WO2013129426A1 - 研磨パッド - Google Patents

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WO2013129426A1
WO2013129426A1 PCT/JP2013/055017 JP2013055017W WO2013129426A1 WO 2013129426 A1 WO2013129426 A1 WO 2013129426A1 JP 2013055017 W JP2013055017 W JP 2013055017W WO 2013129426 A1 WO2013129426 A1 WO 2013129426A1
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WO
WIPO (PCT)
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polishing
groove
tile
width
rate
Prior art date
Application number
PCT/JP2013/055017
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
智之 本田
誠司 福田
奥田　良治
奈々 竹内
Original Assignee
東レ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by 東レ株式会社 filed Critical 東レ株式会社
Publication of WO2013129426A1 publication Critical patent/WO2013129426A1/ja

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/11—Lapping tools
    • B24B37/20—Lapping pads for working plane surfaces
    • B24B37/26—Lapping pads for working plane surfaces characterised by the shape of the lapping pad surface, e.g. grooved

Definitions

  • the present invention relates to a polishing pad. More particularly, the present invention relates to a polishing pad preferably used for forming a flat surface in a semiconductor, a dielectric / metal composite, an integrated circuit, and the like.
  • CMP Chemical Mechanical Polishing
  • an apparatus for performing CMP includes a polishing head that holds a semiconductor wafer that is an object to be processed, a polishing pad that performs polishing of the object to be processed, and a polishing platen that holds the polishing pad. Then, the polishing process of the semiconductor wafer is a process in which the semiconductor wafer and the polishing pad are moved relative to each other using a slurry to remove the protruding portion of the layer on the surface of the semiconductor wafer and to flatten the layer on the surface of the wafer. .
  • polishing characteristics of CMP there are various required characteristics as typified by ensuring local flatness and global flatness (in-plane uniformity) of the wafer, preventing scratches, and ensuring a high polishing rate. Therefore, in order to satisfy these required characteristics, various ideas have been made on the surface configuration (tile width and groove width) of the polishing pad, which is one of the major factors affecting the polishing characteristics.
  • Patent Document 1 discloses a shape of a boundary portion between a groove and a polishing surface in order to reduce a contact impact force between a ground portion of a polishing cloth and a silicon wafer generated during polishing and to suppress generation of scratches and scratches.
  • the depth is devised.
  • the pitch and width are designed so that the grooves have a large number of fine patterns. This is presumed to be so-called embossing, and the pad rigidity is lowered. Therefore, the contact impact force is reduced, and there is an effect of suppressing the generation of scratches and scratches. Further, it is considered that the responsiveness is improved by the softening of the pad, the entire surface of the wafer is efficiently polished, and there is no unevenness on the surface after polishing, so that polishing can be performed uniformly.
  • Patent Document 2 the surface of a semiconductor substrate or the like is processed with high and stable polishing accuracy and polishing efficiency by adjusting the width, depth, pitch and inclination angle of the groove as an inclined groove. It is described that it becomes possible.
  • a plurality of grooves are provided on the main surface of the polishing pad and defined by lattice-like grooves, and the surface forms a polishing surface of the pad.
  • the tile has been processed to reduce the width of the tile.
  • the process of reducing the width of the tile has caused a problem that the pad cut rate (PCR; pad wear speed) is significantly increased and the level difference elimination property of the object to be polished is deteriorated.
  • the pad cut rate can be suppressed and the level difference elimination property of the object to be polished can be improved, but there is a trade-off in which the polishing rate is lowered. It is required to eliminate this trade-off and cover all polishing characteristics.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and provides a polishing pad that can improve the polishing rate and in-plane uniformity, suppress the increase in PCR, and realize good step resolution. That is the issue.
  • the present inventors designed the lattice pattern of the grooves, so that the ratio (tile area ratio) occupied by portions other than the grooves on the polished surface and the tile shape are within a predetermined range. I found it important to do.
  • a polishing pad according to the present invention is partitioned by grooves formed in a substantially lattice shape, and has a plurality of planar tiles whose surfaces form a polishing surface.
  • the width of the tile in the X axis direction is 2.4 mm or more and less than 13.0 mm
  • the pad in the Y axis direction The tile area ratio is 34% or more and 90% or less, which is the ratio of the total area of the plurality of tiles to the area formed by the outer edge of the polished surface, and the width of the tile is 13.0 mm or more.
  • the current state of trade-off which has been a problem with conventional technology, is relaxed, while realizing a high polishing rate and good in-plane uniformity (polishing profile), suppressing the pad cut rate, and It became possible to obtain a polishing pad capable of maintaining good step resolution.
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing a polishing pad according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining a method for calculating a tile area ratio in the polishing pad according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of a main part of the polishing pad according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic diagram illustrating a configuration of a main part of a polishing pad according to Modification 1 of the embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing a configuration of a main part of a polishing pad according to Modification 2 of the embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing a polishing pad according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining a method for calculating a tile area ratio in the polishing pad according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view schematic
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing a configuration of a main part of a polishing pad according to Modification 3 of the embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is sectional drawing which shows the structure of the principal part of the polishing pad concerning the modification 4 of embodiment of this invention.
  • FIG. 8 is sectional drawing which shows the structure of the principal part of the polishing pad concerning the modification 5 of embodiment of this invention.
  • FIG. 9 is sectional drawing which shows the structure of the principal part of the polishing pad concerning the modification 6 of embodiment of this invention.
  • FIG. 10 is sectional drawing which shows the structure of the principal part of the polishing pad concerning the modification 7 of embodiment of this invention.
  • FIG. 7 is sectional drawing which shows the structure of the principal part of the polishing pad concerning the modification 4 of embodiment of this invention.
  • FIG. 8 is sectional drawing which shows the structure of the principal part of the polishing pad concerning the modification 5 of embodiment of this invention.
  • FIG. 9 is sectional drawing which shows the structure of the principal part of the polishing pad concerning
  • FIG. 11A is a cross-sectional view showing a configuration of a main part of a polishing pad according to Modification 8 of the embodiment of the present invention.
  • FIG. 11B is a cross-sectional view showing the configuration of the main part of the polishing pad according to Modification 9 of the embodiment of the present invention.
  • FIG. 11C is a cross-sectional view showing the configuration of the main part of the polishing pad according to Modification 10 of the embodiment of the present invention.
  • the polishing pad of the present invention is a polishing pad having a plurality of planar tiles, the surface of which is divided by grooves formed in a substantially lattice shape, and has two axes perpendicular to each other on the polishing surface. Is the X-axis and Y-axis, the tile width in the X-axis direction is 2.4 mm or more and less than 13.0 mm, the tile width in the Y-axis direction is 13.0 mm or more, and the area formed by the outer edge of the polished surface
  • the polishing pad has a tile area ratio that is a ratio of a total area of a plurality of tiles of 34% or more and 90% or less.
  • the tile width in the X-axis direction is more preferably 5.5 mm or more, and even more preferably 7.5 mm or more.
  • the tile width in the Y-axis direction is more preferably less than 40 mm, and still more preferably 30 mm or less.
  • the X axis and the Y axis described above are independent for each tile, and the processing direction and shape of each tile are not limited.
  • the tile area ratio is less than 34%, the ratio of the grooves becomes too large and the pitch becomes small, so that the PCR is greatly accelerated, and the slurry is excessively entrained and the hydroplane phenomenon occurs, and polishing. There is concern that the rate will fall. Further, if it exceeds 90%, the slurry cannot be supplied to the entire pad, and the polishing rate is lowered and the in-plane uniformity is deteriorated. Since the supply and discharge of the slurry deteriorates, the number of defects and the like tends to increase.
  • the present invention has been able to solve the above-mentioned problems at once by setting the tile area ratio and the tile width within a predetermined range. Particularly surprisingly, one of the grid-like tile widths (Y-axis direction). Even if this is large, the polishing rate fluctuation can be greatly suppressed.
  • the shape of the tile is a rectangle.
  • tile area ratio refers to the area of the polished surface occupied by portions other than the grooves on the polished surface.
  • an area partitioned by the lattice-like grooves may be referred to as a “tile”.
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing a polishing pad according to an embodiment of the present invention.
  • a polishing pad 1 shown in FIG. 1 includes a main body portion 10 having a plate shape in which an outer edge shape of a main surface is a substantially circular shape. Further, the polishing pad 1 is provided with a lattice-like groove 2 on one main surface on the polishing surface side of the main body 10.
  • a plurality of tiles having a planar shape form a polished surface.
  • the “tile width” in this specification is the width of the tile formed by being divided by the grooves 2, and in the case of a grid-like groove, the tile T has a rectangular shape and the length of one side of the tile. Means.
  • the X axis and the Y axis indicate axes that are orthogonal to each other on the plane of the main surface of the polishing pad 1.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining a method of calculating a tile area ratio in the polishing pad according to the present embodiment.
  • the width Wtx of the tile T in the X direction is 20 mm
  • the width Wty of the tile T in the Y direction is 20 mm
  • the groove widths Wgx and Wgy of the groove 2 are 3 mm
  • the pitch from one end of the tile T to one end of the next tile T The widths Px and Py are values (Wtx + Wgx or Wty + Wgy) obtained by adding the groove width (Wgx or Wgy) to the width (Wtx or Wty) of the tile T, and are 23 mm.
  • the tile T does not need to be uniformly present on the main surface of the polishing pad 1, and may be present at a portion (polishing effective portion) on the main surface of the polishing pad 1 in contact with an object to be polished. Only the retainer ring may not be present in the contact portion.
  • the proportion of the effective polishing portion varies depending on the area of the polishing machine and the object to be polished, but is generally 60% to 95% with respect to the pad area.
  • the outer edge shape of the main surface of the polishing pad 1 (main body portion 10) is 775 mm ⁇ (area 4714.9 cm 2 ).
  • the diameter of the surface plate (platen) to which the polishing pad 1 is attached is slightly small as 762 mm ⁇ (area 4558.1 cm 2 ), and the diameter of the retainer ring of the polishing head is 24 mm ⁇ .
  • the polishing head swings from the position in contact with the center of the surface plate to the position in contact with the periphery of the surface plate, for example, when the area of the donut-shaped portion surrounded by two concentric circles passing through 24 mm and 357 mm from the pad center,
  • the ratio of the area of the tile T to the area of all the tiles T in the effective polishing portion is preferably 70% or more, and more preferably 90% or more.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of a main part of the polishing pad according to the present embodiment.
  • the groove 2 is connected to the main surface 11 on the side that becomes the polishing surface of the main body 10, and the two inclined surfaces 21 whose inclination angle formed by the main surface 11 of the main body 10 is an angle ⁇ 1.
  • a bottom portion 22 that is connected to an end portion of the two inclined surfaces 21 that is different from the side that is continuous with the main surface 11 and that forms a plane parallel to the main surface 11 (parallel to the X direction).
  • the groove 2 has a substantially Y shape in which a cross section with a plane parallel to the XY plane in FIG. 3 is expanded toward the opening.
  • a unit unit for example, a pattern formed in the region R1 in FIG. 2
  • it is a ratio of the total area of all tiles T to the area formed by the outer edge of the polishing surface (main surface 11).
  • the tile area ratio can be calculated approximately as a ratio of the tile area in the unit cell unit.
  • the width of the tile T is simply a value obtained by subtracting the groove width from the pitch width.
  • the tile area with the width of the tile T is calculated.
  • the tile T in the X-axis direction is provided.
  • the tile area ratio is calculated as (Wtx ⁇ Wty) / (Px ⁇ Py).
  • FIG. 4 is a schematic diagram illustrating a configuration of a main part of the polishing pad according to the first modification of the present embodiment.
  • the unit units (patterns formed in the region R2) shown in FIG. 4 are formed on the main surface of the main body 10 of the polishing pad 1, and grooves 201 and 202 extending in the X-axis direction and grooves 211 and 202 extending in the Y-axis direction. 212, and tiles T1 to T4 formed.
  • the width of the tiles T1 and T3 in the X-axis direction is Wtx 1
  • the width of the tiles T2 and T4 in the X-axis direction is Wtx 2.
  • the width of the tiles T1 and T2 in the Y-axis direction is Wty 1
  • the width of the tiles T3 and T4 in the Y-axis direction is Wty 2
  • the groove width of the groove 201 is Wgx 1
  • the groove width of the groove 202 is Wgx 2
  • the groove width is Wgy 1
  • the groove width of the groove 212 is Wgy 2
  • the pitch width in the X-axis direction applied to the tile T1 is Px 1
  • the pitch width in the X-axis direction applied to the tile T2 is Px 2
  • the Y-axis direction is applied to the tile T1 Is Py 1
  • the pitch width in the Y-axis direction applied to the tile T3 is Py 2 ((Wtx 1 + Wtx 2 ) ⁇ (Wty 1 + Wty 2 )) / ((Px 1 + Px 2 ) ⁇ (Py 1 + Py 2 )) Calculated.
  • the tile area ratio is greatly related to the groove widths Wgx and Wgy and the pitch widths Px and Py.
  • the tile area ratio increases as the pitch width increases or the groove width decreases. If the tile area ratio exceeds 90% due to the pitch width being too large or the groove width being too narrow, it becomes difficult to uniformly supply the slurry to the entire pad surface. For this reason, a portion where the slurry becomes insufficient is generated between the wafer and the polishing pad, and problems of increased scratches and defects and deterioration of the in-plane distribution polishing profile occur. Further, as the polishing progresses, the polishing rate fluctuates.
  • the contact area between the semiconductor wafer and the polishing pad 1 becomes extremely small, and the pressing force at the contact portion becomes large.
  • the pad grinding speed of the polishing pad 1 increases, and the PCR significantly increases.
  • the contact area between the semiconductor wafer and the polishing pad 1 is reduced and the pressing force is increased, the step-resolving property is deteriorated.
  • a preferable tile area ratio range is 34% or more and 90% or less.
  • a more preferable tile area ratio range is 45% or more, more preferably 60% or more as the lower limit, and 80% or less, more preferably 70% or less as the upper limit.
  • the pitch width is not particularly limited in the groove specifications satisfying the tile width and tile area ratio, but the groove pitch in the X-axis direction is preferably 7 mm or more and 13 mm or less, and the groove pitch in the Y-axis direction is preferably 20 mm or more. It is done. More preferably, the groove pitch in the Y-axis direction is 40 mm or less.
  • the groove width is not particularly limited in the groove specifications satisfying the tile width and tile area ratio, but from the viewpoint of slurry supply and discharge, 0.1 mm to 5 mm is preferably used, and 0.5 mm or more. 4 mm or less is more preferably used.
  • the groove has a certain inclination with respect to the polishing surface. That is, when at least one of the angle ⁇ 1 (hereinafter also referred to as “inclination angle”) formed by the polishing surface and the side surface continuous with the polishing surface of the groove is larger than 90 degrees, polishing is performed while maintaining a high polishing rate. Rate fluctuations can be suppressed. It is considered that the polishing rate is increased because the groove has an inclination, a suction force acts between the wafer and the polishing pad, the slurry flow is improved, and the slurry is efficiently conveyed onto the tile. Further, it is considered that the suction force acts to bring the polishing pad into uniform contact with the wafer surface, thereby providing high in-plane uniformity to the wafer polishing rate.
  • the angle ⁇ 1 is preferably 105 degrees or more and 150 degrees or less, and the lower limit from the viewpoint of slurry retention and fluidity. Is more preferably 115 ° or more, and further preferably 120 ° or more. Moreover, as an upper limit, 140 degrees or less is more preferable. Since the slurry flows by centrifugal force, it is more effective that at least the side surface on the circumferential side is inclined among the opposing side surfaces forming the groove.
  • the angle of inclination of the other is not particularly limited, but it is preferably larger than 90 degrees, more preferably from 105 degrees to 150 degrees.
  • the lower limit is more preferably 115 degrees or more.
  • 140 degrees or less are more preferable, 135 degrees or less are more preferable, and 130 degrees or less are especially preferable.
  • both the inclination angles are substantially the same. However, it does not necessarily have to be substantially the same.
  • the shape of the groove as viewed from the surface of the polishing layer is preferably a lattice-like groove, and the shape of the groove bottom is not particularly limited, and the cross-sectional shape of the groove is V-shaped, U-shaped, trapezoidal, Y-shaped or the like. May be.
  • the specific shape of the groove in the present invention as described above will be described with reference to the drawings.
  • 5 to 10 are cross-sectional views in which a groove forming portion provided in the main body 10 of the polishing pad 1 is enlarged.
  • the groove 2a shown in FIG. 5 has two inclined surfaces 23 that are continuous with the polishing surface (main surface 11) of the main body 10a.
  • the inclined surface 23 is connected to the main surface 11 at one end and connected to the other end at the other end, and a cross section having a plane parallel to the XY plane shown in FIG. Angle theta 2 formed by the main surface 11 and the inclined surface 23, at least one is 105 degrees or more and 150 degrees or less.
  • the inclination angle theta 2 sides in groove 2a of according to Modification 2 shown in FIG. 5 is substantially the same, but a more preferred form, is not limited thereto.
  • the inclination angles (angles ⁇ 3 and ⁇ 4 ) between the two inclined surfaces 24 and 25 connected to the polishing surface (main surface 11) of the main body portion 10b and the main surface 11, respectively. ) are different and may take any form.
  • an intersection angle at a point where planes passing through the main surface 11 and the inclined surface 23a intersect each other is defined as an inclination angle (here, an angle ⁇ 2 ).
  • the groove 2d according to the modified example 5 shown in FIG. 8 has two inclined surfaces 23b continuous with the polishing surface (main surface 11) of the main body 10d.
  • the inclined surface 23b is connected to the main surface 11 at one end and connected to each other in an arc shape at the other end, and a cross section having a plane parallel to the XY plane shown in FIG. ing.
  • channel 2e concerning the modification 6 shown in FIG. 9 is a side different from the side connected with the main surface 11 of the two inclined surfaces 23 and the inclined surface 23 which are continuous with the grinding
  • the groove 2e has a substantially U-shaped cross section with a plane parallel to the XY plane shown in FIG.
  • the groove 2 f according to the modified example 7 shown in FIG. 10 is continuous with the polishing surface (main surface 11) of the main body portion 10 f and has two side surfaces 27 that form a plane extending orthogonal to the main surface 11 and the side surface 27.
  • a bottom portion 28 that is connected to an end portion on a different side from the side that is connected to the main surface 11 and forms a plane parallel to the main surface 11.
  • the groove 2f has a substantially U-shaped cross section with a plane parallel to the XY plane shown in FIG.
  • pitch width and groove width when the groove has an inclined surface are the pitch width and groove width on the polishing surface (main surface 11).
  • the groove width is as shown in FIGS.
  • the unit units of Modifications 8 to 10 shown in FIGS. 11A to 11C can be cited.
  • the unit unit (pattern formed in the region R3) shown in FIG. 11A by forming a substantially lattice-shaped groove that does not extend from one end to the other end of the main surface 11 of the main body 10 described above, A plurality of tiles may be partially formed.
  • the groove formation interval may be different, or the unit unit (pattern formed in the region R5) shown in FIG. 11C.
  • the groove width may be different between the X-axis direction and the Y-axis direction.
  • the main body 10 of the polishing pad 1 preferably has at least a polishing layer and a cushion layer.
  • the cushion layer is not a foam but an elastomer, the hardness of the pad main body can be increased, and deterioration of the level difference elimination property generated in a general foam cushion can be suppressed.
  • the strain constant of the cushion layer is preferably in the range of 7.3 ⁇ 10 ⁇ 6 ⁇ m / Pa or more and 4.4 ⁇ 10 ⁇ 4 ⁇ m / Pa or less. From the viewpoint of fluctuations in the polishing rate of the material to be polished and local flatness, it is preferably 3.0 ⁇ 10 ⁇ 4 ⁇ m / Pa or less, and more preferably 1.5 ⁇ 10 ⁇ 4 ⁇ m / Pa or less.
  • the polishing rate fluctuation is preferably 40.0 nm / min or less, more preferably 20.0 nm / min or less. .
  • cushion layers examples include non-foamed elastomers such as natural rubber, nitrile rubber, “neoprene (registered trademark)” rubber, polybutadiene rubber, thermosetting polyurethane rubber, thermoplastic polyurethane rubber, and silicon rubber. However, it is not limited to these.
  • the thickness of the cushion layer is preferably in the range of 0.1 mm to 2 mm. From the viewpoint of in-plane uniformity over the entire surface of the semiconductor substrate, 0.3 mm or more is preferable. Moreover, from a viewpoint of local flatness, 2.0 mm or less is preferable, 1.0 mm or less is more preferable, and 0.5 mm or less is still more preferable.
  • the polishing layer constituting the polishing pad one having a structure having closed cells is preferable because it forms a flat surface in semiconductors, dielectric / metal composites, integrated circuits, and the like.
  • the hardness of the polishing layer is preferably 45 to 65 degrees as measured by an Asker D hardness meter. When the Asker D hardness is less than 45 degrees, the planarity of the material to be polished is lowered. When the Asker D hardness is more than 65 degrees, the planarity is good but the uniformity of the material to be polished is lowered. There is a tendency.
  • materials for forming such a structure include polyethylene, polypropylene, polyester, polyurethane, polyurea, polyamide, polyvinyl chloride, polyacetal, polycarbonate, polymethyl methacrylate, polytetrafluoroethylene, epoxy resin, ABS resin, AS resin, phenol resin, melamine resin, “neoprene (registered trademark)” rubber, butadiene rubber, styrene butadiene rubber, ethylene propylene rubber, silicon rubber, fluororubber, and resins mainly composed of these. Two or more of these may be used. Even in such a resin, a material mainly composed of polyurethane is more preferable in that the closed cell diameter can be controlled relatively easily.
  • Polyurethane is a polymer synthesized by polyaddition reaction or polymerization reaction of polyisocyanate.
  • the compound used as the symmetry of the polyisocyanate is an active hydrogen-containing compound, that is, a compound containing two or more polyhydroxy groups or amino groups.
  • Examples of the polyisocyanate include tolylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, naphthalene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, and isophorone diisocyanate, but are not limited thereto. Two or more of these may be used.
  • the polyhydroxy group-containing compound is typically a polyol, and examples thereof include polyether polyol, polytetramethylene ether glycol, epoxy resin-modified polyol, polyester polyol, acrylic polyol, polybutadiene polyol, and silicone polyol. Two or more of these may be used. It is preferable to determine the combination and optimum amount of polyisocyanate and polyol, catalyst, foaming agent, and foam stabilizer depending on the hardness, the cell diameter and the expansion ratio.
  • the chemical foaming method is generally used by blending various foaming agents into the resin during polyurethane production, but it is cured after foaming the resin by mechanical stirring.
  • the method of making it can also be used preferably.
  • the average cell diameter of closed cells is preferably 30 ⁇ m or more from the viewpoint of reducing scratches. On the other hand, from the viewpoint of the flatness of the local unevenness of the material to be polished, it is preferably 150 ⁇ m or less, more preferably 140 ⁇ m or less, and more preferably 130 ⁇ m or less.
  • the average bubble diameter is observed in a circular shape that is missing at the edge of the field among the bubbles observed in one field of view when the cross section of the sample is observed at a magnification of 400 times with a VK-8500 ultra-deep microscope manufactured by Keyence.
  • the circular bubbles excluding the generated bubbles are obtained by measuring the equivalent circle diameter from the cross-sectional area with an image processing apparatus and calculating the number average value.
  • a preferred embodiment of the polishing pad according to the present invention is a pad containing a polymer of a vinyl compound and polyurethane and having closed cells. Toughness and hardness can be increased only with a polymer from a vinyl compound, but it is difficult to obtain a homogeneous polishing pad having closed cells, and polyurethane becomes brittle when the hardness is increased. By impregnating a polyurethane with a vinyl compound, a polishing pad containing closed cells and having high toughness and hardness can be obtained.
  • a vinyl compound is a compound having a polymerizable carbon-carbon double bond. Specifically, methyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl acrylate, ethyl methacrylate, n-butyl acrylate, n-butyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, isodecyl methacrylate, n-lauryl methacrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, 2-hydroxypropyl Methacrylate, 2-hydroxybutyl methacrylate, dimethylaminoethyl methacrylate, diethylaminoethyl methacrylate, glycidyl methacrylate, ethylene glycol dimethacrylate, acrylic acid, methacrylic acid, fumaric acid, dimethyl fumarate, diethyl fumarate, dipropyl fumarate, maleic acid, maleic Dimethyl acid, diethyl maleate, dipropyl maleate,
  • CH 2 CR 1 COOR 2 (R 1 : methyl group or ethyl group, R 2 : methyl group, ethyl group, propyl group or butyl group) is preferable.
  • R 1 methyl group or ethyl group
  • R 2 methyl group, ethyl group, propyl group or butyl group
  • methyl methacrylate, ethyl methacrylate, n-butyl methacrylate, and isobutyl methacrylate are easy to form closed cells in polyurethane, good in impregnation of monomers, easy to cure by polymerization, and vinyl compounds that have been cured by polymerization.
  • the foamed structure containing the polymer and polyurethane is preferred because of its high hardness and good flattening characteristics.
  • Polymerization initiators preferably used for obtaining polymers of these vinyl compounds include azobisisobutyronitrile, azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), azobiscyclohexanecarbonitrile, benzoyl peroxide, lauroyl peroxide. Examples thereof include radical initiators such as oxide and isopropyl peroxydicarbonate. Two or more of these may be used.
  • a redox polymerization initiator for example, a combination of peroxides and amines may be used.
  • a method for impregnating a polyurethane with a vinyl compound a method of immersing the polyurethane in a container containing a vinyl compound can be mentioned.
  • the amount of vinyl compound impregnated in polyurethane should be determined by the type of vinyl compound and polyurethane used and the characteristics of the polishing pad to be produced.
  • the content ratio of the polymer obtained from the vinyl compound in the body and the polyurethane is preferably 30/70 to 80/20 by weight. If the content ratio of the polymer obtained from the vinyl compound is 30/70 or more by weight, the hardness of the polishing pad can be sufficiently increased. Further, if the content ratio is 80/20 or less, the elasticity of the polishing layer can be sufficiently increased.
  • the polymer and polyurethane content obtained from the polymerized and cured vinyl compound in polyurethane can be measured by a pyrolysis gas chromatography / mass spectrometry method.
  • a pyrolysis gas chromatography / mass spectrometry method As an apparatus that can be used in this method, a double shot pyrolyzer “PY-2010D” (manufactured by Frontier Laboratories) is used as a thermal decomposition apparatus, and “TRIO-1” (manufactured by VG) is used as a gas chromatograph / mass spectrometer. Can be mentioned.
  • the polymer phase obtained from the vinyl compound and the polyurethane phase are contained without being separated.
  • the infrared spectrum observed from a polishing pad with a micro-infrared spectrometer having a spot size of 50 ⁇ m shows the infrared absorption peak of a polymer polymerized from a vinyl compound and the infrared absorption peak of polyurethane. And the infrared spectra at various points are almost the same.
  • IR ⁇ s manufactured by SPECTRA-TECH can be mentioned.
  • the polishing pad may contain various additives such as an abrasive, an antistatic agent, a lubricant, a stabilizer, and a dye for the purpose of improving characteristics.
  • the density of the polishing layer is preferably 0.3 g / cm 3 or more, more preferably 0.6 g / cm 3 or more, and 0.65 g / cm 3 from the viewpoint of reducing local flatness defects and global steps. More preferably, it is cm 3 or more. On the other hand, from the viewpoint of reducing scratches, 1.1 g / cm 3 or less is preferable, 0.9 g / cm 3 or less is more preferable, and 0.85 g / cm 3 or less is more preferable.
  • the density of the polishing layer in the present invention is a value measured using a Harvard pycnometer (JIS R-3503 standard) and water as a medium.
  • Examples of the material to be polished in the present invention include the surface of an insulating layer or metal wiring formed on a semiconductor wafer.
  • Examples of the insulating layer include an interlayer insulating film of metal wiring, a lower insulating film of metal wiring, and shallow trench isolation used for element isolation.
  • Examples of the metal wiring include aluminum, tungsten, copper, and alloys thereof, and structurally include damascene, dual damascene, and plug.
  • a barrier metal such as silicon nitride is also subject to polishing.
  • silicon oxide is currently mainstream, but a low dielectric constant insulating film is also used. In addition to semiconductor wafers, it can also be used for polishing magnetic heads, hard disks, sapphire, SiC, MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) and the like.
  • the tile width in the X axis direction is 2.4 mm or more and less than 13 mm
  • the tile width in the Y axis direction is
  • the tile area ratio which is the ratio of the area of the tile to the area formed by the outer edge of the polishing surface, is 13 mm or more, and the tile area ratio is 34% or more and 90% or less, improving the polishing rate and in-plane uniformity.
  • the polishing method of the present invention is suitably used for forming a flat surface on glass, semiconductors, dielectric / metal composites, integrated circuits and the like.
  • the average bubble diameter is observed in a circular shape that is missing at the edge of the field among the bubbles observed in one field of view when the sample cross section is observed with a VK-8500 ultra-deep microscope manufactured by Keyence Corporation at a magnification of 400 times.
  • the equivalent circle diameter was measured from the cross-sectional area with an image processing apparatus, and the calculated number average value was defined as the average bubble diameter.
  • Hardness measurement This was performed according to JIS K6253-1997. 2cm of the produced polyurethane resin A sample cut into a size of 2 cm (thickness: arbitrary) is used as a hardness measurement sample, and the temperature is 23 ° C. ⁇ It was allowed to stand for 16 hours in an environment of 2 ° C. and humidity of 50% ⁇ 5%. At the time of measurement, the samples were overlapped to a thickness of 6 mm or more. Hardness was measured using a hardness meter (manufactured by Kobunshi Keiki Co., Ltd., Asker D-type hardness meter).
  • Polishing was performed under predetermined polishing conditions using a 300 mm wafer polishing apparatus (Reflexion 3 Zone Profiler Head) manufactured by Applied Materials. The polishing characteristics were measured in the diameter direction up to 1 mm on both outermost circumferences of a 300 mm wafer.
  • PCR measurement Using a depth gauge of Mitutoyo Corporation, the depth of all the grooves from the edge of the pad where the zero point of the depth gauge was determined in a flat place to the center was measured with the depth gauge. The measurement was performed twice for each groove, and the average depth was calculated. In each of the examples and comparative examples, the average depth was calculated again in the same manner after continuous polishing of 200 sheets, and the difference from the average depth before polishing was divided by time to calculate PCR.
  • Example 1 30 parts by weight polypropylene glycol, 40 parts by weight diphenylmethane diisocyanate, 0.5 parts by weight water, 0.3 parts by weight triethylamine, 1.7 parts by weight silicone foam stabilizer, 0.09 parts by weight tin octylate, Were mixed with a RIM molding machine and discharged into a mold to perform pressure molding to produce a closed-cell foamed polyurethane sheet.
  • the foamed polyurethane sheet was immersed in methyl methacrylate to which 0.2 part by weight of azobisisobutyronitrile was added for 60 minutes.
  • the foamed polyurethane sheet after the immersion was subjected to 15 parts by weight of polyvinyl alcohol “CP” (degree of polymerization: about 500, manufactured by Nacalai Tesque), 35 parts by weight of ethyl alcohol (special grade reagent, manufactured by Katayama Chemical Co., Ltd.)
  • CP degree of polymerization: about 500, manufactured by Nacalai Tesque
  • ethyl alcohol special grade reagent, manufactured by Katayama Chemical Co., Ltd.
  • the foamed polyurethane sheet whose surface is coated with polyvinyl alcohol is sandwiched between two glass plates via a vinyl chloride gasket, and polymerized and cured by heating at 65 ° C. for 6 hours and at 120 ° C. for 3 hours. It was. After releasing from between the glass plates and washing with water, vacuum drying was performed at 50 ° C.
  • a polishing layer was prepared by slicing the hard foam sheet thus obtained to a thickness of 2 mm.
  • the methyl methacrylate content in the polishing layer was 66% by weight.
  • the D hardness of the polishing layer was 54 degrees, the density was 0.81 g / cm 3 , and the average cell diameter of closed cells was 45 ⁇ m.
  • the obtained hard foam sheet was ground on both sides to produce a polishing layer having a thickness of 2.00 mm.
  • thermoplastic polyurethane (cushion layer thickness: 0.3 ⁇ m) manufactured by Nippon Matai Co., Ltd. having a strain constant of 0.15 ⁇ 10 ⁇ 4 ⁇ m / Pa as a cushion layer is applied to the polishing layer obtained by the above method, and a roll coater is used. It was laminated through a MA-6203 adhesive layer manufactured by Mitsui Chemicals Polyurethane Co., Ltd., and Sekisui Chemical Co., Ltd. double-sided tape 5604TDM was bonded to the back as a back tape. This laminate is punched into a circle with a diameter of 775 mm, and the X pitch (for example, Px in FIG.
  • a wafer polishing apparatus Reflexion 3 Zone Profiler Head
  • the polishing rate of the oxide film wafer polished to the 200th wafer was calculated by 2 mm exclusion (after measuring the film thickness on the entire surface, the polishing rate and in-plane distribution of the wafer were calculated without the wafer edge of 2 mm). As a result, the polishing rate was 299 nm / min, and the in-plane uniformity was 22.8%. The initial rate fluctuation rate was a good value of -1.9%, and the mid-term rate fluctuation rate was -3.1%. PCR was 0.60 ⁇ m / min.
  • Example 2 Until the process before the groove formation, the surface of the polishing layer obtained in the same manner as in Example 1 had an X pitch of 10.0 mm, a Y pitch of 20.0 mm, and a groove width in the X axis direction and the Y axis direction of 3.0 mm. A certain grid-like groove was formed to prepare a polishing pad. At this time, the tile width at the X pitch was 7.0 mm, and the tile width at the Y pitch was 17.0 mm.
  • the cross-sectional shape of the groove, the angle theta 2 is adopted as forming a 135-degree V-shaped, formed in the polishing layer over the entire surface of the groove in a lattice shape.
  • Polishing was performed in the same environment and polishing recipe as in Example 1 using a rectangular pitch polishing pad with a tile area ratio of 60%. The obtained shapes and characteristics are shown in Table 1.
  • the polishing rate was 286 nm / min
  • the in-plane uniformity of the polishing rate was 24.3%
  • the initial rate fluctuation rate was -2.3%
  • the medium rate rate fluctuation rate It became clear that there was no overall fluctuation of 3%.
  • PCR was 0.66 ⁇ m / min.
  • Example 3 Until the step before groove formation, the surface of the polishing layer obtained in the same manner as in Example 1 had an X pitch of 11.5 mm, a Y pitch of 23.0 mm, and a groove width in the X axis direction and the Y axis direction of 2.0 mm. A certain grid-like groove was formed to prepare a polishing pad. At this time, the tile width at the X pitch was 9.5 mm, and the tile width at the Y pitch was 21.0 mm. Here, a vertical groove (an angle between the polishing surface and the groove side surface is 90 degrees) was adopted as the groove (see FIG. 10).
  • Polishing was performed in the same environment and polishing recipe as in Example 1 with a rectangular pitch polishing pad having a tile area ratio of 75%.
  • the obtained shapes and characteristics are shown in Table 1.
  • the polishing rate was 269 nm / min
  • the in-plane uniformity of the polishing rate was 36.8%
  • the initial rate fluctuation rate was 7.7%
  • the medium-term rate fluctuation rate was 10.0.
  • the PCR was 0.56 ⁇ m / min.
  • Example 4 Until the step before the groove formation, the surface of the polishing layer obtained in the same manner as in Example 1 had an X pitch of 20.0 mm, a Y pitch of 23.0 mm, and a groove width in the X axis direction and the Y axis direction of 2.0 mm. A certain grid-like groove was formed to prepare a polishing pad. At this time, the tile width at the X pitch was 18.0 mm, and the tile width at the Y pitch was 21.0 mm. Here, a vertical groove (an angle between the polishing surface and the groove side surface is 90 degrees) was adopted as the groove (see FIG. 10).
  • Polishing was performed in the same environment and polishing recipe as in Example 1 using a rectangular pitch polishing pad with a tile area ratio of 82%.
  • the obtained shapes and characteristics are shown in Table 1.
  • the polishing rate was 275 nm / min
  • the in-plane uniformity of the polishing rate was 26.8%
  • the initial rate fluctuation rate was 9.4%
  • the mid-term rate fluctuation rate was 12.5%.
  • the PCR was 0.52 ⁇ m / min.
  • Example 5 Until the step before groove formation, the surface of the polishing layer obtained in the same manner as in Example 1 had an X pitch of 11.5 mm, a Y pitch of 23.0 mm, and a groove width in the X axis direction and the Y axis direction of 3.0 mm. A certain grid-like groove was formed to prepare a polishing pad. At this time, the tile width at the X pitch was 8.5 mm, and the tile width at the Y pitch was 20.0 mm.
  • the cross-sectional shape of the groove, the angle theta 2 is adopted as forming a 135-degree V-shaped, formed in the polishing layer over the entire surface of the groove in a lattice shape.
  • Polishing was performed in the same environment and polishing recipe as in Example 1 using a rectangular pitch polishing pad with a tile area ratio of 64%.
  • the obtained shapes and characteristics are shown in Table 1.
  • the polishing rate was 327 nm / min
  • the in-plane uniformity of the polishing rate was 11.7%
  • the initial rate fluctuation rate was 7.6%
  • the medium-term rate fluctuation rate was 5.2.
  • the PCR was 0.59 ⁇ m / min.
  • Example 6 Until the step before groove formation, the surface of the polishing layer obtained in the same manner as in Example 1 had an X pitch of 20.0 mm, a Y pitch of 23.0 mm, and a groove width in the X-axis direction and the Y-axis direction of 3.0 mm. A certain grid-like groove was formed to prepare a polishing pad. At this time, the tile width at the X pitch was 17.0 mm, and the tile width at the Y pitch was 20.0 mm.
  • the cross-sectional shape of the groove, the angle theta 2 is adopted as forming a 135-degree V-shaped, formed in the polishing layer over the entire surface of the groove in a lattice shape.
  • Polishing was performed in the same environment and polishing recipe as in Example 1 using a rectangular pitch polishing pad with a tile area ratio of 74%.
  • the obtained shapes and characteristics are shown in Table 1.
  • the polishing rate was 335 nm / min
  • the in-plane uniformity of the polishing rate was 17.4%
  • the initial rate fluctuation rate was 3.8%
  • the medium-term rate fluctuation rate was 11.5%.
  • the PCR was 0.52 ⁇ m / min.
  • Example 7 Until the step before the groove formation, the surface of the polishing layer obtained in the same manner as in Example 1 had an X pitch of 11.5 mm, a Y pitch of 15.0 mm, and a groove width in the X axis direction and the Y axis direction of 3.0 mm. A certain grid-like groove was formed to prepare a polishing pad. Moreover, the tile width in X pitch at this time was 8.5 mm, and the tile width in Y pitch was 12.0 mm.
  • the cross-sectional shape of the groove, the angle theta 2 is adopted as forming a 135-degree V-shaped, formed in the polishing layer over the entire surface of the groove in a lattice shape.
  • Polishing was performed in the same environment and polishing recipe as in Example 1 using a rectangular pitch polishing pad with a tile area ratio of 59%.
  • the obtained shapes and characteristics are shown in Table 1.
  • the polishing rate was 333 nm / min
  • the in-plane uniformity of the polishing rate was 27.2%
  • the initial rate fluctuation rate was 6.1%
  • the medium-term rate fluctuation rate was 3.5.
  • the PCR was 0.66 ⁇ m / min.
  • Example 8> Until the step before groove formation, the surface of the polishing layer obtained in the same manner as in Example 1 had an X pitch of 20.0 mm, a Y pitch of 15.0 mm, and a groove width in the X axis direction and the Y axis direction of 3.0 mm. A certain grid-like groove was formed to prepare a polishing pad. At this time, the tile width at the X pitch was 17.0 mm, and the tile width at the Y pitch was 12.0 mm.
  • the cross-sectional shape of the groove, the angle theta 2 is adopted as forming a 135-degree V-shaped, formed in the polishing layer over the entire surface of the groove in a lattice shape.
  • Polishing was performed in the same environment and polishing recipe as in Example 1 using a rectangular pitch polishing pad with a tile area ratio of 68%.
  • the obtained shapes and characteristics are shown in Table 1.
  • the polishing rate was 327 nm / min
  • the in-plane uniformity of the polishing rate was 10.8%
  • the initial rate fluctuation rate was 6.0%
  • the medium-term rate fluctuation rate was 7.2.
  • the PCR was 0.58 ⁇ m / min.
  • the surface of the polishing layer obtained in the same manner as in Example 1 was 15.0 mm in both the X pitch and Y pitch, and the lattice width was 3.0 mm in the X axis direction and the Y axis direction. Grooves were formed to produce a polishing pad.
  • the tile width at the X pitch and Y pitch at this time was 12.0 mm.
  • the groove has an inclined surface, an angle formed by the polishing surface and the inclined surface is 135 degrees, and the cross-sectional shape is V-shaped, and this groove is applied to the entire surface of the polishing layer in a lattice shape.
  • Polishing was performed in the same environment and polishing recipe as Example 1 with a square pitch polishing pad having a tile area ratio of 64%.
  • the obtained shapes and characteristics are shown in Table 1.
  • the polishing rate was 295 nm / min
  • the in-plane uniformity was 29.4%
  • the initial rate fluctuation rate was 3.9%
  • the mid-term rate fluctuation rate was -6.7%.
  • the PCR was 0.69 ⁇ m / min.
  • the pad of Comparative Example 1 deteriorated in terms of in-plane uniformity, rate stability, and PCR.
  • the surface of the polishing layer obtained in the same manner as in Example 1 was 11.5 mm in both the X pitch and the Y pitch, and the lattice width in the X axis direction and the Y axis direction was 3.0 mm. Grooves were formed to produce a polishing pad. Further, the tile width at the X pitch and the Y pitch at this time was 8.5 mm.
  • the groove has an inclined surface, an angle formed by the polishing surface and the inclined surface is 135 degrees, and the cross-sectional shape is V-shaped, and this groove is applied to the entire surface of the polishing layer in a lattice shape.
  • Polishing was performed in the same environment and polishing recipe as Example 1 with a square pitch polishing pad having a tile area ratio of 55%.
  • the obtained shapes and characteristics are shown in Table 1.
  • the polishing rate was 301 nm / min
  • the in-plane uniformity of the polishing rate was 26.4%
  • the initial rate fluctuation rate was 1.7%
  • the mid-term rate fluctuation rate was ⁇ 3.
  • PCR was 0.71 ⁇ m / min.
  • the rate of rate fluctuation was good due to the lower tile area ratio, but PCR deteriorated.
  • the polishing rate and in-plane uniformity were improved, but were inferior to those of Example 1.
  • ⁇ Comparative Example 3> Until the step before the groove formation, a grid-like groove having an X-pitch and a Y-pitch of 20 mm on both surfaces of the polishing layer obtained in the same manner as in Example 1 and a groove width in the X-axis direction and the Y-axis direction of 3.0 mm. Then, a polishing pad was produced. Further, the tile width at the X pitch and the Y pitch at this time was 17.0 mm.
  • the groove has an inclined surface, an angle formed by the polishing surface and the inclined surface is 135 degrees, and the cross-sectional shape is V-shaped, and this groove is applied to the entire surface of the polishing layer in a lattice shape.
  • Polishing was performed in the same environment and polishing recipe as Example 1 with a square pitch polishing pad with a tile area ratio of 72%.
  • the obtained shapes and characteristics are shown in Table 1.
  • the polishing rate was 280 nm / min
  • the in-plane uniformity of the polishing rate was 31.3%
  • the initial rate fluctuation rate was 4.2%
  • the medium-term rate fluctuation rate was ⁇ 7.
  • the PCR was 0.62 ⁇ m / min.
  • PCR was improved due to the increased tile area ratio, but the rate stability, polishing rate and in-plane uniformity were further deteriorated.
  • the surface of the polishing layer obtained in the same manner as in Example 1 is 15.0 mm in both the X pitch and Y pitch, and the lattice width is 1.5 mm in the X axis direction and the Y axis direction.
  • Grooves were formed to produce a polishing pad.
  • the tile width at the X pitch and Y pitch at this time was 13.5 mm.
  • a vertical groove (an angle formed by the polishing surface and the side surface of the groove is 90 degrees) in which the inclination is not processed is adopted as the groove. Polishing was performed in the same environment and polishing recipe as Example 1 with a square pitch polishing pad having a tile area ratio of 81%.
  • the surface of the polishing layer obtained in the same manner as in Example 1 is 10.0 mm in both the X pitch and Y pitch, and the groove width in the X axis direction and the Y axis direction is 1.0 mm. Grooves were formed to produce a polishing pad. Further, the tile width at the X pitch and Y pitch at this time was 9.0 mm. Here, a vertical groove (an angle formed by the polishing surface and the side surface of the groove is 90 degrees) in which the inclination is not processed is adopted as the groove. Polishing was performed in the same environment and polishing recipe as Example 1 with a square pitch polishing pad having a tile area ratio of 81%.
  • the obtained shapes and characteristics are shown in Table 1.
  • the polishing rate was 262 nm / min
  • the in-plane uniformity of the polishing rate was 19.8%
  • the initial rate fluctuation rate was 10.2%
  • the medium-term rate fluctuation rate was ⁇ 7.
  • the PCR was 0.45 ⁇ m / min.
  • the tile area ratio was the same, the polishing rate, in-plane uniformity and rate stability were good, but PCR deteriorated as the tile width was reduced.
  • the surface of the polishing layer obtained in the same manner as in Example 1 was 20.0 mm in both the X pitch and Y pitch, and the lattice width in the X axis direction and the Y axis direction was 1.0 mm. Grooves were formed to produce a polishing pad. Further, the tile width at the X pitch and Y pitch at this time was 19.0 mm.
  • a vertical groove (an angle formed by the polishing surface and the side surface of the groove is 90 degrees) in which the inclination is not processed is adopted as the groove. Polishing was performed in the same environment and polishing recipe as Example 1 with a square pitch polishing pad having a tile area ratio of 90%.
  • the surface of the polishing layer obtained in the same manner as in Example 1 has an X pitch of 8.0 mm, a Y pitch of 20.0 mm, a groove width of X pitch of 3.0 mm, and a groove width of Y pitch.
  • a grid-like groove having a thickness of 10.0 mm was formed to prepare a polishing pad.
  • the tile width at the X pitch was 5.0 mm
  • the tile width at the Y pitch was 10.0 mm.
  • a vertical groove (an angle between the polishing surface and the side surface of the groove is 90 degrees) was adopted as the groove.
  • Polishing was performed in the same environment and polishing recipe as in Example 1 using a rectangular pitch polishing pad with a tile area ratio of 31%.
  • the obtained shapes and characteristics are shown in Table 1.
  • the polishing rate was 350 nm / min
  • the in-plane uniformity of the polishing rate was 35.3%
  • the initial rate fluctuation rate was 7.3%
  • the medium-term rate fluctuation rate was 15.3.
  • the PCR was 0.73 ⁇ m / min.
  • the polishing rate was good due to the lower tile area ratio, but the in-plane uniformity and rate stability deteriorated. Although the tile area ratio was low, the PCR was equivalent because of the vertical grooves.
  • the surface of the polishing layer obtained in the same manner as in Example 1 has a lattice shape with an X pitch of 12.0, a Y pitch of 50 mm, and a groove width in the X axis direction and the Y axis direction of 0.7 mm. Grooves were formed to produce a polishing pad.
  • the tile width at the X pitch was 11.3 mm
  • the tile width at the Y pitch was 49.3 mm.
  • a vertical groove (an angle between the polishing surface and the side surface of the groove is 90 degrees) was adopted as the groove.
  • Polishing was performed in the same environment and polishing recipe as in Example 1 using a rectangular pitch polishing pad with a tile area ratio of 93%.
  • the obtained shapes and characteristics are shown in Table 1.
  • the polishing rate was 239 nm / min
  • the in-plane uniformity of the polishing rate was 45.0%
  • the initial rate fluctuation rate was 19.3%
  • the medium-term rate fluctuation rate was 19.6%.
  • the PCR was 0.29 ⁇ m / min.
  • the tile area ratio was further increased, the polishing rate, in-plane uniformity and rate stability were deteriorated.
  • PCR was good because the tile area ratio was high.
  • the polishing pad according to the present invention is useful for improving the polishing rate and in-plane uniformity, suppressing the increase in PCR, and realizing good step resolution.

Abstract

　研磨レートと面内均一性とを向上しつつ、ＰＣＲの上昇を抑え、良好な段差解消性を実現することができる研磨パッドを提供する。略格子状に形成された溝で区画され、その表面が研磨面をなす平面状の複数のタイルを有する研磨パッドであって、研磨面上で直交する二つの軸をＸ軸、Ｙ軸としたとき、Ｘ軸方向のタイルの幅が２．４ｍｍ以上１３．０ｍｍ未満であり、Ｙ軸方向のタイルの幅が１３．０ｍｍ以上であり、かつ、研磨面の外縁がなす面積に対する複数のタイルの総面積の割合であるタイル面積率が３４％以上９０％以下である。

Description

研磨パッド
　本発明は、研磨パッドに関する。より詳しくは、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は増しており、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を行うための装置は、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、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、半導体ウェハーの研磨処理は、スラリーを用いて、半導体ウェハーと研磨パッドを相対運動させることにより、半導体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およびグローバル平坦性（面内均一性）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満たすため、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（タイル幅や溝幅）には様々な工夫がなされている。
　例えば、特許文献１は、研磨時に発生する研磨布の研削部分とシリコンウェハーとの接触衝撃力を緩和させ、キズやスクラッチの発生を抑制するために、溝と研磨面との境界部の形状とその深さを工夫したものである。そして特許文献１では、段落００１６～００１７に記載されるように、溝が多数の細かいパターンとなるようにピッチや幅が設計されている。これはいわゆるエンボス加工と推定され、パッド剛性が低下するため、接触衝撃力を和らげ、キズやスクラッチの発生を抑える効果がある。また、パッドが柔らかくなる事によって応答性が良くなり、ウェハー全面を効率よく、且つ研磨後の表面にむらが無く、均一に研磨が行えるようになると考えられる。
　また、特許文献２には、溝を傾斜溝とし、その幅、深さ、ピッチおよび傾斜角度を調節することにより、半導体基板等の表面を高度でかつ安定した研磨精度と研磨効率をもって加工することが可能になることが記載されている。
特開２００４－１８６３９２号公報 特開２００５－１１８９９６号公報
　ここで、研磨レートと、面内均一性（研磨プロファイル）とを向上させるために、研磨パッドの主面に設けられ、格子状の溝により区画され、その表面がパッドの研磨面をなす複数のタイルに対し、このタイルの幅を小さくする加工が行われてきた。しかしながら、タイルの幅を小さくする加工により、パッドカットレート（ＰＣＲ；パッドの摩耗スピード）が大幅に上昇したり、被研磨物の段差解消性が悪化したりするという課題が生じていた。一方、タイルの幅を大きくする加工を行うと、パッドカットレートを抑制でき、被研磨物の段差解消性を良好にできるものの、研磨レートが低下するトレードオフが存在していた。このトレードオフをなくし、研磨特性を全て網羅することが求められている。
　本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、研磨レートと面内均一性とを向上しつつ、ＰＣＲの上昇を抑え、良好な段差解消性を実現することができる研磨パッドを提供することをその課題とする。
　上記目的を達成するための検討の結果、本発明者らは、溝の格子パターンを設計することで、研磨面において溝以外の部分が占める割合（タイル面積率）とタイル形状を所定の範囲とすることが重要であることを見出した。
　上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる研磨パッドは、略格子状に形成された溝で区画され、その表面が研磨面をなす平面状の複数のタイルを有する研磨パッドであって、前記研磨面上で直交する二つの軸をＸ軸、Ｙ軸としたとき、Ｘ軸方向の前記タイルの幅が２．４ｍｍ以上１３．０ｍｍ未満であり、Ｙ軸方向の前記タイルの幅が１３．０ｍｍ以上であり、かつ、前記研磨面の外縁がなす面積に対する前記複数のタイルの総面積の割合であるタイル面積率が３４％以上９０％以下であることを特徴とする。
　本発明により、今までの技術にて課題とされていたトレードオフの現状を緩和し、高研磨レート、良好な面内均一性（研磨プロファイル）を実現しつつ、パッドカットレートを抑え、且つ、良好な段差解消性を保つことができる研磨パッドを得ることが可能となった。
図１は、本発明の実施の形態にかかる研磨パッドを模式的に示す図である。 図２は、本発明の実施の形態にかかる研磨パッドにおけるタイル面積率の算出方法を説明する図である。 図３は、本発明の実施の形態にかかる研磨パッドの要部の構成を模式的に示す断面図である。 図４は、本発明の実施の形態の変形例１にかかる研磨パッドの要部の構成を示す模式図である。 図５は、本発明の実施の形態の変形例２にかかる研磨パッドの要部の構成を示す断面図である。 図６は、本発明の実施の形態の変形例３にかかる研磨パッドの要部の構成を示す断面図である。 図７は、本発明の実施の形態の変形例４にかかる研磨パッドの要部の構成を示す断面図である。 図８は、本発明の実施の形態の変形例５にかかる研磨パッドの要部の構成を示す断面図である。 図９は、本発明の実施の形態の変形例６にかかる研磨パッドの要部の構成を示す断面図である。 図１０は、本発明の実施の形態の変形例７にかかる研磨パッドの要部の構成を示す断面図である。 図１１Ａは、本発明の実施の形態の変形例８にかかる研磨パッドの要部の構成を示す断面図である。 図１１Ｂは、本発明の実施の形態の変形例９にかかる研磨パッドの要部の構成を示す断面図である。 図１１Ｃは、本発明の実施の形態の変形例１０にかかる研磨パッドの要部の構成を示す断面図である。
　以下、本発明を実施するための形態を図面と共に詳細に説明する。なお、以下の実施の形態により本発明が限定されるものではない。また、以下の説明において参照する各図は、本発明の内容を理解でき得る程度に形状、大きさ、および位置関係を概略的に示してあるに過ぎない。すなわち、本発明は各図で例示された形状、大きさ、および位置関係のみに限定されるものではない。
　本発明の研磨パッドは、略格子状に形成された溝で区分され、その表面が研磨面をなす平面状の複数のタイルを有する研磨パッドであって、研磨面を上で直交する二つの軸をＸ軸、Ｙ軸としたとき、Ｘ軸方向のタイル幅が２．４ｍｍ以上１３．０ｍｍ未満であり、Ｙ軸方向のタイル幅が１３．０ｍｍ以上、かつ、研磨面の外縁がなす面積に対する複数のタイルの総面積の割合であるタイル面積率が３４％以上９０％以下である研磨パッドである。Ｘ軸方向のタイル幅は５．５ｍｍ以上がより好ましく、７．５ｍｍ以上が更に好ましい。Ｙ軸方向のタイル幅は４０ｍｍ未満がより好ましく、３０ｍｍ以下が更に好ましい。また、上記記載のＸ軸とＹ軸はタイル毎に独立するものとし、各タイルの加工方向や形状は問わない。
　ここで、タイル面積率が３４％を下回ると、溝の比率が多くなりすぎ、ピッチが小さくなってしまうため、ＰＣＲが大幅に加速する懸念や、スラリーが入り込みすぎてハイドロプレイン現象が起こり、研磨レートが下がる懸念がある。また、９０％を上回ってしまうと、スラリーがパッド全体へ供給ができなくなり、研磨レートの低下や面内均一性が悪化する。スラリーの供給と排出が悪化することから、ディフェクトなども増量する傾向となる。
　本発明は、タイル面積率やタイル幅を所定の範囲とすることで、上記課題を一挙に解決できたものであり、特に驚くべきことに、格子状のタイル幅のうち一方（Ｙ軸方向）が大きくても、研磨レート変動を大幅に抑制することができたものである。なお、タイル幅およびタイル面積率が上記範囲であるとき、タイルの形状は長方形となる。
　ここで、「タイル面積率」とは研磨面において溝以外の部分が占める研磨面の面積をいう。また、以下の説明では前記格子状の溝で区画された領域のことを「タイル」と呼ぶことがある。
　図１は、本発明の実施の形態にかかる研磨パッドを模式的に示す図である。図１に示す研磨パッド１は、主面の外縁形状が略円の板状をなす本体部１０からなる。また、研磨パッド１には、本体部１０の研磨面側となる一方の主面に格子状の溝２が設けられている。本体部１０の主面には、格子状の溝２によって主面が区画されてなる各区画面である複数のタイルＴが形成されている。この平面状をなす複数のタイルが、研磨面をなす。Ｔまた、本明細書における「タイル幅」とは、溝２で区画されて形成されたタイルの幅であり、格子状の溝の場合、タイルＴは矩形をなし、このタイルの一辺の長さを意味する。なお、図中のＸ軸およびＹ軸は、研磨パッド１の主面を平面とし、この平面上で直交する軸をさす。
　タイル幅、溝幅、ピッチの関係を図２を用いて説明する。図２は、本実施の形態にかかる研磨パッドにおけるタイル面積率の算出方法を説明する図である。Ｘ方向のタイルＴの幅Ｗｔｘが２０ｍｍ、Ｙ方向のタイルＴの幅Ｗｔｙが２０ｍｍ、溝２の溝幅Ｗｇｘ，Ｗｇｙが３ｍｍである場合、タイルＴの一端から次のタイルＴの一端までのピッチ幅Ｐｘ，Ｐｙは、タイルＴの幅（ＷｔｘまたはＷｔｙ）に溝幅（ＷｇｘまたはＷｇｙ）を足した値（Ｗｔｘ＋ＷｇｘまたはＷｔｙ＋Ｗｇｙ）であり、２３ｍｍとなる。
　タイルＴは研磨パッド１の主面上に均一に存在する必要はなく、研磨パッド１の主面上で被研磨物が接触する部分（研磨有効部分）に存在すれば良く、それ以外の研磨ヘッドのリテーナーリングのみが接触する部分には存在しなくても良い。研磨有効部分の割合は、研磨機や被研磨物の面積によって異なるが、一般的にパッド面積に対して６０％～９５％である。
　例えば、アプライドマテリアルズ社製の３００ｍｍウェハー用研磨装置（Ｒｅｆｌｅｘｉｏｎ　３　Ｚｏｎｅ　Ｐｒｏｆｉｌｅｒ　Ｈｅａｄ）の場合、研磨パッド１（本体部１０）の主面の外縁形状は直径７７５ｍｍφ（面積４７１４．９ｃｍ２）であるのに対し、研磨パッド１を貼り付ける定盤（プラテン）の直径は７６２ｍｍφ（面積４５５８.１ｃｍ２）とやや小さく、更に研磨ヘッドのリテーナーリングの直径が２４ｍｍφとなっている。研磨ヘッドが定盤の中心に接する位置から定盤周縁部に接する位置にわたって揺動するので、例えばパッド中心から２４ｍｍと３５７ｍｍを通る２本の同心円で囲まれたドーナツ状部の面積である場合、ウェハーが接触する研磨有効部分の面積は、（３５７×３５７－２４×２４）×３．１４＝３９８３．８（ｃｍ２）となる。パッド面積に対する割合は、３９８３．８／４７１４．９＝８４．５（％）となる。
　また、タイルＴの効果を有効に発現するためには、研磨有効部分にある全てのタイルＴの面積に対し、タイルＴの面積の割合は７０％以上が好ましく、９０％以上がより好ましい。
　ここで、溝２の形状について、図３を参照して説明する。図３は、本実施の形態にかかる研磨パッドの要部の構成を模式的に示す断面図である。図３に示すように、溝２は、本体部１０の研磨面となる側の主面１１に連なり、本体部１０の主面１１とによってなす傾斜角度が角度θ１である二つの傾斜面２１と、二つの傾斜面２１の主面１１と連なる側と異なる側の端部に連なり、主面１１と平行（Ｘ方向と平行）な平面をなす底部２２と、を有する。これにより、溝２は、図３におけるＸＹ平面と平行な平面を切断面とする断面が、開口に向かって拡径する略Ｙ形状をなしている。
　格子状の溝２に単位ユニット（例えば図２において領域Ｒ１に形成されるパターン）が存在する場合、研磨面（主面１１）の外縁がなす面積に対する全てのタイルＴの総面積の割合であるタイル面積率は、略近似的に単位格子ユニットにおけるタイル面積の割合として算出することができる。又、上記タイルＴの幅とは、単純にピッチ幅から溝幅を引いた値とする。
　図２を参照して、タイルＴの幅とのタイル面積を計算する。上述したように、格子状の溝２がＸ軸方向にピッチ幅Ｐｘ、溝幅Ｗｇｘで設けられ、Ｙ軸方向にピッチ幅Ｐｙ、溝幅Ｗｇｙで設けられている場合、Ｘ軸方向のタイルＴの幅Ｗｔｘは、Ｗｔx＝Ｐｘ－Ｗｇx、Ｙ軸方向のタイルＴの幅Ｗｔｙは、Ｗｔy＝Ｐy－Ｗｇyとなる。このとき、タイル面積率は、（Ｗｔｘ×Ｗｔｙ）／（Ｐｘ×Ｐｙ）として算出される。
　また、単位ユニット（領域Ｒ１）内にタイルは一つとは限らず、異なる大きさのタイルが複数存在する場合もある。図４は、本実施の形態の変形例１にかかる研磨パッドの要部の構成を示す模式図である。図４に示す単位ユニット（領域Ｒ２に形成されるパターン）は、研磨パッド１の本体部１０の主面に形成され、Ｘ軸方向に延びる溝２０１，２０２と、Ｙ軸方向に延びる溝２１１，２１２とによって形成されるタイルＴ１～Ｔ４からなる。前記算出方法と同様に、単位ユニット内に４個のタイルＴ１～Ｔ４が存在する場合、Ｘ軸方向のタイルＴ１，Ｔ３の幅をＷｔｘ１、Ｘ軸方向のタイルＴ２，Ｔ４の幅をＷｔｘ２、Ｙ軸方向のタイルＴ１，Ｔ２の幅をＷｔｙ１、Ｙ軸方向のタイルＴ３，Ｔ４の幅をＷｔｙ２、溝２０１の溝幅をＷｇｘ１、溝２０２の溝幅をＷｇｘ２、溝２１１の溝幅をＷｇｙ１、溝２１２の溝幅をＷｇｙ２、タイルＴ１にかかるＸ軸方向のピッチ幅をＰｘ１、タイルＴ２にかかるＸ軸方向のピッチ幅をＰｘ２、タイルＴ１にかかるＹ軸方向のピッチ幅をＰｙ１、タイルＴ３にかかるＹ軸方向のピッチ幅をＰｙ２としたとき、（（Ｗｔｘ１＋Ｗｔｘ２）×（Ｗｔｙ１＋Ｗｔｙ２））／（（Ｐｘ１＋Ｐｘ２）×（Ｐｙ１＋Ｐｙ２））として算出される。
　この算出方法から分かるように、タイル面積率は溝幅Ｗｇｘ，Ｗｇｙおよびピッチ幅Ｐｘ，Ｐｙとの関わりが大きい。ピッチ幅が大きいほど、あるいは溝幅が狭いほど、タイル面積率は大きくなる。ピッチ幅が大きすぎるか、あるいは溝幅が狭すぎることにより、タイル面積率が９０％を超える場合には、スラリーをパッド全面に均一供給することが困難となる。そのため、ウェハーと研磨パッドの間にスラリー不足となる部分が発生し、スクラッチやディフェクトの増加と面内分布研磨プロファイルの悪化の問題が発生する。また研磨が進むにつれて研磨レート変動が発生する。逆に、ピッチ幅が小さすぎるか、あるいは溝幅が広すぎることにより、タイル面積率が３４％未満となる場合には、半導体ウェハーと研磨パッド１との接触面積（接触するのは研磨パッド１のタイルの表面部分）が極端に小さくなり、接触部分の押し圧力が大きくなるため、結果として研磨パッド１のパッド研削速度が増大し、ＰＣＲが大幅に上昇する。また、同時に半導体ウェハーと研磨パッド１との接触面積も小さくなって押し圧力が大きくなると、段差解消性の悪化を引き起こす。
　従って、好ましいタイル面積率範囲は３４％以上９０％以下である。より好ましいタイル面積率範囲は、下限としては４５％以上、さらに好ましくは６０％以上であり、上限としては８０％以下、さらに好ましくは７０％以下である。
　ピッチ幅は、タイルの幅やタイル面積率を満たす溝仕様においては特に限定されるものではないが、Ｘ軸方向の溝ピッチは７ｍｍ以上１３ｍｍ以下、Ｙ軸方向の溝ピッチは２０ｍｍ以上が好ましく用いられる。より好ましくは、Ｙ軸方向の溝ピッチが４０ｍｍ以下である。
　溝幅は、タイルの幅やタイル面積率を満たす溝仕様においては特に限定されるものではないが、スラリーの供給や排出の観点から、０．１ｍｍ以上５ｍｍ以下が好ましく用いられ、０．５ｍｍ以上４ｍｍ以下がより好ましく用いられる。
　溝は研磨面に対し一定の傾斜を有することが好ましい。つまり、研磨面と、溝の研磨面と連続する側面とのなす角度θ１（以下「傾斜角度」という場合がある。）の少なくとも片方が９０度より大きいことにより、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。溝が傾斜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、またスラリー流れが改善し、スラリーが効率的にタイル上に運ばれることから、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、ウェハーの研磨レートに高い面内均一性を与えると考えられる。
　角度θ１は、大きすぎると研磨パッドの表面積が低減し、また、溝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、溝の断面積が小さすぎると吸引効果やスラリー流れ改善が発現しないため、角度θ１は、１０５度以上１５０度以下であることが好ましく、スラリーの保持性と流動性の観点から下限としては１１５度以上がより好ましく、１２０度以上がさらに好ましい。また、上限としては１４０度以下がより好ましい。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。
　溝の片方の傾斜角度が前記範囲であるとき、もう片方の傾斜角度に特に制限はないが、同様に９０度より大きいことが好ましく、１０５度以上、１５０度以下であることがより好ましい。このとき、下限としては１１５度以上がより好ましい。また、上限としては１４０度以下がより好ましく、１３５度以下がさらに好ましく、１３０度以下が特に好ましい。両方の傾斜角度が略同一であることはより好ましい溝形状の一態様である。ただし必ずしも略同一である必要はない。
　また、研磨層表面から見た溝の形状としては、格子状溝が好ましく溝底の形状は特に限定されるものではなく、溝の断面形状がＶ字、Ｕ字、台形、Ｙ字などであってもよい。
　以上のような本発明における溝の具体的な形状について、図面により説明する。図５乃至図１０は研磨パッド１の本体部１０に設けられた溝形成部分を拡大した断面図である。図５に示す溝２ａは、本体部１０ａの研磨面（主面１１）と連続する二つの傾斜面２３を有する。この傾斜面２３は、一端で主面１１に連なるとともに、他端で互いに連結し、図３に示すＸＹ平面と平行な平面を切断面とする断面が、Ｖ字形状をなしている。主面１１と傾斜面２３とがなす角度θ２は、その少なくとも片方が１０５度以上、１５０度以下であることが好ましい。
　また、図５に示す変形例２にかかる溝２ａでは両側の傾斜角度θ２は略同一であり、より好ましい形態であるが、これに限られるわけではない。例えば図６に示す変形例３にかかる溝２ｂでは、本体部１０ｂの研磨面（主面１１）に連なる二つの傾斜面２４，２５がそれぞれ主面１１となす傾斜角度（角度θ３，θ４）は異なっており、いずれの形態であってもよい。また、図７に示す変形例４にかかる溝２ｃのように、本体部１０ｃの研磨面（主面１１）と連続する側の端部が弧状（Ｒ形状）をなす二つの傾斜面２３ａを有する場合は、主面１１および傾斜面２３ａをそれぞれを通過する平面が交差する点における交差角を傾斜角度（ここでは角度θ２）とする。
　また、図８に示す変形例５にかかる溝２ｄは、本体部１０ｄの研磨面（主面１１）と連続する二つの傾斜面２３ｂを有する。この傾斜面２３ｂは、一端で主面１１に連なるとともに、他端で弧状をなして互いに連結し、図３に示すＸＹ平面と平行な平面を切断面とする断面が、略Ｖ字形状をなしている。
　また、図９に示す変形例６にかかる溝２ｅは、本体部１０ｅの研磨面（主面１１）と連続する二つの傾斜面２３と、傾斜面２３の主面１１と連結する側と異なる側の端部に連なり、主面１１と平行な平面をなす底部２６と、を有する。溝２ｅは、図３に示すＸＹ平面と平行な平面を切断面とする断面が、略Ｕ字形状をなしている。
　また、図１０に示す変形例７にかかる溝２ｆは、本体部１０ｆの研磨面（主面１１）と連続するとともに、主面１１と直交して延びる平面をなす二つの側面２７と、側面２７の主面１１と連結する側と異なる側の端部に連なり、主面１１と平行な平面をなす底部２８と、を有する。溝２ｆは、図３に示すＸＹ平面と平行な平面を切断面とする断面が、略Ｕ字形状をなしている。
　なお、溝が傾斜面を有する場合のピッチ幅や溝幅は、研磨面（主面１１）におけるピッチ幅や溝幅であるものとする。例えば、溝幅は図２，４に示される通りである。
　ここで、図４に示す単位ユニット（領域Ｒ２に形成されるパターン）以外にも、図１１Ａ～１１Ｃに示す変形例８～１０の単位ユニットが挙げられる。図１１Ａに示す単位ユニット（領域Ｒ３に形成されるパターン）のように、上述した本体部１０の主面１１の一端から他端まで延びない略格子状の溝の形成により、単位ユニットの内部に部分的に複数のタイルが形成されるものであってもよい。また、図１１Ｂに示す単位ユニット（領域Ｒ４に形成されるパターン）のように、溝の形成間隔が異なるものであってもよいし、図１１Ｃに示す単位ユニット（領域Ｒ５に形成されるパターン）のように、溝幅が、Ｘ軸方向とＹ軸方向とで異なるものであってもよい。
　本発明において、研磨パッド１の本体部１０は、少なくとも研磨層とクッション層を有することが好ましい。例えば、クッション層が発泡体ではなく、エラストマーであることで、パッド本体の硬度を高め、一般的な発泡体クッションにて発生する段差解消性の悪化を抑制できる。
　また、研磨層（主面１１）の吸水等による歪みを緩衝できないため、被研磨材の研磨レートや面内均一性が不安定に変動する。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い。被研磨材の研磨レート変動および局所平坦性の観点から３．０×１０－４μｍ／Ｐａ以下が好ましく、１．５×１０－４μｍ／Ｐａ以下がより好ましい。研磨レート変動が大きい場合、非研磨材の研磨量が変動して不安定な平坦性となることから、研磨レート変動は、４０．０ｎｍ／分以下が好ましく、２０．０ｎｍ／分以下がより好ましい。
　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する値である。
　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ー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、０．１ｍｍ～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以下がより好ましく、０．５ｍｍ以下が更に好ましい。
　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度～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。これらを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を挙げることができるがこれに限定されるものではない。これらを２種以上用いてもよい。
　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。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１５０μｍ以下が好ましく、１４０μｍ以下がより好ましく、１３０μｍ以下がより好ましい。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を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り、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、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。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、ＣＨ２＝ＣＲ１ＣＯＯＲ２（Ｒ１：メチル基またはエチル基、Ｒ２：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と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。
　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。定量的に表現すると、研磨パッド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とを有しており、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、ＳＰＥＣＴＲＡ－ＴＥＣＨ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／ｃｍ３以上が好ましく、０．６ｇ／ｃｍ３以上がより好ましく、０．６５ｇ／ｃｍ３以上がより好ましい。一方、スクラッチを低減する観点から、１．１ｇ／ｃｍ３以下が好ましく、０．９ｇ／ｃｍ３以下がより好ましく、０．８５ｇ／ｃｍ３以下がより好ましい。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、例えば半導体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。半導体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。
　上述した実施の形態によれば、研磨面上で直交する二つの軸をＸ軸、Ｙ軸としたとき、Ｘ軸方向のタイル幅が２．４ｍｍ以上１３ｍｍ未満であり、Ｙ軸方向のタイル幅が１３ｍｍ以上であり、かつ、研磨面の外縁がなす面積に対するタイルの面積の割合であるタイル面積率が３４％以上９０％以下であるようにしたので、研磨レートと面内均一性とを向上しつつ、ＰＣＲの上昇を抑え、良好な段差解消性を実現することができる。
　また、上述した実施の形態によれば、研磨レートや面内均一性の不安定性の原因となるタイル端の局所的吸水膨潤変形を抑制し、パッドカットレートや段差解性の悪化の原因となるタイル面積率の低下を抑制することで、トレードオフ関係の両者を両立し解決するものである。
　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）
　平均気泡径はサンプル断面をキーエンス（株）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を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）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（株）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。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（Ｔｈ１）μｍとし、続いて１７７ｋＰａでの圧力を６０秒間加えたときの厚みを（Ｔｈ２）μｍとして、歪定数は以下の式に従って算出した。
　歪定数（μｍ／Ｐａ）＝（Ｔｈ１－Ｔｈ２）／（１７７－２７）／１０００
（平均研磨レートの算出方法）
　アプライドマテリアルズ（株）製の３００ｍｍウェハー用研磨装置（Ｒｅｆｌｅｘｉｏｎ　３　Ｚｏｎｅ　Ｐｒｏｆｉｌｅｒ　Ｈｅａｄ）を用いて、所定の研磨条件で研磨を行った。研磨特性は、３００ｍｍウェハーの両最外周１ｍｍまで、直径方向に測定した。ウェハー中心部を０ｍｍ地点として、±方向へ５ｍｍ、２５ｍｍ、４５ｍｍ、６５ｍｍ、８５ｍｍ、１０５ｍｍ、１２５ｍｍ、１３０ｍｍ、１３５ｍｍ、１４０ｍｍの２１点、±１４１ｍｍ～１４５ｍｍは１ｍｍ間隔で１０点、±１４５．５ｍｍ～１４９ｍｍまで０．５ｍｍ間隔で１６点、合計４７点の測定を行う。２ｍｍエクスクルージョンの場合は、１４９ｍｍを省き、以下記載の方式で面内均一性を算出し、１０ｍｍエクスクルージョンの場合は±１４１ｍｍ～１４９ｍｍの値を省き面内均一性を算出する。中心から半径１４０ｍｍ以内の面内を５ｍｍ毎に３７点、中心から半径１４１ｍｍ以上の面内を１ｍｍ毎に１８点を測定して平均研磨レート（ｎｍ／分）を算出した。
（研磨レートの面内均一性の算出方法）
　２００枚目に研磨したウェハーを上述した平均研磨レートの算出方法と同様に研磨特性を測定し、以下の式に従って算出した。
　研磨レートの面内均一性（％）＝｛（面内の最大研磨レート）－（面内の最小研磨レート）｝／（平均研磨レート）×１００。
（レート変動の算出方法）
　以下の式に従って算出した。
　初期レート変動＝（パッドを立ち上げてから、１枚目に研磨したウェハーの平均研磨レート）－（２５枚目に研磨したウェハーの平均研磨レート）
　中期レート変動＝（２５枚目に研磨したウェハーの平均研磨レート）－（２００枚目に研磨したウェハーの平均研磨レート）。
（ＰＣＲ測定）
　株式会社ミツトヨのデプスゲージを用いて、平坦な場所にてデプスゲージのゼロ点を決めたパッドのエッジ部から中心部に達するまでの全ての溝の深さをデプスゲージで測定した。測定は各溝について２回行い、その平均深さを算出した。各実施例および比較例において２００枚連続研磨後に再度同じように平均深さを算出し研磨前の平均深さとの差を時間で割り返し、ＰＣＲを算出した。
＜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、シリコーン整泡剤１．７重量部と、オクチル酸スズ０．０９重量部とを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。次に浸漬後の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重量部および水５０重量部からなる溶液中に浸漬した後、乾燥させることにより、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。
　次に表面がポリビニルアルコールによって被覆された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２ｍｍ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／ｃｍ３、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２．００ｍｍの研磨層を作製した。
　上記方法により得られた研磨層に、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。この積層体を７７５ｍｍの直径の円に打ち抜いて、研磨層表面にＸピッチ（例えば、図２のＰｘ）が１０．０ｍｍ、Ｙピッチ（例えば、図２のＰｙ）が３０．０ｍｍ、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の溝幅（例えば、図２のＷｇｘ，Ｗｇｙ）が３．０ｍｍである格子状の溝を形成し、研磨パッドを作製した。また、このときのＸピッチにおけるタイル幅（例えば図２のＷｔｘ）は７．０ｍｍ、Ｙピッチにおけるタイル幅（例えば図２のＷｔｙ）は２７．０ｍｍであった。ここで、溝には傾斜が加工されていて（例えば図５参照）、その角度θ２が１３５度、断面形状がＶ字の溝を格子状に研磨層全面に施した。タイル面積率は６３％であった。得られた形状および特性について、表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　研磨工程では、まず、得られた研磨パッドを、アプライドマテリアルズ（株）製ウェハー用研磨装置（Ｒｅｆｌｅｘｉｏｎ　３　Ｚｏｎｅ　Ｐｒｏｆｉｌｅｒ　Ｈｅａｄ）の定盤に貼り付けた。その後、１２インチのシリコン基板上に酸化膜を形成したウェハー（酸化膜ウェハー）を研磨ヘッドに取り付け、リテーナーリング圧力＝７７ｋＰａ（１１ｐｓｉ）、Ｚ１圧力＝４９ｋＰａ（４ｐｓｉ）、Ｚ２圧力＝２８ｋＰａ（４ｐｓｉ）、Ｚ３圧力＝２８ｋＰａ（４ｐｓｉ）、プラテン回転数＝６０ｒｐｍ、研磨ヘッド回転数＝６１ｒｐｍ、スラリー（キャボット社製、ＳＳ－４５００、１：１）を３００ｍＬ／分の流量で流し、Ｓｅａｓｏｌ製ドレッサーで荷重１７．８Ｎ（４ｌｂｆ）、研磨時間１分、インサイチュードレッシングをして２００枚を研磨した。２００枚目に研磨した酸化膜ウェハーの研磨レートを２ｍｍエクスクルージョンで算出した（全面の膜厚測定後、ウェハエッジ２ｍｍを省くウェハーの研磨レートや面内分布を算出）。その結果、研磨レートは２９９ｎｍ／分で、面内均一性は２２．８％であった。初期レート変動率は－１．９％と良好な値であり、中期レート変動率は－３．１％と全体的に変動が無い事が明確となった。ＰＣＲは０．６０μｍ/分となった。
＜実施例２＞
　溝形成前の工程までは実施例１と同様にして得られた研磨層表面にＸピッチが１０．０ｍｍ、Ｙピッチが２０．０ｍｍ、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の溝幅が３．０ｍｍである格子状の溝を形成し、研磨パッドを作製した。また、このときのＸピッチにおけるタイル幅は７．０ｍｍ、Ｙピッチにおけるタイル幅は１７．０ｍｍであった。ここで、溝の断面形状は、角度θ２が１３５度のＶ字状をなすものを採用し、この溝を格子状に研磨層全面に形成した。このときのタイル面積率が６０％である長方形ピッチの研磨パッドにて、実施例１と同じ環境、研磨レシピで研磨を行った。得られた形状および特性について、表１に示す。実施例２の研磨パッドにおいて、研磨レートは２８６ｎｍ／分で、研磨レートの面内均一性は２４．３％、初期レート変動率は－２．３％と良好な値であり、中期レート変動率は３％と全体的に変動が無い事が明確となった。ＰＣＲは０．６６μｍ/分であった。
＜実施例３＞
　溝形成前の工程までは実施例１と同様にして得られた研磨層表面にＸピッチが１１．５ｍｍ、Ｙピッチが２３．０ｍｍ、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の溝幅が２．０ｍｍである格子状の溝を形成し、研磨パッドを作製した。また、このときのＸピッチにおけるタイル幅は９．５ｍｍ、Ｙピッチにおけるタイル幅は２１．０ｍｍであった。ここで、溝は垂直溝（研磨面と溝側面とのなす角度が９０度）を採用した（図１０参照）。このときのタイル面積率が７５％である長方形ピッチの研磨パッドにて、実施例１と同じ環境、研磨レシピで研磨を行った。得られた形状および特性について、表１に示す。実施例３の研磨パッドにおいて、研磨レートは２６９ｎｍ／分で、研磨レートの面内均一性は３６．８％となり、又、初期レート変動率は７．７％、中期レート変動率は１０．０％となり、ＰＣＲは０．５６μｍ/分であった。
＜実施例４＞
　溝形成前の工程までは実施例１と同様にして得られた研磨層表面にＸピッチが２０．０ｍｍ、Ｙピッチが２３．０ｍｍ、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の溝幅が２．０ｍｍである格子状の溝を形成し、研磨パッドを作製した。また、このときのＸピッチにおけるタイル幅は１８．０ｍｍ、Ｙピッチにおけるタイル幅は２１．０ｍｍであった。ここで、溝は垂直溝（研磨面と溝側面とのなす角度が９０度）を採用した（図１０参照）。このときのタイル面積率が８２％である長方形ピッチの研磨パッドにて、実施例１と同じ環境、研磨レシピで研磨を行った。得られた形状および特性について、表１に示す。実施例４の研磨パッドにおいて、研磨レートは２７５ｎｍ／分で、研磨レートの面内均一性は２６．８％となり、又、初期レート変動率は９．４％、中期レート変動率は１２．５％となり、ＰＣＲは０．５２μｍ/分であった。
＜実施例５＞
　溝形成前の工程までは実施例１と同様にして得られた研磨層表面にＸピッチが１１．５ｍｍ、Ｙピッチが２３．０ｍｍ、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の溝幅が３．０ｍｍである格子状の溝を形成し、研磨パッドを作製した。また、このときのＸピッチにおけるタイル幅は８．５ｍｍ、Ｙピッチにおけるタイル幅は２０．０ｍｍであった。ここで、溝の断面形状は、角度θ２が１３５度のＶ字状をなすものを採用し、この溝を格子状に研磨層全面に形成した。このときのタイル面積率が６４％である長方形ピッチの研磨パッドにて、実施例１と同じ環境、研磨レシピで研磨を行った。得られた形状および特性について、表１に示す。実施例５の研磨パッドにおいて、研磨レートは３２７ｎｍ／分で、研磨レートの面内均一性は１１．７％となり、又、初期レート変動率は７．６％、中期レート変動率は５．２％となり、ＰＣＲは０．５９μｍ/分であった。
＜実施例６＞
　溝形成前の工程までは実施例１と同様にして得られた研磨層表面にＸピッチが２０．０ｍｍ、Ｙピッチが２３．０ｍｍ、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の溝幅が３．０ｍｍである格子状の溝を形成し、研磨パッドを作製した。また、このときのＸピッチにおけるタイル幅は１７．０ｍｍ、Ｙピッチにおけるタイル幅は２０．０ｍｍであった。ここで、溝の断面形状は、角度θ２が１３５度のＶ字状をなすものを採用し、この溝を格子状に研磨層全面に形成した。このときのタイル面積率が７４％である長方形ピッチの研磨パッドにて、実施例１と同じ環境、研磨レシピで研磨を行った。得られた形状および特性について、表１に示す。実施例６の研磨パッドにおいて、研磨レートは３３５ｎｍ／分で、研磨レートの面内均一性は１７．４％となり、又、初期レート変動率は３．８％、中期レート変動率は１１．５％となり、ＰＣＲは０．５２μｍ/分となった。
＜実施例７＞
　溝形成前の工程までは実施例１と同様にして得られた研磨層表面にＸピッチが１１．５ｍｍ、Ｙピッチが１５．０ｍｍ、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の溝幅が３．０ｍｍである格子状の溝を形成し、研磨パッドを作製した。また、このときのＸピッチにおけるタイル幅は８．５ｍｍ、Ｙピッチにおけるタイル幅は１２．０ｍｍであった。ここで、溝の断面形状は、角度θ２が１３５度のＶ字状をなすものを採用し、この溝を格子状に研磨層全面に形成した。このときのタイル面積率が５９％である長方形ピッチの研磨パッドにて、実施例１と同じ環境、研磨レシピで研磨を行った。得られた形状および特性について、表１に示す。実施例７の研磨パッドにおいて、研磨レートは３３３ｎｍ／分で、研磨レートの面内均一性は２７．２％となり、又、初期レート変動率は６．１％、中期レート変動率は３．５％となり、ＰＣＲは０．６６μｍ/分であった。
＜実施例８＞
　溝形成前の工程までは実施例１と同様にして得られた研磨層表面にＸピッチが２０．０ｍｍ、Ｙピッチが１５．０ｍｍ、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の溝幅が３．０ｍｍである格子状の溝を形成し、研磨パッドを作製した。また、このときのＸピッチにおけるタイル幅は１７．０ｍｍ、Ｙピッチにおけるタイル幅は１２．０ｍｍであった。ここで、溝の断面形状は、角度θ２が１３５度のＶ字状をなすものを採用し、この溝を格子状に研磨層全面に形成した。このときのタイル面積率が６８％である長方形ピッチの研磨パッドにて、実施例１と同じ環境、研磨レシピで研磨を行った。得られた形状および特性について、表１に示す。実施例８の研磨パッドにおいて、研磨レートは３２７ｎｍ／分で、研磨レートの面内均一性は１０．８％となり、又、初期レート変動率は６．０％、中期レート変動率は７．２％となり、ＰＣＲは０．５８μｍ/分であった。
＜比較例１＞
　溝形成前の工程までは実施例１と同様にして得られた研磨層表面にＸピッチ、Ｙピッチ共に１５．０ｍｍ、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の溝幅が３．０ｍｍである格子状の溝を形成し、研磨パッドを作製した。また、このときのＸピッチおよびＹピッチにおけるタイル幅は１２．０ｍｍであった。ここで、溝は傾斜面を有し、研磨面と傾斜面とのなす角度が１３５度、断面形状がＶ字状をなすものを採用し、この溝を格子状に研磨層全面に施した。このときのタイル面積率が６４％である正方形ピッチの研磨パッドにて、実施例１と同じ環境、研磨レシピで研磨を行った。得られた形状および特性について、表１に示す。比較例１の研磨パッドにおいて、研磨レートは２９５ｎｍ／分で、面内均一性は２９．４％となり、又、初期レート変動率は３．９％、中期レート変動率は－６．７％となり、ＰＣＲは０．６９μｍ/分となった。実施例１と比較すると、両パッド共にほぼ同じタイル面積率であることにも関わらず、比較例１のパッドでは、面内均一性、レート安定性、ＰＣＲにて特性が悪化した。
＜比較例２＞
　溝形成前の工程までは実施例１と同様にして得られた研磨層表面にＸピッチ、Ｙピッチ共に１１．５ｍｍ、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の溝幅が３．０ｍｍである格子状の溝を形成し、研磨パッドを作製した。また、このときのＸピッチおよびＹピッチにおけるタイル幅は８．５ｍｍであった。ここで、溝は傾斜面を有し、研磨面と傾斜面とのなす角度が１３５度、断面形状がＶ字状をなすものを採用し、この溝を格子状に研磨層全面に施した。このときのタイル面積率が５５％である正方形ピッチの研磨パッドにて、実施例１と同じ環境、研磨レシピで研磨を行った。得られた形状および特性について、表１に示す。比較例２の研磨パッドにおいて、研磨レートは３０１ｎｍ／分で、研磨レートの面内均一性は２６．４％となり、又、初期レート変動率は１．７％、中期レート変動率は－３．７％となり、ＰＣＲは０．７１μｍ/分となった。比較例１と比較すると、タイル面積率が低くなったことにより、レート変動率は良好であったが、ＰＣＲは悪化した。又、研磨レートと面内均一性は改善されたが、実施例１より劣っていた。
＜比較例３＞
　溝形成前の工程までは実施例１と同様にして得られた研磨層表面にＸピッチ、Ｙピッチ共に２０ｍｍ、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の溝幅が３．０ｍｍである格子状の溝を形成し、研磨パッドを作製した。また、このときのＸピッチおよびＹピッチにおけるタイル幅は１７．０ｍｍであった。ここで、溝は傾斜面を有し、研磨面と傾斜面とのなす角度が１３５度、断面形状がＶ字状をなすものを採用し、この溝を格子状に研磨層全面に施した。このときのタイル面積率が７２％である正方形ピッチの研磨パッドにて、実施例１と同じ環境、研磨レシピで研磨を行った。得られた形状および特性について、表１に示す。比較例３の研磨パッドにおいて、研磨レートは２８０ｎｍ／分で、研磨レートの面内均一性は３１．３％となり、又、初期レート変動率は４．２％、中期レート変動率は－７．１％となり、ＰＣＲは０．６２μｍ/分となった。比較例１と比較すると、タイル面積率が大きくなったことにより、ＰＣＲは良好になったが、レート安定性や研磨レートおよび面内均一性が、更に悪化した。
＜比較例４＞
　溝形成前の工程までは実施例１と同様にして得られた研磨層表面にＸピッチ、Ｙピッチ共に１５．０ｍｍ、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の溝幅が１．５ｍｍである格子状の溝を形成し、研磨パッドを作製した。また、このときのＸピッチおよびＹピッチにおけるタイル幅は１３．５ｍｍであった。ここで、溝は傾斜が加工されない垂直溝（研磨面と溝側面とのなす角度が９０度）を採用した。このときのタイル面積率が８１％である正方形ピッチの研磨パッドにて、実施例１と同じ環境、研磨レシピで研磨を行った。得られた形状および特性について、表１に示す。比較例４の研磨パッドにおいて、研磨レートは２６５ｎｍ／分で、研磨レートの面内均一性は４３．８％となり、又、初期レート変動率は１４．６％、中期レート変動率は－１１．８％となり、ＰＣＲは０．３９μｍ/分となった。比較例１～３と比較すると、傾斜溝の加工がされていない分、ＰＣＲは良好となったが、研磨レート、面内均一性およびレート安定性は悪化した。
＜比較例５＞
　溝形成前の工程までは実施例１と同様にして得られた研磨層表面にＸピッチ、Ｙピッチ共に１０．０ｍｍ、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の溝幅が１．０ｍｍである格子状の溝を形成し、研磨パッドを作製した。また、このときのＸピッチおよびＹピッチにおけるタイル幅は９．０ｍｍであった。ここで、溝は傾斜が加工されない垂直溝（研磨面と溝側面とのなす角度が９０度）を採用した。このときのタイル面積率が８１％である正方形ピッチの研磨パッドにて、実施例１と同じ環境、研磨レシピで研磨を行った。得られた形状および特性について、表１に示す。比較例５の研磨パッドにおいて、研磨レートは２６２ｎｍ／分で、研磨レートの面内均一性は１９．８％となり、又、初期レート変動率は１０．２％、中期レート変動率は－７．７％となり、ＰＣＲは０．４５μｍ/分となった。比較例４と比較すると、タイル面積率は同じだが、タイル幅が小さくなった分、研磨レート、面内均一性およびレート安定性は良好だったが、ＰＣＲは悪化した。
＜比較例６＞
　溝形成前の工程までは実施例１と同様にして得られた研磨層表面にＸピッチ、Ｙピッチ共に２０．０ｍｍ、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の溝幅が１．０ｍｍである格子状の溝を形成し、研磨パッドを作製した。また、このときのＸピッチおよびＹピッチにおけるタイル幅は１９．０ｍｍであった。ここで、溝は傾斜が加工されない垂直溝（研磨面と溝側面とのなす角度が９０度）を採用した。このときのタイル面積率が９０％である正方形ピッチの研磨パッドにて、実施例１と同じ環境、研磨レシピで研磨を行った。得られた形状および特性について、表１に示す。比較例６の研磨パッドにおいて、研磨レートは２４８ｎｍ／分で、研磨レートの面内均一性は４０．２％となり、又、初期レート変動率は１８．２％、中期レート変動率は－１７．０％となり、ＰＣＲは０．３３μｍ/分となった。比較例４と比較すると、タイル面積率が大きくなったことにより、ＰＣＲは改善したが、研磨レート、面内均一性およびレート安定性は大きく悪化した。
＜比較例７＞
　溝形成前の工程までは実施例１と同様にして得られた研磨層表面にＸピッチが８．０ｍｍ、Ｙピッチが２０．０ｍｍ、Ｘピッチにおける溝幅が３．０ｍｍ、Ｙピッチにおける溝幅が１０．０ｍｍである格子状の溝を形成し、研磨パッドを作製した。また、このときのＸピッチにおけるタイル幅は５．０ｍｍ、Ｙピッチにおけるタイル幅は１０．０ｍｍであった。ここで、溝は垂直溝（研磨面と溝側面とのなす角度が９０度）を採用した。このときのタイル面積率が３１％である長方形ピッチの研磨パッドにて、実施例１と同じ環境、研磨レシピで研磨を行った。得られた形状および特性について、表１に示す。比較例７の研磨パッドにおいて、研磨レートは３５０ｎｍ／分で、研磨レートの面内均一性は３５．３％となり、又、初期レート変動率は７．３％、中期レート変動率は１５．３％となり、ＰＣＲは０．７３μｍ/分となった。比較例２と比較すると、タイル面積率が下がったことで、研磨レートは良好であったが、面内均一性とレート安定性は悪化した。タイル面積率が低いが、垂直溝であった為、ＰＣＲは同等であった。
＜比較例８＞
　溝形成前の工程までは実施例１と同様にして得られた研磨層表面にＸピッチ１２．０、Ｙピッチ５０ｍｍ、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の溝幅が０．７ｍｍである格子状の溝を形成し、研磨パッドを作製した。また、このときのＸピッチにおけるタイル幅は１１．３ｍｍ、Ｙピッチにおけるタイル幅は４９．３ｍｍであった。ここで、溝は垂直溝（研磨面と溝側面とのなす角度が９０度）を採用した。このときのタイル面積率が９３％である長方形ピッチの研磨パッドにて、実施例１と同じ環境、研磨レシピで研磨を行った。得られた形状および特性について、表１に示す。比較例８の研磨パッドにおいて、研磨レートは２３９ｎｍ／分で、研磨レートの面内均一性は４５．０％となり、又、初期レート変動率１９．３％、中期レート変動率１９．６％となり、ＰＣＲは０．２９μｍ/分となった。比較例６と比較すると、タイル面積率が更に高くなったため、研磨レート、面内均一性とレート安定性は悪化した。一方で、タイル面積率が高いためＰＣＲは良好であった。
　以上のように、本発明にかかる研磨パッドは、研磨レートと面内均一性とを向上しつつ、ＰＣＲの上昇を抑え、良好な段差解消性を実現するのに有用である。
　１　研磨パッド
　２，２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ　溝
　１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅ，１０ｆ　本体部
　１１　主面
　２１，２３，２３ａ，２３ｂ，２４，２５　傾斜面
　２２，２６　底部
　２７　側面

Claims (4)

  1. 　略格子状に形成された溝で区画され、その表面が研磨面をなす平面状の複数のタイルを有する研磨パッドであって、
    　前記研磨面上で直交する二つの軸をＸ軸、Ｙ軸としたとき、
    　Ｘ軸方向の前記タイルの幅が２．４ｍｍ以上１３．０ｍｍ未満であり、Ｙ軸方向の前記タイルの幅が１３．０ｍｍ以上であり、かつ、前記研磨面の外縁がなす面積に対する前記複数のタイルの総面積の割合であるタイル面積率が３４％以上９０％以下であることを特徴とする研磨パッド。
  2. 　前記Ｙ軸方向の前記タイルの幅が４０．０ｍｍ未満であることを特徴とする請求項１記載の研磨パッド。
  3. 　前記研磨面と、前記溝の側面であって、前記研磨面に連続する二つの側面とがそれぞれなす角度のうち、少なくとも一方の角度が９０度より大きいことを特徴とする請求項１または２記載の研磨パッド。
  4. 　前記一方の角度が１０５度以上１５０度以下であることを特徴とする請求項３記載の研磨パッド。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019098480A (ja) * 2017-12-05 2019-06-24 日本電気硝子株式会社 研磨パッド

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114310627A (zh) * 2021-12-30 2022-04-12 西安奕斯伟材料科技有限公司 一种用于对硅片进行抛光的抛光垫和抛光设备

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07256560A (ja) * 1994-03-18 1995-10-09 Fujitsu Ltd 研磨布及びその作製方法及び基板の平坦化方法
JP2000246629A (ja) * 1999-02-26 2000-09-12 Canon Inc 研磨装置および研磨方法
JP2000354952A (ja) * 1999-04-05 2000-12-26 Nikon Corp 研磨部材、研磨方法、研磨装置、半導体デバイス製造方法、及び半導体デバイス
JP2006110665A (ja) * 2004-10-14 2006-04-27 Nihon Micro Coating Co Ltd 研磨パッド
JP2010528885A (ja) * 2007-06-08 2010-08-26 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド 窓付きの薄い研磨パッド及び成形プロセス

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07256560A (ja) * 1994-03-18 1995-10-09 Fujitsu Ltd 研磨布及びその作製方法及び基板の平坦化方法
JP2000246629A (ja) * 1999-02-26 2000-09-12 Canon Inc 研磨装置および研磨方法
JP2000354952A (ja) * 1999-04-05 2000-12-26 Nikon Corp 研磨部材、研磨方法、研磨装置、半導体デバイス製造方法、及び半導体デバイス
JP2006110665A (ja) * 2004-10-14 2006-04-27 Nihon Micro Coating Co Ltd 研磨パッド
JP2010528885A (ja) * 2007-06-08 2010-08-26 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド 窓付きの薄い研磨パッド及び成形プロセス

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019098480A (ja) * 2017-12-05 2019-06-24 日本電気硝子株式会社 研磨パッド
JP7087365B2 (ja) 2017-12-05 2022-06-21 日本電気硝子株式会社 研磨パッド

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