WO2012077592A1 - 化学機械研磨パッドおよびそれを用いた化学機械研磨方法 - Google Patents

化学機械研磨パッドおよびそれを用いた化学機械研磨方法 Download PDF

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polishing
layer
chemical mechanical
polishing layer
mechanical polishing
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亜耶子 前川
理 加茂
直希 西口
裕貴 仕田
岡本　隆浩
光太郎 久保
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Jsr株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/11—Lapping tools
    • B24B37/20—Lapping pads for working plane surfaces
    • B24B37/24—Lapping pads for working plane surfaces characterised by the composition or properties of the pad materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/304—Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B1/00—Processes of grinding or polishing; Use of auxiliary equipment in connection with such processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/11—Lapping tools
    • B24B37/20—Lapping pads for working plane surfaces
    • B24B37/22—Lapping pads for working plane surfaces characterised by a multi-layered structure

Definitions

  • the present invention relates to a chemical mechanical polishing pad and a chemical mechanical polishing method using the chemical mechanical polishing pad.
  • polishing pad for polishing glass or semiconductor elements a porous non-woven fabric or a polyurethane molded product obtained by impregnating a non-woven fabric with a polyurethane solution has been used.
  • a chemical mechanical polishing pad suitable for chemical mechanical polishing hereinafter also referred to as "CMP" for planarizing the surface of a semiconductor substrate
  • CMP chemical mechanical polishing pad suitable for chemical mechanical polishing
  • JP-A-8-500622 discloses a polishing pad in which a filler-like component is dispersed in polyurethane
  • JP-A-2000-17252 and JP 3956364 consider a polishing pad using foamed polyurethane and the like. There is.
  • polishing pad When CMP is performed using such a polishing pad, frictional heat is generated when the surface to be polished such as the wafer surface rubs against the surface of the polishing pad, and the temperature of the surface of the polishing pad may locally rise. there were. Such a local temperature rise of the surface of the polishing pad changes the polishing characteristics of the polishing pad, which may cause flatness defects, polishing defects (scratches) and the like of the surface to be polished. In addition, when the frictional heat is accumulated in the polishing pad due to the long-term CMP and the temperature rise continues, the polishing characteristics of the entire polishing pad may be changed.
  • foamed polyurethane which is currently widely used as a raw material for polishing pads, is a material that has a low thermal conductivity due to its foamed structure and is also used as a heat insulating material for housing.
  • the polishing pad made of the foamed polyurethane having such properties the (1) frictional heat causes the local temperature rise on the surface of the polishing pad to lower the polishing characteristics, (2) the frictional heat is dissipated Since it is difficult, the temperature of the whole polishing pad rises by long-time CMP, and problems such as changing the polishing characteristics are remarkable.
  • some aspects according to the present invention can achieve both the improvement of the flatness of the surface to be polished and the reduction of polishing defects (scratch) by solving the above-mentioned problems, and also for a long time.
  • the present invention provides a chemical mechanical polishing pad capable of maintaining stable polishing characteristics even in continuous CMP, and a chemical mechanical polishing method using the chemical mechanical polishing pad.
  • the present invention has been made to solve at least a part of the problems described above, and can be realized as the following aspects or application examples.
  • One aspect of the chemical mechanical polishing pad according to the present invention is Having an abrasive layer formed from a composition containing polyurethane,
  • the specific gravity of the polishing layer is 1.1 or more and 1.3 or less, and the thermal conductivity of the polishing layer is 0.2 [W / m ⁇ K] or more.
  • Application Example 2 In the chemical mechanical polishing pad of Application Example 1, It has a laminate in which a support layer is formed on one side of the polishing layer, The thermal conductivity of the laminate may be 0.2 [W / m ⁇ K] or more.
  • the residual strain at the time of tension of the polishing layer can be 2% or more and 10% or less.
  • the volume change rate may be 0.8% or more and 5.0% or less when the polishing layer is immersed in water at 23 ° C. for 24 hours.
  • the compression ratio of the support layer may be 5% or more.
  • the polyurethane can be a thermoplastic polyurethane.
  • composition may further comprise water soluble particles.
  • Application Example 8 One aspect of the chemical mechanical polishing method according to the present invention is Chemical mechanical polishing is characterized by using the chemical mechanical polishing pad according to any one of application examples 1 to 7.
  • the chemical mechanical polishing pad according to the present invention has both the improvement of the flatness of the surface to be polished and the reduction of polishing defects (scratch) by providing the polishing layer having specific gravity and thermal conductivity within a specific range. It is possible to maintain stable polishing characteristics even in CMP over a long time.
  • FIG. 1 is a schematic view for explaining the concept of residual strain when the polishing layer is pulled.
  • FIG. 2A is an enlarged view of region I in FIG.
  • FIG. 2B is an enlarged view of region I in FIG.
  • FIG. 2C is an enlarged view of region I in FIG.
  • FIG. 2D is an enlarged view of region I in FIG.
  • FIG. 2E is an enlarged view of region I in FIG.
  • FIG. 3A is a schematic view for explaining the concept of the volume change rate in the polishing layer.
  • FIG. 3B is a schematic view for explaining the concept of the volume change rate in the polishing layer.
  • FIG. 4A is a schematic view for explaining the concept of Duro D hardness in the polishing layer.
  • FIG. 4B is a schematic view for explaining the concept of Duro D hardness in the polishing layer.
  • FIG. 5A is a schematic view for explaining the concept of surface hardness in the polishing layer.
  • FIG. 5B is a schematic view for explaining the concept of surface hardness in the polishing layer.
  • the “wet state” refers to a state in which the polishing layer is immersed in water at 23 ° C. for 4 hours or more.
  • the term “hardness” simply refers to Duro D hardness
  • the term “surface hardness” refers to universal hardness [HU: N / mm 2 ].
  • the surface hardness of the polishing layer in the wet state is represented by universal hardness [HU: N / mm 2 ] when a constant pressure is applied, as also shown in the examples described later.
  • the configuration of the chemical mechanical polishing pad according to the present embodiment is not particularly limited as long as at least one surface is provided with a polishing layer.
  • the specific gravity of the polishing layer is 1.1 or more and 1.3 or less, and the thermal conductivity is 0.2 [W / m ⁇ K] or more.
  • the chemical mechanical polishing pad according to the present embodiment will be described in detail below.
  • the abrasive layer constituting the chemical mechanical polishing pad according to the present embodiment is formed of a composition containing polyurethane (hereinafter, also simply referred to as “composition”) by a manufacturing method described later.
  • composition a composition containing polyurethane
  • the most suitable polyurethane may be selected appropriately in consideration of the material of the object to be polished and the affinity with the slurry used at the time of polishing.
  • the term "abrasive layer” refers to a single layer having a surface (hereinafter referred to as "abrasive surface") in contact with an object to be polished when chemical mechanical polishing is performed. That is, in the present invention, although another layer having no polishing surface may be included between the polishing layer and the support layer, the other layer is not a “polishing layer” because it does not have a polishing surface.
  • polishing layers containing polyurethane are classified into foam type and non-foam type.
  • the non-foaming type polishing layer which is widely used at present, its specific gravity and hardness are greater than that of the foam type due to its structure, and along with this, the polishing layer is used for the unevenness of the surface to be polished (surface such as wafer). Elastic deformation is reduced. As a result, the flatness of the surface to be polished tends to be good.
  • the hardness of the polishing layer is larger than that of the foam type, the generation of polishing defects (scratch, etc.) tends to increase due to polishing debris and pad debris which enter between the surface to be polished and the polishing layer.
  • the specific gravity and the hardness tend to be small due to the structure.
  • polishing debris or pad debris that has entered between the surface to be polished (surface such as a wafer) and the polishing layer is captured by the surface of the flexible polishing layer, and the pressing force against the surface to be polished causes polishing debris or pad Since the contact of scraps can be avoided, the occurrence of polishing defects can be reduced.
  • the elastic deformation of the polishing layer becomes large following the unevenness of the surface to be polished, the flatness of the surface to be polished tends to be deteriorated. From the above, it has been considered that the improvement of the flatness of the surface to be polished (the surface such as a wafer) and the reduction of the polishing defect (such as scratch) are contradictory characteristics.
  • the present inventors prepared a polishing layer using a composition containing a polyurethane, and controlled the specific gravity and the thermal conductivity of the polishing layer, the surface to be polished that had been difficult in the prior art. It has been found that both the improvement of the flatness of (the surface of a wafer etc.) and the reduction of polishing defects (scratch etc.) can be achieved, and stable polishing characteristics can be obtained even in long-time CMP.
  • thermoplastic polyurethane As described above, the structure and type of the polyurethane contained in the composition are not particularly limited, but when the object to be polished is a semiconductor wafer provided with a wiring, improvement in flatness of the surface to be polished and polishing defects ( It is preferable to use a thermoplastic polyurethane from the viewpoint of achieving a reduction in scratch).
  • the thermoplastic polyurethane more preferably contains a repeating unit derived from at least one selected from alicyclic isocyanates and aromatic isocyanates. According to a composition containing a thermoplastic polyurethane having such a chemical structure, an abrasive layer having excellent flexibility can be produced.
  • Abrasive layers containing polyurethanes in which thermally crosslinkable polyurethanes are crosslinked and molecular chains are strongly bonded are less likely to swell even in contact with water, as compared to abrasive layers prepared using thermoplastic polyurethanes. It has properties and can not reduce the surface hardness in the wet state. For this reason, when the polishing layer contains a cross-linked polyurethane, the polishing debris and the pad debris which get in between the surface to be polished and the polishing surface will be captured by the surface of the polishing layer having high surface hardness, Since they come in contact with the surface to be polished at a strong pressing pressure, the occurrence of polishing defects can not be suppressed.
  • a polishing layer produced from a composition containing a thermoplastic polyurethane containing a repeating unit derived from at least one selected from an alicyclic isocyanate and an aromatic isocyanate facilitates control of crystallinity, It becomes easy to control the specific gravity and hardness of the polishing layer.
  • alicyclic isocyanate examples include isophorone diisocyanate (IPDI), norbornene diisocyanate, hydrogenated 4,4'-diphenylmethane diisocyanate (hydrogenated MDI) and the like. These alicyclic isocyanates may be used alone or in combination of two or more.
  • aromatic isocyanate examples include 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, 2,2'-diphenylmethane diisocyanate, 2,4'-diphenylmethane diisocyanate, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, and naphthalene.
  • aromatic diisocyanates such as diisocyanate, 1,5-naphthalene diisocyanate, p-phenylene diisocyanate, m-phenylene diisocyanate and p-xylene diisocyanate.
  • 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, and 4,4'-diphenylmethane diisocyanate are preferable from the viewpoint of easy control of reaction with a hydroxyl group.
  • aromatic isocyanates may be used alone or in combination of two or more.
  • thermoplastic polyurethane contained in the said composition may use together alicyclic isocyanate and aromatic isocyanate, and may use other isocyanate other than these together.
  • Other isocyanates include, for example, aliphatic diisocyanates such as ethylene diisocyanate, 2,2,4-trimethylhexamethylene diisocyanate and 1,6-hexamethylene diisocyanate.
  • thermoplastic polyurethane contained in the said composition contains the repeating unit originating in alicyclic isocyanate.
  • the thermoplastic polyurethane can exhibit appropriate hardness, and surface hardness in the wet state can be more appropriately controlled, and flexibility is further increased. Therefore, it is suitable for implementation of the present invention.
  • thermoplastic polyurethane contained in the said composition further contains the repeating unit derived from at least 1 sort (s) selected from polyether polyol, polyester polyol, polycarbonate polyol, and polyolefin polyol.
  • s the repeating unit derived from at least 1 sort (s) selected from polyether polyol, polyester polyol, polycarbonate polyol, and polyolefin polyol.
  • the inclusion of the repeating units derived from the exemplified polyols tends to further improve the water resistance of the thermoplastic polyurethane.
  • thermoplastic polyurethane contained in the composition may contain a repeating unit derived from a chain extender.
  • chain extender include ethylene glycol, propylene glycol, 1,3-propanediol, 1,3-butylene glycol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, and 1,6-hexanediol.
  • Low molecular weight dihydric alcohols such as neopentyl glycol, 1,4-cyclohexanedimethanol, 3-methyl-1,5-pentanediol, diethylene glycol, triethylene glycol and 1,4-bis (2-hydroxyethoxy) benzene are mentioned Be Among these, ethylene glycol, propylene glycol, 1,3-propanediol, 1,3-butylene glycol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, from the viewpoint of easy control of reaction with an isocyanate group. 1,6-Hexanediol is preferred, and 1,4-butanediol is more preferred.
  • the thermoplastic polyurethane contained in the composition contains 2 to 60% by mass of a repeating unit derived from at least one selected from alicyclic isocyanate and aromatic isocyanate, based on 100% by mass of the thermoplastic polyurethane. Preferably, the content is 3 to 55% by mass.
  • a repeating unit derived from at least one selected from an alicyclic isocyanate and an aromatic isocyanate in the above range, the thermoplastic polyurethane exhibits appropriate hardness, and the surface hardness in the wet state is appropriately controlled. It is suitable for the implementation of the present invention because it can be done and its flexibility is increased.
  • thermoplastic polyurethane contained in the composition is not particularly limited, and the thermoplastic polyurethane can be produced according to a general method for producing polyurethane (for example, a conventionally known batch method or prepolymer method).
  • the composition may further contain a polymer compound other than the thermoplastic polyurethane.
  • the other polymer compound that can be added to the composition is preferably a polymer compound having a water absorption coefficient of 3 to 3000% (hereinafter, also referred to as "water-absorbent polymer compound").
  • water-absorbent polymer compound By adding the water-absorbing polymer compound, it is possible to impart appropriate water absorption to the polishing layer, and it is possible to easily control the volume change of the polishing layer which may occur due to swelling due to water absorption.
  • water-absorbent polymer compounds comprising at least one bond selected from ether bonds, ester bonds and amide bonds are more preferable.
  • water-absorbing polymer compound containing an ether bond examples include polyoxyethylene, polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene alkyl phenol ether, polyether ester amide, polyether amide imide, polypropylene glycol, polyoxypropylene butyl ether, polyoxy acid Propylene glyceryl ether, polyoxypropylene sorbite, oxyethylene-epichlorohydrin copolymer, methoxypolyethylene glycol (meth) acrylate copolymer, polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene cetyl ether, polyoxyethylene oleyl ether, poly Oxyethylene oleyl cetyl ether, polyoxyethylene polyoxypropylene glycol, polyoxyethylene ester Oxypropylene butyl ether, polyoxyethylene polyoxypropylene hexylene glycol ether, polyoxyethylene polyoxypropylene trimethylolpropane, polyoxyethylene polyoxypropylene glyceryl ether, copolymer
  • polyoxyethylene fatty acid ester for example, polyoxyethylene fatty acid ester, sucrose fatty acid ester, sorbitan fatty acid ester, polyoxyethylene sorbitan fatty acid ester, glycerin fatty acid ester, acrylic acid ester copolymer (acrylic rubber) Etc.
  • polyoxyethylene fatty acid ester include polyethylene glycol monostearate, polyethylene glycol laurate, polyethylene glycol monooleate, polyethylene glycol distearate and the like.
  • water-absorbing polymer compound containing an amide bond examples include fatty acid alkanolamides and modified polyamide resins.
  • the molecular weight of the water-absorbing polymer compound is preferably 500 to 1,000,000, and more preferably 5,000 to 500,000, as the weight average molecular weight in terms of polystyrene measured by gel permeation chromatography.
  • the content thereof is preferably 1% by mass to 20% by mass, based on 100% by mass of the total amount of the thermoplastic polyurethane and the water-absorbing polymer compound. More preferably, it is 3 mass% or more and 15 mass% or less, and particularly preferably 5 mass% or more and 10 mass% or less.
  • the volume change rate in the wet state can be easily adjusted to the range of 0.8% or more and 5.0% or less.
  • the volume change rate of the polishing layer is in the above range, the surface of the polishing layer is appropriately softened by water absorption, so that the flatness of the surface to be polished is improved and polishing defects (scratches) can be reduced. .
  • the composition may further comprise water soluble particles.
  • Such water soluble particles are preferably present in the composition in a uniformly dispersed state.
  • an abrasive layer in a state in which the water-soluble particles are uniformly dispersed can be obtained.
  • a polishing aqueous dispersion (hereinafter also referred to as “slurry”) consisting of abrasive grains and a chemical solution, the water-soluble particles are released from the surface of the polishing layer to retain the slurry. It is used for the purpose of forming possible pores (pores). For this reason, pores are formed on the surface of the abrasive layer by using the water-soluble particles without using a polyurethane foam having a cell structure, and the retention of the slurry becomes better. In addition, since pores are formed on the surface of the polishing layer, the surface hardness in the wet state can be controlled. Furthermore, it is possible to increase the specific gravity of the polishing layer by using particles having a large specific gravity.
  • the composition containing the thermoplastic polyurethane contains water-soluble particles
  • the elastic deformation of the polishing layer can be reduced by the water-soluble particles acting as a reinforcing agent such as a filler, so that the surface to be polished is Flatness can be improved, (2) excellent mechanical strength due to non-foaming type polishing layer, and (3) there is no need to use a sophisticated technique to uniformly control the foam cell structure It is more preferable from the point which is excellent in productivity from this.
  • the water-soluble particles are not particularly limited, and examples thereof include organic water-soluble particles and inorganic water-soluble particles. Specifically, in addition to a water-soluble polymer which is soluble in water, a water-absorbent resin which is swelled or gelled by contact with water and released from the surface of the polishing layer may be mentioned.
  • Examples of the material constituting the organic water-soluble particles include saccharides (polysaccharides such as starch, dextrin and cyclodextrin, lactose, mannitol etc.), celluloses (hydroxypropyl cellulose, methyl cellulose etc.), protein, polyvinyl alcohol, Polyvinyl pyrrolidone, polyacrylic acid, polyethylene oxide, sulfonated polyisoprene, sulfonated isoprene copolymer and the like can be mentioned.
  • saccharides polysaccharides such as starch, dextrin and cyclodextrin, lactose, mannitol etc.
  • celluloses hydroxypropyl cellulose, methyl cellulose etc.
  • protein polyvinyl alcohol
  • Polyvinyl pyrrolidone polyacrylic acid
  • polyethylene oxide polyethylene oxide
  • sulfonated polyisoprene sulfonated isoprene copoly
  • Examples of the material constituting the inorganic water-soluble particles include potassium acetate, potassium nitrate, potassium carbonate, potassium hydrogencarbonate, potassium bromide, potassium phosphate, potassium sulfate, magnesium sulfate, calcium nitrate and the like.
  • the water-soluble particles materials constituting organic water-soluble particles or inorganic water-soluble particles may be used alone or in combination of two or more. From the viewpoint that the hardness and other mechanical strengths of the polishing layer can be set to an appropriate value, the water-soluble particles are preferably solid.
  • the content of the water-soluble particles in the composition is preferably 3 to 150 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the thermoplastic polyurethane.
  • the content of the water-soluble particles is in the above range, it is possible to produce a polishing layer that exhibits a high polishing rate in chemical mechanical polishing, and that has appropriate hardness and other mechanical strength.
  • the average particle size of the water-soluble particles is preferably 0.5 to 200 ⁇ m.
  • the size of the pores formed by releasing the water-soluble particles from the surface of the polishing layer of the chemical mechanical polishing pad is preferably 0.1 to 500 ⁇ m, more preferably 0.5 to 200 ⁇ m.
  • the specific gravity of the polishing layer provided in the chemical mechanical polishing pad according to the present embodiment is 1.1 or more and 1.3 or less, and preferably 1.15 or more and 1.27 or less.
  • the specific gravity of the polishing layer is in the above range, the hardness of the polishing layer is appropriate and the flatness of the surface to be polished is good, and the elastic deformation (following) of the polishing layer to the irregularities of the surface to be polished is appropriate Therefore, polishing defects (scratch) can be reduced.
  • the specific gravity of the polishing layer is less than the above range, the hardness of the polishing layer is too low, and the flatness of the surface to be polished is unfavorably deteriorated.
  • the specific gravity of the polishing layer exceeds the above range, the hardness of the polishing layer becomes too high, which is not preferable because polishing defects (scratch) increase.
  • the upper limit of the specific gravity of the polishing layer is 1.30 or less, in consideration of the balance between the currently known specific gravity of polyurethane and the appropriate hardness of the polishing layer.
  • a material having a large specific gravity in addition to urethane in the polishing layer.
  • a polishing layer having a specific gravity exceeding 1.30 can be produced by mixing a material having a large specific gravity, such as silica or alumina, with urethane as a filler.
  • the hardness of the polishing layer is increased by the mixed filler, and the scratch on the surface to be polished is significantly deteriorated. Therefore, the same effects as the polishing layer of the present invention can not be exhibited.
  • the specific gravity of the polishing layer can be measured by a method in accordance with “JIS Z8807”. Specifically, a sample of known mass is placed in a Le Chatelier pycnometer containing water, the volume of the sample is known from the rise of the liquid level by the sample, and the specific gravity is determined from the mass and volume of the sample.
  • the polishing layer provided in the chemical mechanical polishing pad according to the present embodiment is preferably a non-foaming type from the viewpoint of making the specific gravity in the above range.
  • the non-foaming type means that the polishing layer is substantially free of air bubbles.
  • the specific gravity of a urethane pad having a foam-type polishing layer currently marketed, for example, a general commercial polishing pad such as “IC 1000” manufactured by ROHM & HAAS is about 0.40 to 0.90.
  • the thermal conductivity of the polishing layer provided in the chemical mechanical polishing pad according to the present embodiment is 0.2 [W / m ⁇ K] or more, and is 0.3 [W / m ⁇ K] or more Is preferred. If the thermal conductivity of the polishing layer is 0.2 [W / m ⁇ K] or more, it is possible to rapidly diffuse into the polishing layer the frictional heat generated when the surface to be polished and the surface of the polishing pad rub against each other. It is possible to reduce the local temperature rise of the surface of the polishing pad. In addition, the durability of the polishing layer can be improved by reducing the accumulation of frictional heat generated by long-term CMP in the polishing layer.
  • the thermal conductivity of the polishing layer is preferably 0.2 [W / m ⁇ K] or more, but a currently known general-purpose engineering plastic (general-purpose engineering plastic: polyvinyl alcohol
  • general-purpose engineering plastic polyvinyl alcohol
  • the upper limit of the thermal conductivity of polyvinyl chloride, epoxy resin, polyurethane, polyacrylic resin, polyester resin, etc. is naturally 0.6 [W / m ⁇ K].
  • new polyurethanes with higher thermal conductivity will be developed in the future. Therefore, the technical idea of the present invention is not limited at all by the upper limit of the thermal conductivity described above.
  • the polishing layer provided in the chemical mechanical polishing pad according to the present embodiment is preferably a non-foaming type from the viewpoint of the thermal conductivity in the above range. Moreover, it is preferable to contain a filler with high heat conductivity, for example, the above-mentioned water-soluble particle etc. can be contained as a filler.
  • a filler with high heat conductivity for example, the above-mentioned water-soluble particle etc.
  • the thermal conductivity of the polishing layer of a urethane pad having a foam-type polishing layer currently marketed for example, a general commercial polishing pad such as “IC 1000” manufactured by ROHM & HAAS, is 0.05 to 0. It is about ten.
  • the chemical mechanical polishing pad according to the present embodiment has a laminate composed of a polishing layer and a support layer described later, or a laminate comprising another layer between the polishing layer and the support layer.
  • the thermal conductivity of the laminate is preferably 0.2 [W / m ⁇ K] or more, and more preferably 0.3 [W / m ⁇ K] or more.
  • the thermal conductivity of the laminate is 0.2 [W / m ⁇ K] or more, the frictional heat generated when the object to be polished and the polishing layer rub against each other is efficiently via the other layer or the support layer. It can be diffused to the surface plate which fixes the polishing pad.
  • the thermal conductivity of the laminate can be calculated from the thickness of each layer and the thermal conductivity of each layer.
  • the entire chemical mechanical polishing pad has another layer (thickness: d2, thermal conductivity ⁇ 2) between the polishing layer (thickness: d1, thermal conductivity ⁇ 1) and the support layer (thickness: d3, thermal conductivity ⁇ 3)
  • the thermal conductivity can be calculated by the following equation (3).
  • what is necessary is just to calculate the value of d2 and d2 / ⁇ 2 as 0 in following formula (3), when not containing the said other layer.
  • Thermal conductivity [W / m ⁇ K] (d1 + d2 + d3) / ((d1 / ⁇ 1) + (d2 / ⁇ 2) + (d3 / ⁇ 3)) (3)
  • thermal conductivity of a urethane pad with a foam type polishing layer currently marketed for example, a general commercial polishing pad such as "IC 1000" manufactured by ROHM & HAAS, is about 0.02 to 0.10. is there.
  • the residual strain in tension of the polishing layer provided in the chemical mechanical polishing pad according to the present embodiment is preferably 2% or more and 10% or less, and more preferably 2% or more and 9% or less preferable.
  • polishing debris and pad debris are gradually accumulated there, causing clogging and deteriorating the polishing characteristics. Therefore, by dressing with a diamond grindstone (hereinafter, also referred to as “diamond conditioning"), the surface of the clogged polishing layer is scraped off, and the same surface as the initial state below from the surface is exposed and used. During this diamond conditioning, fuzz and pad debris on the surface of the polishing layer are generated.
  • diamond conditioning also referred to as “diamond conditioning”
  • FIG. 1 is a schematic view for explaining the concept of residual strain when the polishing layer is pulled.
  • FIGS. 2A to 2E are enlarged views of a region I in FIG. 1 for explaining the concept of residual strain during tension of the polishing layer.
  • FIG. 1 shows that during diamond conditioning, the surface of the polishing layer 10 is scraped off by rotating the dresser 20 in the direction of the arrow in FIG.
  • FIGS. 2A to 2B when the polishing layer 10 is dressed, a part of the surface of the polishing layer 10 is pulled by the dresser 20 and extended. Then, as shown in FIG. 2C, a part of the surface of the polishing layer 10 is cut to generate pad chips 10a.
  • FIG. 2C shows that a part of the surface of the polishing layer 10 is cut to generate pad chips 10a.
  • the unstretched portion 10b shrinks to return to the original state due to the elasticity of the polishing layer, but as shown in FIG. 2E, fuzz corresponding to the residual strain of the polishing layer Part 10b 'is generated.
  • the residual strain in tension of the polishing layer is an index indicating the degree of fuzzing on the surface of the polishing layer during diamond conditioning.
  • the residual strain at the time of tension of the polishing layer can be measured by a method in accordance with “JIS K6270”.
  • the test apparatus includes a fixed-side clamp that holds one end of the test strip, a reciprocating clamp that holds and reciprocates the other end of the test strip, a driving device that reciprocates the clamp at a constant frequency, and a clamp It is comprised by the counter etc. which display the frequency
  • a specific measurement method is to attach two dumbbell-shaped test pieces to a clamp, move the test apparatus, and stop after repeating 1 ⁇ 10 3 times. Stop at a position where stress is not applied to one test piece, and measure the distance between marks of the test piece after one minute.
  • the test frequency is usually in the range of 1 to 5 Hz.
  • the temperature and humidity at the time of measurement shall be in accordance with "JIS K6250" "6.1 Standard temperature of test room” and "6.2 Standard humidity of test room”. That is, the standard temperature of the test room is 23 ° C., and the tolerance is ⁇ 2 ° C. The standard humidity in the laboratory is 50% relative humidity, with a tolerance of ⁇ 10%.
  • the polishing layer provided in the chemical mechanical polishing pad according to the present embodiment preferably has a volume change rate of 0.8% or more and 5% or less when the polishing layer is immersed in water at 23 ° C. for 24 hours. And 1% or more and 3% or less.
  • FIGS. 3A to 3B are schematic views for explaining the concept of the volume change rate in the polishing layer.
  • Chemical mechanical polishing pads are constantly exposed to the slurry during the polishing operation.
  • the recess 30 of the polishing layer 10 which has been produced with a predetermined size and shape before water absorption as shown in FIG. 3A, is caused by swelling due to water absorption as shown in FIG. The degree of fuzzing may change.
  • the volume change rate when immersed in water is in the above range, the surface of the polishing layer is appropriately softened by swelling due to water absorption, so that the occurrence of scratches can be reduced.
  • the volume change rate is less than the above range, the swelling due to water absorption is small and the softening of the surface of the polishing layer is insufficient, so the effect of reducing the occurrence of scratches can not be sufficiently exhibited. If the volume change rate exceeds the above range, swelling due to water absorption becomes too large, and although the occurrence of scratches can be reduced, the flatness of the object to be polished is deteriorated. In particular, in the case where a recess pattern is formed on the polishing surface, if swelling due to water absorption becomes too large, the shape and dimensions of the recess pattern may change according to the polishing time, and stable polishing characteristics may not be obtained. For this reason, it is preferable to swell to soften the surface of the polishing layer, but excessive swelling is not preferable because it causes deformation of the polishing surface.
  • the Duro D hardness of the polishing layer provided in the chemical mechanical polishing pad according to the present embodiment is preferably 50 D to 80 D, more preferably 55 D to 75 D, and 60 D to 70 D. Is particularly preferred.
  • FIG. 4A to 4B are schematic views for explaining the concept of Duro D hardness in the polishing layer.
  • the Duro D hardness is an index indicating the degree of macroscopic deflection of the polishing layer 10 when such a load is applied in the polishing process. This can be understood from the measurement method described later.
  • the Duro D hardness of the polishing layer is in the above range, the Duro D hardness of the polishing layer is appropriate, so that the flatness of the surface to be polished is improved and the elastic deformation of the polishing layer to the unevenness of the surface to be polished ( Since the followability is appropriate, polishing defects (scratch) can be reduced. If the Duro D hardness of the polishing layer is less than the above range, the flatness of the surface to be polished is unfavorably deteriorated. In addition, when the Duro D hardness of the polishing layer exceeds the above range, polishing defects (scratch) increase, which is not preferable.
  • the Duro D hardness of the polishing layer can be measured by a method in accordance with "JIS K6253". Specifically, place the test specimen on a flat, firm surface, keep the pressure plate of the Type D durometer parallel to the surface of the test specimen, and ensure that the push needle is perpendicular to the surface of the test specimen. Hold the Type D durometer and bring the pressure plate into contact with the test piece so as not to give an impact. The needle tip is measured at a position at least 12 mm away from the end of the test piece. A reading is taken 15 seconds after contacting the pressure plate with the test piece. The number of measurement points is measured 5 times at a position separated by 6 mm or more, and the median value is taken as Duro D hardness.
  • Surface hardness in wet condition of the polishing layer comprising the chemical mechanical polishing pad according to surface hardness present embodiment in the wet state is preferably 2N / mm 2 or more 10 N / mm 2 or less, 3N / mm 2 or more 9N / more preferably mm 2 less, and particularly preferably 4N / mm 2 or more 8N / mm 2 or less.
  • the surface hardness of the polishing layer in the wet state is an index indicating the surface hardness of the polishing layer in actual use of CMP.
  • 5A to 5B are schematic views for explaining the concept of surface hardness in the polishing layer. As shown in FIG. 5A, a micro-sized probe 40 is pushed into the surface of the polishing layer 10.
  • the polishing layer 10 immediately below the probe 40 is deformed so as to be pushed out around the probe 40.
  • the surface hardness is an index that represents the degree of deformation or deflection of the electrode surface of the polishing layer. That is, while the Duro D hardness measurement, which is a hardness measurement method in millimeter units as shown in FIGS. 4A and 4B, provides data representing macro hardness of the entire polishing layer, polishing as shown in FIGS.
  • the surface hardness measurement in the wet state of the layer provides data representing the microhardness of the electrode surface of the polishing layer.
  • the indentation depth of the polishing layer in actual use of CMP is 5 micrometers to 50 micrometers.
  • the surface hardness of the polishing layer in the wet state it is preferable to determine the surface hardness of the polishing layer in the wet state.
  • the surface hardness of the polishing layer in the wet state is in the above range, the flexibility of the electrode surface of the polishing layer becomes appropriate, so that polishing defects (scratches) can be reduced.
  • the surface hardness of the polishing layer in the wet state is less than the above range, the flatness of the surface to be polished may be deteriorated. If the surface hardness of the polishing layer in the wet state exceeds the above range, polishing defects (scratch) may increase, which is not preferable.
  • the surface hardness of the polishing layer in the wet state is determined by using a nanoindenter (product name: HM2000) manufactured by FISCHER in a polishing layer immersed in water at 23 ° C. for 4 hours. Indicated by the universal hardness (HU) of
  • the shape of the polishing layer and the recess The planar shape of the polishing layer is not particularly limited, but may be, for example, a circular shape.
  • the size thereof is preferably 150 mm to 1200 mm in diameter, more preferably 500 mm to 1000 mm in diameter.
  • the thickness of the polishing layer is preferably 0.5 mm to 5.0 mm, more preferably 1.0 mm to 4.0 mm, and particularly preferably 1.5 mm to 3.5 mm.
  • a plurality of recesses may be formed on the polishing surface.
  • the recess holds the slurry supplied during CMP and distributes it uniformly to the polishing surface, and temporarily holds waste such as polishing debris, pad debris and used slurry, to the outside. It has a function as a route for discharging.
  • the depth of the recess can be preferably 0.1 mm or more, more preferably 0.1 mm to 2.5 mm, particularly preferably 0.2 mm to 2.0 mm.
  • the width of the recess can be preferably 0.1 mm or more, more preferably 0.1 mm to 5.0 mm, particularly preferably 0.2 mm to 3.0 mm.
  • the distance between adjacent recesses may be preferably 0.05 mm or more, more preferably 0.05 mm to 100 mm, and particularly preferably 0.1 mm to 10 mm.
  • the pitch which is the sum of the width of the recess and the distance between the adjacent recesses may be preferably 0.15 mm or more, more preferably 0.15 mm to 105 mm, particularly preferably 0.6 mm to 13 mm. .
  • the recess may be formed at a predetermined interval in the above range. By forming the recess having the shape in the above range, it is possible to easily manufacture a chemical mechanical polishing pad which is excellent in the scratch reduction effect of the surface to be polished and which has a long life.
  • each said preferable range can be made into each combination. That is, for example, the depth is preferably 0.1 mm or more, the width is 0.1 mm or more, the interval is 0.05 mm or more, the depth is 0.1 mm to 2.5 mm, and the width is 0.1 mm to 5. 0 mm, more preferably 0.05 mm to 100 mm, particularly preferably 0.2 mm to 2.0 mm in depth, 0.2 mm to 3.0 mm in width, and 0.1 mm to 10 mm in distance .
  • a multi-blade tool having a shape described in JP-A-2006-167811, JP-A-2001-18164, or JP-A-2008-183657 can be used.
  • the cutting edge of the tool used is selected from diamond or at least one metal element selected from Group 4, 5 or 6 metals such as Ti, Cr, Zr, V, etc. and nitrogen, carbon and oxygen And at least one non-metallic element.
  • the coating layer is not limited to the case where one layer is provided, and a plurality of layers may be provided with different materials.
  • the thickness of such a coating layer is preferably 0.1 to 5 ⁇ m, and more preferably 1.5 to 4 ⁇ m.
  • known techniques such as an arc ion plating apparatus can be appropriately selected and used according to the material of the tool, the coating material, and the like.
  • the polishing layer used in the present embodiment can be obtained by molding the above-described composition containing polyurethane. Kneading of the composition can be performed by a known kneader or the like. As a kneader, a roll, a kneader, a Banbury mixer, an extruder (single screw, multi-screw) etc. are mentioned, for example. As a method of molding the polishing layer from the composition, the composition plasticized at 120 ° C. to 230 ° C. may be molded by a method of press molding, extrusion molding or injection molding, and plasticizing / sheeting. The specific gravity and the hardness can also be controlled by appropriately adjusting the molding conditions.
  • a recess may be formed on the polished surface by cutting.
  • the concave portion can be formed simultaneously with the rough shape of the polishing layer by molding the above-described composition using a mold in which a pattern to be a concave portion is formed.
  • the chemical mechanical polishing pad according to the present embodiment may be composed of only the above-described polishing layer, but a support layer may be provided on the surface opposite to the polishing surface of the polishing layer.
  • the support layer is used to support the polishing layer on a polishing machine platen in a chemical mechanical polishing pad.
  • the support layer may be an adhesive layer or may be a cushion layer having an adhesive layer on both sides.
  • the adhesive layer can be, for example, an adhesive sheet.
  • the thickness of the adhesive sheet is preferably 50 ⁇ m to 250 ⁇ m. By having a thickness of 50 ⁇ m or more, the pressure from the polishing surface side of the polishing layer can be sufficiently relieved, and by having a thickness of 250 ⁇ m or less, the effect of asperities is not uniform on the polishing performance. A chemical mechanical polishing pad having a thickness as described above is obtained.
  • the material of the pressure-sensitive adhesive sheet is not particularly limited as long as the polishing layer can be fixed to a platen for a polishing apparatus, but an acrylic or rubber material having a lower elastic modulus than the polishing layer is preferable.
  • the adhesive strength of the pressure-sensitive adhesive sheet is not particularly limited as long as the chemical mechanical polishing pad can be fixed to the surface plate of the polishing apparatus, but when the adhesive strength of the pressure-sensitive adhesive sheet is measured in accordance with "JIS Z0237", the adhesive strength is preferable. Is 3 N / 25 mm or more, more preferably 4 N / 25 mm or more, and particularly preferably 10 N / 25 mm or more.
  • the material of the cushion layer is not particularly limited as long as it is a material having a hardness lower than that of the polishing layer, and may be a porous body (foam) or a non-porous body.
  • a cushion layer the layer which shape
  • the thickness of the cushioning layer is preferably 0.1 mm to 5.0 mm, more preferably 0.5 mm to 2.0 mm.
  • the thermal conductivity of the support layer is also preferably 0.2 [W / m ⁇ K] or more, and more preferably 0.3 [W / m ⁇ K] or more. If the thermal conductivity of the support layer is 0.2 [W / m ⁇ K] or more, the frictional heat generated when the surface to be polished and the surface of the polishing pad rub against each other is efficiently determined via the support layer. It can be diffused to the board. As a result, since the frictional heat generated in the polishing layer can be efficiently removed, the temperature rise in the polishing layer can be reduced and stable polishing characteristics can be maintained even when CMP is performed for a long time. Can.
  • the thermal conductivity of the support layer can be measured by the same method as the above-described method of measuring the thermal conductivity of the polishing layer.
  • the thermal conductivity of the support layer of a urethane pad having a foam type polishing layer currently marketed for example, a general commercial polishing pad such as "IC 1000" manufactured by ROHM & HAAS, is 0.01 to 0.10. It is an extent.
  • the compressibility of the support layer is preferably 5% or more, more preferably 6% or more.
  • the pressing pressure per unit area differs between the central portion and the end portion, and the pressing pressure at the end portion tends to be larger. Then, the difference between the polishing rate at the central portion of the object to be polished and the polishing rate at the end increases, making it difficult to polish the surface to be polished at a uniform polishing rate.
  • the compression ratio of the support layer is in the above range, the increase in the pressing pressure at the end can be reduced by effectively deforming the support layer, so that the entire surface to be polished is polished at a uniform polishing rate.
  • the compression ratio of the polishing layer is in the above range, the pressing pressure exerted on the object to be polished is too low, the polishing rate may be significantly reduced, and the flatness of the surface to be polished may be impaired. Therefore, in order to achieve the object of the present invention, it is desirable that the compression ratio of the support layer be in the above range.
  • the chemical mechanical polishing method according to the present embodiment is characterized by chemical mechanical polishing using the above-mentioned chemical mechanical polishing pad.
  • the aforementioned chemical mechanical polishing pad is formed of a composition containing polyurethane and has a polishing layer having a specific range of specific gravity and thermal conductivity. Therefore, according to the chemical mechanical polishing method according to the present embodiment, it is possible to simultaneously improve the flatness of the surface to be polished in the CMP step and reduce the polishing defect (scratch), and in the CMP for a long time. Also, stable polishing characteristics can be maintained.
  • a commercially available chemical mechanical polishing apparatus can be used.
  • a commercially available chemical mechanical polishing apparatus for example, model “EPO-112”, model “EPO-222” (above, manufactured by Ebara Corp.); model “LGP-510”, model “LGP-552” (above, Lapmaster SFT Corporation); model “Mirra”, model “Reflexion LK” (above, manufactured by Applied Materials, Inc.) and the like.
  • an optimum slurry can be selected appropriately according to the object to be polished (copper film, insulating film, low dielectric constant insulating film, etc.).
  • Example 1 100 parts by mass of non-alicyclic thermoplastic polyurethane (manufactured by BASF, trade name "Elastol 1174D, hardness 70D), ⁇ -cyclodextrin (made by salt water port semi-sugar Co., Ltd., trade name” Dexipearl ⁇ - "as water-soluble particles
  • a thermoplastic polyurethane composition was prepared by kneading 29 parts by mass of 100 ", average particle diameter 20 ⁇ m) with a router adjusted to a temperature of 200 ° C. The produced thermoplastic polyurethane composition was compression molded at 180 ° C.
  • Example 2 First, in the same manner as in Example 1, a polishing layer was obtained. A sheet-like urethane (product name: Nippa Rey EXY) to be a support layer on the tape surface by laminating a double-sided tape # 550PS5 (manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd.) on the surface of the polishing layer produced in this manner and having no recess formed. "Nippon Kasho Co., Ltd.” was laminated, and a double-sided tape # 442JA (manufactured by 3M) was laminated to prepare a chemical mechanical polishing pad.
  • a sheet-like urethane product name: Nippa Rey EXY
  • Examples 3 and 4 Chemical mechanical polishing pads of Examples 3 and 4 were produced in the same manner as Example 1 except that the types and contents of the respective components of the composition were changed to those described in Table 1.
  • Example 5 First, in the same manner as in Example 1, a polishing layer was obtained. A double-sided tape # 550PS5 (manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd.) is laminated on the surface of the polishing layer thus produced in which no recess is formed, and a support layer having a compression ratio and a thermal conductivity described in Table 1 is obtained. It stuck, it laminated on double-sided tape # 442JA (made by 3M company), and produced the chemical mechanical polishing pad.
  • a double-sided tape # 550PS5 manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd.
  • a support layer having a compression ratio and a thermal conductivity described in Table 1 is obtained. It stuck, it laminated on double-sided tape # 442JA (made by 3M company), and produced the chemical mechanical polishing pad.
  • the support layer which is the compression ratio and thermal conductivity described in Table 1 is spherical ethylene oxide (trade name "WF-15C") to hydrogenated ethylene-butylene block copolymer (trade name "DYNARON", manufactured by JSR Corporation).
  • WF-15C spherical ethylene oxide
  • DYNARON hydrogenated ethylene-butylene block copolymer
  • Example 6 In the same manner as in Example 5, a chemical mechanical polishing pad was produced.
  • the support layer which is the compression ratio and thermal conductivity described in Table 1 is spherical alumina (trade name "DAM-70") to hydrogenated ethylene-butylene block copolymer (trade name "DYNARON", manufactured by JSR Corporation). What was added by an appropriate amount so as to obtain the compression ratio and thermal conductivity described in Table 1 was manufactured by kneading with a kneader and forming into a sheet.
  • DAM-70 spherical alumina
  • DYNARON hydrogenated ethylene-butylene block copolymer
  • Example 7 A chemical mechanical polishing pad was produced in the same manner as in Example 2 except that Sanmorph (manufactured by Sun Delta Co., Ltd.) was used as a support layer.
  • Comparative Example 1 A commercially available chemical mechanical polishing pad (manufactured by ROHM & HAAS, trade name "IC 1000", the polishing layer is made of a thermally crosslinked polyurethane resin) was used. When the physical property of the polishing layer was measured by the method mentioned later, it was specific gravity 0.81 and thermal conductivity 0.05 W / m * K.
  • Comparative example 2 100 parts by mass of 1,2-polybutadiene (manufactured by JSR Corporation, trade name “RB 830", hardness 47 D), ⁇ -cyclodextrin (trade name "Dixipearl ⁇ -100", manufactured by Salt Water Port Segarase Co., Ltd., as water-soluble particles A composition was obtained in which 38 parts by mass of average particle diameter 20 ⁇ m were mixed.
  • Example 1 100 parts by mass of the composition obtained was further mixed with 1 part by mass of an organic peroxide (manufactured by NOF Corporation, trade name "PARK MIL D-40") to obtain a composition, followed by Example 1
  • a polishing layer comprising a water-soluble particle-containing thermally crosslinked polybutadiene resin was obtained.
  • a double-sided tape # 550PS5 (manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd.) is laminated on the surface of the polishing layer produced in this manner on which the concave portion is not formed, and a high density thin sheet-like hydrogenated ethylene to be a support layer is formed on the tape surface.
  • a butylene block copolymer (trade name "DAYNARON", manufactured by JSR Corporation) was attached, and a double-sided tape # 442JA (manufactured by 3M Corporation) was laminated to prepare a chemical mechanical polishing pad.
  • volume change rate was measured for the polishing layer and the polishing layer of IC 1000 produced in the above-mentioned “3.1. Production of chemical mechanical polishing pad”.
  • the surface hardness in the wet state of the polishing layer was measured for the polishing layer prepared in “3.1. Production of chemical mechanical polishing pad” and the polishing layer of IC 1000.
  • the surface hardness of the polishing layer in the wet state is as follows: Using a nano indenter (manufactured by FISCHER, model “HM 2000”) for the polishing layer immersed in water at 23 ° C. for 4 hours ) was measured as surface hardness. The results are shown in Table 1 together.
  • Support layer thickness at 600 gf (10 gf support layer Support layer thickness at a thickness of -600 gf) Support layer thickness at a 100 gf ⁇ 100 compression ratio (%) (6)
  • the object to be polished is subjected to chemical mechanical polishing treatment for 1 minute under the conditions described in “3.4. Evaluation of chemical mechanical polishing”, and the film thickness before and after the treatment is measured by an electroconductive film thickness meter (manufactured by KLA Tencor Corporation) The polishing rate was calculated from the film thickness before and after the treatment and the polishing treatment time, using the type “Omni map RS 75”).
  • the end point time to clear Cu is calculated by the time from the start of polishing to the end point detected by the change of the table torque current, and the time 1.2 times the end point detection time for the patterned wafer
  • a pattern where a copper wiring portion with a width of 100 ⁇ m and an insulating portion with a width of 100 ⁇ m are alternately continuous is 3.0 mm in the vertical direction with respect to the length direction.
  • the dishing was evaluated by measuring the amount of depression (hereinafter, also referred to as “the amount of dishing”) of copper wiring in a portion with a width of 100 ⁇ m using the type “HRP-240”), and was used as an index of flatness. The results are shown in Table 1 together.
  • the amount of dishing is preferably less than 400 ⁇ , more preferably less than 300 ⁇ , and particularly preferably less than 200 ⁇ .
  • the number of scratches on the entire surface of the wafer was measured using a wafer defect inspection device (model "KLA 2351" manufactured by KLA-Tencor Co., Ltd.) on the surface to be polished of the patterned wafer after polishing processing. The results are shown in Table 1 together.
  • the number of scratches is preferably less than 50, more preferably less than 30, and particularly preferably less than 20.
  • the PETEOS film is a silicon oxide film formed by a chemical vapor deposition method using tetraethyl silicate (TEOS) as a raw material and plasma as acceleration conditions.
  • TEOS tetraethyl silicate
  • an optical interference type film thickness measuring device (Nanometrics Japan Co., Ltd., type “about 33 points uniformly taken except the range of 5 mm from both ends respectively in the diameter direction
  • the thickness of the PETEOS film before and after chemical mechanical polishing was measured using Nano Spec 6100 ′ ′). From this measurement result, the polishing rate was calculated by the following formulas (7) and (8).
  • Polishing amount (nm) film thickness before polishing (nm)-film thickness after polishing (nm) (7)
  • Polishing rate (nm / min) average value of polishing amount at 33 points (nm) / polishing time (minutes) (8)
  • Table 1 also shows the evaluation results of the polishing rate. In addition, when the polishing rate was 200 nm / min or more, it was judged that the polishing characteristics were good, and when the polishing rate was less than 200 nm / min, it was determined that the polishing characteristics were poor.
  • polishing rate change rate (%) (((polishing rate after dressing for 10 hours ⁇ initial polishing rate) / initial polishing rate) ⁇ 100 (9)
  • the rate of change of the polishing rate at the edge portion is preferably as small as possible, but if it is 30 or less, it can be judged that the performance can be put to practical use.
  • the evaluation results of the rate of change of the polishing rate at the edge portion are also shown in Table 1.
  • the polishing layer has a low thermal conductivity of 0.10 [W / m ⁇ K], so polishing is performed. There is a tendency for frictional heat to be accumulated in the layer. Therefore, it is considered that the durability of the polishing layer of the chemical mechanical polishing pad according to Comparative Example 1 is poor.
  • the chemical mechanical polishing pad according to Comparative Example 1 has a laminate of the polishing layer and the support layer, the thermal conductivity of the laminate is also as low as 0.05 [W / m ⁇ K]. It is thought that it makes the diffusion of frictional heat difficult.
  • the thermal conductivity is sufficiently high at 0.24 [W / m ⁇ K] but the hydrophilicity of the surface is poor, and polishing is Since the heat transfer to the slurry on the surface of the layer becomes insufficient, the durability of the polishing layer becomes poor. In addition, the polishing characteristics of the scratch were inferior.
  • the chemical mechanical polishing pad according to the present invention has a flatness and a balance by defining the balance between the specific gravity and the thermal conductivity of the polishing layer containing polyurethane. It was possible to manufacture a chemical mechanical polishing pad excellent in polishing characteristics such as scratch performance and durability.
  • the present invention is not limited to the embodiments described above, and various modifications are possible.
  • the invention includes configurations substantially the same as the configurations described in the embodiments (for example, configurations having the same function, method and result, or configurations having the same purpose and effect).
  • the present invention also includes configurations in which nonessential parts of the configurations described in the embodiments are replaced.
  • the present invention also includes configurations that can achieve the same effects as the configurations described in the embodiments, or configurations that can achieve the same purpose.
  • the present invention includes a configuration in which a known technique is added to the configuration described in the embodiment.

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Abstract

　本発明に係る化学機械研磨パッドは、ポリウレタンを含有する組成物から形成された研磨層を有し、前記研磨層の比重が１．１以上１．３以下であり、且つ、前記研磨層の熱伝導率が０．２［Ｗ／ｍ・Ｋ］以上であることを特徴とする。

Description

化学機械研磨パッドおよびそれを用いた化学機械研磨方法
　本発明は、化学機械研磨パッドおよび該化学機械研磨パッドを用いた化学機械研磨方法に関する。
　従来、ガラスや半導体素子を研磨するための研磨パッドとしては、不織布にポリウレタン溶液を含浸させて得られる多孔質不織布やポリウレタン成型物が使用されてきた。特に、半導体基板表面を平坦化する化学機械研磨（Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ、以下「ＣＭＰ」ともいう）に好適な化学機械研磨パッドとしては、以下に例示するようなポリウレタン製の研磨パッドが検討されている。
　例えば、特表平８－５００６２２号公報ではポリウレタンにフィラー状の成分を分散させた研磨パッド、特開２０００－１７２５２号公報や特許第３９５６３６４号公報では発泡ポリウレタンを使用した研磨パッド等が検討されている。
　このような研磨パッドを用いてＣＭＰを実施した場合、ウエハ表面等の被研磨面と研磨パッドの表面とが擦れ合うことにより摩擦熱が発生し、研磨パッド表面の温度が局部的に上昇することがあった。かかる研磨パッド表面の局部的な温度上昇は、研磨パッドの研磨特性を変化させてしまうため、被研磨面の平坦性不良や研磨欠陥（スクラッチ）等を引き起こすことがあった。また、長時間のＣＭＰにより研磨パッドに摩擦熱が蓄積して温度上昇が続くと、研磨パッド全体の研磨特性が変化してしまうことがあった。以上のような研磨パッドの摩擦熱による問題点を解決するために、例えば特開平７－１４２４３２号公報や特開２００３－１９７５８６号公報では、研磨パッドを固定する定盤に、冷却水の循環等の冷却機構を組み込んだＣＭＰ装置の開発が行われている。
　しかしながら、従来の化学機械研磨パッドは、熱伝導性が不充分であったため、冷却機構の改良等によるＣＭＰ装置からのアプローチでは限界があった。特に現在研磨パッドの原材料として汎用されている発泡ポリウレタンは、その発泡構造により熱伝導率が低く、住宅の断熱材としても利用されている材料である。このような性質を有する発泡ポリウレタンからなる研磨パッドは、前述の（１）摩擦熱が研磨パッド表面での局部的な温度上昇を引き起こすことにより研磨特性を低下させる、（２）摩擦熱が放熱されにくいため長時間のＣＭＰにより研磨パッド全体の温度が上昇して研磨特性を変化させる等の問題が顕著であった。
　そこで、本発明に係る幾つかの態様は、上記課題を解決することで、ＣＭＰにおける被研磨面の平坦性の向上と研磨欠陥（スクラッチ）の低減とを両立させることができると共に、長時間に亘るＣＭＰにおいても安定した研磨特性を維持することができる化学機械研磨パッド、および該化学機械研磨パッドを用いた化学機械研磨方法を提供するものである。
　本発明は上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の態様または適用例として実現することができる。
　［適用例１］
　本発明に係る化学機械研磨パッドの一態様は、
　ポリウレタンを含有する組成物から形成された研磨層を有し、
　前記研磨層の比重が１．１以上１．３以下であり、且つ、前記研磨層の熱伝導率が０．２［Ｗ／ｍ・Ｋ］以上であることを特徴とする。
　［適用例２］
　適用例１の化学機械研磨パッドにおいて、
　前記研磨層の一方の面側に支持層が形成された積層体を有し、
　前記積層体の熱伝導率が０．２［Ｗ／ｍ・Ｋ］以上であることができる。
　［適用例３］
　適用例１または適用例２の化学機械研磨パッドにおいて、
　前記研磨層の引張時における残留歪が２％以上１０％以下であることができる。
　［適用例４］
　適用例１ないし適用例３のいずれか一例の化学機械研磨パッドにおいて、
　前記研磨層を２３℃の水に２４時間浸漬したときの体積変化率が０．８％以上５．０％以下であることができる。
　［適用例５］
　適用例２の化学機械研磨パッドにおいて、
　前記支持層の圧縮率が５％以上であることができる。
　［適用例６］
　適用例１ないし適用例５のいずれか一例の化学機械研磨パッドにおいて、
　前記ポリウレタンが熱可塑性ポリウレタンであることができる。
　［適用例７］
　適用例１ないし適用例６のいずれか一例の化学機械研磨パッドにおいて、
　前記組成物は、水溶性粒子をさらに含むことができる。
　［適用例８］
　本発明に係る化学機械研磨方法の一態様は、
　適用例１ないし適用例７のいずれか一例の化学機械研磨パッドを用いて化学機械研磨することを特徴とする。
　本発明に係る化学機械研磨パッドは、特定の範囲にある比重および熱伝導率を有する研磨層を備えることにより、ＣＭＰにおける被研磨面の平坦性の向上と研磨欠陥（スクラッチ）の低減とを両立させることができると共に、長時間に亘るＣＭＰにおいても安定した研磨特性を維持することができる。
図１は、研磨層の引張時における残留歪の概念を説明するための模式図である。 図２Ａは、図１における領域Ｉの拡大図である。 図２Ｂは、図１における領域Ｉの拡大図である。 図２Ｃは、図１における領域Ｉの拡大図である。 図２Ｄは、図１における領域Ｉの拡大図である。 図２Ｅは、図１における領域Ｉの拡大図である。 図３Ａは、研磨層における体積変化率の概念を説明するための模式図である。 図３Ｂは、研磨層における体積変化率の概念を説明するための模式図である。 図４Ａは、研磨層におけるデュロＤ硬度の概念を説明するための模式図である。 図４Ｂは、研磨層におけるデュロＤ硬度の概念を説明するための模式図である。 図５Ａは、研磨層における表面硬度の概念を説明するための模式図である。 図５Ｂは、研磨層における表面硬度の概念を説明するための模式図である。
　以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。本発明において、「ウエット状態」とは、研磨層を２３℃の水に４時間以上浸漬させたときの状態をいう。また、本明細書中において、単に「硬度」というときはデュロＤ硬度のことを指し、「表面硬度」というときはユニバーサル硬さ［ＨＵ：Ｎ／ｍｍ２］のことを指す。なお、研磨層のウエット状態における表面硬度は、後述の実施例にも示すように、一定圧力をかけた時のユニバーサル硬さ［ＨＵ：Ｎ／ｍｍ２］で示される。
　１．化学機械研磨パッド
　本実施の形態に係る化学機械研磨パッドの構成としては、少なくとも一方の面に研磨層を備えていれば特に限定されない。前記研磨層の比重は１．１以上１．３以下であり、且つ、熱伝導率は０．２［Ｗ／ｍ・Ｋ］以上である。以下、本実施の形態に係る化学機械研磨パッドについて、詳細に説明する。
　１．１．研磨層
　本実施の形態に係る化学機械研磨パッドを構成する研磨層は、ポリウレタンを含有する組成物（以下、単に「組成物」ともいう）から後述する製造方法により形成される。研磨層が前記範囲の比重および熱伝導率を有すれば、組成物中に含まれるポリウレタンの構造や種類については特に制限されない。したがって、被研磨物の材質や研磨時に使用するスラリーとの親和性等も考慮しながら、適宜最適なポリウレタンを選定すればよい。なお、本発明において、「研磨層」とは、化学機械研磨を行う際に被研磨物と接触する面（以下、「研磨面」という）を有する単層のことをいう。すなわち、本発明では、研磨層と支持層との間に研磨面を有しない他の層を含んでいてもよいが、該他の層は研磨面を有しないので「研磨層」ではない。
　一般的に、ポリウレタンを含む研磨層は、発泡タイプと非発泡タイプに分類される。現在、幅広く活用されている非発泡タイプの研磨層の場合、その構造から比重や硬度が発泡タイプと比較し大きくなり、これに伴って被研磨面（ウエハ等の表面）の凹凸に対する研磨層の弾性変形が小さくなる。その結果、被研磨面の平坦性が良好になる傾向がある。その反面、研磨層の硬度が発泡タイプと比較して大きいため、被研磨面と研磨層の間に入り込んだ研磨屑やパッド屑により研磨欠陥（スクラッチ等）の発生が増大する傾向がある。
　一方、発泡タイプの研磨層の場合、その構造から比重や硬度が小さくなる傾向がある。これにより、被研磨面（ウエハ等の表面）と研磨層の間に入り込んだ研磨屑やパッド屑を柔軟な研磨層の表面で捕捉し、被研磨面に対して強い押し付け圧で研磨屑やパッド屑が接触することを回避させることができるので、研磨欠陥の発生を低減させることができる。その反面、被研磨面の凹凸に追随して研磨層の弾性変形が大きくなるため、被研磨面の平坦性が悪化する傾向がある。以上のことから、被研磨面（ウエハ等の表面）の平坦性の向上と研磨欠陥（スクラッチ等）の低減とは、相反する特性であると考えられてきた。
　しかしながら、本発明者らは、ポリウレタンを含有する組成物を用いて研磨層を作製し、該研磨層の比重および熱伝導率をコントロールすることにより、従来の技術では困難とされてきた被研磨面（ウエハ等の表面）の平坦性の向上と研磨欠陥（スクラッチ等）の低減とを両立でき、且つ、長時間に亘るＣＭＰにおいても安定した研磨特性が得られることを見出したのである。
　１．１．１．組成物
　１．１．１．１．ポリウレタン
　前述したように、組成物中に含まれるポリウレタンの構造や種類については特に制限されないが、被研磨物が配線を備えた半導体ウエハである場合、被研磨面の平坦性の向上と研磨欠陥（スクラッチ）の低減とを両立させる観点から、熱可塑性ポリウレタンを使用することが好ましい。熱可塑性ポリウレタンとしては、脂環式イソシアネートおよび芳香族イソシアネートから選択される少なくとも１種に由来する繰り返し単位を含むことがより好ましい。かかる化学構造を有する熱可塑性ポリウレタンを含有する組成物によれば、柔軟性に優れた研磨層を作製することができる。柔軟な研磨層の表面で被研磨面と研磨面との間に入り込んだ研磨屑やパッド屑を捕捉することにより、それらが強い押し付け圧で被研磨面に接触することを回避させることができるので、研磨欠陥の発生を低減できると考えられる。これに対して、熱架橋性ポリウレタン（熱硬化性ポリウレタン）を用いて架橋されたポリウレタンを含有する研磨層を作製した場合、研磨層に充分な柔軟性を付与することは困難であり、研磨欠陥の発生を抑制することは困難である。
　なお、熱架橋性ポリウレタンが架橋されて分子鎖が強固に結合したポリウレタンを含有する研磨層は、熱可塑性ポリウレタンを用いて作製された研磨層と比較して、水と接触しても膨潤しにくい性質があり、ウエット状態における表面硬度を低下させることができない。このため、研磨層が架橋されたポリウレタンを含有する場合には、被研磨面と研磨面との間に入り込んだ研磨屑やパッド屑を表面硬度の高い研磨層の表面で捕捉することになり、それらが強い押し付け圧で被研磨面と接触することとなるため、研磨欠陥の発生を抑制することができない。
　また、脂環式イソシアネートおよび芳香族イソシアネートから選択される少なくとも１種に由来する繰り返し単位を含む熱可塑性ポリウレタンを含有する組成物から作製された研磨層は、結晶性のコントロールが容易となるため、研磨層の比重や硬度等を制御することが容易となる。
　前記脂環式イソシアネートとしては、例えば、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、ノルボルネンジイソシアネート、水添４，４’－ジフェニルメタンジイソシアネート（水添ＭＤＩ）等が挙げられる。これらの脂環式イソシアネートは１種単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。
　前記芳香族イソシアネートとしては、例えば、２，４－トリレンジイソシアネート、２，６－トリレンジイソシアネート、２，２’－ジフェニルメタンジイソシアネート、２，４’－ジフェニルメタンジイソシアネート、４，４’－ジフェニルメタンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート、１，５－ナフタレンジイソシアネート、ｐ－フェニレンジイソシアネート、ｍ－フェニレンジイソシアネート、ｐ－キシレンジイソシアネート等の芳香族ジイソシアネート類が挙げられる。これらの中でも、水酸基との反応制御が容易な点から、２，４－トリレンジイソシアネート、２，６－トリレンジイソシアネート、４，４’－ジフェニルメタンジイソシアネートが好ましい。これらの芳香族イソシアネートは１種単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。
　前記組成物に含まれる熱可塑性ポリウレタンは、脂環式イソシアネートおよび芳香族イソシアネートを併用してもよいし、これら以外の他のイソシアネートを併用してもよい。他のイソシアネートとしては、例えば、エチレンジイソシアネート、２，２，４－トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、１，６－ヘキサメチレンジイソシアネート等の脂肪族ジイソシアネート類が挙げられる。
　なお、前記組成物に含まれる熱可塑性ポリウレタンは、脂環式イソシアネートに由来する繰り返し単位を含むことがより好ましい。脂環式イソシアネートに由来する繰り返し単位を含むことにより、前記熱可塑性ポリウレタンが適切な硬度を発現すると共に、ウエット状態における表面硬度をより適切にコントロールすることができ、且つ、柔軟性がより大きくなるため、本発明の実施に好適となる。
　また、前記組成物に含まれる熱可塑性ポリウレタンは、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオールおよびポリオレフィンポリオールから選択される少なくとも１種に由来する繰り返し単位をさらに含むことが好ましい。前記例示したポリオール類に由来する繰り返し単位を含むことで、熱可塑性ポリウレタンの耐水性がさらに向上する傾向がある。
　また、前記組成物に含まれる熱可塑性ポリウレタンは、鎖延長剤に由来する繰り返し単位を含んでもよい。前記鎖延長剤としては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、１，３－プロパンジオール、１，３－ブチレングリコール、１，４－ブタンジオール、１，５－ペンタンジオール、１，６－ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、１，４－シクロヘキサンジメタノール、３－メチル－１，５－ペンタンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、１，４－ビス（２－ヒドロキシエトキシ）ベンゼン等の低分子量二価アルコールが挙げられる。これらの中でも、イソシアネート基との反応制御が容易な点から、エチレングリコール、プロピレングリコール、１，３－プロパンジオール、１，３－ブチレングリコール、１，４－ブタンジオール、１，５－ペンタンジオール、１，６－ヘキサンジオールが好ましく、１，４－ブタンジオールがより好ましい。
　前記組成物に含まれる熱可塑性ポリウレタンは、熱可塑性ポリウレタンを１００質量％としたときに、脂環式イソシアネートおよび芳香族イソシアネートから選択される少なくとも１種に由来する繰り返し単位を２～６０質量％含有することが好ましく、３～５５質量％含有することがより好ましい。脂環式イソシアネートおよび芳香族イソシアネートから選択される少なくとも１種に由来する繰り返し単位を前記範囲で含むことにより、熱可塑性ポリウレタンが適切な硬度を発現すると共に、ウエット状態における表面硬度を適切にコントロールすることができ、且つ、柔軟性が大きくなるため、本発明の実施に好適となる。
　前記組成物に含まれる熱可塑性ポリウレタンの製造方法は、特に限定されず、一般的なポリウレタンの製造方法（例えば、従来公知の一括法またはプレポリマー法等）に準じて製造することができる。
　１．１．１．２．吸水性高分子化合物
　前記組成物は、熱可塑性ポリウレタン以外の高分子化合物をさらに含んでもよい。前記組成物中に添加し得る他の高分子化合物としては、吸水率が３～３０００％となる高分子化合物（以下、「吸水性高分子化合物」ともいう）であることが好ましい。吸水性高分子化合物を添加することにより、研磨層に適度な吸水性を付与することができ、吸水による膨潤によって生じ得る研磨層の体積変化をコントロールしやすくすることができる。
　吸水性高分子化合物の中でも、エーテル結合、エステル結合およびアミド結合から選択される少なくとも１種の結合を含む吸水性高分子化合物であることがより好ましい。
　エーテル結合を含む吸水性高分子化合物としては、例えば、ポリオキシエチレン、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェノールエーテル、ポリエーテルエステルアミド、ポリエーテルアミドイミド、ポリプロピレングリコール、ポリオキシプロピレンブチルエーテル、ポリオキシプロピレングリセリルエーテル、ポリオキシプロピレンソルビット、オキシエチレン－エピクロロヒドリン共重合体、メトキシポリエチレングリコール（メタ）アクリレート共重合体、ポリオキエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルセチルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコール、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブチルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンヘキシレングリコールエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレントリメチロールプロパン、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリセリルエーテル、エーテル結合を含むモノマーとオレフィンとの共重合体、塩素含有ポリエーテル、ポリアセタール樹脂、アルキルグルコシド、ポリオキシエチレン脂肪酸アミン等が挙げられる。
　エステル結合を含む吸水性高分子化合物としては、例えば、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ショ糖脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステル、アクリル酸エステル共重合体（アクリルゴム）等が挙げられる。前記ポリオキシエチレン脂肪酸エステルとしては、例えばモノステアリン酸ポリエチレングリコール、ポリエチレングリコールラウレート、ポリエチレングリコールモノオレエート、ポリエチレングリコールジステアレート等が挙げられる。
　アミド結合を含む吸水性高分子化合物としては、例えば、脂肪酸アルカノールアミド、変性ポリアミド樹脂等が挙げられる。
　吸水性高分子化合物の分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーで測定したポリスチレン換算の重量平均分子量として、好ましくは５００～１，０００，０００であり、より好ましくは５，０００～５００，０００である。
　なお、本発明における吸水性高分子化合物の吸水率は、「ＪＩＳ　Ｋ６２５８」に準拠した以下の方法により求めることができる。まず、吸水性高分子化合物を厚さ２ｍｍのシート状に成型し、さらに２ｃｍ×２ｃｍの大きさに切り出したものを、２３℃の水に２４時間浸漬させる。浸漬前の空気中の質量（Ｍ１）と浸漬後の空気中の質量（Ｍ３）とを測定し、下記式（１）により質量変化率を求め、これを吸水率とした。
　吸水率（％）＝（（Ｍ３－Ｍ１）／Ｍ１）×１００　…（１）
　前記組成物が吸水性高分子化合物を含有する場合のその含有量は、熱可塑性ポリウレタンおよび吸水性高分子化合物の合計量を１００質量％としたときに、好ましくは１質量％以上２０質量％以下であり、より好ましくは３質量％以上１５質量％以下であり、特に好ましくは５質量％以上１０質量％以下である。吸水性高分子化合物の含有量が前記範囲にあると、ウェット状態における体積変化率を０．８％以上５．０％以下の範囲に調整しやすくなる。そして、研磨層の体積変化率が前記範囲にあると、吸水による研磨層表面の軟化が適度となるため被研磨面の平坦性が良好になると共に、研磨欠陥（スクラッチ）を低減させることができる。
　１．１．１．３．水溶性粒子
　前記組成物は、水溶性粒子をさらに含んでもよい。かかる水溶性粒子は、組成物中に均一に分散された状態で存在していることが好ましい。このような組成物を用いることで、水溶性粒子が均一に分散された状態の研磨層が得られる。
　前記水溶性粒子は、砥粒および薬液からなる研磨用水分散体（以下、「スラリー」ともいう）と接触することにより、研磨層表面から水溶性粒子が遊離して、該スラリーを保持することのできる空孔（ポア）を形成する目的で用いられる。このため、気泡構造を有するポリウレタン発泡体を用いることなく、水溶性粒子を用いることで研磨層の表面に空孔が形成され、スラリーの保持がより良好となる。また、研磨層の表面に空孔が形成されることから、ウエット状態における表面硬度をコントロールすることができる。さらに、比重の大きい粒子を使用することで研磨層の比重を大きくすることが可能である。
　熱可塑性ポリウレタンを含有する組成物が水溶性粒子を含有する場合、（１）水溶性粒子がフィラーのような補強剤として作用することにより、前記研磨層の弾性変形を小さくできることから被研磨面の平坦性を向上させることができ、（２）非発泡タイプの研磨層であることから機械的強度に優れ、さらに（３）発泡セル構造を均一に制御するという精緻な技術を用いる必要がないことから生産性に優れる点でより好ましい。
　前記水溶性粒子としては、特に限定されないが、有機水溶性粒子および無機水溶性粒子が挙げられる。具体的には、水溶性高分子のように水に溶解する物質の他、吸水性樹脂のように水との接触により膨潤またはゲル化して研磨層表面から遊離することができる物質が挙げられる。
　前記有機水溶性粒子を構成する材料としては、例えば、糖類（澱粉、デキストリンおよびシクロデキストリン等の多糖類、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、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。
　前記無機水溶性粒子を構成する材料としては、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、硝酸カルシウム等が挙げられる。
　前記水溶性粒子を構成する材料は、有機水溶性粒子または無機水溶性粒子を構成する材料を１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。なお、研磨層の硬度その他の機械的強度を適正な値とすることができるという観点から、水溶性粒子は中実体であることが好ましい。
　前記組成物における水溶性粒子の含有量は、熱可塑性ポリウレタン１００質量部に対して、３～１５０質量部であることが好ましい。水溶性粒子の含有量が前記範囲にあると、化学機械研磨において高い研磨速度を示し、且つ、適正な硬度その他の機械的強度を有する研磨層を製造することができる。
　前記水溶性粒子の平均粒径は、好ましくは０．５～２００μｍである。水溶性粒子が化学機械研磨パッドの研磨層表面から遊離することにより形成される空孔の大きさは、好ましくは０．１～５００μｍ、より好ましくは０．５～２００μｍである。水溶性粒子の平均粒径が前記範囲にあると、高い研磨速度を示し、且つ、機械的強度に優れた研磨層を有する化学機械研磨パッドを製造することができる。
　１．１．２．比重
　本実施の形態に係る化学機械研磨パッドが備える研磨層の比重は、１．１以上１．３以下であり、１．１５以上１．２７以下であることが好ましい。研磨層の比重が前記範囲にあると、研磨層の硬度が適度となるため被研磨面の平坦性が良好になると共に、被研磨面の凹凸に対する研磨層の弾性変形（追随性）が適度となるため研磨欠陥（スクラッチ）を低減させることができる。研磨層の比重が前記範囲未満である場合、研磨層の硬度が低くなりすぎて、被研磨面の平坦性が悪化するため好ましくない。また、研磨層の比重が前記範囲を超える場合、研磨層の硬度が高くなりすぎて、研磨欠陥（スクラッチ）が増大するため好ましくない。
　なお、現在知られているポリウレタンの比重と、研磨層の適切な硬度のバランスを考慮すると、研磨層の比重の上限は１．３０以下となる。比重が１．３０を超える研磨層を作製するためには、ウレタンの他に比重の大きな材料を研磨層に含有させる必要がある。たとえば、シリカやアルミナのような比重の大きな材料をフィラーとしてウレタンに混合することにより、比重が１．３０を超える研磨層を作製することはできる。しかしながら、かかる場合には、混合したフィラーによって研磨層の硬度が大きくなり、被研磨面のスクラッチが大幅に悪化するために本願発明の研磨層のような作用効果を奏することはできない。
　本発明において、研磨層の比重は、「ＪＩＳ　Ｚ８８０７」に準拠した方法で測定することができる。具体的には、水を入れたルシャテリエ比重びんに質量既知の試料を入れ、試料による液面の上昇から試料の体積を知り、試料の質量と体積とから比重を求める。
　なお、本実施の形態に係る化学機械研磨パッドが備える研磨層は、前記範囲の比重とする観点から、非発泡タイプであることが好ましい。なお、本発明において、非発泡タイプとは、実質的に気泡を含んでいない研磨層であることをいう。参考までに、現在市販されている発泡タイプの研磨層を備えるウレタンパッド、例えばＲＯＨＭ＆ＨＡＡＳ社製の「ＩＣ１０００」等の一般的な市販研磨パッドの比重は、０．４０～０．９０程度である。
　１．１．３．熱伝導率
　本実施の形態に係る化学機械研磨パッドが備える研磨層の熱伝導率は、０．２［Ｗ／ｍ・Ｋ］以上であり、０．３［Ｗ／ｍ・Ｋ］以上であることが好ましい。研磨層の熱伝導率が０．２［Ｗ／ｍ・Ｋ］以上であれば、被研磨面と研磨パッドの表面とが擦れ合うことにより発生する摩擦熱を研磨層中に迅速に拡散させることができ、研磨パッドの表面の局部的な温度上昇を低減させることができる。また、長時間のＣＭＰにより発生する摩擦熱を研磨層中に蓄積することを低減させることで、研磨層の耐久性を向上できる。
　なお、本願の技術的思想からすれば、研磨層の熱伝導率は０．２［Ｗ／ｍ・Ｋ］以上であることが好ましいが、現在知られている汎用エンジニアリングプラスチック（汎用エンプラ：ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニル、エポキシ樹脂、ポリウレタン、ポリアクリル樹脂、ポリエステル樹脂等）の熱伝導率の上限値は、自ずと０．６［Ｗ／ｍ・Ｋ］となる。しかしながら、前記汎用エンプラに対して熱伝導性のフィラー等を混練することでさらに大きな熱伝導率を備えたポリマー組成物が存在する。また、今後さらに大きな熱伝導率を備えた新規のポリウレタンが開発されることも十分に考えられる。したがって、本願発明の技術的思想は、前述した熱伝導率の上限値によって何ら制限されるものではない。
　本発明において、研磨層の熱伝導率は、熱拡散係数と比熱、比重から算出することができる。具体的には、センサー上に試験片を置き、マイクロヒーターを備えた固定治具を上から被せて５０ｇの錘を載せる。マイクロヒーターの表面から発生させた温度波が厚さ方向へ拡散して裏面に達した時に生じる振幅の減衰と位相の遅れから熱拡散係数Ｄを測定する。得られた熱拡散係数Ｄと試験片の比熱ρおよび比重Ｃｐより、下記式（２）により熱伝導率（Ｗ／ｍ・Ｋ）を算出する。
　熱伝導率（Ｗ／ｍ・Ｋ）＝Ｄ／（ρ×Ｃｐ）　…（２）
　なお、本実施の形態に係る化学機械研磨パッドが備える研磨層は、前記範囲の熱伝導率とする観点から、非発泡タイプであることが好ましい。また、熱伝導性の高いフィラーを含むことが好ましく、例えば前述の水溶性粒子等をフィラーとして含有することができる。参考までに、現在市販されている発泡タイプの研磨層を備えるウレタンパッド、例えばＲＯＨＭ＆ＨＡＡＳ社製の「ＩＣ１０００」等の一般的な市販研磨パッドの研磨層の熱伝導率は、０．０５～０．１０程度である。
　本実施の形態に係る化学機械研磨パッドが、研磨層と後述する支持層とから構成される積層体を有する場合や、研磨層と支持層との間に他の層を含んで構成される積層体を有する場合には、その積層体の熱伝導率が０．２［Ｗ／ｍ・Ｋ］以上であることが好ましく、０．３［Ｗ／ｍ・Ｋ］以上であることがより好ましい。前記積層体の熱伝導率が０．２［Ｗ／ｍ・Ｋ］以上であると、被研磨物と研磨層とが擦れ合うことにより発生する摩擦熱を効率的に他の層や支持層を介して研磨パッドを固定する定盤へと拡散させることができる。
　本発明において、前記積層体の熱伝導率は、各層の厚みと各層の熱伝導率とから算出することができる。例えば、化学機械研磨パッド全体が研磨層（厚み；ｄ１、熱伝導率Λ１）と支持層（厚み；ｄ３、熱伝導率Λ３）との間に他の層（厚み；ｄ２、熱伝導率Λ２）を含んで構成されている場合には、下記式（３）により熱伝導率を算出することができる。なお、前記他の層を含まない場合には、下記式（３）においてｄ２およびｄ２／Λ２の値を０として計算すればよい。
　熱伝導率［Ｗ／ｍ・Ｋ］＝（ｄ１＋ｄ２＋ｄ３）／（（ｄ１／Λ１）＋（ｄ２／Λ２）＋（ｄ３／Λ３））　…（３）
　参考までに、現在市販されている発泡タイプの研磨層を備えるウレタンパッド、例えばＲＯＨＭ＆ＨＡＡＳ社製の「ＩＣ１０００」等の一般的な市販研磨パッドの熱伝導率は、０．０２～０．１０程度である。
　なお、化学機械研磨パッドを固定する定盤に、温度を制御する冷却機構を設けるとさらに好ましい。これにより、研磨層の温度上昇を効率良く低減できるだけでなく、化学機械研磨パッド全体の温度を一定に制御することが容易となる。
　１．１．４．引張時における残留歪
　本実施の形態に係る化学機械研磨パッドが備える研磨層の引張時における残留歪は、２％以上１０％以下であることが好ましく、２％以上９％以下であることがより好ましい。
　一般的に、研磨層表面には微細孔および／または凹部を設けており、そこに研磨屑やパッド屑が徐々に蓄積されることで目詰まりを起こし研磨特性が劣化してしまう。そこで、ダイヤモンドの砥石でドレッシングすること（以下、「ダイヤモンドコンディショニング」ともいう）により、目詰まり状態となった研磨層表面を削り取り、表面から下の初期状態と同様の面を露出して使用する。このダイヤモンドコンディショニングの際に、研磨層表面の毛羽立ちやパッド屑が発生する。
　図１は、研磨層の引張時における残留歪の概念を説明するための模式図である。図２Ａ～Ｅは、研磨層の引張時における残留歪の概念を説明するための図１における領域Ｉの拡大図である。図１に示すように、ダイヤモンドコンディショニングの際にはドレッサー２０が図１の矢印方向に回転することによって研磨層１０の表面を削り取る。図２Ａないし図２Ｂに示すように、研磨層１０をドレッシングすると、研磨層１０表面の一部がドレッサー２０に引っ張られて伸びる。そして、図２Ｃに示すように、研磨層１０表面の一部が切断されることによりパッド屑１０ａが発生する。一方、図２Ｄに示すように、切断されずに伸びた部分１０ｂは、研磨層の弾性により元の状態に戻ろうと収縮するが、図２Ｅに示すように、研磨層の残留歪に応じた毛羽立ち部１０ｂ’が発生する。このように研磨層の引張時における残留歪は、ダイヤモンドコンディショニングの際に研磨層表面の毛羽立ちの程度を示す指標となる。
　研磨層の引張時における残留歪が前記範囲にあると、ダイヤモンドコンディショニングによるパッド屑の発生や研磨層表面の毛羽立ちが低減される。また、被研磨面（ウエハ等の表面）の凹凸に対する研磨層の変形を小さくすることができる。これにより、被研磨面の平坦性を向上できると共に、研磨欠陥の発生を低減させることができる。研磨層の引張時における残留歪が２％未満であると、研磨層の表面をダイヤモンドコンディショニングした場合に発生するパッド屑が増加し、これが研磨工程時に混入することで研磨欠陥が増大する場合があるため好ましくない。一方、研磨層の引張時における残留歪が１０％を超えると、研磨層の表面をダイヤモンドコンディショニングした場合に研磨層表面の毛羽立ちが増加し、被研磨面の凹凸に対する研磨層の変形が大きくなることで、被研磨面の平坦性が悪化する場合があるため好ましくない。
　なお、本発明において、研磨層の引張時における残留歪は、「ＪＩＳ　Ｋ６２７０」に準拠した方法で測定することができる。試験装置は、試験片の一端を保持する固定側のつかみ具、試験片の他端を保持し往復運動するつかみ具、つかみ具を一定の周波数で一定の振幅を往復させる駆動装置、つかみ具の往復運動回数を表示するカウンタ等によって構成されている。具体的な測定方法は、２個のダンベル状試験片をつかみ具に取り付けて試験装置を動かし、繰返し回数１×１０３回後停止させる。１個の試験片に応力が掛からないような位置に停止し、１分後に試験片の標線間距離を測定する。さらに、１００回繰り返した後、もう１個の試験片についても同様に測定する。試験周波数は、通常１～５Ｈｚの範囲で行う。試験前の標線間距離Ｉ０、繰返し引張後の歪みを与えない状態での標線間距離Ｉｎから、下記式（４）により引張時における残留歪（％）を算出する。
　引張時における残留歪（％）＝（（Ｉｎ－Ｉ０）／Ｉ０）×１００　…（４）
　また、測定時の温度および湿度は、「ＪＩＳ　Ｋ６２５０」の「６．１　試験室の標準温度」および「６．２　試験室の標準湿度」に準ずる。すなわち、試験室の標準温度は２３℃とし、許容差は±２℃とする。試験室の標準湿度は相対湿度で５０％とし、許容差は±１０％とする。
　１．１．５．体積変化率
　本実施の形態に係る化学機械研磨パッドが備える研磨層は、研磨層を２３℃の水に２４時間浸漬したときの体積変化率が０．８％以上５％以下であることが好ましく、１％以上３％以下であることがより好ましい。
　図３Ａ～Ｂは、研磨層における体積変化率の概念を説明するための模式図である。化学機械研磨パッドは、研磨作業中スラリーに常に晒されている。そうすると、図３Ａに示すような吸水する前には所定の寸法や形状で作製されていた研磨層１０の凹部３０が、図３Ｂに示すように吸水による膨潤によって、特に凹部３０の寸法や形状、毛羽立ちの度合い等が変化することがある。水に浸漬したときの体積変化率が前記範囲にある場合には、吸水による膨潤により研磨層表面が適度に軟化するので、スクラッチの発生を低減させることができる。体積変化率が前記範囲未満の場合には、吸水による膨潤が小さく研磨層表面の軟化が不十分なため、スクラッチの発生を低減させる効果を十分に発揮できない。体積変化率が前記範囲を超える場合には、吸水による膨潤が大きくなりすぎて、スクラッチの発生を低減できるものの、被研磨物の平坦性が悪くなってしまう。特に研磨面に凹部パターンが形成されている場合、吸水による膨潤が大きくなりすぎると凹部パターンの形状や寸法が研磨時間に応じて変化し、安定した研磨特性が得られなくなる場合がある。このため、研磨層表面を軟化させるために膨潤することは好ましいが、過剰な膨潤は研磨面の変形を引き起こすため好ましくない。
　なお、本発明における研磨層の体積変化率は、「ＪＩＳ　Ｋ６２５８」に準拠した以下の方法により測定することができる。まず、厚さ２．８ｍｍに成形した研磨層を２ｃｍ×２ｃｍの大きさに切り出し、それを２３℃の水に２４時間浸漬させる。浸漬前の空気中の質量（Ｍ１）と浸漬前の水中の質量（Ｍ２）、浸漬後の空気中の質量（Ｍ３）と浸漬後の水中の質量（Ｍ４）を測定し、下記式（５）により体積変化率を算出する。
　体積変化率（％）＝（（（Ｍ３－Ｍ４）－（Ｍ１－Ｍ２））／（Ｍ１－Ｍ２））×１００　…（５）
　１．１．６．デュロＤ硬度
　本実施の形態に係る化学機械研磨パッドが備える研磨層のデュロＤ硬度は、５０Ｄ以上８０Ｄ以下であることが好ましく、５５Ｄ以上７５Ｄ以下であることがより好ましく、６０Ｄ以上７０Ｄ以下であることが特に好ましい。
　図４Ａ～Ｂは、研磨層におけるデュロＤ硬度の概念を説明するための模式図である。図４Ａに示すように研磨工程を模して研磨層１０に対して上方から加重をかけると、図４Ｂに示すように研磨層１０が撓むことになる。デュロＤ硬度とは、このように研磨工程において加重をかけた場合の研磨層１０のマクロな撓みの程度を示す指標となる。このことは、後述する測定方法からも理解することができる。したがって、研磨層のデュロＤ硬度が前記範囲にあると、研磨層のデュロＤ硬度が適度であるため被研磨面の平坦性が良好になると共に、被研磨面の凹凸に対する研磨層の弾性変形（追随性）が適度となるため研磨欠陥（スクラッチ）を低減させることができる。研磨層のデュロＤ硬度が前記範囲未満であると、被研磨面の平坦性が悪化するため好ましくない。また、研磨層のデュロＤ硬度が前記範囲を超えると、研磨欠陥（スクラッチ）が増大するため好ましくない。
　本発明において、研磨層のデュロＤ硬度は、「ＪＩＳ　Ｋ６２５３」に準拠した方法で測定することができる。具体的には、平坦で堅固な面に試験片を置き、タイプＤデュロメータの加圧板が試験片の表面に平行に維持され、且つ、押針が試験片の表面に対して直角となるようにタイプＤデュロメータを保持し、衝撃を与えないように加圧板を試験片に接触させる。押針先端は、試験片の端から１２ｍｍ以上離れた位置で測定する。加圧板を試験片に接触させた後、１５秒後に読取りを行う。測定点数は６ｍｍ以上離れた位置で５回測定し、その中央値をデュロＤ硬度とする。
　１．１．７．ウエット状態における表面硬度
　本実施の形態に係る化学機械研磨パッドが備える研磨層のウエット状態における表面硬度は、２Ｎ／ｍｍ２以上１０Ｎ／ｍｍ２以下であることが好ましく、３Ｎ／ｍｍ２以上９Ｎ／ｍｍ２以下であることがより好ましく、４Ｎ／ｍｍ２以上８Ｎ／ｍｍ２以下であることが特に好ましい。研磨層のウエット状態における表面硬度は、ＣＭＰ実使用時における研磨層の表面硬度を表す指標となる。図５Ａ～Ｂは、研磨層における表面硬度の概念を説明するための模式図である。図５Ａに示すように、微小なサイズの探針４０を研磨層１０の表面へ押し込む。そうすると、図５Ｂに示すように、探針４０直下の研磨層１０は、探針４０の周囲へ押し出されるように変形する。このように、表面硬度とは、研磨層の極表面の変形や撓みの程度を表す指標となる。すなわち、図４Ａ～Ｂに示すようなミリメートル単位の硬度測定法である前記デュロＤ硬度測定では研磨層全体のマクロな硬度を表すデータが得られるのに対し、図５Ａ～Ｂに示すような研磨層のウエット状態における表面硬度測定では研磨層の極表面のミクロな硬度を表すデータが得られる。ＣＭＰ実使用時における研磨層の押し込み深さは、５マイクロメートルから５０マイクロメートルである。したがって、このような研磨層の極表面の柔軟性を判断するためには、研磨層のウエット状態における表面硬度により判断することが好ましい。研磨層のウエット状態における表面硬度が前記範囲にあると、研磨層の極表面の柔軟性が適度となるため研磨欠陥（スクラッチ）を低減させることができる。研磨層のウエット状態における表面硬度が前記範囲未満であると、被研磨面の平坦性が悪化することがあるため好ましくない。また、研磨層のウエット状態における表面硬度が前記範囲を超えると、研磨欠陥（スクラッチ）が増大することがあるため好ましくない。なお、本発明において、研磨層のウエット状態における表面硬度は、２３℃の水に４時間浸漬させた研磨層において、ＦＩＳＣＨＥＲ社製のナノインデンター（製品名：ＨＭ２０００）を使用し、３００ｍＮ押し込み時のユニバーサル硬さ（ＨＵ）で示される。
　１．１．８．研磨層の形状および凹部
　研磨層の平面形状は、特に限定されないが、例えば円形状であることができる。研磨層の平面形状が円形状である場合、その大きさは、好ましくは直径１５０ｍｍ～１２００ｍｍ、より好ましくは直径５００ｍｍ～１０００ｍｍである。研磨層の厚さは、好ましくは０．５ｍｍ～５．０ｍｍ、より好ましくは１．０ｍｍ～４．０ｍｍ、特に好ましくは１．５ｍｍ～３．５ｍｍである。
　研磨面には、複数の凹部を形成してもよい。前記凹部は、ＣＭＰの際に供給されるスラリーを保持し、これを研磨面に均一に分配すると共に、研磨屑、パッド屑および使用済みのスラリー等の廃棄物を一時的に滞留させ、外部へ排出するための経路となる機能を有する。
　凹部の深さは、好ましくは０．１ｍｍ以上、より好ましくは０．１ｍｍ～２．５ｍｍ、特に好ましくは０．２ｍｍ～２．０ｍｍとすることができる。凹部の幅は、好ましくは０．１ｍｍ以上、より好ましくは０．１ｍｍ～５．０ｍｍ、特に好ましくは０．２ｍｍ～３．０ｍｍとすることができる。研磨面において、隣接する凹部の間隔は、好ましくは０．０５ｍｍ以上、より好ましくは０．０５ｍｍ～１００ｍｍ、特に好ましくは０．１ｍｍ～１０ｍｍとすることができる。また、凹部の幅と隣り合う凹部の間の距離との和であるピッチは、好ましくは０．１５ｍｍ以上、より好ましくは０．１５ｍｍ～１０５ｍｍ、特に好ましくは０．６ｍｍ～１３ｍｍとすることができる。凹部は、前記範囲の一定の間隔を設けて形成されたものであることができる。前記範囲の形状を有する凹部を形成することで、被研磨面のスクラッチ低減効果に優れ、寿命の長い化学機械研磨パッドを容易に製造することができる。
　前記各好ましい範囲は、各々の組合せとすることができる。すなわち、例えば、深さが０．１ｍｍ以上、幅が０．１ｍｍ以上、間隔が０．０５ｍｍ以上であることが好ましく、深さが０．１ｍｍ～２．５ｍｍ、幅が０．１ｍｍ～５．０ｍｍ、間隔が０．０５ｍｍ～１００ｍｍであることがより好ましく、深さが０．２ｍｍ～２．０ｍｍ、幅が０．２ｍｍ～３．０ｍｍ、間隔が０．１ｍｍ～１０ｍｍであることが特に好ましい。
　前記凹部を加工するための工具は、特開２００６－１６７８１１号公報、特開２００１－１８１６４号公報、特開２００８－１８３６５７号公報等に記載されている形状の多刃工具を用いることができる。使用する工具の切削刃は、ダイヤモンドあるいは、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｖ等の周期表第４、５、６族金属から選択される少なくとも１種の金属元素と、窒素、炭素および酸素から選択される少なくとも１種の非金属元素と、で構成されるコーティング層を有してもよい。さらにコーティング層は１層設ける場合に限らず、材料を違えて複数層設けてもよい。このようなコーティング層の膜厚は、０．１～５μｍが好ましく、１．５～４μｍがより好ましい。コーティング層の成膜には、アークイオンプレーティング装置等の公知の技術を工具材質、コーティング材質等に応じて適時選択して使用することができる。
　１．１．９．製造方法
　本実施の形態で用いられる研磨層は、前述したポリウレタンを含有する組成物を成型することにより得られる。組成物の混練は、公知の混練機等により行うことができる。混練機としては、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）等が挙げられる。組成物から研磨層を成型する方法としては、１２０℃～２３０℃で可塑化した前記組成物をプレス成形、押出成形または射出成形し、可塑化・シート化する方法により成型すればよい。かかる成型条件を適宜調整することで比重や硬度をコントロールすることもできる。
　このようにして成型した後、切削加工により研磨面に凹部を形成してもよい。また、凹部となるパターンが形成された金型を用いて上述した組成物を金型成型することにより、研磨層の概形と共に凹部を同時に形成することもできる。
　１．２．支持層
　本実施の形態に係る化学機械研磨パッドは、前述した研磨層のみで構成される場合もあるが、前記研磨層の研磨面とは反対側の面に支持層を設けてもよい。
　支持層は、化学機械研磨パッドにおいて、研磨装置用定盤に研磨層を支持するために用いられる。支持層は、接着層であってもよいし、接着層を両面に有するクッション層であってもよい。
　接着層は、例えば粘着シートからなることができる。粘着シートの厚さは、５０μｍ～２５０μｍであることが好ましい。５０μｍ以上の厚さを有することで、研磨層の研磨面側からの圧力を十分に緩和することができ、２５０μｍ以下の厚さを有することで、凹凸の影響を研磨性能に与えない程度に均一な厚みを有する化学機械研磨パッドが得られる。
　粘着シートの材質としては、研磨層を研磨装置用定盤に固定することができれば特に限定されないが、研磨層より弾性率の低いアクリル系またはゴム系の材質であることが好ましい。
　粘着シートの接着強度は、化学機械研磨パッドを研磨装置用定盤に固定することができれば特に限定されないが、「ＪＩＳ　Ｚ０２３７」の規格で粘着シートの接着強度を測定した場合、その接着強度が好ましくは３Ｎ／２５ｍｍ以上、より好ましくは４Ｎ／２５ｍｍ以上、特に好ましくは１０Ｎ／２５ｍｍ以上である。
　クッション層は、研磨層よりも硬度が低い材質からなれば、その材質は特に限定されず、多孔質体（発泡体）または非多孔質体であってもよい。クッション層としては、例えば、発泡ポリウレタン等を成形した層が挙げられる。クッション層の厚さは、好ましくは０．１ｍｍ～５．０ｍｍ、より好ましくは０．５ｍｍ～２．０ｍｍである。
　支持層の熱伝導率についても、０．２［Ｗ／ｍ・Ｋ］以上であることが好ましく、０．３［Ｗ／ｍ・Ｋ］以上であることがより好ましい。支持層の熱伝導率が０．２［Ｗ／ｍ・Ｋ］以上であれば、被研磨面と研磨パッドの表面とが擦れ合うことにより発生する摩擦熱を、効率的に支持層を介して定盤へと拡散させることができる。その結果、研磨層で発生した摩擦熱を効率的に除去することができるため、長時間に亘るＣＭＰを実施した場合でも研磨層中の温度上昇を低減させて、安定した研磨特性を維持することができる。
　本発明において、支持層の熱伝導率は、前述した研磨層の熱伝導率の測定方法と同様の方法で測定することができる。参考までに、現在市販されている発泡タイプの研磨層を備えるウレタンパッド、例えばＲＯＨＭ＆ＨＡＡＳ社製の「ＩＣ１０００」等の一般的な市販研磨パッドの支持層の熱伝導率は０．０１～０．１０程度である。
　支持層の圧縮率は、５％以上であることが好ましく、６％以上であることがより好ましい。シリコンウエハのような被研磨物を研磨する場合、その中央部と端部では単位面積当たりの押し付け圧が異なり、端部における押し付け圧がより大きくなる傾向がある。そうすると、被研磨物の中央部における研磨速度と端部における研磨速度の差が大きくなり、被研磨面を均一な研磨速度で研磨することが困難となる。しかしながら、支持層の圧縮率が前記範囲であれば、支持層が効果的に変形することにより端部における押し付け圧の増大を低減させることができるので、被研磨面全体を均一な研磨速度で研磨することが可能となる。なお、上記研磨層の圧縮率が前記範囲にあると、被研磨物に及ぼす押し付け圧が低くなり過ぎて研磨速度が著しく低下すると共に、被研磨面の平坦性が損なわれることがある。したがって、本願発明の目的を達成するためには、支持層の圧縮率が前記範囲にあることが望ましい。
　２．化学機械研磨方法
　本実施の形態に係る化学機械研磨方法は、前述の化学機械研磨パッドを用いて化学機械研磨することを特徴とする。前述の化学機械研磨パッドは、ポリウレタンを含有する組成物から形成され、特定の範囲の比重および熱伝導率を兼ね備えた研磨層を有している。そのため、本実施の形態に係る化学機械研磨方法によれば、ＣＭＰ工程における被研磨面の平坦性の向上と研磨欠陥（スクラッチ）の低減とを両立させることができると共に、長時間に亘るＣＭＰにおいても安定した研磨特性を維持することができる。
　本実施の形態に係る化学機械研磨方法においては、市販の化学機械研磨装置を用いることができる。市販の化学機械研磨装置としては、例えば、型式「ＥＰＯ－１１２」、型式「ＥＰＯ－２２２」（以上、株式会社荏原製作所製）；型式「ＬＧＰ－５１０」、型式「ＬＧＰ－５５２」（以上、ラップマスターＳＦＴ社製）；型式「Ｍｉｒｒａ」、型式「Ｒｅｆｌｅｘｉｏｎ　ＬＫ」（以上、アプライドマテリアル社製）等が挙げられる。
　また、スラリーとしては、研磨対象（銅膜、絶縁膜、低誘電率絶縁膜等）に応じて適宜最適なものを選択することができる。
　３．実施例
　以下、本発明を実施例により詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例により何ら限定されるものではない。
　３．１．化学機械研磨パッドの製造
　３．１．１．実施例１
　非脂環式熱可塑性ポリウレタン（ＢＡＳＦ社製、商品名「エラストラン１１７４Ｄ」、硬度７０Ｄ）を１００質量部、水溶性粒子としてβ－サイクロデキストリン（塩水港精糖株式会社製、商品名「デキシパールβ－１００」、平均粒径２０μｍ）２９質量部を、２００℃に調温されたルーダーにより混練して熱可塑性ポリウレタン組成物を作製した。作製した熱可塑性ポリウレタン組成物を、プレス金型内にて１８０℃で圧縮成型し、直径８４５ｍｍ、厚さ３．２ｍｍの円柱状の成型体を作製した。次に、作製した成型体の表面をサンドペーパーで研磨し、厚みを調整し、さらに切削加工機（加藤機械株式会社製）により幅０．５ｍｍ、深さ１．０ｍｍ、ピッチ１．５ｍｍの同心円状の凹部を形成し外周部を切り離すことで、直径６００ｍｍ、厚さ２．５ｍｍの研磨層を得た。このようにして作製した研磨層のうち凹部を形成していない面へ両面テープ＃４２２ＪＡ（３Ｍ社製）をラミネートし、化学機械研磨パッドを作製した。
　３．１．２．実施例２
　まず、実施例１と同様にして研磨層を得た。このようにして作製した研磨層のうち凹部を形成していない面へ両面テープ＃５５０ＰＳ５（積水化学工業株式会社製）をラミネートし、テープ面に支持層となるシート状ウレタン（商品名「ニッパレイＥＸＹ」、日本発条株式会社製）を貼り付け、両面テープ＃４４２ＪＡ（３Ｍ社製）をラミネートして化学機械研磨パッドを作製した。
　３．１．３．実施例３、４
　組成物の各成分の種類および含有量を表１に記載のものに変更したこと以外は、実施例１と同様にして実施例３、４の化学機械研磨パッドを作製した。
　３．１．４．実施例５
　まず、実施例１と同様にして研磨層を得た。このようにして作製した研磨層のうち凹部を形成していない面へ両面テープ＃５５０ＰＳ５（積水化学工業株式会社製）をラミネートし、表１に記載の圧縮率と熱伝導率である支持層を貼り付け、両面テープ＃４４２ＪＡ（３Ｍ社製）をラミネートして化学機械研磨パッドを作製した。なお、表１に記載の圧縮率と熱伝導率である支持層は、水添エチレン-ブチレンブロックコポリマー（商品名「ＤＹＮＡＲＯＮ」、ＪＳＲ株式会社製）へ、球状黒鉛(商品名「ＷＦ－１５Ｃ」、株式会社中越黒鉛工業所製)を、表１に記載の圧縮率と熱伝導率になるように適量添加したものをニーダーにて混練し、シート化することにより作製した。
　３．１．５．実施例６
　実施例５と同様にして化学機械研磨パッドを作製した。なお、表１に記載の圧縮率と熱伝導率である支持層は、水添エチレン-ブチレンブロックコポリマー（商品名「ＤＹＮＡＲＯＮ」、ＪＳＲ株式会社製）へ、球状アルミナ(商品名「ＤＡＭ―７０」電気化学工業株式会社製)を、表１に記載の圧縮率と熱伝導率になるように適量添加したものをニーダーにて混練し、シート化することにより作製した。
　３．１．６．実施例７
　支持層としてサンモルフィ(サンデルタ株式会社製)を使用した以外は、実施例２と同様にして化学機械研磨パッドを作製した。
　３．１．７．比較例１
　市販の化学機械研磨パッド（ＲＯＨＭ＆ＨＡＡＳ社製、商品名「ＩＣ１０００」、熱架橋ポリウレタン樹脂により研磨層が作製されている）を使用した。後述する方法により研磨層の物性を測定したところ、比重０．８１、熱伝導率０．０５Ｗ／ｍ・Ｋであった。
　３．１．８．比較例２
　１，２－ポリブタジエン（ＪＳＲ株式会社製、商品名「ＲＢ８３０」、硬度４７Ｄ）１００質量部に、水溶性粒子としてβ－サイクロデキストリン（塩水港精糖株式会社製、商品名「デキシパールβ－１００」、平均粒径２０μｍ）３８質量部を混合した組成物を得た。得られた組成物１００質量部に対して、さらに有機過酸化物（日油株式会社製、商品名「パークミルＤ－４０」）を１質量部加え混練した組成物を得た後、実施例１と同様にして、水溶性粒子含有熱架橋ポリブタジエン樹脂からなる研磨層を得た。このようにして作製した研磨層のうち凹部を形成していない面へ両面テープ＃５５０ＰＳ５（積水化学工業株式会社製）をラミネートし、テープ面に支持層となる高密度薄物シート状水添エチレン－ブチレンブロックコポリマー（商品名「ＤＡＹＮＡＲＯＮ」、ＪＳＲ株式会社製）を貼り付け、両面テープ＃４４２ＪＡ（３Ｍ社製）をラミネートして化学機械研磨パッドを作製した。
　なお、表１における各成分の略称は、以下の通りである。
・「ＰＵ１－１」：非脂環式熱可塑性ポリウレタン（ＢＡＳＦ社製、商品名「エラストラン１１７４Ｄ」、硬度７０Ｄ）
・「ＰＵ２－１」：脂環式熱可塑性ポリウレタン（ＢＡＳＦ社製、商品名「エラストランＮＹ１１９７Ａ」、硬度６１Ｄ）
・「β－ＣＤ」：β－サイクロデキストリン（平均粒径２０μｍ、塩水港精糖株式会社製、商品名「デキシパールβ－１００」）
・「熱架橋ポリブタジエン樹脂」：１，２-ポリブタジエン（硬度４７Ｄ、ＪＳＲ株式会社製、商品名「ＲＢ８３０」）
・「有機過酸化物」：ジクミルパーオキサイド（日油株式会社製、商品名「パークミルＤ－４０」、架橋剤）
　３．２．研磨層の物性測定
　３．２．１．比重
　前記「３．１．化学機械研磨パッドの製造」で作製した研磨層およびＩＣ１０００の研磨層について、比重を測定した。研磨層の比重は、「ＪＩＳ　Ｚ８８０７」に準拠して測定した。その結果を表１に併せて示す。
　３．２．２．熱伝導率
　前記「３．１．化学機械研磨パッドの製造」で作製した研磨層およびＩＣ１０００の研磨層について、熱伝導率を測定した。熱伝導率は、以下のようにして測定した。センサー上に試験片を置き、マイクロヒーターを備えた固定治具を上から被せて５０ｇの錘を載せた。マイクロヒーターの表面から発生させた温度波が厚さ方向へ拡散して裏面に達した時に生じる振幅の減衰と位相の遅れから熱拡散係数Ｄを測定した。得られた熱拡散係数Ｄと試験片の比熱ρおよび比重Ｃｐより、下記式（２）により熱伝導率（Ｗ／ｍ・Ｋ）を算出した。その結果を表１に併せて示す。
　熱伝導率（Ｗ／ｍ・Ｋ）＝Ｄ／（ρ×Ｃｐ）　…（２）
　３．２．３．引張時における残留歪
　前記「３．１．化学機械研磨パッドの製造」で作製した研磨層およびＩＣ１０００の各研磨層の凹部が形成されていない部分から試験片を作製し、引張時における残留歪を測定した。引張時における残留歪は、「ＪＩＳ　Ｋ６２７０」に準拠して測定した。なお、測定時の温度は２３℃であり、湿度は相対湿度で５０％であった。その結果を表１に併せて示す。
　３．２．４．体積変化率
　前記「３．１．化学機械研磨パッドの製造」で作製した研磨層およびＩＣ１０００の研磨層について、体積変化率を測定した。研磨層の体積変化率は、「ＪＩＳ　Ｋ６２５８」に準拠した以下の方法により測定した。まず、厚さ２．８ｍｍに成形した研磨層を２ｃｍ×２ｃｍの角形に切り出して、これを測定用試料とした。この測定用試料を２３℃の水に２４時間浸漬させた。浸漬前の空気中の質量（Ｍ１）と浸漬前の水中の質量（Ｍ２）、浸漬後の空気中の質量（Ｍ３）と浸漬後の水中の質量（Ｍ４）を電子天秤（チョウバランス株式会社製、型式「ＪＰ－３００」）を用いて測定し、下記式（５）により、体積変化率を算出した。その結果を表１に併せて示す。
　体積変化率（％）＝（（（Ｍ３－Ｍ４）－（Ｍ１－Ｍ２））／（Ｍ１－Ｍ２））×１００　…（５）
　３．２．５．デュロＤ硬度
　前記「３．１．化学機械研磨パッドの製造」で作製した研磨層およびＩＣ１０００の研磨層について、デュロＤ硬度を測定した。研磨層のデュロＤ硬度は、「ＪＩＳ　Ｋ６２５３」に準拠して測定した。その結果を表１に併せて示す。
　３．２．６．ウエット状態における表面硬度
　前記「３．１．化学機械研磨パッドの製造」で作製した研磨層およびＩＣ１０００の研磨層について、研磨層のウエット状態の表面硬度を測定した。研磨層のウエット状態における表面硬度は、２３℃の水に４時間浸漬させた研磨層について、ナノインデンター（ＦＩＳＣＨＥＲ社製、型式「ＨＭ２０００」）を使用し、３００ｍＮ押し込み時のユニバーサル硬さ（ＨＵ）を表面硬度として測定した。その結果を表１に併せて示す。
　３．３．支持層の物性測定
　３．３．１．圧縮率
　前記「３．１．化学機械研磨パッドの製造」で使用した支持層およびＩＣ１０００より剥離した支持層について、一辺が２ｃｍ四方の正方形に切り出した小片を作製した。ＣＯＭＰＲＥＳＳＩＶＥ　ＥＬＡＳＴＩＣＩＴＹ　ＴＥＳＴＥＲ　Ｍｏｄｅｌ．ＳＥ－１５（インテック株式会社製）を使用し、該小片を該測定装置のプローブに載せ、１０ｇｆ、６００ｇｆの荷重をかけ、荷重一定のまま１分間放置した後の厚みを測定し、仮の小片厚みとした。また、小片を載せずブランクの状態でも同様に測定し、ブランクの状態での厚みを測定した。その測定結果から下記式（６）により圧縮率を算出した。
｜１０ｇｆでの仮の小片厚み―１０ｇｆでのブランク厚み｜＝１０ｇｆでの支持層厚み
｜６００ｇｆでの仮の小片厚み―６００ｇｆでのブランク厚み｜＝６００ｇｆでの支持層厚み
（１０ｇｆでの支持層厚み―６００ｇｆでの支持層厚み）／１０ｇｆでの支持層厚み×１００＝圧縮率（％）　…（６）
　３．４．化学機械研磨の評価
　前記「３．１．化学機械研磨用パッドの製造」で製造した化学機械研磨パッドを化学機械研磨装置（株式会社荏原製作所製、形式「ＥＰＯ－１１２」）に装着し、ドレッサー（アライド社製、商品名「＃３２５－６３Ｒ」）を用いてテーブル回転数２０ｒｐｍ、ドレッシング回転数１９ｒｐｍ、ドレッシング荷重５．１ｋｇｆの条件でドレッシングを３０分行った。その後、ドレッシングした化学機械研磨パッドを用いて以下の条件にて化学機械研磨を行い、研磨特性を評価した。
・ヘッド回転数：６０ｒｐｍ
・ヘッド荷重：３ｐｓｉ（２０．６ｋＰａ）
・テーブル回転数：６１ｒｐｍ
・スラリー供給速度：３００ｃｍ３／分
・スラリー：ＣＭＳ８４０１／ＣＭＳ８４５２（ＪＳＲ株式会社製）
　３．４．１．平坦性の評価
　被研磨物として、シリコン基板上にＰＥＴＥＯＳ膜を５，０００Å順次積層させた後、「ＳＥＭＡＴＥＣＨ　８５４」マスクパターン加工し、その上に２５０Åのタンタルナイトライド膜、１，０００Åの銅シード膜および１０，０００Åの銅膜を順次積層させたテスト用の基板を用いた。
　前記「３．４．化学機械研磨の評価」に記載の条件で、前記被研磨物を１分間化学機械研磨処理し、処理前後の膜厚を電気伝導式膜厚測定器（ケーエルエー・テンコール社製、形式「オムニマップＲＳ７５」）を用いて測定し、処理前後の膜厚および研磨処理時間から研磨速度を算出した。その上でＣｕクリアになる終点時間を、研磨開始からテーブルトルク電流の変化によって検出した終点に至るまでの時間で算出し、前記パターン付きウエハに対して終点検出時間の１．２倍の時間を研磨した後に、幅１００μｍの銅配線部と幅１００μｍの絶縁部とが交互に連続したパターンが長さ方向に対して垂直方向に３．０ｍｍ連続した部分について、精密段差計（ケーエルエー・テンコール社製、形式「ＨＲＰ－２４０」）を使用して、配線幅１００μｍ部分の銅配線の窪み量（以下、「ディッシング量」ともいう）を測定することによりディッシングを評価し、平坦性の指標とした。その結果を表１に併せて示す。なお、ディッシング量は、好ましくは４００Å未満、より好ましくは３００Å未満、特に好ましくは２００Å未満である。
　３．４．２．スクラッチの評価
　研磨処理後の前記パターン付きウエハの被研磨面において、ウエハ欠陥検査装置（ケーエルエー・テンコール社製、型式「ＫＬＡ２３５１」）を使用して、ウエハ全面におけるスクラッチの個数を測定した。その結果を表１に併せて示す。なお、スクラッチは、好ましくは５０個未満、より好ましくは３０個未満、特に好ましくは２０個未満である。
　３．４．３．研磨速度の評価
　膜厚１０００ｎｍのＰＥＴＥＯＳ膜付き８インチウエハを被研磨体として前記「３．３．化学機械研磨の評価」と同じ条件にて化学機械研磨を行った。なお、ＰＥＴＥＯＳ膜とは、テトラエチルシリケート（ＴＥＯＳ）を原料とし、促進条件としてプラズマを利用した化学気相成長法で成膜した酸化ケイ素膜である。
　前記被研磨体である１２インチＰＥＴＥＯＳ膜付きウエハにつき、直径方向に両端からそれぞれ５ｍｍの範囲を除いて均等にとった３３点について光干渉式膜厚測定器（ナノメトリクス・ジャパン社製、型式「Ｎａｎｏ　Ｓｐｅｃ　６１００」）を用いて化学機械研磨前後のＰＥＴＥＯＳ膜の厚さを測定した。この測定結果から、下記式（７）および（８）により研磨速度を算出した。
　研磨量（ｎｍ）＝研磨前の膜厚（ｎｍ）－研磨後の膜厚（ｎｍ）　…（７）
　研磨速度（ｎｍ／分）＝３３点の研磨量の平均値（ｎｍ）／研磨時間（分）　…（８）
　研磨速度の評価結果を表１に併せて示す。なお、研磨速度が２００ｎｍ／分以上である場合には研磨特性が良好であると判断し、研磨速度が２００ｎｍ／分未満である場合には研磨特性が不良であると判断した。
　３．４．４．耐久性の評価
　前記「３．４．３．研磨速度の評価」の方法に基づき、ウエハを連続的に研磨した時の研磨速度の変化率を下記式（９）により算出して研磨層の耐久性を評価した。具体的には、ウエハを連続的に研磨する状態を擬似的に再現するために、ドレッシングによるドレッサーとパッドの摩擦状態を１０時間継続させ、その前後における研磨速度から下記式（９）により変化率を算出した。研磨速度の変化率が５％未満である場合には耐久性が良好（表１では「○」）であると判断し、５％以上１０％未満である場合には耐久性が可（表１では「△」）であると判断し、１０％以上である場合には耐久性が不良（表１では「×」）であると判断した。
　研磨速度変化率（％）＝（（１０時間ドレッシング後の研磨速度－初期研磨速度）／初期研磨速度）×１００　…（９）
　３．４．５．エッジ部研磨速度の変化率の評価
　膜厚１０００ｎｍのＴＥＯＳ膜付き８インチウエハを被研磨体として前記「３．４．化学機械研磨の評価」と同じ条件にて化学機械研磨を行った。前記被研磨体である８インチＰＥＴＥＯＳ膜付きウエハにつき、ウエハ中心から直径方向に０ｍｍ、４ｍｍ、８ｍｍ、９８ｍｍについて光干渉式膜厚測定器（ナノメトリクス・ジャパン社製、型式「Ｎａｎｏ　Ｓｐｅｃ　６１００」）を用いて化学機械研磨前後のＰＥＴＥＯＳ膜の厚さを測定した。この測定結果から、下記式によりエッジ部ＲＲの変化率を算出した。
　研磨量（ｎｍ）＝研磨前の膜厚（ｎｍ）－研磨後の膜厚（ｎｍ）
　中心部の研磨量（ｎｍ）＝０ｍｍ、４ｍｍ、８ｍｍの研磨量の平均値
　中心部の研磨速度（ｎｍ／分）＝中心部の研磨量（ｎｍ）／研磨時間（分）
　エッジ部の研磨量（ｎｍ）＝９８ｍｍの研磨量の平均値
　エッジ部の研磨速度（ｎｍ／分）＝エッジ部の研磨量（ｎｍ）／研磨時間（分）
　エッジ部研磨速度の変化率＝｜（エッジ部の研磨速度―中心部の研磨速度）／中心部の研磨速度｜
　なお、エッジ部研磨速度の変化率は、小さいほど好ましいが、３０以下であれば実用できる性能と判断できる。エッジ部研磨速度の変化率の評価結果を表１に併せて示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　３．５．化学機械研磨パッドの評価結果
　表１によれば、実施例１～７に係る化学機械研磨パッドの研磨層が０．２０［Ｗ／ｍ・Ｋ］以上の熱伝導率を有しているため、被研磨面と研磨層とが擦れ合うことにより発生する摩擦熱の蓄積を低減させることができる。この作用により、実施例１～７に係る化学機械研磨パッドの研磨層の耐久性が良好であったと考えられる。また、平坦性、スクラッチの２項目の研磨特性においていずれも好ましい結果が得られた。
　これに対して、比較例１～２に係る化学機械研磨パッドは、上述した３項目の各研磨特性のうち、１項目以上が不良となる結果が得られた。
　比較例１に係る化学機械研磨パッドのように発泡構造を有する熱架橋ポリウレタンを有する研磨層である場合、研磨層の熱伝導率が０．１０［Ｗ／ｍ・Ｋ］と低くなるため、研磨層に摩擦熱が蓄積されやすい傾向がある。そのため、比較例１に係る化学機械研磨パッドの研磨層の耐久性が不良になったと考えられる。また、比較例１に係る化学機械研磨パッドは研磨層と支持層との積層体を有しているが、該積層体の熱伝導率も０．０５［Ｗ／ｍ・Ｋ］と低いために摩擦熱の拡散を困難にさせていると考えられる。
　また、比較例２に係る化学機械研磨パッドのようにポリブタジエンを有する研磨層である場合、熱伝導率が０．２４［Ｗ／ｍ・Ｋ］と十分に高いが表面の親水性に乏しく、研磨層表面上のスラリーへの熱伝達が不十分となるため、研磨層の耐久性が不良となった。また、スクラッチの研磨特性においても劣る結果となった。
　以上の実施例および比較例の結果から明らかであるように、本発明に係る化学機械研磨パッドは、ポリウレタンを含有する研磨層の比重と熱伝導率とのバランスを規定することで、平坦性およびスクラッチ性能等の研磨特性、ならびに耐久性にも優れた化学機械研磨パッドを製造することができた。
　本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法および結果が同一の構成、あるいは目的および効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成または同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
１０…研磨層、１０ａ…パッド屑、１０ｂ…伸びた部分、１０ｂ’…毛羽立ち部、２０…ドレッサー、３０…凹部、４０…探針

Claims (8)

  1. 　ポリウレタンを含有する組成物から形成された研磨層を有し、
    　前記研磨層の比重が１．１以上１．３以下であり、且つ、前記研磨層の熱伝導率が０．２［Ｗ／ｍ・Ｋ］以上であることを特徴とする、化学機械研磨パッド。
  2. 　前記研磨層の一方の面側に支持層が形成された積層体を有し、
    　前記積層体の熱伝導率が０．２［Ｗ／ｍ・Ｋ］以上である、請求項１に記載の化学機械研磨パッド。
  3. 　前記研磨層の引張時における残留歪が２％以上１０％以下である、請求項１または請求項２に記載の化学機械研磨パッド。
  4. 　前記研磨層を２３℃の水に２４時間浸漬したときの体積変化率が０．８％以上５．０％以下である、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。
  5. 　前記支持層の圧縮率が５％以上である、請求項２に記載の化学機械研磨パッド。
  6. 　前記ポリウレタンが熱可塑性ポリウレタンである、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。
  7. 　前記組成物は、水溶性粒子をさらに含む、請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載の化学機械研磨パッド。
  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化学機械研磨する、化学機械研磨方法。
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