(57)【要約】      （修正有）【課題】研磨レートのバラツキや低下、研磨量のウエハ面内でのバラツキが大きいこと、研磨スラリの余分な消費、更に被研磨体と研磨パッドとの間の適切なスラリの保持が出来ないなどの課題を同時に解決し、研磨レートの適正値維持、被研磨体における研磨後の面内均一性の向上に特に有効であり、半導体ウエハ等のケミカルメカニカルポリッシングなどの生産上においてきわめて有効な研磨パッドおよび研磨方法を提供する。【解決手段】研磨表面内に互いに平行であるほぼ直線の溝からなる複数の平行溝群を有する研磨パッド１であって、少なくとも前記溝２のが、同一溝内で異なる溝深度を有する異深度溝であることを特徴とする複数の平行溝群を有する研磨パッドとこの研磨パッドを使用するケミカルメカニカルポリッシング方法である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
研磨面内に互いに平行であるほぼ直線の溝からなる複数の平行溝群を有する研磨パッドであって、少なくとも前記溝の１つが、同一溝内で異なる溝深度を有する異深度溝であることを特徴とする複数の平行溝群を有する研磨パッド。
【請求項２】
複数の平行溝群が互いに直交する平行溝群である請求項１記載の研磨パッド。
【請求項３】
異深度溝における溝深度が、研磨パッドにおける中心部と中間部とにおいて大きく、外周部において小さく形成されている請求項１または２記載の研磨パッド。
【請求項４】
異深度溝における溝深度が、研磨パッドにおける中心部において小さく、中間部において大きく、外周部において小さく形成されている請求項１または２記載の研磨パッド。
【請求項５】
異深度溝における溝深度の最大深度をＤＨとし、溝深度の最小深度をＤＡとしたときＤＨ／ＤＡが２以上である請求項１〜４記載の研磨パッド。
【請求項６】
請求項１〜５記載の研磨パッドを用いて被研磨体を研磨することを特徴とする研磨方法。
【請求項７】
請求項６記載の研磨方法を用いて製造することを特徴とする半導体デバイスの製造方法。
【請求項８】
請求項７記載の製造方法で製造されたことを特徴とする半導体デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被研磨体の研磨に使用する研磨パッドおよびそれを用いた研磨方法に関するものであり、特に半導体デバイスの製造工程においてＣＭＰ（化学的機械研磨またはケミカルメカニカルポリッシング）により層間絶縁膜等の平坦化処理などを行う時に用いる研磨パッド、この研磨パッドを用いた研磨方法ならびに半導体デバイスの製造方法および当該製造方法によって得られた半導体デバイスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年の半導体集積回路の微細化および高集積化は急速に進化し、微細に加工することが必要になってきており、またデバイスが複雑な構造になって立体化するようになってきている。微細化は、半導体装置の製造工程における微細加工技術の進歩、特に、光を利用して回路パターンをウエハ面上に塗布された感光性有機膜（フォトレジスト）に転写する技術であるリソグラフィー工程における高解像力化により達成されてきた。具体的には、リソグラフィー工程において、短波長化された光源を用いて露光する技術が開発されている。また、デバイス構造の高低差をできるだけ低減することで、焦点深度の不足を補い、微細なパターンの焦点ずれを引き起こさず確実に解像させる方法が検討されている。
【０００３】
そこで、デバイス構造の高低差を平坦化する方法として、最近では、シリコンウエハの鏡面加工を応用したＣＭＰ法が採用されており、この装置は、回転する研磨プレート回転軸に支承され表面に研磨パッドが接着された研磨プレートと、ダイヤモンド粉などを金属板に電着などで形成した、研磨パッドの表面を目立てするためのドレッサと、層間絶縁膜などの被研磨層が形成された被研磨体（以下、ウエハと称する）をウエハバッキングフィルムにより保持するキャリアと、研磨スラリを研磨パッド上に供給する研磨スラリ供給ノズルを有する研磨スラリ供給装置とから概ね構成されている。
【０００４】
その１方法として、研磨パッドをドレッサによりドレッシング（研削）した後に、研磨プレート回転軸およびキャリア回転軸を回転させ、研磨スラリ供給ノズルから研磨パッドの中央部に研磨スラリを供給しながら、研磨圧力調整機構によりウエハを研磨パッド上に押圧させてウエハを研磨する方法がある。このようなＣＭＰ法では、ウエハの絶縁膜などの被研磨層にマイクロスクラッチの発生や研磨レートのばらつきや研磨量のウエハ面内でのバラツキが大きいことが問題となっている。
【０００５】
マイクロスクラッチの発生を抑制するためには、研磨パッドのドレッシング時に発生する研磨パッドの削りクズやドレッサのダイヤモンド、層間膜、ウエハの破片クズや研磨済みの研磨スラリなど（以降、これらを総称して不純物とも表記する）を研磨パッド外へ排出する必要がある。このような従来のＣＭＰ装置においては、研磨作業中に研磨スラリを研磨パッドの中央部に間断なく十分に流し出し、不純物をこの研磨スラリにより研磨パッド外へ除去あるいは押し流すという対策をとっている。このようにドレッシングによりパッド表面に目立て層を形成し、研磨スラリを供給してウエハの研磨を行う時、研磨スラリは研磨パッドの回転による遠心力およびウエハを研磨パッドに押し付けることにより押し出され、殆どが研磨に直接寄与することなく研磨パッド外に排出されてしまうため、高価な研磨スラリを余分に消費してしまうことになる。
【０００６】
これらの課題を解決するために、研磨パッド面に溝がパッドの外周部に開口した状態で格子状（複数の直線平行の溝群）の溝を形成した研磨パッド（特許文献１参照）や複数の直線平行の溝群によって形成された多角形突起部を備えた研磨パッド（特許文献２参照）等が提案されている。
【０００７】
特許文献１開示の研磨パッドにおいては、幅１〜５ｍｍ程度、深度０．５〜２．５ｍｍ程度の溝を１０〜１００ｍｍ程度の間隔を開けて切削形成したことで研磨スラリの充分な研磨パッド全面への供給ができ研磨精度の向上が期待できるが、研磨レートを維持して、研磨スラリの余分な消費の抑制、研磨量のウエハ面内でのバラツキ抑制を同時に解決することは困難であった。
【０００８】
また、特許文献２開示の研磨パッドにおいても、平坦性などを向上させるために、複数の直線平行の溝群によって形成された多角形突起部を研磨パッド面に形成したものであるが、不純物の排出に効果があっても、研磨レートを維持して、研磨スラリの余分な消費の抑制、研磨量のウエハ面内でのバラツキ抑制を同時に解決することは困難であった。
【０００９】
その他、特許文献３〜６においても同様な研磨パッドが開示されているが、いずれも研磨レートを維持して、研磨スラリの余分な消費の抑制、研磨量のウエハ面内でのバラツキ抑制を同時に解決することは困難であった。
【特許文献１】特開平０８−２１６０２９号公報
【特許文献２】特開平１０−０７１５６１号公報
【特許文献３】特開平１０−３１５１１９号公報
【特許文献４】特開２０００−１１７６２０号公報
【特許文献５】特開２００１−００１２５５号公報
【特許文献６】特開２００１−０７９７５５号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、半導体デバイスの製造工程などにおいてＣＭＰにより層間絶縁膜などの平坦化処理などを行う時に用いる研磨パッドおよびこの研磨パッドを用いた研磨方法において、研磨レートのバラツキや低下、研磨量のウエハ面内でのバラツキが大きいこと、研磨スラリの余分な消費、更に被研磨体と研磨パッドとの間の適切なスラリの保持が出来ないなどの課題を同時に解決せんとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、前記課題を同時に解決し、たとえば半導体デバイスの製造工程等においてＣＭＰにより層間絶縁膜等の平坦化処理などを行う時に用いる研磨パッドおよびこの研磨パッドを用いた効率的研磨方法を提供するものである。即ち、本発明は、研磨面内に互いに平行であるほぼ直線の溝からなる複数の平行溝群を有する研磨パッドであって、少なくとも前記溝の１が、同一溝内で異なる溝深度を有する異深度溝であることを特徴とする互いに平行であるほぼ直線の溝からなる複数の平行溝群を有する研磨パッドである。
【００１２】
更に、本発明を好適に実施するためには、
前記複数の平行溝群が互いに直交する平行溝群であり、
前記異深度溝における溝深度が、研磨パッドにおける中心部と中間部とにおいて大きく、外周部において小さく形成されており、
前記異深度溝における溝深度が、研磨パッドにおける中心部において小さく、中間部において大きく、外周部において小さく形成されており、
前記異深度溝における溝深度の最大深度をＤＨとし、溝深度の最小深度をＤＡとしたときＤＨ／ＤＡが２以上である
ことが好ましい。
【００１３】
本発明の別の態様として、前記研磨パッドを用いて被研磨体を研磨する研磨方法、また前記の研磨方法を用いて製造することを特徴とする半導体デバイスの製造方法、更に前記の製造方法で製造されたことを特徴とする半導体デバイスがある。
【００１４】
本発明における研磨パッドは、ＣＭＰで被研磨体の平坦化処理を行う時に用いる研磨パッドに好ましく使用されるものであり、研磨レートのバラツキや低下、研磨量のウエハ面内でのバラツキが大きいこと、研磨スラリの余分な消費、更に被研磨体と研磨パッドとの間の適切なスラリの保持が出来ないなどの課題を同時に解決するためのものであり、そのため研磨パッドにおける面内（研磨面内）に、互いに平行であるほぼ直線の溝からなる複数の平行溝群を形成した研磨パッドであって、少なくとも前記溝の１が、同一溝内で異なる溝深度を有する異深度溝である溝群を形成したものである。同一深度を有する格子状溝を研磨パッド面内に形成したものでは本発明の効果は同時に得ることができない。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の研磨パッドを使用する半導体ウエハなどの研磨においては、研磨レートのバラツキや低下、研磨量のウエハ面内でのバラツキが大きいこと、研磨スラリの余分な消費、更に被研磨体と研磨パッドとの間の適切なスラリの保持ができないなどの課題を同時に解決し、研磨レートを一定に保ち、被研磨体における研磨後の面内均一性の向上に特に有効であり、半導体ウエハ等のＣＭＰなどの生産上においてきわめて有効なものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明における互いに平行であるほぼ直線の溝からなる複数の平行溝群であって、少なくとも当該溝の１が、同一溝内で異なる溝深度を有する異深度溝である平行溝群の溝本数は特に限定されず、適宜選択して形成することができるが、少なくとも１０本以上のものが好ましく、このほぼ直線の溝は字義通りの直線および若干の蛇行を有する平行な線であってもよい（図１−Ａ、図２−Ａ参照）ものである。また、「互いに平行である」とは、隣接する溝が、厳密に平行であるだけでなく、研磨パッドの研磨面内で互いに交わらないものを含む意味と解すべきである。更に、異深度溝の溝深度の変化は急激であってもよいし、段階的であってもよい。
【００１７】
上記溝形成方法は特に限定されるものではないが、例えば、所定サイズのバイトのような治具を用い機械切削する方法、所定の表面形状を有した金型に樹脂を流しこみ、硬化させることにより作製する方法、所定の表面形状を有したプレス板で樹脂をプレスし作製する方法、フォトリソグラフィを用いて作製する方法、印刷手法を用いて作製する方法、炭酸ガスレーザーなどを用いたレーザー光による作製方法などが挙げられる。
【００１８】
本発明における、互いに平行であるほぼ直線の溝からなる複数の平行溝群であって、少なくとも当該溝の１が、同一溝内で異なる溝深度を有する異深度溝である平行溝群の溝はその本数においては特に限定され無いが、該研磨パッドの研磨面内における当該溝の開口面積の、開口部とそれ以外の平面的面積の総和に対する、平均的割合が好ましくは１〜５０％、より好ましくは３〜３０％であることが望ましい。
【００１９】
本発明における研磨パッドは、ウエハ等の被研磨体に当接する研磨パッドの表面層である研磨面において、互いに平行であるほぼ直線の溝からなる複数の平行溝群であって、少なくとも当該溝の１が、同一溝内で異なる溝深度を有する異深度溝である平行溝群の溝を有する研磨パッドであり、研磨面内に形成される溝において、それらの全てが異深度溝であってもよくまたそのうちの少なくとも１が異深度溝であってもよいものであり、被研磨体であるウエハなどの性質や研磨条件や研磨方法によって適宜選択され実施されればよいものである。
【００２０】
前述のように本発明の研磨パッドにおいては、異深度溝における溝深度が、研磨パッドにおける中心部と中間部において大きく、外周部において小さく形成されていることが好ましく、研磨パッドにおける中心部において小さく、中間部において大きく、外周部において小さく形成されていることがより好ましい。この場合はウエハなどの被研磨体と研磨パッドとが当接され研磨する位置において溝深度の大きい部位が披研磨体の大きさを超えない部位となるように形成されることが好ましく、このことでウエハなどの外縁部が研磨され中心部が研磨され難くなることを抑制し、ウエハなどの面内研磨不均一が生じない。前記研磨パッドにおける中心部、中間部、外周部は、図１のａゾーンが中心部、ｂゾーンが中間部、ｃゾーンが外周部を示すものであり、ａゾーンはパッド半径の１／１０以下を含みパッド半径の４／１０を含まない円部分であり、ｂゾーンはパッド半径の１／２を含む輪部分、ｃゾーンはパッド半径の９／１０以上を含みパッド半径の６／１０を含まない輪部分である。
【００２１】
更に、異深度溝における溝深度の最大深度をＤＨとし、溝深度の最小深度をＤＡとしたときＤＨ／ＤＡが２以上である研磨パッドが好ましい本発明の実施態様である。前記ＤＨ／ＤＡは、好ましくは２〜４、より好ましくは２〜３である。前記ＤＨ／ＤＡが２未満となると、スラリーの消費量が多くなり、研磨レートが低下したり、面内均一性が悪くなる。
【００２２】
本発明における平行溝群の溝は、その幅と深さにおいて特に限定されるものではないが、０．２ｍｍ〜５．０ｍｍ程度の幅と０．２ｍｍ〜４．０ｍｍ程度の深度を有しておればよく、これらの範囲から被研磨体や研磨方法や研磨条件に合わせて適宜選択すればよいものである。本発明においては、溝の幅は好ましくは同一であり、深度のみ変化させた実施態様であり、この場合研磨レートの制御が容易であり、製造時における利便性が優れている。
【００２３】
本発明における研磨パッドとして、従来一般に使用されている単層型パッドであってもよく、またはウエハ等の被研磨体に当接する硬質表面層および硬質表面層とプラテンとの間に位置する弾性支持層の少なくとも２層を有する積層パッドであってもよいし、更に他層を重ねての多層研磨パッドのような積層研磨パッドであってもよい。生産上、性能上、硬質表面層とプラテン（定盤）との間に位置する弾性支持層の少なくとも２層を有するものが好ましい。本発明はこのように単層、積層の研磨パッドに限定されるものではない。
【００２４】
前記の積層研磨パッドにおいて、硬質表面層と弾性支持層とで大別して形成されるものであるが、上記硬質表面層の硬度（ＪＩＳ  Ｋ６２５３−１９９７に準拠して行った。２ｃｍ×２ｃｍ（厚み：任意）の大きさに切り出したものを硬度測定用試料とし、温度２３℃±２℃、湿度５０％±５％の環境で１６時間静置した。測定時には、試料を重ね合わせ、厚み６ｍｍ以上とした。硬度計（高分子計器社製  アスカーＤ型硬度計）を用い、硬度を測定した。）は、４５〜６５であることが好ましい。上記硬度が４５度未満の場合、被研磨物のプラナリティ（平坦性）が悪化し、また、６５度より大きい場合は、プラナリティは良好であるが、被研磨物のユニフォミティ（均一性）が悪化してしまう。弾性支持層の硬度（ＪＩＳ  Ｋ６２５３−１９９７準拠、高分子計器社製  アスカーＡ型硬度計）は、好ましくは２５〜１００、より好ましくは３０〜８５である。また、硬質表面層の厚さは、好ましくは０．２〜４ｍｍ、より好ましくは０．８〜３．０ｍｍ、弾性支持層の厚さは好ましくは０．５〜２．５ｍｍ、より好ましくは０．８〜２．０ｍｍとすることが望ましい。
【００２５】
単層型研磨パッドにおいては、厚さは１．０〜５．０ｍｍ程であり、その材料は硬質表面層と弾性支持層にそれぞれ使用される材料から適宜選択使用されるものであってよい。
【００２６】
積層研磨パッドにおいて硬質表面層としてはアクリレート系光硬化性樹脂、無発泡ポリウレタンや発泡ポリウレタンなどのポリウレタン、弾性支持層としてはポリエチレンフォーム、ポリウレタンフォーム、ポリエステルの不織布などが好ましいが、これらに限定されるものではない。硬質表面層、弾性支持層を不織布で形成する場合、ポリウレタン樹脂等の含浸剤を不織布に含浸させてもよい。但し、前記硬度範囲を満足するものであれば、前記以外の材質で研磨パッドを構成してもよい。本発明においては、特に好ましい硬質表面層の材料として、発泡ポリウレタン樹脂が挙げられる。
【００２７】
ポリウレタン樹脂を発泡させる場合、その発泡方法は化学的な発泡剤による発泡、機械的な泡を混入させる発泡および微小中空体の混入または熱によって微小中空体となる前駆体の混入、これらの共用であってもよい。これらの発泡方法で本発明における研磨パッドに使用する微細発泡体とする。
【００２８】
ポリウレタン樹脂としては、イソシアネート末端ウレタンプレポリマーと有機ジアミン化合物とからなり、イソシアネート末端ウレタンプレポリマーは、ポリイソシアネートと高分子ポリオールと低分子ポリオールからなる。ポリイソシアネートとしては、例えば２，４−及び／または２，６−ジイソシアナトトルエン、２，２’−、２，４’−及び／または４，４’−ジイソシアナトジフェニルメタン、１，５−ナフタレンジイソシアネート、ｐ−及びｍ−フェニレンジイソシアネート、ダイメリルジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ジフェニル−４，４’−ジイソシネート、１，３−及び１，４−テトラメチルキシリデンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、１，６−ヘキサメチレンジイソシアネート、ドデカメチレンジイソシアネート、シクロヘキサン−１，３−及び１，４−ジイソシアネート、１−イソシアナト−３−イソシアナトメチル−３，５，５−トリメチルシクロヘキサン（＝イソホロンジイソシアネート）、ビス−（４−イソシアナトシクロヘキシル）メタン（＝水添ＭＤＩ）、２−及び４−イソシアナトシクロヘキシル−２’−イソシアナトシクロヘキシルメタン、１，３−及び１，４−ビス−（イソシアナトメチル）−シクロヘキサン、ビス−（４−イソシアナト−３−メチルシクロヘキシル）メタン、等が挙げられる。
【００２９】
また、高分子ポリオールとしては、例えばヒドロキシ末端ポリエステル、ポリカーボネート、ポリエステルカーボネート、ポリエーテル、ポリエーテルカーボネート、ポリエステルアミド等が挙げられるが、これらのうち耐加水分解性の良好なポリエーテル及びポリカーボネートが好ましく、価格面と溶融粘度面からはポリエーテルが特に好ましい。ポリエーテルポリオールとしては、反応性水素原子を有する出発化合物と、例えば酸化エチレン、酸化プロピレン、酸化ブチレン、酸化スチレン、テトラヒドロフラン、エピクロルヒドリンの様な酸化アルキレン又はこれら酸化アルキレンの混合物との反応生成物が挙げられる。反応性水素原子を有する出発化合物としては、水、ビスフェノールＡ並びに後述のようなポリエステルポリオールを製造するための二価アルコールが挙げられる。
【００３０】
更にヒドロキシ基を有するポリカーボネートとしては、例えば、１，３−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール及び／又はポリテトラメチレングリコールの様なジオールとホスゲン、ジアリルカーボネート（例えばジフェニルカーボネート）もしくは環式カーボネート（例えばプロピレンカーボネート）との反応生成物が挙げられる。ポリエステルポリオールとしては、二価アルコールと二塩基性カルボン酸との反応生成物が挙げられるが、耐加水分解性向上のためには、エステル結合間距離が長い方が好ましく、いずれも長鎖成分の組み合わせが望ましい。
【００３１】
二価アルコールとしては、特に限定はしないが、例えばエチレングリコール、１，３−及び１，２−プロピレングリコール、１，４−及び１，３−及び２，３−ブチレングリコール、１，６−ヘキサングリコール、１，８−オクタンジオール、ネオペンチルグリコール、シクロヘキサンジメタノール、１，４−ビス−（ヒドロキシメチル）−シクロヘキサン、２−メチル−１，３−プロパンジオール、３−メチル−１，５−ペンタンジオール、２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール、トリプロピレングリコール、ジブチレングリコール等が挙げられる。
【００３２】
二塩基性カルボン酸としては、脂肪族、脂環族、芳香族及び／又は複素環式のものがあるが、生成する末端ＮＣＯプレポリマーを液状又は低溶融粘度とする必要上から、脂肪族や脂環族のものが好ましく、芳香族系を適用する場合は脂肪族や脂環族のものとの併用が好ましい。これらカルボン酸としては、限定はしないが、例えばコハク酸、アジピン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸（ｏ−、ｍ−、ｐ−）、ダイマー脂肪酸、例えばオレイン酸、等が挙げられる。これらポリエステルポリオールとしては、カルボキシル末端基の一部を有することもできる。例えば、ε−カプロラクトンの様なラクトン、又はε−ヒドロキシカプロン酸の様なヒドロキシカルボン酸のポリエステルも使用することができる。
【００３３】
低分子ポリオールとしては、前述のポリエステルポリオールを製造するのに用いられる二価アルコールが挙げられるが、本発明の低分子ポリオールとは、ジエチレングリコール、１，３−ブチレングリコール、３−メチル−１，５−ペンタンジオール及び１，６−ヘキサメチレングリコールのいずれか１種又はそれらの混合物を用いることが好ましい。
【００３４】
イソシアネート成分は、注型成形時に必要とされるポットライフに応じて適宜に選定されると共に、生成する末端ＮＣＯプレポリマーを低溶融粘度とすることが必要であるため、単独又は２種以上の混合物で適用される。それらの具体例としては、特に限定はしないが、２，４−及び／または２，６−ジイソシアナトトルエン、２，２’−、２，４’−及び／または４，４’−ジイソシアナトジフェニルメタン、１，５‐ナフタレンジイソシアネート、ｐ−及びｍ−フェニレンジイソシアネート、ダイメリルジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ジフェニル−４，４’−ジイソシネート、１，３−及び１，４−テトラメチルキシリデンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、１，６−ヘキサメチレンジイソシアネート、ドデカメチレンジイソシアネート、シクロヘキサン−１，３−及び１，４−ジイソシアネート、１−イソシアナト−３−イソシアナトメチル−３，５，５−トリメチルシクロヘキサン（＝イソホロンジイソシアネート）、ビス−（４−イソシアナトシクロヘキシル）メタン（＝水添ＭＤＩ）、２−及び４−イソシアナトシクロヘキシル−２’−イソシアナトシクロヘキシルメタン、１，３−及び１，４−ビス−（イソシアナトメチル）−シクロヘキサン、ビス−（４−イソシアナト−３−メチルシクロヘキシル）メタン、等が挙げられる。
【００３５】
本発明で使用される有機ジアミン化合物としては、特に限定されないが、例えば、３，３’−ジクロロ−４，４’−ジアミノジフェニルメタン、クロロアニリン変性ジクロロジアミノジフェニルメタン、１，２−ビス（２−アミノフェニルチオ）エタン、トリメチレングリコールジ−ｐ−アミノベンゾエート、３，５−ビス（メチルチオ）−２，６−トルエンジアミン等が挙げられる。
【００３６】
本発明における微細発泡体からなる研磨領域の平均気泡径は、７０μｍ以下であることが好ましい。この範囲から逸脱する場合は、プラナリティが悪化するため好ましくない。
【００３７】
本発明における微細発泡体からなる研磨領域の比重が、０．５〜１．０ｇ／ｃｍ３であることが好ましい。比重が０．５ｇ／ｃｍ３未満の場合、研磨領域の表面の強度が低下し、被研磨物のプラナリティ（平坦性）が悪化し、また、１．０ｇ／ｃｍ３より大きい場合は、研磨領域表面での微細気泡の数が少なくなり易く、プラナリティは良好であるが、研磨速度が悪化してしまうため好ましくない。
【００３８】
本発明における微細発泡体からなる研磨領域の硬度は、アスカーＤ硬度計にて、４５〜６５であることが好ましい。Ｄ硬度が４５度未満の場合、被研磨物のプラナリティ（平坦性）が悪化し、また、６５度より大きい場合は、プラナリティは良好であるが、被研磨物のユニフォミティ（均一性）が悪化してしまう。
【００３９】
本発明における微細発泡体からなる研磨領域の圧縮率は、０．５〜５．０％であることが好ましい。上記範囲に圧縮率があることにより、プラナリティとユニフォミティを両立させることが可能となる。
【００４０】
本発明における微細発泡体からなる研磨領域の圧縮回復率が、５０〜１００％であることが好ましい。圧縮回復率がこの範囲を逸脱する場合、被研磨物による繰り返しの荷重が研磨中に研磨領域にかかるにつれて、研磨層厚みに大きな変化が現れ、研磨特性の安定性が悪化してしまうため好ましくない。
【００４１】
本発明における微細発泡体からなる研磨領域の貯蔵弾性率が、測定温度４０℃、測定周波数１Ｈｚにおいて、２００ＭＰａ以上であることが好ましい。貯蔵弾性率とは、微細発泡体に、動的粘弾性測定装置で引っ張り試験用治具を用い、正弦波振動を加え測定した弾性率のことをいう。貯蔵弾性率が２００ＭＰａ未満の場合、研磨領域の表面の強度が低下し、被研磨物のプラナリティ（平坦性）が悪化してしまうため好ましくない。
【００４２】
比重測定方法
ＪＩＳ  Ｚ８８０７−１９７６に準拠して行った。４ｃｍ×８．５ｃｍの短冊状（厚み：任意）に切り出したものを比重測定用試料とし、温度２３℃±２℃、湿度５０％±５％の環境で１６時間静置した。測定には比重計（ザルトリウス社製）を用いた。
【００４３】
硬度測定方法
ＪＩＳ  Ｋ６２５３−１９９７に準拠して行った。２ｃｍ×２ｃｍ（厚み：任意）の大きさに切り出したものを硬度測定用試料とし、温度２３℃±２℃、湿度５０％±５％の環境で１６時間静置した。測定時には、試料を重ね合わせ、厚み６ｍｍ以上とした。硬度計（高分子計器社製  アスカーＤ型硬度計）を用い、硬度を測定した。
【００４４】
圧縮率・圧縮回復率測定方法
直径７ｍｍの円（厚み：任意）に切り出したものを圧縮率・圧縮回復率測定用試料とし、温度２３℃±２℃、湿度５０％±５％の環境で４０時間静置した。測定には熱分析測定器  ＴＭＡ（ＳＥＩＫＯ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳ製  ＳＳ６０００）を用い、圧縮率と圧縮回復率を測定した。また、圧縮率と圧縮回復率の計算式は以下の通りである。
【００４５】
【数１】
2005183711.tif 000003
【００４６】
［式中、Ｔ１は研磨層に無負荷状態から３０ＫＰa（３００ｇ／ｃｍ２）の応力の負荷を６０秒間保持した時の研磨層厚みであり、Ｔ２はＴ１の状態から１８０ＫＰa（１８００ｇ／ｃｍ２）の応力の負荷を６０秒間保持した時の研磨層厚みである。］
【００４７】
【数２】
2005183711.tif 000004
【００４８】
［式中、Ｔ１は研磨層に無負荷状態から３０ＫＰa（３００ｇ／ｃｍ２）の応力の負荷を６０秒間保持した時の研磨層厚みであり、Ｔ２はＴ１の状態から１８０ＫＰa（１８００ｇ／ｃｍ２）の応力の負荷を６０秒間保持した時の研磨層厚みであり、Ｔ３はＴ２の状態から無負荷状態で６０秒間保持し、その後、３０ＫＰa（３００ｇ／ｃｍ２）の応力の負荷を６０秒間保持した時の研磨層厚みである。］
【００４９】
溝深度測定方法
溝深度の測定には、デジタルデプスゲージ  ＤＭＤ−２１０（株式会社テクロック社製）を用いた。上記デジタルデプスゲージを用いるとサンプリングを行わずに、溝深度の測定が可能である。５ｍｍおきの３点の溝深度を測定し、その平均値を溝深度とした。
【００５０】
本発明の研磨パッドを使用して、研磨パッドの表面に対して研磨スラリを供給しながら、被研磨体を所望の研磨圧で押し付けながら回転させて前記研磨パッドの移動方向に対して交差する方向に揺動させることによって、前記研磨パッドの表面と被研磨体の表面との間に供給されたスラリの化学的および機械的な作用によって被研磨体の表面を研磨する方法で被研磨体が半導体デバイスである研磨方法であり、この半導体の研磨において本発明の研磨パッドがもっとも効果を発揮する。また本発明は、前記方法で研磨され製造された半導体デバイスに及ぶものである。
【実施例】
【００５１】
以下、本発明の効果を具体的に示す実施例等について説明する。但し、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。尚、実施例等における評価項目は以下のようにして測定した。
【００５２】
（研磨特性の評価）
研磨装置としてＳＰＰ６００Ｓ（岡本工作機械社製）を用い、作製した研磨パッドを用いて以下の研磨特性の評価を行った。
（１）研磨レート
研磨レートは、８インチのシリコンウエハに熱酸化膜を１μｍ製膜したものを、約０．５μｍ研磨して、このときの時間から算出した。酸化膜の膜厚測定には、干渉式膜厚測定装置（大塚電子社製）を用いた。研磨条件としては、スラリとしてシリカスラリー（ＳＳ１２、キャボット社製）を研磨中に１５０ミリリットル／分添加した。研磨荷重としては３５０ｇ／ｃｍ２、研磨定盤回転数３５ｒｐｍ、ウエハ回転数３０ｒｐｍとした。
【００５３】
（２）面内均一性
面内均一性は、ウエハの任意２５点の膜厚測定値より下記式により算出した。なお、面内均一性の値が小さいほどウエハ表面の均一性が高いことを表す。
【数３】
2005183711.tif 000005
【００５４】
実施例１
フッ素コーティングした反応容器に、フィルタリングしたポリエーテル系プレポリマー（ユニロイヤル社製、アジプレンＬ‐３２５、イソシアネート基濃度：２．２２ｍｅｑ／）１００重量部、及びフィルタリングしたシリコーン系界面活性剤（東レ・ダウシリコーン社製、ＳＨ１９２）３重量部を混合し、反応温度を８０℃に調整した。フッ素コーティングした攪拌機を用いて、回転数９００ｒｐｍで反応系内に気泡を取り込むように約４分間激しく攪拌を行った。そこへ予め１２０℃の温度で溶融させ、フィルタリングした４，４’−メチレンビス（ｏ−クロロアニリン）（イハラケミカル社製、イハラキュアミンＭＴ）を２６重量部添加した。約１分間攪拌を続けた後、フッ素コーティングしたパン型のオープンモールドへ反応溶液を流し込んだ。この反応溶液に流動性がなくなった時点でオーブン内に入れ、１１０℃で６時間ポストキュアを行いポリウレタン樹脂発泡体ブロックを得た。このポリウレタン樹脂発泡体ブロックからバンドソータイプのスライサー（フェッケン社製）を使用してスライスし、シート状のポリウレタン発泡体を得た。次にこのシートをバフ機（アミテック社製）を使用して、所定の厚さに表面バフをし、厚み精度を整えたシートとした（シート厚み：１．２７ｍｍ）。このシートの被溝加工面における平均気泡径は４５μｍ、比重０．８６ｇ／ｃｍ３、アスカーＤ硬度５３度、圧縮率１．０％、圧縮回復率６５．０％、貯蔵弾性率２７５ＭＰａであった。
【００５５】
このバフ処理をしたシートを直径６１ｃｍに打ち抜き、溝加工機（東邦鋼機  社製）を用いて表面に溝幅２ｍｍ、溝ピッチ１５ｍｍの（直交）格子状の溝加工を行った。溝深度に関しては研磨パッドの外周部（図１−Ａ，Ｂ参照、図１−Ａのｃゾーンである外周から７０ｍｍより外側部分（中心から２３５ｍｍより外側部分））を０．３ｍｍ、研磨パッドの中央部を０．８ｍｍ（図１−Ａ，Ｂ参照、図１−Ａのａ、ｂゾーンである前記のｃゾーン以外の部分）で加工した。このシートの溝加工面と反対の面にラミネーターを使用して、両面テープ（積水化学工業社製、ダブルタックテープ）を貼り、更に、コロナ処理をしたクッションシート（東レ社製、ポリエチレンフォーム、トーレペフ、厚み０．８ｍｍ）の表面をバフ掛け、ラミネーターを使用して前記シートに貼り合せた。更にクッションシートの他面にラミネーターを使用して両面テープを貼り合せて研磨パッドを作製した。
【００５６】
実施例２
実施例１と同じシートを使用し、溝加工機（東邦鋼機  社製）を用いて表面に溝幅２ｍｍ、溝ピッチ１５ｍｍの直交格子状の溝加工を行い、研磨パッドのウエハの中央部分と接触する部分の深度を０．８ｍｍ（図１−Ａ，Ｃ参照、図１−Ａのｂゾーンである外周から７０ｍｍより内側部分で中心から７０ｍｍより外側部分）、研磨パッドの中央部と外周部の深度を０．３ｍｍ（図１−Ａ，Ｃ参照、図１−Ａのａ、ｃゾーンである前記のｂゾーン以外の部分）で加工し、実施例１と同様にして研磨パッドを作製した。
【００５７】
比較例１
実施例１と同じシートを使用し、溝加工機（東邦鋼機  社製）を用いて表面に溝幅２ｍｍ、溝ピッチ１５ｍｍの格子状の溝加工を行い、溝深度に関しては一定の０．６ｍｍで加工し、実施例１と同様にして研磨パッドを作製した。
【００５８】
実施例１および２と比較例１との研磨パッドを上記方法により評価した。結果を表１に示す。
【００５９】
【表１】
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【００６０】
上記表１の結果から明らかなように、実施例１および２の本発明の研磨パッドは、比較例１の研磨パッドに比べて、研磨レートが大きくて良好であり、面内均一性が小さくてウエハ表面の均一性が高いことがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の研磨パッドの一実施態様の概略平面図（Ａ）および概略断面図（ＢおよびＣ）である。
【図２】本発明の研磨パッドの別の実施態様の概略平面図（Ａ）およびＡ−Ａ’概略断面図（Ｂ）である。
【符号の説明】
【００６２】
１ … 研磨パッド
２ … 溝
ａ … 研磨パッドの研磨面における中心部
ｂ … 研磨パッドの研磨面における中央部
ｃ … 研磨パッドの研磨面における周辺部
【図１】
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【図２】
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