JP2002353177A - 研磨パッド、およびその製造方法、およびそれを用いた研磨方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】従来の研磨パッドは、絶縁層等の凹凸の密度が
異なる部分では平坦性の程度が異なりグローバル段差が
生じるという問題点や、ダマシンによる金属配線の幅が
広いところではディッシング（金属配線の中央部が縁部
より高さが低くなる）が生じるという問題点や、ダス
ト，スクラッチが多いという問題点があった。 【解決手段】一般式（Ｉ）で表される単量体から重合さ
れる重合体を含有することを特徴とする研磨パッド。 【化１】 （式中のＲ１，Ｒ２は水素、メチル基、エチル基から選
ばれる置換基を表す。Ｒ３は炭素数１〜２０のアルキル
基，アリール基，アラルキル基，シクロアルキル基から
選ばれる置換基を表す。） 本発明により、グローバル段差が小さく、金属配線での
ディッシングが起こりにくく、ダスト，スクラッチが少
ない研磨パッドを提供することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体基板の研磨
パッドに関するものであり、さらに、シリコンなど半導
体基板上に形成される絶縁層の表面や金属配線の表面を
機械的に平坦化する研磨パッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体メモリに代表される大規模集積回
路（ＬＳＩ）は、年々集積化が進んでおり、それに伴い
大規模集積回路の製造技術も高密度化が進んでいる。さ
らに、この高密度化に伴い、半導体デバイス製造箇所の
積層数も増加している。その積層数の増加により、従来
は問題とならなかった積層にすることによって生ずる半
導体ウェーハ主面の凹凸が問題となっている。その結
果、例えば日経マイクロデバイス１９９４年７月号５０
〜５７頁記載のように、積層することによって生じる凹
凸に起因する露光時の焦点深度不足を補う目的で、ある
いはスルーホール部の平坦化による配線密度を向上させ
る目的で、化学的機械研磨（ＣＭＰ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ
Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）技術を
用いた半導体ウェーハの平坦化が検討されている。

【０００３】一般にＣＭＰ装置は、被研磨物である半導
体ウェーハを保持する研磨ヘッド、被研磨物の研磨処理
をおこなうための研磨パッド、前記研磨パッドを保持す
る研磨定盤から構成されている。そして、半導体ウェー
ハの研磨処理は研磨剤と薬液からなる研磨スラリーを用
いて、半導体ウェーハと研磨パッドを相対運動させるこ
とにより、半導体ウェーハ表面の層の突出した部分を除
去し、ウェーハ表面の層を滑らかにするものである。こ
の半導体ウェーハの研磨加工時の研磨速度は、例えば半
導体ウェーハの主面に成膜された酸化シリコン（ＳｉＯ
₂）膜では、半導体ウェーハと研磨パッドの相対速度お
よび荷重にほぼ比例している。そのため、半導体ウェー
ハの各部分を均一に研磨加工するためには、半導体ウェ
ーハにかかる荷重を均一にする必要がある。

【０００４】半導体ウェーハ主面に形成された絶縁層等
を研磨加工する場合、研磨パッドが柔らかいと局所的な
平坦性は悪くなってしまう。このことから現在はショア
Ａ硬度が９０度以上の発泡ポリウレタンシートが使用さ
れている。しかしながら、高硬度発泡ポリウレタンパッ
ドは、絶縁層等の凹凸の密度が異なる部分では平坦性の
程度が異なりグローバル段差が生じるという問題点やダ
マシンによる金属配線の幅が広いところではディッシン
グ（金属配線の中央部が縁部より高さが低くなる）が生
じるという問題点や、ダスト，スクラッチが多いという
問題点があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、シリ
コン基板の上に形成された絶縁層または金属配線の表面
を機械的に平坦化するための研磨パッドにおいて、グロ
ーバル段差が小さく、金属配線でのディッシングが起こ
りにくく、ダスト，スクラッチが少ない研磨パッドを提
供することにある。

【０００６】

【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。

【０００７】（１）一般式（Ｉ）で表される単量体から
重合される重合体を含有することを特徴とする研磨パッ
ド。

【０００８】

【化４】

【０００９】（式中のＲ¹，Ｒ²は水素、メチル基、エチ
ル基から選ばれる置換基を表す。Ｒ³は炭素数１〜２０
のアルキル基，アリール基，アラルキル基，シクロアル
キル基から選ばれる置換基を表す。） （２）一般式（Ｉ）で表される単量体を含有する単量体
または単量体混合物を、発泡構造を有するポリウレタン
中に含浸させた後、重合硬化させることを特徴とする、
（１）に記載の研磨パッドの製造方法。

【００１０】

【化５】

【００１１】（式中のＲ¹，Ｒ²は水素、メチル基、エチ
ル基から選ばれる置換基を表す。Ｒ³は炭素数１〜２０
のアルキル基，アリール基，アラルキル基，シクロアル
キル基から選ばれる置換基を表す。）

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態におい
て説明する。本発明の研磨パッドには、一般式（Ｉ）で
表される単量体から重合される重合体を含有することが
必要である。まず、一般式（Ｉ）で表されるマレイミド
系単量体について説明する。Ｒ¹，Ｒ²は水素、メチル
基、エチル基から選ばれる置換基を表し、それぞれが同
種であっても異種であっても良い。Ｒ³の具体例として
は、メチル基、エチル基、プロピル基、オクチル基、オ
クタデシル基等の直鎖状アルキル基、イソプロピル基、
ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、イソペンチル
基等の分岐状アルキル基、シクロヘキシル基、メチルシ
クロヘキシル基等のシクロアルキル基、フェニル基、メ
チルフェニル基等のアリール基、ベンジル基、フェネチ
ル基等のアラルキル基等、各種の例を挙げることができ
る。さらにＲ¹、Ｒ²、Ｒ³はフッ素、塩素、臭素等のハ
ロゲン基、シアノ基、カルボキシル基、スルホン酸基、
ニトロ基、ヒドロキシ基、アルコキシ基等の各種置換基
で置換されたものであっても良い。

【００１３】一般式（Ｉ）で表される単量体の具体例と
しては、Ｎ−メチルマレイミド、Ｎ−エチルマレイミ
ド、Ｎ−イソプロピルマレイミド、Ｎ−ｎ−ブチルマレ
イミド、Ｎ−イソブチルマレイミド、Ｎ−ｔｅｒｔ−ブ
チルマレイミド、Ｎ−シクロヘキシルマレイミド、Ｎ−
フェニルマレイミド、Ｎ−ｏ−メチルフェニルマレイミ
ド、Ｎ−ｍ−メチルフェニルマレイミド、Ｎ−ｐ−メチ
ルフェニルマレイミド、Ｎ−ｏ−ヒドロキシフェニルマ
レイミド、Ｎ−ｍ−ヒドロキシフェニルマレイミド、Ｎ
−ｐ−ヒドロキシフェニルマレイミド、Ｎ−ｏ−メトキ
シフェニルマレイミド、Ｎ−ｍ−メトキシフェニルマレ
イミド、Ｎ−ｐ−メトキシフェニルマレイミド、Ｎ−ｏ
−クロロフェニルマレイミド、Ｎ−ｍ−クロロフェニル
マレイミド、Ｎ−ｐ−クロロフェニルマレイミド、Ｎ−
ｏ−カルボキシフェニルマレイミド、Ｎ−ｍ−カルボキ
シフェニルマレイミド、Ｎ−ｐ−カルボキシフェニルマ
レイミド、Ｎ−ｏ−ニトロフェニルマレイミド、Ｎ−ｍ
−ニトロフェニルマレイミド、Ｎ−ｐ−ニトロフェニル
マレイミド等が挙げられる。これらのマレイミド系単量
体の中でも、入手が容易な点、毒性が低く取り扱いが比
較的容易な点からＮ―シクロヘキシルマレイミド、Ｎ−
フェニルマレイミドが好ましい。これらの単量体は、１
種であっても２種以上の混合物であっても良い。また、
これらの単量体には、製造される研磨パッドの特性改良
を目的として、研磨剤、潤滑剤、帯電防止剤、酸化防止
剤、安定剤等の各種添加剤が添加されていても良い。

【００１４】本発明の研磨パッドは、１種または２種以
上のマレイミド系単量体から重合される重合体のみで構
成されていても良いが、コストの低減、重合性の向上等
の点から、マレイミド系単量体と共重合可能なその他の
ビニル系単量体を共重合することが好ましい。ここでそ
の他のビニル系単量体とはマレイミド系単量体を除いた
ビニル系単量体全般を指す。ビニル系単量体は特に限定
されるものではない。具体的にはメチルアクリレート、
メチルメタクリレート、エチルアクリレート、エチルメ
タクリレート、プロピルアクリレート、プロピルメタク
リレート、ｎ−ブチルアクリレート、ｎ−ブチルメタク
リレート、イソブチルアクリレート、イソブチルメタク
リレート、メチル（α−エチル）アクリレート、エチル
（α−エチル）アクリレート、プロピル（α−エチル）
アクリレート、ブチル（α−エチル）アクリレート、２
−エチルヘキシルメタクリレート、イソデシルメタクリ
レート、ｎ−ラウリルメタクリレート、２−ヒドロキシ
エチルメタクリレート、２−ヒドロキシプロピルメタク
リレート、２−ヒドロキシブチルメタクリレート、ジメ
チルアミノエチルメタクリレート、ジエチルアミノエチ
ルメタクリレート、グリシジルメタクリレート、アクリ
ル酸、メタクリル酸、フマル酸、フマル酸ジメチル、フ
マル酸ジエチル、フマル酸ジプロピル、マレイン酸、マ
レイン酸ジメチル、マレイン酸ジエチル、マレイン酸ジ
プロピル、アクリロニトリル、アクリルアミド、塩化ビ
ニル、塩化ビニリデン、スチレン、α−メチルスチレ
ン、ジビニルベンゼン、エチレングリコールジメタクリ
レート、ジエチレングリコールジメタクリレート、トリ
エチレングリコールジメタクリレート、テトラエチレン
グリコールジメタクリレート、アリルメタクリレート等
が挙げられる。これらの中でも、アクリル酸、メタクリ
ル酸、メチルアクリレート、メチルメタクリレート、エ
チルアクリレート、エチルメタクリレート、プロピルア
クリレート、プロピルメタクリレート、ｎ−ブチルアク
リレート、ｎ−ブチルメタクリレート、イソブチルアク
リレート、イソブチルメタクリレート、メチル（α−エ
チル）アクリレート、エチル（α−エチル）アクリレー
ト、プロピル（α−エチル）アクリレート、ブチル（α
−エチル）アクリレートが研磨パッドの硬度を高くで
き、平坦化特性を良好にできる傾向があるため好まし
い。また、アクリル酸、メタクリル酸、２−ヒドロキシ
エチルメタクリレート等の水酸基含有のビニル系単量体
は研磨パッド表面の親水性を向上でき、ダスト，スクラ
ッチを少なくできる傾向があるため好ましい。これらの
単量体は１種であっても２種以上を混合しても良い。ま
た、これらの単量体には、製造される研磨パッドの特性
改良を目的として、研磨剤、潤滑剤、帯電防止剤、酸化
防止剤、安定剤等の各種添加剤が添加されていても良
い。

【００１５】マレイミド系単量体と共重合可能なその他
のビニル系単量体を共重合する場合、その組成はマレイ
ミド系単量体の量が３〜７０重量％であることが好まし
い。３重量％より少ない場合は、グローバル平坦性の不
良や、金属配線でのディッシングが起こりやすくなる傾
向があり、また７０重量％より多い場合は、コストの低
減や重合性の向上の効果が乏しくなる傾向がある。マレ
イミド系単量体の量が５〜６０重量％であることがより
好ましい。

【００１６】本発明の研磨パッドに使用される単量体の
重合開始剤としては、アゾビスイソブチロニトリル、ア
ゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）、アゾビス
シクロヘキサンカルボニトリル、ベンゾイルパーオキサ
イド、ラウロイルパーオキサイド、イソプロピルパーオ
キシジカーボネート等のラジカル開始剤を使用すること
ができる。また、酸化還元系の重合開始剤、例えばパー
オキサイドとアミン類の組み合わせを使用することもで
きる。また、これらの重合開始剤は、１種であっても２
種以上を混合しても使用できる。

【００１７】本発明の研磨パッドはマレイミド系単量体
から重合される重合体およびその他のビニル系単量体か
ら重合される重合体のみから構成されていても良いが、
それ以外にも研磨パッド作製が簡便な点で、マレイミド
系単量体およびその他のビニル系単量体をシート状高分
子に含浸させ重合硬化したものも好ましい。ここでシー
ト状高分子の材質は、マレイミド系単量体およびその他
のビニル系単量体が含浸できるものであれば特に限定さ
れるものではない。具体的にはポリウレタン、ポリウレ
ア、軟質塩化ビニル、ネオプレンゴム、クロロプレンゴ
ム、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、アクリ
ロニトリルブタジエンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴ
ムおよびこれらを主成分とした樹脂シートや布、不織
布、紙等が挙げられる。また、これらのシート状高分子
には、製造される研磨パッドの特性改良を目的として、
研磨剤、潤滑剤、帯電防止剤、酸化防止剤、安定剤等の
各種添加剤が添加されていても良い。

【００１８】本発明の研磨パッドは研磨レートを高く、
ダスト，スクラッチを少なくできる点で発泡構造を有す
ることが好ましい。研磨パッドへの発泡構造の形成方法
としては公知の方法が使用できる。例えば、単量体もし
くは重合体中に各種発泡剤を配合して硬化させ、後に加
熱等により発泡させる方法、単量体もしくは重合体中に
中空のマイクロビーズを分散して硬化させ、マイクロビ
ーズ部分を独立気泡とする方法、溶融した重合体を機械
的に撹拌して発泡させた後、冷却硬化させる方法、重合
体を溶媒に溶解させた溶液をシート状に成膜した後、重
合体に対する貧溶媒中に浸漬し溶媒のみを抽出する方
法、単量体を、発泡構造を有するシート状高分子中に含
浸させた後、重合硬化させる方法等を挙げることができ
る。これらの中でも研磨パッドへの発泡構造の形成や気
泡径のコントロールが比較的簡便であり、また研磨パッ
ドの作製も簡便な点で、単量体を、発泡構造を有するシ
ート状高分子中に含浸させた後、重合硬化させる方法が
好ましい。

【００１９】発泡構造を有するシート状高分子の材質
は、マレイミド系単量体およびその他のビニル系単量体
が含浸できるものであれば特に限定されるものではな
く、上述した材質等を好ましく使用することができる
が、その中でも、気泡径が比較的容易にコントールでき
る点でポリウレタンを主成分とする素材が好ましい。ポ
リウレタンとは、ポリイソシアネートの重付加反応また
は重合反応に基づき合成される高分子である。ポリイソ
シアネートの対称として用いられる化合物は、含活性水
素化合物、すなわち、二つ以上のポリヒドロキシ基、あ
るいはアミノ基含有化合物である。ポリイソシアネート
として、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタン
ジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート、ヘキ
サメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネ
ートなど挙げることができるがこれに限定されるもので
はない。ポリヒドロキシ基含有化合物としてはポリオー
ルが代表的であり、ポリエーテルポリオール、ポリテト
ラメチレンエーテルグリコール、エポキシ樹脂変性ポリ
オール、ポリエステルポリオール、アクリルポリオー
ル、ポリブタジエンポリオール、シリコーンポリオール
等が挙げられる。硬度，気泡径および発泡倍率によっ
て、ポリイソシアネートとポリオール、および触媒、発
泡剤、整泡剤の組み合わせや最適量を決めることが好ま
しい。

【００２０】本発明における研磨パッドの発泡構造は連
続気泡、独立気泡のいずれであっても良いが、連続気泡
の場合は研磨加工時に研磨剤が研磨パッド内部に浸透
し、硬度，弾性率等の研磨パッド物性が経時的に変化す
ることで研磨特性が悪化するおそれがあるため、独立気
泡の方が好ましい。

【００２１】本発明において、単量体を、発泡構造を有
するシート状高分子中へ含浸する方法としては、単量体
が入った容器中に樹脂板を浸漬し、含浸させる方法が挙
げられる。なお、その際、含浸速度を速める目的で、加
熱、加圧、減圧、攪拌、振盪、超音波振動等の処理を施
すことも好ましい。

【００２２】発泡構造を有するシート状高分子中への単
量体の含浸量は、使用する単量体およびシート状高分子
の種類や、製造される研磨パッドの特性により定められ
るべきものであり、一概にはいえないが、例えば単量体
としてＮ−フェニルマレイミド１０重量％、メチルメタ
クリレート９０重量％の混合物、シート状高分子として
ポリウレタンを使用した場合においては、重合硬化物中
の単量体混合物から重合される重合体とポリウレタンの
含有比率が重量比で２５／７５〜７５／２５であること
が好ましい。単量体混合物から得られる重合体の含有比
率が重量比で２５に満たない場合は、グローバル平坦性
の不良や、金属配線でのディッシングが起こりやすくな
る傾向があるため好ましくない。また、含有比率が７５
を越える場合は、ダスト、スクラッチが発生しやすくな
る傾向があるため好ましくない。単量体混合物から重合
される重合体とポリウレタンの含有比率が重量比で３０
／７０〜７０／３０であることがさらに好ましい。な
お、重合硬化物中の単量体混合物から得られる重合体お
よびポリウレタンの含有率は熱分解ガスクロマトグラフ
ィ／質量分析手法により測定することができる。本手法
で使用できる装置としては、熱分解装置としてダブルシ
ョットパイロライザー“ＰＹ−２０１０Ｄ”（フロンテ
ィア・ラボ社製）を、ガスクロマトグラフ・質量分析装
置として、“ＴＲＩＯ−１”（ＶＧ社製）を挙げること
ができる。重合硬化方法としては、単量体を含浸した発
泡構造を有するシート状高分子をガスバリア性材料から
なるモールド内に挿入し、加熱する方法が挙げられる
が、この方法に限定されるものではない。

【００２３】ガスバリア性の材料としては、無機ガラ
ス、アルミニウム，銅，鉄，ＳＵＳ等の金属、ポリビニ
ルアルコール（ＰＶＡ），エチレン−酢酸ビニル共重合
体（ＥＶＡ）等のガスバリア性を有する樹脂との多層押
出成型により製造されるポリオレフィン系樹脂，フィル
ム、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ），エチレン−酢酸
ビニル共重合体（ＥＶＡ）等のガスバリア性を有する樹
脂により表面が被覆されたポリオレフィン系樹脂，フィ
ルム等が挙げられる。この中でも耐熱性があり、製造さ
れる研磨パッドの表面性が良好な点で、無機ガラス，金
属が好ましい。

【００２４】単量体を含浸した発泡構造を有するシート
状高分子をガスバリア性材料からなるモールド内へ挿入
する方法は、特に限定されるものではない。具体的に
は、樹脂板の周囲に軟質塩化ビニル，ネオプレンゴム，
ブタジエンゴム，スチレンブタジエンゴム，エチレンプ
ロピレンゴム等のガスバリア性を有する弾性体からなる
ガスケットを配し、そのガスケットを介して２枚のガス
バリア性材料からなる板で樹脂板を挟み込む方法、ガス
バリア性材料からなる筐体中に樹脂板を挿入し密閉する
方法、ガスバリア性フィルムからなる袋中に樹脂板を挿
入し密閉する方法等が挙げられる。なお、ガスバリア性
材料からなるモールド内に挿入せずに重合硬化した場合
には、樹脂板から単量体が揮発することにより、製造さ
れる研磨パッドの品質再現性が不十分になる傾向があ
り、この結果、研磨パッドの研磨特性が不安定になる傾
向があるため好ましくない。

【００２５】また、発泡構造を有するシート状高分子へ
の単量体の含浸工程、単量体を含浸した発泡構造を有す
るシート状高分子の、ガスバリア性材料からなるモール
ド内への挿入工程の順序は特に限定されるものではな
い。具体的には、（１）単量体が入った槽中にシート状
高分子を浸漬して単量体を含浸させた後、槽から取り出
し、ガスバリア性材料からなるモールドへ挿入する方
法。（２）シート状高分子をガスバリア性材料からなる
モールドへ挿入した後、モールド内に単量体を注入し、
単量体を含浸させる方法。を挙げることができる。中で
も、（２）は単量体臭気の飛散がなく作業環境が良好な
点で好ましい。

【００２６】重合硬化のための加熱方法も特に限定され
るものではない。具体的には熱風オーブン等の空気浴で
の加熱、水浴，油浴での加熱、ジャケット，ホットプレ
スによる加熱等が挙げられる。中でも熱媒体の熱容量が
大きく、重合硬化時の重合発熱の速やかな放散が可能な
点で、水浴，油浴，ジャケットでの加熱が好ましい。

【００２７】加熱温度，時間は、単量体，重合開始剤の
種類，量、樹脂板の厚み等により定められるべきもので
あるが、例えば単量体にＮ−フェニルマレイミド１０重
量％、メチルメタクリレート９０重量％の混合物，重合
開始剤にアゾビスイソブチロニトリル，シート状高分子
にポリウレタンを使用した場合においては、７０℃，１
０時間程度加熱後、１２０℃，３時間程度加熱すること
により重合硬化することができる。

【００２８】なお、加熱以外の重合硬化方法としては
光，電子線，放射線照射による重合硬化を挙げることが
できる。なお、その際、単量体中には必要に応じて重合
開始剤，増感剤等を配合することが好ましい。

【００２９】重合硬化物は、例えば単量体にマレイミド
系単量体およびその他のビニル系単量体，シート状高分
子にポリウレタンを使用した場合、マレイミド系単量体
およびその他のビニル系単量体から得られる重合体とポ
リウレタンを一体化して含有することが、研磨パッドに
した際、その全面において研磨特性が安定するため好ま
しい。ここで、マレイミド系単量体およびその他のビニ
ル系単量体から得られる重合体とポリウレタンを一体化
して含有するとは、マレイミド系単量体およびその他の
ビニル系単量体から得られる重合体の相とポリウレタン
の相が分離された状態ではないという意味であるが、定
量的に表現すると、研磨パッドの中で研磨機能を本質的
に有する層の色々な箇所をスポットの大きさが５０μｍ
の顕微赤外分光装置で観察した赤外スペクトルが、マレ
イミド系単量体およびその他のビニル系単量体から得ら
れる重合体の赤外吸収ピークとポリウレタンの赤外吸収
ピークを有しており、色々な箇所の赤外スペクトルがほ
ぼ同一であることである。ここで使用される顕微赤外分
光装置としては、“ＩＲμｓ”（ＳＰＥＣＴＲＡ−ＴＥ
ＣＨ社製）を挙げることができる。

【００３０】重合硬化物を必要な厚みまで表，裏面を研
削加工するか、必要な厚みにスライス加工することで研
磨パッドを完成することができる。なお、研削加工には
ダイヤモンドディスク，ベルトサンダー等の装置等、ス
ライス加工としてはバンドナイフ，かんな板等の装置
等、特に限定されるものではなく公知の装置を使用する
ことができる。

【００３１】研磨パッドの厚みは０．１〜１０ｍｍであ
ることが好ましい。０．１ｍｍより薄いと該研磨パッド
の下地として好ましく使用されるクッション層またはそ
の下層に位置する研磨定盤の機械的特性が、該研磨パッ
ドそのものの機械的特性よりも研磨特性に顕著に反映さ
れるようになり、一方、１０ｍｍより厚いとクッション
層の機械的特性が反映されなくなり、半導体基板のうね
りに対する追随性が低下し基板全体での平坦性が均一で
なくなる傾向がある。０．２〜５ｍｍ、さらには０．５
〜２ｍｍであることがより好ましい。

【００３２】研磨パッドの平均気泡径は、独立気泡の場
合５００μｍ以下であることが半導体基板の局所的凹凸
の平坦性が良好である点で好ましい。平均気泡径が３０
０μｍ以下、さらには１００μｍ以下であることがさら
に好ましい。なお、平均気泡径とは研磨パッド断面を倍
率２００倍でＳＥＭ観察し、次に記録されたＳＥＭ写真
の気泡径を画像処理装置で測定し、その平均値を取るこ
とにより測定した値をいう。

【００３３】研磨パッドの硬度は、マイクロゴムＡ硬度
で８０度以上であることが好ましい。マイクロゴムＡ硬
度が８０度未満である場合は、平坦化特性が悪化する傾
向があるため好ましくない。９０度以上であることがさ
らに好ましい。なお、本発明におけるマイクロゴムＡ硬
度とは、高分子計器（株）製マイクロゴム硬度計ＭＤ−
１で測定した値をいう。マイクロゴム硬度計ＭＤ−１
は、従来の硬度計では測定が困難であった薄物，小物の
試料の硬度測定を可能にしたものであり、スプリング式
ゴム硬度計（デュロメータ）Ａ型の約１／５の縮小モデ
ルとして設計，製作されているため、その測定値は、ス
プリング式ゴム硬度計Ａ型での測定値と同一のものとし
て考えることができる。なお、通常の研磨パッドは、研
磨層または硬質層の厚みが５ｍｍ以下と薄すぎるため、
スプリング式ゴム硬度計は評価できないが、該マイクロ
ゴム硬度計ＭＤ−１では評価できる。

【００３４】研磨パッドの密度は０．５〜１．０ｇ／ｃ
ｍ³であることが好ましい。０．５ｇ／ｃｍ³より低いと
平坦化特性が不良になる傾向があり、１．０ｇ／ｃｍ³
より高いと研磨後の半導体基板表面にスクラッチ，ダス
トが発生しやすい傾向があるため、あまり好ましくな
い。０．６〜０．９ｇ／ｃｍ３であることがさらに好ま
しい。なお、密度は日本工業規格（ＪＩＳ）Ｋ ７２２
２記載の方法により測定した値をいう。

【００３５】本発明における研磨パッドの表面には、研
磨スラリーの保持性，流動性の向上、研磨パッド表面か
らの研磨屑除去効率の向上等を目的として、溝，孔等の
加工を施すことが好ましい。研磨パッド表面への溝，孔
の形成方法は特に限定されるものではない。具体的に
は、研磨パッド表面を切削加工することにより溝を形成
する方法、研磨パッド表面に加熱された金型，熱線等を
接触させ、接触部を溶解させることにより溝を形成する
方法、溝の形成された金型等を使用し、初めから溝を形
成した研磨パッドを成形する方法、ドリル，トムソン刃
等で孔を形成する方法等が挙げられる。また、溝，孔の
形状，径も特に限定されるものではない。具体的には、
碁盤目状、ディンプル状、スパイラル状、同心円状等が
挙げられる。

【００３６】本発明において製造される研磨パッドは、
単層でも複数の層でも好ましく使用されるが、ＣＭＰに
よる半導体ウェーハの平坦化に使用する場合は、マイク
ロゴムＡ硬度が本発明の研磨パッドより１０度以上低い
クッション層を隣接して有することがウェーハのうねり
への追随性に優れるため好ましい。

【００３７】クッション層の材質は特に限定されるもの
ではない。具体的には現在一般的に使用されているポリ
ウレタン含浸不織布（例えば、“Ｓｕｂａ４００”（ロ
デール・ニッタ（株）製））、ポリエチレン、ポリプロ
ピレン、ポリエステル、ポリウレタン、ポリウレア、ポ
リスチレン、ポリ塩化ビニル等の各種プラスチックの発
泡体、ネオプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレンブタ
ジエンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、エチレ
ンプロピレンゴム、シリコンゴム、フッ素ゴム等の各種
ゴムおよびその発泡体等を使用することができる。

【００３８】クッション層の好ましい厚みは、０．１〜
１０ｍｍである。０．１ｍｍより小さい場合は、半導体
基板全面の平坦性の均一性（ユニフォーミティ）が損な
われる傾向がある。また１０ｍｍより大きい場合は、局
所平坦性が損なわれる傾向がある。０．２〜５ｍｍ、さ
らには０．５〜２ｍｍであることが好ましい。

【００３９】本発明の研磨パッドは研磨定盤に固定して
使用される。その際に研磨定盤からクッション層が研磨
時にずれないように固定し、かつクッション層から研磨
層がずれないように固定する必要がある。研磨定盤とク
ッション層の固定方法としては、両面接着テープで固定
する方法や接着剤で固定する方法や研磨定盤から吸引し
てクッション層を固定する方法などが考えられるが特に
限定されるものではない。クッション層と研磨層を固定
する方法としては、両面接着テープで固定する方法や接
着剤で固定する方法などが考えられるが特に限定される
わけではない。

【００４０】また、本発明においては、研磨特性の低下
等の理由で研磨層を交換する必要が生じた場合に、研磨
定盤にクッション層を固着した状態で、特性の低下した
研磨層のみをクッション層から取り外した後、新しい研
磨層を貼り付けることにより、研磨層を交換することも
可能である。クッション層は研磨層に比べて耐久性があ
るので、研磨層だけを交換することはコスト面で好まし
いことである。

【００４１】本発明の研磨パッドの研磨対象は特に限定
されるものではないが、半導体基板の研磨に好ましく使
用することができる。さらに具体的には、半導体ウェー
ハ上に形成された絶縁層または金属配線の表面が研磨対
象として好ましい。具体的には、絶縁層としては金属配
線の層間絶縁膜や下層絶縁膜、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（ＳＴＩ）等を、また
金属配線としてはアルミ、タングステン、銅等を挙げる
ことができ、構造的にはダマシン、デュアルダマシン、
プラグ等がある。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の使用が検討さ
れつつあり、本発明の研磨パッドにおいてはそのいずれ
とも研磨対象となり得る。また金属配線に銅を使用した
場合には、窒化珪素等のバリアメタルも研磨対象とな
る。また、半導体基板以外に、磁気ヘッド、ハードディ
スク、液晶ディスプレイ用カラーフィルター、プラズマ
ディスプレイ用背面板等の光学部材、セラミックス、サ
ファイア等の研磨にも好ましく使用することができる。

【００４２】次に、本発明の研磨パッドを使用した研磨
方法について説明する。

【００４３】研磨装置としては特に限定されるものでは
ないが、半導体基板の研磨に使用する場合は、研磨ヘッ
ド、本発明の研磨パッドを固定するための研磨定盤、な
らびに研磨ヘッド、研磨定盤もしくはその双方を回転さ
せる手段を具備していることが好ましい。

【００４４】研磨方法としては、まず、本発明の研磨パ
ッドを研磨装置の研磨定盤に研磨層が研磨ヘッドに対峙
するように固着させる。半導体基板は研磨ヘッドに真空
チャックなどの方法により固定させる。研磨定盤を回転
させ、研磨定盤の回転方向と同方向で研磨ヘッドを回転
させて、研磨パッドに押しつける。この時に、研磨パッ
ドと半導体基板の間に研磨剤が入り込む様な位置から研
磨剤を供給する。押し付け圧は、研磨ヘッドに加える力
を制御することにより通常行われる。押し付け圧力は
０．０１〜０．２ＭＰａであることが局所的平坦性を得
られるため好ましい。

【００４５】本発明の研磨パッドを使用した半導体基板
の研磨方法では、半導体基板の研磨を行う前に、コンデ
ィショナを用いて研磨層表面を粗化することが、良好な
研磨特性を得るために好ましく実施される。コンディシ
ョナはダイヤモンドの砥粒を電着して固定したホイール
であり、例えば、旭ダイヤモンド工業（株）のコンディ
ショナ モデル名 ＣＭＰ−Ｍ、またはＣＭＰ−Ｎ、ま
たはＣＭＰ−Ｌなどを具体例として挙げることができ
る。ダイヤモンド砥粒の粒径は１０μｍから３００μｍ
の範囲で選ぶことができる。コンディショナの押し付け
圧力は０．００５ＭＰａ〜０．２ＭＰａの範囲で任意に
選ばれる。また、１回または複数回の研磨を終了後、次
の研磨の前にコンディショナを用いて研磨パッドをコン
ディショニングするバッチドレッシング、研磨と同時に
ドレッシングを行うインサイチュドレッシングのいずれ
についても、研磨速度を安定させるために好ましく実施
することができる。

【００４６】本発明により、グローバル段差が小さく、
金属配線でのディッシングが起こりにくく、ダスト，ス
クラッチが少ない研磨パッドを提供することができる。

【００４７】

【実施例】以下、実施例にそってさらに本発明の詳細を
説明する。なお、各種評価は以下のようにして行った。
マイクロゴムＡ硬度は、マイクロゴムＡ硬度計“ＭＤ−
１”（高分子計器（株）製）により測定した。研磨パッ
ドの密度は、ＪＩＳ Ｋ ７２２２記載の方法により測
定した。研磨パッドの平均気泡径は、走査型電子顕微鏡
“ＳＥＭ２４００”（日立製作所（株）製 ）を使用
し、パッド断面を倍率２００倍で観察した写真を画像処
理装置で解析することにより、写真中に存在するすべて
の気泡径を計測し、その平均値を平均気泡径とした。

【００４８】研磨評価は次のようにして行った。

【００４９】１．テストウェーハ （１）グローバル段差評価用テストウェーハ 酸化膜付き４インチシリコンウェーハ（酸化膜厚：２μ
ｍ）に１０ｍｍ角のダイを設 置する。フォトレジスト
を使用してマスク露光を行い、ＲＩＥによって１０ｍｍ
角のダ イの中に２０μｍ幅、高さ０．７μｍのライン
を２３０μｍのスペースで左半分にライ ンアンドスペ
ースで配置し、２３０μｍ幅、高さ０．７μｍのライン
を２０μｍのスペ ースで右半分にラインアンドスペー
スで配置する。このようにして作製したグローバル 段
差評価用テストウェーハを使用した。

【００５０】（２）タングステン配線ディッシング評価
用テストウェーハ 酸化膜付き４インチシリコンウェーハ（酸化膜厚：２μ
ｍ）に１００μｍ幅、深さ０．７μｍの溝を、スペース
が１００μｍ間隔で形成する。この上にスパッタ法でタ
ングス テンを厚み２μｍ形成した。このようにして作
製したタングステン配線ディッシング評 価用テストウ
ェーハを使用した。

【００５１】（３）ダスト，スクラッチ評価用テストウ
ェーハ 酸化膜付き４インチシリコンウェーハ（酸化膜厚：１μ
ｍ）を使用した。

【００５２】２．研磨方法 クッション層として“Ｓｕｂａ４００”（ロデール・ニ
ッタ（株）製）またはアクリロニトリルブタジエンゴム
シートを使用し、その上に両面接着テープ“４４２Ｊ”
（住友スリーエム（株）製）または“７０２１”
（（株）寺岡製作所製）で試験すべき研磨パッドを貼り
付け、二層の研磨パッドを作製した。次に研磨パッドを
研磨機“ＬＭ−１５Ｅ”（ラップマスターＳＦＴ（株）
製）の定盤上に貼り付けた。その後ダイヤモンドコンデ
ィショナ“ＣＭＰ−Ｍ”（旭ダイヤモンド工業（株）
製）（直径１４２ｍｍ）を用い、押し付け圧力０．０４
ＭＰａ、研磨定盤回転数２５ｒｐｍ、コンディショナ回
転数２５ｒｐｍで研磨定盤と同方向に回転させ、純水を
１０ｍｌ／分で研磨パッド上に供給しながら５分間、研
磨パッドのコンディショニングを行った。純水を１００
ｍｌ／分で研磨パッド上に供給しながら研磨パッド上を
２分間洗浄した後に、グローバル段差評価用テストウェ
ーハを研磨ヘッドに取り付け、取扱説明書に記載された
使用濃度の研磨スラリー“ＳＣ−１”（キャボット社
製）を３５ｍｌ／分で研磨パッド上に供給しながら、研
磨圧力０．０４ＭＰａ、研磨定盤回転数４５ｒｐｍ、研
磨ヘッド回転数４５ｒｐｍで研磨定盤と同方向に回転さ
せ、所定時間研磨を行った。ウェーハ表面を乾燥させな
いようにし、直ちに純水をかけながらポリビニルアルコ
ールスポンジでウェーハ表面を洗浄し、乾燥圧縮空気を
吹き付けて乾燥した。グローバル段差評価用テストウェ
ーハのセンタ１０ｍｍダイ中の２０μｍラインと２３０
μｍラインの酸化膜厚みを“ラムダエース”ＶＭ−２０
００（大日本スクリーン製造（株）製）を使用して測定
し、それぞれの厚みの差をグローバル段差として評価し
た。

【００５３】また上記と同じコンディショニングを行
い、タングステン配線ディッシング評価用テストウェー
ハを研磨ヘッドに取り付け、取扱説明書に記載された使
用濃度の研磨スラリー“ＳＥＭＩ−ＳＰＥＲＳＥ Ｗ−
Ａ４００”（キャボット社製）と酸化剤“ＳＥＭＩ−Ｓ
ＰＥＲＳＥ ＦＥ−４００”（キャボット社製）を１：
１で混合した研磨スラリーを３５ｍｌ／分で研磨パッド
上に供給しながら、研磨圧力０．０４ＭＰａ、研磨定盤
回転数４５ｒｐｍ、研磨ヘッド回転数４５ｒｐｍで研磨
定盤と同方向に回転させ、所定時間研磨を行った。ウェ
ーハ表面を乾燥させないようにし、直ちに純水をかけな
がらポリビニルアルコールスポンジでウェーハ表面を洗
浄し、乾燥圧縮空気を吹き付けて乾燥した。タングステ
ン表面のディッシング状態を超深度形状測定顕微鏡“Ｖ
Ｋ−８５００”（（株）キーエンス製）で測定した。

【００５４】また上記と同じコンディショニングを行
い、ダスト，スクラッチ評価用テストウェーハを研磨ヘ
ッドに取り付け、取扱説明書に記載された使用濃度の研
磨スラリー“ＳＣ−１”（キャボット社製）を３５ｍｌ
／分で研磨パッド上に供給しながら、研磨圧力０．０４
ＭＰａ、研磨定盤回転数４５ｒｐｍ、研磨ヘッド回転数
４５ｒｐｍで研磨定盤と同方向に回転させ、所定時間研
磨を行った。ウェーハ表面を乾燥させないようにし、直
ちに純水をかけながらポリビニルアルコールスポンジで
ウェーハ表面を洗浄し、自然状態に放置して乾燥を行っ
た後、ゴミ検査装置“ＷＭ−３”（（株）トプコン製）
で０．５μｍ以上のダストを検査し、その後マイクロス
コープでスクラッチを検査した。

【００５５】実施例１ ポリプロピレングリコール１００重量部とジフェニルメ
タンジイソシアネート９０重量部と水０．６重量部とア
ミン系触媒１．１重量部とシリコーン整泡剤１．０重量
部をＲＩＭ成型機で混合して、金型に吐出して加圧成型
を行い、厚み３．０ｍｍの発泡ポリウレタンシート（マ
イクロゴムＡ硬度：４６度，密度：０．７７ｇ／ｃ
ｍ³、平均気泡径：３５μｍ）を作製した。該発泡ポリ
ウレタンシートを、アゾビスイソブチロニトリル０．１
重量部を添加したメチルメタクリレート８５重量部、Ｎ
−フェニルマレイミド１５重量部の混合液に９０分間浸
漬した。次にメチルメタクリレート、Ｎ−フェニルマレ
イミドが含浸した該発泡ポリウレタンシートを、塩化ビ
ニル製ガスケットを介して２枚のガラス板間に挟み込ん
で、７０℃で１０時間、１２０℃で３時間加熱すること
により重合硬化させた。ガラス板間から離型した後、５
０℃で真空乾燥を行った。このようにして得られた硬質
発泡シートを厚み１．２５ｍｍにスライス加工すること
により研磨パッドを作製した。得られた研磨パッドのマ
イクロゴムＡ硬度は９３度、密度は０．７８ｇ／ｃ
ｍ³、平均気泡径は４２μｍ、研磨パッド中のポリ（メ
チルメタクリレート）とポリ（Ｎ−フェニルマレイミ
ド）合計の含有率は６７重量％であった。該研磨パッド
を直径３８０ｍｍの円に切り取り、その表面に幅２ｍ
ｍ、深さ０．５ｍｍ、ピッチ幅１５ｍｍの格子状の溝加
工を施した。

【００５６】次にこの研磨パッドを両面接着テープ“４
４２Ｊ” （住友スリーエム（株）製）を用いてクッシ
ョン層“Ｓｕｂａ４００”（ロデール・ニッタ（株）
製）の上に貼り付け、二層の研磨パッドとし、該二層研
磨パッドを研磨機の定盤上に貼り付け、研磨評価を行っ
た。グローバル段差評価用テストウェーハの２０μｍ幅
配線領域と２３０μｍ幅配線領域のグローバル段差が
０．２μｍになった研磨時間は４分であった。酸化膜表
面が露出したときのタングステン配線（１００μｍ幅）
中央部のディッシング深さは０．０３μｍであった。ダ
スト数は６個、スクラッチは０個であった。

【００５７】実施例２ ポリプロピレングリコール１００重量部とジフェニルメ
タンジイソシアネート９０重量部と水０．６重量部とア
ミン系触媒１．１重量部とシリコーン整泡剤１．０重量
部をＲＩＭ成型機で混合して、金型に吐出して加圧成型
を行い、厚み３．０ｍｍの発泡ポリウレタンシート（マ
イクロゴムＡ硬度：４５度，密度：０．７３ｇ／ｃ
ｍ³、平均気泡径：３６μｍ）を作製した。該発泡ポリ
ウレタンシートを、アゾビスイソブチロニトリル０．１
重量部を添加したメチルメタクリレート７５重量部、Ｎ
−フェニルマレイミド１５重量部、エチレングリコール
ジメタクリレート１０重量部の混合液に９０分間浸漬し
た。次にメチルメタクリレート、Ｎ−フェニルマレイミ
ド、エチレングリコールジメタクリレートが含浸した該
発泡ポリウレタンシートを、塩化ビニル製ガスケットを
介して２枚のガラス板間に挟み込んで、７０℃で１０時
間、１２０℃で３時間加熱することにより重合硬化させ
た。ガラス板間から離型した後、５０℃で真空乾燥を行
った。このようにして得られた硬質発泡シートを厚み
１．２５ｍｍにスライス加工することにより研磨パッド
を作製した。得られた研磨パッドのマイクロゴムＡ硬度
は９５度、密度は０．７５ｇ／ｃｍ³、平均気泡径は４
０μｍ、研磨パッド中のポリ（メチルメタクリレート）
とポリ（Ｎ−フェニルマレイミド）とポリ（エチレング
リコールジメタクリレート）合計の含有率は６８重量％
であった。該研磨パッドを直径３８０ｍｍの円に切り取
り、その表面に幅２ｍｍ、深さ０．５ｍｍ、ピッチ幅１
５ｍｍの格子状の溝加工を施した。

【００５８】次にこの研磨パッドを両面接着テープ“４
４２Ｊ” （住友スリーエム（株）製）を用いてクッシ
ョン層“Ｓｕｂａ４００”（ロデール・ニッタ（株）
製）の上に貼り付け、二層の研磨パッドとし、該二層研
磨パッドを研磨機の定盤上に貼り付け、研磨評価を行っ
た。

【００５９】グローバル段差評価用テストウェーハの２
０μｍ幅配線領域と２３０μｍ幅配線領域のグローバル
段差が０．２μｍになった研磨時間は４分であった。

【００６０】酸化膜表面が露出したときのタングステン
配線（１００μｍ幅）中央部のディッシング深さは０．
０３μｍであった。ダスト数は８個、スクラッチは０個
であった。

【００６１】実施例３ ポリプロピレングリコール１００重量部とジフェニルメ
タンジイソシアネート９０重量部と水０．６重量部とア
ミン系触媒１．１重量部とシリコーン整泡剤１．０重量
部をＲＩＭ成型機で混合して、金型に吐出して加圧成型
を行い、厚み３．０ｍｍの発泡ポリウレタンシート（マ
イクロゴムＡ硬度：４７度，密度：０．７３ｇ／ｃ
ｍ³、平均気泡径：３３μｍ）を作製した。該発泡ポリ
ウレタンシートを、アゾビスイソブチロニトリル０．１
重量部を添加したメチルメタクリレート７０重量部、Ｎ
−フェニルマレイミド１５重量部、エチレングリコール
ジメタクリレート１０重量部、メタクリル酸５重量部の
混合液に９０分間浸漬した。次にメチルメタクリレー
ト、Ｎ−フェニルマレイミド、エチレングリコールジメ
タクリレート、メタクリル酸が含浸した該発泡ポリウレ
タンシートを、塩化ビニル製ガスケットを介して２枚の
ガラス板間に挟み込んで、７０℃で１０時間、１２０℃
で３時間加熱することにより重合硬化させた。ガラス板
間から離型した後、５０℃で真空乾燥を行った。このよ
うにして得られた硬質発泡シートを厚み１．２５ｍｍに
スライス加工することにより研磨パッドを作製した。得
られた研磨パッドのマイクロゴムＡ硬度は９７度、密度
は０．７８ｇ／ｃｍ³、平均気泡径は４３μｍ、研磨パ
ッド中のポリ（メチルメタクリレート）とポリ（Ｎ−フ
ェニルマレイミド）とポリ（エチレングリコールジメタ
クリレート）とポリ（メタクリル酸）合計の含有率は６
７重量％であった。該研磨パッドを直径３８０ｍｍの円
に切り取り、その表面に幅２ｍｍ、深さ０．５ｍｍ、ピ
ッチ幅１５ｍｍの格子状の溝加工を施した。

【００６２】次にこの研磨パッドを両面接着テープ“４
４２Ｊ” （住友スリーエム（株）製）を用いてクッシ
ョン層“Ｓｕｂａ４００”（ロデール・ニッタ（株）
製）の上に貼り付け、二層の研磨パッドとし、該二層研
磨パッドを研磨機の定盤上に貼り付け、研磨評価を行っ
た。グローバル段差評価用テストウェーハの２０μｍ幅
配線領域と２３０μｍ幅配線領域のグローバル段差が
０．２μｍになった研磨時間は４分であった。酸化膜表
面が露出したときのタングステン配線（１００μｍ幅）
中央部のディッシング深さは０．０３μｍであった。ダ
スト数は７個、スクラッチは０個であった。

【００６３】実施例４ ポリプロピレングリコール１００重量部とジフェニルメ
タンジイソシアネート９０重量部と水０．６重量部とア
ミン系触媒１．１重量部とシリコーン整泡剤１．０重量
部をＲＩＭ成型機で混合して、金型に吐出して加圧成型
を行い、厚み３．０ｍｍの発泡ポリウレタンシート（マ
イクロゴムＡ硬度：４７度，密度：０．７３ｇ／ｃ
ｍ³、平均気泡径：３３μｍ）を作製した。該発泡ポリ
ウレタンシートを、アゾビスイソブチロニトリル０．１
重量部を添加したメチルメタクリレート７０重量部、Ｎ
−フェニルマレイミド１５重量部、エチレングリコール
ジメタクリレート１０重量部、メタクリル酸５重量部の
混合液に６０分間浸漬した。次にメチルメタクリレー
ト、Ｎ−フェニルマレイミド、エチレングリコールジメ
タクリレート、メタクリル酸が含浸した該発泡ポリウレ
タンシートを、塩化ビニル製ガスケットを介して２枚の
ガラス板間に挟み込んで、７０℃で１０時間、１２０℃
で３時間加熱することにより重合硬化させた。ガラス板
間から離型した後、５０℃で真空乾燥を行った。このよ
うにして得られた硬質発泡シートを厚み１．２５ｍｍに
スライス加工することにより研磨パッドを作製した。得
られた研磨パッドのマイクロゴムＡ硬度は９７度、密度
は０．７８ｇ／ｃｍ³、平均気泡径は４３μｍ、研磨パ
ッド中のポリ（メチルメタクリレート）とポリ（Ｎ−フ
ェニルマレイミド）とポリ（エチレングリコールジメタ
クリレート）とポリ（メタクリル酸）合計の含有率は５
５重量％であった。該研磨パッドを直径３８０ｍｍの円
に切り取り、その表面に幅２ｍｍ、深さ０．５ｍｍ、ピ
ッチ幅１５ｍｍの格子状の溝加工を施した。

【００６４】次にこの研磨パッドを両面接着テープ“４
４２Ｊ” （住友スリーエム（株）製）を用いてクッシ
ョン層“Ｓｕｂａ４００”（ロデール・ニッタ（株）
製）の上に貼り付け、二層の研磨パッドとし、該二層研
磨パッドを研磨機の定盤上に貼り付け、研磨評価を行っ
た。グローバル段差評価用テストウェーハの２０μｍ幅
配線領域と２３０μｍ幅配線領域のグローバル段差が
０．２μｍになった研磨時間は４分であった。酸化膜表
面が露出したときのタングステン配線（１００μｍ幅）
中央部のディッシング深さは０．０３μｍであった。ダ
スト数は５個、スクラッチは０個であった。

【００６５】実施例５ ポリプロピレングリコール１００重量部とジフェニルメ
タンジイソシアネート９０重量部と水０．６重量部とア
ミン系触媒１．１重量部とシリコーン整泡剤１．０重量
部をＲＩＭ成型機で混合して、金型に吐出して加圧成型
を行い、厚み３．０ｍｍの発泡ポリウレタンシート（マ
イクロゴムＡ硬度：４７度，密度：０．７３ｇ／ｃ
ｍ³、平均気泡径：３３μｍ）を作製した。該発泡ポリ
ウレタンシートを、アゾビスイソブチロニトリル０．１
重量部を添加したメチルメタクリレート７０重量部、Ｎ
−フェニルマレイミド１５重量部、エチレングリコール
ジメタクリレート１０重量部、メタクリル酸５重量部の
混合液に３０分間浸漬した。次にメチルメタクリレー
ト、Ｎ−フェニルマレイミド、エチレングリコールジメ
タクリレート、メタクリル酸が含浸した該発泡ポリウレ
タンシートを、塩化ビニル製ガスケットを介して２枚の
ガラス板間に挟み込んで、７０℃で１０時間、１２０℃
で３時間加熱することにより重合硬化させた。ガラス板
間から離型した後、５０℃で真空乾燥を行った。このよ
うにして得られた硬質発泡シートを厚み１．２５ｍｍに
スライス加工することにより研磨パッドを作製した。得
られた研磨パッドのマイクロゴムＡ硬度は９７度、密度
は０．７８ｇ／ｃｍ³、平均気泡径は４３μｍ、研磨パ
ッド中のポリ（メチルメタクリレート）とポリ（Ｎ−フ
ェニルマレイミド）とポリ（エチレングリコールジメタ
クリレート）とポリ（メタクリル酸）合計の含有率は４
３重量％であった。該研磨パッドを直径３８０ｍｍの円
に切り取り、その表面に幅２ｍｍ、深さ０．５ｍｍ、ピ
ッチ幅１５ｍｍの格子状の溝加工を施した。

【００６６】次にこの研磨パッドを両面接着テープ“４
４２Ｊ” （住友スリーエム（株）製）を用いてクッシ
ョン層“Ｓｕｂａ４００”（ロデール・ニッタ（株）
製）の上に貼り付け、二層の研磨パッドとし、該二層研
磨パッドを研磨機の定盤上に貼り付け、研磨評価を行っ
た。グローバル段差評価用テストウェーハの２０μｍ幅
配線領域と２３０μｍ幅配線領域のグローバル段差が
０．２μｍになった研磨時間は４分であった。酸化膜表
面が露出したときのタングステン配線（１００μｍ幅）
中央部のディッシング深さは０．０４μｍであった。ダ
スト数は５個、スクラッチは０個であった。

【００６７】実施例６ 実施例３で作製した研磨パッドを使用し、クッション層
としてアクリロニトリルブタジエンゴムシート（厚み：
１ｍｍ，マイクロゴムＡ硬度：７０度）を、両面接着テ
ープ“７０２１” （（株）寺岡製作所製）を用いて貼
り付け、二層の研磨パッドとした。該二層研磨パッドを
研磨機の定盤上に貼り付け、実施例１と同様に研磨評価
を行った。グローバル段差評価用テストウェーハの２０
μｍ幅配線領域と２３０μｍ幅配線領域のグローバル段
差が０．２μｍになった研磨時間は４分であった。酸化
膜表面が露出したときのタングステン配線（１００μｍ
幅）中央部のディッシング深さは０．０３μｍであっ
た。ダスト数は６個、スクラッチは０個であった。

【００６８】比較例１ ポリプロピレングリコール１００重量部とジフェニルメ
タンジイソシアネート９０重量部と水０．６重量部とア
ミン系触媒１．１重量部とシリコーン整泡剤１．０重量
部をＲＩＭ成型機で混合して、金型に吐出して加圧成型
を行い、厚み３．０ｍｍの発泡ポリウレタンシート（マ
イクロゴムＡ硬度：４６度，密度：０．７７ｇ／ｃ
ｍ³、平均気泡径：３５μｍ）を作製した。該発泡ポリ
ウレタンシートを、アゾビスイソブチロニトリル０．１
重量部を添加したメチルメタクリレートに９０分間浸漬
した。次にメチルメタクリレートが含浸した該発泡ポリ
ウレタンシートを、塩化ビニル製ガスケットを介して２
枚のガラス板間に挟み込んで、７０℃で１０時間、１２
０℃で３時間加熱することにより重合硬化させた。ガラ
ス板間から離型した後、５０℃で真空乾燥を行った。こ
のようにして得られた硬質発泡シートを厚み１．２５ｍ
ｍにスライス加工することにより研磨パッドを作製し
た。得られた研磨パッドのマイクロゴムＡ硬度は９４
度、密度は０．７８ｇ／ｃｍ³、平均気泡径は４４μ
ｍ、研磨パッド中のポリメチルメタクリレートの含有率
は６７重量％であった。該研磨パッドを直径３８０ｍｍ
の円に切り取り、その表面に幅２ｍｍ、深さ０．５ｍ
ｍ、ピッチ幅１５ｍｍの格子状の溝加工を施した。

【００６９】次にこの研磨パッドを両面接着テープ“４
４２Ｊ” （住友スリーエム（株）製）を用いてクッシ
ョン層“Ｓｕｂａ４００”（ロデール・ニッタ（株）
製）の上に貼り付け、二層の研磨パッドとし、該二層研
磨パッドを研磨機の定盤上に貼り付け、研磨評価を行っ
た。グローバル段差評価用テストウェーハの２０μｍ幅
配線領域と２３０μｍ幅配線領域のグローバル段差が
０．２μｍになった研磨時間は６分であった。酸化膜表
面が露出したときのタングステン配線（１００μｍ幅）
中央部のディッシング深さは０．１０μｍであった。ダ
スト数は８個、スクラッチは０個であった。

【００７０】比較例２ ポリエーテル系ウレタンポリマ“アジプレン”Ｌ−３２
５（ユニローヤル社製）７８重量部と、４，４’−メチ
レン−ビス（２−クロロアニリン）２０重量部と、中空
高分子微小球体“エクスパンセル”５５１ＤＥ（ケマノ
ーベル社製）１．８重量部をＲＩＭ成形機で混合して金
型に吐出して高分子成形体を作製した。この高分子成形
体をスライサーで厚み１．２５ｍｍにスライスして、硬
質発泡ポリウレタンのシートを作製し、実施例１と同様
の溝加工を施し、研磨パッドとした。得られた研磨パッ
ドのマイクロゴムＡ硬度は９８度，密度は０．８０，平
均気泡径は３３μｍであった。該研磨パッドを直径３８
０ｍｍの円に切り取り、その表面に幅２ｍｍ、深さ０．
５ｍｍ、ピッチ幅１５ｍｍの格子状の溝加工を施した。

【００７１】次にこの研磨パッドを両面接着テープ“４
４２Ｊ” （住友スリーエム（株）製）を用いてクッシ
ョン層“Ｓｕｂａ４００”（ロデール・ニッタ（株）
製）の上に貼り付け、二層の研磨パッドとし、該二層研
磨パッドを研磨機の定盤上に貼り付け、研磨評価を行っ
た。グローバル段差評価用テストウェーハの２０μｍ幅
配線領域と２３０μｍ幅配線領域のグローバル段差が
０．２μｍになった研磨時間は７分であった。酸化膜表
面が露出したときのタングステン配線（１００μｍ幅）
中央部のディッシング深さは０．１３μｍであった。ダ
スト数は１８個、スクラッチは１個であった。

【００７２】

【発明の効果】本発明により、グローバル段差が小さ
く、金属配線でのディッシングが起こりにくく、ダス
ト，スクラッチが少ない研磨パッドを提供することがで
きる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3C058 AA09 CB02 DA17 4J011 AA05 CA01 CB03 CC03 4J100 AB00Q AB02Q AC03Q AJ02Q AJ09Q AL00Q AL08Q AM45P AM47P AM48P BA03P BA05P BA16P BB01P BC04P BC43P CA01 CA03 FA17 FA27 JA43 JA46

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一般式（Ｉ）で表される単量体から重合
   される重合体を含有することを特徴とする研磨パッド。 【化１】 （式中のＲ¹，Ｒ²は水素、メチル基、エチル基から選ば
   れる置換基を表す。Ｒ³は炭素数１〜２０のアルキル
   基，アリール基，アラルキル基，シクロアルキル基から
   選ばれる置換基を表す。）
2. 【請求項２】 一般式（Ｉ）で表される単量体から重合
   される重合体、およびその他のビニル系単量体から重合
   される重合体、およびポリウレタンを含有することを特
   徴とする研磨パッド。 【化２】 （式中のＲ¹，Ｒ²は水素、メチル基、エチル基から選ば
   れる置換基を表す。Ｒ³は炭素数１〜２０のアルキル
   基，アリール基，アラルキル基，シクロアルキル基から
   選ばれる置換基を表す。）
3. 【請求項３】 その他のビニル系単量体が一般式（II）
   で表される単量体であることを特徴とする、請求項２記
   載の研磨パッド。 ＣＨ₂＝ＣＲ⁴ＣＯＯＲ⁵ （II） （式中のＲ⁴は水素、メチル基、エチル基から選ばれる
   置換基を表す。Ｒ⁵は水素、メチル基、エチル基、プロ
   ピル基、ブチル基から選ばれる置換基を表す。）
4. 【請求項４】 発泡構造を有することを特徴とする、請
   求項１〜３のいずれかに記載の研磨パッド。
5. 【請求項５】 マイクロゴムＡ硬度が８０度以上である
   ことを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の研
   磨パッド。
6. 【請求項６】 半導体基板の研磨用であることを特徴と
   する、請求項１〜５のいずれかに記載の研磨パッド。
7. 【請求項７】 一般式（Ｉ）で表される単量体を含有す
   る単量体または単量体混合物を、発泡構造を有するポリ
   ウレタン中に含浸させた後、重合硬化させることを特徴
   とする研磨パッドの製造方法。 【化３】 （式中のＲ¹，Ｒ²は水素、メチル基、エチル基から選ば
   れる置換基を表す。Ｒ³は炭素数１〜２０のアルキル
   基，アリール基，アラルキル基，シクロアルキル基から
   選ばれる置換基を表す。）
8. 【請求項８】 被研磨物を研磨ヘッドに固定し、研磨定
   盤に固定した請求項１〜６のいずれかに記載の研磨パッ
   ドを該被研磨物と接触させた状態で、研磨ヘッドおよび
   ／または研磨定盤を回転させることを特徴とする研磨方
   法。
9. 【請求項９】 被研磨物が半導体基板であることを特徴
   とする請求項８記載の研磨方法。