(57)【要約】【課題】  速い研磨レートで、被研磨面の良好な表面粗さ（平坦性、研磨精度）が得られるような、被研磨面の凸部が優先して研磨でき、さらに、ドレッシングの回数を減じ又は不要とできるＣＭＰ用研磨パッド、及び研磨方法を提供する。【解決手段】  基材１１へ、圧縮率が７〜４０％の複数の凸部１５が配列され、好ましくは該凸部１５の形状が略柱状で、高さが１０〜１００μｍで、研磨パッド面積に対する凸部合計の上面面積が１０〜９０％で、凸部１５の上面面積が２５００〜２５００００μｍ2で、凸部１５中心の間隔が１００〜１０００μｍであるＣＭＰ用研磨パッド、及び該研磨パッドを用いるＣＭＰによる研磨方法である。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材の一方の面に、複数の凸部が配列されてなるＣＭＰ用研磨パッドにおいて、前記凸部のＤＩＮ５０３５９を基に算出される圧縮率が７〜４０％であることを特徴とするＣＭＰ用研磨パッド。
【請求項２】
上記凸部の形状が略柱状であり、かつ凸部の高さが１０〜１００μｍであることを特徴とする請求項１記載のＣＭＰ用研磨パッド。
【請求項３】
上記研磨パッドの面積に対して、複数凸部の全上面面積が１０〜９０％であることを特徴とする請求項１又は２記載のＣＭＰ用研磨パッド。
【請求項４】
上記凸部の形状が略円柱状であり、凸部の上面面積が２５００〜２５００００μｍ2であることを特徴とする請求項２又は３記載のＣＭＰ用研磨パッド。
【請求項５】
上記複数の凸部が格子状に配列されており、凸部中心の間隔が１００〜１０００μｍであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のＣＭＰ用研磨パッド。
【請求項６】
上記凸部が電離放射線硬化性樹脂の硬化物からなることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のＣＭＰ用研磨パッド。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の研磨パッドと被研磨体とを押し当てて、前記研磨パッドと被研磨体との間に研磨粒子を懸濁させたスラリを供給しながら、前記研磨パッドと被研磨体を相対的に移動運動させて、被研磨体を研磨粒子による機械的研磨、及びスラリ中の酸又はアルカリ性の薬品による化学的研磨することを特徴とする研磨方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＭＰ用研磨パッド及び研磨方法に関し、さらに詳しくは、ウエハや半導体素子の表面を効果的に平坦化するためのＣＭＰ用研磨パッド、及び前記研磨パッドを用いたＣＭＰによる研磨方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
シリコン、ガリウム砒素、フェライト、ＧＧＧ（ガドリウムガリウムガーネット）などの電子部品用基板（ウエハという）、及びそれらを用いた半導体素子の製造においては、集積度の高密度化に伴って、集積回路のデザインルールは２５０ｎｍ、１３０ｎｍから９０ｎｍへ、金属配線はＡｌからＣｕやＣｕ合金へ、絶縁膜はＳｉＯＣ、多孔質ＳｉＯ2、又はポリイミドへ、と進化している。
デザインルールがサブミクロンの世代では、集積回路内の素子分離、ダマシンやディアルダマシンなどの余分な金属膜の除去のために、表面を平坦化する必要がある。また、メモリ素子のキャパシタのトレンチやスタック構造を形成するためにも、平坦化する必要がある。
【０００３】
該平坦化は、通常、ケミカルメカニカル研磨（ケミカルメカニカルポリシング、ＣＭＰ）と呼ばれ、回転可能な支持体に固定された研磨パッドと、自公転運動可能な円盤状の研磨ヘッドに固定された被研磨体（例えばウエハ）とを、相対的に回転運動させ、研磨パッドとウエハとの間に研磨粒子を懸濁させたスラリを流すことで、研磨粒子による機械的研磨（メカニカル研磨）、及びスラリ中の酸又はアルカリ性の薬品で化学的研磨（ケミカル研磨）される。
ＣＭＰ用研磨パッドは、被研磨面に研磨傷（スクラッチ傷）、うねり、縁ダレ（エッジダレ）などが少なく、速い研磨速度（研磨レート）で、ディッシングの少ない被研磨面の良好な表面粗さ（平坦性、研磨精度）が得られるような、被研磨面の凸部が優先して研磨できるものが求められている。
さらに、従来の発泡ウレタン系の研磨パッドでは、ダイヤモンド砥石でパッド表面を削ってパッド表面状態を一定にするドレッシングという処理を定期的に行うが、該ドレッシングの回数を減じ又は不要なものが求められている。
【０００４】
従来、研磨パッドとしては、スラリ中の砥粒の保持をよくするために、数多く設けられた小空孔が有効であり、一般的に空洞率が３０〜３５％程度のポリウレタン発泡体が使用されている。また、ポリウレタン等のマトリックス樹脂に中空微小球体又は水溶性高分子粉末等を分散した研磨パッドが知られている（例えば、特許文献１参照。）。しかしながら、このものは、局部的な研磨には優れるが、クッション性及び厚み精度が不足し全面に均一な研磨がむずかしく、また目詰まりした研磨屑や劣化砥粒をドレッシングするのに、長い時間がかかり稼働率が低下する。また、発泡体の場合、発泡倍率（密度）のバラツキにより表面凹凸の形状や大きさが不揃いとなる。そしてこの不揃いはドレッシングしても完全には解消せず、研磨特性に不安定性を与える。さらに該研磨パッドはドレッシングしても寿命が短く、消耗品コストが高いという欠点がある。
また、目詰まりを解消し、ドレッシングを行う頻度を減らす研磨パッドが知られている（例えば、特許文献２参照。）。しかしながら、このものは無気孔の高分子シートであって、研磨砥粒の目詰まりが生じにくく、また高効率な研磨が可能であるが、フロート法板ガラスの表面うねりを除去するもので、ＣＭＰによる研磨にそのまま応用できないという問題点がある。
【０００５】
さらに、パッド表面に凸部上面の面積が０．２５ｍｍ2以下の微小突起が配列され、支持体層／微小突起層（「／」印は一体的に積層されていることを示す。以下同様）の２層からなり、微小突起が型から転写した光硬化性樹脂の硬化物である研磨パッドがが知られている（例えば、特許文献３参照。）。
この技術は、凹凸の形状、上面面積、高さ、ピッチを規制して成形することで、研磨を効率良く、高速に、かつプロセス管理も容易に行えるようにするものである。しかし、この技術を以ってしても依然として、被研磨面に研磨傷（スクラッチ傷）、うねり、縁ダレ（エッジダレ）などが少なく、速い研磨速度（研磨レート）で、ディッシングの少ない被研磨面の良好な表面粗さ（平坦性、研磨精度）を得ることができなかった。また、該文献中でも、かかる良好な研磨特性を安定して得ることはできなかった。
【０００６】
【特許文献１】特表平８−５００６２２号公報
【特許文献２】特開平１１−４８１２８号公報
【特許文献３】特開２００２−２８０３３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本発明はこのような問題点を解消するためになされたものである。その目的は、被研磨面に研磨傷（スクラッチ傷）、うねり、縁ダレ（エッジダレ）などが少なく、速い研磨速度（研磨レート）で、ディッシングの少ない被研磨面の良好な表面粗さ（平坦性、研磨精度）が得られるような、被研磨面の凸部が優先して研磨でき、さらに、ドレッシングの回数を減じ又は不要とできるＣＭＰ用研磨パッド、及び研磨方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、前記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、基材の一方の面に特定の圧縮率を有する複数の凸部を配列してなるＣＭＰ用研磨パッドにより、その目的を達成し得ることを見出した。本発明はかかる知見に基づいて完成したものである。
すなわち、本発明は、
（１）基材の一方の面に、複数の凸部が配列されてなるＣＭＰ用研磨パッドにおいて、前記凸部のＤＩＮ５０３５９を基に算出される圧縮率が７〜４０％であることを特徴とするＣＭＰ用研磨パッド、
（２）上記凸部の形状が略柱状であり、かつ凸部の高さが１０〜１００μｍである上記（１）記載のＣＭＰ用研磨パッド、
（３）上記研磨パッド面積に対して、複数凸部の全上面面積が１０〜９０％である上記（１）又は（２）記載のＣＭＰ用研磨パッド、
（４）上記凸部の形状が略円柱状であり、かつ凸部の上面面積が２５００〜２５００００μｍ2である上記（２）又は（３）記載のＣＭＰ用研磨パッド、
（５）上記複数の凸部が格子状に配列されており、凸部中心の間隔が１００〜１０００μｍである上記（１）〜（４）のいずれかに記載のＣＭＰ用研磨パッド、
（６）上記凸部が電離放射線硬化性樹脂の硬化物からなる上記（１）〜（５）のいずれかに記載のＣＭＰ用研磨パッド、及び
（７）上記（１）〜（６）のいずれかに記載の研磨パッドと被研磨体とを押し当てて、前記研磨パッドと被研磨体との間に研磨粒子を懸濁させたスラリを供給しながら、前記研磨パッドと被研磨体を相対的に移動運動させて、被研磨体を研磨粒子による機械的研磨、及びスラリ中の酸又はアルカリ性の薬品による化学的研磨することを特徴とする研磨方法、を提供するものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、被研磨面に、研磨傷（スクラッチ傷）が少なく、平坦な表面粗さが得られ研磨精度に優れ、かつ、被研磨面の凸部が優先して研磨できるので、研磨速度（研磨レート）に優れ、さらに、ドレッシングの回数を減じ又は不要とできるＣＭＰ用研磨パッドが提供される。
また、本発明によれば、上記ＣＭＰ用研磨パッドを用いることにより、被研磨面に、研磨傷（スクラッチ傷）が少なく、平坦な表面粗さが得られ研磨精度に優れ、かつ、被研磨面の凸部が優先して研磨できるので、研磨速度（研磨レート）に優れ、さらに、ドレッシングの回数を減じ又は不要とできるＣＭＰによる研磨方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら、詳細に説明する。
図１は、本発明の１態様を示す研磨パッドの断面図であり、図２は、本発明の１態様を示す研磨パッドの平面図である。
本発明のＣＭＰ用の研磨パッド１０は、図１に示すように、基材１１の一方の面に複数の凸部１５が配列されており、該凸部１５は電離放射線硬化性樹脂の硬化物によって形成することができる。
基材１１はシート、フィルムなどであり、その材料としては、使用条件や製造に耐える耐熱性、機械的強度などがあれば、種々の材料が適用でき、例えば、ポリエチレンテレフタレ−ト、ポリブチレンテレフタレ−ト、ポリエチレンナフタレ−ト、テレフタル酸−イソフタル酸−エチレングリコール共重合体、テレフタル酸‐シクロヘキサンジメタノール‐エチレングリコール共重合体などのポリエステル系樹脂、ナイロン６などのポリアミド系樹脂、ポリプロピレン、ポリメチルペンテンなどのポリオレフィン系樹脂、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリメチルメタクリレートなどのアクリル系樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリスチレン、スチレン−アクリロニトリル共重合体などのスチレン系樹脂、トリアセチルセルロースなどのセルロース系樹脂、イミド系樹脂、ポリカ−ボネ−トなどの樹脂を用いることができる。
【００１１】
該樹脂を素材とする基材は、これら樹脂を主成分とする共重合樹脂、または、混合体（アロイでを含む）、若しくは複数層からなる積層体であっても良い。該基材は、延伸フィルムでも、未延伸フィルムでも良いが、強度を向上させる目的で、一軸方向または二軸方向に延伸したフィルムが好ましい。該基材の厚さは、通常、１２〜１０００μｍ程度が適用できるが、５０〜７００μｍが好適で、１００〜５００μｍが最適である。厚さが上記範囲にあれば、機械的強度が十分で、反りやたるみ、破断などが発生しにくく、かつコスト的にも有利である。
通常、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートなどのポリエステル系樹脂フィルム、セルロース系樹脂フィルムなどが、耐熱性もよくコストも安いので好適に使用され、割れ難いこと、軽量で成形が容易なこと等の点で、ポリエチレンテレフタレートフィルムが最適である。
【００１２】
該基材は、その上に設けられる後述の電離放射線硬化樹脂との密着性を向上させるために、予めその密着面に、コロナ放電処理、プラズマ処理、オゾン処理、フレーム処理、プライマー（アンカーコート、接着促進剤、易接着剤とも呼ばれる）塗布処理、予熱処理、除塵埃処理、蒸着処理、アルカリ処理、などの易接着処理を行ってもよい。また、該樹脂フィルムは、必要に応じて、充填剤、可塑剤、帯電防止剤などの添加剤を加えても良い。
【００１３】
本発明において、前記基材の一方の面に、複数配列される凸部の形成方法としては、エンボス法や成形法などがあるが、特公昭５７−２２７５５号公報、特公昭６３−５００６６号公報、特開平７−３２４７６号公報等に記載の賦型法が好ましい。該賦型法は、賦型用凹版又は基材１１の表面に、液状の電離放射線硬化性樹脂組成物を塗布し、間に該組成物を挟んで基材１１及び賦型用凹版を重ね合わせて、賦型用凹版の凹部へ電離放射線硬化性樹脂組成物を充填して該凹部の形状に適合させる。その状態のまま、電離放射線を照射して、電離放射線硬化性樹脂組成物を硬化させて電離放射線硬化樹脂とすると同時に、硬化した該組成物を基材１１へ接着させて、賦型用凹版から剥離することで、賦型する方法である。
【００１４】
このようにして、電離放射線硬化樹脂（硬化物）には凹部（凸部１５に対する逆形状）の形状が転写賦型されて、凸部１５が形成される。電離放射線硬化樹脂は、図１には図示していないが、凸部１５周囲に於いても、基材１１の表面全面に亙って極く薄く覆っている場合もあるが、凸部１５の高さは、賦型用凹版の深さで決定されるために影響がないので、覆っていても、覆われていなくてもよい。
【００１５】
前記賦型用凹版は、例えば銅の円筒表面に、フォトレジストを塗布し乾燥した後に、該円筒表面を走査するレーザ光のビームをＯＮ、ＯＦＦしながら、露光、現像することにより、所望の凸部の平面視形状と配列が得られるような、該凸部領域が開口したレジスト膜パターンを形成し、その後該パターンの開口部が凹部になるようにエッチングしたのち、レジストを剥離し、必要に応じて版表面の硬度を向上させるためにクロムメッキを施すことにより、前記賦型用凹版を作製することができる。
【００１６】
凸部１５の形成に用いる電離放射線硬化性樹脂組成物としては、一般に分子中に（メタ）アクリロイル基、（メタ）アクリロイルオキシ等のラジカル重合性官能基、或いはエポキシ基等のカチオン重合性官能基を有するオリゴマー又はプレポリマー、及び単量体（反応性希釈剤）を１種単独、或いは２種以上混合し、さらに、必要に応じてこれらに、光重合開始剤や光増感剤などを添加して成る公知のものを用いることができる（本明細書では、アクリロイル基とメタクリロイル基を（メタ）アクリロイル基と記載する）。
上記（メタ）アクリレートのオリゴマー又はプレポリマーとしては、多価アルコール等の多官能化合物の（メタ）アクリレート（以下、本明細書ではアクリレートとメタアクリレートとを（メタ）アクリレートと記載する）であり、例えば、ウレタン（メタ）アクリレート、ポリエステル（メタ）アクリレート、エポキシ（メタ）アクリレート、トリアジン（メタ）アクリレート、シリコン（メタ）アクリレート等がある。
【００１７】
上記カチオン重合性官能基を有するオリゴマー又はプレポリマーとしては、ビスフェノール型エポキシ、ノボラック型エポキシ等のエポキシ樹脂、芳香族ビニルエーテル、脂肪族ビニルエーテル等がある。
上記単量体としては、分子中に（メタ）アクリロイル基を有する単量体、例えば、エチル（メタ）アクリレート、エチルヘキシル（メタ）アクリレート等の単官能モノマー、並びに多官能モノマー、例えば、トリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート等、或いはスチレン、Ｎ−ビニルピロリドン等がある。
上記光重合開始剤としては分子中にラジカル重合性官能基を有する組成物に対しては、アセトフェノン類、ベンゾフェノン類、チオキサントン類等が、又分子中にカチオン重合性官能基を有する組成物に対しては、芳香族スルホニウム塩、芳香族ヨードニウム塩、芳香族ジアゾニウム塩、メタロセン化合物等などがあり、光増感剤としてはｎ−ブチルアミン、トリエチルアミン、トリｎ−ブチルホスフィンなどがあり、これらは、通常該組成物中に０．１〜１０質量％混合して使用する。これらは単独で、或いは組合わせて添加しても良い。又電離放射線硬化性樹脂組成物中には、更に必要に応じて、ウレタンエラストマー、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂等の樹脂、シリコーン等の離型剤、消泡剤、酸化防止剤、滑剤、増感剤、シリカ等の充填剤等を添加しても良い。
【００１８】
前記の電離放射線硬化性樹脂組成物における電離放射線とは、電磁波または荷電粒子線のうち、分子を重合、架橋し得るエネルギー量子を有するものを意味し、電磁波が有する量子エネルギーで区分する場合もあるが、本明細書では、すべての紫外線（ＵＶ‐Ａ、ＵＶ‐Ｂ、ＵＶ‐Ｃ）、可視光線、ガンマー線、Ｘ線、電子線、α線、イオン線を包含するものと定義する。従って、電離放射線としては、紫外線（ＵＶ）、可視光線、Ｘ線、または電子線などが適用できるが、紫外線（ＵＶ）、電子線（ＥＢ）が好ましく、紫外線（ＵＶ）が設備や使用しやすさなどの面からさらに好ましい。また、電離放射線で硬化する組成物は、紫外線硬化の場合は光増感剤及び／又は光増感剤を添加し、エネルギーの高い電子線硬化の場合は添加しなくて良く、また、適正な触媒が存在すれば、熱エネルギーでも硬化できる。
電離放射線として電子線を用いる場合には、コックロフトワルトン型、バンデグラフ型、共振変圧器型、絶縁コア変圧器型、あるいは直線型、ダイナミトロン型、高周波型等の各種電子線加速器等の照射源を備えた装置を用いることができ、通常５０〜１０００ｋｅＶ、好ましくは１００〜３００ｋｅＶのエネルギーを持つ電子を照射する。照射線量としては、通常０．５〜３０Ｍｒａｄ程度が好ましい。
【００１９】
一方、紫外線を用いる場合には、紫外線照射装置としては、化学反応用ケミカルランプ、低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、可視光ハロゲンランプなどが適用でき、紫外線の波長は２００〜４００ｎｍ程度である。ＵＶの照射線量としては、２００〜６００ｎｍの波長の積算エネルギーが０．０１〜１０Ｊ／ｃｍ2となる程度とすることが好ましい。照射線の波長及び照射線量は、組成物の材質や量と、ＵＶランプの出力と、加工速度に応じて選択すれば良い。また、紫外線の照射雰囲気としては、空気中でもよいし、窒素やアルゴン等の不活性ガス雰囲気下でもよい。
【００２０】
本発明のＣＭＰ用研磨パッド１０においては、基材の一方の面に配列された複数の凸部１５は、ＤＩＮ５０３５９を基に算出される圧縮率が７〜４０％であることを要する。該圧縮率が、上記範囲を超えると被研磨体へ押し当てられたときの圧力で弾性変形し、研磨パッドと被研磨体の接触抵抗が大きく、研磨プロセスが安定しない。また、上記範囲未満では凸部の硬さで機械的研磨（メカニカル研磨）作用が進むが、研磨時の応力が局部的に集中し易い為傷付きやすく、被研磨層の配線パターンまたは絶縁被膜にスクラッチ傷が発生するなどの問題がある。
【００２１】
ＣＭＰ時には、研磨パッドと被研磨体との相対運動の為、経時的に、配列されている複数の凸部１５が、次々と被研磨体面へ接触していくが、凸部１５の先端が接触した瞬間が最も研磨作用が大きい。しかしながら、凸部１５が柔らかい、即ち圧縮率が大きいと、接触した瞬間に弾性変形してしまい、逆に凸部１５が硬く、即ち圧縮率が小さいと、接触力が高まって傷を付けやすい。従って、本発明のように圧縮率を７〜４０％とすることで変形度合が適正範囲に収まり、被研磨面の凸部が優先して研磨されるので、機械的研磨及び化学的研磨の両方の作用で、著しい効果を奏することができる。図３に、１例として、研磨圧力と研磨レートとの関係をグラフで示す。
凸部１５の圧縮率は、凸部１５を形成する電離放射線硬化性樹脂組成物の組成を変えることで制御すればよく、具体的には実施例のなかで詳細に述べる。
【００２２】
凸部１５は、被研磨体面に接触した瞬間に弾性変形するが、凸部１５の弾性回復率によって、リバウンドして研磨力が回復する。しかし、弾性回復率が低いとリバウンドが少なく研磨力の回復が低く、また弾性回復率が高いとリバウンドが多過ぎて傷が付きやすく、研磨精度が低下する。１つの凸部１５を通過すると、一旦解放され、次の凸部１５で、同様の作用が繰り返されて、研磨レートと研磨精度が両立させることができる。凸部１５の弾性回復率も、凸部１５を形成する電離放射線硬化性樹脂組成物の組成を変えることで制御することができる。
本発明においては、凸部１５の弾性回復率は７〜６０％の範囲に制御することが好ましい。弾性回復率が、上記の範囲未満では研磨パッドの凸部１５の圧縮変形が保持されやすく、研磨パッドとしての寿命が短くなるおそれがある。また、上記範囲を超えると復元性が高く、微細線の安定した研磨性能が得られにくい。
【００２３】
前記の圧縮率、弾性回復率は、ＤＩＮ５０３５９に準じ、測定条件は下記の方法によった。圧縮率、弾性回復率の測定は、超微小硬度計（独国フィシャー社製、Ｈ−１００Ｖ）を用いて、ユニバーサル硬さ試験を応用し、圧子による荷重を所定の値になるまで徐々に増加させ、その後、徐々に減少させることにより、荷重〜侵入深さ曲線を求め、この結果より下記解析により圧縮率、弾性回復率を求めた。圧子として、直径が０．４ｍｍのタングステンカーバイト（ＷＣ）製のボール圧子を使用し、最大荷重値Ｆは、２００ｍＮに設定し次の通り測定を行った。
（１）圧縮のための荷重値を０から２００ｍＮになるまで、０．１秒毎に１００ステップで増加させる。
（２）荷重値が０．４ｍＮ（試験機最低荷重）になるまで、０．１秒毎に５０ステップで減少させる。
（３）以上の（１）〜（２）を５回繰り返す。
圧縮率および弾性回復率は、下記の式により求めた。
圧縮率（％）＝〔（Ｂ−Ａ）／Ｄ〕×１００
弾性回復率（％）＝〔（Ｂ−Ｃ）／（Ｂ−Ａ）〕×１００
Ａ：初期状態の押し込み深さ
Ｂ：最大荷重負荷時の最大押し込み深さ
Ｃ：除荷重後（最低荷重まで）の押し込み深さ
Ｄ：パッド凸部の膜厚
前記で説明したように、荷重の増減等を（１）〜（２）の順で５回繰り返して、その都度、荷重〜侵入深さ曲線を求め、各々について、圧縮率、弾性回復率を求めて、その平均値を求めた。
【００２４】
凸部１５の形状は略柱状であり、かつ凸部１５の高さは１０〜１００μｍであることが好ましい。また、凸部１５の高さは均一なほどよいが、凸部１５の圧縮率が７〜４０％であるので、ある程度の誤差は許容される効果もある。凸部１５の高さが上記範囲未満ではスラリの保持、供給、及び削り屑の排出が不足し、研磨精度の低下、スクラッチ傷が発生しやすく、また、上記範囲を超えると流路機能が高まり、スラリの保持ができにくく、供給が不足し、研磨レートが低下するおそれが生じる。
【００２５】
本発明においては、複数凸部の全上面面積は、研磨パッド１０の全面積に対し、面積率で１０〜９０％であることが好ましい。該面積率が，上記範囲未満ではスラリの保持、供給、及び削り屑の排出が不足し、研磨精度の低下、スクラッチ傷が発生しやすく、また、上記範囲を超えると流路機能が弱まり、スラリの保持ができにくく、供給が不足し、研磨レートが低下するおそれが生じる。
【００２６】
凸部の形状としては、前述のように略柱状が好ましく、例えば円柱状、楕円柱状、或は、３角柱、４角柱、５角柱、６角柱、８角柱等の角柱状、或は円錐台、楕円錐台、角錐台等であり、柱の底面と上面はほぼ同じ形状の略柱状でよい。該略柱状とは、一般的に柱の底面に対する上面の面積が５０％以上、１００％未満である。
また、凸部１５の上面は凸部１５の先端でもあり、被研磨体面へ最初に接触するが、接触した瞬間が最も研磨作用が大きいので、一般に柱状が好ましい。円錘状、角錘状、及び半球状は上面の面積が狭く、頂部が変形しやすい上、傷付けやすく、また研磨レートが低い点で好ましくない。
【００２７】
この凸部１５の形状としては、特に略円柱状であって、その上面面積が２５００〜２５００００μｍ2の範囲にあるものが好ましい。円柱状であると、凸部１５の上面が丸みを帯びているために、被研磨体面へ接触が滑らかになる点で好ましい。該上面面積が上記範囲未満では被研磨体との接触が少なく、強く接触するために、スクラッチ傷が付きやすく、上記範囲を超えると研磨レートが低下する場合がある。
【００２８】
本発明の研磨パッドにおいては、複数の凸部１５が配列されており、そして凸部同士間には必然的に凹部が形成されている。該凹部は供給されたスラリを研磨面全体に行きわたらせ、かつスラリをある程度滞留させ、かつスラリの流路となって、新規なスラリを定常的に供給し、被研磨面を傷つけずに削り屑を排出させることもできる。
複数の凸部１５の配列については、特に限定はないが、図２に示すように、平面内で格子状に配列しているのが、被研磨体との接触が均一に行われる点で好ましい。また、格子状に配列された凸部においては、隣接する凸部中心と凸部中心の間隔（ピッチともいう）が１００〜１０００μｍであることが好ましい。該ピッチが、上記範囲未満では被研磨体と強く接触するために、スクラッチ傷が付きやすく、上記範囲を超えると研磨レートが低下する場合がある。
【００２９】
本発明のＣＭＰ用研磨パッド１０は、印刷当業者の材料、組成物、層構成、層形成に関する技術や知見を集大成することで、従来機能を上回る研磨パッドが可能となった。また、既存の製造設備を利用し又は応用することで、生産効率よく、低コストで製造することができる。
【００３０】
本発明のＣＭＰ用研磨パッド１０を用いる研磨方法としては、本発明のＣＭＰ用研磨パッド１０と被研磨体とを押し当てて、前記研磨パッドと被研磨体との間にスラリを供給しながら、研磨パッドと被研磨体を相対的に移動運動させて、被研磨体を研磨すればよい。被研磨体によって、スラリは、水などの溶媒へ研磨粒子、及び／又は薬品を含ませることが好ましく、研磨粒子による機械的研磨、及びスラリ中の酸又はアルカリ性の薬品による化学的研磨を行う。
本発明の研磨パッド１０を用いるＣＭＰ用研磨装置としては、公知のＣＭＰによる研磨が可能な装置であればよく、特に制限はない。通常、回転可能な支持体に固定された研磨パッドと、自公転運動可能な円盤状の研磨ヘッドに固定された被研磨体（例えばウエハ）とを、相対的に回転運動させ、研磨パッドとウエハとの間に研磨粒子を懸濁させたスラリを流すものであり、例えば、円盤型研磨装置が例示できる。
前記スラリとしては、公知のＣＭＰ用のスラリでよく、アルミナ、セリア、シリカなどの研磨粒子と、酸又はアルカリ物質と、必要に応じて公知の添加剤を加えて、これらを水や液状有機化合物に分散・懸濁させたスラリが例示できる。
【００３１】
被研磨体としては、特に限定されるものではなく、磁気又は光で記録する各種記録媒体、磁気ヘッドやサーマルヘッドなどの各種読取ヘッド、レンズや反射ミラーなどの光学材料、精密部品なども使用できるが、シリコン、ゲルマニウム、ガリウム砒素、フェライト、ＧＧＧ（ガドリウムガリウムガーネット）などの電子部品用基板（ウエハという）、及びそれらを用いた半導体素子の製造における集積回路の表面を平坦化するのに、好ましく用いられる。
本発明のＣＭＰ用研磨パッド１０をＣＭＰ用研磨装置の研磨定盤上に固定し、被研磨体を研磨装置のホルダーに固定する。ホルダーを移動して被研磨体面を研磨パッドに押し当てる。そして、スラリを供給しながら、研磨定盤を回転させることで被研磨体面と研磨パッドとを相対的に移動運動させる。研磨条件は特に限定されないが、通常、押し当てる圧力は１００ｋＰａ以下程度、研磨定盤の回転速度は２００回転／分以下程度、スラリはポンプで研磨パッドの表面が常に覆われる程度に連続で供給する。
【００３２】
本発明のＣＭＰ用研磨パッドの形状としては、図２では円形のシートを例示しているが、使用装置に応じて適宜選択すればよく、特に制限はない。例えば平面視形状が、正方形、多角形、円形などのいずれでもよいが、円形が好ましい。また、ベルト状やテープ状としてもよく、この場合の研磨方法としては被研磨体を回転又は揺動させ、ベルト状やテープ状の研磨パッドも揺動や１方向運動させる。さらに、テープ状の場合には、該テープを少しずつ繰り出すことで、常に新しい研磨パッド部分が送り出されるので、ドレッシングも不要とすることができる。
【実施例】
【００３３】
次に、本発明を実施例により、本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定されるものではない。
実施例１
（１）賦型用凹版の作製
厚さが２００μｍの銅の円筒上へ、フォトレジストを乾燥後の厚さが５μｍになるように、スプレーコーティングし乾燥した後に、レーザ光ビームを該円筒面上に走査させつつ、ＯＮ−ＯＦＦ（点滅）させて露光することにより直径２００μｍ、ピッチ４００μｍの開口部が配列して成る正方格子状のレジスト膜パターンを形成した。その後、腐蝕液として塩化第２鉄水溶液を用いて該パターンの開口部が凹部になるように、かつ凹部の版深が５０μｍになるように、エッチング加工した。さらに、表面硬度を向上させるために、厚さ８μｍのクロムメッキを施すことにより、賦型用凹版を作製した。
（２）電離放射線硬化性樹脂組成物の調製
紫光ＵＶ−１７００Ｂ（日本合成化学社製、ＵＶ硬化性樹脂商品名）５０質量部
ＫＡＹＡＲＡＤ  Ｒ−５６１（日本化薬社製、商品名）            １０質量部
アロニックス  Ｎ−２２０（東亞合成社製、商品名）              ４０質量部
イルガキュアー１８４（チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製、光重合開始剤商      品名）        ２．５質量部
イルガキュアー９０７（チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製、光重合開始剤商        品名）        ２．５質量部
上記の各成分を均質に混合して、電離放射線（紫外線）硬化性樹脂組成物を調整した。
（３）研磨パッドの作製
基材として、厚さ１８８μｍの２軸延伸ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム「Ａ４３００」（東洋紡績社製、ＰＥＴ商品名）の片面に、上記（２）で得られた電離放射線硬化性組成物をダイコート法で、硬化後の厚さが６０μｍになるように塗布し、該塗膜上に上記（１）で得られた賦型用凹版を密着させた。密着した状態で高圧水銀燈を用いて１０００ｍＪ／ｃｍ2の紫外線を照射し、電離放射線硬化性樹脂組成物を硬化させて、硬化した電離放射線硬化樹脂を基材と共に賦型用凹版から剥離した。基材上に、直径２００μｍ、高さ５０μｍの円柱状でピッチ４００μｍで配列された格子状の凸部を有する研磨パッドを得た。凸部の面積率は２０％、圧縮率は８．０％、弾性回復率は１１．９％であった。
【００３４】
実施例２
電離放射線硬化性樹脂組成物として、下記の組成物を用いた以外は、実施例１と同様にして、研磨パッドを得た。凸部の圧縮率は１４．４％、弾性回復率は２７．３％であった。
（電離放射線硬化性樹脂組成物）
紫光ＵＶ−３０００Ｂ（日本合成化学社製、ＵＶ硬化性樹脂商品名）２０質量部
ＫＡＹＡＲＡＤ  Ｒ−５６１（日本化薬社製、商品名）            ３０質量部
アロニックス  Ｎ−２２０（東亞合成社製、商品名）              ４０質量部
ＫＡＹＡＲＡＤ  ＤＰＨＡ（日本化薬社製、商品名）              １０質量部
イルガキュアー１８４（チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製、光重合開始剤商      品名）        ２．５質量部
イルガキュアー９０７（チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製、光重合開始剤商      品名）        ２．５質量部
【００３５】
実施例３
電離放射線硬化性樹脂組成物として、下記の組成物を用いた以外は、実施例１と同様にして、研磨パッドを得た。凸部の圧縮率は３７．７％、弾性回復率は４９．４％であった。
（電離放射線硬化性樹脂組成物）
紫光ＵＶ−３０００Ｂ（日本合成化学社製、ＵＶ硬化性樹脂商品名）２５質量部
ＫＡＹＡＲＡＤ  Ｒ−５６１（日本化薬社製、商品名）            ４５質量部
アロニックス  Ｎ−２２０（東亞合成社製、商品名）              ３０質量部
イルガキュアー１８４（チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製、光重合開始剤商      品名）        ２．５質量部
イルガキュアー９０７（チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製、光重合開始剤商      品名）        ２．５質量部
【００３６】
比較例１
電離放射線硬化性樹脂組成物として、下記の組成物を用いた以外は、実施例１と同様にして、研磨パッドを得た。凸部の圧縮率は５．０％で、弾性回復率は４．５％であった。
（電離放射線硬化性樹脂組成物）
紫光ＵＶ−１７００Ｂ（日本合成化学社製、ＵＶ硬化性樹脂商品名）５０質量部
ＫＡＹＡＲＡＤ  Ｒ−５６１（日本化薬社製、商品名）            １０質量部
ＫＡＹＡＲＡＤ  ＤＰＨＡ（日本化薬社製、商品名）              ４０質量部
イルガキュアー１８４（チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製、光重合開始剤商      品名）        ２．５質量部
イルガキュアー９０７（チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製、光重合開始剤商      品名）        ２．５質量部
【００３７】
比較例２
電離放射線硬化性樹脂組成物として、下記の組成物を用いた以外は、実施例１と同様にして、研磨パッドを得た。凸部の圧縮率は４５．０％で、弾性回復率は６４．０％であった。
（電離放射線硬化性樹脂組成物）
紫光ＵＶ−７０００Ｂ（日本合成化学社製、ＵＶ硬化性樹脂商品名）３０質量部
ＫＡＹＡＲＡＤ  Ｒ−５６１（日本化薬社製、商品名）            ５５質量部
アロニックス  Ｎ−２２０（東亞合成社製、商品名）              １５質量部
イルガキュアー１８４（チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製、光重合開始剤商      品名）        ２．５質量部
イルガキュアー９０７（チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製、光重合開始剤商      品名）        ２．５質量部
【００３８】
参考例１
市販の研磨パッド「ＩＣ−１０００」（ロデール社製、ポリウレタン製の研磨パッド商品名）を参考例１とした。凸部の圧縮率は１．４％で、弾性回復率は５０．４％であった。
【００３９】
試験例１
実施例１〜3及び比較例１、２で作製した研磨パッド並びに参考例１の研磨パッドについて、研磨試験を行い、以下に示す方法に従い、研磨レート、研磨精度、スクラッチ傷を求め、性能を評価した。結果を表１に示すと共に、研磨圧力と研磨レートとの関係を図３にグラフで示す。
＜研磨試験＞
研磨方法としては、被研磨体として、単結晶シリコン表面に５００ｎｍのＰ−ＴＥＯＳ膜を形成したウエハを用い、ＣＭＰ用研磨装置として、小型修正リング式のラップマスター／ＬＭ１５（ラップマスター社製、商品名、φ４インチ対応）を使用し、スラリとして、ＳＳ−２５（キャボット社製、商品名）を使用した。研磨ヘッドに被研磨体であるウエハを水吸着／標準バッキング材（ＮＦ２００）条件にて保持し、定盤に各研磨パッドを表面フラット形状のＳＵＢＡ８００（ロデール社製、ＰＥＴ不織布緩衝材商品名）を介して貼りつけて固定し、研磨圧力（圧縮圧力、圧縮強度ともいう）１０〜５０ｋＰａ（１００〜５００ｇ／ｃｍ2）、相対速度４０ｍ／ｍｉｎで、スラリー供給速度１０ｃｍ3／ｍｉｎにて、研磨を行った。
【００４０】
（１）研磨レート
下記の式
研磨レート（ｎｍ／ｍｉｎ）＝研磨量（ｎｍ）／研磨時間（ｍｉｎ）
より研磨レートを算出した。
（２）研磨精度
研磨後の研磨面の表面粗さＲａ（中心線平均粗さ）を測定した。
表面粗さは非接触光干渉型表面粗さ測定器（ＷＹＫＯ社製）で測定し、表面粗さＲａが１．５ｎｍ以下を合格「○印」とし、それを超えるものは不合格「×印」とした。
（３）スクラッチ傷
ナノピクス２１００（セイコーインスツルメント社製）で、表面を観察し、パターン面に連続したスクラッチ傷の無いものを合格「○印」とし、連続したスクラッチ傷があるものを不合格「×印」とした。
【００４１】
【表１】
2005166712.tif 000003
【００４２】
図３に示すように、圧縮率が下がるに従い研磨レートも低下していくが、ある圧縮率から再度上昇することから、圧縮率の低い（硬質）ものは凸部の硬さで研磨が進み、圧縮率の高い（軟質）ものは凸部の弾性変形して被研磨体との接触面積が増大し、摩擦抵抗が増加することで、機械的研磨が高まって研磨が進むためと考えられる。従って、本発明の範囲の圧縮率が、特異的にＣＭＰに有効であることが判る。
しかも、表１から分かるように、本発明の実施例１〜３では、研磨レートに加え、研磨精度、スクラッチ傷も合格である。しかもドレッシング不要で貼替も無しで研磨できた。
比較例１ではスクラッチ傷が、比較例２では研磨精度が不合格である。参考例１では研磨性能自体はよいが、定常的なドレッシングを要し、寿命が短く度々の貼替作業でスループットが低く、かつ消耗品コストが高いという欠点がある。
【産業上の利用分野】
【００４３】
本発明のＣＭＰ用研磨パッドを用いることにより、被研磨面に研磨傷（スクラッチ傷）、うねり、縁ダレ（エッジダレ）などが少なく、速い研磨速度（研磨レート）で、ディッシングの少ない被研磨面の良好な表面粗さ（平坦性、研磨精度）が得られるような、被研磨面の凸部が優先して研磨でき、さらに、ドレッシングの回数を減じ、又は不要とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の１様態を示すＣＭＰ用研磨パッドの断面図である。
【図２】本発明の１様態を示すＣＭＰ用研磨パッドの平面図である。
【図３】研磨圧力と研磨レートとの関係を１例を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４５】
１０：ＣＭＰ用研磨パッド
１１：基材
１５：凸部
【図１】
2005166712.tif 000004
【図２】
2005166712.tif 000005
【図３】
2005166712.tif 000006