(57)【要約】【課題】高研磨レートと高平坦性を両立できる研磨パッドを提供すること。【解決手段】定盤の表面に貼着して使用される研磨層を有する研磨パッドであって、直径Ｌｍｍの圧子を用いて研磨面側から測定した圧縮応力−変位線図の圧縮荷重Ｐｇｆ／ｃｍ２における圧縮弾性係数をｋ（Ｐ，Ｌ）とした時、異なる直径の圧子を用いて測定した圧縮弾性係数の比の値ｋ（１００，０．７）／ｋ（１００，１２．５）が２．５以下であることを特徴とする研磨パッド。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
定盤の表面に貼着して使用される研磨層を有する研磨パッドであって、直径Ｌｍｍの圧子を用いて研磨面側から測定した圧縮応力−変位線図の圧縮荷重Ｐｇｆ／ｃｍ２における圧縮弾性係数をｋ（Ｐ，Ｌ）とした時、異なる直径の圧子を用いて測定した圧縮弾性係数の比の値ｋ（１００，０．７）／ｋ（１００，１２．５）が２．５以下であることを特徴とする研磨パッド。
【請求項２】
圧縮弾性係数ｋ（１００，０．７）の値が４０ｋｇｆ／ｃｍ２以下である請求項１に記載の研磨パッド。
【請求項３】
圧縮弾性係数ｋ（１００，１２．５）の値が５ｋｇｆ／ｃｍ２以上である請求項１また２に記載の研磨パッド。
【請求項４】
湿潤状態における圧縮弾性係数の比の値ｋ（１００，０．７）／ｋ（１００，１２．５）が３．０以下である請求項１〜３のいずれかに記載の研磨パッド。
【請求項５】
圧縮弾性係数の比の値ｋ（６００，０．７）／ｋ（６００，１２．５）が１．５以下である請求項１〜４のいずれかに記載の研磨パッド。
【請求項６】
圧縮弾性係数の比の値ｋ（６００，０．７）／ｋ（１００，０．７）およびｋ（６００，１２．５）／ｋ（１００，１２．５）がいずれも２．０〜５．５である研磨パッド。
【請求項７】
研磨層の厚さが１５０〜１０００μｍである請求項１〜６のいずれかに記載の研磨パッド。
【請求項８】
研磨層が単糸繊度１０デシテックス以下の繊維からなる布帛であって、該布帛の圧縮弾性係数ｋ（１００，１２．５）の値が５ｋｇｆ／ｃｍ２以下である請求項１〜７のいずれかに記載の研磨パッド。
【請求項９】
研磨層の下層に厚さ２０〜２０００μｍの樹脂シート層が設けられ、該樹脂シート層の圧縮弾性係数ｋ（１００，１２．５）の値が２０ｋｇｆ／ｃｍ２以上である請求項１〜８のいずれかに記載の研磨パッド。
【請求項１０】
樹脂シート層がポリエチレンテレフタレートおよび／またはポリウレタンである請求項１〜９のいずれかに記載の研磨パッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平板状の被加工物の研磨に使用される研磨パッドにかかり、特にシリコンウェハーなどの半導体基板やガラス基板の製造時において、高平坦性が要求される研磨工程に使用される研磨パッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣやＬＳＩなどの半導体集積回路を製造するためのシリコンウェハー、磁気ハードディスク基板、磁気ヘッド基板、ディスプレイ用ガラス基板、フォトマスク基板、光学レンズ、光導波路などの分野において、高度の表面平坦性が要求されている。特に、情報処理、情報記録を行う素子あるいはディスクは飛躍的に集積度の向上が求められており、これに伴って基板上に形成される回路などのパターンの微細化が進展し、そのためにより一層の高精度表面仕上げが強く求められている。
【０００３】
シリコンウェハー等の基板を平滑にし、鏡面仕上げするための研磨は、回転可能な定盤に研磨パッドを固定して回転させながら、定盤に対峙して設置したウェハーを自公転運動させて相対的に移動させるとともに、研磨パッドとウェハーの間隙に研磨スラリーを加えることによって、ウェハー表面が研磨され、平坦化、平滑化が行われている。
【０００４】
近年、シリコンウェハーのサイズが大型化するとともに、１枚のウェハーからのチップの収率を高めるため、ウェハー外周部のふちだれを極力抑制し、被研磨物の平坦度を向上させ、エッジエクスクルージョン（研磨後のウェハーの面内均一性などを評価する場合に、考慮範囲外とするウェハーの外周部の直径方向の幅のこと）を小さくすることが求められている。例えば、直径２００ｍｍあるいは３００ｍｍのシリコンウェハーではエッジエクスクルージョンを２ｍｍ以下に抑えることが求められている。
【０００５】
一方、研磨パッドの弾性係数に着目した研磨パッド設計としては、弾性係数の大きい表層と弾性係数の小さな下層の間に、下層よりも弾性係数の大きな中間層を設けた研磨パッドが開示されている（特許文献１）。研磨パッド全体の弾性係数を高くすることにより、パターンの粗密に依存しない平坦な研磨面が得られることが記載されている。
【０００６】
また、研磨パッドの中心側と外周側で異なる材質を同心円状に配置し、中心側よりも外周側において弾性率（弾性係数）の大きな研磨パッドが開示されている（特許文献２）。粗研磨から仕上研磨までの各段階の研磨加工を同一の定盤上で同一の研磨パッドを使用して連続的に行うことができ、高い平面精度の加工面が得られることが記載されている。
【０００７】
しかしながら、上記のような研磨パッドの厚さ方向の弾性係数の制御や研磨面内の比較的広い領域の硬軟を表す弾性係数の単純な制御では、ある程度の平坦性の向上は得られるものの、未だ不十分であり、平坦性、特にウェハー外周部のふちだれの顕著な改善には至らなかった。また、ウェハー全体にわたる平坦性の顕著な改善は未だ達成できていなかった。
【特許文献１】特開平１０−１５６７２４号公報
【特許文献２】特開平１１−２２６８６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記のような従来の研磨方法や研磨パッドにおける問題点に鑑みてなされたものであり、研磨レートと平坦性を高いレベルで両立できる研磨パッドを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために本発明の研磨パッドは、以下の（１）の構成からなる。
（１）定盤の表面に貼着して使用される研磨層を有する研磨パッドであって、直径Ｌｍｍの圧子を用いて研磨面側から測定した圧縮応力−変位線図の圧縮荷重Ｐｇｆ／ｃｍ２における圧縮弾性係数をｋ（Ｐ，Ｌ）とした時、異なる直径の圧子を用いて測定した圧縮弾性係数の比の値ｋ（１００，０．７）／ｋ（１００，１２．５）が２．５以下であることを特徴とする研磨パッド。
【発明の効果】
【００１０】
本発明により、研磨レートが高く、平坦性に優れた研磨パッドが得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の研磨パッドは、異なる直径の圧子を用いて測定した圧縮弾性係数の比の値ｋ（１００，０．７）／ｋ（１００，１２．５）が２．５以下である研磨パッドである。ここで、圧縮弾性係数ｋ（Ｐ，Ｌ）とは、直径Ｌｍｍの圧子を用いて研磨面側から測定した圧縮荷重−歪み曲線の圧縮荷重Ｐｇｆ／ｃｍ２における弾性係数を言う。
【００１２】
研磨パッドを実際の研磨時と全く同様に、裏面テープを備えている場合には、その裏面テープで固定した状態において、直径Ｌｍｍの圧子を用いて研磨面側から研磨パッドを一定の速度で圧縮し、その時の圧縮応力と変位量の関係から圧縮応力Ｐｇｆ／ｃｍ２における弾性係数を算出する。圧縮応力Ｐｇｆ／ｃｍ２における弾性係数は、圧縮応力−変位線図の圧縮応力Ｐｇｆ／ｃｍ２における接線の傾きとして算出することができる。
【００１３】
本発明の圧縮弾性係数の測定に使用する圧子は、円柱状の圧子を使用する。また、材質は圧子自身の圧縮時の変形量が小さいことから、ステンレス製の圧子を使用することが好ましい。その上で、圧子を含めた装置に由来するコンプライアンスの影響を除くために、装置コンプライアンス補正を行うものとする。具体的には、研磨パッド試料を装着しない状態で、すなわち装置系のみで圧縮試験を行い、圧縮応力−圧縮変位線図を作成し、各応力における変位量を、実際に研磨パッドなどの試料を圧縮した時の変位量の測定値から差し引いた値を、研磨パッド試料の圧縮応力−変位線図とした。圧子としては、直径ＬがＬ＝０．７ｍｍの圧子とＬ＝１２．５ｍｍの圧子を使用した。試験速度は、０．１ｍｍ／分とした。
【００１４】
本発明の研磨パッドは、異なる直径の圧子を用いて測定した圧縮弾性係数の比の値ｋ（１００，０．７）／ｋ（１００，１２．５）が２．５以下である研磨パッドである。ウェハー外周部におけるふちだれ低減効果の点から、圧縮弾性係数の比の値ｋ（１００，０．７）／ｋ（１００，１２．５）は、２．０以下が好ましく、１．５以下がさらに好ましい。圧縮弾性係数の比の値ｋ（１００，０．７）／ｋ（１００，１２．５）が２．５を越えると、次の２つ理由のいずれか、または両方の理由から、ふちだれ低減効果が得られない。（１）直径０．７ｍｍの圧子による研磨パッドの圧縮変形が生じにくく、直径１ｍｍ以下の微小領域の圧縮に対して硬いパッドの振る舞いが発現するため、ふちだれ低減効果が得られない。（２）直径１２．５ｍｍの圧子による研磨パッドの圧縮変形が容易に生じるため、直径１２．５ｍｍ以上の大面積領域、すなわち半導体チップの大きさやウェハー全体の大きさの圧縮に対して柔軟なパッドの振る舞いが発現するため、圧縮に対する沈み込み量が大きくなり、ふちだれ低減効果が得られない。
【００１５】
本発明の研磨パッドは、圧縮弾性係数ｋ（１００，０．７）の値が４０ｋｇｆ／ｃｍ２以下であることが好ましい。圧縮弾性係数ｋ（１００，０．７）の値は３０ｋｇｆ／ｃｍ２以下がさらに好ましく、２０ｋｇｆ／ｃｍ２が特に好ましい。圧縮弾性係数ｋ（１００，０．７）の値が４０ｋｇｆ／ｃｍ２を越えると、直径０．７ｍｍの圧子による研磨パッドの圧縮変形が生じにくく、直径１ｍｍ以下の微小領域の圧縮に対して硬いパッドの振る舞いが発現するため、ふちだれ低減効果が小さくなる。
【００１６】
本発明の研磨パッドは、圧縮弾性係数ｋ（１００，１２．５）の値が５ｋｇｆ／ｃｍ２以上であることが好ましい。圧縮弾性係数ｋ（１００，１２．５）の値は、１０ｋｇｆ／ｃｍ２以下がさらに好ましく、１５ｋｇｆ／ｃｍ２が特に好ましい。圧縮弾性係数ｋ（１００，１２．５）の値が５ｋｇｆ／ｃｍ２未満の場合、直径１２．５ｍｍの圧子による研磨パッドの圧縮変形が容易に生じるため、直径１２．５ｍｍ以上の大面積領域、すなわち半導体チップの大きさやウェハー全体の大きさの圧縮に対して柔軟なパッドの振る舞いが発現するため、圧縮に対する沈み込み量が大きくなり、ふちだれ量が大きくなる。
【００１７】
本発明の研磨パッドは、湿潤状態における圧縮弾性係数の比の値ｋ（１００，０．７）／ｋ（１００，１２．５）が３．０以下であることが好ましい。湿潤状態とは、研磨パッド試料をイオン交換水中に３時間放置した状態を言う。ウェハー外周部におけるふちだれ低減効果の点から、湿潤状態における圧縮弾性係数の比の値ｋ（１００，０．７）／ｋ（１００，１２．５）は２．５以下がさらに好ましく、２．０以下が特に好ましい。湿潤状態における圧縮弾性係数の比の値ｋ（１００，０．７）／ｋ（１００，１２．５）が３．０を越えると、ふちだれ低減の効果が得られないため、好ましくない。
【００１８】
本発明の研磨パッドは、圧縮弾性係数の比の値ｋ（６００，０．７）／ｋ（６００，１２．５）が１．５以下であることが好ましい。圧縮弾性係数の比の値ｋ（６００，０．７）／ｋ（６００，１２．５）が１．２以下がさらに好ましく、０．９以下が特に好ましい。圧縮弾性係数の比の値ｋ（６００，０．７）／ｋ（６００，１２．５）が１．５を越えると、次の２つ理由のいずれか、または両方の理由から、ふちだれ低減効果が小さくなる。（１）直径０．７ｍｍの圧子による研磨パッドの圧縮変形が生じにくく、直径１ｍｍ以下の微小領域の圧縮に対して硬いパッドの振る舞いが発現するため、ふちだれ低減効果が小さくなる。（２）直径１２．５ｍｍの圧子による研磨パッドの圧縮変形が容易に生じるため、直径１２．５ｍｍ以上の大面積領域、すなわち半導体チップの大きさやウェハー全体の大きさの圧縮に対して柔軟なパッドの振る舞いが発現するため、圧縮に対する沈み込み量が大きくなり、ふちだれ低減効果が小さくなる。
【００１９】
本発明の研磨パッドは、圧縮弾性係数の比の値ｋ（６００，０．７）／ｋ（１００，０．７）およびｋ（６００，１２．５）／ｋ（１００，１２．５）がいずれも２．０〜５．５であることが好ましい。ふちだれ低減効果の点から、圧縮応力に対する弾性係数ｋの変化が小さい方が好ましく、また圧子径の変更に対する弾性係数の変化が小さい方が好ましい。このような観点から、異なる圧縮応力および異なる圧子径の影響による弾性係数ｋの好ましい範囲は、圧縮弾性係数の比の値ｋ（６００，０．７）／ｋ（１００，０．７）およびｋ（６００，１２．５）／ｋ（１００，１２．５）がいずれも２．０〜５．５であることが好ましい。
【００２０】
本発明の研磨パッドにおいて、研磨層は、ベアシリコンウェハーなどの半導体基板や光学ガラス板などの被加工物を研磨する際に、スラリーを介して研磨層と被加工物を加重下において相対運動させて、被加工物の表層を削り取り、平坦化、平滑化するために、研磨パッドの研磨面に配置される。
【００２１】
本発明の研磨層は、繊維からなる布帛であることが好ましい。布帛としては、織布、不織布、フェルトなどを挙げることができ、特に、織物または編物であることが格別に好ましい。
本発明の布帛は、繊維のみからなることが好ましい。布帛形成後に、ポリウレタンやポリエステルなどの樹脂成分を含浸させて、繊維間や布帛の隙間を樹脂成分で覆って改質しないことが好ましい。
【００２２】
一般に、繊維は、天然繊維（綿、麻、羊毛、獣毛、絹など）、化学繊維に分類され、さらに化学繊維は再生繊維（レーヨン、キュプラ、リヨセルなど）、半合成繊維（アセテート、トリアセテートなど）、合成繊維に分類される。本発明の繊維としては、特に限定されるものではないが、細径のものから太径のものまで一定の断面形状で、安定した特性の繊維が得られる点で、合成繊維が好ましく用いられる。合成繊維としては、ポリエステル、ナイロン、アクリル、ビニロン、ポリプロピレン、ポリウレタン、ポリフェニレンスルフィドなどを挙げることができるが、ポリエステル、ナイロンが好ましく用いられる。
【００２３】
本発明の繊維は、単糸繊度が１０デシテックス以下が好ましく、３デシテックス以下がさらに好ましく、１デシテックス以下が特に好ましい。異なる単糸繊度の繊維を併用することも好ましい。後述のように、１デシテックス以下の極細繊維と１デシテックスを越える繊維を組み合わせて用いることも好ましい。０．５デシテックス以下の極細繊維と１デシテックスを越える繊維を組み合わせて用いることも好ましい。これら極細繊維と１デシテックスを越える繊維を組み合わせる場合、研磨層の表面に極細繊維を配置することが好ましい。ここで、１デシテックスとは、繊維１０，０００ｍ当たりのグラム数をいう。
【００２４】
本発明の研磨層は、極細繊維であることが好ましい。極細繊維とは、少なくとも単繊維繊度が１デシテックス以下であるものをいう。極細繊維は、単繊維繊度が０．００１〜１デシテックスの範囲内であることが好ましく、０．０１〜０．５デシテックスの範囲内であることがさらに好ましく、０．０１〜０．１デシテックスであることが特に好ましい。極細繊維を用いることにより、微細な凹凸が研磨層の表面に形成され、スラリー保持性が高まり、研磨レートが向上するので好ましい。また、研磨対象であるガラス基板やシリコンウェハーなどの半導体基板の表面平滑性が向上するので好ましい。
【００２５】
本発明の研磨層の表面（研磨面）は、極細繊維が研磨層表面の７０％以上を被覆していることが好ましく、９０％以上がさらに好ましい。繊維径の細い繊維の方がより起伏に富んだ研磨層表面を形成するので、平坦性、研磨レート、研磨対象の表面平滑性の観点から好ましいものであり、研磨層表面における極細繊維の表面被覆率が７０％〜１００％の範囲内であることが好ましいものである。
【００２６】
本発明の研磨層の厚さは、１５０〜１０００μｍであることが好ましい。同じ素材であっても研磨層の厚さが厚くなると圧縮変形量が大きくなり、被加工物がパッドに押し付けられたときにパッドが大きく変形し、より深く沈み込む結果、ふちだれが大きくなるからである。
【００２７】
本発明の研磨パッドは、少なくとも研磨層と研磨層を定盤に固定するための裏面テープ層を備えている。通常、研磨を行う前にプラスチックフイルムまたは剥離紙（セパレータと言う）を剥がし、研磨パッドを定盤に押し付けることにより、裏面テープ層は定盤にパッドを固定する役割を担う。セパレータを除いた裏面テープ層は、３０〜３００μｍの厚さであることが好ましく、５０〜１５０μｍの厚さであることがさらに好ましい。裏面テープ層はアクリル系、ブタジエン系、イソプレン系、オレフィン系、スチレン系、イソシアネート系などの感圧タイプやホットメルトタイプの接着剤層からなり、基材としてポリエチレンテレフタレートフイルム、ポリプロピレンフイルム、不織布などを備えた裏面テープ層を用いてもよい。通常、基材の厚さは２０〜２００μｍのものが使用される。
【００２８】
また、本発明の研磨パッドは、研磨層の定盤側に下地層を設けてもよい。下地層の材質としては、樹脂シートが好ましい。
【００２９】
本発明の樹脂シート層は、厚さが２０〜２０００μｍであることが好ましい。樹脂シート層の厚さは、２０〜１２００μｍが好ましく、１５０〜１２００μｍがさらに好ましく、１５０〜７００μｍが特に好ましい。樹脂シート層が薄すぎるとクッションの役割が十分にできず、好ましくない。一方、樹脂シート層が厚すぎると経済的に好ましくない。
【００３０】
本発明において、樹脂シート層の材質は特に限定されないが、ポリウレタン、ポリエステル、ポリアミド、ポリオレフィン、アクリル樹脂、ＡＢＳ樹脂などの合成樹脂やエラストマーに加えて、天然ゴム、ブタジエン系ゴム、イソプレンゴム、ネオプレン（登録商標）ゴム、ニトリルゴム、スチレン系共重合体ゴム、オレフィン系共重合体ゴム、シリコンゴムなどを挙げることができる。これらポリマーの発泡シート、無発泡シートのいずれも使用することができるが、無発泡シートが好ましく用いられる。
【００３１】
樹脂シート層は実質的に非吸水性の樹脂層からなることが好ましい。具体的には、ポリエチレンテレフタレートおよび／またはポリウレタンを挙げることができる。樹脂シート層の吸水率としては、５％以下が好ましく、４％以下がさらに好ましく、３％以下が特に好ましく、２％以下が格段に好ましい。樹脂シート層は繊維を含有しないことが好ましい。繊維を含有させると、樹脂と繊維の界面にボイドと呼ばれる空洞ができ、吸水性を生じるからである。このうち、ポリウレタンが生産性、加工性、耐久性などの点から好ましい。
【００３２】
本発明の研磨パッドは、研磨層と下地層の間に該研磨層と該下地層を接着・固定させる中間層を設けてもよい。中間層は３０〜３００μｍの厚さであることが好ましく、５０〜１５０μｍの厚さであることがさらに好ましい。中間層はアクリル系、ブタジエン系、イソプレン系、オレフィン系、スチレン系、イソシアネート系などの感圧タイプやホットメルトタイプの接着剤層からなり、基材としてポリエチレンテレフタレートフイルム、延伸ポリプロピレンフイルム、不織布などを備えた中間層を用いてもよい。通常、基材の厚さは２０〜２００μｍのものが使用される。
【００３３】
本発明の研磨パッドは、研磨機の研磨定盤の表面に貼着して使用し、研磨を行う。
【００３４】
本発明の研磨パッドが、ベアシリコンウェハーなどの半導体基板や光学ガラス板などの被加工物を研磨する際に、研磨レートが高く、かつ、ふちだれ（被加工物のエッジ部におけるだれ）を顕著に抑制し、ウェハー全体にわたって優れた平坦性を得ることができる理由は必ずしも明らかではないが、前述のような特性を有する研磨パッドとすることにより、被加工物の研磨加工面内の圧力分布をより均一化できるためにふちだれの発生を極小化することができるとともに、比較的柔軟な研磨層表面が高いスラリー保持性を発現できることから研磨レートも高く維持することが可能となり、平坦性と研磨レートの両立が達成できたものと推察される。
【００３５】
研磨時に被加工物がパッドに押し付けられ、パッドが変形して沈み込む。このときの被加工物の研磨加工面内における圧力分布を考えると、被加工物のセンター部よりもエッジ部により大きな圧力が印加される。すなわち、被加工物のエッジ周辺部においては、研磨パッドが変形状態から変形開放状態に変わる遷移状態にあり、加工圧力が被加工面に垂直にかかると同時に、被加工物のエッジ部に対しては横方向の成分を持つ圧力がかかる。その結果、研磨初期には被加工物のエッジ部が集中的に研磨・除去され、ふちだれ現象が発生すると考えられる。引き続き研磨が進み、被加工物の研磨加工量が増加するにしたがって、ふちだれが大きくなり、最終的に被加工物の研磨加工面内における圧力分布が一定になるとふちだれ量も一定となる。ふちだれ発生のプロセスは以上のように考えられるから、特に研磨初期に生ずる横方向の成分を持つ圧力を極力緩和し、圧力分布の均一化を図ることができればふちだれは抑制され、ウェハー全体にわたって高い平坦性を得ることができる。
【００３６】
本発明者は、上記の横方向の成分を持つ圧力の発生がパッドの構造に起因することを見出し、このような力を発生させにくい特性を有する研磨パッドを着想し、本発明に至ったものである。すなわち、直径１ｍｍ以下の微小領域における弾性係数が小さいので、ウエハーなどのエッジ部の微小領域に対して横方向の成分を生じさせないと同時に、直径１ｍｍを越える広い領域に対してはウエハーなどの被加工物の沈み込み量が小さく、したがって弾性係数の大きな研磨パッドがふちだれの発生しにくい研磨パッドであると考え、広い領域における弾性係数に対する微小領域の弾性係数の比の値が、特定の応力において、特定の範囲にある研磨パッドが本発明の意図するところである。この時、広い領域において弾性係数の大きな、硬いパッドであることから、被加工物全体にわたる研磨レートの均一性が得られる点も重要である。
【００３７】
また、比較的柔軟な研磨面を有する研磨パッドにおいて高い平坦性をが得られる点が本発明の特徴でもあるため、具体的な弾性係数の絶対値についてサブクレームに規定し、好ましい範囲であることを示した。また、弾性係数の比の値が特定の範囲にある研磨パッドの具体的な構成を提供するために、研磨層の構成材料および構成材料が備えるべき特性、樹脂シート層の構成材料および構成材料が備えるべき特性などについてサブクレームに規定し、好ましい範囲であることを示した。  以上のようにして、本発明の研磨パッドは、高い研磨レートと優れた平坦性が両立できると推察される。
【００３８】
本発明において、圧縮弾性係数の比の値ｋ（１００，０．７）／ｋ（１００，１２．５）が２．５以下である研磨パッドは、特に製造方法が限定されるものではないが、代表的なものとして、研磨層を作製し、裏面に接着層を設けて研磨パッドとする方法、研磨層と下地層をそれぞれ作製し、接着層を介して両者を貼り合わせて研磨パッドとする方法が最も生産性、装置などの点で好ましい。ただし、例えば、接着層を設けず、研磨層と下地層を直接接合させる方法であってもよい。
【００３９】
研磨パッドの圧縮弾性係数の比の値ｋ（１００，０．７）／ｋ（１００，１２．５）を２．５以下とする方法としては、表層の研磨層を、繊維からなる特定の布帛とする方法、研磨層厚さを薄くする方法、特定の樹脂シート層を設けて適正な厚さの樹脂シート層を配置する方法などを挙げることができる。特に研磨層として、繊維からなる布帛を用いる場合には、比較的可動性のよい繊維および／または布帛構造を選択し、その厚さを薄くすることにより、圧縮弾性係数の比の値ｋ（１００，０．７）／ｋ（１００，１２．５）が２．５以下を達成できる。
【００４０】
本発明の研磨パッドを用いて、ガラス基板やシリコンウェハーなどの半導体基板といった被加工物の研磨を行うに際して、一般に、研磨加工量をかせぐ粗研磨工程、とヘイズを抑え微小キズを除去する仕上げ研磨工程、の２つの工程により研磨されるが、本発明の研磨パッドはこのいずれの研磨工程に採用しても好ましい。その理由は、研磨加工量が大きい粗研磨工程ではふち形状の改善が可能であり、研磨加工量が小さい仕上げ研磨工程ではウェハー全体の平坦性は維持または向上させつつ、平滑性向上の効果が得られるからである。
【００４１】
本発明の研磨パッドは、シリコンウェハー、化合物半導体ウェハー、これらウェハー上に設けられた絶縁体膜やメタル膜、ハードディスク基板、磁気ヘッドなどの電子材料の研磨の用途に使用できる。また、化学機械的研磨（ＣＭＰ；Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）技術による半導体ウェハーの平坦化の目的で被研磨物である半導体ウェハーの研磨処理を行う研磨パッドとして使用できる。ＣＭＰ工程において、研磨剤と薬液からなる研磨スラリーを用いて、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、半導体ウェハー面を研磨して、半導体ウェハー面を平坦化、平滑化する目的で研磨パッドが使用される。この場合の研磨対象としては、絶縁膜（酸化膜、Ｌｏｗ−ｋ膜、ＢＰＳＧ膜など）、導電膜（タングステン、アルミニウム、銅など）などを挙げることができる。研磨スラリーとしては、シリカ、アルミナ、セリア、ダイヤモンドなどの無機粒子、アクリルなどの有機粒子、または無機粒子と有機粒子の混合物や複合粒子を含むものを用いることができる。
【００４２】
本発明の研磨パッドは、液晶ディスプレイ用ガラス基板、光学レンズ、フォトマスク基板、光学プリズム、光学フィルタ、光導波路などの光学部材の研磨にも使用できる。研磨対象となる光学部材の素材としては、ガラス、石英、水晶、サファイア、透明樹脂、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウムなどが挙げられる。
【００４３】
また、その他の用途として、フェライト、アルミナ、炭化珪素、窒化珪素、セラミックス、合金、樹脂などを研磨対象として研磨する用途に使用できる。
【実施例】
【００４４】
以下、本発明を実施例によってさらに詳しく説明するが、これらは本発明を限定するものではない。なお、評価方法は以下のようにして行った。
（１）圧縮試験
インストロン社製超精密材料試験機モデル５８４８を使用し、クロスヘッド移動量法にて行った。圧子は直径０．７ｍｍおよび直径１２．５ｍｍで、いずれもステンレス製のものを使用した。試験速度は、０．１ｍｍ／分で行い、データ取得間隔は０．１秒とした。データ処理には、Ｉｎｓｔｒｏｎ社製データ処理システム“Ｍｅｌｒｉｎ”を使用した。また、コンプライアンス補正を行った。
【００４５】
研磨パッドの圧縮弾性係数の測定は、研磨パッドから３０ｍｍ×３０ｍｍの大きさに打ち抜いた試料の裏面の離型紙または離型フイルムを剥がして、裏面テープを貼り付けた状態で測定した。布帛の圧縮弾性係数を測定する場合も当該研磨パッドを研磨定盤固定時に使用する接着用テープで予め固定してから測定を行う。測定は、温度２３℃、湿度３０〜５０％ＲＨの環境下で行い、試料は予め測定環境下において２４時間以上なじませから行った。
（２）研磨評価Ａ
タングステン用研磨スラリー（キャボット社製Ｗ−２０００）に対して、所定量の３０ｗｔ％過酸化水素水を使用直前に添加、混合してスラリーを調製した。
研磨パッドを研磨機の定盤に貼り付け、イオン交換水を研磨パッド上に３０分間供給し、パッドを湿潤させた。なお、ＳＵＢＡ８００については、ダイヤモンドコンディショナー＃１００を７ｌｂｆの圧力で押し付けて、１５分間研磨パッドの立ち上げを行った。
【００４６】
評価用８インチウエハーを研磨装置の研磨ヘッドに装着し、１００ｒｐｍで回転させ、研磨パッドを研磨機のプラテンに固定して、１０２ｒｐｍで研磨ヘッドの回転方向と同方向に回転させて、調製済みのタングステン用研磨スラリーを１５０ｍＬ／分で供給しながら研磨圧力５ｐｓｉ、リテナーリング圧力６．５ｐｓｉで１分間研磨を行い、その後イオン交換水でパッド面の洗浄を２０秒間行った後、引き続いて次のウェハーの研磨を行った。ダミーウエハーを２０枚目研磨加工後、モニター用ウエハーを用いて研磨レートおよび研磨レートの面内均一性の測定を行った。
（３）研磨評価Ｂ
リテナーリング圧力を７．２ｐｓｉに変更したこと以外は、研磨評価Ａと同様の方法で研磨加工、ウエハー評価を行った。
（４）研磨レート
研磨前後のウエハーを抵抗率測定器ＶＲ−１２０Ｓ(国際電気アルファ（株）製)で測定することにより、ウェハーの直径方向にエッジ１ｍｍよりも内側において所定の４９点の測定点において測定し、以下の式から算出される測定点４９点の平均値を研磨レートとした。
【００４７】
研磨速度＝研磨前後のタングステン膜の厚さの変化量／研磨時間
により、研磨レート（単位時間当たりの研磨量）を算出した。８インチのシリコンウエハー上に１００００オングストロームのタングステン膜を製膜したウエハーを使用した。
（５）研磨レートのウエハー面内均一性
研磨レートのウエハー面内均一性は、以下の式にしたがって算出した。
【００４８】
面内均一性（％）＝（研磨レートの最大値−研磨レートの最小値）／（研磨レートの最大値＋研磨レートの最小値）×１００
（６）研磨レートのウエハー外周部での落ち込み量
直径２００ｍｍウエハー上で測定した研磨レート４９点の測定値を用いて、
（研磨レートのウエハー外周部での落ち込み量）＝（中心から直径１４０ｍｍの範囲内の研磨レート測定値の平均値）−（直径１４０〜１９９ｍｍの範囲内の研磨レート測定値の最小値）
として算出した。
【００４９】
実施例１
タテ糸としてポリエステル長繊維（単繊維繊度：２．０デシテックス）、ヨコ糸として仮撚り加工されたポリエステル／ポリアミドの海島型複合繊維糸（海成分溶出後の単糸繊度：０．０７デシテックス）を用いて、１／３のツイルを製織し生機とした。この生機をアルカリの存在下で熱処理し、海成分を完全に除去することで、ヨコ糸を極細繊維とした。さらに１３０℃の熱水で処理することにより、糸の収縮による高密度化と洗浄を同時に実施した。次に、仕上げ加工として、１８０℃で熱処理することにより織物を得た。
【００５０】
樹脂シート層として、厚さ０．３ｍｍの熱硬化性ポリウレタンシートを使用した。研磨層と下地層は厚さ約７０μｍの接着層を介して貼り合わせた。次に、下地層の裏面に離型フイルム付き両面テープ（厚さ２３μｍのポリエチレンテレフタレート製フイルムの両面に接着層を設けた両面テープで、厚さ約１１０μｍ）を貼り合わせた後、直径５１０ｍｍの円形に打ち抜き、離型フイルムを剥がして研磨定盤に貼着し、研磨評価Ａ、研磨評価Ｂを行った。結果は表３、表４の通りであった。
【００５１】
また、研磨パッドを作製した同じ貼り合せシートから３０ｍｍ×３０ｍｍの試験片を打ち抜き、圧縮試験を行った。結果は表１、表２の通りであった。
【００５２】
【表１】
2010029997.tif 000002
【００５３】
【表２】
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【００５４】
【表３】
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【００５５】
【表４】
2010029997.tif 000005
【００５６】
実施例２
極細繊維として、海島型ポリエステルで島成分がポリエチレンテレフタレートで海成分がポリエステルの酸成分としてテレフタル酸と５ナトリウムスルホイソフタル酸の共重合体からなるアルカリ熱水可溶型ポリエステルからなる繊維（海島の比率は１５／８５）を用いた。太繊度繊維として、ポリエステル糸を用いた。極細繊維は脱海することなく仮撚り加工し、太繊度繊維と引き揃えてエアー交絡し、複合糸を得た。さらに丸編機３２Ｇ、３８インチを用いてインターロック方式で編成し生機とした。この生機を一旦１３０℃で熱処理後、さらに８０℃で水酸化ナトリウム存在下に処理することにより完全に海成分を除去した。次に、表面から高圧水で加工した。その後、１３５℃でヒートセットして、編物を得た。
【００５７】
樹脂シート層として、厚さ１．０ｍｍの熱可塑性ポリウレタンシートを使用した。研磨層と下地層は厚さ約１３０μｍの接着層を介して貼り合わせた。次に、下地層の裏面に離型フイルム付き両面テープ（厚さ２３μｍのポリエチレンテレフタレート製フイルムの両面に接着層を設けた両面テープで、厚さ約１１０μｍ）を貼り合わせた後、直径５１０ｍｍの円形に打ち抜き、離型フイルムを剥がして研磨定盤に貼着し、研磨評価Ａ、研磨評価Ｂを行った。結果は表３、表４の通りであった。
【００５８】
また、研磨パッドを作製した同じ貼り合せシートから３０ｍｍ×３０ｍｍの試験片を打ち抜き、圧縮試験を行った。結果は表１、表２の通りであった。
【００５９】
樹脂シート層に裏面テープを貼り合わせ、圧縮弾性係数の測定を行ったところ、樹脂シート層の圧縮弾性係数ｋ（１００，１２．５）の値は、５５．３ｋｇｆ／ｃｍ２であった。
【００６０】
比較例１
不織布にポリウレタン樹脂を含浸させたＳｕｂａ８００（ニッタ・ハース社製）を直径５１０ｍｍの円形に打ち抜き、離型フイルムを剥がして研磨パッドを定盤に貼着し、研磨評価Ａ、研磨評価Ｂを行った。結果は表３、表４の通りであった。
【００６１】
また、３０ｍｍ×３０ｍｍの試験片を打ち抜き、圧縮試験を行った。結果は表１、表２の通りであった。
【００６２】
実施例３
実施例２で作製した編物の裏面に離型フイルム付き両面テープ（厚さ２３μｍのポリエチレンテレフタレート製フイルムの両面に接着層を設けた両面テープで、厚さ約１１０μｍ）を貼り合わせた後、直径５１０ｍｍの円形に打ち抜き、離型フイルムを剥がして研磨定盤に貼着し、研磨評価Ａ、研磨評価Ｂを行った。結果は表３、表４の通りであった。
【００６３】
また、研磨パッドを作製した同じ貼り合せシートから３０ｍｍ×３０ｍｍの試験片を打ち抜き、圧縮試験を行った。結果は表１、表２の通りであった。
【００６４】
以上から、圧縮弾性係数の比の値ｋ（１００，０．７）／ｋ（１００，１２．５）が２．５以下である研磨パッドは、研磨加工時にウエハー全体を均一に研磨することができるため、面内均一性に優れ、特にウエハー外周部における落ち込みの発生を抑制することが可能であることが分かる。
【００６５】
また、リテナーリング圧力を高めても、ウエハーの面内均一性に及ぼす影響は小さく、ウエハー外周部の落ち込み量を変化させずに研磨加工が可能であった。
【００６６】
このように圧縮弾性係数の圧子径に対する依存性が小さく、直径１ｍｍ以下の微小領域での弾性係数が小さい、柔らかい表面を有する研磨パッドが優れた平坦性を発現することが分かる。