(57)【要約】      （修正有）【課題】平坦加工を高精密かつ高効率に行う研磨パッドを製造する研磨パッド成形金型の製造方法、その方法で製造される研磨パッド成形金型、及びその成形金型で製造した研磨パッドを提供する。【解決手段】微細凸部１２が並んだマイクロパターンＡが形成された研磨パッド１３の研磨パッド成形金型１０の製造方法は、微細凸部１２と同一寸法の微細反応凸部を微細凸部１２の配置に合わせて基板の一面側に形成して、微細反応凸部が並んだマイクロパターンＢを有するポジ型を作製するポジ型作製工程と、ポジ型から微細反応凸部に対応する位置に、微細反応凸部と同一寸法で凹凸関係が反転した微細凹部が並んだマイクロパターンＣが形成されたネガ型を作製するネガ型作製工程と、ネガ型１８を、マイクロパターンＣが形成された面を表側にして基盤１７上に密接配置して研磨パッド成形金型１０を作製する組立て工程とを有する。【選択図】図１
2014008692.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状の被研磨材の平坦加工を行う際に使用され、一方の表面側に微細凸部が設定された間隔で分散配置されたマイクロパターンＡが形成された研磨パッドの製造に使用される研磨パッド成形金型の製造方法であって、
基板の一方の表面側に、反応促進用エネルギー線の照射により化学反応を起こす材料を用いて前記微細凸部の高さに相当する厚さの被加工層を形成し、該被加工層内の位置に応じて照射する前記反応促進用エネルギー線の照射エネルギー量を変化させて、該被加工層内に化学反応により前記微細凸部と同一寸法の微細反応凸部を該微細凸部の配置に合わせて生成させた後、該被加工層から非化学反応領域を除去して、前記基板の一方の表面側に前記微細反応凸部が分散配置されたマイクロパターンＢが形成されたポジ型を作製するポジ型作製工程と、
前記ポジ型の前記マイクロパターンＢを転写して、前記微細反応凸部に対応する位置に、該微細反応凸部と同一寸法で凹凸関係が反転した微細凹部が分散配置されたマイクロパターンＣが形成されたネガ型を作製するネガ型作製工程と、
前記ネガ型を、前記マイクロパターンＣが形成された面を表側にして、該ネガ型の側部同士を当接させながら基盤上に並べて固定して前記研磨パッド成形金型を構成する組立て工程とを有することを特徴とする研磨パッド成形金型の製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の研磨パッド成形金型の製造方法において、前記基板は平板であり、前記ネガ型は、前記ポジ型の前記マイクロパターンＢが形成された面を下地面にしてめっきにより形成された平板状金属部材を有し、前記ネガ型が固定される前記基盤は平板であることを特徴とする研磨パッド成形金型の製造方法。
【請求項３】
請求項１記載の研磨パッド成形金型の製造方法において、前記基板は、可撓性を有する平板であり、前記ネガ型は、前記ポジ型の前記マイクロパターンＢが形成された面を半径方向内側にして円弧状に湾曲させ、該マイクロパターンＢが形成された面を下地面にしてめっきにより形成された円弧状金属部材を有し、前記ネガ型が固定される前記基盤は、前記円弧状金属部材の半径方向内側の曲率と同一の曲率を有するロールであることを特徴とする研磨パッド成形金型の製造方法。
【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成形金型の製造方法により製造されることを特徴とする研磨パッド成形金型。
【請求項５】
請求項４記載の研磨パッド成形金型を用いて製造されることを特徴とする研磨パッド。
【請求項６】
請求項５記載の研磨パッドにおいて、前記微細凸部の形状は正四角錐であって、底面の１辺の長さは０．１〜３０μｍ、隣り合う前記正四角錐間の距離は１〜３０μｍであることを特徴とする研磨パッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体基板等の平坦性が高度に要求される部材の平坦加工を高精密かつ高効率に行う研磨パッドを製造する研磨パッド成形金型の製造方法、その方法で製造される研磨パッド成形金型、及びその金型で製造した研磨パッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体基板用の研磨パッドは、例えば、発泡ウレタン樹脂を型枠に流し込み硬化させて発泡ウレタンのブロックを形成し、得られたブロックから所定厚さ（例えば、１ｍｍ）の平板を切り出すことにより研磨パッドを製造していた。このため、製造された研磨パッドは高い平坦性を有しておらず、研磨を開始する前に、ダイヤモンド砥石等を用いたドレッシング（コンディショニングともいう）を行って、研磨用パッドに高い平坦性を具備させていた。しかし、ドレッシング後のパッド表面状態が不安定かつ変動し易く、更に、加工後の研磨パッドの表面状態がプロセス間で大きく変動すること等の問題がある。また、ドレッシングにより研磨パッド表面に形成される微細凹凸パターンは、研磨パッド表面上での研磨材を含んだスラリーの保持と、半導体基板の被研磨面への新鮮なスラリーの供給という作用を支配する要因になっているが、ドレッシングによる方法では、研磨パッドの表面に常に一定の微細凹凸パターンを形成することができず、半導体基板に高精密な平坦加工を安定して行うことができないという問題がある。
【０００３】
更に、発泡ウレタンであることに起因して研磨パッドの表層部に現れる穴には、研磨中に研磨材や削りかす等が溜まってくるため、半導体基板から生じた削りかすの除去性能が徐々に低下し、これに伴って半導体基板の被研磨面への新鮮なスラリーの供給性能が低下するため、研磨速度が低下するという問題が生じる。このため、研磨パッドの表面を定期的に研削して新しい表面を形成することが行われているが、発泡ウレタン内の空洞はサイズにばらつきが存在すると共に、均一に分散していないため、研磨パッドの表面を研削して新たな表面を形成する度に、表面に現れる穴のサイズ分布や分散状態が変化し、研磨パッドの研磨性能を常に一定に保つことができないという問題もある。
【０００４】
そこで、例えば、特許文献１には、研磨パッドの母体を、スラリーとの親和性に優れた素材からなる無発泡部材で形成し、この母体の表面にフォトリソグラフィ技術を用いて微細凹凸パターンを形成することにより研磨パッドを製造することが開示されている。無発泡部材で研磨パッドを形成するため、研磨中に研磨材や削りかす等が表層部に溜まる虞がなく、研磨パッドの表面の微細凹凸パターンがフォトリソグラフィ技術を用いて形成されているため、常に一定の微細凹凸パターンを形成することができ、研磨パッド表面上でのスラリーの保持性と、半導体基板の被研磨面への新鮮なスラリーの供給性を安定して達成することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４８４５３４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１の研磨パッドは、製造する研磨パッド１枚毎に、その表層部にフォトリソグラフィ技術を用いて微細凹凸パターンを形成するので、研磨パッドの生産性が著しく低下するという問題が生じる。また、研磨パッドの製造工程が、研磨パッドの本体を製造する工程と本体の表面に微細凹凸パターンを形成する工程から構成されるため、製造工程が煩雑になり、製造に時間を要すると共に、製造コストが上昇するという問題がある。
【０００７】
そこで、半導体基板に使用する単結晶のシリコンウエハの表面にＭＥＭＳ（マイクロエレクトロメカニカルシステム）技術を活用して微細凹凸パターンの一例として、逆ピラミッド状（例えば、一辺が７μｍの正方形で、深さが４．９μｍの正四角錐状）の穴が一定間隔（例えば、５μｍ）で並んだパターンを形成し、このシリコンウエハを研磨パッドを製造する成形金型として使用することが考えられる。即ち、逆ピラミッド状の穴が並べて形成されたシリコンウエハに樹脂板（例えば、ウレタン樹脂板）を押し当て、加圧しながら加熱して、軟化状態とした樹脂板の表層部の材料の一部を逆ピラミッド状の穴に進入させることにより、樹脂板の表層部にピラミッド状の突出部が一定間隔で並んだ微小凹凸パターンを形成することができる。しかしながら、使用できる単結晶のシリコンウエハの寸法は、半導体基板製造用に供給される単結晶シリコンロッドの寸法に制限されるため、研磨パッドとして要求される寸法の樹脂板には微小凹凸パターンを形成することができないという問題、シリコンウエハは硬く脆いため、繰り返し使用するには耐久性に劣るという問題がある。
【０００８】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、半導体基板等の平坦性が高度に要求される部材の平坦加工を高精密かつ高効率に行う研磨パッドを容易かつ安価に製造することが可能な研磨パッド成形金型の製造方法、その方法で製造される研磨パッド成形金型、及びその金型で製造した研磨パッドを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的に沿う第１の発明に係る研磨パッド成形金型の製造方法は、板状の被研磨材の平坦加工を行う際に使用され、一方の表面側に微細凸部が設定された間隔で分散配置されたマイクロパターンＡが形成された研磨パッドの製造に使用される研磨パッド成形金型の製造方法であって、
基板の一方の表面側に、反応促進用エネルギー線の照射により化学反応を起こす材料を用いて前記微細凸部の高さに相当する厚さの被加工層を形成し、該被加工層内の位置に応じて照射する前記反応促進用エネルギー線の照射エネルギー量を変化させて、該被加工層内に化学反応により前記微細凸部と同一寸法の微細反応凸部を該微細凸部の配置に合わせて生成させた後、該被加工層から非化学反応領域を除去して、前記基板の一方の表面側に前記微細反応凸部が分散配置されたマイクロパターンＢが形成されたポジ型を作製するポジ型作製工程と、
前記ポジ型の前記マイクロパターンＢを転写して、前記微細反応凸部に対応する位置に、該微細反応凸部と同一寸法で凹凸関係が反転した微細凹部が分散配置されたマイクロパターンＣが形成されたネガ型を作製するネガ型作製工程と、
前記ネガ型を、前記マイクロパターンＣが形成された面を表側にして、該ネガ型の側部同士を当接させながら基盤上に並べて固定して前記研磨パッド成形金型を構成する組立て工程とを有する。
【００１０】
第１の発明に係る研磨パッド成形金型の製造方法において、前記基板は平板であり、前記ネガ型は、前記ポジ型の前記マイクロパターンＢが形成された面を下地面にしてめっきにより形成された平板状金属部材を有し、前記ネガ型が固定される前記基盤は平板とすることができる。
【００１１】
第１の発明に係る研磨パッド成形金型の製造方法において、前記基板は、可撓性を有する平板であり、前記ネガ型は、前記ポジ型の前記マイクロパターンＢが形成された面を半径方向内側にして円弧状に湾曲させ、該マイクロパターンＢが形成された面を下地面にしてめっきにより形成された円弧状金属部材を有し、前記ネガ型が固定される前記基盤は、前記円弧状金属部材の半径方向内側の曲率と同一の曲率を有するロールとすることができる。
【００１２】
前記目的に沿う第２の発明に係る研磨パッド成形金型は、第１の発明に係る研磨パッド成形金型の製造方法により製造される。
【００１３】
前記目的に沿う第３の発明に係る研磨パッドは、第２の発明に係る研磨パッド成形金型を用いて製造される。
【００１４】
第３の発明に係る研磨パッドにおいて、前記微細凸部の形状は正四角錐であって、底面の１辺の長さは０．１〜３０μｍ、隣り合う前記正四角錐間の距離は１〜３０μｍであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
第１の発明に係る研磨パッド成形金型の製造方法において、微細凸部が並んだマイクロパターンＡが形成された研磨パッドを製造する研磨パッド成形金型を製造するには、基板の一方の表面側に、反応促進用エネルギー線の照射により化学反応を起こす材料を用いて被加工層を設け、被加工層内の位置に応じて照射する反応促進用エネルギー線の照射エネルギー量を変化させて被加工層内に化学反応により微細凸部と同一寸法の微細反応凸部を微細凸部と同一配置で形成してポジ型を作製するので、製造しようとする研磨パッドのマイクロパターンＡを、ポジ型にマイクロパターンＢとして効率的かつ正確に再現することが可能になる。そして、ポジ型から作製したネガ型には、転写によりマイクロパターンＡを形成することができるマイクロパターンＣが形成されているので、ネガ型を所望の面積を有する基盤上に並べて固定することにより、所望の面積を有する研磨パッドを成形するための研磨パッド成形金型を容易かつ安価に作製することができる。
【００１６】
第１の発明に係る研磨パッド成形金型の製造方法において、基板が平板であり、ネガ型が、ポジ型のマイクロパターンＢが形成された面を下地面にしてめっきにより形成された平板状金属部材を有する場合、耐久性を有するネガ型を容易かつ安価に作製することができる。そして、ネガ型が固定される基盤が平板である場合、大型の研磨パッドの製造が可能な研磨パッド成形金型を容易かつ安価に製造することができる。
【００１７】
第１の発明に係る研磨パッド成形金型の製造方法において、基板が、可撓性を有する平板であり、ネガ型が、ポジ型のマイクロパターンＢが形成された面を半径方向内側にして円弧状に湾曲させ、マイクロパターンＢが形成された面を下地面にしてめっきにより形成された円弧状金属部材を有する場合、耐久性を有するネガ型を容易かつ安価に作製することができる。そして、ネガ型が固定される基盤が、円弧状金属部材の半径方向内側の曲率と同一の曲率を有するロールである場合、所望の幅を有する長尺（帯状）の研磨パッドの製造が可能な研磨パッド成形金型を容易かつ安価に製造することができる。
【００１８】
第２の発明に係る研磨パッド成形金型においては、所望の寸法を有する研磨パッド用の素材の一方の表面側に、微細凸部が設定された間隔で分散配置されたマイクロパターンＡを容易かつ効率的に形成することができるので、平坦加工を高精密かつ高効率に行うことが可能な所望寸法の研磨パッドを安価に製造することができる。
【００１９】
第３の発明に係る研磨パッドにおいては、研磨パッドの一方の表面側に、微細凸部が設定された間隔で分散配置されたマイクロパターンＡが形成されているので、研磨パッドの一方の表面側を用いて被研磨材の研磨を行う場合、研磨パッドは、被研磨材の研磨面に研磨パッドに形成された微細凸部の頂部を介して接触することになって、微細凸部の間の隙間に存在する研磨材を含んだスラリーを、被研磨材の研磨面に効率的に接触させることができる。更に、スラリーを研磨中に連続的に供給すると、供給されたスラリーは微細凸部の隙間を通過していくため、被研磨材の研磨面に常に新鮮なスラリーを接触させることができると共に、研磨時に発生した削りかすをスラリーの流れに混入させて除去することができる。その結果、被研磨材の平坦加工を高精密かつ高効率に行うことができる。
【００２０】
第３の発明に係る研磨パッドにおいて、微細凸部の形状が正四角錐であって、底面の１辺の長さが０．１〜３０μｍ、隣り合う正四角錐間の距離が１〜３０μｍである場合、隣り合う正四角錐で囲まれた隙間に存在するスラリーを正四角錐の斜面に沿って移動させることができ、被研磨材の研磨面に効率的に新鮮なスラリーを接触させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る研磨パッド成形金型とその金型で製造した研磨パッドの説明図である。
【図２】（Ａ）は同研磨パッドの平面図、（Ｂ）は研磨パッドに形成された微細凸部の斜視図である。
【図３】同研磨パッドを用いた研磨時の状況を示す説明図である。
【図４】（Ａ）〜（Ｃ）は同研磨パッド成形金型の製造方法におけるポジ型作製工程の説明図である。
【図５】（Ａ）〜（Ｃ）は同研磨パッド成形金型の製造方法におけるネガ型作製工程の説明図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係る研磨パッド成形金型とその金型で製造した研磨パッドの説明図である。
【図７】（Ａ）〜（Ｃ）は同研磨パッド成形金型の製造方法におけるネガ型作製工程の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
本発明の第１の実施の形態に係る研磨パッド成形金型１０は、図１、図２（Ａ）、（Ｂ）、図３に示すように、板状の被研磨材の一例である半導体基板１１（例えば、シリコンウエハ）の平坦加工を行う際に用いられ、一方の表面側（平坦加工時に半導体基板１１の被加工面に接触する側）に、例えば、頂部の高さＨが０．１〜２０μｍの微細凸部の一例である正四角錐状微細突起１２（斜面角度θ＝３０〜８０度）を、隣り合う正四角錐状微細突起１２の頂部の間隔Ｄを１．１〜６０μｍ、正四角錐状微細突起１２の底面の１辺の長さＬを０．１〜３０μｍ、隣り合う正四角錐状微細突起１２の底面間の間隔Ｇを１〜３０μｍとして並べて配置（分散配置）して構成したマイクロパターンＡが形成された研磨パッド１３を製造する金型である。以下、詳細に説明する。
【００２３】
研磨パッド成形金型１０は、研磨パッド１３の素材となる塑性加工可能な平板（例えば、熱可塑性樹脂の一例であるポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）板を加熱して軟化状態にしたもの）を、上下方向から挟んで加圧して、平板の一方側、例えば、上面側にマイクロパターンＡを形成する上型１４と、平板を載置して支持する下型１５とを有している。ここで、上型１４は、平板の上面を押圧して、上面側にマイクロパターンＡを塑性加工により形成するパターン成形部１６と、パターン成形部１６を保持する上型本体１７とを有している。更に、パターン成形部１６は、側部を互いに密接させた状態で上型本体１７にそれぞれ配置（固定）され、平板を一体的に押圧してマイクロパターンＡを形成する複数のネガ型１８を有している。
【００２４】
ネガ型１８には、微細凹部の一例であり、正四角錐状微細突起１２と凹凸関係が反転した形状となって、底部の深さＫが０．１〜２０μｍの正四角錐状微細窪み１９が、隣り合う正四角錐状微細窪み１９の底部の間隔Ｅを１．１〜６０μｍとして並べて配置して構成されるマイクロパターンＣ（マイクロパターンＡに対して凹凸関係が反転したパターン）が形成されている。また、ネガ型１８（パターン成形部１６）の表面側（上型１４の下面側）に並んで存在している正四角錐状微細窪み１９の開口２０の１辺の長さＭは０．１〜３０μｍ、開口２０の間隔Ｊは１〜３０μｍである。
【００２５】
以上の構成とすることにより、下型１５上に載置された軟化状態の平板に、上方から上型１４を押し当てると、平板を構成している素材の一部が、マイクロパターンＣを構成する各正四角錐状微細窪み１９の開口２０から正四角錐状微細窪み１９内に進入するので、正四角錐状微細窪み１９内を平板を構成している素材の一部で満たした後、上型１４を上方に移動させて平板から離すと、平板の上表面側には正四角錐状微細窪み１９内に進入した素材から形成された正四角錐状微細突起１２が並べて配置されることになり、マイクロパターンＡが形成される。そして、マイクロパターンＡが形成された平板を冷却して硬化状態にすることで研磨パッド１３が得られる。なお、平板に上型１４を押し当てた際に、下型１５の上面と上型１４の下面との距離を一定にすることで、各正四角錐状微細突起１２の頂部と研磨パッド１３の下面との間の距離を一定値（研磨パッド１３の厚みを均一）にすることができると共に、各正四角錐状微細突起１２の頂部に接する平面を研磨パッド１３の下面に対して平行にすることができる。
【００２６】
次に、本発明の第１の実施の形態に係る研磨パッド成形金型１０の製造方法について説明する。
図４（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、研磨パッド成形金型１０の製造方法は、基板の一例であるシリコン平板２１の一方の表面側に、反応促進用エネルギー線の一例である紫外線の照射により化学反応を起こす材料、例えば紫外線硬化型樹脂を用いて正四角錐状微細突起１２の高さに相当する厚さの被加工層２２を形成し、被加工層２２内の位置に応じて照射する紫外線の照射エネルギー量を変化させて、被加工層２２内に化学反応により正四角錐状微細突起１２と同一寸法の微細反応凸部の一例である正四角錐状微細突出部２３を、マイクロパターンＡを構成している正四角錐状微細突起１２の配置に合わせて生成させた後、被加工層２２から非化学反応領域２４を除去して、シリコン平板２１の一方の表面側に正四角錐状微細突出部２３が分散配置されたマイクロパターンＢが形成されたポジ型２５を作製するポジ型作製工程を有している。
【００２７】
更に、研磨パッド成形金型１０の製造方法は、図５（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、ポジ型２５のマイクロパターンＢを転写して、正四角錐状微細突出部２３に対応する位置に、正四角錐状微細突出部２３と同一寸法で凹凸関係が反転した微細凹部の一例である正四角錐状微細窪み１９が分散配置されたマイクロパターンＣが形成されたネガ型１８を作製するネガ型作製工程と、ネガ型１８を、マイクロパターンＣが形成された面を表側にして、ネガ型１８の側部同士を当接させながら基盤の一例である平板からなる上型本体１７（例えば、ステンレス鋼板、普通鋼板、合金鋼板、鋳鉄板、アルミニウム等の非鉄金属板等）上に並べて固定して研磨パッド成形金型１０の上型１４を構成する組立て工程とを有している。以下、詳細に説明する。
【００２８】
図４（Ａ）に示すシリコン平板２１上に形成した被加工層２２内の位置に応じて照射する紫外線の照射エネルギー量を変化させて、被加工層２２内に正四角錐状微細突出部２３を生成させる場合、図示しない紫外線源（例えば、紫外線領域の光を発生するレーザ光発生装置）から発生させた紫外線ビーム２６を、図４（Ｂ）に示すデジタルミラーデバイス（ＤＭＤ）２７で反射して被加工層２２内の目的とする位置に照射することにより行う。即ち、ＤＭＤ２７には、任意方向に反射面を傾斜させることが可能なマイクロミラー２８が平面上に並べて配置されているので、各マイクロミラー２８毎に反射面の傾斜角度を調節することで、紫外線ビーム２６を構成している一部の紫外線を、複数のマイクロミラー２８で反射させて被加工層２２内の複数の所定位置をそれぞれ焦点として同時に入射させることができると共に、紫外線ビーム２６を構成している残部の紫外線を、他のマイクロミラー２８を用いて被加工層２２の外部に向けて反射することができる。そして、紫外線の照射時間を調節することで（レーザ光発生装置でのレーザショット数を変えることで）、被加工層２２内の所定位置に応じて照射する紫外線の照射エネルギー量を変化させることができる。
【００２９】
これにより、被加工層２２内に正四角錐状微細突出部２３を、マイクロパターンＡにおける正四角錐状微細突起１２の配置に合わせて、短時間、かつ高い加工精度（例えば、位置決めと寸法の各精度が０．０１〜１μｍ）で形成することができる。その結果、図４（Ｂ）に示すように、被加工層２２は、シリコン平板２１上に固着された複数の正四角錐状微細突出部２３と、正四角錐状微細突出部２３間に存在する非化学反応領域２４とで構成されることになる。そして、非化学反応領域２４を、薬品（例えば、ＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニウムヒドロキシ溶液）、ＫＯＨ（水酸化カリウム溶液）、ＥＤＰ（エチレンジアミン・ピロカテコール溶液）等）に溶解させて除去することにより、図４（Ｃ）に示すように、シリコン平板２１の一方の表面側に正四角錐状微細突出部２３が分散配置されたマイクロパターンＢが形成されたポジ型２５が得られる（以上、ポジ型作製工程）。
【００３０】
ポジ型２５を用いたネガ型１８の作製は、先ず、図５（Ａ）に示すように、ポジ型２５のマイクロパターンＢが形成された表層上に金属からなる電極層２９を、ＰＶＤ（例えば、蒸着）により、例えば、厚さが０．０１〜１μｍとなるように形成し、次いで、図５（Ｂ）に示すように、ポジ型２５のマイクロパターンＢが形成された表面に沿って形成された電極層２９の表面を下地面にして、電気めっきにより平板状金属部材３０を所定厚み（例えば、０．１〜５ｍｍ）に形成する。ここで、電極層２９を構成する金属は、ネガ型１８を構成する平板状金属部材３０との接着性が良好であることが必要である。例えば、紫外線硬化型樹脂としてアクリル系樹脂、エポキシ系樹脂等を使用した場合、電極層２９は、例えば、ニッケル、金、銀、銅等で形成することが好ましく、平板状金属部材３０は、例えば、ニッケル、コバルト、コバルト−ニッケル合金、ニッケル−リン合金等を使用して形成する。
【００３１】
そして、ネガ型１８をポジ型２５から分離した後、平板状金属部材３０の表面（電極層２９の反対側の面）側を研磨してネガ型１８の厚みを調節する。ここで、ポジ型２５上に形成する電極層２９には、ポジ型２５のマイクロパターンＢが転写されるので、ネガ型１８には、正四角錐状微細突出部２３（正四角錐状微細突起１２）と凹凸関係が反転した形状となって、底部の深さＫが０．１〜２０μｍ、開口２０の１辺の長さＭが０．１〜３０μｍ、開口２０の間隔Ｊが１〜３０μｍの正四角錐状微細窪み１９が、隣り合う正四角錐状微細窪み１９の底部の間隔Ｅを１．１〜６０μｍとして並べて配置されており、マイクロパターンＣが形成される（以上、ネガ型作製工程）。
【００３２】
図５（Ｃ）に示すように、ネガ型１８から上型１４を構成する場合、ネガ型１８を、マイクロパターンＣが形成された面を表側にして、ネガ型１８の側部同士を当接させながら上型本体１７の下面上に並べて固定する。ここで、上型本体１７にネガ型１８を密接させて配置する場合、隣り合うネガ型１８の境界を挟んで、隣り合う正四角錐状微細窪み１９の底部の間隔Ｅ´が、ネガ型１８内の隣り合う正四角錐状微細窪み１９の底部の間隔Ｅと同値となるように調整する。これによって、隣り合うネガ型１８間で、マイクロパターンＣの連続性を確保できる（以上、組立て工程）。
【００３３】
続いて、研磨パッド成形金型１０を用いて作製した研磨パッド１３の作用について説明する。
研磨パッド１３は、塑性加工可能な平板を、上型１４及び下型１５を用いて上下方向から挟んで加圧成形により製造されるので、高い平坦性を備えている。また、研磨パッド１３の一面側には、頂部の高さＨが０．１〜２０μｍ、底面の１辺の長さＬが０．１〜３０μｍの正四角錐状微細突起１２（斜面角度θ＝３０〜８０度）が、隣り合う正四角錐状微細突起１２の頂部の間隔Ｄを１．１〜６０μｍ、隣り合う正四角錐状微細突起１２の底面間の間隔Ｇを１〜３０μｍとして並べて配置されたマイクロパターンＡが形成されている。このため、従来のように、研磨パッド用の素材から研磨パッドの母材となる平板を切り出し、熟練を要するドレッシング（研磨パッドの平坦性の確保と微細凹凸パターンの形成）を行うという一連の作業が不要になる。その結果、半導体基板１１の平坦加工を迅速に行うことができると共に、研磨パッド１３の研磨性能を常に一定に保つことができる。
【００３４】
そして、研磨パッド１３を用いて半導体基板１１の平坦加工を行う場合、研磨パッド１３は、半導体基板１１の被研磨面に研磨パッド１３に形成された正四角錐状微細突起１２の頂部を介して接触することになって、正四角錐状微細突起１２の間の隙間に存在する研磨材を含んだスラリーを、半導体基板１１の被研磨面に効率的に接触させることができる。更に、スラリーを研磨中に連続的に供給すると、供給されたスラリーは正四角錐状微細突起１２の隙間を通過していくため、半導体基板１１の被研磨面に常に新鮮なスラリーを接触させることができると共に、研磨時に発生した削りかすをスラリーの流れに混入させて除去することができる。なお、研磨パッド１３を形成している素材には気孔は存在しないので、削りかすが研磨パッド１３内に入り込むことが防止できる。その結果、研磨速度を高位に維持しながら、半導体基板１１に高精密な平坦加工を安定して効率的に行うことが可能になる。
【００３５】
本発明の第２の実施の形態に係る研磨パッド成形金型３１は、図６に示すように、板状の被研磨材の一例である半導体基板１１（図３参照）の平坦加工を行う際に用いられ、一方側（半導体基板１１の被加工面に接触する側）に、頂部の高さＨが０．１〜２０μｍの微細凸部の一例である正四角錐状微細突起３２（斜面角度θ＝３０〜８０度）を、隣り合う正四角錐状微細突起３２の頂部の間隔Ｄを１．１〜６０μｍ、正四角錐状微細突起３２の底面の１辺の長さＬを０．１〜３０μｍ、隣り合う正四角錐状微細突起３２の底面間の間隔Ｇを１〜３０μｍとして並べて配置して構成したマイクロパターンＡが形成された帯状研磨パッド３３を製造する金型である。以下、詳細に説明する。
【００３６】
研磨パッド成形金型３１は、帯状研磨パッド３３の素材となる塑性加工可能な帯板３４（例えば、熱可塑性樹脂の一例であるポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）帯板を加熱して軟化状態にしたもの）を上下方向から挟んで加圧して、帯板３４の一方側、例えば、上面側にマイクロパターンＡを形成する１対の上、下ロール３５、３６とを有している。ここで、上、下ロール３５、３６間には帯状研磨パッド３３の厚みに相当する距離の隙間が設けられ、加圧時にはそれぞれ反対方向に回転する。そして、上ロール３５は、帯板３４の上面を押圧して、上面側にマイクロパターンＡを塑性加工により形成するパターン成形部３７と、パターン成形部３７を保持するロール本体３８とを有している。更に、パターン成形部３７は、側部を互いに密接させた状態でロール本体３８の外周部にそれぞれ配置（固定）され、帯板３４を一体的に押圧してマイクロパターンＡを形成する複数のネガ型３９を有している。
【００３７】
ネガ型３９には、微細凹部の一例であって、正四角錐状微細突起３２と凹凸関係が反転した形状となって、底部の深さＫが０．１〜２０μｍの正四角錐状微細窪み４０が、隣り合う正四角錐状微細窪み４０の底部の間隔Ｅを１．１〜６０μｍとして並べて配置して構成するマイクロパターンＣ（マイクロパターンＡに対して凹凸関係が反転したパターン）が形成されている。また、ネガ型３９（パターン成形部３７）の表面側（上ロール３５の外周部）に並んで存在している正四角錐状微細窪み４０の開口４１の１辺の長さＭは０．１〜３０μｍ、開口４１の間隔Ｊは１〜３０μｍである。
【００３８】
以上の構成とすることにより、互いに反対方向に回転している上、下ロール３５、３６間に挿入された軟化状態の帯板３４に、上方から上ロール３５を押し当てると、帯板３４を構成している素材の一部が、マイクロパターンＣを構成している正四角錐状微細窪み４０の開口４１から正四角錐状微細窪み４０内に進入するので、上、下ロール３５、３６間を通過した帯板３４の上表面側には正四角錐状微細窪み４０内に進入した素材から形成された正四角錐状微細突起３２が並べて配置されることになり、マイクロパターンＡが形成される。そして、マイクロパターンＡが形成された帯板３４（帯状研磨パッド３３）を冷却して硬化させた後、所定のサイズに裁断することにより研磨パッド４２が得られる。なお、上、下ロール３５、３６間の隙間の距離を一定にすることで、各正四角錐状微細突起３２の頂部と帯状研磨パッド３３の下面との間の距離を一定値（従って、研磨パッド４２の厚みを均一）にすることができると共に、各正四角錐状微細突起３２の頂部に接する平面を帯状研磨パッド３３（従って、研磨パッド４２）の下面に対して平行にすることができる。
【００３９】
次に、本発明の第２の実施の形態に係る研磨パッド成形金型３１の製造方法について説明する。
研磨パッド成形金型３１の製造方法は、図７（Ａ）に示すように、基板の一例である可撓性を有する平板４３（例えば、シリコーン樹脂製平板、アクリル樹脂製平板、ガラス製平板等）の一方の表面側に、紫外線硬化型樹脂で形成され、正四角錐状微細突起３２と同一寸法の微細反応凸部の一例である正四角錐状微細突出部４４を、マイクロパターンＡを形成している正四角錐状微細突起３２の配置に合わせて生成させて、平板４３の一方の表面側に正四角錐状微細突出部４４が分散配置されたマイクロパターンＢを形成した後、マイクロパターンＢが形成された面を半径方向内側にして円弧状に湾曲させてポジ型４５を作製するポジ型作製工程を有している。ここで、正四角錐状微細突出部４４の形成方法は、第１の実施の形態に係る研磨パッド成形金型１０の製造方法における正四角錐状微細突出部２３の形成方法と同一なので、詳細な説明は省略する。
【００４０】
更に、研磨パッド成形金型３１の製造方法は、図７（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、ポジ型４５のマイクロパターンＢを転写して、正四角錐状微細突出部４４に対応する位置に、正四角錐状微細突出部４４と同一寸法で凹凸関係が反転した微細凹部の一例である正四角錐状微細窪み４０が分散配置されたマイクロパターンＣが形成されたネガ型３９を作製するネガ型作製工程と、ネガ型３９を、マイクロパターンＣが形成された面を表側にして、ネガ型３９の側部同士を当接させながら基盤の一例であるロール本体３８（例えば、ステンレス鋼製ロール、普通鋼製ロール、合金鋼製ロール、鋳鉄製ロール、アルミニウム等の非鉄金属製ロール等）上に並べて固定して研磨パッド成形金型３１の上ロール３５を構成する組立て工程とを有している。以下、詳細に説明する。
【００４１】
ポジ型４５を用いたネガ型３９の作製は、先ず、図７（Ａ）に示すように、ポジ型４５のマイクロパターンＢが形成された表層上に金属からなる電極層４７を、ＰＶＤ（例えば、蒸着）により形成し、次いで、図７（Ｂ）に示すように、ポジ型４５のマイクロパターンＢが形成されて円弧状に湾曲した面に沿って形成された電極層４７の表面を下地面にして、電気めっきにより円弧状金属部材４８を所定厚み（例えば、０．１〜５ｍｍ）に形成する。ここで、電極層４７を構成する金属は、正四角錐状微細突出部４４を形成している紫外線硬化型樹脂との接着強度が低く、円弧状金属部材４８との接着性が良好であることが必要である。例えば、紫外線硬化型樹脂としてアクリル系樹脂、エポキシ系樹脂等を使用した場合、電極層４７は、例えば、ニッケル、金、銀、銅等で形成することが好ましく、円弧状金属部材４８は、例えば、ニッケル、コバルト、コバルト−ニッケル合金、ニッケル−リン合金等を使用して形成する。
【００４２】
そして、ネガ型３９をポジ型４５から分離した後、円弧状金属部材４８の表面（電極層４７の反対側の面）側を研磨してネガ型３９の厚みを調節する。ここで、ポジ型４５上に形成する電極層４７には、ポジ型４５のマイクロパターンＢが転写されるので、ネガ型３９には、正四角錐状微細突出部４４（正四角錐状微細突起３２）と凹凸関係が反転した形状となって、底部の深さＫが０．１〜２０μｍ、開口４１の１辺の長さＭが０．１〜３０μｍ、開口４１の間隔Ｊが１〜３０μｍの正四角錐状微細窪み４０が、隣り合う正四角錐状微細窪み４０の底部の間隔Ｅを１．１〜６０μｍとして並べて配置されており、マイクロパターンＣが形成される。
【００４３】
そして、図７（Ｃ）に示すように、ネガ型３９から上ロール３５を構成する場合、ネガ型３９を、マイクロパターンＣが形成された表層を上にして、ネガ型３９の側部同士を当接させながらロール本体３８の外周部に並べて固定する。ネガ型３９が固定されるロール本体３８は、円弧状金属部材４８の半径方向内側の曲率と同一の曲率を有している。ここで、ロール本体３８にネガ型３９を密接させて配置する場合、隣り合うネガ型３９の境界を挟んで、隣り合う正四角錐状微細窪み４０の底部の間隔E´が、ネガ型３９内の隣り合う正四角錐状微細窪み４０の底部の間隔Ｅと同値となるように調整する。これによって、隣り合うネガ型３９間で、マイクロパターンＣの連続性を確保できる。
【実施例】
【００４４】
縦１００ｍｍ、横１００ｍｍ、厚さ０．３ｍｍのシリコン平板の一方側に、紫外線硬化型樹脂を用いて、作製しようとする研磨パッドに設けるマイクロパターンＡの正四角錐状微細突起の高さに相当する厚さの被加工層を形成し、被加工層内の位置に応じて照射する紫外線の照射エネルギー量を変化させて、被加工層内に正四角錐状微細突起と同一寸法の正四角錐状微細突出部を正四角錐状微細突起の配置に合わせて化学反応により生成させた。次いで、被加工層内の非化学反応領域をＴＭＡＨに溶解させて除去して、平板の一方側に正四角錐状微細突出部が分散配置されたマイクロパターンＢが形成されたポジ型を作製した。
【００４５】
次いで、ポジ型のマイクロパターンＢが形成された面の上に、蒸着によりニッケルからなる厚さが０．１μｍの電極層を形成した後、電気めっきにより厚さが０．５ｍｍのニッケルからなるめっき金属部（平板状金属部材）を形成することにより、縦１００ｍｍ、横１００ｍｍ、厚さ０．８ｍｍのサイズでマイクロパターンＣが形成されたネガ型を作製した。続いて、作製したネガ型を、マイクロパターンＣが形成された面を表側にして、ネガ型の側部同士を当接させながらステンレス鋼製の上型本体の下面上に並べて固定して、縦１０００ｍｍ、横１０００ｍｍのパターン成形部を有する上型を作製した。更に、上型と対となるサイズでステンレス鋼製の下型を作製することにより、研磨パッド成形金型を得た。
【００４６】
４００℃に加熱して軟化状態となったポリエーテルエーテルケトン板（縦１０００ｍｍ、横１０００ｍｍ、厚さ４ｍｍ）を研磨パッド成形金型の下型上に載置し、上方から下降させた上型で挟んで加圧し、ポリエーテルエーテルケトン板の上面側にマイクロパターンＣを転写することにより、正四角錐状微細突起から構成されるマイクロパターンＡが形成された縦１０００ｍｍ、横１０００ｍｍ、厚さ３ｍｍの研磨パッドを成形した。
得られた研磨パッドに形成されたマイクロパターンＡの正四角錐状微細突起の形状を測定したところ、正四角錐状微細突起の高さは、目標４．９４μｍに対して４．８〜５．１μｍ、正四角錐状微細突起の底辺の１辺の長さは、目標７μｍに対して６．８〜７．２μｍ、正四角錐状微細突起の間隔は、目標５μｍに対して４．８〜５．２μｍであった。
【００４７】
得られた研磨パッドを用いて小型研磨機でＳｉＯ２付のシリコンウエハ（直径２０ｍｍ）の研磨を行った。研磨は、シリコンウエハの上面に研磨パッドのマイクロパターンＡが形成された面を３４．５ｋＰａの圧力で自転自在に接触させ、シリコンウエハを、回転速度６０ｒｐｍで回転させながら、ｐＨ１１に調整した水酸化カリウム水溶液にシリカ微粒子（研磨材）を１２．５ｍａｓｓ％分散させたスラリーを１００ミリリットル／分で供給しながら行った。このときの研磨レートは６０ｎｍ／ｍｉｎであった。
【００４８】
また、市販の研磨パッドを使用して、同一サイズのシリコンウエハの研磨を同一の研磨条件で行ったところ、研磨レートは５０ｎｍ／ｍｉｎであり、本発明の研磨パッドとほぼ同等の性能であった。
【００４９】
以上、本発明を、実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載した構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。
更に、本実施の形態とその他の実施の形態や変形例にそれぞれ含まれる構成要素を組合わせたものも、本発明に含まれる。
例えば、紫外線硬化型樹脂を用いて被加工層を形成したが、可視光線で硬化を開始するアクリル系樹脂等、赤外線で硬化を開始する光硬化ガラス等、又は電子線で硬化を開始するフッ素系樹脂等を用いて被加工層を形成することができる。更に、紫外線の照射で結合の破壊や、電子線の照射で結合の破壊をするプロセスにより被加工層を形成することもできる。
【符号の説明】
【００５０】
１０：研磨パッド成形金型、１１：半導体基板、１２：正四角錐状微細突起、１３：研磨パッド、１４：上型、１５：下型、１６：パターン成形部、１７：上型本体、１８：ネガ型、１９：正四角錐状微細窪み、２０：開口、２１：シリコン平板、２２：被加工層、２３：正四角錐状微細突出部、２４：非化学反応領域、２５：ポジ型、２６：紫外線ビーム、２７：デジタルミラーデバイス（ＤＭＤ）、２８：マイクロミラー、２９：電極層、３０：平板状金属部材、３１：研磨パッド成形金型、３２：正四角錐状微細突起、３３：帯状研磨パッド、３４：帯板、３５：上ロール、３６：下ロール、３７：パターン成形部、３８：ロール本体、３９：ネガ型、４０：正四角錐状微細窪み、４１：開口、４２：研磨パッド、４３：平板、４４：正四角錐状微細突出部、４５：ポジ型、４７：電極層、４８：円弧状金属部材
【図１】
2014008692.tif 000003
【図２】
2014008692.tif 000004
【図３】
2014008692.tif 000005
【図４】
2014008692.tif 000006
【図５】
2014008692.tif 000007
【図６】
2014008692.tif 000008
【図７】
2014008692.tif 000009