WO2007132854A1 - 研磨パッド - Google Patents

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WO2007132854A1
WO2007132854A1 PCT/JP2007/059969 JP2007059969W WO2007132854A1 WO 2007132854 A1 WO2007132854 A1 WO 2007132854A1 JP 2007059969 W JP2007059969 W JP 2007059969W WO 2007132854 A1 WO2007132854 A1 WO 2007132854A1
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WO
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polishing
polishing pad
light transmission
region
transmission region
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Application number
PCT/JP2007/059969
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French (fr)
Inventor
Takeshi Fukuda
Junji Hirose
Yoshiyuki Nakai
Tsuyoshi Kimura
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Toyo Tire & Rubber Co., Ltd.
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Publication date
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Priority to US12/294,402 priority patent/US7874894B2/en
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/11—Lapping tools
    • B24B37/20—Lapping pads for working plane surfaces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
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    • B24B37/11—Lapping tools
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    • B24B37/205—Lapping pads for working plane surfaces provided with a window for inspecting the surface of the work being lapped
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D3/00—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/40—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising polyurethanes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/304—Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting

Definitions

  • the present invention relates to optical materials such as lenses and reflecting mirrors, silicon wafers, glass substrates for hard disks, aluminum substrates, and materials that require high surface flatness such as general metal polishing.
  • the present invention relates to a method of manufacturing a polishing pad that can perform the crystallization process stably and with high polishing efficiency.
  • the polishing pad obtained by the production method of the present invention is a silicon wafer and a device on which an oxide layer, a metal layer, etc. are formed, and these oxide layers and metal layers are laminated and formed. It is preferably used in the step of flattening before performing.
  • a conductive film is formed on the wafer surface and a wiring layer is formed by photolithography, etching, etc., and an interlayer insulating film is formed on the wiring layer. These steps cause irregularities such as metal conductors and insulators on the wafer surface.
  • the power of miniaturization of wiring and multilayer wiring for the purpose of increasing the density of semiconductor integrated circuits has been accompanied by the importance of a technique for flattening the unevenness of the wafer surface.
  • CMP chemical mechanical force polishing
  • a polishing apparatus generally used in CMP includes a polishing surface plate 2 that supports a polishing pad 1 and a support table (polishing) that supports a material to be polished (semiconductor wafer) 4.
  • the polishing pad 1 is attached to the polishing surface plate 2 by attaching it with a double-sided tape, for example.
  • the polishing surface plate 2 and the support base 5 are arranged so that the polishing pad 1 and the material to be polished 4 that are supported respectively face each other, and are provided with rotating shafts 6 and 7, respectively. Also, press the workpiece 4 against the polishing pad 1 on the support 5 side.
  • a pressure mechanism is provided for this purpose.
  • the optical detection means refers to an end point of polishing by irradiating a wafer with a light beam through a window (light transmission region) through a polishing pad and monitoring an interference signal generated by the reflection. Is a method of detecting
  • the end point is determined by monitoring the change in the thickness of the surface layer of the wafer and knowing the approximate depth of the surface irregularities.
  • the CMP process is terminated when the thickness change becomes equal to the depth of the unevenness.
  • Various methods have been proposed for detecting the end point of polishing using such optical means and for the polishing pad used in the method.
  • a polishing pad having at least a part of a transparent polymer sheet that transmits solid and homogeneous light having a wavelength of 190 nm to 3500 nm is disclosed (Patent Document 1). Further, a polishing pad in which a stepped transparent plug is inserted is disclosed (Patent Document 2). Further, a polishing pad having a transparent plug that is flush with the polishing surface is disclosed (Patent Document).
  • white light using a halogen lamp or the like is used as the light beam. However, when white light is used, various wavelengths of light can be applied to the wafer. There is an advantage that a profile of the wafer surface can be obtained.
  • Patent Documents 4 and 5 proposals for preventing the slurry from leaking the boundary (seam) force between the polishing region and the light transmission region.
  • Patent Document 6 a method of disposing a transparent film coated with an adhesive on the upper and lower surfaces between an upper layer pad and a lower layer node in order to prevent slurry leakage is disclosed (Patent Document 6).
  • Patent Document 6 the above problem of poor detection accuracy on the short wavelength side has not been solved at all.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Publication No. 11 512977
  • Patent Document 2 JP-A-9 7985
  • Patent Document 3 Japanese Patent Laid-Open No. 10-83977
  • Patent Document 4 Japanese Patent Laid-Open No. 2001-291686
  • Patent Document 5 Special Table 2003-510826
  • Patent Document 6 Japanese Patent Laid-Open No. 2003-68686
  • the present invention provides a polishing pad that is excellent in optical detection accuracy in a wide wavelength range (especially on the short wavelength side) and can prevent slurry leakage from between the polishing region and the light transmission region.
  • Another object of the present invention is to provide a semiconductor device manufacturing method including a step of polishing the surface of a semiconductor wafer using the polishing pad.
  • the present invention provides a polishing pad in which at least a transparent support film is laminated on one surface of a polishing layer having a polishing region and a light transmission region force.
  • the light in an optical detection region including at least a light transmission region and a transparent support film.
  • Transmittance force The present invention relates to a polishing pad characterized by being 40% or more over the entire wavelength range of 300 to 400 nm.
  • the intensity of light passing through the optical detection region of the polishing pad is less attenuated! / So that the detection precision of the polishing end point and the measurement accuracy of the film thickness can be improved. Therefore, the degree of light transmittance at the wavelength of the measurement light to be used is important in determining the detection accuracy of the polishing end point and the measurement accuracy of the film thickness.
  • the optical detection region of the present invention can maintain high detection accuracy particularly in a wide wavelength range where the attenuation of light transmittance on the short wavelength side is small.
  • the optical detection region is a region for transmitting the light beam irradiated with the film thickness measuring device force and the light beam reflected on the wafer surface, and includes at least the light transmission region and the transparent support film.
  • the film thickness measuring apparatus since the film thickness measuring apparatus generally used uses a laser having a transmission wavelength in the vicinity of 300 to 800 nm, it is particularly optical on the short wavelength side (300 to 400 nm). If the light transmittance of the detection region is 40% or more, reflected light is high, and the endpoint detection accuracy and film thickness detection accuracy can be significantly improved.
  • the light transmittance on the short wavelength side is preferably 45% or more, more preferably 50% or more.
  • the light transmittance in the present invention is a value when the thickness of the optical detection region is 1 mm, or a value when converted to the thickness of 1 mm. In general, the light transmittance varies depending on the thickness of the object according to Lambert-Beer's law. Since the light transmittance decreases as the thickness increases, it is necessary to calculate the light transmittance when the thickness is constant.
  • the aromatic ring concentration of the polymer as the main raw material of each member constituting the optical detection region is preferably 2% by weight or less in total, more preferably 1% by weight or less. .
  • the aromatic ring concentration of the polymer which is the main raw material of each member constituting the optical detection region (light transmission region, transparent support film, etc.) in total 2% by weight or less, in the entire wavelength range of 300 to 400 nm Adjust the light transmittance of the optical detection area to 40% or more be able to.
  • the aromatic ring concentration refers to the weight ratio of the aromatic ring in the polymer.
  • the polymer which is the main raw material in the light transmission region is polyurethane resin
  • the isocyanate component strength of the polyurethane resin is 1,6-hexamethylene diisocyanate, 4, 4, mono-dihexyl hexyl. It is preferably at least one selected from the group consisting of methane diisocyanate and isophorone diisocyanate.
  • the polyurethane resin containing the isocyanate component is suitable as a main raw material for the light transmission region because of its low aromatic ring concentration.
  • the main raw material of the transparent support film is at least one selected from the group consisting of polymer strength polypropylene, polyethylene, aliphatic polyamide, polymethyl acrylate, polymethyl methacrylate, and polyvinyl chloride strength. Is preferred. Since the polymer does not contain an aromatic ring, it is suitable as a main raw material for a transparent support film.
  • the material for forming the light transmission region is preferably a non-foamed material. If it is a non-foamed body, light scattering can be suppressed, so that an accurate reflectance can be detected and the detection accuracy of the polishing optical end point can be increased.
  • the polishing surface of the light transmission region does not have a concavo-convex structure for holding and updating the polishing liquid. If there are macroscopic surface irregularities on the polished surface of the light transmission region, slurry containing additives such as gun particles accumulates in the recesses, causing light scattering and absorption, which tends to affect detection accuracy. Furthermore, it is preferable that the other surface side surface of the light transmission region does not have macro unevenness. This is because macroscopic surface irregularities may cause light scattering and immediately affect detection accuracy.
  • the material for forming the polishing region is a fine foam.
  • the average cell diameter of the fine foam is preferably 70 ⁇ m or less, more preferably 50 ⁇ m or less. If the average bubble diameter is 70 ⁇ m or less, the planarity will be good.
  • the specific gravity of the fine foam is preferably 0.5 to 1, more preferably 0.7 to 0.9.
  • the specific gravity is less than 0.5, the strength of the surface of the polishing area is reduced and the planarity of the material to be polished is reduced.
  • the specific gravity is greater than 1, the number of fine bubbles on the surface of the polishing area is reduced and the planarity is good. However, the polishing rate tends to decrease.
  • the Asker D hardness of the fine foam is preferably 40 to 70 degrees. It is preferably 45-60 degrees. Asker D Hardness When the strength is less than 0 degrees, the planarity of the material to be polished is reduced. When the hardness is greater than 70 degrees, the planarity is good, but the uniformity of the material to be polished is good. It tends to decrease.
  • the present invention also relates to a semiconductor device manufacturing method including a step of polishing a surface of a semiconductor wafer using the polishing pad.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an example of a conventional polishing apparatus used in CMP polishing.
  • FIG. 2 is a schematic sectional view showing an example of the polishing pad of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic sectional view showing another example of the polishing pad of the present invention.
  • the polishing pad of the present invention has at least a transparent support film on one side of a polishing layer having a polishing region and a light transmission region force. In addition, it is necessary that at least 40% in the entire range of the light transmittance power wavelength of 300 to 400 nm of the optical detection region including at least the light transmission region and the transparent support film.
  • the polymer that is a material for forming the light transmission region is not particularly limited as long as it is a material that exhibits the above characteristics.
  • polyurethane resin polyester resin, polyamide resin, acrylic resin, halogen-based resin
  • examples thereof include fats (polysalt-bulb, polytetrafluoroethylene, polyfluorinated vinylidene, etc.), olefin-based resins (polyethylene, polypropylene, etc.), and epoxy resins. These coffins may be used alone or in combination of two or more. Of these, it is preferable to use a polymer having a low aromatic ring concentration, and it is particularly preferable to use a polyurethane resin having a low aromatic ring concentration.
  • Polyurethane resin is a suitable material because it has high wear resistance and can suppress light scattering in the light transmission region due to dressing marks during polishing.
  • the polyurethane resin also has an isocyanate component, a polyol component (high molecular weight polyol, low molecular weight polyol, etc.), and chain extender power.
  • Examples of the isocyanate component include 2,4-toluene diisocyanate, 2,6 toluene diisocyanate, 2,2'-diphenylmethane diisocyanate, 2,4'-diphenylmethane diisocyanate, 4, 4 ' Di-phenol-methane diisocyanate, 1, 5 naphthalene diisocyanate, p-phenylene diisocyanate, m-phenylene diisocyanate, p-xylylene diisocyanate, m-xylylene diisocyanate Aromatic diisocyanates such as: Ethylene diisocyanate, 2, 2, 4 Trimethylhexamethylene diisocyanate, 1, 6-hexamethylene diisocyanate, etc .; 1,4-cyclohexane Diisocyanate, 4,4'-dicyclohexylmethane diisocyanate, isophorone diisocyanate, norbornane di
  • aliphatic diisocyanate and Z or alicyclic diisocyanate may be used alone or in combination of two or more.
  • aliphatic diisocyanate and Z or alicyclic diisocyanate may be used alone or in combination of two or more.
  • aliphatic diisocyanate and Z or alicyclic diisocyanate may be used alone or in combination of two or more.
  • aliphatic diisocyanate and Z or alicyclic diisocyanate to reduce the aromatic ring concentration, especially 1, 6 hexamethylene diisocyanate, 4, 4 'dioxy hexyl methane.
  • at least one diisocyanate selected from the group consisting of diisocyanate and isophorone diisocyanate may be used alone or in combination of two or more.
  • Examples of the high molecular weight polyol include a polyether polyol typified by polytetramethylene ether glycol, a polyester polyol typified by polybutylene adipate, a polyglycol prolatatone polyol, a polyglycol prolatatone and a polyester glycol such as polystrol prolatatone.
  • Polyester polycarbonate polyol exemplified by a reaction product with xylene carbonate, polyester polycarbonate polyol obtained by reacting ethylene carbonate with polyhydric alcohol and then reacting the resulting reaction mixture with organic dicarboxylic acid, and Examples thereof include a polycarbonate-polyol obtained by a transesterification reaction between a compound and aryl carbonate. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, in order to reduce the aromatic ring concentration, it is preferable to use a high molecular weight polyol having no aromatic ring.
  • a high-molecular-weight polyol that does not have a long resonance structure or a high-molecular-weight polyol that does not have a skeletal structure with high electron-withdrawing / electron-donating properties.
  • ethylene glycol 1,2 propylene glycol, 1,3 propylene glycol, 1,4 butanediol, 1,6 hexanediol, neopentyl glycol
  • Low molecular weight polyols such as 1,4-cyclohexanedimethanol, 3-methyl-1,5-pentanediol, diethylene glycol, and triethylene glycol may be used in combination.
  • low molecular weight polyamines such as ethylenediamine and diethylenetriamine may be used. In order to reduce the aromatic ring concentration, it is preferable to use a low molecular weight polyol or a low molecular weight polyamine having no aromatic ring.
  • Examples of the chain extender include the above low molecular weight polyol, the above low molecular weight polyamine, or 4, 4, monomethylene bis (o chloroa-rin) (MOCA), 2, 6 dichloro-p-phenylenediamine, 4, 4 '—Methylenebis (2,3 dichloroa-line), 3,5 bis (methylthio) -1,2,4 toluenediamine, 3,5 bis (methylthio) 2,6 toluenediamine, 3,5 dimethyltoluene-1,2,4 diamine, 3, 5 Jetyltoluene 2,6 Diamine, Trimethylene glycol 1 Dione p Amaminobenzoate, 1,2-bis (2-aminophenolthio) ethane, 4,4'-Diamino-3,3, Jetyl 5,5 , -Dimethyldiphenylmethane, N, N, -disec butyl- 4,4'-diaminodiphenylmethane, 3,3'-jetyl-4,4,
  • aromatic polyamine in order to reduce the aromatic ring concentration of polyurethane resin, it is preferable not to use the aromatic polyamine, but it may be blended to such an extent that the light transmission characteristics are not impaired.
  • the ratio of the isocyanate component, the polyol component, and the chain extender in the polyurethane resin can be appropriately changed depending on the molecular weight of each and the desired physical properties of the light transmission region produced therefrom.
  • the number of isocyanate groups of the isocyanate component relative to the total number of functional groups (hydroxyl group + amino group) of polyol and chain extender is 0.95-1.15. More preferably, it is 0.999-1.10.
  • the polyurethane resin can be manufactured by applying a known urethane resin technology such as a melting method and a solution method, but is preferably manufactured by a melting method in consideration of cost, working environment, and the like. . If necessary, stabilizers such as anti-oxidation agents, catalysts, surfactants, lubricants, pigments, fillers, antistatic agents, and other additives may be added to the polyurethane resin.
  • a force that can be obtained by either a prepolymer method or a one-shot method An isocyanate component and a polyol component force are synthesized in advance, and a chain extender is added to this.
  • the prebolimer method for reaction is preferred.
  • the method for producing the light transmission region is not particularly limited, and can be produced by a known method.
  • a polyurethane resin block manufactured by the above method is made to have a predetermined thickness using a band saw type or canna type slicer, a method of pouring the resin into a mold having a predetermined thickness of cavity, a method of coating, Examples include a method using sheet forming technology.
  • stirring blade type mixer it is preferable to stir at a rotation speed of lOOrpm or less so that bubbles are not mixed in the stirring step after mixing. Further, the stirring step is preferably performed under reduced pressure. Sarakuko, a rotating and revolving mixer, is also a preferred method for stirring and defoaming using the mixer because it is difficult for bubbles to enter even at high rotations.
  • the shape and size of the light transmission region are not particularly limited, but it is preferable to have the same shape and size as the opening of the polishing region.
  • the light transmission region has the same thickness or less than the thickness of the polishing region. If the light transmission region is thicker than the polishing region, the wafer may be damaged by the protruding portion during polishing. On the other hand, if it is too thin, the durability will be insufficient.
  • the light transmission region is preferably equal to or less than the grindability of the polishing region. If the light transmission region is harder to grind than the polishing region, the protruding portion during polishing may damage the wafer.
  • the polymer that is a material for forming the transparent support film is not particularly limited as long as it is a material that exhibits the above characteristics, but is preferably a polymer that has high transparency, heat resistance, and flexibility. .
  • a polymer that does not have an aromatic ring to reduce the concentration of aromatic rings, especially polypropylene, polyethylene, aliphatic polyamide, polymethyl acrylate, polymethyl methacrylate, and poly salt It is preferred to use at least one selected from the group.
  • the thickness of the transparent support film is not particularly limited, but it is preferable that the viewpoint power such as strength and winding is about 20 to 200 / ⁇ ⁇ .
  • the surface of the transparent support film may be subjected to corona discharge treatment.
  • the material for forming the polishing region can be used without particular limitation as long as it is usually used as the material for the polishing layer, but in the present invention, it is preferable to use a fine foam.
  • a fine foam By using a fine foam, the slurry can be held in the bubble portion on the surface, and the polishing rate can be increased.
  • Examples of the material for forming the polishing region include polyurethane resin, polyester resin, and poly Mido resin, acrylic resin, polycarbonate resin, halogen-based resin (poly salt resin, polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, etc.), polystyrene, olefin-based resin (polyethylene, polypropylene, etc.) , Epoxy resin, and photosensitive resin. These may be used alone or in combination of two or more.
  • Polyurethane resin is excellent in abrasion resistance, and a polymer having desired physical properties can be easily obtained by changing the raw material composition. Therefore, it is particularly preferable as a material for forming a polishing region.
  • the raw materials for polyurethane resin are the same as described above.
  • the polyurethane resin can be produced by the same method as described above.
  • the method of finely foaming the polyurethane resin is not particularly limited, and examples thereof include a method of adding hollow beads, a method of foaming by a mechanical foaming method, a chemical foaming method, and the like. . Each method may be used in combination, but a mechanical foaming method using a silicon surfactant which is a copolymer of polyalkylsiloxane and polymer is particularly preferable. Examples of the silicon surfactant include SH-192, L-5340 (manufactured by Toray Dow Corning Silicone) and the like as suitable compounds.
  • a powerful polyurethane foam manufacturing method has the following steps.
  • a silicon-based surfactant is added to isocyanate-terminated polymer and stirred in the presence of a non-reactive gas to disperse the non-reactive gas as fine bubbles to obtain a bubble dispersion. If the prepolymer is solid at room temperature, preheat to an appropriate temperature, melt and use
  • a chain extender is added to the bubble dispersion, mixed and stirred to obtain a foaming reaction solution.
  • the foaming reaction liquid is poured into a mold.
  • the foaming reaction liquid poured into the mold is heated and reaction-cured.
  • the non-reactive gas used to form the fine bubbles is preferably a non-flammable gas. Specifically, nitrogen, oxygen, carbon dioxide gas, noble gases such as helium and argon, and the like. A gas mixture is exemplified, and the use of air that has been dried to remove moisture is most preferable in terms of cost.
  • a known stirring device can be used without particular limitation as a stirring device for dispersing non-reactive gas into a fine bubble and dispersing it in an isocyanate end prepolymer containing a silicon-based surfactant.
  • Examples include a homogenizer, a dissolver, and a two-axis planetary mixer (a planetary mixer).
  • the shape of the stirring blade of the stirring device is not particularly limited, but it is preferable because fine bubbles can be obtained by using a Whisper type stirring blade.
  • the stirring in the mixing step is preferably an agitator that does not introduce large bubbles, even if it does not form bubbles.
  • a stirring device a planetary mixer is preferable.
  • It is also preferable to adjust the stirring conditions such as adjusting the rotation speed of the stirring blades as necessary, even if the same stirring device is used as the stirring device for the stirring step and the mixing step.
  • a known catalyst that promotes a polyurethane reaction such as tertiary amine or organotin may be used.
  • the type and addition amount of the catalyst are selected in consideration of the flow time for pouring into a mold having a predetermined shape after the mixing step.
  • the polyurethane foam can be produced by a batch method in which each component is weighed and put into a container and stirred, or each component and a non-reactive gas are continuously supplied to a stirring device. It may be a continuous production method in which a molded product is produced by stirring and sending out the cell dispersion. [0058]
  • the polishing region is produced by cutting the polyurethane foam produced as described above into a predetermined size.
  • a groove for holding and renewing the slurry is provided on the polishing side surface in contact with the material to be polished. Since the polishing region is formed of a fine foam, it has a large number of openings on the polishing surface and has a function of holding the slurry. However, in order to efficiently further maintain the slurry and renew the slurry. Also, in order to prevent destruction of the material to be polished due to adsorption with the material to be polished, it is preferable to have a groove on the surface on the polishing side.
  • the groove is not particularly limited as long as it has a surface shape that holds and renews the slurry.
  • XY lattice groove concentric circular groove, through hole, non-through hole, polygonal column, circular column, spiral groove , Eccentric circular grooves, radial grooves, and combinations of these grooves.
  • the groove pitch, groove width, groove depth and the like are not particularly limited and are appropriately selected and formed.
  • these grooves are generally regular, but the groove pitch, groove width, groove depth, etc. may be changed for each range to make the slurry retention and renewability desirable. Is possible.
  • the method of forming the groove is not particularly limited, but for example, a method of machine cutting using a jig such as a tool of a predetermined size, a resin having a predetermined surface shape is filled with grease.
  • the method of forming by the laser beam using is mentioned.
  • the thickness of the polishing region is not particularly limited, but is usually about 0.8 to 4 mm, preferably 1 to 2 mm.
  • the polyurethane foam block is made to have a predetermined thickness using a band saw type or canna type slicer, and the resin is poured into a mold having a predetermined thickness of cavity. Examples include a curing method and a method using a coating technique or a sheet molding technique.
  • FIGS. 2 and 3 are cross-sectional views of the polishing pad 8 of the present invention.
  • the method for producing the polishing pad is not particularly limited, and various methods are conceivable. Specific examples will be described below.
  • polishing region 9 An opening 13 for providing the light transmission region 10 is formed in the polishing region 9. Polishing area 9
  • the adhesive layer 12 is formed on one side, and the adhesive layer 12 is punched out in a size corresponding to the optical detection region 14. Thereafter, the transparent support film 11 is bonded to the adhesive layer 12, and the light transmission region 10 is fitted into the opening 13 to be bonded to the adhesive layer 12.
  • the optical detection region 14 is constituted by the light transmission region 10 and the transparent support film 11.
  • An opening 13 for providing the light transmission region 10 is formed in the polishing region 9.
  • An adhesive layer 12 is formed on one side of the transparent support film 11, and the polishing region 9 is bonded to the adhesive layer 12. Thereafter, the light transmission region 10 is fitted into the opening 13 and bonded to the adhesive layer 12.
  • the optical detection region 14 is constituted by the light transmission region 10, the transparent support film 11, and the adhesive layer 12.
  • the means for opening the polishing region and the adhesive layer is not particularly limited.
  • the size and shape of the opening in the polishing region are not particularly limited.
  • Examples of the adhesive layer 12 include a double-sided tape or a material obtained by applying and curing an adhesive.
  • a double-sided tape a general tape provided with an adhesive layer on both surfaces of a substrate such as a nonwoven fabric or a film can be used. In consideration of preventing slurry penetration and the like, it is preferable to use a film for the substrate.
  • the adhesive that is a raw material for the adhesive layer include general adhesives such as rubber adhesives and acrylic adhesives.
  • the base material of the double-sided tape is preferably formed of a non-aromatic polymer such as cellulose, polyethylene, and polypropylene. It is also preferable to use an adhesive base polymer that does not contain an aromatic ring.
  • a cushion sheet (cushion layer) may be laminated on one side of the transparent support film.
  • the cushion sheet supplements the characteristics of the polishing layer.
  • Cushion seat is CMP This is necessary to achieve both trade-off planarity and formality.
  • Planarity refers to the flatness of the pattern portion when a wafer with minute irregularities that occurs during pattern formation is polished, and the formality refers to the uniformity of the entire wafer.
  • the planarity is improved by the characteristics of the polishing layer, and the formality is improved by the characteristics of the cushion sheet.
  • the cushion sheet examples include fiber nonwoven fabrics such as polyester nonwoven fabrics, nylon nonwoven fabrics, and attalyl nonwoven fabrics, and resin-impregnated nonwoven fabrics such as polyester nonwoven fabrics impregnated with polyurethane, polymer foams such as polyurethane foam and polyethylene foam.
  • fiber nonwoven fabrics such as polyester nonwoven fabrics, nylon nonwoven fabrics, and attalyl nonwoven fabrics
  • resin-impregnated nonwoven fabrics such as polyester nonwoven fabrics impregnated with polyurethane, polymer foams such as polyurethane foam and polyethylene foam.
  • foam butadiene rubber, isoprene rubber, and other rubbery and photosensitive resins.
  • Examples of means for bonding the transparent support film and the cushion sheet include a method of laminating and pressing the transparent support film and the cushion sheet via a double-sided tape. However, it is necessary to provide an opening in the portion corresponding to the optical detection area 14 in the cushion sheet.
  • the polishing pad of the present invention may be provided with a double-sided tape on the side of the transparent support film or the cushion layer that adheres to the platen.
  • the semiconductor device is manufactured through a step of polishing the surface of the semiconductor wafer using the polishing pad.
  • a semiconductor wafer is generally a laminate of a wiring metal and an oxide film on a silicon wafer.
  • the method and apparatus for polishing a semiconductor wafer are not particularly limited.
  • a polishing surface plate 2 that supports a polishing pad 1
  • a support table (polishing head) 5 that supports a semiconductor wafer 4
  • a wafer It is carried out using a backing material for performing uniform pressurization and a polishing apparatus equipped with a polishing agent 3 supply mechanism.
  • the polishing pad 1 is attached to the polishing surface plate 2 by attaching it with a double-sided tape, for example.
  • the polishing surface plate 2 and the support base 5 are arranged so that the polishing pad 1 and the semiconductor wafer 4 supported on each of the polishing surface plate 2 and the support table 5 face each other, and are provided with rotating shafts 6 and 7, respectively. Further, a pressure mechanism for pressing the semiconductor wafer 4 against the polishing pad 1 is provided on the support base 5 side. During polishing, the semiconductor wafer 4 is pressed against the polishing pad 1 while rotating the polishing platen 2 and the support base 5, and the slurry is Polishing while supplying one.
  • the slurry flow rate, polishing load, polishing platen rotation speed, and wafer rotation speed are not particularly limited, and are adjusted as appropriate.
  • the protruding portion of the surface of the semiconductor wafer 4 is removed and polished flat. Thereafter, semiconductor devices are manufactured by dicing, bonding, knocking, and the like.
  • the semiconductor device is used for an arithmetic processing device, a memory, and the like.
  • Each light-transmitting area thus prepared was cut into a size of 10 mm ⁇ 50 mm, and lmm-wide double-sided tape (manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd., double tack tape # 5782, thickness: 130 m) was pasted around it. Thereafter, the transparent support film (10 mm ⁇ 50 mm) used in each Example and Comparative Example was bonded to the double-sided tape to prepare a light transmittance measuring sample.
  • lmm-wide double-sided tape manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd., double tack tape # 5782, thickness: 130 m
  • the manufactured optical detection area was cut out to a size of 10 mm ⁇ 50 mm, and used as a sample for light transmittance measurement.
  • the light transmittance measurement sample thus prepared was placed in a glass cell filled with ultrapure water (optical path length lOmm X optical path width lOmm X height 45 mm, manufactured by Mutual Riken Glass Co., Ltd.) and spectrophotometer (Shimadzu Corporation) (Manufactured by UV-1600PC), the light transmittance was measured in the measurement wavelength range of 300 to 900 nm.
  • the obtained measurement result of light transmittance was converted into light transmittance of lmm thickness using Lambert-Beer's law. When the sample for measuring light transmittance had a space between the light transmitting region and the transparent support film, it was converted based on the thickness including the space.
  • polyether prepolymers manufactured by Du-Royal, adiprene L-325, NCO concentration: 2.22 meq / g
  • silicon-based surfactant manufactured by Toray Industries, Inc., SH192
  • reaction solution was poured into a pan-shaped open mold.
  • reaction solution lost its fluidity, it was placed in an oven and post-cured at 110 ° C. for 6 hours to obtain a polyurethane foam block.
  • This polyurethane foam block was sliced using a band saw type slicer (manufactured by Fecken) to obtain a polyurethane foam sheet.
  • this sheet was subjected to surface puffing to a specified thickness using a sheet machine (made by Amitech) to obtain a sheet with an adjusted thickness accuracy (sheet thickness: 1.27 mm).
  • Isocyanate-terminated polymer A was prepared by heating and stirring at C for 120 minutes.
  • polytetramethylene glycol having a number average molecular weight of 650 (hereinafter abbreviated as PTMG-650) 29 parts by weight, 13 parts by weight of trimethylolpropane (hereinafter abbreviated as TMP), and catalyst (manufactured by Kao, Kao No. 25). ) 0.43 parts by weight were mixed and stirred at 80 ° C. to obtain a mixed solution. Thereafter, the isocyanate-terminated polymer A (100 parts by weight) was added to the mixture whose temperature was adjusted to 80 ° C., and the mixture was sufficiently stirred with a hybrid mixer (manufactured by Keyence Corporation), and then degassed.
  • PTMG-650 number average molecular weight of 650
  • TMP trimethylolpropane
  • catalyst manufactured by Kao, Kao No. 25
  • This reaction solution was dropped onto a mold subjected to a release treatment, and a PET film subjected to a release treatment was placed on the mold, and the thickness was adjusted to 1.25 mm with a -roll. Thereafter, the mold was put in an oven at 100 ° C. and post-cured for 16 hours to produce a polyurethane sheet.
  • the polyurethane sheet was punched out with a Thomson blade in a size of 57 mm ⁇ 19 mm! /, And a light transmission region a (thickness: 1.25 mm) was produced.
  • a transparent support film made of polypropylene in the polishing area with double-sided tape (Toyobo Co., Ltd., Pyrene Film OT P-2161, thickness 50 / ⁇ ⁇ , aromatic ring concentration:
  • the light transmission region a was inserted into the opening of the polishing region, and bonded to a double-sided tape to produce a polishing pad.
  • Example 1 instead of polypropylene film OT P-2161, a transparent support film made of polypropylene (manufactured by Toyobo Co., Ltd., polypropylene film OT P2002, thickness 50 ⁇ m, aromatic ring concentration: 0%) A polishing pad was prepared in the same manner as in Example 1 except that was used.
  • Example 1 a polyethylene transparent support film (manufactured by Toyobo Co., Ltd., Rix film L6100, thickness m, aromatic ring concentration: 0%) was used instead of the polyethylene film OTP-2161. A polishing pad was produced in the same manner as in Example 1.
  • Example 1 a transparent support film made of aliphatic polyamide (manufactured by Toyobo Co., Ltd., Harden film N1100, thickness 25 m, aromatic ring concentration: 0%) was used instead of the Nylene film OT P-2161.
  • a polishing pad was produced in the same manner as in Example 1 except that.
  • 1,3-BG (6 parts by weight), TMP (10 parts by weight), and catalyst (Kao No. 25) 0.35 parts by weight were mixed and stirred at 80 ° C. to obtain a mixed solution.
  • the isocyanate-terminated polymer B (100 parts by weight) was added to the mixture whose temperature was adjusted to 80 ° C., and the mixture was sufficiently stirred with a hybrid mixer (manufactured by Keyence Corporation), and then degassed.
  • a hybrid mixer manufactured by Keyence Corporation
  • Example 1 a polishing pad was produced in the same manner as in Example 1 except that the light transmission region b was used instead of the light transmission region a.
  • HMDI 4,4, -dicyclohexylmethane diisocyanate
  • 1,3-BG (6 parts by weight), TMP (7 parts by weight), and catalyst (Kao No. 25) 0.33 parts by weight were mixed and stirred at 80 ° C. to obtain a mixed solution.
  • the isocyanate-terminated polymer C 100 parts by weight was added to the mixture whose temperature was adjusted to 80 ° C., and the mixture was sufficiently stirred with a hybrid mixer (manufactured by Keyence Corporation), and then degassed. Thereafter, a light transmission region c (57 mm ⁇ 19 mm, thickness: 1.25 mm) was produced in the same manner as in Example 1.
  • Example 1 a polishing pad was produced in the same manner as in Example 1 except that the light transmission region c was used instead of the light transmission region a.
  • 1,3-BG (7 parts by weight), TMP (5 parts by weight), and catalyst (Kao No. 25) 0.34 parts by weight were mixed and stirred at 80 ° C. to obtain a mixed solution.
  • the isocyanate-terminated polymer D (100 parts by weight) was added to the mixture whose temperature was adjusted to 80 ° C., and the mixture was sufficiently stirred with a hybrid mixer (manufactured by Keyence Corporation), and then degassed. Thereafter, a light transmission region d (57 mm ⁇ 19 mm, thickness: 1.25 mm) was produced in the same manner as in Example 1.
  • Example 1 a polishing pad was produced in the same manner as in Example 1 except that the light transmission region d was used instead of the light transmission region a.
  • Ecure 100 (Albemarle, a mixture of 3,5 jetyl-2,6 toluene diamine and 3,5 jetyl 2,4 toluene diamine), 4 parts by weight, TMP (5 parts by weight), and catalyst (Kao No 25) 0.43 parts by weight were mixed and stirred at 80 ° C. to obtain a mixed solution. Thereafter, the isocyanate-terminated polymer E (100 parts by weight) was added to the mixture whose temperature was adjusted to 80 ° C., and the mixture was sufficiently stirred with a hybrid mixer (manufactured by Keyence Corporation), and then defoamed. Thereafter, a light transmission region e (57 mm ⁇ 19 mm, thickness: 1.25 mm) was produced in the same manner as in Example 1.
  • Example 1 a polishing pad was produced in the same manner as in Example 1 except that the light transmission region e was used instead of the light transmission region a.
  • Example 1 a polishing region with a double-sided tape was produced in the same manner as in Example 1 except that the double-sided tape in the opening was not punched out.
  • a polishing pad was prepared in the same manner as in Example 1 except that the polishing region with double-sided tape was used instead of the polishing region with double-sided tape in Example 1.
  • Example 1 a transparent support film made of polyethylene terephthalate (manufactured by Toyobo Co., Ltd., Toyobo Ester Film E5001, thickness 100 / ⁇ ⁇ , aromatic ring concentration: 38%) was used instead of the polypropylene film OTP-2161.
  • a polishing pad was prepared in the same manner as in Example 1 except that it was used. A lid was produced.
  • Polyether-based prepolymer manufactured by Euroyal, Adiprene L-325, NCO concentration: 2.22 meq / g
  • a polishing pad was prepared in the same manner as in Example 1 except that the light transmission region f was used instead of the light transmission region a in Example 1.
  • the polishing pad of the present invention has a very high light transmittance on the short wavelength side, and therefore has a higher optical detection accuracy than the conventional polishing pad.

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Abstract

　広い波長範囲（特に短波長側）で光学的検知精度に優れ、かつ研磨領域と光透過領域との間からのスラリー漏れを防止することができる研磨パッドを提供することを目的とする。研磨領域及び光透過領域からなる研磨層の片面に少なくとも透明支持フィルムが積層されている研磨パッドにおいて、少なくとも光透過領域及び透明支持フィルムを含む光学的検知領域の光透過率が、波長３００～４００ｎｍの全範囲で４０％以上であることを特徴とする研磨パッド。

Description

明 細 書
研磨パッド
技術分野
[0001] 本発明はレンズ、反射ミラー等の光学材料やシリコンウエノ、、ハードディスク用のガ ラス基板、アルミ基板、及び一般的な金属研磨加工等の高度の表面平坦性を要求さ れる材料の平坦化加工を安定、かつ高 、研磨効率で行うことが可能な研磨パッドの 製造方法に関するものである。本発明の製造方法によって得られる研磨パッドは、特 にシリコンウェハ並びにその上に酸ィ匕物層、金属層等が形成されたデバイスを、さら にこれらの酸化物層や金属層を積層'形成する前に平坦化する工程に好適に使用さ れる。
背景技術
[0002] 半導体装置を製造する際には、ウェハ表面に導電性膜を形成し、フォトリソグラフィ 一、エッチング等をすることにより配線層を形成する形成する工程や、配線層の上に 層間絶縁膜を形成する工程等が行われ、これらの工程によってウェハ表面に金属等 の導電体や絶縁体力 なる凹凸が生じる。近年、半導体集積回路の高密度化を目 的として配線の微細化や多層配線ィ匕が進んでいる力 これに伴い、ウェハ表面の凹 凸を平坦ィ匕する技術が重要となってきた。
[0003] ウェハ表面の凹凸を平坦ィ匕する方法としては、一般的にケミカルメカ-力ルポリシン グ（以下、 CMPという）が採用されている。 CMPは、ウェハの被研磨面を研磨パッド の研磨面に押し付けた状態で、砲粒が分散されたスラリー状の研磨剤（以下、スラリ 一という）を用いて研磨する技術である。 CMPで一般的に使用する研磨装置は、例 えば、図 1に示すように、研磨パッド 1を支持する研磨定盤 2と、被研磨材 (半導体ゥ ェハ） 4を支持する支持台（ポリシングヘッド） 5とウェハの均一加圧を行うためのバッ キング材と、研磨剤の供給機構を備えている。研磨パッド 1は、例えば、両面テープ で貼り付けることにより、研磨定盤 2に装着される。研磨定盤 2と支持台 5とは、それぞ れに支持された研磨パッド 1と被研磨材 4が対向するように配置され、それぞれに回 転軸 6、 7を備えている。また、支持台 5側には、被研磨材 4を研磨パッド 1に押し付け るための加圧機構が設けてある。
[0004] CMPを行う上で、ウェハ表面の平坦度の判定の問題がある。すなわち、希望の表 面特性や平面状態に到達した時点を検知する必要がある。従来、酸化膜の膜厚や 研磨速度等に関しては、テストウェハを定期的に処理し、結果を確認してから製品と なるウェハを研磨処理することが行われてきた。
[0005] しかし、この方法では、テストウェハを処理する時間とコストが無駄になり、また、あら 力じめ加工が全く施されて ヽな 、テストウェハと製品ウェハでは、 CMP特有のローデ イング効果により、研磨結果が異なり、製品ウェハを実際に加工してみないと、加工 結果の正確な予想が困難である。
[0006] そのため、最近では上記の問題点を解消するために、 CMPプロセス時に、その場 で、希望の表面特性や厚さが得られた時点を検出できる方法が望まれている。このよ うな検知にっ 、ては様々な方法が用いられて 、るが、測定精度や非接触測定にお ける空間分解能の点から光学的検知手段が主流となりつつある。
[0007] 光学的検知手段とは、具体的には光ビームを窓 (光透過領域)を通して研磨パッド 越しにウェハに照射して、その反射によって発生する干渉信号をモニターすることに よって研磨の終点を検知する方法である。
[0008] 現在、光ビームとしては、 300〜800nmに波長光を持つハロゲンランプを使用した 白色光が一般的に用いられている。
[0009] このような方法では、ウェハの表面層の厚さの変化をモニターして、表面凹凸の近 似的な深さを知ることによって終点が決定される。このような厚さの変化が凹凸の深さ に等しくなつた時点で、 CMPプロセスを終了させる。また、このような光学的手段によ る研磨の終点検知法およびその方法に用いられる研磨パッドについては様々なもの が提案されてきた。
[0010] 例えば、固体で均質な 190nmから 3500nmの波長光を透過する透明なポリマー シートを少なくとも一部分に有する研磨パッドが開示されている (特許文献 1)。また、 段付の透明プラグが挿入された研磨パッドが開示されている (特許文献 2)。また、ポ リシング面と同一面である透明プラグを有する研磨パッドが開示されて 、る（特許文 [0011] 前記のように、光ビームとしてはハロゲンランプを使用した白色光などが用いられて いるが、白色光を用いた場合にはさまざまな波長光をウェハに上に当てることができ 、多くのウェハ表面のプロファイルが得られるという利点がある。この白色光を光ビー ムとして用いる場合には、広い波長範囲で検出精度を高める必要がある。しかしなが ら、従来の窓 (光透過領域)を有する研磨パッドは、短波長側 (紫外領域)での検出 精度が非常に悪ぐ光学的終点検出に誤作動が生じるという問題があった。今後、半 導体製造における高集積化'超小型化において、集積回路の配線幅はますます小さ くなつていくことが予想され、その際には高精度の光学的終点検知が必要となるが、 従来の終点検知用の窓は広い波長範囲 (特に短波長側)で十分満足できるほどの 精度を有していない。
[0012] 一方、スラリーが研磨領域と光透過領域との境界 (継ぎ目）力 漏れ出さな 、ための 提案 (特許文献 4、 5)もなされている。また、スラリー漏れを防止するために、上層パ ッドと下層ノ^ドとの間に上下面に接着剤が塗布された透明フィルムを配置する方法 が開示されている（特許文献 6)。しかし、短波長側での検出精度が悪いという上記問 題は全く解決されていない。
[0013] 特許文献 1 :特表平 11 512977号公報
特許文献 2：特開平 9 7985号公報
特許文献 3 :特開平 10— 83977号公報
特許文献 4:特開 2001— 291686号公報
特許文献 5：特表 2003— 510826号公報
特許文献 6：特開 2003 - 68686号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0014] 本発明は、広い波長範囲 (特に短波長側)で光学的検知精度に優れ、かつ研磨領 域と光透過領域との間からのスラリー漏れを防止することができる研磨パッドを提供 することを目的とする。また、該研磨パッドを用いて半導体ウェハの表面を研磨する 工程を含む半導体デバイスの製造方法を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段 [0015] 本発明者は、上述のような現状に鑑み鋭意研究を重ねた結果、下記研磨パッド〖こ より上記課題を解決できることを見出した。
[0016] すなわち本発明は、研磨領域及び光透過領域力 なる研磨層の片面に少なくとも 透明支持フィルムが積層されている研磨パッドにおいて、少なくとも光透過領域及び 透明支持フィルムを含む光学的検知領域の光透過率力 波長 300〜400nmの全範 囲で 40%以上であることを特徴とする研磨パッド、に関する。
[0017] 研磨パッドの光学的検知領域を通過する光の強度の減衰が少な!/、ほど研磨終点 の検出精や膜厚の測定精度を高めることができる。そのため、使用する測定光の波 長における光透過率の度合いは、研磨終点の検出精度や膜厚の測定精度を決定づ けるため重要となる。本発明の光学的検知領域は、特に短波長側での光透過率の 減衰が小さぐ広い波長範囲で検出精度を高く維持することが可能である。ここで、 光学的検知領域とは、膜厚測定装置力 照射した光ビーム及びウェハ表面で反射し た光ビームを透過させるための領域であり、少なくとも光透過領域及び透明支持フィ ノレムを含む。
[0018] 上記のように一般的に用いられている膜厚測定装置は、 300〜800nm付近に発 信波長を持つレーザーを用いているため、特に短波長側（300〜400nm)での光学 的検知領域の光透過率が 40%以上であれば高 、反射光が得られ、終点検出精度 や膜厚検出精度を格段に向上させることができる。該短波長側での光透過率は 45 %以上であることが好ましぐさらに好ましくは 50%以上である。なお、本発明におけ る光透過率は、光学的検知領域の厚みが lmmの場合の値、又は lmmの厚みに換 算した場合の値である。一般に、光透過率は、 Lambert— Beerの法則より、物体の 厚みによって変化する。厚みが大きいほど、光透過率は低下するため、厚みを一定 にした時の光透過率を算出する必要がある。
[0019] 本発明においては、光学的検知領域を構成する各部材の主原料であるポリマーの 芳香環濃度が合計で 2重量％以下であることが好ましぐより好ましくは 1重量％以下 である。光学的検知領域を構成する各部材 (光透過領域、透明支持フィルムなど)の 主原料であるポリマーの芳香環濃度を合計で 2重量％以下にすることにより、波長 30 0〜400nmの全範囲における光学的検知領域の光透過率を 40%以上に調整する ことができる。ここで、芳香環濃度とは、ポリマー中の芳香環の重量割合をいう。
[0020] また、光透過領域の主原料であるポリマーがポリウレタン榭脂であり、該ポリウレタン 榭脂のイソシァネート成分力 1, 6—へキサメチレンジイソシァネート、 4, 4， 一ジシク 口へキシルメタンジイソシァネート、及びイソホロンジイソシァネートからなる群より選択 される少なくとも 1種であることが好ましい。上記イソシァネート成分を含むポリウレタン 榭脂は、芳香環濃度が小さいため光透過領域の主原料として好適である。
[0021] また、透明支持フィルムの主原料であるポリマー力 ポリプロピレン、ポリエチレン、 脂肪族ポリアミド、ポリアクリル酸メチル、ポリメタクリル酸メチル、及びポリ塩化ビニル 力もなる群より選択される少なくとも 1種であることが好ましい。上記ポリマーは、芳香 環を含まないため透明支持フィルムの主原料として好適である。
[0022] 本発明にお 、て、光透過領域の形成材料は無発泡体であることが好ま 、。無発 泡体であれば光の散乱を抑制することができるため、正確な反射率を検出することが でき、研磨の光学終点の検出精度を高めることができる。
[0023] また、光透過領域の研磨側表面に研磨液を保持，更新する凹凸構造を有しないこ とが好ましい。光透過領域の研磨側表面にマクロな表面凹凸があると、凹部に砲粒 等の添加剤を含有したスラリーが溜まり、光の散乱 ·吸収が起こり、検出精度に影響 を及ぼす傾向にある。さらに、光透過領域の他面側表面もマクロな表面凹凸を有しな いことが好ましい。マクロな表面凹凸があると、光の散乱が起こりやすぐ検出精度に 影響を及ぼすおそれがあるからである。
[0024] 本発明にお 、ては、研磨領域の形成材料が微細発泡体であることが好ま 、。
[0025] また、前記微細発泡体の平均気泡径は、 70 μ m以下であることが好ましぐさらに 好ましくは 50 μ m以下である。平均気泡径が 70 μ m以下であれば、プラナリティ（平 坦性）が良好となる。
[0026] また、前記微細発泡体の比重は、 0. 5〜1であることが好ましぐより好ましくは 0. 7 〜0. 9である。比重が 0. 5未満の場合、研磨領域表面の強度が低下し、被研磨材の プラナリティが低下し、 1より大きい場合は、研磨領域表面の微細気泡の数が少なく なり、プラナリティは良好であるが、研磨速度が小さくなる傾向にある。
[0027] また、前記微細発泡体のァスカー D硬度は、 40〜70度であることが好ましぐより好 ましくは 45〜60度である。ァスカー D硬度力 0度未満の場合には、被研磨材のプラ ナリティが低下し、 70度より大きい場合には、プラナリティは良好であるが、被研磨材 のュ-フォーミティ (均一性）が低下する傾向にある。
[0028] また、本発明は、前記研磨パッドを用いて半導体ウェハの表面を研磨する工程を 含む半導体デバイスの製造方法、に関する。
図面の簡単な説明
[0029] [図 1]CMP研磨で使用する従来の研磨装置の一例を示す概略構成図
[図 2]本発明の研磨パッドの一例を示す概略断面図
[図 3]本発明の研磨パッドの他の一例を示す概略断面図
符号の説明
[0030] 1:研磨パッド
2:研磨定盤
3:研磨剤 (スラリー）
4:被研磨材 (半導体ウェハ）
5:支持台（ポリシングヘッド）
6、 7:回転軸
8:研磨パッド
9:研磨領域
10:光透過領域
11:透明支持フィルム
12:接着層
13:開口部
14:光学的検知領域
発明を実施するための最良の形態
[0031] 本発明の研磨パッドは、研磨領域及び光透過領域力 なる研磨層の片面に少なく とも透明支持フィルムを有している。そして、少なくとも前記光透過領域及び透明支 持フィルムを含む光学的検知領域の光透過率力 波長 300〜400nmの全範囲で 4 0%以上であることが必要である。 [0032] 前記光透過領域の形成材料であるポリマーは、前記特性を発現する材料であれば 特に制限されないが、例えば、ポリウレタン榭脂、ポリエステル榭脂、ポリアミド榭脂、 アクリル榭脂、ハロゲン系榭脂（ポリ塩ィ匕ビュル、ポリテトラフルォロエチレン、ポリフッ 化ビ-リデンなど）、ォレフィン系榭脂（ポリエチレン、ポリプロピレンなど）、及びェポ キシ榭脂などが挙げられる。これらの榭脂は単独で用いてもよぐ 2種以上を併用して もよい。これらのうち、芳香環濃度が小さいポリマーを用いることが好ましぐ特に芳香 環濃度が小さいポリウレタン榭脂を用いることが好ましい。ポリウレタン榭脂は耐摩耗 性が高ぐ研磨中のドレッシング痕による光透過領域の光散乱を抑制できるため好適 な材料である。
[0033] 前記ポリウレタン榭脂は、イソシァネート成分、ポリオール成分 (高分子量ポリオ一 ル、低分子量ポリオールなど）、及び鎖延長剤力もなるものである。
[0034] イソシァネート成分としては、 2, 4—トルエンジイソシァネート、 2, 6 トルエンジイソ シァネート、 2, 2'ージフエ-ルメタンジイソシァネート、 2, 4'ージフエ-ノレメタンジィ ソシァネート、 4, 4'ージフエ-ノレメタンジイソシァネート、 1, 5 ナフタレンジイソシァ ネート、 p フエ二レンジイソシァネート、 m フエ二レンジイソシァネート、 p キシリレ ンジイソシァネート、 m—キシリレンジイソシァネ一ト等の芳香族ジイソシァネート；ェ チレンジイソシァネート、 2, 2, 4 トリメチルへキサメチレンジイソシァネート、 1, 6— へキサメチレンジイソシァネート等の脂肪族ジイソシァネート； 1, 4ーシクロへキサン ジイソシァネート、 4, 4'ージシクロへキシルメタンジイソシァネート、イソホロンジイソ シァネート、ノルボルナンジイソシァネート等の脂環式ジイソシァネートが挙げられる。 これらは 1種で用いても、 2種以上を混合しても差し支えない。これらのうち、芳香環 濃度を小さくするために脂肪族ジイソシァネート及び Z又は脂環式ジイソシァネート を用いることが好ましぐ特に 1, 6 へキサメチレンジイソシァネート、 4, 4' ジシク 口へキシルメタンジイソシァネート、及びイソホロンジイソシァネートからなる群より選択 される少なくとも 1種のジイソシァネートを用いることが好ましい。
[0035] 高分子量ポリオールとしては、ポリテトラメチレンエーテルグリコールに代表されるポ リエーテルポリオール、ポリブチレンアジペートに代表されるポリエステルポリオール、 ポリ力プロラタトンポリオール、ポリ力プロラタトンのようなポリエステルグリコールとアル キレンカーボネートとの反応物などで例示されるポリエステルポリカーボネートポリオ ール、エチレンカーボネートを多価アルコールと反応させ、次いで得られた反応混合 物を有機ジカルボン酸と反応させたポリエステルポリカーボネートポリオール、及びポ リヒドキシルイ匕合物とァリールカーボネートとのエステル交換反応により得られるポリ力 ーボネートポリオールなどが挙げられる。これらは単独で用いてもよぐ 2種以上を併 用してもよい。これらのうち、芳香環濃度を小さくするために、芳香環を持たない高分 子量ポリオールを用いることが好ましい。また、光透過率を向上させるために、長い共 鳴構造を持たない高分子量ポリオールや、電子吸引性 ·電子供与性の高い骨格構 造をあまり持たな 、高分子量ポリオールを用いることが好ま 、。
[0036] また、ポリオール成分として上述した高分子量ポリオールの他に、エチレングリコー ル、 1, 2 プロピレングリコール、 1, 3 プロピレングリコール、 1, 4 ブタンジォー ル、 1, 6 へキサンジオール、ネオペンチルグリコール、 1, 4ーシクロへキサンジメタ ノール、 3—メチルー 1, 5 ペンタンジオール、ジエチレングリコール、及びトリェチレ ングリコール等の低分子量ポリオールを併用してもよい。また、エチレンジァミン、及 びジエチレントリァミン等の低分子量ポリアミンを用いてもょ 、。芳香環濃度を小さく するために、芳香環を持たな 、低分子量ポリオールや低分子量ポリアミンを用いるこ とが好ましい。
[0037] 鎖延長剤としては、上記低分子量ポリオール、上記低分子量ポリアミン、あるいは 4 , 4，一メチレンビス（o クロロア-リン）（MOCA)、 2, 6 ジクロロ一 p フエ-レンジ ァミン、 4, 4'—メチレンビス（2, 3 ジクロロア-リン）、 3, 5 ビス（メチルチオ）一 2, 4 トルエンジァミン、 3, 5 ビス（メチルチオ） 2, 6 トルエンジァミン、 3, 5 ジ ェチルトルエン一 2, 4 ジァミン、 3, 5 ジェチルトルエン一 2, 6 ジァミン、トリメチ レングリコール一ジ一 p ァミノべンゾエート、 1, 2—ビス（2—ァミノフエ-ルチオ）ェ タン、 4, 4'ージアミノー 3, 3，一ジェチルー 5, 5，ージメチルジフエニルメタン、 N, N ，ージ sec ブチルー 4, 4'ージアミノジフエニルメタン、 3, 3'—ジェチルー 4, 4， ージアミノジフエ二ノレメタン、 m キシリレンジァミン、 N, N，ージ sec ブチノレー p —フエ-レンジァミン、 m—フエ-レンジァミン、及び p キシリレンジァミン等に例示さ れる芳香族ポリアミンを挙げることができる。これらは 1種で用いても、 2種以上を混合 しても差し支えない。ただし、ポリウレタン榭脂の芳香環濃度を小さくするために、前 記芳香族ポリアミンは、使用しないことが好ましいが、上記光透過特性を損なわない 程度に配合してもよい。
[0038] 前記ポリウレタン榭脂におけるイソシァネート成分、ポリオール成分、及び鎖延長剤 の比は、各々の分子量やこれらから製造される光透過領域の所望物性などにより適 宜変更できる。光透過領域が前記特性を得るためには、ポリオールと鎖延長剤の合 計官能基 (水酸基 +アミノ基)数に対するイソシァネート成分のイソシァネート基数が 0. 95-1. 15であること力 子ましく、さらに好ましくは 0. 99-1. 10である。
[0039] 前記ポリウレタン榭脂は、溶融法、溶液法など公知のウレタンィ匕技術を応用して製 造することができるが、コスト、作業環境などを考慮した場合、溶融法で製造すること が好ましい。なお、必要に応じてポリウレタン榭脂に酸ィ匕防止剤等の安定剤、触媒、 界面活性剤、滑剤、顔料、充填剤、帯電防止剤、その他の添加剤を添加してもよい。
[0040] 前記ポリウレタン榭脂の重合手順としては、プレボリマー法、ワンショット法のどちら でも可能である力 事前にイソシァネート成分とポリオール成分力 イソシァネート末 端プレボリマーを合成しておき、これに鎖延長剤を反応させるプレボリマー法が好ま しい。
[0041] 光透過領域の作製方法は特に制限されず、公知の方法により作製できる。例えば 、前記方法により製造したポリウレタン榭脂のブロックをバンドソー方式やカンナ方式 のスライサーを用いて所定厚みにする方法、所定厚みのキヤビティーを持った金型 に榭脂を流し込み硬化させる方法、コーティング技術やシート成形技術を用いた方 法などが挙げられる。なお、光透過領域に気泡がある場合には、光の散乱により反射 光の減衰が大きくなり研磨終点検出精度や膜厚測定精度が低下する傾向にある。し たがって、このような気泡を除去するために前記材料を混合する前に lOTorr以下に 減圧することにより材料中に含まれる気体を十分に除去することが好ましい。また、混 合後の撹拌工程にぉ 、ては気泡が混入しな 、ように、通常用いられる撹拌翼式ミキ サ一の場合には、回転数 lOOrpm以下で撹拌することが好ましい。また、撹拌工程に おいても減圧下で行うことが好ましい。さら〖こ、自転公転式混合機は、高回転でも気 泡が混入しにくいため、該混合機を用いて撹拌、脱泡を行うことも好ましい方法であ る。
[0042] 光透過領域の形状、大きさは特に制限されるものではな 、が、研磨領域の開口部 と同様の形状、大きさにすることが好ましい。
[0043] 光透過領域は、研磨領域の厚みと同一厚さ又はそれ以下にすることが好ま 、。光 透過領域が研磨領域より厚い場合には、研磨中に突き出た部分によりウェハを傷つ けるおそれがある。一方、薄すぎる場合には耐久性が不十分になる。また、光透過領 域は、研磨領域の研削性と同等又はそれ以下にすることが好ましい。光透過領域が 研磨領域より研削されにくい場合には、研磨中に突き出た部分によりウェハを傷つけ るおそれがある。
[0044] 前記透明支持フィルムの形成材料であるポリマーは、前記特性を発現する材料で あれば特に制限されないが、透明性が高ぐ耐熱性を有すると共に可とう性を有する ポリマーであることが好ましい。具体的には、ポリエステル;ポリエチレン;ポリプロピレ ン；ポリアタリレート；ポリメタタリレート；ポリアミド；ポリイミド；ポリビュルアルコール；ポリ 塩化ビュル；ポリフルォロエチレンなどの含フッ素榭脂；ナイロン；セルロース；ポリ力 ーボネートなどの汎用エンジニアリングプラスチック；ポリエーテルイミド、ポリエーテル エーテルケトン、及びポリエーテルスルホンなどの特殊エンジニアリングプラスチック などを挙げることができる。芳香環濃度を小さくするために、芳香環を持たないポリマ 一を用いることが好ましぐ特にポリプロピレン、ポリエチレン、脂肪族ポリアミド、ポリア クリル酸メチル、ポリメタクリル酸メチル、及びポリ塩ィ匕ビュル力 なる群より選択される 少なくとも 1種を用いることが好ま 、。
[0045] 透明支持フィルムの厚さは特に制限されないが、強度や巻き取り等の観点力も 20 〜200 /ζ πι程度であることが好ましい。なお、透明支持フィルムの表面は、コロナ放 電処理がなされて ヽてもよ ヽ。
[0046] 研磨領域の形成材料は、研磨層の材料として通常用いられるものであれば特に制 限なく使用できるが、本発明においては微細発泡体を用いることが好ましい。微細発 泡体とすることにより表面にある気泡部分にスラリーを保持することができ、研磨速度 を大きくすることができる。
[0047] 研磨領域の形成材料としては、例えば、ポリウレタン榭脂、ポリエステル榭脂、ポリア ミド榭脂、アクリル榭脂、ポリカーボネート榭脂、ハロゲン系榭脂 (ポリ塩ィ匕ビュル、ポリ テトラフルォロエチレン、ポリフッ化ビ-リデンなど）、ポリスチレン、ォレフィン系榭脂（ ポリエチレン、ポリプロピレンなど）、エポキシ榭脂、及び感光性榭脂などが挙げられ る。これらは単独で使用してもよぐ 2種以上を併用してもよい。
[0048] ポリウレタン榭脂は耐摩耗性に優れ、原料組成を種々変えることにより所望の物性 を有するポリマーを容易に得ることができるため、研磨領域の形成材料として特に好 ま 、材料である。ポリウレタン榭脂の原料は前記と同様である。
[0049] 前記ポリウレタン榭脂は、前記方法と同様の方法により製造することができる。
[0050] 前記ポリウレタン榭脂を微細発泡させる方法は特に制限されな 、が、例えば中空ビ ーズを添加する方法、機械的発泡法、及び化学的発泡法等により発泡させる方法な どが挙げられる。なお、各方法を併用してもよいが、特にポリアルキルシロキサンとポ リエ一テルとの共重合体であるシリコン系界面活性剤を使用した機械的発泡法が好 ましい。該シリコン系界面活性剤としては、 SH— 192、 L— 5340 (東レダウコーニン グシリコーン製)等が好適な化合物として例示される。
[0051] 研磨領域に用いられる独立気泡タイプのポリウレタン発泡体を製造する方法の例に ついて以下に説明する。力かるポリウレタン発泡体の製造方法は、以下の工程を有 する。
1)イソシァネート末端プレボリマーの気泡分散液を作製する発泡工程
イソシァネート末端プレボリマーにシリコン系界面活性剤を添加し、非反応性気体 の存在下で撹拌し、非反応性気体を微細気泡として分散させて気泡分散液とする。 前記プレボリマーが常温で固体の場合には適宜の温度に予熱し、溶融して使用する
2)硬化剤 (鎖延長剤)混合工程
上記の気泡分散液に鎖延長剤を添加、混合、撹拌して発泡反応液とする。
3)注型工程
上記の発泡反応液をモールドに流し込む。
4)硬化工程
モールドに流し込まれた発泡反応液を加熱し、反応硬化させる。 [0052] 微細気泡を形成するために使用される非反応性気体としては、可燃性でないもの が好ましぐ具体的には窒素、酸素、炭酸ガス、ヘリウムやアルゴン等の希ガスやこれ らの混合気体が例示され、乾燥して水分を除去した空気の使用がコスト的にも最も好 ましい。
[0053] 非反応性気体を微細気泡状にしてシリコン系界面活性剤を含むイソシァネート末 端プレボリマーに分散させる撹拌装置としては、公知の撹拌装置を特に限定なく使 用可能であり、具体的にはホモジナイザー、ディゾルバー、 2軸遊星型ミキサー（ブラ ネタリーミキサー)等が例示される。撹拌装置の撹拌翼の形状も特に限定されな ヽが 、ホイツパー型の撹拌翼を使用すると微細気泡が得られるため好まし 、。
[0054] なお、撹拌工程にぉ ヽて気泡分散液を作成する撹拌と、混合工程における鎖延長 剤を添加して混合する撹拌は、異なる撹拌装置を使用することも好ま U、態様である 。特に混合工程における撹拌は気泡を形成する撹拌でなくてもよぐ大きな気泡を卷 き込まない撹拌装置の使用が好ましい。このような撹拌装置としては、遊星型ミキサ 一が好適である。撹拌工程と混合工程の撹拌装置を同一の撹拌装置を使用しても 支障はなぐ必要に応じて撹拌翼の回転速度を調整する等の撹拌条件の調整を行 つて使用することも好適である。
[0055] 前記ポリウレタン発泡体の製造方法においては、発泡反応液を型に流し込んで流 動しなくなるまで反応した発泡体を、加熱、ポストキュアすることは、発泡体の物理的 特性を向上させる効果があり、極めて好適である。金型に発泡反応液を流し込んで 直ちに加熱オーブン中に入れてポストキュアを行う条件としてもよぐそのような条件 下でもすぐに反応成分に熱が伝達されないので、気泡径が大きくなることはない。硬 化反応は、常圧で行うと気泡形状が安定するため好ましい。
[0056] 前記ポリウレタン榭脂の製造において、第 3級ァミン系、有機スズ系等の公知のポリ ウレタン反応を促進する触媒を使用してもカゝまわない。触媒の種類、添加量は、混合 工程後、所定形状の型に流し込む流動時間を考慮して選択する。
[0057] 前記ポリウレタン発泡体の製造は、容器に各成分を計量して投入し、撹拌するバッ チ方式であっても、また撹拌装置に各成分と非反応性気体を連続して供給して撹拌 し、気泡分散液を送り出して成形品を製造する連続生産方式であってもよ 、。 [0058] 研磨領域は、以上のようにして作製されたポリウレタン発泡体を、所定のサイズに裁 断して製造される。
[0059] 微細発泡体力もなる研磨領域は、被研磨材と接触する研磨側表面に、スラリーを保 持-更新するための溝が設けられていることが好ましい。該研磨領域は、微細発泡体 により形成されているため研磨表面に多くの開口を有し、スラリーを保持する働きを持 つているが、更なるスラリーの保持性とスラリーの更新を効率よく行うため、また被研磨 材との吸着による被研磨材の破壊を防ぐためにも、研磨側表面に溝を有することが 好ましい。溝は、スラリーを保持 ·更新する表面形状であれば特に限定されるもので はなぐ例えば、 XY格子溝、同心円状溝、貫通孔、貫通していない穴、多角柱、円 柱、螺旋状溝、偏心円状溝、放射状溝、及びこれらの溝を組み合わせたものが挙げ られる。また、溝ピッチ、溝幅、溝深さ等も特に制限されず適宜選択して形成される。 さらに、これらの溝は規則性のあるものが一般的であるが、スラリーの保持'更新性を 望ましいものにするため、ある範囲ごとに溝ピッチ、溝幅、溝深さ等を変化させることも 可能である。
[0060] 前記溝の形成方法は特に限定されるものではな 、が、例えば、所定サイズのバイト のような治具を用い機械切削する方法、所定の表面形状を有した金型に榭脂を流し こみ硬化させる方法、所定の表面形状を有したプレス板で榭脂をプレスして形成する 方法、フォトリソグラフィを用いて形成する方法、印刷手法を用いて形成する方法、及 び炭酸ガスレーザーなどを用いたレーザー光により形成する方法などが挙げられる。
[0061] 研磨領域の厚みは特に限定されるものではないが、通常 0. 8〜4mm程度であり、 好ましくは l〜2mmである。前記厚みの研磨領域を作製する方法としては、前記ポリ ウレタン発泡体のブロックをバンドソー方式やカンナ方式のスライサーを用いて所定 厚みにする方法、所定厚みのキヤビティーを持った金型に榭脂を流し込み硬化させ る方法、及びコーティング技術やシート成形技術を用いた方法などが挙げられる。
[0062] 図 2及び 3は、本発明の研磨パッド 8の断面図である。該研磨パッドの製造方法は 特に制限されず、種々の方法が考えられるが、具体的な例を以下に説明する。
[0063] ケース 1 (図 2)
光透過領域 10を設けるための開口部 13を研磨領域 9に形成する。研磨領域 9の 片面に接着層 12を形成し、光学的検知領域 14に対応する大きさで該接着層 12を 打ち抜く。その後、透明支持フィルム 11を前記接着層 12に貼り合わせ、光透過領域 10を開口部 13内にはめ込んで前記接着層 12に貼り合わせる。この場合、光学的検 知領域 14は光透過領域 10及び透明支持フィルム 11により構成される。
[0064] ケース 2 (図 3)
光透過領域 10を設けるための開口部 13を研磨領域 9に形成する。透明支持フィル ム 11の片面に接着層 12を形成し、前記研磨領域 9を該接着層 12に貼り合わせる。 その後、光透過領域 10を開口部 13内にはめ込んで前記接着層 12に貼り合わせる。 この場合、光学的検知領域 14は光透過領域 10、透明支持フィルム 11、及び接着層 12により構成される。
[0065] 前記研磨パッドの作成方法にお!ヽて、研磨領域や接着層を開口する手段は特に 制限されないが、例えば、切削能力をもつ工具をプレスして開口する方法、炭酸レー ザ一などによるレーザーを利用する方法、及びバイトのような工具にて研削する方法 などが挙げられる。なお、研磨領域の開口部の大きさ及び形状は特に制限されない
[0066] 接着層 12としては、例えば、両面テープ、又は接着剤を塗布して硬化したものなど が挙げられる。両面テープとしては、不織布やフィルム等の基材の両面に接着層を 設けた一般的なものを使用することができる。スラリーの浸透等を防ぐことを考慮する と、基材にフィルムを用いることが好ましい。また、接着層の原料である接着剤として は、例えば、ゴム系接着剤やアクリル系接着剤などの一般的なものが挙げられる。た だし、上記ケース 2のように光学的検知領域 14が接着層 12を含む場合には、光学的 検知領域 14の光透過率を波長 300〜400nmの全範囲で 40%以上にするために、 前記両面テープの基材は、セルロース、ポリエチレン、及びポリプロピレンなどの非芳 香族系ポリマーにより形成されていることが好ましい。また、接着剤のベースポリマー も芳香環を含まな 、ものを用いることが好ま 、。
[0067] 本発明の研磨パッドは、前記透明支持フィルムの片面にクッションシート（クッション 層）が積層されていてもよい。
[0068] 前記クッションシートは、研磨層の特性を補うものである。クッションシートは、 CMP において、トレードオフの関係にあるプラナリティとュ-フォーミティの両者を両立させ るために必要なものである。プラナリティとは、パターン形成時に発生する微小凹凸 のあるウェハを研磨した時のパターン部の平坦 ¾をいい、ュ-フォーミティとは、ゥェ ハ全体の均一性をいう。研磨層の特性によって、プラナリティを改善し、クッションシ ートの特性によってュ-フォーミティを改善する。本発明の研磨パッドにおいては、ク ッシヨンシートは研磨領域より柔らカ 、ものを用いることが好ましい。
[0069] 前記クッションシートとしては、例えば、ポリエステル不織布、ナイロン不織布、アタリ ル不織布などの繊維不織布やポリウレタンを含浸したポリエステル不織布のような榭 脂含浸不織布、ポリウレタンフォーム、ポリエチレンフォームなどの高分子榭脂発泡 体、ブタジエンゴム、イソプレンゴムなどのゴム性榭脂、感光性榭脂などが挙げられる
[0070] 透明支持フィルムとクッションシートとを貼り合わせる手段としては、例えば、透明支 持フィルムとクッションシートとを両面テープを介して積層してプレスする方法が挙げ られる。ただし、クッションシートには光学的検知領域 14に対応する部分に開口部を 設けておくことが必要である。
[0071] 本発明の研磨パッドは、透明支持フィルム又はクッション層のプラテンと接着する面 側に両面テープが設けられて 、てもよ!/、。
[0072] 半導体デバイスは、前記研磨パッドを用いて半導体ウェハの表面を研磨する工程 を経て製造される。半導体ウェハとは、一般にシリコンウェハ上に配線金属及び酸化 膜を積層したものである。半導体ウェハの研磨方法、研磨装置は特に制限されず、 例えば、図 1に示すように研磨パッド 1を支持する研磨定盤 2と、半導体ウェハ 4を支 持する支持台（ポリシングヘッド） 5とウェハへの均一加圧を行うためのバッキング材と 、研磨剤 3の供給機構を備えた研磨装置などを用いて行われる。研磨パッド 1は、例 えば、両面テープで貼り付けることにより、研磨定盤 2に装着される。研磨定盤 2と支 持台 5とは、それぞれに支持された研磨パッド 1と半導体ウエノ、 4が対向するように配 置され、それぞれに回転軸 6、 7を備えている。また、支持台 5側には、半導体ウェハ 4を研磨パッド 1に押し付けるための加圧機構が設けてある。研磨に際しては、研磨 定盤 2と支持台 5とを回転させつつ半導体ウェハ 4を研磨パッド 1に押し付け、スラリ 一を供給しながら研磨を行う。スラリーの流量、研磨荷重、研磨定盤回転数、及びゥ ェハ回転数は特に制限されず、適宜調整して行う。
[0073] これにより半導体ウェハ 4の表面の突出した部分が除去されて平坦状に研磨される 。その後、ダイシング、ボンディング、ノ ッケージング等することにより半導体デバイス が製造される。半導体デバイスは、演算処理装置やメモリー等に用いられる。
実施例
[0074] 以下、本発明の構成と効果を具体的に示す実施例等について説明する。なお、実 施例等における評価項目は下記のようにして測定した。
[0075] (光学的検知領域の光透過率の測定）
実施例 1〜8、比較例 1及び 2
作製した各光透過領域を 10mm X 50mmの大きさに切り出し、その周囲に lmm幅 の両面テープ (積水化学工業社製、ダブルタックテープ # 5782、厚み： 130 m)を 貼り合わせた。その後、各実施例及び比較例で使用した透明支持フィルム（10mm X 50mm)を前記両面テープに貼り合わせて光透過率測定用試料を作製した。 実施例 9
作製した光学的検知領域を 10mm X 50mmの大きさに切り出して光透過率測定用 試料とした。
[0076] 作製した光透過率測定用試料を超純水が充填されたガラスセル (光路長 lOmm X 光路幅 lOmm X高さ 45mm、相互理化学硝子製作所製）に入れ、分光光度計 (島 津製作所製、 UV— 1600PC)を用いて、測定波長域 300〜900nmで光透過率を 測定した。得られた光透過率の測定結果を Lambert— Beerの法則を用いて、厚み lmmの光透過率に換算した。なお、光透過率測定用試料が光透過領域と透明支持 フィルムとの間に空間を有する場合には、空間を含めた厚みを基にして換算した。
[0077] 実施例 1
〔研磨領域の作製〕
反応容器内に、ポリエーテル系プレボリマー（ュ-ロイヤル社製、アジプレン L— 32 5、 NCO濃度： 2. 22meq/g) 100重量部、及びシリコン系界面活性剤 (東レ 'ダウシ リコーン社製、 SH192) 3重量部を混合し、温度を 80°Cに調整した。撹拌翼を用いて 、回転数 900rpmで反応系内に気泡を取り込むように約 4分間激しく撹拌を行った。 そこへ予め 120°Cで溶融した 4, 4， 一メチレンビス（o—クロロア-リン）（ィハラケミカ ル社製、ィハラキュアミン MT) 26重量部を添加した。その後、約 1分間撹拌を続けて パン型のオープンモールドへ反応溶液を流し込んだ。この反応溶液の流動性がなく なった時点でオーブン内に入れ、 110°Cで 6時間ポストキュアを行 、ポリウレタン発泡 体ブロックを得た。このポリウレタン発泡体ブロックをバンドソータイプのスライサー（フ エッケン社製)を用いてスライスし、ポリウレタン発泡体シートを得た。次にこのシートを ノ 機 (アミテック社製)を使用して、所定の厚さに表面パフをし、厚み精度を整えた シートとした（シート厚み： 1. 27mm) oこのパフ処理をしたシートを直径 6 lcmで打ち 抜き、溝加工機 (東邦鋼機社製)を用いて表面に同心円状の溝加工を行った。この 溝カ卩ェしたシートの所定位置に光透過領域をはめ込むための開口部（57mm X 20 mm)を打ち抜きにより形成した。そして、このシートの溝加工面と反対側の面にラミ機 を使用して、両面テープ (積水化学工業社製、ダブルタックテープ # 5782、厚み： 1 30 ^ m,基材:不織布、接着剤:アクリル系、芳香環濃度: 0%)を貼り合わせた。その 後、前記開口部内の両面テープを 51mm X 13mmの大きさで打ち抜いて両面テー プ付き研磨領域を作製した。
〔光透過領域の作製〕
容器に 1, 6—へキサメチレンジイソシァネート（以下、 HDIと略す） 770重量部、及 び 1, 3—ブタンジォール（以下、 1, 3— BGと略す） 230重量部を入れ、 80。Cで 120 分間加熱撹拌してイソシァネート末端プレボリマー Aを作製した。
また、数平均分子量 650のポリテトラメチレングリコール（以下、 PTMG— 650と略 す） 29重量部、トリメチロールプロパン（以下、 TMPと略す） 13重量部、及び触媒 (花 王製、 Kao No. 25) 0. 43重量部を 80°Cにて混合撹拌して混合液を得た。その後 、 80°Cに温度調節した該混合液に前記イソシァネート末端プレボリマー A (100重量 部）を加え、ハイブリッドミキサー（キーエンス社製)で十分に撹拌し、その後脱泡した 。この反応液を離型処理したモールド上に滴下し、その上に離型処理した PETフィ ルムを被せ、 -ップロールにて厚みを 1. 25mmに調整した。その後、該モールドを 1 00°Cのオーブンに入れ、 16時間ポストキュアを行ってポリウレタンシートを作製した。 該ポリウレタンシートをトムソン刃を用いて 57mm X 19mmの大きさで打ち抜!/、て光 透過領域 a (厚み： 1. 25mm)を作製した。
[0079] 〔研磨パッドの作製〕
ラミ機を使用して前記両面テープ付き研磨領域にポリプロピレン製の透明支持フィ ルム (東洋紡績社製、パイレンフィルム OT P— 2161、厚さ 50 /ζ πι、芳香環濃度：
0%)を貼り合わせた。その後、前記光透過領域 aを研磨領域の開口部内に挿入し、 両面テープに貼り合わせて研磨パッドを作製した。
[0080] 実施例 2
実施例 1において、ノ ィレンフィルム一 OT P— 2161の代わりにポリプロピレン製 の透明支持フィルム（東洋紡績社製、ノ ィレンフィルム一 OT P2002、厚さ 50 μ m、 芳香環濃度: 0%)を用いた以外は実施例 1と同様の方法で研磨パッドを作製した。
[0081] 実施例 3
実施例 1において、ノ ィレンフィルム一 OT P— 2161の代わりにポリエチレン製の 透明支持フィルム (東洋紡績社製、リックスフィルム L6100、厚さ m、芳香環濃 度： 0%)を用いた以外は実施例 1と同様の方法で研磨パッドを作製した。
[0082] 実施例 4
実施例 1において、ノ ィレンフィルム一 OT P— 2161の代わりに脂肪族ポリアミド 製の透明支持フィルム (東洋紡績社製、ハーデンフィルム N1100、厚さ 25 m、芳 香環濃度: 0%)を用いた以外は実施例 1と同様の方法で研磨パッドを作製した。
[0083] 実施例 5
〔光透過領域の作製〕
容器に PTMG— 650 (242重量部）、 1, 3— BG (134重量部）、及び HDI (625重 量部）を入れ、 80°Cで 120分間加熱撹拌してイソシァネート末端プレボリマー Bを作 製した。
また、 1, 3— BG (6重量部）、 TMP (10重量部）、及び触媒 (Kao No. 25) 0. 35 重量部を 80°Cにて混合撹拌して混合液を得た。その後、 80°Cに温度調節した該混 合液に前記イソシァネート末端プレボリマー B ( 100重量部）を加え、ハイブリッドミキ サー (キーエンス社製)で十分に撹拌し、その後脱泡した。その後、実施例 1と同様の 方法で光透過領域 b (57mm X 19mm、厚み： 1. 25mm)を作製した。
[0084] 〔研磨パッドの作製〕
実施例 1にお ヽて、光透過領域 aの代わりに光透過領域 bを用いた以外は実施例 1 と同様の方法で研磨パッドを作製した。
[0085] 実施例 6
〔光透過領域の作製〕
容器に PTMG— 650 (252重量部）、 1, 3— BG (3重量部）、及び 4, 4，—ジシクロ へキシルメタンジイソシァネート（以下、 HMDIと略す） 667重量部を入れ、 80°Cで 1 20分間加熱撹拌してイソシァネート末端プレボリマー Cを作製した。
また、 1, 3— BG (6重量部）、TMP (7重量部）、及び触媒(Kao No. 25) 0. 33重 量部を 80°Cにて混合撹拌して混合液を得た。その後、 80°Cに温度調節した該混合 液に前記イソシァネート末端プレボリマー C (100重量部）を加え、ハイブリッドミキサ 一 (キーエンス社製)で十分に撹拌し、その後脱泡した。その後、実施例 1と同様の方 法で光透過領域 c (57mm X 19mm、厚み： 1. 25mm)を作製した。
[0086] 〔研磨パッドの作製〕
実施例 1にお ヽて、光透過領域 aの代わりに光透過領域 cを用いた以外は実施例 1 と同様の方法で研磨パッドを作製した。
[0087] 実施例 7
〔光透過領域の作製〕
容器に PTMG— 650 (279重量部）、 1, 3— BG (90重量部）、及びイソホロンジィ ソシァネート 631重量部を入れ、 80°Cで 120分間加熱撹拌してイソシァネート末端プ レポリマー Dを作製した。
また、 1, 3— BG (7重量部）、TMP (5重量部）、及び触媒(Kao No. 25) 0. 34重 量部を 80°Cにて混合撹拌して混合液を得た。その後、 80°Cに温度調節した該混合 液に前記イソシァネート末端プレボリマー D ( 100重量部）を加え、ハイブリッドミキサ 一 (キーエンス社製)で十分に撹拌し、その後脱泡した。その後、実施例 1と同様の方 法で光透過領域 d (57mm X 19mm、厚み： 1. 25mm)を作製した。
[0088] 〔研磨パッドの作製〕 実施例 1にお ヽて、光透過領域 aの代わりに光透過領域 dを用いた以外は実施例 1 と同様の方法で研磨パッドを作製した。
[0089] 実施例 8
〔光透過領域の作製〕
容器に数平均分子量 1000のポリテトラメチレングリコール (462重量部）、ジェチレ ングリコール（54重量部）、及び HMDI (484重量部）を入れ、 80°Cで 120分間カロ熱 撹拌してイソシァネート末端プレボリマー Eを作製した。
また、エタキュア 100 (アルべマール社製、 3, 5 ジェチル— 2, 6 トルエンジアミ ンと 3, 5 ジェチルー 2, 4 トルエンジァミンとの混合物） 4重量部、 TMP (5重量部 )、及び触媒 (Kao No. 25) 0. 43重量部を 80°Cにて混合撹拌して混合液を得た。 その後、 80°Cに温度調節した該混合液に前記イソシァネート末端プレボリマー E (10 0重量部）を加え、ハイブリッドミキサー（キーエンス社製)で十分に撹拌し、その後脱 泡した。その後、実施例 1と同様の方法で光透過領域 e (57mm X 19mm、厚み： 1. 25mm)を作製した。
[0090] 〔研磨パッドの作製〕
実施例 1にお ヽて、光透過領域 aの代わりに光透過領域 eを用いた以外は実施例 1 と同様の方法で研磨パッドを作製した。
[0091] 実施例 9
〔研磨領域の作製〕
実施例 1において、開口部内の両面テープを打ち抜かなかった以外は、実施例 1と 同様の方法で両面テープ付き研磨領域を作製した。
[0092] 〔研磨パッドの作製〕
実施例 1の両面テープ付き研磨領域の代わりに前記両面テープ付き研磨領域を用 いた以外は実施例 1と同様の方法で研磨パッドを作製した。
[0093] 比較例 1
実施例 1において、ノ ィレンフィルム OT P— 2161の代わりにポリエチレンテレ フタレート製の透明支持フィルム (東洋紡績社製、東洋紡エステルフィルム E5001 、厚さ 100 /ζ πι、芳香環濃度： 38%)を用いた以外は実施例 1と同様の方法で研磨パ ッドを作製した。
[0094] 比較例 2
〔光透過領域の作製〕
ポリエーテル系プレポリマー（ュ-ロイヤル社製、アジプレン L— 325、 NCO濃度： 2 . 22meq/g) 100重量部を減圧タンクに計量し、減圧（約 lOTorr)によりプレポリマ 一中に残存している気体を脱泡させた。脱泡した上記プレボリマーに、予め 120°Cで 溶融させておいた 4, 4，—メチレンビス（o—クロロア-リン） 29重量部を添カ卩し、ハイ ブリツドミキサー (キーエンス社製)で十分に撹拌し、その後脱泡した。その後、実施 例 1と同様の方法で光透過領域 f (57mm X 19mm、厚み： 1. 25mm)を作製した。
[0095] 〔研磨パッドの作製〕
実施例 1の光透過領域 aの代わりに前記光透過領域 fを用いた以外は実施例 1と同 様の方法で研磨パッドを作製した。
[表 1]
Figure imgf000023_0001
表 1から明らかなように、本発明の研磨パッドは、短波長側での光透過率が非常に 高 、ため、従来の研磨パッドに比べて光学的検知精度に優れて 、る。

Claims

請求の範囲
[1] 研磨領域及び光透過領域力 なる研磨層の片面に少なくとも透明支持フィルムが積 層されて 、る研磨パッドにぉ 、て、少なくとも光透過領域及び透明支持フィルムを含 む光学的検知領域の光透過率が、波長 300〜400nmの全範囲で 40%以上である ことを特徴とする研磨パッド。
[2] 光学的検知領域を構成する各部材の主原料であるポリマーの芳香環濃度が合計で
2重量％以下である請求項 1記載の研磨パッド。
[3] 光透過領域の主原料であるポリマーがポリウレタン榭脂であり、該ポリウレタン榭脂の イソシァネート成分力 1, 6—へキサメチレンジイソシァネート、 4, 4，ージシクロへキ シルメタンジイソシァネート、及びイソホロンジイソシァネートからなる群より選択される 少なくとも 1種である請求項 1記載の研磨パッド。
[4] 透明支持フィルムの主原料であるポリマー力 ポリプロピレン、ポリエチレン、脂肪族 ポリアミド、ポリアクリル酸メチル、ポリメタクリル酸メチル、及びポリ塩ィ匕ビ二ルカもなる 群より選択される少なくとも 1種である請求項 1記載の研磨パッド。
[5] 請求項 1〜4のいずれかに記載の研磨パッドを用いて半導体ウェハの表面を研磨す る工程を含む半導体デバイスの製造方法。
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