JP2013018056A

JP2013018056A - 研磨パッド

Info

Publication number: JP2013018056A
Application number: JP2011150599A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Kobayashi; 勉小林; Ryoji Okuda; 良治奥田; Seiji Fukuda; 誠司福田
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 2011-07-07
Filing date: 2011-07-07
Publication date: 2013-01-31

Abstract

【課題】本発明は、かかる従来技術の背景に鑑み、研磨パッド表面への研磨屑付着を抑制することで被研磨物表面のスクラッチやディフェクトの発生を低減させて、製品の歩留まりを向上させ、かつ、高い平坦性と適度な研磨速度が得られる研磨パッドを提供することを目的とする。
【解決手段】本発明は、被研磨物と相対する研磨面のゼータ電位が−５５ｍｖより小さく−１００ｍｖ以上であることを特徴とする研磨パッドである。
【選択図】なし

Description

本発明は、半導体、誘電／金属複合体及び集積回路等において平坦面を形成するのに使用される研磨パッドに関するものである。

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。

本ＣＭＰと呼ばれる研磨技術は、研磨パッドが貼り付けられた定盤と半導体基板等の被研磨対象物を保持する研磨ヘッドとが、研磨パッドの研磨面と被研磨対象物の被研磨面とが対向するように配置された研磨装置において、被研磨対象物を研磨パッドに接触させ、研磨液であるスラリーを供給しながら両者を相対的に移動させることにより実施されている。

ＣＭＰに要求される主な特性として、被研磨物表面の高い平坦性、生産の効率を上げるために適度な研磨速度、被研磨物表面に発生する研磨傷や異物の付着等の欠陥が少ないことがあげられる。被研磨物を高い平坦性かつ適度な研磨速度で研磨するためには、研磨パッドと被研磨物の間にスラリーが均一に行き渡る必要がある。

これを達成するための手段として、特許文献１に研磨パッド表面とスラリーとの馴染みが良くなるように、研磨パッド研磨面のゼータ電位を−５０ｍＶ以上０ｍＶ未満とする技術が提案されているが、このような研磨パッドではスラリーに含まれる砥粒と研磨パッドの表面の馴染みが良くなる一方で、研磨中に発生する研磨屑と研磨パッド表面の馴染みも良くなり、研磨パッド表面には研磨屑が堆積しやすくなって、この結果、被研磨物表面にスクラッチと呼ばれる研磨傷やディフェクトと呼ばれる異物の付着が発生することがあり、これら欠陥が配線を切断したりショートさせることにより製品の歩留まりが低下するという問題があった。

特許第４３２６５８７号公報

本発明は、かかる従来技術の背景に鑑み、研磨パッド表面への研磨屑付着を抑制することで被研磨物表面のスクラッチやディフェクトの発生を低減させて、製品の歩留まりを向上させ、かつ、高い平坦性と適度な研磨速度が得られる研磨パッドを提供することにある。

本発明は、被研磨物と相対する研磨面のゼータ電位が−５５ｍｖより小さく−１００ｍｖ以上であることを特徴とする研磨パッドである。

本発明により、ガラス、半導体、誘電／金属複合体および集積回路等の被研磨物を、ＣＭＰと呼ばれる研磨をする際に、研磨パッド表面への研磨屑堆積を抑制すること、被研磨物表面のスクラッチやディフェクトを低減させ、かつ、高い平坦性と適度な研磨速度を発現する研磨パッドを得ることが出来る。

本発明は、被研磨物表面のスクラッチやディフェクトを低減させ、かつ、高い平坦性と適度な研磨速度を有する研磨パッドについて鋭意検討した結果、被研磨物と相対する研磨面のゼータ電位が−５５ｍｖより小さく−１００ｍｖ以上であることで、課題を解決することが出来ることを究明したものである。

本発明において、研磨パッド表面のゼータ電位は−５５ｍＶより小さく、−１００ｍＶ以上であることが重要である。

研磨パッド表面のゼータ電位が−５５ｍＶより大きい場合、スラリー中の砥粒との馴染みが良くなり、研磨速度が上昇する一方で、研磨屑との馴染みが良くなり、研磨屑や研磨屑とスラリーの砥粒が絡み合った物体が研磨層表面に堆積しやすくなる場合がある。こうして研磨パッド表面に堆積した研磨屑等により被研磨物の表面にスクラッチと呼ばれる研磨傷や、ディフェクトと呼ばれる異物の付着が発生し、半導体回路の配線を切断したり、ショートさせたりして製品の歩留まりを低下させる場合があるので好ましくない。

研磨パッド表面のゼータ電位が−１００ｍＶより小さいと、研磨パッド表面に研磨屑等の堆積を抑制することが出来るが、スラリーに含まれる砥粒との馴染みも悪くなる場合があり、被研磨物面内の平坦性が悪化したり、研磨速度が低下する場合があるので好ましくない。好ましい研磨パッド表面のゼータ電位としては、−６５ｍＶ以下であることが、また−９０ｍＶ以上であることが、研磨パッド表面に研磨屑等の堆積を防ぐことができる一方で、適当な研磨レートを得ることが出来るので好ましい。

なお、本発明の研磨パッドのゼータ電位は、大塚電子（株）製電気泳動光散乱光度計ＥＬＳ−８００を使用し、次の条件で測定した値を言う。

光源：Ｈｅ−Ｎｅレーザー
測定モード：ヘテロダイン法
セル：平板試料用セル
測定角度：２０°
電圧：８０Ｖ
温度：２５±２℃
測定室雰囲気：２３±２℃、５０±５％ＲＨ
測定液：０．００１ＭＮａＣｌ水溶液
研磨パッド表面のゼータ電位が低いほど研磨屑等の付着を抑制でき、結果として被研磨物表面のスクラッチやディフェクトの発生を抑えることが出来る。その一方で、スラリーの砥粒と研磨パッド表面の馴染みも悪くなり、研磨速度は低下する傾向がある。

研磨パッドの研磨層が発泡体構造であると、研磨パッド表面の開口した気泡がスラリーを保持することが出来、研磨レートの向上に寄与することが出来る。発泡体は独立気泡であることが、スラリーの流出を防ぎ、スラリーを保持することが出来るので好ましい。

平均気泡径は２０μｍ以上１５０μｍであることが、スラリーの保持性と被研磨物の平坦性、研磨速度の観点から好ましい。平均気泡径が２０μｍ未満の場合、スラリーの保持能力が低下し、適度な研磨レートが得られないので好ましくない。平均気泡径が１５０μｍを越えると、被研磨物の平坦性が悪化するので好ましくない。より好ましくは、３０μｍ以上１００μｍ以下、更に好ましくは４０μｍ以上８０μｍ以下である。

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。

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、被研磨物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、被研磨物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。

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、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３０／７０〜５５／４５であることが好ましい。この範囲であれば、研磨パッドの硬度を充分高くすることができ、かつ、研磨パッド表面のゼータ電位を−５５ｍＶより小さく−１００ｍＶ以上にする事が出来る。

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−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以上がより好ましい。一方、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（ＪＩＳＲ−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、タングステン、銅等を挙げることができ、構造的にダマシン、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。

研磨パッドの研磨層は、厚みムラ解消の他、表面の粗さやゼータ電位を調整する目的で研削することが出来る。目の粗いサンドペーパーで調整した面はパッド表面のゼータ電位が大きくなり、目の細かいサンドペーパーで調整した面はパッド表面のゼータ電位は小さくなる。研削をしていない面ではゼータ電位は更に小さくなる。研磨パッドの厚みムラを解消するために、研磨層の研磨面と反対側の面のみを研削し、研磨面は研削していない面とする事も出来る。

必要とする研磨パッドの性能に応じて、研削する面、研削に用いるサンドペーパーの番手は適宜選ぶことが出来、研磨面の算術平均表面粗さＲａが０μｍ以上５μｍ以下であることが、研磨面のゼータ電位を−５５ｍＶより小さく−１００ｍＶ以上にするために好ましい面の粗さである。

なお、本発明の研磨パッドの算術平均表面粗さＲａは、(株)東京精密製ＨＡＮＤＹＳＵＲＦＥ−３５Ｂを使用し、次の条件で測定した値を言う。

カットオフ種別：Ｇａｕｓｓｉａｎ
カットオフ波長：２．５０ｍｍ
測定長さ：１２．５ｍｍ

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。

マイクロゴムＡ硬度：
高分子計器（株）製のマイクロゴム硬度計"ＭＤ−１"で測定する。マイクロゴム硬度計"ＭＤ−１"の構成は下記のとおりである。
１．１センサ部
（１）荷重方式：片持ばり形板バネ
（２）ばね荷重：０ポイント／２．２４ｇｆ。１００ポイント／３３．８５ｇｆ
（３）ばね荷重誤差：±０．３２ｇｆ
（４）押針寸法：直径：０．１６ｍｍ円柱形。高さ０．５ｍｍ
（５）変位検出方式：歪ゲージ式
（６）加圧脚寸法：外径４ｍｍ内径１．５ｍｍ
１．２センサ駆動部
（１）駆動方式：ステッピングモータによる上下駆動。エアダンパによる降下速度制御
（２）上下動ストローク：１２ｍｍ
（３）降下速度：１０〜３０ｍｍ／ｓｅｃ
（４）高さ調整範囲：０〜６７ｍｍ（試料テーブルとセンサ加圧面の距離）
１．３試料台
（１）試料台寸法：直径８０ｍｍ
（２）微動機構：ＸＹテーブルおよびマイクロメータヘッドによる微動。ストローク：Ｘ軸、Ｙ軸とも１５ｍｍ
（３）レベル調整器：レベル調整用本体脚および丸型水準器。

気泡径測定：日立製作所（株）製ＳＥＭ２４００走査型電子顕微鏡を使用し、倍率２００倍で観察した写真を画像解析装置で解析することにより、写真の視野枠にかかっている気泡を除いた写真中に存在するすべての気泡径を計測し、その平均値を平均気泡径とした。

欠陥検査：ＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｌ（株）製のＳＰ−１を用いて、０．１８μｍ以上の欠陥を測定した。欠陥数が３０個以下であれば合格とした。

Ｄ硬度測定：
ＪＩＳＫ６２５３−１９９７に準拠して行った。作製したポリウレタン樹脂を３ｃｍ
×３ｃｍ（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２４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（高分子計器社製、アスカーＤ型硬度計）を用い、硬度を測
定した。

平均研磨レート：
アプライドマテリアルズ（株）のＭｉｒｒａ３４００を用いて、所定の研磨条件で終点検出を行いながら研磨を行った。研磨特性は、８インチウェハーの最外周２ｍｍ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１６点を測定して平均研磨レート（ｎｍ／分）を算出した。平均研磨レートが１９０〜２３０ｎｍ／分であれば合格とした。

実施例１
液温を４０℃に保った、ポリエーテルポリオール：”サンニックス（登録商標）ＦＡ−９０９”（三洋化成工業（株）製）１００重量部，鎖伸長剤：エチレングリコール８重量部，アミン触媒：”Ｄａｂｃｏ（登録商標）３３ＬＶ”（エアープロダクツジャパン（株）製）１重量部，アミン触媒：”Ｔｏｙｏｃａｔ（登録商標）ＥＴ”（東ソー（株）製）０．１重量部，シリコーン整泡剤：”ＴＥＧＯＳＴＡＢ（登録商標）Ｂ８４６２”（Ｔｈ．ＧｏｌｄｓｃｈｍｉｄｔＡＧ社製）０．５重量部，発泡剤：水０．２重量部を混合してなるＡ液と、液温を４０℃に保ったイソシアネート：”サンフォーム（登録商標）ＮＣ−７０３”９５重量部からなるＢ液を、ＲＩＭ成型機により、吐出圧１５ＭＰａで衝突混合した後、６０℃に保った金型内に吐出量５００ｇ／ｓｅｃで吐出し、１０分間放置することで、大きさ７００×７００ｍｍ，厚み１０ｍｍの発泡ポリウレタンブロック（マイクロゴムＡ硬度：４７度，密度：０．７７ｇ／ｃｍ3、平均気泡径：３７μｍ）を作製した。その後、該発泡ポリウレタンブロックをスライサーで厚み３ｍｍにスライスした。

次に該発泡ポリウレタンシートを、アゾビスイソブチロニトリル０．１重量部を添加したメチルメタクリレートに浸漬し、メチルメタクリレート含有率を４８重量％としたメタクリレートが含浸した該発泡ポリウレタンシートを、塩化ビニル製ガスケットを介して２枚のガラス板間に挟み込んで、６０℃で１０時間、１２０℃で３時間加熱することにより重合硬化させた。ガラス板間から離型した後、５０℃で真空乾燥を行った。このようにして得られた硬質発泡シートを厚み２．５ｍｍとなるようにスライサーでスライスし、スライスした面とは反対側の面を研削加工することにより厚み２．０ｍｍの研磨層を作製した。

得られた研磨層中のメチルメタクリレート含有率は４８重量％であった。また研磨層のＤ硬度は５４度、密度は０．８０ｇ／ｃｍ３、独立気泡の平均気泡径は４５μｍであった。

次に該研磨層の研削加工した面に両面接着テープ“４４２ＪＳ” （住友スリーエム（株）製）をラミネーターを使用して貼り合わせた後、剥離紙を剥がし、それを厚み０．３ｍｍの熱可塑性ウレタンゴムシート（Ａ硬度：８４度）からなるクッション層の上にラミネーターを使用して貼り合わせた。さらにクッション層の下に両面接着テープ“４４２ＪＳ”（住友スリーエム（株）製）をラミネーターを使用して貼り合わせた。この積層体を５０８ｍｍの直径の円に切り取り、研磨層表面に幅１ｍｍ、ピッチ１５ｍｍ、深さ０．９ｍｍの溝を形成して、研磨パッドとした。

得られた研磨パッドの研磨面の算術平均粗さＲａは２．８μｍ、ゼータ電位は−７３．０ｍＶであった。

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製“ＭＩＲＲＡ３４００”）の定盤に貼り付けた。酸化膜の８インチウェハをリテナーリング圧力＝４１ｋＰａ（約６．０ｐｓｉ）、インナーチューブ圧力＝２８ｋＰａ（約４．０ｐｓｉ）、メンブレン圧力＝２８ｋＰａ（約４．０ｐｓｉ）、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）を１５０ｍＬ／分の流量で流し、Ｓａｅｓｏｌ製ドレッサーで荷重１７．６Ｎ（約４．０ｌｂｆ）、研磨時間１分、研磨開始から３０秒間インサイチュードレッシングをしてウェハ１００枚を研磨した。２５枚目の酸化膜の平均研磨レートは２１６．６ｎｍ／分であり、１００枚目の酸化膜の平均研磨レートは２２１．５ｎｍ／分あった。２５枚目の平均研磨レートが１００枚目の平均研磨レートの±１０％であり、問題無い値であった。

研磨した酸化膜の８インチウェハをＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｌ社製欠陥検査装置“ＳＰ−１”で０．１８μｍ以上の欠陥数を測定したところ、２５枚目のウェハの欠陥数は８個、１００枚目のウェハの欠陥数は１５個と良好であった。

実施例２
実施例１と同様に作製した硬質発泡シートを厚み２．５ｍｍとなるようにスライサーでスライスし、スライスした面とは反対側の面を研削加工することにより厚み２．０１ｍｍとし、次にスライスした面を＃１２０の番手のサンドペーパーで０．０１ｍｍ研削加工して厚み２．００ｍｍの研磨層を作製した。

次に該研磨層の最初に研削加工した面に両面接着テープ“４４２ＪＳ” （住友スリーエム（株）製）をラミネーターを使用して貼り合わせた後、剥離紙を剥がし、それを厚み０．３ｍｍの熱可塑性ウレタンゴムシート（Ａ硬度：８４度）からなるクッション層の上にラミネーターを使用して貼り合わせた。さらにクッション層の下に両面接着テープ“４４２ＪＳ”（住友スリーエム（株）製）をラミネーターを使用して貼り合わせた。この積層体を５０８ｍｍの直径の円に切り取り、研磨層表面に幅１ｍｍ、ピッチ１５ｍｍ、深さ０．９ｍｍの溝を形成して、研磨パッドとした。

得られた研磨パッドの研磨面の算術平均粗さＲａは４．８μｍ、ゼータ電位は−５８．５ｍＶであった。

上記方法により得られた研磨パッドを、実施例１と同様にウェハ１００枚を研磨した。２５枚目の酸化膜の研磨レートは２２０．０ｎｍ／分であり、１００枚目の酸化膜の研磨レートは２２５．５ｎｍ／分あった。２５枚目の研磨レートが１００枚目の研磨レートの±１０％であり、問題無い値であった。

研磨した酸化膜の８インチウェハをＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｌ社製欠陥検査装置“ＳＰ−１”で０．１８μｍ以上の欠陥数を測定したところ、２５枚目のウェハの欠陥数は１２個、１００枚目のウェハの欠陥数は１４個と良好であった。

実施例３
実施例１と同様に作製した硬質発泡シートを厚み２．５ｍｍとなるようにスライサーでスライスし、スライスした面とは反対側の面を研削加工することにより厚み２．０２ｍｍとし、次にスライスした面を＃１２０の番手のサンドペーパーで０．０２ｍｍ研削加工して厚み２．００ｍｍの研磨層を作製した。

得られた研磨パッドの研磨面の算術平均粗さＲａは５．６μｍ、ゼータ電位は−５５．５ｍＶであった。

上記方法により得られた研磨パッドを、実施例１と同様にウェハ１００枚を研磨した。２５枚目の酸化膜の研磨レートは２４８．０ｎｍ／分であり、１００枚目の酸化膜の研磨レートは２２６．０ｎｍ／分あった。２５枚目の研磨レートが１００枚目の研磨レートの±１０％であり、問題無い値であった。

研磨した酸化膜の８インチウェハをＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｌ社製欠陥検査装置“ＳＰ−１”で０．１８μｍ以上の欠陥数を測定したところ、２５枚目のウェハの欠陥数は２５個、１００枚目のウェハの欠陥数は２４個と良好であった。

比較例１
実施例１と同様に発泡ポリウレタンシートを作成した。次に該発泡ポリウレタンシートを、アゾビスイソブチロニトリル０．１重量部を添加したメチルメタクリレートに浸漬し、メチルメタクリレート含有率を４８重量％としたメタクリレートが含浸した該発泡ポリウレタンシートを、塩化ビニル製ガスケットを介して２枚のガラス板間に挟み込んで、６０℃で１０時間、１２０℃で３時間加熱することにより重合硬化させた。ガラス板間から離型した後、５０℃で真空乾燥を行った。このようにして得られた硬質発泡シートの両面を＃１００の番手のサンドペーパーで研削加工することにより厚み２．０ｍｍの研磨層を作製した。

得られた研磨層中のメチルメタクリレート含有率は４８重量％であった。また研磨層のＤ硬度は５４度、密度は０．７９ｇ／ｃｍ３、独立気泡の平均気泡径は４２μｍであった。

次に該研磨層に両面接着テープ“４４２ＪＳ” （住友スリーエム（株）製）をラミネーターを使用して貼り合わせた後、剥離紙を剥がし、それを厚み０．３ｍｍの熱可塑性ウレタンゴムシート（Ａ硬度：８４度）からなるクッション層の上にラミネーターを使用して貼り合わせた。さらにクッション層の下に両面接着テープ“４４２ＪＳ”（住友スリーエム（株）製）をラミネーターを使用して貼り合わせた。この積層体を５０８ｍｍの直径の円に切り取り、研磨層表面に幅１ｍｍ、ピッチ１５ｍｍ、深さ０．９ｍｍの溝を形成して、研磨パッドとした。

得られた研磨パッドの研磨面の算術平均粗さＲａは６．８μｍ、ゼータ電位は−２８．２ｍＶであった。

上記方法により得られた研磨パッドを、実施例１と同様にウェハ１００枚を研磨した。２５枚目の酸化膜の研磨レートは２２５．１ｎｍ／分であり、１００枚目の酸化膜の研磨レートは２２０．８ｎｍ／分であり、ともに合格の値であった。

研磨した酸化膜の８インチウェハをＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｌ社製欠陥検査装置“ＳＰ−１”で０．１８μｍ以上の欠陥数を測定したところ、２５枚目のウェハの欠陥数は５４個、１００枚目のウェハの欠陥数は５５個と不合格の値であった。

比較例２
実施例１と同様に発泡ポリウレタンシートを作成した。次に該発泡ポリウレタンシートを、アゾビスイソブチロニトリル０．１重量部を添加したメチルメタクリレートに浸漬し、メチルメタクリレート含有率を５７重量％としたメタクリレートが含浸した該発泡ポリウレタンシートを、塩化ビニル製ガスケットを介して２枚のガラス板間に挟み込んで、６０℃で１０時間、１２０℃で３時間加熱することにより重合硬化させた。ガラス板間から離型した後、５０℃で真空乾燥を行った。このようにして得られた硬質発泡シートの両面を＃１００の番手のサンドペーパーで研削加工することにより厚み２．０ｍｍの研磨層を作製した。

得られた研磨層中のメチルメタクリレート含有率は５７重量％であった。また研磨層のＤ硬度は６１度、密度は０．８０ｇ／ｃｍ３、独立気泡の平均気泡径は４４μｍであった。

上記方法により得られた研磨パッドを、実施例１と同様にウェハ１００枚を研磨した。２５枚目の酸化膜の研磨レートは２１５．５ｎｍ／分であり、１００枚目の酸化膜の研磨レートは２１０．０ｎｍ／分であり、ともに合格の値であった。

研磨した酸化膜の８インチウェハをＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｌ社製欠陥検査装置“ＳＰ−１”で０．１８μｍ以上の欠陥数を測定したところ、２５枚目のウェハの欠陥数は１２２個、１００枚目のウェハの欠陥数は１４５個と不合格の値であった。

比較例３
実施例１と同様に発泡ポリウレタンシートを作成した。次に該発泡ポリウレタンシートを、アゾビスイソブチロニトリル０．１重量部を添加したメチルメタクリレートに浸漬し、メチルメタクリレート含有率を５７重量％としたメタクリレートが含浸した該発泡ポリウレタンシートを、塩化ビニル製ガスケットを介して２枚のガラス板間に挟み込んで、６０℃で１０時間、１２０℃で３時間加熱することにより重合硬化させた。ガラス板間から離型した後、５０℃で真空乾燥を行った。このようにして得られた硬質発泡シートを厚み２．５ｍｍとなるようにスライサーでスライスし、スライスした面とは反対側の面を研削加工することにより厚み２．０ｍｍの研磨層を作製した。

得られた研磨層中のメチルメタクリレート含有率は５７重量％であった。また研磨層のＤ硬度は６１度、密度は０．７９ｇ／ｃｍ３、独立気泡の平均気泡径は４５μｍであった。

得られた研磨パッドの研磨面の算術平均粗さＲａは２．５μｍ、ゼータ電位は−２６．９ｍＶであった。

上記方法により得られた研磨パッドを、実施例１と同様にウェハ１００枚を研磨した。２５枚目の酸化膜の研磨レートは１７８．５ｎｍ／分であり、１００枚目の酸化膜の研磨レートは２０８．０ｎｍ／分であり、２５枚目の研磨レートが低く、不合格の値であった。

研磨した酸化膜の８インチウェハをＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｌ社製欠陥検査装置“ＳＰ−１”で０．１８μｍ以上の欠陥数を測定したところ、２５枚目のウェハの欠陥数は１６２個、１００枚目のウェハの欠陥数は１５０個と不合格の値であった。

Claims

被研磨物と相対する研磨面のゼータ電位が−５５ｍｖより小さく−１００ｍｖ以上であることを特徴とする研磨パッド。
該研磨パッドの研磨面の算術平均粗さＲａが０μｍ以上５μｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の研磨パッド。