JP2008186998A - Dressing method of chemical mechanical polishing pad - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、化学機械研磨パッドのドレッシング方法に関する。 The present invention relates to a dressing method for a chemical mechanical polishing pad.
半導体ウエハ等の研磨に用いられる化学機械的研磨（以下、単に「ＣＭＰ」ともいう。）では一般に、化学機械的研磨パッド（以下、単に「研磨パッド」ともいう。）と被研磨面との界面に砥粒等を含有させたスラリー（水系分散体）を供給して研磨を行うが、その際に研磨副生成物が発生する。この研磨副生成物が研磨パッドに付着することが原因で、研磨速度が低下することがある。 In chemical mechanical polishing (hereinafter also simply referred to as “CMP”) used for polishing a semiconductor wafer or the like, generally, an interface between a chemical mechanical polishing pad (hereinafter also simply referred to as “polishing pad”) and a surface to be polished. Polishing is performed by supplying a slurry (aqueous dispersion) containing abrasive grains or the like, and a polishing by-product is generated. The polishing rate may decrease due to this polishing by-product adhering to the polishing pad.
また、研磨パッドに研磨副生成物が不均一に吸着すると、主に研磨副生成物から構成される比較的硬質な部分と、研磨副生成物が付着していない比較的軟質な部分とが研磨パッド表面に生じる結果、研磨パッド表面における硬さが不均一となることがある。研磨パッド表面における硬さが不均一になると、硬さに応じて研磨パッドの磨耗の度合いが異なるため、研磨パッド表面の厚みが不均一になる。さらに、研磨パッドの厚みが不均一になると、被研磨面に対して均一な研磨圧力を加えることができなくなるうえに、ＣＭＰスラリーが被研磨面に対して不均一に供給されるため、被研摩面の面内均一性や研磨速度に対する安定性が損なわれてしまい、研磨パッドの寿命が極端に短くなる。 Further, if the polishing by-product is adsorbed unevenly on the polishing pad, a relatively hard portion mainly composed of the polishing by-product and a relatively soft portion to which the polishing by-product is not adhered are polished. As a result of the occurrence on the pad surface, the hardness on the polishing pad surface may be non-uniform. When the hardness on the surface of the polishing pad is non-uniform, the degree of wear of the polishing pad varies depending on the hardness, and thus the thickness of the surface of the polishing pad becomes non-uniform. Furthermore, if the thickness of the polishing pad is not uniform, a uniform polishing pressure cannot be applied to the surface to be polished, and the CMP slurry is supplied unevenly to the surface to be polished. In-plane uniformity of the surface and stability with respect to the polishing rate are impaired, and the life of the polishing pad is extremely shortened.
例えば、研磨速度の回復を目的として、研磨パッドに付着した研磨副生成物を除去するために、洗浄剤を用いて研磨パッドを洗浄することにより、研磨副生成物を除去する方法が開示されている（特開２００２−３７１３００号公報、特表２００３−５００８６４号公報）。 For example, a method for removing a polishing byproduct by cleaning the polishing pad with a cleaning agent to remove a polishing byproduct attached to the polishing pad for the purpose of recovering the polishing rate is disclosed. (Japanese Patent Laid-Open No. 2002-371300, Japanese Patent Publication No. 2003-500086).
特開２００２−３７１３００号公報および特表２００３−５００８６４号公報に記載された方法は、研磨速度の回復には有効な手段である。しかしながら、研磨パッドの硬さが不均一であることが原因で生じる被研摩面の面内均一性の低下を防止したり、研磨速度を長期的に確保したりするためには、これらの方法では十分でない場合がある。
本発明は、被研磨面の面内均一性および研磨速度の長期的な安定性を確保することができ、かつ、研磨パッドの寿命を大きく改善することができる化学機械研磨パッドのドレッシング方法を提供する。 The present invention provides a chemical mechanical polishing pad dressing method that can ensure in-plane uniformity of the surface to be polished and long-term stability of the polishing rate, and can greatly improve the life of the polishing pad. To do.
本発明の一態様にかかる化学機械研磨パッドのドレッシング方法は、
金属原子および金属イオンまたはいずれか一方を含む水不溶性化合物を水溶化させる水溶化成分と、金属原子および金属イオンまたはいずれか一方と水可溶性錯体を形成する水可溶性錯体形成成分との少なくともいずれか一方を含有する洗浄用組成物を化学機械研磨パッドの研磨面に接触させた状態で、０．２μｍ／分 以上の磨耗速度でドレッシング荷重２ｌｂｆ以上にて前記研磨面を磨耗する工程を含む。
A dressing method for a chemical mechanical polishing pad according to an aspect of the present invention includes:
A water-solubilizing component for water-solubilizing a water-insoluble compound containing a metal atom and / or metal ion, and / or a water-soluble complex-forming component for forming a water-soluble complex with the metal atom and / or metal ion And a step of wearing the polishing surface with a dressing load of 2 lbf or more at a wear rate of 0.2 μm / min or more in a state where the cleaning composition containing is brought into contact with the polishing surface of the chemical mechanical polishing pad.
上記化学機械研磨パッドのドレッシング方法において、前記金属原子および前記金属イオンを構成する金属は、銅、アルミニウム、およびタングステンから選ばれる少なくとも１種であることができる。 In the chemical mechanical polishing pad dressing method, the metal atom and the metal constituting the metal ion may be at least one selected from copper, aluminum, and tungsten.
上記化学機械研磨パッドのドレッシング方法において、前記金属原子および前記金属イオンを構成する金属は銅であり、前記水溶化成分は、アンモニアおよび水酸化第４級アンモニウムまたはいずれか一方であることができる。 In the chemical mechanical polishing pad dressing method, the metal atom and the metal constituting the metal ion may be copper, and the water-solubilizing component may be ammonia and / or quaternary ammonium hydroxide.
上記化学機械研磨パッドのドレッシング方法において、前記水可溶性錯体形成成分は、前記金属原子および前記金属イオンまたはいずれか一方に配位できる２つ以上の官能基を有することができる。 In the chemical mechanical polishing pad dressing method, the water-soluble complex forming component may have two or more functional groups capable of coordinating with the metal atom and / or the metal ion.
上記化学機械研磨パッドのドレッシング方法によれば、金属原子および金属イオンまたはいずれか一方を含む水不溶性化合物を水溶化させる水溶化成分と、金属原子および金属イオンまたはいずれか一方と水可溶性錯体を形成する水可溶性錯体形成成分との少なくともいずれか一方を含有する洗浄用組成物を化学機械研磨パッドの研磨面に接触させた状態で、０．２μｍ／分 以上の磨耗速度でドレッシング荷重２ｌｂｆ以上にて前記研磨面を磨耗する工程を含むことにより、研磨パッドの面内均一性を高めることができる。上記化学機械研磨パッドのドレッシング方法が施された研磨パッドを使用して被研摩物を化学機械研磨することにより、被研磨面の面内均一性および研磨速度の長期的な安定性を確保することができ、かつ、研磨パッドの寿命を大きく改善することができる。 According to the dressing method of the chemical mechanical polishing pad, a water-soluble component for water-solubilizing a water-insoluble compound containing metal atoms and / or metal ions and a water-soluble complex with metal atoms and / or metal ions are formed. In a state where the cleaning composition containing at least one of the water-soluble complex forming component is in contact with the polishing surface of the chemical mechanical polishing pad, the dressing load is 2 lbf or more at a wear rate of 0.2 μm / min or more. By including the step of wearing the polishing surface, the in-plane uniformity of the polishing pad can be enhanced. To ensure the in-plane uniformity of the surface to be polished and the long-term stability of the polishing rate by polishing the object to be polished using the polishing pad to which the dressing method of the chemical mechanical polishing pad is applied. And the life of the polishing pad can be greatly improved.
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態にかかる化学機械研磨パッドのドレッシング方法について説明する。なお、本発明は、下記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において実施される各種の変型例も包含する。 Hereinafter, a dressing method for a chemical mechanical polishing pad according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited to the following embodiment, Various modifications implemented in the range which does not change the summary of this invention are included.
１．化学機械研磨パッドのドレッシング方法
１．１．ドレッシング方法
本発明の一実施形態にかかる化学機械研磨パッドのドレッシング方法は、金属原子および金属イオンまたはいずれか一方を含む水不溶性化合物を水溶化させる水溶化成分と、金属原子および金属イオンまたはいずれか一方と水可溶性錯体を形成する水可溶性錯体形成成分との少なくともいずれか一方を含有する洗浄用組成物を化学機械研磨パッドの研磨面に接触させた状態で、０．２μｍ／分 以上の磨耗速度でドレッシング荷重２ｌｂｆ以上にて前記研磨面を磨耗する工程を含む。上記方法によれば、化学機械研磨パッドの研磨面を化学機械研磨に適した状態に回復させることができる。すなわち、洗浄用組成物は、水溶化成分および水可溶性錯体形成成分のいずれか一方を含んでいてもよいし、あるいは、両方を含んでいてもよい。
1. Chemical mechanical polishing pad dressing method 1.1. Dressing Method A chemical mechanical polishing pad dressing method according to an embodiment of the present invention includes a water-solubilizing component for water-solubilizing a water-insoluble compound containing metal atoms and / or metal ions, and / or metal atoms and / or metal ions. A wear rate of 0.2 μm / min or more in a state where a cleaning composition containing at least one of a water-soluble complex forming component and a water-soluble complex-forming component is in contact with the polishing surface of the chemical mechanical polishing pad And a step of wearing the polished surface with a dressing load of 2 lbf or more. According to the above method, the polishing surface of the chemical mechanical polishing pad can be recovered to a state suitable for chemical mechanical polishing. That is, the cleaning composition may contain one of the water-solubilizing component and the water-soluble complex-forming component, or may contain both.
より具体的には、本実施形態にかかる化学機械研磨パッドのドレッシング方法によれば、パッドの厚みばらつき（研磨パッドの厚みの最大値と最小値との差）を３００μｍ以下（より好ましくは２５０μｍ以下）にすることができる。すなわち、上記方法によれば、研磨パッドの面内均一性を高めることができるため、被研摩物を均一に研磨することができる。これにより、被研摩面の面内均一性および研磨速度の長期的な安定性を確保することができ、かつ、研磨パッドの寿命を大きく改善することができる。 More specifically, according to the chemical mechanical polishing pad dressing method according to the present embodiment, the pad thickness variation (difference between the maximum value and the minimum value of the polishing pad thickness) is 300 μm or less (more preferably 250 μm or less). ). That is, according to the above method, the in-plane uniformity of the polishing pad can be increased, and thus the object to be polished can be uniformly polished. Thereby, the in-plane uniformity of the surface to be polished and the long-term stability of the polishing rate can be ensured, and the life of the polishing pad can be greatly improved.
１．１．１．研磨パッドへの洗浄用組成物の接触
本実施形態にかかるドレッシング方法において、研磨パッドに洗浄用組成物を接触させる方法は特に限定されず、種々の方法を用いることができ、例えば、洗浄用組成物を研磨パッド表面に滴下する方法、研磨パッドの研磨面に洗浄用組成物をスプレー噴射する方法、研磨パッド自体を洗浄用組成物中に浸漬させる方法が挙げられる。
1.1.1. Contact of the cleaning composition to the polishing pad In the dressing method according to this embodiment, the method of bringing the cleaning composition into contact with the polishing pad is not particularly limited, and various methods can be used, for example, the cleaning composition. Examples thereof include a method of dropping an object on the surface of the polishing pad, a method of spraying the cleaning composition onto the polishing surface of the polishing pad, and a method of immersing the polishing pad itself in the cleaning composition.
本実施形態にかかるドレッシング方法は、化学機械研磨と交互または同時に行うことができる。 The dressing method according to this embodiment can be performed alternately or simultaneously with chemical mechanical polishing.
１．１．２．研磨面の磨耗
研磨パッドの研磨面を磨耗する方法、もしくは研磨面の洗浄を力学的作用によって補助する方法としては、洗浄用組成物を研磨面に滴下して、研磨面に洗浄用組成物を接触させる場合、例えば、半導体ウエハの代わりにベアウエハ（金属部を有さないウエハ）を用いてベアウエハを研磨パッドに摺動させることにより研磨面を磨耗する方法、ドレッサーを用いて研磨面を磨耗する方法、ブラシ等により研磨パッド表面を掃拭する方法が挙げられる。また、洗浄用組成物に研磨パッドを浸漬して、研磨面に洗浄用組成物を接触させる場合、例えば、高圧流を研磨パッド表面に照射する方法、超音波を負荷する方法が挙げられる。このうち、研磨パッドを磨耗して研磨面をリフレッシュ（研磨に適した状態に回復）することができ、更に、研磨パッドを均一に磨耗できる点で、ドレッサーを用いて研磨面を磨耗することが好ましい。
1.1.2. Abrasion of the polishing surface As a method of abrading the polishing surface of the polishing pad, or a method of assisting cleaning of the polishing surface by mechanical action, the cleaning composition is dropped on the polishing surface, and the cleaning composition is applied to the polishing surface. In the case of contacting, for example, a bare wafer (a wafer having no metal part) is used instead of a semiconductor wafer, and the polishing surface is worn by sliding the bare wafer against the polishing pad, and the polishing surface is worn using a dresser. Examples thereof include a method, a method of wiping the surface of the polishing pad with a brush or the like. Moreover, when a polishing pad is immersed in the cleaning composition and the cleaning composition is brought into contact with the polishing surface, for example, a method of irradiating the surface of the polishing pad with a high-pressure flow or a method of applying ultrasonic waves can be mentioned. Of these, the polishing pad can be worn to refresh the polishing surface (recovery to a state suitable for polishing), and further, the polishing surface can be worn using a dresser in that the polishing pad can be evenly worn. preferable.
ドレッサーとしては、例えばダイヤモンドドレッサーが挙げられ、より具体的には、商品名「ＰＤＡ３２９」（ＫＩＮＩＫ社製）、商品名「ＰＤＡ３４２」（ＫＩＮＩＫ社製）、商品名「Ａ１６５」（３Ｍ社製）が挙げられる。 Examples of the dresser include a diamond dresser, and more specifically, a trade name “PDA329” (manufactured by KINIK), a trade name “PDA342” (manufactured by KINIK), and a trade name “A165” (manufactured by 3M). Can be mentioned.
また、この場合、ドレッシング荷重２ｌｂｆ以上（好ましくは２〜１０ｌｂｆ）で研磨パッドを磨耗するのが好ましい。なお、本明細書において、「ドレッシング荷重」とは、研磨パッドの研磨面に対してダイヤモンドドレッサーを押し付けるために、ダイヤモンドドレッサーの裏面側（ダイヤモンドが設置された面をおもて面とした場合の裏面、つまり、研磨機への装着面）から機械的に付与された荷重をいう。ドレッシング荷重は例えば、ダイヤモンドドレッサーと研磨パッドとの間にロードセルを挿入することで（研磨・ドレッシングしていないときに）測定することができる。 In this case, the polishing pad is preferably worn with a dressing load of 2 lbf or more (preferably 2 to 10 lbf). In this specification, “dressing load” means that the diamond dresser is pressed against the polishing surface of the polishing pad so that the back side of the diamond dresser is the front surface (the surface on which the diamond is installed). The load applied mechanically from the back surface, that is, the mounting surface to the polishing machine). The dressing load can be measured, for example, by inserting a load cell between the diamond dresser and the polishing pad (when not polishing or dressing).
また、研磨パッドの研磨面の磨耗速度は０．２〜１０．０μｍ／分であることがより好ましく、０．２〜２．０μｍ／分であることがさらに好ましい。研磨パッドの磨耗速度は、ドレッサーの種類やドレッシング荷重、ドレッサー回転数、パッドを装着したプラテン（定盤）の回転数によって制御することができる。 Further, the abrasion rate of the polishing surface of the polishing pad is more preferably 0.2 to 10.0 μm / min, and further preferably 0.2 to 2.0 μm / min. The abrasion speed of the polishing pad can be controlled by the type of dresser, dressing load, dresser rotation speed, and rotation speed of the platen (surface plate) on which the pad is mounted.
本実施形態にかかるドレッシング方法においては、例えば、洗浄用組成物を１５０〜４００ｍｌ／分の速度で供給しながら、ドレッシング荷重２ｌｂｆ以上で研磨パッドについてドレッシングを２〜６０秒間行うことができる。その後、必要に応じて、同じドレッシング荷重で２〜６０秒間研磨パッドを水洗する。 In the dressing method according to the present embodiment, for example, the polishing composition can be dressed for 2 to 60 seconds at a dressing load of 2 lbf or more while supplying the cleaning composition at a rate of 150 to 400 ml / min. Then, if necessary, the polishing pad is washed with water with the same dressing load for 2 to 60 seconds.
本実施形態にかかるドレッシング方法によれば、研磨パッドの消耗を大幅に抑制することができ、かつ、所定時間内に研磨できる被研磨物の数を増やすことができる（すなわち、研磨生産性を向上させることができる）。 According to the dressing method according to the present embodiment, the consumption of the polishing pad can be greatly suppressed, and the number of objects to be polished that can be polished within a predetermined time can be increased (that is, the polishing productivity can be improved). Is possible).
１．２．研磨パッド
１．２．１．用途
本実施形態にかかるドレッシング方法を施される研磨パッドは、市販の研磨装置に装着して、公知の方法により化学機械研磨工程に使用されるものである。
1.2. Polishing pad 1.2.1. Applications A polishing pad subjected to the dressing method according to the present embodiment is attached to a commercially available polishing apparatus and used in a chemical mechanical polishing process by a known method.
研磨パッドは、半導体装置を製造するための広範囲な化学機械研磨工程に使用することができる。研磨パッドを使用して化学機械研磨することができる被研磨物としては、配線材料たる金属、バリアメタル、絶縁膜等が挙げられる。上記金属としては、例えば、タングステン、アルミニウム、および銅、ならびにこれらの金属を含有する合金等が挙げられる。上記バリアメタルとしては、例えば、タンタル、窒化タンタル、チタン、窒化チタン、窒化タングステン等が挙げられる。上記絶縁膜としては、例えば、化学蒸着法等の真空プロセスで形成された酸化シリコン膜(ＰＥＴＥＯＳ膜（Ｐｌａｓｍａ Ｅｎｈａｎｃｅｄ−ＴＥＯＳ膜）、ＨＤＰ膜（Ｈｉｇｈ Ｄｅｎｓｉｔｙ Ｐｌａｓｍａ Ｅｎｈａｎｃｅｄ−ＴＥＯＳ膜）、熱ＣＶＤ法により得られる酸化シリコン膜など)、ＳｉＯ２に少量のホウ素およびリンを添加したホウ素リンシリケート膜（ＢＰＳＧ膜）、ＳｉＯ２にフッ素をドープしたＦＳＧ（Ｆｌｕｏｒｉｎｅ−ｄｏｐｅｄ ｓｉｌｉｃａｔｅ ｇｌａｓｓ）と呼ばれる絶縁膜、酸化窒化シリコン膜（ＳｉＯＮ：Ｓｉｌｉｃｏｎ ｏｘｙｎｉｔｒｉｄｅ）、窒化シリコン膜、低誘電率の絶縁膜等が挙げられる。 The polishing pad can be used in a wide range of chemical mechanical polishing processes for manufacturing semiconductor devices. Examples of an object to be polished by chemical mechanical polishing using a polishing pad include a metal as a wiring material, a barrier metal, and an insulating film. Examples of the metal include tungsten, aluminum, and copper, and alloys containing these metals. Examples of the barrier metal include tantalum, tantalum nitride, titanium, titanium nitride, and tungsten nitride. As the insulating film, for example, a silicon oxide film (PETOS film (Plasma Enhanced-TEOS film), HDP film (High Density Plasma Enhanced-TEOS film)) formed by a vacuum process such as chemical vapor deposition, or a thermal CVD method is used. is a silicon oxide film, etc.), a small amount of boron and phosphorus added boron phosphorus silicate film (BPSG film), FSG fluorine-doped SiO 2 (fluorine-doped silicate glass ) and an insulating film called the SiO 2, silicon oxynitride Examples thereof include a film (SiON: Silicon oxynitride), a silicon nitride film, and a low dielectric constant insulating film.
上記低誘電率の絶縁膜としては、例えば、酸素、一酸化炭素、二酸化炭素、窒素、アルゴン、Ｈ２Ｏ、オゾン、アンモニアなどの存在下で、アルコキシシラン、シラン、アルキルシラン、アリールシラン、シロキサン、アルキルシロキサンなどの珪素含有化合物をプラズマ重合して得られる重合体からなる絶縁膜や、ポリシロキサン、ポリシラザン、ポリアリーレンエーテル、ポリベンゾオキサゾール、ポリイミド、シルセスキオキサン等からなる絶縁膜、低誘電率の酸化シリコン系絶縁膜が挙げられる。 Examples of the low dielectric constant insulating film include alkoxysilane, silane, alkylsilane, arylsilane, and siloxane in the presence of oxygen, carbon monoxide, carbon dioxide, nitrogen, argon, H 2 O, ozone, ammonia, and the like. Insulating films made of polymers obtained by plasma polymerization of silicon-containing compounds such as alkylsiloxane, insulating films made of polysiloxane, polysilazane, polyarylene ether, polybenzoxazole, polyimide, silsesquioxane, etc., low dielectric A silicon oxide-based insulating film with a high rate is mentioned.
本実施形態にかかるドレッシング方法を施される研磨パッドは、特に、銅を配線材料とするダマシン配線の形成工程に好適に使用される。銅を配線材料とするダマシン配線の形成工程は、配線となるべき部分に溝を形成した絶縁膜の溝部および溝部以外の部分にバリアメタル層を形成した後、配線材料である銅を堆積したものを被研磨物とし、余剰の銅を除去する工程（第１研磨処理工程）、溝部位外のバリアメタルを除去する工程（第２研磨処理工程）、および絶縁膜を若干研磨する工程（第３研磨処理工程）を含むことにより、平坦なダマシン配線を得ることができる。本実施形態にかかるドレッシング方法の対象となる研磨パッドは、上記第１〜第３研磨処理工程のいずれの工程に使用することができる。 The polishing pad subjected to the dressing method according to the present embodiment is particularly preferably used in a damascene wiring forming process using copper as a wiring material. The process of forming damascene wiring using copper as the wiring material consists of depositing copper as the wiring material after forming a barrier metal layer in the insulating film groove and other portions of the insulating film where grooves are formed in the portion to be the wiring And removing the excess copper (first polishing process), removing the barrier metal outside the groove (second polishing process), and slightly polishing the insulating film (third) By including a polishing process step, a flat damascene wiring can be obtained. The polishing pad that is the target of the dressing method according to the present embodiment can be used in any of the first to third polishing processes.
ここで、「銅」とは、純銅のほか、銅と他の物質（アルミニウム、シリコン等）との合金であって、銅の含有量が９５質量％以上のものを含む概念であると理解されるべきである。 Here, "copper" is an alloy of copper and other substances (aluminum, silicon, etc.) in addition to pure copper, and is understood to be a concept including a copper content of 95% by mass or more. Should be.
１．２．２．材質
本実施形態にかかるドレッシング方法を施される研磨パッドの材質は、上記の要件を備えている限り、研磨パッドとしての機能を発揮できるものであれば、どのような素材から構成されていてもよい。例えば、研磨パッドは、化学機械研磨時に化学機械研磨用水系分散体を保持し、研磨屑を一時的に滞留させる機能を有するポア（微細な空孔）が研磨時までに形成されていることが好ましい。このため、研磨パッドの材質は、（Ｉ）（Ａ）非水溶性部材および（Ａ）非水溶性部材中に分散された（Ｂ）水溶性粒子を含む素材（素材（Ｉ））、または（ＩＩ）（Ａ）非水溶性部材および（Ａ）非水溶性部材中に分散された空孔を含む素材（素材（ＩＩ））であることが好ましい。
1.2.2. Material The material of the polishing pad subjected to the dressing method according to the present embodiment may be composed of any material as long as it has a function as a polishing pad as long as it has the above requirements. Good. For example, the polishing pad may hold a chemical mechanical polishing aqueous dispersion during chemical mechanical polishing and have pores (fine pores) having a function of temporarily retaining polishing scraps formed by polishing. preferable. For this reason, the material of the polishing pad is (I) (A) a water-insoluble member and (A) a material (material (I)) containing water-soluble particles dispersed in the water-insoluble member, or ( II) A material (raw material (II)) containing pores dispersed in (A) a water-insoluble member and (A) a water-insoluble member is preferable.
このうち、素材（Ｉ）は、化学機械研磨工程の際、（Ｂ）水溶性粒子が化学機械研磨用水系分散体と接触し、溶解または膨潤して脱離することにより、（Ａ）非水溶性部材に形成されるポアに化学機械研磨用水系分散体等を保持することができる。また、素材（ＩＩ）は、空孔として予め形成されている部分が、化学機械研磨用水系分散体等の保持能力を有する。なお、以下の説明では、研磨パッドが単層（研磨基体）からなる場合について説明する。 Among these, the raw material (I) is (A) water-insoluble when (B) water-soluble particles come into contact with the chemical mechanical polishing aqueous dispersion and dissolve or swell and desorb during the chemical mechanical polishing step. The chemical mechanical polishing aqueous dispersion or the like can be held in the pores formed in the conductive member. Moreover, as for raw material (II), the part formed beforehand as a void | hole has holding | maintenance capability, such as a chemical mechanical polishing aqueous dispersion. In the following description, the case where the polishing pad is composed of a single layer (polishing substrate) will be described.
１．２．２−１．素材（Ｉ）
上述のように、素材（Ｉ）は、（Ａ）非水溶性部材および（Ａ）非水溶性部材中に分散された（Ｂ）水溶性粒子を含む。
1.2.2-1. Material (I)
As described above, the material (I) includes (A) a water-insoluble member and (B) water-soluble particles dispersed in the (A) water-insoluble member.
（Ａ）非水溶性部材を構成する材料は特に限定されないが、所定の形状および性状への成形が容易であり、適度な硬度および弾性等を付与できることなどから、有機材料が好ましく用いられる。有機材料としては、例えば、熱可塑性樹脂、エラストマーまたは生ゴム、硬化樹脂等が挙げられる。 (A) Although the material which comprises a water-insoluble member is not specifically limited, An organic material is preferably used from the viewpoint that it can be easily molded into a predetermined shape and properties, and can impart appropriate hardness and elasticity. Examples of the organic material include thermoplastic resin, elastomer or raw rubber, and cured resin.
熱可塑性樹脂としては、例えば、オレフィン系樹脂（例えばポリエチレン、ポリプロピレン等）、スチレン系樹脂（例えばポリスチレン等）、アクリル系樹脂（例えば（メタ）アクリレート系樹脂等）、ビニルエステル樹脂（ただし、（メタ）アクリレート系樹脂に該当するものを除く。）、ポリエステル樹脂（ただし、ビニルエステル樹脂に該当するものを除く。）、ポリアミド樹脂、フッ素樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアセタール樹脂等が挙げられる。 Examples of the thermoplastic resin include olefin resins (for example, polyethylene and polypropylene), styrene resins (for example, polystyrene), acrylic resins (for example, (meth) acrylate resins), vinyl ester resins (however, (meta ) Except those corresponding to acrylate resins), polyester resins (except those corresponding to vinyl ester resins), polyamide resins, fluororesins, polycarbonate resins, polyacetal resins and the like.
エラストマーまたは生ゴムとしては、例えば、ジエン系エラストマー（例えば１，２−ポリブタジエン等）、オレフィン系エラストマー（例えばエチレン−プロピレンゴムとポリプロピレン樹脂を動的に架橋したもの等）、ウレタン系エラストマー、ウレタン系ゴム（例えばウレタンゴム等）、スチレン系エラストマー（例えばスチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体（以下、「ＳＢＳ」ということがある。）、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体の水素添加物（以下、「ＳＥＢＳ」ということがある。）等）、共役ジエン系ゴム（例えば、高シスブタジエンゴム、低シスブタジエンゴム、イソプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、スチレン−イソプレンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、クロロプレンゴム等）、エチレン−α−オレフィンゴム（例えばエチレン−プロピレンゴム、エチレン−プロピレン−非共役ジエンゴム等）、ブチルゴム、その他のゴム（例えばシリコーンゴム、フッ素ゴム、ニトリルゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、アクリルゴム、エピクロルヒドリンゴム、多硫化ゴム等）等が挙げられる。 Examples of the elastomer or raw rubber include diene-based elastomers (for example, 1,2-polybutadiene), olefin-based elastomers (for example, those obtained by dynamically cross-linking ethylene-propylene rubber and polypropylene resin), urethane-based elastomers, and urethane-based rubbers. (For example, urethane rubber), styrene-based elastomer (for example, styrene-butadiene-styrene block copolymer (hereinafter sometimes referred to as “SBS”), hydrogenated product of styrene-butadiene-styrene block copolymer (hereinafter, referred to as “SBS”). "SEBS")), conjugated diene rubbers (for example, high cis butadiene rubber, low cis butadiene rubber, isoprene rubber, styrene-butadiene rubber, styrene-isoprene rubber, acrylonitrile-butadiene rubber, chloroprene). Rubber), ethylene-α-olefin rubber (for example, ethylene-propylene rubber, ethylene-propylene-nonconjugated diene rubber, etc.), butyl rubber, and other rubbers (for example, silicone rubber, fluorine rubber, nitrile rubber, chlorosulfonated polyethylene, acrylic rubber) , Epichlorohydrin rubber, polysulfide rubber, etc.).
硬化樹脂としては、例えば、熱硬化樹脂、光硬化樹脂等が挙げられる。これらの具体例としては、例えば、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン−ウレア樹脂、ウレア樹脂、ケイ素樹脂、フェノール樹脂等が挙げられる。 Examples of the curable resin include a thermosetting resin and a photocurable resin. Specific examples of these include urethane resin, epoxy resin, unsaturated polyester resin, polyurethane-urea resin, urea resin, silicon resin, phenol resin and the like.
これらの有機材料は、１種のみを使用してもよく、あるいは２種以上を併用してもよい。 These organic materials may be used alone or in combination of two or more.
また、これらの有機材料は、適当な官能基を有するように変性されたものであってもよい。ここで適当な官能基としては、例えば、酸無水物構造を有する基、カルボキシル基、水酸基、エポキシ基、アミノ基等が挙げられる。 These organic materials may be modified so as to have an appropriate functional group. Examples of suitable functional groups include a group having an acid anhydride structure, a carboxyl group, a hydroxyl group, an epoxy group, and an amino group.
これらの有機材料は、その一部または全部が架橋されたものであることが好ましい。（Ａ）非水溶性部材が架橋された有機材料を含有することにより、（Ａ）非水溶性部材に適度の弾性回復力が付与され、化学機械研磨時に研磨パッドに付加されるずり応力による変位を抑制することができる。また、化学機械研磨およびドレッシングの際に（Ａ）非水溶性部材が過度に引き延ばされ塑性変形してポアが埋まることを抑制できるうえに、研磨パッド表面が過度に毛羽立つことを効果的に抑制できる。したがって、ドレッシング時にもポアが効率よく形成され、研磨時の化学機械研磨用水系分散体の保持性の低下が防止でき、かつ、毛羽立ちが少なく研磨平坦性を長期にわたり保持できる研磨パッドを得ることができる。 These organic materials are preferably partially or wholly crosslinked. (A) Since the water-insoluble member contains a crosslinked organic material, (A) a moderate elastic recovery force is imparted to the water-insoluble member, and displacement due to shear stress applied to the polishing pad during chemical mechanical polishing Can be suppressed. In addition, during chemical mechanical polishing and dressing, (A) it is possible to prevent the water-insoluble member from being excessively stretched and plastically deformed to fill the pores, and it is also effective for the polishing pad surface to become excessively fuzzy. Can be suppressed. Therefore, it is possible to obtain a polishing pad in which pores are efficiently formed at the time of dressing, prevention of deterioration of the chemical mechanical polishing aqueous dispersion during polishing can be prevented, and polishing flatness can be maintained over a long period with less fuzz. it can.
架橋された有機材料としては、架橋された熱可塑性樹脂および架橋されたエラストマーまたは架橋されたゴム（ここで、「架橋されたゴム」とは、上記「生ゴム」の架橋物を意味する。）から選ばれる少なくとも１種を含有することがより好ましく、架橋されたジエン系エラストマー、架橋されたスチレン系エラストマー、および架橋された共役ジエン系ゴムから選ばれる少なくとも１種を含有することがさらに好ましく、架橋された１，２−ポリブタジエン、架橋されたＳＢＳ、架橋されたＳＥＢＳ、架橋されたスチレンブタジエンゴム、架橋されたスチレン−イソプレンゴム、および架橋されたアクリロニトリル−ブタジエンゴムから選ばれる少なくとも１種を含有することが特に好ましく、架橋された１，２−ポリブタジエン、架橋されたＳＢＳ、および架橋されたＳＥＢＳから選ばれる少なくとも１種を含有することが最も好ましい。 Examples of the crosslinked organic material include a crosslinked thermoplastic resin and a crosslinked elastomer or a crosslinked rubber (herein, “crosslinked rubber” means a crosslinked product of the above “raw rubber”). More preferably, it contains at least one selected, and more preferably contains at least one selected from a crosslinked diene elastomer, a crosslinked styrene elastomer, and a crosslinked conjugated diene rubber. Containing at least one selected from crosslinked 1,2-polybutadiene, crosslinked SBS, crosslinked SEBS, crosslinked styrene butadiene rubber, crosslinked styrene-isoprene rubber, and crosslinked acrylonitrile-butadiene rubber It is particularly preferred that crosslinked 1,2-polybutadiene, crosslinked And SBS, and most preferably contains at least one selected from cross-linked SEBS.
有機材料の一部が架橋されたものであり、他の部分が非架橋のものである場合、かかる非架橋の有機材料は、非架橋の熱可塑性樹脂および非架橋のエラストマーまたは生ゴムから選ばれる少なくとも１種を含有することが好ましく、非架橋のオレフィン系樹脂、非架橋のスチレン系樹脂、非架橋のジエン系エラストマー、非架橋のスチレン系エラストマー、非架橋の共役ジエン系ゴム、および非架橋のブチルゴムから選ばれる少なくとも１種を含有することがより好ましく、非架橋のポリスチレン、非架橋の１，２−ポリブタジエン、非架橋のＳＢＳ、非架橋のＳＥＢＳ、非架橋のスチレン−ブタジエンゴム、非架橋のスチレン−イソプレンゴム、および非架橋のアクリロニトリル−ブタジエンゴムから選ばれる少なくとも１種を含有することがさらに好ましく、非架橋のポリスチレン、非架橋の１，２−ポリブタジエン、非架橋のＳＢＳ、および非架橋のＳＥＢＳから選ばれる少なくとも１種を含有することが特に好ましい。 When a part of the organic material is crosslinked and the other part is non-crosslinked, the non-crosslinked organic material is at least selected from a non-crosslinked thermoplastic resin and a non-crosslinked elastomer or raw rubber. Preferably, it contains one, non-crosslinked olefin resin, non-crosslinked styrene resin, non-crosslinked diene elastomer, non-crosslinked styrene elastomer, non-crosslinked conjugated diene rubber, and non-crosslinked butyl rubber It is more preferable to contain at least one selected from the group consisting of non-crosslinked polystyrene, non-crosslinked 1,2-polybutadiene, non-crosslinked SBS, non-crosslinked SEBS, non-crosslinked styrene-butadiene rubber, and non-crosslinked styrene. -Containing at least one selected from isoprene rubber and non-crosslinked acrylonitrile-butadiene rubber. But more preferably, the non-crosslinked polystyrene, non-crosslinked 1,2-polybutadiene, it is particularly preferred to contain at least one selected from non-crosslinked SBS, and uncrosslinked SEBS.
有機材料の一部が架橋されたものであり、他の部分が非架橋のものである場合、（Ａ）非水溶性部材中に占める架橋された有機材料の割合は、３０質量％以上であることが好ましく、５０質量％以上であることがより好ましく、７０質量％以上であることがさらに好ましい。 When a part of the organic material is cross-linked and the other part is non-cross-linked, (A) the ratio of the cross-linked organic material in the water-insoluble member is 30% by mass or more. It is preferably 50% by mass or more, and more preferably 70% by mass or more.
有機材料の一部または全部が架橋されたものである場合、架橋の方法は特に限定されないが、例えば、化学架橋法、放射線架橋法、光架橋法等が挙げられる。化学架橋法では、架橋剤として例えば有機過酸化物、硫黄、硫黄化合物等を用いることができる。放射線架橋法は、例えば電子線照射等により行うことができる。光架橋法は、例えば紫外線照射等により行うことができる。 When part or all of the organic material is crosslinked, the crosslinking method is not particularly limited, and examples thereof include a chemical crosslinking method, a radiation crosslinking method, and a photocrosslinking method. In the chemical crosslinking method, for example, an organic peroxide, sulfur, a sulfur compound, or the like can be used as a crosslinking agent. The radiation crosslinking method can be performed by, for example, electron beam irradiation. The photocrosslinking method can be performed by, for example, ultraviolet irradiation.
これらのうち、化学架橋法によることが好ましく、ハンドリング性がよいことおよび化学機械研磨における被研磨物への汚染性がないことから、有機過酸化物を使用することがより好ましい。有機過酸化物としては、例えば、過酸化ジクミル、過酸化ジエチル、過酸化ジ−ｔ−ブチル、過酸化ジアセチル、過酸化ジアシル等が挙げられる。 Among these, it is preferable to use a chemical cross-linking method, and it is more preferable to use an organic peroxide because it has good handling properties and does not contaminate an object to be polished in chemical mechanical polishing. Examples of the organic peroxide include dicumyl peroxide, diethyl peroxide, di-t-butyl peroxide, diacetyl peroxide, and diacyl peroxide.
架橋が化学架橋による場合、架橋剤の使用量は、架橋反応に供する（Ａ）非水溶性部材１００質量部に対して好ましくは０．０１〜０．６質量部である。架橋剤の使用量を上記範囲とすることにより、化学機械研磨工程においてスクラッチの発生が抑制された研磨パッドを得ることができる。 When the crosslinking is performed by chemical crosslinking, the amount of the crosslinking agent used is preferably 0.01 to 0.6 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the water-insoluble member (A) subjected to the crosslinking reaction. By making the usage-amount of a crosslinking agent into the said range, the polishing pad by which generation | occurrence | production of the scratch was suppressed in a chemical mechanical polishing process can be obtained.
なお、架橋は、（Ａ）非水溶性部材を構成する材料の全部について一括して行ってもよく、あるいは、（Ａ）非水溶性部材を構成する材料の一部について架橋を行った後に残部と混合してもよい。また、各別の架橋を行った数種の架橋物を混合してもよい。 The cross-linking may be performed collectively for all the materials constituting the water-insoluble member (A), or the remainder after the cross-linking is performed on a part of the material constituting the water-insoluble member (A). And may be mixed. Moreover, you may mix several types of crosslinked material which performed each bridge | crosslinking.
さらに、架橋が化学架橋法による場合、架橋剤の使用量や架橋の条件を調整することにより、あるいは、架橋が放射線架橋法による場合、放射線の照射量を調整することにより、一回の架橋操作によって、一部が架橋され他の部分が非架橋の有機材料を簡易に得ることができる。 Furthermore, when the cross-linking is a chemical cross-linking method, by adjusting the amount of cross-linking agent used or cross-linking conditions, or when the cross-linking is a radiation cross-linking method, by adjusting the radiation dose, a single cross-linking operation. Thus, it is possible to easily obtain an organic material partly crosslinked and other parts non-crosslinked.
（Ａ）非水溶性部材は、後述する（Ｂ）水溶性粒子との親和性および（Ａ）非水溶性部材中における（Ｂ）水溶性粒子の分散性を制御するため、適当な相溶化剤を含有することができる。ここで、相溶化剤としては、例えばノニオン系界面活性剤、カップリング剤等が挙げられる。 (A) The water-insoluble member is an appropriate compatibilizing agent for controlling the affinity with water-soluble particles (B) and the dispersibility of (B) water-soluble particles in the water-insoluble member (A) described later. Can be contained. Here, examples of the compatibilizer include nonionic surfactants and coupling agents.
（Ｂ）水溶性粒子は、研磨パッド中において、化学機械研磨用水系分散体と接触することにより（Ａ）非水溶性部材から脱離し、（Ａ）非水溶性部材中にポアを形成するほか、研磨パッドの押し込み硬さを大きくする効果を有し、研磨パッドについてのショアＤ硬度を実現するものである。上記脱離は例えば、化学機械研磨用水系分散体中に含有される水または水系混合媒体との接触による溶解、膨潤等によって生じる。 (B) The water-soluble particles are detached from the water-insoluble member (A) by contacting with the chemical mechanical polishing aqueous dispersion in the polishing pad, and (A) pores are formed in the water-insoluble member. This has the effect of increasing the indentation hardness of the polishing pad, and realizes Shore D hardness for the polishing pad. The desorption occurs, for example, by dissolution or swelling due to contact with water or an aqueous mixed medium contained in the chemical mechanical polishing aqueous dispersion.
（Ｂ）水溶性粒子は、研磨パッドの押し込み硬さを確保するために、中実体であることが好ましい。したがって、（Ｂ）水溶性粒子は、研磨パッドが十分な押し込み硬さを確保できる中実体であることが特に好ましい。 (B) The water-soluble particles are preferably solid in order to ensure the indentation hardness of the polishing pad. Therefore, it is particularly preferable that the water-soluble particles (B) are solid bodies that allow the polishing pad to ensure sufficient indentation hardness.
（Ｂ）水溶性粒子を構成する材料は特に限定されないが、有機水溶性粒子および無機水溶性粒子であることができる。上記有機水溶性粒子としては、例えば、糖類（多糖類（例えばでんぷん、デキストリン、シクロデキストリン等）、乳糖、マンニット等）、セルロース類（ヒドロキシプロピルセルロース、メチルセルロース等）、蛋白質、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリアクリル酸、ポリエチレンオキサイド、水溶性の感光性樹脂、スルホン化ポリイソプレン、スルホン化ポリイソプレン共重合体等が挙げられる。上記無機水溶性粒子としては、例えば、酢酸カリウム、硝酸カリウム、炭酸カリウム、炭酸水素カリウム、塩化カリウム、臭化カリウム、リン酸カリウム、硝酸マグネシウム等が挙げられる。これらのうち、有機水溶性粒子が好ましく、多糖類がより好ましく、シクロデキストリンがさらに好ましく、β−シクロデキストリンが特に好ましい。 (B) Although the material which comprises water-soluble particle | grains is not specifically limited, Organic water-soluble particle | grains and inorganic water-soluble particle | grains can be used. Examples of the organic water-soluble particles include sugars (polysaccharides (eg, starch, dextrin, cyclodextrin, etc.), lactose, mannitol, etc.), celluloses (hydroxypropylcellulose, methylcellulose, etc.), proteins, polyvinyl alcohol, polyvinylpyrrolidone. , Polyacrylic acid, polyethylene oxide, water-soluble photosensitive resin, sulfonated polyisoprene, sulfonated polyisoprene copolymer, and the like. Examples of the inorganic water-soluble particles include potassium acetate, potassium nitrate, potassium carbonate, potassium hydrogen carbonate, potassium chloride, potassium bromide, potassium phosphate, and magnesium nitrate. Of these, organic water-soluble particles are preferred, polysaccharides are more preferred, cyclodextrins are more preferred, and β-cyclodextrin is particularly preferred.
（Ｂ）水溶性粒子は、上記各素材を単独または２種以上を組み合わせて用いることができる。さらに、所定の材料からなる１種の（Ｂ）水溶性粒子であってもよく、あるいは、異なる材料からなる２種以上の（Ｂ）水溶性粒子の組合せであってもよい。 (B) Water-soluble particle | grains can use said each material individually or in combination of 2 or more types. Furthermore, it may be one type of (B) water-soluble particles made of a predetermined material, or a combination of two or more types of (B) water-soluble particles made of different materials.
（Ｂ）水溶性粒子の平均粒径は、好ましくは０．１〜５００μｍ、より好ましくは０．５〜１００μｍである。この範囲の粒径の（Ｂ）水溶性粒子とすることにより、（Ｂ）水溶性粒子の脱離により生じるポアの大きさを適当な範囲に制御することができ、これにより、化学機械研磨の際の化学機械研磨用水系分散体の保持能および研磨速度を高めることができ、かつ、機械的強度に優れた研磨パッドを得ることができる。 (B) The average particle diameter of the water-soluble particles is preferably 0.1 to 500 μm, more preferably 0.5 to 100 μm. By using (B) water-soluble particles having a particle size within this range, the size of the pores generated by (B) desorption of the water-soluble particles can be controlled within an appropriate range. The retention capability and polishing rate of the chemical mechanical polishing aqueous dispersion can be increased, and a polishing pad excellent in mechanical strength can be obtained.
（Ｂ）水溶性粒子の含有量は、（Ａ）非水溶性部材および（Ｂ）水溶性粒子の合計に対して、好ましくは１〜９０体積％であり、より好ましくは１〜６０体積％であり、さらに好ましくは３〜４０体積％である。（Ｂ）水溶性粒子の含有量をこの範囲とすることにより、機械的強度と研磨速度とのバランスに優れた研磨パッドを得ることができる。 The content of (B) water-soluble particles is preferably 1 to 90% by volume, more preferably 1 to 60% by volume, based on the total of (A) water-insoluble member and (B) water-soluble particles. Yes, more preferably 3 to 40% by volume. (B) By making content of water-soluble particle into this range, the polishing pad excellent in the balance of mechanical strength and polishing rate can be obtained.
（Ｂ）水溶性粒子は、研磨パッド内において、化学機械研磨用水系分散体と接触する表層に露出した場合にのみ水に溶解または膨潤して脱離し、研磨基体内部においては吸湿しないことが好ましい。このため、（Ｂ）水溶性粒子は最外部の少なくとも一部に吸湿を抑制する外殻を備えるものであってもよい。この外殻は水溶性粒子に物理的に吸着していても、水溶性粒子と化学的に結合していても、あるいはこの両方により水溶性粒子に付着していてもよい。このような外殻を形成する材料としては、例えば、エポキシ樹脂、ポリイミド、ポリアミド、ポリシリケート等が挙げられる。 (B) It is preferable that the water-soluble particles are dissolved or swollen in water only when exposed to a surface layer in contact with the chemical mechanical polishing aqueous dispersion in the polishing pad, and do not absorb moisture inside the polishing substrate. . For this reason, (B) water-soluble particle | grains may be provided with the outer shell which suppresses moisture absorption in at least one part of the outermost part. The outer shell may be physically adsorbed on the water-soluble particles, chemically bonded to the water-soluble particles, or may be attached to the water-soluble particles by both. Examples of the material for forming such an outer shell include epoxy resin, polyimide, polyamide, polysilicate, and the like.
１．２．２−２．素材（ＩＩ）
研磨パッドが、（Ａ）非水溶性部材および（Ａ）非水溶性部材中に分散された空孔を含む場合、例えば、ポリウレタン、メラミン樹脂、ポリエステル、ポリスルホン、ポリビニルアセテート等の発泡体からなることが好ましい。この場合、空孔の平均口径としては、好ましくは０．１〜５００μｍであり、より好ましくは０．５〜１００μｍである。
1.2.2-2. Material (II)
When the polishing pad includes (A) a water-insoluble member and pores dispersed in (A) the water-insoluble member, the polishing pad is made of a foamed material such as polyurethane, melamine resin, polyester, polysulfone, or polyvinyl acetate. Is preferred. In this case, the average diameter of the holes is preferably 0.1 to 500 μm, more preferably 0.5 to 100 μm.
素材（ＩＩ）からなる研磨パッドとしては、限定されないが、例えば、商品名「ＩＣ１０１０」（ローム＆ハース社製）、「Ｐｏｌｉｔｅｘ」（ローム＆ハース社製）が挙げられる。 Although it does not limit as a polishing pad which consists of material (II), For example, brand name "IC1010" (made by Rohm & Haas), "Politex" (made by Rohm & Haas) are mentioned.
１．２．３．構造
研磨パッドの形状は特に限定されないが、例えば円盤状、多角柱状等とすることができ、より具体的には、研磨パッドが装着される研磨装置に応じて適宜選択することができる。
1.2.3. Structure The shape of the polishing pad is not particularly limited, but can be, for example, a disk shape, a polygonal column shape, or the like, and more specifically, can be appropriately selected according to the polishing apparatus to which the polishing pad is attached.
研磨パッドの大きさは特に限定されないが、例えば研磨パッドが円盤状である場合、直径が１５０〜１２００ｍｍ（好ましくは５００〜８００ｍｍ）であり、厚さが１．０〜５．０ｍｍ（好ましくは１．５〜３．０ｍｍ）の研磨パッドを使用することができる。 Although the magnitude | size of a polishing pad is not specifically limited, For example, when a polishing pad is disk shape, a diameter is 150-1200 mm (preferably 500-800 mm), and thickness is 1.0-5.0 mm (preferably 1). 0.5-3.0 mm) polishing pads can be used.
研磨パッドは、研磨面に溝を有することができる。この溝は、化学機械研磨の際に供給される化学機械用水系分散体を保持し、研磨面に化学機械用水系分散体をより均一に分配するとともに、研磨屑や使用済み水系分散体等の廃棄物を一時的に滞留させ、外部へ排出するための経路となる機能を有する。溝の形状は特に制限されないが、例えば、渦巻き状、同心円状、放射状等であることができる。 The polishing pad can have a groove on the polishing surface. This groove holds the chemical mechanical aqueous dispersion supplied during chemical mechanical polishing, distributes the chemical mechanical aqueous dispersion more evenly on the polishing surface, and removes polishing scraps, used aqueous dispersion, etc. It has the function of serving as a path for temporarily retaining waste and discharging it to the outside. The shape of the groove is not particularly limited, and may be, for example, a spiral shape, a concentric circle shape, a radial shape, or the like.
また、研磨パッドは、非研磨面（裏面）に凹部を有していてもよい。この凹部は、化学機械研磨の際に発生することがある局所的な過大応力を緩和させ、被研磨面のスクラッチ等の表面欠陥の発生をより効果的に抑制する機能を有する。凹部の形状は特に制限されないが、例えば、円形状、多角形状、渦巻き状、同心円状、放射状等であることができる。 Moreover, the polishing pad may have a recessed part in the non-polishing surface (back surface). This concave portion has a function of relieving local excessive stress that may occur during chemical mechanical polishing, and more effectively suppressing the occurrence of surface defects such as scratches on the surface to be polished. The shape of the recess is not particularly limited, and can be, for example, a circular shape, a polygonal shape, a spiral shape, a concentric circular shape, a radial shape, or the like.
さらに、研磨パッドは、研磨以外の他の機能を有する部分を備えることができる。他の機能を有する部分としては、例えば、光学式終点検出装置を用いて終点を検出するための窓部等が挙げられる。窓部としては、例えば、厚さ２ｍｍにおいて、波長１００〜３００ｎｍの間のいずれかの波長の光の透過率が、好ましくは０．１％以上、より好ましくは２％以上であるか、または、波長１００〜３００ｎｍの間のいずれかの波長域における積算透過率が、好ましくは０．１％以上、より好ましくは２％以上である材料を用いることができる。窓部の材料は上記光学特性を満たしていれば、特には限定されない。 Furthermore, the polishing pad can include a portion having a function other than polishing. Examples of the part having other functions include a window part for detecting an end point using an optical end point detection device. As the window portion, for example, at a thickness of 2 mm, the transmittance of light of any wavelength between 100 and 300 nm is preferably 0.1% or more, more preferably 2% or more, or A material having an accumulated transmittance in any wavelength region between wavelengths of 100 to 300 nm is preferably 0.1% or more, more preferably 2% or more. The material of the window portion is not particularly limited as long as it satisfies the above optical characteristics.
研磨パッドの製造方法は特に限定されず、また、研磨パッドに任意に設けられる溝や凹部（以下、両者を併せて「溝等」という。）の形成方法も特に限定されない。 The method for producing the polishing pad is not particularly limited, and the method for forming a groove or a recess arbitrarily provided in the polishing pad (hereinafter referred to as “groove or the like” together) is not particularly limited.
例えば、まず、研磨パッドを製造するためのパッド用組成物を準備し、この組成物を所望の形状に成形した後、切削加工により溝等を形成することができる。さらに、溝等となるパターンが形成された金型を用いてパッド用組成物を金型成形することにより、溝等を同時に形成することができる。 For example, first, a pad composition for producing a polishing pad is prepared, and after the composition is formed into a desired shape, grooves and the like can be formed by cutting. Furthermore, a groove | channel etc. can be formed simultaneously by mold-molding the composition for pads using the metal mold | die in which the pattern used as a groove | channel was formed.
なお、パッド用組成物を得る方法は特に限定されない。例えば、所定の有機材料等の必要な材料を混練機等により混練して得ることができる。混練機としては、公知の混練機（例えば、ロール、ニーダー、バンバリーミキサー、押出機（単軸、多軸））が挙げられる。 The method for obtaining the pad composition is not particularly limited. For example, necessary materials such as predetermined organic materials can be obtained by kneading with a kneader or the like. Examples of the kneader include known kneaders (for example, rolls, kneaders, Banbury mixers, and extruders (single screw, multi screw)).
（Ｂ）水溶性粒子を含有する研磨パッドを製造するためのパッド用組成物は、例えば、（Ａ）非水溶性部材、（Ｂ）水溶性粒子、およびその他の添加剤等を混練して得ることができる。ただし、通常、混練時には加工し易いように加熱して混練されるが、この加熱温度において（Ｂ）水溶性粒子は固体であることが好ましい。これにより、（Ａ）非水溶性部材との相溶性の大きさに関わらず、（Ｂ）水溶性粒子を上述の好ましい平均粒径で分散させることができる。したがって、使用する（Ａ）非水溶性部材の加工温度により、（Ｂ）水溶性粒子の種類を選択することが好ましい。 (B) A pad composition for producing a polishing pad containing water-soluble particles is obtained, for example, by kneading (A) a water-insoluble member, (B) water-soluble particles, and other additives. be able to. However, it is usually kneaded by heating so that it can be easily processed during kneading, and it is preferable that the water-soluble particles (B) are solid at this heating temperature. Thereby, (B) water-soluble particle | grains can be disperse | distributed with the above-mentioned preferable average particle diameter irrespective of the magnitude | size of compatibility with (A) water-insoluble member. Therefore, it is preferable to select the type of (B) water-soluble particles according to the processing temperature of the (A) water-insoluble member to be used.
研磨パッドは、上述したように、研磨基体（単層）から構成されていてもよいし、あるいは、研磨基体の非研磨面側に支持層をさらに含む多層から構成されていてもよい。 As described above, the polishing pad may be composed of a polishing substrate (single layer), or may be composed of a multilayer that further includes a support layer on the non-polishing surface side of the polishing substrate.
研磨パッドが支持層をさらに含む場合、支持層の特性は特に限定されないが、研磨基体に比べてより軟質であることが好ましい。研磨パッドがより軟質な支持層を含むことにより、研磨基体の厚さが薄い場合（例えば１．０ｍｍ以下）であっても、研磨時に研磨基体が浮き上がったり、研磨層の表面が湾曲したりするのを防止することができ、安定して研磨を行うことができる。この支持層の硬度は、研磨基体の硬度の９０％以下が好ましく、５０〜９０％であるのがより好ましく、５０〜８０％であるのがさらに好ましく、５０〜７０％であるのが特に好ましい。 When the polishing pad further includes a support layer, the characteristics of the support layer are not particularly limited, but are preferably softer than the polishing substrate. When the polishing pad includes a softer support layer, the polishing substrate is lifted during polishing or the surface of the polishing layer is curved even when the polishing substrate is thin (for example, 1.0 mm or less). Can be prevented and stable polishing can be performed. The hardness of the support layer is preferably 90% or less of the hardness of the polishing substrate, more preferably 50 to 90%, still more preferably 50 to 80%, and particularly preferably 50 to 70%. .
また、支持層は、多孔質体（発泡体）であっても、非多孔質体であってもよい。さらに、支持層の平面形状は特に限定されず、研磨基体と同じであっても異なっていてもよい。この支持層の平面形状としては、例えば、円形、多角形（四角形等）などとすることができる。また、支持層の厚さも特に限定されないが、例えば、０．１〜５ｍｍであるのが好ましく、０．５〜２ｍｍであるのがより好ましい。 The support layer may be a porous body (foam) or a non-porous body. Furthermore, the planar shape of the support layer is not particularly limited, and may be the same as or different from the polishing substrate. The planar shape of the support layer can be, for example, a circle or a polygon (such as a quadrangle). Moreover, the thickness of the support layer is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 5 mm, and more preferably 0.5 to 2 mm.
支持層を構成する材料は特に限定されないが、所定の形状への成形が容易であり、適度な弾性等を付与できることなどから、有機材料であることが好ましい。 Although the material which comprises a support layer is not specifically limited, Since it is easy to shape | mold into a predetermined shape and can provide moderate elasticity etc., it is preferable that it is an organic material.
１．３．洗浄用組成物
１．３．１．被研摩面
洗浄用組成物は研磨パッドを洗浄するための組成物である。洗浄用組成物は、水不溶性化合物を含んでいてもよい。また、この水不溶性化合物は、研磨パッドを用いた研磨の対象となる被研摩物の被研摩面から分離された金属原子および／または金属イオンを含んでいてもよい。この場合、被研磨面を構成する材質としては、例えば、金属の単体および合金（銅−シリコン合金および銅−アルミニウム合金等）等が挙げられる。
1.3. Cleaning composition 1.3.1. The polishing surface cleaning composition is a composition for cleaning the polishing pad. The cleaning composition may contain a water-insoluble compound. The water-insoluble compound may contain metal atoms and / or metal ions separated from the surface to be polished of the object to be polished using the polishing pad. In this case, examples of the material constituting the surface to be polished include a simple metal and an alloy (such as a copper-silicon alloy and a copper-aluminum alloy).
また、被研磨面から金属原子および金属イオンまたはいずれか一方が分離される過程は特に限定されない。例えば、金属原子がスラリーに含有される酸や酸化剤等によりイオン化されて、金属イオンが被研摩面から分離されてもよいし、あるいは、スラリーに含有される後述する水不溶性化合物形成成分等と金属原子および金属イオンまたはいずれか一方が結合した後、これらの結合物が研磨により分離されてもよい。 Further, the process of separating metal atoms and / or metal ions from the surface to be polished is not particularly limited. For example, metal atoms may be ionized by an acid or an oxidant contained in the slurry, and the metal ions may be separated from the surface to be polished, or a water-insoluble compound-forming component described later contained in the slurry, etc. After the metal atoms and / or metal ions are bonded, these bonded products may be separated by polishing.
被研磨面を支持する基体としては、特に限定されず種々を用いることができるが、例えば、半導体基板となる半導体ウエハ、ＬＣＤ用ガラス基板およびＴＦＴ用ガラス基板等が挙げられる。 The substrate for supporting the surface to be polished is not particularly limited and various substrates can be used. Examples thereof include a semiconductor wafer to be a semiconductor substrate, a glass substrate for LCD, a glass substrate for TFT, and the like.
金属原子および／または金属イオンを構成する金属（以下、単に「金属」ともいう。）は、特に限定されず、例えば、銅、アルミニウム、タングステン、モリブデン、タンタル、チタン、インジウムおよびスズ等が挙げられる。上記金属は１種のみであっても、あるいは２種以上であってもよく、イオンにおいては、価数は特に限定されない。上記金属は銅、アルミニウム、タングステンおよびタンタルから選ばれる少なくとも１種である場合がより好ましい。 The metal constituting the metal atom and / or metal ion (hereinafter also simply referred to as “metal”) is not particularly limited, and examples thereof include copper, aluminum, tungsten, molybdenum, tantalum, titanium, indium, and tin. . The metal may be one kind or two or more kinds, and the valence is not particularly limited in the case of ions. More preferably, the metal is at least one selected from copper, aluminum, tungsten, and tantalum.
また、洗浄用組成物は、金属原子および金属イオンまたはいずれか一方を含む水不溶性化合物を水溶化させる水溶化成分を含有することができる。 In addition, the cleaning composition can contain a water-solubilizing component that water-solubilizes a water-insoluble compound containing a metal atom and / or a metal ion.
１．３．２．水不溶性化合物
水不溶性化合物は、研磨中に化学機械研磨用水系分散体（スラリー）中に溶解せずに、研磨パッドの研磨面に固形分として残留する化合物であり、十分に水に溶解させることはできないが、僅かに溶解させることができる水難溶性化合物も含まれる。
1.3.2. Water-insoluble compounds Water-insoluble compounds are compounds that remain as solids on the polishing surface of the polishing pad without being dissolved in the chemical mechanical polishing aqueous dispersion (slurry) during polishing, and must be sufficiently dissolved in water. Also included are poorly water-soluble compounds that can be slightly dissolved.
水不溶性化合物の水への溶解度は特に限定はされないが、通常、ｐＨ１〜１２、温度１５〜５０℃の間のいずれかの条件下において１ｇ未満／水１００ｇである化合物をいう。特に、上記の金属が銅である場合にはｐＨ７〜１１、アルミニウムの場合にはｐＨ２〜６、タングステンの場合にはｐＨ２〜６、タンタルの場合にはｐＨ３〜１１において各々溶解度が１ｇ未満／水１００ｇとなりやすい。また、この水不溶性化合物は１種であっても、あるいは、２種以上であってもよい。 The solubility of the water-insoluble compound in water is not particularly limited, but usually refers to a compound that is less than 1 g / 100 g water under any conditions between pH 1-12 and temperature 15-50 ° C. In particular, when the metal is copper, the pH is 7 to 11, when aluminum is pH 2 to 6, when tungsten is pH 2 to 6, and when tantalum is pH 3 to 11, the solubility is less than 1 g / water. It is easy to become 100g. Further, the water-insoluble compound may be one kind or two or more kinds.
水不溶性化合物は、水不溶性化合物形成成分と金属（例えば銅）との反応生成物であってもよい。この場合、水不溶性化合物形成成分としては、特に限定されないが、例えば、ヒドロキシル基、アルコキシ基（例えば、メトキシ基、エトキシ基等）、カルボキシル基、カルボニル基（例えば、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基等）、アミノ基（例えば、第１級アミノ基、第２級アミノ基、第３級アミノ基、ヒドロキシアミノ基、スルホアミノ基、ニトロアミノ基、ニトロソアミノ基等）、イミノ基（例えば、オキシイミノ基、ヒドロキシイミノ基、スルホイミノ基、ニトロイミノ基、ニトロソイミノ基等）、シアノ基、シアナト基、ニトリル基、ノトロソ基、ニトリロ基、スルホ基、スルホニル基、スルフィノ基、スルホン酸基、メルカプト基、カルバモイル基等（水系媒体中におけるこれらのイオンを含む。）の窒素原子、酸素原子、および硫黄原子から選ばれる少なくとも１種を有する官能基を備える化合物が挙げられる。 The water-insoluble compound may be a reaction product of a water-insoluble compound forming component and a metal (for example, copper). In this case, the water-insoluble compound-forming component is not particularly limited. For example, a hydroxyl group, an alkoxy group (eg, methoxy group, ethoxy group, etc.), a carboxyl group, a carbonyl group (eg, methoxycarbonyl group, ethoxycarbonyl group, etc.) ), An amino group (eg, primary amino group, secondary amino group, tertiary amino group, hydroxyamino group, sulfoamino group, nitroamino group, nitrosoamino group, etc.), imino group (eg, oxyimino group, Hydroxyimino group, sulfoimino group, nitroimino group, nitrosoimino group, etc.), cyano group, cyanato group, nitrile group, notoroso group, nitrilo group, sulfo group, sulfonyl group, sulfino group, sulfonic acid group, mercapto group, carbamoyl group, etc. A nitrogen atom (including these ions in an aqueous medium), Atom, and a compound having a functional group having at least one can be cited are selected from sulfur atom.
例えば、水不溶性化合物形成成分として、上記官能基を備える芳香族化合物、複素環化合物、複素縮合環化合物（特に、複素五員環を備える縮合環化合物や、複素六員環を備える縮合環化合物）が挙げられる。 For example, as a water-insoluble compound forming component, aromatic compounds, heterocyclic compounds, and heterocyclic condensed ring compounds having the above functional groups (particularly condensed ring compounds having a heterocyclic five-membered ring or condensed ring compounds having a heterocyclic six-membered ring) Is mentioned.
より具体的には、水不溶性化合物形成成分は、例えば、ピラジン、ピリジン、ピロール、ピリダジン、ヒスチジン、チオフェン、トリアゾール、トリルトリアゾール、インドール、ベンゾイミダゾール、ベンゾトリアゾール、ベンゾフラン、ベンゾオキサゾール、ベンゾチオフェン、ベンゾチアゾール、キノリン、キノキサリン、キナゾリン、ベンゾキノン、ベンゾキノリン、ベンゾピラン、ベンゾオキサジンおよびメラミン等の誘導体化合物（特に、上記官能基を有する誘導体化合物）、サリチルアルドキシム、クペロン、ホスホン酸類等が挙げられる。また、水不溶性化合物には、上記水不溶性化合物形成成分と金属との反応生成物に加えて、研磨スラリー中に含有される酸化剤による酸化により得られた酸化金属（酸化銅）が含まれる。 More specifically, the water-insoluble compound forming component is, for example, pyrazine, pyridine, pyrrole, pyridazine, histidine, thiophene, triazole, tolyltriazole, indole, benzimidazole, benzotriazole, benzofuran, benzoxazole, benzothiophene, benzothiazole. , Quinoline, quinoxaline, quinazoline, benzoquinone, benzoquinoline, benzopyran, benzoxazine, melamine and other derivative compounds (particularly, derivative compounds having the above functional groups), salicylaldoxime, cuperone, phosphonic acids and the like. The water-insoluble compound includes a metal oxide (copper oxide) obtained by oxidation with an oxidizing agent contained in the polishing slurry, in addition to the reaction product of the water-insoluble compound forming component and the metal.
１．３．３．水溶化成分
水溶化成分は、水不溶性化合物を水溶化する成分である。洗浄用組成物が水溶化成分を含むことにより、研磨パッド表面への水の滴下または研磨パッドの水への浸漬等により、水不溶性化合物を十分に水に溶解させることができる。
1.3.3. Water-soluble component The water-soluble component is a component that makes a water-insoluble compound water-soluble. When the cleaning composition contains a water-solubilizing component, the water-insoluble compound can be sufficiently dissolved in water by dropping water on the polishing pad surface or immersing the polishing pad in water.
水溶化成分としては、例えば、アンモニア、水酸化カリウム、水酸化第４級アンモニウム（テトラメチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＭＡＨ）、トリメチル−２−ヒドロキシエチルアンモニウムヒドロキサイド、メチルトリヒドロキシエチルアンモニウムヒドロキサイド、ジメチルジヒドロキシエチルアンモニウムヒドロキサイド、テトラエチルアンモニウムヒドロキサイド、トリメチルエチルアンモニウムヒドロキサイド等）（水系媒体中におけるこれらのイオンを含む。）等が挙げられる。中でも、水溶化成分としてアンモニアおよびＴＭＡＨまたはいずれか一方を用いることが好ましく、アンモニアを用いることがより好ましい。これら水溶化成分は１種のみを用いてもよく、あるいは２種以上を混合して用いてもよい。 Examples of the water-solubilizing component include ammonia, potassium hydroxide, quaternary ammonium hydroxide (tetramethylammonium hydroxide (TMAH), trimethyl-2-hydroxyethylammonium hydroxide, methyltrihydroxyethylammonium hydroxide, dimethyldihydroxy). Ethyl ammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, trimethylethylammonium hydroxide, etc. (including these ions in an aqueous medium). Among them, it is preferable to use ammonia and / or TMAH as the water-solubilizing component, and it is more preferable to use ammonia. These water-solubilizing components may be used alone or in combination of two or more.
また、水溶化成分は、金属が銅、アルミニウム、タングステン、およびタンタルから選ばれる少なくとも１種である場合、水不溶性化合物をより効果的に水溶化させることができ、より好ましくは、上記金属は銅である。 Further, the water-solubilizing component can more effectively water-solubilize a water-insoluble compound when the metal is at least one selected from copper, aluminum, tungsten, and tantalum. More preferably, the metal is copper. It is.
洗浄用組成物中に含有されるこの水溶化成分の量は、特に限定されないが、洗浄用組成物全体を１００質量％とした場合に、０．０１〜２０質量％（より好ましくは０．１〜１５質量％、さらに好ましくは０．５〜１０質量％）であることが好ましい。 The amount of the water-soluble component contained in the cleaning composition is not particularly limited, but is 0.01 to 20% by mass (more preferably 0.1% when the entire cleaning composition is 100% by mass). ˜15 mass%, more preferably 0.5 to 10 mass%).
１．３．４．水可溶性錯体形成成分
洗浄用組成物は、金属原子および金属イオンまたはいずれか一方と水可溶性錯体を形成する水可溶性錯体形成成分を含有することが好ましい。ここで、水可溶性錯体とは、水に対して易溶性であり、十分に水に溶解させることができる錯体である。水可溶性錯体の溶解度は、同じ条件によって測定された水不溶性化合物の溶解度を上回るものであれば特に限定されない。また、この水可溶性錯体は１種であっても、あるいは２種以上であってもよい。
1.3.4. Water-soluble complex-forming component The cleaning composition preferably contains a water-soluble complex-forming component that forms a water-soluble complex with metal atoms and / or metal ions. Here, the water-soluble complex is a complex that is easily soluble in water and can be sufficiently dissolved in water. The solubility of the water-soluble complex is not particularly limited as long as it exceeds the solubility of the water-insoluble compound measured under the same conditions. Further, this water-soluble complex may be one type or two or more types.
水可溶性錯体形成成分は、金属イオンに配位して水可溶性錯体を形成する成分である。この水可溶性錯体形成成分は、通常、金属イオンに配位できる官能基を有する。この官能基は窒素原子、酸素原子、および硫黄原子から選ばれる少なくとも１種を有することが好ましく、例えば、ヒドロキシル基、アルコキシ基（例えば、メトキシ基、エトキシ基等）、カルボキシル基、カルボニル基（例えば、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基等）、アミノ基（例えば、第１級アミノ基、第２級アミノ基、第３級アミノ基、ヒドロキシアミノ基、スルホアミノ基、ニトロアミノ基、ニトロソアミノ基等）、イミノ基（例えば、オキシイミノ基、ヒドロキシイミノ基、スルホイミノ基、ニトロイミノ基、ニトロソイミノ基等）、シアノ基、シアナト基、ニトリル基、ノトロソ基、ニトリロ基、スルホ基、スルホニル基、スルフィノ基、スルホン酸基、メルカプト基、カルバモイル基等（水系媒体中におけるこれらのイオンを含む。）が挙げられる。 The water-soluble complex forming component is a component that coordinates with a metal ion to form a water-soluble complex. This water-soluble complex-forming component usually has a functional group that can be coordinated to a metal ion. This functional group preferably has at least one selected from a nitrogen atom, an oxygen atom, and a sulfur atom. For example, a hydroxyl group, an alkoxy group (for example, methoxy group, ethoxy group, etc.), a carboxyl group, a carbonyl group (for example, , Methoxycarbonyl group, ethoxycarbonyl group, etc.), amino group (for example, primary amino group, secondary amino group, tertiary amino group, hydroxyamino group, sulfoamino group, nitroamino group, nitrosoamino group, etc.) , Imino group (for example, oxyimino group, hydroxyimino group, sulfoimino group, nitroimino group, nitrosoimino group, etc.), cyano group, cyanato group, nitrile group, notoroso group, nitrilo group, sulfo group, sulfonyl group, sulfino group, sulfone Acid groups, mercapto groups, carbamoyl groups, etc. Including al ion.) Can be mentioned.
金属イオンに配位する官能基は１つのみを有していてもよいが、２つ以上（通常６つ以下、好ましくは４つ以下）有することが好ましい。このような官能基を２つ以上有する水可溶性錯体形成成分としては、特に限定されないが、例えば有機酸が好ましい。この有機酸としては、例えば、アミノ酸（グリシン等のアミノ酢酸、アラニン等のアミノプロピオン酸、システイン等のアミノメルカプトプロピオン酸、アミド硫酸等）、乳酸、クエン酸、酒石酸、リンゴ酸、マロン酸、シュウ酸、コハク酸、フマル酸、マレイン酸等（水系媒体中におけるこれらのイオンを含む。）が挙げられる。有機酸は１種のみを用いても、あるいは２種以上を同時に用いてもよい。 The functional group coordinated to the metal ion may have only one, but preferably has two or more (usually 6 or less, preferably 4 or less). Although it does not specifically limit as a water-soluble complex formation component which has two or more of such a functional group, For example, an organic acid is preferable. Examples of the organic acid include amino acids (aminoacetic acid such as glycine, aminopropionic acid such as alanine, aminomercaptopropionic acid such as cysteine, amidosulfuric acid, etc.), lactic acid, citric acid, tartaric acid, malic acid, malonic acid, shu Examples thereof include acids, succinic acid, fumaric acid, maleic acid and the like (including these ions in an aqueous medium). Only one organic acid may be used, or two or more organic acids may be used simultaneously.
水可溶性錯体形成成分は、被研磨物が金属（特に銅）を含む場合、特水可溶性金属錯体（銅錯体）を効果的に形成することができる。水可溶性錯体形成成分は、アミノ酸を用いることがより好ましく、アラニンおよびグリシンまたはいずれか一方を用いることがさらに好ましい。 The water-soluble complex-forming component can effectively form a special water-soluble metal complex (copper complex) when the object to be polished contains a metal (particularly copper). As the water-soluble complex forming component, it is more preferable to use an amino acid, and it is more preferable to use alanine and / or glycine.
洗浄用組成物中に含まれる水可溶性錯体形成成分の量は、洗浄用組成物全体を１００質量％とした場合に、０．０１〜２５質量％（より好ましくは０．１〜２０質量％、さらに好ましくは０．５〜１５質量％）であることが好ましい。 The amount of the water-soluble complex-forming component contained in the cleaning composition is 0.01 to 25% by mass (more preferably 0.1 to 20% by mass, when the entire cleaning composition is 100% by mass, More preferably, it is preferably 0.5 to 15% by mass.
１．３．５．その他の成分
洗浄用組成物は、水溶化成分および水可溶性錯体形成成分の溶媒として、通常、水系溶媒を含有する。水系溶媒としては、水、水および水に混和する溶媒が挙げられる。
1.3.5. Other Components The cleaning composition usually contains an aqueous solvent as a solvent for the water-soluble component and the water-soluble complex-forming component. Examples of the aqueous solvent include water, water and a solvent miscible with water.
さらに、洗浄用組成物は、必要に応じて各種の添加剤を含有することができる。例えば、ｐＨ調整剤（有機酸、無機酸、有機塩基、無機塩基等）、界面活性剤（脂肪族アミン塩、脂肪族アンモニウム塩等のカチオン系界面活性剤や、脂肪酸石鹸、アルキルエーテルカルボン酸塩等のカルボン酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩等のスルホン酸塩、高級アルコール硫酸エステル塩、アルキルエーテル硫酸塩等の硫酸エステル塩、アルキルリン酸エステル等のリン酸エステル塩などのアニオン系界面活性剤や、ポリオキシエチレンアルキルエーテル等のエーテル型、グリセリンエステルのポリオキシエチレンエーテル等のエーテルエステル型、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、グリセリンエステル、ソルビタンエステル等のエステル型などの非イオン系界面活性剤）等が挙げられる。このような界面活性剤を適当量添加することにより、水不溶性化合物の除去効率を向上させることができ、かつ、研磨中に発生する研磨屑や研磨スラリー中の砥粒残りを効率的に除去することができる。 Furthermore, the cleaning composition can contain various additives as required. For example, pH adjusters (organic acids, inorganic acids, organic bases, inorganic bases, etc.), surfactants (cationic surfactants such as aliphatic amine salts, aliphatic ammonium salts, etc.), fatty acid soaps, alkyl ether carboxylates Carboxylates such as alkylbenzene sulfonates, alkyl naphthalenesulphonates, sulfonates such as α-olefin sulfonates, higher alcohol sulfates, sulfates such as alkyl ether sulfates, alkyl phosphates, etc. Anionic surfactants such as phosphoric acid ester salts, ether type such as polyoxyethylene alkyl ether, ether ester type such as glycerin ester polyoxyethylene ether, ester such as polyethylene glycol fatty acid ester, glycerin ester, sorbitan ester Non-ion type System surfactant), etc.. By adding an appropriate amount of such a surfactant, the removal efficiency of the water-insoluble compound can be improved, and polishing scraps generated during polishing and abrasive grains remaining in the polishing slurry are efficiently removed. be able to.
洗浄用組成物のｐＨは、研磨工程に使用された研磨スラリーのｐＨよりも高いｐＨを有することが好ましく、被研磨面を構成する金属原子および／または金属イオンがアルミニウムまたはタングステンである場合、ｐＨは９以上であることがより好ましく、銅および／またはタンタルである場合、ｐＨは１１を超えることがより好ましい。 The pH of the cleaning composition preferably has a pH higher than that of the polishing slurry used in the polishing step. When the metal atoms and / or metal ions constituting the surface to be polished are aluminum or tungsten, the pH is Is more preferably 9 or more, and in the case of copper and / or tantalum, the pH is more preferably more than 11.
洗浄用組成物を用いて、上記の水不溶性化合物が形成されるＣＭＰに用いられる研磨パッドであっても、ドレッシングによる研磨パッドの消耗を抑制でき、さらには、生産性（スループット）を向上させることができる。 Even if it is a polishing pad used for CMP in which the above water-insoluble compound is formed by using the cleaning composition, it is possible to suppress the consumption of the polishing pad due to dressing, and to improve the productivity (throughput). Can do.
２．実施例
以下、本発明を実施例により説明するが、本発明はこの実施例により何ら限定されるものではない。
2. Examples Hereinafter, the present invention will be described by way of examples. However, the present invention is not limited to the examples.
２．１．研磨パッドの製造
２．１．１．パッド用組成物の調製
１，２−ポリブタジエン（商品名「ＪＳＲ ＲＢ８１０」、ＪＳＲ（株）製）７２．２質量部およびβ−シクロデキストリン（商品名「デキシーパールβ−１００」、（株）横浜国際バイオ研究所製、平均粒径２０μｍ）２７．２質量部を、１６０℃に調温されたルーダーにより２分間混練した。次いで、商品名「パークミルＤ４０」（日本油脂（株）製、ジクミルパーオキシドを４０質量％含有する。）を０．４５質量部（１，２−ポリブタジエン１００質量部あたりのジクミルパーオキシド量に換算して、０．２５質量部に相当する。）加え、さらに１２０℃にて６０ｒｐｍで２分間混練して、パッド用組成物のペレットを得た。
2.1. Production of polishing pad 2.1.1. Preparation of composition for pad 1,2-polybutadiene (trade name “JSR RB810”, manufactured by JSR Corporation) 72.2 parts by mass and β-cyclodextrin (trade name “Dexy Pearl β-100”, Yokohama Corporation) 27.2 parts by mass (made by Kokusai Bio-Institute, average particle size 20 μm) was kneaded for 2 minutes with a router adjusted to 160 ° C. Next, 0.45 parts by mass (the amount of dicumyl peroxide per 100 parts by mass of 1,2-polybutadiene) of trade name “Park Mill D40” (manufactured by NOF Corporation, containing 40% by mass of dicumyl peroxide). In addition, it corresponds to 0.25 parts by mass.) In addition, the mixture was further kneaded at 120 ° C. and 60 rpm for 2 minutes to obtain a pad composition pellet.
２．１．２．研磨パッドの製造
次に、得られたペレットを、金型内において１７０℃にて１８分間加熱して架橋させることにより、直径６００ｍｍおよび厚さ２．５ｍｍの円盤状の成形体を得た。次いで、市販の切削加工機を用いて、この成形体の研磨面側に、幅が０．５ｍｍ、ピッチが２．０ｍｍ、深さが１．０ｍｍの同心円状の溝（断面形状は矩形である。）を形成した。溝を形成しなかった面の全面に両面テープ（積水化学（株）社製、商品名「ダブルタックテープ＃５１２」）を貼り付けた。さらに、同心円状の溝に沿って直径５０８ｍｍに切り出して、研磨パッド１を得た。
2.1.2. Production of Polishing Pad Next, the obtained pellets were crosslinked by heating in a mold at 170 ° C. for 18 minutes to obtain a disk-shaped molded body having a diameter of 600 mm and a thickness of 2.5 mm. Next, using a commercially available cutting machine, concentric grooves having a width of 0.5 mm, a pitch of 2.0 mm, and a depth of 1.0 mm (cross-sectional shape is rectangular) .) Was formed. A double-sided tape (manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd., trade name “Double Tack Tape # 512”) was attached to the entire surface where the groove was not formed. Further, the polishing pad 1 was obtained by cutting out to a diameter of 508 mm along the concentric grooves.
２．２．洗浄用組成物Ａ〜Ｅの調製
各洗浄用組成物全体を１００質量％とした場合に、表１に示す水溶化成分および水可溶性錯体形成成分が表１に示す割合であり、残部がイオン交換水となるように配合し、３０分間攪拌して、表１に示す洗浄用組成物Ａ〜Ｅを得た。
2.2. Preparation of cleaning compositions A to E When the total amount of each cleaning composition is 100% by mass, the water-solubilizing components and water-soluble complex-forming components shown in Table 1 are the proportions shown in Table 1, with the remainder being ion exchange. It mix | blended so that it might become water, and it stirred for 30 minutes, and obtained composition A-E for washing | cleaning shown in Table 1.
２．３．研磨パッドに対する化学機械研磨性能の評価（実施例および比較例）
各実施例および比較例で使用される研磨パッド（表２参照）を、化学機械研磨装置「Ｍｉｒｒａ／Ｍｅｓａ」（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ社製）の定盤上に装着し、銅配線付きパターンウエハ（商品名「８５４ＣＭＰ２００」（セマテック製）をバリアメタルが露出するまで銅を研磨して除去して得られたウエハ）および絶縁膜（ＳｉＯ２膜）付きウエハ（シリコンウエハ上にＰＥＴＥＯＳ膜（Ｐｌａｓｍａ Ｅｎｈａｎｃｅｄ−ＴＥＯＳ膜）を化学蒸着法にて成膜して得られたウエハ）を被研磨物として、化学機械研磨用水系分散体を使用して以下の条件で化学機械研磨した。なお、表１において、「ＩＣ１０１０」とは、商品名「ＩＣ１０１０」（ローム＆ハース社製）の研磨パッドを示す。
2.3. Evaluation of chemical mechanical polishing performance for polishing pads (Examples and Comparative Examples)
A polishing pad (see Table 2) used in each example and comparative example was mounted on a surface plate of a chemical mechanical polishing apparatus “Mirra / Mesa” (Applied Materials), and a patterned wafer with copper wiring (trade name) "854 CMP200" (manufactured by Sematech) is a wafer obtained by polishing and removing copper until the barrier metal is exposed, and a wafer with an insulating film (SiO 2 film) (PETOS film (Plasma Enhanced-TEOS film on a silicon wafer)) The wafer obtained by forming a film by a chemical vapor deposition method) was used as an object to be polished, and chemical mechanical polishing was performed under the following conditions using an aqueous dispersion for chemical mechanical polishing. In Table 1, “IC1010” indicates a polishing pad having a trade name “IC1010” (Rohm & Haas).
銅配線付きパターンウエハを作製する際の銅の化学機械研磨の条件は以下の通りである。
化学機械研磨用水系分散体：ｉＣｕｅ５００３（商品名、Ｃａｂｏｔ Ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ社製。シリカを砥粒として含有する。）及び３０質量％過酸化水素水を体積比で１１：１にて混合したもの。
水系分散体供給量：３００ｍＬ／分
定盤回転数：１２０ｒｐｍ
ヘッド回転数：３５ｒｐｍ
ヘッド押し付け圧
リテーナーリング圧：５．５ｐｓｉ
メンブレン圧：３．０ｐｓｉ
インナーチューブ圧：０．０ｐｓｉ
研磨パッド：ＩＣ１０１０
研磨時間：１００秒
Conditions for chemical mechanical polishing of copper when producing a patterned wafer with copper wiring are as follows.
Aqueous dispersion for chemical mechanical polishing: A mixture of iCue5003 (trade name, manufactured by Cabot Microelectronics, Inc. containing silica as abrasive grains) and 30% by mass hydrogen peroxide water at a volume ratio of 11: 1.
Aqueous dispersion supply amount: 300 mL / min Plate rotation speed: 120 rpm
Head rotation speed: 35rpm
Head pressing pressure Retainer ring pressure: 5.5 psi
Membrane pressure: 3.0 psi
Inner tube pressure: 0.0 psi
Polishing pad: IC1010
Polishing time: 100 seconds
また、各実施例および比較例において、洗浄用組成物Ａ〜Ｅを用いて研磨パッドのドレッシングを行った。ドレッシングの条件を表２に示す。ドレッシングは、ウエハ一枚を研磨する毎に一回ずつ、ウエハ研磨の直前に実施した。洗浄用組成物は、研磨パッド表面に滴下する方法で研磨パッドの研磨面へと供給した。 Moreover, in each Example and the comparative example, dressing of the polishing pad was performed using cleaning composition AE. Table 2 shows the dressing conditions. The dressing was performed once every time one wafer was polished, immediately before the wafer polishing. The cleaning composition was supplied to the polishing surface of the polishing pad by a method of dropping onto the polishing pad surface.
化学機械研磨用水系分散体：商品名「ＣＭＳ−８３０１」（ＪＳＲ（株）製）に、３０質量％過酸化水素水を１質量％加えて得られた水系分散体を使用した。
水系分散体の供給量：２００ｍＬ／分
定盤回転数：６０ｒｐｍ
ヘッド回転数：５４ｒｐｍ
ヘッド押圧
リテーナーリング圧：５．５ｐｓｉ
メンブレン圧：３．０ｐｓｉ
インナーチューブ圧：０．０ｐｓｉ
研磨時間：６０秒間
Aqueous dispersion for chemical mechanical polishing: An aqueous dispersion obtained by adding 1% by mass of 30% by mass of hydrogen peroxide to the trade name “CMS-8301” (manufactured by JSR Corporation) was used.
Amount of aqueous dispersion supplied: 200 mL / min Plate rotation speed: 60 rpm
Head rotation speed: 54rpm
Head pressing Retainer ring pressure: 5.5 psi
Membrane pressure: 3.0 psi
Inner tube pressure: 0.0 psi
Polishing time: 60 seconds
上記水系分散体を使用するウエハの化学機械研磨中（６０秒間）にも、同時にドレッシングを行った。この化学機械研磨中のドレッシングでは洗浄用組成物は使用しないが、ドレッシング荷重は、表２に記載のものと同じとした。 During chemical mechanical polishing (60 seconds) of the wafer using the aqueous dispersion, dressing was performed simultaneously. In this dressing during chemical mechanical polishing, no cleaning composition was used, but the dressing load was the same as that shown in Table 2.
絶縁膜付きウエハの研磨は、銅配線付きパターンウエハ１０００枚を研磨する間の１００枚毎に実施した。また、絶縁膜の研磨速度は、研磨前の絶縁膜の膜厚（４９点測定）と研磨後の絶縁膜の膜厚（４９点測定）との差の平均から算出した。絶縁膜の研磨速度の面内均一性は、研磨速度（上記４９点の膜厚の差）の標準偏差／平均（％）として示した。 Polishing of the wafer with an insulating film was performed every 100 wafers during polishing of 1000 patterned wafers with copper wiring. The polishing rate of the insulating film was calculated from the average difference between the thickness of the insulating film before polishing (49 point measurement) and the thickness of the insulating film after polishing (49 point measurement). The in-plane uniformity of the polishing rate of the insulating film was expressed as standard deviation / average (%) of the polishing rate (the difference in film thickness at the 49 points).
また、研磨パッドの厚みは、１０００枚の銅配線付きパターンウエハを研磨した後の研磨パッドを直径方向に２ｃｍ毎に測定した値であり、パッドの厚みばらつきは、測定された研磨パッドの厚みの最大値と最小値との差である。 Further, the thickness of the polishing pad is a value obtained by measuring the polishing pad after polishing 1000 wafers with a copper wiring in the diameter direction every 2 cm, and the thickness variation of the pad is the thickness of the measured polishing pad. It is the difference between the maximum and minimum values.
パッド磨耗速度（μｍ／分）は、研磨パッドを１０時間磨耗した直後と、１１時間磨耗した直後のそれぞれにおける溝の深さを測定し、その溝の深さの差異（μｍ）を時間（６０（分））で割って得られた値である。 The pad wear rate (μm / min) was determined by measuring the groove depth immediately after the polishing pad was worn for 10 hours and immediately after 11 hours of wear, and calculating the difference (μm) in the groove depth over time (60 The value obtained by dividing by (minute).
実施例１〜６で得られた研磨パッドでは、１０００枚の銅配線付きパターンウエハを研磨した後に、副生成物に起因する着色が表面に観察されなかった。これに対して、比較例１〜３で得られた研磨パッドでは、１０００枚の銅配線付きパターンウエハを研磨した後に、副生成物に起因する着色が表面に確認された。 In the polishing pads obtained in Examples 1 to 6, coloring caused by by-products was not observed on the surface after 1000 patterned wafers with copper wiring were polished. On the other hand, in the polishing pads obtained in Comparative Examples 1 to 3, coloring caused by by-products was confirmed on the surface after 1000 patterned wafers with copper wiring were polished.
実施例１〜６の結果より、本発明の化学機械研磨パッドのドレッシング方法によれば、金属原子および金属イオンまたはいずれか一方を含む水不溶性化合物を水溶化させる水溶化成分と、金属原子および金属イオンまたはいずれか一方と水可溶性錯体を形成する水可溶性錯体形成成分との少なくともいずれか一方を含有する洗浄用組成物を化学機械研磨パッドの研磨面に接触させた状態で、０．２μｍ／分 以上の磨耗速度でドレッシング荷重２ｌｂｆ以上にて研磨面を磨耗することにより、被研磨面の面内均一性および研磨速度の長期的な安定性を確保することができることが理解できる。 From the results of Examples 1 to 6, according to the dressing method for a chemical mechanical polishing pad of the present invention, a water-solubilizing component for water-solubilizing a water-insoluble compound containing metal atoms and / or metal ions, and metal atoms and metals In a state where a cleaning composition containing at least one of ions or any one of water-soluble complex-forming components forming a water-soluble complex is in contact with the polishing surface of the chemical mechanical polishing pad, 0.2 μm / min. It can be understood that the in-plane uniformity of the surface to be polished and the long-term stability of the polishing rate can be ensured by abrading the polishing surface at a dressing load of 2 lbf or more at the above wear rate.
Claims (4)
前記金属原子および前記金属イオンを構成する金属は、銅、アルミニウム、およびタングステンから選ばれる少なくとも１種である、化学機械研磨パッドのドレッシング方法。 In claim 1,
The chemical mechanical polishing pad dressing method, wherein the metal atom and the metal constituting the metal ion are at least one selected from copper, aluminum, and tungsten.
前記金属原子および前記金属イオンを構成する金属は銅であり、
前記水溶化成分は、アンモニアおよび水酸化第４級アンモニウムまたはいずれか一方である、化学機械研磨パッドのドレッシング方法。 In claim 1,
The metal constituting the metal atom and the metal ion is copper,
The chemical mechanical polishing pad dressing method, wherein the water-solubilizing component is ammonia and / or quaternary ammonium hydroxide.
前記水可溶性錯体形成成分は、前記金属原子および前記金属イオンまたはいずれか一方に配位できる２つ以上の官能基を有する、化学機械研磨パッドのドレッシング方法。 In any one of Claims 1 thru | or 3,
The chemical mechanical polishing pad dressing method, wherein the water-soluble complex-forming component has two or more functional groups capable of coordinating to the metal atom and / or the metal ion.
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010058170A (en) * | 2008-08-08 | 2010-03-18 | Kuraray Co Ltd | Polishing pad |
| US8657652B2 (en) | 2007-08-23 | 2014-02-25 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Optimized CMP conditioner design for next generation oxide/metal CMP |
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2007
- 2007-01-30 JP JP2007019025A patent/JP2008186998A/en active Pending
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