JP2004343099A - 研磨パッドおよび化学機械研磨方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 研磨速度に優れ且つ平坦化に優れた研磨を可能とする化学機械研磨のための研磨パッドを提供すること。
【解決手段】 （Ａ）架橋ジエンエラストマーおよび（Ｂ）酸無水物構造を有する重合体からなり、上記（Ａ）成分および上記（Ｂ）成分の合計量を１００質量％とした場合に、上記（Ａ）成分が７０〜９９．９質量％であり、上記（Ｂ）成分が０．１〜３０質量％でありそして比重が０．９〜１．２である研磨パッド。
【選択図】 なし

Description

本発明は、研磨パッド、特に絶縁膜／金属膜研磨用研磨パッド並びに化学機械研磨方法に関する。さらに詳しくは、研磨速度に優れ且つ平坦性に優れた研磨を可能とする研磨パッド、特に絶縁膜および金属膜の双方の研磨速度に優れる研磨パッド並びに化学機械研磨方法に関する。

本発明は、半導体ウェハ等の表面の研磨等に広く利用される。

高い平坦性を有する表面を形成できる研磨方法としてＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）が近年注目されている。ＣＭＰでは研磨パッドと被研磨面とを相対的に摺動しながら、研磨パッド表面に砥粒が分散された水系分散体であるスラリーを上方から流下させて研磨が行われる。

このＣＭＰにおいて生産性を大きく左右する因子として研磨速度が挙げられる。この研磨速度はスラリーの保持量を多くすることにより大幅に向上できるとされている。

従来より、ＣＭＰ用研磨パッドには数十μｍ径の空孔が形成された発泡ポリウレタンが用いられている。ポリウレタンは、一般的に耐水性に劣るためパッドの耐久性に問題がある。一方、耐水性に優れるブタジエンゴム等のエラストマーを用いた場合は、水に対する濡れ性が低く研磨速度が低い問題がある。また、スラリー保持のために発泡体にすると平坦性が十分に得られないことも問題である。

上記事情に鑑みて、本発明の目的は、研磨速度に優れ且つ平坦性に優れた研磨を可能とする研磨パッドを提供することにある。

本発明の他の目的は、絶縁膜および金属膜の双方の研磨速度に優れる研磨パッドを提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、本発明の研磨パッドを用いる化学機械研磨方法を提供することにある。

本発明のさらに他の目的および利点は、以下の説明から明らかになろう。

本発明によれば、本発明の上記目的および利点は、第１に、（Ａ）架橋ジエンエラストマーおよび（Ｂ）酸無水物構造を有する重合体からなり、上記（Ａ）成分および上記（Ｂ）成分の合計量を１００質量％とした場合に、上記（Ａ）成分が７０〜９９．９質量％であり、上記（Ｂ）成分が０．１〜３０質量％でありそして比重が０．９〜１．２であることを特徴とする研磨パッドによって達成される。

また、本発明によれば、本発明の上記目的および利点は、第２に、被研磨体の表面を本発明の研磨パッドで化学機械研磨に付して被研磨体の該表面を平坦にすることを特徴とする、被研磨体の化学機械研磨法によって達成される。

本発明を以下に詳細に説明する。

上記「（Ａ）架橋ジエンエラストマー」とは、ジエン単量体の重合（した）単位を含み且つ架橋構造を有するエラストマーである。このジエン単量体の重合単位は、重合後に水素添加されていても、されていなくてもよい。また、この（Ａ）架橋ジエンエラストマーは、ジエン単量体の重合単位をエラストマー全体に基き、好ましくは４０〜１００質量％、より好ましくは６０〜１００質量％、さらに好ましくは８０〜１００質量％で含有する。

上記（Ａ）架橋ジエンエラストマーとしては、例えば架橋ブタジエンエラストマー、架橋イソプレンエラストマー等が挙げられる。この架橋ブタジエンエラストマーとしては、例えば、ブタジエンゴム、１，２−ポリブタジエン、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体（ＳＢＳ）の如きポリマーを架橋反応させた架橋ゴム、並びにその水素添加重合体例えばＳＢＳの水素添加ブロック共重合体（ＳＥＢＳ）等が挙げられる。これらのエラストマーは１種類を用いてもよいし、２種類以上を混合して用いてもよい。また、このイソプレンエラストマーとしては、例えば、イソプレンゴム、スチレンーイソプレンゴム、イソブチレン・イソプレンゴムの如きポリマーを架橋反応させた架橋ゴム、並びにその水素添加物等が挙げられる。これらのエラストマーは１種類を用いてもよいし、２種類以上を混合して用いてもよい。これらの架橋ジエンエラストマーのなかでも、硬度の高い組成物が得られるため、架橋１，２−ポリブタジエンを用いることが特に好ましい。

上記（Ａ）架橋ジエンエラストマーを得る架橋方法は特に限定されないが、通常、架橋剤を用いて架橋させる。この架橋剤は、硫黄でも有機過酸化物でもよいが、半導体研磨においては、硫黄等の不純物を嫌うため有機過酸化物が好ましい。この有機過酸化物としては、例えば、過酸化ジクミル、過酸化ジ−ｔ−ブチル、過酸化ジエチル、過酸化ジアセチル、過酸化ジアシル等が挙げられる。これらの１種類を用いてもよいし、２種類以上を混合して用いてもよい。

上記（Ｂ）酸無水物構造を有する重合体は、下記式（１）で表される酸無水物構造を有する重合体である。

（Ｂ）酸無水物構造を有する重合体としては、例えば、(1)主鎖に酸無水物構造を有する重合体、（２）主鎖に酸無水物構造を有さず側鎖にのみ酸無水物構造を有する重合体、（３）主鎖および側鎖の双方に酸無水物構造を有する重合体のいずれであってもよい。

上記（１）主鎖に酸無水物構造を有する重合体は、例えば、酸無水物構造を有する単量体の重合体または酸無水物構造を有する単量体と酸無水物構造を有しない単量体との共重合体として得ることができる。

後者の酸無水物構造を有しない単量体を用いた共重合体は、酸無水物構造を有する単量体に由来する重合単位を、両単量体の重合単位の合計に対し０．１〜４０モル％で含有するのが好ましく、０．５〜３０モル％で含有するのがさらに好ましく、１．０〜２５モル％で含有するのが特に好ましい。

上記酸無水物構造を有する単量体としては、例えば無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸、無水エンドメチレンテトラヒドロフタル酸等を挙げることができる。上記酸無水物構造を有しない単量体としては、例えば共役ジエン化合物、芳香族単量体、（メタ）アクリル酸エステル化合物等を挙げることができる。

共役ジエン化合物としては、例えば１，３−ブタジエン、イソプレン、２，３−ジメチル−１，３−ブタジエン、クロロプレン等；
芳香族単量体としては、例えばスチレン、α−メチルスチレン、ｏ−ヒドロキシスチレン、ｍ−ヒドロキシスチレン、ｐ−ヒドロキシスチレン等；
（メタ）アクリル酸エステル化合物としては、例えばメチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシメチル（メタ）アクリレート、３−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、ジメチルアミノメチル（メタ）アクリレート、ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート等をそれぞれ挙げることができる。

上記（２）主鎖に酸無水物構造を有さず側鎖にのみ酸無水物構造を有する重合体は、例えば酸無水物構造を有さない重合体を、酸無水物構造を有する単量体で変性することにより得ることができる。ここで「変性」とは、例えば、酸無水物構造を有さない重合体を、酸無水物構造を有する単量体と過酸化物例えば過酸化水素、有機過酸化物等の存在下で加熱し、酸無水物構造を有さない重合体に酸無水物構造を有する側鎖を付加する方法、あるいは酸無水物構造を有しない重合体を、分子内に少なくとも２つの酸無水物構造を有する化合物および／または分子内に酸無水物構造とカルボキシル基を有する化合物並びに触媒例えば酸、アルカリまたは金属触媒の存在下で加熱し、酸無水物構造を有さない重合体に酸無水物構造を有する側鎖を付加する方法等によって得ることができる。

酸無水物構造を有する単量体は、酸無水物構造を有さない単量体１００重量部当り０．１〜１５０重量部であることが好ましく、０．５〜１１０重量部であることがさらに好ましく、１．０〜７５重量部であることが特に好ましい。

ここで、上記主鎖に酸無水物構造を有さない重合体としては、例えばポリオレフィン、ジエン（共）重合体、ジエン（共）重合体の水素添加物、（メタ）アクリル酸エステル重合体等を挙げることができる。

上記ポリオレフィンとしては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、エチレン／プロピレン共重合体、エチレン／ブテン共重合体等；
上記ジエン（共）重合体としては、例えば、ブタジエンゴム、１，２−ポリブタジエン、スチレン／ブタジエン共重合体、イソプレンゴム等をそれぞれ挙げることができる。

また、上記（メタ）アクリル酸エステル重合体としては、例えば（メタ）アクリル酸エステルの単独重合体または共重合体を挙げることができる。上記（メタ）アクリル酸エステルとしては、例えばメチル（メタ）アクリレート、γ−（メタ）アクリルオキシプロピル（ジメトキシ）メチルシラン、γ−オキシプロピルトリメトキシ（メタ）アクリレート、グリシジル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシメチル（メタ）アクリレート、３−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、ジメチルアミノメチル（メタ）アクリレート、ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート等を挙げることができる。

また、上記酸無水物構造を有する単量体としては、（１）主鎖に酸無水物構造を有する重合体を合成するために用いる酸無水物構造を有する単量体として上記例示したものと同じものを挙げることができる。

上記分子内に少なくとも２つの酸無水物構造を有する化合物としては、例えば無水ピロメリット酸、３，３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物等；
分子内に酸無水物構造とカルボキシル基を有する化合物としては、例えば無水トリメリット酸等をそれぞれ挙げることができる。

上記（３）主鎖および側鎖の双方に酸無水物構造を有する重合体は、例えば上記（１）主鎖に酸無水物構造を有する重合体を、酸無水物構造を有する単量体で変性することにより得ることができる。この場合の「変性」は上記（２）における変性と同様に行うことができる。

これらのうち、（２）主鎖に酸無水物構造を有さず側鎖にのみ酸無水物構造を有する重合体を使用することが好ましく、ポリオレフィンまたはジエン（共）重合体の水素添加物を、炭素−炭素二重結合を有するジカルボン酸無水物で変性したものを使用することがさらに好ましく、無水マレイン酸変性ポリエチレン、無水マレイン酸変性ポリプロピレンおよび無水マレイン酸変性スチレン／ブタジエン共重合体が特に好ましい。

上記「（Ｂ）重合体」の酸価、すなわち脂質１ｇに含まれる遊離脂肪酸を中和するのに要する水酸化カリウムのｍｇ数は、０．１〜５００ｍｇＫＯＨ／ｇであるのが好ましく、さらに好ましくは０．５〜４００ｍｇ ＫＯＨ／ｇ、特に好ましくは１〜３００ｍｇ ＫＯＨ／ｇである。０．１ｍｇ ＫＯＨ／ｇよりも小さい場合、親水性に欠けるのに加え、研磨速度が低下する場合があり好ましくない。また、５００ｍｇ ＫＯＨ／ｇよりも大きい場合、吸湿性が極端に向上し、そのため吸湿によるパッドの硬度低下が生じる場合があり、好ましくない。

この酸価は、酸無水物構造もこの酸価の測定条件においては開環して、酸として計量されることになる。

上記（Ｂ）成分は通常上記（Ａ）成分の中に島として分散されて、全体として海島構造となっており、これらの両者にてマトリックスを構成している。

上記（Ａ）成分と上記（Ｂ）成分の含有量は、（Ａ）成分および（Ｂ）成分の合計量を１００質量％とした場合に、（Ａ）成分が７０〜９９．９質量％、好ましくは７５〜９９．５質量％、さらに好ましくは８０〜９９質量％であり、（Ｂ）成分が０．１〜３０質量％、好ましくは０．５〜２５質量％、さらに好ましくは１〜２０質量％である。（Ｂ）成分が０．１質量％未満の場合は、研磨速度を向上させる十分な効果が得られないことがある。一方、（Ｂ）成分が３０質量％を超える場合は、研磨速度を向上させる効果が飽和しており、含有させる物質によっては、この組成物から形成される研磨パッドの成形性が低下したり、強度が低下することがある。

本発明においては、場合によっては、スラリーとの親和性を高めるために上記（Ａ）成分と（Ｂ）成分からなるマトリックス中に官能基を有し且つ（Ａ）成分と（Ｂ）成分とは異なる親水性物質を含有させることができる。

ここで、官能基を有する親水性物質としては、官能基を有する単量体を使用した（共）重合体、または上記（Ａ）成分と同じ材料がカルボキシル基、ヒドロキシル基、エポキシ基およびアミノ基等の少なくとも１種により変性されている重合体等を挙げることができる。この重合体は、架橋されていても架橋されていなくてもよいが、架橋されているのが好ましい。この親水性物質としては、好ましくは、以下に例示するように、官能基を有する単量体同士を重合したものか、または官能基を有する単量体の濃度が８０モル％以上のような、官能基成分の割合が極めて高いものが用いられる。

官能基を有する単量体を使用した（共）重合体としては、例えば、（共）重合体の繰り返し単位として、（ａ）１個の重合性不飽和基と、カルボキシル基、アミノ基、ヒドロキシル基、エポキシ基、スルホン酸基およびリン酸基よりなる群から選ばれる少なくとも１種の官能基とを有する単量体（以下、「単量体（ａ）」ともいう。）の重合単位、および／または（ｂ）少なくとも２個の重合性不飽和基を有する単量体（架橋性単量体、以下、「単量体（ｂ）」ともいう。）の重合単位を含有する（共）重合体、または上記単量体（ａ）および／または（ｂ）の重合単位と、その他の共重合可能な単量体の重合単位を含有する共重合体が挙げられる。

また、上記単量体（ａ）のうち、上記カルボキシル基を有する単量体としては、例えば（１）（メタ）アクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、テトラコン酸、けい皮酸の如き不飽和カルボン酸、（２）フタル酸、こはく酸、アジピン酸の如き非重合性多価カルボン酸と（メタ）アリルアルコール、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレートの如き水酸基含有不飽和化合物とのモノエステル等の遊離カルボキシル基含有エステル、（３）これらの塩化合物等が挙げられる。これらのなかでも不飽和カルボン酸が好ましい。

アミノ基を有する単量体としては、三級アミノ基を有する単量体が好ましく、例えばジメチルアミノメチル（メタ）アクリレート、ジエチルアミノメチル（メタ）アクリレート、２−ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、２−ジエチルアミノエチル（メタ）アクリレート、２−（ジ−ｎ−プロピルアミノ）エチル（メタ）アクリレート、２−ジメチルアミノプロピル（メタ）アクリレート、２−ジエチルアミノプロピル（メタ）アクリレート、２−（ジ−ｎ−プロピルアミノ）プロピル（メタ）アクリレート、３−ジメチルアミノプロピル（メタ）アクリレート、３−ジエチルアミノプロピル（メタ）アクリレート、３−（ジ−ｎ−プロピルアミノ）プロピル（メタ）アクリレートの如きジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリレート；Ｎ−ジメチルアミノメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ジエチルアミノメチル（メタ〉アクリルアミド、Ｎ−（２−ジメチルアミノエチル）（メタ）アクリルアミド、Ｎ−（２−ジエチルアミノエチル）（メタ）アクリルアミド、Ｎ−（２−ジメチルアミノプロピル）（メタ）アクリルアミド、Ｎ−（２−ジエチルアミノプロピル）（メタ）アクリルアミド、Ｎ−（３−ジメチルアミノプロピル）（メタ）アクリルアミド、Ｎ−（３−ジエチルアミノプロピル）（メタ）アクリルアミドの如きＮ−ジアルキルアミノアルキル基含有不飽和アミド；Ｎ，Ｎ−ジメチル−ｐ−アミノスチレン、Ｎ，Ｎ−ジエチル−ｐ−アミノスチレン、ジメチル（ｐ−ビニルベンジル）アミン、ジエチル（ｐ−ビニルベンジル）アミン、ジメチル（ｐ−ビニルフェネチル）アミン、ジエチル（ｐ−ビニルフェネチル）アミン、ジメチル（ｐ−ビニルベンジルオキシメチル）アミン、ジメチル〔２−（ｐ−ビニルベンジルオキシ）エチル〕アミン、ジエチル（ｐ−ビニルベンジルオキシメチル）アミン、ジエチル〔２−（ｐ−ビニルベンジルオキシ）エチル〕アミン、ジメチル（ｐ−ビニルフェネチルオキシメチル）アミン、ジメチル〔２−（ｐ−ビニルフェネチルオキシ）エチル〕アミン、ジエチル（ｐ−ビニルフェネチルオキシメチル）アミン、ジエチル〔２−（ｐ−ビニルフェネチルオキシ）エチル〕アミン、２−ビニルピリジン、３−ビニルピリジン、４−ビニルピリジンの如き三級アミノ基含有ビニル芳香族化合物等が挙げられる。なかでもジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリレート、三級アミノ基含有ビニル芳香族化合物が好ましい。

ヒドロキシル基を有する単量体としては、例えば２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、３−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、３−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、４−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレートの如きヒドロキシアルキル（メタ）アクリレート；ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールの如きポリアルキレングリコール（アルキレングリコール単位数は例えば２〜２３）のモノ（メタ）アクリレート；Ｎ−ヒドロキシメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ビス（２−ヒドロキシエチル）（メタ）アクリルアミドの如きヒドロキシル基含有不飽和アミド；ｏ−ヒドロキシスチレン、ｍ−ヒドロキシスチレン、ｐ−ヒドロキシスチレン、ｏ−ヒドロキシ−α−メチルスチレン、ｍ−ヒドロキシ−α−メチルスチレン、ｐ−ヒドロキシ−α−メチルスチレン、ｐ−ビニルベンジルアルコールの如きヒドロキシル基含有ビニル芳香族化合物；（メタ）アリルアルコール等が挙げられる。なかでもヒドロキシアルキル（メタ）アクリレート、ヒドロキシル基含有ビニル芳香族化合物が好ましい。

エポキシ基を有する単量体としては、例えば（メタ）アリルグリシジルエーテル、グリシジル（メタ）アクリレート、３，４−オキシシクロヘキシル（メタ）アクリレート等が挙げられる。

スルホン酸基を有する単量体としては、例えば（１）２−（メタ）アクリルアミドエタンスルホン酸、２−（メタ）アクリルアミドプロパンスルホン酸、３−（メタ）アクリルアミドプロパンスルホン酸、２−（メタ）アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸、３−（メタ）アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸の如き（メタ）アクリルアミド単量体、（２）２−スルホン酸エチル（メタ）アクリレート、２−スルホン酸プロピル（メタ）アクリレート、３−スルホン酸プロピル（メタ）アクリレート、１，１−ジメチル−２−スルホン酸エチル（メタ）アクリレートの如き（メタ）アクリレート単量体、（３）ｐ−ビニルベンセンスルホン酸、ｐ−イソプロペニルベンセンスルホン酸の如きビニル芳香族化合物単量体および（４）これらの塩化合物等が挙げられる。

リン酸基を有する単量体としては、例えばリン酸エチレン（メタ）アクリレート、リン酸トリメチレン（メタ）アクリレート、リン酸テトラメチレン（メタ）アクリレート、リン酸プロピレン（メタ）アクリレート、リン酸ビス（エチレン（メタ）アクリレート）、リン酸ビス（トリメチレン（メタ）アクリレート）、リン酸ビス（テトラメチレン（メク）アクリレート）、リン酸ジエチレングリコール（メタ）アクリレート、リン酸トリエチレングリコール（メタ）アクリレート、リン酸ポリエチレングリコール（メタ）アクリレート、リン酸ビス（ジエチレングリコール（メタ）アクリレート）、リン酸ビス（トリエチレングリコール（メタ）アクリレート）、リン酸ビス（ポリエチレングリコール（メタ）アクリレート）、これらの塩化合物等が挙げられる。

また、上記単量体（ｂ）としては、例えばエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、プロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、１，４−ブタンジオールジ（メタ）アクリレート、１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパンジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジビニルベンゼン、ジイソプロペニルベンゼン、トリビニルベンゼン等が挙げられる。これらは、１種単独であるいは２種類以上を組み合わせて用いることができる。

上記親水性物質は、上記単量体（ａ）および（ｂ）並びに（ａ）、（ｂ）以外の単量体を適宜組み合わせ製造することができる。その重合形式についても特に制限はなく、ラジカル（共）重合、アニオン（共）重合、カチオン（共）重合等、任意の重合方法を採ることができる。また、その共重合体はランダム共重合体、ブロック共重合体、グラフト共重合体等、いずれの構造の共重合体であってもよい。

上記親水性物質の使用量は、上記（Ａ）成分、上記（Ｂ）成分および親水性物質の合計を１００質量％とした場合、好ましくは５０質量％以下、より好ましくは３０％以下、特に好ましくは１５質量％以下である。なお、これらが一体となってマトリックスすなわち水溶性粒子等を分散させる媒体を形成することとなる。

水溶性物質（Ｃ）は、上記（Ａ）成分および上記（Ｂ）成分、必要に応じて含有される親水性物質からなるマトリックス材（樹脂成分）中に、好ましくは分散されて含有されている。

この「水溶性物質（Ｃ）」は、水と接触することによりマトリックス材表面から遊離して、スラリーによる研磨を行う場合のスラリーを保持するための空孔であるポアを形成できるものをいう。水溶性物質が研磨パッドから遊離した後にできるこの空孔の平均孔径、すなわちマトリックス中に含まれる脱離する前のこの水溶性物質の大きさ（平均径）は、好ましくは０．１〜５００μｍであり、より好ましくは０．５〜３００μｍ、さらに好ましくは５〜１００μｍである。

水溶性物質には、水溶性高分子のような水に溶解する物質の他、吸水性樹脂のような、水との接触により膨潤またはゲル化してそのために遊離することができるものを含むものとする。この水溶性物質は、水を主成分とし、それとメタノール等が混合された媒体によって溶解または膨潤するものであってもよい。また、この水溶性物質は、通常分散体としてマトリックス材中に分散されている。

水溶性物質（Ｃ）は、通常、固体状物であるが、これに限らず液状物であってもよい。この固体状物としては、例えば、粒子、繊維状物例えばウィスカ状、他の線状物等およびテトラポッド状物等の異形形状物等が用いられる。

この水溶性粒子の場合の平均粒径は、例えば０．１〜５００μｍとすることができ、好ましくは０．５〜３００μｍ、より好ましくは５〜１００μｍである。この平均粒径が０．１μｍ未満の場合は、形成される空孔が小さく、砥粒を十分に保持できる研磨パッドが得られないことがある。一方、これが５００μｍを超える場合は、得られる研磨パッドの機械的強度が低下してしまうことがある。なお、この平均粒径はマトリックス中における水溶性物質の最大長さの平均値であるものとする。

また、この水溶性物質（Ｃ）の材料は、有機系でも無機系でもよい。このうち、有機系のものが好ましい。

水溶性有機物質としては、例えばデキストリン、シクロデキストリン、マンニット、糖類例えば乳糖等、セルロース類例えばヒドロキシプロピルセルロース、メチルセルロース等、でんぷん、タンパク質、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリビニルスルホン酸、ポリアクリル酸、ポリエチレンオキサイド、水溶性の感光性樹脂、スルホン化ポリイソプレン等を挙げることができる。これらの１種類を用いてもよいし、２種類以上を混合して用いてもよい。

水溶性無機物質としては、例えば酢酸カリウム、硝酸カリウム、炭酸カリウム、炭酸水素カリウム、臭化カリウム、リン酸カリウム、硫酸カリウム、硫酸マグネシウムおよび硝酸カルシウム等を挙げることができる。これらの１種類を用いてもよいし、２種類以上を混合して用いてもよい。

さらに、液状の水溶性物質の場合、その種類は特に限定されないが、使用によるスラリーへの溶出等により研磨性能に悪影響を与えないものが好ましい。この例としては、有機酸例えば、ギ酸、酢酸等および酸化剤例えば過酸化水素溶液、過酢酸水溶液、硝酸等が挙げられる。

この水溶性物質（Ｃ）の含有量は、上記「マトリックス材」を１００体積％とした場合に、好ましくは５０体積％以下、より好ましくは０．１〜４０体積％、さらに好ましくは１〜３０体積％、特に好ましくは１〜２０体積％である。水溶性物質（Ｃ）の含有量が５０体積％を超える場合は、得られる研磨パッドの硬度および機械的強度を適正な値に保持できないことがある。

マトリックス材には、その全体に水溶性物質（Ｃ）が分散されて含有されている。そして、この研磨パッド用組成物から得られる研磨パッドにおいては、水と接触してその最表層に存在する水溶性物質（Ｃ）が溶出することにより空孔が形成される。この空孔はスラリーを保持し、研磨屑を一時的に滞留させる機能を有する。水溶性物質は、研磨パッド中において水系分散体であるスラリーと接触することにより溶解または膨潤し、マトリックス材から離脱する。

また、水溶性物質（Ｃ）は、研磨パッド内において表層に露出した場合にのみ水に溶解し、研磨パッド内部では吸湿したり、膨潤しないことが好ましい。このため、水溶性物質（Ｃ）は最外部の少なくとも一部に吸湿を抑制する外殻を備えることが好ましい。この外殻は水溶性物質（Ｃ）に物理的に吸着していても、水溶性物質（Ｃ）と化学結合していても、さらにはこの両方により水溶性物質（Ｃ）に接していてもよい。このような外殻を形成する材料としては、例えばエポキシ樹脂、ポリイミド、ポリアミド、ポリシリケート等を挙げることができる。この外殻は水溶性物質（Ｃ）の一部のみに形成されていても十分に上記効果を得ることができる。

この水溶性物質（Ｃ）は、空孔を形成する機能以外にも、研磨パッド中においては、研磨パッドの押し込み硬さを大きくする機能を有する。例えば、ショアーＤ硬さを３５〜１００とする。この押し込み硬さが大きいことにより研磨パッドにおいて被研磨面に負荷する圧力を大きくすることができる。このため、研磨速度を向上させるばかりでなく、同時に高い研磨平坦性が得られる。従って、この水溶性物質（Ｃ）は、研磨パッドにおいて十分な押し込み硬さを確保できる中実体であることが特に好ましい。

本発明の研磨パッドには、さらに、従来よりスラリーに含有されている酸化剤、有機酸、アルカリ金属の水酸化物および酸、ｐＨ調節剤、界面活性剤、スクラッチ防止剤等の少なくとも１種を含有させることができる。これにより、この研磨パッドを用いた場合には、研磨時に水のみを供給して研磨を行うことも可能となる。しかし、従来よりスラリーに含有されている砥粒および多価金属イオンは含有しないことが好ましい。さらに、本発明の研磨パッドには、必要に応じて、充填剤、軟化剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、滑剤、可塑剤等の各種の添加剤を配合することができる。

上記「酸化剤」としては、水溶性のものであれば特に制限されることなく使用することができる。この酸化剤としては、具体的には、過酸化水素、過酢酸、過安息香酸、ｔｅｒｔ−ブチルハイドロパーオキサイドの如き有機過酸化物、過マンガン酸カリウムの如き過マンガン酸化合物、重クロム酸カリウムの如き重クロム酸化合物、ヨウ素酸カリウムの如きハロゲン酸化合物、硝酸および硝酸鉄の如き硝酸化合物、過塩素酸の如き過ハロゲン酸化合物、フェリシアン化カリウムの如き遷移金属塩、過硫酸アンモニウムの如き過硫酸塩、硝酸鉄、硝酸セリウムアンモニウムの如き多価金属の塩、並びにケイタングステン酸、リンタングステン酸、ケイモリブデン酸、リンモリブデン酸の如きへテロポリ酸等が拳げられる。これらのうち２種以上を組み合わせて使用してもよい。また、これらのうちでは、金属元素を含有せず、分解生成物が無害である過酸化水素および有機過酸化物が特に好ましい。これらの酸化剤を含有させることにより、特にウェハの被加工膜等の金属層を研磨する場合に、研磨速度を大きく向上させることができる。

酸化剤の含有量は、パッド全体を１００質量部（以下、単に「部」ともいう）とした場合に、好ましくは０〜１０部とすることができ、特に好ましくは０〜５部である。

上記「有機酸」は、上記酸化剤を安定化させることができ、さらに、研磨速度をより向上させることができる。この有機酸としては、パラトルエンスルホン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸、イソプレンスルホン酸、グルコン酸、乳酸、クエン酸、酒石酸、リンゴ酸、グリコール酸、マロン酸、ギ酸、シユウ酸、コハク酸、フマル酸、マレイン酸およびフタル酸等が挙げられる。これらのうち、グルコン酸、乳酸、クエン酸、酒石酸、リンゴ酸、グリコール酸、マロン酸、ギ酸、シユウ酸、コハク酸、フマル酸、マレイン酸およびフタル酸が好ましい。また、これらのうち、酒石酸、リンゴ酸、コハク酸、フタル酸が特に好ましい。これらの有機酸は１種のみを用いてもよいし、２種以上を併用することもできる。パッド全体に含まれる有機酸の含有量は、パッド全体を１００部とした場合に、好ましくは０〜１０部、特に好ましくは０〜５部である。なお、前記のように、水溶性物質として有機酸を用いる場合には、この有機酸をさらに含有させなくてもよいし、さらに多量に必要の場合には含有させてもよい。さらに、好ましい酸であり且つ固体である酒石酸、リンゴ酸、コハク酸、フタル酸等を配合することもできる。

上記界面活性剤としては、例えばカチオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、非イオン系界面活性剤のいずれも使用することができる。カチオン系界面活性剤としては、例えば脂肪族アミン塩、脂肪族アンモニウム塩が挙げられる。また、アニオン系界面活性剤としては、例えば脂肪酸石鹸、アルキルエーテルカルボン酸塩の如きカルボン酸塩；アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩の如きスルホン酸塩；高級アルコール硫酸エステル塩、アルキルエーテル硫酸塩、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルの如き硫酸エステル塩；アルキルリン酸エステルの如きリン酸エステル塩などを挙げることができる。さらに、非イオン系界面活性剤としては、例えばポリオキシエチレンアルキルエーテルの如きエーテル型、グリセリンエステルのポリオキシエチレンエーテルの如きエーテルエステル型、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、グリセリンエステル、ソルビタンエステルの如きエステル型などを挙げることができる。パッド全体に含まれる界面活性剤の含有量は、パッド全体を１００部とした場合に、好ましくは０〜１０部、特に好ましくは０〜５部である。

上記充填剤としては、例えば炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、タルク、クレーの如き、剛性を向上させる材料、二酸化マンガン、三酸化二マンガン、炭酸バリウムの如き、研磨効果を備える材料等を用いてもよい。

この研磨パッドの製造方法は特に限定されない。混練工程を有する場合は公知の混練機等により混練を行うことができる。例えば、ロール、ニーダー、バンバリーミキサー、押出機（単軸、多軸）等の混練機を挙げることができる。なお、混練された研磨パッド用組成物は、プレス成形、押出成形、射出成形等によりシート状、ブロック状またはフィルム状等の所望の形状に加工することができる。また、これを所望の大きさに加工することにより研磨パッドとすることができる。

また、水溶性物質をマトリックス材中に分散させる方法は特に限定されない。通常、マトリックス材、水溶性物質およびその他の添加剤等を混練して得ることができる。この混練においてマトリックス材は加工し易いように加熱されて混練される。この時の温度において水溶性物質は固体であるものが好ましい。固体であることにより、マトリックス材との相溶性の大きさに関わらず水溶性物質を前記の好ましい平均粒径を呈する状態で分散させ易くなる。従って、使用するマトリックス材の加工温度により、水溶性物質の種類を選択することが好ましい。

これらの研磨パッドの比重は、好ましくは０．９〜１．２、特に好ましくは０．９５〜１．１５である。この比重が０．９未満であると、研磨時に被研磨体に加えることのできる圧力が低下する傾向にあり、研磨平坦性が十分でなくなることがある。また、１．２を超えると過度に架橋されている傾向にあり、研磨速度が低下することがある。

これらの研磨パッドのショアーＤ硬さは、好ましくは３５以上、より好ましくは５０〜９０、さらに好ましくは５５〜８５、そして通常１００以下である。このショアーＤ硬さが３５未満であると、研磨時に被研磨体に加えることのできる圧力が低下する傾向にあり、研磨速度が低下し、研磨平坦性が十分でなくなることがある。

また、研磨パッドの表面の研磨面にはスラリーの排出性を向上させる目的等で必要に応じて溝およびドットパターンを所定の形状で形成できる。さらに、この研磨パッドの裏面すなわち研磨面と反対側の面に、より軟質な層を張り合わせた研磨パッドのような多層構造を呈する研磨パッドとすることもできる。この研磨パッドの形状は特に限定されず、円盤状、ベルト状、ローラー状等、研磨装置に応じて適宜選択することができる。

本発明の研磨パッドは、各種の被研磨体の表面（「被加工膜」ともいう。）を研磨する研磨方法に使用することができる。この研磨方法によると、平坦性に優れた化学機械研磨を行うことができ、さらに、高い研磨速度を得ることができる。

被研磨体は特に限定されず、各種の被研磨体を用いることができる。この被加工膜としては、超ＬＳＩ等の半導体装置の製造過程においてウェハ上に設けられるシリコン酸化膜（シリカ膜）、アモルファスシリコン膜、多結晶シリコン膜、単結晶シリコン膜、シリコン窒化膜、純タングステン膜、純アルミニウム膜、純銅膜およびタングステン、アルミニウム、銅等と他の金属との合金からなる膜などが挙げられる。また、タンタル、チタンの如き金属の酸化物あるいは窒化物などからなる膜も被加工膜として挙げることができる。

本発明の研磨パッドは、例えば埋め込み金属配線の形成、微細素子の分離または層間絶縁膜の平坦化のための化学機械研磨工程に好適に用いられる。

上記埋め込み金属配線の形成における被研磨体は、少なくともその表面側に溝を備える基板すなわち半導体装置となる基板（通常、少なくともウェハとこのウェハの表面に形成された絶縁膜とを備える。さらには、絶縁膜表面にバリアメタル層を備えることができる。）である。すなわち、上記溝内に所望の材料を埋め込まれるように形成した積層体である。この被研磨体の研磨に際しては、余剰に堆積された埋め込み材料を本発明の研磨パッドを用いて化学機械研磨工程により除去し、その表面を平坦化する研磨を行うことができる。被研磨体が埋め込み材料の下層にバリアメタル層を備える場合にはバリアメタル層の研磨も研磨の後期には同時に行うことができる。また、余剰の埋め込み材料および任意的に形成されるバリアメタル層の余剰部分を除去した後、必要に応じて絶縁膜の一部をもオーバーポリッシュにより除去してもよい。

この埋め込み型積層体は、例えば図１に例示される如きものである。

すなわち、積層基板１は、シリコン等からなる基板１１と、このシリコン基板１１の上に形成された絶縁膜１２と、この絶縁膜１２の上に形成された絶縁膜１３と、この絶縁膜１３の上に溝を設けるように形成された絶縁膜１４と、この絶縁膜１４および上記溝を覆うように形成されたバリアメタル膜１５と、さらに、上記溝を充填し且つ上記バリアメタル膜１５の上に形成された配線材料からなる膜１６（配線材料表面は、絶縁膜表面の凹凸に対応した凹凸面を形成することとなる。）と、を備える。

また、上記微細素子の分離における被研磨体としては、例えば図２（ａ）に示す断面構造を有する被研磨材を挙げることができる。この被研磨材は、例えばシリコン等からなる凹凸を有する基板２１と、この基板２１の凸部上に形成されたストッパー層２２と、上記基板２１の凹部および上記ストッパー層２２とを覆うように形成された埋め込み絶縁層２３とを備えるものであることができる。

このような被研磨体の研磨においては、絶縁層２３の表面凸部を平坦化するとともに、ストッパー層２２の上部が露出するまで、絶縁層２３を平坦に除去し、図２（ｂ）に示す断面形状の如き状態とする。

さらに、上記層間絶縁膜の平坦化における被研磨体としては、例えば図３（ａ）に示す断面構造を有する被研磨材を挙げることができる。この被研磨材は、例えばシリコン等からなる基板３１と、その上に形成された絶縁膜３２と、さらにその上に形成された配線材料３３と、配線材料３３および絶縁膜３２のうち配線材料３３が形成されていない部分を覆うように形成された層間絶縁膜３４とからなる。

このような被研磨体の研磨においては、配線材料３３を露出せずに、層間絶縁膜３４の表面凸部を平坦化し、研磨終了後は図３（ｂ）に示す断面構造の如き状態とする。

ここで、上記絶縁膜１２、１４、２３および３２並びに層間絶縁膜３４を構成する絶縁材料としては、酸化シリコン（ＳｉＯ₂）膜、ＳｉＯ₂中に少量のホウ素およびリンを添加したホウ素リンシリケート膜（ＢＰＳＧ膜）、ＳｉＯ₂にフッ素をドープしたＦＳＧ（Fluorine doped silicate glass）と呼ばれる絶縁膜、低誘電率の酸化シリコン系絶縁膜等を挙げることができる。

酸化シリコン膜としては、例えば熱酸化膜、ＰＥＴＥＯＳ膜(Plasma Enhanced-TEOS膜)、ＨＤＰ膜（High Density Plasma Enhanced-TEOS膜）、熱ＣＶＤ法により得られる酸化シリコン膜等を挙げることができる。

上記熱酸化膜は、高温にしたシリコンを酸化性雰囲気に晒し、シリコンと酸素あるいはシリコンと水分を化学反応させることにより形成することができる。

上記ＰＥＴＥＯＳ膜は、テトラエチルオルトシリケート（ＴＥＯＳ）を原料として、促進条件としてプラズマを利用して化学気相成長で成膜することができる。

上記ＨＤＰ膜はテトラエチルオルトシリケート（ＴＥＯＳ）を原料として、促進条件として高密度プラズマを利用して化学気相成長で成膜することができる。

上記熱ＣＶＤ法により得られる酸化シリコン膜は、常圧ＣＶＤ法（ＡＰ−ＣＶＤ法）または減圧ＣＶＤ法（ＬＰ−ＣＶＤ法）により得ることができる。

上記ホウ素リンシリケート膜（ＢＰＳＧ膜）は、常圧ＣＶＤ法（ＡＰ−ＣＶＤ法）または減圧ＣＶＤ法（ＬＰ−ＣＶＤ法）により得ることができる。

また、上記ＦＳＧ（Fluorine doped silicate glass）と呼ばれる絶縁膜は、促進条件として高密度プラズマを利用して化学気相成長で成膜することができる。

さらに上記低誘電率の酸化シリコン系絶縁膜は、原料を例えば回転塗布法によって基体上に塗布した後酸化性雰囲気下で加熱して得ることができる。このようにして得られる低誘電率の酸化シリコン系絶縁膜としては、トリエトキシシランを原料とするＨＳＱ膜（Hydrogen Silsesquioxane膜）、テトラエトキシシランの他にメチルトリメトキシシランを原料の一部に含むＭＳＱ膜（Methyl Silsesquioxane膜）が挙げられる。また、ポリアリーレン系ポリマー、ポリアリレンエーテル系ポリマー、ポリイミド系ポリマー、ベンゾシクロブテンポリマー等の有機ポリマーを原料とする低誘電率の絶縁膜などを挙げることができる。

上記バリアメタル膜１５を構成する材料としては、例えばタンタル、窒化タンタル、窒化タングステン、チタン、窒化チタン等を挙げることができる。

上記絶縁膜１３およびストッパー層２２を構成する材料としては、例えば、窒化ケイ素等を挙げることができる。

上記配線材料１６および３３を構成する材料としては、例えば銅、アルミニウム、タングステン等を挙げることができる。なお、ここでいう銅、アルミニウムおよびタングステンは、純金属のみならず、それぞれの金属を９０％以上含んだ合金をも含む概念である。

本発明の化学機械研磨方法において、例えば、（株）荏原製作所製、型式「ＥＰＯ−１１２」、「ＥＰＯ−２２２」等や、ラップマスターＳＦＴ社製、型式「ＬＧＰ−５１０」、「ＬＧＰ−５５２」等や、アプライドマテリアル社製、品名「Ｍｉｒｒａ」等や、ラム・リサーチ社製、品名「Ｔｅｒｅｓ」等や、Ｓｐｅｅｄ Ｆａｍ−ＩＰＥＣ社製、型式「ＡＶＡＮＴＩ ４７２」等の装置を用いることができる。

これらの研磨装置において、表面に化学機械研磨用水系分散体等の砥粒が分散された研磨パッドの該表面上で被研磨材料を摺動させ、この摺動を行いながら、研磨剤である上記化学機械研磨用水系分散体等を上方（スラリー供給部等）から流下させて研磨が行われる。この化学機械研磨用水系分散体は、被研磨体により各々に適したものを適宜選択することが好ましく、この水系分散体を構成する材料は特に限定されない。かかる材料としては、例えば、水、砥粒、酸化剤、アルカリ金属の水酸化物、酸、ｐＨ調節剤、界面活性剤およびスクラッチ防止剤等の前記の各材料が挙げられる。これらは１種または２種以上を用いることができる。

以下、実施例により本発明を具体的に説明する。

研磨パッドの作製：
実施例１
９０質量％の（ａ）１，２−ポリブタジエン（ＪＳＲ（株）製、商品名「ＪＳＲ ＲＢ８３０」）、１０質量％の（ｂ）無水マレイン酸変性ポリプロピレン（三洋化成工業（株）製、商品名「ユーメックス１０１０」（酸価；５２ｍｇ ＫＯＨ／ｇ）、並びに上記（ａ）および（ｂ）の合計に対して５体積％の（ｃ）水溶性物質であるβ−シクロデキストリン（（株）横浜国際バイオ研究所製、商品名「デキシーパールβ−１００」）、を１２０℃に加熱されたニーダーにて混練した。その後、有機過酸化物（日本油脂（株）製、商品名「パークミルＤ４０」）を上記（ａ）および（ｂ）の合計１００質量部に対して１質量部添加し、さらに混練した後、金型内にて１７０℃で１８分間架橋反応させて成形し、直径６０ｃｍ、厚さ２．８ｍｍの研磨パッド（比重；０．９５）を得た。なお、このパッドには、この成型体の一面に切削加工機（（株）加藤機械製）を用いて、溝幅０．５ｍｍ、ピッチ２ｍｍ、溝深さ１．４ｍｍの同心円状の溝が形成されている。

実施例２
７０質量％の実施例１で用いた（ａ）１，２−ポリブタジエン、３０質量％の（ｂ）無水マレイン酸変性スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体の水素添加物（旭化成工業（株）製、商品名「タフテック１９１１」（酸価；２ｍｇ ＣＨ₃ＯＮａ／ｇ、２．０７ｍｇ ＫＯＨ／ｇに相当））、並びに上記（ａ）および（ｂ）の合計に対して２０体積％の実施例１で用いた（ｃ）水溶性物質を１２０℃に加熱されたニーダーにて混練した。その後、実施例１で用いた有機過酸化物を上記（ａ）１００質量部に対して１質量部添加した以外は実施例１と同様にして研磨パッド（比重；１．０８）を得た。

実施例３
９８質量％の実施例１で用いた（ａ）１，２−ポリブタジエン、２質量％の（ｂ）無水マレイン酸変性ポリプロピレン（三洋化成工業（株）製、商品名「ユーメックス１００１」（酸価；２６ｍｇ ＫＯＨ／ｇ））、並びに上記（ａ）および（ｂ）の合計に対して１体積％の実施例１で用いた（ｃ）水溶性物質を１２０℃に加熱されたニーダーにて混練した。その後、実施例１で用いた有機過酸化物を上記（ａ）１００質量部に対して１質量部添加した以外は実施例１と同様にして研磨パッド（比重；０．９４）を得た。

実施例４
９０質量％の実施例１で用いた（ａ）１，２−ポリブタジエン、１０質量％の（ｂ）無水マレイン酸変性ポリエチレン（三洋化成工業（株）製、商品名「ユーメックス２０００」（酸価；３０ｍｇ ＫＯＨ／ｇ）、並びに上記（ａ）および（ｂ）の合計に対して５体積％の実施例１で用いた（ｃ）水溶性物質を１２０℃に加熱されたニーダーにて混練した。その後、実施例１で用いた有機過酸化物を上記（ａ）１００質量部に対して１質量部添加した以外は実施例１と同様にして研磨パッド（比重；０．９５）を得た。

比較例１
７０体積％の実施例１で用いた（ａ）１，２−ポリブタジエン、および３０体積％の実施例１で用いた（ｃ）水溶性物質、を１２０℃に加熱されたニーダーにて混練した。その後、実施例１で用いた有機過酸化物を上記（ａ）１００質量部に対して１質量部添加した以外は実施例１と同様にして研磨パッド（比重；０．９６）を得た。

比較例２
９９質量％の実施例１で用いた（ａ）１，２−ポリブタジエン、１質量％の（ｂ）両末端ヒドロキシル基含有ポリブタジエン（日本曹達（株）製、商品名「ＮＩＳＳＯ−ＰＢ Ｇ３０００」）、並びに上記（ａ）および（ｂ）の合計に対して３０体積％の実施例１で用いた（ｃ）水溶性物質を１２０℃に加熱されたニーダーにて混練した。その後、実施例１で用いた有機過酸化物を上記（ａ）および（ｂ）の合計１００質量部に対して１質量部添加した以外は、実施例１と同様にして研磨パッド（比重；１．０７）を得た。

比較例３
まず、ラウリル硫酸ナトリウムを乳化剤、ベンゾイルパーオキシドを重合開始剤として、ブタジエン／アクリロニトリル／メタクリル酸／２−ヒドロキシブ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／ジビニルベンゼン＝６２／２０／５／１１／１／２（モル％）の割合の単量体をエマルジョン重合した。次いで、得られた共重合体エマルジョンを凝固し、乾燥して（ｄ）官能基含有共重合体を調製した。このときの重合転化率は、ほぼ１００％であった。

その後、９０質量％の実施例１で用いた（ａ）１，２−ポリブタジエン、８質量％の（ｅ）ポリブタジエンゴム（ＪＳＲ（株）製、商品名「ＢＲ０１」）、２質量％の上記のように調製した（ｄ）官能基含有共重合体、並びに上記（ａ）、（ｄ）および（ｅ）の合計に対して３０体積％の実施例１で用いた（ｃ）水溶性物質、を１２０℃に加熱されたニーダーにて混練した。次いで、実施例１で用いた有機過酸化物を上記（ａ）、（ｄ）および（ｅ）の合計１００質量部に対して１質量部添加した以外は実施例１と同様にして研磨パッド（比重；１．０５）を得た。

研磨性能の評価：
（１）研磨速度の評価
実施例１〜４および比較例１〜３で得られた各研磨パッドをそれぞれ研磨機（ＳＦＴ社製、型式「ラップマスター ＬＧＰ５１０」）の定盤上に装着し、定盤回転数５０ｒｐｍ、スラリーの流量１００ｍｌ／分の条件で銅膜およびシリカ膜ウェハを研磨し、各研磨パッドによる研磨性能の違いを評価し、表１に示した。なお、スラリーとして、熱酸化膜（シリカ）用はＣＭＳ１１０１（ＪＳＲ（株）製）、銅用としてｉＣｕｅ５００３（キャボット社製）を使用した。研磨速度は光学式膜厚計による膜厚変化測定により求めた。

（２）ディッシングの評価
半導体ウェハ（種々の配線巾、スペース巾を備えた研磨テスト用ウエハ：ＳＫＷ社製、商品名「ＳＫＷ−７」）を下記の条件により研磨した後、微細形状測定装置（ＫＬＡ-Ｔｅｎｃｏｒ社製、型式「Ｐ−１０」）によりライン アンド スペースが２５０μｍ ａｎｄ ２５０μｍの箇所でディッシングを測定した。その結果を表１に記載した。

スラリー；ＣＭＳ１１０１（ＪＳＲ（株）製）
化学機械研磨装置；ＥＰＯ１１２（（株）荏原製作所製）
スラリー供給量；２００ｍｌ／分
研磨荷重；４００ｇ／ｃｍ²
定盤回転数；７０ｒｐｍ
ヘッド回転数；７０ｒｐｍ
研磨速度；４００ｎｍ／分
研磨時間；５．７５分（１５％オーバーポリッシュ）

表１によれば、酸無水物基、カルボキシル基およびヒドロキシル基のいずれも有しない比較例１の研磨パッドによるシリカ膜および銅膜の研磨速度は、各々１，０５０、３，０００Å／分である。両末端ヒドロキシル基含有ポリブタジエンを用いた比較例２は、研磨速度が各々１，３４０、３，３００Å／分である。また、カルボキシル基を有する共重合体を用いた比較例３は、研磨速度が各々１，４４０、４，０００Å／分である。

一方、酸無水物基を有する重合体を含有する実施例１は、各々１，８５０および５，３００Å／分であり、比較例１と比べて、各々１．７６倍、１．７６倍であった。さらに、比較例２および３は、官能基が全くない比較例１と比べると、各研磨速度は大きくなるものの、実施例１の場合よりは小さい。すなわち、実施例１は比較例２と比べて、各々、１．３８、１．６０倍であり、比較例３と比べて、各々、１．２８、１．３３倍であった。

また、ディッシングについても、比較例１が１８０ｎｍ（実施例１の４．５倍）、比較例２が１１０ｎｍ（実施例１の２．７５倍）、比較例３が９５ｎｍ（実施例１の１．３３倍）であるが、実施例１では４０ｎｍと極めて小さい。

以上より、本実施例１の研磨パッドは、シリカ膜に対する研磨速度および銅膜に対する研磨速度のいずれも大きく、しかもディッシングも小さく、極めて研磨性能に優れることが判った。

また、表１から、実施例２〜４の研磨パッドも、実施例１の研磨パッドと同等の優れた諸性能を示すことがわかる。

以上のとおり、本発明の研磨パッドは、研磨速度の大きい研磨性能、特に絶縁膜にも金属膜にも優れた研磨性能を示すことがわかる。

化学機械研磨方法に用いられる被研磨材料（ウェハ）の説明断面図である。 化学機械研磨のための他の被研磨材の説明断面図である。（ａ）は研磨前の微細素子の分離のための被研磨材であり、（ｂ）は研磨後の微細素子が分離されたものである。 化学機械研磨のための他の被研磨材の説明断面図である。（ａ）は研磨前の層間絶縁膜の平坦化のための被研磨材であり、（ｂ）は研磨後の層間絶縁膜が平坦化されたものである。

符号の説明

１；積層基板
１１；シリコン基板
１２；絶縁膜
１３；絶縁膜
１４；ＰＥＴＥＯＳ膜
１５；バリアメタル膜
１６；銅膜

Claims (10)

1. （Ａ）架橋ジエンエラストマーおよび（Ｂ）酸無水物構造を有する重合体からなり、上記（Ａ）成分および上記（Ｂ）成分の合計量を１００質量％とした場合に、上記（Ａ）成分が７０〜９９．９質量％であり、上記（Ｂ）成分が０．１〜３０質量％でありそして比重が０．９〜１．２であることを特徴とする研磨パッド。
2. 架橋ジエンエラストマー（Ａ）が架橋ブタジエンエラストマーまたは架橋イソプレンエラストマーである請求項１に記載の研磨パッド。
3. 酸無水物構造を有する重合体（Ｂ）が主鎖のみに酸無水物構造を有する重合体、側鎖のみに酸無水物構造を有する重合体または主鎖と側鎖のいずれにも酸無水物構造を有する重合体である請求項１に記載の研磨パッド。
4. 主鎖のみに酸無水物構造を有する重合体が無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸および無水エンドメチレンテトラヒドロフタル酸よりなる群から選ばれる少なくとも１種の不飽和ジカルボン酸無水物の（共）重合体または該少なくとも１種の不飽和ジカルボン酸無水物と酸無水物構造を有さない単量体との共重合体である請求項３に記載の研磨パッド。
5. 側鎖のみに酸無水物構造を有する重合体が酸無水物構造を有さない重合体が、無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸および無水エンドメチレンテトラヒドロフタル酸よりなる群から選ばれる少なくとも１種の不飽和ジカルボン酸無水物で変性された重合体である請求項３に記載の研磨パッド。
6. 側鎖のみに酸無水物構造を有する重合体が無水マレイン酸変性ポリエチレン、無水マレイン酸変性ポリプロピレンまたは無水マレイン酸変性スチレン／ブタジエン共重合体である請求項３または５に記載の研磨パッド。
7. 主鎖と側鎖のいずれにも酸無水物構造を有する重合体が主鎖のみに酸無水物構造を有する重合体が、無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸および無水エンドメチレンテトラヒドロフタル酸よりなる群から選ばれる少なくとも１種の不飽和ジカルボン酸無水物で変性された重合体である請求項３に記載の研磨パッド。
8. 酸無水物構造を有する重合体（Ｂ）の酸価が０．１〜５００ｍｇＫＯＨ／ｇである請求項１に記載の研磨パッド。
9. 架橋ジエンエラストマー（Ａ）と酸無水物構造を有する重合体（Ｂ）がマトリックス材を形成し、そのマトリックス材の中に水溶性物質（Ｃ）をさらに含有する請求項１に記載の研磨パッド。
10. 被研磨体の表面を請求項１の研磨パッドで化学機械研磨に付して被研磨体の該表面を平坦にすることを特徴とする、被研磨体の化学機械研磨法。
    
    

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