JP2000263423A - 研磨パッドおよび研磨装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体基板全面が均一に平坦化され、またス
クラッチ発生を抑制しかつ研磨速度の安定性に優れた研
磨パッドを提供するものである。 【解決手段】 半導体基板を研磨するために用いられる
研磨パッドにおいて、該研磨パッドが、ゴムを含有する
樹脂組成物からなる研磨層を含むことを特徴とする半導
体基板用研磨パッドであって、該研磨層には実質的な気
泡を有しておらず、該研磨層のショアデュロメーター硬
度Ｄが６０〜８５の範囲であり、かつ引っ張り強度が１
００〜５５０ｋg/ｃｍ² の範囲であることを特徴とする
研磨パッド。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、研磨パッド、さら
に詳しくは凹凸を有する半導体基板の平坦化用研磨パッ
ド、およびそれを用いた研磨装置および研磨方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】半導体メモリに代表される大規模集積回
路（ＬＳＩ）は、年々集積化が進んでおり、それに伴い
大規模集積回路の製造技術も高密度化が進んでいる。さ
らに、この高密度化に伴い、半導体デバイス製造箇所の
積層数も増加している。その積層数の増加により、従来
は問題とならなかった積層にすることによって生ずる半
導体基板ー主面の凹凸が問題となっている。該凹凸に起
因する露光時の焦点深度不足を補う目的で、あるいはス
ルーホール部の平坦化による配線密度を向上させる目的
で、化学的機械研磨すなわちＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ
Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）技術を
用いた半導体基板の平坦化が検討されている。

【０００３】一般にＣＭＰ装置は、被処理物である半導
体基板を保持する研磨ヘッド、被処理物の研磨処理をお
こなうための研磨パッド、前記研磨パッドを保持する研
磨定盤から構成されている。そして、半導体基板の研磨
処理は研磨剤と薬液からなるスラリーを用いて、半導体
基板と研磨パッドを相対運動させることにより、半導体
基板表面の層の突出した部分が除去されて基板表面の層
を滑らかにするものである。

【０００４】現在、市販されている研磨パッドは、スラ
リーの保持や、研磨時の摩擦係数を減じるために当該研
磨パッドの研磨層は内部に独立した気泡を有した構造を
とっている。該独立気泡は該研磨層表面においては微細
な窪みを形成するためスラリーの保持や、研磨時の摩擦
係数を減じることができるものと推定される。

【０００５】該研磨層は研磨を行っていくと、前記研磨
層の微細な窪み（気泡開口部）に、研磨屑やスラリー等
が堆積し目詰まりを生じる。また１回の研磨で研磨表面
が平滑（つるつる）になってしまうため、研磨毎に研磨
層表面にダイヤモンド砥粒を押し当てるいわゆるドレッ
シングを施してやる必要があるのである。さらに、かか
るドレッシング等を施しても、表面の回復（平滑でなく
なる）の仕方が必ずしも毎回同じではなく、従来の研磨
パッドの研磨層においては、ドレッシング等を研磨毎に
毎回行っても研磨特性が安定しないと言う問題点が指摘
されている。

【０００６】上記改良技術として、米国特許第５，４８
９，２３３号には、無発泡の均一な（ｕｎｉｆｏｒｍ）
樹脂からなる研磨層が開示されている。このタイプの研
磨層は、品質再現性が良好であり、気泡開口部がないの
で研磨材微粒子や研磨屑の詰まりによる研磨速度の不安
定性はないものの、スクラッチ傷を発生しやすいという
問題がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、従来の
独立気泡を有する研磨パッドにおいては研磨前後の研磨
層の表面形態と研磨速度の関係を検討し、また無発泡の
樹脂からなる研磨パッドにおいてはスクラッチ傷の発生
要因について鋭意検討した結果、本発明に至ったもので
ある。

【０００８】すなわち、本発明の目的は、半導体基板に
形成された絶縁層または金属配線などの表面を研磨によ
り平滑にする平坦化工程で使用するための研磨パッドお
よび研磨装置であって、半導体基板全面が均一に平坦化
される技術を提供するものであり、また研磨速度の安定
性に優れ、かつ半導体基板の研磨面にスクラッチ傷の発
生を抑制した研磨パッドおよび研磨装置ならびに研磨方
法を提供するものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために以下の構成を有するものである。すなわち
「ゴムを含有する樹脂組成物からなる研磨層を含む半導
体基板用研磨パッドであって、該研磨層には実質的な気
泡を有しておらず、該研磨層のショアデュロメーター硬
度Ｄが６０〜８５の範囲であり、かつ引っ張り強度が１
００〜５５０ｋg/ｃｍ² の範囲であることを特徴とする
研磨パッド。」を提供せんとするものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明において研磨パッドは、研
磨層の他に、半導体基板の研磨の際に、研磨装置の研磨
定盤に半導体基板のうねりに追随するためクッション層
を介して二層構成で使用することができる。

【００１１】研磨層は半導体基板の局所での平坦性を得
るために、ある程度の面積以上の湾曲に耐えるような特
性の材料が要求される。一方、クッション層は半導体基
板全体においての均一な平坦性（ユニフォーミティ）を
得るために、半導体基板全体のうねりを吸収するような
特性の材料が要求される。

【００１２】また、研磨層には中空微粒子や、あるいは
気泡などの意図的な気泡は有していない。気泡を有しな
いことで、研磨層の研磨表面に気泡開口部がないので研
磨材微粒子や研磨屑の詰まりによる研磨速度の不安定性
が解消できる。

【００１３】また、研磨パッドにはゴムを含有してなる
樹脂組成物からなる研磨層を有することが特徴である。
研磨層における樹脂組成物においては、ゴムとそれ以外
の樹脂成分が相分離して、不均一構造をとっているもの
が好ましく使用される。そのモルフォロジーは、樹脂マ
トリックス中にゴム粒子が分散相を形成した海島構造を
有するもの、樹脂とゴムが層状に分離したラメラ構造を
有するものが挙げられるが、中でも連続相が樹脂マトリ
ックスで、分散相がゴム粒子である海島構造を有するも
のが好ましい。

【００１４】ここで、ゴム粒子とはゴム質重合体を主成
分とする重合体もしくは（共）重合体をいい、その粒子
の形状については特に限定されるものでないが、好まし
くは球状もしくは楕円球状が好ましい。

【００１５】本発明で用いられるゴムは、０℃以下のガ
ラス転移温度を有するものが好適であり、具体的にはブ
タジエンゴム、スチレン−ブタジエン共重合体、アクリ
ロニトリル−ブタジエン共重合体、スチレン−ブタジエ
ンのブロック共重合体、アクリル酸ブチル−ブタジエン
共重合体などのジエン系ゴム、ポリアクリル酸ブチルな
どのアクリル系ゴム、天然ゴム、グラフト天然ゴム、天
然トランス−ポリイソプレン、クロロプレンゴム、ポリ
イソプレンゴム、エチレン−プロピレン共重合体、エチ
レン−プロピレン−ジエン系三元共重合体、エチレン−
アクリル共重合体、クロロスルホン化ゴム、エピクロル
ヒドリンゴム、エピクロルヒドリン−エチレンオキシド
共重合体、ポリエーテルウレタンゴム、ポリエステルウ
レタンゴム、ニトリルゴム、ブチルゴム、シリコーンゴ
ム、フッ素ゴムなどが挙げられる。なかでもブタジエン
ゴムまたはブタジエン共重合体などのジエン系ゴム、エ
チレン−プロピレン共重合体、エチレン−プロピレン−
ジエン系三元共重合体などのオレフィン系ゴムが好まし
い。

【００１６】ゴム粒子は連続相である樹脂マトリックス
に均一に分散していることが望ましく、そのためにゴム
質重合体に、樹脂マトリックスを構成する単量体または
その重合体またはそれを含む（共）重合体がグラフトさ
れたもの、また、その他のゴム質重合体にエポキシ基、
イソシアネート基、酸ハロゲン化物、カルボン酸基、無
水酸基、アミド基、アミノ基、イミノ基、ニトリル基、
アルデヒド基、水酸基、エステル基などの官能基を少な
くとも１個有する単量体で修飾されたものであることが
好ましい。

【００１７】本発明における樹脂組成物としては、特に
限定するものではないが、本発明の研磨層の硬度、引っ
張り強度等の機械的特性を満たすため、また成型加工性
などの点から熱可塑性樹脂が好ましく、具体的にはポリ
スチレン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリウレタン
系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリフェニルオキサイド
系樹脂、ポリフェニルスルフィド樹脂などが本発明にお
いて好適に使用できる。

【００１８】また本発明の樹脂組成物中のゴム含量は、
得られる研磨層の機械的特性を考慮する必要があり、具
体的にはゴムの含量が増加するにつれ、得られる研磨層
の硬度、弾性率および引っ張り強さ等の機械的特性が低
下していく。

【００１９】樹脂組成物中のゴム含量は特に限定するも
のではないが、上述のように機械的特性を考慮して決め
られるが、好ましくは５〜４０重量％さらに好ましくは
１０〜３０重量％の範囲である。

【００２０】研磨層の硬度は、ショアデュロメータ硬度
Ｄが６０〜８５の範囲である。硬度が小さい場合には研
磨層が軟らかくなるため半導体基板の局所的凹凸の平坦
性が不良となり、また硬すぎると半導体基板全面での均
一な平坦性（ユニフォーミティ）が損なわれる。

【００２１】また、研磨層の引っ張り強度は１００〜５
５０ｋg/ｃｍ² の範囲である。引っ張り強度がこの範囲
よりも小さい場合、研磨作業中、あるいはドレッシング
作業中に研磨屑の発生量が多すぎること、また、研磨層
自身の摩耗量が多いために研磨層の寿命の点で問題があ
る。また、引っ張り強度が上記範囲を逸脱して大きい場
合はスクラッチが生じやすくなる。

【００２２】研磨層の引っ張り弾性率については本発明
では特に規定するものではないが、研磨速度の安定性、
スクラッチを生じないとの観点から１．５×１０⁴〜
４．０×１０⁴ｋｇｆ／ｃｍ² の範囲が好ましい。

【００２３】ゴムの粒子径は特に限定されるものではな
いが、得られる研磨層の硬度、弾性率および引っ張り強
さ等の機械的特性に影響があるのでゴム粒子の数平均粒
子径が０．０５〜５μｍ、さらに０．１〜２μｍのもの
が好ましい。なお、ゴム粒子の数平均粒子径は、光学顕
微鏡、透過型電子顕微鏡、走査型電子顕微鏡、位相差顕
微鏡により観察した画像をデジタル画像解析して求めら
れる。

【００２４】本発明の研磨層は、樹脂マトリックスとゴ
ム粒子との混合物、またはゴム粒子の存在下で樹脂が重
合された組成物を予めホットブレンダーや押し出し成形
機で溶融混練した組成物、または樹脂マトリックスとゴ
ム粒子をミルで混合した混合物を、射出成型機、インジ
ェクションプレス成型機、押し出し成形機などにより樹
脂シートを成型して必要に応じて所望の大きさにする作
業を行い得られる。

【００２５】研磨層の厚さは、薄すぎると該研磨層の下
地として好ましく使用されるクッション層またはその下
層に位置する研磨定盤の機械的特性が、該研磨層そのも
のの機械的特性よりも研磨特性に顕著に反映されるよう
になり、一方、厚すぎるとクッション層の機械的特性が
反映されにくく、半導体基板のうねりに対する追随性が
低下しユニフォーミティーに悪影響がある場合がある。
したがって本発明の研磨層の厚さは０．３〜３ｍｍの範
囲であることが好ましく、０．５〜１．５ｍｍがさらに
好ましい。

【００２６】本発明の研磨層には、スラリーの半導体基
板と接触する研磨面への供給とそこからの排出を促進す
るなどの目的またはユニフォーミティの改良の目的で、
表面に溝や孔が設けられていることが好ましい。溝の形
状としては、同心円、渦巻き、放射、碁盤目など種々の
形状が採用できる。溝の断面形状としては四角、三角、
半円などの形状が採用できる。溝の深さは０．１ｍｍか
ら該研磨層の厚さまでの範囲で、溝の幅は０．１〜５ｍ
ｍの範囲で、溝のピッチは１〜１００ｍｍの範囲で選ぶ
ことができる。孔は研磨層を貫通していても良いし、貫
通していなくても良い。孔の直径は０．２〜５ｍｍの範
囲で選ぶことができる。また、孔のピッチは１〜１００
ｍｍの範囲で選ぶことができる。

【００２７】本発明では、局所的な平坦性と半導体基板
全体において均一な平坦性（ユニフォーミティ）とを両
立させるため、研磨層とクッション層を積層した構成の
研磨パッドとすることが好ましい。

【００２８】本発明でのクッション層は、不織布、ポリ
ウレタン含浸不織布、ゴム、発泡弾性体、発泡プラスチ
ックなどを採用することができ、特に限定されるもので
はない。

【００２９】ユニフォーミティ改良の観点からは、体積
弾性率が６０ＭＰａ以上でかつ引張り弾性率が０．１〜
２０ＭＰａである特性を有するクッション層を用いるこ
とがが好ましい。引張り弾性率が小さい場合は、ユニフ
ォーミティが損なわれる傾向がある。また引張り弾性率
が大きい場合もユニフォーミティが損なわれる傾向があ
る。さらに好ましい引張り弾性率の範囲は、０．５〜１
０ＭＰａである。

【００３０】ここで体積弾性率とは、あらかじめ体積を
測定した被測定物に等方的な印加圧力を加えて、その体
積変化を測定する。体積弾性率＝印加圧力／（体積変化
／元の体積）という定義である。例えば、元の体積が１
ｃｍ³であり、これに等方的に印加圧力を０．０７ＭＰ
ａかけた時の体積変化が０．００００５ｃｍ³であれ
ば、体積弾性率は１４００ＭＰａである。体積弾性率の
測定方法の一つとして、例えば被測定物をあらかじめ体
積を測定しておき、その後容器にいれた水中に被測定物
を浸漬して、この容器を圧力容器に入れて印加圧力を加
えて中の容器の水の高さの推移から被測定物の体積変化
と印加圧力を測定する方法が上げられる。浸漬する液体
は、被測定物を膨潤させたり破壊するものは避けること
が好ましく、液体であれば特に限定されないが、例えば
水や水銀やシリコンオイルなどをあげることができる。
引張り弾性率は、クッション層をダンベル形状にして引
っ張り応力を加え、引張り歪み（＝引っ張り長さ変化／
元の長さ）が０．０１〜０．０３までの範囲で引張り応
力を測定し、引張り弾性率＝（（引張り歪みが０．０３
時の引張り応力）−（引張り歪みが０．０１時の引張り
応力））／０．０２で定義されるものである。

【００３１】このような特性を有するクッション層を構
成する成分としてはゴムが挙げられ、具体的には天然ゴ
ム、ニトリルゴム、ネオプレン（登録商標）ゴム、ポリ
ブタジエンゴム、ポリウレタンゴム、シリコンゴムなど
の無発泡のエラストマを上げることができるが特にこれ
らに限定されるわけではない。クッション層の好ましい
厚みは、０．１〜５ｍｍの範囲である。厚みが小さい場
合は、ユニフォーミティが損なわれる傾向がある。逆に
厚みが大きい場合は、局所平坦性が損なわれる傾向があ
る。さらに好ましい厚みの範囲は、０．２〜５ｍｍであ
る。さらに好ましい範囲は０．５〜２ｍｍである。

【００３２】本発明の研磨パッドは研磨定盤に固定して
使用される。その際に研磨定盤からクッション層が研磨
時にずれないように固定し、かつクッション層から研磨
層がずれないように固定する必要がある。研磨定盤とク
ッション層の固定方法としては、両面接着テープで固定
する方法や接着剤で固定する方法や研磨定盤から吸引し
てクッション層を固定する方法などが考えられるが特に
限定されるものではない。

【００３３】ゴムクッション層を用いる場合、研磨層と
固定する方法としては、両面接着テープで固定する方法
も採用することができるが、ユニフォーミティー改良の
観点から、両面接着テープのようなプラスチックフイル
ム基材を有しない接着剤のみで固定する方法が好まし
い。

【００３４】以下、本発明の研磨パッドを使用した半導
体基板の研磨方法について説明する。

【００３５】本発明の研磨パッドを用いて、スラリーと
してシリカ系ポリッシュ剤、酸化アルミニウム系ポリッ
シュ剤、酸化セリウム系ポリッシュ剤等を用いて半導体
基板上での絶縁膜の凹凸や金属配線の凹凸を平坦化する
ことができる。まず、研磨ヘッド、研磨パッドを固定た
めの研磨定盤、ならびに研磨ヘッド、研磨定盤もしくは
その双方を回転させる手段を具備した研磨装置を準備す
る。そして本発明の研磨パッドを研磨装置の研磨定盤に
研磨層が研磨ヘッドに対峙するように固着させる。半導
体基板は研磨ヘッドに真空チャックなどの方法により固
定される。研磨定盤を回転させ、研磨定盤の回転方向と
同方向で研磨ヘッドを回転させて、研磨パッドに押しつ
ける。この時に、研磨パッドと半導体基板の間にスラリ
ーが入り込む様な位置からスラリーを供給する。押し付
け圧は、研磨ヘッドに加える力を制御することにより通
常行われる。

【００３６】本発明の研磨パッドを使用した半導体基板
の研磨方法においては、半導体基板の研磨を行う前、あ
るいは研磨中にコンディショナを用いて研磨パッドをド
レッシングすることが好ましい。

【００３７】ドレッシングを行い、研磨層表面を適度に
荒らすことによって、微細な凹凸を形成することができ
る。ドレッシングを行うことで、かかる微細凹凸の窪み
にスラリーを保持することが可能となる。

【００３８】またドレッシングを行うことで研磨層表面
の水に対する接触角を小さく（例えば６０度以下）でき
るので、スラリーとの親和性を維持することができる。

【００３９】コンディショナとしてはダイヤモンドの砥
粒を電着したホイールなどが好適である。具体的な例と
しては旭ダイヤモンド工業（株）のコンディショナ モ
デル名 ＣＭＰ−Ｍなどを具体例として挙げることがで
きる。ダイヤモンド砥粒の粒径は１０μｍから３００μ
ｍの範囲で選ぶことができる。コンディショナの押し付
け圧は０．００５ＭＰａから０．２ＭＰａの範囲で任意
に選ばれる。

【００４０】本発明の研磨パッドおよび研磨装置によれ
ば、半導体基板全面が均一に平坦化ができ、また研磨速
度の安定性に優れ、かつ半導体基板の研磨面にスクラッ
チ傷の発生を抑制することが可能である。

【００４１】

【実施例】以下、実施例に基づいて本発明の詳細を説明
する。

【００４２】実施例中、特に示さない限り、「部」は重
量部を、「％」は重量％を示す。 実施例１ ゴム粒子として、ポリブタジエンラテックス（平均ゴム
粒子径０．４μｍ、ゲル含率８２％）６０部（固形分換
算）、スチレン３０部、アクリロニトリル１０部からな
るパウダ−状のグラフト共重合体と、樹脂マトリックス
として、スチレン７０％、アクリロニトリル３０％から
なる単量体混合物を懸濁重合して得たビニル系共重合体
を、ゴム含量が１８重量％となるブレンド比で、押し出
し成形機で溶融混練してペレット化したものを用い、押
し出し成形機で厚さ１ｍｍのＡＢＳ樹脂のシートを作製
した。このシートのショアデュロメータ硬度Ｄ（ＡＳＴ
ＭＤ２２４０にて測定）は７７であった。また引っ張り
強度（ＡＳＴＭ Ｄ６３８にて測定）は３００ｋg/ｃｍ
² であった。このシートを直径３０ｃｍの円に打ち抜
き、その表面を幅２ｍｍ、深さ０．５ｍｍ、ピッチ幅
１．５ｃｍで碁盤目状に溝加工を施して、研磨層を作製
した。

【００４３】次に、クッション層として厚さ１ｍｍのニ
トリルゴム（体積弾性率＝１４０ＭＰａ、引っ張り弾性
率＝４．５ＭＰａ）を直径３０ｃｍの円に打ち抜いたも
のと該研磨層とを日東電工（株）製の接着テープＮｏ．
５９１（該接着テープは基材フイルムを用いていないタ
イプのものである）で貼り合わせて研磨パッドを作成し
た。得られた研磨パッドを実施例１とする。

【００４４】次に、実施例１の研磨パッドを研磨定盤に
住友３Ｍ（株）の両面接着テープ４４２Ｊ（ポリエステ
ルフィルムを基材とした両面接着テープ）で貼り合わ
せ、旭ダイヤモンド工業（株）のコンディショナ モデ
ル名 ＣＭＰ−Ｍ（直径１４．２ｃｍ）を用い、押し付
け圧力０．０４ＭＰａ、研磨定盤回転数２４ｒｐｍ、コ
ンディショナ回転数２４ｒｐｍで研磨定盤と同方向に回
転させ、純水を１０ｍｌ／分で供給しながら３分間、研
磨パッドのドレッシングを行った。

【００４５】次に、半導体基板である４インチシリコン
ウェハ上に０．２５μｍ幅、高さ１．０μｍのＡｌ配線
を０．３ｍｍの間隔で形成し、さらにその上にテトラエ
トキシシランをＣＶＤで絶縁膜を３μｍの厚さになるよ
うに形成した半導体基板を用意した。この研磨前の半導
体基板上の絶縁膜表面の凹凸の段差は、ウェハ中央部で
１００００オングストローム、周辺部分４カ所では１０
０００±３００オングストロームであった。本半導体基
板を研磨機の研磨ヘッドに取り付けて３６ｒｐｍで回転
させ、研磨パッドを固定した研磨定盤を３６ｒｐｍで研
磨ヘッドの回転方向と同方向に回転させ、シリカ系ポリ
ッシュ剤を５０ｍｌ／分で供給しながら研磨圧力０．０
４ＭＰａで１０分間研磨を実施した。研磨後の半導体基
板上の絶縁膜表面の凹凸の段差を表１に示す。

【００４６】また、かかる実施例１の研磨パッドを用い
て４インチベアシリコンウェーハを被研磨対象として上
記と同様の研磨条件にて研磨評価を行った。なお研磨評
価においては、研磨評価最初にドレッシングを行った後
は、ウェーハ研磨５回に１回の割合でドレッシングを施
した。ウェーハ研磨数は１００枚とした。研磨速度の変
動率を表１に示すが、研磨速度は初回から最後まで安定
していた。また、ウェーハ研磨毎にウェーハ表面のスク
ラッチ観察（ＦＥ−ＳＥＭ、倍率１００倍）を行ったが
表１に示すようにスクラッチは観測されなかった。 実施例２ ゴム粒子として、ポリブタジエンラテックス（平均ゴム
粒子径０．１μｍ、ゲル含率８２％）５８部（固形分換
算）、スチレン２９部、アクリロニトリル１３部からな
るパウダ−状のグラフト共重合体と、樹脂マトリックス
として、スチレン６９％、アクリロニトリル３１％から
なる単量体混合物を懸濁重合して得たビニル系共重合体
を、ゴム含量が１５重量％となるブレンド比で、実施例
１と同様の製法にて作製し、厚さ１ｍｍのＡＢＳ樹脂の
シートを作製した。このシートのショアデュロメータ硬
度Ｄは８１であった。また引っ張り強度は４６０ｋg/ｃ
ｍ ² であった。

【００４７】該シートを実施例１と同様の方法で加工し
実施例２の研磨パッドを得て、実施例１と同様の方法で
平坦性、研磨速度、スクラッチの発生の有無等を評価し
た。結果を表１に示す。 実施例３ ゴム粒子として、ポリブタジエンラテックス（平均ゴム
粒子径０．３μｍ、ゲル含率８２％）５９部（固形分換
算）、スチレン２９部、アクリロニトリル１４部からな
るパウダ−状のグラフト共重合体と、樹脂マトリックス
として、スチレン６９％、アクリロニトリル３１％から
なる単量体混合物を懸濁重合して得たビニル系共重合体
を、ゴム含量が１３．５重量％となるブレンド比で、実
施例１と同様の製法にて作製し、厚さ１ｍｍのＡＢＳ樹
脂のシートを作製した。このシートのショアデュロメー
タ硬度Ｄは８０であった。また引っ張り強度は３７０ｋ
g/ｃｍ² であった。

【００４８】該シートを実施例１と同様の方法で加工し
実施例３の研磨パッドを得て、実施例１と同様の方法で
平坦性、研磨速度、スクラッチの発生の有無等を評価し
た。結果を表１に示す。 実施例４ ゴム粒子としてスチレン−ブタジエンのブロック共重合
体と、樹脂マトリックスとして高密度ポリエチレン樹脂
を、ゴム含量が２５重量％となるブレンド比で、押し出
し成形機で溶融混練してペレットを得た。このペレット
をインジェクションプレス成形機で厚さ１ｍｍの樹脂シ
ートを作製した。

【００４９】このシートのショアデュロメータ硬度Ｄは
６２であった。また、引っ張り強度は２５０ｋg/ｃｍ²
であった。

【００５０】該シートを実施例１と同様の方法で加工し
実施例４の研磨パッドを得て、実施例１と同様の方法で
平坦性、研磨速度、スクラッチの発生の有無等を評価し
た。結果を表１に示す。

【００５１】以上、本発明の研磨パッド実施例１〜４に
ついてその評価結果等を表１に示したが、いずれも研磨
速度が安定しており、またユニフォーミティにも優れ、
かつスクラッチが生じないと言う優れた実用性能を有す
るものであった。

【００５２】

【表１】

【００５３】比較例１ ポリエーテル系ウレタンポリマ（アジプレンＬ−２１
３）を１００重量部と、４，４’−メチレン−ビス２−
クロロアニリン（ＭＯＣＡ）２２．６重量部とを６５℃
の温度で高速攪拌させ混合しながら、架橋アクリルから
成る中空の微小球の“マツモトマイクロスフェアーＭ−
３５０”１．３重量部を少量ずつ添加した。全体がパテ
状になったところで成型金型に流し込み、１００℃のオ
ーブン中でおよそ１時間キュアした。除冷した後、金型
から取り出し、再び１００℃のオーブン中で１６時間ポ
ストキュアを行った。以上のようにして成型したブロッ
クを厚さ１．２５mmにスライスし、直径３０ｃｍの円盤
に打ち抜いた後、その表面を幅２ｍｍ、深さ０．５ｍ
ｍ、ピッチ幅１．５ｃｍで碁盤目状に溝加工を施して、
研磨層を作製した。この研磨層のショアデュロメータ硬
度Ｄは６８であった。また引っ張り強度は３５０ｋg/ｃ
ｍ² であった。次に、クッション層として厚さ１ｍｍの
ニトリルゴム（体積弾性率＝１４５ＭＰａ）を直径３０
ｃｍの円に打ち抜いたものと該研磨層とを日東電工
（株）製の接着テープＮｏ．５９１で貼り合わせて研磨
パッドを作成した。得られた研磨パッドを比較例１とす
る。

【００５４】実施例１と同様の方法で平坦性、研磨速
度、スクラッチの発生の有無等を評価した。結果を表２
に示す。 比較例２ ナイロン６６のペレットを用いインジェクションプレス
成形機で厚さ１ｍｍの樹脂シートを作製した。この樹脂
シートのショアデュロメータ硬度Ｄは６８であった。ま
た引っ張り強度は８２０ｋg/ｃｍ² であった。シート形
成後は実施例１と同様の打ち抜き加工、溝加工を施して
研磨層および研磨パッドを作製した。得られた研磨パッ
ドを比較例２とする。

【００５５】実施例１と同様の方法で平坦性、研磨速
度、スクラッチの発生の有無等を評価した。結果を表２
に示す。 比較例３ ポリカーボネートのペレットを用いインジェクションプ
レス成形機で厚さ１ｍｍの樹脂シートを作製した。この
樹脂シートのショアデュロメータ硬度Ｄは８１であっ
た。また引っ張り強度は６１０ｋg/ｃｍ² であった。シ
ート形成後は実施例１と同様の打ち抜き加工、溝加工を
施して研磨層および研磨パッドを作製した。得られた研
磨パッドを比較例３とする。

【００５６】実施例１と同様の方法で平坦性、研磨速
度、スクラッチの発生の有無等を評価した。結果を表２
に示す。 比較例４ 実施例１においてゴム粒子成分を除いて樹脂マトリクス
成分のみでペレット化したものを用い、押し出し成形機
で厚さ１ｍｍのＡＳ樹脂のシートを作製した。

【００５７】この樹脂シートのショアデュロメータ硬度
Ｄは８５であった。また引っ張り強度は７２０ｋg/ｃｍ
² であった。シート形成後は実施例１と同様の打ち抜き
加工、溝加工を施して研磨層および研磨パッドを作製し
た。得られた研磨パッドを比較例４とする。 比較例５ 実施例４において高密度ポリエチレンに変えて低密度ポ
リエチレンを使用した他は実施例４と同様の方法で樹脂
シートを作製した。

【００５８】この樹脂シートのショアデュロメータ硬度
Ｄは３８であった。また引っ張り強度は７８ｋg/ｃｍ²
であった。シート形成後は実施例１と同様の打ち抜き加
工、溝加工を施して研磨層および研磨パッドを作製し
た。得られた研磨パッドを比較例５とする。

【００５９】表２は比較例１〜５の研磨パッドについて
の評価結果等であるが、比較例１では研磨速度の変動率
が±1８％の範囲で変動し、非常に不安定なものであっ
た。比較例２、３、４はユニフォーミティおよび研磨速
度の安定性は良好だがスクラッチが生じた。比較例５は
スクラッチの発生はなかったが、研磨速度も非常に不安
定であり、またユニフォーミティに劣り、研磨中の研磨
屑の発生量が多く実用に供試難いものであった。

【００６０】本発明の研磨パッドおよび研磨装置によれ
ば表１に示したように研磨速度が安定しており、またユ
ニフォーミティーについても良好であり、さらにスクラ
ッチ発生も少ないものであった。

【００６１】市販の独立気泡を有するポリウレタン製の
研磨層については１回の研磨の毎に研磨パッド表面の凹
凸が平坦化していき、つるつるになっていくことがしば
しば観測される。本発明の研磨パッドは数回の研磨を行
っても研磨パッド表面がつるつるにはならない。本発明
の研磨パッドは研磨を繰り返していっても研磨パッド表
面の凹凸が維持できる。そのために研磨速度が安定して
おり、また、研磨中のドレッシング回数についても従来
より少なくできる。

【００６２】上記の原因については解明にまでは至って
いないが、本発明の研磨パッドはその引っ張り強度が適
度であるために（また引っ張り弾性率も適度であるた
め）やや粘り強く、かつ削られやすい性質を有している
と考えている。この性質が上記研磨パッド表面の凹凸を
維持できる原因ではないかと推定している。

【００６３】また従来、独立気泡を有しないいわゆる無
発泡の研磨パッドではスクラッチ傷が生じやすいと言わ
れていたが、上記に述べたように本発明の研磨パッドは
削られやすい特性を有しているため、スクラッチ傷も生
じにくいものと推定している。

【００６４】

【表２】

【００６５】

【発明の効果】本発明の研磨パッドおよび研磨装置によ
り、半導体基板全面が均一に平坦化ができ、また研磨速
度の安定性に優れ、かつ半導体基板の研磨面にスクラッ
チ傷の発生を抑制することが可能である。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ゴムを含有する樹脂組成物からなる研磨層
   を含む半導体基板用研磨パッドであって、該研磨層には
   実質的な気泡を有しておらず、該研磨層のショアデュロ
   メーター硬度Ｄが６０〜８５の範囲であり、かつ引っ張
   り強度が１００〜５５０ｋg/ｃｍ²の範囲であることを
   特徴とする研磨パッド。
2. 【請求項２】樹脂組成物が熱可塑性樹脂であることを特
   徴とする請求項１記載の研磨パッド。
3. 【請求項３】研磨層の表面に溝または孔が形成されてい
   ることを特徴とする請求項１〜２記載の研磨パッド。
4. 【請求項４】研磨ヘッド、研磨ヘッドに対峙して請求項
   １〜３のいずれかに記載の研磨パッド、研磨パッドを固
   定する研磨定盤、ならびに研磨ヘッド、研磨定盤もしく
   はその双方を回転させる駆動装置を具備することを特徴
   とする研磨装置。
5. 【請求項５】研磨ヘッドが半導体基板を固定する手段を
   有するものである請求項４記載の研磨装置。
6. 【請求項６】半導体基板を研磨ヘッドに固定し、研磨定
   盤に、固着した請求項１〜３いずれかの記載の研磨パッ
   ドを前記半導体基板に押し当てた状態で、前記研磨ヘッ
   ドもしくは研磨定盤またはその双方を回転させて前記半
   導体基板を研磨することを特徴とする半導体基板の研磨
   方法。
7. 【請求項７】半導体基板の研磨前あるいは研磨中にドレ
   ッシングを行うことを特徴とする請求項６記載の半導体
   基板の研磨方法。