JPWO2013039203A1 - 研磨パッド - Google Patents

Abstract

ウェハー中央部の研磨レート不足による研磨レートの低下とウェハー面内均一性の悪化を抑制するため、研磨パッドは、少なくとも研磨層とクッション層を有する研磨パッドであって、前記研磨層には厚さ方向に貫通する複数の孔が設けられていると共に、前記研磨層の研磨面には複数の溝が設けられ、貫通孔率が０．１３％以上２．１％以下であり、前記研磨面と該研磨面に連続する溝側面とのなす角度は、両側面とも１０５度以上１５０度以下である。

Description

本発明は、研磨パッドに関する。より詳しくは、本発明は、半導体、誘電／金属複合体および集積回路等において平坦面を形成するために好ましく使用される研磨パッドに関する。

半導体デバイスが高密度化するにつれ、多層配線と、これに伴う層間絶縁膜形成や、プラグ、ダマシンなどの電極形成等の技術が重要度を増している。これに伴い、これら層間絶縁膜や電極の金属膜の平坦化プロセスの重要度も増している。この平坦化プロセスのための効率的な技術として、ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）と呼ばれる研磨技術が普及している。

一般にＣＭＰ装置は、被処理物である半導体ウェハーを保持する研磨ヘッド、被処理物の研磨処理を行うための研磨パッド、および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、半導体ウェハー（以下、単にウェハーという）の研磨処理は、スラリーを用いてウェハーと研磨パッドを相対運動させることにより、ウェハー表面の層の突出した部分を除去し、ウェハー表面の層を平坦化するものである。

ＣＭＰの研磨特性については、ウェハーの局所平坦性、グローバル平坦性の確保、スクラッチの防止、高い研磨レートの確保、等に代表されるような様々な要求特性がある。そのため、これらの要求特性を達成するために、研磨特性に影響を与える因子のうち、大きなものの一つである研磨パッドの表面構成（溝や孔のパターン）について、様々な工夫がなされている。

特許第４４５４８３３号公報 特許第３３２４６４３号公報 特許第３０４２５９３号公報

しかしながら、かかる研磨表面全面に複数の孔と複数の溝を有する研磨パッドを用いた場合、ウェハー中央部の平均研磨レート（以下、単に“研磨レート”と言う場合がある）が不足するため、研磨レートの低下と研磨レートのウェハー面内均一性（以下、単に“面内均一性”と言う場合がある）の悪化（所謂、センタースロー）という課題を有していた。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ウェハー中央部の研磨レート不足による研磨レート低下と面内均一性の悪化を抑制することが可能である研磨パッドを提供することを目的とする。

発明者らは、溝の断面形状に着目し、複数の溝を後に詳述する「傾斜溝」とすることで高い面内均一性を与え、「傾斜溝」を複数の孔を有する研磨パッドに適用すると、複数の孔を有する研磨パッドの課題が解消され、顕著な効果が得られることを見出したものである。

すなわち、本発明は、少なくとも研磨層とクッション層を有する研磨パッドであって、前記研磨層には厚さ方向に貫通する複数の孔が設けられていると共に、前記研磨層の研磨面には複数の溝が設けられ、貫通孔率が０．１３％以上２．１％以下であり、前記研磨面と該研磨面に連続する溝側面とのなす角度は、両側面とも１０５度以上１５０度以下であることを特徴とする。

本発明により、従来技術の課題であるウェハー中央部の研磨レート不足による研磨レートの低下と面内均一の悪化（所謂、センタースロー）を抑制しつつ、研磨剤の保持と流動性能を向上させることが可能となる。

図１は、本発明の一実施の形態に係る研磨パッドの傾斜溝と貫通孔の断面形状の例を示す図である。 図２Ａは、傾斜溝の断面形状の例（第１例）を示す図である。 図２Ｂは、傾斜溝の断面形状の例（第２例）を示す図である。 図２Ｃは、傾斜溝の断面形状の例（第３例）を示す図である。 図３Ａは、研磨層の上面から見た貫通孔の配置パターン（第１例）を模式的に示す図である。 図３Ｂは、研磨層の上面から見た貫通孔の配置パターン（第２例）を模式的に示す図である。 図４は、本発明の一実施の形態に係る研磨パッドにおいて溝と貫通孔がスラリーを保持する状態を示す部分断面図である。 図５は、本発明の一実施の形態に係る研磨パッドが溝および貫通孔のうち溝のみを有する場合にスラリーを保持する状態を示す部分断面図である。 図６は、本発明の一実施の形態に係る研磨パッドにおける溝ピッチと溝幅を模式的に示す図である。

以下、本発明を実施するための形態を説明する。
本発明における研磨パッドの研磨層表面は溝を有している。溝は溝幅方向の縁端部で研磨面と連続する側面を有している。そして、研磨面と前記溝の研磨面と連続する側面とのなす角度（以下「傾斜角度」という場合がある。）の少なくとも片方が１０５度以上１５０度以下の溝（以下「傾斜溝」という場合がある。）形状にすることにより、高い研磨レートを保ちながら研磨レートの変動を抑制できる。傾斜角度が１０５度以上１５０度以下の溝形状を有することにより、ウェハーと研磨パッドの間で吸引力が働き、研磨レートが上昇すると考えられる。また、吸引力が働くことでウェハー面内に均一に研磨パッドが接触する効果も伴い、研磨レートのウェハー面内均一性が高くなる（研磨プロファイルがフラットになる）と考えられる。

図１は、研磨パッドの構成例を示す部分断面図である。図１に示す研磨パッド１は、研磨層２と、研磨層２に積層されるクッション層３とを備える。研磨層２には、研磨面４から穿設される溝５と、研磨層２を厚さ方向に貫通する複数の貫通孔（ディンプル）６とが設けられる。溝５は、研磨面４に連続して研磨面４に対して角度θ（傾斜角度）でそれぞれ傾斜する２つの傾斜面７と、２つの傾斜面７の間に設けられる底面８とを有する。貫通孔６は、クッション層３を研磨層２へ貼り付ける前に貫通加工されることが好ましい。貫通孔率は０．１３％以上２．１％以下であることが好ましい。ここで貫通孔率とは、研磨パッドの全面積に対する合算した貫通孔の面積の割合である。

傾斜角度θは、大きすぎると研磨パッド１の表面積が低減し、また、溝５の断面積が大きくなりすぎるため、スラリーが排出過多となり、研磨レートの低下を招く一方、小さすぎると傾斜する溝側面が有する吸引効果が発現しない。このため、傾斜角度θは、１０５度以上１５０度以下であることが必要であり、スラリーの保持性と流動性の観点から、下限が１２０度以上であるか上限が１４０度以下であればより好ましい。遠心力によりスラリーが流動することから、溝を形成している向かい合う側面のうち、少なくとも円周側にある側面に傾斜があるほうがより効果的である。

研磨層２の表面側から見た溝５の形状としては、放射状、格子状、同心円状、螺旋状等が挙げられるが、溝５は円周方向に延びる開放系のほうが効率的にスラリーを更新できることから、放射状もしくは格子状が好ましく、格子状が最も好ましい。

溝は底面を有することが好ましい。図１に示す溝５の底面８は矩形断面を有しており、溝５全体でＹ字形の断面をなしていたが、溝の断面形状はこれに限定されるわけではない。溝は、例えば図２Ａに示す溝９のようにＶ字形断面をなしていてもよいし、図２Ｂに示す溝１０のように略Ｕ字形断面をなしていてもよいし、図２Ｃに示す溝１１のように台形断面をなしていてもよい。

貫通孔６は研磨層の全面に設けられることが好ましく、貫通孔６の直径は０．９ｍｍφ以上２．３ｍｍφ以下が好ましく、１．２ｍｍφ以上がより好ましい。また、貫通孔６の直径は、２．０ｍｍφ以下がより好ましい。

図３Ａおよび図３Ｂは、研磨層の上面から見た貫通孔の配置パターンを模式的に示す図である。図３Ａに示す研磨パッド１２の場合、貫通孔１３は千鳥格子状に配置される。また、図３Ｂに示す研磨パッド１４の場合、貫通孔１５は正方格子状に配置される。ここで、貫通孔１３の間隔ｒ₁および貫通孔１５の間隔ｒ₂は、１０．０ｍｍ以上２２ｍｍ以下が好ましく、下限が１３ｍｍ以上であるかまたは上限が１８ｍｍ以下であればより好ましい。

傾斜溝と貫通孔を組み合わせることによって、従来、複数の孔と複数の溝（傾斜溝でない）を有する研磨パッドを用いた場合の問題点であった、ウェハー中央部の研磨レート不足による研磨レート低下と面内均一性の悪化を抑制することを可能とする研磨パッドを提供することができる。図４は、研磨パッド１において溝５と貫通孔６がスラリー１６を保持する状態を示す部分断面図である。また、図５は、溝５のみを有する（貫通孔を有しない）研磨パッド１７（研磨層１８およびクッション層１９を備える）がスラリー１６を保持する状態を示す部分断面図である。

本発明において、研磨パッドはクッション層を有することが重要である。一般に研磨面に溝や貫通孔を多く形成するとパッド全体の剛性が低下し、段差解消性の悪化に繋がるため、クッション層の歪定数は、７．３×１０^-6μｍ／Ｐａ以上、４．４×１０^-4μｍ／Ｐａ以下の範囲が好ましく用いられる。３．０×１０^-4μｍ／Ｐａ以下がより好ましく、１．５×１０^-4μｍ／Ｐａ以下が更に好ましい。

なお、本発明における歪定数は、先端が直径５ｍｍ圧子を用いて、ダイヤルゲージで２７ｋＰａの圧力を６０秒間加えたときの厚みをＴ１（μｍ）とし、続いて１７７ｋＰａでの圧力を６０秒間加えたときの厚みをＴ２（μｍ）として、以下の式に従って算出した。
歪定数（μｍ／Ｐａ）＝（Ｔ１−Ｔ２）／（１７７−２７）／１０００

この様なクッション層としては、天然ゴム、ニトリルゴム、“ネオプレン（登録商標）”ゴム、ポリブタジエンゴム、熱硬化ポリウレタンゴム、熱可塑性ポリウレタンゴム、シリコンゴムなどの無発泡のエラストマを挙げることができるが、これらに限定されるわけではない。

クッション層の厚みは、０．１〜２ｍｍの範囲が好ましい。半導体基板全面の面内均一性の観点からは、０．３ｍｍ以上が好ましい。また、局所平坦性の観点からは２．０ｍｍ以下が好ましく、１．０ｍｍ以下がより好ましい。

研磨パッドを構成する研磨層としては、独立気泡を有する構造のものが、半導体、誘電／金属複合体および集積回路等において平坦面を形成するので好ましい。また、研磨層の硬度は、アスカーＤ硬度計にて、４５〜６５度であることが好ましい。アスカーＤ硬度が４５度未満の場合には、被研磨材のプラナリティ（平坦化特性）が低下し、また、６５度より大きい場合は、プラナリティは良好であるが、被研磨材のユニフォーミティ（均一性）が低下する傾向にある。

特に限定されないが、かかる構造体を形成する材料としては、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、ポリアミド、ポリ塩化ビニル、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリテトラフルオロエチレン、エポキシ樹脂、ＡＢＳ樹脂、ＡＳ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、“ネオプレン（登録商標）”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、シリコンゴム、フッ素ゴムおよびこれらを主成分とした樹脂等が挙げられる。また、これらの材料のうち２種以上用いてもよい。このような樹脂においても、独立気泡径が比較的容易にコントロールできる点でポリウレタンを主成分とする素材がより好ましい。

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より合成される高分子である。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く、これらを２種以上用いてもよい。

ポリイソシアネートの反応相手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。ポリヒドロキシ基含有化合物として、これらを２種以上用いてもよい。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。

これらのポリウレタン中への独立気泡の形成方法としては、ポリウレタン製造時における樹脂中への各種発泡剤の配合による化学発泡法が一般的であるが、機械的な撹拌により樹脂を発泡させたのち硬化させる方法も好ましく使用することができる。

独立気泡の平均気泡径は、スクラッチを低減する観点から３０μｍ以上が好ましい。一方、被研磨材の局所的凹凸の平坦性の観点から、独立気泡の平均気泡径は、１５０μｍ以下が好ましく、１４０μｍ以下がより好ましく、１３０μｍ以下がさらに好ましい。なお、平均気泡径は、サンプル断面をキーエンス製ＶＫ−８５００の超深度顕微鏡にて倍率４００倍で観察したときに一視野内に観察される気泡のうち、視野端部に欠損した円状に観察される気泡を除く円状気泡に対し、画像処理装置にて断面面積から円相当径を測定し、数平均値を算出することにより求められる。

本発明における研磨パッドの一実施態様として好ましいものは、ビニル化合物の重合体およびポリウレタンを含有し、独立気泡を有するパッドである。ビニル化合物からの重合体だけでは靭性と硬度を高めることはできるが、独立気泡を有する均質な研磨パッドを得ることが困難である。また、ポリウレタンは、硬度を高くすると脆くなる。ポリウレタン中にビニル化合物を含浸させることにより、独立気泡を含み、靭性と硬度の高い研磨パッドとすることができる。

ビニル化合物は、重合性の炭素−炭素二重結合を有する化合物である。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、ｎ−ブチルアクリレート、ｎ−ブチルメタクリレート、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、イソブチルメタクリレート、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、エチレングリコールジメタクリレート、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、フェニルマレイミド、シクロヘキシルマレイミド、イソプロピルマレイミド、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等が挙げられる。なお、ビニル化合物として、これらを２種以上用いてもよい。

上述したビニル化合物の中で、ＣＨ_２＝ＣＲ^１ＣＯＯＲ^２（Ｒ^１：メチル基またはエチル基、Ｒ^２：メチル基、エチル基、プロピル基またはブチル基）が好ましい。中でもメチルメタクリレート、エチルメタクリレート、ｎ−ブチルメタクリレート、イソブチルメタクリレートは、ポリウレタンへの独立気泡の形成が容易な点、モノマーの含浸性が良好な点、重合硬化が容易な点、重合硬化されたビニル化合物の重合体とポリウレタンを含有している発泡構造体の硬度が高く平坦化特性が良好な点で好ましい。

これらのビニル化合物の重合体を得るために好ましく用いられる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挙げることができる。これらを２種以上用いてもよい。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合せを使用することもできる。

ビニル化合物のポリウレタン中への含浸方法としては、ビニル化合物が入った容器中にポリウレタンを浸漬す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、撹拌、振盪、超音波振動等の処理を施すことも好ましい。

ビニル化合物のポリウレタン中への含浸量は、使用するビニル化合物およびポリウレタンの種類や、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、重合硬化した発泡構造体中のビニル化合物から得られる重合体とポリウレタンの含有比率が重量比で３０／７０〜８０／２０であることが好ましい。ビニル化合物から得られる重合体の含有比率が重量比で３０／７０以上であれば、研磨パッドの硬度を十分高くすることができる。また、含有比率が８０／２０以下であれば、研磨層の弾力性を十分高くすることができる。

なお、ポリウレタン中の重合硬化したビニル化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（株）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。

本発明において、半導体基板の局所的凹凸の平坦性の観点から、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とが分離されずに含有されていることが好ましい。このことを定量的に表現すると、スポットの大きさが５０μｍの顕微赤外分光装置で研磨パッドを観察したときの赤外スペクトルが、ビニル化合物から重合さ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、となる。ここで使用される顕微赤外分光装置として、ＳＰＥＣＴＲＡ−ＴＥＣ社製のＩＲμｓを挙げることができる。

研磨パッドは、特性改良を目的として、研磨剤、帯電防止剤、潤滑剤、安定剤、染料等の各種添加剤を含有してもよい。

本発明において、研磨層の密度は、局所的な平坦性不良やグローバル段差を低減する観点から、０．３ｇ／ｃｍ^３以上が好ましく、０．６ｇ／ｃｍ^３以上がより好ましく、０．６５ｇ／ｃｍ^３以上がさらに好ましい。一方、研磨層の密度は、スクラッチを低減する観点から、１．１ｇ／ｃｍ^３以下が好ましく、０．９ｇ／ｃｍ^３以下がより好ましく、０．８５ｇ／ｃｍ^３以下がさらに好ましい。なお、本発明における研磨層の密度は、ハーバード型ピクノメーター（ＪＩＳ Ｒ−３５０３基準）を用い、水を媒体に測定した値である。

本発明において研磨される被研磨材としては、例えばウェハーの上に形成された絶縁層または金属配線の表面が挙げられる。絶縁層としては、金属配線の層間絶縁膜や金属配線の下層絶縁膜や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を挙げることができる。金属配線としては、アルミニウム、タングステン、銅、およびそれらの合金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、プラグなどがある。銅を金属配線とした場合には、窒化珪素等のバリアメタルも研磨対象となる。絶縁膜は、現在酸化シリコンが主流であるが、低誘電率絶縁膜も用いられる。被研磨材は、ウェハー以外に磁気ヘッド、ハードディスク、サファイヤ、ＳｉＣ、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）等の研磨に用いることもできる。

本発明の研磨方法は、ガラス、半導体、誘電／金属複合体および集積回路等に平坦面を形成するために好適に使用される。

以下、実施例によって、さらに本発明の詳細を説明する。しかし、本実施例により本発明が限定して解釈される訳ではない。なお、測定は以下のとおりに行った。

＜気泡径測定＞
サンプル断面をキーエンス製ＶＫ−８５００の超深度顕微鏡にて倍率４００倍で観察したときに一視野内に観察される気泡のうち、視野端部に欠損した円状に観察される気泡を除く円状気泡に対し、画像処理装置にて断面面積から円相当径を測定し、算出した数平均値を平均気泡径とした。

＜硬度測定＞
ＪＩＳ Ｋ６２５３−１９９７に準拠して行った。作製したポリウレタン樹脂を２ｃｍ×２ｃｍ（厚み：任意）の大きさに切り出したものを硬度測定用試料とし、温度２３℃±２℃、湿度５０％±５％の環境で１６時間静置した。測定時には、試料を重ね合わせ、厚み６ｍｍ以上とした。硬度計（高分子計器（株）社製、アスカーＤ型硬度計）を用い、硬度を測定した。

＜傾斜角度測定＞
研磨層表面に溝を形成したパッドを、剃刀刃が溝方向に対して垂直となるように配置して溝深さ方向にスライスし、溝の断面をキーエンス製ＶＫ−８５００の超深度顕微鏡にて観察して、研磨面と前記溝の研磨面と連続する側面の成す角度を測定した。研磨パッドの中心から５０ｍｍ、２５０ｍｍ、４５０ｍｍの位置から最も近い溝を測定し、この３点の平均を傾斜角度とした。

＜歪定数算出＞
先端の直径が５ｍｍの圧子を用いて、ダイヤルゲージで２７ｋＰａの圧力を６０秒間加えたときの厚みを（Ｔ１）μｍとし、続いて１７７ｋＰａでの圧力を６０秒間加えたときの厚みを（Ｔ２）μｍとして、以下の式に従って歪定数を算出した。
歪定数（μｍ/Ｐａ）＝（Ｔ１−Ｔ２）／（１７７−２７）／１０００

＜平均研磨レート算出＞
アプライドマテリアルズ（株）製のＭｉｒｒａ ３４００を用いて、所定の研磨条件で研磨を行った。中心から半径９０ｍｍ以内の面内を５ｍｍ毎に３７点、中心から半径９１ｍｍ以上の面内を１ｍｍ毎に１８点を測定し、平均研磨レート（ｎｍ／分）を算出した。

＜面内均一性算出＞
アプライドマテリアルズ（株）製のＭｉｒｒａ ３４００を用いて、所定の研磨条件で研磨を行った。研磨特性は、８インチウェハーの最外周１ｍｍを除外して、直径方向に測定した。中心から半径９０ｍｍ以内の面内を５ｍｍ毎に３７点、中心から半径９１ｍｍ以上の面内を１ｍｍ毎に１８点を測定し、以下の式にしたがって面内均一性（％）を算出した。
面内均一性＝（研磨レートの最大値−研磨レートの最小値）／平均研磨レート

（実施例１）
ポリプロピレングリコール３０重量部とジフェニルメタンジイソシアネート４０重量部と水０．５重量部とトリエチルアミン０．３重量部とシリコン整泡剤１．７重量部とオクチル酸スズ０．０９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、独立気泡の発泡ポリウレタンシートを作製した。

前記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０．２重量部を添加したメチルメタクリレートに６０分間浸漬した。次に前記発泡ポリウレタンシートを、ポリビニルアルコール“ＣＰ”（重合度：約５００、ナカライテスク（株）製）１５重量部、エチルアルコール（試薬特級、片山化学（株）製）３５重量部、水５０重量部からなる溶液中に浸漬後乾燥することにより、前記発泡ポリウレタンシート表層をポリビニルアルコールで被覆した。

次に、前記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、６５℃で６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水洗した後、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２．００ｍｍにスライス加工することにより研磨層を作製した。研磨層中のメチルメタクリレート含有率は６６重量％であった。また研磨層のＤ硬度は５４度、密度は０．８１ｇ／ｃｍ^３、独立気泡の平均気泡径は４５μｍであった。
得られた硬質発泡シートを両面研削して、厚みが２ｍｍの研磨層を作製した。

上記方法により得られた研磨層全面に１．７ｍｍφの孔が正方格子状に連続して、その貫通孔の間隔が１４．１４ｍｍとなるように貫通加工を施した。貫通孔率は１．１％であった。

次にクッション層として歪定数０．１５×１０^-4μｍ／Ｐａの日本マタイ（株）製の熱可塑性ポリウレタン（クッション層厚み：０．３μｍ）を、ロールコーターを用いて三井化学ポリウレタン（株）製ＭＡ−６２０３接着層を介して積層し、さらに裏面に裏面テープとして積水化学工業（株）両面テープ５６０４ＴＤＭを貼り合わせた。研磨層表面に溝ピッチを１５ｍｍとし、傾斜角度が１３５度、断面形状がＶ字形、溝幅１．５ｍｍ、溝深さ１．５ｍｍの溝を、先に設けた貫通孔と貫通孔の間を溝が通るように（＝ＸＹ格子溝タイルの中央に貫通孔が配置されるように）ＸＹ格子状にパッド全面に形成した。この積層体を５０８ｍｍの直径の円に打ち抜いて、研磨パッドとした。図６は、研磨パッドにおける溝ピッチｐと溝幅ｗを模式的に示す図である。なお、図６における丸印は貫通孔を示している。

上記方法により得られた研磨パッドを、研磨機（アプライドマテリアルズ（株）製“Ｍｉｒｒａ ３４００”）の定盤に貼り付けた。８インチの酸化膜ウェハーをリテナーリング圧力＝５５ｋＰａ（６ｐｓｉ）、インナーチューブ圧力＝２８ｋＰａ(４ｐｓｉ)、メンブレン圧力＝２８ｋＰａ（４ｐｓｉ）、プラテン回転数＝７６ｒｐｍ、研磨ヘッド回転数＝７５ｒｐｍ、スラリー（キャボット社製：ＳＳ−２５＝１：１（体積比率））を１５０ｍＬ／分の流量で流し、ドレッサーで荷重１７．６Ｎ（４ｌｂｆ）、研磨時間１分、インサイチュードレッシングをして１００枚を研磨した。１００枚目の平均研磨レートは２１７ｎｍ／分で、面内均一性は２５．０％を示した。

（比較例１）
研磨パッドの傾斜角度θが９０度（傾斜溝ではなく矩形溝）である以外は、実施例１と同様に実施した。１００枚目の平均研磨レートは２０１ｎｍ／分で、面内均一性は３９．７％を示した。実施例１と比べて、１００枚目の平均研磨レートが低く、面内均一性が悪い（＝値が大きい）結果となった。

（比較例２）
研磨パッドの傾斜角度θが１６０度である以外は、実施例１と同様に実施した。１００枚目の平均研磨レートは１９８ｎｍ／分で、面内均一性は３６．１％を示した。実施例１と比べて、１００枚目の平均研磨レートが低く、面内均一性が悪い（＝値が大きい）結果となった。

（比較例３）
実施例１と溝加工は同じで、貫通孔の径も１．７５ｍｍφで同じだが、貫通孔の間隔が４．８ｍｍと狭い研磨パッドを用いた。この研磨パッドの貫通孔率は、実施例１の１．１％に比べ高く、９．９％である。このような研磨パッドを用いて、実施例１と同じ研磨環境と条件にて研磨を実施した結果、１００枚目の平均研磨レートは１８３ｎｍ／分で、面内均一性は３１．８％となり、実施例１と比べて、１００枚目の平均研磨レートが低く、面内均一性が悪い（＝値が大きい）結果となった。

（比較例４）
比較例３と溝加工は同じで、貫通孔の間隔が７．０１ｍｍであって貫通孔率が比較例３よりも低い研磨パッドを用いた。この研磨パッドの貫通孔率は、４．５％である。このような研磨パッドを用いて、実施例１と同じ研磨環境と条件にて研磨を実施した結果、平均研磨レートは１９０ｎｍ／分で、面内均一性は２９．２％を示し、比較例３よりは研磨特性が改善したものの、実施例１と比べて、研磨レートが低く、面内均一性が悪い（＝値が大きい）結果となった。

以上説明した実施例１、比較例１〜４で得られた結果を表１に示す。

１、１２、１４、１７ 研磨パッド
２、１８ 研磨層
３、１９ クッション層
４ 研磨面
５、９、１０、１１ 溝
６、１３、１５ 貫通孔（ディンプル）
７ 傾斜面
８ 底面
１６ スラリー
ｐ 溝ピッチ
ｗ 溝幅

Claims (2)

1. 少なくとも研磨層とクッション層を有する研磨パッドであって、
   前記研磨層には厚さ方向に貫通する複数の孔が設けられていると共に、前記研磨層の研磨面には複数の溝が設けられ、
   貫通孔率が０．１３％以上２．１％以下であり、
   前記研磨面と該研磨面に連続する溝側面とのなす角度は、両側面とも１０５度以上１５０度以下であることを特徴とする研磨パッド。
2. 前記研磨層表面の溝が格子状であることを特徴とする請求項１記載の研磨パッド。

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