(57)【要約】      （修正有）【課題】スラリーの供給と廃液の排出がバランス良くコントロールされた、ウエハの平坦性向上および研磨レートの安定化が達成された織物からなる研磨層を有する研磨パッドを提供する。【解決手段】研磨層１と支持層３を積層してなる研磨パッドであり、該研磨層１の目開きが５０〜２００μｍで厚みが１００μｍ以下の織物６からなり、該支持層３に溝５が形成されており、該溝５が研磨面と連通することを特徴とする研磨パッドである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
研磨層と支持層を積層してなる研磨パッドであり、該研磨層は目開きが５０〜２００μｍで厚みが１００μｍ以下の織物からなり、該支持層に溝が形成されており、該溝が研磨面と連通することを特徴とする研磨パッド。
【請求項２】
該研磨層が撚糸織物である請求項１に記載の研磨パッド。
【請求項３】
溝の断面積が０．１〜２ｍｍ２である請求項１〜２に記載の研磨パッド。
【請求項４】
該支持層に形成された溝の形状が格子状または放射状である請求項１〜３に記載の研磨パッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は研磨パッドに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体デバイスの高集積化・高密度化に伴い、ウエハ表面を高精度に平坦化する技術が要求されている。このようなウエハの平坦化技術の一つに化学的機械的研磨（ＣＭＰ）方法がある。これは、回転する研磨パッドにウエハを押し付け、化学研磨液（スラリー）を供給しながら研磨パッドでウエハ表面を研磨するものである。
【０００３】
シリコンウエハをはじめとする研磨対象物の研磨を行う場合には、ポリウレタン含浸不織布パッド“ＳＵＢＡ”（登録商標）やポリウレタン発泡樹脂パッド“ＭＨ”（登録商標）などの研磨パッドが一般的に用いられており、研磨液の供給や研磨後の廃液の排出の促進を目的として、研磨面に溝や孔を有する研磨パッドの検討がなされている。
【０００４】
また、特許文献１には、研磨パッド表面に開口する多数の廃液排出孔を設け、これら各廃液排出孔に連通する下層部材に多数の廃液排出路を設けた研磨パッドが記載されている。そのため、スラリーと廃液の混合を防いで研磨レートを安定化する旨が記載されている。
【０００５】
また、特許文献２には第２の溝の下層に第１の溝を有しそれらが連通した研磨パッドが記載されている。そして、特許文献２でも特許文献１と同様に、第１の溝に落ち込んだ屑は第２の溝に逆流しにくいため、スラリーと廃液の混合を防ぎ、ウエハに付着する異物を低減することができる旨が記載されている。
【０００６】
また、特許文献３には、下地層に貫通孔や放射溝を形成し、研磨層に円形溝を形成した研磨パッドが開示されている。このような構造にすることによって放射溝と円形溝の交差部分を介して、スラリーが研磨面全面に均一に供給されるため、研磨レートの低下を招くことなく、研磨品質を良好に仕上げることが可能になる旨が記載されている。
【０００７】
一方、織物からなる研磨布が検討されている（特許文献４）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−１５０３３３号公報
【特許文献２】特開２００９−２９７８１７号公報
【特許文献３】特開２０１１−０００６７６号公報
【特許文献４】特開２００７−３０８８２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
発明者らは、特許文献４のような織物からなる研磨布においても、ウエハの平坦性向上および研磨レートの安定化のために、研磨液（スラリー）の研磨パッド全体への供給、および研磨後の廃液の速やかな排出をバランス良くコントロールすることは重要であると考えた。そして、織物からなる研磨層に溝や孔を形成しようと試みた。
【００１０】
しかし、上述のような、ポリウレタン含浸不織布パッドやポリウレタン発泡樹脂パッドなどの研磨パッドで検討されている、研磨面に溝や孔を形成することは、織物からなる研磨層の場合は非常に困難であった。研磨面に溝や孔を切削で形成しようとすると、織物を構成する繊維が切断されてしまうからである。
【００１１】
そこで、本発明者らは、織物からなる研磨層と支持層を積層し、該支持層に溝を形成させ、研磨層である織物には目開きを形成させることを着想した。こうすればスラリーの研磨パッド全体への供給と研磨後の廃液の速やかな排出がバランス良く行えると考えたのである。
【００１２】
ここで、特許文献１〜３には、下地層に溝を有した研磨パッドが示されてはいるが、同時に研磨層にも溝が形成されており、下地層の溝は、研磨後の廃液の速やかな排出かスラリーの研磨パッド全体への供給のいずれか一方を担うだけのものであり、そのまま適用することはできなかった。
【００１３】
本発明の目的は、スラリーの供給と廃液の排出がバランス良くコントロールされた、ウエハの平坦性向上および研磨レートの安定化が達成された織物からなる研磨層を有する研磨パッドを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
ここで、本発明者らは、特許文献１では排出孔の孔径が１〜５ｍｍと大きく、そのため廃液の排出ばかりが行われると考えた。また、特許文献２では、溝幅が２ｍｍの例が示されており、やはり溝の交差部分は大きく、そのため廃液の排出ばかりが行われると考えた。さらに、特許文献３では、放射溝と円形溝の交差部分は１ｍｍ角とやはり大きく、そのためスラリーの供給ばかりが行われると考えた。
【００１５】
また、研磨層の厚みにも着目した。特許文献１では、研磨層の厚みは図より孔径程度とみなされ、１〜５ｍｍ程度の例が示されている。特許文献２では、図より溝幅程度とみなされ、２ｍｍ程度の例が示されている。特許文献３では、図より溝深さ程度であり、２．５ｍｍ程度の例が示されている。研磨層の厚みが厚いと、廃液の排出あるいはスラリーの供給ばかりが行われると考えた。
【００１６】
そして、本発明者らは鋭意検討の結果、スラリーの供給と廃液の排出をバランス良く行うために、織物の目開きを５０〜２００μｍとし、厚みを１００μｍ以下することを見出したものである。
【００１７】
すなわち、本発明は、研磨層と支持層を積層してなる研磨パッドであり、該研磨層の目開きが５０〜２００μｍで厚みが１００μｍ以下の織物からなり、該支持層に溝が形成されており、該溝が研磨面と連通することを特徴とする研磨パッドである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の研磨パッドによれば、ウエハの平坦性に優れ、経時的に安定した研磨レートを有することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明を適用した研磨パッドを模式的に示す断面図である。
【図２】実施形態の格子状の溝を有する支持層の一例を模式的に示す平面図である。
【図３】実施形態の放射状の溝を有する支持層の一例を模式的に示す平面図である。
【図４】実施形態の研磨パッドの研磨面を示す写真代用図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、さらに詳しく本発明の研磨パッドについて説明する。
【００２１】
本発明の研磨パッドは図１に示すように、研磨層と支持層を積層してなる研磨パッドであり、該研磨層は目開きが５０〜２００μｍで厚みが１００μｍ以下の織物からなり、該支持層に溝が形成されており、該溝が研磨面と連通するものであるが、これは次のような技術的思想に基づいて設計されている。
【００２２】
シリコンウエハやガラスなどの研磨対象物を平坦に研磨する場合、研磨パッド上にスラリーを供給しながら研磨パッドとウエハを相対的に回転運動させて研磨が行われる。このとき、スラリーが研磨パッド上に均一に供給され、同時に研磨屑を含む廃液を速やかに排出することによって、ウエハ平坦性が優れ、研磨レートを経時的に安定化した研磨が可能になる。研磨層が織物からなる研磨パッドを用いてこれらの条件を満たすために、支持層の表層に溝を形成し、研磨層である織物に目開きを有する構造とした。
【００２３】
次に、本発明における支持層について説明する。
【００２４】
本発明における支持層は、単に研磨層を保持するための役割や研磨時発生するクッションとしての役割だけでなく、スラリーや廃液の流路としての役割を有し、これによってスラリーの供給と廃液の排出をバランス良くすることが可能になってウエハ面内の平坦性の向上および研磨レートの経時的安定化に寄与することができる。そのため、支持層に溝が形成されていることが必要である。
【００２５】
スラリーの供給や廃液の排出のバランスを制御するだけであれば、支持層ではなく、研磨面に溝を作製することも考えられるが、本発明の研磨パッドでは研磨層が織物からなるため、研磨面に溝や孔を切削で形成しようとすると、織物を構成する繊維が切断され、耐久性が著しく低下する。その点、支持層に溝を形成することで、繊維の切断を防止して耐久性を向上させることが可能になる。
【００２６】
溝は研磨スラリーの供給や廃液の排出を促進させるため、形成された溝はパッド端まで延伸していることが好ましく、溝の形状は特に限定されるものではないが、同心円状、らせん状、格子状、放射状などがあげられ、中でも格子状または放射状が好ましい。また、同心円状と放射状、あるいはらせん状と放射状など、パッド端まで延伸した溝を少なくとも１つ含む溝を組み合わせた形状を用いることも好ましい。
【００２７】
支持層に格子状の溝を形成する場合は、溝のピッチ間が狭いと研磨時にウエハと研磨パッド間で発生するせん断力によってパッドが変形しやすくなって縁だれが発生しやすくなる場合がある。また、溝のピッチが広すぎるとスラリーの供給や廃液の排出の効果が得にくくなる場合がある。そのため、溝のピッチは５〜３０ｍｍが好ましく、１０〜２０ｍｍがより好ましい。また、研磨面の全面においてスラリーの供給と廃液の排出を均一化するために、Ｘ方向とＹ方向の溝ピッチは同一にすることが好ましい（図２）。
【００２８】
また、放射状の溝を形成する場合、上記と同様の観点で放射溝の数は４〜３２本の範囲内であることが好ましく、１６〜３２本であることがより好ましい（図３）。
【００２９】
溝の形状が同心円状やらせん状であると、廃液の排出が滞って研磨屑が凝集し、ウエハ上にスクラッチが発生しやすくなる場合がある。さらに、新たなスラリーが溝内に入るのを抑制するため、スラリー中に含まれる砥粒濃度が研磨面上で偏ってウエハの平坦性が低下する場合があるため好ましくない。
【００３０】
支持層の表面への溝加工は切削加工やエンボス加工することによって所定の溝を形成することができる。切削加工は精密切削加工機を用いる方法や、レーザーあるいは流体を噴射して加工する方法など公知の精密加工技術を採用することができる。
【００３１】
溝の容積が大きいとスラリーの供給や廃液の排出はより促進されるが、研磨時に発生するせん断力によってパッドが変形し、ウエハの縁だれ量が大きくなる場合がある。一方で、溝の容積が小さすぎると研磨スラリーの供給や廃液の排出が滞るため、ウエハの平坦性低下や研磨レートの経時的な低下が発生する場合がある。これらの観点から、本発明の研磨パッドの溝の断面積は０．１〜２ｍｍ２であることが好ましく、０．２〜１．５ｍｍ２であることがより好ましい。
【００３２】
支持層の厚みが薄すぎると、溝を形成することが困難になる場合があり、また、研磨定盤の振動を吸収しにくくなってウエハ平坦性が低下する場合がある。一方で、支持層が厚すぎると研磨パッドの製造コストが増大する場合がある。そのため、支持層の厚みは０．５〜１０ｍｍであることが好ましく、０．５〜５ｍｍがより好ましく、０．５〜２ｍｍがさらに好ましい。
【００３３】
本発明で用いられる支持層は平坦なシート状のものであり、溝加工を施すための厚みがあれば特に限定されないが、樹脂シートや発泡フォーム、不織布などを用いることが可能である。
【００３４】
樹脂シートの中でもゴム弾性を有するものは適度な硬度や耐薬品性を得やすく、また、比較的ゴムシート表面の硬度や平坦性が制御しやすいため、好ましく用いられる。また、定盤からの振動を吸収して研磨精度を向上させるという観点からも、ゴムシートであることが好ましい。ゴムシートの材質としては、天然ゴム（ＮＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＴ）、イソブチレンイソプレンゴム（ＩＩＲ）、クロロスルホン化ポリエチレンゴム（ＣＳＭ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、シリコーンゴム（ＳＲ）、フッ素ゴム（ＦＲ）、およびウレタンゴム（ＵＲ）などが挙げられるが、機械的強度、反発弾性および耐薬品性などを考慮すると、アクリロニトリルブタジエンゴムやウレタンゴムであることが好ましい。これらの中でも、汎用性やゴムシートの平坦性からウレタンゴムが好ましく用いられる。
【００３５】
本発明の研磨パッドを、シリコンなどの半導体ベアウエハやガラス（光学ガラス、フラットパネルディスプレイ用ガラス、露光に用いるガラスマスクなど）の粗研磨用として適用する場合には、支持層のアスカーＡ硬度は７０以上であることが好ましい。これにより、研磨パッド全体だけでなくサイトフラットネスに対応するサイズ（十〜数十ｍｍ程度）のたわみを抑制し、ウエハ表面の凹凸のうち凸部を優先的に研磨することが可能になり、ウエハの平坦性を向上させることが可能である。このため、支持層の硬度は大きい方が好ましく、具体的にはアスカーＡ硬度はより好ましくは８０以上であり、さらに好ましくは８５以上である。
【００３６】
一方、本発明の研磨パッドを単結晶シリコンなどのベアウエハ研磨やガラスの仕上げ研磨用として適用する場合には、支持層のアスカーＡ硬度が７０未満であることが好ましい。これにより、ウエハ全体の反りやうねりに沿って研磨パッドが変形して追従するため、ウエハ表面の数ｎｍ〜数μｍ程度の微小な凹凸を除去してウエハの表面平滑性を向上することができる。そのため、支持層の硬度は比較的小さい方が好ましく、アスカーＡ硬度が６５以下がより好ましく、６０以下がさらに好ましい。
【００３７】
支持層の厚みが薄い場合には、マイクロゴムＡ硬度で硬度を評価することも可能である。この場合、マイクロゴムＡ硬度は７０未満であることが好ましく、６５以下がより好ましく、６０以下がさらに好ましい。
【００３８】
また、半導体の酸化膜や金属膜などのＣＭＰに用いる場合には、支持層のアスカーＡ硬度が６０〜９０であることが好ましい。これにより、ウエハの凹凸に追従しつつ、ウエハの平坦性を向上させることができる。
【００３９】
次に、本発明における研磨層について説明する。
【００４０】
本発明の研磨パッドは、研磨層となる織物は目開きの大きさが５０〜２００μｍであることが必要である。目開きを有する織物を研磨層に使用する理由は、研磨面に供給されたスラリーが支持層の溝内にスラリーが流入し、パッド全体に浸透した後に、溝内から研磨面に再度スラリーが供給される構造とするためである。また、目開きの大きさが上記の範囲内にあると、研磨面で発生する研磨屑を含む廃液を速やかに溝内に流入させて系外に効率的に排出するため、ウエハ上に発生するスクラッチを低減する効果も得ることができる。目開きが大きいほどこれらの効果が得やすい。一方で、目開きが小さいと単位面積あたりのスラリーの保持量が増加して研磨レートを向上させることができる。両者のバランスを考慮すると、織物の目開きの大きさは６０〜１５０μｍが好ましく、６０〜１００μｍがより好ましい。
【００４１】
ここで、本発明における目開きとは、織物の経糸および緯糸に囲まれて形成された細孔を意味し、この細孔は織物の厚み方向に貫通している。図４は本発明で用いられる織物の一例を示す写真であり、目開きの部分７を四角で示す。
【００４２】
本発明において、溝は研磨面と連通することが必要である。ここで研磨層を構成する織物は目開きを有しており、その目開きの一部が溝と接するように配されるので、溝は研磨面と連通し、溝内のスラリーを研磨面に供給することや研磨後の廃液を溝内に排出することが可能になる。
【００４３】
目開きの大きさは目開きの面積の平方根から算出することができる。本発明では、研磨パッド表面に貼り付けた織物表面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察し、同一の織物内で異なる２０ヶ所を測定し、その平均値を目開きの大きさとした。
【００４４】
本発明の研磨パッドは、研磨層が目開きが５０〜２００μｍで厚みが１００μｍ以下の織物であれば特に限定されず、各種マルチフィラメントの撚糸織物やモノフィラメント織物を用いることができる。このような織物を用いると、目開きのサイズを研磨面全体で規則的に配置することができ、これによってウエハに作用する研磨スラリーの流れを均一化できる。特に、マルチフィラメントの撚糸織物の繊維束は単繊維を束ねて撚られているため、モノフィラメント織物に比べて表面積が増大する。そのため、より多くの砥粒を研磨面に保持することができ、研磨レートが向上するとともに使用するスラリー量を低減できるため好ましい。
【００４５】
ここで、撚を施していないマルチフィラメント織物を用いると、研磨で発生する摩擦によって繊維が開繊し、目開きのサイズにばらつきが生じる場合がある。そのためパッド上の任意の箇所において、研磨スラリー流れやスラリーの保持量に差が生じてウエハを均一に研磨することができない場合がある。さらに研磨後の廃液が適切に排出されない場合があるため、研磨屑が織物に付着・堆積して目詰まりが生じて研磨レートが低下したり、ウエハ上にスクラッチが発生したりする場合がある。
【００４６】
また、撚を施していないマルチフィラメントの織物では、研磨で発生する摩擦により単繊維が摩耗したり切断したりする場合があるが、撚糸することによって耐久性を向上する効果も得られる。そのため、撚糸は強撚されていることが好ましい。
【００４７】
ここでいう強撚とは、糸長１ｍ辺り１，０００回以上撚られたもの（撚数１，０００Ｔ／ｍ以上）のことを指し、マルチフィラメント中の各単繊維の収束性や耐久性を向上させるために、撚数は１，５００Ｔ／ｍ以上であることが好ましく、より好ましくは２，０００Ｔ／ｍ以上である。撚数は、織物の表層を光学顕微鏡やＳＥＭなどで観察し、織物を構成する経糸または緯糸の撚線の数を計測して求めることができる。
【００４８】
研磨層に用いられる織物の厚みは１００μｍ以下であることが必要である。これにより、溝内の研磨スラリーを研磨面に供給することが可能になると同時に、研磨時にウエハと研磨パッドが押圧された際に、研磨層である織物の目開きの形状やサイズの変形を抑制し、設計通りの作用効果を発現させることが可能になる。このため、織物の厚みは８０μｍ以下であることが好ましく、７０μｍ以下であることがより好ましい。織物の厚みが１００μｍを超えると、溝内に浸透したスラリーが研磨面に再度供給される量が減少して研磨面でスラリー不足になるため、好ましくない。
【００４９】
織物の厚みは図１の６の部分の厚みで示され、織物断面をＳＥＭで観察することによって特定することができる。具体的には、織物の経糸と緯糸の交錯点における織物表面の経糸表面と織物裏面の緯糸表面との距離を測定し、織物内の異なる５ヶ所の平均値を厚みとする。
【００５０】
本発明で用いられる織物は平織やツイル織、サテン織を代表とする織組織の織物を用いることができるが、平織やツイル織は経糸と緯糸の拘束力が強く、研磨層の形態安定性に優れるため好ましい。
【００５１】
本発明の織物を構成する繊維の材質は有機ポリマーを使用する。有機ポリマーとしては、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）やポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）などの湿式紡糸可能な有機ポリマーも挙げられるが、湿式紡糸は低吐出量の紡糸設備がまれであるため、低吐出量でフィラメントを製造しやすいといった観点からは、溶融紡糸可能な熱可塑性ポリマーであることが好ましい。ここで言う熱可塑性ポリマーとしては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、などのポリエステルやナイロン６（Ｎ６）、ナイロン６６（Ｎ６６）、ナイロン１１（Ｎ１１）、ナイロン１２（Ｎ１２）、ナイロン６１０（Ｎ６１０）、ナイロン４６（Ｎ４６）、ナイロン５６（Ｎ５６）などのポリアミド、ポリエチレン（ＰＥ）やポリプロピレン（ＰＰ）、ポリメチルペンテン（ＰＭＰ）などのポリオレフィン、さらにはポリエーテルエステルや熱可塑性ＰＵなどのエラストマー、液晶ポリエステル、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）等が挙げられる。
【００５２】
繊維がポリアミドである場合、ポリマーの親水性が高いため、研磨パッドとしたときに水系のスラリーとの馴染みが良く好ましい。また、ウエハを研磨する際は、通常、アルカリ性のスラリーを使用するが、ポリアミドはアルカリ性に対する耐性があり、パッドが長寿命化する利点がある。さらに、ポリアミドはしなやかで耐摩耗性に優れることから、パッドの長寿命化の観点から好ましい。ポリアミドの中では汎用性を考えるとＮ６、Ｎ６６、Ｎ１２が好ましい。
【００５３】
また、繊維がポリエステルであると、ポリアミドに比べて湿潤時の強力保持率や寸法安定性に優れる。ポリエステルの中でも汎用性の観点からはＰＥＴが好ましく、耐アルカリ性や耐摩耗性の観点からはＰＴＴ、ＰＢＴが好ましい。
【００５４】
また、化合物半導体ウエハの研磨やＣＭＰの場合には、スラリーのアルカリ性や酸性を強くしたり、有機溶剤や油成分、また酸化剤などの各種添加剤を添加したりする場合がある。そのため、耐薬品性の観点からはポリオレフィンやＰＰＳであることが好ましい。また、汎用性の観点からはＰＰが好ましい。
【００５５】
次に、本発明における層間接着層について説明する。
【００５６】
ここで層間接着層とは図１の２で示す部分のことを指し、研磨層と支持層を接着するために設けられている。層間接着「層」としているが、研磨層と支持層の界面全面を層間接着層で覆うものではなく、支持層に形成された溝部に層間接着層は存在しない。研磨層は織物の目開きを有するため、溝と研磨面の一部が連通する構造となり、溝内のスラリーを研磨面に供給することや研磨後の廃液を溝内に排出することが可能になる。
【００５７】
本発明の研磨パッドにおいて、研磨層と支持層の層間接着層は特に限定されず、感圧性粘着剤、化学反応型接着剤、熱可塑性樹脂の融着など、各種接着方法を用いることが可能である。また、熱可塑性エラストマーからなる支持層を用い、その表面を加熱して軟化することで織物を貼り合わせる直接熱融着法を用いることも可能である。
【００５８】
層間接着層として感圧性粘着剤を用いる場合、粘着剤の組成がシリコーン系粘着剤からなる感圧性粘着剤を用いることが好ましい。ここで、粘着テープとして汎用的に用いられているアクリル系あるいはゴム系の組成からなる粘着剤は通常、耐水性や耐薬品性に優れず、研磨スラリーの種類や加工条件によっては、その化学的性質（例えばアルカリ性、酸性、酸化性など）によって粘着剤が劣化して研磨層と層間粘着層の界面、もしくは層間粘着層と支持層の界面で剥離する問題がある。特に本発明のような目開きを有する織物を研磨層として使用する場合、織物の目開きが厚み方向に貫通するため、研磨スラリーが容易に層間粘着層に達する。そのため、研磨層が剥離しやすく、研磨パッドとしての耐久性を向上させる必要があった。その点、シリコーン系の組成からなる粘着テープは撥水性が高く、耐薬品性にも優れる。そのため、研磨スラリー中に研磨パッドを浸漬しても乾燥時と同等の粘着力を有し、研磨パッドとしての耐久性を飛躍的に向上させることができるため好ましい。
【００５９】
層間接着層として化学反応型の接着剤を用いる場合も研磨スラリーへの耐性を有する接着剤であることが求められ、接着剤の組成としてエポキシ系、ウレタン系、アクリル反応型、変性シリコーン系の接着剤を用いることができる。支持層として熱可塑性ウレタンを用いた場合は、ウレタンとの優れた接着性を示すウレタン系接着剤を用いることがより好ましい。また、変性シリコーン系接着剤を用いると、研磨中に発生する振動をより吸収できるため、より好ましい。
【００６０】
化学反応型の接着剤はグラビアコーターやナイフコーターなどを用いて直接支持層の表層に塗布する方法や、工程紙に塗布した接着剤を支持層に転写させて間接的に塗布する方法を採用することができる。
【００６１】
層間接着層として熱可塑性樹脂の融着を用いる場合、熱可塑性樹脂としては、ポリアミド系、ポリオレフィン系、ポリウレタン系、エチレンビニルアルコール（ＥＶＡ）系、ポリエステル系などの熱可塑性樹脂を適宜選択することができる。
【００６２】
本発明において、熱可塑性樹脂の形態としては、研磨面の平坦性が損なわれないようにするために、シート状の熱接着フィルムであることが好ましい。熱接着フィルムの市販品としては、日本マタイ（株）製の“エルファンＮＴ”（ポリアミド系）、“エルファンＵＨ”（ポリウレタン系）、“エルファンＰＨ”（ポリエステル系）、“エルファンＯＨ”（ＥＶＡ系）、およびダイセルファインケム（株）製の“ダイアミドフィルム”などが挙げられる。
【００６３】
また、熱可塑性樹脂からなる支持体の表面を加熱し軟化させて織物を直接、接着積層する場合、他の接着方法に比べて接着界面が少なくなるため、織物剥離の可能性を低減できる。また、層間接着層自体が不要になるため、研磨パッド製造時のコスト低減や歩留まりの向上に寄与できる。
【００６４】
次に、本発明の研磨パッドの製造方法について、具体的態様について述べる。
【００６５】
本発明の研磨パッドは図１に示すように、研磨層および層間粘着層および支持層および定盤粘着層の積層体から構成されており、支持層の一方の面に定盤粘着層を積層し、もう一方の面に溝を形成し、続いて層間粘着層および織物をそれぞれ連続的に積層することで研磨パッドを作製することができる。
【００６６】
支持層として熱可塑性ウレタン樹脂シートを用いることが好ましい。ラミネーターで定盤用粘着テープを積層し、その後、支持層表面を切削加工して格子状、あるいは放射状の溝を形成する。
【００６７】
溝加工した支持層への研磨層の積層は感圧性粘着剤あるいは化学反応型接着剤を用いる。感圧性粘着剤を用いる場合、ラミネーターを用いて溝形成した支持層の表層に両面粘着テープを積層し、溝の上部を覆った粘着テープを切削し除去することによって層間粘着層を作製する。また、化学反応型接着剤を用いる場合、工程紙に塗布した接着剤を支持層に転写させて積層する。
【００６８】
層間粘着層を形成した後に研磨層を積層して本発明の研磨パッドを製造する。
【００６９】
次に、本発明で用いられるウエハの平坦性の評価方法について、その一例を述べる。
【００７０】
研磨機は、不二越機械工業株式会社製の片面研磨機“ＡＤＰ−８００”（登録商標）を用い、研磨スラリーには、コロイダルシリカの水分散体である株式会社フジミインコーポレーテッド製“ＧＬＡＮＺＯＸ２１０２”（登録商標）を用いる。研磨を行うウエハは、信越半導体製の３００ｍｍの単結晶シリコンエッチトウエハを用いて研磨を行う。
【００７１】
本発明ではラップマスターＳＦＴ株式会社製の平坦度測定装置“Ｗａｆｅｒｃｏｍ  ３００  Ｓｐｉｒｉｔ”を用いて、ウエハ全体の平坦性の指標であるＧＢＩＲおよびサイトサイズの平坦性の指標であるＳＦＱＲを計測する。
【００７２】
本発明の研磨パッドは、半導体研磨物として、シリコン（Ｓｉ）ウエハ、アニールウエハ、エピウエハ、ＳＯＩウエハ、埋め込みウエハ、貼り合せウエハおよび再生ウエハなどの研磨だけでなく、ガリウムナイトライド（ＧａＮ）、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）およびサファイアなどの化合物半導体ウエハの研磨にも用いることができる。また、半導体ウエハの研磨用のみに限らず、酸化膜や金属膜などを形成した後のＣＭＰや素子形成後のバックグラインドの研磨に用いることも可能である。さらに、アルミディスクやガラスディスクなどのハードディスク用基板の研磨用、さらに液晶ディスプレイ用ガラス、光学ガラスおよびフォトマスクなどのガラス研磨用など種々の研磨用途に用いることができる。
【実施例】
【００７３】
以下、本発明の研磨パッドについて、実施例を用いて詳細に説明する。実施例に記載された測定は以下の方法で行った。
【００７４】
Ａ．ＳＥＭ観察
サンプルに白金を蒸着し、日本電子製の超高分解能電解放射型走査型電子顕微鏡“ＪＳＭ−５４００ＬＶ”を用いて所定の倍率で観察した。
【００７５】
Ｂ．織物の目開き
研磨パッド表面を上記ＳＥＭ装置により１００倍で観察することにより目開きを特定し、目開き面積を異なる２０ヶ所で測定し、その平方根の平均値を目開きサイズとした。目開きとは、図４に示すように、織物の経糸および緯糸に囲まれて形成された細孔を意味し、この細孔は織物の厚み方向に貫通しているものである。
【００７６】
Ｃ．研磨層の厚み
研磨パッドをカミソリで切断することにより、織物断面の面出しを行った。続いて、パッドの断面を倍率５００倍のＳＥＭで観察し、経糸と緯糸の交錯点における織物表面の経糸表面と織物裏面の緯糸表面との距離を測定した。測定は同一織物内で異なる５ヶ所で行い、その平均値を織物の厚みとした。
【００７７】
Ｄ．研磨評価
研磨機は、不二越機械工業株式会社製の片面研磨機 “ＡＤＰ−８００”（登録商標）を用いた。研磨パッドは、実施例および比較例で作製した研磨パッドをそれぞれ用い、研磨スラリーにはコロイダルシリカの水分散体である株式会社フジミインコーポレーテッド製“ＧＬＡＮＺＯＸ２１０２”（登録商標）を用いた。研磨対象物としてφ３００ｍｍの単結晶シリコンエッチトウエハを用い、６枚のウエハを使用し、合計２時間研磨した。このときの研磨条件は下記の通りである。
【００７８】
また、バッチ間では旭サナック株式会社製の超高圧マイクロジェット精密洗浄装置“ＡＦ２８００Ｓ”にて、吐出圧１３ＭＰａでＲＯ水ドレッシングを１２０秒間行い、研磨パッド上に残存する研磨屑やスラリーを洗浄・除去した。
【００７９】
＜研磨条件＞
・定盤回転数：              ４０ｒｐｍ
・研磨圧力：         ３．０ｐｓｉ
・研磨時間：         ２０分間／枚
・ウエハ研磨枚数：   ６枚
Ｅ．研磨後ウエハの平坦性の評価
ラップマスターＳＦＴ株式会社製の平坦度測定装置“Ｗａｆｅｒｃｏｍ  ３００  Ｓｐｉｒｉｔ”を用いて研磨レート、ウエハ全体の平坦性の指標であるＧＢＩＲやサイトサイズの平坦性の指標であるＳＦＱＲの評価を行った。また、６枚目のウエハの研磨レートについても測定を行い、経時的な研磨レートの推移を評価した。このとき、測定除外領域は３．０ｍｍとし、ＳＦＱＲはサイトサイズ３３×２５ｍｍで測定を行った。
【００８０】
［実施例１］
支持層としてアスカーＡ硬度９０、厚み０．５ｍｍの熱可塑性ウレタン樹脂シートを用い、一方の面に定盤粘着用のアクリル系粘着テープ（フィルム基材）をラミネートした。該支持層のもう一方の面には切削加工を行って支持層の表層に溝ピッチ２０ｍｍ、溝幅２．０ｍｍ、溝深さ０．３ｍｍ（溝断面積０．６ｍｍ２）の格子状の溝を形成した。該支持層の表層にシリコーン系両面粘着テープ（フィルム基材）をラミネーターで貼り合わせた後にデザインナイフを用いて、溝部を覆った粘着テープをカットした。粘着テープの離型紙を剥離し、研磨層となる強撚糸織物を貼り合わせて研磨パッドを作製した。このとき、研磨面の一部と溝が織物の目開きと層間接着層を介して連通していた。
【００８１】
ここで、研磨層として使用した強撚糸織物は１７ｄｔｅｘ−１２フィラメント（三角断面）のマルチフィラメントを１，７００Ｔ／ｍで強撚した繊維束からなる。経密度は１５７本／インチ、緯密度は１７６本／インチ、目開きは８６μｍ、織物厚みは７０μｍであった（表１）。
【００８２】
得られた研磨パッドを用いてφ３００ｍｍのシリコンエッチトウエハの研磨を行い、ウエハの平坦性評価を行ったところ、研磨レートは０．２７μｍ／ｍｉｎであった。また、ＧＢＩＲは１．３０μｍ、ＳＦＱＲは０．２７μｍでありウエハ平坦性は優れていた。６枚目のウエハの研磨レートは０．２９μｍ／ｍｉｎであり、経時での研磨レートの低下は確認されなかった（表１）。
【００８３】
［実施例２］
支持層としてアスカーＡ硬度９０、厚み０．５ｍｍの熱可塑性ウレタン樹脂シートを用い、一方の面に定盤粘着用のアクリル系粘着テープ（フィルム基材）をラミネートした。該支持層のもう一方の面に切削加工を行って支持層の表層に溝ピッチ２０ｍｍ、溝幅２．０ｍｍ、溝深さ０．３ｍｍ（溝断面積０．６ｍｍ２）の放射状の溝を１６本形成した。該支持層の表層にシリコーン系両面粘着テープ（フィルム基材）をラミネーターで貼り合わせた後にデザインナイフを用いて、溝部を覆った粘着テープをカットした。粘着テープの離型紙を剥離し、研磨層となるモノフィラメント織物を貼り合わせて研磨パッドを作製した。このとき、研磨面の一部と溝が織物の目開きと層間接着層を介して連通していた。
【００８４】
ここで、研磨層として使用した織物は繊維径４５μｍのモノフィラメントからなる平織物で、目開き８２μｍ、織物厚みは６８μｍであった（表１）。
【００８５】
得られた研磨パッドを用いてφ３００ｍｍのシリコンエッチトウエハの研磨を行い、ウエハの平坦性評価を行ったところ、研磨レートは０．２５μｍ／ｍｉｎであった。また、ＧＢＩＲは１．４１μｍ、ＳＦＱＲは０．２９μｍであり、ウエハ平坦性は優れていた。６枚目のウエハの研磨レートは０．２６μｍ／ｍｉｎであり、経時での研磨レートの低下は確認されなかった。
【００８６】
［実施例３］
実施例１とは異なる強撚糸織物を使用した点以外は実施例１と同様の方法で研磨パッドを作製した。強撚糸織物は１７ｄｔｅｘ−１２フィラメント（三角断面）のマルチフィラメントを３，０００Ｔ／ｍで強撚した繊維束からなり、経密度は２９５本／インチ、緯密度は１５０本／インチ、目開きは１３２μｍ、織物厚みは１１０μｍであった（表１）。このとき、研磨面の一部と溝が織物の目開きと層間接着層を介して連通していた。
【００８７】
得られた研磨パッドを用いてφ３００ｍｍのシリコンエッチトウエハの研磨を行い、ウエハの平坦性評価を行ったところ、研磨レートは０．２９μｍ／ｍｉｎであった。また、ＧＢＩＲは１．７８μｍ、ＳＦＱＲは０．２７μｍであり、ウエハ平坦性は比較的優れていた。６枚目のウエハの研磨レートは０．３０μｍであり、経時での研磨レートの低下は確認されなかった。
【００８８】
［実施例４］
支持層の表層に溝ピッチ２０ｍｍ、溝幅３．０ｍｍ、溝深さ０．６ｍｍ（溝断面積１．８ｍｍ２）の格子状の溝を形成した以外は実施例１と同様の方法で研磨パッドを作製した。（表１）。このとき、研磨面の一部と溝が織物の目開きと層間接着層を介して連通していた。
【００８９】
得られた研磨パッドを用いてφ３００ｍｍのシリコンエッチトウエハの研磨を行い、ウエハの平坦性評価を行ったところ、研磨レートは０．３１μｍ／ｍｉｎであった。また、ＧＢＩＲは１．８７μｍ、ＳＦＱＲは０．３１μｍであり、ウエハ平坦性は比較的優れていた。６枚目のウエハの研磨レートは０．３３μｍ／ｍｉｎであり、経時での研磨レートの低下は確認されなかった。
【００９０】
［実施例５］
支持層としてアスカーＡ硬度９０、厚み０．５ｍｍの熱可塑性ウレタン樹脂シートを用い、一方の面に定盤粘着用のアクリル系粘着テープ（フィルム基材）をラミネートした。該支持層のもう一方の面に切削加工を行って支持層の表層に溝ピッチ２０ｍｍ、溝幅１．０ｍｍ、溝深さ０．２ｍｍ（溝断面積０．２ｍｍ２）の格子状の溝を形成した。ウレタン系接着剤を工程紙に接着剤厚み３０μｍで塗布し、該支持層の表層と貼り合わせることで接着剤が溝内に付着しないように支持層の表層のみに転写させた。続いて強撚糸織物を積層して研磨パッドを作製した。ここで、研磨層は実施例１と同様の強撚糸織物を使用した（表１）。このとき、研磨面の一部と溝が織物の目開きと層間接着層を介して連通していた。
【００９１】
得られた研磨パッドを用いてφ３００ｍｍのシリコンエッチトウエハの研磨を行い、ウエハの平坦性評価を行ったところ、研磨レートは０．２０μｍ／ｍｉｎであった。また、ＧＢＩＲは１．９２μｍであり、ＳＦＱＲは０．３１μｍであり、ウエハ平坦性は比較的優れていた。６枚目のウエハの研磨レートは０．１９μｍ／ｍｉｎであり、わずかに研磨レートが低下したが、ほぼ維持されていた。
【００９２】
［実施例６］
支持層の表層に溝ピッチ２０ｍｍ、溝幅２．０ｍｍ、溝深さ０．３ｍｍ（溝断面積０．６ｍｍ２）の同心円状の溝を形成した以外は実施例１と同様の方法で研磨パッドを作製した（表１）。このとき、研磨面と溝は研磨層および層間接着層を介して連通していた。
【００９３】
得られた研磨パッドを用いてφ３００ｍｍのシリコンエッチトウエハの研磨を行い、ウエハの平坦性評価を行ったところ、研磨レートは０．２０μｍ／ｍｉｎであった。また、ＧＢＩＲは２．１８μｍ、ＳＦＱＲは０．３２μｍであった。６枚目のウエハの研磨レートは０．１８μｍ／ｍｉｎであった。
【００９４】
［比較例１］
支持層の表層に溝を形成していない点以外は実施例１と同様の方法で研磨パッドを作製した（表１）。
【００９５】
得られた研磨パッドを用いてφ３００ｍｍのシリコンエッチトウエハの研磨を行い、ウエハの平坦性評価を行ったところ、研磨レートは０．１１μｍ／ｍｉｎと小さい値であった。また、ＧＢＩＲは２．９９μｍ、ＳＦＱＲは０．４４μｍであり、平坦性に劣っていた。６枚目のウエハの研磨レートは０．０７μｍ／ｍｉｎであり、経時で研磨レートが低下した。
【００９６】
［比較例２］
研磨層として別の織物を使用した以外は実施例１と同様の方法で研磨パッドを作製した。ここで、研磨層として使用した織物は撚糸されていないマルチフィラメント平織物であり、経糸が８４ｄｔｅｘ−１８フィラメント（単繊維直径１７μｍ）、緯糸が８４ｄｔｅｘ−３６フィラメント（単繊維直径１５μｍ）のいずれも捲縮のかかっていないストレートヤーンから構成されている。織物の厚みは１２０μｍで、目開きは３０μｍであった（表１）。このとき、研磨面の一部と溝が織物の目開きと層間接着層を介して連通していた。
【００９７】
得られた研磨パッドを用いてφ３００ｍｍのシリコンエッチトウエハの研磨を行い、ウエハの平坦性評価を行ったところ、研磨レートは０．１５μｍ／ｍｉｎであった。また、ＧＢＩＲは２．３８μｍ、ＳＦＱＲは０．３８μｍであり、平坦性に劣っていた。６枚目のウエハの研磨レートは０．１０μｍ／ｍｉｎであり、経時で研磨レートが低下した。
【００９８】
［比較例３］
研磨層として別の強撚糸織物を使用した以外は実施例１と同様の方法で研磨パッドを作製した。ここで、研磨層として使用した強撚糸織物は４０ｄｔｅｘ−２５フィラメントのマルチフィラメントを１，７００Ｔ／ｍで強撚した繊維束からなり、経密度は１５７本／インチ、緯密度は１７６本／インチ、目開きは６２μｍ、織物厚みは１３０μｍであった（表１）。このとき、研磨面の一部と溝が織物の目開きと層間接着層を介して連通していた。
【００９９】
得られた研磨パッドを用いてφ３００ｍｍのシリコンエッチトウエハの研磨を行い、ウエハの平坦性評価を行ったところ、研磨レートは０．１７μｍ／ｍｉｎであった。また、ＧＢＩＲは２．２５μｍ、ＳＦＱＲは０．３６μｍであり、平坦性に劣っていた。６枚目のウエハの研磨レートは０．１４μｍ／ｍｉｎであり、経時で研磨レートが低下した。
【０１００】
上記の結果を表１に示す。
【０１０１】
【表１】
2012218115.tif 000003
【符号の説明】
【０１０２】
１：研磨層
２：層間接着層
３：支持層
４：定盤粘着層
５：溝
６：織物厚み
７：目開き
【図１】
2012218115.tif 000004
【図２】
2012218115.tif 000005
【図３】
2012218115.tif 000006
【図４】
2012218115.tif 000007