JP2001291685A - 研磨パッドおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、高い研磨速度および安定した研磨特
性を有する上に、スクラッチが発生しにくい研磨パッド
およびその製造方法を提供せんとするものである。 【解決手段】本発明の研磨パッドは、アクリル系樹脂中
に複数の高分子微小エレメントが分散された樹脂組成物
で構成されていることを特徴とするものである。また、
かかる研磨パッドの製造方法は、少なくともアクリル系
単量体を含むアクリル系樹脂中、またはアクリル系樹脂
の溶融物中に、複数の高分子微小エレメントを添加、分
散してなる樹脂組成物を成型することを特徴とするもの
である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、シリコンなど半導
体基板上に形成される絶縁層の表面や金属配線の表面を
機械的に平坦化する工程と関連して利用できる研磨パッ
ドおよびその製造方法に関する。

【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じる半
導体ウェハー主面の凹凸が問題となっている。その結
果、例えば日経マイクロデバイス１９９４年７月号第５
０〜５７頁に記載されているように、積層することによ
って生じる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、化学機械研磨（ＣＭＰ：Ｃｈｅ
ｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎ
ｇ）技術を用いた半導体ウェハの平坦化が検討されてい
る。

【０００３】一般にＣＭＰ装置は、被研磨物である半導
体ウェハを保持する研磨ヘッド、被研磨物の研磨処理を
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、半導体ウェハの
研磨処理は研磨剤と薬液からなる研磨スラリーを用い
て、半導体ウェハと研磨パッドを相対運動させることに
より、半導体ウェハ表面の層の突出した部分を除去し、
ウェハ表面の層を滑らかにするものである。この半導体
基板の研磨加工時の研磨速度は、例えば半導体基板の一
主面に成膜された酸化シリコン（ＳｉＯ₂ ）膜では、半
導体基板と研磨パッドの相対速度及び荷重にほぼ比例し
ている。そのため、半導体基板の各部分を均一に研磨加
工するためには、半導体基板にかかる荷重を均一にする
必要がある。

【０００４】しかし、研磨ヘッドに保持した半導体基板
の表面は、例えば半導体基板の元々の反り等の変形によ
り、全体的にはうねりを有することが多い。そのため、
半導体基板の各部分に均一に荷重を与えるためには、研
磨パッドを前述したような半導体基板のうねりに倣って
接触させるという点で、柔らかい研磨パッドを用いるこ
とが望ましい。しかし、柔らかい研磨パッドを用いて半
導体基板の一主面に形成された絶縁層等の凹凸を平坦化
するための研磨加工をおこなう場合、前記半導体基板の
うねりに対する追随性は向上させることができるが、半
導体基板表面上の局所的な凹凸に倣って研磨パッドが変
形するため、凸部だけでなく凹部も研磨してしまい平坦
性は悪くなってしまう。これに対し、硬い研磨パッドを
用いて同様に半導体基板の研磨加工をおこなう場合は、
前述した柔らかい研磨パッドを用いた場合とは逆に半導
体基板表面の局所的な凹凸の平坦性を向上することがで
きるが、半導体基板の全体的なうねりに対する追随性の
観点では悪くなり、半導体基板全体にわたって均一な研
磨を達成することが困難になる。この様な不均一な研磨
加工はアルミ配線を露出させたり、研磨加工後の酸化シ
リコン絶縁膜面の厚みが部分毎に違うために例えばスル
ーホール径の不揃いや積層起因の凹凸を平坦にできず露
光時の焦点深度が不足する原因となる。

【０００５】この部分的な平坦性と全体的な追随性を向
上するという相反する要求を満たすための研磨パッドに
関する従来技術としては、特開平６−２１０２８号公報
に示される二層パッドが挙げられる。特開平６−２１０
２８号公報に示される二層パッドは、体積弾性率が４ｐ
ｓｉ〜２０ｐｓｉの応力の範囲で２５０ｐｓｉ／ｐｓｉ
以下のクッション層に支持される半導体基板と直に接触
する研磨層がそれより大きい体積弾性率という構成であ
る。その目的は、クッション層に半導体基板の全体のう
ねりを吸収させる一方、研磨層はある程度の面積以上
（たとえば、ダイの間隔以上）の湾曲に耐えるようにす
ることである。

【０００６】ここで研磨層には、半導体基板表面上の局
所的な凹凸の凸部だけを研磨して良好な平坦性が得られ
ること、半導体基板全体にわたって均一に研磨を達成す
ること（ユニフォーミティ）、さらに、単位時間当たり
の研磨量で示される研磨速度が高いこと、平坦性やユニ
フォーミティ、研磨速度が安定して得られること、研磨
により半導体基板表面にスクラッチ等の傷を発生させな
いことなどの特性を有することが必要である。

【０００７】研磨パッドに関する従来技術としては、特
表平８−５００６２２号公報に開示されているように、
ポリエーテル系ウレタンプレ重合体に硬化剤として４，
４’−メチレン−ビス（２−クロロアニリン）（略称
名：ＭＯＣＡ）と、さらに独立気泡を有する構造とする
ために高分子の中空高分子微小エレメントを混合し硬化
させて得られる、硬質発泡ポリウレタンが挙げられる。
このタイプの研磨パッドは独立気泡を有するため研磨パ
ッドの弾性特性が向上し、その結果、半導体基板表面の
局所的な凹凸の平坦性が実用上耐えうるレベルのものが
得られ、また、研磨層表面に開口した気泡には研磨スラ
リーが蓄えられ、半導体基板研磨点への研磨スラリーの
効果的な供給がなされるため、比較的高い研磨速度が得
られ、さらに、スクラッチが入りにくい等の特徴を有す
る。しかしながら、このタイプの研磨パッドは、研磨速
度等の研磨特性が安定しないことが問題となっている。
我々が検討を行った結果、このタイプの研磨パッドは製
法上、特に硬化反応（架橋反応）の制御が難しいため、
得られる研磨層の品質再現性が十分ではないこと、ま
た、この研磨パッドの材質であるポリウレタンは吸湿性
が比較的高いため、研磨時に水系である研磨スラリーを
吸収しやすく、それに伴い研磨パッド物性が変化しやす
い問題があった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる従来
技術の背景に鑑み、高い研磨速度および安定した研磨特
性を有する上に、スクラッチが発生しにくい研磨パッド
およびその製造方法を提供せんとするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、かかる課題を
解決するために、次のようなの手段を採用するものであ
る。すなわち、本発明の研磨パッドは、アクリル系樹脂
中に複数の高分子微小エレメントが分散された樹脂組成
物で構成されていることを特徴とするものである。ま
た、かかる研磨パッドの製造方法は、少なくともアクリ
ル系単量体を含むアクリル系樹脂中、またはアクリル系
樹脂の溶融物中に、複数の高分子微小エレメントを添
加、分散してなる樹脂組成物を成型することを特徴とす
るものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明は、前記課題、つまり高い
研磨速度および安定した研磨特性を有する上に、スクラ
ッチが発生しにくい研磨パッドについて、鋭意検討を行
った結果、アクリル系樹脂と高分子微小エレメントとを
組合せてみたところ、高い研磨速度を有する上に、スク
ラッチの発生も大きく抑制され、安定した研磨特性を発
揮することを究明し、本願発明を完成するに至ったもの
である。

【００１１】本発明におけるパッド材質は、安定した研
磨特性を有する点でアクリル系樹脂であることが必要で
ある。かかるアクリル系樹脂の種類は特に限定されるも
のではなく、各種のアクリル系単量体の重合体を使用す
ることができる。具体的には、メチルアクリレート、メ
チルメタクリレート、エチルアクリレート、エチルメタ
クリレート、ｎ−ブチルアクリレート、ｎ−ブチルメタ
クリレート、２−エチルヘキシルメタクリレート、イソ
デシルメタクリレート、ｎ−ラウリルメタクリレート、
２−ヒドロキシエチルメタクリレート、２−ヒドロキシ
プロピルメタクリレート、２−ヒドロキシブチルメタク
リレート、ジメチルアミノエチルメタクリレート、ジエ
チルアミノエチルメタクリレート、グリシジルメタクリ
レート、アクリル酸、メタクリル酸、アクリロニトリ
ル、アクリルアミド、エチレングリコールジメタクリレ
ート、ジエチレングリコールジメタクリレート等の重合
体およびその共重合体から選ばれた少なくとも１種を使
用することができる。また、かかる重合体は、単独ある
いは２種以上の混合物の形でも使用することができる。
これらの中でも、安定した研磨特性を有する点で、メチ
ルメタクリレートおよびその共重合体から選ばれた少な
くとも１種のメチルメタクリレート系重合体を使用する
ことが好ましい。かかるメチルメタクリレート系重合体
中のメチルメタクリレートの含有量は、好ましくは５０
ｍｏｌ％以上、さらに好ましくは６０ｍｏｌ％以上であ
るのがよい。メチルメタクリレートの含有量が、５０ｍ
ｏｌ％未満の場合には、得られる研磨パッドの強度、弾
性率、表面硬度、吸湿性等の物性の変化により、研磨速
度が低くなったり、研磨特性が不安定になったりする傾
向がでてくる。また、かかる重合体の分子量は、重合体
の種類によって異なるため一概にはいえないが、例えば
ポリメチルメタクリレートにおいては数平均分子量が１
００００以上であることが好ましい。１００００未満に
なると得られる研磨パッドの強度，弾性率等が低下する
ため、研磨パッドとして使用することが困難となる。３
００００以上、さらには５００００以上であることがよ
り好ましい。これらの単量体の重合開始剤としては、ア
ゾビスイソブチロニトリル、アゾビス（２，４−ジメチ
ルバレロニトリル）、アゾビスシクロヘキサンカルボニ
トリル、ベンゾイルパーオキサイド、ラウロイルパーオ
キサイド、イソプロピルパーオキシジカーボネート等の
ラジカル開始剤を使用することができる。また、酸化還
元系の重合開始剤、例えばパーオキサイドとアミン類の
組合せを使用することもできる。これらの重合開始剤
は、単独のみならず、２種以上を混合しても使用するこ
とができる。

【００１２】また、アクリル系樹脂には、製造される研
磨パッドの特性改良を目的として、可塑剤、帯電防止
剤、潤滑剤、安定剤、研磨剤等の各種添加剤が添加され
ていてもよい。

【００１３】本発明における高分子微小エレメントと
は、以下に記載する材質，形状，粒子径を有するものを
指すが、特に限定されるものではない。

【００１４】高分子微小エレメントの材質としては、メ
チルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルアク
リレート、エチルメタクリレート、ｎ−ブチルアクリレ
ート、ｎ−ブチルメタクリレート、２−エチルヘキシル
メタクリレート、イソデシルメタクリレート、ｎ−ラウ
リルメタクリレート、２−ヒドロキシエチルメタクリレ
ート、２−ヒドロキシプロピルメタクリレート、２−ヒ
ドロキシブチルメタクリレート、ジメチルアミノエチル
メタクリレート、ジエチルアミノエチルメタクリレー
ト、グリシジルメタクリレート、アクリル酸、メタクリ
ル酸、アクリロニトリル、アクリルアミド、塩化ビニリ
デン、フッ化ビニリデン、エチレンオキサイド、エチレ
ングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコール
ジメタクリレート等の重合体およびそれらの共重合体、
ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレン、ポリプロ
ピレン、ポリウレタン、ポリアミド、エポキシ樹脂、不
飽和ポリエステル樹脂、ポリビニルアルコール、ポリビ
ニルピロリドン、セルロース等の各種高分子からなる微
粒子、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、フッ素ゴム等の各種ゴム粒子等が使用さ
れる。また、これらは単独のみならず、２種以上を混合
しても使用できる。また、研磨パッドへの弾性付与によ
りスクラッチの発生を抑制できる観点から、これらの高
分子微小エレメントは弾性を有することが好ましい。

【００１５】高分子微小エレメント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。また、高分子微小エレメントの少な
くとも一部に空隙が存在していても、存在していなくて
もどちらでも良い。なお、空隙が存在するものとして
は、中空体のように殻壁に空隙が存在しないもの、およ
び、多孔質体のように殻壁に空隙が存在するもの等が挙
げられ、これらはどちらも好ましく使用することができ
る。また、高分子微小エレメントの少なくとも一部に存
在する空隙は、単独もしくは複数のいずれであっても良
い。

【００１６】これらの中でも、 （１）研磨の進行に伴い研磨パッド表面が削れると同時
に、高分子微小エレメントの少なくとも一部に存在する
空隙部分も切断されることにより、研磨パッド表面には
絶えず凹凸が形成されるため、研磨スラリー保持性の向
上による研磨速度の増大、スクラッチの発生原因である
研磨屑，パッド屑が凹部へ溜まることによるスクラッチ
の抑制が可能である。

【００１７】（２）空隙の存在により高分子微小エレメ
ント自体が弾性をもっているため、その添加により研磨
パッドにも弾性が付与され、スクラッチの抑制が可能と
なる。という観点から高分子微小エレメントの少なくと
も一部に空隙が存在していることが好ましい。

【００１８】具体的には、塩化ビニリデン，アクリロニ
トリル等の共重合体からなる殻壁中に低沸点炭化水素を
内包した微粒子で、後工程での加熱により膨張し中空体
となる未膨張粒子、および、該未膨張粒子をあらかじめ
加熱し膨張させた膨張済粒子の２つのタイプが市販品と
して容易に入手可能であり、本発明ではいずれも好まし
く使用することができる。

【００１９】また、空隙が存在していないものの具体例
としては、弾性を有する点で各種ゴム粒子が挙げられ
る。

【００２０】高分子微小エレメントの粒子径は特に限定
されるものではないが、粒子の数平均粒子径が０．１μ
ｍ〜１ｍｍであることが好ましい。粒子径が０．１μｍ
より小さい場合は、高分子微小エレメント添加の効果が
発現されにくく、１ｍｍより大きい場合は、研磨パッド
が脆くなる傾向があるため好ましくない。０．２〜５０
０μｍ、さらには０．３〜１００μｍであることが好ま
しい。なお、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、位相差顕微鏡などに
より観察した画像をデジタル画像解析して求めることが
できる。また、高分子微小エレメントが中空体である場
合、その殻壁の厚みは、粒子径にもよるが１．０μｍ以
下であることが好ましい。１．０μｍより大きい場合
は、（１）研磨の際に殻壁の特性が発現しやすくなるこ
とで研磨特性に影響を及ぼす。（２）高分子微小エレメ
ント自体の弾性が低下することにより得られる研磨パッ
ドの弾性が低下し、スクラッチの発生の抑制効果が低下
する。等の悪影響が懸念されるため好ましくない。０．
５μｍ以下であることがさらに好ましい。

【００２１】高分子微小エレメントの添加量は、高分子
微小エレメントの種類によって異なるため一概にはいえ
ないが、得られる研磨層の力学的物性を考慮して決定す
る必要がある。傾向としては高分子微小エレメントの含
量が増加するにつれ、得られる研磨層の硬度や弾性率が
低下していく。０．１〜５０重量％が好ましく、０．５
〜３０重量％であることがさらに好ましい。

【００２２】アクリル系樹脂中への高分子微小エレメン
トの分散方法は特に限定されるものではなく、単量体，
部分重合した単量体，単量体と重合体の混合物，重合体
の溶液，重合体の溶融物等のアクリル系樹脂原料中に、
高分子微小エレメントを添加し、公知の分散機，混練機
を使用して分散を行う方法が挙げられる。分散機，混練
機としては、遠心式混合機、リボン型混合機、スクリュ
ー混合機、プラネタリーミキサー、ホモジナイザー、ホ
モミキサー、ピンミキサー、ニーダー、らいかい機、ボ
ールミル、ビーズミル、サンドミル等の使用が挙げられ
る。また分散後、分散液中に混入した気泡の脱泡を目的
として、減圧処理，超音波処理等を行うことも好まし
い。

【００２３】本発明における研磨パッドの製造方法とし
ては、特に限定されるものではないが、 （１）少なくともアクリル系単量体を含むアクリル系樹
脂中に、複数の高分子微小エレメントを添加，分散して
なる樹脂組成物を成型する方法。

【００２４】（２）アクリル系樹脂の溶融物中に、複数
の高分子微小エレメントを添加，分散してなる樹脂組成
物を成型する方法。 等が好ましい例として挙げられる。

【００２５】（２）の方法では、使用される高分子微小
エレメントの耐熱性が、アクリル系樹脂の溶融温度より
も高いことが好ましく、具体的には高分子微小エレメン
トがゴムを含有する場合等に好ましく使用することがで
きる。

【００２６】一方（１）の方法は、耐熱性が高い高分子
微小エレメントを使用する場合にはもちろんのこと、市
販品として容易に入手可能な、中空体の高分子微小エレ
メントのように、耐熱性が低いものを使用する場合にお
いても、問題なく適用することが可能なため、特に好ま
しい。（１）の方法において、アクリル系樹脂中に含ま
れるアクリル系単量体の量は、樹脂の種類等にもよるの
で一概にはいえないが、３０重量％以上であることが好
ましい。３０重量％に満たない場合は、アクリル系樹脂
の粘度が高く、高分子微小エレメントの分散が困難にな
る傾向がある。５０重量％以上であることがさらに好ま
しい。また、これらの製造方法における成型方法として
は、公知の成型方法を適用することができる。具体的に
はセルキャスト成型、注型、押出成型、射出成型、圧縮
成型、トランスファ成型、反応成型等が挙げられるが、
（１）の方法においてはセルキャスト成型、注型が、ま
た（２）の方法においては押出成型、射出成型が好まし
い。

【００２７】本発明における研磨パッドの厚みは、０．
３〜５ｍｍであることが好ましい。０．３ｍｍより薄い
と、該研磨パッド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、該研磨パッド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、また５ｍｍより厚い
と、クッション層の機械的特性が反映されなくなり、半
導体基板のうねりに対する追随性が低下し基板全体での
平坦性が均一に行えなくなるため好ましくない。０．５
〜３ｍｍ、さらには０．５〜２ｍｍであることが好まし
い。

【００２８】本発明における研磨パッドの硬度は、ショ
アデュロメータ硬度Ｄが４０〜９０であることが好まし
い。４０より小さい場合には、半導体基板の局所的凹凸
の平坦性が不良となり、また、９０より大きい場合には
半導体基板表面にスクラッチが発生しやすくなる傾向が
みられるため好ましくない。４５〜８５であることがさ
らに好ましい。

【００２９】本発明における研磨パッドの表面には、研
磨スラリーの保持性，流動性の向上、研磨パッド表面か
らの研磨屑除去効率の向上等を目的として、溝，孔等の
加工を施すことが好ましい。研磨パッド表面への溝，孔
の形成方法は特に限定されるものではない。具体的に
は、研磨パッド表面を切削加工することにより溝を形成
する方法、研磨パッド表面に加熱された金型，熱線等を
接触させ、接触部を溶解させることにより溝を形成する
方法、溝の形成された金型等を使用し、初めから溝を形
成した研磨パッドを成形する方法、ドリル，トムソン刃
等で孔を形成する方法等が挙げられる。また、溝，孔の
形状，径も特に限定されるものではない。

【００３０】本発明において製造される研磨パッドは、
単層でも複数の層でも好ましく使用されるが、ＣＭＰに
よる半導体ウェハの平坦化に使用する場合は、ウェハの
うねりへの追随性に優れるため、上記研磨パッドとクッ
ション層を貼り合わせた二層パッドとすることが好まし
い。クッション層は、現在汎用的に使用されているポリ
ウレタンを含浸した不織布（例えば、“Ｓｕｂａ４０
０”（ロデール・ニッタ（株）製））の他、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。

【００３１】クッション層の好ましい厚みは、０．１〜
１００ｍｍである。０．１ｍｍより小さい場合は、半導
体基板全面の平坦性の均一性（ユニフォーミティ）が損
なわれる傾向がある。１００ｍｍより大きい場合は、局
所平坦性が損なわれる傾向がある。０．２〜５ｍｍ、さ
らには０．５〜２ｍｍであることが好ましい。

【００３２】本発明により、高い研磨速度および安定し
た研磨特性を有し、かつスクラッチが発生しにくい研磨
パッド、およびその製造方法を提供することができる。

【００３３】

【実施例】以下、実施例にそってさらに本発明の詳細を
説明する。

【００３４】なお、研磨層の密度はＪＩＳ Ｒ−３５０
３に準拠し、ピクノメーター（ハーバード型）を使用し
て測定した。

【００３５】研磨層の平均気泡径は、走査型電子顕微鏡
（日立製作所（株）製 ＳＥＭ２４００）を使用し、パ
ッド断面を倍率２００倍で観察した写真を画像処理装置
で解析することにより、写真中に存在するすべての気泡
径を計測し、その平均値を平均気泡径とした。

【００３６】研磨層のショアデュロメーターＤ硬度は、
研磨層をショアデュロメーターＤ硬度９０以上の表面硬
度を有する平面上に置き、ＪＩＳ Ｋ６２５３に準拠し
たデュロメーター・タイプＤ（“アスカーＤ型硬度計”
高分子計器（株）製）を使用して、５点を測定しその平
均値とした。測定は室温（２５℃）で行った。

【００３７】研磨速度評価は次のようにして行った。

【００３８】酸化膜付きウェーハ表面の酸化膜の厚み
を、あらかじめ“ラムダエース”ＶＭ−２０００（大日
本スクリーン製造（株）製）を使用して決められた１９
８点につき測定した。研磨機“ＬＭ−１５Ｅ”（ラップ
マスターＳＦＴ（株）製）の定盤上にクッション層とし
て“Ｓｕｂａ４００”（ロデール・ニッタ（株）製））
を貼り、その上に両面接着テープ“４４２Ｊ” （住友
スリーエム（株）で試験すべき研磨パッドを貼り付け
た。次にダイヤモンドコンディショナ“ＣＭＰ−Ｍ”
（旭ダイヤモンド工業（株）製）（直径１４２ｍｍ）を
用い、押し付け圧力０．０４ＭＰａ、研磨定盤回転数２
５ｒｐｍ、コンディショナ回転数２５ｒｐｍで研磨定盤
と同方向に回転させ、純水を１０ｍｌ／分で研磨パッド
上に供給しながら５分間、研磨パッドのコンディショニ
ングを行った。純水を１００ｍｌ／分で研磨パッド上に
供給しながら研磨パッド上を２分間洗浄した後に、酸化
膜厚みを測定し終わった酸化膜付きウェーハを研磨機に
設置し、取扱説明書に記載された使用濃度の研磨スラリ
ー“ＳＣ−１”（キャボット社製）を１００ｍｌ／分で
研磨パッド上に供給しながら、押し付け圧力０．０４Ｍ
Ｐａ、研磨定盤回転数４５ｒｐｍ、コンディショナ回転
数４５ｒｐｍで研磨定盤と同方向に回転させ、５分間研
磨を行った。ウェーハ表面を乾燥させないようにし、直
ちに純水をかけながらポリビニルアルコールスポンジで
ウェーハ表面を洗浄し、乾燥圧縮空気を吹き付けて乾燥
した。この研磨後の酸化膜の厚みを“ラムダエース”Ｖ
Ｍ−２０００（大日本スクリーン製造（株）製）を使用
して決められた１９８点につき測定し、各々の点での研
磨速度を計算し、その平均値を研磨速度とした。１回の
研磨が終了する毎に、研磨パッドのコンディショニング
以降の操作を繰り返し、１枚のパッドにつき２０回研磨
を行った。

【００３９】スクラッチの観察は、研磨後のウェーハ表
面を高精細デジタルマイクロスコープ“ＶＨ−６３０
０”（（株）キーエンス製）を使用し、倍率２００倍で
観察することにより有無を判定した。 （実施例１）メチルメタクリレート（三菱ガス化学
（株）製）６０重量部に、アゾビスイソブチロニトリル
０．０６重量部を溶解させた溶液中に、ポリメチルメタ
クリレート“スミペックス”ＭＨ（住友化学工業（株）
製）を粉砕した粉末４０重量部を徐々に添加し、攪拌溶
解することにより、ポリメチルメタクリレート溶液を調
製した。

【００４０】次に該溶液中に、膨張済中空高分子微小エ
レメント“エクスパンセル”０９１ＤＥ（ケマ・ノーベ
ル社製）１．８重量部を添加し、コンディショニングミ
キサー“あわとり練太郎”ＭＸ−２０１（（株）シンキ
ー製）を使用し、混合分散し、原料溶液を調製した。

【００４１】次に該原料溶液を、２枚の厚さ５ｍｍのガ
ラス板間に、ガスケットとして厚さ１．５ｍｍのポリ塩
化ビニルシートを介して挟み込み、７０℃水浴中で５時
間、次いで１００℃オーブン中で３時間加熱することに
より重合硬化させた。この硬化物の密度は０．８４、平
均気泡径は３９μｍ、ショアデュロメータ硬度Ｄは８１
であった。

【００４２】この硬化物を直径３８０ｍｍの円に切り取
り、その表面に幅２ｍｍ、深さ０．５ｍｍ、ピッチ幅１
５ｍｍの格子状の溝加工を施して、研磨パッドを作製し
た。同様にして３枚のパッドを作製し、１枚のパッドに
つき２０回ずつ研磨を行った。１、５、１０、１５、２
０回目の研磨速度評価結果、およびスクラッチの観察結
果を表１に示した。 （実施例２）メチルメタクリレート（三菱ガス化学
（株）製）６０重量部に、アゾビスイソブチロニトリル
０．０４重量部を溶解させた溶液中に、ポリメチルメタ
クリレート“スミペックス”ＭＨ（住友化学工業（株）
製）を粉砕した粉末４０重量部を徐々に添加し、攪拌溶
解することにより、ポリメチルメタクリレート溶液を調
製した。

【００４３】次に該溶液中に、未膨張中空高分子微小エ
レメント“マツモトマイクロスフェアー”Ｆ−３０（松
本油脂製薬（株）製）１．８重量部を添加し、コンディ
ショニングミキサー“あわとり練太郎”ＭＸ−２０１
（（株）シンキー製）を使用し、混合分散し、原料溶液
を調製した。

【００４４】次に該原料溶液を、２枚の厚さ５ｍｍのガ
ラス板間に、ガスケットとして厚さ１．５ｍｍのポリ塩
化ビニルシートを介して挟み込み、８０℃水浴中で５時
間、次いで１００℃オーブン中で３時間加熱することに
より重合硬化させた。この硬化物の密度は０．８７、平
均気泡径は３０μｍ、ショアデュロメータ硬度Ｄは８０
であった。

【００４５】この硬化物を直径３８０ｍｍの円に切り取
り、その表面に幅２ｍｍ、深さ０．５ｍｍ、ピッチ幅１
５ｍｍの格子状の溝加工を施して、研磨パッドを作製し
た。同様にして３枚のパッドを作製し、１枚のパッドに
つき２０回ずつ研磨を行った。１、５、１０、１５、２
０回目の研磨速度評価結果、およびスクラッチの観察結
果を表１に示した。 （実施例３）ポリメチルメタクリレート“スミペック
ス”ＭＨ（住友化学工業（株）製）を粉砕した粉末に、
高分子微小エレメントとして、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％）６０
部（固形分換算）、スチレン２９部，アクリロニトリル
１１部からなるパウダ−状のグラフト共重合体を、高分
子微小エレメントの含量が２０重量％となる比率で混合
した後、溶融混練することによりペレット化した。次に
押し出し成形機で、厚さ１．５ｍｍの樹脂板を作製し
た。この樹脂板の密度は１．１９、ショアデュロメータ
硬度Ｄは７８であった。

【００４６】この硬化物を直径３８０ｍｍの円に切り取
り、その表面に幅２ｍｍ、深さ０．５ｍｍ、ピッチ幅１
５ｍｍの格子状の溝加工を施して、研磨パッドを作製し
た。同様にして３枚のパッドを作製し、１枚のパッドに
つき２０回ずつ研磨を行った。１、５、１０、１５、２
０回目の研磨速度評価結果、およびスクラッチの観察結
果を表１に示した。 （比較例１）ポリエーテル系ウレタン重合体“アジプレ
ン”Ｌ−３２５（ユニローヤル社製）７８重量部と４，
４’−メチレン−ビス２−クロロアニリン２０重量部と
膨張済中空高分子微小エレメント“エクスパンセル”５
５１ＤＥ（ケマ・ノーベル社製）１．８重量部をＲＩＭ
成形機で混合して金型に吐出して成形体を作製し、次に
この成形体をスライサーで１．２ｍｍ厚みにスライスし
た。この成形体の密度は０．８０、独立気泡平均径は３
３μｍ、ショアデュロメータ硬度Ｄは５９であった。こ
の成形体を直径３８０ｍｍの円に切り取り、その表面に
幅２ｍｍ、深さ０．５ｍｍ、ピッチ幅１５ｍｍの格子状
の溝加工を施して、研磨パッドを作製した。同様にし
て、同一の成形体から３枚のパッドを作製し、１枚のパ
ッドにつき２０回ずつ研磨を行った。１、５、１０、１
５、２０回目の研磨速度評価結果、およびスクラッチの
観察結果を表１に示した。 （比較例２）メチルメタクリレート（三菱ガス化学
（株）製）６０重量部に、アゾビスイソブチロニトリル
０．０６重量部を溶解させた溶液中に、ポリメチルメタ
クリレート“スミペックス”ＭＨ（住友化学工業（株）
製）を粉砕した粉末４０重量部を徐々に添加し、攪拌溶
解することにより、ポリメチルメタクリレート溶液を調
製した。

【００４７】次に該溶液を、２枚の厚さ５ｍｍのガラス
板間に、ガスケットとして厚さ１．５ｍｍのポリ塩化ビ
ニルシートを介して挟み込み、７０℃水浴中で５時間、
次いで１００℃オーブン中で３時間加熱することにより
重合硬化させた。この硬化物の密度は１．１９、ショア
デュロメータ硬度Ｄは９２であった。

【００４８】この硬化物を直径３８０ｍｍの円に切り取
り、その表面に幅２ｍｍ、深さ０．５ｍｍ、ピッチ幅１
５ｍｍの格子状の溝加工を施して、研磨パッドを作製し
た。同様にして３枚のパッドを作製し、１枚のパッドに
つき２０回ずつ研磨を行った。１、５、１０、１５、２
０回目の研磨速度評価結果、およびスクラッチの観察結
果を表１に示した。

【００４９】

【表１】

【００５０】表１から明らかなように、実施例１、実施
例２および実施例３では、研磨レートが高く、かつ、そ
のバラツキも小さく、さらにスクラッチも発生しなかっ
た。それに対し、比較例１ではスクラッチが発生しなか
ったものの、研磨レートが低く、かつ、そのバラツキも
大きく、また比較例２では研磨レートが高く、かつ、そ
のバラツキも小さかったものの、多数（個数のカウント
不能）のスクラッチが発生した。

【００５１】

【発明の効果】本発明により、高い研磨速度および安定
した研磨特性を有し、かつスクラッチが発生しにくい研
磨パッド、およびその製造方法を提供することができ
る。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】アクリル系樹脂中に複数の高分子微小エレ
   メントが分散された樹脂組成物で構成されていることを
   特徴とする研磨パッド。
2. 【請求項２】該高分子微小エレメントの少なくとも一部
   に空隙が存在する請求項１記載の研磨パッド。
3. 【請求項３】該高分子微小エレメントがゴムを含有する
   ことを特徴とする請求項１または２記載の研磨パッド。
4. 【請求項４】該アクリル系樹脂が、メチルメタクリレー
   トおよびその共重合体から選ばれた少なくとも１種であ
   る請求項１〜３のいずれかに記載の研磨パッド。
5. 【請求項５】該研磨パッドが、半導体基板の研磨用であ
   る請求項１〜４のいずれかに記載の研磨パッド。
6. 【請求項６】少なくともアクリル系単量体を含むアクリ
   ル系樹脂中に、複数の高分子微小エレメントを添加、分
   散してなる樹脂組成物を成型することを特徴とする研磨
   パッドの製造方法。
7. 【請求項７】アクリル系樹脂の溶融物中に、複数の高分
   子微小エレメントを添加、分散してなる樹脂組成物を成
   型することを特徴とする研磨パッドの製造方法。
8. 【請求項８】該高分子微小エレメントの少なくとも一部
   に空隙が存在することを特徴とする請求項６または７記
   載の研磨パッドの製造方法。
9. 【請求項９】該高分子微小エレメントが、ゴムを含有す
   る請求項６〜８のいずれかに記載の研磨パッドの製造方
   法。
10. 【請求項１０】該アクリル系樹脂が、メチルメタクリレ
    ートおよびその共重合体から選ばれた少なくとも１種で
    あることを特徴とする請求項６〜９のいずれかに記載の
    研磨パッドの製造方法。