JP2002075933A

JP2002075933A - 研磨パッド

Info

Publication number: JP2002075933A
Application number: JP2000252832A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Shimomura; 哲生下村; Masahiko Nakamori; 雅彦中森; Shigeru Komai; 茂駒井; Koichi Ono; 浩一小野
Original assignee: Toyobo Co Ltd
Current assignee: Toyobo Co Ltd
Priority date: 2000-08-23
Filing date: 2000-08-23
Publication date: 2002-03-15
Anticipated expiration: 2020-08-23
Also published as: JP3788729B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】半導体ウエハ上に微細なパターンが形成されて
おり、該パターンの微小な凹凸を平坦化する研磨工程に
使われる研磨パッドにおいて、ウエハ全面内において研
磨量の均一性と、微小領域での凹凸平坦化特性という相
反する要求に応え、なおかつスクラッチの発生の少ない
半導体ウエハ研磨用パッドを提供する。【解決手段】表面にパターンが形成され、微細な凹凸
がある半導体ウエハを研磨するのに用いる研磨パッドに
おいて、該パッドの研磨層１である最表面層は多孔質弾
性樹脂層であり、該多孔質弾性樹脂層に隣接して多孔質
弾性樹脂層よりも弾性率が大きい樹脂層（第２層）２が
あり、更に第２層の多孔質弾性樹脂層とは反対側に前記
第２層よりは十分に柔らかい層(第３層)３を積層した構
成を特徴とする半導体ウエハ研磨用パッド。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体基板を平坦
化するための研磨方法に関するものであり、特に、半導
体ウエハ上に微細なパターンが形成されており、該パタ
ーンの微小な凹凸を平坦化する研磨工程に使われる研磨
パッドに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、半導体ウエハは仕上げ加工工程
や、デバイス化での多層配線プロセスにおいて、いわゆ
る化学的機械的研磨法（Chemical Mechanical Polishin
g ）により鏡面研磨や、層間絶縁膜や導電膜の平坦化が
行われている。この様な研磨では、ウエハ全面内での研
磨量の均一性、凹凸段差の凸部の選択的研磨や、凹凸部
の研磨後の平坦性などの特性が求められる。これらの要
求に対して研磨パッドとしては、下記に挙げられるよう
な構成の物が従来開発、検討されてきた。

【０００３】弾性ポリウレタン層に研磨層である合成
皮革層が積層されたもの（米国特許番号3,504,457）発泡ポリウレタン層にポリウレタン含浸不織布を貼り
合わせた構成のもの（特開平6-21028号公報）研磨表面が設けられており、前記研磨表面に隣接し選
択した厚さ及び剛性の剛性要素が設けられており、前記
剛性要素へ実質的に一様な力を付与するために前記剛性
要素に隣接して弾性要素が設けられており、前記剛性要
素及び前記弾性要素が前記研磨表面へ弾性的屈曲力を付
与して前記研磨表面に制御した屈曲を誘起させ、それが
前記加工物の表面の全体的な形状に適合し且つ前記加工
物表面の局所的な形状に関して制御した剛性を維持する
ことを特徴とする研磨用パッド。（特開平06-077185号
公報）縦弾性係数Ｅ_Aの大きい表層Ａと、縦弾性係数Ｅ_Bの
小さい下層Ｂとを有し、両層Ａ，Ｂとの間に上記Ｂ層よ
りも少なくとも縦弾性係数の大きい中間層Ｍを設けたこ
とを特徴とする研磨布（特開平１０−１５６７２４号公
報）研磨層と、研磨層より弾性の高い中間層と、柔らかい
下地層の構成で、中間層が分割されているパッド（特開
平１１−４８１３１号公報）

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前述の各種研磨パッド
は次のような問題点を有している。この方式では、全面の均一性に関しては、弾性ポリウ
レタン層がウエハにかかる荷重を均一にする役目を果た
しているが、最表層研磨層に、柔らかい合成皮革を使用
しているため、スクラッチ等の問題は無いが、微小領域
での平坦化特性が良くないという問題点がある。ポリウレタンと不織布の積層でも、不織布層が前述
の弾性ポリウレタン層と同等の役目を果たし、均一性を
得ている。また、研磨層も硬質の発泡ポリウレタン層を
有している為、合成皮革に比べて平坦化特性も優れてい
るが、近年、微小領域での平坦化特性の要求レベルの向
上や、金属膜の研磨においては、要求レベルに達してい
ない。また、硬質ウレタン層の硬度を更に上げる事で平
坦化特性の向上を図れるが、この場合、スクラッチの多
発を招き実用的ではない。研磨層、剛性層、弾性層の構造のものは、表層の研磨
層でスクラッチの起きない適度の硬度を持たせ、硬度が
上げられず劣化する平坦化特性を第２層の剛性層で改善
させる構成のものである。これは、前述の方式の問題
点を解決するものであるが、この場合、研磨層の厚さが
0.003インチ以下が指定されており、この厚さでは実際
に使用した場合、研磨層も削れてしまい、製品寿命が短
い欠点がある。同方式は、基本的思想は前述の方式と同様であり、
各層の弾性率の範囲を限定して、より効率的な範囲を得
ようとしているが、該方式の中では実質的に何ら実現す
る手段がなく、研磨パッドを製作することは困難であ
る。この方式でも、基本的思想は前述と同様であるが、
ウエハ面内の均一性をより向上するために中間剛性層を
ある所定の大きさにて分割している。しかし、この分割
する工程にコストが掛かり、安価な研磨パッドを供給す
ることは出来ない。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、半導体ウエハ
上に微細なパターンが形成されており、該パターンの微
小な凹凸を平坦化する研磨工程に使われる研磨パッドに
おいて、ウエハ全面内において研磨量の均一性と、微小
領域での凹凸平坦化特性という相反する要求に応え、な
おかつスクラッチの発生の少ない半導体ウエハ研磨用パ
ッドを提供するものである。

【０００６】即ち本発明は、表面にパターンが形成さ
れ、微細な凹凸がある半導体ウエハを研磨するのに用い
る研磨パッドにおいて、該パッドの研磨層である最表面
層は多孔質弾性樹脂層であり、該研磨層に隣接して最表
面層よりも弾性率が大きい樹脂層（第２層）があり、更
に第２層の研磨層とは反対側に前記第２層よりは十分に
柔らかい層(第３層)を積層した構成を特徴とする半導体
ウエハ研磨用パッドである。最表面層は多孔質体を用い
ることでスラリーを保持し、また、スクラッチを発生し
ない適度な硬さのものが選ばれる。同層は好ましくはポ
リウレタン発泡体がよく、更に好ましくは、最表面層ポ
リウレタン発泡体の厚さが、0.2mm以上1ｍｍ未満であ
る。また、スクラッチの発生しない硬度としては、好ま
しくは、最表面ポリウレタン発泡体の硬さが、アスカー
D硬度にて、45以上65未満である。

【０００７】本発明の最表面層に用いられる、ポリウレ
タン樹脂としては、イソシアネート末端ウレタンプレポ
リマーと有機ジアミン化合物とからなり、イソシアネー
ト末端ウレタンプレポリマーは、ポリイソシアネートと
高分子ポリオールと低分子ポリオールからなる。ポリイ
ソシアネートとしては、一例として２，４−及び／また
は２，６−ジイソシアナトトルエン、２，２´−、２，
４´−及び／または４，４´−ジイソシアナトジフェニ
ルメタン、１，５−ナフタレンジイソシアネ−ト、ｐ−
及びｍ−フェニレンジイソシアネ−ト、ダイメリルジイ
ソシアネ−ト、キシリレンジイソシアネ−ト、ジフェニ
ル−４，４´−ジイソシネ−ト、１，３−及び１，４−
テトラメチルキシリデンジイソシアネ−ト、テトラメチ
レンジイソシアネート、１,６−ヘキサメチレンジイソ
シアネート、ドデカメチレンジイソシアネート、シクロ
ヘキサン−１,３−及び１,４ージイソシアネート、１−
イソシアナト−３−イソシアナトメチル−３,５,５−ト
リメチルシクロヘキサン（＝イソホロンジイソシアネー
ト）、ビス−（４−イソシアナトシクロヘキシル）メタ
ン（＝水添ＭＤＩ）、２−及び４−イソシアナトシクロ
ヘキシル−２´−イソシアナトシクロヘキシルメタン、
１，３−及び１，４−ビス−（イソシアナトメチル）−
シクロヘキサン、ビス−（４−イソシアナト−３−メチ
ルシクロヘキシル）メタン、等が挙げられる。また、高
分子ポリオールとしては、例えばヒドロキシ末端ポリエ
ステル、ポリカ−ボネ−ト、ポリエステルカ−ボネ−
ト、ポリエ−テル、ポリエ−テルカ−ボネ−ト、ポリエ
ステルアミド等が挙げられるが、これらのうち耐加水分
解性の良好なポリエ−テル及びポリカ−ボネ−トが好ま
しく、価格面と溶融粘度面からはポリエ−テルが特に好
ましい。ポリエ−テルポリオ−ルとしては、反応性水素
原子を有する出発化合物と、例えば酸化エチレン、酸化
プロピレン、酸化ブチレン、酸化スチレン、テトラヒド
ロフラン、エピクロルヒドリンの様な酸化アルキレン又
はこれら酸化アルキレンの混合物との反応生成物が挙げ
られる。反応性水素原子を有する出発化合物としては、
水、ビスフェノ−ルＡ並びにポリエステルポリオ−ルを
製造するべく上記した二価アルコ−ルが挙げられる。

【０００８】更にヒドロキシ基を有するポリカ−ボネ−
トとしては、例えば、１，３−プロパンジオ−ル、１，
４−ブタンジオ−ル、１，６−ヘキサンジオ−ル、ジエ
チレングリコ−ル、ポリエチレングリコ−ル、ポリプロ
ピレングリコ−ル及び／又はポリテトラメチレングリコ
−ルの様なジオ−ルとホスゲン、ジアリルカ−ボネ−ト
（例えばジフェニルカ−ボネ−ト）もしくは環式カ−ボ
ネ−ト（例えばプロピレンカ−ボネ−ト）との反応生成
物が挙げられる。ポリエステルポリオ−ルとしては、二
価アルコ−ルと二塩基性カルボン酸との反応生成物が挙
げられるが、耐加水分解性向上の為には、エステル結合
間距離が長い方が好ましく、いずれも長鎖成分の組み合
わせが望ましい。二価アルコ−ルとしては、特に限定は
しないが、例えばエチレングリコ−ル、１，３−及び
１，２−プロピレングリコ−ル、１，４−及び１，３−
及び２，３−ブチレングリコ−ル、１，６−ヘキサング
リコ−ル、１，８−オクタンジオ−ル、ネオペンチルグ
リコ−ル、シクロヘキサンジメタノ−ル、１，４−ビス
−（ヒドロキシメチル）−シクロヘキサン、２−メチル
−１，３−プロパンジオ−ル、３−メチル−１,５−ペ
ンタンジオール、２，２，４−トリメチル−１，３−ペ
ンタンジオ−ル、ジエチレングリコ−ル、ジプロピレン
グリコ−ル、トリエチレングリコ−ル、トリプロピレン
グリコ−ル、ジブチレングリコ−ル等が挙げられる。

【０００９】二塩基性カルボン酸としては、脂肪族、脂
環族、芳香族及び／又は複素環式のものがあるが、生成
する末端ＮＣＯプレポリマーを液状又は低溶融粘度とす
る必要上から、脂肪族や脂環族のものが好ましく、芳香
族系を適用する場合は脂肪族や脂環族のものとの併用が
好ましい。これらカルボン酸としては、限定はしない
が、例えばコハク酸、アジピン酸、スベリン酸、アゼラ
イン酸、セバシン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフ
タル酸、ナフタレンジカルボン酸、シクロヘキサンジカ
ルボン酸（o-,m-,p-）、ダイマ−脂肪酸、例えばオレイ
ン酸、等が挙げられる。これらポリエステルポリオール
としては、カルボキシル末端基の一部を有することもで
きる。例えば、ε−カプロラクトンの様なラクトン、又
はε−ヒドロキシカプロン酸の様なヒドロキシカルボン
酸のポリエステルも使用することができる。

【００１０】低分子ポリオ−ルとしては、前述のポリエ
ステルポリオ−ルを製造するのに用いられる二価アルコ
−ルが挙げられるが、本発明の低分子ポリオールとは、
ジエチレングリコール、１,３−ブチレングリコール、
３−メチル−１,５−ペンタンジオール及び１,６−ヘキ
サメチレングリコールのいずれか１種又はそれらの混合
物を用いることが好ましい。本発明以外の低分子ポリオ
ールであるエチレングリコールや１,４−ブチレングリ
コールを用いると、注型成形時の反応性が速くなり過ぎ
たり、最終的に得られるポリウレタン研磨材成形物の硬
度が高くなりすぎる為、本発明の研磨材としては、脆く
なったり又ＩＣ表面に傷がつき易くなる。他方、１,６
−ヘキサメチレングリコールよりも長鎖の二価アルコー
ルを用いると、注型成形時の反応性や、最終的に得られ
るポリウレタン研磨材成形物の硬度が適切なものが得ら
れる場合もあるが、価格的に高くなり過ぎ、実用的では
ない。

【００１１】イソシアネート成分は、注型成形時に必要
とされるポットライフに応じて適宜に選定されると共
に、生成する末端ＮＣＯプレポリマーを低溶融粘度とす
ることが必要である為、単独又は２種以上の混合物で適
用される。それらの具体例としては、特に限定はしない
が、２，４−及び／または２，６−ジイソシアナトトル
エン、２，２´−、２，４´−及び／または４，４´−
ジイソシアナトジフェニルメタン、１，５−ナフタレン
ジイソシアネ−ト、ｐ−及びｍ−フェニレンジイソシア
ネ−ト、ダイメリルジイソシアネ−ト、キシリレンジイ
ソシアネ−ト、ジフェニル−４，４´−ジイソシネ−
ト、１，３−及び１，４−テトラメチルキシリデンジイ
ソシアネ−ト、テトラメチレンジイソシアネート、１,
６−ヘキサメチレンジイソシアネート、ドデカメチレン
ジイソシアネート、シクロヘキサン−１,３−及び１,４
ージイソシアネート、１−イソシアナト−３−イソシア
ナトメチル−３,５,５−トリメチルシクロヘキサン（＝
イソホロンジイソシアネート）、ビス−（４−イソシア
ナトシクロヘキシル）メタン（＝水添ＭＤＩ）、２−及
び４−イソシアナトシクロヘキシル−２´−イソシアナ
トシクロヘキシルメタン、１，３−及び１，４−ビス−
（イソシアナトメチル）−シクロヘキサン、ビス−（４
−イソシアナト−３−メチルシクロヘキシル）メタン、
等が挙げられる。本発明で使用される有機ジアミン化合
物としては、特に限定は無いが、例えば、３,３'−ジク
ロロ−４,４'−ジアミノジフェニルメタン、クロロアニ
リン変性ジクロロジアミノジフェニルメタン、１,２−
ビス（２−アミノフェニルチオ）エタン、トリメチレン
グリコールージ−p−アミノベンゾエート、３,５−ビス
（メチルチオ）−２,６−トルエンジアミン等が挙げら
れる。

【００１２】また本発明に用いられるポリウレタン樹脂
層には発泡状態を制御する目的でシリコーン系界面活性
剤を添加することが好ましい。添加する界面活性剤の量
は発泡状態を適宜制御できる最低量が好ましいが、好ま
しくはウレタンポリマー全量に対して20％以下、より好
ましくは10％以下、更に好ましくは5％以下0.5％以上が
良い。界面活性剤量がこれ以上多い場合、ウレタン樹脂
が柔らかくなり平坦化特性が劣化する。また、界面活性
剤量がこの範囲よりも少ない場合、良好な発泡状態が得
られない。本発明に用いられる、シリコーン系界面活性
剤はいかなるものでも良いが、好ましくはジメチルポリ
シロキサン−ポリオキシアルキル共重合体が良い。

【００１３】更に、本発明における最表面層であるポリ
ウレタン発泡体に含まれる最適気泡径は平均気泡径が10
μｍから50μｍ以下が好ましい。発泡体の平均気泡径が
この範囲である場合は、スラリーの保持性が向上し、そ
の結果、研磨レートが向上する。気泡径がこの範囲を外
れた場合、研磨レートは著しく低下する。本発明では、
最表面研磨層に隣接して、最表面層よりも弾性率の高い
層が設けられている。この為、研磨層がスクラッチを発
生しない柔らかい層であっても、隣接する第2層がその
柔らかさを補い、十分な平坦化特性を得ることが出来
る。この、最表面研磨層に隣接する最表面層よりも弾性
率の高い層としては、好ましくはポリエステルフィルム
であることが望ましく、より好ましくは2軸延伸ポリエ
ステルフィルムであることが良い。また、この層の厚さ
は、0.2ｍｍ以上0.5ｍｍ未満であることが良い。同層の
厚さがこの範囲より小さい場合、微小領域での十分な平
坦化特性は得られない。また、この範囲より大きい場
合、平坦化特性は得られるが、ウエハ全面での均一性が
得られない。

【００１４】さらに、本発明において、この弾性層に用
いられるポリエステルフィルムは、好ましくは、その動
的弾性率が1GPa以上であることが望ましい。弾性率がこ
の値より小さい場合、前記の厚みを減らした場合と同様
に十分な平坦化特性が得られなくなる。また、本発明で
使われる高弾性層の動的弾性率は20℃から80℃の範囲に
おいて安定していることが望ましい。CMP工程において
は、研磨の摩擦熱や、薬液の反応熱などによって加工表
面の温度が上昇することがある、この為、安定的な研磨
を得るためには、前記温度範囲内において特性が安定し
ていることが好ましい。本発明では、使用するポリエス
テルフィルムの厚さを増すために、発泡タイプのポリエ
ステルフィルムを用いても良い。

【００１５】本発明では、弾性中間層を中心として表面
研磨層と相対する第3層に、最表面層、及び中間弾性層
と比較して柔らかい層（弾性率の低い）を設けることが
必須である。これにより、ウエハ全面に渡っての研磨レ
ートの均一性を維持することが出来る。この第3層には
好ましくは、不織布、ポリウレタン含浸不織布または、
発泡ポリウレタン、イソプレンゴム系樹脂を用いると良
く、特に好ましくはイソプレンゴム系樹脂が好適であ
る。また、これら素材を用いた場合、第3層の好ましい
厚さは、0.5ｍｍ以上2ｍｍ以下であり、また、好ましい
圧縮率としては、10％以上40％以下である。この層が前
記範囲内の場合、微細パターンが形成されたウエハのう
ねりに対応して、研磨パッドが変形し良好な均一性を得
ることが出来る。厚さがこの範囲より薄かったり、圧縮
率が小さい場合には、ウエハうねりに対して研磨パッド
が追従できず均一性を得ることが出来ない。また、厚み
がこの範囲以上であったり、圧縮率がこの範囲よりも大
きな場合、十分な荷重がウエハに印可されず安定した研
磨レートを得ることが出来ない。

【００１６】本発明では、最表面層、それに続く第2層
及び第3層がそれぞれ、いかなる方法で積層されていて
も良いが、好ましくは両面テープにて貼り合わされてい
るものが良い。これにより、簡単に積層体を形成するこ
とが可能となる。また、この場合、各層の剥離強度が30
0ｇ/ｃｍ以上が好ましい。剥離強度がこれ以下の場合、
ウエハを研磨中に積層された研磨パッドの一部の貼り合
わせ部分において剥離してしまう危険性がある。本発明
では、必要に応じて、最表面研磨層にスラリーの保持、
供給を行う目的で溝加工、パンチ穴加工、エンボス加
工、ヒートフレス等の機械的表面加工を行っても良い。
特にこの様な表面加工としては、溝加工、パンチ穴加工
及びその組み合わせが好適である。

【００１７】

【実施例】実施例１容器にポリエーテル系ウレタンプレポリマー（ユニロー
ヤル社製アジプレンＬ−325）を3000重量部と、整泡剤
（ジメチルポリシロキサン・ポリオキシアルキル共重合
体東レダウコーニングシリコーン（株）社製 SH19
2）を370重量部を入れ、攪拌機にて約900rpmで攪拌し発
泡溶液を作り、その後、攪拌機を交換し硬化剤（4,4′
−メチレン−ビス〔２−クロロアニリン〕を770重量部
を攪拌しながら投入する。約１分間攪拌した後、パン型
のオープンモールドへ混合液を入れ、オーブンにて1１0
℃、6時間ポストキュアを行い、発泡ポリウレタンブロ
ックを製作した。得られた発泡ポリウレタンはアスカー
D硬度にて45であり、平均気泡径40μｍであった。次に
この発泡ポリウレタンブロックを、約50℃に加熱しなが
らスライサー（アミテック社製 VGW-125）にて厚さ0.3
mmにスライスし表面研磨シートを得た。得られた表面研
磨シートに両面テープ（積水化学工業社製ダブルタッ
クテープ＃5782）を用いて、弾性率の高い樹脂層である
厚さ250μｍの透明ポリエステルフィルム（東洋紡績社
製 E5000 動的弾性率 1.5GPa）と貼り合せた。最下
層の柔らかい層としては、3.5デニールのポリエステル
繊維を用いた目付け量200ｇ/ｍ²の不織布に、水分散ポ
リウレタンエマルジョンを30wt％含浸させ、乾燥させた
ものを用いた。この不織布層は圧縮率は１８％であっ
た。この不織布を、先に製作した研磨層とポリエステル
フィルムの積層されたものに、再度両面テープ（積水化
学工業社製ダブルタックテープ＃5782）にて貼り合
せ、該不織布に更に両面テープ（積水化学工業社製ダ
ブルタックテープ＃5673FW）を貼り合せ、研磨パッド
を完成させた。両面テープで貼り合わされた各層の接着
強度は600ｇ/ｃｍ以上あった。図1に得られた研磨パッ
ドの構成概略図を示す。なお、圧縮率はＭＡＣサイエン
ス社製ＴＭＡにて、直径5mmの円筒圧子を用い、２５℃
で測定した。圧縮率（％）＝１００（Ｔ１−Ｔ２）／Ｔ１Ｔ１：無負荷状態から３０ｋＰａ（３００ｇ／ｃｍ²）
の荷重を６０秒間かけた後の厚み。Ｔ２：Ｔ１の状態から１８０ｋＰａの荷重を６０秒間か
けた後の厚み。

【００１８】得られた研磨パッドを、CMP研磨装置（岡
本工作機械社製 SPP-600S）にて酸化膜の堆積したシリ
コンウエハを用いて研磨特性を評価した。このときスラ
リーとしては、ｐH11に調整されたシリカスラリー（フ
ジミインコーポレーテット社製 RD97001）を150g/min
の流量で流しながら、研磨荷重300ｇ/ｃｍ²、研磨パッ
ド回転数25rpm、ウエハ回転数27rpmにて研磨実験を行っ
た。評価に用いたウエハは、6インチシリコンウエハに
熱酸化膜が1μｍ堆積したものを用い、0.5μｍ研磨した
時の平均研磨速度を求めた。また、このときにウエハの
各面内28点を測定し、ウエハ面内均一性を評価した。ウ
エハ面内均一性は均一性＝（最大膜厚−最小膜厚）/（2×平均膜厚）×10
0で算出した。平坦化特性の評価では、6インチシリコンウエハに熱酸
化膜を0.5μｍ堆積させた後、所定のパターンニングを
行った後、ｐ−TEOSにて酸化膜を1μｍ堆積させ、初期
段差0.5μｍのパターン付きウエハを製作し、このウエ
ハを前述条件にて研磨を行い、研磨後、各段差を測定し
平坦化特性を評価した。平坦化特性としては2つの段差
を評価した。1つはローカル段差であり、これは幅500μ
ｍのラインが50μｍのスペースで並んだパターンにおけ
る段差であり、もうひとつは100μｍの等間隔のライン
・アンド・スペースにおいて、スペースの底部分の削れ
量を調べた。表1に本実施例にて得られた特性を示す
が、研磨レートは高く安定しており、均一性も10％以下
と良好で、平坦化特性も極めて優れていることが分かっ
た。

【００１９】実施例2 実施例１において、表面ポリウレタン研磨層の厚さを0.
8ｍｍにスライスした以外は、同様で、製作、評価を行
った。評価結果を同じく表１に併記するが、実施例１と
同様研磨レートは高く安定しており、均一性も10％以下
と良好で、平坦化特性も極めて優れていることが分かっ
た。実施例３実施例１において、中間高弾性層が透明ポリエステルフ
ィルムから、厚さ380μｍの発泡ポリエステルフィルム
（東洋紡績社製クリスパ動的弾性率 1.2GPｓ）に
変更した以外は同様で、製作、評価を行った。評価結果
を同じく表１に併記するが、実施例１と同様研磨レート
は高く安定しており、均一性も10％以下と良好で、平坦
化特性も極めて優れていることが分かった。

【００２０】実施例４実施例１において、中間高弾性層の透明ポリエステルフ
ィルムの厚さが200μｍにした以外は、同様で、製作、
評価を行った。評価結果を同じく表１に併記するが、実
施例１と同様研磨レートは高く安定しており、均一性も
10％以下と良好で、平坦化特性も極めて優れていること
が分かった。実施例５ポリマーとしてスチレン−ブタジエン共重合体を、モノ
マーとしてラウリルメタクリレートを光開始剤としてベ
ンジルジメチルケタール、可塑剤として液状イソプレン
適量配合し、2軸押出機にて溶融混合した後、Ｔダイに
よりシートとしたのち、UV光を照射して厚さ1mmのゴム
状シートを得た。このシートの圧縮率は２０％であっ
た。実施例１において、最下層の柔らかい層としてポリ
ウレタン含浸不織布の代わりに、このゴム状シートを用
いて、実施例１と同様に評価を行った。評価結果を同じ
く表１に併記するが、実施例１と同様研磨レートは高く
安定しており、均一性も10％以下と良好で、平坦化特性
も極めて優れていることが分かった。

【００２１】実施例６実施例1においてプレポリマーと整泡剤を混合するとき
の攪拌回転数を840rpmにして攪拌し、それ以外は実施例
１と同様に製作、評価を行った。得られたウレタン発泡
体の平均気泡径は50μｍであった。評価結果を同じく表
１に併記するが、実施例１と同様研磨レートは高く安定
しており、均一性も10％以下と良好で、平坦化特性も極
めて優れていることが分かった。比較例１実施例１において、表面ポリウレタン研磨層の厚さを1.
5ｍｍにスライスした以外は、同様で、製作、評価を行
った。評価結果を同じく表１に併記するが、均一性がや
や悪化し、また、平坦化特性もやや悪化した。

【００２２】比較例２実施例１において、表面ポリウレタン研磨層の厚さを0.
1ｍｍにスライスした以外は、同様で、製作、評価を行
った。評価結果を同じく表１に併記するが、均一性、平
坦化特性共に向上したが、ウエハ処理枚数が１０枚程度
で、表面ポリウレタン研磨層が磨り減り穴が空いてしま
った。比較例３実施例１において、中間高弾性層が透明ポリエステルフ
ィルムから、厚さ100μｍのステンレス箔（SUS304 ス
テンレスシート）に変更した以外は同様で、製作、評価
を行った。評価結果を同じく表１に併記するが、平坦化
特性は良好であったが、均一性がやや悪い結果となっ
た。

【００２３】比較例４実施例１において、プレポリマーと整泡剤を混合すると
きの攪拌回転数を360rpmにして攪拌し、それ以外は実施
例１と同様に製作、評価を行った。得られたウレタン発
泡体の平均気泡径は100μｍであった。評価結果を同じ
く表１に併記するが、平坦性、均一性は実施例１とほぼ
同じであるが、研磨レートが小さくなってしまった。

【００２４】

【表１】

【００２５】

【発明の効果】本発明の研磨パッドを各種の研磨に用い
ることにより、高い研磨速度を維持しながら、平坦性、
均一性共に優れた被研磨物を得ることが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の研磨パッドの断面図である

【符号の説明】

１：表面研磨層（発泡ポリウレタン）２：高弾性層（PET、発泡PET層）３：柔らかい層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小野浩一滋賀県大津市堅田二丁目１番１号東洋紡績株式会社総合研究所内Ｆターム(参考） 3C058 AA09 CB01 CB02 CB10 DA12 DA17

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】表面にパターンが形成され、微細な凹凸が
ある半導体ウエハを研磨するのに用いる研磨パッドにお
いて、該パッドの研磨層である最表面層は多孔質弾性樹
脂層であり、該多孔質弾性樹脂層に隣接して多孔質弾性
樹脂層よりも弾性率が大きい樹脂層（第２層）があり、
更に第２層の多孔質弾性樹脂層とは反対側に前記第２層
よりは弾性率の低い層(第３層)を積層した構成を特徴と
する半導体ウエハ研磨用パッド。
【請求項２】請求項1において、最表面層がポリウレタ
ン発泡体であることを特徴とする半導体ウエハ研磨用パ
ッド。
【請求項３】請求項1において、第２層がポリエステル
フィルムであることを特徴とする半導体ウエハ研磨用パ
ッド。
【請求項４】請求項１において、第３層が、不織布、ポ
リウレタン含浸不織布または、発泡ポリウレタン、イソ
プレンゴム系樹脂であることを特徴とする半導体ウエハ
研磨用パッド。
【請求項５】請求項2において、最表面層であるポリウ
レタン発泡体の厚さが、0.2mm以上1ｍｍ未満であること
を特徴とする半導体ウエハ研磨用パッド。
【請求項６】請求項３において、該ポリエステルフィル
ムの厚さが0.2ｍｍ以上0.5ｍｍ未満であることを特徴と
する半導体ウエハ研磨用パッド。
【請求項７】請求項４において、第３層の厚さが0.5ｍ
ｍ以上2ｍｍ以下である事を特徴とする半導体ウエハ研
磨用パッド。
【請求項８】請求項2及び請求項5において、最表面層で
あるポリウレタン発泡体の硬さが、アスカーD硬度に
て、45以上65未満であることを特徴とする半導体ウエハ
研磨用パッド。
【請求項９】請求項3及び請求項6において、該ポリエス
テルフィルムの動的弾性率が1GPa以上であることを特徴
とする半導体ウエハ研磨用パッド。
【請求項１０】請求項4及び請求項7において、第3層の
圧縮率が10％以上40％以下であることを特徴とする半導
体ウエハ研磨用パッド。
【請求項１１】請求項3、請求項6及び請求項9におい
て、該ポリエステルフィルムが発泡体であることを特徴
とする半導体ウエハ研磨用パッド。
【請求項１２】請求項2、請求項5及び請求項8におい
て、最表面層である発泡ポリウレタン層の平均気泡径が
10μｍから50μｍ以下である事を半導体ウエハ研磨用パ
ッド。
【請求項１３】請求項1から12において、最表面層、そ
れに続く第2層及び第3層がそれぞれ、両面テープにて貼
り合わされていることを特徴とする半導体ウエハ研磨用
パッド。
【請求項１４】請求項１3において該両面テープの各層
での剥離強度が300ｇ/ｃｍ以上であることを特徴とする
半導体ウエハ研磨用パッド。