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JP5292958B2 - Polishing pad - Google Patents

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JP5292958B2
JP5292958B2 JP2008179950A JP2008179950A JP5292958B2 JP 5292958 B2 JP5292958 B2 JP 5292958B2 JP 2008179950 A JP2008179950 A JP 2008179950A JP 2008179950 A JP2008179950 A JP 2008179950A JP 5292958 B2 JP5292958 B2 JP 5292958B2
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  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a polishing pad capable of uniformly polishing a polishing material up to 1.5 mm of the edge of a wafer in polishing the polishing material such as glass, a semiconductor, a dielectric/metal compound material, an integrated circuit, etc. while supplying slurry on the polishing pad. <P>SOLUTION: There are laminated: a polishing layer whose micro A-hardness is not lower than 80 degrees; a resin plate whose tensile strength is 10 to 70 MPa, whose thickness is 0.3 to 1.2 mm, whose impact strength is not lower than 100 J/m, and whose water absorption is not higher than 0.5%; and a cushion layer, in the order of the polishing layer, the resin plate, and the cushion layer. The polishing layer and the resin plate are integrated with an adhesive. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、半導体、誘電/金属複合体及び集積回路等において平坦面を形成するのに使用される研磨パッドに関するものである。   The present invention relates to a polishing pad used to form a flat surface in semiconductors, dielectric / metal composites, integrated circuits, and the like.

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。これに伴い、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おり、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いる。   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. Along with this, the importance of the flattening process of these interlayer insulating films and electrode metal films has increased, and a polishing technique called CMP (Chemical Mechanical Polishing) has become widespread as an efficient technique for this flattening process. doing.

本CMPと呼ばれる研磨技術は、被研磨材を研磨層を有する研磨パッドで、スラリーを供給しながら研磨をおこなう技術であるが、年々の生産性向上要求からウェハー上のチップの取り数を増やす必要があり、この為に、従来、ウェハーの研磨良好領域としてエッジ3mmまでの領域から、エッジ1.5mmまでの領域が求められる様になってきた。しかしながら、従来公知である特許文献1に示される様な、研磨層とクッション層からなる二層研磨パッドでは、ウェハーエッジ部分の研磨特性が不安定であるので、要求を満足することが出来なかった。また、特許文献2に示される様な研磨層と剛性層と弾性要素からなる三層研磨パッドで研磨層とステンレススチールが知られているが、ウェハーのうねりの追随性が悪く、面内均一性が悪いという問題があり、エッジ1.5mmまで良好に研磨をすることが出来る研磨パッドは知られていない。
特表平5−505769号公報 特開平6−77185号公報
The polishing technology called CMP is a polishing pad that has a polishing layer as the material to be polished and supplies slurry, but it is necessary to increase the number of chips on the wafer due to the demand for improvement in productivity every year. For this reason, conventionally, an area from the edge up to 3 mm to the edge up to 1.5 mm has been required as a good polishing area of the wafer. However, the two-layer polishing pad composed of a polishing layer and a cushion layer as shown in Patent Document 1, which is conventionally known, cannot satisfy the requirements because the polishing characteristics of the wafer edge portion are unstable. . Further, although a polishing layer and stainless steel are known as a three-layer polishing pad comprising a polishing layer, a rigid layer, and an elastic element as shown in Patent Document 2, the followability of wafer waviness is poor and in-plane uniformity is known. However, there is no known polishing pad that can polish well to an edge of 1.5 mm.
Japanese National Patent Publication No. 5-505769 JP-A-6-77185

本発明は、かかる従来技術の背景に鑑み、ガラス、半導体、誘電/金属複合体及び集積回路等の被研磨材を研磨パッド上にスラリーを供給しながら研磨をおこなう際に、ウェハーのエッジ1.5mmまで均一に研磨が出来る研磨パッドを提供することにある。   In view of the background of the prior art, the present invention provides a method for polishing an edge 1. Of a wafer when polishing a material to be polished such as glass, semiconductor, dielectric / metal composite and integrated circuit while supplying a slurry onto a polishing pad. The object is to provide a polishing pad capable of uniformly polishing up to 5 mm.

本発明は、上記課題を解決するために、次のような手段を採用するものである。すなわち、半導体ウェハの上に形成された絶縁層または金属配線の表面を研磨するための研磨パッドであって、マイクロA硬度が80度以上の研磨層と、引っ張り強さが10MPa以上70MPa以下で、かつ厚さが0.3mm以上1.2mm以下で、かつ衝撃強さが100J/m以上で、かつ吸水率が0.5%以下の樹脂板とクッション層が、研磨層、樹脂板、クッション層の順に積層されてなり、該研磨層と該樹脂板が接着剤で一体化されていることを特徴とする研磨パッドであるIn order to solve the above problems, the present invention employs the following means. That is, a polishing pad for polishing the surface of an insulating layer or metal wiring formed on a semiconductor wafer, a polishing layer having a micro A hardness of 80 degrees or more, and a tensile strength of 10 MPa or more and 70 MPa or less, A resin plate and a cushion layer having a thickness of 0.3 mm or more and 1.2 mm or less, an impact strength of 100 J / m or more, and a water absorption of 0.5% or less are a polishing layer, a resin plate, and a cushion layer. it is a sequentially stacked becomes, the said abrasive layer and said resin plate is a polishing pad which is characterized in that it is integrated with an adhesive.

本発明により、ガラス、半導体、誘電/金属複合体及び集積回路等の被研磨材を研磨パッド上にスラリーを供給しながら研磨をおこなう際に、ウェハーのエッジ1.5mmまで均一に研磨が出来る研磨パッドを提供することが出来る。   According to the present invention, when polishing a material to be polished such as glass, semiconductor, dielectric / metal composite and integrated circuit while supplying slurry onto a polishing pad, polishing capable of uniformly polishing the wafer edge to 1.5 mm. A pad can be provided.

本発明は、前記課題、ガラス、半導体、誘電/金属複合体及び集積回路等の被研磨材を研磨パッド上にスラリーを供給しながら研磨をおこなう際に、ウェハーのエッジ1.5mmまで均一に研磨が出来る研磨パッドを鋭意検討した結果、マイクロゴムA硬度が80度以上の研磨層と引っ張り強さが10MPa以上70MPa以下で、かつ厚さが0.3mm以上1.2mm以下で、かつ衝撃強さが100J/m以上で、かつ吸水率が0.5%以下の樹脂板を接着剤で一体化した複合層をクッション層と、研磨層、樹脂板、クッション層の順に積層した研磨パッドにしたところ、かかる課題を一挙に解決することができることを究明したものである。   The present invention uniformly polishes the object to be polished such as glass, semiconductor, dielectric / metal composite and integrated circuit to the edge of the wafer of 1.5 mm when polishing while supplying the slurry onto the polishing pad. As a result of earnestly examining a polishing pad that can be used, a polishing layer having a micro rubber A hardness of 80 degrees or more, a tensile strength of 10 MPa to 70 MPa, a thickness of 0.3 mm to 1.2 mm, and impact strength Is a polishing pad in which a composite layer in which a resin plate with a water absorption of 0.5% or less is integrated with an adhesive is laminated in the order of a cushion layer, a polishing layer, a resin plate, and a cushion layer It has been clarified that such problems can be solved at once.

本発明の研磨パッドを構成する研磨層としては、マイクロゴムA硬度で80度以上であり、独立気泡を有する構造のものが、半導体、誘電/金属複合体及び集積回路等において平坦面を形成するので好ましい。特に限定されないが、かかる構造体を形成する材料としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリウレタン、ポリウレア、ポリアミド、ポリ塩化ビニル、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリテトラフルオロエチレン、エポキシ樹脂、ABS樹脂、AS樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、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、シリコンゴム、フッ素ゴムおよびこれらを主成分とした樹脂等が挙げられる。このような樹脂においても、独立気泡径が比較的容易にコントロールできる点でポリウレタンを主成分とする素材がより好ましい。   As a polishing layer constituting the polishing pad of the present invention, a micro rubber A hardness of 80 degrees or more and a structure having closed cells forms a flat surface in a semiconductor, a dielectric / metal composite, an integrated circuit, or the like. Therefore, it is preferable. Although not particularly limited, materials for forming such a structure include polyethylene, polypropylene, polyester, polyurethane, polyurea, polyamide, polyvinyl chloride, polyacetal, polycarbonate, polymethyl methacrylate, polytetrafluoroethylene, epoxy resin, ABS resin, Examples include AS resin, phenol resin, melamine resin, neoprene rubber, butadiene rubber, styrene butadiene rubber, ethylene propylene rubber, silicon rubber, fluoro rubber, and resins mainly composed of these. Even in such a resin, a material mainly composed of polyurethane is more preferable in that the closed cell diameter can be controlled relatively easily.

本発明におけるポリウレタンとは、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称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 polyurethane in the present invention is a polymer synthesized based on polyisocyanate polyaddition reaction or polymerization reaction. The compound used as the symmetry 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. The combination and optimum amount of polyisocyanate and polyol, catalyst, foaming agent, and foam stabilizer are preferably determined according to the hardness, the bubble diameter, and the expansion ratio.

これらのポリウレタン中への独立気泡の形成方法としては、ポリウレタン製造時における樹脂中への各種発泡剤の配合による化学発泡法が一般的であるが、機械的な撹拌により樹脂を発泡させたのち硬化させる方法も好ましく使用することができる。   As a method of forming closed cells in these polyurethanes, the chemical foaming method is generally used by blending various foaming agents into the resin during polyurethane production, but it is cured after foaming the resin by mechanical stirring. The method of making it can also be used preferably.

かかる独立気泡の平均気泡径は30μm以上で150μm以下であることがスクラッチが少なく、半導体基板の局所的凹凸の平坦性が良好であることを両立できる点で好ましい。平均気泡径が140μm以下、さらには130μm以下であることがさらに好ましい。平均気泡径が30μm未満の場合、スクラッチが多くなり好ましくない場合がある。また、平均気泡径が150μmを越える場合、半導体基板の局所的凹凸の平坦性が悪くなるので好ましくない。なお、平均気泡径はサンプル断面を倍率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 such closed cells is preferably 30 μm or more and 150 μm or less, which is preferable in that both scratches are small and the flatness of local unevenness of the semiconductor substrate is good. The average cell diameter is more preferably 140 μm or less, and further preferably 130 μm or less. When the average bubble diameter is less than 30 μm, the number of scratches may increase, which may be undesirable. Further, when the average bubble diameter exceeds 150 μm, the flatness of local irregularities of the semiconductor substrate is deteriorated, which is not preferable. The average bubble diameter is a value measured by observing the cross section of the sample with a SEM at a magnification of 200, then measuring the bubble diameter of the recorded SEM photograph with an image processing apparatus, and taking the average value.

本発明の一実施態様として好ましいものは、ポリウレタンとビニル化合物から重合される重合体が含有し、独立気泡を有するパッドである。ポリウレタンは、硬度を高くすると脆くなり、またビニル化合物からの重合体だけでは靱性と硬度を高めることはできるが、独立気泡を有する均質な研磨パッドを得ることが困難であった。ポリウレタンとビニル化合物から重合されている重合体が含有されていることにより、独立気泡を含み、靱性と硬度の高い研磨パッドとすることができた。   A preferred embodiment of the present invention is a pad containing a polymer polymerized from polyurethane and a vinyl compound and having closed cells. Polyurethane becomes brittle when the hardness is increased, and it is difficult to obtain a uniform polishing pad having closed cells, although the toughness and hardness can be increased only with a polymer from a vinyl compound. By containing a polymer polymerized from polyurethane and a vinyl compound, it was possible to obtain a polishing pad containing closed cells and having high toughness and hardness.

本発明におけるビニル化合物は、重合性の炭素炭素二重結合を有する化合物である。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、n−ブチルアクリレート、n−ブチルメタクリレート、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、エチレングリコールジメタクリレート、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、フェニルマレイミド、シクロヘキシルマレイミド、イソプロピルマレイミド、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等が挙げられる。これらのモノマーは単独であっても2種以上を混合しても使用できる。   The vinyl compound in the present invention is a compound having a polymerizable carbon-carbon double bond. Specifically, methyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl acrylate, ethyl methacrylate, n-butyl acrylate, n-butyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, isodecyl methacrylate, n-lauryl methacrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, 2-hydroxypropyl Methacrylate, 2-hydroxybutyl methacrylate, dimethylaminoethyl methacrylate, diethylaminoethyl methacrylate, glycidyl methacrylate, ethylene glycol dimethacrylate, acrylic acid, methacrylic acid, fumaric acid, dimethyl fumarate, diethyl fumarate, dipropyl fumarate, maleic acid, maleic Dimethyl acid, diethyl maleate, dipropyl maleate, phenylmaleimide, Hexyl maleimide, isopropyl maleimide, acrylonitrile, acrylamide, vinyl chloride, vinylidene chloride, styrene, alpha-methyl styrene, divinylbenzene, ethylene glycol dimethacrylate, diethylene glycol dimethacrylate, and the like. These monomers can be used alone or in combination of two or more.

上述したビニル化合物の中で、CH2=CRCOOR(R:メチル基、エチル基、R:メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基)が好ましい。中でもメチルメタクリレート,エチルメタクリレート,n−ブチルメタクリレート,イソブチルメタクリレートが、ポリウレタンへの独立気泡の形成が容易な点、モノマーの含浸性が良好な点、重合硬化が容易な点、重合硬化されたポリウレタンとビニル化合物から重合される重合体を含有している発泡構造体の硬度が高く平坦化特性が良好な点で好ましい。 Among the vinyl compounds described above, CH 2 = CR 1 COOR 2 (R 1 : methyl group, ethyl group, R 2 : methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group) is preferable. Among them, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, n-butyl methacrylate and isobutyl methacrylate are easy to form closed cells in polyurethane, good in impregnation of monomers, easy to cure by polymerization, A foamed structure containing a polymer polymerized from a vinyl compound is preferable in that it has high hardness and good flattening characteristics.

これらのビニル化合物の重合開始剤としては、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合せを使用することもできる。これらの重合開始剤は、単独のみならず、2種以上を混合しても使用できる。   Examples of polymerization initiators for these vinyl compounds include azobisisobutyronitrile, azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), azobiscyclohexanecarbonitrile, benzoyl peroxide, lauroyl peroxide, isopropyl peroxydicarbonate, and the like. A radical initiator can be used. A redox polymerization initiator, for example, a combination of a peroxide and an amine can also be used. These polymerization initiators can be used not only alone but also by mixing two or more.

ビニル化合物のポリウレタン中への含浸方法としては、モノマーが入った容器中にポリウレタンを浸漬し、含浸させる方法が挙げられる。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。   As a method for impregnating a vinyl compound into polyurethane, a method in which polyurethane is immersed in a container containing a monomer and impregnated can be mentioned. 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.

ビニル化合物のポリウレタン中への含浸量は、使用するモノマーおよびポリウレタンの種類や、製造される研磨パッド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、例えばビニル化合物を使用した場合においては、重合硬化した発泡構造体中のビニル化合物から得られる重合体とポリウレタンの含有比率が重量比で30/70〜80/20であることが好ましい。ビニル化合物から得られる重合体の含有比率が重量比で30/70に満たない場合は、研磨パッドの硬度が低くなるため好ましくない場合がある。また、含有比率が80/20を越える場合は、研磨層の有している弾力性が損なわれるため好ましくない場合がある。   The amount of vinyl compound impregnated in polyurethane should be determined by the type of monomer and polyurethane used and the characteristics of the polishing pad to be produced. The content ratio of the polymer obtained from the vinyl compound in the polymerized and cured foam structure and polyurethane is preferably 30/70 to 80/20 by weight. When the content ratio of the polymer obtained from the vinyl compound is less than 30/70 by weight, the hardness of the polishing pad is lowered, which may not be preferable. On the other hand, if the content ratio exceeds 80/20, the elasticity of the polishing layer may be impaired, which may not be preferable.

なお、重合硬化したポリウレタン中のビニル化合物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。   In addition, the polymer obtained from the vinyl compound in the polymerization-cured polyurethane and the polyurethane content can be measured by a pyrolysis gas chromatography / mass spectrometry method. 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.

本発明でポリウレタンとビニル重合体は、ポリウレタンの相とビニル化合物から重合される重合体の相とが分離された状態で含有されていないことが好ましい。定量的に表現すると、研磨パッド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ポリウレタンの赤外吸収ピークとビニル化合物から重合される重合体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、SPECTRA−TECH社製のIRμsを挙げることができる。   In the present invention, the polyurethane and the vinyl polymer are preferably not contained in a state where the polyurethane phase and the polymer phase polymerized from the vinyl compound are separated. Expressed quantitatively, the infrared spectrum of the polishing pad observed with a micro-infrared spectrometer having a spot size of 50 μm has an infrared absorption peak of polyurethane and an infrared absorption peak of a polymer polymerized from a vinyl compound. In other words, the infrared spectra at various points are almost the same. As a micro-infrared spectrometer used here, IRμs manufactured by SPECTRA-TECH can be mentioned.

なお、製造される研磨パッドの特性改良を目的として、研磨剤、帯電防止剤、潤滑剤、安定剤、染料等の各種添加剤が添加されていても良い。   Various additives such as abrasives, antistatic agents, lubricants, stabilizers, and dyes may be added for the purpose of improving the characteristics of the manufactured polishing pad.

本発明の研磨層のマイクロゴムA硬度は、高分子計器(株)製マイクロゴム硬度計MD−1で評価した値をさす。マイクロゴムA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・小物の硬さ測定を可能にするもので、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、スプリング式硬度計A型の硬度と一致した測定値が得られる。通常の研磨パッドは、研磨層または硬質層の厚みが5mmを切るので、スプリング式ゴム硬度計A型では評価できないので、前記マイクロゴムMD−1で評価する。   The micro rubber A hardness of the polishing layer of the present invention refers to a value evaluated with a micro rubber hardness meter MD-1 manufactured by Kobunshi Keiki Co., Ltd. The micro-rubber A hardness meter MD-1 is capable of measuring the hardness of thin and small items that were difficult to measure with a conventional hardness meter, and is about 1/5 of a spring type rubber hardness meter (durometer) A type. Since it is designed and manufactured as a reduced model, a measured value that matches the hardness of the spring type hardness tester A type can be obtained. Since a normal polishing pad has a thickness of a polishing layer or a hard layer of less than 5 mm, it cannot be evaluated with a spring type rubber hardness tester A type, and therefore is evaluated with the micro rubber MD-1.

本発明の研磨層は、マイクロゴムA硬度で80度以上、好ましくは90度以上が好ましい。マイクロゴムA硬度が80度を満たない場合は、半導体基板の局所的凹凸の平坦性が不良となるので好ましくない場合がある。   The polishing layer of the present invention has a micro rubber A hardness of 80 degrees or more, preferably 90 degrees or more. When the micro rubber A hardness is less than 80 degrees, the flatness of local irregularities of the semiconductor substrate becomes poor, which may not be preferable.

本発明の研磨層の密度は、ハーバード型ピクノメーター(JIS R−3503基準)を用い、水を媒体に測定した値である。   The density of the polishing layer of the present invention is a value measured using a Harvard pycnometer (JIS R-3503 standard) and water as a medium.

本発明の研磨層は、密度が0.3〜1.1g/cmの範囲にあることが好ましい。密度が0.3g/cmに満たない場合、局所的な平坦性が不良となり、グローバル段差が大きくなる場合がある。密度が1.1g/cmを越える場合は、スクラッチが発生しやすくなる。さらに好ましい密度は、0.6〜0.9g/cm、また、さらに好ましい密度は0.65〜0.85g/cmの範囲である。 The polishing layer of the present invention preferably has a density in the range of 0.3 to 1.1 g / cm 3 . When the density is less than 0.3 g / cm 3 , local flatness may be poor, and the global level difference may be increased. When the density exceeds 1.1 g / cm 3 , scratches are likely to occur. A more preferable density is 0.6 to 0.9 g / cm 3 , and a more preferable density is 0.65 to 0.85 g / cm 3 .

本発明の研磨パッドの研磨層表面には、ハイドロプレーン現象を抑える為に、溝切り形状、ディンプル形状、スパイラル形状、同心円形状等、通常の研磨パッドがとり得る溝(グルーブ)が形成されて使用される。   On the surface of the polishing layer of the polishing pad of the present invention, in order to suppress the hydroplane phenomenon, grooves (grooves) that can be taken by a normal polishing pad, such as a grooving shape, dimple shape, spiral shape, concentric shape, etc., are formed and used. Is done.

本発明の研磨層に接着して一体化させる樹脂板は、引っ張り強さが10Mpa以上70MPa以下である必要がある。引っ張り強さが10MPaを下回る場合は、積層した研磨パッドは、研磨をおこなった場合、エッジ部分が研磨レートが不安定でエッジ1.5mmまで均一に研磨が出来ない。引っ張り強さが70MPaを越える場合は、研磨特性の面内均一性が不良で好ましくない。本発明の引っ張り強さは、ダンベル形状にして引っ張り応力を加え、破断時の応力である。測定装置として、オリエンテック社製テンシロン万能試験機RTM−100などが上げられる。測定条件としては、試験速度は5cm/分で試験片形状は幅5mmで試料長50mmのダンベル形状である。   The resin plate bonded and integrated with the polishing layer of the present invention needs to have a tensile strength of 10 Mpa or more and 70 MPa or less. When the tensile strength is less than 10 MPa, the laminated polishing pad cannot be uniformly polished to an edge of 1.5 mm because the polishing rate is unstable at the edge portion when polishing is performed. When the tensile strength exceeds 70 MPa, the in-plane uniformity of the polishing characteristics is poor, which is not preferable. The tensile strength of the present invention is a stress at the time of breaking by applying a tensile stress to a dumbbell shape. An example of a measuring device is Tensilon Universal Testing Machine RTM-100 manufactured by Orientec. As measurement conditions, the test speed is 5 cm / min, the test piece shape is a dumbbell shape having a width of 5 mm and a sample length of 50 mm.

本発明の樹脂板の厚みは、0.3mm以上1.2mm以下である必要がある。樹脂板の厚みが0.3mmを下回る場合は、研磨をおこなった場合、エッジ部分が研磨レートが不安定でエッジ1.5mmまで均一に研磨が出来ないので、好ましくない。樹脂板の厚みが1.2mmを越える場合は、研磨特性の面内均一性が不良で好ましくない。   The thickness of the resin plate of this invention needs to be 0.3 mm or more and 1.2 mm or less. When the thickness of the resin plate is less than 0.3 mm, polishing is not preferable because the edge portion has an unstable polishing rate and cannot be uniformly polished to an edge of 1.5 mm. When the thickness of the resin plate exceeds 1.2 mm, the in-plane uniformity of the polishing characteristics is poor, which is not preferable.

本発明の樹脂板の衝撃強さは、100J/m以上あることが必要である。衝撃強さが100J/mに満たない場合には、ウェハーを大量に研磨をおこなうなかで、樹脂板が疲労破壊をおこし、研磨特性が悪化するので、好ましくない。衝撃強さは、JIS K 6911−1962の示されたアイゾット法に従って評価をおこなった。   The impact strength of the resin plate of the present invention needs to be 100 J / m or more. When the impact strength is less than 100 J / m, the resin plate causes fatigue failure while polishing a large amount of the wafer, which is not preferable. The impact strength was evaluated according to the Izod method indicated in JIS K 6911-1962.

本発明の樹脂板の吸水率は0.5%以下にする必要がある。樹脂板の吸水率が0.5%を越える場合は、研磨中に膨潤が生じ研磨層と樹脂板が一体化した複合層が変形して、ウェハーを大量に研磨をおこなうなかで、研磨特性が悪化すので、好ましくない。吸水率は、まず、樹脂板を真空乾燥した後、重量を測定し、水に24時間浸責した後、表面の付着水をよくとってから重量を測定し、浸責前の重量と浸責後の重量の差を浸責前の重量で割った数値を吸水率とした。   The water absorption of the resin plate of the present invention needs to be 0.5% or less. When the water absorption rate of the resin plate exceeds 0.5%, swelling occurs during polishing, the composite layer in which the polishing layer and the resin plate are integrated is deformed, and the polishing characteristics are improved while polishing a large amount of wafers. Since it worsens, it is not preferable. The water absorption rate is determined by first drying the resin plate in vacuum, measuring the weight, immersing it in water for 24 hours, and then measuring the weight after thoroughly removing the surface adhering water. The value obtained by dividing the difference in weight afterwards by the weight before immersion was defined as the water absorption rate.

本発明の樹脂板の材質として具体的に挙げると、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂、塩素化ポリエチレンアクリロニトリルスチレン樹脂、アクリロニトリルエチレンスチレン樹脂、アクリロニトリルブタジエンスチレン/塩化ビニルブレンド樹脂、エチレン/酢酸ビニル/塩化ビニル共重合体、ポリカーボネート樹脂、ポリカーボネート/アクリロニトリルブタジエンスチレンブレンド樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、硬質ポリウレタン樹脂、アクリル変性ポリ塩化ビニル樹脂などがあるが、これらに限定されるわけではない。   Specific examples of the material of the resin plate of the present invention include acrylonitrile butadiene styrene resin, chlorinated polyethylene acrylonitrile styrene resin, acrylonitrile ethylene styrene resin, acrylonitrile butadiene styrene / vinyl chloride blend resin, ethylene / vinyl acetate / vinyl chloride copolymer. Polycarbonate resin, polycarbonate / acrylonitrile butadiene styrene blend resin, polyphenylene ether resin, rigid polyurethane resin, acrylic modified polyvinyl chloride resin, and the like, but are not limited thereto.

本発明の研磨層と樹脂板は接着剤で一体化する必要がある。ここで、両面テープ等の粘着剤を用いる場合は除くものとする。接着剤としては、アクリル樹脂系接着剤、α−オレフィン系接着剤、ウレタン樹脂系接着剤、ホットメルト接着剤が挙げられるが、ホットメルト接着剤が短時間で接着できるという点で好ましい。ホットメルト接着剤として、日立化成ポリマー(株)製のハイボン(登録商標)シリーズ、三井武田ケミカル(株)のタケメルト(登録商標)MAシリーズ、東亜合成(株)のアロンメルト(登録商標)Rシリーズ、新田ゼラチン(株)のニッタイト(登録商標)ARXシリーズ、コニシ(株)のボンド(登録商標)KUMシリーズを挙げる事が出来る。   The polishing layer and the resin plate of the present invention must be integrated with an adhesive. Here, it excludes when using adhesives, such as a double-sided tape. Examples of the adhesive include acrylic resin-based adhesives, α-olefin-based adhesives, urethane resin-based adhesives, and hot-melt adhesives, which are preferable in that hot-melt adhesives can be bonded in a short time. As hot-melt adhesives, Hibon (registered trademark) series manufactured by Hitachi Chemical Polymer Co., Ltd., Takemelt (registered trademark) MA series of Mitsui Takeda Chemical Co., Ltd., Aronmelt (registered trademark) R series of Toa Gosei Co., Ltd., Examples include Nittaite (registered trademark) ARX series of Nitta Gelatin Co., Ltd. and Bond (registered trademark) KUM series of Konishi Co., Ltd.

ホットメルト接着剤の厚みとして、30〜150μmが接着力が高く維持できているので好ましい。   The thickness of the hot melt adhesive is preferably 30 to 150 μm because the adhesive strength can be maintained high.

本発明の研磨層に体積弾性率が40MPa以上でかつ引っ張り弾性率が1MPa以上20MPa以下のクッション層を積層することが、面内均一性が良好であるので好ましい。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印加圧力を加えて、その体積変化を測定する。体積弾性率=印加圧力/(体積変化/元の体積)という定義である。   It is preferable to laminate a cushion layer having a bulk elastic modulus of 40 MPa or more and a tensile elastic modulus of 1 MPa or more and 20 MPa or less on the polishing layer of the present invention because the in-plane uniformity is good. The volume modulus is a volume change measured by applying an isotropic applied pressure to an object whose volume has been measured in advance. Volume modulus = applied pressure / (volume change / original volume).

本発明の体積弾性率の測定は、以下のとおり行った。内容積が約40mLのステンレス製の測定セルに、試料片と23℃の水を入れ、容量0.5mLの硼珪酸ガラス製メスピペット(最小目盛り0.005mL)を装着した。別に、圧力容器としてポリ塩化ビニル樹脂製の管(内径90mmφ×2000mm、肉厚5mm)を使用して、その中に上記試料片を入れた測定セルを入れ、圧力Pで窒素加圧し、体積変化V1を測定した。続いて、試料を測定セルに入れないで、表1に示した圧力Pで窒素加圧し、体積変化V0を測定した。圧力PをΔV/Vi=(V1−V0)/Viで除した値を前記試料の体積弾性率として算出した。   The volume modulus of elasticity of the present invention was measured as follows. A sample piece and 23 ° C. water were placed in a stainless steel measuring cell having an internal volume of about 40 mL, and a borosilicate glass pipette (minimum scale 0.005 mL) having a capacity of 0.5 mL was attached. Separately, a tube made of polyvinyl chloride resin (inner diameter 90 mmφ × 2000 mm, wall thickness 5 mm) is used as a pressure vessel, and the measurement cell in which the above sample piece is placed is placed therein. V1 was measured. Subsequently, the sample was not put in the measurement cell, and nitrogen was pressurized at the pressure P shown in Table 1, and the volume change V0 was measured. A value obtained by dividing the pressure P by ΔV / Vi = (V1−V0) / Vi was calculated as the volume modulus of the sample.

本発明の体積弾性率は、23℃においてサンプルに0.04〜0.14MPaの圧力がかかった時の体積弾性率のことである。   The bulk modulus of the present invention is the bulk modulus when a pressure of 0.04 to 0.14 MPa is applied to the sample at 23 ° C.

本発明のクッション層の体積弾性率は40MPa以上が好ましい。40MPaに満たない場合は、半導体基板全面の面内均一性が損なわれるので好ましくない場合があり、もう一つの理由は、研磨パッドの表面と裏面を貫通する孔に流れ込むスラリーや水がクッション層に含浸して、クッション特性を経時的に変化させるので好ましくない場合がある。さらに好ましい体積弾性率の範囲は200MPa以上である。   The volume elastic modulus of the cushion layer of the present invention is preferably 40 MPa or more. If it is less than 40 MPa, the in-plane uniformity of the entire surface of the semiconductor substrate may be impaired, which may be undesirable. Another reason is that slurry and water flowing into the holes penetrating the front and back surfaces of the polishing pad are formed in the cushion layer. Impregnation may change the cushion characteristics over time, which may be undesirable. A more preferable range of the bulk modulus is 200 MPa or more.

本発明の引張り弾性率は、ダンベル形状にして引っ張り応力を加え、引っ張り歪み(=引っ張り長さ変化/元の長さ)が0.01から0.03までの範囲で引っ張り応力を測定し、引っ張り弾性率=((引っ張り歪みが0.03時の引っ張り応力)−(引っ張り歪みが0.01時の引っ張り応力))/0.02で定義されるものである。測定装置として、オリエンテック社製テンシロン万能試験機RTM−100などが上げられる。測定条件としては、試験速度は5cm/分で試験片形状は幅5mmで試料長50mmのダンベル形状である。   The tensile modulus of the present invention is determined by applying a tensile stress to a dumbbell shape and measuring the tensile stress in a range of tensile strain (= change in tensile length / original length) from 0.01 to 0.03. Elastic modulus = ((tensile stress when tensile strain is 0.03) − (tensile stress when tensile strain is 0.01)) / 0.02. An example of a measuring device is Tensilon Universal Testing Machine RTM-100 manufactured by Orientec. As measurement conditions, the test speed is 5 cm / min, the test piece shape is a dumbbell shape having a width of 5 mm and a sample length of 50 mm.

本発明のクッション層の引張り弾性率は、1MPa以上20MPa以下であることが好ましい。引っ張り弾性率が1MPaに満たない場合は、半導体基板全面の面内均一性が損なわれるので好ましくない場合がある。引っ張り弾性率が20MPaを越える場合も半導体基板全面の面内均一性が損なわれるので好ましくない場合がある。さらに好ましい引っ張り弾性率の範囲は、1.2MPa以上10MPa以下である。   The tensile elastic modulus of the cushion layer of the present invention is preferably 1 MPa or more and 20 MPa or less. If the tensile elastic modulus is less than 1 MPa, the in-plane uniformity over the entire surface of the semiconductor substrate is impaired, which may not be preferable. Even when the tensile elastic modulus exceeds 20 MPa, the in-plane uniformity of the entire surface of the semiconductor substrate is impaired, which may not be preferable. A more preferable tensile elastic modulus range is 1.2 MPa or more and 10 MPa or less.

この様なクッション層としては、天然ゴム、ニトリルゴム、ネオプレン(登録商標)ゴム、ポリブタジエンゴム、熱硬化ポリウレタンゴム、熱可塑性ポリウレタンゴム、シリコンゴムなどの無発泡のエラストマを上げることができるが特にこれらに限定されるわけではない。クッション層の厚みは、0.3〜2mmの範囲が好ましい。0.5mmに満たない場合は、半導体基板全面の面内均一性が損なわれるので好ましくない場合がある。2mmを越える場合は、局所平坦性が損なわれるので好ましくない場合がある。さらに好ましい厚みの範囲は、0.5mm以上2mm以下である。さらに好ましい範囲は0.75mm以上1.75mm以下である。   As such a cushion layer, non-foamed elastomers such as natural rubber, nitrile rubber, neoprene (registered trademark) rubber, polybutadiene rubber, thermosetting polyurethane rubber, thermoplastic polyurethane rubber, and silicone rubber can be raised. It is not limited to. The thickness of the cushion layer is preferably in the range of 0.3 to 2 mm. If it is less than 0.5 mm, in-plane uniformity over the entire surface of the semiconductor substrate is impaired, which may not be preferable. If it exceeds 2 mm, local flatness is impaired, which may not be preferable. A more preferable thickness range is 0.5 mm or more and 2 mm or less. A more preferable range is 0.75 mm or more and 1.75 mm or less.

本発明の研磨パッドを用いて、スラリーとしてシリカ系スラリー、酸化アルミニウム系スラリー、酸化セリウム系スラリー等を用いて半導体ウェハ上での絶縁膜の凹凸や金属配線の凹凸を局所的に平坦化することができたり、グローバル段差を小さくしたり、ディッシングを抑えたりできる。スラリーの具体例として、キャボット社製のCMP用CAB−O−SPERSE(登録商標) SC−1、CMP用CAB−O−SPERSE(登録商標) SC−112、CMP用SEMI−SPERSE(登録商標) AM100、CMP用SEMI−SPERSE(登録商標) AM100C、CMP用SEMI−SPERSE(登録商標) 12、CMP用SEMI−SPERSE(登録商標) 25、CMP用SEMI−SPERSE(登録商標) W2000、CMP用SEMI−SPERSE(登録商標) W−A400等を挙げることができるが、これらに限られるわけではない。   Using the polishing pad of the present invention, the unevenness of the insulating film and the unevenness of the metal wiring on the semiconductor wafer are locally planarized using silica-based slurry, aluminum oxide-based slurry, cerium oxide-based slurry, etc. as the slurry. Can be reduced, global steps can be reduced, and dishing can be suppressed. As specific examples of the slurry, CAB-O-SPERSE (registered trademark) SC-1 for CMP, CAB-O-SPERSE (registered trademark) SC-112 for CMP, SEMI-SPERSE (registered trademark) AM100 for CMP manufactured by Cabot Corporation. , SEMI-SPERSE (registered trademark) AM100C for CMP, SEMI-SPERSE (registered trademark) 12 for CMP, SEMI-SPERSE (registered trademark) 25 for CMP, SEMI-SPERSE (registered trademark) W2000 for CMP, SEMI-SPERSE for CMP (Registered trademark) W-A400 and the like can be mentioned, but are not limited thereto.

本発明の研磨パッドの対象は、例えば半導体ウェハの上に形成された絶縁層または金属配線の表面であるが、絶縁層としては、金属配線の層間絶縁膜や金属配線の下層絶縁膜や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を挙げることができ、金属配線としては、アルミ、タングステン、銅等であり、構造的にダマシン、デュアルダマシン、プラグなどがある。銅を金属配線とした場合には、窒化珪素等のバリアメタルも研磨対象となる。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が用いられる様になる。本発明の研磨パッドでは、スクラッチがはいりにくい状態で研磨しながら研磨状態を良好に測定することが可能である The object of the polishing pad of the present invention is, for example, the surface of an insulating layer or metal wiring formed on a semiconductor wafer. As the insulating layer, an interlayer insulating film of metal wiring, a lower insulating film of metal wiring or element isolation The metal wiring is aluminum, tungsten, copper or the like, and there are structurally damascene, dual damascene, plug, and the like. When copper is used as the metal wiring, a barrier metal such as silicon nitride is also subject to polishing. As the insulating film, silicon oxide is mainly used at present, but a low dielectric constant insulating film is used due to the problem of delay time. With the polishing pad of the present invention, it is possible to satisfactorily measure the polishing state while polishing in a state where scratches are difficult to enter .

本発明の研磨パッドは、ガラス、半導体、誘電/金属複合体及び集積回路等に平坦面を形成するのに好適に使用される。   The polishing pad of the present invention is suitably used for forming a flat surface on glass, semiconductors, dielectric / metal composites, integrated circuits and the like.

以下、実施例によって、さらに本発明の詳細を説明する。しかし、本実施例により本発明が限定して解釈される訳ではない。なお、測定は以下のとおりに行った。   Hereinafter, the details of the present invention will be described with reference to examples. However, the present invention is not construed as being limited by this embodiment. The measurement was performed as follows.

マイクロゴムA硬度:
高分子計器(株)製のマイクロゴム硬度計"MD−1"で測定する。マイクロゴム硬度計"MD−1"の構成は下記のとおりである。
1.1センサ部
(1)荷重方式:片持ばり形板バネ
(2)ばね荷重:0ポイント/2.24gf。100ポイント/33.85gf
(3)ばね荷重誤差:±0.32gf
(4)押針寸法:直径:0.16mm円柱形。 高さ0.5mm
(5)変位検出方式:歪ゲージ式
(6)加圧脚寸法:外径4mm 内径1.5mm
1.2センサ駆動部
(1)駆動方式:ステッピングモータによる上下駆動。エアダンパによる降下速度制御
(2)上下動ストローク:12mm
(3)降下速度:10〜30mm/sec
(4)高さ調整範囲:0〜67mm(試料テーブルとセンサ加圧面の距離)
1.3試料台
(1)試料台寸法:直径 80mm
(2)微動機構:XYテーブルおよびマイクロメータヘッドによる微動。ストローク:X軸、Y軸とも15mm
(3)レベル調整器:レベル調整用本体脚および丸型水準器。
Micro rubber A hardness:
It is measured with a micro rubber hardness meter “MD-1” manufactured by Kobunshi Keiki Co., Ltd. The configuration of the micro rubber hardness tester “MD-1” is as follows.
1.1 Sensor part (1) Load method: cantilever leaf spring (2) Spring load: 0 point / 2.24 gf. 100 points / 33.85 gf
(3) Spring load error: ± 0.32 gf
(4) Needle size: Diameter: 0.16 mm cylindrical shape. 0.5mm height
(5) Displacement detection method: Strain gauge type (6) Pressure leg size: Outer diameter 4 mm Inner diameter 1.5 mm
1.2 Sensor driving unit (1) Driving method: Vertical driving by a stepping motor. Descent speed control by air damper (2) Vertical movement stroke: 12mm
(3) Descent speed: 10-30mm / sec
(4) Height adjustment range: 0 to 67 mm (distance between sample table and sensor pressing surface)
1.3 Sample stage (1) Sample stage size: Diameter 80mm
(2) Fine movement mechanism: Fine movement by an XY table and a micrometer head. Stroke: 15mm for both X and Y axes
(3) Level adjuster: Level adjustment body legs and round level.

気泡径測定:日立製作所(株)製SEM2400走査型電子顕微鏡を使用し、倍率200倍で観察した写真を画像解析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。   Bubble diameter measurement: By using a SEM2400 scanning electron microscope manufactured by Hitachi, Ltd. and analyzing the photograph observed at a magnification of 200 times with an image analyzer, all the bubble diameters present in the photograph are measured. The average value was defined as the average cell diameter.

体積弾性率の測定:内容積が約40mLのステンレス製の測定セルに、NBRゴムシート27g(比重1.29、初期体積21ml)と23℃の水を入れ、これに容量0.5mLの硼珪酸ガラス製メスピペット(最小目盛り0.005mL)を装着した。別に、圧力容器としてポリ塩化ビニル樹脂製の管(内径90mmφ×2000mm、肉厚5mm)を使用して、その中に上記試料片を入れた測定セルを入れ、表1に示した圧力Pで窒素加圧し、体積変化V1を測定した。続いて、試料を測定セルに入れないで、表1に示した圧力Pで窒素加圧し、水のみの体積変化V0を測定した。圧力PをΔV/Vi=(V1−V0)/Viで除した値を前記試料の体積弾性率として算出した。   Measurement of bulk modulus: NBR rubber sheet 27 g (specific gravity 1.29, initial volume 21 ml) and 23 ° C. water were placed in a stainless steel measuring cell having an internal volume of about 40 mL, and 0.5 mL of borosilicate was added thereto. A glass pipette (minimum scale 0.005 mL) was attached. Separately, a tube made of polyvinyl chloride resin (inner diameter 90 mmφ × 2000 mm, wall thickness 5 mm) was used as a pressure vessel, and the measurement cell containing the above sample piece was put therein, and nitrogen was applied at the pressure P shown in Table 1. The volume was changed and the volume change V1 was measured. Subsequently, without putting the sample into the measurement cell, nitrogen was pressurized at the pressure P shown in Table 1, and the volume change V0 of only water was measured. A value obtained by dividing the pressure P by ΔV / Vi = (V1−V0) / Vi was calculated as the volume modulus of the sample.

実施例1
ポリプロピレングリコール30重量部とジフェニルメタンジイソシアネート40重量部と水0.5重量部とトリエチルアミン0.3重量部とシリコーン整泡剤1.7重量部とオクチル酸スズ0.09重量部をRIM成型機で混合して、金型に吐出して加圧成型を行い、厚み2.6mmの独立気泡の発泡ポリウレタンシート(マイクロゴムA硬度:42,密度:0.76g/cm3 、独立気泡の平均気泡径:34μm)を作製した。
Example 1
30 parts by weight of polypropylene glycol, 40 parts by weight of diphenylmethane diisocyanate, 0.5 parts by weight of water, 0.3 parts by weight of triethylamine, 1.7 parts by weight of a silicone foam stabilizer and 0.09 parts by weight of tin octylate are mixed in a RIM molding machine. The foamed polyurethane sheet having a thickness of 2.6 mm (micro rubber A hardness: 42, density: 0.76 g / cm 3 , average cell diameter of closed cells: 34 μm).

前記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0.2重量部を添加したメチルメタクリレートに60分間浸漬した。次に前記発泡ポリウレタンシートを、ポリビニルアルコール"CP"(重合度:約500、ナカライテスク(株)製)15重量部、エチルアルコール(試薬特級、片山化学(株)製)35重量部、水50重量部からなる溶液中に浸漬後乾燥することにより、前記発泡ポリウレタンシート表層をポリビニルアルコールで被覆した。   The foamed polyurethane sheet was immersed in methyl methacrylate to which 0.2 part by weight of azobisisobutyronitrile was added for 60 minutes. Next, 15 parts by weight of polyvinyl alcohol “CP” (degree of polymerization: about 500, manufactured by Nacalai Tesque), 35 parts by weight of ethyl alcohol (special grade reagent, manufactured by Katayama Chemical), water 50 The foamed polyurethane sheet surface layer was coated with polyvinyl alcohol by being immersed in a solution consisting of parts by weight and then dried.

次に前記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、65℃で6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水洗した後、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を厚み2.00mmにスライス加工することにより研磨層を作製した。   Next, the foamed polyurethane sheet was sandwiched between two glass plates via a vinyl chloride gasket and polymerized and cured by heating at 65 ° C. for 6 hours and at 120 ° C. for 3 hours. After releasing from between the glass plates and washing with water, vacuum drying was performed at 50 ° C. A polishing layer was prepared by slicing the hard foam sheet thus obtained to a thickness of 2.00 mm.

研磨層中のメチルメタクリレート含有率は66重量%であった。また研磨層のマイクロゴムA硬度は98度、密度は0.81g/cm3 、独立気泡の平均気泡径は45μmであった。東レ(株)製ABS樹脂で厚みが1mmの樹脂板を作成した。該樹脂板の引っ張り強さは30MPaで、衝撃強さは363J/mで、吸水率は0.3%であった。該樹脂板にホットメルト接着剤として、日立化成ポリマー(株)製ハイボンYR713−1Wを120μで塗工し、研磨層とニップロールプレスで加圧して、複合層を作成した。
クッション層として日本マタイ(株)製の熱可塑性ポリウレタンのマイクロゴムA硬度で65度の1.0mm品(体積弾性率=65MPa、引っ張り弾性率=4MPa)を、該複合層と積水化学工業(株)製5782W接着層(中間テープ)を介して積層体を作成し、さらに裏面に裏面テープとして積水化学工業(株)両面テープ5604TDXを貼り合わせた。
The methyl methacrylate content in the polishing layer was 66% by weight. The micro rubber A hardness of the polishing layer was 98 degrees, the density was 0.81 g / cm 3 , and the average cell diameter of closed cells was 45 μm. A resin plate having a thickness of 1 mm was made of ABS resin manufactured by Toray Industries, Inc. The tensile strength of the resin plate was 30 MPa, the impact strength was 363 J / m, and the water absorption was 0.3%. As a hot melt adhesive, Hibon YR713-1W manufactured by Hitachi Chemical Polymer Co., Ltd. was applied to the resin plate at 120 μm and pressed with a polishing layer and a nip roll press to form a composite layer.
As a cushion layer, a 1.0 mm product (volume elastic modulus = 65 MPa, tensile elastic modulus = 4 MPa) of 65 ° in thermoplastic polyurethane micro rubber A hardness made by Nippon Matai Co., Ltd., Sekisui Chemical Co., Ltd. ) A laminate was prepared through a 5582W adhesive layer (intermediate tape), and Sekisui Chemical Co., Ltd. double-sided tape 5604 TDX was bonded to the back as a back tape.

この積層体を775mmの直径の円に打ち抜いて、研磨層表面にグルーブ幅1mm、グルーブ深さ0.825mm、グルーブピッチ20mmの格子状のXY−グルーブをNCルーターで形成して、積層研磨パッドとした。   This laminated body is punched into a circle having a diameter of 775 mm, and a lattice-shaped XY-groove having a groove width of 1 mm, a groove depth of 0.825 mm, and a groove pitch of 20 mm is formed on the surface of the polishing layer with an NC router. did.

研磨機(アプライドマテリアルズ製”Reflexion(登録商標)”)の定盤に貼り付けた。酸化膜の12インチウェハをリテナーリング圧力=10.4psi、Z1=8.4psi、Z2=4.2psi、Z3=4.0psi、プラテン回転数=49rpm、研磨ヘッド回転数=51rpm、スラリー(キャボット社製、SS−12)を150cc/分の流量で流し、Kinik製ドレッサーで荷重8lbf、ドレス時間が30秒で研磨時間1分の研磨条件で酸化膜の研磨レートは2300オングストローム/分であった。面内均一性は1.5mmエッジエクスクルージョンで12%で非常に良好であった。本条件でウェハーを連続テストした結果、約1500枚研磨することが出来、研磨特性は維持できた。   It was affixed on the surface plate of a polishing machine ("Reflexion (registered trademark)" manufactured by Applied Materials). Retainering pressure = 10.4 psi, Z1 = 8.4 psi, Z2 = 4.2 psi, Z3 = 4.0 psi, platen rotation speed = 49 rpm, polishing head rotation speed = 51 rpm, slurry (Cabot Corporation) SS-12) was supplied at a flow rate of 150 cc / min, the polishing rate of the oxide film was 2300 angstroms / min under the polishing conditions of a load of 8 lbf with a Kinik dresser, a dressing time of 30 seconds and a polishing time of 1 minute. In-plane uniformity was very good at 12% with 1.5 mm edge exclusion. As a result of continuous testing of the wafer under these conditions, about 1500 wafers could be polished and the polishing characteristics could be maintained.

研磨したウエハについてKLA−Tencol社製欠陥検査装置商品名“SP−1”で0.18μm以上のスクラッチを測定したところ、スクラッチ数は4個〜15固と良好であった。   When scratches of 0.18 μm or more were measured on the polished wafer using a defect inspection apparatus trade name “SP-1” manufactured by KLA-Tencol, the number of scratches was as good as 4 to 15 solids.

実施例2
ポリプロピレングリコール30重量部とジフェニルメタンジイソシアネート40重量部と水0.5重量部とトリエチルアミン0.3重量部とシリコーン整泡剤1.7重量部とオクチル酸スズ0.09重量部をRIM成型機で混合して、金型に吐出して加圧成型を行い、厚み2.6mmの独立気泡の発泡ポリウレタンシート(マイクロゴムA硬度:42,密度:0.76g/cm3 、独立気泡の平均気泡径:34μm)を作製した。
Example 2
30 parts by weight of polypropylene glycol, 40 parts by weight of diphenylmethane diisocyanate, 0.5 parts by weight of water, 0.3 parts by weight of triethylamine, 1.7 parts by weight of a silicone foam stabilizer and 0.09 parts by weight of tin octylate are mixed in a RIM molding machine. The foamed polyurethane sheet having a thickness of 2.6 mm (micro rubber A hardness: 42, density: 0.76 g / cm 3 , average cell diameter of closed cells: 34 μm).

前記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0.2重量部を添加したメチルメタクリレートに60分間浸漬した。次に前記発泡ポリウレタンシートを、ポリビニルアルコール"CP"(重合度:約500、ナカライテスク(株)製)15重量部、エチルアルコール(試薬特級、片山化学(株)製)35重量部、水50重量部からなる溶液中に浸漬後乾燥することにより、前記発泡ポリウレタンシート表層をポリビニルアルコールで被覆した。   The foamed polyurethane sheet was immersed in methyl methacrylate to which 0.2 part by weight of azobisisobutyronitrile was added for 60 minutes. Next, 15 parts by weight of polyvinyl alcohol “CP” (degree of polymerization: about 500, manufactured by Nacalai Tesque), 35 parts by weight of ethyl alcohol (special grade reagent, manufactured by Katayama Chemical), water 50 The foamed polyurethane sheet surface layer was coated with polyvinyl alcohol by being immersed in a solution consisting of parts by weight and then dried.

次に前記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、65℃で6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水洗した後、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を厚み1.50mmにスライス加工することにより研磨層を作製した。   Next, the foamed polyurethane sheet was sandwiched between two glass plates via a vinyl chloride gasket and polymerized and cured by heating at 65 ° C. for 6 hours and at 120 ° C. for 3 hours. After releasing from between the glass plates and washing with water, vacuum drying was performed at 50 ° C. The hard foamed sheet thus obtained was sliced to a thickness of 1.50 mm to produce a polishing layer.

研磨層中のメチルメタクリレート含有率は66重量%であった。また研磨層のマイクロゴムA硬度は98度、密度は0.82g/cm3 、独立気泡の平均気泡径は40μmであった。住友エイビーエスラテックス(株)製AES樹脂で厚みが0.5mmの樹脂板を作成した。該樹脂板の引っ張り強さは44MPaで、衝撃強さは540J/mで、吸水率は0.3%であった。該樹脂板にホットメルト接着剤として、三井武田ケミカル(株)製MA−3002Tを75μで塗工し、研磨層とニップロールプレスで加圧して、複合層を作成した。
クッション層として日本マタイ(株)製の熱可塑性ポリウレタンのマイクロゴムA硬度で65度の1.0mm品(体積弾性率=65MPa、引っ張り弾性率=4MPa)を、該複合層と積水化学工業(株)製5782W接着層(中間テープ)を介して積層体を作成し、さらに裏面に裏面テープとして積水化学工業(株)両面テープ5604TDXを貼り合わせた。
The methyl methacrylate content in the polishing layer was 66% by weight. The micro rubber A hardness of the polishing layer was 98 degrees, the density was 0.82 g / cm 3 , and the average cell diameter of closed cells was 40 μm. A resin plate having a thickness of 0.5 mm was made of AES resin manufactured by Sumitomo ABS Latex Co., Ltd. The tensile strength of the resin plate was 44 MPa, the impact strength was 540 J / m, and the water absorption rate was 0.3%. As a hot melt adhesive, MA-3002T manufactured by Mitsui Takeda Chemical Co., Ltd. was applied to the resin plate at 75 μm, and pressed with a polishing layer and a nip roll press to form a composite layer.
As a cushion layer, a 1.0 mm product (volume elastic modulus = 65 MPa, tensile elastic modulus = 4 MPa) of 65 ° in thermoplastic polyurethane micro rubber A hardness made by Nippon Matai Co., Ltd., Sekisui Chemical Co., Ltd. ) A laminate was prepared through a 5582W adhesive layer (intermediate tape), and Sekisui Chemical Co., Ltd. double-sided tape 5604 TDX was bonded to the back as a back tape.

この積層体を775mmの直径の円に打ち抜いて、研磨層表面にグルーブ幅1mm、グルーブ深さ0.60mm、グルーブピッチ20mmの格子状のXY−グルーブをNCルーターで形成して、積層研磨パッドとした。   This laminated body is punched into a circle having a diameter of 775 mm, and a lattice-shaped XY-groove having a groove width of 1 mm, a groove depth of 0.60 mm, and a groove pitch of 20 mm is formed on the surface of the polishing layer with an NC router. did.

研磨機(アプライドマテリアルズ製”Reflexion(登録商標)”)の定盤に貼り付けた。酸化膜の12インチウェハをリテナーリング圧力=11.4psi、Z1=8.0psi、Z2=4.2psi、Z3=4.0psi、プラテン回転数=49rpm、研磨ヘッド回転数=51rpm、スラリー(キャボット社製、SS−12)を150cc/分の流量で流し、SEASOL製ドレッサーで荷重8lbf、ドレス時間が30秒で研磨時間1分の研磨条件で酸化膜の研磨レートは2200オングストローム/分であった。面内均一性は1.5mmエッジエクスクルージョンで11%で非常に良好であった。本条件でウェハーを連続テストした結果、約1800枚研磨することが出来、研磨特性は維持できた。   It was affixed on the surface plate of a polishing machine ("Reflexion (registered trademark)" manufactured by Applied Materials). Retainering pressure = 11.4 psi, Z1 = 8.0 psi, Z2 = 4.2 psi, Z3 = 4.0 psi, platen rotation speed = 49 rpm, polishing head rotation speed = 51 rpm, slurry (Cabot Corporation) SS-12) was flown at a flow rate of 150 cc / min, the polishing rate of the oxide film was 2200 angstroms / min under the polishing conditions of a load of 8 lbf with a SEASOL dresser, a dressing time of 30 seconds and a polishing time of 1 minute. In-plane uniformity was very good at 11% with 1.5 mm edge exclusion. As a result of continuous testing of the wafer under these conditions, about 1800 wafers could be polished and the polishing characteristics could be maintained.

研磨したウエハについてKLA−Tencol社製欠陥検査装置商品名“SP−1”で0.18μm以上のスクラッチを測定したところ、スクラッチ数は4個〜10固と良好であった。   When scratches of 0.18 μm or more were measured on the polished wafer using a defect inspection apparatus trade name “SP-1” manufactured by KLA-Tencol, the number of scratches was as good as 4 to 10 solids.

比較例1
実施例1と同様の厚み2.00mmの研磨層を作製した。
Comparative Example 1
A polishing layer having a thickness of 2.00 mm similar to that of Example 1 was prepared.

研磨層中のメチルメタクリレート含有率は66重量%であった。また研磨層のマイクロゴムA硬度は98度、密度は0.81g/cm3 、独立気泡の平均気泡径は45μmであった。
クッション層として日本マタイ(株)製の熱可塑性ポリウレタンのマイクロゴムA硬度で65度の1.0mm品(体積弾性率=65MPa、引っ張り弾性率=4MPa)を、該研磨層と積水化学工業(株)製5782W接着層(中間テープ)を介して積層体を作成し、さらに裏面に裏面テープとして積水化学工業(株)両面テープ5604TDXを貼り合わせた。
The methyl methacrylate content in the polishing layer was 66% by weight. The micro rubber A hardness of the polishing layer was 98 degrees, the density was 0.81 g / cm 3 , and the average cell diameter of closed cells was 45 μm.
As a cushion layer, a 1.0 mm product (volume elastic modulus = 65 MPa, tensile elastic modulus = 4 MPa) of 65 ° in thermoplastic polyurethane micro rubber A hardness made by Nippon Matai Co., Ltd., and the polishing layer and Sekisui Chemical Co., Ltd. ) A laminate was prepared through a 5582W adhesive layer (intermediate tape), and Sekisui Chemical Co., Ltd. double-sided tape 5604 TDX was bonded to the back as a back tape.

この積層体を775mmの直径の円に打ち抜いて、研磨層表面にグルーブ幅1mm、グルーブ深さ0.825mm、グルーブピッチ20mmの格子状のXY−グルーブをNCルーターで形成して、積層研磨パッドとした。   This laminated body is punched into a circle having a diameter of 775 mm, and a lattice-shaped XY-groove having a groove width of 1 mm, a groove depth of 0.825 mm, and a groove pitch of 20 mm is formed on the surface of the polishing layer with an NC router. did.

研磨機(アプライドマテリアルズ製”Reflexion(登録商標)”)の定盤に貼り付けた。酸化膜の12インチウェハをリテナーリング圧力=10.4psi、Z1=8.4psi、Z2=4.2psi、Z3=4.0psi、プラテン回転数=49rpm、研磨ヘッド回転数=51rpm、スラリー(キャボット社製、SS−12)を150cc/分の流量で流し、Kinik製ドレッサーで荷重8lbf、ドレス時間が30秒で研磨時間1分の研磨条件で酸化膜の研磨レートは2300オングストローム/分であった。面内均一性は1.5mmエッジエクスクルージョンで40%と非常に悪かった。   It was affixed on the surface plate of a polishing machine ("Reflexion (registered trademark)" manufactured by Applied Materials). Retainering pressure = 10.4 psi, Z1 = 8.4 psi, Z2 = 4.2 psi, Z3 = 4.0 psi, platen rotation speed = 49 rpm, polishing head rotation speed = 51 rpm, slurry (Cabot Corporation) SS-12) was supplied at a flow rate of 150 cc / min, the polishing rate of the oxide film was 2300 angstroms / min under the polishing conditions of a load of 8 lbf with a Kinik dresser, a dressing time of 30 seconds and a polishing time of 1 minute. In-plane uniformity was very poor at 40% with 1.5 mm edge exclusion.

研磨したウエハについてKLA−Tencol社製欠陥検査装置商品名“SP−1”で0.18μm以上のスクラッチを測定したところ、スクラッチ数は4個〜15固と良好であった。   When scratches of 0.18 μm or more were measured on the polished wafer using a defect inspection apparatus trade name “SP-1” manufactured by KLA-Tencol, the number of scratches was as good as 4 to 15 solids.

Claims (2)

半導体ウェハの上に形成された絶縁層または金属配線の表面を研磨するための研磨パッドであって、マイクロゴムA硬度が80度以上の研磨層と、引っ張り強さが10MPa以上70MPa以下で、かつ厚さが0.3mm以上1.2mm以下で、かつ衝撃強さが100J/m以上で、かつ吸水率が0.5%以下の樹脂板とクッション層が、研磨層、樹脂板、クッション層の順に積層されてなり、該研磨層と該樹脂板が接着剤で一体化されていることを特徴とする研磨パッド。 A polishing pad for polishing the surface of an insulating layer or metal wiring formed on a semiconductor wafer, wherein the polishing layer has a micro rubber A hardness of 80 degrees or more, a tensile strength of 10 MPa to 70 MPa, and A resin plate and a cushion layer having a thickness of 0.3 mm or more and 1.2 mm or less, an impact strength of 100 J / m or more, and a water absorption of 0.5% or less are formed of a polishing layer, a resin plate, and a cushion layer. A polishing pad, which is laminated in order, wherein the polishing layer and the resin plate are integrated with an adhesive. 請求項1に記載の研磨パッドを用いて半導体ウェハの上に形成された絶縁層または金属配線の表面を研磨するプロセスを含む半導体デバイスの製造方法。 A method for manufacturing a semiconductor device, comprising a process of polishing a surface of an insulating layer or metal wiring formed on a semiconductor wafer using the polishing pad according to claim 1.
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