(57)【要約】【課題】研磨レートの向上に寄与できる研磨パッドを提供すること。【解決手段】研磨層の密度（ｇ／ｃｃ）が、０．３（ｇ／ｃｃ）以上、０．７（ｇ／ｃｃ）以下に規定されている研磨パッド。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空隙部を有する研磨層を備えた研磨パッドにおいて、前記研磨層の密度（ｇ／ｃｃ）が、０．３（ｇ／ｃｃ）以上、０．７（ｇ／ｃｃ）以下である、ことを特徴とする研磨パッド。
【請求項２】
前記研磨層が基層上に積層されている、ことを特徴とする請求項１に記載の研磨パッド
【請求項３】
前記研磨層がウレタン系樹脂を主材料とする、ことを特徴とする請求項１または２に記載の研磨パッド。
【請求項４】
前記空隙部が、微小中空子エレメントにより構成されている、ことを特徴とする請求項１ないし３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】
本発明の研磨パッドは、化学的機械的研磨（ＣＭＰ）に用いるものであり、レンズ、反射ミラー等の光学材料やシリコンウエハ、ハードディスク用のガラス基板、アルミ基板、及び一般的な金属研磨加工等の高度の表面平坦性を要求される材料の平坦化加工を安定、かつ高い研磨効率で行うことが可能である。
【背景技術】
【０００２】
研磨対象物として例えば半導体集積回路の製造に使用されるシリコンウエハは、単結晶シリコンの円盤であり、ＩＣ、ＬＳＩ等の半導体集積回路の製造工程において、回路形成に使用する各種薄膜の信頼できる半導体接合を形成するために、各工程において、表面を高精度に平坦に研磨することが要求される。
【０００３】
シリコンウエハの製造工程を概略説明すると、この製造工程には、シリコン単結晶インゴットを薄円板状に切断するスライス工程と、スライス工程で得られたシリコンウエハの割れや欠けを防止するためのシリコンウエハの周縁部を面取り加工する面取工程と、面取加工されたシリコンウエハの平坦化を行うラッピング処理を施すとラッピング工程と、ラッピング処理されたシリコンウエハにエッチング処理を施してシリコンウエハの加工歪を除去するエッチング工程と、エッチング処理されたシリコンウエハの表面を鏡面化する研磨工程とがある。
【０００４】
この研磨工程において用いられる研磨パッドは、研磨機の下定盤に固着され、シリコンウエハは研磨機の上定盤に固着されて、研磨パッドとシリコンウエハは相対回転され、それらの接触面間に砥粒を含む研磨スラリーが連続供給されて、研磨操作が実行される（特許文献１）。
【０００５】
以上の半導体製造工程では研磨レートを向上させて半導体製造時間を短縮することが要求されており、この研磨レートの短縮においては特に前記研磨工程での研磨パッドの性能の改善が特に重要となっている。研磨パッドは、その密度、厚さ、硬さ、圧縮率等の静的物性により、その研磨性能、研磨品質が定まるので、これら静的物性については様々な改善が図られてきている。しかしながら、近年の研磨パッドにおいては、一層の半導体部品の生産性向上が要求されてきており、これに伴ない、高い研磨レートで研磨することができる研磨パッドが必要とされている。
【特許文献１】特開２００１−４４１５３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
以上のことから、本発明は、高い研磨レートで研磨対象物を研磨することができる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】
【０００７】
本願発明者は、研磨レートを向上させる要因について種々に検討していく過程で研磨パッドの密度と研磨レートとの関係についても検討を重ねていた。研磨パッドは、一般に、その内部に空隙部（ポア）を有し、この空隙部に砥粒が分散されたアルカリ性水溶液等からなる研磨スラリーを保持することができる。このような空隙部はその量が多いほど、研磨パッドは低密度（ｇ／ｃｃ）となる。従来の研磨パッドの密度は、０．８（ｇ／ｃｃ）前後つまり０．７４（ｇ／ｃｃ）−０．８４（ｇ／ｃｃ）が一般的となっていた。研磨パッドはその密度を低くすると、空隙部が増大するものの、強度が低下してくるようになる。そのため、従来では、研磨パッドの密度の最適範囲としては上記０．８（ｇ／ｃｃ）前後とされてきた。このような従来一般の研磨パッドの密度に対してさらに低密度にすると、研磨パッドの強度を確保しつつ研磨レートを向上させることができる望ましい研磨パッド密度の範囲を見出すことができた。
【０００８】
すなわち、本発明による研磨パッドは、空隙部を有する研磨層を備えた研磨パッドにおいて、前記研磨層の密度（ｇ／ｃｃ）範囲が、０．３（ｇ／ｃｃ）以上、０．７（ｇ／ｃｃ）以下であることを特徴とする研磨パッドである。
【０００９】
好ましくは、前記研磨層は基層上に積層されている。
【００１０】
好ましくは、前記研磨層はウレタン系樹脂を主材料とする。
【００１１】
好ましくは、前記空隙部は、微小中空子エレメントにより構成されている。
【００１２】
以上の密度範囲は、０．３（ｇ／ｃｃ）以上に対して好ましくは０．６５（ｇ／ｃｃ）以下、より好ましくは０．６（ｇ／ｃｃ）以下、さらに好ましくは０．５（ｇ／ｃｃ）以下である。
【００１３】
以上の密度範囲はまた、好ましくは０．４（ｇ／ｃｃ）以上であり、この０．４（ｇ／ｃｃ）以上に対して好ましくは０．７（ｇ／ｃｃ）以下、より好ましくは０．６５（ｇ／ｃｃ）以下、さらにより好ましくは０．６（ｇ／ｃｃ）以下、さらにより好ましくは０．５（ｇ／ｃｃ）以下である。
【００１４】
以上の密度範囲はまた、好ましくは０．５（ｇ／ｃｃ）以上であり、この０．５（ｇ／ｃｃ）以上に対して好ましくは０．７（ｇ／ｃｃ）以下、さらに好ましくは０．６５（ｇ／ｃｃ）以下、より好ましくは０．６（ｇ／ｃｃ）以下である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の研磨パッドによると、高い研磨レートで研磨対象物を研磨することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
実施の形態の研磨パッドは、ウレタンを含浸した不織布タイプまたはフォームタイプの軟質パッド（基層）上に、ポリウレタンなどの発泡性樹脂を発泡硬化させて得られる樹脂パッド（研磨層）を積層して構成されている。
【００１７】
研磨層中の空隙部は、プレポリマーに界面活性剤を入れ、攪拌して発泡させ、その後硬化剤により硬化することにより形成することができる。
【００１８】
あるいはまた、プレポリマーに微小中空子エレメントを混合し、界面活性剤を入れて、その後、硬化剤により硬化することにより微小中空子エレメントによる空隙部を形成することができる。この微小中空子エレメントは、外殻（シェル）を有し、その外殻に、例えば、高圧ガスが内包されていてもよいし、加熱膨張性を有するものでもよい。微小中空子エレメントの材料にはウレタン系樹脂等が好ましい。微小中空子エレメントは硬化剤により硬化される前の注型時に導入されるが、この導入の際にその導入量を調整することにより、空隙部の量、すなわち、研磨層の密度を設定することができる。
【００１９】
研磨層のウレタン重合体樹脂としては、ポリエーテル系ウレタン樹脂、ポリエステル系ウレタン樹脂、ポリエステルエーテル系ウレタン樹脂、ポリカーボネート系ウレタン樹脂のいずれも使用することができる。各ウレタン樹脂の製造に使用されるポリオール成分としては、例えば、ポリオキシエチレングリコール、ポリオキシプロピレングリコール、ポリオキシテトラメチレングリコール、ポリエチレンアジペート、ポリプロピレンアジペート、ポリオキシテトラメチレンアジペート等が挙げられる。また、イソシアネート成分としては、例えば、４−４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、２，４−トリレンジイソシアネート等が挙げられる。
【００２０】
基層の不織布パッドとしては例えばウレタン重合体と、ジメチルホルムアミドとを含有する組成物を用い、発泡体組成物を湿式凝固法により形成することができる。あるいは、基層は、ウレタン重合体と、塩化ビニル重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル−ビニルアルコール三元共重合体等のビニル重合体と、ジメチルホルムアミドとを含有する組成物を用いることにより発泡体組成物を湿式凝固法により形成することができる。この発泡体の表面部、特にその表面に形成されたスキン層はバフ加工されて表面に発泡構造が表れる構造にすることが好ましい。
【００２１】
研磨層の研磨面には、研磨スラリーの流動性等のための溝が形成されている。溝幅や溝間隔には限定されない。溝は、格子状、同心円状、放射線状、螺旋状またはこれらを組み合わせた形状に形成することができる。
【００２２】
本実施の形態は、積層型の研磨パッドに限定されず、前記した研磨層だけの単層型の研磨パッドであってもよい。
【００２３】
以上説明した実施の形態の研磨パッドを下定盤に固着し、この下定盤を回転させることにより研磨パッドの表面に研磨スラリーを供給して研磨対象物の研磨を行った場合、研磨スラリーが溝内に残留しにくくなり研磨スラリーの流動性の向上により研磨対象物に対する研磨レートが大幅に向上することができるようになった。
【００２４】
以下において具体的な研磨の実施例を説明する。この研磨には、実施の形態の積層タイプの研磨パッドを用いた。
【実施例】
【００２５】
（１）研磨装置：ｓｐｅｅｄｆａｍ社製ＳＨ２４
定盤回転数：６０ｒｐｍ
研磨対象物保持キャリア回転数：４１ｒｐｍ
研磨スラリー流量：１００ミリリットル／分
研磨対象物への荷重：６ｐｓｉ
（２）研磨対象物：
シリコン酸化膜付きウエハ
（３）研磨レート測定機：
Ｎａｎｏ−ｍｅｔｒｉｃｓ社製ｎａｎｏｓｐｅｃＡＦＴ５１００
（４）研磨スラリー：
研磨スラリー：ニッタ・ハース社製ＩＬＤ１３００
研磨結果を図１に示す。図１は横軸に研磨層の密度（ｇ／ｃｃ）、縦軸にシリコン酸化膜に対する研磨レート（Å／分）を示す。図１の測定結果によると、研磨層密度が低密度側にシフトするに伴ない研磨レートが高くなり、０．３（ｇ／ｃｃ）以上、０．７（ｇ／ｃｃ）以下の低密度範囲で特に研磨レートが従来の０．８（ｇ／ｃｃ）前後の研磨パッドと比較して１０数％以上も高くなった。
【００２６】
研磨レートが高くなった理由は、研磨層内部の空隙部の量が増大して研磨用スラリーの保持量が増加したこと、研磨対象物への研磨層の接触面積が低下して局所的な単位面積当たりの荷重が大きくなったこと、と考えられる。また、密度が０．３（ｇ／ｃｃ）未満では空隙部が多くなりすぎて強度が低下すること、密度が０．７（ｇ／ｃｃ）超では所要の研磨レートが得られない。
【００２７】
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内で、種々な変更ないしは変形を含むものである。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】実施の形態に係る研磨パッドを用いた研磨レート対密度の関係を示す図である。
【図１】
2006297497.tif 000003