(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロゴムＡ硬度が８０度以上の研磨層と体積弾性率が４０ＭＰａ以上でかつ引っ張り弾性率が０．１ＭＰａ以上２０ＭＰａ以下であるクッション層とを有することを特徴とする研磨パッド。
【請求項２】
クッション層の体積弾性率が６０ＭＰａ以上であることを特徴とする請求項１記載の研磨パッド。
【請求項３】
クッション層の体積弾性率が９０ＭＰａ以上であることを特徴とする請求項２記載の研磨パッド。
【請求項４】
クッション層の引っ張り弾性率が０．５ＭＰａ以上１８ＭＰａ以下であることを特徴とする請求項１記載の研磨パッド。
【請求項５】
クッション層の引っ張り弾性率が５ＭＰａ以上１５ＭＰａ以下であることを特徴とする請求項４記載の研磨パッド。
【請求項６】
クッション層の厚みが０．１以上１００ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の研磨パッド。
【請求項７】
クッション層の厚みが０．２以上５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項６記載の研磨パッド。
【請求項８】
研磨層がポリウレタンを主成分とし、かつ密度が０．７０以上０．９０以下であることを特徴とする請求項１記載の研磨パッド。
【請求項９】
研磨層がポリウレタンとビニル化合物から重合される重合体を含有し、ビニル化合物から重合される重合体の含有比率が５０重量％以上９０重量％以下であり、平均気泡径が１０００μｍ以下の独立気泡を有し、かつ密度が０．４以上１．１以下の範囲にあることを特徴とする請求項１記載の研磨パッド。
【請求項１０】
研磨層とクッション層の間の中間層の引っ張り弾性率が２０Ｍｐａ以下であることを特徴とする請求項１記載の研磨パッド。
【請求項１１】
半導体基板を研磨ヘッドに固定し、研磨定盤に請求項１記載の研磨パッドの研磨層を前記半導体基板に押し当てた状態で固定し、前記研磨ヘッドもしくは研磨定盤またはその双方を回転させて前記半導体基板を研磨することを特徴とする半導体基板の研磨方法。
【請求項１２】
研磨パッドが請求項９記載の研磨パッドであることを特徴とする請求項１１の研磨方法。
【請求項１３】
研磨ヘッド、研磨ヘッドに対峙して研磨パッド、研磨パッドを固定する研磨定盤、ならびに研磨ヘッド、研磨定盤もしくはその双方を回転させる手段を具備した研磨装置であって、請求項１記載の研磨パッドの研磨層が研磨ヘッドに対向するよう固定されていることを特徴とする研磨装置。
【請求項１４】
研磨ヘッドが半導体基板を固定する手段を有するものである請求項１３記載の研磨装置。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、半導体基板の研磨装置および研磨パッドに関するものであり、さらに、シリコンなど半導体基板上に形成される絶縁層の表面や金属配線の表面を機械的に平坦化する研磨装置と研磨パッドに関する。
背景技術
半導体メモリに代表される大規模集積回路（ＬＳＩ）は、年々集積化が進んでおり、それに伴い大規模集積回路の製造技術も高密度化が進んでいる。さらに、この高密度化に伴い、半導体デバイスの積層数も増加している。その積層数の増加により、従来は問題とならなかった積層にすることによって生ずる半導体ウェハー主面の凹凸が問題となってきた。例えば日経マイクロデバイス１９９４年７月号５０〜５７頁記載のように、積層することによって生じる凹凸に起因する露光時の焦点深度不足を補う目的で、あるいはスルーホール部の平坦化による配線密度を向上させる目的で、化学的機械研磨（ＣＭＰ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）技術を用いた半導体ウェハの平坦化が検討されている。
一般にＣＭＰ装置は、被処理物である半導体基板を保持する研磨ヘッド、被処理物の研磨処理をおこなうための研磨パッド、前記研磨パッドを保持する研磨定盤から構成されている。そして、半導体基板の研磨処理は研磨剤と薬液からなるスラリを用いて、半導体基板と研磨パッドを相対運動させることにより、半導体基板表面の層を滑らかにする。この半導体基板の研磨加工時の研磨速度は、例えば半導体基板の一主面の成膜された酸化シリコン（ＳｉＯ2）膜では、半導体基板と研磨パッドの相対速度及び荷重にほぼ比例している。そのため、半導体基板の各部分を均一に研磨加工するためには、半導体基板にかかる荷重を均一にする必要がある。
しかし、研磨ヘッドに保持した半導体基板の表面は、例えば半導体基板の元々の反り等の変形により、全体的にはうねっていることが多い。そのため、半導体基板の各部分に均一に荷重を与えるためには、柔らかい研磨パッドを用いることが望ましい。しかし、柔らかい研磨パッドを用いて研磨加工をおこなう場合、半導体基板表面の局所的な凹凸の平坦性は悪くなってしまう。例えば、前記半導体基板表面の層の部分的な凹凸が研磨だれ、つまり研磨面が丸くなって平坦にならないという問題をまねいてしまう。これに対し、硬い研磨パッドを用いて同様に半導体基板の研磨加工をおこなう場合は、前述した柔らかい研磨パッドを用いた場合とは逆に半導体基板表面の局所的な凹凸の平坦性を向上することができるが、半導体基板の全体的なうねりに対する追随性の観点では悪くなる。例えば、半導体基板表面のうねりの突出している部分の凹凸は多く研磨されてしまい、うねりの引っ込んでいる部分の凹凸はほとんど研磨されずに残ってしまう。この様な不均一な研磨加工はアルミ配線を露出させたり、研磨加工後の酸化シリコン絶縁膜面の厚みの部分的な斑をもたらし、例えばスルーホール径の不揃いや積層起因の凹凸を平坦にできず露光時の焦点深度が不足する原因となる。
この部分的な平坦性と全体的な追随性を向上するという相反する要求を満たすための研磨パッドに関する従来技術としては、特開平６−２１０２８号公報に示される二層パッドが試みられた。特開平６−２１０２８号公報に示される二層パッドは、体積弾性率が４ｐｓｉ〜２０ｐｓｉの応力の範囲で２５０ｐｓｉ／ｐｓｉ以下のクッション層に支持される半導体基板と直接接触する研磨層がそれより大きい体積弾性率を有するという構成である。その目的は、クッション層に半導体基板の全体のうねりを吸収させる一方、研磨層はある程度の面積以上（たとえば、ダイの間隔以上）の湾曲に耐えるようにすることである。残念ながら、その様な従来の二層パッドは、依然として次の研磨性能の点で課題が残っている。まず第一に、研磨層の体積弾性率がクッション層の体積弾性率より大きいものでも、半導体基板表面の局所的な凹凸の平坦性は悪くなることがあり、局所平坦性は研磨層の体積弾性率と必ずしも相関があるわけではない。第二に、クッション層の体積弾性率が４ｐｓｉ〜２０ｐｓｉの応力の範囲で２５０ｐｓｉ／ｐｓｉ以下であるので、半導体基板全面のうねり追随性は悪く、結果として半導体基板全面での平坦性の均一性（ユニフォーミティ）が十分得られない。さらに、（株）サイエンスフォーラム出版のＣＭＰのサイエンスのｐ１７７〜ｐ１８３に記載されている様にウェーハ面内でエッジにどれぐらい近くまで必要な平坦化がなされるかという課題も十分解決できていない。第三に研磨定盤の回転速度が高速になると平坦性は良いが半導体基板全面のうねり追随性が悪くなるという課題がある。従って、上記の欠点を克服する様な改善された研磨装置または研磨パッドが要求されていた。
発明の開示
本発明の目的は、半導体基板の上に形成された絶縁層または金属配線の表面を研磨により平滑にする機械的な平坦化工程で使用するための研磨装置または研磨パッドにおいて、半導体基板全面が均一に平坦化される技術を提供する。
すなわち、本願発明は、「マイクロゴムＡ硬度が8０度以上の研磨層と体積弾性率が４０ＭＰａ以上でかつ引っ張り弾性率が０．１ＭＰａ以上２０ＭＰａ以下であるクッション層とを有することを特徴とする研磨パッド。」
及び
「半導体基板を研磨ヘッドに固定し、研磨定盤に、体積弾性率が４０ＭＰａ以上でかつ引っ張り弾性率が０．１ＭＰａ以上２０ＭＰａ以下であるクッション層を介して固着したマイクロゴムＡ硬度が8０度以上の研磨層を前記半導体基板に押し当てた状態で前記研磨ヘッドもしくは研磨定盤またはその双方を回転させて前記半導体基板を研磨することを特徴とする半導体基板の研磨方法。」
さらに
「研磨ヘッド、研磨ヘッドに対峙して研磨パッド、研磨パッドを固定する研磨定盤、ならびに研磨ヘッド、研磨定盤もしくはその双方を回転させる手段を具備した研磨装置であって、研磨パッドが、体積弾性率が４０ＭＰａ以上でかつ引っ張り弾性率が０．１ＭＰａ以上２０ＭＰａ以下であるクッション層および研磨ヘッドの方向にマイクロゴムＡ硬度が8０度以上の研磨層を含むことを特徴とする研磨装置。」に関する。
発明を実施するための最良の形態
以下、発明の実施の形態について説明する。
本発明でのクッション層は体積弾性率が４０ＭＰａ以上でかつ引っ張り弾性率が０．１ＭＰａ以上２０ＭＰａ以下であることが必要である。好ましくは、クッション層の体積弾性率が６０ＭＰａ以上さらに好ましくは９０ＭＰａ以上であり、好ましい引っ張り弾性率は、０．５ＭＰａ以上１８ＭＰａ以下、さらに好ましい引っ張り弾性率は５ＭＰａ以上１５ＭＰａ以下である。体積弾性率とは、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する。体積弾性率＝印加圧力／（体積変化／元の体積）という定義である。例えば、元の体積が１ｃｍ３であり、これに等方的に印加圧力を０．０７ＭＰａかけた時の体積変化が０．００００５ｃｍ３であれば、体積弾性率は１４００ＭＰａである。体積弾性率の測定方法の一つとして、例えば被測定物をあらかじめ体積を測定しておき、その後容器にいれた水中に被測定物を浸漬して、この容器を圧力容器に入れて印加圧力を加えて中の容器の水の高さの推移から被測定物の体積変化と印加圧力を測定する方法が上げられる。浸漬する液体は、被測定物を膨潤させたり破壊するものは避けることが好ましく、液体であれば特に限定されないが、例えば水や水銀やシリコンオイルなどをあげることができる。引っ張り弾性率は、クッション層をダンベル形状にして引っ張り応力を加え、引っ張り歪み（＝引っ張り長さ変化／元の長さ）が０．０１から０．０３までの範囲で引っ張り応力を測定し、引っ張り弾性率＝（（引っ張り歪みが０．０３時の引っ張り応力）−（引っ張り歪みが０．０１時の引っ張り応力））／０．０２で定義されるものである。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。測定条件としては、試験速度は５ｃｍ／分で試験片形状は幅５ｍｍで試料長５０ｍｍのダンベル形状である。
クッション層の体積弾性率は４０ＭＰａ以上が必要である。４０ＭＰａに満たない場合は、半導体基板全面の平坦性の均一性（ユニフォーミティ）が損なわれるので好ましくない。さらに、クッション層の引っ張り弾性率は０．１ＭＰａ以上２０ＭＰａ以下であることも必要である。引っ張り弾性率が０．１ＭＰａに満たない場合は、半導体基板全面の平坦性の均一性（ユニフォーミティ）が損なわれるので好ましくない。引っ張り弾性率が２０ＭＰａを越える場合も半導体基板全面の平坦性の均一性（ユニフォーミティ）が損なわれるので好ましくない。この様なクッション層としては、天然ゴム、ニトリルゴム、ネオプレンゴム、ポリブタジエンゴム、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特にこれらに限定されるわけではない。クッション層の好ましい厚みは、０．１〜１００ｍｍの範囲である。０．１ｍｍに満たない場合は、半導体基板全面の平坦性の均一性（ユニフォーミティ）が損なわれるので好ましくない。１００ｍｍを越える場合は、局所平坦性が損なわれるので好ましくない。さらに好ましい厚みの範囲は、０．２ｍｍ以上５ｍｍ以下である。さらに好ましい範囲は０．５ｍｍ以上２ｍｍ以下である。
次に本発明でいうマイクロゴムＡ硬度について説明する。マイクロゴムＡ硬度とはマイクロゴム硬度計で評価した値をさす。この装置は高分子計器（株）からマイクロゴム硬度計ＭＤ−１として供給されている。マイクロゴム硬度計ＭＤ−１では、従来の硬度計では測定が困難であった薄物・小物の試料の硬さ測定が可能である。それ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その測定値は、スプリング式ゴム硬度計Ａ型の硬度と一致した値が得られる。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型では薄すぎる為に評価できないが、該マイクロゴム硬度計ＭＤ−１で評価できる。
本発明の研磨パッドの研磨層は、マイクロゴムＡ硬度が8０度以上の研磨層である。研磨層のマイクロゴムＡ硬度は8０度以上、好ましくは9０度以上が必要である。マイクロゴムＡ硬度が8０度を満たない場合は、半導体基板の局所的凹凸のグローバル平坦性が不良となるので好ましくない。本願発明に係る研磨パッドのクッション層の引っ張り弾性率は、研磨層をダンベル形状にして引っ張り応力を加え、引っ張り歪み（＝引っ張り長さ変化／元の長さ）が０．０１から０．０３までの範囲で引っ張り応力を測定し、引っ張り弾性率＝（（引っ張り歪みが０．０３時の引っ張り応力）−（引っ張り歪みが０．０１時の引っ張り応力））／０．０２で定義されるものである。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。測定条件としては、試験速度は５ｃｍ／分で試験片形状は幅５ｍｍで試料長５０ｍｍのダンベル形状である。研磨層は、独立気泡を有していることが研磨剤の保持性を高め、研磨レートを高めるために好ましい。独立気泡径は、平均気泡径で１０００μｍ以下であることが半導体基板の局所的凹凸の平坦性が良好であることから好ましい。独立気泡径のさらに好ましい平均気泡径は５００μｍ以下、さらに好ましい平均気泡径は３００μｍ以下である。
研磨層の好ましいものは、ポリウレタンを主成分として密度が０．７〜０．９の範囲である。密度が０．７を下回ると研磨レートが低くなり好ましくない。密度が０．９を上回ると研磨レートが低くなり好ましくない。さらに好ましい研磨層は、ポリウレタンとビニル化合物から重合される重合体を含有し、ビニル化合物から重合される重合体の含有比率が５０重量％以上９０重量％以下であり、平均気泡径が１０００μｍ以下の独立気泡を有し、かつ密度が０．４以上１．１以下の範囲にあるものである。このポリウレタンとは、ポリイソシアネートの重付加反応または重合反応に基づき合成される高分子である。ポリイソシアネートの対称として用いられる化合物は、含活性水素化合物、すなわち、二つ以上のポリヒドロキシ、あるいはアミノ基含有化合物である。ポリイソシアネートとして、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート、トリジ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わけではない。ポリヒドロキシとしてポリオールが代表的であるが、ポリオールとして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。
本発明でのビニル化合物とは、重合性の炭素炭素二重結合を有する化合物である。具体的にはメチルメタクリレート、エチルメタクリレート、プロピルメタクリレート、ｎ−ブチルメタクリレート、イソブチルメタクリレート、メチル（α−エチル）アクリレート、エチル（α−エチル）アクリレート、プロピル（α−エチル）アクリレート、ブチル（α−エチル）アクリレート、２−エチルヘキシルメタクリレート、イソデシルメタクリレート、ｎ−ラウリルメタクリレート、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、２−ヒドロキシプロピルメタクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシプロピルアクリレート、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、メタクリル酸、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、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、アクリロニトリル、アクリルアミド、塩化ビニル、スチレン、α−メチルスチレン等が挙げられる。その中で好ましいビニル化合物は、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、プロピルメタクリレート、ｎ−ブチルメタクリレート、イソブチルメタクリレート、メチル（α−エチル）アクリレート、エチル（α−エチル）アクリレート、プロピル（α−エチル）アクリレート、ブチル（α−エチル）アクリレートである。具体的には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、２−エチルヘキシルメタクリレート、イソデシルメタクリレート、ｎ−ラウリルメタクリレート、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、２−ヒドロキシプロピルメタクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシプロピルアクリレート、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、メタクリル酸、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、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、アクリロニトリル、アクリルアミド、塩化ビニル、スチレン、α−メチルスチレン等が挙げられる。その中で好ましいビニル化合物は、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、プロピルメタクリレート、ｎ−ブチルメタクリレート、イソブチルメタクリレート、メチル（α−エチル）アクリレート、エチル（α−エチル）アクリレート、プロピル（α−エチル）アクリレート、ブチル（α−エチル）アクリレートである。上記の好ましいビニル化合物は、ポリウレタンに含浸がしやすく、ポリウレタン内で重合した場合、高硬度で高靱性の研磨層が得られるので好ましい。本発明でのビニル化合物から重合される重合体（以下ビニル重合体という）とは、具体的にはポリメチルメタクリレート、ポリエチルメタクリレート、ポリプロピルメタクリレート、ポリ（ｎ−ブチルメタクリレート）、ポリイソブチルメタクリレート、ポリメチル（α−エチル）アクリレート、ポリエチル（α−エチル）アクリレート、ポリプロピル（α−エチル）アクリレート、ポリブチル（α−エチル）アクリレート、ポリ（２−エチルヘキシルメタクリレート）、ポリイソデシルメタクリレート、ポリ（ｎ−ラウリルメタクリレート）、ポリ（２−ヒドロキシエチルメタクリレート）、ポリ（２−ヒドロキシプロピルメタクリレート）、ポリ（２−ヒドロキシエチルアクリレート）、ポリ（２−ヒドロキシプロピルアクリレート）、ポリ（２−ヒドロキシブチルメタクリレート）、ポリジメチルアミノエチルメタクリレート、ポリジエチルアミノエチルメタクリレート、ポリメタクリル酸、ポリグリシジルメタクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、ポリフマル酸、ポリフマル酸ジメチル、ポリフマル酸ジエチル、ポリフマル酸ジプロピル、ポリマレイン酸、ポリマレイン酸ジメチル、ポリマレイン酸ジエチル、ポリマレイン酸ジプロピル、ポリアクリロニトリル、ポリアクリルアミド、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリ（α−メチルスチレン）等が挙げられる。この中で、好ましい重合体としてポリメチルメタクリレート、ポリエチルメタクリレート、ポリプロピルメタクリレート、ポリ（ｎ−ブチルメタクリレート）、ポリイソブチルメタクリレート、ポリメチル（α−エチル）アクリレート、ポリエチル（α−エチル）アクリレート、ポリプロピル（α−エチル）アクリレート、ポリブチル（α−エチル）アクリレートが研磨パッドの硬度を高くでき、平坦化特性を良好にできる。本発明でのビニル化合物から重合される重合体の含有率が５０重量％以上９０重量％以下であることが好ましい。ビニル化合物から重合される重合体の含有比率が５０重量％を満たない場合は、研磨層の硬度が低くなるので好ましくない。９０重量％を越える場合は、研磨層の弾力性が損なわれるので好ましくない。
本発明の研磨層の作成方法として、好ましい方法は、あらかじめ平均気泡径が１０００μｍ以下の独立気泡を有し、かつ密度が０．１以上１．０以下の範囲にある発泡ポリウレタンシートをビニル化合物で膨潤させた後、発泡ポリウレタンシート内でビニル化合物を重合させる方法である。それにより、独立気泡を有した構造でポリウレタンとビニル化合物から重合される重合体を含有した研磨層が作成できる。もちろん目標とする研磨層の硬度と気泡径と密度によって、ポリイソシアネートとポリオールおよび触媒、整泡剤、発泡剤の組み合わせや最適量を決める必要がある。
ビニル化合物を発泡ポリウレタンシートに膨潤させた後、発泡ポリウレタンシート内でビニル化合物を重合させる方法として、光分解性ラジカル開始剤と共にビニル化合物を膨潤させた後、光を露光して重合させる方法や、熱分解性ラジカル開始剤と共にビニル化合物を膨潤させた後、熱を加えて重合させる方法や、ビニル化合物を膨潤させた後、電子線や放射線を放射して重合させる方法が挙げられる。
本発明で研磨定盤にクッション層を介して研磨層を固着するとは、研磨定盤から、クッション層が研磨時にずれないで固定されており、かつクッション層から研磨層がずれないで固定されていることをいう。研磨定盤とクッション層の固定方法としては、両面接着テープで固定する方法や接着剤で固定する方法や研磨定盤から吸引してクッション層を固定する方法などが考えられるが特に限定されるものではない。クッション層と研磨層を固定する方法としては、両面接着テープで固定する方法や接着剤で固定する方法などが考えられるが特に限定されるわけではない。研磨層とクッション層をつなぎ合わせる中間層として両面接着テープまたは接着層を使用できる。この両面接着テープまたは接着層の引っ張り弾性率は、２０Ｍｐａ以下が好ましい。両面接着テープの引っ張り弾性率は、ダンベル形状にして引っ張り応力を加え、引っ張り歪み（＝引っ張り長さ変化／元の長さ）が０．０１から０．０３までの範囲で引っ張り応力を測定し、引っ張り弾性率＝（（引っ張り歪みが０．０３時の引っ張り応力）−（引っ張り歪みが０．０１時の引っ張り応力））／０．０２で定義されるものである。接着層の引っ張り弾性率は、あらかじめ引っ張り弾性率のわかっている２枚のゴムの間に接着層を貼り付けた積層体を作りダンベル形状にして引っ張り弾性率を評価し、（（積層体の引っ張り弾性率）×（積層体の厚み）−２×（ゴムの引っ張り弾性率）×（１枚のゴムの厚み））÷（接着層の厚み）の式から求める。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。測定条件としては、試験速度は５ｃｍ／分で試験片形状は幅５ｍｍで試料長５０ｍｍのダンベル形状である。中間層の引っ張り弾性率が２０Ｍｐａを越えると面内均一性が損なわれるので好ましくない。
研磨層とクッション層を貼り合わせる両面接着テープまたは接着層として好ましいものは、住友３Ｍ（株）の両面接着テープ４６３、４６５、９２０４等、日東電工（株）の両面接着テープＮｏ．５９１等の基材なしアクリル系接着剤転写テープ、住友３Ｍ（株）のＹ−４９１３等の発泡シートを基材とした両面接着テープや住友３Ｍ（株）の４４７ＤＬ等の軟質塩化ビニルを基材とした両面接着テープを具体的に挙げることができる。
本発明での研磨装置では、研磨後に研磨層が研磨レートが得られない等の理由で交換する必要が生じた場合には、研磨定盤にクッション層を固着した状態で研磨層をクッション層から取り外して交換することも可能である。クッション層は研磨層に比べて耐久性があるので、研磨層だけを交換することはコスト面で好ましいことである。
以下、本発明研磨パッドを使用した半導体基板の研磨方法について説明する。
本発明の研磨パッドを用いて、研磨剤としてシリカ系ポリッシュ剤、酸化アルミニウム系ポリッシュ剤、酸化セリウム系ポリッシュ剤等を用いて半導体基板上での絶縁膜の凹凸や金属配線の凹凸を平坦化することができる。まず、研磨ヘッド、研磨パッドを固定ための研磨定盤、ならびに研磨ヘッド、研磨定盤もしくはその双方を回転させる手段を具備した研磨装置を準備する。そして本発明の研磨パッドを研磨装置の研磨定盤に研磨層が研磨ヘッドに対峙するように固着させる。半導体基板は研磨ヘッドに真空チャックなどの方法により固定される。研磨定盤を回転させ、研磨定盤の回転方向と同方向で研磨ヘッドを回転させて、研磨パッドに押しつける。この時に、研磨パッドと半導体基板の間に研磨剤が入り込む様な位置から研磨剤を供給する。押し付け圧は、研磨ヘッドに加える力を制御することにより通常行われる。押し付け圧として０．０１〜０．２ＭＰａが局所的平坦性を得られるので好ましい。
この発明の研磨装置および研磨パッドにより、半導体基板全面の局所的凹凸の平坦性の均一性（ユニフォーミティ）が達成することが可能となり、またウェーハエッジ近くまで均一な研磨を達成することが可能となり、さらにプラテン回転速度が高い条件で均一性と平坦性の両立をはかることが可能である。
実施例
以下、実施例にそってさらに本発明の詳細を説明する。本実施例において各特性は以下の方法で測定した。
１．マイクロゴムＡ硬度：
高分子計器（株）（所在地：京都市上京区下立売室町西入）のマイクロゴム硬度計ＭＤ−１で測定する。
マイクロゴム硬度計ＭＤ−１の構成は下記のとおりである。
１．１センサ部
（１）荷重方式：片持ばり形板バネ
（２）ばね荷重：０ポイント  ２．２４ｇｆ
１００ポイント  ３３．８５ｇｆ
（３）ばね荷重誤差：±０．３２ｇｆ
（４）押針寸法：直径：０．１６ｍｍ円柱形  高さ  ０．５ｍｍ
（５）変位検出方式：歪ゲージ式
（６）加圧脚寸法：外径４ｍｍ  内径１．５ｍｍ
１．２センサ駆動部
（１）駆動方式：ステッピングモータによる上下駆動
エアダンパによる降下速度制御
（２）上下動ストローク：１２ｍｍ
（３）降下速度：１０〜３０ｍｍ／ｓｅｃ
（４）高さ調整範囲：０〜６７ｍｍ（試料テーブルとセンサ加圧面の距離）
１．３試料台
（１）試料台寸法：直径  ８０ｍｍ
（２）微動機構：ＸＹテーブルおよびマイクロメータヘッドによる微動
ストローク  Ｘ軸、Ｙ軸とも１５ｍｍ
（３）レベル調整器：レベル調整用本体脚および丸型水準器
２．グローバル段差
(1)  テストウェーハ
６インチシリコンウェーハに２０ｍｍ角のダイを配置する。この２０ｍｍ角のダイには４０μｍ幅、高さ１．２μｍのアルミ配線を４０μｍのスペースで左半分にラインアンドスペースで配置し、４００μｍ幅、高さ１．２μｍのアルミ配線を４０μのスペースで右半分にラインアンドスペースで配置する。さらにその上にテトラエトキシシランをＣＶＤで絶縁膜を３μｍの厚さになるように形成して、グローバル段差評価用テストウェーハを用意した。
(2)  評価方法
評価条件Ａ
グローバル段差評価用テストウェーハを研磨機の研磨ヘッドに取り付けて３７ｒｐｍで回転させ、該複合研磨パッドを研磨機のプラテンに固着させ３６ｒｐｍで研磨ヘッドの回転方向と同じ方向に回転させ、シリカ系ポリッシュ剤を２００ｍｌ／分で供給しながら研磨圧力０．０５ＭＰａで所定時間研磨し、グローバル段差評価用テストウェーハの４０μｍ幅配線領域と４００μｍ幅配線領域のグローバル段差を測定する。
評価条件Ｂ
グローバル段差評価用テストウェーハを研磨機の研磨ヘッドに取り付けて４７ｒｐｍで回転させ、該複合研磨パッドを研磨機のプラテンに固着させ４６ｒｐｍで研磨ヘッドの回転方向と同じ方向に回転させ、シリカ系ポリッシュ剤を２００ｍｌ／分で供給しながら研磨圧力０．０５ＭＰａで所定時間研磨し、グローバル段差評価用テストウェーハの４０μｍ幅配線領域と４００μｍ幅配線領域のグローバル段差を測定する。
３．酸化膜研磨レート
(1)  テストウェーハ：
６インチシリコンウェーハ上に熱酸化膜を１．２μｍ形成して、酸化膜研磨レート評価用テストウェーハを作成した。
(2)  評価方法
評価条件Ｃ
酸化膜研磨レート評価用テストウェーハを研磨機の研磨ヘッドに取り付けて３７ｒｐｍで回転させ、研磨パッドを研磨機のプラテンに固着させ３６ｒｐｍで研磨ヘッドの回転方向と同じ方向に回転させ、シリカ系ポリッシュ剤を２２５ｍｌ／分で供給しながら研磨圧力０．０５ＭＰａで３分研磨を実施し、ウェーハエッジ５ｍｍ以内を１ｍｍ間隔で酸化膜研磨レートを測定して、平均酸化膜レートとウェーハエッジ５ｍｍ以内ユニフォミティ＝（最大酸化膜レート−最小酸化膜レート）÷２÷平均酸化膜レート×１００を算出する。また、ウェーハエッジ３ｍｍ以内を１ｍｍ間隔で酸化膜研磨レートを測定して、平均酸化膜レートとウェーハエッジ３ｍｍ以内ユニフォミティ＝（最大酸化膜レート−最小酸化膜レート）÷２÷平均酸化膜レート×１００を算出する。
評価条件Ｄ
酸化膜研磨レート評価用テストウェーハを研磨機の研磨ヘッドに取り付けて４７ｒｐｍで回転させ、研磨パッドを研磨機のプラテンに固着させ４６ｒｐｍで研磨ヘッドの回転方向と同じ方向に回転させ、シリカ系ポリッシュ剤を２２５ｍｌ／分で供給しながら研磨圧力０．０５ＭＰａで３分研磨を実施し、ウェーハエッジ５ｍｍ以内を１ｍｍ間隔で酸化膜研磨レートを測定して、平均酸化膜レートとウェーハエッジ５ｍｍ以内ユニフォミティ＝（最大酸化膜レート−最小酸化膜レート）÷２÷平均酸化膜レート×１００を算出する。また、ウェーハエッジ３ｍｍ以内を１ｍｍ間隔で酸化膜研磨レートを測定して、平均酸化膜レートとウェーハエッジ３ｍｍ以内ユニフォミティ＝（最大酸化膜レート−最小酸化膜レート）÷２÷平均酸化膜レート×１００を算出する。
実施例１
厚み５ｍｍの発泡ポリウレタンシート（マイクロゴムＡ硬度＝５０度、密度：０．７７、独立気泡平均径：１１０μｍ）をアゾビスイソブチルニトリル０．１重量部を添加したメチルメタアクリレートに２４時間浸漬する。メチルメタアクリレートが膨潤した発泡ポリウレタンシートをガラス板に挟み込んで７０℃で２４時間加熱する。加熱後ガラス板から取り外して、５０℃で真空乾燥をおこなう。これを研削加工して厚さ１．２ｍｍの研磨層を得た。この研磨層のマイクロゴムＡ硬度は９８度、密度：０．７９、独立気泡平均径：１５０μｍ、ポリメチルメタアクリレートの含有重量比率はは６９重量％であった。１ｍｍのニトリルゴム（体積弾性率＝１４０ＭＰａ、引っ張り弾性率＝４．５ＭＰａ）のクッション層を該研磨層とを日東電工の両面接着テープＮｏ．５９１（引っ張り弾性率は０．１Ｍｐａ以下）で貼り合わせて研磨パッドを作成した。シリカ系ポリッシュ剤を用い、酸化膜研磨レートの評価をプラテン回転速度３６ｒｐｍの評価条件Ｃでおこなったが、ウェーハエッジ５ｍｍ以内の平均酸化膜レートは１０２０Å／分でユニフォミティは８であり、ウェーハエッジ３ｍｍ以内の平均酸化膜レートは１０５０Å／分でユニフォミティは１０であった。また、プラテン回転速度４６ｒｐｍの評価条件Ｄでおこなったが、ウェーハエッジ５ｍｍ以内の平均酸化膜レートは１３４０Å／分でユニフォミティは７であり、ウェーハエッジ３ｍｍ以内の平均酸化膜レートは１３５０Å／分でユニフォミティは１１であった。研磨時間２分でプラテン回転速度３６ｒｐｍの評価条件Ａでグローバル段差を評価したところ、グローバル段差評価用テストウェーハの４０μｍ幅配線領域と４００μｍ幅配線領域のグローバル段差は０．０４μｍであった。また、研磨時間１分４５秒でプラテン回転速度４６ｒｐｍの評価条件Ｂでグローバル段差を評価したところ、グローバル段差評価用テストウェーハの４０μｍ幅配線領域と４００μｍ幅配線領域のグローバル段差は０．０１μｍであった。
実施例２
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０．８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重量部をＲＩＭ成形機で混合して、金型に吐出して加圧成型をおこない厚み１．５ｍｍの発泡ポリウレタンシート（マイクロゴムＡ硬度＝５０度、密度：０．５１、独立気泡平均径：４０μｍ）を作成した。該発泡ポリウレタンシートをアゾビスイソブチルニトリル０．１重量部を添加したメチルメタアクリレートに１５時間浸漬する。メチルメタアクリレートが膨潤した発泡ポリウレタンシートをガラス板に挟み込んで７０℃で２４時間加熱する。加熱後ガラス板から取り外して、５０℃で真空乾燥をおこなう。得られた硬質発泡シートを両面を研削して厚みが１．２ｍｍの研磨パッドを作成する。得られた研磨パッドのマイクロゴムＡ硬度は９８度、密度：０．７５、独立気泡平均径：６００μｍ、研磨パッドの中のポリメチルメタアクリレート含有重率は８２重量％であった。
２ｍｍのポリウレタンゴム（体積弾性率＝１００ＭＰａ、引っ張り弾性率＝１０ＭＰａ）をクッション層として用意し、研磨層とクッション層を住友３Ｍ（株）の両面接着テープ＃９５０（引っ張り弾性率０．１Ｍｐａ以下）で貼り合わせて研磨パッドを作成した。シリカ系ポリッシュ剤を用い、酸化膜研磨レートの評価をプラテン回転速度３６ｒｐｍの評価条件Ｃでおこなったが、ウェーハエッジ５ｍｍ以内の平均酸化膜レートは１２１０Å／分でユニフォミティは７であり、ウェーハエッジ３ｍｍ以内の平均酸化膜レートは１２３０Å／分でユニフォミティは１０であった。また、プラテン回転速度４６ｒｐｍの評価条件Ｄでおこなったが、ウェーハエッジ５ｍｍ以内の平均酸化膜レートは１５４０Å／分でユニフォミティは９であり、ウェーハエッジ３ｍｍ以内の平均酸化膜レートは１５６０Å／分でユニフォミティは１１であった。研磨時間１分４５秒でプラテン回転速度３６ｒｐｍの評価条件Ａでグローバル段差を評価したところ、グローバル段差評価用テストウェーハの４０μｍ幅配線領域と４００μｍ幅配線領域のグローバル段差は０．０４μｍであった。また、研磨時間１分３０秒でプラテン回転速度４６ｒｐｍの評価条件Ｂでグローバル段差を評価したところ、グローバル段差評価用テストウェーハの４０μｍ幅配線領域と４００μｍ幅配線領域のグローバル段差は０．０２μｍであった。
実施例３
ポリエーテル系ウレタンポリマ（ユニローヤル社製アジプレンＬ−３２５）７８重量部と４，４’−メチレン−ビス２−クロロアニリン２０重量部と中空高分子微小球体（ケマノーベル社製エクスパンセル５５１  ＤＥ）１．８重量部をＲＩＭ成形機で混合して金型に吐出して高分子成形体を作成した。この高分子成形体をスライサーで１．２ｍｍ厚みにスライスして、研磨層を作成した。この研磨層のマイクロゴムＡ硬度は９８度、密度：０．８０、独立気泡平均径：３３μｍであった。１ｍｍのネオプレンゴム（体積弾性率＝１００ＭＰａ、引っ張り弾性率＝１２ＭＰａ）をクッション層として用意し、研磨層とクッション層を住友３Ｍ（株）の両面接着テープＹ−９４９（引っ張り弾性率は１０Ｍｐａ）で貼り合わせて研磨パッドを作成した。シリカ系ポリッシュ剤を用い、酸化膜研磨レートの評価をプラテン回転速度３６ｒｐｍの評価条件Ｃでおこなったが、ウェーハエッジ５ｍｍ以内の平均酸化膜レートは１１１０Å／分でユニフォミティは６であり、ウェーハエッジ３ｍｍ以内の平均酸化膜レートは１１３０Å／分でユニフォミティは１０であった。また、プラテン回転速度４６ｒｐｍの評価条件Ｄでおこなったが、ウェーハエッジ５ｍｍ以内の平均酸化膜レートは１３４０Å／分でユニフォミティは９であり、ウェーハエッジ３ｍｍ以内の平均酸化膜レートは１３６０Å／分でユニフォミティは１１であった。研磨時間２分でプラテン回転速度３６ｒｐｍの評価条件Ａでグローバル段差を評価したところ、グローバル段差評価用テストウェーハの４０μｍ幅配線領域と４００μｍ幅配線領域のグローバル段差は０．０６μｍであった。また、研磨時間１分４５秒でプラテン回転速度４６ｒｐｍの評価条件Ｂでグローバル段差を評価したところ、グローバル段差評価用テストウェーハの４０μｍ幅配線領域と４００μｍ幅配線領域のグローバル段差は０．０４μｍであった。
実施例４
実施例１で用いた研磨層を使用する。１．５ｍｍのクロロプレンゴム（体積弾性率＝８０ＭＰａ、引っ張り弾性率＝１０ＭＰａ）のクッション層を該研磨層とを日東電工の両面接着テープＮｏ．５９１（引っ張り弾性率は０．１Ｍｐａ以下）で貼り合わせて研磨パッドを作成した。シリカ系ポリッシュ剤を用い、酸化膜研磨レートの評価をプラテン回転速度３６ｒｐｍの評価条件Ｃでおこなったが、ウェーハエッジ５ｍｍ以内の平均酸化膜レートは１０３０Å／分でユニフォミティは８であり、ウェーハエッジ３ｍｍ以内の平均酸化膜レートは１０６０Å／分でユニフォミティは１０であった。また、プラテン回転速度４６ｒｐｍの評価条件Ｄでおこなったが、ウェーハエッジ５ｍｍ以内の平均酸化膜レートは１３１０Å／分でユニフォミティは１０であり、ウェーハエッジ３ｍｍ以内の平均酸化膜レートは１３６０Å／分でユニフォミティは１２であった。研磨時間２分でプラテン回転速度３６ｒｐｍの評価条件Ａでグローバル段差を評価したところ、グローバル段差評価用テストウェーハの４０μｍ幅配線領域と４００μｍ幅配線領域のグローバル段差は０．０４μｍであった。また、研磨時間１分４５秒でプラテン回転速度４６ｒｐｍの評価条件Ｂでグローバル段差を評価したところ、グローバル段差評価用テストウェーハの４０μｍ幅配線領域と４００μｍ幅配線領域のグローバル段差は０．０１μｍであった。
実施例５
実施例１で用いた研磨層を使用する。１ｍｍのクロロプレンゴム（体積弾性率＝５０ＭＰａ、引っ張り弾性率＝１１ＭＰａ）のクッション層を該研磨層とを日東電工の両面接着テープＮｏ．５９１（引っ張り弾性率は０．１Ｍｐａ以下）で貼り合わせて研磨パッドを作成した。シリカ系ポリッシュ剤を用い、酸化膜研磨レートの評価をプラテン回転速度３６ｒｐｍの評価条件Ｃでおこなったが、ウェーハエッジ５ｍｍ以内の平均酸化膜レートは１０５０Å／分でユニフォミティは７であり、ウェーハエッジ３ｍｍ以内の平均酸化膜レートは１０７０Å／分でユニフォミティは１１であった。また、プラテン回転速度４６ｒｐｍの評価条件Ｄでおこなったが、ウェーハエッジ５ｍｍ以内の平均酸化膜レートは１３７０Å／分でユニフォミティは１１であり、ウェーハエッジ３ｍｍ以内の平均酸化膜レートは１３５０Å／分でユニフォミティは１４であった。研磨時間２分でプラテン回転速度３６ｒｐｍの評価条件Ａでグローバル段差を評価したところ、グローバル段差評価用テストウェーハの４０μｍ幅配線領域と４００μｍ幅配線領域のグローバル段差は０．０４μｍであった。また、研磨時間１分４５秒でプラテン回転速度４６ｒｐｍの評価条件Ｂでグローバル段差を評価したところ、グローバル段差評価用テストウェーハの４０μｍ幅配線領域と４００μｍ幅配線領域のグローバル段差は０．０１μｍであった。
実施例６
実施例１で用いた研磨層を使用した。０．５ｍｍのエチレンプロピレンゴム（体積弾性率＝１００ＭＰａ、引っ張り弾性率＝１９ＭＰａ）のクッション層を該研磨層とを日東電工の両面接着テープＮｏ．５９１（引っ張り弾性率は０．１Ｍｐａ以下）で貼り合わせて研磨パッドを作成した。シリカ系ポリッシュ剤を用い、酸化膜研磨レートの評価をプラテン回転速度３６ｒｐｍの評価条件Ｃでおこなったが、ウェーハエッジ５ｍｍ以内の平均酸化膜レートは１０００Å／分でユニフォミティは６であり、ウェーハエッジ３ｍｍ以内の平均酸化膜レートは９６０Å／分でユニフォミティは１０であった。また、プラテン回転速度４６ｒｐｍの評価条件Ｄでおこなったが、ウェーハエッジ５ｍｍ以内の平均酸化膜レートは１２７０Å／分でユニフォミティは１０であり、ウェーハエッジ３ｍｍ以内の平均酸化膜レートは１２９０Å／分でユニフォミティは１２であった。研磨時間２分でプラテン回転速度３６ｒｐｍの評価条件Ａでグローバル段差を評価したところ、グローバル段差評価用テストウェーハの４０μｍ幅配線領域と４００μｍ幅配線領域のグローバル段差は０．０４μｍであった。また、研磨時間１分４５秒でプラテン回転速度４６ｒｐｍの評価条件Ｂでグローバル段差を評価したところ、グローバル段差評価用テストウェーハの４０μｍ幅配線領域と４００μｍ幅配線領域のグローバル段差は０．０１μｍであった。
実施例７
実施例１で用いた研磨層を使用した。１．５ｍｍのエチレンプロピレンゴム（体積弾性率＝１１０ＭＰａ、引っ張り弾性率＝１６ＭＰａ）のクッション層を該研磨層とを日東電工の両面接着テープＮｏ．５９１（引っ張り弾性率は０．１Ｍｐａ以下）で貼り合わせて研磨パッドを作成した。シリカ系ポリッシュ剤を用い、酸化膜研磨レートの評価をプラテン回転速度３６ｒｐｍの評価条件Ｃでおこなったが、ウェーハエッジ５ｍｍ以内の平均酸化膜レートは９９０Å／分でユニフォミティは７であり、ウェーハエッジ３ｍｍ以内の平均酸化膜レートは１０００Å／分でユニフォミティは１１であった。また、プラテン回転速度４６ｒｐｍの評価条件Ｄでおこなったが、ウェーハエッジ５ｍｍ以内の平均酸化膜レートは１３７０Å／分でユニフォミティは１２であり、ウェーハエッジ３ｍｍ以内の平均酸化膜レートは１３９０Å／分でユニフォミティは１４であった。研磨時間２分でプラテン回転速度３６ｒｐｍの評価条件Ａでグローバル段差を評価したところ、グローバル段差評価用テストウェーハの４０μｍ幅配線領域と４００μｍ幅配線領域のグローバル段差は０．０４μｍであった。また、研磨時間１分４５秒でプラテン回転速度４６ｒｐｍの評価条件Ｂでグローバル段差を評価したところ、グローバル段差評価用テストウェーハの４０μｍ幅配線領域と４００μｍ幅配線領域のグローバル段差は０．０１μｍであった。
実施例８
実施例１で用いた研磨層を使用した。１．５ｍｍのシリコンゴム（体積弾性率＝１２０ＭＰａ、引っ張り弾性率＝０．７ＭＰａ）のクッション層を該研磨層とを日東電工の両面接着テープＮｏ．５９１（引っ張り弾性率は０．１Ｍｐａ以下）で貼り合わせて研磨パッドを作成した。シリカ系ポリッシュ剤を用い、酸化膜研磨レートの評価をプラテン回転速度３６ｒｐｍの評価条件Ｃでおこなったが、ウェーハエッジ５ｍｍ以内の平均酸化膜レートは１１００Å／分でユニフォミティは７であり、ウェーハエッジ３ｍｍ以内の平均酸化膜レートは１１３０Å／分でユニフォミティは１１であった。また、プラテン回転速度４６ｒｐｍの評価条件Ｄでおこなったが、ウェーハエッジ５ｍｍ以内の平均酸化膜レートは１３３０Å／分でユニフォミティは９であり、ウェーハエッジ３ｍｍ以内の平均酸化膜レートは１３７０Å／分でユニフォミティは１２であった。研磨時間２分でプラテン回転速度３６ｒｐｍの評価条件Ａでグローバル段差を評価したところ、グローバル段差評価用テストウェーハの４０μｍ幅配線領域と４００μｍ幅配線領域のグローバル段差は０．０４μｍであった。また、研磨時間１分４５秒でプラテン回転速度４６ｒｐｍの評価条件Ｂでグローバル段差を評価したところ、グローバル段差評価用テストウェーハの４０μｍ幅配線領域と４００μｍ幅配線領域のグローバル段差は０．０１μｍであった。
比較例１
実施例３で用いた研磨層を用意した。研磨層のマイクロゴムＡ硬度は９８度、密度：０．８０、独立気泡平均径：３３μｍであった。クッション層として不織布のポリウレタン溶液を含浸して後湿式製膜して得られた厚さ１．２ｍｍの湿式発泡ポリウレタン（体積弾性率＝３ＭＰａ、引っ張り弾性率＝５０ＭＰａ）を用意した。該研磨層とクッション層を住友３Ｍ（株）の両面接着テープ４４２Ｊ（ポリエステルフィルムを基材とした両面接着テープで引っ張り弾性率は２００Ｍｐａ）で貼り合わせして研磨パッドを作成した。シリカ系ポリッシュ剤を用い、酸化膜研磨レートの評価をプラテン回転速度３６ｒｐｍの評価条件Ｃでおこなったが、ウェーハエッジ５ｍｍ以内の平均酸化膜レートは１１５０Å／分でユニフォミティは１０であり、ウェーハエッジ３ｍｍ以内の平均酸化膜レートは１１３０Å／分でユニフォミティは１７であった。また、プラテン回転速度４６ｒｐｍの評価条件Ｄでおこなったが、ウェーハエッジ５ｍｍ以内の平均酸化膜レートは１３７０Å／分でユニフォミティは１７であり、ウェーハエッジ３ｍｍ以内の平均酸化膜レートは１３６０Å／分でユニフォミティは２０であった。この様にユニフォミティーが不良であった。研磨時間２分でプラテン回転速度３６ｒｐｍの評価条件Ａでグローバル段差を評価したところ、グローバル段差評価用テストウェーハの４０μｍ幅配線領域と４００μｍ幅配線領域のグローバル段差は０．０６μｍであった。また、研磨時間１分４５秒でプラテン回転速度４６ｒｐｍの評価条件Ｂでグローバル段差を評価したところ、グローバル段差評価用テストウェーハの４０μｍ幅配線領域と４００μｍ幅配線領域のグローバル段差は０．０４μｍであった。
比較例２
ポリエステルの繊維（繊維径６μｍ）からなる不織布にポリウレタン溶液を含浸した後湿式製膜で得られた発泡ポリウレタンの研磨層を作成した。この研磨層のマイクロゴムＡ硬度は７５度であった。クッション層として不織布のポリウレタン溶液を含浸して後湿式製膜して得られた厚さ１．２ｍｍの湿式発泡ポリウレタン（体積弾性率＝３ＭＰａ、引っ張り弾性率＝５０ＭＰａ）を用意した。該研磨層とクッション層を住友３Ｍ（株）の両面接着テープ４４２Ｊ（ポリエステルフィルムを基材とした両面接着テープで引っ張り弾性率は２００Ｍｐａ）で貼り合わせして研磨パッドを作成した。シリカ系ポリッシュ剤を用い、酸化膜研磨レートの評価をプラテン回転速度３６ｒｐｍの評価条件Ｃでおこなったが、ウェーハエッジ５ｍｍ以内の平均酸化膜レートは８５０Å／分でユニフォミティー６であり、ウェーハエッジ３ｍｍ以内の平均酸化膜レートは８９０Å／分でユニフォミティーは７であった。また、プラテン回転速度４６ｒｐｍの評価条件Ｄでおこなったが、ウェーハエッジ５ｍｍ以内の平均酸化膜レートは１０１０Å／分でユニフォミティは６であり、ウェーハエッジ３ｍｍ以内の平均酸化膜レートは１０５０Å／分でユニフォミティは８であった。研磨時間２分でプラテン回転速度３６ｒｐｍの評価条件Ａでグローバル段差を評価したところ、グローバル段差評価用テストウェーハの４０μｍ幅配線領域と４００μｍ幅配線領域のグローバル段差は０．１５μｍであった。また、研磨時間１分４５秒でプラテン回転速度４６ｒｐｍの評価条件Ｂでグローバル段差を評価したところ、グローバル段差評価用テストウェーハの４０μｍ幅配線領域と４００μｍ幅配線領域のグローバル段差は０．１０μｍであった。この様にグローバル段差が不良であった。
比較例３
実施例３で用いた研磨層を用意した。研磨層のマイクロゴムＡ硬度は９８度、密度：０．８０、独立気泡平均径：３３μｍであった。クッション層としてポリブチレンテレフタレートの１ｍｍのシート（体積弾性率＝６００ＭＰａ、引っ張り弾性率＝１００ＭＰａ）を用意した。該研磨層とクッション層を住友３Ｍ（株）の両面接着テープＹ−９４９（引っ張り弾性率は１０Ｍｐａ）で貼り合わせて研磨パッドを作成した。シリカ系ポリッシュ剤を用い、酸化膜研磨レートの評価をプラテン回転速度３６ｒｐｍの評価条件Ｃでおこなったが、ウェーハエッジ５ｍｍ以内の平均酸化膜レートは１１５０Å／分でユニフォミティは２０であり、ウェーハエッジ３ｍｍ以内の平均酸化膜レートは１１３０Å／分でユニフォミティは２５であった。また、プラテン回転速度４６ｒｐｍの評価条件Ｄでおこなったが、ウェーハエッジ５ｍｍ以内の平均酸化膜レートは１３７０Å／分でユニフォミティは２１であり、ウェーハエッジ３ｍｍ以内の平均酸化膜レートは１３６０Å／分でユニフォミティは２３であった。この様にユニフォミティーが不良であった。研磨時間２分でプラテン回転速度３６ｒｐｍの評価条件Ａでグローバル段差を評価したところ、グローバル段差評価用テストウェーハの４０μｍ幅配線領域と４００μｍ幅配線領域のグローバル段差は０．０６μｍであった。また、研磨時間１分４５秒でプラテン回転速度４６ｒｐｍの評価条件Ｂでグローバル段差を評価したところ、グローバル段差評価用テストウェーハの４０μｍ幅配線領域と４００μｍ幅配線領域のグローバル段差は０．０４μｍであった。
比較例４
実施例３の研磨層を用意した。１ｍｍのネオプレンゴム（体積弾性率＝１００ＭＰａ、引っ張り弾性率＝１２ＭＰａ）をクッション層として用意し、研磨層とクッション層を住友３Ｍ（株）の両面接着テープ４４２Ｊ（ポリエステルフィルムを基材とした両面接着テープで引っ張り弾性率は２００Ｍｐａ）で貼り合わせて研磨パッドを作成した。シリカ系ポリッシュ剤を用い、酸化膜研磨レートの評価をプラテン回転速度３６ｒｐｍの評価条件Ｃでおこなったが、ウェーハエッジ５ｍｍ以内の平均酸化膜レートは１１１０Å／分でユニフォミティは２０であり、ウェーハエッジ３ｍｍ以内の平均酸化膜レートは１１３０Å／分でユニフォミティは２５であった。また、プラテン回転速度４６ｒｐｍの評価条件Ｄでおこなったが、ウェーハエッジ５ｍｍ以内の平均酸化膜レートは１３４０Å／分でユニフォミティは２１であり、ウェーハエッジ３ｍｍ以内の平均酸化膜レートは１３６０Å／分でユニフォミティは２４であった。この様にユニフォミティーが不良であった。研磨時間２分でプラテン回転速度３６ｒｐｍの評価条件Ａでグローバル段差を評価したところ、グローバル段差評価用テストウェーハの４０μｍ幅配線領域と４００μｍ幅配線領域のグローバル段差は０．０６μｍであった。また、研磨時間１分４５秒でプラテン回転速度４６ｒｐｍの評価条件Ｂでグローバル段差を評価したところ、グローバル段差評価用テストウェーハの４０μｍ幅配線領域と４００μｍ幅配線領域のグローバル段差は０．０４μｍであった。
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