(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）成分；アイオノマー樹脂１００容積部と、
（Ｂ）成分；水溶性粒子５〜８０容積部と、
を含む研磨層を有し、
前記（Ａ）成分は、（ａ１）成分；エチレン−（メタ）アクリル酸系共重合体１００質量部と、（ａ２）成分；金属酸化物または金属水酸化物１〜２０質量部とを含む、化学機械研磨パッド。
【請求項２】
前記（ａ２）成分は、２価の金属酸化物または金属水酸化物である、請求項１に記載の化学機械研磨パッド。
【請求項３】
前記（ａ２）成分は、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、水酸化亜鉛、および水酸化マグネシウムからなる群から選択される少なくとも１種である、請求項１に記載の化学機械研磨パッド。
【請求項４】
前記（Ｂ）成分の平均粒子径が５〜８０μｍである、請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の化学機械研磨パッド。
【請求項５】
前記（ａ１）成分の（メタ）アクリル酸含有率が３〜２５質量％である、請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の化学機械研磨パッド。
【請求項６】
前記（ａ１）成分が、エチレンと、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸メチル、およびアクリル酸エチルからなる群から選択される少なくとも１種との共重合体である、請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の化学機械研磨パッド。
【請求項７】
前記（Ａ）成分が（Ｃ）有機過酸化物により架橋されている、請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の化学機械研磨パッド。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のいずれか一項に記載の化学機械研磨パッドを用いて被研磨物
を化学機械研磨する工程を含む、化学機械研磨方法。
【請求項９】
前記被研磨物が酸化シリコンを含む、請求項８に記載の化学機械研磨方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、化学機械研磨パッドおよび化学機械研磨方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の半導体装置等の製造において、優れた平坦性を有する表面を形成することができる研磨方法として、化学機械研磨方法（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ、一般に「ＣＭＰ」と略称される。）が広く用いられている。この化学機械研磨方法においては、化学機械研磨パッドの材質により研磨結果が大きく変化することが知られており、様々な組成の化学機械研磨パッドが提案されている。
【０００３】
例えば、特開２００２−１３４４４５号公報には、架橋エラストマーとカルボキシル基を有する重合体とを有する組成物からなる研磨パッドが開示されている。また、例えば、特開２００４−３４３０９９号公報には、架橋ジエンエラストマーおよび（Ｂ）酸無水物構造を有する重合体からなる研磨パッドが開示されている。さらに、例えば、特開２００２−１３７１６０号公報には、親水性で実質的に水に不溶のフィラーを含有する研磨パッドが開示されている。加えて、例えば、特開２００１−２３９４５３号公報には、ポリウレタンとビニル化合物から重合される重合体を含有する研磨パッドが開示されている。
【０００４】
しかしこれらの研磨パッドでは、均一な組成にすることが難しく、研磨速度の確保と平坦化性能の確保との両立ができない場合がある。
【特許文献１】特開２００２−１３４４４５号公報
【特許文献２】特開２００４−３４３０９９号公報
【特許文献３】特開２００２−１３７１６０号公報
【特許文献４】特開２００１−２３９４５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、研磨速度が高く、被研磨面の平坦性（被研磨面における研磨量の面内均一性）に優れ、かつ、スクラッチの少ない化学機械研磨パッドおよび該研磨パッドを用いた化学機械研磨方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様に係る化学機械研磨パッドは、
（Ａ）成分；アイオノマー樹脂１００容積部と、
（Ｂ）成分；水溶性粒子５〜８０容積部と、
を含む研磨層を有し、
前記（Ａ）成分は、（ａ１）成分；エチレン−（メタ）アクリル酸系共重合体１００質量部と、（ａ２）成分；金属酸化物または金属水酸化物１〜２０質量部とを含む。
【０００７】
上記化学機械研磨パッドにおいて、前記（ａ２）成分は、２価の金属酸化物または金属水酸化物であることができる。この場合、前記（ａ２）成分は、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、水酸化亜鉛、および水酸化マグネシウムからなる群から選択される少なくとも１種であることができる。
【０００８】
上記化学機械研磨パッドにおいて、前記（Ｂ）成分の平均粒子径が５〜８０μｍであることができる。
【０００９】
上記化学機械研磨パッドにおいて、前記（ａ１）成分の（メタ）アクリル酸含有率が３〜２５質量％であることができる。
【００１０】
上記化学機械研磨パッドにおいて、前記（ａ１）成分が、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸メチル、およびアクリル酸エチルからなる群から選択される少なくとも１種との共重合体であることができる。
【００１１】
上記化学機械研磨パッドにおいて、前記（Ａ）成分が（Ｃ）有機過酸化物により架橋されていることができる。
【００１２】
本発明の他の一態様に係る化学機械研磨方法は、
上記化学機械研磨パッドを用いて被研摩物を化学機械研磨する工程を含む。
【００１３】
上記化学機械研磨方法において、前記被研磨物が酸化シリコンを含むことができる。
【発明の効果】
【００１４】
上記化学機械研磨パッドおよび上記化学機械研磨方法によれば、化学機械研磨において、研磨速度が高く、研磨量の面内均一性に優れ、かつ、スクラッチの少ない被研磨面を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の一実施形態に係る化学機械研磨パッドおよび化学機械研磨方法について具体的に説明する。
【００１６】
１．化学機械研磨パッド
１．１．構造
図１は、本発明の一実施形態に係る化学機械研磨パッドの一例を模式的に示す断面図である。化学機械研磨時には、図１に示す化学機械研磨パッド１００の研磨層１０の表面（研磨面）１０ａは被研磨物（図示せず）に接触する。
【００１７】
本実施形態に係る化学機械研磨パッドは、（Ａ）成分；アイオノマー樹脂１００容積部と、（Ｂ）成分；水溶性粒子５〜８０容積部と、を含む研磨層を有する。
【００１８】
化学機械研磨パッド１００の形状は限定されないが、例えば円柱状、多角柱状等であることができ、円柱状であることが好ましい。
【００１９】
化学機械研磨パッド１００が例えば円柱状である場合、その研磨面（円柱の一方の底面）の直径は１５０〜１，２００ｍｍであることが好ましく、５００〜８２０ｍｍであることがより好ましい。また、化学機械研磨パッド１００の厚さは、例えば０．５〜５．０ｍｍであることが好ましく、１．０〜３．０ｍｍであることがより好ましく、１．５〜３．０ｍｍであることがさらに好ましい。
【００２０】
研磨層１０のデュローＤ硬度は５０〜８５が好ましく、５５〜８０がより好ましい。研磨層１０のデュローＤ硬度が５０未満であると、研磨速度が十分に発現しない場合があり、一方、研磨層１０のデュローＤ硬度が８５を超えると、スクラッチの発生原因になる場合がある。
【００２１】
また、化学機械研磨パッド１００は、研磨面１０ａまたは研磨面１０の裏面（非研磨面）１０ｂに適当な凹部を有することができる。凹部の形状としては、例えば、同心円状の溝、放射状の溝、円形の凹部および多角形の凹部ならびにこれらの組み合わせ等が挙げられる。
【００２２】
図２および図３はそれぞれ、本発明の一実施形態に係る化学機械研磨パッドの他の一例を模式的に示す断面図である。図２に示す化学機械研磨パッド２００では、研磨面１０ａに凹部１２が設けられており、図３に示す化学機械研磨パッド３００では、研磨面１０ａの裏面（被研磨面）１０ｂに凹部１４が設けられている。
【００２３】
図４は、本発明の一実施形態に係る化学機械研磨パッドの他の一例を模式的に示す断面図である。図４に示す化学機械研磨パッド４００は、研磨層１０の非研磨面１０ｂに支持層１６を備えた多層型パッドである。
【００２４】
支持層１６は、研磨層１０を研磨面１０ａの裏面側で支える。この支持層１６は、研磨層１０に比べて硬度が低いことが好ましい。化学機械研磨パッド４００が、研磨層１０よりも硬度が低い支持層１６を含むことにより、化学機械研磨時におけるパッド４００の浮き上がりや研磨層１０の表面１０ａの湾曲を防止することができるため、化学機械研磨を安定して行うことができる。支持層１６の硬度は、研磨層１０のデュローＤ硬度の９０％以下が好ましく、５０〜９０％がより好ましく、５０〜８０％がさらに好ましく、５０〜７０％が特に好ましい。
【００２５】
１．２．組成
１．２．１．（Ａ）成分
（Ａ）成分は、（ａ１）成分；エチレン−（メタ）アクリル酸系共重合体１００質量部と、（ａ２）成分；金属酸化物または金属水酸化物１〜２０質量部とを含む。
【００２６】
（Ａ）成分；アイオノマー樹脂を作成するためには、（ａ１）成分と（ａ２）成分とを混練りなどの方法により製造することができる。ここで、（ａ１）成分と（ａ２）成分とを混合して混練りすると、（ａ１）成分に含まれるカルボキシル基（−ＣＯ２Ｈ）が（ａ２）成分中の金属イオンによって中和されてカルボン酸イオン（−ＣＯ２−）となり、このカルボン酸イオンが金属イオンとの塩を形成する。そして、（ａ１）成分中の複数のカルボン酸イオンが金属イオンと会合することで、（ａ１）成分の（メタ）アクリル酸構造単位同士が疑似架橋し、アイオノマー樹脂となる。また、（ａ１）成分に含まれる官能基がエステル基（−ＣＯ２Ｒ）（Ｒはアルキル基を示す）である場合、（ａ１）成分と（ａ２）成分とを混練りする際に（ａ２）成分および空気中に含まれる水分等により容易に加水分解されてされてカルボン酸イオン（−ＣＯ２−）となり、このカルボン酸イオンが金属イオンとの塩を形成する。
【００２７】
以上により、（ａ１）成分中の複数のカルボン酸イオンが金属イオンと会合することで、（ａ１）成分の（メタ）アクリル酸構造単位同士が疑似架橋し、アイオノマー樹脂となる。
【００２８】
例えば、（Ａ）成分；アイオノマー樹脂は、（ａ１）成分と（ａ２）成分とを溶融混練りにより均一分散させることにより得ることができる。より具体的には、（ａ１）成分および（ａ２）成分をあらかじめドライブレンドして均一に分散させた後、押出し機、ロール、ブラベンダー、ニーダー、バンバリーなどの混練り装置を用いて混練りする方法や、（ａ１）成分および（ａ２）成分を別々に連続押出し機に供給し溶融混練りする方法により、アイオノマー樹脂を製造することができる。
【００２９】
（Ａ）成分を研磨層に使用することにより、研磨層の製造の際に溶融混練りが可能となるため、製造の工程が簡略化できるうえに、常温付近で適度な硬度、弾性率を示し、良好な研磨特性を有する研磨パッドを得ることができる。
【００３０】
（Ａ）成分；アイオノマー樹脂は、該樹脂に存在するカルボキシル基が、亜鉛イオン、カリウムイオン、ナトリウムイオン、マグネシウムイオン等の金属イオンで疑似架橋された樹脂である。金属イオンとしては、２価の金属イオンであることが好ましく、亜鉛イオンおよびマグネシウムイオンが特に好ましい。
【００３１】
（Ａ）成分；アイオノマー樹脂の疑似架橋の度合いは、以下の方法により求めることができる。架橋前（（ａ２）成分添加前）の（ａ１）成分中のカルボキシル基の総量（Ｉ）と、架橋後（（ａ２）成分添加後）の（ａ１）成分中のカルボキシル基の総量（ＩＩ）とを赤外吸収スペクトル（ＩＲ）測定で確認する。（ＩＩ）／（Ｉ）が、（ａ１）成分中のカルボキシル基のうちイオン化してカルボン酸イオンへと変換した割合、すなわち、（Ａ）成分；アイオノマー樹脂の疑似架橋の度合いである。
【００３２】
カルボキシル基（−ＣＯ２Ｈ）は１７００ｃｍ−１付近にＣ＝Ｏ伸縮吸収ピークを有する。金属イオンと疑似架橋しているカルボキシル基がカルボン酸イオン（−ＣＯ２−）に変換されると、カルボキシル基のピークは消失する。なお、金属イオンと擬似架橋しているカルボン酸イオンを塩酸などの強酸で処理すると、金属イオンが脱離して元のカルボキシル基に戻り、Ｃ＝Ｏ伸縮吸収ピークが復活する。
【００３３】
１．２．１−１．（ａ１）成分
（ａ１）成分であるエチレン−（メタ）アクリル酸系共重合体は、分子内にカルボキシル基を有する共重合体である。（ａ１）成分は、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−メタクリル酸重合体、エチレン−アクリル酸メチル共重合体、およびエチレン−アクリル酸エチル共重合体からなる群から選択される少なくとも１種であることが好ましい。
【００３４】
たとえば、アクリル酸、メタクリル酸等のカルボキシル基を有する（メタ）アクリル系モノマーとエチレンとの共重合体、無水マレイン酸等の酸無水物モノマーとエチレンとの共重合体などを挙げることができる。また、（ａ１）成分において、カルボキシル基含量の好ましい範囲は０．５〜３０ｍｏｌ％、より好ましくは１〜２０ｍｏｌ％である。０．５ｍｏｌ％未満ではアイオノマー樹脂とならない場合があり、一方、３０ｍｏｌ％を超えると機械的強度が極端に低下する。
【００３５】
また、（ａ１）成分における（メタ）アクリル酸含有率は３〜２５質量％であるのが好ましく、５〜２０質量％であるのがより好ましく、１０〜１８質量％であるのがさらに好ましい。この場合、上記（メタ）アクリル酸含有率が３質量％未満であると、アイオノマー化反応の効果が不十分である場合があり、一方、上記（メタ）アクリル酸含有率が２５質量％を超えると、得られる化学機械研磨パッドの硬度が低くなりすぎる傾向がある。
【００３６】
（ａ１）成分は、例えば、市販されている製品としては、三井・デュポンポリケミカル社製「ニュクレル」（商品名）、日本ポリエチレン社製「ＲＥＸＰＥＡＲＬ」（商品名）などが挙げられる。
【００３７】
１．２．１−２．（ａ２）成分
（ａ２）成分である金属酸化物または金属水酸化物を構成する金属は、（ａ１）成分であるエチレン−（メタ）アクリル酸系共重合体の分子間で疑似架橋構造を形成できる金属であることが好ましい。すなわち、（ａ２）成分は、研磨層において擬似架橋構造に寄与することができ、前記金属は、研磨層において金属イオンとして存在しうる。
【００３８】
（ａ２）成分である金属酸化物または金属水酸化物は、高温でも擬似架橋を維持しやすい傾向がある点で、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、水酸化亜鉛、および水酸化マグネシウムから選択される少なくとも１種であることが好ましい。これらは単独で、または２種以上を混合して使用することができる。
【００３９】
（ａ２）成分は、（ａ１）成分１００質量部に対して１〜２０質量部使用することが好ましく、１〜１５質量部使用することがさらに好ましい。この場合、（ａ２）成分の使用量が１質量部より少ない場合、パッドを成型して製造する際に（ａ１）成分との架橋が不十分となる場合がある。一方、（ａ２）成分の使用量が２０質量部より大きい場合、パッドを成型して製造する場合に（ａ１）成分との架橋が過剰となり、研磨面の硬度が大きくなり、研磨の際のスクラッチの発生が多くなる場合がある。
【００４０】
なお、（ａ２）成分は、酸無水物基、カルボキシル基、水酸基、エポキシ基、およびアミノ基から選択される少なくとも１種の官能基を有する化合物によって表面を変性されたものであってもよい。
【００４１】
１．２．２．（Ｂ）成分
（Ｂ）成分である水溶性粒子は、化学機械研磨時に供給される化学機械研磨用水系分散体と接触することにより、研磨パッドの研磨面から離脱して、化学機械研磨用水系分散体を保持することのできる空孔（ポア）を形成する機能を有する。本発明において、「水溶性粒子」には、研磨面から脱離するに際して、水に溶解する態様のほか、水との接触により膨潤またはゾル化して脱離する態様も含まれる。
【００４２】
（Ｂ）成分は、有機水溶性物質および無機水溶性物質のいずれであってもよい。
【００４３】
有機水溶性物質としては、例えば、糖類（でんぷん、デキストリンおよびシクロデキストリンの如き多糖類、乳糖、マンニット等）、セルロース類（ヒドロキシプロピルセルロース、メチルセルロース等）、蛋白質、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリアクリル酸、ポリエチレンオキサイド、水溶性の感光性樹脂、スルホン化ポリイソプレン、スルホン化イソプレン共重合体等が挙げられる。
【００４４】
無機水溶性物質としては、例えば、酢酸カリウム、硝酸カリウム、炭酸カリウム、炭酸水素カリウム、臭化カリウム、リン酸カリウム、硫酸カリウム、硫酸マグネシウムおよび硝酸カルシウム等が挙げられる。
【００４５】
（Ｂ）成分としては、上記のうちの１種類を用いてもよいし、２種類以上を混合して用いてもよい。
【００４６】
（Ｂ）成分は、化学機械研磨パッドの研磨面の硬度を適正な値とすることができるという観点から、中実体であることが好ましい。
【００４７】
また、（Ｂ）成分の平均粒子径は、好ましくは０．１〜５００μｍであり、より好ましくは０．５〜１００μｍである。（Ｂ）成分の平均粒子径が０．１〜５００μｍであることにより、高い研磨速度を示し、かつ、機械的強度に優れた化学機械研磨パッドを得ることができる。
【００４８】
なお、（Ｂ）成分は、化学機械研磨パッドの研磨層において表層に露出した場合にのみ水等に溶解または膨潤し、研磨層の内部では吸湿しさらには膨潤しないことが好ましい。このため、（Ｂ）成分は最外部の少なくとも一部に吸湿を抑制する外殻を備えていてもよい。この外殻は（Ｂ）水溶性粒子に物理的に吸着していても、（Ｂ）水溶性粒子と化学結合していても、さらにはこの両方により（Ｂ）水溶性粒子に接していてもよい。このような外殻を形成する材料としては、例えば、エポキシ樹脂、ポリイミド、ポリアミド、ポリシリケート、シランカップリング剤等を挙げることができる。この場合、（Ｂ）水溶性粒子は、外殻を有する水溶性物質と外殻を有さない水溶性物質とからなっていてもよく、外殻を有する水溶性物質はその表面のすべてが外殻に被覆されていなくても十分に前記効果を得ることができる。
【００４９】
研磨層における（Ｂ）成分の使用割合は、（Ａ）成分の体積１００容積部に対して５〜８０容積部であることが好ましく、１０〜６０容積部であることがより好ましく、２０〜３０容積部であることがさらに好ましい。
【００５０】
（Ｂ）成分の含有量を（Ａ）成分の体積１００容積部に対して５〜８０容積部とすることにより、高い研磨速度を示し、かつ、適正な硬度および機械的強度を持つ化学機械研磨パッドとすることができる。
【００５１】
１．２．３．（Ｃ）成分
本実施形態に係る化学機械研磨用パッドの研磨層では、（Ａ）成分が（Ｃ）成分：有機過酸化物により架橋されていることが好ましい。
【００５２】
本実施形態に係る化学機械研磨用パッドの研磨層が（Ｃ）成分を含有する場合、（Ｃ）成分は架橋剤として機能し、（ａ１）成分であるエチレン−（メタ）アクリル酸系共重合体の架橋構造を安定して形成することができる。これにより、機械的強度を高めることができる。
【００５３】
（Ｃ）成分としては、例えば、１，１−ジ−ｔ−ブチルペルオキシ−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、ジ−ｔ−ブチルペルオキシド、ジクミルペルオキシド、ｔ−ブチルクミルペルオキシド、２，５−ジ−メチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルペルオキシ）ヘキサン、２，５−ジ−メチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルペルオキシ）ヘキシン、１，３−ビス（ｔ−ブチルペルオキシ−イソプロピル）ベンゼン等を挙げることができる。これらのうち、ジクミルペルオキシド、２，５−ジ−メチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルペルオキシ）ヘキサン、２，５−ジ−メチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルペルオキシ）ヘキシンがより好ましい。これらは単独で、または２種以上を混合して使用することができる。
【００５４】
（Ｃ）成分の使用量は、（ａ１）成分１００質量部に対して０．５〜１５質量部が好ましく、１〜１０質量部がより好ましい。（Ｃ）成分を（ａ１）成分１００質量部に対して０．５〜１５質量部使用することにより、化学機械研磨工程においてスクラッチの発生が抑制され、かつ研磨速度の高い化学機械研磨パッドを得ることができる。
【００５５】
また、（Ｃ）成分は、硫黄化合物、多官能性モノマー、およびオキシム化合物から選択される少なくとも１種の化合物と併用して使用することができる。この場合、（Ｃ）成分１００質量部に対して、硫黄化合物、多官能性モノマー、およびオキシム化合物から選択される少なくとも１種の化合物は、（Ｃ）成分１００質量部に対して１５質量部以下であることが好ましく、０．３〜８質量部であることがより好ましい。
【００５６】
１．２．４．添加剤
本実施形態に係る化学機械研磨パッドは、本発明の特性を損なわない範囲において、さらに他の添加剤を含有してもよい。このような他の添加剤としては、例えば軟化剤、可塑剤、滑剤等を挙げることができる。
【００５７】
上記軟化剤としては、例えばアロマティック油、ナフテニック油、パラフィン油等のプロセスオイル、やし油等の植物油、アルキルベンゼンオイル等の合成油等が挙げられる。これらのうち、プロセスオイルが好ましい。上記軟化剤は単独で、または２種以上を混合して使用することができる。
【００５８】
上記可塑剤としては、例えばフタレート系、アジペート系、セバケート系、ポリエーテル系、ポリエステル系、等を挙げることができる。
【００５９】
上記滑剤としては、例えばパラフィンおよび炭化水素樹脂、脂肪酸アミド、脂肪酸エステル、脂肪アルコール、等を挙げることができる。
【００６０】
１．２．５．研磨層形成用組成物の調製方法
本実施形態に係る化学機械研磨パッドの研磨層を形成するための組成物（研磨層形成用組成物）を調製する方法は特に限定されない。例えば、本実施形態に係る化学機械研磨パッドの研磨層を構成する上記の各成分を、混練機等を用いて公知の方法により混練して得ることができる。混練機としては、公知のものを用いることができる。例えば、ロール、ニーダー、バンバリーミキサー、押出機（単軸、多軸）等の混練機を挙げることができる。混練の際の温度は、使用する成分の種類により適宜に設定するべきであるが、例えば、１００〜１２０℃であることが好ましい。
【００６１】
１．２．６．研磨層の形成方法
本実施形態に係る化学機械研磨パッドの研磨層は、上記（Ａ）〜（Ｃ）成分を含む研磨層形成用組成物から製造することができる。
【００６２】
上記組成物を１５０〜１９０℃程度に加熱しつつ適当圧力下で所望の形状に成形する方法、あるいは、上記組成物を１５０〜１９０℃程度に加熱しつつシート状に成形した後に所望の形状に切断することにより、（Ａ）成分であるアイオノマー樹脂に（Ｂ）成分である水溶性粒子が分散した研磨層を得ることができる。
【００６３】
本実施形態に係る化学機械研磨パッドの研磨層は、架橋構造を有することが好ましい。研磨パッドの研磨層が架橋構造を有することにより、（Ａ）成分であるアイオノマー樹脂が適度の弾性回復力を有するため、研磨時に化学機械研磨パッドに生じるずり応力による変位を小さく抑えることができ、また、研磨時およびドレッシング時に（Ａ）成分が過度に引き延ばされ塑性変形してポアが埋まったり、研磨層の表面が過度に毛羽立ったりすることを効果的に抑制することができる。すなわち、研磨層において、（Ａ）成分が（Ｃ）成分によって架橋されていることにより、ドレッシング時にもポアが効率よく形成され、研磨時のスラリーの保持性の低下が防止でき、かつ、毛羽立ちが少なく優れた研磨平坦性を実現することができる。
【００６４】
なお、架橋構造の形成方法は特に限定されない。例えば、本実施形態に係る化学機械研磨パッドにおいて、研磨層が（Ｃ）有機化酸化物を含有しない場合、電子線照射による放射線架橋によって架橋構造を形成してもよいし、加熱によって架橋を行ってもよい。
【００６５】
２．化学機械研磨方法
本発明の一実施形態に係る化学機械研磨方法は、上記化学機械研磨パッドを用いて被研摩物を化学機械研磨する工程を含む。
【００６６】
本実施形態に係る化学機械研磨方法は、例えば、半導体装置等の製造において、絶縁膜や保護膜の研磨に使用することができる。
【００６７】
本実施形態に係る化学機械研磨方法において、研磨対象となる被研磨物は特に限定されないが、例えば、被研磨物が酸化シリコンを含むことが好ましい。酸化シリコンを含む被研磨物としては、例えば、ＳＴＩ構造を有する、酸化シリコンを含む絶縁膜が挙げられる。
【００６８】
本実施形態に係る化学機械研磨方法によれば、研磨速度が高く、研磨量の面内均一性に優れ、かつ、スクラッチの少ない被研磨面を得ることができる。
【００６９】
３．実施例
３．１．実施例１
３．１．１．研磨層形成用組成物の調製
１３０〜１７０℃に調温された二軸押出し機に、（ａ１）成分としてレックスパールＥＭＡＡ  ニュクレルＮ１５６０（商品名、三井・デュポンケミカル（株）製、エチレン−メタアクリル酸共重合体）１００質量部、（ａ２）成分として水酸化マグネシウム粉末を５質量部になるように重量式フィーダーを用いて（ａ１）成分および（ａ２）成分をそれぞれフィードし、押出し混練りを行った。さらに、（Ｂ）成分として、（Ａ）成分（（ａ１）成分＋（ａ２）成分）１００容積部に対して７０容積部に相当する量のデキシーパール１００（商品名、（株）横浜国際バイオ研究所製、β−シクロデキストリン、平均粒子径１５μｍ）を、二軸押出し機に重量式フィーダーを用いて投入し混練りした。次いで、（Ｃ）成分として、パークミルＤ−４０（商品名、日油（株）製、）７．０質量部およびＴＡＩＣ−Ｍ６０（商品名、日本化成（株）製、）４．０質量部を添加し混練りを行い、実施例１の研磨層形成用組成物を得た。
【００７０】
３．１．２．化学機械研磨パッドの製造
実施例１の研磨層形成用組成物をパッド成型用金型にセットし、１７５℃で１２分間加熱して、直径６０ｃｍ、厚さ２．８ｍｍの成形体を得た。次いで、この成形体の研磨面となるべき面に、加藤機械（株）製の切削加工機を用いて、溝幅０．５ｍｍ、溝深さ１．４ｍｍ、ピッチ４．０ｍｍの同心円状の溝を形成して、研磨層からなる実施例１の化学機械研磨パッドを得た。
【００７１】
３．１．３．研磨性能の評価
実施例１の化学機械研磨パッドを、化学機械研磨装置（（株）荏原製作所製、形式「ＥＰＯ１１２」）に装着し、表面にＰＥＴＥＯＳ膜（テトラエチルオルトシリケートを原料として、促進条件としてプラズマを利用して化学気相成長法により成膜された酸化シリコン膜（ＰＥＴＥＯＳ膜）が形成された直径８インチのウェハを３００枚準備し、これを被研磨物として下記の条件において化学機械研磨を連続して行った。
【００７２】
化学機械研磨用水系分散体：ＳＳ−２５（キャボット・マイクロエレクトロニクス社製）をイオン交換水で２倍に希釈した水系分散体
水系分散体供給速度：１５０ｍＬ／分
ヘッド押し付け圧：２５０ｈＰａ
定盤回転数：７０ｒｐｍ
ヘッド回転数：７０ｒｐｍ
研磨時間：６０秒／枚
【００７３】
３．１．３−１．研磨速度の評価
上記被研磨物であるＰＥＴＥＯＳ膜付きウェハについて、光干渉式膜厚計を用いてＰＥＴＥＯＳ膜の膜厚を測定し、研磨前と研磨後の膜厚の差、すなわち、化学機械研磨により減少した膜厚を以下の手順により求めた。
【００７４】
ＰＥＴＥＯＳ膜付きウェハについて、外周５ｍｍと除いて直径方向に均等に２１点の特定点を設定し、これら特定点について研磨前後のＰＥＴＥＯＳ膜の厚さの差および研磨時間から各点における研磨速度を算出し、その平均値を持って研磨速度とした。
【００７５】
研磨速度は、連続して研磨されたウェハ５０枚目ごとに評価し、６回の評価の平均を研磨速度としたところ、その値は２８２ｎｍ／分であった。この値が４００ｎｍ／分以上の場合に研磨速度は良好であるといえ、特に５００ｎｍ／分以上のとき極めて良好であるといえる。
【００７６】
３．１．３−２．研磨速度の面内均一性の評価
上記２１点の特定点における研磨前後のＰＥＴＥＯＳ膜の厚さの差（この値を「研磨量」とする。）を用いて、下記の計算式により研磨量の面内均一性を算出した。
【００７７】
研磨量の面内均一性（％）＝（研磨量の標準偏差÷研磨量の平均値）×１００
研磨速度の面内均一性は、連続して研磨されたウェハ５０枚目ごとに評価し、６回の評価の平均をとったところ、その値は４．８％であった。この値が７％以内の時に面内均一性は良好であるといえ、特に６％以下のとき極めて良好であるといえる。
【００７８】
３．１．３−３．スクラッチの評価
化学機械研磨後のＰＥＴＥＯＳ膜付きウェハの被研磨面につき、欠陥検査装置（ＫＬＡ−ＴＥＮＣＯＲ社製、形式「ＫＬＡ２３５１」）を用いて下記のように欠陥検査を行った。
【００７９】
まず、ピクセルサイズ０．６２μｍ、しきい値（ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ）３０の条件でウェハ表面の全範囲について、欠陥検査装置が欠陥としてカウントした数を計測した。次いで、これらの欠陥をランダムに１００個抽出して装置のディスプレイ上に表示して観察し、欠陥がスクラッチであるか、付着した異物（化学機械研磨用水系分散体中に含まれる砥粒等）であるかを見極め、欠陥総数中に占める長径０．２０μｍ以上のスクラッチの割合を算出し、これよりウェハ全面あたりのスクラッチ数を算出した。
【００８０】
スクラッチは、連続して研磨されたウェハ５０枚目ごとに評価し、６回の評価の平均をとったところ、１個／面であった。この値が３個／面以内の時にスクラッチは良好であるといえ、特に２個／面以下のとき極めて良好であるといえる。
【００８１】
３．２．実施例２〜８および比較例１〜５
（Ａ）成分ないし（Ｄ）成分の種類および使用量を表１のとおりとしたほかは実施例１と同様にして化学機械研磨パッドを製造し、化学機械研磨性能を評価した。その結果を表１に示す。
【００８２】
【表１】
0005327425.tif 000002
【００８３】
なお、表１における各成分の略称をそれぞれ以下に示す。
【００８４】
（Ａ）重合体
（ａ１）エチレン−（メタ）アクリル酸共重合体
「Ａ２１０Ｋ」…商品名「レックスパールＥＡＡ  Ａ２１０Ｋ」、日本ポリエチレン（株）製、エチレン−アクリル酸共重合体
「Ｎ１５６０」…商品名「ニュクレルＮ１５６０」、三井・デュポンケミカル（株）製、エチレン−アクリル酸共重合体
（対照）「ＬＥ５２０Ｈ」…商品名「ノバテックＬＤ  ＬＥ５２０Ｈ」、日本ポリエチレン（株）製、低密度ポリエチレン
（ａ２）金属酸化物または金属水酸化物
「ＺｎＯ」…商品名「１号亜鉛華」、堺化学工業（株）、酸化亜鉛（亜鉛華）
「Ｍｇ（ＯＨ）２」…商品名「キョーワマグ１５０」、協和化学工業（株）、水酸化マグネシウム
「ＭｇＯ」…商品名「キスマ５」、協和化学工業（株）、酸化マグネシウム
「Ｚｎ（ＯＨ）２」…商品名「水酸化亜鉛」、ＭＰ  Ｂｉｏｍｅｄｉｃａｌｓ，Ｉｎｃ製、水酸化亜鉛
【００８５】
（Ｂ）水溶性粒子
「ＷＳＰ」…商品名「デキシーパールβ−１００」、（株）横浜国際バイオ研究所製、β−シクロデキストリン（平均粒子径１５μｍ）
なお、表１において、（Ｂ）水溶性粒子の使用量は、（Ａ）成分１００容積部に対する容積部で示した。
【００８６】
（Ｃ）有機過酸化物
「パークミルＤ−４０」…商品名「パークミルＤ−４０」、日本油脂（株）製、ジクミルパーオキサイドを４０質量％含有する。
【００８７】
（Ｄ）架橋助剤
「ＴＡＩＣ−Ｍ６０」…商品名「ＴＡＩＣ−Ｍ６０」、日本化成（株）製、トリアリルイソシアヌレートを６０質量％含有する。
【００８８】
実施例１〜１０の化学機械研磨パッドによれば、（Ａ）成分１００容積部と（Ｂ）成分５〜８０容積部とを含む研磨層を有し、（Ａ）成分が（ａ１）成分１００質量部と（ａ２）成分１〜２０質量部とを含むことにより、化学機械研磨において、研磨速度が高く、研磨量の面内均一性に優れ、かつ、スクラッチの少ない被研磨面を得られることが理解できる。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る化学機械研磨パッドの一例を模式的に示す断面図である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態に係る化学機械研磨パッドの他の一例を模式的に示す断面図である。
【図３】図３は、本発明の一実施形態に係る化学機械研磨パッドの他の一例を模式的に示す断面図である。
【図４】図４は、本発明の一実施形態に係る化学機械研磨パッドの他の一例を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
【００９０】
１０…研磨層、１０ａ…研磨面、１０ｂ…非研磨面、１２，１４…凹部、１６…支持層、１００，２００，３００，４００…化学機械研磨パッド
【図１】
0005327425.tif 000003
【図２】
0005327425.tif 000004
【図３】
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【図４】
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