JP3991743B2

JP3991743B2 - Polishing pad, polishing apparatus, and semiconductor device manufacturing method

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Publication number: JP3991743B2
Application number: JP2002092079A
Authority: JP
Inventors: 邦恭城; 雅巳太田; 和彦橋阪
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 2002-03-28
Filing date: 2002-03-28
Publication date: 2007-10-17
Anticipated expiration: 2022-03-28
Also published as: JP2003285260A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、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使用される研磨用パッド及び本研磨パッドを備えた研磨装置及び本研磨装置を用いた半導体デバイスの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
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。このＣＭＰ技術を用いた研磨装置において、特開平９−７９８５に紹介されている様に、ウェハー等の基板を研磨しながら、研磨パッドの裏側（定盤側）から、レーザー光または可視光を基板の被研磨面に照射して、研磨状態を測定する装置が、重要な技術として注目を集めている。本研磨装置に用いられる研磨パッドとして、特表平１１−５１２９７７には、集積回路搭載ウェハーの研磨に有用なパッドであって、少なくともその一部分はスラリー粒子の吸収、輸送という本質的な能力を持たない硬質均一樹脂シートからなり、この樹脂シートは１９０−３５００ナノメーターの範囲の波長を光線が透過する研磨パッドが紹介されている。この研磨パッドは、研磨層と、該研磨層に両面接着テープ等を介して積層されたクッション層とを有し、該研磨パッドの所定位置に開口部が形成され、該開口部に透明な硬質均一樹脂よりなる窓部材がはめ込まれている。しかしながら、この様な透明な硬質均一樹脂を窓部材とした研磨パッドでは、窓部材が被研磨面である基板表面に接触することから、基板表面にスクラッチが発生しやすいという問題点があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、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使用される研磨用パッド及び本研磨パッドを備えた研磨装置及び本研磨装置を用いた半導体デバイスの製造方法において、基板表面にスクラッチが少なく、研磨中に研磨状態を光学的に良好に測定できる研磨パッド及び研磨装置及び半導体デバイスの製造方法を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
課題を解決するための手段として、本発明は以下の構成からなる。
【０００５】
（１）研磨層と、該研磨層の一部に一体に形成された研磨状態を光学的に測定するための一つ以上の透光窓部材と、を有する研磨パッドであって、該透光窓部材の少なくとも研磨面側の最表層が相分離構造を有する透明樹脂組成物で構成されており、透明樹脂組成物が透明ゴム強化スチレン系樹脂を含む事を特徴とする研磨パッド。
【０００９】
（２）透明ゴム強化スチレン系樹脂が透明アクリロニトリル−スチレン−ブタジエン共重合体を含むものである（１）に記載の研磨パッド。
【００１０】
（３）透明樹脂組成物が溶融混練されたものであることを特徴とする（１）記載の研磨パッド。
【００１１】
（４）（１）〜（３）いずれか記載の研磨パッドと光学的に研磨状態を測定する測定装置とを備え、該研磨パッドと基板との間にスラリーを介在させた状態で、該研磨パッドと該基板との間に荷重を加え、かつ該基板と該研磨パッドとを相対移動させることにより該基板を研磨し、かつ該基板に光を照射することにより該基板の研磨状態を光学的に測定することを特徴とする研磨装置。
【００１２】
（５）（４）記載の研磨装置を用いて少なくとも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。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施の形態について説明する。
【００１４】
まず本発明でいう研磨パッドは、研磨層単独と接着テープとを有する構造または研磨層とクッション層と接着テープからなる積層構造を指し示す。研磨層としては、スラリーを保持して研磨機能を有する層であれば特に限定されないが、例えば、特表平８−５００６２２やＷＯ００／１２２６２号などに記載されている独立気泡を有する硬質の発泡構造研磨層や、特表平８−５１１２１０に記載されている表面にスラリーの細かい流路を設けた無発泡構造研磨層や、不織布にポリウレタンを含浸して得られる連続孔を有する発泡構造研磨層などを挙げることができる。該研磨層の一部に一体に形成された研磨状態を光学的に測定するための一つ以上の透光窓部材とを有する研磨パッドとは、図１および図２および図３に示すように、研磨パッド４が研磨層２と該研磨層の一部に一体に形成された透光窓部材２とを有する。透光窓部材とは、被研磨面である基板を測定する光の波長に対して曇価が９０％以下、好ましくは７０％以下、さらに好ましくは５０％以下である。曇価（％）＝拡散光線透過率／全光線透過率であり、曇価が小さい程、より光線が透過しやすいことを表し、基板への光の照射量が大きくできるので好ましい。同様に透明樹脂組成物も、被研磨面である基板を測定する光の波長に対して曇価が９０％以下、好ましくは７０％以下、さらに好ましくは５０％以下である。曇価（％）＝拡散光線透過率／全光線透過率であり、曇価が小さい程、より光線が透過しやすいことを表し、基板への光の照射量が大きくできるので好ましい。透光窓部材を研磨層に一体化させる方法としては、研磨層を透光窓部材とほぼ同一の大きさで窓を開口させ、接着テープを研磨層底面に貼り合わせた後、窓開口部の接着テープ部分を窓部材より少し小さくくり抜いて、研磨層窓開口部に窓部材をはめ込み、接着テープの肩部分に接着させて一体化させる方法や、手段として、研磨層を窓部材とほぼ同一の大きさで窓を開口させ、接着テープを介してクッション層を研磨層底面に貼り合わせた後、窓開口部の接着テープ／クッション層部分を窓部材より少し小さくくり抜いて、研磨層窓開口部に窓部材をはめ込み、接着テープ／クッション層の肩部分に接着させて一体化させる方法等がある。クッション層は、不織布にポリウレタンを含浸して得られる連続孔を有する発泡構造のシートや、独立気泡を有する発泡ゴムや無発泡ゴムを用いることができる。
【００１５】
本発明の透光窓部材は相分離構造を有する透明樹脂組成物をその少なくとも最表層に構成されている。相分離構造を有する透明樹脂組成物としては、２種以上の重合体もしくは（共）重合体をブレンドして得られる多成分系樹脂組成物の中で、異種重合体同士が多相を形成してなる不均一構造の透明樹脂組成物が好ましく、さらには２種以上の重合体もしくは（共）重合体が溶融混練されて得られる透明樹脂組成物であることが好ましい。中でもゴムを含有してなる透明樹脂組成物を用いることが、透光窓部材によるスクラッチの発生が抑制可能となる点から必要である。
【００１６】
本発明における透光窓部材においては、ゴムとそれ以外の透明樹脂成分が相分離して、不均一構造をとっている透明樹脂組成物が好適に使用される。そのモルフォロジーは、透明樹脂マトリックス中にゴム粒子が分散相を形成した海島構造を有するもの、透明樹脂とゴムが層状に分離したラメラ構造を有するものなどが挙げられるが、中でも連続相が透明樹脂マトリックスで、分散相がゴム粒子である海島構造を有するものが好ましい。ここで、ゴム粒子とはゴム質重合体を主成分とする重合体もしくは（共）重合体をいい、その粒子の形状については特に限定されるものでないが、好ましくは球状もしくは楕円球状が好ましい。さらに、ゴム粒子径は特に限定されるものではないが、ゴム粒子の数平均粒子径が０．１〜１００μｍ、さらに０．１〜１０μｍ、特に０．２〜５μｍのものが好ましい。なお、ゴム粒子の数平均粒子径は、光学顕微鏡、透過型電子顕微鏡、走査型電子顕微鏡、位相差顕微鏡などにより観察した画像をデジタル画像解析して求められる。
【００１７】
本発明で用いられるゴムは、０℃以下のガラス転移温度を有するものが好適であり、具体的にはブタジエンゴム、スチレン−ブタジエン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体、スチレン−ブタジエンのブロック共重合体、アクリル酸ブチル−ブタジエン共重合体などのジエン系ゴム、ポリアクリル酸ブチルなどのアクリル系ゴム、天然ゴム、グラフト天然ゴム、天然トランス−ポリイソプレン、クロロプレンゴム、ポリイソプレンゴム、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−プロピレン−ジエン系三元共重合体、エチレン−アクリル共重合体、クロロスルホン化ゴム、エピクロルヒドリンゴム、エピクロルヒドリン−エチレンオキシド共重合体、ポリエーテルウレタンゴム、ポリエステルウレタンゴム、ニトリルゴム、ブチルゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴムなどが挙げられる。なかでもブタジエンゴムまたはブタジエン共重合体などのジエン系ゴム、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−プロピレン−ジエン系三元共重合体などのオレフィン系ゴムが透明性が優れているので好ましい。
【００１８】
ゴム粒子は連続相である透明樹脂マトリックスに均一に分散していることが望ましく、そのためにゴム質重合体に、透明樹脂マトリックスを構成する単量体またはその重合体またはそれを含む（共）重合体がグラフトされたもの、また、その他のゴム質重合体にエポキシ基、イソシアネート基、酸ハロゲン化物、カルボン酸基、無水酸基、アミド基、アミノ基、イミノ基、ニトリル基、アルデヒド基、水酸基、エステル基などの官能基を少なくとも１個有する単量体で修飾されたものであることが好ましい。
【００１９】
透明樹脂組成物において、ゴム以外の透明樹脂成分を通常含有し、このようなものとしては熱可塑性透明樹脂あるいは熱硬化性透明樹脂のいずれでも使用できる。中でも、透光窓部材の成型加工性の点から熱可塑性樹脂が好ましく、具体的にはポリスチレン系樹脂が挙げられる。
【００２０】
本発明の透明窓部材は上記の透明樹脂のマトリックスにゴム粒子が分散した不均一構造を有する透明樹脂組成物からなることが好ましい。不均一構造の透明樹脂組成物であれば特に限定されるものではないが、好適な具体例としては、スチレン系単量体に不飽和カルボン酸アルキルエステルを共重合した透明樹脂のマトリックスにゴム粒子を分散相とする透明樹脂組成物として、透明ハイインパクトポリスチレン（ＨＩ−ＰＳ）、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体を含む透明樹脂組成物（透明ＡＢＳ樹脂）、アクリロニトリル−アクリルゴム−スチレン共重合体を含む透明樹脂組成物（透明ＡＡＳ樹脂）、アクリロニトリル−エチレンプロピレンゴム−スチレン共重合体を含む透明樹脂組成物（透明ＡＥＳ樹脂）、メチルメタクリレート−ブタジエン−スチレン共重合体を含む透明樹脂組成物（透明ＭＢＳ樹脂）、アクリロニトリル−塩素化ポリエチレン−スチレン共重合体を含む透明樹脂組成物（透明ＡＣＳ樹脂）などのゴム強化スチレン系樹脂を含む透明樹脂組成物が挙げられる。これら透明樹脂組成物の中でも、特にゴム強化スチレン系樹脂に不飽和カルボン酸アルキルエステルを共重合したを含有する透明樹脂組成物が、スクラッチの発生を大きく抑制し、透明性に優れているので、より好適に用いられる。
【００２１】
（Ａ）スチレン系単量体に不飽和カルボン酸アルキルエステルを共重合した透明樹脂のマトリックスにゴム粒子を分散相とする透明樹脂組成物としては、スチレン単量体と不飽和カルボン酸アルキルエステル系単量体とシアン化ビニル系単量体およびこれらと共重合可能な他のビニル系単量体から得られる（共）重合体がゴム質重合体にグラフトした構造をとったものと、スチレン単量体と不飽和カルボン酸アルキルエステル系単量体とシアン化ビニル系単量体およびこれらと共重合可能な他のビニル系単量体から得られる（共）重合体スチレン単量体から得られる（共）重合体がゴム質重合体に非グラフトした構造をとったもを含むものである。具体的にはゴム質重合体１０〜８０重量部の存在下に、不飽和カルボン酸アルキルエステル系単量体（ａ）、スチレン単量体（ｂ）、シアン化ビニル系単量体（ｃ）およびこれらと共重合可能な他のビニル系単量体（ｄ）からなる単量体混合物２０〜９０重量部を共重合せしめたグラフト共重合体（Ａ）、不飽和カルボン酸アルキルエステル系単量体（ａ）、スチレン単量体（ｂ）、シアン化ビニル系単量体（ｃ）およびこれらと共重合可能な他のビニル系単量体（ｄ）からなるビニル系共重合体（Ｂ）０〜９０重量部とからなるゴム質重合体の含有量が５〜３０重量％である熱可塑性透明樹脂が、スクラッチが抑えられ透明性が高いので好適である。
【００２２】
上記（ａ１）ゴム質重合体としては、ガラス転移温度が０℃以下のものが好適であり、ジエン系ゴムが好ましく用いられる。具体的にはポリブタジエン、スチレン−ブタジエン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体、スチレン−ブタジエンのブロック共重合体、アクリル酸ブチル−ブタジエン共重合体などのジエン系ゴム、ポリアクリル酸ブチルなどのアクリル系ゴム、ポリイソプレン、エチレン−プロピレン−ジエン系三元共重合体などが挙げられる。なかでもポリブタジエンまたはブタジエン共重合体が好ましい。
【００２３】
ゴム質重合体のゴム粒子径は特に制限されないが、ゴム粒子の重量平均粒子径が０．１〜１０μｍ、特に０．２〜５μｍのものが好ましい。なお、ゴム粒子の平均重量粒子径は「ＲｕｂｂｅｒＡｇｅＶｏｌ．８８ｐ．４８４〜４９０（１９６０）ｂｙＥ．Ｓｃｈｍｉｄｔ，Ｐ．Ｈ．Ｂｉｄｄｉｓｏｎ」記載のアルギン酸ナトリウム法（アルギン酸ナトリウムの濃度によりクリーム化するポリブタジエン粒子径が異なることを利用して、クリーム化した重量割合とアルギン酸ナトリウム濃度の累積重量分率より累積重量分率５０％の粒子径を求める）により測定する方法で求めることができ、さらに、ゴム粒子の数平均粒子径は、光学顕微鏡、透過型電子顕微鏡、走査型電子顕微鏡、位相差顕微鏡により観察した画像をデジタル画像解析して求めることができる。
【００２４】
本発明において透光窓部材は前記の相分離構造を有する透明樹脂組成物が研磨面側の最表層に構成されているが、該樹脂組成物が研磨面側最表層に構成されておれば、該樹脂組成物単層であっても、他の樹脂や無機材料等との積層であってもよく、また、傾斜的に組成が変化する材料であっても構わない。
【００２５】
本発明において透光窓部材は、透明樹脂マトリックスとゴム粒子との混合物、またはゴム粒子の存在下で透明樹脂が重合された組成物を予めホットブレンダーや押し出し機で溶融混練した組成物、または透明樹脂マトリックスとゴム粒子をミルで混合した混合物を、射出成型機、インジェクションプレス成型機、押し出し成形機などにより樹脂シートを成形して必要に応じて所望の大きさにする作業を行い得られる。
【００２６】
透光窓部材の大きさは、ウェハー等の基板を研磨しながら、研磨パッドの裏側（定盤側）から、レーザー光または可視光を基板の被研磨面に照射して、研磨状態を測定する装置に応じて決めることができる。
【００２７】
本発明の透光窓部材の裏面には、定盤裏面からの測定光が直接反射しないように、光散乱層か反射防止層を設けることが、良好な測定ができるので好ましい。光散乱層の形成方法としては、透光窓部材を薬品によるエッチング等で粗面化する方法や粒径が１〜３０μｍ程度のシリカゾルを含んだ溶液をコーテイングして光散乱層を設ける方法などが挙げられる。反射防止層の形成方法としては、例えば、透光窓部材より低屈折率の被膜を光学的膜厚が光波長の１／４ないしはその奇数倍になるように、ウェットコーティングあるいは真空蒸着のドライコーティング等で形成することによって極小の反射率すなわち極大の透過率を与える方法が挙げられる。ここで光学的膜厚とは、被膜の屈折率と該被膜の膜厚の積で与えられるものである。反射防止膜は、単層であっても多層であっても良く、透光窓部材の屈折率と反射防止性と接着性を考慮して、最適な組み合わせが決定される。
【００２８】
本発明の研磨パッドと光学的に研磨状態を測定する測定装置とを備え、該研磨パッドと基板との間にスラリーを介在させた状態で、該研磨パッドと該基板との間に荷重を加え、かつ該基板と該研磨パッドとを相対移動させることにより該基板を研磨し、かつ該基板に光を照射することにより該基板の研磨状態を光学的に測定することを特徴とする研磨装置は、図４に示すような構成の装置である。定盤８にはホール１１が形成され、該研磨パッドの透光窓部材２がホール１１の上に位置するように設置されている。定盤８が回転している一部の間、研磨ヘッド１０に保持されるウェハ９から見えるように、このホール１１の位置が決められる。光源１３は、定盤８の下にあって、ホール１１がウェハ９に近接した時には、光源１３から発進した入射光１５が定盤８のホール１１、透光窓部材２を通過してその上にあるウェハ９の表面に当たるような位置に固定される。ウェハ９の表面での反射光１６は、ビームスプリッター１２で光検出部１４に導かれ、光検出部１４で検出された光の強度の波形を分析する事によって、ウェハ表面の研磨状態を測定することができる。
【００２９】
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、キャッボ社製のＣＭＰ用ＣＡＢ−Ｏ−ＳＰＥＲＥＳＥＳＣ−１、ＣＭＰ用ＣＡＢ−Ｏ−ＳＰＥＲＳＥＳＣ−１１２、ＣＭＰ用ＳＥＭＩ−ＳＰＥＲＳＥＡＭ１００、ＣＭＰ用ＳＥＭＩ−ＳＰＥＲＳＥＡＭ１００Ｃ、ＣＭＰ用ＳＥＭＩ−ＳＰＥＲＳＥ１２、ＣＭＰ用ＳＥＭＩ−ＳＰＥＲＳＥ２５、ＣＭＰ用ＳＥＭＩ−ＳＰＥＲＳＥＷ２０００、ＣＭＰ用ＳＥＭＩ−ＳＰＥＲＳＥＷ−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。
【００３０】
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。半導体ウェハ以外に磁気ヘッド、ハードディスク、サファイヤ等の研磨に用いることもできる。
【００３１】
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形状にして使用される。
【００３２】
本発明の研磨パッドは、研磨前または研磨中に研磨層表面をダイヤモンド砥粒を電着で取り付けたコンディショナーでドレッシングすることが通常をおこなわれる。ドレッシングの仕方として、研磨前におこなうバッチドレッシングと研磨と同時におこなうインサイチュウドレッシングのどちらでおこなうことも可能である。ドレッシンの際に、本発明の透光窓部材もコンディショナーに接触して研削されていくが、研磨層と同じ研削性かまたは研削されにくい材質を選定することが、透光窓部材表面の一部が研磨層表面より常に上に位置して、基板表面に接触することができるので好ましい。
【００３３】
【実施例】
以下、実施例に沿ってさらに本発明の詳細を説明する。本実施例において各特性は以下の方法で測定した。
【００３４】
１．スクラッチの評価：図４の研磨装置を使用して、定盤径：５１（ｃｍ）、定盤回転数：６０（ｒｐｍ）、研磨ヘッド回転数：６０（ｒｐｍ）、研磨圧力：０．０５（ＭＰａ）の研磨条件とし、旭ダイヤモンド工業（株）のコンディショナー（”ＣＭＰ−Ｍ”）を用い、押しつけ圧力０．０４（ＭＰａ）、コンディショナー回転数２５ｒｐｍでインサイチュウドレッシングしながら、スラリーとしてキャボット社製ＳＣ−１を２００（ｃｃ／分）供給して、２分研磨をおこなった。研磨した酸化膜付き６インチシリコンウェハを良く洗浄した後、トップコン社製ゴミ検査装置ＷＭ−３で０．５μｍ以上のスクラッチを測定した。
【００３５】
２．研磨パッドの透光窓部材がどれだけ良好に研磨状態を測定できるか調べる方法：図４のウェハ研磨装置を使用し、レーザー光５３２ｎｍを用い、定盤径：５１（ｃｍ）、定盤回転数：６０（ｒｐｍ）、研磨ヘッド回転数：６０（ｒｐｍ）、研磨圧力：０．０５（ＭＰａ）の研磨条件とし、旭ダイヤモンド工業（株）のコンディショナー（”ＣＭＰ−Ｍ”）を用い、押しつけ圧力０．０４（ＭＰａ）、コンディショナー回転数２５ｒｐｍでインサイチュウドレッシングしながら研磨をおこなった。透明な溶液で粘度がスラリーとほぼ同じであるキサンタンガム（多糖類）の９０ｐｐｍ水溶液を２００（ｃｃ／分）供給しながら、上記研磨条件で研磨した時のレーザー光の反射光を光検出部で検出した反射光強度を測定し、入射光強度との比を反射率とし透光窓部材がどれだけ良好に研磨状態を測定できるかの指標とした。
【００３６】
３．透光窓部材付き研磨パッドの作成方法：ロデール社製ＩＣ−１０００研磨層（厚み１．２５ｍｍ、直径５１ｃｍの円形）に、幅２．０ｍｍ、深さ０．５ｍｍ、ピッチ４５ｍｍのいわゆるＸ−Ｙグルーブ加工（格子状溝加工）を施した。該研磨層の所定の位置に１９×５７ｍｍの長方形の開口部をくり抜く。１ｍｍのゴムシートを該研磨層と両面接着テープで貼り合わせ、さらにゴム裏面側に両面接着テープを貼り合わせる。その後、該研磨層の開口部のゴムシート部に１３×５０ｍｍの長方形でくり抜きを与える。あらかじめ下記実施例に記載の透光窓部材を作成しておき、該研磨層側から開口部にはめ込み、ゴムシートの肩部分にある両面接着テープで接合して固定し、透光窓部材付き研磨パッドを作成する。作成された該透光窓部材付き研磨パッドは、図４の研磨装置の定盤に、定盤のホールと研磨パッドの透光窓部材が一致するように固定する。
【００３７】
実施例１
東レ（株）製トヨラック”９２０”（透明ＡＢＳ）で図５の形の透光窓部材を作成した。該透光窓部材の曇価は４％であった。該透光窓部材を使用して、透光窓部材付き研磨パッドを作成し、６インチ酸化膜付きシリコンウェハの研磨をおこなった。スクラッチ数は２個と少なかった。キサンタンガム水溶液での研磨中の反射率は５３％であり、良好に観測できることがわかった。
【００３９】
比較例１
ポリエーテル系ウレタンポリマーであるユニローヤルアジプレンＬ−３２５を３００ｇと４，４’−メチレン−ビス２−クロロアニリン７６ｇを混合して、鋳型に注型して、図５の形の透光窓部材を作成する。該透光窓部材の曇価は６５％であった。該透光窓部材を使用して、透光窓部材付き研磨パッドを作成した。該透光窓部材パッドを使用して、６インチ酸化膜付きシリコンウェハの研磨をおこなった。スクラッチ数は１１０個と非常に多かった。キサンタンガム水溶液での研磨中のブランク反射率は５５％であり、良好には観測できた。
【００４０】
比較例２
ナイロンの１．２５ｍｍの板を用いて図５の形の透光窓部材を作成する。該透光窓部材の曇価は６５％であった。該透光窓部材を使用して、透光窓部材付き研磨パッドを作成した。該透光窓部材を使用して、透光窓部材付き研磨パッドを作成した。該透光窓部材パッドを使用して、６インチ酸化膜付きシリコンウェハの研磨をおこなった。スクラッチ数は２５０個と非常に多かった。キサンタンガム水溶液での研磨中のブランク反射率は５０％であり、良好に観測できた。
【図面の簡単な説明】
【図１】透光窓部材を有する単層研磨パッドの断面図
【図２】透光窓部材を有する積層研磨パッドの断面図
【図３】透光窓部材を有する研磨パッドの上面図
【図４】研磨状態を光学的に測定することが可能な研磨装置
【図５】本発明の透光窓部材の形状の一例
【符号の説明】
１研磨層
２透光窓部材
３接着層
４研磨パッド
５クッション層
８定盤
９ウェハ
１０研磨ヘッド
１１ホール
１２ビームスプリッター
１３光源
１４光検出部
１５入射光
１６反射光
【発明の効果】
本発明では、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使用される研磨用パッド及び本研磨パッドを備えた研磨装置及び本研磨装置を用いた半導体デバイスの製造方法において、基板表面にスクラッチが少なく、研磨中に研磨状態を光学的に良好に測定できる研磨パッド及び研磨装置及び半導体デバイスの製造方法を提供できた。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a polishing pad used for forming a flat surface in a semiconductor, a dielectric / metal composite, an integrated circuit, etc., a polishing apparatus provided with the polishing pad, and a semiconductor device manufacturing method using the polishing apparatus. It is about.
[0002]
[Prior art]
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. is doing. In this polishing apparatus using CMP technology, as introduced in Japanese Patent Laid-Open No. 9-7985, while polishing a substrate such as a wafer, the substrate is irradiated with laser light or visible light from the back side (the surface plate side) of the polishing pad. An apparatus that irradiates the surface to be polished and measures the polishing state is attracting attention as an important technique. As a polishing pad used in this polishing apparatus, JP-A-11-512977 discloses a pad useful for polishing an integrated circuit mounted wafer, and at least a part of the pad has an essential ability to absorb and transport slurry particles. It is made of a hard uniform resin sheet, and this resin sheet has been introduced as a polishing pad through which light passes through a wavelength in the range of 190-3500 nanometers. This polishing pad has a polishing layer and a cushion layer laminated on the polishing layer via a double-sided adhesive tape or the like, and an opening is formed at a predetermined position of the polishing pad, and a transparent hard A window member made of a uniform resin is fitted. However, a polishing pad using such a transparent hard uniform resin as a window member has a problem that scratches are likely to occur on the substrate surface because the window member contacts the substrate surface, which is the surface to be polished.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a polishing pad used for forming a flat surface in glass, semiconductor, dielectric / metal composite, integrated circuit, etc., a polishing apparatus provided with the polishing pad, and a semiconductor using the polishing apparatus. An object of the present invention is to provide a polishing pad, a polishing apparatus, and a method for manufacturing a semiconductor device, which can reduce the scratch on the substrate surface and optically measure the polishing state during polishing.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
As means for solving the problems, the present invention has the following configuration.
[0005]
(1) A polishing pad having a polishing layer and one or more light-transmitting window members for optically measuring a polishing state formed integrally with a part of the polishing layer, A polishing pad, wherein at least the outermost layer on the polishing surface side of the window member is composed of a transparent resin composition having a phase separation structure, and the transparent resin composition contains a transparent rubber-reinforced styrene resin .
[0009]
( 2 ) The polishing pad according to (1 ), wherein the transparent rubber-reinforced styrene-based resin contains a transparent acrylonitrile-styrene-butadiene copolymer.
[0010]
( 3 ) The polishing pad according to (1), wherein the transparent resin composition is melt-kneaded.
[0011]
( 4 ) The polishing pad according to any one of (1) to ( 3 ) and a measuring device that optically measures a polishing state, and the polishing is performed with a slurry interposed between the polishing pad and the substrate. Polishing the substrate by applying a load between the pad and the substrate and moving the substrate and the polishing pad relative to each other, and irradiating the substrate with light, optically changes the polishing state of the substrate. A polishing apparatus characterized in that the measurement is performed.
[0012]
( 5 ) A method for manufacturing a semiconductor device, comprising a process of polishing at least a surface using the polishing apparatus according to ( 4 ).
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the invention will be described.
[0014]
First, the polishing pad in the present invention indicates a structure having a polishing layer alone and an adhesive tape or a laminated structure comprising a polishing layer, a cushion layer and an adhesive tape. The polishing layer is not particularly limited as long as it is a layer having a polishing function by holding a slurry. For example, a hard foam structure having closed cells described in JP-A-8-500622 and WO00 / 12262 is used. Abrasive layer, a non-foamed structure abrasive layer provided with a fine slurry flow path on the surface described in JP-A-8-511210, a foamed structure abrasive layer having continuous pores obtained by impregnating a nonwoven fabric with polyurethane, etc. Can be mentioned. A polishing pad having one or more light-transmissive window members for optically measuring a polishing state formed integrally with a part of the polishing layer is as shown in FIGS. 1, 2, and 3. The polishing pad 4 has a polishing layer 2 and a light-transmissive window member 2 formed integrally with a part of the polishing layer. The translucent window member has a haze of 90% or less, preferably 70% or less, more preferably 50% or less with respect to the wavelength of light for measuring the substrate that is the surface to be polished. Haze value (%) = diffuse light transmittance / total light transmittance, and the smaller the haze value, the more easily light rays are transmitted, which is preferable because the amount of light applied to the substrate can be increased. Similarly, the transparent resin composition also has a haze value of 90% or less, preferably 70% or less, and more preferably 50% or less with respect to the wavelength of light for measuring the substrate that is the surface to be polished. Haze value (%) = diffuse light transmittance / total light transmittance, and the smaller the haze value, the more easily light rays are transmitted, which is preferable because the amount of light applied to the substrate can be increased. As a method of integrating the light transmissive window member with the polishing layer, the polishing layer is opened with a window having the same size as that of the light transmissive window member, and an adhesive tape is bonded to the bottom surface of the polishing layer. Cut the adhesive tape part slightly smaller than the window member, fit the window member into the abrasive layer window opening, and adhere to the shoulder part of the adhesive tape to integrate them, and as a means, the abrasive layer is almost the same as the window member After opening the window in size and pasting the cushion layer to the bottom of the polishing layer via adhesive tape, cut the adhesive tape / cushion layer part of the window opening slightly smaller than the window member to form the polishing layer window opening For example, the window member may be fitted and bonded to the shoulder portion of the adhesive tape / cushion layer to be integrated. As the cushion layer, a foamed structure sheet having continuous pores obtained by impregnating a nonwoven fabric with polyurethane, foamed rubber having closed cells, or non-foamed rubber can be used.
[0015]
The translucent window member of the present invention is composed of at least the outermost layer of a transparent resin composition having a phase separation structure. As the transparent resin composition having a phase separation structure, among the multi-component resin compositions obtained by blending two or more kinds of polymers or (co) polymers, different polymers form a multiphase. The transparent resin composition having a heterogeneous structure is preferably a transparent resin composition obtained by melt-kneading two or more kinds of polymers or (co) polymers. Among them, rubber may be used a transparent resin composition comprising, it is necessary from the point of scratches due to light-transmissive window member becomes possible inhibition.
[0016]
In the translucent window member in the present invention, a transparent resin composition in which a rubber and other transparent resin components are phase-separated to form a non-uniform structure is preferably used. Examples of the morphology include those having a sea-island structure in which rubber particles form a dispersed phase in a transparent resin matrix, and those having a lamellar structure in which transparent resin and rubber are separated into layers, among which a continuous phase is a transparent resin matrix. Thus, those having a sea-island structure in which the dispersed phase is rubber particles are preferable. Here, the rubber particles refer to polymers or (co) polymers whose main component is a rubbery polymer, and the shape of the particles is not particularly limited, but is preferably spherical or elliptical. Further, the rubber particle diameter is not particularly limited, but the rubber particles preferably have a number average particle diameter of 0.1 to 100 μm, more preferably 0.1 to 10 μm, and particularly preferably 0.2 to 5 μm. The number average particle diameter of the rubber particles is obtained by digital image analysis of an image observed with an optical microscope, a transmission electron microscope, a scanning electron microscope, a phase contrast microscope, or the like.
[0017]
The rubber used in the present invention preferably has a glass transition temperature of 0 ° C. or less. Specifically, butadiene rubber, styrene-butadiene copolymer, acrylonitrile-butadiene copolymer, and styrene-butadiene block copolymer are used. Polymers, diene rubbers such as butyl acrylate-butadiene copolymer, acrylic rubbers such as polybutyl acrylate, natural rubber, graft natural rubber, natural trans-polyisoprene, chloroprene rubber, polyisoprene rubber, ethylene-propylene Copolymer, ethylene-propylene-diene terpolymer, ethylene-acrylic copolymer, chlorosulfonated rubber, epichlorohydrin rubber, epichlorohydrin-ethylene oxide copolymer, polyether urethane rubber, polyester urethane rubber, nitrile rubber, The Rugomu, silicone rubber, and fluorine rubber. Of these, olefin rubbers such as diene rubbers such as butadiene rubber or butadiene copolymer, ethylene-propylene copolymers, and ethylene-propylene-diene terpolymers are preferred because of their excellent transparency.
[0018]
It is desirable that the rubber particles are uniformly dispersed in the transparent resin matrix that is a continuous phase. For this reason, the rubbery polymer contains a monomer constituting the transparent resin matrix, a polymer thereof, or a (co) weight containing the monomer. Those obtained by grafting the polymer, and other rubbery polymers such as epoxy group, isocyanate group, acid halide, carboxylic acid group, hydroxyl group-free, amide group, amino group, imino group, nitrile group, aldehyde group, hydroxyl group, It is preferably modified with a monomer having at least one functional group such as an ester group.
[0019]
In the transparent resin composition, a transparent resin component other than rubber is usually contained, and as such a material, either a thermoplastic transparent resin or a thermosetting transparent resin can be used. Among them, thermoplastic resins are preferred from the molding processability of the point of light-transmissive window member, and specific examples thereof include polystyrene resins.
[0020]
The transparent window member of the present invention preferably comprises a transparent resin composition having a heterogeneous structure in which rubber particles are dispersed in the above-described transparent resin matrix. The transparent resin composition is not particularly limited as long as it is a transparent resin composition having a heterogeneous structure. Preferred examples include rubber particles on a matrix of a transparent resin obtained by copolymerizing an unsaturated carboxylic acid alkyl ester with a styrene monomer. As a transparent resin composition having a dispersed phase, transparent high-impact polystyrene (HI-PS), a transparent resin composition containing acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (transparent ABS resin), acrylonitrile-acrylic rubber-styrene copolymer Transparent resin composition (transparent AAS resin), transparent resin composition (acrylic AES resin) containing acrylonitrile-ethylenepropylene rubber-styrene copolymer, transparent resin composition containing methyl methacrylate-butadiene-styrene copolymer ( Transparent MBS resin), acrylonitrile-chlorinated polyethylene-styrene Transparent resin composition comprising an emission copolymer transparent resin composition comprising a rubber-reinforced styrene resins such as (transparent ACS resin) and the like. Among these transparent resin composition, the transparent resin composition containing a particular copolymerizing an unsaturated carboxylic acid alkyl ester rubber-reinforced styrene resin, greatly suppressing the occurrence of scratches is excellent in transparency Therefore, it is used more suitably.
[0021]
(A) A transparent resin composition in which rubber particles are dispersed in a matrix of a transparent resin obtained by copolymerizing an unsaturated carboxylic acid alkyl ester with a styrene monomer, includes a styrene monomer and an unsaturated carboxylic acid alkyl ester system. A (co) polymer obtained from a monomer and a vinyl cyanide monomer and another vinyl monomer copolymerizable therewith has a structure in which a rubber polymer is grafted; Obtained from (co) polymer styrene monomer obtained from monomer, unsaturated carboxylic acid alkyl ester monomer, vinyl cyanide monomer and other vinyl monomers copolymerizable therewith The (co) polymer includes a non-grafted structure on a rubbery polymer. Specifically, in the presence of 10 to 80 parts by weight of rubbery polymer, unsaturated carboxylic acid alkyl ester monomer (a), styrene monomer (b), vinyl cyanide monomer (c). And a graft copolymer (A) obtained by copolymerizing 20 to 90 parts by weight of a monomer mixture comprising other vinyl monomers (d) copolymerizable therewith, an unsaturated carboxylic acid alkyl ester monomer A vinyl copolymer (B) comprising a polymer (a), a styrene monomer (b), a vinyl cyanide monomer (c) and another vinyl monomer (d) copolymerizable therewith A thermoplastic transparent resin having a rubber polymer content of 0 to 90 parts by weight of 5 to 30% by weight is preferable because scratches are suppressed and transparency is high.
[0022]
As the (a1) rubbery polymer, those having a glass transition temperature of 0 ° C. or lower are suitable, and diene rubber is preferably used. Specifically, polybutadiene, styrene-butadiene copolymer, acrylonitrile-butadiene copolymer, styrene-butadiene block copolymer, diene rubber such as butyl acrylate-butadiene copolymer, acrylic such as polybutyl acrylate, etc. Rubber, polyisoprene, ethylene-propylene-diene terpolymer, and the like. Of these, polybutadiene or butadiene copolymer is preferred.
[0023]
The rubber particle diameter of the rubber polymer is not particularly limited, but those having a weight average particle diameter of 0.1 to 10 μm, particularly 0.2 to 5 μm are preferable. The average weight particle size of the rubber particles is determined by the sodium alginate method described in “Rubber Age Vol. 88 p. 484 to 490 (1960) by E. Schmidt, PH Biddison” (polybutadiene creamed by the concentration of sodium alginate). By using the fact that the particle size is different, the particle size of 50% cumulative weight fraction is obtained from the weight ratio of creamed weight and the cumulative weight fraction of sodium alginate concentration. The number average particle diameter of the particles can be determined by digital image analysis of an image observed with an optical microscope, a transmission electron microscope, a scanning electron microscope, or a phase contrast microscope.
[0024]
In the present invention, the transparent window composition of the transparent window member having the above-described phase separation structure is configured on the outermost layer on the polishing surface side, but if the resin composition is configured on the outermost layer on the polishing surface side, Even if it is this resin composition single layer, the lamination | stacking with other resin, an inorganic material, etc. may be sufficient, and the material from which a composition changes gradually may be sufficient.
[0025]
In the present invention, the transparent window member is a mixture of a transparent resin matrix and rubber particles, or a composition obtained by melt-kneading a composition obtained by polymerizing a transparent resin in the presence of rubber particles with a hot blender or an extruder in advance. The mixture obtained by mixing the resin matrix and the rubber particles with a mill can be molded into a desired size as required by molding a resin sheet with an injection molding machine, an injection press molding machine, an extrusion molding machine or the like.
[0026]
The size of the translucent window member is measured by irradiating the surface to be polished of the substrate with laser light or visible light from the back side (surface plate side) of the polishing pad while polishing the substrate such as a wafer. It can be determined according to the device.
[0027]
It is preferable to provide a light scattering layer or an antireflection layer on the back surface of the translucent window member of the present invention so that measurement light from the back surface of the platen is not directly reflected, because good measurement can be performed. As a method for forming the light scattering layer, there are a method for roughening the light-transmitting window member by chemical etching or a method for forming a light scattering layer by coating a solution containing silica sol having a particle size of about 1 to 30 μm. Can be mentioned. As a method for forming the antireflection layer, for example, a coating having a lower refractive index than that of the light-transmitting window member is applied by wet coating or vacuum deposition so that the optical film thickness is 1/4 or an odd multiple of the light wavelength. The method of giving the minimum reflectance, ie, the maximum transmittance | permeability, by forming by etc. is mentioned. Here, the optical film thickness is given by the product of the refractive index of the film and the film thickness of the film. The antireflection film may be a single layer or a multilayer, and the optimum combination is determined in consideration of the refractive index, the antireflection property and the adhesiveness of the light transmitting window member.
[0028]
The polishing pad of the present invention and a measuring device for optically measuring a polishing state are provided, and a load is applied between the polishing pad and the substrate in a state where a slurry is interposed between the polishing pad and the substrate. And a polishing apparatus for polishing the substrate by relatively moving the substrate and the polishing pad, and optically measuring the polishing state of the substrate by irradiating the substrate with light. FIG. 4 shows an apparatus configured as shown in FIG. A hole 11 is formed in the surface plate 8, and the light-transmitting window member 2 of the polishing pad is installed on the hole 11. While the platen 8 is rotating, the position of the hole 11 is determined so that it can be seen from the wafer 9 held by the polishing head 10. When the light source 13 is under the surface plate 8 and the hole 11 is close to the wafer 9, the incident light 15 emitted from the light source 13 passes through the hole 11 of the surface plate 8 and the transparent window member 2 and above it. The wafer 9 is fixed at a position so as to hit the surface of the wafer 9. The reflected light 16 on the surface of the wafer 9 is guided to the light detection unit 14 by the beam splitter 12, and the polished state of the wafer surface is measured by analyzing the waveform of the light intensity detected by the light detection unit 14. be able to.
[0029]
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 SC-1 for CMP, CAB-O-SPERSE SC-112 for CMP, SEMI-SPERSE AM100 for CMP, SEMI-SPERSE AM100C for CMP, SEMI-CMP for CMP manufactured by CABO Examples include, but are not limited to, SPERSE 12, SEMI-SPERSE 25 for CMP, SEMI-SPERSE W2000 for CMP, SEMI-SPERSE W-A400 for CMP, and the like.
[0030]
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. In addition to semiconductor wafers, it can also be used for polishing magnetic heads, hard disks, sapphire and the like.
[0031]
The surface of the polishing layer of the polishing pad of the present invention is used in a shape that can be taken by a normal polishing pad, such as a grooving shape, a dimple shape, a spiral shape, or a concentric shape, in order to suppress the hydroplane phenomenon.
[0032]
In the polishing pad of the present invention, dressing is usually performed on the polishing layer surface with a conditioner to which diamond abrasive grains are attached by electrodeposition before or during polishing. As the dressing method, either batch dressing performed before polishing or in-situ dressing performed simultaneously with polishing can be performed. During dressing, the translucent window member of the present invention is also ground by contacting the conditioner, but selecting the same grindability as the polishing layer or a material that is difficult to grind is part of the surface of the translucent window member. Is preferably located above the polishing layer surface and can contact the substrate surface.
[0033]
【Example】
Hereinafter, the details of the present invention will be further described with reference to examples. In this example, each characteristic was measured by the following method.
[0034]
1. Scratch evaluation: Using the polishing apparatus of FIG. 4, the surface plate diameter: 51 (cm), the surface plate rotation speed: 60 (rpm), the polishing head rotation speed: 60 (rpm), the polishing pressure: 0.05 ( As a polishing condition of (MPa), a conditioner ("CMP-M") of Asahi Diamond Industry Co., Ltd. was used, and in-situ dressing with a pressing pressure of 0.04 (MPa) and a conditioner rotation speed of 25 rpm was made as a slurry by Cabot Corporation. SC-1 was supplied at 200 (cc / min) and polished for 2 minutes. After thoroughly polishing the polished 6-inch silicon wafer with an oxide film, scratches of 0.5 μm or more were measured with a dust inspection apparatus WM-3 manufactured by Topcon Corporation.
[0035]
2. Method for investigating how well the light transmission window member of the polishing pad can measure the polishing state: Using the wafer polishing apparatus of FIG. 4 and using the laser beam of 532 nm, the surface plate diameter: 51 (cm), the surface plate rotation speed : 60 (rpm), polishing head rotation speed: 60 (rpm), polishing pressure: 0.05 (MPa) polishing conditions, using a conditioner ("CMP-M") from Asahi Diamond Industrial Co., Ltd., and pressing pressure Polishing was performed with in-situ dressing at 0.04 (MPa) and a conditioner rotation speed of 25 rpm. While supplying a 90 ppm aqueous solution of xanthan gum (polysaccharide) that is a transparent solution and the viscosity is almost the same as that of the slurry, the light detection unit detects the reflected light of the laser beam when polished under the above polishing conditions. The reflected light intensity was measured, and the ratio to the incident light intensity was used as a reflectance, which was an index of how well the transparent window member could measure the polished state.
[0036]
3. Method for producing polishing pad with transparent window member: So-called XY having a width of 2.0 mm, a depth of 0.5 mm, and a pitch of 45 mm on a Rodel IC-1000 polishing layer (thickness 1.25 mm, diameter 51 cm) Groove processing (lattice groove processing) was performed. A rectangular opening of 19 × 57 mm is cut out at a predetermined position of the polishing layer. A 1 mm rubber sheet is bonded to the polishing layer with a double-sided adhesive tape, and a double-sided adhesive tape is bonded to the back side of the rubber. Thereafter, the rubber sheet portion at the opening of the polishing layer is cut out in a 13 × 50 mm rectangle. Prepare the light-transmissive window member described in the following examples in advance, fit into the opening from the polishing layer side, bond and fix with double-sided adhesive tape on the shoulder of the rubber sheet, polishing with light-transmissive window member Create a pad. The prepared polishing pad with a light transmitting window member is fixed to the surface plate of the polishing apparatus of FIG. 4 so that the hole of the surface plate and the light transmitting window member of the polishing pad coincide.
[0037]
Example 1
A light-transmitting window member having the shape shown in FIG. 5 was prepared using Toyolac “920” (transparent ABS) manufactured by Toray Industries, Inc. The fog value of the translucent window member was 4%. Using the light transmissive window member, a polishing pad with a light transmissive window member was prepared, and a silicon wafer with a 6-inch oxide film was polished. The number of scratches was as small as two. The reflectance during polishing with an aqueous solution of xanthan gum was 53%, and it was found that good observation was possible.
[0039]
Comparative Example 1
Mixing 300 g of uni-royal adiprene L-325, which is a polyether-based urethane polymer, and 76 g of 4,4′-methylene-bis-2-chloroaniline, and casting the mixture into a mold, a transparent window having the shape of FIG. Create a member. The haze value of the translucent window member was 65%. A polishing pad with a transparent window member was prepared using the transparent window member. The silicon wafer with a 6-inch oxide film was polished using the translucent window member pad. The number of scratches was as large as 110. The blank reflectance during polishing with an aqueous xanthan gum solution was 55%, which was observed well.
[0040]
Comparative Example 2
A translucent window member having the shape shown in FIG. 5 is formed using a 1.25 mm nylon plate. The haze value of the translucent window member was 65%. A polishing pad with a transparent window member was prepared using the transparent window member. A polishing pad with a transparent window member was prepared using the transparent window member. The silicon wafer with a 6-inch oxide film was polished using the translucent window member pad. The number of scratches was as high as 250. The blank reflectivity during polishing with xanthan gum aqueous solution was 50%, and could be observed well.
[Brief description of the drawings]
1 is a cross-sectional view of a single-layer polishing pad having a transparent window member. FIG. 2 is a cross-sectional view of a laminated polishing pad having a transparent window member. FIG. 3 is a top view of a polishing pad having a transparent window member. 4] Polishing apparatus capable of optically measuring the polishing state [FIG. 5] Example of shape of translucent window member of the present invention [Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Polishing layer 2 Translucent window member 3 Adhesive layer 4 Polishing pad 5 Cushion layer 8 Surface plate 9 Wafer 10 Polishing head 11 Hall 12 Beam splitter 13 Light source 14 Light detection part 15 Incident light 16 Reflected light
In the present invention, a polishing pad used for forming a flat surface on a glass, a semiconductor, a dielectric / metal composite, an integrated circuit, etc., a polishing apparatus provided with the polishing pad, and a semiconductor device using the polishing apparatus. In the manufacturing method, it was possible to provide a polishing pad, a polishing apparatus, and a method for manufacturing a semiconductor device, which have few scratches on the substrate surface and can optically measure the polishing state during polishing.

Claims

研磨層と、該研磨層の一部に一体に形成された研磨状態を光学的に測定するための一つ以上の透光窓部材と、を有する研磨パッドであって、該透光窓部材の少なくとも研磨面側の最表層が相分離構造を有する透明樹脂組成物で構成されており、透明樹脂組成物が透明ゴム強化スチレン系樹脂を含む事を特徴とする研磨パッド。A polishing pad comprising: a polishing layer; and one or more light-transmitting window members for optically measuring a polishing state formed integrally with a part of the polishing layer, wherein the light-transmitting window member includes: A polishing pad, wherein at least the outermost layer on the polishing surface side is composed of a transparent resin composition having a phase separation structure, and the transparent resin composition contains a transparent rubber-reinforced styrene resin .

透明ゴム強化スチレン系樹脂が透明アクリロニトリル−スチレン−ブタジエン共重合体である請求項１に記載の研磨パッド。 Transparent rubber-reinforced styrene resin transparent acrylonitrile - styrene - polishing pad according to claim 1 is a butadiene copolymer.

透明樹脂組成物が溶融混練されたものであることを特徴とする請求項１記載の研磨パッド。 The polishing pad according to claim 1, wherein the transparent resin composition is melt-kneaded.

請求項１〜３いずれか記載の研磨パッドと光学的に研磨状態を測定する測定装置とを備え、該研磨パッドと基板との間にスラリーを介在させた状態で、該研磨パッドと該基板との間に荷重を加え、かつ該基板と該研磨パッドとを相対移動させることにより該基板を研磨し、かつ該基板に光を照射することにより該基板の研磨状態を光学的に測定することを特徴とする研磨装置。A polishing pad according to any one of claims 1 to 3 and a measuring device for optically measuring a polishing state, and in a state where a slurry is interposed between the polishing pad and the substrate, And polishing the substrate by moving the substrate and the polishing pad relative to each other, and optically measuring the polishing state of the substrate by irradiating the substrate with light. A characteristic polishing apparatus.

請求項４記載の研磨装置を用いて少なくとも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 manufacturing method of a semiconductor device including a process of polishing at least a surface using the polishing apparatus according to claim 4 .