer with respect to the unevenness of the surface to be polished is moderate Therefore, polishing defects (scratches) can be reduced. When the specific gravity of the polishing layer is less than the above range, it is not preferable because the hardness of the polishing layer becomes too low and the flatness of the surface to be polished is deteriorated. In addition, when the specific gravity of the polishing layer exceeds the above range, the hardness of the polishing layer becomes too high, and polishing defects (scratches) increase, which is not preferable.

なお、現在知られているポリウレタンの比重と、研磨層の適切な硬度のバランスを考慮すると、研磨層の比重の上限は1.30以下となる。比重が1.30を超える研磨層を作製するためには、ウレタンの他に比重の大きな材料を研磨層に含有させる必要がある。たとえば、シリカやアルミナのような比重の大きな材料をフィラーとしてウレタンに混合することにより、比重が1.30を超える研磨層を作製することはできる。しかしながら、かかる場合には、混合したフィラーによって研磨層の硬度が大きくなり、被研磨面のスクラッチが大幅に悪化するために本願発明の研磨層のような作用効果を奏することはできない。   Note that the upper limit of the specific gravity of the polishing layer is 1.30 or less in consideration of the balance between the specific gravity of polyurethane currently known and the appropriate hardness of the polishing layer. In order to produce a polishing layer having a specific gravity exceeding 1.30, it is necessary to incorporate a material having a large specific gravity in addition to urethane into the polishing layer. For example, a polishing layer having a specific gravity exceeding 1.30 can be produced by mixing a material having a large specific gravity such as silica or alumina with urethane as a filler. However, in such a case, the hardness of the polishing layer is increased by the mixed filler, and scratches on the surface to be polished are greatly deteriorated, so that the function and effect of the polishing layer of the present invention cannot be achieved.

本発明において、研磨層の比重は、「JIS Z8807」に準拠した方法で測定することができる。具体的には、水を入れたルシャテリエ比重びんに質量既知の試料を入れ、試料による液面の上昇から試料の体積を知り、試料の質量と体積とから比重を求める。   In the present invention, the specific gravity of the polishing layer can be measured by a method based on “JIS Z8807”. Specifically, a sample with a known mass is placed in a Le Chatelier specific gravity bottle containing water, the volume of the sample is known from the rise of the liquid level due to the sample, and the specific gravity is obtained from the mass and volume of the sample.

なお、本実施の形態に係る化学機械研磨パッドが備える研磨層は、前記範囲の比重とする観点から、非発泡タイプであることが好ましい。なお、本発明において、非発泡タイプとは、実質的に気泡を含んでいない研磨層であることをいう。参考までに、現在市販されている発泡タイプの研磨層を備えるウレタンパッド、例えばROHM&HAAS社製の「IC1000」等の一般的な市販研磨パッドの比重は、0.40〜0.90程度である。   In addition, it is preferable that the polishing layer with which the chemical mechanical polishing pad which concerns on this Embodiment is provided is a non-foaming type from a viewpoint made into the specific gravity of the said range. In the present invention, the non-foaming type refers to a polishing layer that does not substantially contain bubbles. For reference, the specific gravity of a commercially available polishing pad such as “IC1000” manufactured by ROHM & HAAS is currently about 0.40 to 0.90.

1.1.3.熱伝導率
本実施の形態に係る化学機械研磨パッドが備える研磨層の熱伝導率は、0.2[W/m・K]以上であり、0.3[W/m・K]以上であることが好ましい。研磨層の熱伝導率が0.2[W/m・K]以上であれば、被研磨面と研磨パッドの表面とが擦れ合うことにより発生する摩擦熱を研磨層中に迅速に拡散させることができ、研磨パッドの表面の局部的な温度上昇を低減させることができる。また、長時間のCMPにより発生する摩擦熱を研磨層中に蓄積することを低減させることで、研磨層の耐久性を向上できる。
1.1.3. Thermal conductivity The thermal conductivity of the polishing layer provided in the chemical mechanical polishing pad according to the present embodiment is 0.2 [W / m · K] or more and 0.3 [W / m · K] or more. It is preferable. If the thermal conductivity of the polishing layer is 0.2 [W / m · K] or more, the frictional heat generated when the surface to be polished and the surface of the polishing pad rub against each other can be quickly diffused into the polishing layer. It is possible to reduce a local temperature rise on the surface of the polishing pad. Further, the durability of the polishing layer can be improved by reducing the accumulation of frictional heat generated by long-time CMP in the polishing layer.

なお、本願の技術的思想からすれば、研磨層の熱伝導率は0.2[W/m・K]以上であることが好ましいが、現在知られている汎用エンジニアリングプラスチック(汎用エンプラ:ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニル、エポキシ樹脂、ポリウレタン、ポリアクリル樹脂、ポリエステル樹脂等)の熱伝導率の上限値は、自ずと0.6[W/m・K]となる。しかしながら、前記汎用エンプラに対して熱伝導性のフィラー等を混練することでさらに大きな熱伝導率を備えたポリマー組成物が存在する。また、今後さらに大きな熱伝導率を備えた新規のポリウレタンが開発されることも十分に考えられる。したがって、本願発明の技術的思想は、前述した熱伝導率の上限値によって何ら制限されるものではない。   In addition, according to the technical idea of the present application, the thermal conductivity of the polishing layer is preferably 0.2 [W / m · K] or more, but currently known general-purpose engineering plastics (general-purpose engineering plastics: polyvinyl alcohol) The upper limit of the thermal conductivity of polyvinyl chloride, epoxy resin, polyurethane, polyacrylic resin, polyester resin, etc.) is naturally 0.6 [W / m · K]. However, there is a polymer composition having a higher thermal conductivity by kneading a heat conductive filler or the like with the general-purpose engineering plastic. In addition, it is fully conceivable that new polyurethanes having higher thermal conductivity will be developed in the future. Therefore, the technical idea of the present invention is not limited by the upper limit value of the thermal conductivity described above.

本発明において、研磨層の熱伝導率は、熱拡散係数と比熱、比重から算出することができる。具体的には、センサー上に試験片を置き、マイクロヒーターを備えた固定治具を上から被せて50gの錘を載せる。マイクロヒーターの表面から発生させた温度波が厚さ方向へ拡散して裏面に達した時に生じる振幅の減衰と位相の遅れから熱拡散係数Dを測定する。得られた熱拡散係数Dと試験片の比熱ρおよび比重Cpより、下記式(2)により熱伝導率(W/m・K)を算出する。
熱伝導率(W/m・K)=D/(ρ×Cp) …(2)
In the present invention, the thermal conductivity of the polishing layer can be calculated from the thermal diffusion coefficient, specific heat, and specific gravity. Specifically, a test piece is placed on the sensor, and a 50 g weight is placed on top of a fixing jig provided with a micro heater. The thermal diffusion coefficient D is measured from the attenuation of the amplitude and the phase delay that occur when the temperature wave generated from the surface of the microheater diffuses in the thickness direction and reaches the back surface. From the obtained thermal diffusion coefficient D, specific heat ρ of the test piece, and specific gravity Cp, the thermal conductivity (W / m · K) is calculated by the following formula (2).
Thermal conductivity (W / m · K) = D / (ρ × Cp) (2)

なお、本実施の形態に係る化学機械研磨パッドが備える研磨層は、前記範囲の熱伝導率とする観点から、非発泡タイプであることが好ましい。また、熱伝導性の高いフィラーを含むことが好ましく、例えば前述の水溶性粒子等をフィラーとして含有することができる。参考までに、現在市販されている発泡タイプの研磨層を備えるウレタンパッド、例えばROHM&HAAS社製の「IC1000」等の一般的な市販研磨パッドの研磨層の熱伝導率は、0.05〜0.10程度である。   In addition, it is preferable that the polishing layer with which the chemical mechanical polishing pad which concerns on this Embodiment is provided is a non-foaming type from a viewpoint of setting it as the heat conductivity of the said range. Moreover, it is preferable to contain a filler with high heat conductivity, for example, the above-mentioned water-soluble particle | grains etc. can be contained as a filler. For reference, the thermal conductivity of a polishing layer of a general commercially available polishing pad such as “IC1000” manufactured by ROHM & HAAS is currently 0.05 to 0. It is about 10.

本実施の形態に係る化学機械研磨パッドが、研磨層と後述する支持層とから構成される積層体を有する場合や、研磨層と支持層との間に他の層を含んで構成される積層体を有する場合には、その積層体の熱伝導率が0.2[W/m・K]以上であることが好ましく、0.3[W/m・K]以上であることがより好ましい。前記積層体の熱伝導率が0.2[W/m・K]以上であると、被研磨物と研磨層とが擦れ合うことにより発生する摩擦熱を効率的に他の層や支持層を介して研磨パッドを固定する定盤へと拡散させることができる。   When the chemical mechanical polishing pad according to the present embodiment has a laminate composed of a polishing layer and a support layer to be described later, or a laminate comprising another layer between the polishing layer and the support layer In the case of having a body, the thermal conductivity of the laminate is preferably 0.2 [W / m · K] or more, and more preferably 0.3 [W / m · K] or more. When the thermal conductivity of the laminate is 0.2 [W / m · K] or more, frictional heat generated when the object to be polished and the polishing layer rub against each other efficiently passes through another layer or a support layer. Can be diffused to a surface plate for fixing the polishing pad.

本発明において、前記積層体の熱伝導率は、各層の厚みと各層の熱伝導率とから算出することができる。例えば、化学機械研磨パッド全体が研磨層(厚み;d1、熱伝導率Λ1)と支持層(厚み;d3、熱伝導率Λ3)との間に他の層(厚み;d2、熱伝導率Λ2)を含んで構成されている場合には、下記式(3)により熱伝導率を算出することができる。なお、前記他の層を含まない場合には、下記式(3)においてd2およびd2/Λ2の値を0として計算すればよい。
熱伝導率[W/m・K]=(d1+d2+d3)/((d1/Λ1)+(d2/Λ2)+(d3/Λ3)) …(3)
参考までに、現在市販されている発泡タイプの研磨層を備えるウレタンパッド、例えばROHM&HAAS社製の「IC1000」等の一般的な市販研磨パッドの熱伝導率は、0.02〜0.10程度である。
In the present invention, the thermal conductivity of the laminate can be calculated from the thickness of each layer and the thermal conductivity of each layer. For example, the entire chemical mechanical polishing pad has another layer (thickness: d2, thermal conductivity Λ2) between the polishing layer (thickness: d1, thermal conductivity Λ1) and the support layer (thickness: d3, thermal conductivity Λ3). Can be calculated by the following formula (3). In the case where the other layers are not included, the values of d2 and d2 / Λ2 may be calculated as 0 in the following formula (3).
Thermal conductivity [W / m · K] = (d1 + d2 + d3) / ((d1 / Λ1) + (d2 / Λ2) + (d3 / Λ3)) (3)
For reference, the thermal conductivity of a typical commercially available polishing pad such as “IC1000” manufactured by ROHM & HAAS is currently about 0.02 to 0.10. is there.

なお、化学機械研磨パッドを固定する定盤に、温度を制御する冷却機構を設けるとさらに好ましい。これにより、研磨層の温度上昇を効率良く低減できるだけでなく、化学機械研磨パッド全体の温度を一定に制御することが容易となる。   It is more preferable to provide a cooling mechanism for controlling the temperature on the surface plate for fixing the chemical mechanical polishing pad. Thereby, not only can the temperature rise of the polishing layer be efficiently reduced, but also the temperature of the entire chemical mechanical polishing pad can be easily controlled.

1.1.4.引張時における残留歪
本実施の形態に係る化学機械研磨パッドが備える研磨層の引張時における残留歪は、2%以上10%以下であることが好ましく、2%以上9%以下であることがより好ましい。
1.1.4. Residual strain at the time of tension The residual strain at the time of tension of the polishing layer included in the chemical mechanical polishing pad according to the present embodiment is preferably 2% or more and 10% or less, more preferably 2% or more and 9% or less. preferable.

一般的に、研磨層表面には微細孔および/または凹部を設けており、そこに研磨屑やパッド屑が徐々に蓄積されることで目詰まりを起こし研磨特性が劣化してしまう。そこで、ダイヤモンドの砥石でドレッシングすること(以下、「ダイヤモンドコンディショニング」ともいう)により、目詰まり状態となった研磨層表面を削り取り、表面から下の初期状態と同様の面を露出して使用する。このダイヤモンドコンディショニングの際に、研磨層表面の毛羽立ちやパッド屑が発生する。   Generally, fine holes and / or recesses are provided on the surface of the polishing layer, and polishing scraps and pad scraps are gradually accumulated therein, resulting in clogging and deterioration of polishing characteristics. Therefore, by dressing with a diamond grindstone (hereinafter also referred to as “diamond conditioning”), the clogged polishing layer surface is scraped off, and the same surface as the initial state below is exposed from the surface and used. During this diamond conditioning, fuzz and pad debris are generated on the surface of the polishing layer.

図1は、研磨層の引張時における残留歪の概念を説明するための模式図である。図2A〜Eは、研磨層の引張時における残留歪の概念を説明するための図1における領域Iの拡大図である。図1に示すように、ダイヤモンドコンディショニングの際にはドレッサー20が図1の矢印方向に回転することによって研磨層10の表面を削り取る。図2Aないし図2Bに示すように、研磨層10をドレッシングすると、研磨層10表面の一部がドレッサー20に引っ張られて伸びる。そして、図2Cに示すように、研磨層10表面の一部が切断されることによりパッド屑10aが発生する。一方、図2Dに示すように、切断されずに伸びた部分10bは、研磨層の弾性により元の状態に戻ろうと収縮するが、図2Eに示すように、研磨層の残留歪に応じた毛羽立ち部10b’が発生する。このように研磨層の引張時における残留歪は、ダイヤモンドコンディショニングの際に研磨層表面の毛羽立ちの程度を示す指標となる。   FIG. 1 is a schematic diagram for explaining the concept of residual strain during tension of a polishing layer. 2A to 2E are enlarged views of a region I in FIG. 1 for explaining the concept of residual strain during tension of the polishing layer. As shown in FIG. 1, during the diamond conditioning, the dresser 20 rotates in the direction of the arrow in FIG. 1 to scrape the surface of the polishing layer 10. As shown in FIGS. 2A to 2B, when the polishing layer 10 is dressed, a part of the surface of the polishing layer 10 is pulled by the dresser 20 and extends. Then, as shown in FIG. 2C, a part of the surface of the polishing layer 10 is cut to generate pad scraps 10a. On the other hand, as shown in FIG. 2D, the portion 10b extended without being cut shrinks to return to the original state due to the elasticity of the polishing layer, but as shown in FIG. 2E, the fluff corresponding to the residual strain of the polishing layer is shrunk. Part 10b 'is generated. Thus, the residual strain at the time of tension | pulling of a polishing layer becomes an parameter | index which shows the degree of fluff on the surface of a polishing layer in the case of diamond conditioning.

研磨層の引張時における残留歪が前記範囲にあると、ダイヤモンドコンディショニングによるパッド屑の発生や研磨層表面の毛羽立ちが低減される。また、被研磨面(ウエハ等の表面)の凹凸に対する研磨層の変形を小さくすることができる。これにより、被研磨面の平坦性を向上できると共に、研磨欠陥の発生を低減させることができる。研磨層の引張時における残留歪が2%未満であると、研磨層の表面をダイヤモンドコンディショニングした場合に発生するパッド屑が増加し、これが研磨工程時に混入することで研磨欠陥が増大する場合があるため好ましくない。一方、研磨層の引張時における残留歪が10%を超えると、研磨層の表面をダイヤモンドコンディショニングした場合に研磨層表面の毛羽立ちが増加し、被研磨面の凹凸に対する研磨層の変形が大きくなることで、被研磨面の平坦性が悪化する場合があるため好ましくない。   When the residual strain at the time of tension of the polishing layer is in the above range, generation of pad scraps due to diamond conditioning and fluffing on the surface of the polishing layer are reduced. Further, the deformation of the polishing layer with respect to the unevenness of the surface to be polished (the surface of the wafer or the like) can be reduced. Thereby, the flatness of the surface to be polished can be improved, and the generation of polishing defects can be reduced. If the residual strain at the time of tension of the polishing layer is less than 2%, pad scraps generated when the surface of the polishing layer is conditioned in diamond increase, which may increase polishing defects when mixed in the polishing process. Therefore, it is not preferable. On the other hand, if the residual strain at the time of tension of the polishing layer exceeds 10%, the surface of the polishing layer becomes fuzzy when the surface of the polishing layer is conditioned, and the deformation of the polishing layer with respect to the unevenness of the surface to be polished increases. Therefore, the flatness of the surface to be polished may be deteriorated, which is not preferable.

なお、本発明において、研磨層の引張時における残留歪は、「JIS K6270」に準拠した方法で測定することができる。試験装置は、試験片の一端を保持する固定側のつかみ具、試験片の他端を保持し往復運動するつかみ具、つかみ具を一定の周波数で一定の振幅を往復させる駆動装置、つかみ具の往復運動回数を表示するカウンタ等によって構成されている。具体的な測定方法は、2個のダンベル状試験片をつかみ具に取り付けて試験装置を動かし、繰返し回数1×10回後停止させる。1個の試験片に応力が掛からないような位置に停止し、1分後に試験片の標線間距離を測定する。さらに、100回繰り返した後、もう1個の試験片についても同様に測定する。試験周波数は、通常1〜5Hzの範囲で行う。試験前の標線間距離I、繰返し引張後の歪みを与えない状態での標線間距離Iから、下記式(4)により引張時における残留歪(%)を算出する。
引張時における残留歪(%)=((I−I)/I)×100 …(4)
In the present invention, the residual strain at the time of tension of the polishing layer can be measured by a method based on “JIS K6270”. The test apparatus includes a fixed-side grip that holds one end of the test piece, a grip that holds the other end of the test piece and reciprocates, a drive device that reciprocates the grip at a constant frequency, and a fixed amplitude. The counter is configured to display the number of reciprocating motions. Specifically, two dumbbell-shaped test pieces are attached to the gripper, the test apparatus is moved, and stopped after 1 × 10 3 repetitions. Stop at a position where no stress is applied to one test piece, and measure the distance between the marked lines of the test piece after 1 minute. Furthermore, after repeating 100 times, it measures similarly about another test piece. The test frequency is usually in the range of 1 to 5 Hz. Test before gauge length I 0, the gauge length I n by non distorts after tensile repeatedly calculates the residual strain (%) at a tensile by the following equation (4).
Residual strain at tension (%) = ((I n −I 0 ) / I 0 ) × 100 (4)

また、測定時の温度および湿度は、「JIS K6250」の「6.1 試験室の標準温度」および「6.2 試験室の標準湿度」に準ずる。すなわち、試験室の標準温度は23℃とし、許容差は±2℃とする。試験室の標準湿度は相対湿度で50%とし、許容差は±10%とする。   Also, the temperature and humidity at the time of measurement are in accordance with “JIS K6250” “6.1 Standard temperature of test room” and “6.2 Standard humidity of test room”. That is, the standard temperature of the test room is 23 ° C., and the tolerance is ± 2 ° C. The standard humidity in the test room is 50% relative humidity, and the tolerance is ± 10%.

1.1.5.体積変化率
本実施の形態に係る化学機械研磨パッドが備える研磨層は、研磨層を23℃の水に24時間浸漬したときの体積変化率が0.8%以上5%以下であることが好ましく、1%以上3%以下であることがより好ましい。
1.1.5. Volume Change Rate The polishing layer provided in the chemical mechanical polishing pad according to the present embodiment preferably has a volume change rate of 0.8% or more and 5% or less when the polishing layer is immersed in water at 23 ° C. for 24 hours. It is more preferably 1% or more and 3% or less.

図3A〜Bは、研磨層における体積変化率の概念を説明するための模式図である。化学機械研磨パッドは、研磨作業中スラリーに常に晒されている。そうすると、図3Aに示すような吸水する前には所定の寸法や形状で作製されていた研磨層10の凹部30が、図3Bに示すように吸水による膨潤によって、特に凹部30の寸法や形状、毛羽立ちの度合い等が変化することがある。水に浸漬したときの体積変化率が前記範囲にある場合には、吸水による膨潤により研磨層表面が適度に軟化するので、スクラッチの発生を低減させることができる。体積変化率が前記範囲未満の場合には、吸水による膨潤が小さく研磨層表面の軟化が不十分なため、スクラッチの発生を低減させる効果を十分に発揮できない。体積変化率が前記範囲を超える場合には、吸水による膨潤が大きくなりすぎて、スクラッチの発生を低減できるものの、被研磨物の平坦性が悪くなってしまう。特に研磨面に凹部パターンが形成されている場合、吸水による膨潤が大きくなりすぎると凹部パターンの形状や寸法が研磨時間に応じて変化し、安定した研磨特性が得られなくなる場合がある。このため、研磨層表面を軟化させるために膨潤することは好ましいが、過剰な膨潤は研磨面の変形を引き起こすため好ましくない。   3A and 3B are schematic views for explaining the concept of the volume change rate in the polishing layer. Chemical mechanical polishing pads are constantly exposed to the slurry during the polishing operation. Then, the concave portion 30 of the polishing layer 10 that has been produced with a predetermined size and shape before water absorption as shown in FIG. 3A is caused by swelling due to water absorption as shown in FIG. The degree of fluffing may change. When the volume change rate when immersed in water is in the above range, the surface of the polishing layer is appropriately softened due to swelling due to water absorption, so that the generation of scratches can be reduced. When the volume change rate is less than the above range, since the swelling due to water absorption is small and the polishing layer surface is not sufficiently softened, the effect of reducing the generation of scratches cannot be sufficiently exhibited. When the volume change rate exceeds the above range, swelling due to water absorption becomes too large, and although the generation of scratches can be reduced, the flatness of the object to be polished is deteriorated. In particular, when a concave pattern is formed on the polished surface, if the swelling due to water absorption becomes too large, the shape and dimensions of the concave pattern change depending on the polishing time, and stable polishing characteristics may not be obtained. For this reason, it is preferable to swell in order to soften the surface of the polishing layer, but excessive swelling is not preferable because it causes deformation of the polishing surface.

なお、本発明における研磨層の体積変化率は、「JIS K6258」に準拠した以下の方法により測定することができる。まず、厚さ2.8mmに成形した研磨層を2cm×2cmの大きさに切り出し、それを23℃の水に24時間浸漬させる。浸漬前の空気中の質量(M1)と浸漬前の水中の質量(M2)、浸漬後の空気中の質量(M3)と浸漬後の水中の質量(M4)を測定し、下記式(5)により体積変化率を算出する。
体積変化率(%)=(((M3−M4)−(M1−M2))/(M1−M2))×100 …(5)
The volume change rate of the polishing layer in the present invention can be measured by the following method based on “JIS K6258”. First, a polishing layer molded to a thickness of 2.8 mm is cut into a size of 2 cm × 2 cm and immersed in water at 23 ° C. for 24 hours. The mass in air before immersion (M1), the mass in water before immersion (M2), the mass in air after immersion (M3), and the mass in water after immersion (M4) are measured. To calculate the volume change rate.
Volume change rate (%) = (((M3-M4)-(M1-M2)) / (M1-M2)) × 100 (5)

1.1.6.デュロD硬度
本実施の形態に係る化学機械研磨パッドが備える研磨層のデュロD硬度は、50D以上80D以下であることが好ましく、55D以上75D以下であることがより好ましく、60D以上70D以下であることが特に好ましい。
1.1.6. Duro D hardness The duro D hardness of the polishing layer provided in the chemical mechanical polishing pad according to the present embodiment is preferably 50D or more and 80D or less, more preferably 55D or more and 75D or less, and 60D or more and 70D or less. It is particularly preferred.

図4A〜Bは、研磨層におけるデュロD硬度の概念を説明するための模式図である。図4Aに示すように研磨工程を模して研磨層10に対して上方から加重をかけると、図4Bに示すように研磨層10が撓むことになる。デュロD硬度とは、このように研磨工程において加重をかけた場合の研磨層10のマクロな撓みの程度を示す指標となる。このことは、後述する測定方法からも理解することができる。したがって、研磨層のデュロD硬度が前記範囲にあると、研磨層のデュロD硬度が適度であるため被研磨面の平坦性が良好になると共に、被研磨面の凹凸に対する研磨層の弾性変形(追随性)が適度となるため研磨欠陥(スクラッチ)を低減させることができる。研磨層のデュロD硬度が前記範囲未満であると、被研磨面の平坦性が悪化するため好ましくない。また、研磨層のデュロD硬度が前記範囲を超えると、研磨欠陥(スクラッチ)が増大するため好ましくない。   4A and 4B are schematic views for explaining the concept of duro D hardness in the polishing layer. As shown in FIG. 4A, when a polishing process is simulated to apply a load to the polishing layer 10 from above, the polishing layer 10 is bent as shown in FIG. 4B. The durro D hardness is an index indicating the degree of macro deflection of the polishing layer 10 when a weight is applied in the polishing step. This can also be understood from the measurement method described later. Accordingly, when the polishing layer has a duro D hardness in the above range, the polishing layer has an appropriate duro D hardness, so that the flatness of the surface to be polished is improved and the elastic deformation of the polishing layer with respect to the irregularities of the surface to be polished ( (Followability) becomes appropriate, so that polishing defects (scratches) can be reduced. When the durometer D hardness of the polishing layer is less than the above range, the flatness of the surface to be polished is deteriorated, which is not preferable. Further, if the duro D hardness of the polishing layer exceeds the above range, polishing defects (scratches) increase, which is not preferable.

本発明において、研磨層のデュロD硬度は、「JIS K6253」に準拠した方法で測定することができる。具体的には、平坦で堅固な面に試験片を置き、タイプDデュロメータの加圧板が試験片の表面に平行に維持され、且つ、押針が試験片の表面に対して直角となるようにタイプDデュロメータを保持し、衝撃を与えないように加圧板を試験片に接触させる。押針先端は、試験片の端から12mm以上離れた位置で測定する。加圧板を試験片に接触させた後、15秒後に読取りを行う。測定点数は6mm以上離れた位置で5回測定し、その中央値をデュロD硬度とする。   In the present invention, the duro D hardness of the polishing layer can be measured by a method based on “JIS K6253”. Specifically, the test piece is placed on a flat and solid surface, the pressure plate of the type D durometer is maintained parallel to the surface of the test piece, and the push needle is perpendicular to the surface of the test piece. Holding the type D durometer, the pressure plate is brought into contact with the test piece so as not to give an impact. The tip of the needle is measured at a position 12 mm or more away from the end of the test piece. After the pressure plate is brought into contact with the test piece, reading is performed 15 seconds later. The number of measurement points is measured 5 times at a position separated by 6 mm or more, and the median value is defined as Duro D hardness.

1.1.7.ウエット状態における表面硬度
本実施の形態に係る化学機械研磨パッドが備える研磨層のウエット状態における表面硬度は、2N/mm以上10N/mm以下であることが好ましく、3N/mm以上9N/mm以下であることがより好ましく、4N/mm以上8N/mm以下であることが特に好ましい。研磨層のウエット状態における表面硬度は、CMP実使用時における研磨層の表面硬度を表す指標となる。図5A〜Bは、研磨層における表面硬度の概念を説明するための模式図である。図5Aに示すように、微小なサイズの探針40を研磨層10の表面へ押し込む。そうすると、図5Bに示すように、探針40直下の研磨層10は、探針40の周囲へ押し出されるように変形する。このように、表面硬度とは、研磨層の極表面の変形や撓みの程度を表す指標となる。すなわち、図4A〜Bに示すようなミリメートル単位の硬度測定法である前記デュロD硬度測定では研磨層全体のマクロな硬度を表すデータが得られるのに対し、図5A〜Bに示すような研磨層のウエット状態における表面硬度測定では研磨層の極表面のミクロな硬度を表すデータが得られる。CMP実使用時における研磨層の押し込み深さは、5マイクロメートルから50マイクロメートルである。したがって、このような研磨層の極表面の柔軟性を判断するためには、研磨層のウエット状態における表面硬度により判断することが好ましい。研磨層のウエット状態における表面硬度が前記範囲にあると、研磨層の極表面の柔軟性が適度となるため研磨欠陥(スクラッチ)を低減させることができる。研磨層のウエット状態における表面硬度が前記範囲未満であると、被研磨面の平坦性が悪化することがあるため好ましくない。また、研磨層のウエット状態における表面硬度が前記範囲を超えると、研磨欠陥(スクラッチ)が増大することがあるため好ましくない。なお、本発明において、研磨層のウエット状態における表面硬度は、23℃の水に4時間浸漬させた研磨層において、FISCHER社製のナノインデンター(製品名:HM2000)を使用し、300mN押し込み時のユニバーサル硬さ(HU)で示される。
1.1.7. Surface hardness in wet condition of the polishing layer comprising the chemical mechanical polishing pad according to surface hardness present embodiment in the wet state, is preferably 2N / mm 2 or more 10 N / mm 2 or less, 3N / mm 2 or more 9N / more preferably mm 2 less, and particularly preferably 4N / mm 2 or more 8N / mm 2 or less. The surface hardness of the polishing layer in the wet state is an index representing the surface hardness of the polishing layer during actual use of CMP. 5A and 5B are schematic views for explaining the concept of surface hardness in the polishing layer. As shown in FIG. 5A, a very small probe 40 is pushed into the surface of the polishing layer 10. Then, as shown in FIG. 5B, the polishing layer 10 immediately below the probe 40 is deformed so as to be pushed out around the probe 40. Thus, the surface hardness is an index representing the degree of deformation or deflection of the extreme surface of the polishing layer. That is, in the Duro D hardness measurement which is a hardness measurement method in millimeters as shown in FIGS. 4A to 4B, data representing the macro hardness of the entire polishing layer is obtained, whereas polishing as shown in FIGS. In the measurement of the surface hardness of the layer in the wet state, data representing the micro hardness of the extreme surface of the polishing layer is obtained. The indentation depth of the polishing layer in actual use of CMP is 5 micrometers to 50 micrometers. Therefore, in order to determine the flexibility of the surface of the polishing layer, it is preferable to determine the surface hardness of the polishing layer in the wet state. When the surface hardness of the polishing layer in the wet state is in the above range, the flexibility of the extreme surface of the polishing layer becomes appropriate, so that polishing defects (scratches) can be reduced. If the surface hardness of the polishing layer in the wet state is less than the above range, the flatness of the surface to be polished may be deteriorated, which is not preferable. Further, if the surface hardness in the wet state of the polishing layer exceeds the above range, polishing defects (scratches) may increase, which is not preferable. In the present invention, the surface hardness in the wet state of the polishing layer is determined by using a nano indenter (product name: HM2000) manufactured by FISCHER in a polishing layer immersed in water at 23 ° C. for 4 hours, and pressing 300 mN. The universal hardness (HU).

1.1.8.研磨層の形状および凹部
研磨層の平面形状は、特に限定されないが、例えば円形状であることができる。研磨層の平面形状が円形状である場合、その大きさは、好ましくは直径150mm〜1200mm、より好ましくは直径500mm〜1000mmである。研磨層の厚さは、好ましくは0.5mm〜5.0mm、より好ましくは1.0mm〜4.0mm、特に好ましくは1.5mm〜3.5mmである。
1.1.8. The shape of the polishing layer and the concave portion The planar shape of the polishing layer is not particularly limited, but may be, for example, a circular shape. When the planar shape of the polishing layer is circular, the size is preferably 150 mm to 1200 mm in diameter, more preferably 500 mm to 1000 mm in diameter. The thickness of the polishing layer is preferably 0.5 mm to 5.0 mm, more preferably 1.0 mm to 4.0 mm, and particularly preferably 1.5 mm to 3.5 mm.

研磨面には、複数の凹部を形成してもよい。前記凹部は、CMPの際に供給されるスラリーを保持し、これを研磨面に均一に分配すると共に、研磨屑、パッド屑および使用済みのスラリー等の廃棄物を一時的に滞留させ、外部へ排出するための経路となる機能を有する。   A plurality of recesses may be formed on the polished surface. The concave portion holds the slurry supplied at the time of CMP, distributes it uniformly to the polishing surface, and temporarily retains wastes such as polishing scraps, pad scraps and used slurry to the outside. It has a function as a route for discharging.

凹部の深さは、好ましくは0.1mm以上、より好ましくは0.1mm〜2.5mm、特に好ましくは0.2mm〜2.0mmとすることができる。凹部の幅は、好ましくは0.1mm以上、より好ましくは0.1mm〜5.0mm、特に好ましくは0.2mm〜3.0mmとすることができる。研磨面において、隣接する凹部の間隔は、好ましくは0.05mm以上、より好ましくは0.05mm〜100mm、特に好ましくは0.1mm〜10mmとすることができる。また、凹部の幅と隣り合う凹部の間の距離との和であるピッチは、好ましくは0.15mm以上、より好ましくは0.15mm〜105mm、特に好ましくは0.6mm〜13mmとすることができる。凹部は、前記範囲の一定の間隔を設けて形成されたものであることができる。前記範囲の形状を有する凹部を形成することで、被研磨面のスクラッチ低減効果に優れ、寿命の長い化学機械研磨パッドを容易に製造することができる。   The depth of the recess is preferably 0.1 mm or more, more preferably 0.1 mm to 2.5 mm, and particularly preferably 0.2 mm to 2.0 mm. The width of the concave portion is preferably 0.1 mm or more, more preferably 0.1 mm to 5.0 mm, and particularly preferably 0.2 mm to 3.0 mm. In the polishing surface, the interval between adjacent recesses is preferably 0.05 mm or more, more preferably 0.05 mm to 100 mm, and particularly preferably 0.1 mm to 10 mm. The pitch, which is the sum of the width of the recess and the distance between adjacent recesses, is preferably 0.15 mm or more, more preferably 0.15 mm to 105 mm, and particularly preferably 0.6 mm to 13 mm. . The recesses can be formed with a certain interval in the above range. By forming the recess having the shape in the above range, a chemical mechanical polishing pad having an excellent effect of reducing scratches on the surface to be polished and having a long life can be easily manufactured.

前記各好ましい範囲は、各々の組合せとすることができる。すなわち、例えば、深さが0.1mm以上、幅が0.1mm以上、間隔が0.05mm以上であることが好ましく、深さが0.1mm〜2.5mm、幅が0.1mm〜5.0mm、間隔が0.05mm〜100mmであることがより好ましく、深さが0.2mm〜2.0mm、幅が0.2mm〜3.0mm、間隔が0.1mm〜10mmであることが特に好ましい。   Each preferred range can be a combination of each. That is, for example, the depth is preferably 0.1 mm or more, the width is 0.1 mm or more, and the interval is 0.05 mm or more, the depth is 0.1 mm to 2.5 mm, and the width is 0.1 mm to 5. More preferably, the distance is 0 mm and the distance is 0.05 mm to 100 mm, the depth is 0.2 mm to 2.0 mm, the width is 0.2 mm to 3.0 mm, and the distance is particularly preferably 0.1 mm to 10 mm. .

前記凹部を加工するための工具は、特開2006−167811号公報、特開2001−18164号公報、特開2008−183657号公報等に記載されている形状の多刃工具を用いることができる。使用する工具の切削刃は、ダイヤモンドあるいは、Ti、Cr、Zr、V等の周期表第4、5、6族金属から選択される少なくとも1種の金属元素と、窒素、炭素および酸素から選択される少なくとも1種の非金属元素と、で構成されるコーティング層を有してもよい。さらにコーティング層は1層設ける場合に限らず、材料を違えて複数層設けてもよい。このようなコーティング層の膜厚は、0.1〜5μmが好ましく、1.5〜4μmがより好ましい。コーティング層の成膜には、アークイオンプレーティング装置等の公知の技術を工具材質、コーティング材質等に応じて適時選択して使用することができる。   As a tool for processing the concave portion, a multi-blade tool having a shape described in JP-A-2006-167811, JP-A-2001-18164, JP-A-2008-183657, or the like can be used. The cutting blade of the tool used is selected from diamond, at least one metal element selected from metals of Group 4, 5, and 6 of the periodic table such as Ti, Cr, Zr, and V, and nitrogen, carbon, and oxygen. And a coating layer composed of at least one nonmetallic element. Furthermore, the number of coating layers is not limited to one, and a plurality of layers may be provided with different materials. The film thickness of such a coating layer is preferably from 0.1 to 5 μm, more preferably from 1.5 to 4 μm. In forming the coating layer, a known technique such as an arc ion plating apparatus can be selected and used as appropriate according to the tool material, coating material, and the like.

1.1.9.製造方法
本実施の形態で用いられる研磨層は、前述したポリウレタンを含有する組成物を成型することにより得られる。組成物の混練は、公知の混練機等により行うことができる。混練機としては、例えば、ロール、ニーダー、バンバリーミキサー、押出機(単軸、多軸)等が挙げられる。組成物から研磨層を成型する方法としては、120℃〜230℃で可塑化した前記組成物をプレス成形、押出成形または射出成形し、可塑化・シート化する方法により成型すればよい。かかる成型条件を適宜調整することで比重や硬度をコントロールすることもできる。
1.1.9. Manufacturing Method The polishing layer used in the present embodiment can be obtained by molding the above-described composition containing polyurethane. The composition can be kneaded with a known kneader or the like. Examples of the kneader include a roll, a kneader, a Banbury mixer, and an extruder (single screw, multi screw). As a method for molding the polishing layer from the composition, the composition plasticized at 120 ° C. to 230 ° C. may be molded by press molding, extrusion molding or injection molding and plasticizing / sheeting. The specific gravity and hardness can be controlled by appropriately adjusting the molding conditions.

このようにして成型した後、切削加工により研磨面に凹部を形成してもよい。また、凹部となるパターンが形成された金型を用いて上述した組成物を金型成型することにより、研磨層の概形と共に凹部を同時に形成することもできる。   After molding in this way, a recess may be formed on the polished surface by cutting. Moreover, a concave part can be formed simultaneously with the rough shape of the polishing layer by molding the above-described composition using a mold in which a pattern to be a concave part is formed.

1.2.支持層
本実施の形態に係る化学機械研磨パッドは、前述した研磨層のみで構成される場合もあるが、前記研磨層の研磨面とは反対側の面に支持層を設けてもよい。
1.2. Support Layer Although the chemical mechanical polishing pad according to the present embodiment may be composed of only the polishing layer described above, a support layer may be provided on the surface opposite to the polishing surface of the polishing layer.

支持層は、化学機械研磨パッドにおいて、研磨装置用定盤に研磨層を支持するために用いられる。支持層は、接着層であってもよいし、接着層を両面に有するクッション層であってもよい。   The support layer is used for supporting the polishing layer on the polishing apparatus surface plate in the chemical mechanical polishing pad. The support layer may be an adhesive layer or a cushion layer having the adhesive layer on both sides.

接着層は、例えば粘着シートからなることができる。粘着シートの厚さは、50μm〜250μmであることが好ましい。50μm以上の厚さを有することで、研磨層の研磨面側からの圧力を十分に緩和することができ、250μm以下の厚さを有することで、凹凸の影響を研磨性能に与えない程度に均一な厚みを有する化学機械研磨パッドが得られる。   The adhesive layer can be made of, for example, an adhesive sheet. The thickness of the pressure-sensitive adhesive sheet is preferably 50 μm to 250 μm. By having a thickness of 50 μm or more, the pressure from the polishing surface side of the polishing layer can be sufficiently relaxed, and by having a thickness of 250 μm or less, it is uniform to the extent that the influence of unevenness is not exerted on the polishing performance. A chemical mechanical polishing pad having a sufficient thickness can be obtained.

粘着シートの材質としては、研磨層を研磨装置用定盤に固定することができれば特に限定されないが、研磨層より弾性率の低いアクリル系またはゴム系の材質であることが好ましい。   The material of the pressure-sensitive adhesive sheet is not particularly limited as long as the polishing layer can be fixed to the surface plate for a polishing apparatus, but is preferably an acrylic or rubber-based material having a lower elastic modulus than the polishing layer.

粘着シートの接着強度は、化学機械研磨パッドを研磨装置用定盤に固定することができれば特に限定されないが、「JIS Z0237」の規格で粘着シートの接着強度を測定した場合、その接着強度が好ましくは3N/25mm以上、より好ましくは4N/25mm以上、特に好ましくは10N/25mm以上である。   The adhesive strength of the pressure-sensitive adhesive sheet is not particularly limited as long as the chemical mechanical polishing pad can be fixed to the surface plate for a polishing apparatus. However, when the adhesive strength of the pressure-sensitive adhesive sheet is measured according to the standard of “JIS Z0237”, the adhesive strength is preferable. Is 3 N / 25 mm or more, more preferably 4 N / 25 mm or more, and particularly preferably 10 N / 25 mm or more.

クッション層は、研磨層よりも硬度が低い材質からなれば、その材質は特に限定されず、多孔質体(発泡体)または非多孔質体であってもよい。クッション層としては、例えば、発泡ポリウレタン等を成形した層が挙げられる。クッション層の厚さは、好ましくは0.1mm〜5.0mm、より好ましくは0.5mm〜2.0mmである。   As long as the cushion layer is made of a material whose hardness is lower than that of the polishing layer, the material is not particularly limited, and may be a porous body (foam) or a non-porous body. As a cushion layer, the layer which shape | molded foamed polyurethane etc. is mentioned, for example. The thickness of the cushion layer is preferably 0.1 mm to 5.0 mm, more preferably 0.5 mm to 2.0 mm.

支持層の熱伝導率についても、0.2[W/m・K]以上であることが好ましく、0.3[W/m・K]以上であることがより好ましい。支持層の熱伝導率が0.2[W/m・K]以上であれば、被研磨面と研磨パッドの表面とが擦れ合うことにより発生する摩擦熱を、効率的に支持層を介して定盤へと拡散させることができる。その結果、研磨層で発生した摩擦熱を効率的に除去することができるため、長時間に亘るCMPを実施した場合でも研磨層中の温度上昇を低減させて、安定した研磨特性を維持することができる。   The thermal conductivity of the support layer is also preferably 0.2 [W / m · K] or more, and more preferably 0.3 [W / m · K] or more. If the thermal conductivity of the support layer is 0.2 [W / m · K] or more, the frictional heat generated when the surface to be polished and the surface of the polishing pad rub against each other is efficiently determined via the support layer. Can be diffused to the board. As a result, the frictional heat generated in the polishing layer can be efficiently removed, so that even when CMP is performed for a long time, the temperature rise in the polishing layer is reduced and stable polishing characteristics are maintained. Can do.

本発明において、支持層の熱伝導率は、前述した研磨層の熱伝導率の測定方法と同様の方法で測定することができる。参考までに、現在市販されている発泡タイプの研磨層を備えるウレタンパッド、例えばROHM&HAAS社製の「IC1000」等の一般的な市販研磨パッドの支持層の熱伝導率は0.01〜0.10程度である。   In the present invention, the thermal conductivity of the support layer can be measured by the same method as the method for measuring the thermal conductivity of the polishing layer described above. For reference, the thermal conductivity of a support layer of a typical commercially available polishing pad such as a urethane pad having a foam type polishing layer that is currently on the market, such as “IC1000” manufactured by ROHM & HAAS, is 0.01 to 0.10. Degree.

支持層の圧縮率は、5%以上であることが好ましく、6%以上であることがより好ましい。シリコンウエハのような被研磨物を研磨する場合、その中央部と端部では単位面積当たりの押し付け圧が異なり、端部における押し付け圧がより大きくなる傾向がある。そうすると、被研磨物の中央部における研磨速度と端部における研磨速度の差が大きくなり、被研磨面を均一な研磨速度で研磨することが困難となる。しかしながら、支持層の圧縮率が前記範囲であれば、支持層が効果的に変形することにより端部における押し付け圧の増大を低減させることができるので、被研磨面全体を均一な研磨速度で研磨することが可能となる。なお、上記研磨層の圧縮率が前記範囲にあると、被研磨物に及ぼす押し付け圧が低くなり過ぎて研磨速度が著しく低下すると共に、被研磨面の平坦性が損なわれることがある。したがって、本願発明の目的を達成するためには、支持層の圧縮率が前記範囲にあることが望ましい。   The compressibility of the support layer is preferably 5% or more, and more preferably 6% or more. When polishing an object to be polished such as a silicon wafer, the pressing pressure per unit area is different between the center and the end, and the pressing pressure at the end tends to be larger. As a result, the difference between the polishing rate at the center of the object to be polished and the polishing rate at the end becomes large, and it becomes difficult to polish the surface to be polished at a uniform polishing rate. However, if the compressibility of the support layer is within the above range, the support layer can be effectively deformed to reduce an increase in pressing pressure at the end, so that the entire surface to be polished can be polished at a uniform polishing rate. It becomes possible to do. When the compressibility of the polishing layer is in the above range, the pressing pressure exerted on the object to be polished becomes too low, the polishing rate is significantly reduced, and the flatness of the surface to be polished may be impaired. Therefore, in order to achieve the object of the present invention, it is desirable that the compressibility of the support layer is in the above range.

2.化学機械研磨方法
本実施の形態に係る化学機械研磨方法は、前述の化学機械研磨パッドを用いて化学機械研磨することを特徴とする。前述の化学機械研磨パッドは、ポリウレタンを含有する組成物から形成され、特定の範囲の比重および熱伝導率を兼ね備えた研磨層を有している。そのため、本実施の形態に係る化学機械研磨方法によれば、CMP工程における被研磨面の平坦性の向上と研磨欠陥(スクラッチ)の低減とを両立させることができると共に、長時間に亘るCMPにおいても安定した研磨特性を維持することができる。
2. Chemical Mechanical Polishing Method The chemical mechanical polishing method according to the present embodiment is characterized in that chemical mechanical polishing is performed using the above-described chemical mechanical polishing pad. The chemical mechanical polishing pad described above is formed from a composition containing polyurethane, and has a polishing layer having a specific gravity in a specific range and thermal conductivity. Therefore, according to the chemical mechanical polishing method according to the present embodiment, it is possible to achieve both improvement in flatness of the surface to be polished and reduction in polishing defects (scratches) in the CMP process, and in CMP for a long time. In addition, stable polishing characteristics can be maintained.

本実施の形態に係る化学機械研磨方法においては、市販の化学機械研磨装置を用いることができる。市販の化学機械研磨装置としては、例えば、型式「EPO−112」、型式「EPO−222」(以上、株式会社荏原製作所製);型式「LGP−510」、型式「LGP−552」(以上、ラップマスターSFT社製);型式「Mirra」、型式「Reflexion LK」(以上、アプライドマテリアル社製)等が挙げられる。   In the chemical mechanical polishing method according to the present embodiment, a commercially available chemical mechanical polishing apparatus can be used. Examples of commercially available chemical mechanical polishing apparatuses include, for example, model “EPO-112”, model “EPO-222” (manufactured by Ebara Corporation); model “LGP-510”, model “LGP-552” (and above, Wrap Master SFT); model “Mirra”, model “Reflexion LK” (applied by Applied Materials) and the like.

また、スラリーとしては、研磨対象(銅膜、絶縁膜、低誘電率絶縁膜等)に応じて適宜最適なものを選択することができる。   Further, as the slurry, an optimal one can be appropriately selected according to the object to be polished (copper film, insulating film, low dielectric constant insulating film, etc.).

3.実施例
以下、本発明を実施例により詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例により何ら限定されるものではない。
3. EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

3.1.化学機械研磨パッドの製造
3.1.1.実施例1
非脂環式熱可塑性ポリウレタン(BASF社製、商品名「エラストラン1174D」、硬度70D)を100質量部、水溶性粒子としてβ−サイクロデキストリン(塩水港精糖株式会社製、商品名「デキシパールβ−100」、平均粒径20μm)29質量部を、200℃に調温されたルーダーにより混練して熱可塑性ポリウレタン組成物を作製した。作製した熱可塑性ポリウレタン組成物を、プレス金型内にて180℃で圧縮成型し、直径845mm、厚さ3.2mmの円柱状の成型体を作製した。次に、作製した成型体の表面をサンドペーパーで研磨し、厚みを調整し、さらに切削加工機(加藤機械株式会社製)により幅0.5mm、深さ1.0mm、ピッチ1.5mmの同心円状の凹部を形成し外周部を切り離すことで、直径600mm、厚さ2.5mmの研磨層を得た。このようにして作製した研磨層のうち凹部を形成していない面へ両面テープ#422JA(3M社製)をラミネートし、化学機械研磨パッドを作製した。
3.1. Manufacture of chemical mechanical polishing pads 3.1.1. Example 1
100 parts by mass of non-alicyclic thermoplastic polyurethane (manufactured by BASF, trade name “Elastollan 1174D”, hardness 70D), β-cyclodextrin (manufactured by Shimizu Minato Sugar Co., Ltd., trade name “Dexipal β- 100 ”, average particle size 20 μm) 29 parts by mass were kneaded with a rudder adjusted to 200 ° C. to prepare a thermoplastic polyurethane composition. The produced thermoplastic polyurethane composition was compression molded at 180 ° C. in a press mold to produce a cylindrical molded body having a diameter of 845 mm and a thickness of 3.2 mm. Next, the surface of the molded body is polished with sandpaper, the thickness is adjusted, and a concentric circle having a width of 0.5 mm, a depth of 1.0 mm, and a pitch of 1.5 mm is obtained by a cutting machine (manufactured by Kato Machine Co., Ltd.). A polishing layer having a diameter of 600 mm and a thickness of 2.5 mm was obtained by forming a concave portion and cutting the outer periphery. A double-sided tape # 422JA (manufactured by 3M) was laminated to the surface of the polishing layer thus prepared where no recess was formed, to prepare a chemical mechanical polishing pad.

3.1.2.実施例2
まず、実施例1と同様にして研磨層を得た。このようにして作製した研磨層のうち凹部を形成していない面へ両面テープ#550PS5(積水化学工業株式会社製)をラミネートし、テープ面に支持層となるシート状ウレタン(商品名「ニッパレイEXY」、日本発条株式会社製)を貼り付け、両面テープ#442JA(3M社製)をラミネートして化学機械研磨パッドを作製した。
3.1.2. Example 2
First, a polishing layer was obtained in the same manner as in Example 1. Double-sided tape # 550PS5 (manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd.) is laminated to the surface of the polishing layer produced in this way, where no recess is formed, and a sheet-like urethane (trade name “Nippray EXY”, which becomes a support layer on the tape surface. ”, Manufactured by Nippon Hojo Co., Ltd.), and a double-sided tape # 442JA (manufactured by 3M) was laminated to prepare a chemical mechanical polishing pad.

3.1.3.実施例3、4
組成物の各成分の種類および含有量を表1に記載のものに変更したこと以外は、実施例1と同様にして実施例3、4の化学機械研磨パッドを作製した。
3.1.3. Examples 3 and 4
The chemical mechanical polishing pads of Examples 3 and 4 were produced in the same manner as in Example 1 except that the types and contents of the components of the composition were changed to those shown in Table 1.

3.1.4.実施例5
まず、実施例1と同様にして研磨層を得た。このようにして作製した研磨層のうち凹部を形成していない面へ両面テープ#550PS5(積水化学工業株式会社製)をラミネートし、表1に記載の圧縮率と熱伝導率である支持層を貼り付け、両面テープ#442JA(3M社製)をラミネートして化学機械研磨パッドを作製した。なお、表1に記載の圧縮率と熱伝導率である支持層は、水添エチレン-ブチレンブロックコポリマー(商品名「DYNARON」、JSR株式会社製)へ、球状黒鉛(商品名「WF−15C」、株式会社中越黒鉛工業所製)を、表1に記載の圧縮率と熱伝導率になるように適量添加したものをニーダーにて混練し、シート化することにより作製した。
3.1.4. Example 5
First, a polishing layer was obtained in the same manner as in Example 1. A double-sided tape # 550PS5 (manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd.) is laminated to the surface of the polishing layer thus prepared where no recess is formed, and the support layer having the compressibility and thermal conductivity shown in Table 1 is laminated. The chemical mechanical polishing pad was prepared by laminating and laminating double-sided tape # 442JA (manufactured by 3M). In addition, the support layer having the compressibility and thermal conductivity shown in Table 1 is obtained by adding spherical graphite (trade name “WF-15C”) to hydrogenated ethylene-butylene block copolymer (trade name “DYNARON”, manufactured by JSR Corporation). , Manufactured by Chuetsu Graphite Industries Co., Ltd.) was added by kneading with a kneader and adding a suitable amount so as to achieve the compressibility and thermal conductivity shown in Table 1 and preparing a sheet.

3.1.5.実施例6
実施例5と同様にして化学機械研磨パッドを作製した。なお、表1に記載の圧縮率と熱伝導率である支持層は、水添エチレン-ブチレンブロックコポリマー(商品名「DYNARON」、JSR株式会社製)へ、球状アルミナ(商品名「DAM―70」電気化学工業株式会社製)を、表1に記載の圧縮率と熱伝導率になるように適量添加したものをニーダーにて混練し、シート化することにより作製した。
3.1.5. Example 6
A chemical mechanical polishing pad was produced in the same manner as in Example 5. In addition, the support layer having the compressibility and thermal conductivity shown in Table 1 is obtained by adding hydrogenated ethylene-butylene block copolymer (trade name “DYNARON”, manufactured by JSR Corporation) to spherical alumina (trade name “DAM-70”). Electrochemical Industry Co., Ltd.) was prepared by kneading with a kneader and adding a suitable amount so that the compression ratio and thermal conductivity shown in Table 1 were obtained.

3.1.6.実施例7
支持層としてサンモルフィ(サンデルタ株式会社製)を使用した以外は、実施例2と同様にして化学機械研磨パッドを作製した。
3.1.6. Example 7
A chemical mechanical polishing pad was produced in the same manner as in Example 2 except that Sunmorphy (manufactured by Sun Delta Co., Ltd.) was used as the support layer.

3.1.7.比較例1
市販の化学機械研磨パッド(ROHM&HAAS社製、商品名「IC1000」、熱架橋ポリウレタン樹脂により研磨層が作製されている)を使用した。後述する方法により研磨層の物性を測定したところ、比重0.81、熱伝導率0.05W/m・Kであった。
3.1.7. Comparative Example 1
A commercially available chemical mechanical polishing pad (manufactured by ROHM & HAAS, trade name “IC1000”, a polishing layer made of thermally crosslinked polyurethane resin) was used. When the physical properties of the polishing layer were measured by the method described later, the specific gravity was 0.81 and the thermal conductivity was 0.05 W / m · K.

3.1.8.比較例2
1,2−ポリブタジエン(JSR株式会社製、商品名「RB830」、硬度47D)100質量部に、水溶性粒子としてβ−サイクロデキストリン(塩水港精糖株式会社製、商品名「デキシパールβ−100」、平均粒径20μm)38質量部を混合した組成物を得た。得られた組成物100質量部に対して、さらに有機過酸化物(日油株式会社製、商品名「パークミルD−40」)を1質量部加え混練した組成物を得た後、実施例1と同様にして、水溶性粒子含有熱架橋ポリブタジエン樹脂からなる研磨層を得た。このようにして作製した研磨層のうち凹部を形成していない面へ両面テープ#550PS5(積水化学工業株式会社製)をラミネートし、テープ面に支持層となる高密度薄物シート状水添エチレン−ブチレンブロックコポリマー(商品名「DAYNARON」、JSR株式会社製)を貼り付け、両面テープ#442JA(3M社製)をラミネートして化学機械研磨パッドを作製した。
3.1.8. Comparative Example 2
1,2-polybutadiene (manufactured by JSR Corporation, trade name “RB830”, hardness 47D), 100 parts by weight as water-soluble particles, β-cyclodextrin (manufactured by Shimizu Minato Sugar Co., Ltd., trade name “Dexipal β-100”, A composition in which 38 parts by mass of an average particle size of 20 μm was mixed was obtained. Example 1 After obtaining 1 part by mass of an organic peroxide (manufactured by NOF Corporation, trade name “Park Mill D-40”) and kneading with 100 parts by mass of the obtained composition, Example 1 was obtained. In the same manner as above, a polishing layer made of a water-soluble particle-containing thermally crosslinked polybutadiene resin was obtained. A double-sided tape # 550PS5 (manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd.) is laminated on the surface of the polishing layer thus prepared, on which no recess is formed, and a high-density thin sheet hydrogenated ethylene that serves as a support layer on the tape surface. A butylene block copolymer (trade name “DAYNARON”, manufactured by JSR Corporation) was attached, and double-sided tape # 442JA (manufactured by 3M Corporation) was laminated to prepare a chemical mechanical polishing pad.

なお、表1における各成分の略称は、以下の通りである。
・「PU1−1」:非脂環式熱可塑性ポリウレタン(BASF社製、商品名「エラストラン1174D」、硬度70D)
・「PU2−1」:脂環式熱可塑性ポリウレタン(BASF社製、商品名「エラストランNY1197A」、硬度61D)
・「β−CD」:β−サイクロデキストリン(平均粒径20μm、塩水港精糖株式会社製、商品名「デキシパールβ−100」)
・「熱架橋ポリブタジエン樹脂」:1,2-ポリブタジエン(硬度47D、JSR株式会社製、商品名「RB830」)
・「有機過酸化物」:ジクミルパーオキサイド(日油株式会社製、商品名「パークミルD−40」、架橋剤)
In addition, the abbreviation of each component in Table 1 is as follows.
"PU1-1": non-alicyclic thermoplastic polyurethane (manufactured by BASF, trade name "Elastolan 1174D", hardness 70D)
"PU2-1": Alicyclic thermoplastic polyurethane (manufactured by BASF, trade name "Elastolan NY1197A", hardness 61D)
“Β-CD”: β-cyclodextrin (average particle size 20 μm, manufactured by Shimizu Minato Sugar Co., Ltd., trade name “Dexipal β-100”)
"Heat-crosslinked polybutadiene resin": 1,2-polybutadiene (hardness 47D, manufactured by JSR Corporation, trade name "RB830")
"Organic peroxide": Dicumyl peroxide (manufactured by NOF Corporation, trade name "Park Mill D-40", crosslinking agent)

3.2.研磨層の物性測定
3.2.1.比重
前記「3.1.化学機械研磨パッドの製造」で作製した研磨層およびIC1000の研磨層について、比重を測定した。研磨層の比重は、「JIS Z8807」に準拠して測定した。その結果を表1に併せて示す。
3.2. Measurement of physical properties of polishing layer 3.2.1. Specific gravity The specific gravity was measured for the polishing layer prepared in “3.1. Production of Chemical Mechanical Polishing Pad” and the polishing layer of IC1000. The specific gravity of the polishing layer was measured according to “JIS Z8807”. The results are also shown in Table 1.

3.2.2.熱伝導率
前記「3.1.化学機械研磨パッドの製造」で作製した研磨層およびIC1000の研磨層について、熱伝導率を測定した。熱伝導率は、以下のようにして測定した。センサー上に試験片を置き、マイクロヒーターを備えた固定治具を上から被せて50gの錘を載せた。マイクロヒーターの表面から発生させた温度波が厚さ方向へ拡散して裏面に達した時に生じる振幅の減衰と位相の遅れから熱拡散係数Dを測定した。得られた熱拡散係数Dと試験片の比熱ρおよび比重Cpより、下記式(2)により熱伝導率(W/m・K)を算出した。その結果を表1に併せて示す。
熱伝導率(W/m・K)=D/(ρ×Cp) …(2)
3.2.2. Thermal conductivity Thermal conductivity was measured for the polishing layer produced in “3.1. Production of Chemical Mechanical Polishing Pad” and the polishing layer of IC1000. The thermal conductivity was measured as follows. A test piece was placed on the sensor, and a 50 g weight was placed on top of a fixing jig equipped with a micro heater. The thermal diffusion coefficient D was measured from the attenuation of the amplitude and the phase delay generated when the temperature wave generated from the surface of the microheater diffused in the thickness direction and reached the back surface. From the obtained thermal diffusion coefficient D, the specific heat ρ of the test piece, and the specific gravity Cp, the thermal conductivity (W / m · K) was calculated by the following formula (2). The results are also shown in Table 1.
Thermal conductivity (W / m · K) = D / (ρ × Cp) (2)

3.2.3.引張時における残留歪
前記「3.1.化学機械研磨パッドの製造」で作製した研磨層およびIC1000の各研磨層の凹部が形成されていない部分から試験片を作製し、引張時における残留歪を測定した。引張時における残留歪は、「JIS K6270」に準拠して測定した。なお、測定時の温度は23℃であり、湿度は相対湿度で50%であった。その結果を表1に併せて示す。
3.2.3. Residual strain at the time of tension A test piece was prepared from the portion of the polishing layer prepared in “3.1. Manufacture of chemical mechanical polishing pad” and the concave portion of each polishing layer of the IC1000, and the residual strain at the time of tension was measured. It was measured. The residual strain at the time of tension was measured according to “JIS K6270”. The temperature at the time of measurement was 23 ° C., and the humidity was 50% in relative humidity. The results are also shown in Table 1.

3.2.4.体積変化率
前記「3.1.化学機械研磨パッドの製造」で作製した研磨層およびIC1000の研磨層について、体積変化率を測定した。研磨層の体積変化率は、「JIS K6258」に準拠した以下の方法により測定した。まず、厚さ2.8mmに成形した研磨層を2cm×2cmの角形に切り出して、これを測定用試料とした。この測定用試料を23℃の水に24時間浸漬させた。浸漬前の空気中の質量(M1)と浸漬前の水中の質量(M2)、浸漬後の空気中の質量(M3)と浸漬後の水中の質量(M4)を電子天秤(チョウバランス株式会社製、型式「JP−300」)を用いて測定し、下記式(5)により、体積変化率を算出した。その結果を表1に併せて示す。
体積変化率(%)=(((M3−M4)−(M1−M2))/(M1−M2))×100 …(5)
3.2.4. Volume Change Rate The volume change rate was measured for the polishing layer produced in “3.1. Production of Chemical Mechanical Polishing Pad” and the polishing layer of IC1000. The volume change rate of the polishing layer was measured by the following method based on “JIS K6258”. First, a polishing layer molded to a thickness of 2.8 mm was cut into a 2 cm × 2 cm square and used as a measurement sample. This measurement sample was immersed in water at 23 ° C. for 24 hours. Electronic balance (Made by Chow Balance Co., Ltd.) The mass in air before immersion (M1), the mass in water before immersion (M2), the mass in air after immersion (M3), and the mass in water after immersion (M4) , Model “JP-300”), and the volume change rate was calculated by the following formula (5). The results are also shown in Table 1.
Volume change rate (%) = (((M3-M4)-(M1-M2)) / (M1-M2)) × 100 (5)

3.2.5.デュロD硬度
前記「3.1.化学機械研磨パッドの製造」で作製した研磨層およびIC1000の研磨層について、デュロD硬度を測定した。研磨層のデュロD硬度は、「JIS K6253」に準拠して測定した。その結果を表1に併せて示す。
3.2.5. Duro D hardness Duro D hardness was measured for the polishing layer produced in “3.1. Production of Chemical Mechanical Polishing Pad” and the polishing layer of IC1000. The Duro D hardness of the polishing layer was measured according to “JIS K6253”. The results are also shown in Table 1.

3.2.6.ウエット状態における表面硬度
前記「3.1.化学機械研磨パッドの製造」で作製した研磨層およびIC1000の研磨層について、研磨層のウエット状態の表面硬度を測定した。研磨層のウエット状態における表面硬度は、23℃の水に4時間浸漬させた研磨層について、ナノインデンター(FISCHER社製、型式「HM2000」)を使用し、300mN押し込み時のユニバーサル硬さ(HU)を表面硬度として測定した。その結果を表1に併せて示す。
3.2.6. Surface Hardness in Wet State Regarding the polishing layer produced in “3.1. Production of Chemical Mechanical Polishing Pad” and the polishing layer of IC1000, the surface hardness in the wet state of the polishing layer was measured. The surface hardness in the wet state of the polishing layer was determined by using a nanoindenter (manufactured by FISCHER, model “HM2000”) for the polishing layer immersed in water at 23 ° C. for 4 hours, and the universal hardness (HU) ) Was measured as the surface hardness. The results are also shown in Table 1.

3.3.支持層の物性測定
3.3.1.圧縮率
前記「3.1.化学機械研磨パッドの製造」で使用した支持層およびIC1000より剥離した支持層について、一辺が2cm四方の正方形に切り出した小片を作製した。COMPRESSIVE ELASTICITY TESTER Model.SE−15(インテック株式会社製)を使用し、該小片を該測定装置のプローブに載せ、10gf、600gfの荷重をかけ、荷重一定のまま1分間放置した後の厚みを測定し、仮の小片厚みとした。また、小片を載せずブランクの状態でも同様に測定し、ブランクの状態での厚みを測定した。その測定結果から下記式(6)により圧縮率を算出した。
|10gfでの仮の小片厚み―10gfでのブランク厚み|=10gfでの支持層厚み
|600gfでの仮の小片厚み―600gfでのブランク厚み|=600gfでの支持層厚み
(10gfでの支持層厚み―600gfでの支持層厚み)/10gfでの支持層厚み×100=圧縮率(%) …(6)
3.3. Measurement of physical properties of support layer 3.3.1. Compressibility For the support layer used in “3.1. Production of Chemical Mechanical Polishing Pad” and the support layer peeled off from the IC1000, small pieces cut into squares each having a side of 2 cm were prepared. COMPRESIVE ELESTICITY TESTER Model. Using SE-15 (manufactured by Intec Co., Ltd.), placing the small piece on the probe of the measuring apparatus, applying a load of 10 gf and 600 gf, measuring the thickness after leaving the load constant for 1 minute, and measuring the temporary small piece The thickness was taken. Moreover, it measured similarly also in the state of a blank, without mounting | wearing a small piece, and measured the thickness in the state of a blank. The compression ratio was calculated from the measurement result by the following formula (6).
| Tentative piece thickness at 10 gf—blank thickness at 10 gf | = support layer thickness at 10 gf | temporary piece thickness at 600 gf—blank thickness at 600 gf | = support layer thickness at 600 gf (support layer at 10 gf) Thickness—support layer thickness at 600 gf) / 10 support layer thickness at 10 gf × 100 = compression ratio (%) (6)

3.4.化学機械研磨の評価
前記「3.1.化学機械研磨用パッドの製造」で製造した化学機械研磨パッドを化学機械研磨装置(株式会社荏原製作所製、形式「EPO−112」)に装着し、ドレッサー(アライド社製、商品名「#325−63R」)を用いてテーブル回転数20rpm、ドレッシング回転数19rpm、ドレッシング荷重5.1kgfの条件でドレッシングを30分行った。その後、ドレッシングした化学機械研磨パッドを用いて以下の条件にて化学機械研磨を行い、研磨特性を評価した。
・ヘッド回転数:60rpm
・ヘッド荷重:3psi(20.6kPa)
・テーブル回転数:61rpm
・スラリー供給速度:300cm/分
・スラリー:CMS8401/CMS8452(JSR株式会社製)
3.4. Evaluation of Chemical Mechanical Polishing The chemical mechanical polishing pad manufactured in “3.1. Manufacturing of Chemical Mechanical Polishing Pad” is attached to a chemical mechanical polishing apparatus (Ebara Manufacturing Co., Ltd., model “EPO-112”), and a dresser. Dressing was performed for 30 minutes under the conditions of a table rotation speed of 20 rpm, a dressing rotation speed of 19 rpm, and a dressing load of 5.1 kgf (made by Allied, trade name “# 325-63R”). Thereafter, chemical mechanical polishing was performed using the dressed chemical mechanical polishing pad under the following conditions to evaluate the polishing characteristics.
-Head rotation speed: 60 rpm
Head load: 3 psi (20.6 kPa)
・ Table rotation speed: 61rpm
・ Slurry supply speed: 300 cm 3 / min ・ Slurry: CMS8401 / CMS8452 (manufactured by JSR Corporation)

3.4.1.平坦性の評価
被研磨物として、シリコン基板上にPETEOS膜を5,000Å順次積層させた後、「SEMATECH 854」マスクパターン加工し、その上に250Åのタンタルナイトライド膜、1,000Åの銅シード膜および10,000Åの銅膜を順次積層させたテスト用の基板を用いた。
3.4.1. Evaluation of flatness As a polishing object, a PETEOS film was sequentially laminated on a silicon substrate by 5,000 mm, and then a “SEMATECH 854” mask pattern was processed thereon. Then, a 250 mm tantalum nitride film and a 1,000 mm copper seed were formed. A test substrate in which a film and a 10,000-thick copper film were sequentially laminated was used.

前記「3.4.化学機械研磨の評価」に記載の条件で、前記被研磨物を1分間化学機械研磨処理し、処理前後の膜厚を電気伝導式膜厚測定器(ケーエルエー・テンコール社製、形式「オムニマップRS75」)を用いて測定し、処理前後の膜厚および研磨処理時間から研磨速度を算出した。その上でCuクリアになる終点時間を、研磨開始からテーブルトルク電流の変化によって検出した終点に至るまでの時間で算出し、前記パターン付きウエハに対して終点検出時間の1.2倍の時間を研磨した後に、幅100μmの銅配線部と幅100μmの絶縁部とが交互に連続したパターンが長さ方向に対して垂直方向に3.0mm連続した部分について、精密段差計(ケーエルエー・テンコール社製、形式「HRP−240」)を使用して、配線幅100μm部分の銅配線の窪み量(以下、「ディッシング量」ともいう)を測定することによりディッシングを評価し、平坦性の指標とした。その結果を表1に併せて示す。なお、ディッシング量は、好ましくは400Å未満、より好ましくは300Å未満、特に好ましくは200Å未満である。   Under the conditions described in “3.4. Evaluation of Chemical Mechanical Polishing”, the object to be polished was subjected to chemical mechanical polishing for 1 minute, and the film thickness before and after the treatment was measured by an electroconductive film thickness measuring instrument (manufactured by KLA-Tencor Corporation). , Format “Omnimap RS75”), and the polishing rate was calculated from the film thickness before and after the treatment and the polishing treatment time. Then, the end point time at which the Cu is cleared is calculated as the time from the start of polishing to the end point detected by the change of the table torque current, and 1.2 times the end point detection time for the patterned wafer. After polishing, a precision step gauge (manufactured by KLA-Tencor Corporation) is used for a portion in which a pattern in which copper wiring portions having a width of 100 μm and insulating portions having a width of 100 μm are alternately continued in a direction perpendicular to the length direction is 3.0 mm. Dishing was evaluated by measuring the amount of depression (hereinafter also referred to as “dishing amount”) of the copper wiring having a wiring width of 100 μm using the format “HRP-240”), and used as a flatness index. The results are also shown in Table 1. The dishing amount is preferably less than 400 Å, more preferably less than 300 Å, and particularly preferably less than 200 Å.

3.4.2.スクラッチの評価
研磨処理後の前記パターン付きウエハの被研磨面において、ウエハ欠陥検査装置(ケーエルエー・テンコール社製、型式「KLA2351」)を使用して、ウエハ全面におけるスクラッチの個数を測定した。その結果を表1に併せて示す。なお、スクラッチは、好ましくは50個未満、より好ましくは30個未満、特に好ましくは20個未満である。
3.4.2. Evaluation of Scratches On the polished surface of the patterned wafer after polishing, the number of scratches on the entire surface of the wafer was measured using a wafer defect inspection apparatus (model “KLA2351” manufactured by KLA-Tencor Corporation). The results are also shown in Table 1. The number of scratches is preferably less than 50, more preferably less than 30, and particularly preferably less than 20.

3.4.3.研磨速度の評価
膜厚1000nmのPETEOS膜付き8インチウエハを被研磨体として前記「3.3.化学機械研磨の評価」と同じ条件にて化学機械研磨を行った。なお、PETEOS膜とは、テトラエチルシリケート(TEOS)を原料とし、促進条件としてプラズマを利用した化学気相成長法で成膜した酸化ケイ素膜である。
3.4.3. Evaluation of Polishing Rate Chemical mechanical polishing was performed under the same conditions as in “3.3. Evaluation of Chemical Mechanical Polishing” using an 8-inch wafer with a PETEOS film having a thickness of 1000 nm as an object to be polished. Note that the PETEOS film is a silicon oxide film formed by a chemical vapor deposition method using tetraethyl silicate (TEOS) as a raw material and using plasma as an acceleration condition.

前記被研磨体である12インチPETEOS膜付きウエハにつき、直径方向に両端からそれぞれ5mmの範囲を除いて均等にとった33点について光干渉式膜厚測定器(ナノメトリクス・ジャパン社製、型式「Nano Spec 6100」)を用いて化学機械研磨前後のPETEOS膜の厚さを測定した。この測定結果から、下記式(7)および(8)により研磨速度を算出した。
研磨量(nm)=研磨前の膜厚(nm)−研磨後の膜厚(nm) …(7)
研磨速度(nm/分)=33点の研磨量の平均値(nm)/研磨時間(分) …(8)
研磨速度の評価結果を表1に併せて示す。なお、研磨速度が200nm/分以上である場合には研磨特性が良好であると判断し、研磨速度が200nm/分未満である場合には研磨特性が不良であると判断した。
For the wafer with 12 inch PETEOS film as the object to be polished, optical interference type film thickness measuring device (manufactured by Nanometrics Japan Co., Ltd., model “ Nano Spec 6100 ") was used to measure the thickness of the PETEOS film before and after chemical mechanical polishing. From this measurement result, the polishing rate was calculated by the following formulas (7) and (8).
Polishing amount (nm) = film thickness before polishing (nm) −film thickness after polishing (nm) (7)
Polishing rate (nm / min) = average value of polishing amount at 33 points (nm) / polishing time (min) (8)
The evaluation results of the polishing rate are also shown in Table 1. When the polishing rate was 200 nm / min or more, it was determined that the polishing characteristics were good, and when the polishing rate was less than 200 nm / min, it was determined that the polishing characteristics were poor.

3.4.4.耐久性の評価
前記「3.4.3.研磨速度の評価」の方法に基づき、ウエハを連続的に研磨した時の研磨速度の変化率を下記式(9)により算出して研磨層の耐久性を評価した。具体的には、ウエハを連続的に研磨する状態を擬似的に再現するために、ドレッシングによるドレッサーとパッドの摩擦状態を10時間継続させ、その前後における研磨速度から下記式(9)により変化率を算出した。研磨速度の変化率が5%未満である場合には耐久性が良好(表1では「○」)であると判断し、5%以上10%未満である場合には耐久性が可(表1では「△」)であると判断し、10%以上である場合には耐久性が不良(表1では「×」)であると判断した。
研磨速度変化率(%)=((10時間ドレッシング後の研磨速度−初期研磨速度)/初期研磨速度)×100 …(9)
3.4.4. Evaluation of Durability Based on the method of “3.4.3. Evaluation of Polishing Rate”, the rate of change of the polishing rate when the wafer is continuously polished is calculated by the following formula (9) to determine the durability of the polishing layer. Sex was evaluated. Specifically, in order to simulate a state in which the wafer is continuously polished, the friction state between the dresser and the pad by dressing is continued for 10 hours, and the rate of change is calculated from the polishing rate before and after that by the following formula (9). Was calculated. When the rate of change of the polishing rate is less than 5%, it is judged that the durability is good (“◯” in Table 1), and when it is 5% or more and less than 10%, the durability is acceptable (Table 1). In this case, it was determined that the durability was poor (“×” in Table 1).
Polishing rate change rate (%) = ((polishing rate after 10 hours dressing−initial polishing rate) / initial polishing rate) × 100 (9)

3.4.5.エッジ部研磨速度の変化率の評価
膜厚1000nmのTEOS膜付き8インチウエハを被研磨体として前記「3.4.化学機械研磨の評価」と同じ条件にて化学機械研磨を行った。前記被研磨体である8インチPETEOS膜付きウエハにつき、ウエハ中心から直径方向に0mm、4mm、8mm、98mmについて光干渉式膜厚測定器(ナノメトリクス・ジャパン社製、型式「Nano Spec 6100」)を用いて化学機械研磨前後のPETEOS膜の厚さを測定した。この測定結果から、下記式によりエッジ部RRの変化率を算出した。
研磨量(nm)=研磨前の膜厚(nm)−研磨後の膜厚(nm)
中心部の研磨量(nm)=0mm、4mm、8mmの研磨量の平均値
中心部の研磨速度(nm/分)=中心部の研磨量(nm)/研磨時間(分)
エッジ部の研磨量(nm)=98mmの研磨量の平均値
エッジ部の研磨速度(nm/分)=エッジ部の研磨量(nm)/研磨時間(分)
エッジ部研磨速度の変化率=|(エッジ部の研磨速度―中心部の研磨速度)/中心部の研磨速度|
なお、エッジ部研磨速度の変化率は、小さいほど好ましいが、30以下であれば実用できる性能と判断できる。エッジ部研磨速度の変化率の評価結果を表1に併せて示す。
3.4.5. Evaluation of rate of change in edge portion polishing rate Chemical mechanical polishing was performed under the same conditions as in “3.4. Evaluation of chemical mechanical polishing”, using an 8-inch wafer with a TEOS film having a thickness of 1000 nm as an object to be polished. For the wafer with 8 inch PETEOS film as the object to be polished, an optical interference type film thickness measuring device (model number “Nano Spec 6100” manufactured by Nanometrics Japan Co., Ltd.) for 0 mm, 4 mm, 8 mm, and 98 mm in the diameter direction from the wafer center. Was used to measure the thickness of the PETEOS film before and after chemical mechanical polishing. From this measurement result, the change rate of the edge portion RR was calculated by the following equation.
Polishing amount (nm) = film thickness before polishing (nm) −film thickness after polishing (nm)
Central portion polishing amount (nm) = 0 mm, average value of 4 mm, 8 mm polishing amount Central portion polishing rate (nm / min) = central portion polishing amount (nm) / polishing time (min)
Edge portion polishing amount (nm) = average value of 98 mm polishing amount Edge portion polishing rate (nm / min) = edge portion polishing amount (nm) / polishing time (min)
Change rate of edge portion polishing rate = | (edge portion polishing rate−center portion polishing rate) / center portion polishing rate |
Note that the rate of change in the edge portion polishing rate is preferably as small as possible. Table 1 also shows the evaluation results of the rate of change in the edge portion polishing rate.

Figure 2012077592
Figure 2012077592

3.5.化学機械研磨パッドの評価結果
表1によれば、実施例1〜7に係る化学機械研磨パッドの研磨層が0.20[W/m・K]以上の熱伝導率を有しているため、被研磨面と研磨層とが擦れ合うことにより発生する摩擦熱の蓄積を低減させることができる。この作用により、実施例1〜7に係る化学機械研磨パッドの研磨層の耐久性が良好であったと考えられる。また、平坦性、スクラッチの2項目の研磨特性においていずれも好ましい結果が得られた。
3.5. Evaluation result of chemical mechanical polishing pad According to Table 1, since the polishing layer of the chemical mechanical polishing pad according to Examples 1 to 7 has a thermal conductivity of 0.20 [W / m · K] or more, Accumulation of frictional heat generated when the surface to be polished and the polishing layer rub against each other can be reduced. By this action, it is considered that the durability of the polishing layer of the chemical mechanical polishing pad according to Examples 1 to 7 was good. In addition, favorable results were obtained in both of the two polishing properties of flatness and scratch.

これに対して、比較例1〜2に係る化学機械研磨パッドは、上述した3項目の各研磨特性のうち、1項目以上が不良となる結果が得られた。   On the other hand, in the chemical mechanical polishing pads according to Comparative Examples 1 and 2, one or more of the three items of polishing characteristics described above were defective.

比較例1に係る化学機械研磨パッドのように発泡構造を有する熱架橋ポリウレタンを有する研磨層である場合、研磨層の熱伝導率が0.10[W/m・K]と低くなるため、研磨層に摩擦熱が蓄積されやすい傾向がある。そのため、比較例1に係る化学機械研磨パッドの研磨層の耐久性が不良になったと考えられる。また、比較例1に係る化学機械研磨パッドは研磨層と支持層との積層体を有しているが、該積層体の熱伝導率も0.05[W/m・K]と低いために摩擦熱の拡散を困難にさせていると考えられる。   Since the thermal conductivity of the polishing layer is as low as 0.10 [W / m · K] in the case of a polishing layer having a thermally crosslinked polyurethane having a foamed structure like the chemical mechanical polishing pad according to Comparative Example 1, polishing is performed. There is a tendency for frictional heat to accumulate in the layer. For this reason, it is considered that the durability of the polishing layer of the chemical mechanical polishing pad according to Comparative Example 1 is poor. In addition, the chemical mechanical polishing pad according to Comparative Example 1 has a laminated body of a polishing layer and a support layer, and the thermal conductivity of the laminated body is as low as 0.05 [W / m · K]. It is thought that the diffusion of frictional heat is made difficult.

また、比較例2に係る化学機械研磨パッドのようにポリブタジエンを有する研磨層である場合、熱伝導率が0.24[W/m・K]と十分に高いが表面の親水性に乏しく、研磨層表面上のスラリーへの熱伝達が不十分となるため、研磨層の耐久性が不良となった。また、スクラッチの研磨特性においても劣る結果となった。   Further, in the case of a polishing layer having polybutadiene as in the chemical mechanical polishing pad according to Comparative Example 2, the thermal conductivity is sufficiently high as 0.24 [W / m · K], but the surface has poor hydrophilicity and polishing. Since the heat transfer to the slurry on the surface of the layer was insufficient, the durability of the polishing layer was poor. In addition, the polishing characteristics of the scratch were inferior.

以上の実施例および比較例の結果から明らかであるように、本発明に係る化学機械研磨パッドは、ポリウレタンを含有する研磨層の比重と熱伝導率とのバランスを規定することで、平坦性およびスクラッチ性能等の研磨特性、ならびに耐久性にも優れた化学機械研磨パッドを製造することができた。   As is clear from the results of the above Examples and Comparative Examples, the chemical mechanical polishing pad according to the present invention provides a flatness and a balance by regulating the balance between the specific gravity of the polishing layer containing polyurethane and the thermal conductivity. A chemical mechanical polishing pad excellent in polishing characteristics such as scratch performance and durability was able to be produced.

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施形態で説明した構成と実質的に同一の構成(例えば、機能、方法および結果が同一の構成、あるいは目的および効果が同一の構成)を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成または同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made. For example, the present invention includes substantially the same configuration (for example, a configuration having the same function, method, and result, or a configuration having the same purpose and effect) as the configuration described in the embodiment. In addition, the invention includes a configuration in which a non-essential part of the configuration described in the embodiment is replaced. In addition, the present invention includes a configuration that achieves the same effect as the configuration described in the embodiment or a configuration that can achieve the same object. In addition, the invention includes a configuration in which a known technique is added to the configuration described in the embodiment.

10…研磨層、10a…パッド屑、10b…伸びた部分、10b’…毛羽立ち部、20…ドレッサー、30…凹部、40…探針 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Polishing layer, 10a ... Pad waste, 10b ... Extended part, 10b '... Fluff part, 20 ... Dresser, 30 ... Recessed part, 40 ... Probe

Claims (8)

ポリウレタンを含有する組成物から形成された研磨層を有し、
前記研磨層の比重が1.1以上1.3以下であり、且つ、前記研磨層の熱伝導率が0.2[W/m・K]以上であることを特徴とする、化学機械研磨パッド。
Having a polishing layer formed from a composition containing polyurethane;
A chemical mechanical polishing pad, wherein the polishing layer has a specific gravity of 1.1 or more and 1.3 or less, and a thermal conductivity of the polishing layer is 0.2 [W / m · K] or more. .
前記研磨層の一方の面側に支持層が形成された積層体を有し、
前記積層体の熱伝導率が0.2[W/m・K]以上である、請求項1に記載の化学機械研磨パッド。
It has a laminate in which a support layer is formed on one surface side of the polishing layer,
The chemical mechanical polishing pad according to claim 1, wherein the laminate has a thermal conductivity of 0.2 [W / m · K] or more.
前記研磨層の引張時における残留歪が2%以上10%以下である、請求項1または請求項2に記載の化学機械研磨パッド。   The chemical mechanical polishing pad according to claim 1 or 2, wherein a residual strain at the time of tension of the polishing layer is 2% or more and 10% or less. 前記研磨層を23℃の水に24時間浸漬したときの体積変化率が0.8%以上5.0%以下である、請求項1ないし請求項3のいずれか一項に記載の化学機械研磨パッド。   The chemical mechanical polishing according to any one of claims 1 to 3, wherein a volume change rate when the polishing layer is immersed in water at 23 ° C for 24 hours is 0.8% or more and 5.0% or less. pad. 前記支持層の圧縮率が5%以上である、請求項2に記載の化学機械研磨パッド。   The chemical mechanical polishing pad according to claim 2, wherein the compressibility of the support layer is 5% or more. 前記ポリウレタンが熱可塑性ポリウレタンである、請求項1ないし請求項5のいずれか一項に記載の化学機械研磨パッド。   The chemical mechanical polishing pad according to any one of claims 1 to 5, wherein the polyurethane is a thermoplastic polyurethane. 前記組成物は、水溶性粒子をさらに含む、請求項1ないし請求項6のいずれか一項に記載の化学機械研磨パッド。   The chemical mechanical polishing pad according to any one of claims 1 to 6, wherein the composition further comprises water-soluble particles. 請求項1ないし請求項7のいずれか一項に記載の化学機械研磨パッドを用いて化学機械研磨する、化学機械研磨方法。   A chemical mechanical polishing method, wherein chemical mechanical polishing is performed using the chemical mechanical polishing pad according to any one of claims 1 to 7.
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