(57)【要約】      （修正有）【課題】研磨レートが高い研磨パッド、及び該研磨パッドの判定方法を提供する。【解決手段】引張力が作用したときに、破断する直前の研磨層の引張応力を最大応力Ｓ１（ＭＰａ）とし、塑性変形し始めた研磨層に生じる引張応力を耐力点応力Ｓ２（ＭＰａ）とし、引張力が作用し始めてから破断する直前までの研磨層の伸び量を最大伸び量Ｅ１（ｍｍ）とし、引張力が作用し始めてから塑性変形し始めるまでの研磨層の伸び量を耐力点伸び量Ｅ２（ｍｍ）としたときに、下記数式１で算出される塑性変形領域Ａが６６５以下であることを満たすようにする。Ａ＝（Ｓ１−Ｓ２）×（Ｅ１−Ｅ２）／２【選択図】図２
2015226016.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも被研磨物を研磨する研磨面を有する研磨層を備え、
下記数式１で表される研磨層の塑性変形領域Ａが６６５以下であることを満たす研磨パッド。
【数１】
2015226016.tif 000009
Ｓ１：引張力が作用している状態の研磨層の最大応力（ＭＰａ）であって、破断し始めた状態の研磨層の最大応力（ＭＰａ）
Ｓ２：引張力が作用している状態の研磨層の耐力点応力（ＭＰａ）であって、永久ひずみが生じ始めた状態の研磨層の耐力点応力（ＭＰａ）
Ｅ１：引張力が作用していない状態から、引張力が作用して破断し始める状態になるまでの研磨層の最大伸び量（ｍｍ）
Ｅ２：引張力が作用していない状態から、引張力が作用して永久ひずみが生じ始める状態になるまでの研磨層の耐力点伸び量（ｍｍ）
【請求項２】
少なくとも被研磨物を研磨する研磨面を有する研磨層を備える研磨パッドの判定方法であって、
下記数式１で表される研磨層の塑性変形領域Ａを算出し、該塑性変形領域Ａが６６５以下であることを確認する研磨パッドの判定方法。
【数１】
2015226016.tif 000010
Ｓ１：引張力が作用している状態の研磨層の最大応力（ＭＰａ）であって、破断し始めた状態の研磨層の最大応力（ＭＰａ）
Ｓ２：引張力が作用している状態の研磨層の耐力点応力（ＭＰａ）であって、永久ひずみが生じ始めた状態の研磨層の耐力点応力（ＭＰａ）
Ｅ１：引張力が作用していない状態から、引張力が作用して破断し始める状態になるまでの研磨層の最大伸び量（ｍｍ）
Ｅ２：引張力が作用していない状態から、引張力が作用して永久ひずみが生じ始める状態になるまでの研磨層の耐力点伸び量（ｍｍ）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハ等の被研磨物を研磨するための研磨パッド、及び該研磨パッドの判定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、表面に高い平坦性が求められる被研磨物（例えば、半導体ウエハ）を研磨するための研磨パッドが提供されている。この種の研磨パッドは、例えば、型枠内に充填した発泡ポリウレタン樹脂を硬化させて発泡体を成形し、該発泡体をスライスすることによって製造されることがある（例えば、特許文献１）。
【０００３】
上述の研磨パッドの製造方法では、一つの発泡体から複数の研磨パッドを得ることができる。しかしながら、同じ発泡体から得られた複数の研磨パッドのそれぞれは、互いの研磨レートにばらつきが生じることがある。従って、同一の発泡体から得られた複数の研磨パッドには、研磨レートが低いものが含まれることがあるため、研磨レートが高い研磨パッドを正確に判定することで品質を安定させることが望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１９４１６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明は、かかる実情に鑑み、研磨レートが高い研磨パッド、及び該研磨パッドの判定方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る研磨パッドは、
少なくとも被研磨物を研磨する研磨面を有する研磨層を備え、
下記数式１で表される研磨層の塑性変形領域Ａが６６５以下であることを満たす。
【数１】
2015226016.tif 000003
Ｓ１：引張力が作用している状態の研磨層の最大応力（ＭＰａ）であって、破断し始めた状態の研磨層の最大応力（ＭＰａ）
Ｓ２：引張力が作用している状態の研磨層の耐力点応力（ＭＰａ）であって、永久ひずみが生じ始めた状態の研磨層の耐力点応力（ＭＰａ）
Ｅ１：引張力が作用していない状態から、引張力が作用して破断し始める状態になるまでの研磨層の最大伸び量（ｍｍ）
Ｅ２：引張力が作用していない状態から、引張力が作用して永久ひずみが生じ始める状態になるまでの研磨層の耐力点伸び量（ｍｍ）
【０００７】
上記数式１によって算出される塑性変形領域Ａが６６５以下である研磨パッドは、上記数式１によって算出される塑性変形領域Ａが６６５よりも大きい研磨パッドに対して研磨レートが高くなる。従って、上記数式１によって算出される塑性変形領域Ａが６６５以下であることを満たす研磨パッドは、高い研磨レートを有する。
【０００８】
本発明に係る研磨パッドの判定方法は、
少なくとも被研磨物を研磨する研磨面を有する研磨層を備える研磨パッドの判定方法であって、
下記数式１で表される研磨層の塑性変形領域Ａを算出し、該塑性変形領域Ａが６６５以下であることを確認する。
【数１】
2015226016.tif 000004
Ｓ１：引張力が作用している状態の研磨層の最大応力（ＭＰａ）であって、破断し始めた状態の研磨層の最大応力（ＭＰａ）
Ｓ２：引張力が作用している状態の研磨層の耐力点応力（ＭＰａ）であって、永久ひずみが生じ始めた状態の研磨層の耐力点応力（ＭＰａ）
Ｅ１：引張力が作用していない状態から、引張力が作用して破断し始める状態になるまでの研磨層の最大伸び量（ｍｍ）
Ｅ２：引張力が作用していない状態から、引張力が作用して永久ひずみが生じ始める状態になるまでの研磨層の耐力点伸び量（ｍｍ）
【０００９】
上記数式１によって算出される塑性変形領域Ａが６６５以下である研磨パッドは、上記数式１によって算出される塑性変形領域Ａが６６５よりも大きい研磨パッドに対して研磨レートが高くなる。従って、上記数式１によって算出される塑性変形領域Ａが６６５以下であることを確認することによって、高い研磨レートを有する研磨パッドを判定することができる。
【発明の効果】
【００１０】
以上のように、本発明の研磨パッドは、高い研磨レートを有するという優れた効果を奏し得る。また、本発明の研磨パッドの判定方法によれば、高い研磨レートを有する研磨パッドを判定することができるという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る研磨パッドの側面図である。
【図２】図２は、同実施形態に係る研磨パッドの研磨層に引張力を作用させたときの伸び量と引張応力との関係を示すグラフである。
【図３】図３は、本発明における実施例１〜５の研磨パッド、及び比較例１〜３の研磨パッドの作成方法の説明図である。
【図４】図４は、本発明の実施例１〜５及び比較例１〜３に係る研磨パッドの塑性変形領域と研磨レートとの関係性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の第一実施形態に係る研磨パッドについて、添付図面を参照しつつ説明を行う。本実施形態に係る研磨パッドは、半導体ウエハ等の被研磨物を研磨するためのものである。
【００１３】
より具体的に説明する。図１に示すように、本実施形態に係る研磨パッド１は、少なくとも被研磨物を研磨する研磨面１００を有する研磨層１０を備える。なお、図１において図示していないが、研磨層１０には、複数の気泡が形成されている。なお、本実施形態に係る研磨パッド１は、単層であるが（研磨層１０のみを備えるものであるが）、研磨層１０とは別の層を備えるものであってもよい。
【００１４】
また、研磨パッド１は、下記数式１で表される研磨層１０の塑性変形領域Ａが６６５以下であることを満たす（図２参照）。
【数１】
2015226016.tif 000005
Ｓ１：引張力が作用している状態の研磨層１０の応力（以下、最大応力とする）（ＭＰａ）であって、破断し始めた状態の研磨層１０の最大応力（ＭＰａ）
Ｓ２：引張力が作用している状態の研磨層１０の応力（以下、耐力点応力とする）（ＭＰａ）であって、永久ひずみが生じ始めた状態の研磨層１０の耐力点応力（ＭＰａ）
Ｅ１：引張力が作用していない状態から、引張力が作用して破断し始める状態になるまでの研磨層１０の伸び量（以下、最大伸び量とする）（ｍｍ）
Ｅ２：引張力が作用していない状態から、引張力が作用して永久ひずみが生じ始める状態になるまでの研磨層１０の伸び量（以下、耐力点伸び量とする）（ｍｍ）
【００１５】
本実施形態では、研磨層１０に全長（引張力が作用していない状態の研磨層１０の全長）の０．２％の永久ひずみが生じた状態を、研磨層１０に永久ひずみが生じ始めた状態とする。すなわち、研磨層１０に永久ひずみが生じ始めた状態とは、弾性変形していた研磨層１０が塑性変形し始めた状態である。
【００１６】
なお、本実施形態では、上述のように、研磨層１０に全長の０．２％の永久ひずみが生じた状態を研磨層１０に永久ひずみが生じ始めた状態とするが、例えば、研磨層１０に全長の０．１％の永久ひずみが生じた状態を研磨層１０に永久ひずみが生じ始めた状態としてもよい。
【００１７】
研磨パッド１は、塑性変形領域Ａが６６５以下である場合、研磨層１０が塑性変形し難くなるため、高い研磨レートを有する。これに対し、研磨パッド１は、塑性変形領域Ａが６６５より大きい場合、研磨層１０が塑性変形しやすくなるため、研磨レートが低くなる。
【００１８】
本実施形態に係る研磨パッド１は、以上の通りである。続いて、研磨パッド１の判定方法について説明する。
【００１９】
本実施形態に係る研磨パッド１の判定方法では、まず、上記数式１で塑性変形領域Ａを算出する。
【００２０】
上述のように、塑性変形領域Ａが６６５以下である研磨パッド１は、高い研磨レートを有する。そのため、上記数式１によって算出した塑性変形領域Ａが上記数式１を満たすことを確認することによって、研磨パッド１が高い研磨レートを有するものであることを判定することができる。
【００２１】
以上のように、本実施形態に係る研磨パッド１は、高い研磨レートを有するという優れた効果を奏し得る。また、本実施形態に係る研磨パッド１の判定方法によれば、高い研磨レートを有する研磨パッド１を判定することができるという優れた効果を奏し得る。
【実施例１】
【００２２】
以下、上記第一実施形態に係る研磨パッドとして、塑性変形領域Ａが６６５以下となる研磨パッド（実施例１〜５）と、比較用の研磨パッドとして、塑性変形領域Ａが６６５よりも大きくなる研磨パッド（比較例１〜３）とによって、塑性変形領域Ａと研磨レートとの関係性を検討した結果について説明する。なお、本発明は、下記の各実施例によって限定されるものではない。
【００２３】
実施例１〜５に係る研磨パッドは、図３に示すように、フィラー（発泡剤）を添加した熱硬化型ウレタンを有底筒状の型枠２内に充填し、該熱硬化型ウレタンを硬化させた円柱状の発泡体３をスライスすることで作成している。また、実施例１〜５に係る研磨パッドの厚みは、約１．２７ｍｍに設定される。
【００２４】
実施例１〜５に係る研磨パッドを発泡体３から切り出した位置、実施例１〜５に係る研磨パッドの密度（ｇ／ｃｍ３）及びポア径（μｍ）を下記表１に示す。
【００２５】
比較例１〜３に係る研磨パッドも、実施例１〜５に係る研磨パッドと同様に、有底筒状の型枠２内に充填した熱硬化型ウレタンを硬化させて円柱状の発泡体３を成形し、該発泡体３をスライスすることで作成している。また、比較例１〜３に係る研磨パッドの厚みは、約１．２７ｍｍに設定される。
【００２６】
比較例１〜５に係る研磨パッドを発泡体３から切り出した位置、比較例１〜３に係る研磨パッドの密度（ｇ／ｃｍ３）及びポア径（μｍ）を下記表１に示す。
【００２７】
なお、本実施例では、発泡体３のうちの型枠２の底部側に位置していた部分を下方部３０とし、発泡体３のうちの該下方部３０とは反対側の部分を上方部３１とし、発泡体３のうちの下方部３０と上方部３１との間の部分を中央部３２として説明を行うことがある。
【表１】
2015226016.tif 000006
【００２８】
（塑性変形領域Ａの算出）
まず、実施例１の研磨パッドの塑性変形領域Ａを算出する方法について説明する。
【００２９】
実施例１の研磨パッドを得た発泡体３と同一の発泡体３から別の研磨パッドを切り出し、該研磨パッドから試験片を成形する。また、試験片を成形する研磨パッドを発泡体から切り出した位置と、実施例１の研磨パッドを発泡体から切り出した位置とは、互いに近接している。
【００３０】
そして、実施例１の研磨パッドを、ＪＩＳ  Ｋ６２５１の１号形に準じた型（株式会社ダンベル製のＳＤＫ−１７３０−０２）で打ち抜き、ダンベル状の試験片を得る。
【００３１】
そして、かかる試験片を試験機（島津製作所製オートグラフＡＧ−１ｋＮ）の一対の掴み具で掴み、試験片を掴んだ部分を互いに相反する方向に引っ張る。このとき、試験機の一対の掴み具同士の間隔の初期値を７０（ｍｍ）とし、一対の掴み具を互いに離間させる速度を５００（ｍｍ／ｍｉｎ）とする（ＪＩＳ  Ｋ６２５１，ＪＩＳ  Ｋ７１６１参照）。
【００３２】
そして、試験片が破断するまでの引張応力と、伸び量とを測定し、測定した最大応力Ｓ１、耐力点応力Ｓ２、最大伸び量Ｅ１、耐力点伸び量Ｅ２のそれぞれと上記数式１から塑性変形領域Ａを算出する。
【００３３】
実施例２〜５の研磨パッドの塑性変形領域Ａ、及び比較例１〜３の研磨パッドの塑性変形領域Ａも、実施例１の研磨パッドと同様の方法で算出する。このようにして算出した実施例１〜５の研磨パッド及び比較例１〜３の研磨パッドの最大応力Ｓ１、耐力点応力Ｓ２、最大伸び量Ｅ１、耐力点伸び量Ｅ２、塑性変形領域Ａを表２に示す。
【００３４】
なお、実施例１〜５の研磨パッドのうち、実施例１〜３の研磨パッドは、同一の発泡体３から切り出したものである。また、比較例１〜３の研磨パッドのうち、比較例１，２の研磨パッドは、同一の発泡体３から切り出したものである。
【００３５】
【表２】
2015226016.tif 000007
【００３６】
（研磨試験）
研磨試験では、研磨機として荏原製作所製のＦＲＥＸ３００を使用し、実施例１〜５の研磨パッド、及び比較例１〜３の研磨パッドで被研磨物（ＴＥＯＳ膜）を研磨したときの研磨レートを測定する。
【００３７】
まず、実施例１の研磨パッドの研磨試験について説明する。被研磨物を研磨する前に、ドレッサー（Ｋｉｎｉｋ社製、ＥＰ１ＡＧ−１５０７３０−ＮＣ）で実施例１の研磨パッドの研磨面をドレッシングする（所謂、ＥＸ−ｓｉｔｕドレッシング）。
【００３８】
そして、研磨圧力を４（ｐｓｉ）、回転数を８０（ｒｐｍ）として、０．５（ｈ）間実施例１の研磨パッドのブレークインを行った後に、被研磨物を研磨する。このとき、スラリー(ニッタ・ハース社製のＩＬＤ３２２５を１：１希釈としたもの)を２００ｍｌ／ｍｉｎの流量で研磨面上に供給する。
【００３９】
このようにして、実施例１の研磨パッドで被研磨物を研磨し、該実施例１の研磨パッドの研磨レートを測定する。
【００４０】
実施例２〜５の研磨パッドの研磨レート及び比較例１〜３の研磨パッドの研磨レートも、実施例１の研磨パッドと同様の方法で測定する。このようにして測定した実施例１〜５の研磨パッドの研磨レート及び比較例１〜３の研磨パッドの研磨レートを表３に示す。
【００４１】
【表３】
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【００４２】
図４に示すように、塑性変形領域Ａが６６５以下の研磨パッド（実施例１〜５の研磨パッド）は、塑性変形領域Ａが６６５よりも大きい研磨パッド（比較例１〜３の研磨パッド）よりも研磨レートが高いことがわかる。
【００４３】
また、塑性変形領域Ａが６６５以下の研磨パッド（実施例１〜５の研磨パッド）のうち、塑性変形領域Ａが最も小さい研磨パッド（実施例５の研磨パッド）が最も高い研磨レートを有することがわかる。すなわち、研磨パッドは、塑性変形領域Ａが小さいほど、高い研磨レートを有することがわかる。
【符号の説明】
【００４４】
１…研磨パッド、２…型枠、３…発泡体、１０…研磨層、３０…発泡体の下方部、３１…発泡体の上方部、３２…発泡体の中央部、１００…研磨面
【図１】
2015226016.tif 000011
【図２】
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【図３】
2015226016.tif 000013
【図４】
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