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WO2013039181A1 - 研磨パッド - Google Patents

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WO2013039181A1
WO2013039181A1 PCT/JP2012/073538 JP2012073538W WO2013039181A1 WO 2013039181 A1 WO2013039181 A1 WO 2013039181A1 JP 2012073538 W JP2012073538 W JP 2012073538W WO 2013039181 A1 WO2013039181 A1 WO 2013039181A1
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WO
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polishing
groove
degrees
polishing pad
grooves
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Application number
PCT/JP2012/073538
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English (en)
French (fr)
Inventor
陽平 野呂
奥田　良治
誠司 福田
Original Assignee
東レ株式会社
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Publication date
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Priority to SG11201400614RA priority patent/SG11201400614RA/en
Priority to US14/344,988 priority patent/US20140378035A1/en
Priority to CN201280044813.XA priority patent/CN103782372A/zh
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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 specifically, the present invention relates to a polishing pad that is preferably used for forming a flat surface in semiconductors, dielectric / metal composites, integrated circuits, and the like.
  • CMP Chemical Mechanical Polishing
  • a CMP apparatus includes a polishing head that holds a semiconductor wafer that is an object to be processed, a polishing pad for polishing the object to be processed, and a polishing surface plate that holds the polishing pad.
  • a polishing technique called CMP is a technique for polishing a material to be polished while supplying slurry using a polishing pad having a polishing layer.
  • CMP polishing of a semiconductor wafer is performed by using a slurry to move a semiconductor wafer (hereinafter simply referred to as a wafer) and a polishing pad relative to each other to remove a protruding portion of a layer on the wafer surface.
  • the surface layer is flattened.
  • CMP polishing has required characteristics such as local flatness of wafer, global flatness, prevention of defects, and high polishing rate. Therefore, in order to achieve these required characteristics, various ingenuity has been made with respect to the polishing pad groove configuration (groove pattern, groove cross-sectional shape, etc.), which is one of the major factors affecting polishing characteristics. Has been made.
  • Patent Document 1 a technique is known in which the cross-sectional shape of a groove formed on the surface of the polishing layer is V-shaped or U-shaped, and the groove pattern is spiral or stitched to stabilize the polishing characteristics.
  • the present inventors provide an inclined surface at a specific angle at the boundary between the polishing surface and the groove, so that a suction force acts between the wafer and the polishing pad, the polishing rate is increased, and in-plane uniformity is achieved. Found to be good. Since it is important to provide an inclined surface at the boundary between the polishing surface and the groove, this also applies to a groove having a V-shaped cross section, for example. In consideration of the manufacturing process, the cross-sectional shape of the groove is preferable because it is a simple figure.
  • the present inventors have the functions of supplying and discharging the slurry at the end of the life of the polishing pad when the polishing pad is worn and the cross-sectional area of the groove is reduced.
  • polishing defects increase due to insufficientness.
  • the present invention reduces the function of supplying and discharging slurry even if the polishing pad wears according to the use of the polishing pad while maintaining a high polishing rate and good in-plane uniformity. It is an object of the present invention to provide a polishing pad in which polishing defects caused by this do not increase.
  • the present inventors use a polishing pad (for example, a V shape) having an inclined surface at a specific angle at the boundary between the polishing surface and the groove for increasing the polishing rate and improving in-plane uniformity, and a polishing pad. Accordingly, even if the polishing pad was worn out, it was thought that it could be eliminated by combining grooves for maintaining the slurry supply and discharge functions (for example, I-shaped or trapezoids close to I-shaped grooves).
  • a polishing pad for example, a V shape
  • the polishing pad of the present invention is a polishing pad for chemical mechanical polishing having at least a polishing layer, and has a first groove and a second groove on a polishing surface of the polishing layer.
  • Each of the two grooves has a side surface continuous with the polishing surface at an edge portion in each groove width direction, and the first groove has at least one of the edge surfaces in the groove width direction and the polishing surface.
  • the angle formed by the side surface continuous with the polishing surface is greater than 105 degrees and 150 degrees or less, and the second groove is continuous with the polishing surface and the polishing surface at both of two edge portions in the groove width direction.
  • the angle formed with the side surface is 60 degrees or more and 105 degrees or less.
  • the polishing pad wears as the polishing pad is used, and polishing without increasing polishing defects even if the slurry supply and discharge functions are reduced.
  • a pad can be provided.
  • FIG. 1A is a diagram showing a cross-sectional shape (first example) of a first groove of a polishing pad according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1B is a diagram showing a cross-sectional shape (second example) of the first groove of the polishing pad according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 1C is a diagram showing a cross-sectional shape (third example) of the first groove of the polishing pad according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 1D is a diagram showing a cross-sectional shape (fourth example) of the first groove of the polishing pad according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 1A is a diagram showing a cross-sectional shape (first example) of a first groove of a polishing pad according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1B is a diagram showing a cross-sectional shape (second example) of the first groove of the polishing pad according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 1C is a diagram showing
  • FIG. 2A is a diagram showing a cross-sectional shape (first example) of a second groove of the polishing pad according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 2B is a diagram showing a cross-sectional shape (second example) of the second groove of the polishing pad according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 2C is a diagram showing a cross-sectional shape (third example) of the second groove of the polishing pad according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 2D is a diagram showing a cross-sectional shape (fourth example) of the second groove of the polishing pad according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 2E is a diagram showing a cross-sectional shape (fifth example) of the second groove of the polishing pad according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 2F is a diagram showing a cross-sectional shape (sixth example) of the second groove of the polishing pad according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 3A is a cross-sectional view illustrating a configuration example (first example) of a unit unit including first and second grooves.
  • FIG. 3B is a cross-sectional view illustrating a configuration example (second example) of a unit unit including first and second grooves.
  • FIG. 3C is a cross-sectional view illustrating a configuration example (third example) of the unit unit including the first and second grooves.
  • FIG. 3D is a cross-sectional view illustrating a configuration example (fourth example) of a unit unit including first and second grooves.
  • FIG. 3A is a cross-sectional view illustrating a configuration example (first example) of a unit unit including first and second grooves.
  • FIG. 3B is a cross-sectional view illustrating a configuration example (second example) of a unit unit including first and second
  • FIG. 3E is a cross-sectional view illustrating a configuration example (fifth example) of a unit unit including first and second grooves.
  • FIG. 3F is a cross-sectional view illustrating a configuration example (sixth example) of the unit unit including the first and second grooves.
  • FIG. 3G is a cross-sectional view illustrating a configuration example (seventh example) of the unit unit including the first and second grooves.
  • FIG. 3H is a cross-sectional view illustrating a configuration example (eighth example) of the unit unit including the first and second grooves.
  • FIG. 3I is a cross-sectional view illustrating a configuration example (ninth example) of a unit unit including the first and second grooves.
  • FIG. 4 is a diagram schematically showing an arrangement example of the first grooves on the polishing surface of the polishing pad according to the embodiment of the present invention.
  • the polishing pad of the present invention is a polishing pad having at least a polishing layer, and has a groove A (first groove) and a groove B (second groove) on the polishing surface of the polishing layer.
  • the groove A and the groove B have side surfaces that are continuous with the polishing surface at the edge portions in the groove width direction.
  • the angle formed by the polishing surface and the side surface continuous with the polishing surface is greater than 105 degrees and 150 degrees or less.
  • the angle formed between the polishing surface and the side surface continuous with the polishing surface is 60 degrees or more and 105 degrees or less at both edge portions in the two groove width directions.
  • a groove A104 shown in FIG. 1D has a recess 5 formed between two side surfaces 2 in a direction perpendicular to the polishing surface 1, and the bottom surface thereof is parallel to the polishing surface 1.
  • the groove A constituting the polishing pad is not necessarily one type.
  • at least one of the edge portions in the groove width direction has a plurality of different cross-sectional shapes such that at least one of the angle formed between the polishing surface and the side surface continuous with the polishing surface is greater than 105 degrees and less than 150 degrees. It is also possible to constitute a polishing pad by combining grooves. From the viewpoint of in-plane uniformity, it is more preferable to configure the polishing pad with one type of groove A.
  • the groove cross-sectional shape when the groove cross-sectional shape is only V-shaped, it has a sufficient slurry supply and discharge function at the initial stage of polishing. In some cases, the discharge is not performed sufficiently, and defects such as an increase in defects and a wafer adsorbing to the polishing pad may occur.
  • FIG. A groove B201 shown in FIG. 2A has a rectangular cross-sectional shape.
  • the groove B201 has two side surfaces 2 that are respectively continuous with the polishing surface 1 at the edge in the groove width direction.
  • the angle ⁇ B formed between the polishing surface and the side surface continuous to the polishing surface is equal to each other at the two edge portions in the groove width direction, and the value is 90 degrees.
  • the groove B201 has a rectangular cross-sectional shape, and the bottom surface 6 is parallel to the polishing surface 1.
  • a groove B202 shown in FIG. 2B has a substantially U-shaped bottom surface 7 between two side surfaces 2.
  • the side surface continuous with the polishing surface in the groove B not only a straight line but also a curve, as long as the angle between the polishing pad and the polishing surface at the edge can be maintained at 60 ° or more and 105 ° or less.
  • a broken line, a straight line having a plurality of bending points, a wavy line, or a combination thereof may be used.
  • the area occupation ratio of the groove A per groove area is a ratio of the area of the groove A per area of the groove formed on the polishing surface, and the groove A per area of the groove formed on the polishing surface. Is preferably 30% or more and 90% or less, more preferably 40% or more, and further preferably 50% or more. Further, the area occupation ratio of the groove A per groove area is more preferably 80% or less, and further preferably 70% or less.
  • grooves that can be taken by normal polishing pads such as lattice shape, dimple shape, spiral shape, concentric circle shape, etc. to suppress hydroplane phenomenon and to prevent the wafer and pad from sticking ( Grooves) may be provided, and combinations thereof are also preferably used, but a lattice shape is particularly preferable.
  • the lattice shape is a shape in which lines are combined at right angles to a grid. In the lattice shape, when the vertical and horizontal grooves are equally spaced, when the vertical groove interval is narrower than the horizontal groove interval, or when the horizontal groove interval is narrower than the vertical groove interval Multiple cases are possible.
  • the total length of the grooves A formed on the entire polishing surface is 10% or more and 90% or less of the total groove length of the grooves formed on the polishing surface. Preferably, it is 20% or more, more preferably 25% or more, still more preferably 30% or more, and particularly preferably 35% or more. Further, the total length of the grooves A among the grooves formed on the polished surface is more preferably 80% or less, further preferably 70% or less, and further preferably 60% or less. Is particularly preferably 55% or less.
  • the ratio of the total groove length of the grooves A formed on the polishing surface to the total groove length of all the grooves is within the above range, a suction force acts between the wafer and the polishing pad, and the polishing rate Expresses the effect of rising.
  • the method for forming a groove formed on the polishing surface of the polishing pad it is possible to form the groove A so as to be concentrated at the center of the polishing pad and form the groove B in the remaining portion.
  • the groove A is a region including two straight lines that pass through the center of the polishing pad and are orthogonal to each other, and the distance from at least one of the two straight lines is that of the polishing pad.
  • FIG. 4 is a diagram schematically showing an arrangement example of the grooves A on the polishing surface of the polishing pad.
  • the groove A403 (indicated by a thick line) is an area including two straight lines L 1 and L 2 passing through the center O of the polishing surface 402 on the circular polishing surface 402. The minimum distance from at least one of the two straight lines is 1/3 (about 33%) or less of the radius r.
  • the broken line shown in FIG. 4 has shown groove
  • the XY lattice shape when applied as the groove shape, it is more preferable to disperse the grooves A403 in two orthogonal directions (X direction and Y direction) than to concentrate the grooves A403 in only one direction. .
  • a polishing pad can be configured based on a unit unit as shown in any of FIGS. 3A to 3H.
  • the ratio of the number of grooves A to the total number of grooves as a combination of grooves is not limited to the example.
  • the groove widths of the groove A and the groove B are preferably 0.1 mm or more and 10 mm or less, and more preferably 0.3 mm or more, because it is necessary to have a cross-sectional area capable of supplying and discharging the slurry. More preferably, it is 0.5 mm or more. Further, the groove width of the groove A and the groove B is more preferably 8 mm or less, and further preferably 5 mm or less.
  • the groove depths of the groove A and the groove B are preferably 0.2 mm or more and 4 mm or less, more preferably 0.3 mm or more, because it is necessary to ensure supply and discharge of slurry and a sufficient life. More preferably, it is 0.4 mm or more. Further, the groove depths of the groove A and the groove B are more preferably 3 mm or less, and further preferably 2 mm or less.
  • the thickness of the polishing layer is preferably 4.0 mm or less, more preferably 3.5 mm or less, as long as it is smaller than the distance from the upper surface of the surface plate of the polishing apparatus to the lower surface of the polishing head. It is more preferably 0 mm or less, and particularly preferably 2.5 mm or less.
  • the polishing layer constituting the polishing pad has a micro rubber A hardness of 70 degrees or more and a structure having closed cells to form a flat surface in a semiconductor, a dielectric / metal composite, an integrated circuit, or the like. Therefore, it is preferable.
  • 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 polyisocyanate include tolylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, naphthalene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, and isophorone diisocyanate.
  • the polyisocyanate is not limited thereto, and two or more of these may be used.
  • the compound used as the reaction partner of the polyisocyanate is an active hydrogen-containing compound, that is, a compound containing two or more polyhydroxy groups or amino groups.
  • 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. It 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 the closed cells is preferably 20 ⁇ m or more, more preferably 30 ⁇ m or more from the viewpoint of holding the slurry on the pad surface.
  • the average cell diameter of closed cells is preferably 150 ⁇ m or less, more preferably 140 ⁇ m or less, and still more preferably 130 ⁇ m or less, from the viewpoint of ensuring the flatness of local irregularities of the semiconductor substrate.
  • 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 at 400 times magnification with a VK-8500 ultra-deep microscope manufactured by Keyence.
  • the equivalent circle diameter is measured from the cross-sectional area by an image processing apparatus, and the number average value is calculated.
  • 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.
  • the toughness and hardness can be increased only with the polymer from the vinyl compound, it is difficult to obtain a uniform polishing pad having closed cells.
  • Polyurethane becomes brittle when its hardness is increased.
  • 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, isobutyl 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, malein Acid, dimethyl maleate,
  • 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 a peroxide and an amine can also 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 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 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 micro rubber A hardness of the polishing layer is a value evaluated by a micro rubber hardness meter MD-1 manufactured by Kobunshi Keiki Co., Ltd.
  • the micro rubber A hardness meter MD-1 makes it possible to measure the hardness of thin and small objects, which are difficult to measure with a conventional hardness meter.
  • the micro rubber A hardness tester MD-1 is designed and manufactured as a reduced model of about 1/5 of the spring type rubber hardness tester (durometer) A type. Therefore, the measurement conforms to the hardness of the spring type hardness tester A type. A value is obtained.
  • a normal polishing pad cannot be evaluated with a spring type rubber hardness tester A type because the thickness of the polishing layer or hard layer is less than 5 mm. Therefore, in the present invention, the micro rubber A hardness of the polishing layer is evaluated by the micro rubber MD-1.
  • the hardness of the polishing layer is preferably 70 degrees or more, more preferably 80 degrees or more in terms of micro rubber A hardness, from the viewpoint of the flatness of local irregularities of the semiconductor substrate.
  • 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.
  • the density of the polishing layer from the viewpoint of reducing scratches, preferably 1.1 g / cm 3 or less, more preferably 0.9g / cm 3, 0.85g / cm 3 or less is more preferred.
  • 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.
  • the polishing pad in the present invention preferably has a cushion layer having a bulk modulus of 40 MPa or more and a tensile modulus of 1 MPa or more and 20 MPa or less from the viewpoint of improving in-plane uniformity.
  • the bulk modulus in the present invention is measured by the following method.
  • a sample piece and water at 23 ° C. are placed in a stainless steel measuring cell having an internal volume of about 40 mL, and a 0.5 mL borosilicate glass pipette (minimum scale 0.005 mL) is attached.
  • a tube made of polyvinyl chloride resin (inner diameter 90 mm ⁇ ⁇ 2000 mm, wall thickness 5 mm) is used as a pressure vessel, and the measurement cell in which the above sample piece is placed is placed therein.
  • V1 is measured.
  • nitrogen is pressurized with the pressure P and the volume change V0 is measured.
  • the volume elastic modulus of the cushion layer is preferably 40 MPa or more.
  • the bulk modulus is preferably 40 MPa or more.
  • the in-plane uniformity of the entire surface of the semiconductor substrate can be improved.
  • An example of a tensile stress measuring device is Tensilon Universal Tester RTM-100 manufactured by Orientec.
  • the measurement conditions of the tensile stress are a dumbbell shape in which the test speed is 5 cm / min, the test piece shape is 5 mm wide, and the sample length is 50 mm.
  • Examples of such a cushion layer 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 to 2 mm.
  • the thickness of the cushion layer is preferably 0.2 mm or more and more preferably 0.3 mm or more from the viewpoint of in-plane uniformity over the entire surface of the semiconductor substrate.
  • the thickness of the cushion layer is preferably 2 mm or less, more preferably 1.75 mm or less from the viewpoint of local flatness.
  • Examples of means for attaching the polishing layer and the cushion layer include a double-sided tape or an adhesive.
  • the double-sided tape has a general configuration in which an adhesive layer is provided on both sides of a base material such as a nonwoven fabric or a film.
  • the polishing pad of this invention may be provided with the double-sided tape on the surface which adhere
  • a double-sided tape a tape having a general configuration in which an adhesive layer is provided on both surfaces of a substrate as described above can be used.
  • a base material a nonwoven fabric, a film, etc. are mentioned, for example.
  • examples of the composition of the adhesive layer include rubber adhesives and acrylic adhesives. Considering the content of metal ions, an acrylic adhesive is preferable because the metal ion content is low. Also, the cushion sheet and the platen often have different compositions, and the composition of each adhesive layer of the double-sided tape can be made different to optimize the adhesive force to the cushion sheet and the platen.
  • 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, and copper, 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.
  • the material to be polished can be used for polishing a magnetic head, hard disk, sapphire, etc. in addition to a semiconductor wafer.
  • 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.
  • a polishing pad with grooves formed on the polishing layer surface is sliced in the groove depth direction, and the cross section of the grooves is observed with an ultra-deep microscope of Keyence VK-8500 to determine the angle between the polishing surface and the side surface continuous with the polishing surface. It was measured.
  • the polishing pad was circular, the groove closest to the position of 50 mm, 150 mm and 250 mm from the center of the polishing pad was measured, and the average of these three points was taken as the inclination angle.
  • the polishing pad was not circular, the groove closest to the 50 mm, 150 mm, and 250 mm positions was measured from the intersection of the diagonal lines of the sheet toward one end, and the average of these three points was taken as the inclination angle.
  • polishing was performed while detecting the end point under predetermined polishing conditions using a Mirror 3400 manufactured by Applied Materials.
  • the polishing rate (nm / min) excluding the outermost periphery 10 mm of the 8-inch wafer was measured.
  • the value obtained by dividing the standard deviation of the polishing rate by the difference between the maximum value and the minimum value of the polishing rate was defined as in-plane uniformity.
  • the polished wafer is immersed in 0.5 wt% hydrofluoric acid for 10 minutes, washed with water, and then washed with a mixed solution of 1.0 wt% ammonia solution and 1.0 wt% hydrogen peroxide solution. And washed with water and dried. For the cleaned wafer, the number of defects of 0.155 ⁇ m or more was counted using SP-1 manufactured by KLA-Tencor.
  • ⁇ Pad grinding speed> The groove depth before and after polishing was measured by using a depth gauge (Digimatic type) manufactured by Mitutoyo Corporation, and the value obtained by dividing the groove reduction value by the disk usage time during evaluation was taken as the pad grinding speed.
  • the obtained hard foam sheet was ground on both sides to prepare a polishing layer having a thickness of 2 mm.
  • Groove A with a groove width of 3.0 mm, a groove pitch of 15 mm, a cross-sectional shape V-shaped with a tilt angle ⁇ A of 135 degrees, a groove depth of 1.5 mm, a groove width of 1.5 mm, a groove pitch of 15 mm, and a groove depth of 1.5 mm
  • the groove area ratio per unit unit of the groove A was 24.9%, and the area occupation ratio of the groove A per groove area was 73.7%.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)

Abstract

　少なくとも研磨層を有する化学機械研磨用の研磨パッドであって、前記研磨層の研磨面に第１の溝および第２の溝を有し、前記第１および第２の溝は、それぞれの溝幅方向の縁端部に前記研磨面と連続する側面を有し、前記第１の溝は、少なくとも一方の溝幅方向の縁端部において、前記研磨面と該研磨面に連続する側面とのなす角度が１０５度より大きく１５０度以下であり、前記第２の溝は、溝幅方向の２つの縁端部の両方において、前記研磨面と該研磨面に連続する側面とのなす角度が６０度以上１０５度以下である。

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、本発明は、半導体、誘電／金属複合体および集積回路等において平坦面を形成するために好ましく使用される研磨パッドに関する。
　半導体デバイスが高密度化するにつれ、多層配線と、これに伴う層間絶縁膜形成や、プラグ、ダマシンなどの電極形成等の技術が重要度を増している。これに伴い、これら層間絶縁膜や電極の金属膜の平坦化プロセスの重要度も増している。この平坦化プロセスのための効率的な技術として、ＣＭＰ（Chemical　Mechanical　Polishing）と呼ばれる研磨技術が普及している。
　一般にＣＭＰ装置は、被処理物である半導体ウェハーを保持する研磨ヘッド、被処理物の研磨処理を行うための研磨パッド、および前記研磨パッドを保持する研磨定盤から構成されている。そして、ＣＭＰと呼ばれる研磨技術は、研磨層を有する研磨パッドを用いて、スラリーを供給しながら被研磨材を研磨する技術である。半導体ウェハーのＣＭＰ研磨とは、具体的には、スラリーを用いて、半導体ウェハー（以下、単にウェハーという）と研磨パッドを相対運動させることにより、ウェハー表面の層の突出した部分を除去し、ウェハー表面の層を平坦化するものである。
　ＣＭＰ研磨には、ウェハーの局所平坦性、グローバル平坦性の確保、欠陥の発生防止、高い研磨レートの確保などの要求特性がある。そのため、これらの要求特性を達成するために、研磨特性に影響を与える因子のうち、大きなものの一つである研磨パッドの溝の構成（溝のパターンおよび溝の断面形状等）について、様々な工夫がなされている。
　例えば、研磨層表面に形成されている溝の断面形状がＶ字形またはＵ字形で、溝のパターンを螺旋状または編み目状とし、研磨特性の安定化を図る技術が知られている（特許文献１参照）。
　この技術では、溝の断面形状における角部がウェハーの表面にスクラッチを発生させたり、断面形状において、研磨前後や研磨中に行われるドレッシング等に起因して、角部にバリ状物が形成されることでスクラッチを発生させたりすることがある。これを解消するための技術として、研磨面と溝の境界部に傾斜面を設ける技術も知られている（特許文献２、３参照）。
特開２００１－２１２７５２号公報 特開２０１０－４５３０６号公報 特開２００４－１８６３９２号公報
　ここで、本発明者らは、研磨面と溝の境界部に特定の角度の傾斜面を設けることで、ウェハーと研磨パッドの間で吸引力が働き、研磨レートが高くなり、面内均一性が良好になることを見出した。これは研磨面と溝の境界部に傾斜面を設けることが重要なのであるから、例えば、断面形状がＶ字形の溝にも当てはまる。なお、製造工程を考慮すると、溝の断面形状は、単純な図形であることから好ましい。
　ところが、本発明者らは、溝の断面形状がＶ字形の場合、研磨パッドの使用に応じて研磨パッドが摩耗し、溝断面積が減少した研磨パッド寿命終期において、スラリーの供給、排出機能が十分でないことを原因とする、研磨欠陥が増加する問題を見出した。
　本発明は、かかる従来技術の課題に鑑み、高い研磨レートと良好な面内均一性を保ちながら、研磨パッドの使用に応じて研磨パッドが摩耗しても、スラリーの供給、排出機能を低減させることによる研磨欠陥が増加することの無い研磨パッドを提供することを目的とする。
　本発明者らは、研磨レートが高くなり、面内均一性が良好になるための研磨面と溝の境界部に特定の角度の傾斜面を有する溝（例えばＶ字形）と、研磨パッドの使用に応じて研磨パッドが摩耗しても、スラリーの供給、排出機能を維持するための溝（例えばＩ字形やＩ字溝に近い台形）を組み合わせることで解消できるのではないかと考えた。
　そこで、本発明は、上記課題を解決するために、次のような手段を採用する。即ち、本発明の研磨パッドは、少なくとも研磨層を有する化学機械研磨用の研磨パッドであって、前記研磨層の研磨面に第１の溝および第２の溝を有し、前記第１および第２の溝は、それぞれの溝幅方向の縁端部に前記研磨面と連続する側面を有し、前記第１の溝は、少なくとも一方の溝幅方向の縁端部において、前記研磨面と該研磨面に連続する側面とのなす角度が１０５度より大きく１５０度以下であり、前記第２の溝は、溝幅方向の２つの縁端部の両方において、前記研磨面と該研磨面に連続する側面とのなす角度が６０度以上１０５度以下であることを特徴とする。
　本発明により、高い研磨レートと良好な面内均一性を保ちながら、研磨パッドの使用につれて研磨パッドが摩耗し、スラリーの供給、排出機能が低減しても、研磨欠陥が増加することの無い研磨パッドを提供することができる。
図１Ａは、本発明の一実施の形態に係る研磨パッドが有する第１の溝の断面形状（第１例）を示す図である。 図１Ｂは、本発明の一実施の形態に係る研磨パッドが有する第１の溝の断面形状（第２例）を示す図である。 図１Ｃは、本発明の一実施の形態に係る研磨パッドが有する第１の溝の断面形状（第３例）を示す図である。 図１Ｄは、本発明の一実施の形態に係る研磨パッドが有する第１の溝の断面形状（第４例）を示す図である。 図２Ａは、本発明の一実施の形態に係る研磨パッドが有する第２の溝の断面形状（第１例）を示す図である。 図２Ｂは、本発明の一実施の形態に係る研磨パッドが有する第２の溝の断面形状（第２例）を示す図である。 図２Ｃは、本発明の一実施の形態に係る研磨パッドが有する第２の溝の断面形状（第３例）を示す図である。 図２Ｄは、本発明の一実施の形態に係る研磨パッドが有する第２の溝の断面形状（第４例）を示す図である。 図２Ｅは、本発明の一実施の形態に係る研磨パッドが有する第２の溝の断面形状（第５例）を示す図である。 図２Ｆは、本発明の一実施の形態に係る研磨パッドが有する第２の溝の断面形状（第６例）を示す図である。 図３Ａは、第１および第２の溝からなる単位ユニットの構成例（第１例）示す断面図である。 図３Ｂは、第１および第２の溝からなる単位ユニットの構成例（第２例）示す断面図である。 図３Ｃは、第１および第２の溝からなる単位ユニットの構成例（第３例）示す断面図である。 図３Ｄは、第１および第２の溝からなる単位ユニットの構成例（第４例）示す断面図である。 図３Ｅは、第１および第２の溝からなる単位ユニットの構成例（第５例）示す断面図である。 図３Ｆは、第１および第２の溝からなる単位ユニットの構成例（第６例）示す断面図である。 図３Ｇは、第１および第２の溝からなる単位ユニットの構成例（第７例）示す断面図である。 図３Ｈは、第１および第２の溝からなる単位ユニットの構成例（第８例）示す断面図である。 図３Ｉは、第１および第２の溝からなる単位ユニットの構成例（第９例）示す断面図である。 図４は、本発明の一実施の形態に係る研磨パッドの研磨面における第１の溝の配置例を模式的に示す図である。
　以下、本発明を実施するための形態を説明する。
　本発明の研磨パッドは少なくとも研磨層を有する研磨パッドであって、研磨層の研磨面に溝Ａ（第１の溝）および溝Ｂ（第２の溝）を有する。溝Ａおよび溝Ｂは、それぞれの溝幅方向の縁端部に研磨面と連続する側面を有する。溝Ａは、少なくとも一方の溝幅方向の縁端部において、研磨面と該研磨面に連続する側面とのなす角度が１０５度より大きく１５０度以下である。溝Ｂは、２つの溝幅方向の縁端部の両方において、研磨面と該研磨面に連続する側面とのなす角度が６０度以上１０５度以下である。
　溝Ａが少なくとも一方の溝幅方向の縁端部において、研磨面と該研磨面に連続する側面とのなす角度が１０５度より大きく１５０度以下であることにより、ウェハーと研磨パッドの間で吸引力が働き、研磨レートが上昇すると考えられる。また、吸引力が働くことでウェハー面内に均一に研磨パッドが接触する効果も伴い、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。
　研磨面と該研磨面に連続する側面とのなす角度は、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、小さすぎると傾斜する溝側面が有する吸引効果が発現しない。このため、研磨面と該研磨面に連続する側面とのなす角度は、１０５度より大きく１５０度以下であることが必要であり、１１０度以上であることが好ましく、１１５度以上であることがより好ましく、１２０度以上であることがさらに好ましい。
　溝Ａは底面を有していても構わない。底面とは、研磨面に連続する側面に対して研磨面とは逆側に連続する面であって、対向するもう一方の側面と接続する面である。なお、底面の形状は特に限定されるものではない。
　図１Ａ～図１Ｄは、溝Ａの断面形状の具体例を示す図である。
　図１Ａに示す溝Ａ１０１は、Ｖ字形の断面形状を有する。溝Ａ１０１は、溝幅方向の縁端部において研磨面１にそれぞれ連続する２つの側面２を有する。図１Ａに示す場合、研磨面と該研磨面に連続する側面とのなす角度θAは溝幅方向の２つの縁端部において互いに等しく、その値は上述したように１０５度より大きく１５０度以下である。
　図１Ｂに示す溝Ａ１０２は、２つの側面２の間に略Ｕ字形の底面３を有する。
　図１Ｃに示す溝Ａ１０３は、台形の断面形状を有しており、２つの側面２の間に研磨面１と平行な底面４を有する。
　図１Ｄに示す溝Ａ１０４は、２つの側面２の間に研磨面１と直交する方向に穿設された凹部５を有しており、その底面は研磨面１と平行である。
　なお、溝Ａにおいて研磨面に連続する側面については、研磨パッドが摩耗しても、縁端部において研磨面とのなす角度が１０５度より大きく１５０度以下に維持できれば、直線だけでなく、曲線、折れ線、波線あるいはそれらの組み合わせでも良い。
　ここで、研磨パッドを構成する溝Ａは１種類である必要はない。例えば、少なくとも一方の溝幅方向の縁端部において、研磨面と該研磨面に連続する側面とのなす角度の少なくとも片方が１０５度より大きく１５０度以下であるような複数の異なる断面形状を有する溝を組み合わせることによって研磨パッドを構成することも可能である。なお、面内均一性の観点からは１種類の溝Ａによって研磨パッドを構成する方がより好ましい。
　研磨パッドは研磨に際し、金属或いはセラミックの台座にダイヤモンドを配したコンディショナーを用いることによってパッド表面の目立てを行うコンディショニングが不可欠である。コンディショニングを行うことで、研磨パッドの表面は研磨に適した凹凸形状を保ち、安定的な研磨が実施可能となる。しかし、コンディショニングによって研磨層は研削され、研磨を進めるに従って溝が減少する。溝の断面積が低減すると、スラリーの供給・排出のバランスが悪化し、研磨レートの低下や欠陥の増加などの悪影響を及ぼす場合がある。
　例えば、溝の断面形状がＶ字のみ場合、研磨初期は十分なスラリーの供給、排出機能を有するが、研磨が進行して溝の断面積が低減した研磨パッド寿命終期の場合、スラリーの供給・排出が十分に実施されず、欠陥の増加や、ウェハーが研磨パッドに吸着するなどの不具合が生じる場合がある。
　前記の側面を有する溝Ａのみが、パッド表面全面に配されている場合、研磨パッド寿命終期で断面積が低減して、研磨レートの低下や欠陥が増加するなどの不具合が生じる場合があるが、スラリーの供給・排出を担う溝Ｂを備えることで、高い研磨レートと面内均一性を保ち、研磨パッド寿命終期まで安定的な研磨ができると考えられる。
　従って溝Ｂでは、溝の形状を安定化させるためには、研磨面と「溝Ｂの研磨面と連続する側面」とのなす角度のいずれもが６０度以上１０５度以下であることが必要であり、８０度以上であることがより好ましく、８５度以上であることがさらに好ましい。また、１００度以下であることがより好ましく、９５度以下であることがさらに好ましい。
　溝Ｂは底面を有することが好ましい。なお、溝Ｂにおいても底面の形状は特に限定されるものではない。
　図２Ａ～図２Ｆは、溝Ｂの断面形状の具体例を示す図である。
　図２Ａに示す溝Ｂ２０１は、矩形の断面形状を有する。溝Ｂ２０１は、溝幅方向の縁端部において研磨面１にそれぞれ連続する２つの側面２を有する。図２Ａに示す場合、研磨面と該研磨面に連続する側面とのなす角度θBは溝幅方向の２つの縁端部において互いに等しく、その値は９０度をなす。このように、溝Ｂ２０１は矩形断面形状を有しており、底面６は研磨面１と平行である。
　図２Ｂに示す溝Ｂ２０２は、２つの側面２の間に略Ｕ字形の底面７を有する。
　図２Ｃに示す溝Ｂ２０３は、２つの側面２の間に幅を狭めて穿設された凹部８を有しており、その底面は研磨面１と平行である。
　図２Ｄに示す溝Ｂ２０４は、２つの側面２にそれぞれ連続して形成され、内周側に傾斜するテーパ状の斜面９と、２つの斜面９の間に形成される略Ｕ字形の底面１０とを有する。
　図２Ｅに示す溝Ｂ２０５は、２つの側面２にそれぞれ連続して形成され、内周側に傾斜するテーパ状の斜面１１と、２つの斜面１１の間に形成されるＶ字形の底面１２とを有する。
　図２Ｆに示す溝Ｂ２０６は、２つの側面１３の間に研磨面１と平行な底面１４を有する。溝Ｂ２０６において、研磨面１と該研磨面１に連続する側面２との角度θB’は鋭角である。
　なお、溝Ｂにおいて研磨面に連続する側面については、研磨パッドが摩耗しても、縁端部において研磨面とのなす角度が６０度以上１０５度以下に維持できれば、直線だけでなく、曲線、折れ線、複数の屈曲点を有する直線、波線あるいはそれらの組み合わせでも良い。
　ここで、研磨パッドを構成する溝Ｂは、１種類の溝の場合である必要はなく、複数の異なる断面形状を有する溝を組み合わせることによって研磨パッドを構成することも可能である。なお、面内均一性の観点からは１種類の溝の場合が好ましい。
　研磨面に形成される溝は、研磨面の面積あたりに形成される溝の面積率で規定する。研磨面に形成される溝は、単位ユニットあたりの溝面積率が５％以上５０％以下であることが好ましい。特に、単位ユニットあたりの溝面積率の下限が１０％以上であることが好ましく、１５％以上であることがさらに好ましい。また、単位ユニットあたりの溝面積率の上限が４５％以下であることがより好ましく、４０％以下であることがさらに好ましい。
　単位ユニットとは互いに平行に並べられる溝Ａと溝Ｂとの組み合わせによって形成される単位であり、単位ユニットが繰り返し研磨面に形成されることで、研磨面全面に溝が形成される。
　図３Ａ～図３Ｉは、溝Ａおよび溝Ｂからなる代表的な単位ユニットの構成例を示す図である。
　図３Ａに示す単位ユニット３０１は、１本の溝Ａと、隣接する３本の溝Ｂとの組み合わせ（配列パターン：ＡＢＢＢ）からなる。
　図３Ｂに示す単位ユニット３０２は、１本の溝Ａと、隣接する２本の溝Ｂとの組み合わせ（配列パターン：ＡＢＢ）からなる。
　図３Ｃに示す単位ユニット３０３は、隣接する２本の溝Ａと、隣接する３本の溝Ｂとの組み合わせ（配列パターン：ＡＡＢＢＢ）からなる。
　図３Ｄに示す単位ユニット３０４は、互いに隣接する１本の溝Ａおよび１本の溝Ｂ（配列パターン：ＡＢ）からなる。
　図３Ｅに示す単位ユニット３０５は、隣接する２本の溝Ａと、隣接する２本の溝Ｂとの組み合わせ（配列パターン：ＡＡＢＢ）からなる。
　図３Ｆに示す単位ユニット３０６は、隣接する３本の溝Ａと、隣接する３本の溝Ｂとの組み合わせ（配列パターン：ＡＡＡＢＢＢ）からなる。
　図３Ｇに示す単位ユニット３０７は、隣接する３本の溝Ａと、隣接する２本の溝Ｂとの組み合わせ（配列パターン：ＡＡＡＢＢ）からなる。
　図３Ｈに示す単位ユニット３０８は、隣接する２本の溝Ａと、１本の溝Ｂとの組み合わせ（配列パターン：ＡＡＢ）からなる。
　図３Ｉに示す単位ユニット３０９は、隣接する３本の溝Ａと、１本の溝Ｂとの組み合わせ（配列パターン：ＡＡＡＢ）からなる。
　一方、溝面積あたりの溝Ａの面積占有率とは、研磨面上に形成されている溝の面積あたりの溝Ａの面積の割合であり、研磨面に形成される溝の面積あたりの溝Ａの面積占有率は３０％以上９０％以下であることが好ましく、４０％以上であることがより好ましく、５０％以上であることがさらに好ましい。また、溝面積あたりの溝Ａの面積占有率は、８０％以下であることがより好ましく、７０％以下であることがさらに好ましい。
　研磨パッドの研磨層表面には、ハイドロプレーン現象を抑える為やウェハーとパッドの吸いつきを防止する為に、格子形状、ディンプル形状、スパイラル形状、同心円形状等、通常の研磨パッドがとり得る溝（グルーブ）を設けてもよく、これらの組み合わせも好ましく用いられるが、特に格子形状が好ましい。格子形状とは、線を直角に碁盤目に組み合わせた形状である。格子形状では、縦方向および横方向の溝が等間隔の場合、縦方向の溝の間隔が横方向の溝の間隔より狭い場合、横方向の溝の間隔が縦方向の溝の間隔より狭い場合など、複数の場合が考えられる。
　研磨パッドの研磨面表面に形成される溝Ａは、前述の通り高い研磨レートと良好な面内均一性を与えるが、寿命終期の断面積の低減に伴うスラリーの供給および排出のバランスが悪化し、欠陥の増加に繋がる。その為、研磨面に形成される溝のうち、研磨面全体に形成される溝Ａの溝長さの総計は、研磨面に形成される溝の溝長さ総計の１０％以上９０％以下であることが好ましく、２０％以上であることがより好ましく、２５％以上であることがさらに好ましく、３０％以上であることが一層好ましく、３５％以上であることが特に好ましい。また、研磨面に形成される溝のうち溝Ａの溝長さの総計は、８０％以下であることがより好ましく、７０％以下であることがさらに好ましく、６０％以下であることが一層好ましく、５５％以下であることが特に好ましい。
　研磨面に形成される溝Ａの溝長さの総計が全ての溝の溝長さの総計に対して占める割合が前述の範囲の場合、ウェハーと研磨パッドの間で吸引力が働き、研磨レートが上昇する効果を発現する。また、研磨パッドの研磨面表面に形成される溝の形成方法において、溝Ａを研磨パッドの中央に集中するように形成し、溝Ｂを残りの部分に形成することも可能である。研磨面が円形をなす研磨パッドの場合、溝Ａは、研磨パッドの中心を通過して互いに直交する２本の直線を含む領域であって２本の直線の少なくとも一方からの距離が研磨パッドの半径の７０％以下である領域に形成されていることが好ましく、６０％以下である領域に形成されていればより好ましく、５０％以下である領域に形成されていればさらに好ましく、４０％以下である領域に形成されていれば特に好ましい。
　図４は、研磨パッドの研磨面における溝Ａの配置例を模式的に示す図である。図４に示す研磨パッド４０１において、円形をなす研磨面４０２には、溝Ａ４０３（太線で記載）が、研磨面４０２の中心Ｏを通過する２本の直線Ｌ1、Ｌ２を含む領域であって２本の直線の少なくとも一方からの距離の最小値が半径ｒの１／３（約３３％）以下である領域に形成されている。なお、図４に示す破線は、溝Ｂ４０４を示している。このように、溝の形状としてＸＹ格子形状を適用する場合、１方向にのみ溝Ａ４０３を集中させるよりも、直交する２つの方向（Ｘ方向とＹ方向）に溝Ａ４０３を分散させたほうがより好ましい。
　溝Ａと溝Ｂが規則的に配列されて形成される場合、例えば、図３Ａ～図３Ｈのいずれかに示すような単位ユニットをもとに研磨パッドを構成することができる。ただし、溝の組み合わせとして全体の溝の本数に対する溝Ａの本数の割合は例示の限りではない。
　溝Ａおよび溝Ｂの溝幅は、スラリーの供給および排出が可能な断面積を有することが必要なため、０．１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることが好ましく、０．３ｍｍ以上であることがより好ましく、０．５ｍｍ以上であることがさらに好ましい。また、溝Ａおよび溝Ｂの溝幅は、８ｍｍ以下であることがより好ましく、５ｍｍ以下であることがさらに好ましい。
　溝Ａおよび溝Ｂの溝深さは、スラリーの供給、排出および十分な寿命を確保する必要があるため、０．２ｍｍ以上４ｍｍ以下であることが好ましく、０．３ｍｍ以上であることがより好ましく、０．４ｍｍ以上であることがさらに好ましい。また、溝Ａおよび溝Ｂの溝深さは、３ｍｍ以下であることがより好ましく、２ｍｍ以下であることがさらに好ましい。
　研磨層の厚みは、研磨装置の定盤の上面から研磨ヘッドの下面までの距離より小さければよいため、４．０ｍｍ以下であることが好ましく、３．５ｍｍ以下であることがより好ましく、３．０ｍｍ以下であることがさらに好ましく、２．５ｍｍ以下であることが特に好ましい。
　本発明において研磨パッドを構成する研磨層としては、マイクロゴムＡ硬度で７０度以上であり、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。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として、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネートなど挙げることができるが、これに限定されるものではなく、これらを２種以上用いてもよい。ポリイソシアネートの反応相手として用いられる化合物は、含活性水素化合物、すなわち、二つ以上のポリヒドロキシ基、あるいはアミノ基含有化合物である。ポリヒドロキシ基含有化合物としてはポリオールが代表的であり、ポリエーテルポリオール、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、エポキシ樹脂変性ポリオール、ポリエステルポリオール、アクリルポリオール、ポリブタジエンポリオール、シリコーンポリオール等が挙げられる、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、パッド表面にスラリーを保持する観点から２０μｍ以上が好ましく、３０μｍ以上がより好ましい。一方、独立気泡の平均気泡径は、半導体基板の局所的凹凸の平坦性を確保する観点から１５０μｍ以下が好ましく、１４０μｍ以下がより好ましく、１３０μｍ以下が更に好ましい。なお、平均気泡径は、サンプル断面をキーエンス製ＶＫ－８５００の超深度顕微鏡にて倍率４００倍で観察したときに一視野内に観察される気泡のうち、視野端部に欠損した円状に観察される気泡を除く円状気泡に対し、画像処理装置にて断面面積から円相当径を測定し、数平均値を算出することにより求められる。
　本発明における研磨パッドの一実施態様として好ましいものは、ビニル化合物の重合体およびポリウレタンを含有し、独立気泡を有するパッドである。ビニル化合物からの重合体だけでは靭性と硬度を高めることはできるが、独立気泡を有する均質な研磨パッドを得ることが困難である。また、ポリウレタンは、硬度を高くすると脆くなる。ポリウレタン中にビニル化合物を含浸させることにより、独立気泡を含み、靭性と硬度の高い研磨パッドとすることができる。
　ビニル化合物は、重合性の炭素－炭素二重結合を有する化合物である。具体的にはメチルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルアクリレート、エチルメタクリレート、ｎ－ブチルアクリレート、ｎ－ブチルメタクリレート、２－エチルヘキシルメタクリレート、イソデシルメタクリレート、イソブチルメタクリレート、ｎ－ラウリルメタクリレート、２－ヒドロキシエチルメタクリレート、２－ヒドロキシプロピルメタクリレート、２－ヒドロキシブチルメタクリレート、ジメチルアミノエチルメタクリレート、ジエチルアミノエチルメタクリレート、グリシジルメタクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、アクリル酸、メタクリル酸、フマル酸、フマル酸ジメチル、フマル酸ジエチル、フマル酸ジプロピル、マレイン酸、マレイン酸ジメチル、マレイン酸ジエチル、マレイン酸ジプロピル、フェニルマレイミド、シクロヘキシルマレイミド、イソプロピルマレイミド、アクリロニトリル、アクリルアミド、塩化ビニル、塩化ビニリデン、スチレン、α－メチルスチレン、ジビニルベンゼン、エチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート等が挙げられる。なお、ビニル化合物として、これらを２種以上用いてもよい。
　上述したビニル化合物の中で、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。このことを定量的に表現すると、「スポットの大きさが５０μｍの顕微赤外分光装置で研磨パッドを観察したときの赤外スペクトルが、ビニル化合物から重合される重合体の赤外吸収ピークとポリウレタンの赤外吸収ピークを有しており、色々な箇所の赤外スペクトルがほぼ同一である」、となる。ここで使用される顕微赤外分光装置として、ＳＰＥＣＴＲＡ－ＴＥＣ社製のＩＲμｓを挙げることができる。
　研磨パッドは、特性改良を目的として、研磨剤、帯電防止剤、潤滑剤、安定剤、染料等の各種添加剤を含有してもよい。
　本発明において、研磨層のマイクロゴムＡ硬度は、高分子計器（株）製マイクロゴム硬度計ＭＤ－１で評価した値をさす。マイクロゴムＡ硬度計ＭＤ－１は、従来の硬度計では測定が困難であった薄物・小物の硬さ測定を可能にするものである。マイクロゴムＡ硬度計ＭＤ－１は、スプリング式ゴム硬度計（デュロメータ）Ａ型の約１／５の縮小モデルとして、設計・製作されているため、スプリング式硬度計Ａ型の硬度と一致した測定値が得られる。通常の研磨パッドは、研磨層または硬質層の厚みが５ｍｍを切るので、スプリング式ゴム硬度計Ａ型では評価できない。そこで、本発明において、研磨層のマイクロゴムＡ硬度は、前記マイクロゴムＭＤ－１で評価する。
　本発明において、研磨層の硬度は、半導体基板の局所的凹凸の平坦性の観点から、マイクロゴムＡ硬度で７０度以上が好ましく、８０度以上がより好ましい。
　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以上がさらに好ましい。一方、研磨層の密度は、スクラッチを低減する観点から、１．１ｇ／ｃｍ３以下が好ましく、０．９ｇ／ｃｍ３以下がより好ましく、０．８５ｇ／ｃｍ３以下がさらに好ましい。なお、本発明における研磨層の密度は、ハーバード型ピクノメーター（ＪＩＳ　Ｒ－３５０３基準）を用い、水を媒体に測定した値である。
　本発明における研磨パッドは、面内均一性を良好にする観点から、体積弾性率が４０ＭＰａ以上でかつ引っ張り弾性率が１ＭＰａ以上２０ＭＰａ以下のクッション層を有することが好ましい。体積弾性率は、あらかじめ体積を測定した被測定物に等方的な印加圧力を加えてその体積変化を測定し、この測定結果に基づいて、体積弾性率＝印加圧力／（体積変化／元の体積）により算出される。本発明においては、２３℃においてサンプルに０．０４～０．１４ＭＰａの圧力を加えた時の体積弾性率を言う。
　本発明における体積弾性率は、以下の方法により測定する。内容積が約４０ｍＬのステンレス製の測定セルに、試料片と２３℃の水を入れ、容量０．５ｍＬの硼珪酸ガラス製メスピペット（最小目盛り０．００５ｍＬ）を装着する。別に、圧力容器としてポリ塩化ビニル樹脂製の管（内径９０ｍｍφ×２０００ｍｍ、肉厚５ｍｍ）を使用して、その中に上記試料片を入れた測定セルを入れ、圧力Ｐで窒素加圧し、体積変化Ｖ１を測定する。続いて、試料片を測定セルに入れないで、圧力Ｐで窒素加圧し、体積変化Ｖ０を測定する。圧力ＰをΔＶ／Ｖｉ＝（Ｖ１－Ｖ０）／Ｖｉで除した値を試料の体積弾性率として算出する。
　本発明において、クッション層の体積弾性率は４０ＭＰａ以上が好ましい。体積弾性率を４０ＭＰａ以上とすることにより、半導体基板全面の面内均一性を向上させることができる。また、研磨パッドの表面と裏面を貫通する孔に流れ込むスラリーや水がクッション層に含浸しにくく、クッション特性を維持できる。
　本発明における引張り弾性率は、ダンベル形状にして引張り応力を加え、引張り歪み（＝引張り長さ変化／元の長さ）が０．０１から０．０３までの範囲で引張り応力を測定し、この測定結果に基づいて、引張り弾性率＝（（引張り歪みが０．０３時の引張り応力）－（引張り歪みが０．０１時の引張り応力））／０．０２で算出される。引張り応力の測定装置として、オリエンテック社製テンシロン万能試験機ＲＴＭ－１００などが上げられる。引張り応力の測定条件は、試験速度が５ｃｍ／分であり、試験片形状が幅５ｍｍで試料長５０ｍｍのダンベル形状である。
　本発明において、クッション層の引張り弾性率は、半導体基板全面の面内均一性の観点から、１ＭＰａ以上が好ましく、１．２ＭＰａ以上がより好ましい。また、クッション層の引張り弾性率は、２０ＭＰａ以下が好ましく、１０ＭＰａ以下がより好ましい。
　この様なクッション層としては、天然ゴム、ニトリルゴム、“ネオプレン（登録商標）”ゴム、ポリブタジエンゴム、熱硬化ポリウレタンゴム、熱可塑性ポリウレタンゴム、シリコンゴムなどの無発泡のエラストマを挙げることができるが、これらに限定されるわけではない。クッション層の厚みは、０．１～２ｍｍの範囲が好ましい。クッション層の厚みは、半導体基板全面の面内均一性の観点からは、０．２ｍｍ以上が好ましく、０．３ｍｍ以上がより好ましい。また、クッション層の厚みは、局所平坦性の観点からは２ｍｍ以下が好ましく、１．７５ｍｍ以下がより好ましい。
　研磨層とクッション層を貼り合わせる手段としては、例えば両面テープあるいは接着剤が挙げられる。
　両面テープは、不織布やフィルムなどの基材の両面に接着層を設けた一般的な構成を有する。また、本発明の研磨パッドは、クッションシートのプラテンと接着する面に両面テープが設けられていてもよい。このような両面テープとしては、上述と同様に基材の両面に接着層を設けた一般的な構成を有するものを用いることができる。基材としては、例えば不織布やフィルム等が挙げられる。研磨パッドの使用後のプラテンからの剥離を考慮すれば、基材にフィルムを用いることが好ましい。
　また、接着層の組成としては、例えば、ゴム系接着剤やアクリル系接着剤等が挙げられる。金属イオンの含有量を考慮すると、アクリル系接着剤は、金属イオン含有量が少ないため好ましい。また、クッションシートとプラテンは組成が異なることが多く、両面テープの各接着層の組成を異なるものとし、クッションシート、及びプラテンへの接着力を適正化することも可能である。
　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。被研磨材は、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。
　以下、実施例によって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わけではない。なお、測定は以下のとおりに行った。
＜傾斜角度測定＞
　研磨層表面に溝を形成した研磨パッドを溝深さ方向にスライスし、溝の断面をキーエンス製ＶＫ－８５００の超深度顕微鏡にて観察して研磨面と研磨面と連続する側面の成す角度を測定した。研磨パッドが円形の場合は、研磨パッド中心から５０ｍｍ、１５０ｍｍおよび２５０ｍｍ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。また、研磨パッドが円形でない場合は、シートの対角線の交点から一方の端部に向けて５０ｍｍ、１５０ｍｍおよび２５０ｍｍ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。
＜平均研磨レート測定および面内均一性＞
　アプライドマテリアルズ（株）製のＭｉｒｒａ　３４００を用いて、所定の研磨条件で終点検出を行いながら研磨を行った。研磨特性としての平均研磨レートは、８インチウェハーの最外周１０ｍｍを除外した研磨レート（ｎｍ／分）を測定した。研磨レートの標準偏差を、研磨レートの最大値と最小値の差で除した値を面内均一性とした。
＜欠陥評価＞
　エンハンス処理として、研磨したウェハーを０．５重量％のふっ酸に１０分間浸漬して水洗後、１．０重量％のアンモニア溶液と１．０重量％の過酸化水素水の混合溶液にて洗浄し、水洗乾燥した。洗浄したウェハーについて、ＫＬＡ－Ｔｅｎｃｏｒ（株）製のＳＰ－１を用いて、０．１５５μｍ以上のディフェクト数を計数した。
＜パッド研削速度＞
　研磨前後の溝深さをミツトヨ（株）製デプスゲージ（デジマチックタイプ）を用いて測定し、溝の減少した値を評価中のディスク使用時間で除した値を、パッド研削速度とした。
＜溝Ａの本数の割合＞
　研磨面表面に溝を形成した研磨パッドを溝と並行にスライスし、溝Ａおよび溝Ｂの本数を計測した。さらに、溝Ａと溝Ｂの配列（断面図：図３）および溝Ａと溝Ｂの配列例（パターン図：図４）から、溝Ａと溝Ｂの本数の総和にて、溝Ａの本数を除して溝Ａの本数の割合とした。以下に算出式を記載した。
　溝Ａの本数の割合＝溝Ａの数／（溝Ａの数＋溝Ｂの数）×１００（％）
　以下、実施例１～１１、比較例１～３を説明する。
（実施例１）
　ポリプロピレングリコール３０重量部と、ジフェニルメタンジイソシアネート４０重量部と、水０．５重量部とトリエチルアミン０．３重量部と、シリコン整泡剤１．７重量部と、オクチル酸スズ０．０９重量部とをＲＩＭ成型機で混合して、金型に吐出して加圧成型を行い、厚み２．６ｍｍの独立気泡の発泡ポリウレタンシート（マイクロゴムＡ硬度：４２度、密度：０．７６ｇ／ｃｍ３、独立気泡の平均気泡径：３４μｍ）を作製した。
　前記発泡ポリウレタンシートを、アゾビスイソブチロニトリル０．２重量部を添加したメチルメタクリレートに６０分間浸漬した。次に前記発泡ポリウレタンシートを、ポリビニルアルコール“ＣＰ”（重合度：約５００、ナカライテスク（株）製）１５重量部、エチルアルコール（試薬特級、片山化学（株）製）３５重量部、水５０重量部からなる溶液中に浸漬後乾燥することにより、前記発泡ポリウレタンシート表層をポリビニルアルコールで被覆した。
　次に前記発泡ポリウレタンシートを、塩化ビニル製ガスケットを介して２枚のガラス板間に挟み込んで、６５℃で６時間、１２０℃で３時間加熱することにより重合硬化させた。ガラス板間から離型し水洗した後、５０℃で真空乾燥を行った。このようにして得られた硬質発泡シートを厚み２．００ｍｍにスライス加工することにより研磨層を作製した。研磨層中のメチルメタクリレート含有率は６６重量％であった。また研磨層のＤ硬度は５４度、密度は０．８１ｇ／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２ｍｍ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日本マタイ（株）製の熱可塑性ポリウレタンのマイクロゴムＡ硬度９０度の０．３ｍｍ品（体積弾性率＝６５ＭＰａ、引っ張り弾性率＝４ＭＰａ）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）製両面テープ５６０４ＴＤＭを貼り合わせた。
　溝幅３．０ｍｍ、溝ピッチ１５ｍｍ、傾斜角度θAが１３５度の断面形状Ｖ字、溝深さ１．５ｍｍの溝Ａと、溝幅１．５ｍｍ、溝ピッチ１５ｍｍ、溝深さ１．５ｍｍの矩形断面（傾斜角度θB＝９０度）の溝Ｂとを交互に繰り返し（以下、パターンＡという）、ＸＹ格子状に形成して研磨パッドとした。溝Ａの単位ユニットあたりの溝面積率は２４．９％、溝面積あたりの溝Ａの面積占有率は７３．７％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（株）製“Ｍｉｒｒａ　３４００”）の定盤に貼り付けた。酸化膜の８インチウェハーをリテナーリング圧力＝４１ｋＰａ（６ｐｓｉ）、インナーチューブ圧力＝２８ｋＰａ(４ｐｓｉ)、メンブレン圧力＝２８ｋＰａ（４ｐｓｉ）、プラテン回転数＝７６ｒｐｍ、研磨ヘッド回転数＝７５ｒｐｍとし、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（４ｌｂｆ）、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１００枚を研磨した。１００枚目の酸化膜の平均研磨レートは２０２ｎｍ／分、面内均一性は１１．８％であった。
　研磨したウェハーについて、前記欠陥評価方法により０．１５５μｍ以上のディフェクトを計数したところ、ディフェクトは３３１個と非常に良好であった。また、研磨中のパッド研削速度は１．０１μｍ／分であった。
（実施例２）
　研磨表面の溝を、溝幅３．０ｍｍ、溝ピッチ１５ｍｍ、傾斜角度θAが１３５度のＶ字形断面、溝深さ１．５ｍｍの溝Ａと、溝幅１．５ｍｍ、溝ピッチ１５ｍｍ、溝深さ１．５ｍｍの矩形断面の溝Ｂとで構成し、溝Ａ１本と溝Ｂ２本の組み合わせを繰り返して（以下、パターンＢという）、研磨パッドの研磨面中心からパッド半径の全領域にわたってＸＹ格子状に形成した以外は、実施例１と同様にして研磨した。溝Ａの単位ユニットあたりの溝面積率は２０．７％、溝面積あたりの溝Ａの面積占有率は６０．９％であった。平均研磨レートは１９７ｎｍ／分、面内均一性は９．０％であった。
　研磨したウェハーについて、前記欠陥評価方法により０．１５５μｍ以上のディフェクトを計数したところ、ディフェクトは２１１個と良好であった。また、研磨中のパッド研削速度は１．２１μｍ／分であった。
（実施例３）
　研磨層表面に溝幅３．０ｍｍ、溝ピッチ１５ｍｍ、傾斜角度θAが１３５度のＶ字形断面、溝深さ１．５ｍｍの溝Ａを、研磨面の中心を通過して互いに直交する２本の直線を含む領域であって、少なくとも一方の直線からの距離が研磨面の半径の３２％以下の領域にＸＹ格子状に形成し、溝幅１．５ｍｍ、溝ピッチ１５ｍｍ、溝深さ１．５ｍｍの矩形断面の溝Ｂを、直径からの距離が半径の３２％を越えた領域にＸＹ格子状に形成して研磨パッドとした（以下、パターンＣという）以外は、実施例１と同様にして研磨した。溝Ａの単位ユニットあたりの溝面積率は２３．１％、溝面積あたりの溝Ａの面積占有率は６７．７％であった。溝の配置図を図４に示した。平均研磨レートは１９６ｎｍ／分、面内均一性は１０．９％であった。
　研磨したウェハーについて前記欠陥評価方法により０．１５５μｍ以上のディフェクトを計数したところ、ディフェクトは１４２個と非常に良好であった。また、研磨中のパッド研削速度は１．３４μｍ／分であった。
（実施例４）
　研磨層表面の溝Ａの傾斜角度θAが１２０度の台形断面とした以外は実施例１と同様にして研磨した。溝Ａの単位ユニットあたりの溝面積率は１６．５％、溝面積あたりの溝Ａの面積占有率は５４．８％であった。平均研磨レートは１９９ｎｍ／分、面内均一性は６．０％であった。
　研磨したウェハーについて、前記欠陥評価方法により０．１５５μｍ以上のディフェクトを計数したところ、ディフェクトは１５５個と非常に良好であった。また、研磨中のパッド研削速度は１．１４μｍ／分であった。
（実施例５）
　研磨層表面の溝Ａの傾斜角度θAが１２３度の台形断面とした以外は実施例４と同様にして研磨した。溝Ａの単位ユニットあたりの溝面積率は２８．３％、溝面積あたりの溝Ａの面積占有率は７３．６％であった。平均研磨レートは２０３ｎｍ／分、面内均一性は８．４％であった。
　研磨したウェハーについて、前記欠陥評価方法により０．１５５μｍ以上のディフェクトを計数したところ、ディフェクトは１４１個と非常に良好であった。また、研磨中のパッド研削速度は１．３２μｍ／分であった。
（実施例６）
　研磨層表面の溝Ｂの傾斜角度θBが８５度の台形断面とした以外は実施例４と同様にして研磨した。溝Ａの単位ユニットあたりの溝面積率は３０．２％、溝面積あたりの溝Ａの面積占有率は６８．９％であった。平均研磨レートは２０１ｎｍ／分、面内均一性は９．１％であった。
　研磨したウェハーについて、前記欠陥評価方法により０．１５５μｍ以上のディフェクトを計数したところ、ディフェクトは１３９個と非常に良好であった。また、研磨中のパッド研削速度は１．１１μｍ／分であった。
（実施例７）
　研磨層表面の溝Ａを傾斜角度θAが１２０度のＶ字形断面、溝Ｂを傾斜角度θBが８５度の台形断面とした以外は実施例３と同様にして研磨した。溝Ａの単位ユニットあたりの溝面積率は１６．５％、溝面積あたりの溝Ａの面積占有率は５４．８％であった。平均研磨レートは２００ｎｍ／分、面内均一性は９．８％であった。
　研磨したウェハーについて、前記欠陥評価方法により０．１５５μｍ以上のディフェクトを計数したところ、ディフェクトは２１１個と非常に良好であった。また、研磨中のパッド研削速度は１．３３μｍ／分であった。
（実施例８）
　研磨層表面の溝Ａを傾斜角度θAが１２０度のＶ字形断面、溝Ｂを傾斜角度θBが９５度の台形断面とした以外は実施例３と同様にして研磨した。溝Ａの単位ユニットあたりの溝面積率は１８．４％、溝面積あたりの溝Ａの面積占有率は４９．０％であった。平均研磨レートは２０９ｎｍ／分、面内均一性は１０．１％であった。
　研磨したウェハーについて、前記欠陥評価方法により０．１５５μｍ以上のディフェクトを計数したところ、ディフェクトは１０９個と非常に良好であった。また、研磨中のパッド研削速度は１．３０μｍ／分であった。
（実施例９）
　研磨層表面の溝Ａを傾斜角度θAが１５０度のＶ字形断面とした以外は実施例３と同様にして研磨した。溝Ａの単位ユニットあたりの溝面積率は３４．６％、溝面積あたりの溝Ａの面積占有率は７８．４％であった。平均研磨レートは２００ｎｍ／分、面内均一性は９．９％であった。
　研磨したウェハーについて、前記欠陥評価方法により０．１５５μｍ以上のディフェクトを計数したところ、ディフェクトは１１１個と非常に良好であった。また、研磨中のパッド研削速度は１．４１μｍ／分であった。
（実施例１０）
　研磨層表面の溝Ａを傾斜角度θAが１５０度のＶ字形断面、溝Ｂを傾斜角度θBが８５度の台形断面とした以外は実施例３と同様にして研磨した。溝Ａの単位ユニットあたりの溝面積率は３４．６％、溝面積あたりの溝Ａの面積占有率は７８．４％であった。平均研磨レートは２０６ｎｍ／分、面内均一性は１０．０％であった。
　研磨したウェハーについて、前記欠陥評価方法により０．１５５μｍ以上のディフェクトを計数したところ、ディフェクトは１５３個と非常に良好であった。また、研磨中のパッド研削速度は１．４４μｍ／分であった。
（実施例１１）
　研磨層表面の溝Ａを傾斜角度θAが１５０度のＶ字形断面、溝Ｂを傾斜角度θBが９５度の台形断面とした以外は実施例３と同様にして研磨した。溝Ａの単位ユニットあたりの溝面積率は３６．５％、溝面積あたりの溝Ａの面積占有率は７４．３％であった。平均研磨レートは２００ｎｍ／分、面内均一性は１０．１％であった。
　研磨したウェハーについて、前記欠陥評価方法により０．１５５μｍ以上のディフェクトを計数したところ、ディフェクトは１３４個と非常に良好であった。また、研磨中のパッド研削速度は１．４０μｍ／分であった。
（比較例１）
　研磨層表面の溝を溝幅１．５ｍｍ、溝ピッチ１５ｍｍ、溝深さ１．５ｍｍの矩形断面のみとした以外は実施例１と同様にして研磨した。平均研磨レートは１８０ｎｍ／分、面内均一性は１２．２％であった。
　研磨したウェハーについて、前記欠陥評価方法により０．１５５μｍ以上のディフェクトを計数したところ、ディフェクトは５８３個と良好であった。また、研磨中のパッド研削速度は１．１３μｍ／分であった。
（比較例２）
　研磨層表面の溝を、溝幅３．０ｍｍ、溝ピッチ１５ｍｍ、溝深さ１．５ｍｍ、傾斜角度１３５度のＶ字形断面のみとした以外は実施例１と同様にして研磨した。平均研磨レートは２１７ｎｍ／分、面内均一性は２１．１％であった。
　研磨したウェハーについて、前記欠陥評価方法により０．１５５μｍ以上のディフェクトを計数したところ、ディフェクトは２９７個と非常に良好であった。また、研磨中のパッド研削速度は１．７３μｍ／分であった。
（比較例３）
　研磨層を１．０ｍｍとし表面の溝を、溝幅１．０ｍｍ、溝ピッチ１５ｍｍ、溝深さ０．５ｍｍ、傾斜角度１３５度のＶ字形断面のみとした以外は実施例１と同様にして研磨した。平均研磨レートは２０５ｎｍ／分、面内均一性は１８．３％であった。
　研磨したウェハーについて、前記欠陥評価方法により０．１５５μｍ以上のディフェクトを計数したところ、ディフェクトは１５２１個と多かった。また、研磨中のパッド研削速度は１．６８μｍ／分であった。
　以上説明した実施例１～１１、比較例１～３で得られた結果を表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　１、４０２　研磨面
　２、１３　側面
　３、４、６、７、８、１０、１２、１４　底面
　５　凹部
　９、１１、１３　斜面
　１０１、１０２、１０３、１０４、４０３　溝Ａ
　２０１、２０２、２０３、２０４、２０５、２０６、４０４　溝Ｂ
　３０１、３０２、３０３、３０４、３０５、３０６、３０７、３０８、３０９　単位ユニット
　４０１　研磨パッド

Claims (7)

  1. 　少なくとも研磨層を有する化学機械研磨用の研磨パッドであって、
    　前記研磨層の研磨面に第１の溝および第２の溝を有し、
    　前記第１および第２の溝は、それぞれの溝幅方向の縁端部に前記研磨面と連続する側面を有し、
    　前記第１の溝は、少なくとも一方の溝幅方向の縁端部において、前記研磨面と該研磨面に連続する側面とのなす角度が１０５度より大きく１５０度以下であり、
    　前記第２の溝は、溝幅方向の２つの縁端部の両方において、前記研磨面と該研磨面に連続する側面とのなす角度が６０度以上１０５度以下であることを特徴とする研磨パッド。
  2. 　前記第２の溝が底面を有することを特徴とする請求項１に記載の研磨パッド。
  3. 　単位ユニットあたりの溝面積率が５％以上５０％以下であり、かつ溝面積あたりの第１の溝の面積占有率が３０％以上９０％以下であることを特徴とする請求項２に記載の研磨パッド。
  4. 　前記第１および第２の溝が格子状に形成されることを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載の研磨パッド。
  5. 　前記研磨面に形成される前記第１の溝の溝長さの総計が、前記研磨面に形成される溝の溝長さの総計の１０％以上９０％以下であることを特徴とする請求項４に記載の研磨パッド。
  6. 　前記研磨面は円形をなし、前記研磨面に形成される前記第１の溝が、前記研磨面の中心を通過して互いに直交する２本の直線を含む領域であって、前記２本の直線の少なくとも一方からの距離が前記研磨面の半径の７０％以下の領域内に形成されていることを特徴とする請求項４または５に記載の研磨パッド。
  7. 　前記第１の溝は、溝幅方向の２つの両縁端部の両方において、前記研磨面と該研磨面に連続する側面とのなす角度が１０５度より大きく１５０度以下であることを特徴とする請求項４～６のいずれかに記載の研磨パッド。
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