(57)【要約】  被研磨面の平坦性および研磨後の膜厚の均一性に優れると共に、研磨速度に優れ、絶縁膜や金属膜等の被研磨物の研磨均一性にも優れた研磨を達成することができる研磨パッドおよびそれに用いるクッションを提供すること。  ２３℃、静荷重２７．６ｋＰａ、周波数１１Ｈｚおよび振幅１μｍの条件下に動的圧縮粘弾性測定を行った際に、（１）動的応力と変形の位相差が４°以下であり、（２）動的応力の最大値に対する変形量の最大値の比（［変形量の最大値］／［動的応力の最大値］）が０．５μｍ／ｋＰａ以上である研磨パッド用クッション、並びに当該研磨パッド用クッションの層および研磨層を有する研磨パッド。【特許請求の範囲】
【請求項１】
２３℃、静荷重２７．６ｋＰａ、周波数１１Ｈｚおよび振幅１μｍの条件下に動的圧縮粘弾性測定を行った際に、
（１）動的応力と変形の位相差が４°以下であり、
（２）動的応力の最大値に対する変形量の最大値の比（［変形量の最大値］／［動的応力の最大値］）が０．５μｍ／ｋＰａ以上である、
研磨パッド用クッション。
【請求項２】
５０℃、静荷重２７．６ｋＰａ、周波数１１Ｈｚおよび振幅１μｍの条件下に動的圧縮粘弾性測定を行った際に、
（３）動的応力と変形の位相差が４°以下であり、
（４）動的応力の最大値に対する変形量の最大値の比（［変形量の最大値］／［動的応力の最大値］）が０．５〜１．５μｍ／ｋＰａである、
請求項１に記載の研磨パッド用クッション。
【請求項３】
２３℃、静荷重２７．６ｋＰａ、周波数８８Ｈｚおよび振幅１μｍの条件下に動的圧縮粘弾性測定を行った際に、
（５）動的応力と変形の位相差が８°以下であり、
（６）動的応力の最大値に対する変形量の最大値の比（［変形量の最大値］／［動的応力の最大値］）が０．５〜１．５μｍ／ｋＰａである、
請求項１または２に記載の研磨パッド用クッション。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の研磨パッド用クッションの層および研磨層を有する研磨パッド。
【請求項５】
上記研磨層が無発泡構造の樹脂層である請求項４に記載の研磨パッド。
【請求項６】
上記研磨層が５０℃の水で飽和膨潤させた後の５０℃における引張り弾性率が１３０〜８００ＭＰａ、５０℃における損失正接が０．２以下および水との接触角が８０°以下である高分子材料からなる請求項４または５に記載の研磨パッド。
【請求項７】
上記研磨層が引張り弾性率の保持率（５０℃の水で飽和膨潤させた後の５０℃における引張り弾性率を、２０℃、６５％ＲＨの条件下に放置した後の５０℃における引張り弾性率で割って１００を掛けた値）が５５％以上である高分子材料からなる請求項４〜６のいずれか１項に記載の研磨パッド。
【請求項８】
上記研磨層が２３℃における貯蔵弾性率（Ｅ’２３）と、５０℃における貯蔵弾性率（Ｅ’５０）との比（Ｅ’２３／Ｅ’５０）が１．８以下である高分子材料からなる請求項４〜７のいずれか１項に記載の研磨パッド。
【請求項９】
上記研磨層が高分子ジオール、有機ジイソシアネートおよび鎖伸長剤を反応させることにより得られるポリウレタンからなる請求項４〜８のいずれか１項に記載の研磨パッド。
【請求項１０】
上記ポリウレタンが有機ジイソシアネートに由来する窒素原子の含有率が４．８質量％以上６．０質量％未満である熱可塑性ポリウレタンである請求項９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、研磨パッド用クッションおよびそれを用いた研磨パッドに関し、当該研磨パッドは、例えば、半導体ウェハ等の被研磨物を精度よく且つ高い研磨効率で研磨するのに有用である。
【背景技術】
【０００２】
従来、集積回路を形成するための基板として使用される半導体ウェハの鏡面加工を行ったり、半導体デバイス製造時に絶縁膜や導電体膜の凹凸を平坦化加工したりする際に用いられる研磨パッドとしては、不織布にポリウレタン樹脂を含浸させた比較的軟質の研磨パッドや、発泡ポリウレタンからなる硬質の研磨パッドが使用されてきた（例えば、特許文献１〜３参照）。【０００３】
なかでも、近年の半導体の微細化・多層化に伴うローカルスケール（ダイサイズ）での高平坦化とグローバルスケール（ウェハサイズ）での膜厚均一性を両立させるために、硬質の研磨層を表層とし、裏面に軟質のクッション層を有する２層構造パッドが汎用的に用いられてきた。このような２層構造パッドにおいて、裏面のクッション層は、ウェハ表面に存在する被研磨膜の比較的長い波長のうねりに合わせて表層の研磨層を変形させ、ウェハ全体を均一に研磨させる役割を果たす。２層構造パッドに用いられるクッション層としては、特定の歪係数や体積弾性率などを有するものが提案されている（例えば、特許文献４〜６参照）。【０００４】
近年、半導体デバイスの微細化、高集積化、多層配線化はさらに進み、研磨パッドにもより一層の高平坦化や研磨後膜厚の均一性を安定して達成できることが求められている。しかしながら、特許文献４に示されている研磨パッドでは、クッション層に必要な特性として圧縮圧力を受けたときの歪定数以外は示されておらず、また、示されている歪定数ではクッション層が柔軟すぎるために研磨速度を低下させやすい。さらに、圧縮圧力が一定あるいは単調増加（または単調減少）の状態で測定した変形量は、実際の研磨時のように圧縮圧力が非常に短い周期で繰り返し変化する場合の変形量には対応しないことが多い。【０００５】
一方、特許文献５または６に示されている研磨パッドでは、ウェハ表面の膜のうねりへの追随性が必ずしも十分ではなく、その結果、研磨後の膜厚の均一性が不十分となる場合がある。また特に表層の研磨層を無発泡構造の樹脂から形成した場合には、発泡構造の研磨層に比べて研磨層の熱伝導率が高いため、研磨時の発熱による温度上昇が裏面のクッション層にまで伝わりやすく、温度上昇によってクッション層の物性が変化し、これが均一性などの研磨特性に影響を及ぼしやすい。特に被研磨物が配線用金属膜を有し、これが銅などから形成されている場合には、研磨時の発熱が大きく、上記の影響が現れやすい。【０００６】
また、マイクロゴムＡ硬度が５０以上９５以下であり、特定のヒステリシスロスやｔａｎδ値を有するクッション層を使用した研磨パッドが知られている（特許文献７参照）。しかしながら、特許文献７に示されている研磨パッドでは、ウェハ表面の膜のうねりに対するクッション層の変形量が必ずしも適切ではなく、クッション層の変形量が小さ過ぎる場合には研磨後の膜厚の均一性が不十分となり、逆にクッション層の変形量が大き過ぎる場合には研磨速度が低下しやすい上、研磨後の膜厚の均一性も低下する問題があった。また特許文献５や６に示されている研磨パッドと同様に、特に表層の研磨層を無発泡構造の樹脂から形成した場合には、発泡構造の研磨層に比べて研磨層の熱伝導率が高いため、研磨時の発熱による温度上昇が裏面のクッション層にまで伝わりやすく、温度上昇によってクッション層の物性が変化し、これが均一性などの研磨特性に影響を及ぼしやすい。特に被研磨物が配線用金属膜を有し、これが銅などから形成されている場合には、研磨時の発熱が大きく、上記の影響が現れやすい。
【特許文献１】特開平５−８１７８号公報
【特許文献２】特開２０００−１７８３７４号公報
【特許文献３】特開２００１−８９５４８号公報
【特許文献４】特表平５−５０５７６９号公報
【特許文献５】特開２０００−１１７６１９号公報
【特許文献６】特開２０００−２０２７６３号公報
【特許文献７】特開２００６−３３９５７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、被研磨面の平坦性および研磨後の膜厚の均一性に優れると共に、研磨速度に優れ、絶縁膜や金属膜等の被研磨物の研磨均一性にも優れた研磨を達成することができる研磨パッドおよびそれに用いるクッションを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成すべく本発明者らは鋭意検討を重ねてきた。その結果、特定の動的圧縮粘弾性を有するクッションおよび該クッションの層と無発泡構造の樹脂からなる研磨層を貼り合わせた積層構造の研磨パッドにより上記課題を達成することができることを見出し、それらの知見に基づいてさらに検討を重ねた結果、本発明を完成させた。【０００９】
すなわち、本発明は、
［１］  ２３℃、静荷重２７．６ｋＰａ、周波数１１Ｈｚおよび振幅１μｍの条件下に動的圧縮粘弾性測定を行った際に、
（１）動的応力と変形の位相差が４°以下であり、
（２）動的応力の最大値に対する変形量の最大値の比（［変形量の最大値］／［動的応力の最大値］）が０．５μｍ／ｋＰａ以上である、
研磨パッド用クッション、
［２］  ５０℃、静荷重２７．６ｋＰａ、周波数１１Ｈｚおよび振幅１μｍの条件下に動的圧縮粘弾性測定を行った際に、
（３）動的応力と変形の位相差が４°以下であり、
（４）動的応力の最大値に対する変形量の最大値の比（［変形量の最大値］／［動的応力の最大値］）が０．５〜１．５μｍ／ｋＰａである、
上記［１］の研磨パッド用クッション、
［３］  ２３℃、静荷重２７．６ｋＰａ、周波数８８Ｈｚおよび振幅１μｍの条件下に動的圧縮粘弾性測定を行った際に、
（５）動的応力と変形の位相差が８°以下であり、
（６）動的応力の最大値に対する変形量の最大値の比（［変形量の最大値］／［動的応力の最大値］）が０．５〜１．５μｍ／ｋＰａである、
上記［１］または［２］の研磨パッド用クッション、
［４］  上記［１］〜［３］のいずれかの研磨パッド用クッションの層および研磨層を有する研磨パッド、
［５］  上記研磨層が無発泡構造の樹脂層である上記［４］の研磨パッド、
［６］  上記研磨層が５０℃の水で飽和膨潤させた後の５０℃における引張り弾性率が１３０〜８００ＭＰａ、５０℃における損失正接が０．２以下および水との接触角が８０°以下である高分子材料からなる上記［４］または［５］の研磨パッド、
［７］  上記研磨層が引張り弾性率の保持率（５０℃の水で飽和膨潤させた後の５０℃における引張り弾性率を、２０℃、６５％ＲＨの条件下に放置した後の５０℃における引張り弾性率で割って１００を掛けた値）が５５％以上である高分子材料からなる上記［４］〜［６］のいずれかの研磨パッド、
［８］  上記研磨層が２３℃における貯蔵弾性率（Ｅ’２３）と、５０℃における貯蔵弾性率（Ｅ’５０）との比（Ｅ’２３／Ｅ’５０）が１．８以下である高分子材料からなる上記［４］〜［７］のいずれかの研磨パッド、
［９］  上記研磨層が高分子ジオール、有機ジイソシアネートおよび鎖伸長剤を反応させることにより得られるポリウレタンからなる上記［４］〜［８］のいずれかの研磨パッド、及び
［１０］  上記ポリウレタンが有機ジイソシアネートに由来する窒素原子の含有率が４．８質量％以上６．０質量％未満である熱可塑性ポリウレタンである上記［９］の研磨パッド、
に関する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の研磨パッドは、半導体基板（ウェハ）上に形成された酸化膜などの絶縁膜や金属膜などを化学機械的研磨するのに有用であり、被研磨面の平坦性および研磨後の膜厚の均一性に優れると共に、研磨速度に優れ、絶縁膜や金属膜等の被研磨物の研磨均一性にも優れる。特にこれらの絶縁膜や金属膜がパターンを形成している場合にも、パターン凸部における研磨速度および研磨均一性に優れる。また、研磨層が無発泡構造の樹脂層である場合には、上記の効果が顕著となり、特にパターンが形成された絶縁膜や金属膜を研磨する場合には、凹部においても研磨速度および研磨均一性に優れる。さらに、研磨層が特定の物性を有する無発泡構造の熱可塑性ポリウレタンからなる場合に、その効果がより一層顕著となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明の研磨パッド用クッション（以下、単に「クッション」と略称する場合がある）は、２３℃、静荷重２７．６ｋＰａ、周波数１１Ｈｚおよび振幅１μｍの条件下に動的圧縮粘弾性測定を行った際に、下記条件（１）および（２）；
（１）動的応力と変形の位相差が４°以下であること
（２）動的応力の最大値に対する変形量の最大値の比（［変形量の最大値］／［動的応力の最大値］）が０．５μｍ／ｋＰａ以上であること
を満たしている。【００１２】
動的粘弾性測定は、ある一定の静荷重を掛けた状態で、大きさと向きが正弦波状の周期的に変化する変形（歪）をサンプルに与え、そのときの応力（動的応力）を測定するものである。サンプルの変形モードとして、本発明においては、クッションに対しては圧縮を行う。動的粘弾性測定において、動的応力と変形の位相差は、サンプルに動荷重を与えた後に変形が起こるまでの時間差を意味しており、数字が小さいほど動荷重が変化した際に速やかにそれに対応した変形が起こることを意味する。【００１３】
本発明のクッションは、２３℃、静荷重２７．６ｋＰａ、周波数１１Ｈｚおよび振幅１μｍの条件下に動的圧縮粘弾性測定を行った際の動的応力と変形の位相差が４°以下である。これにより、ウェハ表面に形成された膜のうねりに研磨パッドが速やかに追随して、膜厚を均一に保ちながら研磨することができる。当該位相差は３°以下であることが好ましく、２°以下であることがより好ましい。なお、周波数１１Ｈｚにおいては、動的応力および変形の正弦波の１サイクルが０．０９１秒であるため、動的応力と変形の位相差が４°であることは、動的応力と変形のそれぞれの正弦波が最大値となる時点が０．００１秒（＝０．０９１秒×４°／３６０°）ずれていることを意味する。【００１４】
また本発明のクッションは、２３℃、静荷重２７．６ｋＰａ、周波数１１Ｈｚおよび振幅１μｍの条件下に動的圧縮粘弾性測定を行った際の動的応力の最大値に対する変形量の最大値の比（［変形量の最大値］／［動的応力の最大値］）が０．５μｍ／ｋＰａ以上であることが、ウェハ表面に形成された膜のうねりに対応して研磨パッドが変形するために必要である。動的応力の最大値に対する変形量の最大値の比が０．５μｍ／ｋＰａ未満の場合には研磨後の膜厚の均一性が不十分となる。一方、当該比が１．５μｍ／ｋＰａを超えると、研磨時の研磨圧力が十分に被研磨物に伝わらず、研磨速度が低下しやすく、また研磨後の膜厚の均一性も低下する傾向があるため、当該比は０．６〜１．５μｍ／ｋＰａの範囲内であることが好ましく、０．７〜１．４μｍ／ｋＰａがより好ましく、０．８〜１．３μｍ／ｋＰａがさらに好ましい。【００１５】
なお、上記クッションの動的圧縮粘弾性測定において、測定条件の周波数１１Ｈｚは、ウェハ表面に形成された膜のうねりの波長に対し、汎用的に用いられている研磨パッドとウェハが同方向に回転する研磨装置を用いた際に、多くの場合クッションが晒される周波数である。例えば、直径５１ｃｍの研磨パッドが５０ｒｐｍの速度で回転し、ウェハの中心が研磨パッドの中心と外縁の中間点（研磨パッドの中心から１２．７５ｃｍの位置）に位置して、当該ウェハが研磨パッドと同方向に５０ｒｐｍの速度で回転し、且つウェハ表面のうねりの波長が６０ｍｍの場合などがおおよそこれに該当する。ダイサイズが１０ｍｍの場合、うねりの波長６０ｍｍはダイ６個分の長さに相当する。
また、静荷重２７．６ｋＰａは、通常の研磨において適用される代表的な研磨圧力である。【００１６】
本発明のクッションは、５０℃、静荷重２７．６ｋＰａ、周波数１１Ｈｚおよび振幅１μｍの条件下に動的圧縮粘弾性測定を行った際の動的応力と変形の位相差が４°以下であることが、研磨時の発熱により研磨パッドの温度が著しく上昇した場合であっても、研磨後の膜厚の均一性が良好となることから好ましい。当該位相差は３°以下であることがより好ましく、２°以下であることがさらに好ましい。【００１７】
また、本発明のクッションは、５０℃、静荷重２７．６ｋＰａ、周波数１１Ｈｚおよび振幅１μｍの条件下に動的圧縮粘弾性測定を行った際の動的応力の最大値に対する変形量の最大値の比（［変形量の最大値］／［動的応力の最大値］）が０．５〜１．５μｍ／ｋＰａであることが、研磨時の発熱により研磨パッドの温度が著しく上昇した場合であっても、研磨速度や研磨後の膜厚の均一性が良好となることから好ましい。当該比は０．６〜１．４５μｍ／ｋＰａの範囲内であることが好ましく、０．７〜１．４μｍ／ｋＰａがより好ましく、０．８〜１．３μｍ／ｋＰａが特に好ましい。【００１８】
本発明のクッションは、２３℃、静荷重２７．６ｋＰａ、周波数８８Ｈｚおよび振幅１μｍの条件下に動的圧縮粘弾性測定を行った際の動的応力と変形の位相差が８°以下であることが、研磨対象の膜のうねりの周期が非常に短い場合や、研磨時の研磨パッドとウェハ間の相対速度が非常に速い場合においても、研磨後の膜厚の均一性が良好となることから好ましい。当該位相差は７°以下であることがより好ましく、６°以下であることがさらに好ましい。【００１９】
また、本発明のクッションは、２３℃、静荷重２７．６ｋＰａ、周波数８８Ｈｚおよび振幅１μｍの条件下に動的圧縮粘弾性測定を行った際の動的応力の最大値に対する変形量の最大値の比（［変形量の最大値］／［動的応力の最大値］）が０．５〜１．５μｍ／ｋＰａであることが、研磨対象の膜のうねりの周期が非常に短い場合や、研磨時の研磨パッドとウェハ間の相対速度が非常に速い場合においても、研磨速度や研磨後の膜厚の均一性が良好となることから好ましい。当該比は０．６〜１．４５μｍ／ｋＰａの範囲内であることが好ましく、０．７〜１．４μｍ／ｋＰａがより好ましく、０．８〜１．３μｍ／ｋＰａが特に好ましい。
なお、測定条件の周波数８８Ｈｚは、例えば、直径７６ｃｍの研磨パッドを９０ｒｐｍの速度で回転し、ウェハの中心が研磨パッドの中心と外縁の中間点（研磨パッドの中心から１９ｃｍの位置）に位置して、当該ウェハが研磨パッドと同方向に９０ｒｐｍの速度で回転し、且つウェハ表面のうねりの波長が２０ｍｍの場合などがおおよそこれに該当する。ダイサイズが１０ｍｍの場合、うねりの波長２０ｍｍはダイ２個分の長さに相当する。【００２０】
本発明のクッションの、２３℃または５０℃、静荷重２７．６ｋＰａ、周波数１１Ｈｚまたは８８Ｈｚ、および振幅１μｍの条件下における動的圧縮粘弾性の測定は、実施例の項目において後述するように、動的圧縮粘弾性測定装置を圧縮モードで用いて、測定周波数を１１Ｈｚまたは８８Ｈｚとし、静荷重２７．６ｋＰａ、振幅１μｍとなる条件で温度を変化させながら動的圧縮粘弾性を測定し、温度が２３℃または５０℃における測定結果を採用することにより行うことができる。【００２１】
本発明のクッションの素材としては特に限定されないが、例えば、無発泡構造または発泡構造のエラストマーや、不織布に樹脂を含浸させたものを用いることができる。特に、上記した動的圧縮粘弾性を示す素材を選択することができ、また入手性にも優れることから、ポリウレタン、クロロプレンゴム等の合成ゴム、シリコーンゴムなどのエラストマーが好ましく、そのうち無発泡構造のものがより好ましい。【００２２】
これらのエラストマーの動的圧縮粘弾性は、エラストマーを構成する分子鎖の分子運動性に依存している。通常、エラストマーは、荷重下での変形性を付与するための軟質相と、荷重が除かれたときに元の形状に戻るための拘束相から構成されている。エラストマーの動的圧縮粘弾性は、軟質相と拘束相の比率や相分離の度合い、あるいは軟質相のガラス転移温度などを変えることにより制御することができる。【００２３】
例えば、ポリウレタンは高分子ポリオール、有機ジイソシアネートおよび鎖伸長剤を反応させることにより得ることができ、このようなポリウレタンにおいては、原料の高分子ポリオールが軟質相を形成し、また有機ジイソシアネートおよび鎖伸長剤が拘束相を形成する。動的圧縮粘弾性測定を行った際の動的応力と変形の位相差は、一般的には例えば、ポリウレタン原料中に占める高分子ポリオールの使用比率を低減してポリウレタン中の軟質相の比率を少なくしたり、原料の高分子ポリオールとしてより疎水性のものやより分子量の大きいものを選択してポリウレタン中の軟質相と拘束相の相分離の度合いを大きくしたり、あるいは原料の高分子ポリオールとしてガラス転移温度の低いものを選択したりすることなどにより、値を小さくすることができる。【００２４】
また、動的圧縮粘弾性測定を行った際の動的応力の最大値に対する変形量の最大値の比（［変形量の最大値］／［動的応力の最大値］）は、一般的には例えば、ポリウレタン原料中に占める高分子ポリオールの使用比率を変更してポリウレタン中の軟質相の比率を変えたり、原料の高分子ポリオールとして親水性の度合いが拘束相の親水性の度合いと異なるものを使用してポリウレタン中の軟質相と拘束相の相分離の度合いを変えたり、あるいは原料高分子ポリオールとしてガラス転移温度の異なるものを選択したりすることなどにより値を変えることができる。上記したこれらのパラメーターを適宜設定し、また材料を選択することにより、所望の動的圧縮粘弾性を示すポリウレタンとすることができるが、例えば、高分子ポリオールとして、ポリテトラメチレングリコール、ポリ（メチルテトラメチレングリコール）等のポリエーテルジオール類；ポリブチレンアジペートジオール、ポリブチレンセバケートジオール、ポリヘキサメチレンアジペートジオール、ポリ（３−メチル−１，５−ペンタメチレン  アジペート）ジオール、ポリ（３−メチル−１，５−ペンタメチレン  セバケート）ジオール、ポリノナメチレンアジペートジオール、ポリ（２−メチル−１，８−オクタメチレン  アジペート）ジオール、ポリカプロラクトンジオール等のポリエステルジオール類などの、炭素原子数（Ｃ）と酸素原子数（Ｏ）の比（Ｃ／Ｏ）が２．５〜５である高分子ジオールを使用することが好ましい。またポリウレタン原料に占める当該高分子ジオールの割合は６０〜８５質量％の範囲内であることが好ましく、６５〜８０質量％がより好ましい。さらに当該高分子ジオールのガラス転移温度は０℃以下であることが好ましく、−２０℃以下がより好ましい。上記した高分子ジオールの数平均分子量は２０００〜５０００の範囲内であることが好ましく、２５００〜４５００の範囲内がより好ましく、３０００〜４０００の範囲内がさらに好ましい。
拘束相を構成する有機ジイソシアネートとしては、例えば、イソホロンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ノルボルネンジイソシアネート、２，４−トリレンジイソシアネート、２，６−トリレンジイソシアネート、４，４’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネートなどを挙げることができ、これらのうち１種または２種以上を用いることができる。これらの中でも、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネートが好ましく使用される。
拘束相を構成する鎖伸長剤としては、イソシアネート基と反応しうる活性水素原子を分子中に２個以上有する分子量３００以下の低分子化合物を使用することができ、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、１，２−プロパンジオール、１，３−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、１，６−ヘキサンジオール、３−メチルー１，５−ペンタンジオール、１，４−ビス（β−ヒドロキシエトキシ）ベンゼン、１，４−シクロヘキサンジオール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、１，９−ノナンジオール等のジオール類；エチレンジアミン、トリメチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ノナメチレンジアミン、ヒドラジン、アジピン酸ジヒドラジド、キシリレンジアミン、イソホロンジアミン、ピペラジン、４，４’−ジアミノジフェニルメタン、４，４’−メチレン−ビス（２−クロロアニリン）等のジアミン類などを挙げることができ、これらのうち１種または２種以上を用いることができる。これらの中でも、１，４−ブタンジオールが好ましく使用される。【００２５】
シリコーンゴムやクロロプレンゴム等においても、軟質相と拘束相の比率や軟質相のガラス転移温度などを選択することにより、動的圧縮粘弾性を所望の範囲に設定することができる。すなわち、動的圧縮粘弾性測定を行った際の動的応力の最大値に対する変形量の最大値の比（［変形量の最大値］／［動的応力の最大値］）は拘束相の比率を変えたり軟質相のガラス転移温度を変えたりすることにより値を変えることができる。また動的圧縮粘弾性測定を行った際の動的応力と変形の位相差は、拘束相の比率を多くしたり軟質相のガラス転移温度を低くしたりすることにより値を小さくすることができる。なお、クロロプレンゴムにおいては、例えば、分子の立体構造（トランス−１，４結合、シス−１，４結合、１，２−結合および３，４−結合の比率）において、トランス−１，４結合の割合を増やしたり、主原料のクロロプレンとともにブタジエンなどを共重合することにより軟質相のガラス転移温度を低くすることができ、また硫黄や過酸化物等による架橋の量を増やすことにより拘束相の比率を高くすることができる。【００２６】
本発明において規定される動的圧縮粘弾性測定を行った際の動的応力と変形の位相差および動的応力の最大値に対する変形量の最大値の比（［変形量の最大値］／［動的応力の最大値］）は、実施例の項目において後述するように動的圧縮粘弾性測定装置を使用して容易に測定することができる。そのため上記の動的応力と変形の位相差および動的応力の最大値に対する変形量の最大値の比（［変形量の最大値］／［動的応力の最大値］）を満たす市販の素材を本発明のクッションの素材として使用することも可能である。【００２７】
クッションの成形方法としては特に限定されず、例えば、押出成形、射出成形、カレンダー成形、キャスト成形などの任意の公知の方法によってシートを成形し、これをクッション層として用いることができる。
クッション層の厚みは特に限定されないが、動的圧縮粘弾性を所望の範囲に設定しやすく、また動的圧縮粘弾性の値がばらつかず安定しやすいことから、０．３〜５．０ｍｍの範囲内であることが好ましく、０．５〜４．０ｍｍの範囲内がより好ましく、０．７〜３．０ｍｍの範囲内がさらに好ましい。【００２８】
本発明の研磨パッドは、上記した本発明のクッションの層および研磨材として機能する研磨層を有する。クッション層と研磨層は、公知の粘着剤あるいは接着剤により貼り合わせることができる。また、クッション層は２種類以上のものを貼り合せた状態で使用することもできる。この場合には、クッションの動的圧縮粘弾性は、使用する全てのクッション層を貼り合わせた状態で測定する。【００２９】
本発明の研磨パッドを構成する研磨層が無発泡構造の樹脂層であると、発泡のムラによる研磨特性のバラツキがなく、また、研磨パッドの寿命にも優れ、さらに、熱伝導率が発泡樹脂に比べて高いことから研磨パッドにおける温度のムラが少なく、研磨均一性にも優れることから好ましい。【００３０】
また、上記研磨層は、５０℃の水で飽和膨潤させた後の５０℃における引張り弾性率が１３０〜８００ＭＰａ、５０℃における損失正接（ｔａｎδ）が０．２以下および水との接触角が８０°以下である高分子材料から構成されていることが好ましい。
研磨層を構成する高分子材料の引張り弾性率（５０℃の水で飽和膨潤させた後の５０℃における値）が１３０ＭＰａよりも小さいと、研磨パッドが柔らかくなり過ぎるため、被研磨面の平坦性が低下したり、研磨効率が低下したりする場合がある。一方、研磨層を構成する高分子材料の引張り弾性率（５０℃の水で飽和膨潤させた後の５０℃における値）が８００ＭＰａよりも大きいとスクラッチの発生が増加する傾向がある。例えば被研磨面の平坦性とスクラッチ抑制の観点から、研磨層を構成する高分子材料の引張り弾性率（５０℃の水で飽和膨潤させた後の５０℃における値）は１８０〜７５０ＭＰａの範囲内であることがより好ましく、２３０〜７００ＭＰａの範囲内がさらに好ましく、２８０〜６５０ＭＰａの範囲内が特に好ましい。【００３１】
また、研磨層を構成する高分子材料の５０℃における損失正接（ｔａｎδ）が０．２を超えると、研磨層が柔らかくなり過ぎるため、被研磨面の平坦性が低下したり、研磨効率が低下したりする場合がある。例えば被研磨面の平坦性の観点から、研磨層を構成する高分子材料の５０℃における損失正接（ｔａｎδ）は０．１５以下であることがより好ましく、０．１０以下がさらに好ましい。【００３２】
さらに、研磨層を構成する高分子材料の水との接触角が８０°を超えるとスクラッチが発生しやすくなる。例えばスクラッチ抑制の観点から、研磨層を構成する高分子材料の水との接触角は好ましくは７５°以下である。【００３３】
さらに、本発明の研磨パッドを構成する研磨層は、引張り弾性率の保持率（５０℃の水で飽和膨潤させた後の５０℃における引張り弾性率を、２０℃、６５％ＲＨの条件下に放置した後の５０℃における引張り弾性率で割って１００を掛けた値）が５５％以上である高分子材料から構成されていることが好ましい。引張り弾性率の保持率が５５％未満の場合には、水分による研磨パッドの研磨特性変化が大きく、例えば研磨終了後、数時間から数日間、湿潤状態で研磨パッドを放置した場合に、研磨速度が低下するなどの問題が生じる場合がある。したがって、例えば水分による影響の観点から、引張り弾性率の保持率は、より好ましくは６０％以上であり、さらに好ましくは７５％以上である。【００３４】
また、本発明の研磨パッドを構成する研磨層は、２３℃における貯蔵弾性率（Ｅ’２３）と５０℃における貯蔵弾性率（Ｅ’５０）との比（Ｅ’２３／Ｅ’５０）が１．８以下である高分子材料から構成されていることが好ましい。比（Ｅ’２３／Ｅ’５０）が１．８より大きい場合には、研磨パッドの研磨速度などの研磨特性が温度によって変化するため、ウェハを研磨した際に、均一な品質のものが得られにくくなる傾向がある。したがって、例えば、一定の研磨速度を有する研磨パッドを得る観点から、比（Ｅ’２３／Ｅ’５０）は、より好ましくは１．７以下であり、さらに好ましくは１．４以下である。【００３５】
また、本発明の研磨パッドを構成する研磨層は、高分子ジオール、有機ジイソシアネートおよび鎖伸長剤を反応させることにより得られるポリウレタンから構成されていることが好ましい。そして、該ポリウレタンが溶融成形可能な熱可塑性ポリウレタンであり、有機ジイソシアネートに由来する窒素原子の含有率が４．８質量％以上６．０質量％未満であることがより好ましい。窒素原子の含有量が４．８質量％より少ない場合には、研磨パッドが柔らかくなり、被研磨面の平坦性が低下し、また研磨効率が低下する傾向がある。一方、窒素原子の含有量が６．０質量％以上の場合にはスクラッチが発生しやすくなる傾向がある。したがって、例えば被研磨面の平坦性とスクラッチ抑制の観点から、有機ジイソシアネート由来の窒素原子の含有量は、４．９〜５．８質量％の範囲内であることがより好ましい。【００３６】
研磨層を構成するポリウレタンの原料として使用する高分子ジオールとしては、ポリウレタンの製造に従来から使用されている高分子ジオールのいずれも使用することができ、例えば、ポリテトラメチレングリコール、ポリ（メチルテトラメチレングリコール）、ポリプロピレングリコール、ポリエチレングリコール等のポリエーテルジオール類；ポリブチレンアジペートジオール、ポリブチレンセバケートジオール、ポリヘキサメチレンアジペートジオール、ポリ（３−メチル−１，５−ペンタメチレン  アジペート）ジオール、ポリ（３−メチル−１，５−ペンタメチレン  セバケート）ジオール、ポリノナメチレンアジペートジオール、ポリ（２−メチル−１，８−オクタメチレン  アジペート）ジオール、ポリカプロラクトンジオール等のポリエステルジオール類；ポリヘキサメチレンカーボネートジオール、ポリ（３−メチル−１，５−ペンタメチレン  カーボネート）ジオール等のポリカーボネートジオール類；前記したジオール類の共重合体ジオールなどを挙げることができ、これらのうち１種または２種以上を用いることができる。これらの中でも、ポリテトラメチレングリコール、ポリノナメチレンアジペートジオール、ポリ（２−メチル−１，８−オクタメチレン  アジペート）ジオールなどの炭素原子数（Ｃ）と酸素原子数（Ｏ）の比（Ｃ／Ｏ）が３〜５である高分子ジオールを用いることが、研磨層を構成する高分子材料の水との接触角および引張り弾性率の保持率（５０℃の水で飽和膨潤させた後の５０℃における引張り弾性率を、２０℃、６５％ＲＨの条件下に放置した後の５０℃における引張り弾性率で割って１００を掛けた値）の両方を所定の範囲にしやすいことから好ましい。炭素原子数（Ｃ）と酸素原子数（Ｏ）の比（Ｃ／Ｏ）が３より小さい高分子ジオールを使用した場合には、研磨層を構成する高分子材料の引張り弾性率の保持率が低下しやすく、逆に炭素原子数（Ｃ）と酸素原子数（Ｏ）の比（Ｃ／Ｏ）が５より大きい高分子ジオールを使用した場合には、研磨層を構成する高分子材料の水との接触角が大きくなりやすい。高分子ジオールの数平均分子量は、得られるポリウレタンの２３℃における貯蔵弾性率（Ｅ’２３）と５０℃における貯蔵弾性率（Ｅ’５０）との比（Ｅ’２３／Ｅ’５０）を１．８以下にする観点から、１４００〜５０００であることが好ましく、２０００〜３５００がより好ましい。なお、本明細書でいう高分子ジオールの数平均分子量は、ＪＩＳ  Ｋ  １５５７に準拠して測定した水酸基価に基づいて算出した数平均分子量を意味する。【００３７】
研磨層を構成するポリウレタンの原料として使用する有機ジイソシアネートとしては、ポリウレタンの製造に従来から使用されている有機ジイソシアネートのいずれも使用することができ、例えば、イソホロンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ノルボルネンジイソシアネート、２，４−トリレンジイソシアネート、２，６−トリレンジイソシアネート、４，４’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネートなどを挙げることができ、これらのうち１種または２種以上を用いることができる。これらの中でも、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネートを用いることが、得られる研磨パッドの耐摩耗性などの点から好ましい。【００３８】
研磨層を構成するポリウレタンの原料として使用する鎖伸長剤としては、ポリウレタンの製造に従来から使用されている鎖伸長剤のいずれも使用することができる。鎖伸長剤としてはイソシアネート基と反応しうる活性水素原子を分子中に２個以上有する分子量３００以下の低分子化合物を使用することが好ましく、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、１，２−プロパンジオール、１，３−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、１，６−ヘキサンジオール、３−メチル−１，５−ペンタンジオール、１，４−ビス（β−ヒドロキシエトキシ）ベンゼン、１，４−シクロヘキサンジオール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、１，９−ノナンジオール等のジオール類；エチレンジアミン、トリメチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ノナメチレンジアミン、ヒドラジン、アジピン酸ジヒドラジド、キシリレンジアミン、イソホロンジアミン、ピペラジン、４，４’−ジアミノジフェニルメタン、４，４’−メチレン−ビス（２−クロロアニリン）等のジアミン類などを挙げることができ、これらのうち１種または２種以上を用いることができる。【００３９】
本発明の研磨パッドは、公知の研磨スラリーと共に、化学機械的研磨に使用することができる。研磨スラリーは、例えば、水やオイル等の液状媒体；シリカ、アルミナ、酸化セリウム、酸化ジルコニウム、炭化ケイ素等の研磨剤；塩基、酸、界面活性剤、酸化剤、還元剤、キレート剤などの成分を含有している。また化学機械的研磨を行うに際し、必要に応じ、研磨スラリーと共に、潤滑油、冷却剤などを併用してもよい。【００４０】
化学機械的研磨は、公知の化学機械的研磨用装置を使用し、研磨スラリーを介して被研磨面と研磨パッドを、加圧下、一定速度で、一定時間接触させることによって実施することができる。研磨の対象となる物品には特に制限はないが、例えば、水晶、シリコン、ガラス、光学基板、電子回路基板、多層配線基板、ハードディスクなどが挙げられる。特に、研磨の対象としては、シリコンウェハや半導体ウェハであることが好ましい。半導体ウェハの具体例としては、例えば、酸化シリコン、酸化フッ化シリコン、有機ポリマー等の絶縁膜；銅、アルミニウム、タングステン等の配線用金属膜；タンタル、チタン、窒化タンタル、窒化チタン等のバリアメタル膜などを表面に有するものが挙げられ、特に銅からなる配線用金属膜を表面に有する半導体ウェハを研磨するのに有用である。このような配線用金属膜としてパターンを有するものを研磨することも可能である。パターンにおける配線のピッチは、製品により異なるが、通常は５０ｎｍ〜１００μｍ程度であることが多い。
【実施例】
【００４１】
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって何ら限定されるものではない。なお、実施例に記載したクッションおよび研磨パッドの物性および研磨特性の評価は次の方法で実施した。【００４２】
［クッションの動的圧縮粘弾性］
株式会社レオロジー製の動的粘弾性測定装置「ＦＴレオスペクトラーＤＶＥ−Ｖ４」を圧縮モードで用いて、測定周波数を１１Ｈｚまたは８８Ｈｚとし、静荷重２７．６ｋＰａ、振幅１μｍとなる条件で、昇温速度３℃／分で測定を行った。サンプルの形状は、直径２０ｍｍの円形状、厚みはクッション層として用いる実際の厚みとした。【００４３】
［クッションの静荷重下での変形量］
ブルカー・エイエックスエス株式会社製の熱機械分析装置「ＴＭＡ−４０００」を用いて、先端が直径５ｍｍの円形状（面積０．１９６ｃｍ２）の検出棒をサンプル（厚みはクッション層として用いる実際の厚みとした）に無荷重の状態で当て、２５℃にて、１分当たり５０ｇの割合で荷重を増やしていき、検出棒の先端の圧力が２７．６ｋＰａ（荷重として５５．６ｇ）となった時点で荷重を固定したまま６０秒間保持し、サンプルの厚みを測定した。次いで、再び１分当たり５０ｇの割合で荷重を増やしていき、検出棒の先端の圧力が４１．４ｋＰａ（荷重として８３．４ｇ）となった時点で荷重を固定したまま６０秒間保持し、サンプルの厚みを測定した。
圧力が２７．６ｋＰａの時点でのサンプル厚みと圧力が４１．４ｋＰａの時点でのサンプル厚みの差を、圧力差１３．８ｋＰａ（＝４１．４ｋＰａ−２７．６ｋＰａ）で割った数値を、動的応力の掛からない静荷重下での変形量（単位μｍ／ｋＰａ）とした。【００４４】
［５０℃における引張り弾性率（２０℃、６５％ＲＨの条件下に放置した後、および５０℃の水で飽和膨潤させた後）］
熱プレス法により作製した厚さ３００μｍのフィルムから２号型試験片（ＪＩＳ  Ｋ  ７１１３）を打ち抜き、２０℃、６５％ＲＨの条件下に３日間放置したものを乾燥サンプル、５０℃温水に３日間浸漬したものを水膨潤サンプルとした。それぞれのサンプルを用いて、株式会社島津製作所製のオートグラフ「ＡＧ５０００」を用い、チャック間距離４０ｍｍでサンプル装着後、雰囲気温度５０℃において５分間静置した後、引張り速度５０ｍｍ／分にて引張り弾性率を測定した。乾燥サンプルを用いて得られた引張り弾性率を「２０℃、６５％ＲＨの条件下に放置した後の５０℃における引張り弾性率」とし、水膨潤サンプルを用いて得られた引張り弾性率を「５０℃の水で飽和膨潤させた後の５０℃における引張り弾性率」とした。【００４５】
［貯蔵弾性率（２３℃および５０℃）および損失正接（５０℃）］
幅５ｍｍ、長さ３０ｍｍ、厚さ２ｍｍの射出成形シートを作製し、該シートを９０℃で５時間熱処理した試験片を用いて、株式会社レオロジー製の動的粘弾性測定装置「ＦＴレオスペクトラーＤＶＥ−Ｖ４」を引張りモードで用いて、測定周波数を１１Ｈｚ、自動静荷重、振幅１０μｍ、初期の測定長さ２０ｍｍとなる条件で、昇温速度３℃／分で測定を行うことにより求めた。【００４６】
［水との接触角］
熱プレス法により作製した厚さ３００μｍのフィルムを、２０℃、６５％ＲＨの条件下に３日間放置したものを用い、協和界面科学株式会社製の「Ｄｒｏｐ  Ｍａｓｔｅｒ５００」を用いて測定した。【００４７】
［酸化膜研磨性能］
研磨パッドを株式会社エム・エー・ティ製の研磨装置「ＭＡＴ−ＢＣ１５」に設置し、株式会社アライドマテリアル製のダイヤモンドドレッサー（＃１００−被覆率８０％、直径１９ｃｍ、質量１ｋｇ）を用い、蒸留水を１５０ｍＬ／分の速度で流しながら、ドレッサー回転数１４０ｒｐｍ、プラテン回転数１００ｒｐｍにて１時間研磨パッド表面を研削した（以下「コンディショニング」と称する）。【００４８】
次に、プラテン回転数１００ｒｐｍ、ヘッド回転数９９ｒｐｍ、研磨圧力２７．６ｋＰａの条件において、キャボット社製研磨スラリー「ＳＳ２５」を蒸留水で２倍に希釈した液を１２０ｍＬ／分の速度で供給しつつ膜厚１０００ｎｍの熱酸化膜を表面に有する直径４インチのシリコンウェハを６０秒間研磨し、次いで、再びコンディショニングを前記条件で３０秒間行った。その後、ウェハを交換して再度研磨およびコンディショニングを繰り返し、各研磨パッドにつき計９枚のウェハを研磨した。【００４９】
次いで、再びコンディショニングを前記条件で３０秒間行った後、凸部幅３０μｍ、凹部幅７０μｍ、ピッチ１００μｍ、凸部の酸化膜厚２０００ｎｍ、凸部と凹部の初期段差８００ｎｍの化学気相蒸着法による酸化膜（ＰＥＴＥＯＳ；Ｐｌａｓｍａ  Ｅｎｈａｎｃｅｄ  ＴｅｔｒａＥｔｈｙｌＯｒｔｈｏＳｉｌｉｃａｔｅ）のパターンを表面に有する直径４インチのシリコンウェハを前記研磨条件と同条件で１２０秒間研磨した。【００５０】
９枚研磨したパターンを有しない酸化膜を表面に有するウェハのうち最後に研磨したウェハ（９枚目に研磨したウェハ）について、研磨前および研磨後の酸化膜の膜厚をウェハ面内で各４９点測定し、各点での研磨速度を求めた。４９点の研磨速度の平均値を研磨速度とし、研磨均一性は下式（１）により求めた不均一性により評価した。不均一性の値が小さいほど、ウェハ面内で酸化膜が均一に研磨されており研磨均一性が優れている。
不均一性（％）＝（σ／Ｒ）×１００          （１）
（ただし、σ：４９点の研磨速度の標準偏差、Ｒ：４９点の研磨速度の平均値を表す。）【００５１】
また、１０枚目に研磨したパターンを有するウェハの研磨前および研磨後の凸部および凹部の酸化膜厚みを、ウェハ端部から１０ｍｍの位置で４点およびウェハ中心部１点の計５点について測定した。さらに、凸部および凹部の酸化膜の膜厚の変化量から各点の研磨速度を求め、凸部および凹部のそれぞれについて、５点の平均値を研磨速度とした。凸部の研磨速度が大きく、凹部の研磨速度が小さいほど、ウェハ表面の平坦化が短時間で、また、より少ない研磨量で達成されるため好ましい。また、研磨均一性は、凸部および凹部のそれぞれについて、下式（２）により求めた不均一性により評価した。不均一性の値が小さいほど、ウェハ面内で均一に研磨されており研磨均一性が優れている。
不均一性（％）＝（σ／Ｒ）×１００          （２）
（ただし、σ：５点の研磨速度の標準偏差、Ｒ：５点の研磨速度の平均値を表す。）【００５２】
［銅膜研磨性能］
研磨パッドを株式会社エム・エー・ティ製の研磨装置「ＭＡＴ−ＢＣ１５」に設置し、株式会社アライドマテリアル製のダイヤモンドドレッサー（＃１００−被覆率８０％、直径１９ｃｍ、質量１ｋｇ）を用い、蒸留水を１５０ｍＬ／分の速度で流しながらドレッサー回転数１４０ｒｐｍ、プラテン回転数１００ｒｐｍにて１時間研磨パッド表面のコンディショニングを行った。【００５３】
次に、プラテン回転数１００ｒｐｍ、ヘッド回転数９９ｒｐｍ、研磨圧力２７．６ｋＰａの条件において、フジミ社製研磨スラリー「ＰＬ７１０１」１００質量部に対して３０質量％濃度の過酸化水素水を３．５質量部添加して混合した液を１２０ｍＬ／分の速度で供給しつつ膜厚１５００ｎｍの銅膜を表面に有する直径４インチのシリコンウェハを６０秒間研磨し、次いで、再びコンディショニングを前記条件で３０秒間行った。その後、ウェハを交換して再度研磨およびコンディショニングを繰り返し、各研磨パッドにつき計９枚のウェハを研磨した。【００５４】
次いで、再びコンディショニングを前記条件で３０秒間行った後、凸部幅５０μｍ、凹部幅５０μｍ、ピッチ１００μｍ、凸部の銅膜厚６００ｎｍ、凸部と凹部の初期段差４００ｎｍの銅膜のパターンを表面に有する直径４インチのシリコンウェハを前記研磨条件と同条件で３０秒間研磨した。【００５５】
９枚研磨したパターンを有しない銅膜を表面に有するウェハのうち最後に研磨したウェハ（９枚目に研磨したウェハ）について、研磨前および研磨後の銅膜の膜厚をウェハ面内で各４９点測定し、各点での研磨速度を求めた。４９点の研磨速度の平均値を研磨速度とし、研磨均一性は下式（３）により求めた不均一性により評価した。不均一性の値が小さいほど、ウェハ面内で銅膜が均一に研磨されており研磨均一性が優れている。
不均一性（％）＝（σ／Ｒ）×１００          （３）
（ただし、σ：４９点の研磨速度の標準偏差、Ｒ：４９点の研磨速度の平均値を表す。）【００５６】
また、１０枚目に研磨したパターンを有するウェハの研磨前および研磨後の凸部および凹部の銅膜厚みを、ウェハ端部から１０ｍｍの位置で４点およびウェハ中心部１点の計５点について測定した。さらに、凸部および凹部の銅膜の膜厚の変化量から各点の研磨速度を求め、凸部および凹部のそれぞれについて、５点の平均値を研磨速度とした。凸部の研磨速度が大きく、凹部の研磨速度が小さいほど、ウェハ表面の平坦化が短時間で、また、より少ない研磨量で達成されるため好ましい。また、研磨均一性は、凸部および凹部のそれぞれについて、下式（４）により求めた不均一性により評価した。不均一性の値が小さいほど、ウェハ面内で均一に研磨されており研磨均一性が優れている。
不均一性（％）＝（σ／Ｒ）×１００          （４）
（ただし、σ：５点の研磨速度の標準偏差、Ｒ：５点の研磨速度の平均値を表す。）【００５７】
［参考例１］
無発泡構造を有する研磨層の作製
数平均分子量２０００のポリテトラメチレングリコール［略号：ＰＴＭＧ２０００］、数平均分子量２０００のポリ（２−メチル−１，８−オクタメチレン−ｃｏ−ノナメチレン  アジペート）ジオール［略号：ＰＮＯＡ；ノナメチレン単位と２−メチル−１，８−オクタメチレン単位とのモル比＝７対３］、１，４−シクロヘキサンジメタノール（略号：ＣＨＤＭ）、１，４−ブタンジオール［略号：ＢＤ］、および４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート［略号：ＭＤＩ］を、ＰＴＭＧ２０００：ＰＮＯＡ：ＣＨＤＭ：ＢＤ：ＭＤＩの質量比が２１．３：９．１：５．４：１３．６：５０．６（有機ジイソシアネートに由来する窒素原子の含有率：５．７質量％）となる割合で用いて、定量ポンプにより同軸で回転する２軸押出機に連続的に供給して、連続溶融重合を行って熱可塑性ポリウレタンを製造した。生成した熱可塑性ポリウレタンの溶融物をストランド状に水中に連続的に押出した後、ペレタイザーで細断してペレットを得た。このペレットを７０℃で２０時間除湿乾燥することにより、熱可塑性ポリウレタンを製造した。得られた熱可塑性ポリウレタンの５０℃の水で飽和膨潤させた後の５０℃における引張り弾性率は６８６ＭＰａ、引張り弾性率の保持率は７７％、５０℃における損失正接（ｔａｎδ）は０．０３５、２３℃における貯蔵弾性率（Ｅ’２３）と５０℃における貯蔵弾性率（Ｅ’５０）との比（Ｅ’２３／Ｅ’５０）は１．２、水との接触角は７１°であった。
得られた熱可塑性ポリウレタンを単軸押出成形機に仕込み、Ｔ−ダイより押出し、厚さ２ｍｍのシートを成形した。次いで、得られたシートの表面を研削して厚さ１．５ｍｍの均一なシートとした後、幅２．０ｍｍ、深さ１．０ｍｍの溝を１５．０ｍｍ間隔で格子状に形成し、直径が３８ｃｍの円形状であり、無発泡構造を有する硬質の研磨層を作製した。【００５８】
［参考例２］
発泡構造を有する研磨層の作製
数平均分子量１４００のポリテトラメチレングリコール［略号：ＰＴＭＧ１４００］、ＣＨＤＭ、ＭＤＩを、ＰＴＭＧ１４００：ＣＨＤＭ：ＭＤＩの質量比が１９．０：２８．３：５２．７（有機ジイソシアネートに由来する窒素原子の含有率：５．９質量％）となる割合で用いて、定量ポンプにより同軸で回転する２軸押出機に連続的に供給して、連続溶融重合を行って熱可塑性ポリウレタンを製造した。生成した熱可塑性ポリウレタンの溶融物をストランド状に水中に連続的に押出した後、ペレタイザーで細断してペレットを得た。このペレットを７０℃で２０時間除湿乾燥することにより、熱可塑性ポリウレタンを製造した。得られた熱可塑性ポリウレタンの５０℃の水で飽和膨潤させた後の５０℃における引張り弾性率は５６５ＭＰａ、引張り弾性率の保持率は８２％、５０℃における損失正接（ｔａｎδ）は０．０４０、２３℃における貯蔵弾性率（Ｅ’２３）と５０℃における貯蔵弾性率（Ｅ’５０）との比（Ｅ’２３／Ｅ’５０）は１．１、水との接触角は７４°であった。
得られた熱可塑性ポリウレタンを単軸押出成形機に仕込み、Ｔ−ダイより押出し、厚さ２ｍｍのシートを成形した。次に、得られたシートを耐圧容器に入れ、温度１１０℃、圧力８ＭＰａの条件下で１０時間、二酸化炭素を溶解させ、二酸化炭素を３.６質量％含むガス溶解シートを得た。室温まで冷却した後、圧力を常圧とし、ガス溶解シートを耐圧容器から取り出した。得られたガス溶解シートを１２０℃のシリコンオイル中に３分間浸漬した後に取り出し、室温まで冷却して発泡体を得た。得られた発泡体の密度は０．８５ｇ／ｃｍ３、気泡径は約２０μｍであった。次いで、得られた発泡体シートの表面を研削して厚さ１．５ｍｍの均一なシートとした後、幅２．０ｍｍ、深さ１．０ｍｍの溝を１５．０ｍｍ間隔で格子状に形成し、直径が３８ｃｍの円形状であり、発泡構造を有する硬質の研磨層を作製した。【００５９】
［参考例３］
クッション層（１）の作製
数平均分子量３６００のポリ（３−メチル−１，５−ペンタメチレン  アジペート）ジオール［略号：ＰＭＰＡ］、ＢＤおよびＭＤＩを、ＰＭＰＡ：ＢＤ：ＭＤＩの質量比が７９．４：４．０：１６．６（窒素原子の含有率：１．９質量％）となる割合で用いて、定量ポンプにより同軸で回転する２軸押出機に連続的に供給して、連続溶融重合を行って熱可塑性ポリウレタンを製造した。生成した熱可塑性ポリウレタンの溶融物をストランド状に水中に連続的に押出した後、ペレタイザーで細断してペレットを得た。このペレットを６０℃で２０時間除湿乾燥することにより、熱可塑性ポリウレタンを製造した。
得られた熱可塑性ポリウレタンを単軸押出成形機に仕込み、Ｔ−ダイより押出し、厚さ２．５ｍｍのシートを成形した。次いで、得られたシートの表面を研削して厚さ２．０ｍｍの均一なシートとした後に、打ち抜いて直径が３８ｃｍの円形状のクッション層（１）を作製した。【００６０】
［参考例４］
クッション層（５）の作製
ＰＭＰＡ：ＢＤ：ＭＤＩの質量比が４９．７：１２．４：３７．９（窒素原子の含有率：４．２質量％）となる割合で用いて、定量ポンプにより同軸で回転する２軸押出機に連続的に供給して、連続溶融重合を行って熱可塑性ポリウレタンを製造した。生成した熱可塑性ポリウレタンの溶融物をストランド状に水中に連続的に押出した後、ペレタイザーで細断してペレットを得た。このペレットを７０℃で２０時間除湿乾燥することにより、熱可塑性ポリウレタンを製造した。
得られた熱可塑性ポリウレタンを単軸押出成形機に仕込み、Ｔ−ダイより押出し、厚さ２．０ｍｍのシートを成形した。次いで、得られたシートの表面を研削して厚さ１．０ｍｍの均一なシートとした後に、打ち抜いて直径が３８ｃｍの円形状のクッション層（５）を作製した。【００６１】
［参考例５］
クッション層（６）の作製
数平均分子量１０００のポリ（１，４−ブチレン  アジペート）ジオール［略号：ＰＢＡ］、ＢＤおよびＭＤＩを、ＰＢＡ：ＢＤ：ＭＤＩの質量比が７０．５：３．２：２６．３（窒素原子の含有率：２．９質量％）となる割合で用いて、定量ポンプにより同軸で回転する２軸押出機に連続的に供給して、連続溶融重合を行って熱可塑性ポリウレタンを製造した。生成した熱可塑性ポリウレタンの溶融物をストランド状に水中に連続的に押出した後、ペレタイザーで細断してペレットを得た。このペレットを５０℃で２０時間除湿乾燥することにより、熱可塑性ポリウレタンを製造した。
得られた熱可塑性ポリウレタンを単軸押出成形機に仕込み、Ｔ−ダイより押出し、厚さ２．０ｍｍのシートを成形した。次いで、得られたシートの表面を研削して厚さ１．５ｍｍの均一なシートとした後に、打ち抜いて直径が３８ｃｍの円形状のクッション層（６）を作製した。【００６２】
［実施例１］
参考例１で得られた無発泡構造を有する硬質の研磨層と参考例３で得られたクッション層（１）を両面粘着シートにより貼り合わせ、直径３８ｃｍの研磨パッドを製造した。クッション層の動的圧縮粘弾性は表１に示したとおりであった。また、参考値として求めたクッション層の静荷重下での変形量は０．７１μｍ／ｋＰａであった。
研磨試験（酸化膜研磨性能および銅膜研磨性能の試験）を行った結果、表２および３に示すように、パターンを有しないウェハの研磨速度、研磨均一性とも良好であった（研磨速度が大きく、また、不均一性が小さいほど良好）。また、パターンを有するウェハの凸部および凹部の研磨速度、研磨均一性とも良好であった（凸部の研磨速度が大きく、凹部の研磨速度が小さいほど良好。また、凸部、凹部とも不均一性が小さいほど良好）。【００６３】
［実施例２］
市販されている厚さ２．０ｍｍのクロロプレンゴムのシート（株式会社相互理化学硝子製作所製）を打ち抜いて、直径３８ｃｍの円形状のクッション層［クッション層（２）］とした後、参考例１で得られた無発泡構造を有する硬質の研磨層と両面粘着シートにより貼り合わせ、直径３８ｃｍの研磨パッドを製造した。クッション層の動的圧縮粘弾性は表１に示したとおりであった。また、参考値として求めたクッション層の静荷重下での変形量は０．８２μｍ／ｋＰａであった。
研磨試験（酸化膜研磨性能および銅膜研磨性能の試験）を行った結果、表２および３に示すように、パターンを有しないウェハの研磨速度、研磨均一性とも良好であった（研磨速度が大きく、また、不均一性が小さいほど良好）。また、パターンを有するウェハの凸部および凹部の研磨速度、研磨均一性とも良好であった（凸部の研磨速度が大きく、凹部の研磨速度が小さいほど良好。また、凸部、凹部とも不均一性が小さいほど良好）。【００６４】
［実施例３］
市販されている厚さ１．０ｍｍのクロロプレンゴムのシート（株式会社相互理化学硝子製作所製）を打ち抜いて、直径３８ｃｍの円形状のクッション層［クッション層（３）］とした後、参考例１で得られた無発泡構造を有する硬質の研磨層と両面粘着シートにより貼り合わせ、直径３８ｃｍの研磨パッドを製造した。クッション層の動的圧縮粘弾性は表１に示したとおりであった。また、参考値として求めたクッション層の静荷重下での変形量は０．６４μｍ／ｋＰａであった。
研磨試験（酸化膜研磨性能および銅膜研磨性能の試験）を行った結果、表２および３に示すように、パターンを有しないウェハの研磨速度、研磨均一性とも良好であった（研磨速度が大きく、また、不均一性が小さいほど良好）。また、パターンを有するウェハの凸部および凹部の研磨速度、研磨均一性とも良好であった（凸部の研磨速度が大きく、凹部の研磨速度が小さいほど良好。また、凸部、凹部とも不均一性が小さいほど良好）。【００６５】
［実施例４］
市販されている厚さ１．５ｍｍのシリコーンゴムのシート（ケニス株式会社製）を打ち抜いて、直径３８ｃｍの円形状のクッション層［クッション層（４）］とした後、参考例１で得られた無発泡構造を有する硬質の研磨層と両面粘着シートにより貼り合わせ、直径３８ｃｍの研磨パッドを製造した。クッション層の動的圧縮粘弾性は表１に示したとおりであった。
研磨試験（酸化膜研磨性能および銅膜研磨性能の試験）を行った結果、表２および３に示すように、パターンを有しないウェハの研磨速度、研磨均一性とも良好であった（研磨速度が大きく、また、不均一性が小さいほど良好）。また、パターンを有するウェハの凸部および凹部の研磨速度、研磨均一性とも良好であった（凸部の研磨速度が大きく、凹部の研磨速度が小さいほど良好。また、凸部、凹部とも不均一性が小さいほど良好）。【００６６】
［比較例１］
参考例１で得られた無発泡構造を有する硬質の研磨層と参考例４で得られたクッション層（５）を両面粘着シートにより貼り合わせ、直径３８ｃｍの研磨パッドを製造した。クッション層の動的圧縮粘弾性は表１に示したとおりであった。
研磨試験（酸化膜研磨性能および銅膜研磨性能の試験）を行った結果、表２および３に示すように、パターンを有しないウェハの研磨速度、研磨均一性は良好であったが、パターンを有するウェハの凸部の研磨均一性が実施例の場合と比較して劣っていた。【００６７】
［比較例２］
参考例１で得られた無発泡構造を有する硬質の研磨層と参考例５で得られたクッション層（６）を両面粘着シートにより貼り合わせ、直径３８ｃｍの研磨パッドを製造した。クッション層の動的圧縮粘弾性は表１に示したとおりであった。
研磨試験（酸化膜研磨性能および銅膜研磨性能の試験）を行った結果、表２および３に示すように、パターンを有しないウェハの研磨速度、研磨均一性は良好であったが、パターンを有するウェハの凸部の研磨均一性が実施例の場合と比較して劣っていた。【００６８】
［比較例３］
市販されている厚さ２．０ｍｍの天然ゴムのシート（株式会社相互理化学硝子製作所製）を打ち抜いて、直径３８ｃｍの円形状のクッション層［クッション層（７）］とした後、参考例１で得られた無発泡構造を有する硬質の研磨層と両面粘着シートにより貼り合わせ、直径３８ｃｍの研磨パッドを製造した。クッション層の動的圧縮粘弾性は表１に示したとおりであった。
研磨試験（酸化膜研磨性能および銅膜研磨性能の試験）を行った結果、表２および３に示すように、パターンを有しないウェハの研磨速度、研磨均一性は良好であったが、パターンを有するウェハの凸部の研磨均一性が実施例の場合と比較して劣っていた。【００６９】
［比較例４］
市販されている厚さ１．５ｍｍのシリコーンゴムのシート（実施例４で使用したシリコーンゴムのシートに比べて柔軟なタイプ；株式会社サンプラテック製）を打ち抜いて、直径３８ｃｍの円形状のクッション層［クッション層（８）］とした後、参考例１で得られた無発泡構造を有する硬質の研磨層と両面粘着シートにより貼り合わせ、直径３８ｃｍの研磨パッドを製造した。クッション層の動的圧縮粘弾性は表１に示したとおりであった。
研磨試験（酸化膜研磨性能および銅膜研磨性能の試験）を行った結果、表２および３に示すように、パターンを有しないウェハの研磨速度、研磨均一性は良好であったが、パターンを有するウェハの凸部の研磨均一性が実施例の場合と比較して劣っていた。【００７０】
［比較例５］
市販されている厚さ１．５ｍｍの発泡ポリウレタン（密度０．３２ｇ／ｃｍ３）のシート（株式会社イノアックコーポレーション製）を打ち抜いて、直径３８ｃｍの円形状のクッション層［クッション層（９）］とした後、参考例１で得られた無発泡構造を有する硬質の研磨層と両面粘着シートにより貼り合わせ、直径３８ｃｍの研磨パッドを製造した。クッション層の動的圧縮粘弾性は表１に示したとおりであった。
研磨試験（酸化膜研磨性能および銅膜研磨性能の試験）を行った結果、表２および３に示すように、パターンを有しないウェハの研磨速度、研磨均一性は良好であったが、パターンを有するウェハの凸部の研磨均一性が実施例の場合と比較して劣っていた。【００７１】
［比較例６］
市販されている厚さ３．０ｍｍの発泡ポリウレタン（密度０．２４ｇ／ｃｍ３）のシート（株式会社イノアックコーポレーション製）を打ち抜いて、直径３８ｃｍの円形状のクッション層［クッション層（１０）］とした後、参考例１で得られた無発泡構造を有する硬質の研磨層と両面粘着シートにより貼り合わせ、直径３８ｃｍの研磨パッドを製造した。クッション層の動的圧縮粘弾性は表１に示したとおりであった。
研磨試験（酸化膜研磨性能および銅膜研磨性能の試験）を行った結果、表２および３に示すように、パターンを有しないウェハの研磨速度が実施例の場合と比較して低く、研磨均一性も劣っていた。また、パターンを有するウェハの凸部の研磨速度、研磨均一性が実施例の場合と比較して劣っていた。【００７２】
［実施例５］
実施例４において、参考例１で得られた無発泡構造を有する硬質の研磨層の代わりに参考例２で得られた発泡構造を有する硬質の研磨層を用いること以外は実施例４と同様にして、直径３８ｃｍの研磨パッドを製造した。
研磨試験を行った結果は表２および３に示したとおりであった。【００７３】
［比較例７］
比較例４において、参考例１で得られた無発泡構造を有する硬質の研磨層の代わりに参考例２で得られた発泡構造を有する硬質の研磨層を用いること以外は比較例４と同様にして、直径３８ｃｍの研磨パッドを製造した。
研磨試験を行った結果は表２および３に示したとおりであった。【００７４】
【表１】
2008123085.tif 000002
【００７５】
【表２】
2008123085.tif 000003
【００７６】
【表３】
2008123085.tif 000004
【００７７】
表２および３から明らかなように、実施例１〜５においては、特にパターンを表面に有するウェハを均一に研磨することができる。それに対して、比較例１〜７は、パターン凸部の研磨均一性が実施例１〜５と比較して悪く、比較例６では、研磨速度も劣っている。また、実施例４と比較例４、および実施例５と比較例７の比較から、本発明のクッションの層の効果が、無発泡構造を有する研磨層を用いた際に、より顕著に表れ、特に酸化膜パターンを表面に有するウェハの場合においては無発泡構造を有する研磨層を用いた際に、パターン凹部の研磨速度および研磨均一性にも優れることが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
本発明によれば、半導体ウェハ等の被研磨物を精度よく且つ高い研磨効率で研磨するために有用な研磨パッドおよび当該研磨パッドを製造するために使用される研磨パッド用クッションが提供される。
本出願は日本で出願された特願２００７−７１９７５を基礎としており、それらの内容は本明細書に全て包含される。
【国際調査報告】
2008123085.tif 000005
2008123085.tif 000006