(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の材料と当該第一の材料とは異なる第二の材料とから構成される研磨層を有する研磨パッドであって、当該研磨層には研磨側表面に開口する溝および／または穴が形成され、研磨側表面の全面積に対して第一の材料から形成される研磨側表面の面積の占める割合が８０〜９９％であり、上記溝および／または穴の側面の全面積に対して第二の材料から形成される溝および／または穴の側面の面積の占める割合が９０〜１００％であり、第二の材料が第一の材料よりも磨耗しやすい研磨パッド。
【請求項２】
少なくとも上記研磨側表面から研磨層の厚み方向に溝および／または穴の底の最も浅い深さまで、研磨層の厚み方向に材料が均一である請求項１に記載の研磨パッド。
【請求項３】
第二の材料が第一の材料よりもＤ硬度で３以上低い請求項１または２に記載の研磨パッド。
【請求項４】
第一の材料および第二の材料がともに無発泡構造である請求項１〜３のいずれかに記載の研磨パッド。
【請求項５】
さらにクッション層を有する請求項１〜４のいずれかに記載の研磨パッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウェハ等を研磨する際に有用な研磨パッドおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、集積回路を形成するための基板として使用される半導体ウェハを鏡面加工したり、半導体デバイス製造時に絶縁膜や導電体膜の凹凸を平坦化加工したりする際に用いられる研磨パッドとしては、不織布にポリウレタン樹脂を含浸させた比較的軟質の研磨パッドや、発泡ポリウレタンからなる研磨パッドが使用されている（例えば、特許文献１〜３参照）。
なかでも、近年、高い平坦化性能の要求に応えるため、発泡ポリウレタンからなる硬質の研磨パッドが主に使用されている。ところで、さらなる平坦化性能の向上も求められているが、平坦化性能のみを追求して研磨パッドの硬度を過度に高くし過ぎると、研磨パッドの研磨側表面に形成された溝の肩部への応力集中により、平坦化性能が逆に低下したり、あるいはウェハ表面にスクラッチが多発したりする問題が生じやすくなる。これを解決するため、肩部が上方ほど広がる順テーパー形状になるように溝を形成する方法が提案されている（特許文献４参照）。しかしながら、研磨パッドが磨耗するにつれて研磨パッド表面に占める溝の割合が変化するため、研磨特性が安定しにくい問題があった。
【０００３】
【特許文献１】特開平５−８１７８号公報
【特許文献２】特開２０００−１７８３７４号公報
【特許文献３】特開２００１−８９５４８号公報
【特許文献４】特開平１１−３３３６９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、平坦化性能に優れ、かつスクラッチの発生が少ない研磨をすることができる研磨パッドおよびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の目的を達成すべく本発明者は鋭意検討を重ねてきた。その結果、研磨パッドの研磨層に形成する溝や穴の側面を形成する材料として、研磨層におけるそれ以外の部分の材料と異なるものを採用することにより、上記課題を達成することができることを見出し、その知見に基づいてさらに検討を重ねて本発明を完成させた。
【０００６】
すなわち、本発明は、
［１］ 第一の材料と当該第一の材料とは異なる第二の材料とから構成される研磨層を有する研磨パッドであって、当該研磨層には研磨側表面に開口する溝および／または穴が形成され、研磨側表面の全面積に対して第一の材料から形成される研磨側表面の面積の占める割合が８０〜９９％であり、上記溝および／または穴の側面の全面積に対して第二の材料から形成される溝および／または穴の側面の面積の占める割合が９０〜１００％であり、第二の材料が第一の材料よりも磨耗しやすい研磨パッド、
［２］ 少なくとも上記研磨側表面から研磨層の厚み方向に溝および／または穴の底の最も浅い深さまで、研磨層の厚み方向に材料が均一である上記[１]の研磨パッド、
［３］第二の材料が第一の材料よりもＤ硬度で３以上低い上記[１]または[２]の研磨パッド、
［４］ 第一の材料および第二の材料がともに無発泡構造である上記［１］〜[３]のいずれかの研磨パッド、
［５］ さらにクッション層を有する上記［１］〜［４］のいずれかの研磨パッド、
に関する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の研磨パッドは、特に半導体基板（ウェハ）上に形成された酸化膜等の絶縁膜や金属膜などを化学機械的研磨する際に有用であり、平坦化性能に優れ、かつスクラッチの発生が少ない研磨をすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明の研磨パッドは、第一の材料と当該第一の材料とは異なる第二の材料とから構成される研磨層を有する。
第一の材料および第二の材料を構成する素材としては特に限定されず、公知の合成または天然の樹脂（高分子）をそれぞれの材料において単独で用いたり、それぞれの材料において複数の樹脂の混合物から当該材料を構成したり、または単独もしくは複数の樹脂に添加剤を配合した組成物から当該材料を構成したりすることができるが、これらの中でも、第一の材料および第二の材料をそれぞれ単独の樹脂から構成することが好ましい。当該樹脂の種類としては特に限定されず、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブタジエン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ブチラール樹脂、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン、ポリエステル、ポリアミド等を例示することができるが、樹脂の硬度等の特性の制御が容易であり、また耐磨耗性にも優れることから、ポリウレタンが好ましい。ポリウレタンは熱可塑性ポリウレタンであることがより好ましい。
【０００９】
第二の材料は、第一の材料とは異なる。ここで材料が異なるとは、それぞれの材料を構成する素材の種類やそれぞれの材料の物性が異なっていることを意味し、例えば、それぞれの材料を構成する樹脂の種類が異なっている場合（当該樹脂を製造する際に使用される原料の種類あるいは使用量が異なる場合を含む）、樹脂の種類は同じであってもその分子量等が異なる場合、第一の材料および第二の材料がそれぞれ同じ種類の素材の混合物から構成されかつそれらの素材の配合比が異なる場合、並びに第一の材料および第二の材料が同一の高分子あるいは組成物から構成されるものの第一の材料が無発泡構造であり第二の材料が発泡構造である場合等を包含する。
【００１０】
上記第二の材料は、上記第一の材料よりも磨耗しやすいことが好ましい。上記第二の材料が上記第一の材料よりも磨耗しやすい場合には、後述する溝および／または穴の肩部は、研磨中に、それらの肩部が上方ほど広がる順テーパー形状の曲面を形成しやすい。これにより、第一の材料の作用により優れた平坦化特性を示しながら、溝の肩部に存在する第二の材料の作用により、溝および／または穴の肩部での応力集中による過研磨やスクラッチを防ぐことができる。また溝および／または穴の形状ならびに溝幅および／または穴径は、例えば研磨層を単一の材料から形成してさらに溝および／または穴の肩部を順テーパー形状にした場合に比べて、研磨中における研磨パッドの磨耗に由来する変化が少ない、あるいは実質的にないため、長時間にわたり安定した研磨特性を発現させることができる。
【００１１】
なお、第一の材料および第二の材料の磨耗性（磨耗のしやすさ）は、例えば、実施例において具体的に示すように、それぞれの材料を単独で使用した研磨パッドを作製し、通常の研磨と同様に研磨パッドをダイヤモンドドレッサー等によりコンディショニングし、その際の磨耗速度を求めることにより評価することができる。本発明の研磨パッドにおいては、スクラッチ抑制の観点から、第二の材料の磨耗速度が第一の材料の磨耗速度の１．２倍以上であることが好ましく、１．４倍以上であることがより好ましく、１．６倍以上であることがさらに好ましい。
【００１２】
また本発明の研磨パッドは、第二の材料が第一の材料よりもＤ硬度で３以上低いことが好ましい。第一の材料と第二の材料の硬度差を上記の範囲とすることにより、溝および／または穴の肩部の硬度が低くなるため当該肩部での応力集中による過研磨やスクラッチを防ぐことができる。第二の材料のＤ硬度は、第一の材料のＤ硬度より３以上低いことが好ましく、５以上低いことがより好ましく、７以上低いことがさらに好ましい。
第一の材料のＤ硬度としては、平坦化性能の向上の観点から、６０以上であることが好ましく、６５以上であることがより好ましく、７０以上であることがさらに好ましい。
【００１３】
本発明の研磨パッドは、第一の材料が無発泡構造であることが、研磨層の硬度が高くなりより優れた平坦化性能を示すことから好ましい。また第二の材料が無発泡構造であることが、溝や穴の側面に露出した気孔に研磨スラリーの砥粒が凝集・凝着してウェハのスクラッチの原因となることがないため好ましい。本発明の研磨パッドは、第一の材料および第二の材料がともに無発泡構造であることがより好ましい。
【００１４】
本発明の研磨パッドが有する研磨層には、その研磨側表面に開口する溝および／または穴が形成される。そして、研磨側表面（上記溝および穴の開口部分を除く）の全面積に対して上記第一の材料から形成される研磨側表面の面積の占める割合［以下、「割合１」という場合がある］が８０〜９９％であり、かつ溝および／または穴の側面の全面積に対して上記第二の材料から形成される溝および／または穴の側面の面積の占める割合［以下、「割合２」という場合がある］が９０〜１００％である。割合１が上記範囲内であることにより、研磨層の研磨側表面を第一の材料から主として形成させることができ、第一の材料として平坦化性能に優れるものを採用することにより平坦化性能に優れた研磨パッドとすることができる。また、割合２が上記範囲内であることにより、溝および／または穴の側面を第二の材料から主として形成させることができ、第二の材料として磨耗しやすいものや柔らかいものを採用することによりスクラッチの発生が少ない研磨パッドとすることができる。
上記割合１は８２〜９８％であることが好ましく、８４〜９７％であることがより好ましい。また、上記割合２は９３〜１００％であることが好ましく、９６〜１００％であることがより好ましい。
【００１５】
第二の材料から形成される溝および／または穴の側面から、当該側面に垂直な方向への当該第二の材料の厚みは、被研磨面へのスクラッチ発生の抑制の観点から０．１ｍｍ以上であることが好ましく、０．２ｍｍ以上であることがより好ましく、０．３ｍｍ以上であることがさらに好ましい。一方、被研磨面の平坦性の観点から、当該厚みは５ｍｍ以下であることが好ましく、３ｍｍ以下であることがより好ましく、１ｍｍ以下であることがさらに好ましい。
【００１６】
本明細書においては、溝および／または穴における上記研磨側表面に対する角度（溝および／または穴の空間側の角度）が４５°以上の面を側面とする。本発明の研磨パッドにおいて、上記側面の研磨側表面に対する角度（溝および／または穴の空間側の角度）は６０〜１２０°の範囲内であることが好ましく、８０〜１００°の範囲内であることがより好ましく、実質的に９０°であることがさらに好ましい。
【００１７】
溝および／または穴の側面の研磨側表面に対する上記角度が実質的に９０°である場合に、溝および／または穴が形成された部分（研磨層の研磨側表面における上記溝および／または穴の開口部分から研磨側表面に対して垂直方向に位置する領域）以外の部分において、少なくとも研磨層の研磨側表面から研磨層の厚み方向に溝および／または穴の底の最も浅い深さまで、研磨層の厚み方向（研磨側表面に対して垂直方向）に材料が均一であることが好ましい。研磨層の厚み方向に材料が均一であるとは、研磨層の厚み方向に材料の変化が実質的になく、第一の材料または第二の材料のどちらかのみが存在することを意味する。つまり、少なくとも上記範囲内においては、研磨層の研磨側表面が第一の材料から形成される部分では研磨層の厚み方向に第一の材料のみが存在し、また研磨層の研磨側表面が第二の材料から形成される部分では研磨層の厚み方向に第二の材料のみが存在する。通常、研磨パッドは溝および／または穴が磨耗により完全に消失する前に交換されることから、研磨層の研磨側表面から研磨層の厚み方向に溝および／または穴の最も浅い底と同じ深さまで、研磨層の厚み方向に材料が均一であることにより、研磨パッドを使用している間、常に安定した研磨特性を得ることができる。研磨層に後述する貫通孔の穴のみ存在する場合には、研磨層の研磨側表面から研磨層の裏面（研磨側表面に対して反対側の面）まで研磨層の厚み方向に材料が均一であるようにすることが好ましい。
なお、研磨層の厚み方向に材料が均一である場合、各材料は巨視的に均一であればよく、例えば当該材料が混合物であるなどして分散相が存在していてもよい。その場合には、分散相の分散径が１００μｍ以下であることが好ましく、５０μｍ以下であることがより好ましく、２０μｍ以下であることがさらに好ましい。
【００１８】
研磨層の研磨側表面における上記溝の形状としては、特に限定されず、同心円状、格子状（Ｘ−Ｙ格子状等）、螺旋状、クロスハッチ状、六角形状、三角形状またはこれらの組み合わせなどが挙げられる。
溝の深さとしては、研磨層の研磨側表面から研磨層の厚み方向に最も深い深さまでの距離として、０．２〜２ｍｍの範囲内であることが好ましい。溝の深さが０．２ｍｍ未満の場合には研磨パッドの寿命が短くなる傾向があり、一方、溝の深さが２ｍｍを超える場合には研磨パッドが柔軟になりすぎ、研磨特性が低下する傾向がある。研磨パッドの寿命と研磨特性の観点から、溝の深さは０．４〜１．８ｍｍの範囲内であることがより好ましい。
【００１９】
溝の幅としては、研磨層の研磨側表面において、０．２〜３ｍｍの範囲内であることが好ましい。溝の幅が０．２ｍｍ未満の場合には研磨時に使用される研磨スラリーが効率的に排泄されず研磨速度が低下する傾向があり、一方、溝の幅が３ｍｍを超える場合には研磨パッドが柔軟になりすぎ研磨特性が低下する傾向がある。研磨速度と研磨特性の観点から、溝の幅は０．５〜２．５ｍｍの範囲内であることがより好ましい。
【００２０】
溝のピッチとしては、研磨層の研磨側表面において、１〜３０ｍｍの範囲内であることが好ましい。溝のピッチが１ｍｍ未満の場合には研磨パッドが柔軟になりすぎ研磨特性が低下する傾向があり、一方、溝のピッチが３０ｍｍを超える場合には研磨スラリーが効率的に排泄されず研磨速度が低下する傾向がある。研磨速度と研磨特性の観点から、溝のピッチは２〜２０ｍｍの範囲内であることがより好ましい。
【００２１】
溝の進行方向に対して垂直な面（研磨層の研磨側表面に対して垂直な面）で切断した場合における溝の断面形状としては、研磨中における研磨パッドの磨耗に由来する溝および／または穴の開口部の形状変化を抑制することができることから、長方形（正方形を含む）、平行四辺形等の、向かい合う側面が互いに平行である断面形状が好ましく、長方形であることがより好ましい。溝の底面は研磨層の研磨側表面に対して平行な平面であっても、断面形状が凸状あるいは凹状の曲線となるものであってもよい。
【００２２】
また上記穴の形状についても、特に限定されず、円状、だ円状、多角形状、星型またはこれらの組み合わせ等が挙げられる。上記穴は、研磨層を貫通する貫通孔であっても、貫通していない孔であってもよい。穴のサイズとしては、研磨層の研磨側表面における最大径として、０．５〜５ｍｍの範囲内であることが好ましい。
【００２３】
本発明の研磨パッドの研磨層の代表的な断面の概略図を図１に例示する。図１（１ａ）〜（１ｄ）として示される断面では、溝および／または穴３が研磨層の研磨側表面４に開口しており、溝および／または穴の側面は第二の材料２から形成されている。そして、溝および／または穴の近傍以外の部分は第一の材料１から形成されている。図１（１ａ）〜（１ｄ）では、研磨側表面から研磨層の厚み方向に溝および／または穴の底の最も浅い深さまで（図１中、５として示した深さに相当）、研磨層の厚み方向に第一の材料１または第二の材料２のどちらかのみが存在し、材料が均一である。図１（１ａ）および（１ｄ）では、溝の底面が第二の材料２から形成されており、図１（１ｄ）では、第二の材料２が研磨層の裏面まで達している。図１（１ｃ）では、溝および／または穴３は貫通孔の穴であり、研磨層の研磨側表面から研磨層の裏面まで研磨層の厚み方向に第一の材料１または第二の材料２のどちらかのみが存在し、材料が均一である。
【００２４】
研磨層を製造する方法としては特に限定されないが、例えば下記の方法Ａ〜Ｄのいずれかにより製造することができる。
【００２５】
［方法Ａ］
第一の材料からなるシートに溝および／または穴を形成させた後、第二の材料からなるフィルムを第一の材料からなるシートの表面に貼り合わせ、金型等を用いた加圧・加熱などにより溝および／または穴の形状に第二の材料からなるフィルムを変形させながら圧着させる。次いで、研磨層の研磨側表面において第一の材料が再び露出するまで、研削やスライス等の方法により第二の材料を取り除く（図２参照）。
【００２６】
［方法Ｂ］
第一の材料からなるシートに溝および／または穴を形成させた後、第二の材料（樹脂等）を溶解または分散させた液を表面に塗工後、乾燥させる。次いで、研磨層の研磨側表面において第一の材料が再び露出するまで、研削やスライス等の方法により第二の材料を取り除く（図３参照）。
【００２７】
［方法Ｃ］
第一の材料からなるシートに溝および／または穴を形成させた後、第二の材料を構成する樹脂の原料となるモノマーを表面に塗工後、紫外線照射や加熱等により重合させ第二の材料を形成させる。次いで、研磨層の研磨側表面において第一の材料が再び露出するまで、研削やスライス等の方法により第二の材料を取り除く（図４参照）。
【００２８】
［方法Ｄ］
第一の材料からなるシートに溝および／または穴を形成させた後、可塑剤を表面に塗工して吸収させ、第一の材料と可塑剤から構成される第二の材料を形成させる。次いで、研磨層の研磨側表面において第一の材料が再び露出するまで、研削やスライス等の方法により第二の材料を取り除く（図５参照）。
【００２９】
上記の方法Ａ〜Ｃにおいては、第一の材料と第二の材料との接着性を高めるために、第一の材料および／または第二の材料に対して、コロナ放電、プラズマ照射、電子線照射、紫外線照射、フレーム処理、オゾン処理、プライマー処理、サンドブラスティング、ドライアイスブラスト等の前処理を予め施してもよい。
【００３０】
上記の方法Ａ〜Ｄのなかでも、製造や品質管理の容易性等の観点から、方法Ａ、ＢおよびＣが好ましく、方法ＡおよびＢがより好ましく、方法Ａがさらに好ましい。
【００３１】
研磨層の厚みは０．３〜３ｍｍの範囲内であることが好ましい。研磨層の厚みが０．３ｍｍ未満の場合には研磨層の研磨側表面と反対側の面にある後述のクッション層や研磨装置の定盤の硬さの影響が強く出るうえ、研磨層の磨耗に伴いその影響の度合いが変化し研磨特性が安定しない傾向がある。一方、研磨層の厚みが３ｍｍを超える場合には研磨パッドの曲げ剛性が大きくなりすぎ、研磨パッドを研磨装置に取り付けたり研磨装置から取り外したりする作業が困難となる傾向がある。研磨特性と作業性の観点から研磨層の厚みは０．５〜２．５ｍｍの範囲内であることがより好ましい。
【００３２】
本発明の研磨パッドは、上記の研磨層のみからなる単層構造であってもよいが、ウェハ面内での研磨均一性を向上させるために、研磨層の研磨側表面と反対側の面にさらにクッション層を積層させてもよい。クッション層の積層は、公知の粘着剤あるいは接着剤を用いて行うことができる。クッション層のＡ硬度は３０〜９０であることが好ましい。
【００３３】
本発明の研磨パッドは、公知の研磨スラリーと共に、化学機械的研磨に使用することができる。研磨スラリーは、例えば、水やオイル等の液状媒体；シリカ、アルミナ、酸化セリウム、酸化ジルコニウム、炭化ケイ素等の研磨剤；塩基、酸、界面活性剤などの成分を含有している。また、化学機械的研磨を行うに際し、必要に応じ、研磨スラリーとともに、潤滑油、冷却剤等を併用してもよい。
【００３４】
化学機械的研磨は、公知の化学機械的研磨用装置を使用し、研磨スラリーを介して被研磨面と研磨パッドを、加圧下、一定速度で、一定時間接触させることによって実施することができる。研磨の対象となる物品には特に制限はないが、例えば、水晶、シリコン、ガラス、光学基板、電子回路基板、多層配線基板、ハードディスク等が挙げられる。
【実施例】
【００３５】
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって何ら限定されるものではない。なお、材料のＤ硬度、材料の磨耗速度および研磨パッドの研磨性能の評価は次の方法で実施した。
【００３６】
［材料のＤ硬度］
ＪＩＳ  Ｋ  ７３１１に準じて、測定温度２５℃の条件で測定した。
【００３７】
［材料の磨耗速度］
単独の材料のみからなる後述の研磨パッド（研磨パッド１〜４）を株式会社エム・エー・ティ製研磨装置「ＭＡＴ−ＢＣ１５」に設置し、株式会社アライドマテリアル製ダイヤモンドドレッサー（＃１００−被覆率８０％、直径１９ｃｍ、質量１ｋｇ）を用い、蒸留水を１５０ｍＬ／分の速度で流しながらドレッサー回転数１４０ｒｐｍ、プラテン回転数１００ｒｐｍにて３時間研磨パッド表面を研削（コンディショニング）した。研磨パッドの溝の深さの変化より研磨パッドの磨耗速度を求め、これを材料の磨耗速度とした。
【００３８】
［研磨性能］
研磨パッド（研磨パッド１〜３、５および６）を株式会社エム・エー・ティ製研磨装置「ＭＡＴ−ＢＣ１５」に設置し、株式会社アライドマテリアル製ダイヤモンドドレッサー（＃１００−被覆率８０％、直径１９ｃｍ、質量１ｋｇ）を用い、蒸留水を１５０ｍＬ／分の速度で流しながらドレッサー回転数１４０ｒｐｍ、プラテン回転数１００ｒｐｍにて１時間研磨パッド表面を研削した（以下「コンディショニング」と称する）。
次に、プラテン回転数１００ｒｐｍ、ヘッド回転数９９ｒｐｍ、研磨圧力４５ｋＰａの条件において、キャボット社製研磨スラリー「ＳＳ２５」を蒸留水で２倍に希釈した液を１２０ｍＬ／分の速度で供給しつつ膜厚１０００ｎｍの、パターンを有しない熱酸化膜を表面に有する直径４インチのシリコンウェハを６０秒間研磨し、次いで、再びコンディショニングを前記条件で３０秒間行った。その後、ウェハを交換して再度研磨およびコンディショニングを繰り返し、各研磨パッドにつき計９枚のウェハを研磨した。
次いで、再びコンディショニングを前記条件で３０秒間行った後、凸部幅３０μｍ、凹部幅７０μｍ、ピッチ１００μｍのラインアンドスペース形状のパターンを有し、凸部の酸化膜厚が２０００ｎｍ、凸部と凹部の初期段差が８５０ｎｍである、化学気相蒸着法による酸化膜（ＰＥＴＥＯＳ；Ｐｌａｓｍａ  Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｔｅｔｒａｅｔｈｙｌ  Ｏｒｔｈｏｓｉｌｉｃａｔｅ）を表面に有する直径４インチのシリコンウェハを前記研磨条件と同条件で９０秒間研磨した。
９枚研磨したパターンを有しない酸化膜ウェハのうち最後に研磨したウェハ（９枚目に研磨したウェハ）について、株式会社キーエンス製カラーレーザー顕微鏡「ＶＫ−９５００」を使用し、倍率５００倍で観察してスクラッチを確認した。
また、１０枚目に研磨したパターンを有する酸化膜ウェハの中心部の研磨後の段差、凸部および凹部の酸化膜厚みを測定し、研磨前後における凸部および凹部のそれぞれの酸化膜の膜厚の変化量から各々の研磨速度を求めた。凸部の研磨速度が大きく、凹部の研磨速度が小さいほど、ウェハ表面の平坦化が短時間で、また、より少ない研磨量で研磨が達成されるため好ましい。
【００３９】
［製造例１］
熱可塑性ポリウレタン（ＰＵ−１）の製造
数平均分子量６５０のポリ（テトラメチレングリコール）［略号：ＰＴＭＧ６５０］、１，４−ブタンジオール［略号：ＢＤ］および４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート［略号：ＭＤＩ］を、ＰＴＭＧ６５０：ＢＤ：ＭＤＩの質量比が３４．５：１３．７：５１．８（窒素原子の含有率：５．８質量％）となるような割合で用い、かつ、それらの合計供給量が３００ｇ／分になるようにして、定量ポンプにより同軸で回転する２軸押出機（３０ｍｍφ、Ｌ／Ｄ＝３６、シリンダー温度：７５〜２６０℃）に連続的に供給して、連続溶融重合を行って熱可塑性ポリウレタンを製造した。生成した熱可塑性ポリウレタンの溶融物をストランド状に水中に連続的に押出した後、ペレタイザーでペレット状に細断し、得られたペレットを７０℃で２０時間除湿乾燥することにより、熱可塑性ポリウレタン（以下、これをＰＵ−１という）を製造した。ＰＵ−１のＤ硬度は７５であった。
【００４０】
［製造例２］
熱可塑性ポリウレタン（ＰＵ−２）の製造
原料として数平均分子量１０００のポリ（３−メチル−１，５−ペンタメチレンアジペート）［略号：ＰＭＰＡ１０００］、ＢＤおよびＭＤＩを、ＰＭＰＡ１０００：ＢＤ：ＭＤＩの質量比が３２．７：１５．５：５１．８（窒素原子の含有率：５．８質量％）となるような割合で用いた以外は参考例１と同様にして熱可塑性ポリウレタン（以下、これをＰＵ−２という）を製造した。ＰＵ−２のＤ硬度は８０であった。
【００４１】
［製造例３］
熱可塑性ポリウレタン（ＰＵ−３）の製造
原料として数平均分子量１０００のポリ（テトラメチレングリコール）［略号：ＰＴＭＧ１０００］、ＢＤおよびＭＤＩを、ＰＴＭＧ１０００：ＢＤ：ＭＤＩの質量比が４０．８：１２．８：４６．４（窒素原子の含有率：５．２質量％）となるような割合で用いた以外は参考例１と同様にして熱可塑性ポリウレタン（以下、これをＰＵ−３という）を製造した。ＰＵ−３のＤ硬度は５５であった。
【００４２】
［製造例４］
熱可塑性ポリウレタン（ＰＵ−４）の製造
原料として数平均分子量１５００のポリ（３−メチル−１，５−ペンタメチレンアジペート）［略号：ＰＭＰＡ１５００］、ＢＤおよびＭＤＩを、ＰＭＰＡ１５００：ＢＤ：ＭＤＩの質量比が３９．４：１４．２：４６．４（窒素原子の含有率：５．２質量％）となるような割合で用いた以外は参考例１と同様にして熱可塑性ポリウレタン（以下、これをＰＵ−４という）を製造した。ＰＵ−４のＤ硬度は６０であった。
【００４３】
［製造例５］
製造例１で得られたＰＵ−１を単軸押出成形機に仕込み、Ｔ−ダイより押出し、厚み２．０ｍｍのシートを成形した。次いで、得られたシートの表面を研削して厚み１．５ｍｍの均一なシートとした後、幅２．０ｍｍ、深さ０．６ｍｍの溝（断面形状：長方形）を１５．０ｍｍ間隔で格子状に形成し、直径３８ｃｍの円形状の研磨パッド１を作製した。研磨パッド１の磨耗速度は６．２μｍ／ｈｒであった。
【００４４】
［製造例６］
製造例２で得られたＰＵ−２を単軸押出成形機に仕込み、Ｔ−ダイより押出し、厚み２．０ｍｍのシートを成形した。次いで、得られたシートの表面を研削して厚み１．５ｍｍの均一なシートとした後、幅２．０ｍｍ、深さ０．６ｍｍの溝（断面形状：長方形）を１５．０ｍｍ間隔で格子状に形成し、直径３８ｃｍの円形状の研磨パッド２を作製した。研磨パッド２の磨耗速度は５．７μｍ／ｈｒであった。
【００４５】
［製造例７］
製造例３で得られたＰＵ−３を単軸押出成形機に仕込み、Ｔ−ダイより押出し、厚み２．０ｍｍのシートを成形した。次いで、得られたシートの表面を研削して厚み１．５ｍｍの均一なシートとした後、幅２．０ｍｍ、深さ０．６ｍｍの溝（断面形状：長方形）を１５．０ｍｍ間隔で格子状に形成し、直径３８ｃｍの円形状の研磨パッド３を作製した。研磨パッド３の磨耗速度は１０．１μｍ／ｈｒであった。
【００４６】
［製造例８］
製造例４で得られたＰＵ−４を単軸押出成形機に仕込み、Ｔ−ダイより押出し、厚み２．０ｍｍのシートを成形した。次いで、得られたシートの表面を研削して厚み１．５ｍｍの均一なシートとした後、幅２．０ｍｍ、深さ０．６ｍｍの溝（断面形状：長方形）を１５．０ｍｍ間隔で格子状に形成し、直径３８ｃｍの円形状の研磨パッド４を作製した。研磨パッド４の磨耗速度は８．３μｍ／ｈｒであった。
【００４７】
［実施例１］
製造例３で得られたＰＵ−３を単軸押出成形機に仕込み、Ｔ−ダイより押出し、厚み０．３ｍｍのフィルムを成形した。得られたフィルムを、溝の幅を２．５ｍｍ、溝の深さを１．０ｍｍとしたこと以外は製造例５で作製した研磨パッド１と同様にして作製した研磨パッド（材料の磨耗速度の評価をしていないもの）の上に重ね、研磨パッドの溝形状と凹凸が逆になっている金型（幅２．０ｍｍ、高さ１．０ｍｍの凸部を１５．０ｍｍ間隔で格子状に有するもの）を押し当て、１８０℃，３５ｋＰａの条件で１分間加熱加圧し、ＰＵ−１からなる研磨パッドの上にＰＵ−３からなるフィルムを積層した。
次いで、研磨パッドの上部を約０．５ｍｍ研削し、溝部分はＰＵ−３に覆われ、それ以外の部分ではＰＵ−１が表面に露出した研磨パッド５を作製した。研磨パッド５の研磨側表面の全面積に対してＰＵ−１から形成された研磨側表面の面積の占める割合は９２％であり、溝の側面の全面積に対してＰＵ−３から形成された溝の側面の面積の占める割合は１００％であった。研磨パッド５は、厚みが１．３ｍｍであり、幅２．０ｍｍ、深さ０．５５ｍｍの溝（断面形状：長方形）を１５．０ｍｍ間隔で格子状に有していた。また溝の側面から、当該側面に垂直な方向へのＰＵ−３の厚みは０．２５ｍｍであった。
研磨パッド５を用いて、上記した方法により研磨性能を評価した結果、表１に示すように、平坦化性能に優れ、スクラッチも確認されなかった。
【００４８】
［実施例２］
製造例４で得られたＰＵ−４をトルエンと２−プロパノールの混合溶媒（質量比で、トルエン：２−プロパノール＝７：３）中に固形分濃度が１２％となるような割合で溶解させた。得られた溶液を、溝の幅を２．５ｍｍ、深さを１．０ｍｍとしたこと以外は製造例６で作製した研磨パッド２と同様にして作製した研磨パッド（材料の磨耗速度の評価をしていないもの）の上に塗工した後８０℃で２４ｈｒ乾燥する作業を４回繰り返し、ＰＵ−２からなる研磨パッドの上にＰＵ−４からなる厚み約０．２ｍｍの層を形成させた。
次いで、研磨パッドの上部を約０．４ｍｍ研削し、溝部分はＰＵ−４に覆われ、それ以外の部分ではＰＵ−２が表面に露出した研磨パッド６を作製した。研磨パッド６の研磨側表面の全面積に対してＰＵ−２から形成された研磨側表面の面積の占める割合は９４％であり、溝の側面の全面積に対してＰＵ−４から形成された溝の側面の面積の占める割合は１００％であった。研磨パッド６は、厚みが１．３ｍｍであり、幅２．１ｍｍ、深さ０．６ｍｍの溝（断面形状：長方形）を１５．０ｍｍ間隔で格子状に有していた。また溝の側面から、当該側面に垂直な方向へのＰＵ−４の厚みは０．２ｍｍであった。
研磨パッド６を用いて、上記した方法により研磨性能を評価した結果、表１に示すように、平坦化性能に優れ、スクラッチも僅かであった。
【００４９】
［比較例１］
製造例５と同様にして得られた研磨パッド１（材料の磨耗速度の評価をしていないもの）を用いて、上記した方法により研磨性能を評価した結果、表１に示すように、平坦化性能は良好であったが、スクラッチが多く確認された。
【００５０】
［比較例２］
製造例６と同様にして得られた研磨パッド２（材料の磨耗速度の評価をしていないもの）を用いて、上記した方法により研磨性能を評価した結果、表１に示すように、平坦化性能は良好であったが、スクラッチが多く確認された。
【００５１】
［比較例３］
製造例７と同様にして得られた研磨パッド３（材料の磨耗速度の評価をしていないもの）を用いて、上記した方法により研磨性能を評価した結果、表１に示すように、スクラッチは確認されなかったものの、平坦化性能は劣っていた。
【００５２】
【表１】
0005143528.tif 000002
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明によれば、半導体ウェハ等を高精度に、かつ高効率に研磨するために有用な研磨パッドおよびその製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の研磨パッドの研磨層の代表的な断面の概略図の例示である。
【図２】本発明の研磨パッドの研磨層の製造方法（方法Ａ）の一例を示す概略図である。
【図３】本発明の研磨パッドの研磨層の製造方法（方法Ｂ）の一例を示す概略図である。
【図４】本発明の研磨パッドの研磨層の製造方法（方法Ｃ）の一例を示す概略図である。
【図５】本発明の研磨パッドの研磨層の製造方法（方法Ｄ）の一例を示す概略図である。
【符号の説明】
【００５５】
１  第一の材料
２  第二の材料
３  溝および／または穴
４  研磨層の研磨側表面
【図１】
0005143528.tif 000003
【図２】
0005143528.tif 000004
【図３】
0005143528.tif 000005
【図４】
0005143528.tif 000006
【図５】
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