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JP2005131720A - Method of manufacturing polishing pad - Google Patents

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JP2005131720A
JP2005131720A JP2003368528A JP2003368528A JP2005131720A JP 2005131720 A JP2005131720 A JP 2005131720A JP 2003368528 A JP2003368528 A JP 2003368528A JP 2003368528 A JP2003368528 A JP 2003368528A JP 2005131720 A JP2005131720 A JP 2005131720A
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JP
Japan
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polishing
layer
polishing pad
polishing layer
mpa
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Withdrawn
Application number
JP2003368528A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tsutomu Kobayashi
勉 小林
Masami Ota
雅巳 太田
Kunitaka Jiyou
邦恭 城
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by Toray Industries Inc filed Critical Toray Industries Inc
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Publication of JP2005131720A publication Critical patent/JP2005131720A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method of a polishing pad, efficiently workable in a state of sticking a polishing layer and a cushion layer, superior in grooving accuracy and thickness accuracy, and revealing a superior polishing characteristic. <P>SOLUTION: This polishing pad includes the polishing layer and the cushion layer, and grooves the polishing layer in a state of sticking the cushion layer composed of unfoamed elastomer to the polishing layer. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は研磨パッドの製造方法に関するものである。特に、シリコンなど半導体基板上に形成される絶縁層の表面や金属配線の表面を機械的に平坦化する工程に好適に利用できる研磨パッドの製造方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a polishing pad. In particular, the present invention relates to a method of manufacturing a polishing pad that can be suitably used for a process of mechanically flattening the surface of an insulating layer formed on a semiconductor substrate such as silicon or the surface of a metal wiring.

半導体デバイスが高密度化するにつれ、多層配線と、これに伴う層間絶縁膜形成や、プラグ、ダマシンなどの電極形成等の技術が重要度を増している。これらは光リソグラフィ技術を応用して形成されるが、その加工精度を確保するために、これら層間絶縁膜や電極の金属膜の平坦化プロセスの重要度は増している。この平坦化プロセスのための効率的な技術として、CMP(Chemical Mechanical Polishing)と呼ばれる研磨技術が普及してきている。これは被加工物を回転する弾性パッドに押しつけ、相対運動を行わせながら、研磨剤であるスラリーを供給し、被加工物表面の凹凸の凸の部分を研磨パッドで優先的に研磨する方法である。   As the density of semiconductor devices increases, the importance of multilayer wiring and the accompanying interlayer insulation film formation, electrode formation of plugs, damascene, and the like is increasing. These are formed by applying an optical lithography technique, but in order to ensure the processing accuracy, the importance of the flattening process of these interlayer insulating films and electrode metal films is increasing. As an efficient technique for this planarization process, a polishing technique called CMP (Chemical Mechanical Polishing) has become widespread. This is a method in which the workpiece is pressed against the rotating elastic pad, and the slurry, which is an abrasive, is supplied while performing relative motion, and the uneven surface of the workpiece surface is preferentially polished with the polishing pad. is there.

ところで、現在一般的に使用されている研磨パッドは、平坦化と被加工物全面に対して均一な研磨量とを両立させるため、被加工物をスラリ−を介して研磨するための研磨層と、半導体ウエハのうねりに追随するためのクッション層との二層構造を有しているものが多い(例えば、特許文献1)。   By the way, a polishing pad generally used at present is a polishing layer for polishing a workpiece through a slurry in order to achieve both flattening and a uniform polishing amount over the entire workpiece. Many of them have a two-layer structure with a cushion layer for following the undulation of a semiconductor wafer (for example, Patent Document 1).

このような、広く使用されている二層パッドの具体例として、不織布にポリウレタン溶液を含浸した後湿式製膜して得られた湿式発泡ポリウレタンをクッション層として使用した、ロデール社製研磨パッド“IC−1000/Suba400”(商品名)が知られている。   As a specific example of such a widely used two-layer pad, a polishing pad “IC manufactured by Rodel Co., Ltd.” using a wet foamed polyurethane obtained by impregnating a polyurethane solution into a nonwoven fabric and then wet-forming it as a cushion layer. -1000 / Suba400 "(trade name) is known.

また、研磨層には研磨パッドの研磨層表面には被加工物と研磨層の間へのスラリーの供給や過剰に供給されたスラリーの排出の役目の他、加工中に発生した屑の排出等の役目のため、格子状、同心円上、螺旋状等の溝が形成される。   In addition, the polishing layer has a polishing pad surface that supplies slurry between the workpiece and the polishing layer and discharges excess slurry, and also discharges waste generated during processing. Therefore, grooves such as a lattice, a concentric circle, and a spiral are formed.

本発明者らは、このような公知の研磨パッドについて、研磨層表面への溝加工を試みたところ、溝加工を行う工具が研磨層表面に触れたときに研磨パッドの厚み方向に圧縮応力が働き、体積弾性率の小さなクッション層は圧縮変形し、研磨パッドの厚みが変化し、希望する寸法の溝が得られなかったり、溝の深さが部分的に異なるといった現象を生じることを認めた。   The inventors of the present invention have tried grooving on the surface of the polishing layer with respect to such a known polishing pad. When a tool for grooving touches the surface of the polishing layer, compressive stress is applied in the thickness direction of the polishing pad. It was confirmed that the cushion layer with a small volume modulus was compressed and deformed, the thickness of the polishing pad was changed, and a groove with the desired dimension could not be obtained or the groove depth was partially different. .

このような変形を伴わない溝加工を行うには、予め研磨層に溝加工を施し、クッション層に貼り合わせることが考えられる(特許文献2)。しかし、研磨層に溝加工を施した後、クッション層に貼り合わせる方法では、溝加工によって生じた加工屑が研磨層とクッション層の間に入り込んだり、貼り合わせ時において溝のないところでは押しつけ圧力が充分にかかるのに対して、溝のあるところでは押しつけ圧力が充分にかからないため、研磨層とクッション層の間に空気が噛み混んだりし、研磨パッドの厚みにムラが生じてしまい、本来平坦化のために用いるものであるところ係る厚み斑では十分な研磨特性を得難い。研磨層とクッション層の貼り合わせ工程前に、加工屑の除去工程を入れることも考えられるが、工程数が増えるため経済性の面で好ましくない。   In order to perform grooving without such deformation, it is conceivable to perform grooving on the polishing layer in advance and bond it to the cushion layer (Patent Document 2). However, in the method of applying a groove process to the polishing layer and then bonding it to the cushion layer, the processing waste generated by the groove process enters between the polishing layer and the cushion layer, or the pressure is applied where there is no groove at the time of bonding. However, since the pressing pressure is not sufficiently applied where there is a groove, air is caught between the polishing layer and the cushion layer, resulting in unevenness in the thickness of the polishing pad, which is essentially flat. It is difficult to obtain a sufficient polishing characteristic with the thickness spots used for the purpose of making the film. Although it is conceivable to include a process waste removal step before the step of bonding the polishing layer and the cushion layer, the number of steps increases, which is not preferable in terms of economy.

すなわち、研磨パッドに要求される特性の代表的なものに、被加工物表面の凹凸の凸の部分を優先的に研磨し、良好な平坦化が得られること、被加工物のうねりに追随して被加工物全体に渡って均一に研磨できること(ユニフォーミティ)、被加工物の表面に研磨によってスクラッチ、ダスト等の表面欠陥を生じさせないこと等が挙げられるが、適切な圧力をかけて研磨を行ったとき、研磨パッドに厚みムラがあると、局所的に厚くなっている部分に圧力が集中し、平坦性やユニフォーミティに影響が出たり、スクラッチ、ダスト等の表面欠陥が生じる原因となってしまうため、平坦性、ユニフォーミティの良好な安定性の実現や表面欠陥を抑えることとなる。つまり、研磨パッド自体の厚みにばらつきがないことが非常に重要である。   In other words, the typical characteristics required for the polishing pad are preferentially polished on the uneven surface of the workpiece surface, resulting in good flatness, and following the undulation of the workpiece. Can be uniformly polished over the entire workpiece (uniformity), and surface defects such as scratches and dust are not caused by polishing on the surface of the workpiece. If the polishing pad has uneven thickness, the pressure concentrates on the locally thickened part, affecting the flatness and uniformity, and causing surface defects such as scratches and dust. Therefore, it is possible to achieve good stability of flatness and uniformity and to suppress surface defects. That is, it is very important that there is no variation in the thickness of the polishing pad itself.

また、研磨層に施した溝は研磨パッドの弾性特性に大きく影響を与えるため、溝深さにばらつきがあると、研磨パッドの弾性特性にもばらつきが生じ、その結果、平坦性やユニフォーミティにもばらつきが生じてしまったり、不均一な圧力によりスクラッチやダスト等の表面欠陥が生じてしまう。
特開平6−21028号公報 特開2000−232082号公報
In addition, since the groove formed in the polishing layer greatly affects the elastic characteristics of the polishing pad, if the groove depth varies, the elastic characteristics of the polishing pad also vary, resulting in flatness and uniformity. Variation may occur, or surface defects such as scratches and dust may occur due to uneven pressure.
JP-A-6-21028 JP 2000-238202 A

本発明の課題とするところは、研磨層とクッション層を貼り合わせた状態で効率よく溝加工を行え、かつ厚み精度、溝加工精度に優れており、良好な研磨特性を発現する研磨パッドの製造方法を提供することである。   The object of the present invention is to produce a polishing pad that can efficiently perform grooving while the polishing layer and the cushion layer are bonded together, and is excellent in thickness accuracy and grooving accuracy, and exhibits good polishing characteristics. Is to provide a method.

上記課題解決のために、本発明は以下の構成からなる。すなわち、
(1)研磨層と無発泡エラストマーからなるクッション層とが貼合わされた状態で研磨層の溝加工を行うことを特徴とする研磨パッドの製造方法、
(2)前記クッション層の体積弾性率が40MPa以上であり、かつ引張弾性率が0.1MPa以上、20MPa以下であることを特徴とする前記(1)記載の研磨パッドの製造方法、である。
In order to solve the above problems, the present invention has the following configuration. That is,
(1) A method for producing a polishing pad, characterized by performing groove processing of the polishing layer in a state where the polishing layer and a cushion layer made of a non-foamed elastomer are bonded together,
(2) The method for producing a polishing pad according to (1), wherein the cushion layer has a volume modulus of elasticity of 40 MPa or more and a tensile modulus of 0.1 MPa or more and 20 MPa or less.

本発明により、効率よく加工ができ、かつ溝加工精度および厚み精度に優れ、研磨特性の安定した研磨パッドを提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a polishing pad that can be efficiently processed, has excellent groove processing accuracy and thickness accuracy, and has stable polishing characteristics.

本発明の研磨パッドの製造方法においては、クッション層として無発泡エラストマーを使用することが必要である。無発泡エラストマーとは発泡構造を有さない弾性体であり、例えば、オレフィン系熱可塑性エラストマー、スチレン系熱可塑性エラストマー、塩化ビニル系熱可塑性エラストマー、エステル系熱可塑性エラストマー、ウレタン系熱可塑性エラストマー、アミド系熱可塑性エラストマー等の熱可塑性エラストマーや、天然ゴム、ニトリルゴム、ネオプレンゴム、ポリブタジエンゴム、ポリウレタンゴム、シリコンゴム等のゴム弾性体があげられる。現在、クッション層として一般的に使われている発泡体に比べ、圧縮変形量の小さい無発泡エラストマーを使用することにより、クッション層を貼り合わせた研磨層表面へ溝加工するときに、研磨パッドの変形量を最小限に抑えることができ、精度の高い溝加工が可能となる。クッション層として発泡構造を有する素材を使用すると、研磨層表面に溝を加工するとき該クッション層が圧縮変形しやすく、精度の高い溝が形成できなくなる。さらに、発泡構造が不均一であると部分的に変形量が異なり、よりいっそう溝の精度が低下してしまうので好ましくない。   In the manufacturing method of the polishing pad of the present invention, it is necessary to use a non-foamed elastomer as a cushion layer. Non-foamed elastomer is an elastic body that does not have a foamed structure. For example, olefin-based thermoplastic elastomer, styrene-based thermoplastic elastomer, vinyl chloride-based thermoplastic elastomer, ester-based thermoplastic elastomer, urethane-based thermoplastic elastomer, amide Examples thereof include thermoplastic elastomers such as thermoplastic elastomers, and rubber elastic bodies such as natural rubber, nitrile rubber, neoprene rubber, polybutadiene rubber, polyurethane rubber, and silicon rubber. By using non-foamed elastomer with a small amount of compressive deformation compared to the foam generally used as a cushion layer at present, when polishing the surface of the polishing layer to which the cushion layer is bonded, the polishing pad The amount of deformation can be minimized and highly accurate groove processing is possible. When a material having a foam structure is used as the cushion layer, when the groove is processed on the surface of the polishing layer, the cushion layer is easily compressed and deformed, and a highly accurate groove cannot be formed. Furthermore, if the foam structure is not uniform, the amount of deformation is partially different, and the accuracy of the groove is further lowered, which is not preferable.

また、研磨特性の観点から、クッション層は、その体積弾性率が40MPa以上でかつ引張弾性率が0.1MPa以上、20MPa以下であることがこのましい。さらに好ましくは、クッション層の体積弾性率が60MPa以上、さらに好ましくは90MPa以上であり、好ましい引張弾性率は、0.5MPa以上、18MPa以下、さらに好ましい引張弾性率は5MPa以上、15MPa以下である。体積弾性率とは、あらかじめ体積を測定した被測定物に等方的な圧力を加えて、その体積変化を測定し、以下の式で求められる。   From the viewpoint of polishing characteristics, the cushion layer preferably has a bulk modulus of 40 MPa or more and a tensile modulus of 0.1 MPa or more and 20 MPa or less. More preferably, the volume modulus of elasticity of the cushion layer is 60 MPa or more, more preferably 90 MPa or more, a preferred tensile modulus is 0.5 MPa or more and 18 MPa or less, and a more preferred tensile modulus is 5 MPa or more and 15 MPa or less. The volume modulus is obtained by the following equation by applying an isotropic pressure to a measured object whose volume has been measured in advance and measuring the volume change.

体積弾性率=印加圧力/(体積変化量/被測定物の元の体積)
例えば、元の体積が1cm3であり、これに等方的に印加圧力を0.07MPaかけたときの体積変化が0.00005cm3であれば、体積弾性率は1400MPaである。体積弾性率は、液面計のついた容器に25℃の水を入れておき、該容器内水中に体積が1cm3である試料を浸漬する。次いで水および試料の入った該容器を密閉容器内に入れ、該密閉容器内を窒素ガスにて加圧する。測定圧力として0.03MPaから0.14MPaまでの範囲で圧力を加えたときの試料の体積変化を液面変化から読みとる方法によって求められる。この体積弾性率の上限としては特に制限はないが、クッション性を十分に確保する上では、300MPa以下程度が実用的である。
Volume modulus = applied pressure / (volume change / original volume of measured object)
For example, if the original volume is 1 cm 3 and the volume change when the applied pressure is isotropically applied to 0.07 MPa is 0.00005 cm 3 , the bulk modulus is 1400 MPa. For the volume modulus, water at 25 ° C. is placed in a container equipped with a level gauge, and a sample having a volume of 1 cm 3 is immersed in the water in the container. Next, the container containing water and the sample is placed in a sealed container, and the inside of the sealed container is pressurized with nitrogen gas. The measurement pressure is obtained by a method of reading the volume change of the sample when the pressure is applied in the range from 0.03 MPa to 0.14 MPa from the liquid level change. Although there is no restriction | limiting in particular as an upper limit of this volume elastic modulus, About 300 Mpa or less is practical in order to fully ensure cushioning properties.

また、引張弾性率は、クッション層をダンベル形状にして引張応力を加え、引張歪み(=引張長さ変化/試料の元の長さ)が0.01から0.03までの範囲で引張応力を測定し、以下の式で求められる。   In addition, the tensile elastic modulus is obtained by applying a tensile stress to the cushion layer with a dumbbell shape, and a tensile strain (= tensile length change / original length of the sample) in the range of 0.01 to 0.03. Measured and calculated by the following formula.

引張弾性率=((引張歪みが0.03時の引張応力)−(引張歪みが0.01時の引張応力))/0.02
測定装置として、テンシロン万能試験機“RTM−100”(オリエンテック社製)などが挙げられる。測定条件としては、試験速度は5cm/分で試験片形状は試験片中央平行部の幅5mmで試料長50mmのダンベル形状である。
Tensile modulus = ((tensile stress when tensile strain is 0.03) − (tensile stress when tensile strain is 0.01)) / 0.02
Examples of the measuring device include Tensilon universal testing machine “RTM-100” (manufactured by Orientec). As measurement conditions, the test speed is 5 cm / min, and the shape of the test piece is a dumbbell shape having a width of 5 mm at the center of the test piece and a sample length of 50 mm.

クッション層の体積弾性率を好ましく40MPa以上とし、かつ、引張弾性率として0.1MPa以上、20MPa以下とすることにより、半導体基板の研磨に用いた場合に、半導体基板全面の平坦性の均一性(ユニフォーミティ)が非常に良好なものとなる。   When the volume elastic modulus of the cushion layer is preferably set to 40 MPa or more and the tensile elastic modulus is set to 0.1 MPa or more and 20 MPa or less, when used for polishing the semiconductor substrate, the flatness uniformity over the entire surface of the semiconductor substrate ( Uniformity) is very good.

このようなクッション層の具体的な例としては、天然ゴム、ニトリルゴム、ネオプレンゴム、ポリブタジエンゴム、ポリウレタンゴム、シリコンゴムなどの無発泡のエラストマを挙げることができる。   Specific examples of such a cushion layer include non-foamed elastomers such as natural rubber, nitrile rubber, neoprene rubber, polybutadiene rubber, polyurethane rubber, and silicon rubber.

クッション層の好ましい厚みは、0.1〜100mmである。0.1mmより小さい場合は、ユニフォーミティが悪化する傾向がある。また100mmより大きい場合は、グローバル平坦性、ローカル平坦性が損なわれる傾向がある。好ましい厚み範囲は、0.2〜5mmであり、さらに好ましくは0.5〜2mmである。   A preferable thickness of the cushion layer is 0.1 to 100 mm. If it is smaller than 0.1 mm, the uniformity tends to deteriorate. Moreover, when larger than 100 mm, there exists a tendency for global flatness and local flatness to be impaired. A preferable thickness range is 0.2 to 5 mm, and more preferably 0.5 to 2 mm.

本発明においては、本発明の目的を阻害しない範囲において、研磨層,クッション層以外の他の層が構成されていても構わない。   In the present invention, layers other than the polishing layer and the cushion layer may be formed within a range not impairing the object of the present invention.

研磨層とクッション層の貼り合わせには、両面粘着テープが好ましく用いられる。両面粘着テープの基材としては、たとえば、紙、不織布、布、ガラスクロス、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、塩化ビニル、ポリテトラフルオロエチレン、ポリイミド等の樹脂フィルム、ポリエチレン、ポリウレタン、アクリル等の発泡体、アルミ、銅等の金属箔などを挙げることができる。また、両面粘着テープの粘着剤として、具体的にはゴム系、アクリル系、シリコーン系の各種粘着剤を挙げることができる。また、基材を使用せず、粘着剤のみを均一なフィルム状にしたものも、両面粘着テープとして用い得る。また、両面粘着テープの粘着面の粘着力は、表裏面で同じであっても、異なっていても良い。研磨特性の観点から、基材を使用しない両面粘着テープが好ましく使用される。   A double-sided pressure-sensitive adhesive tape is preferably used for bonding the polishing layer and the cushion layer. Examples of the base material of the double-sided pressure-sensitive adhesive tape include paper, nonwoven fabric, cloth, glass cloth, polyethylene, polypropylene, polyester, vinyl chloride, polytetrafluoroethylene, polyimide and other resin films, polyethylene, polyurethane, acrylic foams, Examples thereof include metal foils such as aluminum and copper. Specific examples of the adhesive for the double-sided adhesive tape include rubber-based, acrylic-based, and silicone-based adhesives. Moreover, what used only the adhesive as the uniform film shape without using a base material can also be used as a double-sided adhesive tape. Moreover, the adhesive force of the adhesive surface of a double-sided adhesive tape may be the same on the front and back, or may differ. From the viewpoint of polishing properties, a double-sided adhesive tape that does not use a substrate is preferably used.

本発明においては、クッション層を貼り合わせた状態で研磨層表面へ溝加工を行うが、溝の加工方法は特に限定されるものではない。具体的には、研磨層表面をルーター等の装置を使用して切削加工することにより溝を形成する方法、研磨層表面に加熱された金型、熱線等を接触させ、接触部を溶解させることにより溝を形成する方法等が挙げられる。また、溝の形状も特に限定されるものではない。具体的には、碁盤目状、スパイラル状、同心円状、ディンプル状等が挙げられる。   In the present invention, the groove processing is performed on the surface of the polishing layer with the cushion layer bonded together, but the processing method of the groove is not particularly limited. Specifically, a method of forming a groove by cutting the surface of the polishing layer using a device such as a router, contacting a heated mold, hot wire, etc. on the surface of the polishing layer to dissolve the contact portion And a method of forming grooves. Further, the shape of the groove is not particularly limited. Specific examples include a grid shape, a spiral shape, a concentric circle shape, and a dimple shape.

研磨層は、研磨レートを高く、ダスト、スクラッチを少なくできる点で発泡構造を有することが好ましい。研磨層の発泡構造の形成方法としては公知の方法が使用できる。例えば、単量体もしくは重合体中に各種発泡剤を配合し、後に加熱等により発泡させる方法、単量体もしくは重合体中に中空のマイクロビーズを分散して硬化させ、マイクロビーズ部分を独立気泡とする方法、溶融した重合体を機械的に撹拌して発泡させた後、冷却硬化させる方法、重合体を溶媒に溶解させた溶液をシート状に成膜した後、重合体に対する貧溶媒中に浸漬し、溶媒のみを抽出する方法、単量体を発泡構造を有するシート状高分子中に含浸させた後、重合硬化させる方法等を挙げることができる。なお、本発明における研磨層の発泡構造は連続気泡、独立気泡のいずれであっても良いが、連続気泡の場合は研磨加工時に研磨剤が研磨層内部に浸透し、硬度、弾性率等の研磨層物性が経時的に変化することで研磨特性が悪化するおそれがあるため、独立気泡の方が好ましい。これらの中でも研磨層の発泡構造の形成や気泡径のコントロールが比較的簡便であり、また研磨層の作製も簡便な点で、単量体を発泡構造を有するシート状高分子中に含浸させた後、重合硬化させる方法が好ましい。   The polishing layer preferably has a foamed structure in that the polishing rate is high and dust and scratches can be reduced. A known method can be used as a method for forming the foam structure of the polishing layer. For example, various foaming agents are blended in the monomer or polymer, followed by foaming by heating or the like, hollow microbeads are dispersed and cured in the monomer or polymer, and the microbead portion is closed cell A method in which a molten polymer is mechanically stirred and foamed, and then cooled and cured, and a solution in which the polymer is dissolved in a solvent is formed into a sheet, and then in a poor solvent for the polymer. Examples include a method of immersing and extracting only the solvent, a method of impregnating a monomer into a sheet-like polymer having a foam structure, and then polymerizing and curing. The foamed structure of the polishing layer in the present invention may be either open-celled or closed-celled. However, in the case of open-celled, the abrasive penetrates into the polishing layer during polishing, and polishing such as hardness and elastic modulus is performed. Closed cells are preferred because the physical properties of the layer may change over time and the polishing characteristics may deteriorate. Among these, the formation of the foam structure of the polishing layer and the control of the bubble diameter are relatively simple, and the monomer is impregnated into the sheet-like polymer having the foam structure in that the preparation of the polishing layer is also simple. Thereafter, a polymerization and curing method is preferred.

前記の発泡構造を有するシート状高分子の材質は、単量体が含浸できるものであれば特に限定されるものではない。具体的にはポリウレタン、ポリウレア、軟質塩化ビニル、天然ゴム、ネオプレンゴム、クロロプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、エチレンプロピレンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム等の各種ゴム等を主成分とした樹脂シートや布、不織布、紙等が挙げられる。また、これらのシート状高分子には、製造される研磨パッドの特性改良を目的として、研磨剤、潤滑剤、帯電防止剤、酸化防止剤、安定剤等の各種添加剤が添加されていても良い。これらの中でも、気泡径が比較的容易にコントールできる点でポリウレタンを主成分とする素材が好ましい。ポリウレタンとは、ポリイソシアネートの重付加反応または重合反応に基づき合成される高分子である。ポリイソシアネートの対象として用いられる化合物は、含活性水素化合物、すなわち、二つ以上のポリヒドロキシ基、あるいはアミノ基含有化合物である。ポリイソシアネートとして、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネートなど挙げることができるがこれに限定されるものではない。ポリヒドロキシ基含有化合物としてはポリオールが代表的であり、ポリエーテルポリオール、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、エポキシ樹脂変性ポリオール、ポリエステルポリオール、アクリルポリオール、ポリブタジエンポリオール、シリコーンポリオール等が挙げられる。硬度、気泡径および発泡倍率によって、ポリイソシアネートとポリオール、および触媒、発泡剤、整泡剤の組み合わせや最適量を決めることが好ましい。   The material of the sheet-like polymer having the foamed structure is not particularly limited as long as the monomer can be impregnated. Specifically, polyurethane, polyurea, soft vinyl chloride, natural rubber, neoprene rubber, chloroprene rubber, butadiene rubber, styrene butadiene rubber, acrylonitrile butadiene rubber, ethylene propylene rubber, silicone rubber, fluoro rubber, etc. Resin sheet, cloth, nonwoven fabric, paper and the like. In addition, these sheet-like polymers may contain various additives such as abrasives, lubricants, antistatic agents, antioxidants, stabilizers and the like for the purpose of improving the characteristics of the polishing pads to be produced. good. Among these, a material mainly composed of polyurethane is preferable in that the bubble diameter can be controlled relatively easily. Polyurethane is a polymer synthesized based on polyisocyanate polyaddition reaction or polymerization reaction. The compound used as the object of the polyisocyanate is an active hydrogen-containing compound, that is, a compound containing two or more polyhydroxy groups or amino groups. Examples of the polyisocyanate include tolylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, naphthalene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, and isophorone diisocyanate, but are not limited thereto. The polyhydroxy group-containing compound is typically a polyol, and examples thereof include polyether polyol, polytetramethylene ether glycol, epoxy resin-modified polyol, polyester polyol, acrylic polyol, polybutadiene polyol, and silicone polyol. It is preferable to determine the combination and optimum amount of polyisocyanate and polyol, catalyst, foaming agent, and foam stabilizer depending on the hardness, the cell diameter and the expansion ratio.

発泡構造を有するシート状高分子の平均気泡径は、使用する単量体およびシート状高分子の種類や、製造される研磨層の特性により定められるべきものであり、一概にはいえないが、例えばポリウレタンを使用する場合は500μm以下であることが、製造される研磨層のグローバル平坦性や半導体基板の局所的凹凸の平坦性であるローカル平坦性といった平坦化特性が良好である点で好ましい。平均気泡径が300μm以下、さらには100μm以下であることがさらに好ましい。なお、平均気泡径とは研磨層断面を倍率200倍でSEM観察し、次に記録されたSEM写真の気泡径を画像処理装置で測定し、その平均値を取ることにより測定した値をいう。   The average cell diameter of the sheet-like polymer having a foam structure should be determined by the type of the monomer and the sheet-like polymer used and the characteristics of the polishing layer to be produced. For example, when polyurethane is used, it is preferably 500 μm or less from the viewpoint of good flattening characteristics such as global flatness of a manufactured polishing layer and local flatness which is flatness of local unevenness of a semiconductor substrate. The average cell diameter is more preferably 300 μm or less, and even more preferably 100 μm or less. The average bubble diameter refers to a value measured by observing a cross section of the polishing layer with a magnification of 200 times, measuring the bubble diameter of the next recorded SEM photograph with an image processing apparatus, and taking the average value.

発泡構造を有するシート状高分子の密度は、使用する単量体およびシート状高分子の種類や、製造される研磨層の特性により定められるべきものであり、一概にはいえないが、例えばポリウレタンを使用する場合は0.5〜1.0g/cm3であることが好ましい。0.5g/cm3より低いと製造される研磨層の曲げ弾性率の低下によりグローバル平坦性が不良になる傾向があり、1.0g/cm3より高いと製造される研磨層の曲げ弾性率の増大によりユニフォーミティが悪化したり、研磨後の半導体基板表面にスクラッチ、ダストが発生しやすい傾向があるため、あまり好ましくない。0.6〜0.9g/cm3であることがさらに好ましい。なお、密度は日本工業規格(JIS)K 7222記載の方法により測定した値をいう。 The density of the sheet-like polymer having a foamed structure should be determined by the type of monomer and sheet-like polymer to be used and the characteristics of the polishing layer to be produced. Is preferably 0.5 to 1.0 g / cm 3 . If it is lower than 0.5 g / cm 3, the global flatness tends to be poor due to a decrease in the bending elastic modulus of the polishing layer to be manufactured, and if it is higher than 1.0 g / cm 3 , the bending elastic modulus of the polishing layer to be manufactured is higher. This is not preferable because the uniformity tends to deteriorate due to the increase in size, and scratches and dust tend to be generated on the polished semiconductor substrate surface. More preferably, it is 0.6 to 0.9 g / cm 3 . The density means a value measured by the method described in Japanese Industrial Standard (JIS) K7222.

単量体は付加重合、重縮合、重付加、付加縮合、開環重合等の重合反応をするものであれば種類は特に限定されるものではない。具体的にはビニル化合物、エポキシ化合物、イソシアネート化合物、ジカルボン酸等が挙げられる。これらの中でも、シート状高分子への含浸、重合が容易な点でビニル化合物が好ましい。具体的にはメチルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルアクリレート、エチルメタクリレート、プロピルアクリレート、プロピルメタクリレート、n−ブチルアクリレート、n−ブチルメタクリレート、イソブチルアクリレート、イソブチルメタクリレート、メチル(α−エチル)アクリレート、エチル(α−エチル)アクリレート、プロピル(α−エチル)アクリレート、ブチル(α−エチル)アクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート、イソデシルメタクリレート、n−ラウリルメタクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、2−ヒドロキシプロピルメタクリレート、2−ヒドロキシブチルメタクリレート、ジメチルアミノエチルメタクリレート、ジエチルアミノエチルメタクリレート、グリシジルメタクリレート、イソボルニルメタクリレート、アクリル酸、メタクリル酸、フマル酸、フマル酸ジメチル、フマル酸ジエチル、フマル酸ジプロピル、マレイン酸、マレイン酸ジメチル、マレイン酸ジエチル、マレイン酸ジプロピル、N−イソプロピルマレイミド、N−シクロヘキシルマレイミド、N−フェニルマレイミド、N、N’−(4、4’−ジフェニルメタン)ビスマレイミド、ビス(3−エチル−5−メチル−4−マレイミドフェニル)メタン、アクリロニトリル、アクリルアミド、塩化ビニル、塩化ビニリデン、スチレン、α−メチルスチレン、ジビニルベンゼン、エチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、テトラエチレングリコールジメタクリレート、アリルメタクリレート等が挙げられる。これらの中でも、アクリル酸、メタクリル酸、メチルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルアクリレート、エチルメタクリレート、プロピルアクリレート、プロピルメタクリレート、n−ブチルアクリレート、n−ブチルメタクリレート、イソブチルアクリレート、イソブチルメタクリレート、メチル(α−エチル)アクリレート、エチル(α−エチル)アクリレート、プロピル(α−エチル)アクリレート、ブチル(α−エチル)アクリレートがシート状高分子への含浸、重合が容易な点で好ましい。なお、これらの単量体は1種であっても2種以上を混合しても良い。また、これらの単量体には、製造される研磨層の特性改良を目的として、研磨剤、潤滑剤、帯電防止剤、酸化防止剤、安定剤等の各種添加剤が添加されていても良い。   The monomer is not particularly limited as long as it undergoes a polymerization reaction such as addition polymerization, polycondensation, polyaddition, addition condensation, and ring-opening polymerization. Specific examples include vinyl compounds, epoxy compounds, isocyanate compounds, dicarboxylic acids and the like. Among these, a vinyl compound is preferable in terms of easy impregnation into a sheet-like polymer and polymerization. Specifically, methyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl acrylate, ethyl methacrylate, propyl acrylate, propyl methacrylate, n-butyl acrylate, n-butyl methacrylate, isobutyl acrylate, isobutyl methacrylate, methyl (α-ethyl) acrylate, ethyl (α- Ethyl) acrylate, propyl (α-ethyl) acrylate, butyl (α-ethyl) acrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, isodecyl methacrylate, n-lauryl methacrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, 2-hydroxypropyl methacrylate, 2-hydroxybutyl Methacrylate, dimethylaminoethyl methacrylate, diethylaminoethyl methacrylate, glycidyl methacrylate , Isobornyl methacrylate, acrylic acid, methacrylic acid, fumaric acid, dimethyl fumarate, diethyl fumarate, dipropyl fumarate, maleic acid, dimethyl maleate, diethyl maleate, dipropyl maleate, N-isopropylmaleimide, N- Cyclohexylmaleimide, N-phenylmaleimide, N, N ′-(4,4′-diphenylmethane) bismaleimide, bis (3-ethyl-5-methyl-4-maleimidophenyl) methane, acrylonitrile, acrylamide, vinyl chloride, vinylidene chloride , Styrene, α-methylstyrene, divinylbenzene, ethylene glycol dimethacrylate, diethylene glycol dimethacrylate, triethylene glycol dimethacrylate, tetraethylene glycol dimethacrylate, Methacrylate, and the like. Among these, acrylic acid, methacrylic acid, methyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl acrylate, ethyl methacrylate, propyl acrylate, propyl methacrylate, n-butyl acrylate, n-butyl methacrylate, isobutyl acrylate, isobutyl methacrylate, methyl (α-ethyl) Acrylate, ethyl (α-ethyl) acrylate, propyl (α-ethyl) acrylate, and butyl (α-ethyl) acrylate are preferable in terms of easy impregnation of the sheet-like polymer and polymerization. In addition, these monomers may be 1 type or may mix 2 or more types. These monomers may be added with various additives such as abrasives, lubricants, antistatic agents, antioxidants and stabilizers for the purpose of improving the properties of the polishing layer to be produced. .

本発明の研磨層に使用される単量体の重合開始剤、硬化剤としては特に限定されるものではなく、単量体の種類に応じて適宜使用することができる。例えば単量体にビニル化合物を使用した場合は、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビス(2、4−ジメチルバレロニトリル)、アゾビスシクロヘキサンカルボニトリル、ベンゾイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、イソプロピルパーオキシジカーボネート等のラジカル開始剤を使用することができる。また、酸化還元系の重合開始剤、例えばパーオキサイドとアミン類の組み合わせを使用することもできる。また、これらの重合開始剤、硬化剤は、1種であっても2種以上を混合しても使用できる。   The monomer polymerization initiator and curing agent used in the polishing layer of the present invention are not particularly limited, and can be appropriately used depending on the type of the monomer. For example, when a vinyl compound is used as a monomer, azobisisobutyronitrile, azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), azobiscyclohexanecarbonitrile, benzoyl peroxide, lauroyl peroxide, isopropyl peroxydicarbonate Can be used. In addition, a redox polymerization initiator, for example, a combination of peroxide and amine can also be used. These polymerization initiators and curing agents can be used singly or in combination of two or more.

また、本発明においては、単量体が入った容器中で、発泡構造を有するシート状高分子に単量体を接触させ、内部に該単量体を含有させて重合・硬化させる方法が採用できる。なお、その際、含浸速度を速める目的で、加熱、加圧、減圧、攪拌、振盪、超音波振動等の処理を施すことも好ましい。   Further, in the present invention, a method is adopted in which a monomer is brought into contact with a sheet-like polymer having a foam structure in a container containing the monomer, and the monomer is contained therein to be polymerized and cured. it can. In this case, it is also preferable to perform treatments such as heating, pressurization, decompression, stirring, shaking, and ultrasonic vibration for the purpose of increasing the impregnation rate.

発泡構造を有するシート状高分子中への単量体の含浸量は、使用する単量体およびシート状高分子の種類や、製造される研磨層の特性により定められるべきものであり、一概にはいえないが、例えば単量体としてメチルメタクリレート、シート状高分子としてポリウレタンを使用した場合においては、重合硬化物中の単量体から重合される重合体とポリウレタンの含有比率が重量比で40/60〜70/30であることが好ましい。単量体混合物から得られる重合体の含有比率が重量比で40に満たない場合は、硬度、曲げ弾性率の低下により平坦化特性が不良になる傾向があるため好ましくない。また、含有比率が70を越える場合は、硬度、曲げ弾性率の増大によりユニフォーミティが悪化したり、ダスト、スクラッチが増加する傾向にあるため好ましくない。単量体から重合される重合体とポリウレタンの含有比率が重量比で40/60〜65/35であることがさらに好ましい。なお、重合硬化物中の単量体から得られる重合体およびポリウレタンの含有率は熱分解ガスクロマトグラフィ/質量分析手法により測定することができる。本手法で使用できる装置としては、熱分解装置としてダブルショットパイロライザー“PY−2010D”(フロンティア・ラボ社製)を、ガスクロマトグラフ・質量分析装置として、“TRIO−1”(VG社製)を挙げることができる。   The amount of monomer impregnated into the sheet-like polymer having a foam structure should be determined by the type of monomer and sheet-like polymer used and the characteristics of the polishing layer to be produced. However, for example, when methyl methacrylate is used as the monomer and polyurethane is used as the sheet-like polymer, the content ratio of the polymer polymerized from the monomer in the polymerization cured product to the polyurethane is 40 by weight. It is preferable that it is / 60-70 / 30. When the content ratio of the polymer obtained from the monomer mixture is less than 40 by weight, it is not preferable because the flattening characteristics tend to be poor due to a decrease in hardness and bending elastic modulus. On the other hand, when the content ratio exceeds 70, the uniformity and hardness tend to increase due to the increase in hardness and flexural modulus, and dust and scratches tend to increase. The content ratio of the polymer polymerized from the monomer and the polyurethane is more preferably 40/60 to 65/35 by weight ratio. In addition, the polymer and polyurethane content obtained from the monomer in the polymerized cured product can be measured by a pyrolysis gas chromatography / mass spectrometry technique. As an apparatus that can be used in this method, a double shot pyrolyzer “PY-2010D” (manufactured by Frontier Laboratories) is used as a thermal decomposition apparatus, and “TRIO-1” (manufactured by VG) is used as a gas chromatograph / mass spectrometer. Can be mentioned.

重合硬化方法としては、単量体を含浸した発泡構造を有するシート状高分子をガスバリア性材料からなるモールド内に挿入し、加熱する方法が挙げられるが、この方法に限定されるものではない。   Examples of the polymerization curing method include a method in which a sheet-like polymer having a foam structure impregnated with a monomer is inserted into a mold made of a gas barrier material and heated, but is not limited to this method.

ガスバリア性の材料としては、無機ガラス、アルミニウム、銅、鉄、SUS等の金属、ポリビニルアルコール(PVA)、エチレン−酢酸ビニル共重合体(EVA)、ポリアミド等のガスバリア性を有する樹脂、フィルム、多層押出成型やラミネート、コーティング等の方法により作製された、ポリビニルアルコール(PVA)、エチレン−酢酸ビニル共重合体(EVA)、ポリアミド等のガスバリア性を有する樹脂とポリオレフィン系樹脂の積層樹脂、フィルム等が挙げられる。この中でも耐熱性があり、製造される研磨パッドの表面性が良好な点で、無機ガラス、金属が好ましい。   Gas barrier materials include inorganic glass, metals such as aluminum, copper, iron, SUS, polyvinyl alcohol (PVA), ethylene-vinyl acetate copolymer (EVA), resins having gas barrier properties such as polyamide, films, and multilayers. A laminated resin, a film, etc., of a resin having a gas barrier property such as polyvinyl alcohol (PVA), ethylene-vinyl acetate copolymer (EVA), polyamide and the like, produced by a method such as extrusion molding, laminating, coating, etc. Can be mentioned. Among these, inorganic glass and metal are preferable in that they have heat resistance and the surface properties of the manufactured polishing pad are good.

単量体を含浸した発泡構造を有するシート状高分子をガスバリア性材料からなるモールド内へ挿入する方法は、特に限定されるものではない。具体的には、シート状高分子の周囲に軟質塩化ビニル、ネオプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、エチレンプロピレンゴム等のガスバリア性を有する弾性体からなるガスケットを配し、そのガスケットを介して2枚のガスバリア性材料からなる板でシート状高分子を挟み込む方法、ガスバリア性材料からなる筐体中にシート状高分子を挿入し密閉する方法、ガスバリア性フィルムからなる袋中にシート状高分子を挿入し密閉する方法等が挙げられる。また、袋のように重合硬化中に破れる可能性がある場合においては、それをさらにガスバリア性を有する筐体中に入れることも好ましい。なお、ガスバリア性材料からなるモールド内に挿入せずに重合硬化した場合には、シート状高分子から単量体が揮発することにより、製造される研磨層の品質再現性が不十分になる傾向があり、この結果、研磨特性が不安定になる傾向があるため好ましくない。なお、ここでのガスバリア性材料とは、単量体を含浸した発泡構造を有するシート状高分子を挿入し密閉した際にシート状高分子から単量体が揮発しない材料をいう。   The method for inserting the sheet-like polymer having a foam structure impregnated with the monomer into the mold made of the gas barrier material is not particularly limited. Specifically, a gasket made of an elastic material having gas barrier properties such as soft vinyl chloride, neoprene rubber, butadiene rubber, styrene butadiene rubber, and ethylene propylene rubber is disposed around the sheet-like polymer, and 2 is interposed through the gasket. A method of sandwiching a sheet-like polymer between two sheets of a gas barrier material, a method of inserting and sealing a sheet-like polymer in a casing made of a gas barrier material, and a sheet polymer in a bag made of a gas barrier film The method of inserting and sealing is mentioned. Moreover, when there is a possibility of tearing during polymerization and curing like a bag, it is also preferable to put it in a casing having gas barrier properties. In addition, when polymerized and cured without being inserted into a mold made of a gas barrier material, the monomer is volatilized from the sheet-like polymer, and the quality reproducibility of the manufactured polishing layer tends to be insufficient. As a result, the polishing characteristics tend to become unstable, which is not preferable. The gas barrier material here refers to a material in which the monomer does not volatilize from the sheet-like polymer when the sheet-like polymer having a foam structure impregnated with the monomer is inserted and sealed.

また、発泡構造を有するシート状高分子への単量体の含浸工程、単量体を含浸した発泡構造を有するシート状高分子の、ガスバリア性材料からなるモールド内への挿入工程の順序は特に限定されるものではない。具体的には、(1)単量体が入った槽中にシート状高分子を浸漬して単量体を含浸させた後、槽から取り出し、ガスバリア性材料からなるモールドへ挿入する方法。(2)シート状高分子をガスバリア性材料からなるモールドへ挿入した後、モールド内に単量体を注入、密閉し、単量体を含浸させる方法。を挙げることができる。中でも、(2)は単量体臭気の飛散がなく作業環境が良好な点で好ましい。   The order of the step of impregnating the monomer into the sheet-like polymer having a foam structure and the step of inserting the sheet-like polymer having the foam structure impregnated with the monomer into the mold made of a gas barrier material is particularly It is not limited. Specifically, (1) A method in which a sheet-like polymer is immersed in a tank containing a monomer so as to be impregnated with the monomer, and then taken out from the tank and inserted into a mold made of a gas barrier material. (2) A method in which a sheet-like polymer is inserted into a mold made of a gas barrier material, and then a monomer is injected into the mold, sealed, and impregnated with the monomer. Can be mentioned. Among these, (2) is preferable in that the monomer odor is not scattered and the working environment is good.

重合硬化のための加熱方法も特に限定されるものではない。具体的には熱風オーブン等の空気浴での加熱、水浴、油浴での加熱、ジャケット、ホットプレスによる加熱等が挙げられる。中でも熱媒体の熱容量が大きく、重合硬化時の重合発熱の速やかな放散が可能な点で、水浴、油浴、ジャケットでの加熱が好ましい。   The heating method for polymerization and curing is not particularly limited. Specifically, heating in an air bath such as a hot air oven, heating in a water bath or oil bath, heating by a jacket or hot press, and the like can be given. Among them, heating in a water bath, an oil bath, or a jacket is preferable because the heat capacity of the heat medium is large and the heat generated during polymerization can be quickly dissipated.

加熱温度、時間は、単量体、重合開始剤の種類、量、樹脂板の厚み等により定められるべきものであるが、例えば単量体にメチルメタクリレート、重合開始剤にアゾビスイソブチロニトリル、シート状高分子にポリウレタンを使用した場合においては、70℃、10時間程度加熱後、120℃、3時間程度加熱することにより重合硬化することができる。   The heating temperature and time should be determined by the monomer, the type and amount of the polymerization initiator, the thickness of the resin plate, etc., for example, methyl methacrylate as the monomer and azobisisobutyronitrile as the polymerization initiator. When polyurethane is used for the sheet-like polymer, it can be polymerized and cured by heating at 120 ° C. for about 3 hours after heating at 70 ° C. for about 10 hours.

なお、加熱以外の重合硬化方法としては光、電子線、放射線照射による重合硬化を挙げることができる。なお、その際、単量体中には必要に応じて重合開始剤、増感剤等を配合することが好ましい。   Examples of polymerization and curing methods other than heating include polymerization and curing by irradiation with light, electron beam, and radiation. In addition, it is preferable to mix | blend a polymerization initiator, a sensitizer, etc. in the monomer as needed in that case.

重合硬化物は、例えば単量体にビニル化合物、シート状高分子にポリウレタンを使用した場合、ビニル化合物から得られる重合体とポリウレタンを一体化して含有することが、研磨層にした際、その全面において研磨特性が安定するため好ましい。ここで、ビニル化合物から得られる重合体とポリウレタンを一体化して含有するとは、ビニル化合物から得られる重合体の相とポリウレタンの相が分離された状態ではないという意味であるが、定量的に表現すると、研磨層の中で研磨機能を本質的に有する層の色々な箇所をスポットの大きさが50μmの顕微赤外分光装置で観察した赤外スペクトルが、ビニル化合物から得られる重合体の赤外吸収ピークとポリウレタンの赤外吸収ピークを有しており、色々な箇所の赤外スペクトルがほぼ同一であることである。ここで使用される顕微赤外分光装置としては、“IRμs”(SPECTRA−TECH社製)を挙げることができる。   For example, when a vinyl compound is used as the monomer and polyurethane is used as the sheet-like polymer, the polymerized cured product may contain a polymer obtained from the vinyl compound and polyurethane in an integrated manner when the polishing layer is formed. Is preferable because the polishing characteristics are stable. Here, the inclusion of the polymer obtained from the vinyl compound and the polyurethane in an integrated manner means that the polymer phase obtained from the vinyl compound and the polyurethane phase are not separated, but quantitatively expressed. Then, the infrared spectrum obtained by observing various portions of the polishing layer essentially having a polishing function with a micro-infrared spectrometer having a spot size of 50 μm shows the infrared spectrum of the polymer obtained from the vinyl compound. It has an absorption peak and an infrared absorption peak of polyurethane, and the infrared spectra at various points are almost the same. Examples of the microinfrared spectroscopic device used here include “IR μs” (manufactured by SPECTRA-TECH).

重合硬化物を必要な厚みまで表、裏面を研削加工するか、必要な厚みにスライス加工することで研磨層を完成することができる。なお、研削加工にはNCルーター、ダイヤモンドディスク、ベルトサンダー等の装置等、スライス加工としてはバンドナイフ、かんな板等の装置等、特に限定されるものではなく公知の装置を使用することができる。   The polishing layer can be completed by grinding the front and back surfaces of the polymerized cured product to the required thickness, or by slicing to the required thickness. The grinding process is not particularly limited, and devices such as NC routers, diamond discs, belt sanders, etc., and the slicing process is not particularly limited, such as a band knife, a cutting board, or the like, and known devices can be used.

研磨層の厚みは0.1〜10mmであることが好ましい。0.1mmより薄いと該研磨パッドの下地として使用されるクッション層またはその下層に位置する研磨定盤の機械的特性が、該研磨層そのものの機械的特性よりも研磨特性に顕著に反映されるようになり、一方、10mmより厚いとクッション層の機械的特性が反映されなくなり、研磨層表面の溝加工精度や研磨パッドの円形への加工精度は向上するが、このような研磨パッドを半導体基板の研磨に使用したとき、半導体基板のうねりに対する追随性が低下しユニフォーミティが悪化する傾向がある。研磨の平坦化特性の観点からは研磨層の厚みは0.2〜5mm、さらには0.5〜2mmであることがより好ましい。   The thickness of the polishing layer is preferably 0.1 to 10 mm. If it is thinner than 0.1 mm, the mechanical properties of the cushion layer used as the base of the polishing pad or the polishing surface plate located under the cushion layer are more significantly reflected in the polishing properties than the mechanical properties of the polishing layer itself. On the other hand, if it is thicker than 10 mm, the mechanical characteristics of the cushion layer are not reflected, and the groove processing accuracy of the polishing layer surface and the processing accuracy of the polishing pad into a circle are improved. When used for polishing, the followability to the undulation of the semiconductor substrate tends to decrease and the uniformity tends to deteriorate. From the viewpoint of planarization characteristics of polishing, the thickness of the polishing layer is preferably 0.2 to 5 mm, more preferably 0.5 to 2 mm.

研磨層の平均気泡径は、独立気泡の場合500μm以下であることが、グローバル平坦性やローカル平坦性が良好である点で好ましい。平均気泡径が300μm以下、さらには100μm以下であることがさらに好ましい。   In the case of closed cells, the average cell diameter of the polishing layer is preferably 500 μm or less from the viewpoint of good global flatness and local flatness. The average cell diameter is more preferably 300 μm or less, and even more preferably 100 μm or less.

研磨層の密度は0.5〜1.0g/cm3であることが好ましい。0.5g/cm3より小さいと曲げ弾性率の低下によりグローバル平坦性が不良になる傾向があり、1.0g/cm3より大きいと曲げ弾性率の増大によりユニフォーミティが悪化したり、研磨後の半導体基板表面にスクラッチ、ダストが発生しやすい傾向があるため、あまり好ましくない。0.6〜0.9g/cm3であることがさらに好ましい。 The density of the polishing layer is preferably 0.5 to 1.0 g / cm 3 . If it is less than 0.5 g / cm 3, the global flatness tends to be poor due to a decrease in the flexural modulus. If it is greater than 1.0 g / cm 3, the uniformity is deteriorated due to an increase in the flexural modulus or after polishing. Since there is a tendency that scratches and dust are likely to be generated on the surface of the semiconductor substrate, it is not preferable. More preferably, it is 0.6 to 0.9 g / cm 3 .

研磨層の硬度は、マイクロゴムA硬度で80度以上であることが好ましい。マイクロゴムA硬度が80度未満である場合は、平坦化特性が悪化する傾向があるため好ましくない。90度以上であることがさらに好ましい。最表面の層に隣接する層すなわちクッション層の硬度は、研磨層の硬度より低いことが好ましく、良好なクッション性を得るためには10度以上低いことがより好ましい。なお、本発明におけるマイクロゴムA硬度とは、高分子計器(株)製マイクロゴム硬度計MD−1で測定した値をいう。マイクロゴム硬度計MD−1は、従来の硬度計では測定が困難であった薄物、小物の試料の硬度測定を可能にしたものであり、スプリング式ゴム硬度計(デュロメータ)A型の約1/5の縮小モデルとして設計、製作されているため、その測定値は、スプリング式ゴム硬度計A型で測定した値とほぼ同一の測定値を与える。なお、通常の研磨パッドは、研磨層または硬質層の厚みが5mm以下と薄すぎるため、スプリング式ゴム硬度計で求めるよりもマイクロゴム硬度計MD−1で求めることが適切である。   The polishing layer preferably has a micro rubber A hardness of 80 degrees or more. When the micro rubber A hardness is less than 80 degrees, the planarization characteristic tends to deteriorate, which is not preferable. More preferably, it is 90 degrees or more. The hardness of the layer adjacent to the outermost layer, that is, the cushion layer, is preferably lower than the hardness of the polishing layer, and more preferably 10 degrees or more in order to obtain good cushioning properties. In addition, the micro rubber A hardness in the present invention refers to a value measured with a micro rubber hardness meter MD-1 manufactured by Kobunshi Keiki Co., Ltd. The micro rubber hardness tester MD-1 is capable of measuring the hardness of thin and small samples that have been difficult to measure with a conventional hardness tester, and is approximately 1 / of the spring type rubber hardness tester (durometer) A type. Since it is designed and manufactured as a reduced model of 5, the measured value gives a measured value almost the same as the value measured with the spring type rubber hardness tester A type. In addition, since the thickness of a normal polishing pad or a hard layer is too thin with 5 mm or less, it is appropriate to obtain | require with the micro rubber hardness meter MD-1 rather than the spring type rubber hardness meter.

本発明により製造された研磨パッドの研磨対象は特に限定されるものではないが、半導体基板の研磨に好ましく使用することができる。さらに具体的には、半導体ウェーハ上に形成された絶縁層または金属配線の表面が研磨対象として好ましい。具体的には、絶縁層としては金属配線の層間絶縁膜や下層絶縁膜、素子分離に使用されるシャロートレンチアイソレーション(STI)等を、また金属配線としてはアルミ、タングステン、銅等を挙げることができ、構造的にはダマシン、デュアルダマシン、プラグ等がある。絶縁膜は現在酸化シリコンが主流であるが、遅延時間の問題で低誘電率絶縁膜の使用が検討されつつあり、本発明の研磨パッドにおいてはそのいずれとも研磨対象となり得る。また金属配線に銅を使用した場合には、窒化珪素等のバリアメタルも研磨対象となる。また、半導体基板以外に、磁気ヘッド、ハードディスク、液晶ディスプレイ用カラーフィルター、プラズマディスプレイ用背面板等の光学部材、セラミックス、サファイア等の研磨にも好ましく使用することができる。   The polishing target of the polishing pad produced according to the present invention is not particularly limited, but can be preferably used for polishing a semiconductor substrate. More specifically, the surface of an insulating layer or metal wiring formed on a semiconductor wafer is preferable as an object to be polished. Specifically, the insulating layer includes an interlayer insulating film or lower insulating film of metal wiring, shallow trench isolation (STI) used for element isolation, and the metal wiring includes aluminum, tungsten, copper, etc. Structurally, there are damascene, dual damascene, plug, etc. Currently, silicon oxide is mainly used as the insulating film. However, the use of a low dielectric constant insulating film is being studied due to the problem of delay time, and any of them can be polished in the polishing pad of the present invention. In addition, when copper is used for the metal wiring, a barrier metal such as silicon nitride is also subject to polishing. In addition to the semiconductor substrate, it can also be preferably used for polishing optical members such as magnetic heads, hard disks, color filters for liquid crystal displays, and back plates for plasma displays, ceramics, sapphire, and the like.

次に、本発明により製造された研磨パッドを用いて研磨を行う方法としては、用いる研磨装置としては特に限定されるものではないが、半導体基板の研磨に使用する場合は、研磨ヘッド、本発明の研磨パッドを固定するための研磨定盤、ならびに研磨ヘッド、研磨定盤もしくはその双方を回転させる手段を具備していることが好ましい。   Next, the method of polishing using the polishing pad produced according to the present invention is not particularly limited as a polishing apparatus to be used, but when used for polishing a semiconductor substrate, the polishing head, the present invention It is preferable to include a polishing surface plate for fixing the polishing pad, and means for rotating the polishing head, the polishing surface plate, or both.

研磨方法としては、まず、本発明の研磨パッドを研磨装置の研磨定盤に研磨パッドが研磨ヘッドに対向するように固着させる。半導体基板は研磨ヘッドに真空チャックなどの方法により固定される。研磨定盤を回転させ、研磨定盤の回転方向と同方向で研磨ヘッドを回転させて、研磨パッドに押しつける。この時に、研磨パッドと半導体基板の間に研磨剤が入り込む様な位置から研磨剤を供給する。押し付け圧は、研磨ヘッドに加える力を制御することにより通常行われる。押し付け圧力は0.01〜0.2MPaであることが良好な研磨特性を得られるため好ましい。   As a polishing method, first, the polishing pad of the present invention is fixed to a polishing surface plate of a polishing apparatus so that the polishing pad faces the polishing head. The semiconductor substrate is fixed to the polishing head by a method such as a vacuum chuck. The polishing surface plate is rotated, the polishing head is rotated in the same direction as the rotation direction of the polishing surface plate, and pressed against the polishing pad. At this time, the polishing agent is supplied from a position where the polishing agent enters between the polishing pad and the semiconductor substrate. The pressing pressure is usually performed by controlling the force applied to the polishing head. The pressing pressure is preferably 0.01 to 0.2 MPa because good polishing characteristics can be obtained.

以下、実施例によって、さらに本発明をさらに具体的に説明する。しかし、係る記載によって本発明は限定される訳ではない。なお、研磨パッドの各種評価は以下のようにして行った。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited by the description. Various evaluations of the polishing pad were performed as follows.

研磨層およびクッション層のマイクロゴムA硬度は、マイクロゴムA硬度計“MD−1”(高分子計器(株)製)により測定した。   The micro rubber A hardness of the polishing layer and the cushion layer was measured with a micro rubber A hardness meter “MD-1” (manufactured by Kobunshi Keiki Co., Ltd.).

研磨層の密度は、JIS K 7222記載の方法により測定した。   The density of the polishing layer was measured by the method described in JIS K7222.

研磨層の平均気泡径は、走査型電子顕微鏡“SEM2400”(日立製作所(株)製 )を使用し、パッド断面を倍率200倍で観察した写真を画像処理装置で解析することにより、写真中に存在するすべての気泡径を計測し、その平均値を平均気泡径とした。   The average bubble diameter of the polishing layer was determined by analyzing a photograph obtained by observing the pad cross section at a magnification of 200 times with an image processing apparatus using a scanning electron microscope “SEM2400” (manufactured by Hitachi, Ltd.). All the bubble diameters present were measured, and the average value was taken as the average bubble diameter.

研磨層、クッション層、研磨パッドの厚みはダイヤルゲージ“ID−C112A”((株)ミツトヨ製)を使用し、研磨層の溝の深さはデジタルノギス“CD−15C”((株)ミツトヨ製)を使用して測定した。研磨パッドの厚みムラおよび研磨層の溝の深さのムラは、研磨パッドあるいは研磨層の溝の任意の10点を測定し、その最大値と最小値の差として0.1mm以上あったものは不合格とした。   The thickness of the polishing layer, cushion layer, and polishing pad is a dial gauge “ID-C112A” (manufactured by Mitutoyo Corporation), and the groove depth of the polishing layer is digital caliper “CD-15C” (manufactured by Mitutoyo Corporation). ). The thickness unevenness of the polishing pad and the groove depth of the polishing layer were measured at any 10 points of the polishing pad or the groove of the polishing layer, and the difference between the maximum value and the minimum value was 0.1 mm or more. It was rejected.

研磨評価は次のようにして行った。   Polishing evaluation was performed as follows.

1.テストウェーハ
(1)グローバル平坦性評価用テストウェーハ
酸化膜付き101.6mm(4インチ)シリコンウェーハ(酸化膜厚:2μm)に10mm角のダイを設置する。フォトレジストを使用してマスク露光を行い、RIEによって10mm角のダイの中に20μm幅、高さ0.7μmのラインを230μmのスペースで左半分にラインアンドスペースで配置し、230μm幅、高さ0.7μmのラインを20μmのスペースで右半分にラインアンドスペースで配置する。このようにして作製したグローバル平坦性評価用テストウェーハを使用した。
1. Test wafer (1) Test wafer for global flatness evaluation A 10 mm square die is placed on a 101.6 mm (4 inch) silicon wafer (oxide film thickness: 2 μm) with an oxide film. Mask exposure using photoresist, 20μm wide, 0.7μm high lines are placed in a 10mm square die by line and space in the left half with 230μm space, 230μm wide, height by RIE A 0.7 μm line is arranged in a right-half line and space with a 20 μm space. The test wafer for global flatness evaluation thus produced was used.

(2)スクラッチ、ユニフォーミティ評価用テストウェーハ
酸化膜付き101.6mm(4インチ)シリコンウェーハ(酸化膜厚:1μm)を使用した。
(2) Scratch, test wafer for uniformity evaluation A 101.6 mm (4 inch) silicon wafer (oxide film thickness: 1 μm) with an oxide film was used.

2.研磨特性の評価
研磨層のクッション面に貼り付けようとする側の面に両面接着テープ“442JS”(住友スリーエム(株)製)を貼り付け、それをクッション層である不織布湿式ポリウレタンに貼り合わせ、クッション層のもう1面に両面接着テープ“442JS”(住友スリーエム(株)製)を貼り付け、二層の研磨パッドを作製した。次に研磨パッドを研磨機“LM−15E”(ラップマスターSFT(株)製)の定盤上に貼り付けた。その後ダイヤモンドドレッサー“CMP−M”(旭ダイヤモンド工業(株)製)(直径142mm)を用い、押し付け圧力0.04MPa、研磨定盤回転数25rpm、ドレッサー回転数25rpmで研磨定盤と同方向に回転させ、純水を10ml/分で研磨パッド上に供給しながら5分間、研磨パッドのコンディショニングを行った。純水を100ml/分で研磨パッド上に供給しながら研磨パッド上を2分間洗浄した後に、グローバル平坦性評価用テストウェーハを研磨ヘッドに取り付け、取扱説明書に記載された使用濃度の研磨スラリー“SC−1”(キャボット社製)を35ml/分で研磨パッド上に供給しながら、研磨圧力0.04MPa、研磨定盤回転数45rpm、研磨ヘッド回転数45rpmで研磨定盤と同方向に回転させ、所定時間研磨を行った。ウェーハ表面を乾燥させないようにし、直ちに純水をかけながらポリビニルアルコールスポンジでウェーハ表面を洗浄し、乾燥圧縮空気を吹き付けて乾燥した。グローバル平坦性評価用テストウェーハのセンタ10mmダイ中の20μmラインと230μmラインの酸化膜厚みを“ラムダエース”VM−2000(大日本スクリーン製造(株)製)を使用して測定し、それぞれの厚みの差をグローバル平坦性として評価した。グローバル平坦性評価用テストウェーハの20μm幅配線領域と230μm幅配線領域のグローバル段差が0.2μmになった研磨時間が240秒以内を合格とした。
2. Evaluation of polishing characteristics A double-sided adhesive tape “442JS” (manufactured by Sumitomo 3M Co., Ltd.) is applied to the surface of the polishing layer that is to be applied to the cushion surface, and this is bonded to the nonwoven fabric wet polyurethane as the cushion layer. Double-sided adhesive tape “442JS” (manufactured by Sumitomo 3M Co., Ltd.) was applied to the other surface of the cushion layer to produce a two-layer polishing pad. Next, the polishing pad was affixed on the surface plate of a polishing machine “LM-15E” (manufactured by Lapmaster SFT). Then, using a diamond dresser “CMP-M” (Asahi Diamond Industrial Co., Ltd.) (diameter 142 mm), rotating in the same direction as the polishing platen at a pressing pressure of 0.04 MPa, a polishing platen rotation number of 25 rpm, and a dresser rotation number of 25 rpm. The polishing pad was conditioned for 5 minutes while supplying pure water onto the polishing pad at 10 ml / min. After cleaning the polishing pad for 2 minutes while supplying pure water onto the polishing pad at 100 ml / min, a test wafer for global flatness evaluation was attached to the polishing head, and a polishing slurry having a working concentration described in the instruction manual “ While SC-1 ″ (Cabot) was supplied onto the polishing pad at 35 ml / min, it was rotated in the same direction as the polishing platen at a polishing pressure of 0.04 MPa, a polishing platen rotation of 45 rpm, and a polishing head rotation of 45 rpm. Polishing was performed for a predetermined time. The surface of the wafer was not dried, and the surface of the wafer was washed with a polyvinyl alcohol sponge while applying pure water immediately, and dried by blowing dry compressed air. The thickness of the oxide film on the 20 μm line and 230 μm line in the center 10 mm die of the test wafer for global flatness evaluation was measured using “Lambda Ace” VM-2000 (manufactured by Dainippon Screen Mfg. Co., Ltd.). Was evaluated as global flatness. Polishing time within 240 seconds when the global level difference between the 20 μm wide wiring region and the 230 μm wide wiring region of the test wafer for global flatness evaluation became 0.2 μm was regarded as acceptable.

また上記と同じコンディショニングを行い、表面の酸化膜の厚みを、あらかじめ“ラムダエース”VM−2000(大日本スクリーン製造(株)製)を使用して決められた198点につき測定した、ユニフォーミティ評価用テストウェーハを研磨ヘッドに取り付け、取扱説明書に記載された使用濃度の研磨スラリー“SC−1”(キャボット社製)を35ml/分で研磨パッド上に供給しながら、研磨圧力0.04MPa、研磨定盤回転数45rpm、研磨ヘッド回転数45rpmで研磨定盤と同方向に回転させ、所定時間研磨を行った。ウェーハ表面を乾燥させないようにし、直ちに純水をかけながらポリビニルアルコールスポンジでウェーハ表面を洗浄し、自然状態に放置して乾燥を行った後、ウェーハ表面ゴミ検査装置(トプコン社製、“WM-3”)を用いて、直径が0.5μm以上の表面ダスト数と幅及び長さが0.5μm以上の表面スクラッチ数を測定し、ダストおよびスクラッチを合計した表面欠陥数100個以下を合格とした。   In addition, the same conditioning as described above was performed, and the thickness of the oxide film on the surface was measured at 198 points determined in advance using “Lambda Ace” VM-2000 (manufactured by Dainippon Screen Mfg. Co., Ltd.). The test wafer was attached to the polishing head, and the polishing slurry “SC-1” (manufactured by Cabot) described in the instruction manual was supplied onto the polishing pad at a rate of 35 ml / min. Polishing was performed for a predetermined time by rotating in the same direction as the polishing platen at a polishing platen rotation number of 45 rpm and a polishing head rotation number of 45 rpm. The wafer surface is not dried, and the wafer surface is washed with polyvinyl alcohol sponge while applying pure water immediately, left to dry in a natural state, and then a wafer surface dust inspection device ("WM-3" manufactured by Topcon Corporation). )), The number of surface dusts having a diameter of 0.5 μm or more and the number of surface scratches having a width and length of 0.5 μm or more were measured, and a total of 100 or less surface defects, which was the sum of dust and scratches, was accepted. .

次に研磨後の酸化膜の厚みを“ラムダエース”VM−2000(大日本スクリーン製造(株)製)を使用して決められた198点を測定して、下記(2)式により各々の点での研磨速度を算出し、また、下記(3)式によりユニフォーミティを算出した。ユニフォーミティが15%以下を合格とした。   Next, 198 points determined using “Lambda Ace” VM-2000 (manufactured by Dainippon Screen Mfg. Co., Ltd.) were measured for the thickness of the oxide film after polishing, and each point was determined by the following equation (2). Further, the polishing rate was calculated, and the uniformity was calculated by the following equation (3). Uniformity passed 15% or less.

研磨速度=(研磨前の酸化膜の厚み−研磨後の酸化膜の厚み)/研磨時間
……(2)。
Polishing rate = (thickness of oxide film before polishing−thickness of oxide film after polishing) / polishing time (2).

ユニフォーミティ(%)=(最大研磨速度−最小研磨速度)/(最大研磨速度
+最小研磨速度)×100
……(3)。
Uniformity (%) = (maximum polishing rate−minimum polishing rate) / (maximum polishing rate + minimum polishing rate) × 100
(3).

実施例1
液温を40℃に保った、ポリエーテルポリオール:”サンニックス FA−909”(三洋化成工業(株)製)100重量部、鎖伸長剤:モノエチレングリコール8重量部、アミン触媒:”Dabco 33LV”(エアープロダクツジャパン(株)製)1.95重量部、アミン触媒:”Toyocat ET”(東ソー(株)製)0.14重量部、シリコーン整泡剤:”TEGOSTAB B8462”(Th.Goldschmidt AG社製)1重量部、発泡剤:水0.55重量部を混合してなるA液と、液温を40℃に保ったイソシアネート:”サンフォーム NC−703”96.2重量部からなるB液を、RIM成型機により、吐出圧16MPaで衝突混合した後、40℃に保った金型内に吐出量800g/secで吐出し、10分間放置することで、厚み10.0mmの発泡ポリウレタンブロック(マイクロゴムA硬度:47度、密度:0.73g/cm3、平均気泡径:35μm)を作製した。その後、該発泡ポリウレタンブロックをスライサーで厚み2mmにスライスした。
Example 1
Polyether polyol: “Sanix FA-909” (manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd.) 100 parts by weight, chain extender: 8 parts by weight of monoethylene glycol, amine catalyst: “Dabco 33LV” "(Air Products Japan Co., Ltd.) 1.95 parts by weight, amine catalyst:" Toyocat ET "(Tosoh Co., Ltd.) 0.14 parts by weight, silicone foam stabilizer:" TEGOSTAB B 8462 "(Th. Goldschmidt AG) B) consisting of 9 parts by weight of A liquid prepared by mixing 1 part by weight of foaming agent: 0.55 parts by weight of water and isocyanate having a liquid temperature of 40 ° C .: “Sunfoam NC-703” The liquid was collided and mixed by a RIM molding machine at a discharge pressure of 16 MPa, and then discharged at a discharge rate of 800 g / sec into a mold maintained at 40 ° C. for 10 minutes. By location, foamed polyurethane block thickness 10.0 mm (micro rubber A hardness: 47 degrees, a density: 0.73 g / cm 3, average cell diameter: 35 [mu] m) were produced. Thereafter, the foamed polyurethane block was sliced with a slicer to a thickness of 2 mm.

次に該発泡ポリウレタンシートを、アゾビスイソブチロニトリル0.1重量部を添加したメチルメタクリレートに45分間浸漬した。次にメチルメタクリレートが含浸した該発泡ポリウレタンシートを、塩化ビニル製ガスケットを介して2枚のガラス板間に挟み込んで、70℃で10時間、120℃で3時間加熱することにより重合硬化させた。ガラス板間から離型した後、50℃で真空乾燥を行った。このようにして得られた硬質発泡シートの両面を厚み1.25mmまで研削加工することにより研磨層を作製した。得られた研磨層のマイクロゴムA硬度は92度、密度は0.76g/cm3、平均気泡径は42μm、研磨層中のポリメチルメタクリレートの含有率は55重量%であった。 Next, the foamed polyurethane sheet was immersed in methyl methacrylate to which 0.1 part by weight of azobisisobutyronitrile was added for 45 minutes. Next, the foamed polyurethane sheet impregnated with methyl methacrylate was sandwiched between two glass plates via a vinyl chloride gasket, and polymerized and cured by heating at 70 ° C. for 10 hours and at 120 ° C. for 3 hours. After releasing from between the glass plates, vacuum drying was performed at 50 ° C. A polishing layer was prepared by grinding both surfaces of the hard foam sheet thus obtained to a thickness of 1.25 mm. The obtained polishing layer had a micro rubber A hardness of 92 degrees, a density of 0.76 g / cm 3 , an average cell diameter of 42 μm, and a polymethyl methacrylate content of 55 wt% in the polishing layer.

厚さ1mmの無発泡のニトリルゴム(体積弾性率=140MPa、引張弾性率=4.5MPa)をクッション層に用い、該研磨層と両面粘着テープ“442JS” (住友スリーエム(株)製)を用いて貼り合わせた。さらに該クッション層の研磨層を接着した面とは反対側の面に両面粘着テープ“442JS” (住友スリーエム(株)製)を貼り付けた。それをNCルーターで研磨層表面に幅2mm、深さ0.5mm、ピッチ幅15mmの格子状の溝加工を施し、そして、直径380mmの円に切り抜いて研磨パッドを作製した。該研磨パッド表面に形成された溝の深さをあらかじめ決めておいた10点で測定したところ、いずれも0.5mmであり加工ムラは確認されなかった。また研磨層の厚みをあらかじめ決めておいた10点で測定したところ、いずれも2.45mmでばらつきはなかった。次に、該研磨パッドを研磨機の定盤上に貼り付け、研磨評価を行った。研磨後のウェーハには表面欠陥が32個観察された。また、グローバル平坦性評価用テストウェーハの20μm幅配線領域と230μm幅配線領域のグローバル段差が0.2μmになった研磨時間は180秒であった。ユニフォーミティは9.0%であった。   Non-foamed nitrile rubber (volume elastic modulus = 140 MPa, tensile elastic modulus = 4.5 MPa) having a thickness of 1 mm is used for the cushion layer, and the polishing layer and double-sided adhesive tape “442JS” (manufactured by Sumitomo 3M Limited) are used. And pasted together. Furthermore, double-sided adhesive tape “442JS” (manufactured by Sumitomo 3M Co., Ltd.) was attached to the surface of the cushion layer opposite to the surface to which the polishing layer was bonded. This was subjected to a grid-like groove processing with a width of 2 mm, a depth of 0.5 mm, and a pitch width of 15 mm on the surface of the polishing layer with an NC router, and then cut into a circle with a diameter of 380 mm to prepare a polishing pad. When the depths of the grooves formed on the surface of the polishing pad were measured at 10 points determined in advance, all were 0.5 mm, and no machining unevenness was confirmed. Further, when the thickness of the polishing layer was measured at 10 points determined in advance, all of them were 2.45 mm and there was no variation. Next, this polishing pad was affixed on the surface plate of a polisher, and polishing evaluation was performed. Thirty-two surface defects were observed on the polished wafer. Further, the polishing time when the global level difference between the 20 μm wide wiring region and the 230 μm wide wiring region of the test wafer for global flatness evaluation was 0.2 μm was 180 seconds. Uniformity was 9.0%.

研磨パッドの厚みムラおよび研磨層の溝の深さのムラについて合格であり、また、研磨特性についても合格であった。   The polishing pad thickness unevenness and the polishing layer groove depth unevenness were acceptable, and the polishing characteristics were also acceptable.

実施例2
実施例1で用いた研磨層を使用し、厚さ1mmの無発泡のクロロプレンゴム(体積弾性率=50MPa、引張弾性率=11MPa)をクッション層として、該研磨層とを両面粘着テープ“442JS” (住友スリーエム(株)製)で貼り合わせた。さらに該クッション層の研磨層を接着した面とは反対側の面に両面粘着テープ“442JS” (住友スリーエム(株)製)を貼り付けた。それをNCルーターで研磨層表面に幅2mm、深さ0.5mm、ピッチ幅15mmの格子状の溝加工を施し、そして、直径380mmの円に切り抜いて二層の研磨パッドを作製した。該研磨パッド表面に形成された溝の深さをあらかじめ決めておいた10点で測定したところ、いずれも0.5mmであり加工ムラは確認されなかった。また研磨層の厚みをあらかじめ決めておいた10点で測定したところ、いずれも2.45mmでばらつきはなかった。次に、該研磨パッドを研磨機の定盤上に貼り付け、研磨評価を行った。研磨後のウェーハには表面欠陥が35個観察された。また、グローバル平坦性評価用テストウェーハの20μm幅配線領域と230μm幅配線領域のグローバル段差が0.2μmになった研磨時間は240秒であった。ユニフォーミティは12.0%であった。
Example 2
Using the polishing layer used in Example 1, non-foamed chloroprene rubber (volume elastic modulus = 50 MPa, tensile elastic modulus = 11 MPa) having a thickness of 1 mm was used as a cushion layer, and the double-sided adhesive tape “442JS” was used as the polishing layer. They were pasted together (manufactured by Sumitomo 3M). Furthermore, double-sided adhesive tape “442JS” (manufactured by Sumitomo 3M Co., Ltd.) was attached to the surface of the cushion layer opposite to the surface to which the polishing layer was bonded. This was subjected to a grid-like groove processing with a width of 2 mm, a depth of 0.5 mm, and a pitch width of 15 mm on the surface of the polishing layer with an NC router, and cut into a circle with a diameter of 380 mm to prepare a two-layer polishing pad. When the depths of the grooves formed on the surface of the polishing pad were measured at 10 points determined in advance, all were 0.5 mm, and no machining unevenness was confirmed. Further, when the thickness of the polishing layer was measured at 10 points determined in advance, all of them were 2.45 mm and there was no variation. Next, this polishing pad was affixed on the surface plate of a polisher, and polishing evaluation was performed. 35 surface defects were observed on the polished wafer. Further, the polishing time when the global level difference between the 20 μm wide wiring region and the 230 μm wide wiring region of the test wafer for global flatness evaluation was 0.2 μm was 240 seconds. The uniformity was 12.0%.

研磨パッドの厚みムラおよび研磨層の溝の深さのムラについて合格であり、また、研磨特性についても合格であった。   The polishing pad thickness unevenness and the polishing layer groove depth unevenness were acceptable, and the polishing characteristics were also acceptable.

実施例3
研磨層としてロデール社製研磨パッド“IC−1000”(商品名)(厚さ1.25mm)を用い、厚さ2mmの無発泡のポリウレタンゴム(体積弾性率=100MPa、引張弾性率=10MPa)をクッション層として該研磨層と両面粘着テープ“442JS” (住友スリーエム(株)製)で貼り合わせた。さらに該クッション層の研磨層を接着した面とは反対側の面に両面粘着テープ“442JS” (住友スリーエム(株)製)を貼り付けた。それをNCルーターで研磨層表面に幅2mm、深さ0.5mm、ピッチ幅15mmの格子状の溝加工を施し、そして、直径380mmの円に切り抜いて研磨パッドを作製した。該研磨パッド表面に形成された溝の深さをあらかじめ決めておいた10点で測定したところ、いずれも0.5mmであり加工ムラは確認されなかった。また研磨層の厚みをあらかじめ決めておいた10点で測定したところ、いずれも3.45mmでばらつきはなかった。次に、該研磨パッドを研磨機の定盤上に貼り付け、研磨評価を行った。研磨後のウェーハには表面欠陥が25個観察された。また、グローバル平坦性評価用テストウェーハの20μm幅配線領域と230μm幅配線領域のグローバル段差が0.2μmになった研磨時間は210秒であった。ユニフォーミティは12.0%であった。
Example 3
Using a polishing pad “IC-1000” (trade name) (thickness: 1.25 mm) manufactured by Rodel as a polishing layer, a non-foamed polyurethane rubber (volume elastic modulus = 100 MPa, tensile elastic modulus = 10 MPa) having a thickness of 2 mm. The polishing layer and a double-sided adhesive tape “442JS” (manufactured by Sumitomo 3M Co., Ltd.) were bonded together as a cushion layer. Furthermore, double-sided adhesive tape “442JS” (manufactured by Sumitomo 3M Co., Ltd.) was attached to the surface of the cushion layer opposite to the surface to which the polishing layer was bonded. This was subjected to a grid-like groove processing with a width of 2 mm, a depth of 0.5 mm, and a pitch width of 15 mm on the surface of the polishing layer with an NC router, and then cut into a circle with a diameter of 380 mm to prepare a polishing pad. When the depth of the groove formed on the surface of the polishing pad was measured at 10 points determined in advance, all were 0.5 mm, and no machining unevenness was confirmed. Further, when the thickness of the polishing layer was measured at 10 points determined in advance, all were 3.45 mm and there was no variation. Next, this polishing pad was affixed on the surface plate of a polisher, and polishing evaluation was performed. 25 surface defects were observed on the polished wafer. In addition, the polishing time when the global step between the 20 μm wide wiring region and the 230 μm wide wiring region of the test wafer for global flatness evaluation was 0.2 μm was 210 seconds. The uniformity was 12.0%.

研磨パッドの厚みムラおよび研磨層の溝の深さのムラについて合格であり、また、研磨特性についても合格であった。   The polishing pad thickness unevenness and the polishing layer groove depth unevenness were acceptable, and the polishing characteristics were also acceptable.

比較例1
実施例1で用いた研磨層を使用し、厚さ1mmの不織布湿式発泡ポリウレタン(体積弾性率=3MPa、引張弾性率=50MPa)をクッション層として該研磨層と両面粘着テープ“442JS” (住友スリーエム(株)製)で貼り合わせた。さらに該クッション層の研磨層を接着した面とは反対側の面に両面粘着テープ“442JS” (住友スリーエム(株)製)を貼り付けた。それをNCルーターで研磨層表面に幅2mm、深さ0.5mm、ピッチ幅15mmの格子状の溝加工を施し、そして、直径380mmの円に切り抜いて二層の研磨パッドを作製した。該研磨パッド表面に形成された溝の深さをあらかじめ決めておいた10点で測定したところ、4点が0.3mm、3点が0.4mm、2点が0.5mmであり加工ムラが確認された。また研磨層の厚みをあらかじめ決めておいた10点で測定したところ、いずれも2.45mmでばらつきはなかった。次に、該研磨パッドを研磨機の定盤上に貼り付け、研磨評価を行った。研磨後のウェーハには表面欠陥が185個観察された。また、グローバル平坦性評価用テストウェーハの20μm幅配線領域と230μm幅配線領域のグローバル段差が0.2μmになった研磨時間は240秒であった。ユニフォーミティは9.0%であった。
Comparative Example 1
Using the polishing layer used in Example 1, a nonwoven fabric wet foamed polyurethane having a thickness of 1 mm (volume elastic modulus = 3 MPa, tensile elastic modulus = 50 MPa) as a cushioning layer and the double-sided adhesive tape “442JS” (Sumitomo 3M) (Made by Co., Ltd.). Furthermore, double-sided adhesive tape “442JS” (manufactured by Sumitomo 3M Co., Ltd.) was attached to the surface of the cushion layer opposite to the surface to which the polishing layer was bonded. This was subjected to a grid-like groove processing with a width of 2 mm, a depth of 0.5 mm, and a pitch width of 15 mm on the surface of the polishing layer with an NC router, and cut into a circle with a diameter of 380 mm to prepare a two-layer polishing pad. When the depth of the groove formed on the surface of the polishing pad was measured at 10 points determined in advance, 4 points were 0.3 mm, 3 points were 0.4 mm, and 2 points were 0.5 mm. confirmed. Further, when the thickness of the polishing layer was measured at 10 points determined in advance, all of them were 2.45 mm and there was no variation. Next, this polishing pad was affixed on the surface plate of a polisher, and polishing evaluation was performed. 185 surface defects were observed on the polished wafer. Further, the polishing time when the global level difference between the 20 μm wide wiring region and the 230 μm wide wiring region of the test wafer for global flatness evaluation was 0.2 μm was 240 seconds. Uniformity was 9.0%.

研磨パッドの厚みムラおよび研磨層の溝の深さのムラについて不合格だった。また、研磨特性についても不合格であった。   The polishing pad thickness unevenness and the polishing layer groove depth unevenness were rejected. Also, the polishing characteristics were unacceptable.

比較例2
実施例1で用いた研磨層を使用し、該研磨層をNCルーターで直径380mmの円に切り抜き、その表面に幅2mm、深さ0.5mm、ピッチ幅15mmの格子状の溝加工を施した。次に該研磨層の溝加工した反対側の面に両面粘着テープ“442JS” (住友スリーエム(株)製)を貼り付け、それをクッション層として厚み1mmの無発泡のニトリルゴム(体積弾性率=140MPa、引張弾性率=4.5MPa)に貼り合わせた。さらに該クッション層の研磨層を接着した面とは反対側の面に両面粘着テープ“442JS” (住友スリーエム(株)製)を貼り付け、研磨層の外形に沿ってはみ出ているクッション層および両面接着テープを切り取り、二層の研磨パッドを作製した。該研磨パッド表面に形成された溝の深さをあらかじめ決めておいた10点で測定したところ、いずれも0.5mmであり加工ムラはなかった。また研磨層の厚みをあらかじめ決めておいた10点で測定したところ、3点が2.45mm、2点が2.55mm、5点が2.5mmでばらつきが生じた。次に、該研磨パッドを研磨機の定盤上に貼り付け、研磨評価を行った。
Comparative Example 2
The polishing layer used in Example 1 was used, and the polishing layer was cut into a circle having a diameter of 380 mm with an NC router, and a lattice-like groove with a width of 2 mm, a depth of 0.5 mm, and a pitch width of 15 mm was formed on the surface. . Next, double-sided pressure-sensitive adhesive tape “442JS” (manufactured by Sumitomo 3M Limited) is applied to the opposite surface of the polishing layer which has been grooved, and this is used as a cushion layer to form a non-foamed nitrile rubber (volume elastic modulus = 140 MPa, tensile elastic modulus = 4.5 MPa). Further, a double-sided pressure-sensitive adhesive tape “442JS” (manufactured by Sumitomo 3M Co., Ltd.) is applied to the surface of the cushion layer opposite to the surface to which the polishing layer is bonded, and the cushion layer and both surfaces protrude along the outer shape of the polishing layer. The adhesive tape was cut out to prepare a two-layer polishing pad. When the depth of the groove formed on the surface of the polishing pad was measured at 10 points determined in advance, all were 0.5 mm and there was no processing unevenness. Further, when the thickness of the polishing layer was measured at 10 points determined in advance, the variation was 2.45 mm for 3 points, 2.55 mm for 2 points, and 2.5 mm for 5 points. Next, this polishing pad was affixed on the surface plate of a polisher, and polishing evaluation was performed.

研磨後のウェーハには表面欠陥が124個観察された。また、グローバル平坦性評価用テストウェーハの20μm幅配線領域と230μm幅配線領域のグローバル段差が0.2μmになった研磨時間は240秒であった。ユニフォーミティは19.0%であった。該研磨パッドの厚みが2.5mmより大きい点の断面を切り出して目視で観察したところ、研磨層表面に溝加工を施したときに生じたと考えられる加工屑が入り込んでいるのが確認できた。   124 surface defects were observed on the polished wafer. Further, the polishing time when the global level difference between the 20 μm wide wiring region and the 230 μm wide wiring region of the test wafer for global flatness evaluation was 0.2 μm was 240 seconds. Uniformity was 19.0%. When a cross-section at a point where the thickness of the polishing pad was larger than 2.5 mm was cut out and visually observed, it was confirmed that processing scraps considered to have been generated when the polishing layer surface was grooved entered.

研磨パッドの厚みムラおよび研磨層の溝の深さのムラについて不合格だった。また、研磨特性についても不合格であった。   The polishing pad thickness unevenness and the polishing layer groove depth unevenness were rejected. Also, the polishing characteristics were unacceptable.

Claims (2)

研磨層と無発泡エラストマーからなるクッション層とが貼合わされた状態で研磨層の溝加工を行うことを特徴とする研磨パッドの製造方法。 A polishing pad manufacturing method, comprising: polishing a groove of a polishing layer in a state where a polishing layer and a cushion layer made of a non-foamed elastomer are bonded together. 前記クッション層の体積弾性率が40MPa以上であり、かつ引張弾性率が0.1MPa以上、20MPa以下であることを特徴とする請求項1記載の研磨パッドの製造方法。 The method for producing a polishing pad according to claim 1, wherein the cushion layer has a volume modulus of elasticity of 40 MPa or more and a tensile modulus of 0.1 MPa to 20 MPa.
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