(57)【要約】【課題】ＣＭＰと電解研磨を組み合わせて行う場合であっても、確実に良好な研磨を行うことを可能にする電解研磨パッドを提供する。【解決手段】被研磨物１が押圧摺動される研磨面と、その対向電極側に位置する電極面とを具備し、電解液５中にて被研磨物１が前記研磨面に押圧摺動された状態で電解研磨を行うための電解研磨パッド３を、前記研磨面と前記電極面を通じる連続気孔を有したポリビニルアセタール系材料により構成する。そして、その連続気孔の平均気孔径を５０〜１５０μｍとし、かつ、その比率を容量比において８０％以上とする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被研磨物が押圧摺動される研磨面と、前記被研磨物の対向電極側に位置する電極面とを具備し、電解液中にて前記被研磨物が前記研磨面に押圧摺動された状態で当該被研磨物と前記対向電極との間を通電して電解研磨を行うための電解研磨パッドであって、
前記研磨面と前記電極面を通じる連続気孔を有したポリビニルアセタール系材料からなり、
前記連続気孔の平均気孔径が５０〜１５０μｍであり、かつ、その比率が容量比において８０％以上である
ことを特徴とする電解研磨パッド。
【請求項２】
被研磨物が押圧摺動される研磨面と、前記被研磨物の対向電極側に位置する電極面とを具備し、電解液中にて前記被研磨物が前記研磨面に押圧摺動された状態で当該被研磨物と前記対向電極との間を通電して電解研磨を行うための電解研磨パッドであって、
前記研磨面と前記電極面を通じる連続気孔を有するとともに、弾塑性を有したポリビニルアセタール系材料からなり、
前記研磨面と前記電極面との間の１ｍｍ厚さにおける荷重あたりの変形量が３０〜１００μｍ／ｋｇである
ことを特徴とする電解研磨パッド。
【請求項３】
被研磨物が押圧摺動される研磨面と、前記被研磨物の対向電極側に位置する電極面とを具備し、電解液中にて前記被研磨物が前記研磨面に押圧摺動された状態で当該被研磨物と前記対向電極との間を通電して電解研磨を行うための電解研磨パッドであって、
前記研磨面と前記電極面を通じる連続気孔を有したポリビニルアセタール系材料からなり、
前記電解液中にて前記被研磨物が押圧摺動された状態での前記研磨面における摩擦係数が０．０１〜０．０２５である
ことを特徴とする電解研磨パッド。
【請求項４】
被研磨物が押圧摺動される研磨面と、前記被研磨物の対向電極側に位置する電極面とを具備し、電解液中にて前記被研磨物が前記研磨面に押圧摺動された状態で当該被研磨物と前記対向電極との間を通電して電解研磨を行うための電解研磨パッドであって、
前記研磨面と前記電極面を通じる連続気孔を有したポリビニルアセタール系材料からなり、
前記被研磨物と前記対向電極との間にて極間５ｍｍで１Ｖ印加した場合の電流密度が１０ｍＡ／ｃｍ２以上である
ことを特徴とする電解研磨パッド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被研磨面を研磨して平坦化するための電解研磨パッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置の製造工程の一つである配線層形成工程においては、配線となるトレンチ（溝）に埋め込むようにメッキされた銅等の表面の段差を緩和解消する目的で、平坦化技術の一つであるＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ；化学的機械的研磨）と、他の平坦化技術である電解研磨とを、それぞれ組み合わせて行う研磨装置が用いられている（例えば、特許文献１参照）。かかる研磨装置では、被研磨物であるウエハの表面に対して、ＣＭＰの場合と同様に研磨工具（パッド）を押圧摺動させるとともに、電解研磨の場合と同様に電解液中にてウエハ表面と対向する電極との間に研磨工具が介在する状態で電解電流を通電し、これらによって半導体装置配線に用いられる銅または銅合金等といった余分な金属膜を除去するようになっている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−３２２０３６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した研磨装置では、研磨工具、すなわちＣＭＰと電解研磨を組み合わせて行うためのパッド（以下「電解研磨パッド」という）として、導電性を有しており、比較的軟質性の材料で形成したものを用いる必要がある。従来、このような材料としては、導電性材料を含有する樹脂材料が挙げられている。
【０００５】
しかしながら、導電性材料を含有する樹脂材料では、例えば導電性材料の分布によっては所望する導電性や軟質性等を確保できない、といったことも生じ得る。つまり、従来の電解研磨パッドでは、必ずしも良好な研磨が行えるとは限らず、被研磨面における段差を十分に緩和解消できないことも考えられる。このことは、半導体装置の高集積化・小型化の阻害要因となり得るとともに、歩留まり低下を招く要因ともなり得る。
【０００６】
そこで、本発明は、ＣＭＰと電解研磨を組み合わせて行う場合であっても、確実に良好な研磨を行うことを可能にする電解研磨パッドを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的達成するために案出された電解研磨パッドで、被研磨物が押圧摺動される研磨面と、前記被研磨物の対向電極側に位置する電極面とを具備し、電解液中にて前記被研磨物が前記研磨面に押圧摺動された状態で当該被研磨物と前記対向電極との間を通電して電解研磨を行うためのものであって、さらには、前記研磨面と前記電極面を通じる連続気孔を有したポリビニルアセタール系材料からなり、前記連続気孔の平均気孔径が５０〜１５０μｍであり、かつ、その比率が容量比において８０％以上であることを特徴とする。
【０００８】
上記構成によれば、電解研磨パッドがポリビニルアセタール系材料からなる。ここで、ポリビニルアセタールとは、ポリビニルアルコールの水酸基の一部または大部分をアルデヒドによりアセタール化した樹脂の総称である。したがって、ポリビニルアセタール系材料には、例えばアルデヒドとしてホルムアルデヒドを用いてアセタール化したポリビニルホルマールも含まれる。このようなポリビニルアセタール系材料自体は、非導電性材料である。ところが、ここで用いるポリビニルアセタール系材料は、研磨面と電極面を通じる連続気孔を有している。そのために、電解液中にて用いる場合には、その連続気孔内に電解液が含侵し、その結果、研磨面と電極面との間の導通が確保されることになる。しかも、連続気孔の平均気孔径が５０〜１５０μｍであり、かつ、その比率が容量比において８０％以上であることから、研磨面と電極面との間に電解液が十分に含侵することになる。
【０００９】
また、本発明の電解研磨パッドは、前記研磨面と前記電極面を通じる連続気孔を有するとともに、弾塑性を有したポリビニルアセタール系材料からなり、前記研磨面と前記電極面との間の１ｍｍ厚さにおける荷重あたりの変形量が３０〜１００μｍ／ｋｇであることを特徴とする。
【００１０】
上記構成によれば、電解研磨パッドが弾塑性を有したポリビニルアセタール系材料からなるが、１ｍｍ厚さにおける荷重あたりの変形量が３０〜１００μｍ／ｋｇの弾塑性であることから、例えば除去対象である銅よりも遙かに軟弱で表面にスクラッチ等が発生しない程度の反発弾塑性となる。そのために、研磨面と電極面との間での導通を確保しつつ、被研磨物に押圧摺動された状態で用いるのに良好な機械的強度が実現可能となる。
【００１１】
また、本発明の電解研磨パッドは、前記研磨面と前記電極面を通じる連続気孔を有したポリビニルアセタール系材料からなり、前記電解液中にて前記被研磨物が押圧摺動された状態での前記研磨面における摩擦係数が０．０１〜０．０２５であることを特徴とする。
【００１２】
上記構成によれば、電解研磨パッドがポリビニルアセタール系材料からなるが、電解液中にて被研磨物が押圧摺動された状態での研磨面における摩擦係数が０．０１〜０．０２５であることから、押圧摺動による研磨に必要十分な摩擦係数が確保されることになる。すなわち、摩擦係数の高過ぎにより良好な表面形成が困難になったり、あるいは摩擦係数の低過ぎにより研磨自体が困難になったりすることがない。
【００１３】
また、本発明の電解研磨パッドは、前記研磨面と前記電極面を通じる連続気孔を有したポリビニルアセタール系材料からなり、前記被研磨物と前記対向電極との間にて極間５ｍｍで１Ｖ印加した場合の電流密度が１０ｍＡ／ｃｍ２以上であることを特徴とする。
【００１４】
上記構成によれば、電解研磨パッドがポリビニルアセタール系材料からなるが、被研磨物と対向電極との間にて極間５ｍｍで１Ｖ印加した場合の電流密度が１０ｍＡ／ｃｍ２以上であることから、電解研磨に必要となる十分な電解密度が確保されることになる。すなわち、電流密度不足によって電解研磨時にその電解研磨速度を十分に高めることが困難になるといったことがない。しかも、電流密度不足を補うための過剰な電界電圧の上昇も不要であるため、電圧依存のある電気化学的酸化状態の変化によって良好な表面形成が困難になるといったこともない。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき本発明に係る電解研磨パッドについて説明する。
【００１６】
はじめに、本発明に係る電解研磨パッドの説明に先立ち、その電解研磨パッドが用いられる研磨装置について簡単に説明する。図１は、研磨装置の概略構成例を示す模式図である。図例のように、研磨装置は、被研磨物であるウエハ１を保持するウエハチャック２と、電解研磨パッド３で覆われる回転定盤４と、これらを電解研磨液５中に浸すための電界槽６とを備えている。さらには、ウエハチャック２を回転させるための主軸回転駆動モータ７と、その動作（特に回転速度）を制御する主軸回転制御装置８と、ウエハチャック２および主軸回転駆動モータ７の図中上下方向（Ｚ軸方向）の移動をガイドするＺ軸ガイド９と、ウエハチャック２に保持されたウエハ１を回転定盤４に向けて押圧するためのＺ軸加圧シリンダ１０と、その動作（特に押圧力）を制御するＺ軸加圧シリンダ制御装置１１と、電解研磨パッド３に覆われた回転定盤４を回転させるためのパッド回転駆動モータ１２およびベルト機構１３と、その動作（特に回転速度）を制御するパッド軸回転制御装置１４とを備えている。また、図示はしていないが、その他にも、電界槽６内に電解研磨液５を供給する電解研磨液供給装置や、ウエハ１と回転定盤４との間に電解研磨パッド３が介在する状態で電解電流を通電するための電極および電界電源等を備えている。
【００１７】
このような構成の研磨装置において、図示しないウエハ搬送機構により搬送されてきたウエハ１は、ウエハチャック２に例えば真空吸着によって保持され、電界槽６内の電解研磨液５中に没した状態で回転駆動され、その表面（被研磨面）が電解研磨パッド３に押圧される。一方、ウエハ１と対向する位置・向きにて回転定盤４を覆うように配され、パッド回転駆動モータ１２およびベルト機構１３により回転駆動される。
【００１８】
また、ウエハ１には、例えば図示しないウエハチャック２側からウエハ１のエッジへの陽極接地によって給電が行われる。ただし、給電は、例えば電解研磨パッド３の内外周またはそのいずれかに設置された陽極通電リングでウエハ１のエッジを摺動接地することによる陽極通電によって行うようにしても構わない。その一方で、電界槽６内の電解研磨液５中におけるウエハ１と対向する位置には図示しない陰極（対向電極）が配されており、電界電源から−電位が印加される。なお、電界槽６内の電解研磨液５は、電解研磨液供給装置によって液面を一定に保持しながら随時循環するようになっている。
【００１９】
そして、研磨装置では、以下のようにしてウエハ１に対する研磨動作を行う。すなわち、ウエハ１の表面（被研磨面）に対して、電解研磨パッド３を押圧摺動させるとともに、電解研磨液５中にてウエハ１の表面とこれの対向電極との間に電解研磨パッド３が介在する状態で電解電流を通電する。これにより、ウエハ１の表面を陽極とし、かつ、対向電極を陰極として、電解研磨パッド３および電解研磨液５を介して電解電流が通電することになるので、陽極であるウエハ１の表面が陽極電解作用を受け、酸化または金属イオンとして電解研磨液５中に溶出し、そのウエハ１の表面から銅または銅合金等といった余分な金属膜が除去されるようになる。また、これと同時に、電解研磨パッド３に押圧されたウエハ１の表面は、そのウエハ１の自転および電解研磨パッド３の回転駆動により相対的に摺動し、これによって機械的研磨も行われるようになる。なお、このような研磨装置の詳細およびその動作制御については、従来と略同様である。
【００２０】
続いて、以上のような研磨装置にて用いられる電解研磨パッド３、すなわち本発明に係る電解研磨パッドについて説明する。電解研磨パッド３は、上述した研磨装置にて用いられるものであることから、ウエハ１の表面が押圧摺動される研磨面と、ウエハ１の対向電極側に位置する電極面とを具備している。そして、電解研磨液５中にて、ウエハ１が研磨面に押圧摺動された状態でのウエハ１−対向電極間の通電により、そのウエハ１の表面に対する研磨を行うものである。
【００２１】
ところで、ここで説明する電解研磨パッド３は、弾塑性を有したポリビニルアセタール系材料からなる。ここで、ポリビニルアセタールとは、ポリビニルアルコールの水酸基の一部または大部分をアルデヒドによりアセタール化した樹脂の総称である。したがって、ポリビニルアセタール系材料には、例えばアルデヒドとしてホルムアルデヒドを用いてアセタール化（ホルマール化）したポリビニルホルマールも含まれる。
【００２２】
ポリビニルアセタール系材料としては、例えば、以下に示す一般式によって示される部分を繰り返し単位として有するポリビニルアセタール系スポンジが挙げられる。
【００２３】
【化１】
2004237381.tif 000003
【００２４】
この一般式中において、「Ｒ１」は、炭素数１以上のアルキル基を示している。また、「Ｒ２」および「Ｒ３」は、水素原子または炭素数１以上のアルキル基を示している。
【００２５】
このうちの最終項の部分は、ホルマール化に影響を及ぼす部分であり、そのホルマール化の度合によって、ポリビニルアセタール系材料の弾塑性が特定される。したがって、電解研磨パッド３を構成する場合には、その弾塑性が後述する所望値に属するように、ポリビニルアセタール系材料のホルマール化の度合が調整されているものとする。
【００２６】
また、このようなポリビニルアセタール系材料からなる電解研磨パッド３は、研磨面と電極面、つまり表裏面を通じる連続気孔を有している。ここでいう連続気孔は、表裏面を通じるように連続する気孔の他に、独立的に存在する気泡が連続することで結果的に表裏面を通じるようにしたものも含む。このような連続気孔の形成は、ポリビニルアセタール系材料は例えば海綿体のような多孔質連続気孔組織であるため、その連続気孔をそのまま利用して行ってもよいし、何らかの加工（機械的加工または化学的加工）を施すことで行ってもよい。
【００２７】
この連続気孔の平均気孔径やその比率等によっても、電解研磨パッド３の弾塑性が異なってくる。したがって、電解研磨パッド３を構成する場合には、弾塑性が後述する所望値に属するように、連続気孔の平均気孔径やその容積比率等が設定されているものとする。この所望の弾塑性を実現するために、電解研磨パッド３を構成するポリビニルアセタール系材料には、連続気孔に加えて、独立的に存在し、かつ、他の気泡と連続しない独立気泡が混在していても構わない。
【００２８】
このように構成された電解研磨パッド３では、弾塑性を有したポリビニルアセタール系材料からなることから、例えば除去対象である、半導体装置配線に用いられる銅または銅合金等といった余分な金属膜よりも遙かに軟弱な機械的強度を実現可能となる。したがって、ウエハ１の表面（被研磨面）に対して押圧摺動させて用いられる場合であっても、その被研磨面にスクラッチ等を発生させてしなうことがない。
【００２９】
また、上述した構成の電解研磨パッド３では、表裏面を通じる連続気孔を有していることから、電界槽６内の電解研磨液５中にて用いる場合には、その連続気孔内に電解研磨液５が含侵する。したがって、電解研磨パッド３を構成するポリビニルアセタール系材料自体が非導電性材料であっても、連続気孔内に含侵した電解研磨液５を経由して電解電流を通電することが可能となり、その結果、電解研磨パッド３の表裏面間の導通が確保されることになる。
【００３０】
次に、以上のような構成の電解研磨パッド３において、好適な▲１▼連続気孔の平均気孔径、容積比率（気孔率）、▲２▼弾塑性、▲３▼摩擦係数、および▲４▼導電性について説明する。
【００３１】
先ず、▲１▼連続気孔の平均気孔径、容積比率（気孔率）について説明する。本実施形態で説明する電解研磨パッド３では、ポリビニルアセタール系材料における連続気孔の平均気孔径が５０〜１５０μｍであり、かつ、その比率が容量比において８０％以上であるものとする。
【００３２】
平均気孔径が５０〜１５０μｍであるのは、５０μｍ未満であると電解研磨液５の吸水性の点で難がある（含侵に多くの時間を費やしてしまう）からであり、１５０μｍを超えると表面の平坦性を確保するのが困難となり、また耐薬品性の点で分解や変質等が生じてしまうおそれがあるからである。また、容積比率が８０％以上であるのは、８０％未満であると吸水性の点で難があるのに加えて、電解研磨液５の含侵による導電性確保が十分に図れないおそれがあるからであり、さらには後述する弾塑性の実現が容易でなくなるからである。
【００３３】
このように、連続気孔の平均気孔径が５０〜１５０μｍであり、かつ、その比率が容量比において８０％以上であるポリビニルアセタール系材料を用いて電解研磨パッド３を構成すれば、研磨面と電極面との間に電解研磨液５が十分に含侵することになるため、結果として研磨面と電極面との間の導通を確実に確保することができる。
【００３４】
続いて、▲２▼弾塑性について説明する。本実施形態で説明する電解研磨パッド３では、研磨面と電極面との間の１ｍｍ厚さにおける荷重あたりの変形量が３０〜１００μｍ／ｋｇであるものとする。
【００３５】
１ｍｍ厚さにおける荷重あたりの変形量が３０〜１００μｍ／ｋｇであるのは、３０μｍ／ｋｇ未満であると被研磨面にスクラッチ等を発生させないだけの弾塑性が確保し得るとはいえないからであり、１００μｍ／ｋｇを超えるとウエハ１の表面（被研磨面）に対して押圧摺動させた際の研磨に耐える十分な剛性を確保するのが困難となるからである。
【００３６】
このように、１ｍｍ厚さにおける荷重あたりの変形量が３０〜１００μｍ／ｋｇであるポリビニルアセタール系材料を用いて電解研磨パッド３を構成すれば、例えば除去対象である銅または銅合金等といった余分な金属膜よりも遙かに軟弱で表面にスクラッチ等が発生しない程度の反発弾塑性となる。したがって、研磨面と電極面との間での導通を確保しつつ、ウエハ１の表面（被研磨面）に押圧摺動された状態で用いるのに良好な機械的強度が実現可能となる。
【００３７】
続いて、▲３▼摩擦係数について説明する。本実施形態で説明する電解研磨パッド３では、電解研磨液５中にてウエハ１の表面（被研磨面）が押圧摺動された状態での研磨面における摩擦係数が０．０１〜０．０２５であるものとする。
【００３８】
研磨面における摩擦係数が０．０１〜０．０２５であるのは、０．０１未満であると十分な研磨レートを確保することができず、研磨レート確保のためにはウエハ１の表面（被研磨面）に高圧で押し付けることが必要になってしまい、電解研磨パッド３の過変形防止や被研磨面におけるスクラッチ等の回避といった観点からは好ましくないからである。また、０．０２５を超えると研磨レートが高くなり過ぎてしまい、被研磨面におけるスクラッチ等の回避といった観点の他に、電解研磨パッド３の寿命の点でも好ましくないからである。
【００３９】
このように、研磨面における摩擦係数が０．０１〜０．０２５であるポリビニルアセタール系材料を用いて電解研磨パッド３を構成すれば、押圧摺動による研磨に必要十分な摩擦係数が確保されることになる。すなわち、摩擦係数の高過ぎにより良好な表面形成が困難になったり、あるいは摩擦係数の低過ぎにより研磨自体が困難になったりすることがない。なお、電解研磨パッド３の研磨面における摩擦係数は、その電解研磨パッド３を構成するポリビニルアセタール系材料における▲１▼連続気孔の平均気孔径、容積比率または▲２▼弾塑性を可変させることによって調整可能である。
【００４０】
次いで、▲４▼導電性について説明する。本実施形態で説明する電解研磨パッド３では、ウエハ１の表面（陽極）と対向電極（陰極）との間にて極間５ｍｍで１Ｖ印加した場合の電流密度が１０ｍＡ／ｃｍ２以上であるものとする。
【００４１】
極間５ｍｍで１Ｖ印加した場合の電流密度が１０ｍＡ／ｃｍ２以上であるのは、１０ｍＡ／ｃｍ２未満であると電解研磨に必要となる十分な電解密度が確保できるとはいえず、電流密度不足によって電解研磨時にその電解研磨速度を十分に高めることが困難になるからである。
【００４２】
このように、極間５ｍｍで１Ｖ印加した場合の電流密度が１０ｍＡ／ｃｍ２以上であるポリビニルアセタール系材料を用いて電解研磨パッド３を構成すれば、電解研磨に必要となる十分な電解密度が確保されることになる。すなわち、電流密度不足によって電解研磨時にその電解研磨速度を十分に高めることが困難になるといったことがない。しかも、電流密度不足を補うための過剰な電界電圧の上昇も不要であるため、電圧依存のある電気化学的酸化状態の変化によって良好な表面形成が困難になるといったこともない。なお、電解研磨パッド３における電流密度、すなわち導電性は、その電解研磨パッド３を構成するポリビニルアセタール系材料における▲１▼連続気孔の平均気孔径、容積比率、すなわち電解研磨液５の含侵量を可変させることによって調整可能である。
【００４３】
【実施例】
ここで、以上のように構成された電解研磨パッド３について、好適な実施例を挙げて具体的に説明する。電解研磨パッド３としては、以下の表に示すポリビニルホルマール（ＰＶＦＭ）によって構成されたものが挙げられる。
【００４４】
【表１】
2004237381.tif 000004
【００４５】
このＰＶＦＭでは、連続気孔の平均気孔径が８０μｍであり、かつ、その比率が容量比において９０％であることから、電解研磨パッド３を構成した際に研磨面と電極面との間の導通を確実に確保することができる。なお、電解研磨液５の含侵量、すなわち気孔率は８０％以上であればよいが、導通を確実に確保する上では上述したように９０％以上が好ましく、さらに好ましい含浸量としては９４％程度である。
【００４６】
また、このＰＶＦＭでは、ヤング率がドライ（ＤＲＹ）状態で４０Ｍｐａ、ウエット（ＷＥＴ）状態で３０Ｍｐａであり、１０％圧縮応力がドライ（ＤＲＹ）状態で１．０Ｍｐａ、ウエット（ＷＥＴ）状態で０．５Ｍｐａであることから、その弾塑性を１ｍｍ厚さにおける荷重あたりの変形量に換算すると３０〜１００μｍ／ｋｇに属することになり、ウエハ１の表面（被研磨面）に押圧摺動された状態で用いるのに良好な機械的強度が実現可能となる。なお、荷重−変形量の菅家位置は、３０〜１００μｍ／ｋｇに属していればよいが、良好な機械的強度を確保する上で最も好適な関係値としては例えば６５μｍ／ｋｇ程度が挙げられる。
【００４７】
続いて、このようなＰＶＦＭによって構成された電解研磨パッド３を用い、上述した研磨装置（図１参照）においてウエハ１に対する研磨を行った際の、当該電解研磨パッド３における摩擦係数について説明する。ここでは、被研磨物であるウエハ１として、下地酸化膜上に、バリヤメタルとして３００ÅのＴａＮ膜、その上にＰＶＤによる銅膜を１０００Å、さらにめっき銅膜を１００００Å堆積したシリコンウエハを例に挙げる。また、電解研磨液５およびＣＭＰスラリーは、研磨砥粒：アルミナ１．５ｗｔ％、有機酸：キナルジン酸０．９ｗｔ％、第一電解質：ＨＮＯ３６ｗｔ％、第二電解質：Ｈ３ＰＯ４５ｗｔ％、防食剤：ＢＴＡ−ＣＯＯＨ７５ｐｐｍであるものとする。その他の機械的研磨条件は、パッド相対速度：１．３５ｍ／ｓ、極間距離：６ｍｍの条件で、２分間電解研磨および化学的機械研磨を行った場合を例に挙げる。なお、荷重の測定は、垂直荷重は錘によるデッドウェイト、水平荷重はパッド回転駆動モータの駆動電流からの換算値で求めている。
【００４８】
図２は、以上のような条件における電解研磨パッド３の摩擦係数の実測値（図中Ａ参照）を示す説明図である。図中では、比較のため、同一の条件下における汎用ＣＭＰパッド（従来品）の摩擦係数の実測値（図中Ｂ参照）も示している。図例に示す垂直荷重と水平荷重との関係からも明らかなように、上述したＰＶＦＭによって構成された電解研磨パッド３では、研磨面における摩擦係数が０．０２２程度となり、従来の汎用ＣＭＰパッドに比べて、押圧摺動による研磨を行う上で好適な摩擦係数が実現されることになる。
【００４９】
次いで、上述したＰＶＦＭによって構成された電解研磨パッド３を用い、上述した研磨装置（図１参照）においてウエハ１に対する電解研磨を行った際の、当該電解研磨パッド３における研磨レートについて説明する。ここでも、被研磨物であるウエハ１として、下地酸化膜上に、バリヤメタルとして３００ÅのＴａＮ膜、その上にＰＶＤによる銅膜を１０００Å、さらにめっき銅膜を１００００Å堆積したシリコンウエハを例に挙げる。また、電解研磨液５およびＣＭＰスラリーは、研磨砥粒：アルミナ１．５ｗｔ％、有機酸：キナルジン酸０．９ｗｔ％、第一電解質：ＨＮＯ３６ｗｔ％、第二電解質：Ｈ３ＰＯ４５ｗｔ％、防食剤：ＢＴＡ−ＣＯＯＨ７５ｐｐｍであるものとする。その他の電解研磨条件は、印加電圧：０〜１．２Ｖ（ＤＣ）、極間距離：６ｍｍ、パッド研磨圧力：９０ｇ／ｃｍ２、パッド相対速度：１．３５ｍ／ｓの条件で、２分間電解研磨および化学的機械研磨を行った場合を例に挙げる。なお、研磨レートの測定は、処理の前後で、１０ｍｍ間隔で全面を公知の四短針シート抵抗測定器によりシート抵抗測定し、抵抗率１．７０３μΩｃｍとして膜厚に換算することで行った。
【００５０】
図３は、以上のような条件における電解研磨パッド３の研磨レートの実測値を示す説明図である。図中では、電解研磨パッド３の摩擦係数が０．０２５の場合（図中Ｃ参照）と０．００５の場合（図中Ｄ参照）における研磨レートを示している。図例に示す研磨レートからも明らかなように、摩擦係数が０．００５の場合とは異なり、摩擦係数が０．０２５であれば良好な研磨レートが得られることがわかる。このことからも、電解研磨パッド３では、研磨面における摩擦係数が０．０１〜０．０２５であれば、十分な研磨レートを確保することができるといえる。
【００５１】
なお、上述した実施例では本発明をその好適な具体例により説明したが、本発明がこの実施例に限定されないことは勿論である。
【００５２】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明に係る電解研磨パッドによれば、例えば半導体装置配線に用いられる銅または銅合金等の平坦化研磨工程において、ＣＭＰと電解研磨を組み合わせて行う場合であっても、所望する導電性や弾塑性等を確保し得るようになり、被研磨物の全面に均一な電流密度と良好な拭き取り能力を発揮することができる。したがって、この電解研磨パッドを用いて研磨を行えば、確実に良好な研磨を高速で行うことが可能となり、半導体装置の高集積化・小型化の促進に有効であるとともに、歩留まり向上も期待できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電解研磨パッドが用いられる研磨装置の概略構成例を示す模式図である。
【図２】本発明に係る電解研磨パッドの摩擦係数の実測値の一例を示す説明図である。
【図３】本発明に係る電解研磨パッドの研磨レートの実測値の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
１…ウエハ、２…ウエハチャック、３…電解研磨パッド、４…回転定盤、５…電解研磨液、６…電界槽、７…主軸回転駆動モータ、８…主軸回転制御装置、９…Ｚ軸ガイド、１０…Ｚ軸加圧シリンダ、１１…Ｚ軸加圧シリンダ制御装置、１２…パッド回転駆動モータ、１３…ベルト機構、１４…パッド軸回転制御装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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