JPWO2008114520A1 - Chemical mechanical polishing pad and chemical mechanical polishing method - Google Patents
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Abstract
本発明にかかる化学機械研磨パッド10は、研磨装置定盤13に固定されるための化学機械研磨パッドであって、研磨層11と、前記研磨層と前記研磨装置定盤との間に設けられた接着層12と、を含み、前記接着層において、前記研磨層の中央部を含む中央領域Aの接着強度が、他の領域の接着強度より低い。A chemical mechanical polishing pad 10 according to the present invention is a chemical mechanical polishing pad for fixing to a polishing apparatus surface plate 13, and is provided between a polishing layer 11, and the polishing layer and the polishing apparatus surface plate. In the adhesive layer, the adhesive strength of the central region A including the central portion of the polishing layer is lower than the adhesive strength of the other regions.
Description
本発明は、化学機械研磨パッドおよび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.
近年、半導体装置の形成等において、シリコン基板又はその上に配線や電極等を形成されたシリコン基板(以下、「半導体ウエハ」という。)につき、優れた平坦性を有する表面を形成することができる研磨方法として、化学機械研磨方法(Chemical Mechanical Polishing、一般に「CMP」と略称される。)が注目されている。化学機械研磨方法は化学機械研磨パッドと被研磨面とを摺動させながら、パッド表面に、化学機械研磨用水系分散体(砥粒が分散された水系分散体;スラリー)を流下させて研磨を行う技術である。この化学機械研磨方法においては、化学機械研磨パッドの性状及び特性等により研磨結果が大きく左右されることが知られており、従来から様々な化学機械研磨パッドが提案されている。 In recent years, in the formation of semiconductor devices, a surface having excellent flatness can be formed on a silicon substrate or a silicon substrate (hereinafter referred to as “semiconductor wafer”) on which wirings, electrodes, and the like are formed. As a polishing method, a chemical mechanical polishing method (Chemical Mechanical Polishing, generally abbreviated as “CMP”) has attracted attention. In the chemical mechanical polishing method, a chemical mechanical polishing aqueous dispersion (an aqueous dispersion in which abrasive grains are dispersed; slurry) flows down on the pad surface while sliding the chemical mechanical polishing pad and the surface to be polished. It is a technique to perform. In this chemical mechanical polishing method, it is known that the polishing result greatly depends on the properties and characteristics of the chemical mechanical polishing pad, and various chemical mechanical polishing pads have been proposed.
例えば、微細な気泡を含有するポリウレタンフォームを化学機械研磨パッドとして用い、このパッドの表面に開する穴(以下、「ポア」という)に化学機械研磨用水系分散体を保持させて研磨を行うための化学機械研磨パッドが古くから知られている。(例えば、特開平11−70463号公報、特開平8−216029号公報、および特開平8−39423号公報参照。)。 For example, a polyurethane foam containing fine bubbles is used as a chemical mechanical polishing pad, and polishing is performed by holding a chemical mechanical polishing aqueous dispersion in a hole (hereinafter referred to as “pore”) opened on the surface of the pad. The chemical mechanical polishing pad has been known for a long time. (See, for example, JP-A-11-70463, JP-A-8-216029, and JP-A-8-39423).
一般に化学機械研磨法により被研磨体の研磨を行う際は、上記のような研磨パッドを研磨装置定盤へ両面テープで貼り付けて使用される。研磨パッドの接着方法は研磨時の圧力やせん断に耐えるように、強い接着力が必要である。(例えば、特開2004−140215号公報参照。)さらに、研磨パッドの研磨装置定盤への接着方法については、単に使用後の剥離の容易さや研磨性能に影響を与えないようにパッド全面を均一に接着する方法に着目した検討が行われているに過ぎない(例えば、特開2005−34940号公報参照。)。 In general, when polishing an object to be polished by a chemical mechanical polishing method, a polishing pad as described above is attached to a polishing apparatus surface plate with a double-sided tape. The bonding method of the polishing pad requires a strong bonding force so as to withstand the pressure and shear during polishing. (For example, refer to Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-140215.) Further, regarding the method of adhering the polishing pad to the polishing apparatus surface plate, the entire pad surface is uniform so as not to affect the ease of peeling after use and the polishing performance. Only a study focusing on the method of adhering to the film has been made (for example, see JP-A-2005-34940).
研磨性能の向上のために研磨装置定盤と研磨パッドの接着部分に着目した技術として、研磨パッドの接着面側に溝等の凹部を設ける技術がある。(例えば、特開2006−75959号公報参照。)しかしながら、接着面全面に溝等の凹部を設けることで研磨面が被研磨物を押し付けた場合にパッド全面にわたりパッド表面が大きくたわむため、結果として研磨面の均一な研磨速度を達成することは困難であった。 In order to improve polishing performance, there is a technique in which a concave portion such as a groove is provided on the bonding surface side of the polishing pad as a technique paying attention to the bonding portion between the polishing apparatus surface plate and the polishing pad. (For example, refer to Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-75959.) However, when the polishing surface presses the object to be polished by providing a recess such as a groove on the entire bonding surface, the pad surface greatly bends over the entire pad surface. It was difficult to achieve a uniform polishing rate on the polished surface.
本発明は、上記の課題を解決することのできる化学機械研磨パッドおよび化学機械研磨方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a chemical mechanical polishing pad and a chemical mechanical polishing method capable of solving the above-described problems.
本発明にかかる化学機械研磨パッドは、
研磨装置定盤に固定して使用するための化学機械研磨パッドであって、
研磨層と、
前記研磨層と前記研磨装置定盤との間に設けられた接着層と、
を含み、
前記接着層において、前記研磨層の中央部を含む中央領域の接着強度が、他の領域の接着強度より低い。The chemical mechanical polishing pad according to the present invention is:
A chemical mechanical polishing pad for use by being fixed to a polishing machine surface plate,
A polishing layer;
An adhesive layer provided between the polishing layer and the polishing apparatus surface plate;
Including
In the adhesive layer, the adhesive strength of the central region including the central portion of the polishing layer is lower than the adhesive strength of other regions.
本発明にかかる化学機械研磨パッドにおいて、
前記中央領域の接着強度は、前記他の領域における接着強度の75%以下であることができる。In the chemical mechanical polishing pad according to the present invention,
The adhesive strength of the central region may be 75% or less of the adhesive strength in the other region.
本発明にかかる化学機械研磨パッドにおいて、
前記中央領域は、円形状であることができる。In the chemical mechanical polishing pad according to the present invention,
The central region may be circular.
本発明にかかる化学機械研磨パッドにおいて、
前記接着層は、前記中央領域に貫通孔を有することができる。In the chemical mechanical polishing pad according to the present invention,
The adhesive layer may have a through hole in the central region.
本発明にかかる化学機械研磨パッドにおいて、
前記接着層の厚さは、50μm〜250μmであり、
前記中央領域の面積は、前記研磨層の前記研磨装置定盤側の全面積に対して0.4%〜60%であることができる。In the chemical mechanical polishing pad according to the present invention,
The adhesive layer has a thickness of 50 μm to 250 μm,
The area of the central region may be 0.4% to 60% with respect to the total area of the polishing layer on the polishing apparatus surface plate side.
本発明にかかる化学機械研磨パッドにおいて、
前記中央領域は、研磨層の中心部から周辺部へ放射線状にのびる直線形状であることができる。In the chemical mechanical polishing pad according to the present invention,
The central region may have a linear shape that extends radially from the center to the periphery of the polishing layer.
本発明にかかる化学機械研磨パッドにおいて、
前記中央領域は、複数の同心円状であることができる。In the chemical mechanical polishing pad according to the present invention,
The central region may be a plurality of concentric circles.
本発明に係る化学機械研磨方法は、上記化学機械研磨パッドのいずれかを用いる。 The chemical mechanical polishing method according to the present invention uses any of the above chemical mechanical polishing pads.
本発明によれば、化学機械研磨中において研磨層のダメージを抑制することができ、かつ製品寿命が長い化学機械研磨パッドを提供し、及びその化学機械研磨パッドを用いて研磨を行うことにより高品位な化学機械研磨を長時間行うことのできる化学機械研磨方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a chemical mechanical polishing pad capable of suppressing damage to the polishing layer during chemical mechanical polishing and having a long product life, and by performing polishing using the chemical mechanical polishing pad, A chemical mechanical polishing method capable of performing high-quality chemical mechanical polishing for a long time can be provided.
1.本実施の形態
図1は、本実施の形態に係る化学機械研磨パッドを示す断面図である。本実施の形態に係る化学機械研磨パッド10は、研磨層11と、研磨層11と研磨装置定盤13との間に設けられる接着層12とを含む。即ち、化学機械研磨パッド10において、接着層12は、研磨装置定盤13に研磨層11を固定するために用いられている。以下、研磨層11の接着層12側の面を非研磨面、反対側の面を研磨面という。1. Embodiment FIG. 1 is a cross-sectional view showing a chemical mechanical polishing pad according to the present embodiment. The chemical
接着層12において、前記研磨層11の中央部を含む中央領域Aの接着強度が、他の領域の接着強度より低い。中央領域Aの接着強度は、前記他の領域における接着強度の75%以下であることが好ましく、50%以下であることがより好ましい。より具体的には、接着層12は、中央領域Aに貫通孔20を有する。貫通孔20は、接着層12において研磨層11側から研磨装置定盤13側に達する。
In the
貫通孔20の平面形状は、円形状であることが好ましく、その直径は、10〜200mmであり、さらに好ましくは20〜100mmである。中央領域Aの面積、即ち貫通孔20の面積の割合は、研磨層11の非研磨面に対して0.4%〜60%であることができ、1%〜40%であることが好ましく、2%〜30%であることがより好ましい。
The planar shape of the
ここで「中央部」とは、研磨層11の非研磨面の重心のある位置を示す概念である。また「中央部を含む中央領域」とは、中央領域Aの重心が数学的に厳密な意味において非研磨面の重心と一致する場合のほか、研磨層11の非研磨面の重心が中央領域Aの範囲内に位置している場合も含む概念である。
Here, the “center portion” is a concept indicating a position where the center of gravity of the non-polishing surface of the
このように、化学機械研磨パッド10の接着層12が中央部を含む中央領域に貫通孔20を有することにより、研磨層11の中央部付近にかかる圧力を緩和し、中央部を含む中央領域のクラックや研磨面に溝がある場合は溝の欠損の発生頻度を低減することができ、研磨装置定盤への接着状態が良好で、スクラッチの発生を抑制し、被研磨物の良好な面内均一性を維持することができる。また、接着層12がたとえば粘着シートからなる場合には、研磨層11を研磨装置定盤13に固定する際に、粘着シートの表面で空気を噛み込んでも、噛み込んだ空気を貫通孔20の内部に集めることができる。特に中央領域Aの面積が、研磨層11の非研磨面に対して2%〜30%であることにより、研磨層11を確実に固定しながら噛み込んだ空気を中央領域Aに効率的に追い出すことができる。
As described above, the
本実施の形態に係る化学機械研磨パッド10の形状は特に限定されないが、例えば円盤状、多角柱状等とすることができ、当該化学機械研磨パッド10を装着する研磨装置に応じて適宜選択することができる。
The shape of the chemical
次に研磨層および第1の接着層の材質および形状について詳細に説明する。 Next, the materials and shapes of the polishing layer and the first adhesive layer will be described in detail.
1.1.研磨層
研磨層11の平面形状は、たとえば円形状であることができる。また研磨層11の非研磨面は、図1に示すように平滑であることが好ましい。これにより、研磨層11と接着層12との密着性が向上し、かつ研磨層11の強度を高めて研磨時に研磨層11が破損するのを防止することができる。1.1. Polishing Layer The planar shape of the
研磨層11は、上記の要件を備えている限り、化学機械研磨パッド10としての機能を発揮できるものであればどのような素材から構成されていてもよい。化学機械研磨パッド10としての機能の中でも、特に、化学機械研磨時に化学機械研磨用水系分散体を保持し、研磨屑を一時的に滞留させる等の機能を有するポア(微細な空孔)が研磨時までに形成されていることが好ましい。このため、(I)非水溶性部材と該非水溶性部材中に分散された水溶性粒子からなる素材又は(II)非水溶性部材と該非水溶性部材中に分散された空孔からなる素材を備えることが好ましい。
The
このうち、上記素材(I)は、化学機械研磨工程の際、水溶性粒子が化学機械研磨用水系分散体と接触し、溶解又は膨潤して脱離することにより非水溶性部材に形成されるポアに化学機械研磨用水系分散体等を保持することができることとなり、一方、素材(II)は、空孔として予め形成されている部分が、化学機械研磨用水系分散体等の保持能力を持つ。 Of these, the material (I) is formed into a water-insoluble member by the water-soluble particles coming into contact with the chemical mechanical polishing aqueous dispersion and dissolving or swelling during the chemical mechanical polishing step. It is possible to hold the chemical mechanical polishing aqueous dispersion in the pores, while the material (II) has a holding capacity of the chemical mechanical polishing aqueous dispersion or the like in the portion formed in advance as pores. .
以下、これらの素材につき、詳述する。 Hereinafter, these materials will be described in detail.
(I)非水溶性部材と該非水溶性部材中に分散された水溶性粒子からなる素材
(A)非水溶性部材
上記(A)非水溶性部材を構成する材料は特に限定されないが、所定の形状及び性状への成形が容易であり、適度な硬度や、適度な弾性等を付与できることなどから、有機材料が好ましく用いられる。有機材料としては、例えば熱可塑性樹脂、エラストマー又は生ゴム、硬化樹脂等が挙げられる。(I) Material comprising water-insoluble member and water-soluble particles dispersed in water-insoluble member (A) Water-insoluble member The material constituting the water-insoluble member (A) is not particularly limited. An organic material is preferably used because it can be easily formed into a shape and properties, and can be provided with appropriate hardness, appropriate elasticity, and the like. Examples of the organic material include thermoplastic resin, elastomer or raw rubber, and cured resin.
上記熱可塑性樹脂としては、例えばオレフィン系樹脂(例えばポリエチレン、ポリプロピレン等)、スチレン系樹脂(例えばポリスチレン等)、アクリル系樹脂(例えば(メタ)アクリレート系樹脂等)、ビニルエステル樹脂(ただし(メタ)アクリレート系樹脂に該当するものを除く)、ポリエステル樹脂(ただしビニルエステル樹脂に該当するものを除く)、ポリアミド樹脂、フッ素樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアセタール樹脂等を挙げることができる。 Examples of the thermoplastic resin include olefin resins (for example, polyethylene and polypropylene), styrene resins (for example, polystyrene), acrylic resins (for example, (meth) acrylate resins), vinyl ester resins (however, (meth)). Examples thereof include those not corresponding to acrylate resins), polyester resins (excluding those corresponding to vinyl ester resins), polyamide resins, fluororesins, polycarbonate resins, polyacetal resins, and the like.
上記エラストマー又は生ゴムとしては、ジエン系エラストマー(例えば1,2−ポリブタジエン等)、オレフィン系エラストマー(例えばエチレン−プロピレンゴムとポリプロピレン樹脂を動的に架橋したもの等)、ウレタン系エラストマー、ウレタン系ゴム(例えばウレタンゴム等)、スチレン系エラストマー(例えばスチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体(以下、「SBS」ということがある。)、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体の水素添加物(以下、「SEBS」ということがある。)等)、共役ジエン系ゴム(例えば高シスブタジエンゴム、低シスブタジエンゴム、イソプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、スチレン−イソプレンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、クロロプレンゴム等)、エチレン−α−オレフィンゴム(例えばエチレン−プロピレンゴム、エチレン−プロピレン−非共役ジエンゴム等)、ブチルゴム、その他のゴム(例えばシリコーンゴム、フッ素ゴム、ニトリルゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、アクリルゴム、エピクロルヒドリンゴム、多硫化ゴム等)等を挙げることができる。 Examples of the elastomer or raw rubber include diene elastomers (for example, 1,2-polybutadiene), olefin elastomers (for example, dynamically cross-linked ethylene-propylene rubber and polypropylene resin), urethane elastomers, urethane rubbers ( For example, urethane rubber, etc., styrene-based elastomers (for example, styrene-butadiene-styrene block copolymer (hereinafter sometimes referred to as “SBS”), hydrogenated products of styrene-butadiene-styrene block copolymer (hereinafter referred to as “ SEBS ”)), conjugated diene rubbers (eg, high cis butadiene rubber, low cis butadiene rubber, isoprene rubber, styrene-butadiene rubber, styrene-isoprene rubber, acrylonitrile-butadiene rubber, chloroprene rubber, etc.) , Ethylene-α-olefin rubber (for example, ethylene-propylene rubber, ethylene-propylene-nonconjugated diene rubber), butyl rubber, and other rubbers (for example, silicone rubber, fluorine rubber, nitrile rubber, chlorosulfonated polyethylene, acrylic rubber, epichlorohydrin rubber) , Polysulfide rubber, etc.).
上記硬化樹脂としては、熱硬化樹脂、光硬化樹脂等が挙げられ、これらの具合例としては、例えばウレタン樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン−ウレア樹脂、ウレア樹脂、ケイ素樹脂、フェノール樹脂等を挙げることができる。 Examples of the curable resin include thermosetting resins and light curable resins. Examples of these resins include urethane resins, epoxy resins, unsaturated polyester resins, polyurethane-urea resins, urea resins, silicon resins, and phenol resins. Etc.
これら有機材料は、一種のみを使用してもよく、また2種以上を併用してもよい。 These organic materials may be used alone or in combination of two or more.
また、これら有機材料は、適当な官能基を持つように変性されたものであってもよい。ここで適当な官能基としては、例えば酸無水物構造を有する基、カルボキシル基、水酸基、エポキシ基、アミノ基等を挙げることができる。 These organic materials may be modified so as to have an appropriate functional group. Examples of suitable functional groups include groups having an acid anhydride structure, carboxyl groups, hydroxyl groups, epoxy groups, amino groups, and the like.
これらの有機材料は、その一部又は全部が架橋されたものであることが好ましい。非水溶性部材が架橋された有機材料を含有することにより、非水溶性部材に適度の弾性回復力が付与され、化学機械研磨時に化学機械研磨パッド10にかかるずり応力による変位を抑制することができる。また、化学機械研磨工程及びドレッシング(化学機械研磨と交互又は同時に行われる化学機械研磨パッド10の「目立て」処理。)の際に非水溶性部材が過度に引き延ばされ塑性変形してポアが埋まること、更には、化学機械研磨パッド10表面が過度に毛羽立つこと等を効果的に抑制できることとなる。従って、ドレッシング時にもポアが効率よく形成され、研磨時の化学機械研磨用水系分散体の保持性の低下が防止でき、更には、毛羽立ちが少なく研磨平坦性を長期にわたり保持できる化学機械研磨パッド10を得ることができることとなる。
These organic materials are preferably partially or wholly crosslinked. By containing the crosslinked organic material, the water-insoluble member is imparted with an appropriate elastic recovery force to the water-insoluble member, thereby suppressing displacement due to shear stress applied to the chemical
上記架橋された有機材料としては、架橋された熱可塑性樹脂及び架橋されたエラストマー又は架橋されたゴム(ここで、「架橋されたゴム」とは、上記「生ゴム」の架橋物を意味する。)のうちから選ばれる少なくとも一種を含有することがより好ましく、架橋されたジエン系エラストマー、架橋されたスチレン系エラストマー及び架橋された共役ジエン系ゴムのうちから選ばれる少なくとも一種を含有することが更に好ましく、架橋された1,2−ポリブタジエン、架橋されたSBS、架橋されたSEBS、架橋されたスチレンブタジエンゴム、架橋されたスチレン−イソプレンゴム及び架橋されたアクリロニトリル−ブタジエンゴムのうちから選ばれる少なくとも一種を含有することが特に好ましく、架橋された1,2−ポリブタジエン、架橋されたSBS及び架橋されたSEBSのうちから選ばれる少なくとも一種を含有することが望ましい。 Examples of the crosslinked organic material include a crosslinked thermoplastic resin and a crosslinked elastomer or a crosslinked rubber (herein, “crosslinked rubber” means a crosslinked product of the “raw rubber”). More preferably, it contains at least one selected from the group consisting of a crosslinked diene elastomer, a crosslinked styrene elastomer, and a crosslinked conjugated diene rubber. At least one selected from the group consisting of crosslinked 1,2-polybutadiene, crosslinked SBS, crosslinked SEBS, crosslinked styrene butadiene rubber, crosslinked styrene-isoprene rubber and crosslinked acrylonitrile-butadiene rubber. It is particularly preferred to contain a crosslinked 1,2-polybutadiene Desirably contains at least one selected from among crosslinked SBS and crosslinked SEBS.
有機材料の一部が架橋されたものであり、他の部分が非架橋のものである場合には、かかる非架橋の有機材料としては非架橋の熱可塑性樹脂及び非架橋のエラストマー又は生ゴムのうちから選ばれる少なくとも一種を含有することが好ましく、非架橋のオレフィン系樹脂、非架橋のスチレン系樹脂、非架橋のジエン系エラストマー、非架橋のスチレン系エラストマー、非架橋の共役ジエン系ゴム及び非架橋のブチルゴムのうちから選ばれる少なくとも一種を含有することがより好ましく、非架橋のポリスチレン、非架橋の1,2−ポリブタジエン、非架橋のSBS、非架橋のSEBS、非架橋のスチレン−ブタジエンゴム、非架橋のスチレン−イソプレンゴム及び非架橋のアクリロニトリル−ブタジエンゴムのうちから選ばれる少なくとも一種を含有することが更に好ましく、非架橋のポリスチレン、非架橋の1,2−ポリブタジエン、非架橋のSBS及び非架橋のSEBSのうちから選ばれる少なくとも一種を含有することが特に好ましい。 When a part of the organic material is cross-linked and the other part is non-cross-linked, the non-cross-linked organic material includes a non-cross-linked thermoplastic resin and a non-cross-linked elastomer or raw rubber. It is preferable to contain at least one selected from the group consisting of non-crosslinked olefin resin, non-crosslinked styrene resin, non-crosslinked diene elastomer, non-crosslinked styrene elastomer, non-crosslinked conjugated diene rubber, and non-crosslinked It is more preferable to contain at least one selected from the group consisting of butyl rubber, non-crosslinked polystyrene, non-crosslinked 1,2-polybutadiene, non-crosslinked SBS, non-crosslinked SEBS, non-crosslinked styrene-butadiene rubber, non-crosslinked At least one selected from cross-linked styrene-isoprene rubber and non-cross-linked acrylonitrile-butadiene rubber. More preferably contains, non-crosslinked polystyrene, non-crosslinked 1,2-polybutadiene, it is particularly preferred to contain at least one selected from among non-crosslinked SBS and uncrosslinked SEBS.
有機材料の一部が架橋されたものであり、他の部分が非架橋のものである場合には、非水溶性部材中に占める架橋された有機材料の割合は、30質量%以上であることが好ましく、50質量%以上であることがより好ましく、70質量%以上であることが特に好ましい。 When a part of the organic material is cross-linked and the other part is non-cross-linked, the ratio of the cross-linked organic material in the water-insoluble member is 30% by mass or more. Is preferable, more preferably 50% by mass or more, and particularly preferably 70% by mass or more.
有機材料は、その一部又は全部が架橋されたものである場合、架橋の方法は特に限定されないが、例えば化学架橋法、放射線架橋法、光架橋法等の方法によることができる。上記化学架橋法としては、架橋剤として例えば有機過酸化物、硫黄、硫黄化合物等を用いて行うことができる。上記放射線架橋法は、例えば電子線照射等の方法により行うことができる。上記光架橋法は、例えば紫外線照射等の方法により行うことができる。 When the organic material is partially or wholly crosslinked, the crosslinking method is not particularly limited, and for example, a chemical crosslinking method, a radiation crosslinking method, a photocrosslinking method, or the like can be used. The chemical crosslinking method can be performed using, for example, an organic peroxide, sulfur, a sulfur compound, or the like as a crosslinking agent. The radiation crosslinking method can be performed by a method such as electron beam irradiation. The photocrosslinking method can be performed by a method such as ultraviolet irradiation.
これらのうち、化学架橋法によることが好ましく、ハンドリング性がよいこと及び化学機械研磨工程における被研磨物への汚染性がないことから有機過酸化物を使用することがより好ましい。有機過酸化物としては、例えば過酸化ジクミル、過酸化ジエチル、過酸化ジ−t−ブチル、過酸化ジアセチル、過酸化ジアシル等を挙げることができる。 Among these, it is preferable to use a chemical crosslinking method, and it is more preferable to use an organic peroxide because it has good handling properties and does not contaminate an object to be polished in the chemical mechanical polishing step. Examples of the organic peroxide include dicumyl peroxide, diethyl peroxide, di-t-butyl peroxide, diacetyl peroxide, and diacyl peroxide.
架橋が化学架橋法による場合、架橋剤の使用量としては、架橋反応に供する非水溶性部材の全量100質量部に対して好ましくは0.01〜0.6質量部である。この範囲の使用量とすることにより、化学機械研磨工程においてスクラッチの発生が抑制された化学機械研磨パッド10を得ることができる。
When the crosslinking is performed by a chemical crosslinking method, the amount of the crosslinking agent used is preferably 0.01 to 0.6 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of the water-insoluble member subjected to the crosslinking reaction. By setting the amount used within this range, it is possible to obtain the chemical
なお架橋は、非水溶性部材を構成する材料の全部について一括して行ってもよく、非水溶性部材を構成する材料の一部について架橋を行った後に残部と混合してもよい。また、各別の架橋を行った数種の架橋物を混合してもよい。 The cross-linking may be performed collectively for all the materials constituting the water-insoluble member, or may be mixed with the remainder after cross-linking is performed on a part of the material constituting the water-insoluble member. Moreover, you may mix several types of crosslinked material which performed each bridge | crosslinking.
さらに、架橋が化学架橋法による場合には架橋剤の使用量や架橋の条件を調整することにより、あるいは架橋が放射線架橋法による場合には放射線の照射量を調整することにより、一回の架橋操作により、一部が架橋され他の部分が非架橋の有機材料の混合物を簡易に得ることができる。 Further, when the cross-linking is based on a chemical cross-linking method, the amount of cross-linking agent used and the cross-linking conditions are adjusted. By the operation, it is possible to easily obtain a mixture of organic materials partially cross-linked and other parts non-cross-linked.
(A)非水溶性部材は、後述する(B)水溶性粒子との親和性及び非水溶性部材中における(B)水溶性粒子の分散性を制御するため、適当な相溶化剤を含有することができる。ここで相溶化剤としては、例えばノニオン系界面活性剤、カップリング剤等を挙げることができる。 The (A) water-insoluble member contains an appropriate compatibilizing agent in order to control the affinity with the water-soluble particles (B) described later and the dispersibility of the (B) water-soluble particles in the water-insoluble member. be able to. Examples of the compatibilizer include nonionic surfactants and coupling agents.
(B)水溶性粒子
(B)水溶性粒子は、化学機械研磨パッド10中において、化学機械水系分散体と接触することにより非水溶性部材から脱離し、非水溶性部材中にポアを形成する他、化学機械研磨パッド10の研磨基体の押し込み硬さを大きくする効果を有し、上記した研磨基体についてのショアD硬度を実現するものである。(B) Water-soluble particles (B) The water-soluble particles are detached from the water-insoluble member by contact with the chemical-mechanical aqueous dispersion in the chemical
上記脱離は、化学機械研磨用水系分散体中に含有される水又は水系混合媒体との接触による溶解、膨潤等によって生じる。 The desorption is caused by dissolution, swelling, or the like due to contact with water or an aqueous mixed medium contained in the chemical mechanical polishing aqueous dispersion.
(B)水溶性粒子は、上記した化学機械研磨パッド10の研磨層11の押し込み硬さを確保するために、中実体であることが好ましい。従って、この水溶性粒子は、化学機械研磨パッド10において十分な押し込み硬さを確保できる中実体であることが特に好ましい。
(B) The water-soluble particles are preferably solid in order to secure the indentation hardness of the
(B)水溶性粒子を構成する材料は特に限定されないが、有機水溶性粒子及び無機水溶性粒子を挙げることができる。上記有機水溶性粒子としては、例えば糖類(多糖類(例えばでんぷん、デキストリン、シクロデキストリン等)、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、水溶性の感光性樹脂、スルホン化ポリイソプレン、スルホン化ポリイソプレン共重合体等を挙げることができる。上記無機水溶性粒子としては、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、塩化カリウム、臭化カリウム、リン酸カリウム、硝酸マグネシウム等を挙げることができる。これらのうち、有機水溶性粒子が好ましく、多糖類がより好ましく、シクロデキストリンが更に好ましく、β−シクロデキストリンが特に好ましい。 (B) Although the material which comprises water-soluble particle | grains is not specifically limited, Organic water-soluble particle | grains and inorganic water-soluble particle | grains can be mentioned. Examples of the organic water-soluble particles include sugars (polysaccharides (eg, starch, dextrin, cyclodextrin, etc.), lactose, mannitol, etc.), celluloses (hydroxypropylcellulose, methylcellulose, etc.), proteins, polyvinyl alcohol, polyvinylpyrrolidone, Examples thereof include polyacrylic acid, polyethylene oxide, water-soluble photosensitive resin, sulfonated polyisoprene, and sulfonated polyisoprene copolymer. Examples of the inorganic water-soluble particles include potassium acetate, potassium nitrate, potassium carbonate, potassium hydrogen carbonate, potassium chloride, potassium bromide, potassium phosphate, and magnesium nitrate. Among these, organic water-soluble particles are preferable, polysaccharides are more preferable, cyclodextrins are further preferable, and β-cyclodextrin is particularly preferable.
これらの水溶性粒子は、上記各素材を単独または2種以上を組み合わせて用いることができる。さらに、所定の材料からなる1種の水溶性粒子であってもよく、異なる材料からなる2種以上の水溶性粒子であってもよい。 These water-soluble particles may be used alone or in combination of two or more. Further, it may be one type of water-soluble particles made of a predetermined material, or two or more types of water-soluble particles made of different materials.
(B)水溶性粒子の平均粒径は、好ましくは0.1〜500μm、より好ましくは0.5〜100μmである。この範囲の粒径の(B)水溶性粒子とすることにより、(B)水溶性粒子の脱離により生じるポアの大きさを適当な範囲に制御することができ、これにより化学機械研磨工程の際の化学機械研磨用水系分散体の保持能及び研磨速度に優れ、しかも機械的強度に優れた化学機械研磨パッド10を得ることができる。
(B) The average particle diameter of the water-soluble particles is preferably 0.1 to 500 μm, more preferably 0.5 to 100 μm. By using (B) water-soluble particles having a particle size in this range, the size of the pores generated by (B) desorption of the water-soluble particles can be controlled within an appropriate range. It is possible to obtain a chemical
(B)水溶性粒子の含有量は、(A)非水溶性部材と(B)水溶性粒子との合計に対して、好ましくは10〜90体積%であり、より好ましくは15〜60体積%であり、更に好ましくは20〜40体積%である。(B)水溶性粒子の含有量をこの範囲とすることにより、機械的強度と研磨速度とのバランスに優れた化学機械研磨パッド10を得ることができる。
The content of (B) water-soluble particles is preferably 10 to 90% by volume, more preferably 15 to 60% by volume, based on the total of (A) water-insoluble member and (B) water-soluble particles. More preferably, it is 20-40 volume%. (B) By making content of water-soluble particle into this range, the chemical
上記(B)水溶性粒子は、化学機械研磨パッド10内において、化学機械研磨用水系分散体と接触する表層に露出した場合にのみ水に溶解又は膨潤して脱離し、研磨層11内部においては吸湿しないことが好ましい。このため(B)水溶性粒子は最外部の少なくとも一部に吸湿を抑制する外殻を備えるものであってもよい。この外殻は水溶性粒子に物理的に吸着していても、水溶性粒子と化学的に結合していても、更にはこの両方により水溶性粒子に付いていてもよい。このような外殻を形成する材料としては、例えばエポキシ樹脂、ポリイミド、ポリアミド、ポリシリケート等を挙げることができる。
The water-soluble particles (B) are dissolved or swollen in water only when exposed to the surface layer in contact with the chemical mechanical polishing aqueous dispersion in the chemical
(II)非水溶性部材と該非水溶性部材中に分散された空孔からなる素材
研磨層11が、非水溶性部材と該非水溶性部材中に分散された空孔からなるものである場合としては、例えばポリウレタン、メラミン樹脂、ポリエステル、ポリスルホン、ポリビニルアセテート等の発泡体を挙げることができる。(II) A material comprising a water-insoluble member and pores dispersed in the water-insoluble member The
上記のような非水溶性部材中に分散する空孔の平均口径としては、好ましくは0.1μm〜500μmであり、より好ましくは0.5〜100μmである。 The average diameter of the pores dispersed in the water-insoluble member as described above is preferably 0.1 μm to 500 μm, more preferably 0.5 to 100 μm.
研磨層11の形状は特に限定されないが、例えば円盤状、多角柱状等とすることができ、化学機械研磨パッド10を装着して使用する研磨装置に応じて適宜選択することができる。
The shape of the
研磨層11の大きさおよび厚さも特に限定されないが、例えば円盤状の場合、直径150〜1200mm、特に500〜800mm、厚さ1.0〜5.0mm、特に厚さ1.5〜3.0mmとすることができる。
The size and thickness of the
化学機械研磨パッド10の研磨層11は、研磨面上に溝を有することができる。この溝は、化学機械研磨の際に供給される化学機械用水系分散体を保持し、これを研磨面により均一に分配するとともに、研磨くずや使用済み水系分散体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。
The
上記溝の形状は特に制限されないが、例えば渦巻き状、同心円状、放射状等であることができる。本実施の形態において溝は、中央部に対して均一に圧力がかかるように、研磨層11の中央部を中心とした点対称の形状を有することが好ましい。
The shape of the groove is not particularly limited, and may be, for example, a spiral shape, a concentric circle shape, a radial shape, or the like. In the present embodiment, the groove preferably has a point-symmetric shape with the central portion of the
また、研磨層11の非研磨面側が面一で形成されていることが好ましい。これにより、機械的強度を高く維持することができる。また、非研磨面側が面一で形成されていることにより、研磨層11は、上述した研磨面側の溝の形成領域の自由度を保持することができる。
Moreover, it is preferable that the non-polishing surface side of the
また、化学機械研磨パッド10は、研磨部以外に他の機能を有する部分を備えることができる。他の機能を有する部分としては、例えば、光学式終点検出装置を用いて終点を検出するための窓部等を挙げることができる。窓部としては、例えば、厚さ2mmにおいて、波長100〜300nmの間のいずれかの波長の光の透過率が0.1%以上(好ましくは2%以上)であるか、又は、波長100〜3000nmの間のいずれかの波長域における積算透過率が0.1%以上(好ましくは2%以上)である材料を用いることができる。窓部の材料は上記光学特性を満たしていれば、特には限定されないが、例えば上記した研磨層11と同様の組成を用いることができる。
Further, the chemical
化学機械研磨パッド10を構成する研磨層11の製造方法は特に限定されず、また、研磨層11が任意的に有していてもよい溝や凹部(以下、両者を併せて「溝等」という。)の形成方法も特に限定されない。例えば、予め化学機械研磨パッド10の研磨層11となる化学機械研磨パッド用組成物を準備し、この組成物を所望形の概形に成形した後、切削加工により溝等を形成することができる。さらに、溝等となるパターンが形成された金型を用いて化学機械研磨パッド用組成物を金型成形することにより、研磨層11の概形と共に溝等を同時に形成することができる。
The method for producing the
化学機械研磨パッド用組成物を得る方法は特に限定されない。例えば、所定の有機材料等の必要な材料を混練機等により混練して得ることができる。混練機としては従来から公知のものを用いることができる。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)等の混練機を挙げることができる。 The method for obtaining the chemical mechanical polishing pad composition is not particularly limited. For example, necessary materials such as predetermined organic materials can be obtained by kneading with a kneader or the like. A conventionally known kneading machine can be used. Examples thereof include kneaders such as rolls, kneaders, Banbury mixers, and extruders (single screw and multi screw).
水溶性粒子を含有する研磨パッド10を得るための水溶性粒子を含有する研磨パッド用組成物は、例えば、非水溶性マトリックス、水溶性粒子およびその他の添加剤等を混練して得ることができる。但し、通常、混練時には加工し易いように加熱して混練されるが、この時の温度において水溶性粒子は固体であることが好ましい。固体であることにより、非水溶性マトリックスとの相溶性の大きさに関わらず水溶性粒子を前記の好ましい平均粒径で分散させることができる。従って、使用する非水溶性マトリックスの加工温度により、水溶性粒子の種類を選択することが好ましい。
The polishing pad composition containing water-soluble particles for obtaining the
1.2.接着層
本実施の形態に係る化学機械研磨パッド10は、研磨層11と研磨装置定盤13との間に設けられた接着層12を有する。接着層12は、研磨層11を研磨装置定盤13に固定するために用いられる。また化学機械研磨パッド10は、研磨層11の中央部を含む中央領域に接着層がない領域、即ち貫通孔20を有するため、研磨時に研磨層11に過大な圧力がかかった場合であっても、定盤上に固定されない領域の研磨層が微少量の伸び縮みすることにより応力を分散させることができ、圧力集中を緩和し、研磨層11に与えるダメージを軽減し、研磨層11を長寿命化することができる。1.2. Adhesive Layer The chemical
接着層12は、たと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により、研磨層11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により、凹凸の影響を研磨性能に与えない程度に均一な厚みの化学機械研磨パッド10を提供することができる。
The
貫通孔20の形状は、特に限定されないが研磨層11の中央部を重心とした円形または多角形であることが好ましい。
The shape of the through
粘着シートの材質としては、研磨層11を研磨機定盤に固定することが出来れば特に限定されないが、研磨層11より弾性率の低いアクリル系、ゴム系が好ましく、より具体的には、アクリル系が好ましい。
The material of the pressure-sensitive adhesive sheet is not particularly limited as long as the
粘着シートの接着強度は、化学機械研磨用パッドを研磨機定盤に固定することが出来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、接着強度が3N/25mm以上、好ましくは4N/CM以上、さらに10N/25mm以上がより好ましい。 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 polishing machine surface plate. However, when the adhesive strength of the pressure-sensitive adhesive sheet is measured according to JIS Z0237 standard, the adhesive strength is 3 N / 25 mm. Above, preferably 4 N / CM or more, more preferably 10 N / 25 mm or more.
2.化学機械研磨方法
実施の形態に係る化学機械研磨パッドは、市販の研磨装置に装着し、公知の方法により化学機械研磨方法に使用することができる。そして、このような化学機械研磨方法を用いて、たとえば半導体装置を製造することができる。以下に、上述した化学機械研磨パッドを用いる化学機械研磨方法の一例について説明する。2. Chemical Mechanical Polishing Method The chemical mechanical polishing pad according to the embodiment can be attached to a commercially available polishing apparatus and used for the chemical mechanical polishing method by a known method. For example, a semiconductor device can be manufactured using such a chemical mechanical polishing method. Hereinafter, an example of a chemical mechanical polishing method using the above-described chemical mechanical polishing pad will be described.
図2および図3は、本実施の形態に係る化学機械研磨方法を説明するための図である。本実施の形態に係る化学機械研磨方法において、化学機械研磨パッド10は、矢印D方向に回転している。半導体ウエハ30は、加圧ヘッドに固定されたホルダー32に保持されており、当該加圧ヘッドによって、矢印B方向に回転させるとともに矢印C方向のように上下(中央部と外側の間を放射方向)に揺動させられる。このように、半導体ウエハ30を摺動させるとともに、化学機械研磨パッド10に対して押圧しながら押しつけるように当接させ、スラリーを化学機械研磨パッド10上に供給して研磨を行う。
2 and 3 are views for explaining the chemical mechanical polishing method according to the present embodiment. In the chemical mechanical polishing method according to the present embodiment, the chemical
本実施の形態に係る化学機械研磨方法においては、領域20を有する化学機械研磨パッド10を用いるため、半導体ウエハ30を摺動させる際に、矢印E方向の非研磨面側に研磨層11が撓むことができるため、中央部付近の溝40に過大な圧力がかかるのを防止し、均一な研磨面を長期間保持することができる。
In the chemical mechanical polishing method according to the present embodiment, since the chemical
実施の形態に係る化学機械研磨パッドを使用して化学機械研磨することのできる被研磨物としては、配線材料たる金属、バリアメタル、絶縁膜等を挙げることができる。上記金属としては、例えばタングステン、アルミニウム及び銅並びにこれらを含有する合金等を挙げることができる。上記バリアメタルとしては、例えばタンタル、窒化タンタル、チタン、窒化チタン、窒化タングステン等を挙げることができる。上記絶縁膜としては、化学蒸着法等の真空プロセスで形成された酸化シリコン膜(PETEOS膜(Plasma Enhanced−TEOS膜) 、HDP膜(High Density Plasma Enhanced−TEOS膜)、熱CVD法により得られる酸化シリコン膜など)、SiO2に少量のホウ素およびリンを添加したホウ素リンシリケート膜(BPSG膜)、SiO2にフッ素をドープしたFSG(Fluorine−doped silicate glass)と呼ばれる絶縁膜、SiON(Silicon oxynitride)と呼ばれる絶縁膜、Silicon nitride、低誘電率の絶縁膜等をあげることができる。Examples of an object to be polished using the chemical mechanical polishing pad according to the embodiment include a metal as a wiring material, a barrier metal, and an insulating film. Examples of the metal include tungsten, aluminum, copper, and alloys containing these. Examples of the barrier metal include tantalum, tantalum nitride, titanium, titanium nitride, and tungsten nitride. Examples of the insulating film include a silicon oxide film (PETOS film (Plasma Enhanced-TEOS film), HDP film (High Density Plasma Enhanced-TEOS film)) formed by a vacuum process such as chemical vapor deposition, and an oxide obtained by a thermal CVD method. silicon film, etc.), a small amount of boron and phosphorus added boron phosphorus silicate film (BPSG film SiO 2), FSG fluorine-doped SiO 2 (fluorine-doped silicate glass ) and an insulating film called, SiON (silicon oxynitride) And an insulating film called silicon nitride, a low dielectric constant insulating film, and the like.
上記低誘電率の絶縁膜としては、例えば酸素、一酸化炭素、二酸化炭素、窒素、アルゴン、H2O、オゾン、アンモニアなどの存在下で、アルコキシシラン、シラン、アルキルシラン、アリールシラン、シロキサン、アルキルシロキサンなどの珪素含有化合物をプラズマ重合して得られる重合体からなる絶縁膜や、ポリシロキサン、ポリシラザン、ポリアリーレンエーテル、ポリベンゾオキサゾール、ポリイミド、シルセスキオキサン等からなる絶縁膜、低誘電率の酸化シリコン系絶縁膜を挙げることができる。As the low dielectric constant insulating film, for example, in the presence of oxygen, carbon monoxide, carbon dioxide, nitrogen, argon, H 2 O, ozone, ammonia, alkoxysilane, silane, alkylsilane, arylsilane, siloxane, Insulating film made of polymer obtained by plasma polymerization of silicon-containing compound such as alkylsiloxane, insulating film made of polysiloxane, polysilazane, polyarylene ether, polybenzoxazole, polyimide, silsesquioxane, etc., low dielectric constant The silicon oxide insulating film can be mentioned.
実施の形態に係る化学機械研磨パッドは、上記の通り、広範囲な化学機械研磨工程に使用することができるが、特に、銅を配線材料とするダマシン配線の形成工程に好適に使用することができる。銅を配線材料とするダマシン配線の形成工程は、配線となるべき部分に溝を形成した絶縁膜の溝部及び溝部以外の部分にバリアメタル層を形成した後、配線材料である銅を堆積したものを被研磨物とし、余剰の銅を除去する工程(第1研磨処理工程)、溝部位外のバリアメタルを除去する工程(第2研磨処理工程)及び絶縁膜部分も若干研磨する工程(第3研磨処理工程)を経ることにより平坦なダマシン配線を得るものである。本発明の化学機械研磨パッドは、上記第1〜第3研磨処理工程のいずれの工程に使用するための化学機械研磨工程にも使用することができる。 As described above, the chemical mechanical polishing pad according to the embodiment can be used for a wide range of chemical mechanical polishing processes, and can be particularly preferably used for a damascene wiring forming process using copper as a wiring material. . The process of forming damascene wiring using copper as the wiring material consists of depositing copper as the wiring material after forming the barrier metal layer in the groove portion of the insulating film in which the groove is to be formed in the portion to be the wiring and in the portion other than the groove portion And removing the excess copper (first polishing process), removing the barrier metal outside the groove part (second polishing process), and slightly polishing the insulating film portion (third) A flat damascene wiring is obtained through a polishing process. The chemical mechanical polishing pad of the present invention can also be used in a chemical mechanical polishing step for use in any of the first to third polishing treatment steps.
なお、上記「銅」とは、純銅の他、銅とアルミニウム、シリコン等との合金であって、銅の含有量が95質量%以上のものをも含む概念であると理解されるべきである。 In addition, it should be understood that the above “copper” is an alloy of copper and aluminum, silicon, or the like other than pure copper, and includes a copper content of 95% by mass or more. .
3.変形例
次に、本実施の形態に係る変形例について説明する。3. Modified Example Next, a modified example according to the present embodiment will be described.
3.1.第1の変形例
図4は、第1の変形例に係る化学機械研磨パッドを示す断面図である。第1の変形例に係る化学機械研磨パッド110は、中央領域Aに低接着層22が形成されている点で、中央領域Aが空洞の上述した化学機械研磨パッド10と異なる。3.1. First Modification FIG. 4 is a cross-sectional view showing a chemical mechanical polishing pad according to a first modification. The chemical mechanical polishing pad 110 according to the first modified example is different from the above-described chemical
低接着層22は、接着層12より低い接着強度を有し、その平面形状は、円形状であることが好ましく、その直径は、10〜200mmであり、さらに好ましくは20〜100mmである。
The low
低接着層22の材質としては、上述した接着層12の材質と同様の材質を用いることができる。
As the material of the low
このように、化学機械研磨パッド10の接着層12が中央部を含む中央領域に低接着層22を有することにより、化学機械研磨パッドの中央部を含む中央領域のクラックや研磨面に溝がある場合は溝の欠損の発生頻度を低減することができる。また、接着層12がたとえば粘着シートからなる場合には、研磨層11を研磨装置定盤13に固定する際に、粘着シートの表面で空気を噛み込んでも、噛み込んだ空気を貫通孔20の内部に集めることができるため、局部的にパッドがもりあがる現象を避けて平坦化性能を確保することができる。
As described above, since the
特に中央領域Aの接着強度が他の領域における接着強度の75%以下であることが好ましい。これにより、空気を噛み込んだ場合に研磨層11と接着層12との間を空洞化することができ、空気を噛み込まなかった場合には、研磨層11の平坦性を維持することができる。
In particular, the adhesive strength in the central region A is preferably 75% or less of the adhesive strength in other regions. Thereby, when air is caught, the space between the polishing
第1の変形例に係る化学機械研磨パッド110の製造方法は、特に限定されないが、化学機械研磨パッド110は、たとえば、粘着シートを研磨層の非研磨面に貼り付けた後に貫通孔20を形成した後に、中央領域Aに低接着強度の粘着シートを貼り付けることによって得られる。また、予め低接着強度の領域が形成された粘着シートを研磨層に貼り付けることによって化学機械研磨パッド110を形成してもよい。
Although the manufacturing method of the chemical mechanical polishing pad 110 according to the first modification is not particularly limited, the chemical mechanical polishing pad 110 forms, for example, the through-
第1の変形例に係る化学機械研磨パッド110における他の構成については、上述した化学機械研磨パッド10と同様であるので説明を省略する。
Other configurations of the chemical mechanical polishing pad 110 according to the first modification are the same as those of the chemical
3.2.第2の変形例
図5は、第2の変形例に係る化学機械研磨パッドにおける接着層を示す平面図である。第2の変形例に係る化学機械研磨パッドにおける接着層50の貫通孔52は、平面視において中心部から周辺部へ向かう方向に伸びる直線状である点で、中央領域Aのみに貫通孔20を有する上述した化学機械研磨パッド10と異なる。3.2. Second Modification FIG. 5 is a plan view showing an adhesive layer in a chemical mechanical polishing pad according to a second modification. The through
図5において、貫通孔52は、平面視において中心部から周辺部へ向かう方向に伸びる直線状を有し、非研磨面の中心部の領域において2本の直線状の貫通孔52が交叉しており、ほかの直線状の貫通孔52は交叉していない。直線状の貫通孔52の端部は、全て化学機械研磨パッドの外側の端部に達している。
In FIG. 5, the through
図5に示すような形状を有することにより、接着層50は、噛み込んだ空気を化学機械研磨パッド側面部へ追い出すことができ、研磨装置定盤13への固定後における化学機械研磨パッドの研磨面の平坦度を向上させることができる。貫通孔52の平面形状は、中心部から化学機械研磨パッド側面へと向かう方向に伸びる複数の直線状であり、かつ複数の直線が互いに連続している場合には、緻密に空気を追い出すことができるため、より好ましい。
By having the shape as shown in FIG. 5, the
第2の変形例において「中心部」とは、化学機械研磨パッド面上の重心を中心とした半径50mmの円で囲まれた領域をいう。直線状の非研磨面は、この「中心部」のうちの任意の一点から周辺部へ向かう方向に伸びていればよく、その形状は、たとえば直線状もしくは円弧状またはこれらを組み合わせた形状であってもよい。 In the second modification, the “center portion” refers to a region surrounded by a circle having a radius of 50 mm centered on the center of gravity on the chemical mechanical polishing pad surface. The straight non-polished surface only needs to extend in a direction from any one of the “center portions” toward the peripheral portion, and the shape thereof is, for example, a linear shape, an arc shape, or a combination thereof. May be.
直線状の貫通孔の数は、好ましくは4〜64本であり、より好ましくは8〜48本である。 The number of linear through holes is preferably 4 to 64, and more preferably 8 to 48.
直線状の貫通孔は、他の直線状の貫通孔52と接していてもよいし、接していなくてもよいが、互いに交叉することはない。複数の直線状の貫通孔52のうち2〜32本は、上記中心部の領域において他の直線状の貫通孔52と接していることが好ましく、2〜16本が他の直線状の貫通孔52と接していることが好ましい。
The linear through holes may be in contact with other linear through
また、複数の直線状の貫通孔52のうち2〜32本は、上記中心部の領域において他の直線状の貫通孔52と接していないことが好ましく、6〜32本が他の直線状の貫通孔52と接していることが好ましい。直線状の貫通孔52は、他の直線状の貫通孔と中心部以外の領域で接してもよい。
In addition, it is preferable that 2 to 32 of the plurality of linear through
さらに、図5に示すように、中心部の領域において他の直線状の貫通孔と接している直線状の貫通孔のうち、隣接する2本の直線状の貫通孔の間には、中心部から発し周辺部へと向かう直線状の貫通孔であって中心部の領域において他の直線状の貫通孔と接していない直線状の貫通孔が存在することができ、このような貫通孔が2〜7本存在することが好ましい。 Furthermore, as shown in FIG. 5, among the linear through holes in contact with the other linear through holes in the central region, there is a central portion between two adjacent linear through holes. There can be a straight through hole that starts from the center and goes to the peripheral part, and there is a straight through hole that is not in contact with other straight through holes in the central region. There are preferably ˜7.
直線状の貫通孔の複数がいずれも中心部から発し、周辺部へ伸びる面である場合には、直線状の貫通孔は、中心部の領域において他の直線状の貫通孔と接していない面と、中心部の領域において他の直線状の貫通孔と接している面とからなることが好ましい。 When a plurality of straight through holes are surfaces that originate from the central portion and extend to the peripheral portion, the straight through holes are surfaces that are not in contact with other linear through holes in the central region. And a surface in contact with another linear through hole in the central region.
中心部の領域において他の直線状の貫通孔と接していない直線状の貫通孔は、化学機械研磨パッドの中心から10〜50mmの位置から発し、そこから周辺部へ向かう方向に伸びる面であることが好ましく、化学機械研磨パッドの中心から20〜50mmの位置から発し、そこから周辺部へ向かう方向に伸びることがより好ましい。 The straight through-hole that is not in contact with other straight through-holes in the central region is a surface extending from a position of 10 to 50 mm from the center of the chemical mechanical polishing pad and extending in the direction from there to the peripheral portion. It is more preferable to start from a position of 20 to 50 mm from the center of the chemical mechanical polishing pad and to extend in the direction from there to the periphery.
一方、直線状の貫通孔の複数が、中心部から発し周辺部へ向かう直線状の貫通孔の複数本と、中心部と周辺部との途中から発する直線状の貫通孔は、化学機械研磨パッドの中心と外周を結ぶ仮想直線上の点であって、化学機械研磨パッドの中心から外周へ向かって20〜80%の位置にあたる点から発していることが好ましく、40〜60%の位置にあたる点から発していることがより好ましい。この場合においても、中心部から発し周辺部へ向かう直線状の貫通孔の複数本は、中心部の領域において他の直線状の貫通孔と接している面とからなることが好ましい。 On the other hand, a plurality of linear through-holes are emitted from the central part and directed to the peripheral part, and the linear through-holes emitted from the middle between the central part and the peripheral part are chemical mechanical polishing pads. It is a point on a virtual straight line connecting the center and the outer periphery of the chemical mechanical polishing pad, preferably from a point corresponding to a position of 20 to 80% from the center of the chemical mechanical polishing pad toward the outer periphery, and a point corresponding to a position of 40 to 60% It is more preferable that it originates from. Even in this case, it is preferable that the plurality of linear through holes that start from the central portion and go to the peripheral portion are formed of surfaces that are in contact with other linear through holes in the region of the central portion.
複数の直線状の貫通孔は、化学機械研磨パッドの非研磨面表面で、より均等に配置されることが好ましい。直線状の貫通孔を構成する半径上の位置(即ち直線状の貫通孔の非研磨面の中心からの距離)は、複数本の直線状の貫通孔で一致していてもよく、異なっていてもよい。 The plurality of linear through holes are preferably arranged more evenly on the non-polishing surface of the chemical mechanical polishing pad. The radial positions constituting the linear through-holes (that is, the distance from the center of the non-polished surface of the linear through-holes) may be the same or different for a plurality of linear through-holes. Also good.
個々の直線状の貫通孔の平面視における線幅は、0.1mm以上であることが好ましく、より好ましくは0.1〜5mmであり、さらに好ましくは0.2〜3mmである。このような形状の直線状の貫通孔とすることにより、研磨速度およびスクラッチ低減効果、研磨耐久性に優れる化学機械研磨パッドとすることができる。 The line width in plan view of each linear through hole is preferably 0.1 mm or more, more preferably 0.1 to 5 mm, and still more preferably 0.2 to 3 mm. By using a linear through hole having such a shape, a chemical mechanical polishing pad excellent in polishing rate, scratch reduction effect and polishing durability can be obtained.
なお、図5において、貫通孔の本数や形状が上記好ましい本数および形状と一致しない場合があるが、図5は概略図であり、上記本数および形状が好ましいと理解されるべきである。 In addition, in FIG. 5, although the number and shape of a through-hole may not correspond with the said preferable number and shape, FIG. 5 is a schematic diagram and it should be understood that the said number and shape are preferable.
第2の変形例に係る化学機械研磨パッドの他の構成については、上述した化学機械研磨パッド10と同様であるので説明を省略する。
Since the other configuration of the chemical mechanical polishing pad according to the second modification is the same as that of the chemical
3.3.第3の変形例
第2の変形例において貫通孔52は、平面視において中心部から周辺部へ向かう方向に伸びる直線状であったが、図6に示すように、第3の変形例に係る接着層60においては、貫通孔62の平面視における形状が、複数個の環、または複数個の多角形であることができる。3.3. Third Modified Example In the second modified example, the through
図6は、第3の変形例に係る化学機械研磨パッドにおける接着層60を示す平面図である。第3の変形例に係る化学機械研磨パッドは、貫通孔62の平面視における形状が、複数個の環からなる。
FIG. 6 is a plan view showing the
貫通孔62の平面視における形状が、複数個の環または多角形であるとき、複数個の環または多角形は、互いに交叉しないように配置されるが、その配置は同心であっても偏心であってもよいが、同心であることが好ましい。化学機械研磨パッドは、貫通孔62の形状が同心円上に配置されていることにより、他のものに比べて上記機能に優れている。複数個の環は、複数個の円環からなることが好ましく、それらの円環は同心に配置されるのがさらに好ましい。
When the shape of the through
個々の線状の貫通孔の平面視における線幅は、0.1mm以上であることが好ましく、より好ましくは0.1〜5mmであり、さらに好ましくは0.2〜3mmである。このような形状の線状の貫通孔とすることにより、研磨速度およびスクラッチ低減効果、研磨耐久性に優れる化学機械研磨パッドとすることができる。 The line width in plan view of each linear through hole is preferably 0.1 mm or more, more preferably 0.1 to 5 mm, and still more preferably 0.2 to 3 mm. By using a linear through hole having such a shape, a chemical mechanical polishing pad excellent in polishing rate, scratch reduction effect, and polishing durability can be obtained.
第3の変形例に係る化学機械研磨パッドは、前記貫通孔62の形状が複数の同心円状であることが好ましい。このように構成すると、粘着シートが粘着されていない部分が緩衝部位になり、微小な気泡を受け入れることができる。このような緩衝部を設けることで研磨作業中に微小な気泡が粘着シートと研磨装置定盤の間を移動し、集合して大きな気泡になり、パッドが研磨装置定盤から剥離することを防ぐことができる。
In the chemical mechanical polishing pad according to the third modified example, the shape of the through
なお、第3の変形例に係る複数の貫通孔62は、互いに交叉せず、化学機械研磨パッドの外側の端部に達していない。
The plurality of through
他の構成については、第2の変形例に係る化学機械研磨パッドと同様であるので説明を省略する。 Other configurations are the same as those of the chemical mechanical polishing pad according to the second modified example, and thus description thereof is omitted.
3.4.第4の変形例
第4の変形例に係る接着層70において、直線状の貫通孔72は、互いに平行に配置されている点で、第2の変形例に係る直線状の貫通孔52と異なる。3.4. Fourth Modified Example In the
図7は、第4の変形例に係る化学機械研磨パッドにおける接着層70を示す平面図である。接着層70に設けられている複数の貫通孔72は、互いに平行かつ等間隔に配置されている。また、それぞれの貫通孔72は、互いに交叉せず、化学機械研磨パッドの外側の端部に達している。
FIG. 7 is a plan view showing an
他の構成については、第2の変形例に係る化学機械研磨パッドと同様であるので説明を省略する。 Other configurations are the same as those of the chemical mechanical polishing pad according to the second modified example, and thus description thereof is omitted.
4.実施例および比較例
本実施の形態の実施例に係る化学機械研磨パッドおよび比較例に係る化学機械研磨パッドを製造し、化学機械研磨を実施した。研磨後、化学機械研磨パッドの外観を評価した。4). Example and Comparative Example A chemical mechanical polishing pad according to an example of the present embodiment and a chemical mechanical polishing pad according to a comparative example were manufactured, and chemical mechanical polishing was performed. After polishing, the appearance of the chemical mechanical polishing pad was evaluated.
4.1.化学機械研磨パッド(A)、(D)の製造(実験例1)
1,2−ポリブタジエン(JSR(株)製、商品名「JSR RB830」)を72.8質量部に及びβ−シクロデキストリン((株)横浜国際バイオ研究所製、商品名「デキシーパールβ−100」、平均粒径20μm)27.2質量部を、160℃に調温されたルーダーにより2分混練した。次いで、「パークミルD40」(商品名、日本油脂(株)製。ジクミルパーオキシドを40質量%含有する。)を0.55質量部(1,2−ポリブタジエン100質量部あたりのジクミルパーオキシド量に換算して、0.30質量部に相当する。)を加え、更に120℃にて60pmで2分混練し、化学機械研磨パッド用組成物のペレットを得た。このペレット1500グラムを2.5mmのギャップを備えた金型にて、170℃、18分間加熱して成形し、直径762mm、厚さ2.5mmの円形の平板を得た。これを市販の溝加工機を用いて、ピッチ2.0mm、溝幅0.5mm、深さ1.0mmの同心円状の溝を形成して研磨層を得た。4.1. Production of chemical mechanical polishing pads (A) and (D) (Experimental Example 1)
1,2-polybutadiene (trade name “JSR RB830” manufactured by JSR Corporation) in 72.8 parts by mass and β-cyclodextrin (manufactured by Yokohama Kokusai Bio Laboratory Co., Ltd., trade name “Dexy Pearl β-100” 27.2 parts by mass of an average particle diameter of 20 μm) was kneaded for 2 minutes with a router adjusted to 160 ° C. Next, 0.55 parts by mass (dicumyl peroxide per 100 parts by mass of 1,2-polybutadiene) “Park Mill D40” (trade name, manufactured by NOF Corporation, containing 40% by mass of dicumyl peroxide) In terms of amount, it corresponds to 0.30 parts by mass.) Was further kneaded at 120 pm at 60 pm for 2 minutes to obtain chemical mechanical polishing pad composition pellets. 1500 grams of the pellets were molded by heating at 170 ° C. for 18 minutes in a mold having a gap of 2.5 mm to obtain a circular flat plate having a diameter of 762 mm and a thickness of 2.5 mm. Using a commercially available groove processing machine, concentric grooves having a pitch of 2.0 mm, a groove width of 0.5 mm, and a depth of 1.0 mm were formed to obtain a polishing layer.
さらに溝の無い側に、研磨層の外形と同じ形状(円形)の、接着層としての積水化学工業社製両面テープ、商品名#5673JX(接着強度、10N/25mm)を貼り付けて、(A−1)を得た。 Further, a double-sided tape manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd. as an adhesive layer, product name # 5673JX (adhesive strength, 10 N / 25 mm) having the same shape (circular shape) as the outer shape of the polishing layer is attached to the side having no groove, -1) was obtained.
この(A−1)の両面テープ層の中央部を中心とした直径6cmの円状の中央領域を除去することにより貫通孔を形成して化学機械研磨パッド(A−2)を得た。 A through-hole was formed by removing a circular central region having a diameter of 6 cm centered on the central portion of the double-sided tape layer of (A-1) to obtain a chemical mechanical polishing pad (A-2).
また、この化学機械研磨パッド(A−2)の貫通孔のある領域に積水化学工業社製両面テープ、商品名#5604TDX(接着強度、5N/25mm)をさらに貼り付けて化学機械研磨パッド(A−3)を得た。 In addition, a double-sided tape manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd., trade name # 5604TDX (adhesive strength, 5 N / 25 mm) is further attached to the chemical mechanical polishing pad (A-2) in the region having the through holes. -3) was obtained.
また、上記研磨層の溝の無い側に、さらに市販の溝加工機を用いて、ピッチ2.0mm、溝幅0.5mm、深さ0.5mmの同心円状の溝を形成したあと、さらに接着層としての積水化学工業社製両面テープ、商品名#5673JX(接着強度、10N/25mm)を貼り付けて、(D−1)を得た。 Further, a concentric groove having a pitch of 2.0 mm, a groove width of 0.5 mm, and a depth of 0.5 mm is formed on the side of the polishing layer having no groove using a commercially available groove processing machine, and then further bonded. Sekisui Chemical Co., Ltd. double-sided tape as a layer, product name # 5673JX (adhesive strength, 10 N / 25 mm) was applied to obtain (D-1).
4.2.化学機械研磨パッド(B)、(C)の製造(実験例2,3)
「4.1.化学機械研磨パッド(A)の製造」における各原料の種類及び使用量を表1のとおりとした他は、「4.1.化学機械研磨パッド(A)の製造」と同様にして実施した。実験例2においては化学機械研磨パッド(B−1〜3)が得られ、実験例3においては化学機械研磨パッド(C−1〜3)が得られた。4.2. Production of chemical mechanical polishing pads (B) and (C) (Experimental Examples 2 and 3)
Same as “4.1. Manufacture of chemical mechanical polishing pad (A)” except that the types and amounts used of each raw material in “4.1. Production of chemical mechanical polishing pad (A)” are as shown in Table 1. Was carried out. In Experimental Example 2, chemical mechanical polishing pads (B-1 to 3) were obtained, and in Experimental Example 3, chemical mechanical polishing pads (C-1 to 3) were obtained.
ただし、表1において使用した略称は、それぞれ以下を表す。また、表1における数値は質量部である。 However, the abbreviations used in Table 1 represent the following, respectively. Moreover, the numerical value in Table 1 is a mass part.
RB830:1,2−ポリブタジエン(JSR(株)製、商品名「JSR RB830」)
HF55:ポリスチレン(PSジャパン(株)製、商品名「HF55」)
β−CD:β−シクロデキストリン((株)横浜国際バイオ研究所製、商品名「デキシーパールβ−40」、平均粒径15μm)
D40:日本油脂(株)製、商品名「パークミルD40」、ジクミルパーオキシドを40質量%含有する。RB830: 1,2-polybutadiene (manufactured by JSR Corporation, trade name “JSR RB830”)
HF55: Polystyrene (manufactured by PS Japan Ltd., trade name “HF55”)
β-CD: β-cyclodextrin (manufactured by Yokohama International Bio-Laboratory Co., Ltd., trade name “Dexy Pearl β-40”, average particle size 15 μm)
D40: Nippon Oil & Fat Co., Ltd., trade name “Park Mill D40”, containing 40% by mass of dicumyl peroxide.
なお、化学機械研磨パッド(A−2)、(B−2)、(C−2)においては、接着層が貫通孔を有するものであり、化学機械研磨パッド(A−1)、(B−1)、(C−1)においては、貫通孔を有しないものである。 In the chemical mechanical polishing pads (A-2), (B-2), and (C-2), the adhesive layer has through holes, and the chemical mechanical polishing pads (A-1), (B- 1) and (C-1) do not have through holes.
4.3.化学機械研磨工程
4.1.および4.2.において製造した化学機械研摩パッドを、化学機械研磨装置「Reflexion―LK」(Applied Materials社製)の定盤上に装着し、P−TEOSブランケットウェハを化学機械研磨した。化学機械研磨の条件は以下のとおりである。4.3. Chemical mechanical polishing process 4.1. And 4.2. The chemical mechanical polishing pad manufactured in 1 was mounted on a surface plate of a chemical mechanical polishing apparatus “Reflexion-LK” (manufactured by Applied Materials), and the P-TEOS blanket wafer was subjected to chemical mechanical polishing. The conditions for chemical mechanical polishing are as follows.
化学機械研磨用水系分散体:JSR株式会社製シリカ砥粒含有スラリー、CMS−1101
水系分散体供給量:300mL/分
定盤回転数:63rpm
ヘッド回転数:60rpm
ヘッド押しつけ圧
リテナーリング圧:8psi
メンブレン圧:4.0psi
研磨時間:60秒Aqueous dispersion for chemical mechanical polishing: Silica abrasive-containing slurry manufactured by JSR Corporation, CMS-1101
Aqueous dispersion supply amount: 300 mL / min Plate rotation speed: 63 rpm
Head rotation speed: 60rpm
Head pressing pressure Retainer ring pressure: 8 psi
Membrane pressure: 4.0 psi
Polishing time: 60 seconds
4.4.評価
化学機械研磨後における化学機械研磨パッドの外観の評価を行った。評価結果を表2に示す。4.4. Evaluation The appearance of the chemical mechanical polishing pad after chemical mechanical polishing was evaluated. The evaluation results are shown in Table 2.
表2に示すように、化学機械研磨パッド(A−2)、(B−2)、(C−2)、(A−3)については、300枚で検討を終えたが研磨溝は全くダメージを受けておらず、研磨装置定盤への接着状態も良好で、さらに研磨を続けることが可能であった。また、(B−3)、(C−3)についても比較例に対して溝の耐久性が向上した。これらの結果から、パッド裏面中央部を含む中央領域に貫通孔または低接着強度の接着層を形成することにより、研磨ヘッドからかかる過負荷を緩和し、過負荷によって研磨溝へ与えるダメージを防ぐことができることが認められた。 As shown in Table 2, the chemical mechanical polishing pads (A-2), (B-2), (C-2), and (A-3) have been studied with 300 sheets, but the polishing grooves are completely damaged. In addition, the state of adhesion to the polishing apparatus surface plate was good, and it was possible to continue polishing. Moreover, the durability of the groove was improved with respect to (B-3) and (C-3) as compared with the comparative example. From these results, by forming a through-hole or low adhesion strength adhesive layer in the central area including the center of the back side of the pad, the overload applied from the polishing head is alleviated and damage to the polishing groove due to overload is prevented. It was recognized that
これに対し、化学機械研磨パッド(A−1)、(B−1)、(C−1)については、研磨溝欠損が発生し、研磨を続けることができなかった。また、化学機械研磨パッド(D−1)については、20枚研磨後に研磨溝欠損は発生しなかったが、研磨機定盤からパッドが剥がれてしまい、研磨作業を続行することができなかった。これは研磨層の裏面に溝があるため押し付け圧に対するパッドの変形が、溝のない研磨パッドに比べて大きくなり、接着層にかかる応力が大きくなるためと推測される。 On the other hand, with respect to the chemical mechanical polishing pads (A-1), (B-1), and (C-1), polishing groove defects occurred and polishing could not be continued. Further, with respect to the chemical mechanical polishing pad (D-1), no polishing groove defect occurred after polishing 20 sheets, but the pad was peeled off from the polishing machine surface plate, and the polishing operation could not be continued. This is presumed to be because the groove on the back surface of the polishing layer causes the deformation of the pad against the pressing pressure to be larger than that of the polishing pad without the groove, and the stress applied to the adhesive layer increases.
以上のことから本発明によって、研磨層のダメージを抑制することができ、製品寿命が長い化学機械研磨パッドが提供されることが可能になった。 From the above, according to the present invention, it is possible to provide a chemical mechanical polishing pad that can suppress damage to the polishing layer and has a long product life.
4.5.化学機械研磨パッド(E)の製造(実験例4)
1,2−ポリブタジエン(JSR(株)製、商品名「JSR RB830」)を72.2質量部に及びβ−シクロデキストリン((株)横浜国際バイオ研究所製、商品名「デキシーパールβ−100」、平均粒径20μm)27.2質量部を、160℃に調温されたルーダーにより60rpmで2分混練した。次いで、「パークミルD40」(商品名、日本油脂(株)製。ジクミルパーオキシドを40質量%含有する。)を0.722質量部(1,2−ポリブタジエン100質量部あたりのジクミルパーオキシド量に換算して、0.4質量部に相当する。)を加え、更に120℃にて60pmで2分混練し、化学機械研磨パッド用組成物のペレットを得た。4.5. Production of chemical mechanical polishing pad (E) (Experimental Example 4)
1,2-polybutadiene (manufactured by JSR Corporation, trade name “JSR RB830”) in 72.2 parts by mass and β-cyclodextrin (manufactured by Yokohama Kokusai Bio Laboratory Co., Ltd., trade name “Dexy Pearl β-100” 27.2 parts by mass of an average particle diameter of 20 μm) was kneaded at 60 rpm for 2 minutes with a rudder adjusted to 160 ° C. Next, 0.722 parts by weight (dicumyl peroxide per 100 parts by weight of 1,2-polybutadiene) was obtained from “Park Mill D40” (trade name, manufactured by NOF Corporation, containing 40% by weight of dicumyl peroxide). In terms of amount, it corresponds to 0.4 parts by mass.) Was further kneaded at 120 pm at 60 pm for 2 minutes to obtain chemical mechanical polishing pad composition pellets.
このペレットを、下盤の一部に鏡面の凸部(長径59mm×短径21mm×高さ0.6mm、円形であるパッド外形の中心から100mmのところに凸部の中心が位置し、凸部の中心を通り、長径を構成する辺と平行な直線が、円形であるパッド外形の直径方向と平行である。)を有する金型内において170℃にて18分間加熱し、架橋させて直径600mm、厚さ2.5mm、裏面(非研磨面)の一部が薄肉化された円盤状の成形体を得た。次いで、市販の切削加工機を用いて、上記成形体の研磨面側にピッチ2.0mm、溝幅0.5mm、深さ1.0mmの同心円状の溝を形成して研磨層を得た。 The pellet has a mirror-like convex part (long diameter 59 mm × short diameter 21 mm × height 0.6 mm, the center of the convex part is located 100 mm from the center of the circular pad outer shape, The straight line parallel to the side constituting the major axis is parallel to the diameter direction of the circular pad outer shape.) Is heated at 170 ° C. for 18 minutes and crosslinked to have a diameter of 600 mm. A disc-shaped molded body having a thickness of 2.5 mm and a part of the back surface (non-polished surface) thinned was obtained. Next, using a commercially available cutting machine, concentric grooves having a pitch of 2.0 mm, a groove width of 0.5 mm, and a depth of 1.0 mm were formed on the polished surface side of the molded body to obtain a polishing layer.
その後、研磨層の非研磨面に、図5で例示したように中心部から周辺部へと向かう方向に放射直線状の幅0.5mm、16本の貫通孔(粘着剤が塗布されていない部分)を有する粘着シート(積水化学工業社製両面テープ、テープ厚み120μm)を非研磨面に貼り付けた。これにより貫通孔の面積が非研磨面の全面積の0.85%を占める化学機械研磨パッド(E)を作成した。 Thereafter, on the non-polished surface of the polishing layer, as shown in FIG. 5, a radial straight width of 0.5 mm and 16 through-holes (portions where no adhesive is applied) in the direction from the center to the periphery. ) (Sekisui Chemical Co., Ltd. double-sided tape, tape thickness 120 μm) was attached to the non-polished surface. This produced a chemical mechanical polishing pad (E) in which the area of the through holes accounted for 0.85% of the total area of the non-polished surface.
4.6.化学機械研磨パッド(E)の評価
化学機械研摩パッド(E)を、化学機械研磨装置「EPO112」((株)荏原製作所製)の定盤上に粘着シート面で接着して装着し、パターンなしPETEOS膜(テトラエチルオルトシリケートを原料として、促進条件としてプラズマを利用して化学気相成長法により成膜した酸化シリコン膜である。)を表面に有する直径200mmのウエハを被研磨体として、以下の条件で化学機械研磨した。4.6. Evaluation of chemical mechanical polishing pad (E) Chemical mechanical polishing pad (E) is attached to the surface plate of chemical mechanical polishing equipment "EPO112" (manufactured by Ebara Manufacturing Co., Ltd.) with the adhesive sheet surface, and there is no pattern A wafer having a diameter of 200 mm having a PETEOS film (a silicon oxide film formed by chemical vapor deposition using tetraethylorthosilicate as a raw material and using plasma as an acceleration condition) on a surface as an object to be polished is as follows. Chemical mechanical polishing was performed under the conditions.
化学機械研磨用水系分散体:JSR株式会社製シリカ砥粒含有スラリー、CMS−1101をイオン交換水にて3倍に希釈したもの。 Aqueous dispersion for chemical mechanical polishing: Silica abrasive-containing slurry manufactured by JSR Corporation, CMS-1101 diluted with ion-exchanged water three times.
水系分散体供給量:200mL/分
定盤回転数:70rpm
ヘッド回転数:63rpm
ヘッド押しつけ圧
リテナーリング圧:8psi
メンブレン圧:4.0psi
研磨時間:120秒
研磨後の研磨速度、面内均一性及びスクラッチ数は、以下のようにして測定した。Aqueous dispersion supply amount: 200 mL / min Plate rotation speed: 70 rpm
Head rotation speed: 63rpm
Head pressing pressure Retainer ring pressure: 8 psi
Membrane pressure: 4.0 psi
Polishing time: 120 seconds The polishing rate, in-plane uniformity and the number of scratches after polishing were measured as follows.
ウエハの端部から10mm内側に入った点から直径方向に3.75mm間隔でとった49点につき、光学式膜厚計により研磨前後の膜厚を測定し、これら49点における研磨前後の膜厚差の平均値を研磨速度とし、これら49点における膜厚差を下記式に従って計算した結果を面内均一性とした。
The film thickness before and after polishing was measured with an optical film thickness meter at 49 points taken at an interval of 3.75 mm in the diameter direction from the
面内均一性=(膜厚差の標準偏差)÷(膜厚差の平均値)×100(%)
またスクラッチは研磨後のウエハ被研磨面の全面につき、ウエハ欠陥検査装置(KLA−Tencor社製、型式「KLA2351」を使用して、生成したスクラッチの全数を計測した。In-plane uniformity = (standard deviation of film thickness difference) / (average value of film thickness difference) x 100 (%)
In addition, the number of scratches generated was measured using a wafer defect inspection apparatus (model “KLA2351” manufactured by KLA-Tencor, Inc.) for the entire surface of the polished wafer after polishing.
上記の化学機械研磨において、研磨速度は200nm/分であり、面内均一性は2.1%であった。また連続して850枚研磨後も研磨速度、面内均一性に有意の差は認められず、優れた研磨性能と耐久性を維持することがわかった。 In the chemical mechanical polishing described above, the polishing rate was 200 nm / min, and the in-plane uniformity was 2.1%. In addition, no significant difference was observed in the polishing rate and in-plane uniformity even after polishing 850 sheets continuously, and it was found that excellent polishing performance and durability were maintained.
4.7.化学機械研磨パッド(F)の製造および評価(実験例5)
「4.5.化学機械研磨パッド(E)の製造」と同様にして研磨層を形成し、当該研磨層の非研磨面に、図6で例示したように幅15mmで間隔5mmの同心円状に貫通孔を有する両面粘着シート(積水化学社製、(JAXON)、テープ厚み160μm)を貼り付けて化学機械研磨パッド(F)を作成した。化学機械研磨パッド(F)において、貫通孔の面積は、非研磨面の全面積の5.1%を占めていた。4.7. Production and evaluation of chemical mechanical polishing pad (F) (Experimental Example 5)
A polishing layer is formed in the same manner as in “4.5. Production of Chemical Mechanical Polishing Pad (E)”, and concentrically with a width of 15 mm and an interval of 5 mm as illustrated in FIG. 6 on the non-polished surface of the polishing layer. A chemical mechanical polishing pad (F) was prepared by attaching a double-sided pressure-sensitive adhesive sheet having a through hole (Sekisui Chemical Co., Ltd., (JAXON), tape thickness 160 μm). In the chemical mechanical polishing pad (F), the area of the through hole accounted for 5.1% of the total area of the non-polished surface.
次いで、「4.6.化学機械研磨パッド(E)の評価」と同様にして、化学機械研磨パッド(F)を評価した。研磨速度は186nm/分であり、面内均一性は2.3%であった。また700枚研磨後も研磨速度、面内均一性に有意の差は認められず、優れた研磨性能と耐久性を維持することがわかった。 Subsequently, the chemical mechanical polishing pad (F) was evaluated in the same manner as in “4.6. Evaluation of chemical mechanical polishing pad (E)”. The polishing rate was 186 nm / min, and the in-plane uniformity was 2.3%. Further, no significant difference was observed in the polishing rate and in-plane uniformity even after polishing 700 sheets, and it was found that excellent polishing performance and durability were maintained.
4.8.化学機械研磨パッド(G)の製造および評価(実験例6)
「4.5.化学機械研磨パッド(E)の製造」と同様にして研磨層を形成し、当該研磨層の非研磨面に、図7で例示したように幅15mmで間隔5mmの平行線状に貫通孔を有する両面粘着シート(積水化学社製、(JAXON)、テープ厚み170μm)を貼り付けて化学機械研磨パッド(G)を作成した。化学機械研磨パッド(G)において、貫通孔の面積は、非研磨面の全面積の5.1%を占めていた。4.8. Production and evaluation of chemical mechanical polishing pad (G) (Experimental Example 6)
A polishing layer is formed in the same manner as in “4.5. Production of chemical mechanical polishing pad (E)”, and parallel lines with a width of 15 mm and an interval of 5 mm are formed on the non-polished surface of the polishing layer as illustrated in FIG. A double-sided pressure-sensitive adhesive sheet having a through hole (Sekisui Chemical Co., Ltd., (JAXON), tape thickness: 170 μm) was attached to create a chemical mechanical polishing pad (G). In the chemical mechanical polishing pad (G), the area of the through hole accounted for 5.1% of the total area of the non-polished surface.
次いで、「4.6.化学機械研磨パッド(E)の評価」と同様にして、化学機械研磨パッド(G)を評価した。研磨速度は198nm/分であり、面内均一性は1.8%であった。また730枚研磨後も研磨速度、面内均一性に有意の差は認められず、優れた研磨性能と耐久性を維持することがわかった。 Subsequently, the chemical mechanical polishing pad (G) was evaluated in the same manner as in “4.6. Evaluation of Chemical Mechanical Polishing Pad (E)”. The polishing rate was 198 nm / min, and the in-plane uniformity was 1.8%. In addition, no significant difference was observed in the polishing rate and in-plane uniformity even after polishing 730 sheets, indicating that excellent polishing performance and durability were maintained.
本実施の形態に係る説明は以上である。本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、さらなる種々の変形が可能である。たとえば、両面テープではなく液状の接着剤を研磨層の被研磨面に塗布することにより、研磨層を研磨装置定盤に固定することができる。この場合も中央部に接着層のない領域(貫通孔)を作成することにより本願発明の効果を発現させることが可能となる。 This completes the description of the present embodiment. The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made. For example, it is possible to fix the polishing layer to the polishing apparatus surface plate by applying a liquid adhesive instead of the double-sided tape to the surface to be polished of the polishing layer. In this case as well, the effect of the present invention can be exhibited by creating a region (through hole) having no adhesive layer at the center.
また本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成(例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び結果が同一の構成)を含む。また、本発明は、実施の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、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又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、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。 Further, the 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 result) 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. Further, the invention includes a configuration in which a known technique is added to the configuration described in the embodiment.
Claims (5)
研磨層と、
前記研磨層と前記研磨装置定盤との間に設けられた接着層と、
を含み、
前記接着層において、前記研磨層の中央部を含む中央領域の接着強度が、他の領域の接着強度より低い、化学機械研磨パッド。A chemical mechanical polishing pad for use by being fixed to a polishing machine surface plate,
A polishing layer;
An adhesive layer provided between the polishing layer and the polishing apparatus surface plate;
Including
In the adhesive layer, a chemical mechanical polishing pad, wherein an adhesive strength of a central region including a central portion of the polishing layer is lower than an adhesive strength of other regions.
前記中央領域の接着強度は、前記他の領域における接着強度の75%以下である、化学機械研磨パッド。In claim 1,
The chemical mechanical polishing pad, wherein the adhesive strength in the central region is 75% or less of the adhesive strength in the other regions.
前記中央領域は、円形状である、化学機械研磨パッド。In claim 1 or 2,
The chemical mechanical polishing pad, wherein the central region is circular.
前記接着層は、前記中央領域に貫通孔を有する、化学機械研磨パッド。In any of claims 1 to 3,
The adhesive layer is a chemical mechanical polishing pad having a through hole in the central region.
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