JP2005251851A - 研磨パッドおよび研磨方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】半導体ウエハを研磨するケミカルメカニカルポリッシングに用いられる研磨パッドであって、研磨パッドにおけるポリウレタン樹脂微細発泡体の研磨領域のマトリックス樹脂中にフッ素系樹脂、ポリオレフィン系樹脂などの有機樹脂微粒子が分散されており、マトリックス樹脂のSP値より有機樹脂微粒子のSP値が小さいことを特徴とする研磨パッドおよびこの研磨パッドを用いる半導体ウエハの研磨方法に関する。
【選択図】なし
Description
上記有機樹脂微粒子が水系スラリーに対して非溶解性であり、
上記有機樹脂微粒子が粒子径0.1μmから100μmを有し、
上記有機樹脂微粒子の表面が、マイナス帯電する樹脂から形成され、
上記有機樹脂微粒子の少なくとも表面層が、フッ素系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂およびポリスチレン系樹脂から成る群から選択される少なくとも一種の樹脂から成り、
上記マトリックス樹脂がポリウレタン樹脂であり、
上記ポリウレタン樹脂が微細発泡体であり、
上記微細発泡体が、比重0.5から1.0g/cm3を有し、
上記微細発泡体が、硬度45から65度を有し、
上記微細発泡体が圧縮率0.5から5.0%を有する
ことが好ましい。
直径7mmの円(厚み:任意)に切り出したものを圧縮率・圧縮回復率測定用試料とし、温度23℃±2℃、湿度50%±5%の環境で40時間静置した。測定には熱分析測定器 TMA(SEIKO INSTRUMENTS製 SS6000)を用い、圧縮率と圧縮回復率を測定した。また、圧縮率と圧縮回復率の計算式は以下の通りである。
JIS Z8807−1976に準拠して行った。4cm×8.5cmの短冊状(厚み:任意)に切り出した研磨領域を比重測定用試料とし、温度23℃±2℃、湿度50%±5%の環境で16時間静置した。測定には比重計(ザルトリウス社製)を用い、比重を測定した。
JIS K6253−1997に準拠して行った。2cm×2cm(厚み:任意)の大きさに切り出した研磨領域を硬度測定用試料とし、温度23℃±2℃、湿度50%±5%の環境で16時間静置した。測定時には、試料を重ね合わせ、厚み6mm以上とした。硬度計(高分子計器社製、アスカーD型硬度計)を用い、硬度を測定した。
SP値(Solubility Parameter;溶解指数)は、P.A.J.Smallが提唱している方法〔J.Appl.Chem.,3,71(1953)〕により算出した。
研磨装置としてSPP600S(岡本工作機械社製)を用い、作製した研磨パッドを用いて、研磨特性の評価を行った。
研磨レートの評価は、8インチのシリコンウエハに熱酸化膜を1μm製膜したものを、約0.5μm研磨して、このときの時間から算出した。酸化膜の膜厚測定には、干渉式膜厚測定装置(大塚電子社製)を用いた。研磨条件としては、スラリーとしてシリカスラリー(SS12、キャボット社製)を研磨中に流量150ミリリットル/分にて添加した。研磨荷重としては350g/cm2、研磨定盤回転数35rpm、ウエハ回転数30rpmとした。
均一性の評価は、研磨終了後のウエハの任意25点の膜厚測定値より下記式により算出した。尚、均一性の値が小さいほどウエハ表面の均一性が高いことを表す。
スクラッチの評価は、研磨し終えた8インチのシリコンウエハの酸化膜表面を、トプコン社製ウエハ表面検査装置WM2500にて0.2μm以上の条痕が幾つ有るかを測定することによって評価した。この数値が小さいほど、スクラッチが少なくて優れていることを示す。
フッ素コーティングした反応容器内に、フィルタリングしたポリエーテル系プレポリマー(ユニロイヤル社製、アジプレンL−325、NCO濃度:2.22meq/g)100重量部,テフロン(登録商標)樹脂微粒子(ダイキン工業社製フッ素樹脂パウダー、粒子径2.0μm、SP値6.3)10重量部およびフィルタリングしたシリコーン系ノニオン界面活性剤(東レ・ダウシリコーン社製、SH192)3重量部を混合し、温度を80℃に調整した。フッ素コーティングした撹拌翼を用いて、回転数900rpmで反応系内に気泡を取り込むように約4分間激しく撹拌を行った。そこへ予め120℃で溶融し、フィルタリングした4,4’−メチレンビス(o−クロロアニリン)(イハラケミカル社製、イハラキュアミンMT)26重量部を添加した(マトリックス樹脂のSP値10)。その後、約1分間撹拌を続けてフッ素コーティングしたパン型のオープンモールドへ反応溶液を流し込んだ。この反応溶液の流動性がなくなった時点でオーブン内に入れ、110℃で6時間ポストキュアを行いポリウレタン樹脂微発泡体ブロックを得た。このポリウレタン樹脂微発泡体ブロックをバンドソータイプのスライサー(フェッケン社製)を用いてスライスし、ポリウレタン樹脂微発泡体シートを得た。次にこのシートをバフ機(アミテック社製)を使用して、所定の厚さに表面バフをし、厚み精度を整えたシートとした(シート厚み:1.27mm)。
フッ素コーティングした反応容器内に、フィルタリングしたポリエーテル系プレポリマー(ユニロイヤル社製、アジプレンL−325、NCO濃度:2.22meq/g)100重量部,ポリエチレン樹脂微粒子(住友精化社製フロービーズ、粒子径5.0μm、SP値8.0)10重量部およびフィルタリングしたシリコーン系ノニオン界面活性剤(東レ・ダウシリコーン社製、SH192)3重量部を混合し、温度を80℃に調整した。フッ素コーティングした撹拌翼を用いて、回転数900rpmで反応系内に気泡を取り込むように約4分間激しく撹拌を行った。そこへ予め120℃で溶融し、フィルタリングした4,4’−メチレンビス(o−クロロアニリン)(イハラケミカル社製、イハラキュアミンMT)26重量部を添加した(マトリックス樹脂のSP値10)。その後、約1分間撹拌を続けてフッ素コーティングしたパン型のオープンモールドへ反応溶液を流し込んだ。この反応溶液の流動性がなくなった時点でオーブン内に入れ、110℃で6時間ポストキュアを行いポリウレタン樹脂微発泡体ブロックを得た。このポリウレタン樹脂微発泡体ブロックをバンドソータイプのスライサー(フェッケン社製)を用いてスライスし、ポリウレタン樹脂微発泡体シートを得た。次にこのシートをバフ機(アミテック社製)を使用して、所定の厚さに表面バフをし、厚み精度を整えたシートとした(シート厚み:1.27mm)。
フッ素コーティングした反応容器内に、フィルタリングしたポリエーテル系プレポリマー(ユニロイヤル社製、アジプレンL−325、NCO濃度:2.22meq/g)100重量部およびフィルタリングしたシリコーン系ノニオン界面活性剤(東レ・ダウシリコーン社製、SH192)3重量部を混合し、温度を80℃に調整した。フッ素コーティングした撹拌翼を用いて、回転数900rpmで反応系内に気泡を取り込むように約4分間激しく撹拌を行った。そこへ予め120℃で溶融し、フィルタリングした4,4’−メチレンビス(o−クロロアニリン)(イハラケミカル社製、イハラキュアミンMT)26重量部を添加した(マトリックス樹脂のSP値10)。その後、約1分間撹拌を続けてフッ素コーティングしたパン型のオープンモールドへ反応溶液を流し込んだ。この反応溶液の流動性がなくなった時点でオーブン内に入れ、110℃で6時間ポストキュアを行いポリウレタン樹脂微発泡体ブロックを得た。このポリウレタン樹脂微発泡体ブロックをバンドソータイプのスライサー(フェッケン社製)を用いてスライスし、ポリウレタン樹脂微発泡体シートを得た。次にこのシートをバフ機(アミテック社製)を使用して、所定の厚さに表面バフをし、厚み精度を整えたシートとした(シート厚み:1.27mm)。
Claims (11)
- 半導体ウエハを研磨するケミカルメカニカルポリッシングに用いられる研磨パッドであって、研磨パッドの研磨領域のマトリックス樹脂中に有機樹脂微粒子が分散されており、マトリックス樹脂のSP値より有機樹脂微粒子のSP値が小さいことを特徴とする研磨パッド。
- 前記有機樹脂微粒子が水系スラリーに対して非溶解性である請求項1記載の研磨パッド。
- 前記有機樹脂微粒子が、粒子径0.1μmから100μmを有する請求項1または2記載の研磨パッド。
- 前記有機樹脂微粒子の表面が、マイナス帯電する樹脂から形成される請求項1から3のいずれか1項記載の研磨パッド。
- 前記有機樹脂微粒子の少なくとも表面層が、フッ素系樹脂、ポリオレフィン系樹脂およびシリコーン系樹脂から成る群から選択される少なくとも一種の樹脂から成る請求項1から4のいずれか1項記載の研磨パッド。
- 前記マトリックス樹脂がポリウレタン樹脂である請求項1から5のいずれか1項記載の研磨パッド。
- 前記ポリウレタン樹脂が微細発泡体である請求項6記載の研磨パッド。
- 前記微細発泡体が、比重0.5から1.0g/cm3を有する請求項7記載の研磨パッド。
- 前記微細発泡体が、硬度45から65度を有する請求項7または8記載の研磨パッド。
- 前記微細発泡体が圧縮率0.5から5.0%を有する請求項7から9のいずれか1項記載の研磨パッド。
- 請求項1から10のいずれか1項記載の研磨パッドを用いて半導体ウエハを研磨する方法。
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