(57)【要約】【課題】  被研磨面におけるスクラッチの発生を十分に抑制し、かつ研磨速度に優れるため、化学機械研磨方法に有利に用いられる化学機械研磨パッド。【解決手段】  研磨面、それと対向する非研磨面およびこれらの面を規定する側面を有し、研磨面は、（ｉ）研磨面の中心部から周辺部に向う１本の仮想直線と交差する第１溝の複数本からなる第１の溝群、この複数本の第１溝同士は互に交差することがない、あるいは研磨面の中心部から周辺部に向って次第に螺線が拡大する１本の第１螺旋状溝のいずれか、および（ｉｉ）研磨面の中心部から周辺部に向う方向に伸び且つ上記第１溝群の第１溝または第１螺旋状溝のいずれかと交差する第２溝の複数本からなる第２溝群、この複数本の第２溝同士は互に交差することがない、を有する、化学機械研磨パッド。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
研磨面、それと対向する非研磨面およびこれらの面を規定する側面を有し、研磨面は、それぞれ複数本の溝からなる少なくとも２つの溝群を有してなり、上記２つの溝群は
（ｉ）研磨面の中心部から周辺部に向う１本の仮想直線と交差する第１溝の複数本からなる第１の溝群、この複数本の第１溝同士は互に交差することがない、および
（ｉｉ）研磨面の中心部から周辺部に向う方向に伸び且つ上記第１溝群の第１溝と交差する第２溝の複数本からなる第２溝群、この複数本の第２溝同士は互に交差することがない、
からなる、
ことを特徴とする化学機械研磨パッド。
【請求項２】
円盤状外形を有しそして対向する円形状上面および円形状下面がそれぞれ研磨面および非研磨面である請求項１のパッド。
【請求項３】
複数本の第１溝が、同心に配置された、直径の異なる複数本の溝からなるかあるいは複数本の螺旋状溝からなる、請求項１のパッド。
【請求項４】
同心に配置された、直径のことなる複数本の溝の数が２０〜４００である請求項３のパッド。
【請求項５】
複数本の螺旋状溝の数が２〜１０である請求項３のパッド。
【請求項６】
第１溝が０．１ｍｍ以上の溝幅および０．１ｍｍ以上の溝深さを有しそして複数本の第１溝と仮想直線との隣接する交差点間の距離のうち最小のものが０．０５ｍｍ以上である、請求項１のパッド。
【請求項７】
複数本の第２溝が中心部から発し周辺部へ向う直線状溝の複数本からなりそして少なくともその内の１本の溝はパッドの側面に達している請求項１のパッド。
【請求項８】
複数本の第２溝が、中心部から発し周辺部へ向う直線状溝の複数本と、中心部と周辺部との途中から発し周辺部へ向う直線状溝の複数本とからなりそして少なくともその内の１本の溝はパッドの側面に達している請求項１のパッド。
【請求項９】
複数本の第２溝が、２本の並列直線状溝のペアからなる請求項７または８のパッド。
【請求項１０】
複数本の第２溝が４〜６５本の直線状溝からなる請求項７または８のパッド。
【請求項１１】
第２溝が０．１ｍｍ以上の溝幅と０．１ｍｍ以上の溝深さを有する請求項７のパッド。
【請求項１２】
請求項１の化学機械研磨パッドを使用することを特徴とする化学機械研磨法。
【請求項１３】
研磨面、それと対向する非研磨面およびこれらの面を規定する側面を有し、研磨面は、それぞれ複数本の溝からなる少なくとも２つの溝群からなり、上記２つの溝群は
（ｉ）研磨面の中心部から周辺部に向って次第に螺線が拡大する１本の第１螺旋状溝および
（ｉｉ）研磨面の中心部から周辺部に向う方向に伸び且つ上記螺旋状溝と交差する第２溝の複数本からなる第２溝群、この複数本の第２溝同士は互に交差することがない、
を有する、
ことを特徴とする化学機械研磨パッド。
【請求項１４】
円盤状外形を有しそして対向する円形状上面および円形状下面がそれぞれ研磨面および非研磨面である請求項１３のパッド。
【請求項１５】
螺旋状溝の巻回数が２０〜４００である請求項１３のパッド。
【請求項１６】
第１螺旋状溝が０．１ｍｍ以上の溝幅および０．１ｍｍ以上の溝深さを有しそして該第１螺旋状溝と、研磨面の中心部から周辺部へ向う１本の仮想直線との隣接する交差点間の距離のうち最小のものが０．０５ｍｍ以上である、請求項１３のパッド。
【請求項１７】
複数本の第２溝が中心部から発し周辺部へ向う直線状溝の複数本からなりそして少なくともその内の１本の溝はパッドの側面に達している請求項１３のパッド。
【請求項１８】
複数本の第２溝が、中心部から発し周辺部へ向う直線状溝の複数本と、中心部と周辺部との途中から発し周辺部へ向う直線状溝の複数本とからなりそして少なくともその内の１本の溝はパッドの側面に達している請求項１３のパッド。
【請求項１９】
複数本の第２溝が、２本の並列直線状溝のペアからなる請求項１７または１８のパッド。
【請求項２０】
複数本の第２溝が４〜６５本の直線状溝からなる請求項１７または１８のパッド。
【請求項２１】
第２溝が０．１ｍｍ以上の溝幅と０．１ｍｍ以上の溝深さを有する請求項１７のパッド。
【請求項２２】
請求項１３の化学機械研磨パッドを使用することを特徴とする化学機械研磨法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、化学機械研磨工程に好適に使用することができる化学機械研磨パッド、及び該研磨パッドを用いる化学機械研磨方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造において、優れた平坦性を有する表面を形成することができる研磨方法として、化学機械研磨（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ＝”ＣＭＰ”）が注目されている。化学機械研磨は研磨パッドと被研磨面とを摺動させながら、化学機械研磨用パッド表面に、化学機械研磨用水系分散体例えば砥粒が分散された水系分散体を流下させて研磨を行う技術である。この化学機械研磨においては、研磨パッドの性状および特性等により研磨結果が大きく左右されることが知られている。
従来、化学機械研磨では微細な気泡を含有するポリウレタンフォームを研磨パッドとして用い、この樹脂の表面に開口する穴（以下、「ポア」という）にスラリーを保持させて研磨が行われている。このとき、化学機械研磨用パッドの表面（研磨面）に溝を設けることにより研磨速度及び研磨結果が向上することが知られている（特許文献１、特許文献２および特許文献３参照）。
しかし、近年、半導体装置の高性能・小型化に伴い、配線の微細化・多積層化が進んでおり、化学機械研磨および化学機械研磨用パッドへの要求性能が高くなってきている。上記特許文献１においては詳細に化学研磨用パッドのデザインが記載されているが、研磨速度及び研磨後の被研磨面の状態は未だ満足できるものではない。特に、引っ掻き傷状の表面欠陥（以下、「スクラッチ」という。）が発生する場合があり、改善が望まれている。
【特許文献１】特開平１１−７０４６３号公報
【特許文献２】特開平８−２１６０２９号公報
【特許文献３】特開平８−３９４２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、上記の従来の問題点を解決するものであり、本発明の目的は被研磨面におけるスクラッチの発生が十分に抑制され、かつ研磨速度に優れる、化学機械研磨パッド及び該研磨パッドを用いた化学機械研磨方法を提供することにある。
本発明のさらに他の目的および利点は以下の説明から明らかになろう。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明によれば、本発明の上記目的および利点は、第１に、
研磨面、それと対向する非研磨面およびこれらの面を規定する側面を有し、研磨面は、それぞれ複数本の溝からなる少なくとも２つの溝群を有し、上記２つの溝群は
（ｉ）研磨面の中心部から周辺部に向う１本の仮想直線と交差する第１溝の複数本からなる第１溝群、この複数本の第１溝同士は互に交差することがない、および
（ｉｉ）研磨面の中心部から周辺部に向う方向に伸び且つ上記第１溝群の第１溝と交差する第２溝の複数本からなる第２溝群、この複数本の第２溝同士は互に交差することがない、
からなる、
ことを特徴とする化学機械研磨パッド（以下、本発明の第１研磨パッドということがある）によって達成される。
【０００５】
本発明によれば、本発明の上記目的および利点は、第２に、
研磨面、それと対向する非研磨面およびこれらの面を規定する側面を有し、研磨面は、
（ｉ）研磨面の中心部から周辺部に向って次第に螺線が拡大する１本の第１螺旋状溝および
（ｉｉ）研磨面の中心部から周辺部に向う方向に伸び且つ上記螺旋状溝と交差する第２溝の複数本からなる第２溝群、この複数本の第２溝同士は互に交差することがない、
を有する、
ことを特徴とする化学機械研磨パッド（以下、本発明の第２研磨パッドということがある）によって達成される。
【０００６】
本発明によれば、本発明の上記目的および利点は、第３に、
本発明の上記化学機械研磨パッドを使用することを特徴とする化学機械研磨法によって達成される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の化学機械研磨パッドは、被研磨面におけるスクラッチの発生が十分に抑制され、かつ研磨速度に優れたものであり、該研磨パッドを使用する本発明の化学機械研磨方法は、大きな研磨速度で優れた表面状態の被研磨物を与えるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明について詳述する。最初に第１研磨パッドについて説明する。
【０００９】
研磨面上における上記第１溝群の第１溝の形状は特に限定されないが、例えば研磨面の中心部から周辺部へ向かって次第に拡大する２本以上螺旋状溝または互いに交差することがなく且つ同心状に配置された複数本の環もしくは多角形であることができる。環状溝は例えば円形、楕円形等であることができ、多角形溝は例えば四角形、五角形以上の多角形であることができる。
第１溝群における複数本の第１溝同士は交差することがない。
これらの第１溝は、研磨面の中心部から周辺部へ向かう１本の仮想直線と複数回交差するように研磨面上に設けられている。例えば溝の形状が上記複数個の環からなる場合、２つの環では交差点が２個であり、３つの環では３個となり、同様にｎ個の環ではｎ個となる。また、２本の螺旋状溝の場合にはふた巻（３６０度でひと巻とする）に入る前に交差点の数は２個となり、ふた巻に入ったときに交差点を３個とすることができ、ｎ巻では（ｎ＋１）個とすることができる。
【００１０】
複数個の多角形からなるときにも、複数個の環からなる場合と同様である。
複数個の環や多角形からなるとき、複数個の環や多角形は互いに交差しないように配置されるが、その配置は同心であっても偏心であってもよいが、同心であることが好ましい。同心状に配置されている研磨パッドは他のものに比べて上記機能に優れる。複数個の環が複数個の円環からなることが好ましく、それらの円環が同心に配置されるのがさらに好ましい。また、円環溝が同心円状であることにより、さらにこれらの機能に優れ、また、溝の作製もより容易である。
また、溝の幅方向すなわち溝方向に直角方向における断面形状は特に限定されない。例えば、平坦な側面と底面により形成された三面以上の多面形状、Ｕ字形状、Ｖ字形状等とすることができる。
【００１１】
同心に配置された、直径の異なる複数本の溝（環）の数は例えば２０〜４００本であることができ、また複数本の螺旋状溝の数は例えば２〜１０本であることができる。
溝の大きさは特に限定されないが、例えば、第１溝の溝幅は０．１ｍｍ以上とすることができ、好ましくは０．１〜５ｍｍ、更に好ましくは０．２〜３ｍｍとすることができる。また、溝の深さは０．１ｍｍ以上とすることができ、好ましくは０．１〜２．５ｍｍ、更に好ましくは０．２〜２．０ｍｍとすることができる。更に、溝の間隔は、上記仮想直線と複数本の第１溝との隣接する交差点間の距離のうち最小のものを０．０５ｍｍ以上とすることができ、好ましくは０．０５〜１００ｍｍ、更に好ましくは０．１〜１０ｍｍとすることができる。これらの範囲の大きさの溝とすることにより、被研磨面のスクラッチ低減効果に優れ、寿命の長い化学機械研磨用パッドを容易に製造することができることとなる。
【００１２】
上記各好ましい範囲は各々の組合せとすることができる。例えば、溝幅を０．１ｍｍ以上とし、溝深さを０．１ｍｍ以上とし、かつ溝の間隔を０．０５ｍｍ以上とすることができ、好ましくは溝幅を０．１〜５ｍｍとし、溝深さを０．１〜２．５ｍｍとし、かつ溝の間隔を０．１５〜１０５ｍｍとすることができ、更に好ましくは溝幅を０．２〜３ｍｍとし、溝深さを０．２〜２．０ｍｍとし、かつ溝の間隔を０．６〜１３ｍｍとすることができる。
【００１３】
溝の断面形状すなわち溝をその法線方向に切断した場合の切断面の形状は特に限定されないが、例えば多角形状、Ｕ字形状等とすることができる。多角形としては、例えば三角形、四角形、五角形等を挙げることができる。
また、溝の幅と隣り合う溝の間の距離との和であるピッチは０．１５ｍｍ以上であることが好ましく、より好ましくは０．１５〜１０５ｍｍであり、更に好ましくは０．５〜１３ｍｍであり、特に好ましくは０．５〜５．０ｍｍであり、就中０．５〜２．２ｍｍである。
また、上記第１溝の内面の表面粗さ（Ｒａ）は２０μｍ以下であることが好ましく、より好ましくは０．０５〜１５μｍ以下であり、更に好ましくは０．０５〜１０μｍ以下である。この表面粗さを２０μｍ以下とすることにより、化学機械研磨工程の際に被研磨面に発生するスクラッチをより効果的に防止できることとなる。
【００１４】
なお、上記表面粗さ（Ｒａ）は、下記式（１）により定義される。
Ｒａ＝Σ｜Ｚ−Ｚａｖ｜／Ｎ  ・・・（１）
ただし、上記式において、Ｎは測定点数であり、Ｚは粗さ局面の高さであり、Ｚａｖは粗さ局面の平均高さである。
上記第２溝群の第２溝は、研磨面の中心部から周辺部へ向かう方向に伸びる複数の溝からなる。ここで、中心部とは、化学機械研磨パッド面上の重心を中心とした半径５０ｍｍの円で囲まれた領域をいう。第２溝群に属する各第２溝は、この「中心部」のうちの任意の一点から周辺部へ向かう方向に伸びていればよく、その形状は、例えば直線状若しくは円弧状又はこれらを組み合わせた形状であることができる。
【００１５】
第２溝は、外周端へ達していてもよいし、達していなくてもよいが、少なくともそのうちの１本の溝は外周端すなわちパッドの側面へ達していることが好ましい。例えば、複数本の第２溝は、中心部から発し周辺部へ向う直線状溝の複数本からなりそして少なくともその内の１本の溝はパッドの側面に達していることができ、また複数本の第２溝は、中心部から発し周辺部へ向う直線状溝の複数本と、中心部と周辺部との途中から発し周辺部へ向う直線状溝の複数本とからなりそして少なくともその内の１本の溝はパッドの側面に達していることができる。さらに、複数本の第２溝は、２本の並列直線状溝のペアからなることができる。
第２溝群の第２溝の数は、好ましくは４〜６５本であり、更に好ましくは８〜４８本である。
【００１６】
化学機械研磨パッド面上に存在する第２溝群に属する第２溝は、第２溝群に属する他の溝と接していなくてもよいし、接していてもよいが、互に交差することはない。複数の第２溝のうちの２〜３２本が、上記中心部の領域において他の第２溝と接していることが好ましく、２〜１６本が他の第２溝と接していることがより好ましい。第２溝は、他の溝と第２溝と、パッド面の中心部以外の場所で接していてもよい。
第２溝の好ましい溝幅及び溝の深さは、上記第１溝の幅及び溝の深さと同様である。また、第２溝の内面の表面粗さ（Ｒａ）の好ましい範囲も、第１溝の内面の表面粗さ（Ｒａ）の好ましい範囲と同様である。
これら第２溝群の複数第２溝は、化学機械研磨パッド面上で、できるだけ均等に配置されることが好ましい。
本発明の化学機械研磨パッドの研磨面に形成される第２溝群は、例えば図１〜７に示した概略図のような構成であることができる。
【００１７】
次に、本発明の第２研磨パッドは、上記第１研磨パッドの第１溝群に代えて、研磨面の中心部から周辺部に向って次第に螺線が拡大する１本の第１螺旋状溝を有する。
第１螺旋状溝の巻回数は例えば２０〜４００であることができる。３６０度でのひと巻きが巻回数１に相当する。
第１螺旋状溝は、例えば０．１ｍｍ以上の溝幅および０．１ｍｍ以上の溝深さを有しそして該第１螺旋状溝と、研磨面の中心部から周辺部へ向う１本の仮想直線との隣接する交差点間の距離のうち最小のものが０．０５ｍｍ以上であることができる。
第２研磨パッドについてここに特に記載のない事項は、第１研磨パッドについての記載事項がそのままあるいは当業者に自明の変更の下に、第２研磨パッドについても適用されると理解されるべきである。
【００１８】
次に、添付図面を用いて、本発明の化学機械研磨パッドの溝の構成を具体例により説明する。
図１において、パッド１は研磨面にパッドの中心から周辺部へ伸びる１６本の直線溝２からなる第２溝群と、直径の異なる１０本の同心円溝３からなる第１溝群とを有している。第２溝群における１６本の直線溝２は互に交差していずまた第１溝群における１０本の同心円溝３も互に交差していないが、直線溝と同心円溝とは交差している。また、図１のパッドでは、１６本の直線溝は全てパッドの側面に達している。
【００１９】
図２のパッドは、３２本の直線溝２からなる第２溝群と、直径の異なる１０本の同心円溝３からなる第１溝群とを有している。３２本の直線溝のうち４本は中心から発しているのに対し、他の２８本の直線溝は中心から幾分周辺部へ後退した部分（この部分が中心部であることは、第１溝群のうち最も小さな円溝にもこの直線溝が交差していることで判定できる）から発している。図２のパッドでも、３２本の直線溝は全てパッドの側面に達している。
【００２０】
図３において、パッド１は、６４本の直線溝２からなる第２溝群と、直径の異なる１０本の円心円溝３からなる第１溝群を有している。６４本の直線溝のうち８本は中心から発しているのに対し、残りの５６本の直線溝は中心から幾分周辺部へ後退した部分から発している。図３のパッドも６４本の直線溝は全てパッドの側面に達している。
【００２１】
図４において、パッド１は、中心部から周辺部へ向って伸びる１６本の溝２からなる第２溝群を有している。１６本の溝のうち４本は中心から発し、残りの１２本の溝は中心から幾分周辺部へ後退した部分から発している。また、これらの１６本の溝は、図に示されているように、中心から周辺に向う途中で左へ曲がっているが、その曲がった部分を除けば概ね直線状に伸びている。
【００２２】
図５のパッドは、図１のパッドの変形であり、第２溝群の１６本の直線溝２が全て、中心部ではあるが中心から幾分周辺部へ後退した部分から発している。直線溝２は全て第１溝群の同心円溝のうちの最も小さな円溝と交差する点から発している。
【００２３】
図６のパッドは、中心から発する８本の直線溝からなる第２溝群を有している。これらの８本の直線溝はパッドの側面に到達せず、第１溝群の同心円溝のうち最も大きな円溝と交差する点で終了している。
【００２４】
図７のパッドは、中心から発する８本の直線溝が周辺部に到達する前の途中において２本の直線溝２’，２’’に分岐している第２溝群を有している。
【００２５】
図８のパッドは、図２における３２本の直線溝の全ての溝間に、さらに、中心部と周辺部との途中から発する直線溝３２本を有するパッドに相当する。直線溝３２本は、図において、中心から４つ目の同心円溝と交差する点から発している。
【００２６】
図９のパッドは、図２において中心から幾分周辺部へ後退した部分から発する２８本の直線溝がそれぞれ平行な２本の直線溝の組合せからなるペアを形成しているパッドに相当する。
【００２７】
図１０のパッドは、巻回数１０の１本の第１螺旋状溝４と１６本の直線溝２からなる第２溝群とを有している。螺旋状溝はパッドの中心部から発し次第に螺旋を拡大して周辺部に達している。
【００２８】
本発明の研磨パッドの研磨面上への溝の配置は、上記図１〜１０から理解されるように、中心に対して対称性例えば点対称、線対称あるいは面対称を示すように、行われるのが好ましい。
【００２９】
本発明の上記第１研磨パッドおよび第２研磨パッドは、必要に応じて非研磨面側（パッドの裏面）に凹部を有することができる。この凹部は、化学機械研磨工程の際に、研磨ヘッドの加圧による局所的な圧力上昇を分散させる機能を有し、被研磨面のスクラッチのさらなる低減に資する。凹部の位置は、特に限定されないが、パッドの中央部に位置することが好ましい。ここで「中央部に位置する」とは、数学的に厳密な意味における中心に位置する場合のみならず、研磨パッドの非研磨面の中心が上記凹部の範囲内に位置していればよい。
凹部の形状は特に限定されないが、円形又は多角形状であることが好ましく、円形が特に好ましい。凹部の形状が円形である場合、その直径の上限値は、被研磨物であるウェハの直径の好ましくは１００％、更に好ましくは７５％、特に好ましくは５０％である。凹部の形状が円形である場合、その直径の下限は、被研磨物であるウェハのサイズに拘わらず好ましくは１ｍｍ、更に好ましくは５ｍｍである。
【００３０】
本発明の化学機械研磨パッドの形状は特に限定されないが、例えば円盤状、多角柱状等とすることができ、本発明の化学機械研磨パッドを装着して使用する研磨装置に応じて適宜選択することができる。
例えば、円盤状外形を有するとき、対向する円形状上面および円形状下面がそれぞれ研磨面および非研磨面となる。
化学機械研磨パッドの大きさも特に限定されないが、例えば円盤状の化学機械研磨パッドの場合、直径１５０〜１２００ｍｍ、特に５００〜８００ｍｍ、厚さ０．５〜５．０ｍｍ、特に厚さ１．０〜３．０ｍｍ、就中厚さ１．５〜３．０ｍｍとすることができる。
【００３１】
本発明の化学機械研磨パッドは、上記の如き溝を備えている限り、どのような材料から構成されていてもよいが、例えば非水溶性マトリックス材と、該非水溶性マトリックス材中に分散された水溶性粒子とを含有するものや、非水溶性マトリクス中に微細な気泡を有するパッドなどであることができる。
このうち、前者の素材は、水溶性粒子が研磨時に水系媒体と固形分とを含有するスラリーの水系媒体と接触し、溶解または膨潤して脱離し、そして、脱離により形成されたポアにスラリーを保持できる。一方、後者の素材は、空洞として予め形成されているポアにスラリーを保持できる。
【００３２】
上記「非水溶性マトリックス」を構成する材料は特に限定されないが、所定の形状および性状への成形が容易であり、適度な硬度や、適度な弾性等を付与できることなどから、有機材料が好ましく用いられる。有機材料としては、例えば熱可塑性樹脂、エラストマー、ゴム例えば架橋ゴムおよび硬化樹脂例えば熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂等、熱、光等により硬化された樹脂等を単独または組み合わせて用いることができる。
このうち、熱可塑性樹脂としては、例えば１，２−ポリブタジエン樹脂、ポリエチレンの如きポリオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアクリル樹脂例えば（メタ）アクリレート系樹脂等、ビニルエステル樹脂（アクリル樹脂を除く）、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリフッ化ビニリデンの如きフッ素樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアセタール樹脂等を挙げることができる。
【００３３】
エラストマーとしては、例えば１，２−ポリブタジエンの如きジエンエラストマー、ポリオレフィンエラストマー（ＴＰＯ）、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体（ＳＢＳ）、その水素添加ブロック共重合体（ＳＥＢＳ）の如きスチレン系エラストマー、熱可塑性ポリウレタンエラストマー（ＴＰＵ）、熱可塑性ポリエステルエラストマー（ＴＰＥＥ）、ポリアミドエラストマー（ＴＰＡＥ）の如き熱可塑性エラストマー、シリコーン樹脂エラストマー、フッ素樹脂エラストマー等を挙げることができる。ゴムとしては、例えばブタジエンゴム（高シスブタジエンゴム、低シスブタジエンゴム等）、イソプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、スチレン−イソプレンゴムの如き共役ジエンゴム、アクロルニトリル−ブタジエンゴムの如きニトリルゴム、アクリルゴム、エチレン−プロピレンゴム、エチレン−プロピレン−ジエンゴムの如きエチレン−α−オレフィンゴムおよびブチルゴムや、シリコーンゴム、フッ素ゴムの如きその他のゴムを挙げることができる。
【００３４】
硬化樹脂としては、例えばウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン−ウレア樹脂、ウレア樹脂、ケイ素樹脂、フェノール樹脂、ビニルエステル樹脂等を挙げることができる。
また、これらの有機材料は、酸無水物基、カルボキシル基、ヒドロキシル基、エポキシ基、アミノ基等により変性されたものであってもよい。変性により、後述する水溶性粒子や、スラリーとの親和性を調節することができる。
これらの有機材料は１種のみを用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００３５】
これらの有機材料は、その一部または全部が架橋された架橋重合体でもよく、非架橋重合体でもよい。従って、非水溶性マトリックスは、架橋重合体のみからなってもよく、架橋重合体と非架橋重合体との混合物であってもよく、非架橋重合体のみからなってもよい。しかし、架橋重合体のみからなるか、または架橋重合体と非架橋重合体との混合物からなることが好ましい。架橋重合体を含有することにより、非水溶性マトリックスに弾性回復力が付与され、研磨時に研磨パッドにかかるずり応力による変位を小さく抑えることができる。また、研磨時およびドレッシング時に非水溶性マトリックスが過度に引き延ばされ塑性変形してポアが埋まること、さらには、研磨パッド表面が過度に毛羽立つこと等を効果的に抑制できる。従って、ドレッシング時にもポアが効率よく形成され、研磨時のスラリーの保持性の低下が防止でき、さらには、毛羽立ちが少なく研磨平坦性を阻害しない。なお、上記架橋を行う方法は特に限定されず、例えば有機過酸化物、硫黄、硫黄化合物等を用いた化学架橋、電子線照射等による放射線架橋などにより行うことができる。
【００３６】
これらのうち、化学架橋法によることが好ましい。架橋が化学架橋による場合、架橋剤としては、ハンドリング性がよいこと及び被研磨物に対する汚染性がないこと等の観点から、有機過酸化物を使用することが好ましい。有機過酸化物としては、例えば過酸化ジクミル、過酸化ジエチル、過酸化ジ−ｔ−ブチル、過酸化時ジアセチル、過酸化ジアシル等を挙げることができる。架橋が化学架橋法による場合、架橋剤の使用量は、非水溶性部材のうちの架橋性ポリマーの使用量１００質量部に対して好ましくは０．０１〜５．０質量部であり、より好ましくは０．２〜４．０質量部である。この範囲の使用量とすることにより、化学機械研磨工程においてスクラッチの発生が抑制された化学機械研磨パッドを得ることができる。架橋は、非水溶性部材を構成する材料の全部について一括して行ってもよく、非水溶性部材を構成する材料の一部について架橋を行った後に残部と混合してもよい。また、格別の架橋を行った数種の架橋物を混合してもよい。
【００３７】
架橋が化学架橋法による場合には、使用する架橋剤の量や架橋条件を調製することにより、一回の架橋操作により、非水溶性部材の一部が架橋され他の部分が架橋されていない有機材料の混合物を容易に得ることができる。また、架橋が放射線架橋法による場合には、放射線の照射量を調整することにより、上記と同様の効果を容易に得ることができる。
この架橋重合体としては、上記有機材料の中でも架橋ゴム、硬化樹脂、架橋された熱可塑性樹脂および架橋されたエラストマー等を用いることができる。さらに、これらの中でも、多くのスラリー中に含有される強酸や強アルカリに対して安定であり、且つ吸水による軟化が少ないことから架橋熱可塑性樹脂および／または架橋エラストマーが好ましい。また、架橋熱可塑性樹脂および架橋エラストマーのうちでも、有機過酸化物を用いて架橋されたものが特に好ましく、さらには、架橋１，２−ポリブタジエンがより好ましい。
【００３８】
これら架橋重合体の含有量は特に限定されないが、非水溶性マトリックス全体の、好ましくは３０体積％以上、より好ましくは５０体積％以上、さらに好ましくは７０体積％以上であり１００体積％であってもよい。非水溶性マトリックス中の架橋重合体の含有量が３０体積％未満では十分に架橋重合体を含有する効果を発揮させることができない場合がある。
【００３９】
架橋重合体を含有する非水溶性マトリックスは、ＪＩＳ  Ｋ  ６２５１に準じて非水溶性マトリックスからなる試験片を８０℃において破断させた場合に、破断後に残留する伸び（以下、単に「破断残留伸び」という）が１００％以下とすることができる。即ち、破断した後の標線間合計距離が破断前の標線間距離の２倍以下となる。この破断残留伸びは、好ましくは３０％以下、さらに好ましくは１０％以下、とりわけ好ましくは５％以下である。破断残留伸びが１００％を超えると、研磨時および面更新時に研磨パッド表面から掻き取られたまたは引き延ばされた微細片がポアを塞ぎ易くなる傾向にあり好ましくない。この「破断残留伸び」とは、ＪＩＳ  Ｋ  ６２５１「加硫ゴムの引張試験方法」に準じて、試験片形状ダンベル状３号形、引張速度５００ｍｍ／分、試験温度８０℃で引張試験において試験片を破断させた場合に、破断して分割された試験片の各々の標線から破断部までの合計距離から、試験前の標線間距離を差し引いた伸びである。また、実際の研磨においては摺動により発熱するため温度８０℃における試験である。
【００４０】
上記「水溶性粒子」は、研磨パッド中において水系分散体であるスラリーと接触することにより非水溶性マトリックスから脱離する粒子である。この脱離は、スラリー中に含有される水等との接触により溶解することで生じてもよく、この水等を含有して膨潤し、ゲル状となることで生じるものであってもよい。さらに、この溶解または膨潤は水によるものばかりでなく、メタノール等のアルコール系溶剤を含有する水系混合媒体との接触によるものであってもよい。
この水溶性粒子は、ポアを形成する効果以外にも、研磨パッド中においては、研磨パッドの押し込み硬さを大きくする効果を有する。例えば、水溶性粒子を含有することにより本発明の研磨パッドのショアＤ硬度を、好ましくは３５以上、より好ましくは５０〜９０、さらに好ましくは５０〜８０そして通常１００以下にすることができる。ショアＤ硬度が３５を超えると、被研磨体に負荷できる圧力を大きくでき、これに伴い研磨速度を向上させることができる。さらに加えて、高い研磨平坦性が得られる。従って、この水溶性粒子は、研磨パッドにおいて十分な押し込み硬さを確保できる中実体であることが特に好ましい。
【００４１】
この水溶性粒子を構成する材料は特に限定されないが、例えば、有機水溶性粒子および無機水溶性粒子を挙げることができる。有機水溶性粒子の素材としては、例えば糖類、例えばでんぷん、デキストリンおよびシクロデキストリンの如き多糖類、乳糖、マンニット等、セルロース類、例えばヒドロキシプロピルセルロース、メチルセルロース等、蛋白質、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリアクリル酸、ポリエチレンオキサイド、水溶性の感光性樹脂、スルホン化ポリイソプレン、スルホン化ポリイソプレン共重合体等を挙げることができる。さらに、無機水溶性粒子の素材としては、例えば酢酸カリウム、硝酸カリウム、炭酸カリウム、炭酸水素カリウム、塩化カリウム、臭化カリウム、リン酸カリウム、硝酸マグネシウム等を挙げることができる。これらの水溶性粒子は、上記各素材を単独または２種以上を組み合わせて用いることができる。さらに、所定の素材からなる１種の水溶性粒子であってもよく、異なる素材からなる２種以上の水溶性粒子であってもよい。
【００４２】
また、水溶性粒子の平均粒径は、好ましくは０．１〜５００μｍ、より好ましくは０．５〜１００μｍである。ポアの大きさは、好ましくは０．１〜５００μｍ、より好ましくは０．５〜１００μｍである。水溶性粒子の平均粒径が０．１μｍ未満であると、形成されるポアの大きさが使用する砥粒より小さくなるためスラリーを十分に保持できる研磨パッドが得難くなる傾向にある。一方、５００μｍを超えると、形成されるポアの大きさが過大となり得られる研磨パッドの機械的強度および研磨速度が低下する傾向にある。
【００４３】
この水溶性粒子の含有量は、非水溶性マトリックスと水溶性粒子との合計を１００体積％とした場合に、水溶性粒子は、好ましくは２〜９０体積％、より好ましくは２〜６０体積％、さらに好ましくは２〜４０体積％、である。水溶性粒子の含有量が２体積％未満であると、得られる研磨パッドにおいてポアが十分に形成されず研磨速度が低下する傾向にある。一方、９０体積％を超えて水溶性粒子を含有する場合は、得られる研磨パッドにおいて研磨パッド内部に存在する水溶性粒子が膨潤または溶解することを十分に防止でき難くなる傾向にあり、研磨パッドの硬度および機械的強度を適正な値に保持し難くなる。
【００４４】
また、水溶性粒子は、研磨パッド内において表層に露出した場合にのみ水に溶解し、研磨パッド内部では吸湿してさらには膨潤しないことが好ましい。このため水溶性粒子は最外部の少なくとも一部に吸湿を抑制する外殻を備えることができる。この外殻は水溶性粒子に物理的に吸着していても、水溶性粒子と化学結合していても、さらにはこの両方により水溶性粒子に接していてもよい。このような外殻を形成する材料としては、例えばエポキシ樹脂、ポリイミド、ポリアミド、ポリシリケート等を挙げることができる。なお、この外殻は水溶性粒子の一部のみに形成されていても十分に上記効果を得ることができる。
【００４５】
上記非水溶性マトリックスは、水溶性粒子との親和性並びに非水溶性マトリックス中における水溶性粒子の分散性を制御するため、相溶化剤を含有することができる。相溶化剤としては、例えば酸無水物基、カルボキシル基、ヒドロキシル基、エポキシ基、オキサゾリン基およびアミノ基等により変性された重合体、ブロック共重合体、並びにランダム共重合体、さらに、種々のノニオン系界面活性剤、カップリング剤等を挙げることができる。
【００４６】
一方、後者の空洞が分散して形成された非水溶性マトリクス材（発泡体等）を備える研磨パッドを構成する非水溶性マトリックス材としては、例えば、ポリウレタン、メラミン樹脂、ポリエステル、ポリスルホン、ポリビニルアセテート等を挙げることができる。
このような非水溶性マトリックス材中に分散する空洞の大きさは、平均値で、好ましくは０．１〜５００μｍ、より好ましくは０．５〜１００μｍである。
【００４７】
本発明の化学機械研磨パッドの製造方法は特に限定されず、化学機械研磨パッドの有する溝及び任意的に有していてもよい裏面の凹部（以下、両者を併せて「溝等」という。）の形成方法も特に限定されない。例えば、予め化学機械研磨パッドとなる化学機械研磨パッド用組成物を準備し、この組成物を所望形の概形に成形した後、切削加工により溝等を形成することができる。さらに、溝等となるパターンが形成された金型を用いて化学機械研磨パッド用組成物を金型成形することにより、化学機械研磨パッドの概形と共に溝等を同時に形成することができる。ここで、金型成形によると容易に溝の内面の表面粗さを２０μｍ以下にすることができる。
【００４８】
化学機械研磨パッド用組成物を得る方法は特に限定されない。例えば、所定の有機材料等の必要な材料を混練機等により混練して得ることができる。混練機としては従来より公知のものを用いることができる。例えば、ロール、ニーダー、バンバリーミキサー、押出機（単軸、多軸）等の混練機を挙げることができる。
【００４９】
水溶性粒子を含有する研磨パッドを得るための水溶性粒子を含有する研磨パッド用組成物は、例えば、非水溶性マトリックス、水溶性粒子およびその他の添加剤等を混練して得ることができる。但し、通常、混練時には加工し易いように加熱して混練されるが、この時の温度において水溶性粒子は固体であることが好ましい。固体であることにより、非水溶性マトリックスとの相溶性の大きさに関わらず水溶性粒子を前記の好ましい平均粒径で分散させることができる。従って、使用する非水溶性マトリックスの加工温度により、水溶性粒子の種類を選択することが好ましい。
本発明の化学機械研磨パッドは、上記のようなパッドの非研磨面上に支持層を備える多層型パッドであることもできる。
【００５０】
上記支持層は、化学機械研磨用パッドを研磨面の裏面上で支える層である。この支持層の特性は特に限定されないが、パッド本体に比べてより軟質であることが好ましい。より軟質な支持層を備えることにより、パッド本体の厚さが薄い場合例えば、１．０ｍｍ以下であっても、研磨時にパッド本体が浮き上がることや、研磨層の表面が湾曲すること等を防止でき、安定して研磨を行うことができる。この支持層の硬度は、パッド本体の硬度の９０％以下が好ましく、さらに好ましくは５０〜９０％であり、特に好ましくは５０〜８０％であり、就中５０〜７０％が特に好ましい。
【００５１】
また、支持層は、多孔質体例えば発泡体であっても、非多孔質体であってもよい。さらに、その平面形状は特に限定されず、研磨層と同じであっても異なっていてもよい。この支持層の平面形状としては、例えば、円形、多角形、例えば四角形等などとすることができる。また、その厚さも特に限定されないが、例えば、０．１〜５ｍｍが好ましく、さらに好ましくは０．５〜２ｍｍとすることができる。
支持層を構成する材料も特に限定されないが、所定の形状および性状への成形が容易であり、適度な弾性等を付与できることなどから有機材料を用いることが好ましい。
【００５２】
上記したような本発明の化学機械研磨用パッドは、高い研磨速度で良好な被研磨面を得ることができ、かつ長い寿命を有するものである。
なお、本発明の化学機械研磨パッドが、被研磨物の研磨面に発生するスクラッチを低減させる機構については未だ明らかではないが、従来知られている化学機械研磨パッドにおいては、化学機械研磨工程の際、パッドの中心部に化学機械研磨用水系分散体や研磨屑等が滞留する現象が見られたことから、上記滞留物がスクラッチの発生源として働いていたものと推定される。一方、本発明の化学機械研磨パッドを使用すると、化学機械研磨工程の際に上記のような滞留現象が観察されないことから、研磨面上に上記の如き溝を形成することにより滞留物が効果的に除去されることになったと思われ、これによりスクラッチの低減効果が発現したものと推定される。
【００５３】
本発明の化学機械研磨方法は、上記のごとき本発明の化学機械研磨パッドを使用することを特徴とする。本発明の化学機械研磨用パッドは、市販の研磨装置に装着して、公知の方法により化学機械研磨に使用することができる。
その場合の被研磨面、使用する化学機械研磨用水系分散体の種類は問わない。
【実施例】
【００５４】
実施例１
（１）化学機械研磨パッドの製造
架橋されて非水溶性マトリックスとなる１，２−ポリブタジエン（ＪＳＲ（株）製、商品名「ＪＳＲ  ＲＢ８３０」）８０体積部（７２質量部に相当）と、水溶性粒子であるβ−サイクロデキストリン（（株）横浜国際バイオ研究所製、商品名「デキシパールβ−１００」、平均粒径２０μｍ）２０体積部（２８質量部に相当）とを１６０℃に調温されたルーダーにより混練した。その後、ジクミルパーオキシド（日本油脂（株）製、商品名「パークミルＤ」）１．０体積部（１．１質量部に相当）を配合して、１２０℃にて更に混練し、ペレットを得た。次いで、混練物を金型内において１７０℃で１８分加熱し、架橋させて、直径６００ｍｍ、厚さ２．５ｍｍの円盤状の成形体を得た。その後、この成形体の研磨面側に加藤機械（株）製の切削加工機を用いて、幅が０．５ｍｍ、深さが１．０ｍｍの同心円状の溝を、ピッチが２．０ｍｍとなるように形成した（第１溝群の溝）。更に、研磨面側に、パッドの中心から外周端に至る直線状の溝１６本（それぞれの幅は１．０ｍｍであり、深さは１．０ｍｍである。）を、パッド研磨面の中心で互いに接し、隣接する直線溝となす角度はいずれも２２．５°となるように形成した（第２溝群の溝）。ここで形成した溝群の構成は、図１に示した概略図に相当する。なお、ここで形成した溝群につき三次元表面構造解析顕微鏡（型式「Ｚｙｇｏ  Ｎｅｗ  Ｖｉｅｗ  ５０３２，」キヤノン（株）製）で内面の表面粗さを測定したところ、４．２μｍであった。
【００５５】
（２）研磨速度及びスクラッチ数の評価
上記で製造した化学機械研磨パッドを研磨装置（（株）荏原製作所製、型式「ＥＰＯ１１２」）の定盤上に装着し、化学機械研磨用スラリーとして３倍に希釈したＣＭＳ−１１０１（商品名、ＪＳＲ（株）製）を使用し、以下の条件でパターンなしＳｉＯ２膜（ＰＥＴＥＯＳ膜；テトラエチルオルトシリケート（ＴＥＯＳ）を原料として、促進条件としてプラズマを利用して化学気相成長で成膜したＳｉＯ２膜）を有するウェハ（直径８インチ）を研磨し、研磨速度及びスクラッチ数を評価した。その結果、研磨速度は、２１０ｎｍ／分であり、被研磨面にスクラッチは確認されなかった。
定盤の回転数；７０ｒｐｍ
ヘッドの回転数；６３ｒｐｍ
ヘッド押しつけ圧；４ｐｓｉ
スラリー供給量；２００ｍＬ／分
研磨時間；２分
なお、上記研磨速度は光学式膜厚計により研磨前後の膜厚を測定し、これらの膜厚差から算出した。また、スクラッチは研磨後のＳｉＯ２膜ウェハの被研磨面をウェハ欠陥検査装置（ケーエルエー・テンコール社製、型式「ＫＬＡ２３５１」）を使用して被研磨面の全面に生成したスクラッチの全数を測定した。
【００５６】
実施例２
実施例１において、第２溝群の溝として、パッドの中心から外周端に至る直線状の溝４本（それぞれの幅は１．０ｍｍであり、深さは１．０ｍｍである。）を、パッド研磨面の中心で互いに接し、隣接する直線溝となす角度はいずれも９０°となるように形成し、更に、パッド中心から２５ｍｍの点から外周端に至る直線溝を、いずれも隣接する直線溝となす角度が１１．２５°となるように、２８本の直線溝を形成した他は、実施例１と同様にして化学機械研磨パッドを製造した。ここで形成した溝群の構成は、図２に示した概略図に相当する。なお、ここで形成した溝群の、内面の表面粗さは３．９μｍであった。
上記で作成した研磨パッドを使用した他は実施例１と同様にして研磨速度、スクラッチ数を評価した。その結果、研磨速度は２２０ｎｍ／分であり、スクラッチは確認されなかった。
【００５７】
実施例３
１，２−ポリブタジエン（ＪＳＲ（株）製、商品名「ＪＳＲ  ＲＢ８３０」）６４体積部（５８質量部に相当）と、１，２−ポリブタジエンとポリスチレンのブロック重合体（ＪＳＲ（株）製、商品名「ＴＲ２８２７」）１６体積部（１４質量部ｋに相当）と、水溶性粒子であるβ−サイクロデキストリン（（株）横浜国際バイオ研究所製、商品名「デキシパールβ−１００」、平均粒径２０μｍ）２０体積部（２８質量部に相当）とを１６０℃に調温されたルーダーにより混練した。その後、ジクミルパーオキシド（日本油脂（株）製、商品名「パークミルＤ」）０．５体積部（０．５６質量部に相当）を配合して、１２０℃にて更に混練し、ペレットを得た。次いで、混練物を金型内において１８０℃で１０分加熱し、架橋させて、直径６００ｍｍ、厚さ２．５ｍｍの円盤状の成形体を得た。その後、この成形体の研磨面側に加藤機械（株）社製の切削加工機を用いて、幅が０．５ｍｍ、深さが１．０ｍｍの同心円状の溝を、ピッチが１．５ｍｍとなるように形成した（第１溝群の溝）。更に、パッドの中心から外周端に至る直線状の溝８本（それぞれの幅は１．０ｍｍであり、深さは１．０ｍｍである。）を、パッド研磨面の中心で互いに接し、隣接する直線溝となす角度はいずれも４５°となるように形成し、更に、パッド中心から２５ｍｍの点から外周端に至る直線溝を、いずれも隣接する直線溝となす角度が５．６２５°となるように、５６本の直線溝を形成した（第２溝群の溝）。ここで形成した溝群の構成は、図３に示した概略図に相当する。なお、ここで形成した溝群の、内面の表面粗さは４．７μｍであった。
上記で作成した研磨パッドを使用した他は実施例１と同様にして研磨速度、スクラッチ数を評価した。その結果、研磨速度は１８５ｎｍ／分であり、スクラッチは確認されなかった。
【００５８】
実施例４
１，２−ポリブタジエン（ＪＳＲ（株）製、商品名「ＪＳＲ  ＲＢ８３０」）５６体積部（４８質量部に相当）と、ポリスチレン（エー・アンド・エンスチレン（株）製、商品名「ＧＰＰＳ  ＨＦ５５」）１４体積部（１２質量部に相当）と、水溶性粒子であるβ−サイクロデキストリン（（株）横浜国際バイオ研究所製、商品名「デキシパールβ−１００」、平均粒径２０μｍ）３０体積部（４０質量部に相当）とを１６０℃に調温されたルーダーにより混練した。その後、ジクミルパーオキシド（日本油脂（株）製、商品名「パークミルＤ」）０．５体積部（０．５６質量部に相当）を配合して、１２０℃にて更に混練し、ペレットを得た。次いで、混練物を金型内において１８０℃で１０分加熱し、架橋させて、直径６００ｍｍ、厚さ２．８ｍｍの円盤状の成形体を得た。その後、この成形体の研磨面側に加藤機械（株）製の切削加工機を用いて、幅が０．５ｍｍ、ピッチが２．０ｍｍ、深さが１．４ｍｍの同心円状の溝を形成した（第１溝群の溝）。更に第２溝群の溝として、溝深さを１．４ｍｍとする以外は実施例２における第２溝群の溝と同様に形成した。ここで形成した溝群の、内面の表面粗さは３．５μｍであった。
【００５９】
実施例５
実施例１において、第２溝群の溝として、パッドの中心から外周部に至る直線状の溝４本（それぞれの幅は１．０ｍｍであり、深さは１．０ｍｍである。）を、パッド研磨面の中心で互いに接し、隣接する直線溝となす角度はいずれも９０°となるように形成し、更に、パッド中心から２５ｍｍの点から外周端に至る直線溝を、いずれも隣接する直線溝となす角度が１１．２５°となるように２８本の溝を形成し、更に、パッドの中心から７５ｍｍの点から、外周端に至る直線溝を、いずれも隣接する直線溝となす角度が５．６２５°となるように３２本の溝を形成した他は、実施例１と同様にして化学機械研磨パッドを製造した。ここで製造した溝群の構成は、図８に示した概略図に相当する。なお、ここで形成した溝群の内面の表面粗さは４．０μｍであった。
上記で製造した研磨パッドを使用した他は実施例１と同様にして研磨速度及びスクラッチ数を評価したところ、研磨速度は２２５ｎｍ／分であり、スクラッチは観測されなかった。
【００６０】
実施例６
１，２−ポリブタジエン（ＪＳＲ（株）製、商品名「ＪＳＲ  ＲＢ８３０」）８０体積部（７２質量部に相当）と、水溶性粒子であるβ−サイクロデキストリン（（株）横浜国際バイオ研究所製、商品名「デキシパールβ−１００」、平均粒径２０μｍ）２０体積部（２８質量部に相当）とを１６０℃に調温されたルーダーにより混練した。その後、ジクミルパーオキシド（日本油脂（株）製、商品名「パークミルＤ」）０．１２体積部（０．１３質量部に相当）を配合して、１２０℃にて更に混練し、ペレットを得た。次いで、混練物を金型内において１７０℃で１８分加熱し、架橋させて、直径８００ｍｍ、厚さ２．５ｍｍの円盤状の成形体を得た。その後この成形体に実施例１と同様の溝群を形成した。ここで形成した溝群の構成は、ここで形成した溝群の、内面の表面粗さは３．５μｍであった。この直径８００ｍｍの研磨パッドの中心部分を直径６００ｍｍに切り取り、実施例１と同様にして研磨速度、スクラッチ数を評価した。その結果、研磨速度は２５４ｎｍ／分であり、スクラッチは確認されなかった。
【００６１】
実施例７
実施例２において、最後に形成した２８本の直線溝のそれぞれを、間隔２ｍｍの２本の直線溝になるように形成した他は、実施例２と同様にして化学機械研磨パッドを製造した。ここで形成した溝群は図９示した概略図に相当する。ここで製造した研磨パッドを使用した他は実施例１と同様にして研磨速度、スクラッチ数を評価した。その結果、研磨速度は２３３ｎｍ／分であり、スクラッチは確認されなかった。
なお、間隔２ｍｍの２本の直線溝はパッドの中心部から周辺部に向って、同じ２ｍｍ間隔で形成されているので、２本の直線溝のそれぞれはパッドの中心部から発しているものの、パッドの直径方向と一致せず、幾分ずれていることが理解されよう。
【００６２】
実施例８
分子の両末端に２個の水酸基を有する数平均分子量６５０のポリテトラメチレングリコール（三菱化学（株）製、品名「ＰＴＭＧ６５０」）２８．２質量部と４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート（住化バイエルウレタン（株）製、品名「スミジュール４４Ｓ」）２１．７質量部を反応容器に仕込み、攪拌しながら９０℃で３時間保温して反応させ、その後冷却して、両末端イソシアネートプレポリマーを得た。
【００６３】
架橋剤として３個の水酸基を有する数平均分子量３３０のポリプロピレングリコール（日本油脂（株）製、品名「ユニオールＴＧ３３０」、グリセリンとプロピレンオキサイドの付加反応生成物）２１．６質量部とポリテトラメチレングリコール「ＰＴＭＧ６５０」６．９質量部を用い、これに水溶性粒子であるβ−サイクロデキストリン（（株）横浜国際バイオ研究所製、品名「デキシパールβ−１００」、平均粒径２０μｍ）１４．５質量部を攪拌して分散させ、更に反応促進剤として２−メチルトリエチレンジアミン（三共エアープロダクツ（株）製、品名「Ｍｅ-ＤＡＢＣＯ」）０．１質量部を攪拌して溶解させた。この混合物を上記両末端イソシアネートプレポリマーの反応容器に添加した。
【００６４】
更に４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート「スミジュール４４Ｓ」２１．６質量部を上記両末端イソシアネートプレポリマーの反応容器に添加して、室温にて２分間２００回転で攪拌し、更に減圧脱泡して原料混合物を得た。
この原料混合物を直径６０ｃｍ、厚さ３ｍｍの金型に注入し、８０℃で２０分間保持してポリウレタンの重合を行い、更に１１０℃で５時間ポストキュアを行い、直径６００ｍｍ、厚さ２．５ｍｍの成形体を得た。その後この成形体に実施例１と同様の溝群を形成した。ここで形成した溝群の、内面の表面粗さは３．０μｍであった。
上記で作成した研磨パッドを使用した他は実施例１と同様にして研磨速度、スクラッチ数を評価した。その結果、研磨速度は２３１ｎｍ／分であり、スクラッチは確認されなかった。
【００６５】
比較例１
実施例１と同様にして同じ大きさの円盤状の成形体を作製し、研磨面側に市販の切削加工機を用いて、幅が０．５ｍｍ、ピッチが２．０ｍｍ、深さが１．０ｍｍの同心円状の溝（第１溝群の溝）のみを形成した以外は、実施例１と同様にして、化学機械研磨パッドを製造した。ここで形成した溝群の、内面の表面粗さは４．８μｍであった。
この研磨パッドを用い、実施例１と同様にして研磨速度、スクラッチの有無を評価した。その結果、研磨速度は２００ｎｍ／分であり、スクラッチは１５個であった。
【００６６】
比較例２
実施例１と同様にして同じ大きさの円盤状の成形体を作製し、研磨面側に第１溝群の同心円状の溝を形成せず、第２溝群の溝のみを形成した以外は実施例１に従い研磨パッドを製造した。ここで形成した溝群の、内面の表面粗さは４．５μｍであった。
この研磨パッドを用い、実施例１と同様にして研磨速度、スクラッチの有無を評価した。その結果、研磨速度は１２０ｎｍ／分であり、スクラッチは２５個であった。
【００６７】
比較例３
実施例１と同様にして同じ大きさの円盤状の成形体を作製し、研磨面側に市販の切削加工機を用いて、幅が１．０ｍｍ、ピッチが１０．０ｍｍ、深さが１．０ｍｍの格子状の溝を形成した以外は、実施例１と同様にして、化学機械研磨パッドを製造した。ここで形成した溝群の、内面の表面粗さは５．５μｍであった。
この研磨パッドを用い、実施例１と同様にして研磨速度、スクラッチの有無を評価した。その結果、研磨速度は１５０ｎｍ／分であり、スクラッチは５０個であった。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】溝群の構成の一例を示す模式図である。
【図２】溝群の構成の一例を示す模式図である。
【図３】溝群の構成の一例を示す模式図である。
【図４】溝群の構成の一例を示す模式図である。
【図５】溝群の構成の一例を示す模式図である。
【図６】溝群の構成の一例を示す模式図である。
【図７】溝群の構成の一例を示す模式図である。
【図８】溝群の構成の一例を示す模式図である。
【図９】溝群の構成の一例を示す模式図である。
【図１０】溝群の構成の一例を示す模式図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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