JP5436767B2

JP5436767B2 - Polishing pad

Info

Publication number: JP5436767B2
Application number: JP2007271082A
Authority: JP
Inventors: 光一吉田; 進一松村; 栽弘朴; 奈緒子河井; 英伸水本
Original assignee: Nitta Haas Inc
Current assignee: Nitta DuPont Inc
Priority date: 2007-10-18
Filing date: 2007-10-18
Publication date: 2014-03-05
Anticipated expiration: 2027-10-18
Also published as: JP2009095945A

Description

本発明は、半導体装置の製造工程などにおいて、化学的機械研磨（Chemical Mechanical Polishing：以下「ＣＭＰ」という）法によってウェハ等の被研磨物の平坦化処理などを行う際に用いられる研磨パッドに関する。 The present invention relates to a polishing pad used when performing planarization processing of an object to be polished such as a wafer by a chemical mechanical polishing (hereinafter referred to as “CMP”) method in a manufacturing process of a semiconductor device or the like.

一般に、ＣＭＰ法では、研磨パッドを定盤に保持し、シリコンウェハ等の被研磨物を研磨ヘッドに保持して、研磨スラリーを供給しながら、研磨パッドと被研磨物とを加圧した状態で相対的に摺動させることによって研磨が行われる(例えば、特許文献１参照)。
特開２００３−２２４０９３号公報 In general, in the CMP method, a polishing pad is held on a surface plate, an object to be polished such as a silicon wafer is held on a polishing head, and the polishing pad and the object to be polished are pressurized while supplying a polishing slurry. Polishing is performed by sliding relatively (see, for example, Patent Document 1).
Japanese Patent Laid-Open No. 2003-224093

研磨パッドの機能として、被研磨物表面の段差解消と全面の均一性の両方が要求されるような場合には、例えば、図６に示されるように、研磨層２と下地層３とを備える二層構造の研磨パッドが使用されることがある。下地層３は、研磨パッド全面を均一に被研磨物に接触させる為に、軟らかく弾性率の低い材質、例えば、不織布にポリウレタンを含浸させて硬化させたポリウレタン含浸不織布、上層である研磨層２は、被研磨物表面の段差解消を目的として、硬く、弾性率の高い材質、例えば、硬質の発泡ポリウレタンが使用され、両層２，３は、基材の両面に、粘着材層が形成されてなる両面テープ４などによって貼り合わされている。 In the case where both the elimination of the level difference on the surface of the object to be polished and the uniformity of the entire surface are required as the function of the polishing pad, for example, as shown in FIG. 6, the polishing layer 2 and the base layer 3 are provided. A two-layer polishing pad may be used. The underlayer 3 is a soft and low elastic modulus material, for example, a polyurethane-impregnated non-woven fabric obtained by impregnating a non-woven fabric with polyurethane, and the polishing layer 2 as an upper layer in order to uniformly contact the entire surface of the polishing pad with an object to be polished. For the purpose of eliminating the level difference on the surface of the object to be polished, a hard and high elastic material, for example, hard foamed polyurethane is used, and both layers 2 and 3 have adhesive layers formed on both sides of the substrate. It is bonded by the double-sided tape 4 or the like.

発泡ポリウレタンからなる研磨層２は、発泡による多数の孔（ポア）を有しており、研磨層２の厚みを越えて研磨層２を貫通するような大きな径の孔が存在する。 The polishing layer 2 made of foamed polyurethane has a large number of pores (pores) due to foaming, and there is a hole having a large diameter that penetrates the polishing layer 2 beyond the thickness of the polishing layer 2.

かかる研磨パッドを用いた研磨においては、研磨層２の表面２ａ側に供給される研磨スラリーが、研磨層２を貫通する孔を介して、研磨層２の裏面側の両面テープ４の粘着材層に達することになり、例えば、アルカリ性の強い研磨スラリーによって、粘着材層の成分が溶出し、シリコンウェハ等の被研磨物に圧接される研磨層２の表面２ａに達して付着し、研磨レートを低下させるという課題がある。 In the polishing using such a polishing pad, the polishing slurry supplied to the surface 2a side of the polishing layer 2 passes through a hole penetrating the polishing layer 2 and the adhesive layer of the double-sided tape 4 on the back side of the polishing layer 2 For example, due to the strongly alkaline polishing slurry, the components of the adhesive material layer are eluted, and reach and adhere to the surface 2a of the polishing layer 2 pressed against the object to be polished such as a silicon wafer, and the polishing rate is increased. There is a problem of lowering.

また、研磨レートを低下させるだけではなく、両面テープ４の粘着材層が溶出することによって、研磨層２と下地層３との接着強度が弱くなって層間の剥離が生じる場合があるという課題もある。 In addition to lowering the polishing rate, the adhesive layer of the double-sided tape 4 elutes, so that the adhesive strength between the polishing layer 2 and the underlayer 3 is weakened, and there is a problem that delamination may occur. is there.

かかる課題は、上述の発泡による孔に限らず、研磨スラリーの保持性を改善する等の目的で、研磨層に施される加工穴が、研磨層の裏面の両面テープ４に達するような場合にも同様に生じる。 Such a problem is not limited to the above-mentioned holes due to foaming, but in the case where a processing hole provided in the polishing layer reaches the double-sided tape 4 on the back surface of the polishing layer for the purpose of improving the retention of the polishing slurry. Also occurs in the same way.

更に、研磨層２の表面２ａからの研磨スラリーの浸透に限らず、ポリウレタン含浸不織布などの下地層３の周面から両面テープ４の粘着材層への研磨スラリーの浸透によっても研磨層２と下地層３との層間の剥離が生じる場合がある。 Further, not only the penetration of the polishing slurry from the surface 2a of the polishing layer 2, but also the polishing layer 2 and the lower layer by the penetration of the polishing slurry from the peripheral surface of the base layer 3 such as a polyurethane-impregnated nonwoven fabric into the adhesive layer of the double-sided tape 4 Separation between layers with the formation 3 may occur.

また、かかる研磨パッドは、図７に示すように、両面テープ４ａによって、研磨機の定盤に固定されるが、下地層３の周面から浸透した研磨スラリーによって、定盤固定用の両面テープ４ａの粘着材層が溶出した場合には、研磨パッドと両面テープ４ａとの接着強度が弱くなって、研磨パッドが、定盤から剥離する場合があるという課題もある。 Further, as shown in FIG. 7, the polishing pad is fixed to the surface plate of the polishing machine by the double-sided tape 4a, but the double-sided tape for fixing the surface plate by the polishing slurry that has permeated from the peripheral surface of the base layer 3. When the adhesive material layer 4a is eluted, the bonding strength between the polishing pad and the double-sided tape 4a is weakened, and there is a problem that the polishing pad may be peeled off from the surface plate.

本発明は、上述の点に鑑みて為されたものであって、積層型の研磨パッドの研磨レートの低下を抑制するとともに、層間の剥離を防止することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to suppress a decrease in the polishing rate of a laminated polishing pad and to prevent delamination.

本発明の研磨パッドは、表面が被研磨物に圧接される研磨層を含む複数の層が、接着層を介して積層される研磨パッドであって、前記接着層を挟む二つの層の内の少なくとも一つの層と前記接着層との間に、研磨スラリーを遮断する止水層を設け、前記止水層が熱接着フィルムであり、前記熱接着フィルムの材質が、ポリウレタン系であって、ポリオール成分とイソシアネート成分から成り、その成分比がｍｏｌ％にて９０〜７０％：１０〜３０％である。 The polishing pad of the present invention is a polishing pad in which a plurality of layers including a polishing layer whose surface is pressed against an object to be polished are laminated via an adhesive layer, and the polishing pad is one of two layers sandwiching the adhesive layer. A water-stopping layer that blocks polishing slurry is provided between at least one layer and the adhesive layer, the water- stopping layer is a thermal adhesive film, and the material of the thermal adhesive film is a polyurethane-based polyol. It consists of a component and an isocyanate component, and the component ratio is 90-70%: 10-30% in mol%.

止水層は、研磨スラリーを完全に遮断できるのが好ましいが、完全に遮断できなくても、研磨スラリーの浸透を抑制できればよい。 The water-stopping layer is preferably capable of completely blocking the polishing slurry, but it is sufficient that the penetration of the polishing slurry can be suppressed even if it cannot be completely blocked.

接着層とは、二つの層を接着する層であり、接着には、粘着も含むものである。 The adhesive layer is a layer that adheres two layers, and adhesion includes adhesion.

複数の接着層を備える場合には、全ての接着層について、止水層を設けてもよいが、少なくとも一つの接着層について、止水層を設けるものであればよい。 In the case of providing a plurality of adhesive layers, a water-stopping layer may be provided for all the adhesive layers, but any water-proofing layer may be provided for at least one adhesive layer.

前記接着層を挟む二つの層の内の少なくとも一つの層は、研磨層であるのが好ましい。 At least one of the two layers sandwiching the adhesive layer is preferably a polishing layer.

本発明によると、接着層を挟む二つの層の内の少なくとも一つの層と前記接着層との間に、研磨スラリーを遮断する止水層を設け、前記止水層を熱接着フィルムとしているので、前記二つの層の内の少なくとも一つの層から接着層へ研磨スラリーが浸透して接着層の成分が溶出するのを防止し、研磨レートの低下を抑制できるとともに、二つの層間の剥離を防止することができる。また、前記熱接着フィルムを、加熱溶融させて、研磨層の裏面などに接着して、止水層を設けることができる。更に、フィルム状であるので、均一な厚さの止水層とすることができる。 According to the present invention, a water-stopping layer for blocking polishing slurry is provided between at least one of the two layers sandwiching the adhesive layer and the adhesive layer, and the water- stopping layer is used as a thermal adhesive film . Therefore, it is possible to prevent the polishing slurry from permeating into the adhesive layer from at least one of the two layers and preventing the components of the adhesive layer from eluting, and to suppress the decrease in the polishing rate, and to separate the two layers. Can be prevented. Moreover, the said heat-adhesive film can be heat-melted and it can adhere | attach on the back surface etc. of a grinding | polishing layer, and can provide a water stop layer. Furthermore, since it is a film form, it can be set as the water stop layer of uniform thickness.

本発明の一つの実施形態では、前記複数の層の内の最も下層と、当該研磨パッドを定盤に固定するための接着層との間に、前記止水層を設けている。 In one embodiment of the present invention, the water blocking layer is provided between the lowermost layer of the plurality of layers and an adhesive layer for fixing the polishing pad to a surface plate.

この実施形態によると、当該研磨パッドの最も下層と定盤への固定用の接着層との間に、止水層を設けているので、前記下層から前記接着層への研磨スラリーの浸透を抑制して、接着層の成分が溶出するのを防止し、これによって、当該研磨パッドが、定盤から剥離するのを防止することができる。 According to this embodiment, since the water blocking layer is provided between the lowermost layer of the polishing pad and the adhesive layer for fixing to the surface plate, the penetration of the polishing slurry from the lower layer to the adhesive layer is suppressed. Thus, it is possible to prevent the components of the adhesive layer from eluting, thereby preventing the polishing pad from peeling from the surface plate.

本発明の他の実施形態では、前記接着層が、基材の両面に粘着材層が形成されてなる両面テープである。 In another embodiment of the present invention, the adhesive layer is a double-sided tape in which an adhesive layer is formed on both sides of a base material.

この実施形態によると、止水層によって、研磨スラリーの両面テープへの浸透が抑制されるので、両面テープの粘着材層の成分が、溶出するのを防止することができる。また、両面テープの粘着材層によって、止水層と両面テープとを、確実容易に接着することができる。 According to this embodiment, since the penetration of the polishing slurry into the double-sided tape is suppressed by the water-stopping layer, it is possible to prevent the components of the adhesive material layer of the double-sided tape from eluting. In addition, the water-stopping layer and the double-sided tape can be reliably and easily bonded by the adhesive material layer of the double-sided tape.

本発明の好ましい実施形態では、前記複数の層は、前記研磨層と、前記研磨層の裏面に、前記接着層を介して接着される下地層とからなる。 In a preferred embodiment of the present invention, the plurality of layers include the polishing layer and a base layer bonded to the back surface of the polishing layer via the adhesive layer.

この実施形態によると、研磨層と下地層とを接着する接着層の研磨層側、下地層側、あるいは、研磨層側および下地層側には、止水層が設けられるので、研磨層側から接着層への研磨スラリーの浸透、あるいは、下地層側から接着層への研磨スラリーの浸透を、止水層によって防止することができ、これによって、接着層の成分が溶け出して研磨層の表面に付着して研磨レートが低下するのを抑制することができ、また、研磨層と下地層との層間の剥離を防止することができる。 According to this embodiment, since the water stop layer is provided on the polishing layer side, the base layer side, or the polishing layer side and the base layer side of the adhesive layer that bonds the polishing layer and the base layer, the polishing layer side The penetration of the polishing slurry into the adhesive layer or the penetration of the polishing slurry from the base layer side into the adhesive layer can be prevented by the water-stopping layer, whereby the components of the adhesive layer are dissolved and the surface of the polishing layer is dissolved. It is possible to suppress the reduction of the polishing rate due to adhesion to the surface, and it is possible to prevent delamination between the polishing layer and the base layer.

下地層としては、不織布にポリウレタンを含浸させて硬化させたもの、発泡ポリウレタン、あるいは、ゴムシートなどが好ましい。 As the underlayer, a non-woven fabric impregnated with polyurethane and cured, foamed polyurethane, rubber sheet or the like is preferable.

研磨層としては、発泡ポリウレタン、不織布にポリウレタンを含浸させて硬化させたものなどが好ましい。 As the polishing layer, foamed polyurethane, non-woven fabric impregnated with polyurethane and cured are preferred.

また、下地層の弾性率が、研磨層の弾性率よりも小さいのが好ましい。 Moreover, it is preferable that the elasticity modulus of a base layer is smaller than the elasticity modulus of a grinding | polishing layer.

この熱接着フィルムの溶融温度は、７０℃以上１２０℃以下であるのが好ましく、更に好ましくは、９０℃以上１００℃以下である。 The melting temperature of the thermal adhesive film is preferably 70 ° C. or higher and 120 ° C. or lower, and more preferably 90 ° C. or higher and 100 ° C. or lower.

止水層を構成する熱接着フィルムは、その溶融温度が高い程、接着後の密度および架橋密度が高く、研磨スラリーに暴露されても、その成分が溶出することがない。 The higher the melting temperature, the higher the density after bonding and the cross-linking density of the thermal adhesive film constituting the water-stopping layer, and the components will not be eluted even when exposed to the polishing slurry.

本発明によれば、接着層を挟む二つの層の内の少なくとも一つの層と前記接着層との間に、研磨スラリーを遮断する止水層を設けているので、前記二つの層の内の少なくとも一つの層から接着層へ研磨スラリーが浸透して接着層の成分が溶け出すのを防止し、研磨レートの低下を抑制できるとともに、二つの層間の剥離を防止することができる。 According to the present invention, the water-stopping layer for blocking the polishing slurry is provided between at least one of the two layers sandwiching the adhesive layer and the adhesive layer. It is possible to prevent polishing slurry from penetrating from at least one layer into the adhesive layer and to dissolve the components of the adhesive layer, to suppress a decrease in the polishing rate and to prevent peeling between the two layers.

以下、図面によって本発明の実施の形態について詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図１は、本発明の実施の形態に係る研磨パッド１の概略断面図であり、上述の従来例に対応する部分には、同一の参照符号を付す。 FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a polishing pad 1 according to an embodiment of the present invention, and portions corresponding to the above-described conventional example are denoted by the same reference numerals.

この実施形態の研磨パッド１は、表面２ａがシリコンウェハなどの被研磨物に圧接される研磨層２と、下地層３とを備える二層パッドであり、研磨層２と下地層３との間には、接着層としての両面テープ４が設けられる。 The polishing pad 1 according to this embodiment is a two-layer pad including a polishing layer 2 whose surface 2 a is pressed against an object to be polished such as a silicon wafer, and a base layer 3, and is provided between the polishing layer 2 and the base layer 3. Is provided with a double-sided tape 4 as an adhesive layer.

この実施形態の研磨層２は、ウレタン樹脂を発泡させた発泡ポリウレタンからなる。 The polishing layer 2 of this embodiment is made of foamed polyurethane obtained by foaming a urethane resin.

このウレタン樹脂としては、ポリエーテル系、ポリエステル系、ポリエステルエーテル系、ポリカーボネート系のいずれのウレタン樹脂も使用することができる。各ウレタン樹脂の製造に使用されるポリオール成分としては、例えば、ポリオキシエチレングリコール、ポリオキシプロピレングリコール、ポリオキシテトラメチレングリコール、ポリエチレンアジペート、ポリプロピレンアジペート、ポリオキシテトラメチレンアジペート等が挙げられる。また、イソシアネート成分としては、例えば、４−４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、２，４−トリレンジイソシアネート等が挙げられる。 As this urethane resin, any of polyether-based, polyester-based, polyester-ether-based, and polycarbonate-based urethane resins can be used. Examples of the polyol component used in the production of each urethane resin include polyoxyethylene glycol, polyoxypropylene glycol, polyoxytetramethylene glycol, polyethylene adipate, polypropylene adipate, polyoxytetramethylene adipate, and the like. Examples of the isocyanate component include 4-4'-diphenylmethane diisocyanate and 2,4-tolylene diisocyanate.

研磨層２には、発泡による孔（ポア）が多数存在し、この孔には、その最大径が、研磨層２の厚さ以上であるものが存在する。すなわち、研磨層２には、表面２ａの研磨面から裏面まで貫通する孔が存在する。 The polishing layer 2 has a large number of pores (pores) due to foaming, and some of these holes have a maximum diameter equal to or greater than the thickness of the polishing layer 2. That is, the polishing layer 2 has a hole penetrating from the polishing surface to the back surface of the front surface 2a.

この実施形態の下地層３は、不織布にポリウレタンを含浸して硬化させたポリウレタン含浸不織布である。 The foundation layer 3 of this embodiment is a polyurethane-impregnated nonwoven fabric obtained by impregnating a nonwoven fabric with polyurethane and curing it.

ウレタン樹脂としては、ポリエステル系あるいはポリエーテル系、ポリカーボネート系などの研磨層２と同様のウレタン樹脂を用いることができる。不織布としては、例えば、ポリアミド系、ポリエステル系等の不織布を用いることができる。 As the urethane resin, the same urethane resin as that of the polishing layer 2 such as polyester, polyether, or polycarbonate can be used. As the nonwoven fabric, for example, a polyamide-based, polyester-based or the like nonwoven fabric can be used.

研磨層２と下地層３との間の接着層としての両面テープ４は、基材としての樹脂フィルム、例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルムと、その両面の、例えば、アクリル系の粘着材層とを備えている。 A double-sided tape 4 as an adhesive layer between the polishing layer 2 and the base layer 3 includes a resin film as a base material, for example, a PET (polyethylene terephthalate) film, and an acrylic adhesive layer on both sides, for example. It has.

粘着材層の粘着材は、常温で圧力をかけることにより流動化し、粘着機能を発現するものであり、粘着材の密度や架橋密度は、後述の止水層５を構成する熱接着フィルムに比べて、極めて低く、研磨スラリーに暴露させた場合には、熱接着フィルムよりも、はるかに容易に加水分解等が発生し、その成分が溶出する。 The pressure-sensitive adhesive material of the pressure-sensitive adhesive layer is fluidized by applying pressure at room temperature and develops a pressure-sensitive adhesive function, and the density and cross-linking density of the pressure-sensitive adhesive material are compared with the thermal adhesive film constituting the water-stopping layer 5 described later. Therefore, when exposed to a polishing slurry, hydrolysis and the like occur much more easily than the thermal adhesive film, and the components are eluted.

この実施形態では、研磨層２の表面２ａの研磨面に供給される研磨スラリーが、研磨層２を貫通する孔を介して両面テープ４の粘着材層に達し、粘着材層の成分が溶出するのを防止するために、研磨層２の裏面と両面テープ４との間に、止水層５を設けている。 In this embodiment, the polishing slurry supplied to the polishing surface of the surface 2a of the polishing layer 2 reaches the adhesive material layer of the double-sided tape 4 through the holes penetrating the polishing layer 2, and the components of the adhesive material layer are eluted. In order to prevent this, a water blocking layer 5 is provided between the back surface of the polishing layer 2 and the double-sided tape 4.

この実施形態では、止水層５は、ホットメルト接着剤である熱接着フィルムからなり、この熱接着フィルムとしては、ポリウレタン系の材料を用いることができる。 In this embodiment, water stop layer 5 is made of a heat-adhesive film is a hot-melt adhesive, as the heat bonding film, a wood charge of poly urethane.

この実施形態では、研磨層２が発泡ポリウレタンであるので、止水層５として、同じポリウレタン系の熱接着フィルムを用いており、このポリウレタン系の熱接着フィルムは、ポリオール成分とイソシアネート成分とから成り、その成分比がｍｏｌ％にて９０〜７０％：１０〜３０％である。 In this embodiment, since the polishing layer 2 is foamed polyurethane, the same polyurethane-based thermal adhesive film is used as the water blocking layer 5, and this polyurethane-based thermal adhesive film is composed of a polyol component and an isocyanate component. The component ratio is 90-70%: 10-30% in mol% .

また、熱接着フィルムのポリマーの分子量が、重量平均分子量にして２×１０^４〜４×１０^４であるのが好ましく、特に、２．５×１０^４〜３．５×１０^４であるのが好ましい。 The molecular weight of the polymer of the heat adhesive film is preferably from 2 × ¹⁰ ⁴ ~4 × ¹⁰ 4 and a weight average molecular weight, in particular, in the range of 2.5 × ¹⁰ ⁴ ~3.5 × ¹⁰ 4 preferable.

熱接着フィルムは、基本的に接着剤であって、粘着性を有しておらず、接着力を発現させる為にはその形態を変化させる必要があり、通常は、約１００℃以上の温度を一定時間かける必要がある。一般的な研磨時の温度は、約３０℃-４０℃である為、熱接着フィルムが、両面テープ４の粘着材層のように研磨スラリーに溶け出すことはない。 The thermal adhesive film is basically an adhesive and does not have stickiness, and it is necessary to change its form in order to develop adhesive force. Usually, a temperature of about 100 ° C. or higher is required. It is necessary to spend a certain amount of time. Since the temperature at the time of general polishing is about 30 ° C. to 40 ° C., the thermal adhesive film does not dissolve into the polishing slurry like the adhesive layer of the double-sided tape 4.

この熱接着フィルムの溶融温度が高いもの程、接着後の密度および架橋密度も高くなり、研磨スラリーに暴露されても、成分が溶出することがなく、したがって、熱接着フィルムの溶融温度は、最低１００℃以上、好ましくは、１２０℃程度である。 The higher the melting temperature of the thermal bonding film, the higher the density after bonding and the cross-linking density, and the components do not elute even when exposed to the polishing slurry. Therefore, the melting temperature of the thermal bonding film is the lowest. 100 ° C. or higher, preferably about 120 ° C.

止水層５の厚さは、０．０３ｍｍ〜０．２ｍｍであるのが好ましい。特に、０．０７ｍｍ程度あれば、十分な止水効果と接着力が得られる。 The thickness of the water blocking layer 5 is preferably 0.03 mm to 0.2 mm. In particular, if it is about 0.07 mm, sufficient water-stopping effect and adhesive force can be obtained.

この止水層５は、例えば、平面プレスあるいはロールプレスにより、研磨層２の裏面側に熱プレスによって設けることができる。 The water blocking layer 5 can be provided on the back side of the polishing layer 2 by hot pressing, for example, by plane pressing or roll pressing.

量産性の観点からは、熱接着フィルムの流動化温度は、８０℃-１００℃であるのが好ましく、また、溶融粘度としては、３００ｐｓ以下であるのが、加工上好ましい。 From the viewpoint of mass productivity, the fluidization temperature of the thermal adhesive film is preferably 80 ° C. to 100 ° C., and the melt viscosity is preferably 300 ps or less for processing.

止水層５が接着された研磨層２に、両面テープ４によって、下地層を、熱圧着して、上述の図１の研磨パッド１を得ることができる。 The above-mentioned polishing pad 1 of FIG. 1 can be obtained by thermocompression bonding the base layer to the polishing layer 2 to which the water blocking layer 5 is bonded with the double-sided tape 4.

両面テープ４は、上述のように粘着材層を有しているので、この粘着材層によって、研磨層２の裏面の止水層５に十分な強度で接着される。 Since the double-sided tape 4 has the adhesive material layer as described above, it is bonded with sufficient strength to the water stop layer 5 on the back surface of the polishing layer 2 by this adhesive material layer.

以下、本発明を実施例により詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples.

化学的に発砲させたポリウレタンからなる研磨層の裏面に、ウレタン系の熱接着フィルム（ポリオール成分：イソシアネート成分（ｍｏｌ％）にておよそ８５％：１５％、重量平均分子量２．８×１０^４）を止水層として熱接着し、次に両面テープによって、ポリウレタン含浸不織布からなる下地層を熱圧着して実施例の研磨パッドのサンプルを製作した。また、化学的に発砲させたポリウレタンからなる研磨層の裏面に、両面テープによって、ポリウレタン含浸不織布からなる下地層を熱圧着して、従来と同様の比較例の研磨パッドのサンプルを製作した。 On the back surface of a polishing layer made of polyurethane that has been chemically foamed, a urethane-based thermal adhesive film (polyol component: approximately 85% in the isocyanate component (mol%): 15%, weight average molecular weight 2.8 × 10 ⁴ ) Was thermally bonded as a water-stopping layer, and then a base layer made of a polyurethane-impregnated nonwoven fabric was thermocompression bonded with a double-sided tape to produce a polishing pad sample of the example. Further, a base layer made of polyurethane-impregnated non-woven fabric was thermocompression bonded to the back surface of the chemically-fired polyurethane polishing layer with a double-sided tape to produce a comparative polishing pad sample similar to the conventional example.

次に、下記の研磨条件で、実施例および比較例の研磨パッドを用いて研磨を行い、研磨レートおよび均一性を評価した。 Next, polishing was performed using the polishing pads of Examples and Comparative Examples under the following polishing conditions, and the polishing rate and uniformity were evaluated.

なお、均一性は、８インチＴＥＯＳ膜つきウェハを研磨後に研磨面内４９点の膜厚分布を測定し、その標準偏差を平均値で割ることにより、評価した。
＜研磨条件＞
・研磨スラリー:ヒュームド・シリカ・スラリー、ｐＨ１１
・研磨機:２４インチ定盤、研磨機
・プラテン回転速度: 上;５０ rpm/下；５０rpm
・スラリー流量: ２００ｍＬ／ｍｉｎ
・研磨パッド実施例（止水層有りの二層研磨パッド）
比較例（止水層無しの二層研磨パッド）
・加圧力: ３５０ｇｆ／ｃｍ^２
・研磨時間:２ｍｉｎ
<研磨結果>
比較例の研磨パッド
・３００バッチ(６００分)研磨後に、研磨レートが４，０００Å／ｍｉｎを下回る。
・４００バッチ(８００分)研磨後に、均一性が１０%を超える。
・５００バッチ(１，０００分)研磨後に、部分的に層間の剥離が観察された。
実施例の研磨パッド
・５００バッチ(１，０００分)研磨後でも、研磨レートが４，０００Å／ｍｉｎを維持する。
・５００バッチ(１，０００分)研磨後でも、均一性が７%を下回る。
・５００バッチ(１，０００分)研磨後でも、層間の剥離は観察されなかった。 The uniformity was evaluated by measuring the film thickness distribution at 49 points in the polished surface after polishing an 8-inch TEOS film wafer and dividing the standard deviation by the average value.
<Polishing conditions>
Polishing slurry: fumed silica slurry, pH 11
・ Polisher: 24-inch surface plate, polisher ・ Platen rotation speed: Up; 50 rpm / Down; 50 rpm
・ Slurry flow rate: 200mL / min
・ Polishing pad Example (two-layer polishing pad with water blocking layer)
Comparative example (two-layer polishing pad without water blocking layer)
・ Pressure: 350 gf / cm ²
・ Polishing time: 2 min
<Polishing result>
The polishing rate is less than 4,000 kg / min after polishing of the comparative polishing pad and 300 batches (600 minutes).
-Uniformity exceeds 10% after polishing 400 batches (800 minutes).
-After 500 batches (1,000 minutes), partial delamination was observed.
The polishing rate is maintained at 4,000 kg / min even after polishing of the polishing pad of the example and 500 batches (1,000 minutes).
-Even after 500 batches (1,000 minutes), the uniformity is less than 7%.
-Even after 500 batches (1,000 minutes), no delamination was observed.

上記の研磨結果に示すように、止水層が無い比較例の研磨パッドでは、研磨レートが低下し、６００分研磨後には、研磨レートが４，０００Å／ｍｉｎを下回るのに対して、止水層を備える実施例の研磨パッドでは、１，０００分研磨後でも４，０００Å／ｍｉｎの研磨レートを維持することができた。 As shown in the above polishing results, the polishing rate of the comparative example having no water blocking layer decreases the polishing rate, and after 600 minutes of polishing, the polishing rate is less than 4,000 kg / min. In the polishing pad of the example having a layer, a polishing rate of 4,000 kg / min could be maintained even after polishing for 1,000 minutes.

また、比較例の研磨パッドでは、１，０００分研磨後には、部分的な層間の剥離が認められたのに対して、実施例の研磨パッドでは、層間の剥離は認められなかった。 Further, in the polishing pad of the comparative example, partial delamination was observed after polishing for 1,000 minutes, whereas in the polishing pad of the example, delamination was not recognized.

更に、均一性については、８００分研磨後には、比較例の研磨パッドが１０％を越えていたのに対して、実施例の研磨パッドは、７％を下回っていた。 Further, with respect to uniformity, after polishing for 800 minutes, the polishing pad of the comparative example exceeded 10%, whereas the polishing pad of the example was less than 7%.

この実施形態では、止水層５を、研磨層２と両面テープ４との間に設けたけれども、本発明の他の実施形態として、図２に示すように、下地層３と両面テープ４との間に設けてもよい。かかる構成によれば、下地層３の周面から浸透する研磨スラリーを、止水層５によって遮断して両面テープ４の粘着材層が溶出するのを防止することができる。また、本発明の他の実施形態として、図３に示すように、両面テープ４の両側に止水層５を設けてもよい。 In this embodiment, the water blocking layer 5 is provided between the polishing layer 2 and the double-sided tape 4, but as another embodiment of the present invention, as shown in FIG. You may provide between. According to this configuration, it is possible to prevent the adhesive slurry of the double-sided tape 4 from being eluted by blocking the polishing slurry penetrating from the peripheral surface of the base layer 3 with the water blocking layer 5. Further, as another embodiment of the present invention, as shown in FIG. 3, water blocking layers 5 may be provided on both sides of the double-sided tape 4.

上述の各研磨パッドは、下地層３の下面が、両面テープによって研磨機の定盤に固定されるのであるが、下地層３の周面から研磨スラリーが浸透して両面テープの粘着材層の成分が溶出すると、研磨パッドと両面テープとの接着強度が弱まって、研磨パッドが定盤から剥がれる場合がある。 In each of the above-described polishing pads, the lower surface of the underlayer 3 is fixed to the surface plate of the polishing machine with a double-sided tape. The polishing slurry penetrates from the peripheral surface of the underlayer 3 and the adhesive layer of the double-sided tape is used. When the components are eluted, the adhesive strength between the polishing pad and the double-sided tape is weakened, and the polishing pad may be peeled off from the surface plate.

そこで、本発明の他の実施形態として、図４に示すように、下地層３の下面と、定盤への固定用の両面テープ４ａとの間に、止水層５ａを設けるようにしてもよい。 Therefore, as another embodiment of the present invention, as shown in FIG. 4, a water blocking layer 5a may be provided between the lower surface of the base layer 3 and the double-sided tape 4a for fixing to the surface plate. Good.

参考として、単層の研磨パッドについて、研磨パッドと、定盤への固定用の両面テープとの間に、止水層を設けたサンプルと、止水層を設けなかったサンプルの剥離試験を行った。 As a reference, a single layer polishing pad was subjected to a peel test between a polishing pad and a sample with a waterproof layer between the polishing pad and a double-sided tape for fixing to a surface plate, and a sample without a waterproof layer. It was.

すなわち、単層の発砲ポリウレタンからなる研磨パッドに止水層を熱接着し、次に両面テープを熱圧着した幅２５ｍｍの剥離強度測定用サンプルと、止水層を設けることなく、研磨パッドに両面テープを熱圧着した幅２５ｍｍの剥離強度測定用サンプルとを製作した。 That is, a 25 mm wide peel strength measurement sample obtained by thermally bonding a water-stopping layer to a polishing pad made of a single layer foamed polyurethane and then thermocompression-bonding a double-sided tape; A sample for measuring the peel strength having a width of 25 mm, which was thermocompression-bonded with a tape, was produced.

各サンプルを、ｐＨ１０．５, ４０℃のスラリー中に二日間、および七日間浸漬し、１８０度剥離にて剥離強度をそれぞれ測定した。サンプルは、各ｎ＝３を用意して再現性も確認した。 Each sample was immersed in a slurry of pH 10.5 and 40 ° C. for 2 days and 7 days, and the peel strength was measured by 180 degree peeling. Each sample was prepared for n = 3, and reproducibility was also confirmed.

図５に、その結果を示す。止水層無しのサンプルでは、二日間、七日間共に１０Ｎ／２５ｍｍを下回る剥離強度であったのに対して、止水層を有するサンプルでは、２０Ｎ／２５ｍｍ〜２５Ｎ／２５ｍｍと、約二倍以上の剥離強度を示した。 FIG. 5 shows the result. In the sample without the water-stopping layer, the peel strength was less than 10 N / 25 mm for both 7 days, whereas in the sample having the water-stopping layer, 20 N / 25 mm to 25 N / 25 mm, about twice or more The peel strength was shown.

このように、研磨パッドと定盤への固定用の両面テープと間に、止水層を設けることにより、剥離強度が向上することがわかる。 Thus, it turns out that peeling strength improves by providing a water stop layer between a polishing pad and the double-sided tape for fixation to a surface plate.

上述の各実施形態では、研磨層と下地層との二層構造の研磨パッドに適用して説明したけれども、本発明は、三層以上の多層構造の研磨パッドに同様に適用できるものである。 In each of the above-described embodiments, the present invention is applied to a polishing pad having a two-layer structure of a polishing layer and an underlayer. However, the present invention can be similarly applied to a polishing pad having a multilayer structure of three or more layers.

本発明は、半導体ウェハや精密ガラス基板などの研磨に有用である。 The present invention is useful for polishing semiconductor wafers and precision glass substrates.

本発明の実施の形態の研磨パッドの概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the polishing pad of embodiment of this invention. 本発明の他の実施形態の研磨パッドの概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the polishing pad of other embodiment of this invention. 本発明の更に他の実施形態の研磨パッドの概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the polishing pad of other embodiment of this invention. 本発明の他の実施形態の研磨パッドの概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the polishing pad of other embodiment of this invention. 剥離強度試験の結果を示す図である。It is a figure which shows the result of a peeling strength test. 従来例の研磨パッドの概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the polishing pad of a prior art example. 従来例の研磨パッドの概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the polishing pad of a prior art example.

符号の説明Explanation of symbols

２研磨層３下地層
４，４ａ両面テープ５，５ａ止水層 2 Polishing layer 3 Base layer 4, 4a Double-sided tape 5, 5a Water stop layer

Claims

表面が被研磨物に圧接される研磨層を含む複数の層が、接着層を介して積層される研磨パッドであって、
前記接着層を挟む二つの層の内の少なくとも一つの層と前記接着層との間に、研磨スラリーを遮断する止水層を設け、
前記止水層が熱接着フィルムであり、
前記熱接着フィルムの材質が、ポリウレタン系であって、ポリオール成分とイソシアネート成分から成り、その成分比がｍｏｌ％にて９０〜７０％：１０〜３０％であることを特徴とする研磨パッド。 A plurality of layers including a polishing layer whose surface is pressed against an object to be polished is a polishing pad laminated via an adhesive layer,
Between the adhesive layer and at least one of the two layers sandwiching the adhesive layer, a water-stopping layer that blocks polishing slurry is provided ,
The water blocking layer is a thermal adhesive film;
A polishing pad, wherein the material of the thermal adhesive film is a polyurethane-based material and comprises a polyol component and an isocyanate component, and the component ratio is 90 to 70%: 10 to 30% in terms of mol% .

前記熱接着フィルムのポリマーの分子量が、重量平均分子量にして２×１０ ⁴ 〜４×１０ ⁴ である請求項１に記載の研磨パッド。 The polishing pad according to claim 1, wherein the molecular weight of the polymer of the thermal adhesive film is 2 × 10 ⁴ to 4 × 10 ⁴ in terms of weight average molecular weight .