(57)【要約】      （修正有）【課題】研磨ヘッド又はプラテンを揺動させずに、溝パターンを有する研磨パッドを使用して被研磨物の表面を研磨できる研磨パッド及び方法を提供する。【解決手段】円形の研磨パッド１０ａ，１０ｂはその表面に、螺旋状の溝パターンの溝１２ａを有し、溝パターンの中心点は当該円形の研磨パッドの中心点１１からオフセットされている。螺旋状の溝パターンの溝１２ａはアルキメデスの螺旋状又は放物螺旋状の溝である。【選択図】図２
2008290197.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円形の研磨パッドであって、
当該円形の研磨パッドが、その表面に、螺旋状の溝パターンの溝を有し、
前記溝パターンの中心点が、当該円形の研磨パッドの中心点からオフセットされている、
ところの研磨パッド。
【請求項２】
請求項１の研磨パッドであって、
前記螺旋状の溝パターンの溝がアルキメデスの螺旋状又は放物螺旋状の溝である、
ところの研磨パッド。
【請求項３】
請求項１の研磨パッドであって、
前記オフセットの距離が当該円形の研磨パッドの半径の長さ以下の範囲にある、
ところの研磨パッド。
【請求項４】
請求項３の研磨パッドであって、
前記オフセットの距離が５ｍｍ以上である、
ところの研磨パッド。
【請求項５】
請求項１の研磨パッドであって、
当該円形の研磨パッドが、その表面に、格子状の溝パターンの第二の溝をさらに有する、
ところの研磨パッド。
【請求項６】
請求項１の研磨パッドであって、
当該円形の研磨パッドが、その表面に、ドット状の穴をさらに有する、
ところの研磨パッド。
【請求項７】
請求項１の研磨パッドであって、
当該円形の研磨パッドが、合成樹脂からなる均質中実体の円形の板状体から成る、
ところの研磨パッド。
【請求項８】
被研磨物の表面を研磨するための方法であって、
研磨パッドを貼り付けた円形のプラテンを、回転中心を中心にして回転させる工程、
前記研磨パッドの表面に研磨液を供給する工程、及び
前記研磨パッドの表面に前記被研磨物の表面を押し付ける工程、
を含み、
前記被研磨物の表面の幅の長さが、前記円形のプラテンの半径の長さ未満の範囲にあり、
前記研磨パッドの表面に、螺旋状の溝パターンの溝が形成され、
前記溝パターンの中心点が、前記回転中心からオフセットされている、
ところの方法。
【請求項９】
請求項８の方法であって、
前記研磨パッドの表面に押し付けられる前記被研磨物の位置が、前記プラテンの回転中心に対して一定である、
ところの方法。
【請求項１０】
請求項８の方法であって、
前記被研磨物が円形であり、前記プラテンの回転方向と同じ方向に回転する、
ところの方法。
【請求項１１】
請求項８の方法であって、
前記螺旋状の溝パターンの溝がアルキメデスの螺旋状又は放物螺旋状の溝である、
ところの方法。
【請求項１２】
請求項８の方法であって、
前記オフセットの距離が５ｍｍより大きく、前記プラテンの前記回中心から前記研磨パッドの表面に押し付けられている前記被研磨物への最短距離よりも小さい、
ところの方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体デバイスウエハ、磁気ハードディスク又はその基板状体（アルミニウム基板状体、ガラス基板状体など）、ガラスレンズ、プリズム、反射ミラー等の光学部品など、表面に高精度の平坦性が要求される被研磨物の表面を研磨するために用いられる研磨パッド及び方法に関し、特に、半導体デバイスの製造において、ウエハの表面に形成した酸化膜、金属膜などの薄膜の表面を平坦化（プラナリゼーション）するために用いられる研磨パッド及び方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスウエハ、磁気ハードディスク又はその基板状体（アルミニウム基板状体、ガラス基板状体など）、ガラスレンズ、プリズム、反射ミラー等の光学部品など、表面に高精度の平坦性が要求される被研磨物の表面は、一般に、液体中に砥粒を分散させたスラリーを用いて鏡面に研磨（ポリッシング）されている。また、粗く研磨（ラッピング）した後に、ポリッシングすることもある。
【０００３】
ここで、“研磨”は、被研磨物を研磨手段に押し付けて、又は研磨手段を被研磨物に押し付けて、両者を擦り合わせる加工の総称であり、上記のポリッシング及びラッピングは、この“研磨”に属するものである。
【０００４】
研磨の形態として、固定砥粒研磨と遊離砥粒研磨がある。
【０００５】
固定砥粒研磨は、研磨手段として、砥粒を合成樹脂により分散固定したものを使用する研磨形態であり、難加工材に対して高い加工能率を発揮するものである。この固定砥粒研磨は、一般に、ポリッシングに至る前工程としてのラッピングに用いられている。
【０００６】
砥粒を合成樹脂により固定した研磨手段には、砥粒を分散固定した多孔質の研磨パッドが含まれる。
【０００７】
このような多孔質の研磨パッドには、例えば、織布又は不織布シートに砥粒を分散固定した研磨パッド、発泡体からなる板状体（又は発泡体シート）に砥粒を分散固定した研磨パッドが含まれる。
【０００８】
また、上記のような砥粒を合成樹脂により固定した研磨手段として、無発泡体からなる板状体（合成樹脂からなる均質中実体の板状体）（又は無発泡体シート）に砥粒を分散固定した研磨パッドが使用されている。
【０００９】
固定砥粒研磨では、被研磨物と研磨手段との間に、研磨液を介在させて、被研磨物の表面を研磨している。
【００１０】
研磨液として、液体中に砥粒を分散させたスラリー、砥粒を含まない冷却液又は潤滑液、被研磨物の表面と化学的に反応する薬剤を含んだ液体又はこの液体中に砥粒を分散させたスラリーが含まれる。
【００１１】
遊離砥粒研磨は、被研磨物と研磨手段との間に、砥粒を含んでいる研磨液を介在させて、被研磨物の表面を研磨する研磨形態であり、一般に、ポリッシングなどの仕上げ研磨に用いられるものである。
【００１２】
砥粒を含んでいる研磨液として、液体中に砥粒を分散させたスラリー、又はこのスラリーに被研磨物の表面と化学的に反応する薬剤を添加したものが使用される。
【００１３】
研磨手段として、砥粒を固定していない多孔質の研磨パッドが使用され、このような多孔質の研磨パッドには、例えば、織布又は不織布シート、及び発泡体パッドが含まれる。
【００１４】
また、遊離砥粒研磨に用いられる研磨手段として、無発泡体パッド、すなわち合成樹脂からなる均質中実体の板状体から成る研磨パッドが使用されている。
【００１５】
上記のように表面に高精度の平坦性が要求される被研磨物（例えば、半導体デバイスウエハ）の表面は、遊離砥粒研磨されている。
【００１６】
以下、代表的に、半導体デバイスウエハの表面の研磨すなわち平坦化について説明する。
【００１７】
従来、半導体デバイスウエハ（以下、ウエハという）の表面の平坦化は、図１Ａに符号３０’で示すような研磨ヘッド揺動タイプの研磨装置、又はプラテン揺動タイプの研磨装置（図示せず）を使用して行われている。
【００１８】
図示の研磨装置３０’は、円形の平坦な表面を有するプラテンＰ、ウエハＷを保持し、プラテンＰの表面に貼り付けられた円形の研磨パッド２０（多孔質の研磨パッド又は無発泡体パッド）の表面にこのウエハＷの表面を押し付ける研磨ヘッドＣ、研磨ヘッドＣをプラテンＰの半径方向に沿って矢印Ｔで示す方向に往復移動（揺動又はオシレーション）させるためのオシレーション機構（図示せず）、及び砥粒を含んでいる研磨液を研磨パッドの表面に供給するノズルＮから構成される。
【００１９】
研磨パッド２０は、その中心点２１がプラテンＰの回転中心３１に一致するように、プラテンＰの表面に貼り付けられる。
【００２０】
プラテンＰは、プラテンＰに連結した駆動機構（図示せず）の作動により、円形のプラテンＰの回転中心３１に関して矢印Ｒの方向に回転する。
【００２１】
また、ウエハＷは、研磨ヘッドCの下面に設けられた環状のリテナーリング内で、研磨ヘッドCの回転中心と一致するように保持され（特許文献１を参照）、研磨ヘッドＣに連結した駆動機構（図示せず）の作動により、ウエハＷの中心すなわち研磨ヘッドＣの回転中心３２に関して矢印ｒの方向に回転する。
【００２２】
研磨パッド２０に押し付けられているウエハＷの面内の（研磨パッド２０に対する）相対速度を均一化するため、プラテンＰとウエハＷは、同一の方向（矢印Ｒ、ｒで示す方向）に回転する。
【００２３】
プラテンＰの表面に貼り付けられる研磨パッド２０として、一般に、砥粒を固定していない円形の発泡体又は無発泡体パッドが使用され、研磨パッドの表面に供給された研磨液の流動安定化などのため、図４に示すように、研磨パッド２０の表面には、プラテンＰの回転中心３１が通過する研磨パッド２０の中心を原点（又は中心点）２１とした同心円状の溝２２が形成され、また、図３に符号１３ａで示すような格子状の溝又は図３Ｂに符号１３ｂで示すようなドット状の穴が形成されている（例えば、特許文献３〜４参照）。
【００２４】
このように表面に溝２２を形成した研磨パッド２０では、溝パターンが規則正しく形成されているため、その溝パターンの影響（ポリッシングマークが生じる）がウエハＷの表面に現れる。この溝パターンの影響を低減させるため、研磨ヘッドＣをプラテンＰの半径方向に沿って往復移動（矢印Ｔで示す方向）させ、又はプラテンＰをその半径方向に沿って往復移動（矢印Ｔで示す方向）させている（例えば、特許文献４参照）。
【００２５】
この往復移動を、一般に、“揺動”又は“オシレーション”と呼んでいる。図示の例では、研磨ヘッドＣを矢印Ｔの方向に揺動させている。この揺動の幅は、一般に、研磨パッドの表面に形成した溝パターンの１ピッチ以内に設定され、揺動周波数は０．０１Ｈｚ〜０．０４Ｈｚ程度で、揺動波形の制御には正弦波又は台形制御が行われている。
【００２６】
このようにして半導体デバイスウエハの表面が研磨されているが、上記した他の被研磨物（例えば、磁気ハードディスク及びその基板状体）の表面も、この半導体デバイスウエハの表面と同様、上記のような研磨ヘッド揺動タイプ又はプラテン揺動タイプの研磨装置を使用して研磨されている（すなわち、研磨中、研磨ヘッド又はプラテンが揺動している）。
【特許文献１】特願２００６−２５０２０５号公報
【特許文献２】特開２００２−２００５５５号公報
【特許文献３】特開２００４−１４０１３０号公報
【特許文献４】特開２００６−０６８８５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２７】
上記のように、溝パターンを有している研磨パッドを使用すると、この溝パターンの影響が被研磨物の表面に微少なうねり（ムラ）となって現れる。この影響を低減させるために、研磨中、研磨ヘッド又はプラテンを揺動させているのであるが、研磨中、研磨ヘッド又はプラテンを揺動させると、この揺動により、被研磨物が位置ズレし、又は飛び出して、被研磨物を高精度に研磨することができなくなるだけでなく、被研磨物自体を破壊することにもなり得る。また、破損しないまでも、溝パターンの揺動幅を必要以上に大きくすると被研磨物の表面全体の均一性が悪くなる。さらにまた、揺動幅の分だけ定盤の半径を大きくする必要が生じ、装置のフットプリントが大きくなるというデメリットもある。
【００２８】
したがって、本発明の目的は、研磨ヘッド又はプラテンを揺動させずに、溝パターンを形成している研磨パッドを使用して被研磨物の表面を研磨できる研磨パッド及び方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２９】
＜研磨パッド＞  上記目的を達成する本発明の円形の研磨パッドは、その表面に、螺旋状の溝パターンの溝を有し、この溝パターンの中心点が、本発明の円形の研磨パッドの中心点からオフセットされていることを特徴とするものである。すなわち、研磨パッドの表面に形成される溝パターンの中心点をオフセットすることにより、研磨中、研磨パッドの表面に形成した溝パターンの溝が被研磨物の表面上でプラテンの半径方向に沿って移動する。
【００３０】
前記螺旋状の溝パターンの溝はアルキメデスの螺旋状又は放物螺旋状の溝であることが望ましい。
【００３１】
オフセットの距離は、円形の研磨パッドの半径の長さ以下の範囲にあることが望ましい。
【００３２】
本発明の円形の研磨パッドは、その表面に、格子状の溝パターンの第二の溝をさらに有してもよく、また、本発明の円形の研磨パッドは、その表面に、ドット状の穴をさらに有してもよい。
【００３３】
本発明の円形の研磨パッドは、好適に、合成樹脂からなる均質中実体の円形の板状体から成る。
【００３４】
＜研磨方法＞  被研磨物の表面を研磨するための本発明の方法は、研磨パッドを貼り付けた円形のプラテンを、回転中心を中心にして回転させる工程、研磨パッドの表面に研磨液を供給する工程、及び研磨パッドの表面に被研磨物の表面を押し付ける工程を含む。
【００３５】
被研磨物の表面の幅の長さは、円形のプラテンの半径の長さ未満の範囲にある。研磨パッドの表面に、螺旋状の溝パターンの溝が形成され、溝パターンの中心点は回転中心からオフセットされている。
【００３６】
研磨パッドの表面に押し付けられる被研磨物の位置は、プラテンの回転中心に対して一定である。すなわち、被研磨物は、研磨中、プラテンの半径方向に沿って往復移動（オシレーション）しない。一方、プラテンの回転中心からオフセットされている中心点を有する上記の溝パターンの溝は、被研磨物の表面上でプラテンの半径方向に沿って移動するのである。
【発明の効果】
【００３７】
本発明が以上のように構成されるので、以下のような効果を奏する。
【００３８】
研磨パッドの表面に形成される溝パターンの中心点が、プラテンの回転中心からオフセットされているので、研磨中、被研磨物が円形の研磨パッドの半径方向に沿って往復移動しなくとも、研磨パッドの表面に形成した溝パターンの溝が、被研磨物の表面上を研磨パッドの半径方向に沿って移動する。その結果、被研磨物にうねり（ムラ）が減少し、さらに表面全体の均一性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
＜研磨パッド＞  図２Ａは同心円状の溝パターンの溝１２ａを表面に有する円形の研磨パッド１０aを、図２Bは本発明の研磨パッドで、螺旋状の溝パターンの溝１２ｂを有する円形の研磨パッド１０ｂを示す。これら溝パターンの原点（中心点）は、円形の研磨パッドの中心点１１からオフセット（このオフセットの距離を符号ΔＬで示す）されている。
【００４０】
研磨パッド１０ｂのサイズは、特に限定されるものではなく、一般的な研磨パッドのサイズでよく、その半径は、１０インチ（２５．４ｃｍ）以上１６インチ（４０．６ｃｍ）以下の範囲にあり、その厚さは、０．５ｍｍ以上３．５ｍｍ以下の範囲にある。
【００４１】
研磨パッド１０ｂの表面に形成される溝１２bのサイズ及びピッチは特に限定されるものではなく、一般的な溝のサイズ及びピッチでよく、溝１２ｂの幅は０．２ｍｍ以上、２．０ｍｍ以下の範囲にあり、溝１２ｂｃの深さは０．３ｍｍ以上０．８ｍｍ以下の範囲にある。また、溝１２ｂのピッチは０．３ｍｍ以上１０ｍｍ以下の範囲にある。
【００４２】
半導体デバイスウエハの表面の平坦化では、溝１２ｂの幅は０．３ｍｍ以上０．８ｍｍ以下の範囲にあり、溝１２ｂの深さは０．３ｍｍ以上０．８ｍｍ以下の範囲にある。また、溝１２ｂのピッチは０．６ｍｍ以上３．２ｍｍ以下の範囲にある。
【００４３】
このオフセットの距離ΔＬは、円形の研磨パッド１０ｂの半径の長さ以下の範囲にある。
【００４４】
半導体デバイスウエハの表面の平坦化では、オフセットの距離ΔＬは５ｍｍ以上３０ｍｍ以下の範囲にあることが好ましい。さらに好ましくは、５ｍｍから１５ｍｍの範囲である。
【００４５】
本発明の円形の研磨パッドは、たとえば、図３Ａ及び図３Ｂに示すように、その表面に、格子状の溝パターンの第二の溝１３ａをさらに有してもよく、また、その表面に、ドット状の穴１３ｂをさらに有してもよい。
【００４６】
本発明の研磨パッドの螺旋状の溝パターンの溝１２ｂ（図２Ｂ）は、好適に、円形の研磨パッド１０の中心点１１から符号ΔＬで示す距離だけオフセットされている溝パターンの中心点を原点とするアルキメデスの螺旋状又は放物螺旋状の溝であり得る。
【００４７】
ここで、アルキメデスの螺旋は、式「ｒ＝ａθ」（極座標系）で表され、等間隔の渦巻きを描く螺旋曲線である。また、放物螺旋は、式「ｒ＝ａθ１／２」（極座標系）で表され、渦は外側にいくほど（θが大きくなるほど）間隔が狭くなっていく螺旋曲線である。
【００４８】
本発明の円形の研磨パッド１０ｂは、被研磨物の表面の粗研磨に使用されてもよく、また鏡面研磨に使用されてもよい。
【００４９】
すなわち、本発明の研磨パッド１０bには、砥粒を分散固定した発泡体又は無発泡体パッドに上記の溝パターンの溝１２ｂを形成したもの、及び砥粒を固定していない発泡体又は無発泡体パッドの表面に上記の溝パターンの溝１２ｂを形成したものが含まれる。ここで、無発泡体パッドは、合成樹脂からなる均質中実体の板状体から成るものである。
【００５０】
半導体デバイスウエハの表面の平坦化には、合成樹脂からなる均質中実体の円形の板状体（圧縮率２％以下）から成る無発泡体パッドの表面に上記の溝パターンの溝１２ｂを形成した研磨パッドを使用することが望ましい。これは、研磨パッドとして発泡体パッドを用いた場合、研磨パッド中に分散している気孔のサイズと密度が局所的に異なるので、研磨パッドの表面に半導体デバイスウエハの表面全体を均一に押し付けることができないからである。また、発泡体パッドでは、研磨パッド中に気孔が分散しているため、圧縮率が高く、ウエハが研磨パッド内に押し込まれ、ウエハの中心部からエッジ部にわたって均一に平坦化することが難しくなるからである。
【００５１】
＜製造方法１＞  本発明の研磨パッド（固定砥粒研磨用）は、砥粒を分散固定した発泡体又は無発泡体のブロックを成形し、所定の厚さにスライスまたは切削加工して発泡体又は無発泡体の板状体を製造し、この板状体の表面に、旋盤などを使用して、螺旋状の溝パターンの溝（符号１２ｂ）を形成した後、この溝パターンの原点から所定の距離（符号ΔＬ）だけオフセットした位置を中心（すなわち、研磨パッド１０bの中心点１１）として、この板状体から所定の半径の円形の板状体を型抜きすることによって製造できる。
【００５２】
砥粒として、酸化アルミニウム、酸化セリウム、ダイヤモンドなどの既知の砥粒が使用できる。また、発泡体又は無発泡体のブロックは、ポリウレタン系の樹脂で砥粒を固定したものである。
【００５３】
＜製造方法２＞  本発明の研磨パッド（遊離砥粒研磨用）は、砥粒を固定していない発泡体又は無発泡体のブロックを成形し、所定の厚さにスライスまたは切削加工して発泡体又は無発泡体の板状体を製造し、この板状体の表面に、旋盤などを使用して、螺旋状又は放射状の溝パターンの溝（符号１２ｂ）を形成した後、この溝パターンの原点から所定の距離（符号ΔＬ）だけオフセットした位置を中心（すなわち、研磨パッド１０ｂの中心点１１）として、この板状体から所定の半径の円形の板状体を型抜きすることによって製造できる。
【００５４】
＜製造方法３＞  半導体デバイスウエハの表面の平坦化に使用するのに適した本発明の円形の研磨パッドは、無発泡体のブロック（合成樹脂からなる均質中実体のブロック）を成形し、所定の厚さにスライスまたは切削加工して無発泡体の板状体を製造し、この板状体の表面に、旋盤などを使用して、螺旋状の溝パターンの溝（符号１２ｂ）を形成した後、この溝パターンの原点から所定の距離（符号ΔＬ）だけオフセットした位置を中心（すなわち、研磨パッド１０ｂの中心点１１）として、この板状体から所定の半径の円形の板状体を型抜きすることによって製造できる。
【００５５】
無発泡体のブロックは、ポリウレタン系、ポリエチレン系、ポリスチレン系、ポリ塩化ビニル系又はアクリル系の合成樹脂と、硬化剤との混合液を成形型内に充填し、これを硬化することによって製造できる。
【００５６】
合成樹脂として高純度のものを使用して、研磨パッドの光透過率を向上させることができる。高い光透過率の研磨パッドは、半導体デバイスウエハ等の被研磨物の終点研磨に有用であり、研磨パッドの光透過率が高いほど（合成樹脂の純度が高くなるほど）、研磨を終了する時点の判定を正確に行える。
【００５７】
このような合成樹脂として、好適に純度６０％以上、より好適に純度９０％以上の範囲にあるものが使用される。例えば、ポリウレタン系の合成樹脂として、純度６０％以上のトリレンジイソシアネート、又は純度９０％以上のメタキシリレンジイソシアネート又はヘキサメチレンジイソシアネートが使用できる。
【００５８】
硬化剤として、３，３’−ジクロロ−４，４’−ジアミノジフェニルメタン（例えば、製品名：ＭＯＣＡ、デュポン社）、メチレンジアニンと塩化ナトリウムの複合体（例えば、製品名：Ｃａｙｔｕｒ２１、デュポン社）又はジメチルチオ２，４−トルエンジアミンとジメチルチオ２，６−トルエンジアミンとの混合物（例えば、製品名：Ｅｔｈａｃｕｒｅ３００、エチル社）が使用できる。
【００５９】
＜研磨方法＞  半導体デバイスウエハ等の被研磨物の表面の研磨は、図１Ｂに符号３０で示すような研磨装置を使用して行われている。この研磨装置３０の構成は、図１Ａに示す研磨装置３０’の構成に類似するが、研磨ヘッドＣがプラテンＰの半径方向に沿って揺動しない（研磨ヘッドＣを揺動させるオシレーション機構が不要）点で図１Ａに示す研磨装置３０’と異なる。
【００６０】
図１Ｂに示す研磨装置３０は、円形の平坦な表面を有するプラテンＰ、半導体デバイスウエハ（以下、ウエハという）Ｗを保持し、プラテンＰの表面に貼り付けられた上記本発明の円形の研磨パッド１０の表面にこのウエハＷの表面を押し付ける研磨ヘッドＣ、及び研磨液をプラテンＰの表面に貼り付けた研磨パッド１０の表面に供給するノズルＮから構成される。ここで、研磨パッド１０は、その中心点１１がプラテンＰの回転中心３１に一致するように、プラテンＰの表面に貼り付けられる。
【００６１】
プラテンＰは、プラテンＰに連結した駆動機構（図示せず）の作動により、円形のプラテンＰの中心に位置する回転中心３１に関して矢印Ｒの方向に回転する。
【００６２】
また、ウエハＷは、その中心が研磨ヘッドＣの回転中心３２に一致するように、リテナーリング内に配置されて研磨ヘッドＣに保持され、研磨ヘッドＣに連結した駆動機構（図示せず）の作動により、ウエハＷの中心すなわち研磨ヘッドＣの回転中心３２に関して矢印ｒの方向に回転する。
【００６３】
研磨パッド１０に押し付けられているウエハＷの面内の（研磨パッドに対する）相対速度を均一化するため、プラテンＰとウエハＷは、同一の方向（矢印Ｒ、ｒの方向）に回転する。
【００６４】
本発明に従って、被研磨物Ｗの表面は、表面に上記本発明の研磨パッド１０ｂを貼り付けたプラテンＰを矢印Ｒの方向に回転させ、この研磨パッド１０ｂの表面に、ノズルＮを通じて研磨液を供給し、この研磨パッド１０ｂの表面に、被研磨物Ｗの表面を押し付けることによって研磨される。本発明では、好適に、被研磨物ＷをプラテンＰの回転方向と同じ方向（矢印ｒで示す）に回転させる。
【００６５】
被研磨物Ｗの表面の幅の長さは、研磨パッド１０ｂの半径の長さ未満の範囲にある。すなわち、被研磨物Ｗの表面は、研磨中、研磨パッド１０ｂの中心点１１上に位置することはない。
【００６６】
プラテンＰの表面に貼り付けられている上記本発明の研磨パッド１０の表面に押し付けられている被研磨物Ｗの位置は、この円形の研磨パッド１０の中心点１１に対して一定となっている。そのため、被研磨物Ｗは、研磨中、円形の研磨パッド１０の半径方向に沿って移動することがない。一方、円形の研磨パッド１０の中心点１１から符号ΔＬで示す距離だけオフセットされている中心点を有する上記の溝パターンの溝１２ｂは、研磨中、被研磨物Ｗの表面上を研磨パッド１０ｂの半径方向に沿って移動することになる。その半径方向にそって移動することになるオフセット距離ΔＬは、円形の被研磨物Ｗの外周に接しない距離であることが望ましい。すなわち、ΔＬは５ｍｍ以上で円形の被研磨物Ｗの外周以内の範囲の距離であることが望ましく、プラテンＰの回転中心から研磨パッド１０ｂの表面に押し付けられている被研磨物Ｗへの最短距離よりも小さいことが望ましい。
【００６７】
研磨中に研磨パッド１０の表面に供給される研磨液として、液体中に砥粒を分散させたスラリー、砥粒を含まない冷却液又は潤滑液、被研磨物の表面と化学的に反応する薬剤を含んだ液体又はこの液体中に砥粒を分散させたスラリーが含まれる。
【００６８】
また、研磨液として、砥粒を含んでいる研磨液を使用してもよく、この研磨液として、液体中に砥粒を分散させたスラリー、及びこのスラリーに被研磨物の表面と化学的に反応する薬剤を添加したものが含まれる。
【００６９】
このような薬剤として、例えば、被研磨物Ｗの表面を構成する材料が二酸化珪素である場合、水酸化カリウム、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド、フッ酸、フッ化物などを添加できる。被研磨物Ｗの表面がタングステンである場合、硝酸鉄、ヨウ素酸カリウムなどを添加できる。被研磨物Ｗの表面が銅である場合、グリシン、キナルジン酸、過酸化水素、ベンゾトリアゾールなどを添加できる。
【００７０】
半導体デバイスウエハの表面の平坦化には、研磨パッド１０ｂとして、上記のように、砥粒を固定していない無発泡体パッドを使用する。
【００７１】
そして、研磨液として、液体中に砥粒を分散したスラリーが使用され、液体として、水又は水にアルコール類、グリコール類の分散剤を添加したもの、さらにウエハ表面と化学的に反応する薬剤を添加したものを使用する。
【００７２】
研磨液に含まれる砥粒として、平均粒径１０ｎｍ以上１μｍ以下の範囲にある、コロイダルシリカ、ヒュームドシリカ、酸化アルミニウム、酸化セリウム、ダイヤモンドなどの硬質の粒子を使用する。
【００７３】
＜実施例＞
研磨パッドの中心からオフセットした位置を原点（中心点）とした同心円状の溝パターンの溝を有する研磨パッドおよび螺旋状の溝パターンの溝を有する研磨パッドを製造した。
【００７４】
（研磨パッドの製造）  ８０℃に加温したウレタンプレポリマー（純度９０％以上のメタキシリレンジイソシアネート）（１００部）に、１２０℃に加温した硬化剤（製品名：ＭＯＣＡ、デゥポン社）（３０部）を加えた混合液を成形型内に充填し、１２０℃で１０分間保持し、無発泡体のブロックを成形して、このブロックを成形型から取り出した。そして、この無発泡体のブロックを１００℃の恒温槽で１２時間保持した後、自然冷却した。
【００７５】
このブロックを切削加工して、厚さ１．５ｍｍの無発泡体の板状体を製造した。
【００７６】
次に、既知の旋盤を使用して、この板状体の表面に同心円状の溝を形成した。また、他の板状体の表面に螺旋状の溝を形成した。溝の幅、深さ及びピッチは下記の表２に示すとおりである。
【００７７】
最後に、同心円状の溝を有するものについて、同心円の中心から１５ｍｍオフセットした位置を原点とする半径１２インチ（約３０.５ｃｍ）の円形に型抜きして研磨パッドを製造した。さらに、同様の大きさをもつオフセットしない研磨パッドを製造した（従来例）。
【００７８】
同様に、螺旋状の溝を有するものについて、中心から０ｍｍ、５ｍｍ、１５ｍｍ、３０ｍｍ、３５ｍｍオフセットした位置を原点として、半径１２インチ（約３０.５ｃｍ）の円形に型抜きして、実施例の研磨パッドを製造した。同心円状の溝をもつ場合も、螺旋状の溝をもつ場合も研磨パッドはクッション層及び粘着層（１.１ｍｍ）を介してプラテンＰに固定される（研磨パッドの全体の厚さは２.６ｍｍとなる。）。
【００７９】
なお、上記の厚さ１．５ｍｍの無発泡体の板状体の光透過率を測定したところ、光の波長が３７０ｎｍ以上の範囲において１０％以上の範囲にあり、且つ光の波長が４００ｎｍ以上の範囲において３０％以上の範囲にあった。この光透過率の測定は、市販の分光光度計（製品名：ＤＲ／２０１０、セントラル科学（株））を使用して下記の表１に示す条件で行った。
【００８０】
【表１】
2008290197.tif 000003
【００８１】
製造した研磨パッドの特徴を下記の表２に示す。
【表２】
2008290197.tif 000004
【００８２】
上記例１〜７の研磨パッドを使用して、半導体デバイスウエハ（サイズ：８インチ（２００ｍｍ））の表面を、下記の表３に示す研磨条件で研磨した。研磨装置として、実施例では、図１Ｂに示すような研磨装置を使用し、比較例では、図１Ａに示すような研磨装置を使用した。
【００８３】
使用した研磨液（スラリー）については、平均粒径が１４０ｎｍの砥粒を含むコロイダルシリカスラリー（キャボット社製コロイダルシリカスラリー（型番：ＳＳ−２５））を二倍に希釈して（砥粒濃度は１２．５wt％）、使用した。
【００８４】
【表３】
2008290197.tif 000005
【００８５】
研磨後の半導体デバイスウエハの表面について、面内の均一性および研磨ムラ（うねり）を測定した。それぞれの測定の詳細は表４および表５に示す。
【００８６】
【表４】
2008290197.tif 000006
【００８７】
【表５】
2008290197.tif 000007
【００８８】
図５は測定場所を示す。図５Ａは半導体ウエハ全体の均一性の測定場所、図５Ｂは半導体ウエハの中心部のうねりの測定場所を示す。
【００８９】
図６は半導体ウエア全体の均一性のついての測定値のグラフであり、図８はその結果を示す。この図から分かるように、同心円状の溝パターンを有する研磨パッド（例６、例７）で研磨したものも、螺旋状の溝を有する研磨パッド（例１ないし４）も均一性が優れている。つまり、同心円状の溝を有する研磨パッドも、螺旋状の溝を有するパッドもオフセットのいかんに関わらず均一性は優れたものとなる。しかし、螺旋状の溝パターンを有する研磨パッドは、オフセットが３５ｍｍとなると均一性の改善が見られない。
【００９０】
図７は、各例のうねりの測定を示し、図８はその結果を示す。この図から分かるようにオフセットした螺旋状の溝パターンを有する研磨パッドは、うねりが１００Å程度となり非常に良い結果となっているが、同心円状の溝パターンをもつ例７では、螺旋状の溝パターンをもつ例よりも悪くなっている。
【００９１】
＜結果＞
（１）ウエハ全体の均一性
螺旋状の溝パターンをもつ研磨パッドも、同心円状の溝パターンをもつ研磨パッドも、オフセットが３５ｍｍ、すなわち、プラテンの回転中心から研磨パッドの表面に押し付けられている被研磨物Ｗへの最短距離以下であれば、ウエハ全体の均一性は良好であるが、螺旋状の溝をもつ研磨パッドは同心円状の溝をもつ研磨パッドよりも優れたウエハ全体の均一性をもっている。
（２）ウエハ中心部のうねり（ムラ）
螺旋状の溝パターンをもつ研磨パッドも、同心円状の溝パターンをもつ研磨パッドもオフセットされていないと、うねり（ムラ）に改善はみられない。オフセットが５ｍｍ以上となると、螺旋状の溝をもつ研磨パッドでは、うねりは著しく改善され、同心円状の溝をもつ研磨パッドよりも優れたものとなった。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】図１Ａは、従来のヘッド揺動タイプの研磨装置を示し、図１Ｂは、本発明に従った研磨装置を示す。
【図２】図２Ａおよび図２Ｂは、本発明の研磨パッドの平面図を示す。
【図３】図３Ａは、本発明の研磨パッドの表面に付加的に形成できる格子状の溝パターンの第二の溝を示し、図３Ｂは、本発明の研磨パッドの表面に付加的に形成できるドット状の穴を示す。
【図４】図４は、従来の研磨パッドの平面図である。
【図５】図５Ａは半導体ウエハ全体の均一性の測定場所、図５Ｂは半導体ウエハの中心部のうねりの測定場所を示す。
【図６】図６は半導体ウエア全体の均一性のついての測定値のグラフである。
【図７】図７は、各例のうねりの測定を示す。
【図８】図８は各例に対する均一性、うねりの結果を示す。
【符号の説明】
【００９３】
１０・・・本発明の研磨パッド
１１・・・研磨パッドの中心点
１２ａ、１２ｂ・・・溝
ΔＬ・・・オフセットの距離
１３ａ・・・第二の溝
１３ｂ・・・ドット状の穴
２０・・・従来の研磨パッド
２１・・・研磨パッドの中心点
２２・・・溝
３０・・・本発明に従った研磨装置
３０’・・・従来の研磨装置
３１・・・プラテンの回転中心
３２・・・研磨ヘッドの回転中心
Ｐ・・・プラテン
Ｃ・・・研磨ヘッド
Ｎ・・・ノズル
Ｗ・・・ウエハ（被研磨物）
Ｒ・・・プラテンの回転方向
ｒ・・・研磨ヘッドの回転方向
Ｔ・・・揺動方向
【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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