JP2003124161A - 研磨パッド、研磨装置、およびそれを用いた研磨方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 グローバル平坦性，ユニフォーミティがとも
に良好で、かつ、ダスト，スクラッチが少ない研磨パッ
ドを得ること。 【解決手段】 （１）曲げ弾性率が１００ＭＰａ以上２
７０ＭＰａ以下で、かつ、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研磨パッド。 （２）研磨ヘッド、研磨ヘッドに対峙する（１）の研磨
パッド、該研磨パッドを固定する研磨定盤、ならびに、
研磨ヘッドおよび／または研磨定盤を回転させるための
駆動装置を具備することを特徴とする研磨装置。 （３）被研磨物を研磨ヘッドに固定し、研磨定盤に固定
した（１）の研磨パッドを、該被研磨物と接触せしめた
状態で、研磨ヘッドおよび／または研磨定盤を回転せし
めることを特徴とする研磨方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は研磨パッド、研磨装
置、およびそれを用いた研磨方法に関するものであり、
さらには、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工程に
利用できる研磨パッド、研磨装置、およびそれを用いた
研磨方法に関する。

【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すぎると絶縁
層等の凹凸の密度が異なる部分での平坦性であるグロー
バル平坦性が悪くなる。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主に使用
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、グローバル平坦性については実用レベルの特性
が得られているものの、半導体基板全面の平坦性の均一
性であるユニフォーミティが不良であることが問題であ
った。また、特開２００１−１０５３００号公報におい
ては曲げ弾性率が３５００〜４００００ｋｇ／ｃｍ²で
ある研磨パッドにより、グローバル平坦性を改良するこ
とが提案されている。しかしながら、この研磨パッド
は、高硬度発泡ポリウレタンパッドと比較してグローバ
ル平坦性が良好であるものの、ユニフォーミティとして
はまだ満足のゆくものではなく、また、ダスト，スクラ
ッチの点でも改良の余地があった。

【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
ーバル平坦性，ユニフォーミティがともに良好で、か
つ、ダスト，スクラッチが少ない研磨パッド、さらには
該研磨パッドを使用した研磨装置およびそれを用いた研
磨方法を提供しようとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題の解決に本発明
は以下の構成からなる。

【０００７】（１）曲げ弾性率が１００ＭＰａ以上２７
０ＭＰａ以下で、かつ、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研磨パッド。

【０００８】（２）研磨ヘッド、研磨ヘッドに対峙する
（１）の研磨パッド、該研磨パッドを固定する研磨定
盤、ならびに、研磨ヘッドおよび／または研磨定盤を回
転させるための駆動装置を具備することを特徴とする研
磨装置。

【０００９】（３）被研磨物を研磨ヘッドに固定し、研
磨定盤に固定した（１）の研磨パッドを、該被研磨物と
接触せしめた状態で、研磨ヘッドおよび／または研磨定
盤を回転せしめて研磨を行うことを特徴とする研磨方
法。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明は、従来グローバル平坦性
の追求に主眼がおかれ、高弾性率、高硬度の研磨パッド
が開発されてきていたところ、発想を転換し、低い弾性
率でありながら硬度としては高い研磨パッドとするとこ
ろにより上記課題の解決を図ったところに特徴がある。

【００１１】本発明の研磨パッドは、グローバル平坦
性，ユニフォーミティがともに良好で、かつ、ダスト，
スクラッチが少ない研磨パッドを提供するために、曲げ
弾性率が１００ＭＰａ以上２７０ＭＰａ以下で、かつ、
マイクロゴムＡ硬度が８０度以上であることが必須であ
る。曲げ弾性率が１００ＭＰａ未満である場合はグロー
バル平坦性が不良になる傾向があり、２７０ＭＰａを越
える場合はユニフォーミティが悪化する傾向がある。曲
げ弾性率が１５０ＭＰａ以上２５０ＭＰａ以下であるこ
とがより好ましい。また、マイクロゴムＡ硬度が８０度
未満である場合は、グローバル平坦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。

【００１２】本発明の研磨パッドの材質は特に限定され
るものではない。具体的にはポリエチレン、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、ポリフッ化ビニリデン、ポ
リメチルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリアミ
ド、ポリアセタール、ポリイミド、エポキシ樹脂、不飽
和ポリエステル樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、
ＡＢＳ樹脂、ベークライト、エポキシ樹脂／紙，エポキ
シ樹脂／繊維等の各種積層板、ＦＲＰ、天然ゴム、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、エチレンプロピレンゴム、シリコーンゴム、フッ素
ゴム等の各種ゴム等を使用することができる。

【００１３】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、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。な
お、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。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。

【００１４】発泡構造を有するシート状高分子の材質
は、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、天然ゴム、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、エチレンプロピレンゴ
ム、シリコーンゴム、フッ素ゴム等の各種ゴム等を主成
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。これらの中でも、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。

【００１５】発泡構造を有するシート状高分子の平均気
泡径は、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、例えばポリウレタン
を使用する場合は５００μｍ以下であることが、製造さ
れる研磨パッドのグローバル平坦性や半導体基板の局所
的凹凸の平坦性であるローカル平坦性が良好である点で
好ましい。平均気泡径が３００μｍ以下、さらには１０
０μｍ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。

【００１６】発泡構造を有するシート状高分子の密度
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、例えばポリウレタンを使用
する場合は０．５〜１．０ｇ／ｃｍ³であることが好ま
しい。０．５ｇ／ｃｍ³より低いと製造される研磨パッ
ドの曲げ弾性率の低下によりグローバル平坦性が不良に
なる傾向があり、１．０ｇ／ｃｍ³より高いと製造され
る研磨パッドの曲げ弾性率の増大によりユニフォーミテ
ィが悪化したり、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であることが本発
明の曲げ弾性率とマイクロゴムＡ硬度を達成する研磨パ
ッドを製造する上でさらに好ましい。なお、密度は日本
工業規格（ＪＩＳ）Ｋ ７２２２記載の方法により測定
した値をいう。

【００１７】単量体は付加重合、重縮合、重付加、付加
縮合、開環重合等の重合反応をするものであれば種類は
特に限定されるものではない。具体的にはビニル化合
物、エポキシ化合物、イソシアネート化合物、ジカルボ
ン酸等が挙げられる。これらの中でも、シート状高分子
への含浸，重合が容易な点でビニル化合物が好ましい。
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、イソボルニルメタクリ
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、Ｎ−イソプロピルマレイミ
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，Ｎ’−（４，４’−ジフェニルメタン）ビ
スマレイミド、ビス（３−エチル−５−メチル−４−マ
レイミドフェニル）メタン、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）アクリレートがシート状高分
子への含浸，重合が容易な点で好ましい。また、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等の
多官能ビニル化合物やイソボルニルメタクリレート、Ｎ
−フェニルマレイミド、α−メチルスチレン等の耐熱性
向上効果を有するビニル化合物は、本発明の曲げ弾性率
とマイクロゴムＡ硬度を達成する上で使用することが好
ましい。なお、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。

【００１８】本発明の研磨パッドに使用される単量体の
重合開始剤，硬化剤としては特に限定されるものではな
く、単量体の種類に応じて適宜使用することができる。
例えば単量体にビニル化合物を使用した場合は、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，硬化剤は、１種であっても２種以上を混合しても
使用できる。

【００１９】また、本発明においては、単量体が入った
容器中で、発泡構造を有するシート状高分子に単量体を
接触させ、内部に該単量体を含有させて重合・硬化させ
る方法が採用できる。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。

【００２０】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
としてメチルメタクリレート、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４０／６０〜７０／３０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４０に満たない場合は、曲げ弾性率の低下に
よりグローバル平坦性が不良になる傾向があるため好ま
しくない。また、含有比率が７０を越える場合は、曲げ
弾性率の増大によりユニフォーミティが悪化したり、ダ
スト、スクラッチが増加する傾向にあるため好ましくな
い。単量体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４０／６０〜６５／３５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。

【００２１】本発明の研磨パッドを製造するための具体
的手段としては、例えば、シート状高分子として発泡構
造を有する密度０．６〜０．９の発泡ポリウレタンを用
い、また、単量体としてメチルメタクリレートと多官能
ビニル化合物および／または耐熱性向上効果を有するビ
ニル化合物との混合物を用い、前記単量体から重合され
る重合体とポリウレタンの含有比率を重量比で４０／６
０〜６５／３５の範囲に調整し、また、以下に示すよう
な重合硬化方法を採用すること等が挙げられる。このよ
うな手段により、本発明の、低い曲げ弾性率でありなが
ら、高いマイクロゴムＡ硬度を有した研磨パッドを得る
ことができる。

【００２２】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），ポリアミド等のガスバリア性を有する樹
脂，フィルム、多層押出成型やラミネート，コーティン
グ等の方法により作製された、ポリビニルアルコール
（ＰＶＡ），エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶ
Ａ），ポリアミド等のガスバリア性を有する樹脂とポリ
オレフィン系樹脂の積層樹脂，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。また、袋のように重
合硬化中に破れる可能性がある場合においては、それを
さらにガスバリア性を有する筐体中に入れることも好ま
しい。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，密
閉し、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、例えば単量体にメチルメタクリレート、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℃，１０
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、例えば単量体にビニル化合
物，シート状高分子にポリウレタンを使用した場合、ビ
ニル化合物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、ビニ
ル化合物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、ビニル化合物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、ビニル化合物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、“Ｉ
Ｒμｓ”（ＳＰＥＣＴＲＡ−ＴＥＣＨ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材またはそ
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ユニフォーミティが悪化する
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、グローバル平坦性やロ
ーカル平坦性が良好である点で好ましい。平均気泡径が
３００μｍ以下、さらには１００μｍ以下であることが
さらに好ましい。

【００３３】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
曲げ弾性率の低下によりグローバル平坦性が不良になる
傾向があり、１．０ｇ／ｃｍ³より高いと曲げ弾性率の
増大によりユニフォーミティが悪化したり、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。

【００３４】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、研磨パッド表面をルーター等の装置を使用して切削
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。

【００３５】本発明において製造される研磨パッドは、
単層でもさらに別の素材を重ねても好ましく使用され
る。ＣＭＰによる半導体ウェーハの平坦化に使用する場
合は、本発明の研磨パッドにマイクロゴム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材を積層
して用いることがウェーハのうねりへの追随性に優れ、
ユニフォーミティが良好になるため好ましい。

【００３６】クッション材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。

【００３７】クッション材の好ましい厚みは、０．１〜
１０ｍｍである。０．１ｍｍより小さい場合は、ユニフ
ォーミティが悪化する傾向がある。また１０ｍｍより大
きい場合は、グローバル平坦性，ローカル平坦性が損な
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。

【００３８】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材が研磨
時にずれないように固定し、かつクッション材から研磨
パッドがずれないように固定する必要がある。研磨定盤
とクッション材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
引してクッション材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。クッション材と研磨パッ
ド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。

【００３９】また、本発明においては、研磨特性の低下
等の理由で研磨パッドを交換する必要が生じた場合に、
研磨定盤にクッション材を固着した状態で、特性の低下
した研磨パッドのみをクッション材から取り外した後、
新しい研磨パッドを貼り付けることにより、研磨パッド
を交換することも可能である。クッション材は研磨パッ
ドに比べて耐久性があるので、研磨パッドだけを交換す
ることはコスト面で好ましいことである。

【００４０】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。

【００４１】次に、本発明の研磨パッドを使用した研磨
装置および研磨方法について説明する。

【００４２】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。

【００４３】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パッドが研磨ヘッドに
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れる。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であることが良好な研磨特性
を得られるため好ましい。

【００４４】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パッド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
ングにいずれについても、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。

【００４５】本発明により、グローバル平坦性，ユニフ
ォーミティがともに良好で、かつ、ダスト，スクラッチ
が少ない研磨パッド、さらには該研磨パッドを使用した
研磨装置およびそれを用いた研磨方法を提供することが
できる。

【００４６】

【実施例】以下、実施例によって、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。

【００４７】曲げ弾性率は、テンシロン万能試験機”Ｒ
ＴＭ−１００”（（株）オリエンテック製）を使用し
て、以下の条件により曲げ試験を行うことにより算出し
た。なお、試験は１検体につき５回行い、その平均値を
算出した。

【００４８】試験温度・湿度 ： ２３℃，５０％ 試験片寸法 ： 長さ３０ｍｍ，幅１０ｍｍ，厚み１．
２ｍｍ 支点間距離 ： ２２ｍｍ クロスヘッド速度 ： ０．６ｍｍ／分 算出方法 ：曲げ応力−たわみ曲線のはじめの直線部分
を用いて下記（１）式により算出した。

【００４９】 曲げ弾性率＝直線部分の２点間の応力の差／同じ２点間のひずみの差 ……（１）。

【００５０】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。

【００５１】研磨パッドの密度は、ＪＩＳ Ｋ ７２２
２記載の方法により測定した。

【００５２】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。

【００５３】研磨評価は次のようにして行った。

【００５４】１．テストウェーハ （１）グローバル平坦性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２
３０μｍ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２０
μｍ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平坦性評価用
テストウェーハを使用した。

【００５５】（２）ユニフォーミティ，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。

【００５６】２．研磨方法 クッション材として“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”ＴＫＮＬ−７００７−ＨＰ”（タイガースポリ
マー（株）製）を使用し、その上に両面接着テープ“４
４２Ｊ”（住友スリーエム（株）製）または“７０２
１”（（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
０．０４ＭＰａ、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１００ｍｌ／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、グローバル平坦性評価
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４５
ｒｐｍ、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。グローバル平坦性評価
用テストウェーハのセンタ１０ｍｍダイ中の２０μｍラ
インと２３０μｍラインの酸化膜厚みを“ラムダエー
ス”ＶＭ−２０００（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平
坦性として評価した。

【００５７】また上記と同じコンディショニングを行
い、表面の酸化膜の厚みを、あらかじめ“ラムダエー
ス”ＶＭ−２０００（大日本スクリーン製造（株）製）
を使用して決められた１９８点につき測定した、ユニフ
ォーミティ，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
０．０４ＭＰａ、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、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。また、研磨後
の酸化膜の厚みを“ラムダエース”ＶＭ−２０００（大
日本スクリーン製造（株）製）を使用して決められた１
９８点につき測定して、下記（２）式により各々の点で
の研磨速度を算出し、下記（３）式によりユニフォーミ
ティを算出した。

【００５８】 研磨速度＝（研磨前の酸化膜の厚み−研磨後の酸化膜の厚み）／研磨時間 ……（２）。

【００５９】 ユニフォーミティ(%)＝（最大研磨速度−最小研磨速度）／（最大研磨速度 ＋最小研磨速度）×１００ ……（３）。

【００６０】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：４８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９０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３０分間浸漬した。次にメチルメタクリレート、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、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曲げ弾性率は２０１ＭＰａ、
マイクロゴムＡ硬度は９０度、密度は０．７８ｇ／ｃｍ
³、平均気泡径は４０μｍ、研磨パッド中のポリ（メチ
ルメタクリレート）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５６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。

【００６１】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
ョン材“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。

【００６２】グローバル平坦性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。
ユニフォーミティは９．２％、ダスト数は５個、スクラ
ッチは０個であった。

【００６３】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：４６度，密度：０．７２ｇ／ｃ
ｍ³、平均気泡径：３１μｍ）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９０重量部、Ｎ
−フェニルマレイミド１０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曲
げ弾性率は２１４ＭＰａ、マイクロゴムＡ硬度は９１
度、密度は０．７８ｇ／ｃｍ³、平均気泡径は４０μ
ｍ、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５７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
ョン材“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。

【００６５】グローバル平坦性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。
ユニフォーミティは９．３％、ダスト数は７個、スクラ
ッチは０個であった。

【００６６】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：４４度，密度：０．７５ｇ／ｃ
ｍ³、平均気泡径：３４μｍ）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７５０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曲げ弾性率は２２３
ＭＰａ、マイクロゴムＡ硬度は９３度、密度は０．７７
ｇ／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）合計の含有率は６０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。

【００６７】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
ョン材“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。

【００６８】グローバル平坦性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。
ユニフォーミティは８．９％、ダスト数は７個、スクラ
ッチは０個であった。

【００６９】実施例４ 実施例３で作製した研磨パッドを使用し、クッション材
としてアクリロニトリルブタジエンゴムシート”ＴＫＮ
Ｌ−７００７−ＨＰ”（タイガースポリマー（株）製、
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。グローバル平坦性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。ユニフォーミティは８．８％、ダスト数は７個、ス
クラッチは０個であった。

【００７０】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：４５度，密度：０．７６ｇ／ｃ
ｍ³、平均気泡径：３８μｍ）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５時間浸漬し
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、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曲げ弾性率は４１３ＭＰａ、マイ
クロゴムＡ硬度は９５度、密度は０．７９ｇ／ｃｍ³、
平均気泡径は４８μｍ、研磨パッド中のポリメチルメタ
クリレートの含有率は７１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。

【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
ョン材“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３分であった。ユニフォ
ーミティは２４．２％、ダスト数は２８個、スクラッチ
は２個であった。

【００７２】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
ドの曲げ弾性率は３１０ＭＰａ、マイクロゴムＡ硬度は
９８度，密度は０．８１，平均気泡径は３３μｍ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。

【００７３】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
ョン材“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。ユニフォ
ーミティは１４．９％、ダスト数は１５個、スクラッチ
は１個であった。

【００７４】比較例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：４２度，密度：０．７３ｇ／ｃ
ｍ³、平均気泡径：３８μｍ）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１５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曲げ弾性率は８５ＭＰａ、マ
イクロゴムＡ硬度は５９度、密度は０．７３ｇ／ｃ
ｍ³、平均気泡径は４１μｍ、研磨パッド中のポリメチ
ルメタクリレートの含有率は３８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。

【００７５】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
ョン材“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。

【００７６】研磨を１０分行ったが、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に至らなかっ
た。ユニフォーミティは１０．８％、ダスト数は８個、
スクラッチは０個であった。

【００７７】

【発明の効果】本発明により、グローバル平坦性，ユニ
フォーミティがともに良好で、かつ、ダスト，スクラッ
チが少ない研磨パッド、さらには該研磨パッドを使用し
た研磨装置およびそれを用いた研磨方法を提供すること
ができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3C058 AA07 AA09 CA01 CB01 CB02 CB10 DA12 DA17 4F071 AA33 AA53 AF20Y AF25Y AF28 AH13 BA02 BB01 BB12 BC03 BC10

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 曲げ弾性率が１００ＭＰａ以上２７０Ｍ
   Ｐａ以下で、かつ、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研磨パッド。
2. 【請求項２】 発泡構造を有することを特徴とする、請
   求項１記載の研磨パッド。
3. 【請求項３】 ポリウレタンを含有することを特徴とす
   る、請求項１または２に記載の研磨パッド。
4. 【請求項４】 ポリウレタン、およびビニル化合物から
   重合される重合体を含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】 半導体基板の研磨用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】 研磨ヘッド、研磨ヘッドに対峙する請求
   項１〜５のいずれかに記載の研磨パッド、該研磨パッド
   を固定する研磨定盤、ならびに、研磨ヘッドおよび／ま
   たは研磨定盤を回転させるための駆動装置を具備するこ
   とを特徴とする研磨装置。
7. 【請求項７】 半導体基板の研磨用であることを特徴と
   する、請求項６記載の研磨装置。
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１〜５のいずれかに記載の研磨パッ
   ドを、該被研磨物と接触せしめた状態で、研磨ヘッドお
   よび／または研磨定盤を回転せしめて研磨を行うことを
   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。