研磨パッドの製造方法
【課題】平坦化特性に優れ、スクラッチの発生を抑制でき、研磨速度が大きい研磨パッドを簡便かつ生産性よく製造する方法を提供する。
【解決手段】錫シート１１に多数の貫通孔Ａ１２を形成する工程、貫通孔Ａを形成した錫シートを型内に設置する工程、前記錫シート上及び前記貫通孔Ａ内に熱硬化性ポリウレタン樹脂原料を流し込む又は射出する工程、前記熱硬化性ポリウレタン樹脂原料を反応硬化させて、錫シートの片面に樹脂層１３及び貫通孔Ａ内に樹脂領域１５を一体形成して積層シート１４を作製する工程、及び前記積層シートの樹脂領域以外の部分に錫シート及び樹脂層を貫く多数の貫通孔Ｂ１７を形成する工程を含む研磨パッドの製造方法。
【解決手段】錫シート１１に多数の貫通孔Ａ１２を形成する工程、貫通孔Ａを形成した錫シートを型内に設置する工程、前記錫シート上及び前記貫通孔Ａ内に熱硬化性ポリウレタン樹脂原料を流し込む又は射出する工程、前記熱硬化性ポリウレタン樹脂原料を反応硬化させて、錫シートの片面に樹脂層１３及び貫通孔Ａ内に樹脂領域１５を一体形成して積層シート１４を作製する工程、及び前記積層シートの樹脂領域以外の部分に錫シート及び樹脂層を貫く多数の貫通孔Ｂ１７を形成する工程を含む研磨パッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウエハ上に金属膜が形成された半導体デバイスを平坦化して金属配線パターンを形成する工程（エレクトロケミカルメカニカルポリッシング：ＥＣＭＰ）において使用される研磨パッドの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
高度の表面平坦性を要求される材料の代表的なものとしては、半導体集積回路（ＩＣ、ＬＳＩ）を製造するシリコンウエハと呼ばれる単結晶シリコンの円盤があげられる。シリコンウエハは、ＩＣ、ＬＳＩ等の製造工程において、回路形成に使用する各種薄膜の信頼できる半導体接合を形成するために、酸化物膜や金属膜を積層・形成する各工程において、表面を高精度に平坦に仕上げることが要求される。このような研磨仕上げ工程においては、一般的に研磨パッドはプラテンと呼ばれる回転可能な支持円盤に固着され、半導体ウエハ等の加工物は研磨ヘッドに固着される。そして双方の運動により、プラテンと研磨ヘッドとの間に相対速度を発生させ、さらに砥粒を含む研磨スラリーを研磨パッド上に連続供給することにより、研磨操作が実行される。
【０００３】
配線用の金属膜としては、Ａｌ、Ｗ、Ｃｕなどがある。近年、このような金属膜を研磨する方法として、エレクトロケミカルメカニカルポリッシング（ＥＣＭＰ）が注目されている。ＥＣＭＰは、陽極であるウエハと、陰極であるプラテンとの間に電解液を介して直流電流を通電し、ウエハ表面の金属膜を電気化学的に溶解、除去する方法である。
【０００４】
ＥＣＭＰで使用される研磨パッドとしては、例えば以下のものが提案されている。
【０００５】
特許文献１には、熱可塑性又は熱硬化性材料でできおり、研磨面に溝が形成された研磨パッドであって、該溝の中に導電層が形成されているものが開示されている。
【０００６】
特許文献２には、絶縁層の表面に導電性表層を裏面に研磨パッドを積層した導電性研磨パッドが開示されている。導電性表層の材質としては、導電性繊維からなる不織布、織布などの導電性を有する非金属シート、又はこれらに熱硬化性樹脂やエラストマーを含浸させたものが挙げられている。
【０００７】
特許文献３には、ウレタン樹脂等の弾性材により形成されており、導電粒子を含有する研磨パッドが開示されている。前記導電粒子としては、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ等からなる金属膜で被覆された球状のシリコンが記載されている。
【０００８】
特許文献４には、導電性を有する樹脂、樹脂に導電性材料を分散したもの、又は導電性繊維を原料とする導電性研磨パッドが開示されている。導電性を有する樹脂としては、ポリピロール、ポリアセチレンが記載されている。また、樹脂に導電性材料を分散したものについて、樹脂としては、ポリウレタン、ナイロン、ポリエステル、天然ゴム、エラストマーなどが記載されており、導電性材料としては、カーボンブラック、金属粉末、金属酸化物粉末、カーボンナノチューブなどが記載されている。
【０００９】
特許文献５には、導電性基材の上に重なる厚さ１．５ｍｍ未満の多孔性ポリマー層を含むエレクトロケミカルメカニカルポリッシング用の研磨パッドが記載されている。
【００１０】
特許文献６には、ファブリック層と、前記ファブリック層上に配置される導電層とを備える研磨機器が記載されている。導電層は、金、錫、パラジウム、パラジウム錫合金等の軟質金属を備えることが記載されている。
【００１１】
ここで、Ｃｕは低抵抗化が図れること、高いエレクトロマイグレーション耐性があることなどの利点があり、次世代配線材料として期待されている。Ｃｕ配線パターンは通常ダマシン法により形成されているが、Ｃｕ膜を研磨する際に配線パターンやの密度や寸法によって配線部のオーバー加工が生じる箇所が発生する（いわゆる「シニング」）という問題を有していた。また、配線部のオーバー加工でも主として研磨パッドの弾性とスラリーの化学的効果に起因して、配線部の中央部が速く加工が進行し凹みが生じる（いわゆる「ディッシング」）という問題も有していた。
【００１２】
前記シニングやディッシングは、研磨層を高弾性化することによりある程度は改善できる。また、無発泡系の硬い研磨パッドを用いることも有効である。しかし、このような硬いパッドを用いた場合、Ｃｕ膜は絶縁膜に比べて柔らかいため、Ｃｕ膜面にスクラッチ（傷）が発生しやすい。
【００１３】
また、金属膜を研磨するための研磨パッドの研磨特性としては、平坦化特性に優れ、電気抵抗が小さく、研磨速度が大きいことが要求される。
【００１４】
しかしながら、従来の研磨パッドは、上記問題や要求を解決できていない。
【００１５】
【特許文献１】特開２００５−１０１５８５号公報
【特許文献２】特開２００５−１３９４８０号公報
【特許文献３】特開２００２−９３７５８号公報
【特許文献４】特開２００４−１１１９４０号公報
【特許文献５】特開２００５−３３５０６２号公報
【特許文献６】特表２００６−５２７４８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明は、平坦化特性に優れ、スクラッチの発生を抑制でき、研磨速度が大きい研磨パッドを簡便かつ生産性よく製造する方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明者らは、前記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、以下に示す研磨パッドの製造方法により上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１８】
本発明の研磨パッドの製造方法は、錫シートに多数の貫通孔Ａを形成する工程、貫通孔Ａを形成した錫シートを型内に設置する工程、前記錫シート上及び前記貫通孔Ａ内に熱硬化性ポリウレタン樹脂原料を流し込む又は射出する工程、前記熱硬化性ポリウレタン樹脂原料を反応硬化させて、錫シートの片面に樹脂層及び貫通孔Ａ内に樹脂領域を一体形成して積層シートを作製する工程、及び前記積層シートの樹脂領域以外の部分に錫シート及び樹脂層を貫く多数の貫通孔Ｂを形成する工程を含む。
【００１９】
本発明の他の研磨パッドの製造方法は、錫シートに多数の貫通孔Ａを形成する工程、貫通孔Ａを形成した錫シートをコンベア上に送り出しつつ、前記錫シート上及び前記貫通孔Ａ内に熱硬化性ポリウレタン樹脂原料を吐出する工程、前記熱硬化性ポリウレタン樹脂原料を反応硬化させて、錫シートの片面に樹脂層及び貫通孔Ａ内に樹脂領域を一体形成して積層シートを作製する工程、及び前記積層シートの樹脂領域以外の部分に錫シート及び樹脂層を貫く多数の貫通孔Ｂを形成する工程を含む。
【００２０】
また、本発明の他の研磨パッドの製造方法は、錫シートに多数の貫通孔Ａを形成する工程、貫通孔Ａを形成した錫シートを型内に設置する工程、前記錫シート上及び前記貫通孔Ａ内に溶融した熱可塑性ポリウレタン樹脂又はポリウレタン系熱可塑性エラストマーを流し込む又は射出する工程、前記熱可塑性ポリウレタン樹脂又はポリウレタン系熱可塑性エラストマーを硬化させて、錫シートの片面に樹脂層及び貫通孔Ａ内に樹脂領域を一体形成して積層シートを作製する工程、及び前記積層シートの樹脂領域以外の部分に錫シート及び樹脂層を貫く多数の貫通孔Ｂを形成する工程を含む。
【００２１】
また、本発明の他の研磨パッドの製造方法は、錫シートに多数の貫通孔Ａを形成する工程、貫通孔Ａを形成した錫シートを型内に設置する工程、前記錫シート上に熱可塑性ポリウレタン樹脂シート又はポリウレタン系熱可塑性エラストマーシートを積層する、又は前記錫シート上に熱可塑性ポリウレタン樹脂又はポリウレタン系熱可塑性エラストマーのペレットを敷き詰める工程、前記熱可塑性ポリウレタン樹脂シート、前記ポリウレタン系熱可塑性エラストマーシート、又は前記ペレットを熱プレスして溶融させ、その後に硬化させて、錫シートの片面に樹脂層及び貫通孔Ａ内に樹脂領域を一体形成して積層シートを作製する工程、及び前記積層シートの樹脂領域以外の部分に錫シート及び樹脂層を貫く多数の貫通孔Ｂを形成する工程を含む。
【００２２】
また、本発明の他の研磨パッドの製造方法は、錫シートに多数の貫通孔Ａを形成する工程、溶融状態の熱可塑性ポリウレタン樹脂又はポリウレタン系熱可塑性エラストマーをシート状に押し出しつつ、その上に貫通孔Ａを形成した錫シートを積層する工程、前記錫シートを溶融状態の熱可塑性ポリウレタン樹脂又はポリウレタン系熱可塑性エラストマーに押し付けて溶融状態の熱可塑性ポリウレタン樹脂又はポリウレタン系熱可塑性エラストマーを前記貫通孔Ａ内に充填する工程、前記熱可塑性ポリウレタン樹脂又はポリウレタン系熱可塑性エラストマーを硬化させて、錫シートの片面に樹脂層及び貫通孔Ａ内に樹脂領域を一体形成して積層シートを作製する工程、及び前記積層シートの樹脂領域以外の部分に錫シート及び樹脂層を貫く多数の貫通孔Ｂを形成する工程を含む。
【００２３】
本発明の方法で製造される研磨パッドは、錫シートと、電解液を保持する多数の貫通孔Ｂとにより導電ネットワークが緻密に形成されており、該構造により研磨パッドの表面電気抵抗を小さくすることができる。それにより通電量が大きくなり、ウエハ表面の金属膜を電気化学的に溶解、除去しやすくなるため研磨速度が大きくなる。前記樹脂層は、薄く強度の低い錫シートを保護するために設けられており、錫シートの破断等を防止するとともに研磨パッドに柔軟性を付与するために必要な部材である。
【００２４】
前記積層シートには、ポリウレタン樹脂（エラストマー）を含む樹脂領域が形成されており、該樹脂領域によって、ウエハ表面の金属膜を機械的に研磨することができるため研磨速度がより大きくなる。また、錫シートのみで電解研磨すると金属膜表面が粗くなる傾向にあるが、錫シート中に樹脂領域を設けて機械的研磨を同時に行うことにより金属膜表面の粗さを小さくすることができる。
【００２５】
また、錫シート及び樹脂領域は、配線用の金属膜の材料であるＣｕなどより柔らかいため、スクラッチの発生を抑制することができる。
【００２６】
本発明においては、前記型の底面は、錫シートの貫通孔Ａに対応する部分に凹部を有することが好ましい。または、錫シートに多数の貫通孔Ａを形成する工程の後に、前記錫シートの片面に剥離性粘着シート又は剥離性両面テープを積層し、貫通孔Ａに対応する部分の剥離性粘着シート又は剥離性両面テープを除去する工程をさらに含むことが好ましい。または、錫シートに多数の貫通孔Ａを形成する工程の前に、前記錫シートの片面に剥離性粘着シート又は剥離性両面テープを積層する工程をさらに含み、錫シートに多数の貫通孔Ａを形成する際に前記剥離性粘着シート又は剥離性両面テープにも多数の貫通孔Aを形成することが好ましい。上記各方法により、樹脂領域を研磨表面（錫シート表面）から突出させることができ、機械的な研磨効率が向上し、研磨速度がより大きくなる。
【００２７】
また、本発明においては、錫シートに多数の貫通孔Ａを形成する工程の後に、前記錫シートの片面に剥離性粘着シート又は剥離性両面テープを積層する工程をさらに含むことが好ましい。上記方法により、ポリウレタン樹脂を貫通孔A内に充填する際に、錫シート表面（研磨表面）にポリウレタン樹脂が浸入することを防止でき、錫シート表面をバフ掛けする工程を省略することができる。
【００２８】
また、本発明の製造方法は、錫シートの片面に樹脂層及び貫通孔Ａ内に樹脂領域を一工程で一体形成することができるため、簡便かつ生産性に優れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の研磨パッドの製造方法について、図１及び図２を参照しつつ説明する。
【００３０】
錫シート１１は、原料成分として錫又は錫合金を含む。錫合金としては、例えば、錫−銅合金、錫−銀合金、錫−ニッケル合金、錫−アルミ合金、錫−ビスマス合金、錫−鉛合金、及び錫−亜鉛合金などが挙げられる。合金中の錫は８０重量％以上であることが好ましく、より好ましくは９０重量％以上、特に好ましくは９５重量％以上である。
【００３１】
錫シート１１の厚さは特に制限されないが、５０〜１０００μｍであることが好ましく、より好ましくは１００〜５００μｍである。厚さが５０μｍ未満の場合には、強度不足により研磨中に破断しやすくなり、厚さが１０００μｍを超える場合には、研磨パッドの柔軟性が低下する。
【００３２】
一枚の錫シート１１の大きさが目的とする研磨パッドの大きさより小さい場合には、適宜な方法で複数の錫シート１１を貼り合わせて使用してもよい。
【００３３】
工程（ａ）は、錫シート１１に多数の貫通孔Ａ（１２）を形成する工程である。該貫通孔Ａ（１２）は樹脂領域１５を形成するために設けられる。錫シート１１に多数の貫通孔Ａ（１２）を形成する方法としては、例えば、トムソン型又は雄雌型のプレス機で打ち抜く方法、ウォーターカッター又はレーザーを用いる加工方法などが挙げられるがこれらに限定されない。孔加工過程で生じる金属粉及び貫通孔Ａ（１２）の周りの「ばり」は、スクラッチの発生原因になるため除去しておくことが好ましい。「ばり」を除去する方法としては、錫シートをプレスする方法、錫シートをローラーに通す方法、及び錫シートをバフィングする方法などが挙げられる。また、錫シートの「ばり」のある面を樹脂層１３との積層面にしてもよい。
【００３４】
貫通孔Ａ（１２）の表面形状は特に制限されず、例えば、円形、楕円形、四角形、及び多角形などが挙げられるが、スクラッチの抑制、及び樹脂領域を隙間なく形成するために円形であることが好ましい。円形の場合、直径は０．３〜１０ｍｍであることが好ましい。
【００３５】
貫通孔Ａ（１２）の断面形状は特に制限されず、例えば、正方形、長方形、及び台形などが挙げられる。
【００３６】
多数の貫通孔Ａ（１２）の形成パターンは特に限定されず、例えば、同心円状、放射状、螺旋状、及び碁盤目状などが挙げられる（図２参照）。
【００３７】
工程（ｂ）は、貫通孔Ａ（１２）を形成した錫シート１１の片面に樹脂層１３を、貫通孔Ａ（１２）内に樹脂領域１５を一体形成して積層シート１４を作製する工程である。詳しくは、以下の方法により積層シート１４を作製することができる。
【００３８】
樹脂層１３及び樹脂領域１５の形成材料としては、柔軟性、強度及び耐摩耗性の観点から、熱硬化性ポリウレタン樹脂、熱可塑性ポリウレタン樹脂、又はポリウレタン系熱可塑性エラストマーを用いる。
【００３９】
（Ａ）樹脂層１３及び樹脂領域１５を熱硬化性ポリウレタン樹脂で形成する場合
【００４０】
型内に貫通孔Ａ（１２）を形成した錫シート１１を設置し、該錫シート１１上及び貫通孔Ａ（１２）内に熱硬化性ポリウレタン樹脂原料を流し込み、その後、該原料を加熱して反応硬化させて樹脂層１３及び樹脂領域１５を一体形成する。
【００４１】
型はオープンモールドでもよく、クローズモールドでもよいが、その後のバフ掛け工程を省くためにクローズモールドを用いることが好ましい。また、研磨表面１６側への熱硬化性ポリウレタン樹脂原料の浸入を防止するために、型内に錫シート１１を配置する前に研磨表面１６上に剥離性粘着シート又は剥離性両面テープを積層しておくことが好ましい。剥離性両面テープは、錫シート１１を型内に固定できるため特に好ましく用いられる。また、前記剥離性粘着シート及び剥離性両面テープは、薄く強度が低い錫シート１１を保護したり、錫シート１１の表面にキズや汚れが付くことを防止する役割も果たす。熱硬化性ポリウレタン樹脂原料を流し込む際には、吐出口を固定して流し込んでもよく、トラバースしながら流し込んでもよい。また、貫通孔Ａ（１２）内に確実に原料を流し込むために真空含浸処理を行ってもよい。また、錫シート１１と樹脂層１３との接着性を向上させるために、錫シート１１の樹脂層１３を積層する面に予めプライマー処理又はブラスト処理を施しておくことが好ましい。
【００４２】
樹脂領域１５は、研磨表面１６と同じ高さであってもよく、研磨表面１６から突出していてもよい。突出している場合、研磨表面１６からの突出高さは１０００μｍ以下であることが好ましく、より好ましくは５００μｍ以下である。突出高さが１０００μｍを超える場合にはウエハと研磨表面１６との間隔が大きくなりすぎて通電しにくくなる。樹脂領域１５を研磨表面１６から突出させる方法としては、例えば、錫シートの貫通孔Ａに対応する部分に凹部を有する底面を備えた型を用いる方法が挙げられる。また、貫通孔Ａ（１２）を形成した錫シート１１の片面に剥離性粘着シート又は剥離性両面テープを積層し、貫通孔Ａ（１２）に対応する部分の剥離性粘着シート又は剥離性両面テープを打ち抜き等により除去し、その後前記と同様の方法でモールド成型して樹脂層１３と突出した樹脂領域１５を一体形成してもよい。また、貫通孔Ａ（１２）を形成する前に錫シート１１の片面に剥離性粘着シート等を積層しておき、錫シート１１に貫通孔Ａ（１２）を形成する際に前記剥離性粘着シート等にも貫通孔Ａ（１２）を形成し、その後前記と同様の方法でモールド成型して樹脂層１３と突出した樹脂領域１５を一体形成してもよい。なお、底面の凹部の深さ、及び剥離性粘着シート等の厚さは、樹脂領域１５の突出高さを考慮して適宜調整する。
【００４３】
樹脂層１３及び樹脂領域１５は、発泡体にしてもよく無発泡体にしてもよい。発泡体の場合には、平均気泡径は２００μｍ以下であることが好ましく、より好ましくは１００μｍ以下である。
【００４４】
樹脂層１３の厚さは特に制限されないが、柔軟性及び強度の観点から、通常０．０１〜１０ｍｍであり、好ましくは０．２〜５ｍｍである。
【００４５】
熱硬化性ポリウレタン樹脂で形成された樹脂層１３及び樹脂領域１５のＤ硬度は、８０度以下であることが好ましい。
【００４６】
樹脂層１３及び樹脂領域１５を形成した後に、厚み精度を高めるため、又は研磨表面１６上に形成された不要なポリウレタン樹脂を除去するためにバフ掛け等の表面処理を行ってもよい。
【００４７】
また、前記モールド成型法の代わりに、貫通孔Ａ（１２）を形成した錫シート１１をコンベア上に送り出しつつ、錫シート１１上及び貫通孔Ａ（１２）内に熱硬化性ポリウレタン樹脂原料を吐出（塗布）し、その後、該原料を加熱し、反応硬化させて樹脂層１３及び樹脂領域１５を一体形成する連続生産法、又は反応射出成型法（ＲＩＭ）を採用してもよい。連続生産法及び反応射出成型法の場合でも、前記と同様の方法で突出した樹脂領域１５を形成することができる。また、前記モールド成型法で記載した任意の工程は、連続生産法及び反応射出成型法でも必要により採用してもよい。
【００４８】
（Ｂ）樹脂層１３及び樹脂領域１５を熱可塑性ポリウレタン樹脂又はポリウレタン系熱可塑性エラストマーで形成する場合
【００４９】
型内に貫通孔Ａ（１２）を形成した錫シート１１を設置し、該錫シート１１上及び貫通孔Ａ（１２）内に溶融した熱可塑性ポリウレタン樹脂又はポリウレタン系熱可塑性エラストマーを流し込み、その後、該熱可塑性ポリウレタン樹脂等を硬化させて、樹脂層１３及び樹脂領域１５を一体形成する。前記モールド成型法の代わりに、射出成型法を採用してもよい。
【００５０】
または、型内に貫通孔Ａ（１２）を形成した錫シート１１を設置し、該錫シート１１上に熱可塑性ポリウレタン樹脂シート又はポリウレタン系熱可塑性エラストマーシートを積層し、該樹脂シートを熱プレスして溶融させ、その後これを硬化させて樹脂層１３と樹脂領域１５を一体形成する。また、錫シート１１上に前記樹脂シートを積層する代わりに、ペレットを敷き詰めてもよい。
【００５１】
または、溶融状態の熱可塑性ポリウレタン樹脂又はポリウレタン系熱可塑性エラストマーをシート状に押し出しつつ、その上に貫通孔Ａを形成した錫シートを積層する。前記錫シートを溶融状態の熱可塑性ポリウレタン樹脂等に押し付けて溶融状態の熱可塑性ポリウレタン樹脂等を前記貫通孔Ａ内に充填する。その後、前記熱可塑性ポリウレタン樹脂等を硬化させて、樹脂層１３及び樹脂領域１５を一体形成する連続生産法を採用してもよい。
【００５２】
前記（Ａ）方法で記載した、研磨表面と同じ高さ又は突出した樹脂領域１５を形成する方法は、前記（Ｂ）方法でも採用することができる。また、前記（Ａ）方法で記載した任意の工程は、前記（Ｂ）方法でも必要により採用してもよい。
【００５３】
樹脂層１３及び樹脂領域１５を熱可塑性ポリウレタン樹脂又はポリウレタン系熱可塑性エラストマーで形成する場合、樹脂層１３及び樹脂領域１５のＤ硬度は８０度以下であることが好ましい。
【００５４】
樹脂領域１５の合計表面積は、研磨表面の表面積に対して１〜５０％であることが好ましい。樹脂領域１５の合計表面積が１％未満の場合には機械的な研磨が不十分となり、５０％を超える場合には研磨パッドの導電部の面積が小さくなってウエハ表面の金属膜を電気化学的に除去しにくくなるため研磨速度が低下する傾向にある。
【００５５】
工程（ｃ）は、任意工程であり、樹脂層１３の片面に接着剤層（両面テープ）５を設ける工程である。接着剤層５は研磨層を陰極に貼り合わせるために設けられる。接着剤層５は、積層シート１４に多数の貫通孔Ｂを形成した後に設けてもよいが、製造工程上、貫通孔Ｂを形成する前に設けておくことが好ましい。
【００５６】
工程（ｄ）は、積層シート１４の樹脂領域１５以外の部分に多数の貫通孔Ｂ（１７）を形成し、研磨層２を作製する工程である。積層シート１４に多数の貫通孔Ｂ（１７）を形成する方法としては、例えば、トムソン型又は雄雌型のプレス機で打ち抜く方法、ウォーターカッター又はレーザーを用いる加工方法などが挙げられる。研磨層２と陰極とを接着剤層５を用いて積層して研磨パッドを作製する場合には、陽極である研磨層２と、陰極との間に電解液を介して直流電流を通電させるために、積層シート１４だけでなく接着剤層５にも貫通孔Ｂ（１７）を設ける必要がある。
【００５７】
貫通孔Ｂ（１７）は、積層シート１４の樹脂領域１５以外の部分に形成する必要がある。また、孔加工過程で生じる金属粉及び貫通孔Ｂ（１７）の周りの「ばり」は、スクラッチの発生原因になるため除去しておくことが好ましい。「ばり」を除去する方法としては、研磨層２をプレスする方法、研磨層２をローラーに通す方法、及び研磨層２をバフィングする方法などが挙げられる。また、研磨表面１６側から積層シート１４を打ち抜くと、研磨表面１６に「ばり」が発生しにくくなる。
【００５８】
貫通孔Ｂ（１７）の表面形状は特に制限されず、例えば、円形、楕円形、四角形、及び多角形などが挙げられるが、スクラッチ抑制の観点から円形であることが好ましい。円形の場合、直径は１〜５０ｍｍであることが好ましい。
【００５９】
貫通孔Ｂ（１７）の断面形状は特に制限されず、例えば、正方形、長方形、及び台形などが挙げられる。
【００６０】
多数の貫通孔Ｂ（１７）の形成パターンとしては、例えば、同心円状、放射状、螺旋状、及び碁盤目状などが挙げられる。均一な導電ネットワークを形成するために、貫通孔Ｂ（１７）は、積層シート１４の表面に均一に分散して形成することが好ましい（図２参照）。
【００６１】
貫通孔Ｂ（１７）の合計表面積は、積層シート１４の表面積に対して５〜８０％であることが好ましく、より好ましくは１０〜６０％である。貫通孔Ｂ（１７）の合計表面積が５％未満の場合には電解液が十分に供給されないため研磨速度が低下し、８０％を超える場合には研磨層の機械的強度が低下する傾向にある。
【００６２】
研磨層２の厚みバラツキは１００μｍ以下であることが好ましい。厚みバラツキが１００μｍを越えるものは、研磨層が大きなうねりを持ったものとなり、金属膜に対する接触状態が異なる部分ができ、研磨特性に悪影響を与える。また、研磨層の厚みバラツキを解消するため、一般的には、研磨初期に研磨層表面をダイヤモンド砥粒を電着、融着させたドレッサーを用いてドレッシングするが、上記範囲を超えたものはドレッシング時間が長くなり、生産効率が低下する。
【００６３】
研磨層２の厚みバラツキを抑える方法としては、錫シート１１の表面をバフ掛けする方法が挙げられる。バフ掛けする際には、粒度などが異なる研磨材で段階的に行うことが好ましい。
【００６４】
研磨層２の表面電気抵抗は、５．０×１０−２Ω以下であることが好ましい。表面電気抵抗が高いと電解研磨の際に発熱が起こるため好ましくない。
【００６５】
研磨層２は、数ｍ程度の長尺状であってもよく、７〜９０ｃｍ程度の円形状であってもよい。また、研磨層２の厚さは、０．３〜５ｍｍ程度である。
【００６６】
研磨層２の研磨表面には、エンボス加工、又は溝加工を施してもよい。
【００６７】
本発明の研磨パッドは、研磨層のみであってもよく、研磨層と他の層（例えば、接着剤層、陰極、クッション層、絶縁層、導電層など）との積層体であってもよい。
【００６８】
図３に記載のように、本発明の研磨パッド１は、前記研磨層２と陰極層３とクッション層４を貼り合わせたものであってもよい。研磨層２には、通常陽極線が設けられる。陽極線は、研磨層２を形成した後又は形成する途中に別途設けてもよく、錫シート１１の一部をその形成材料として研磨層２と一体形成してもよい。
【００６９】
陰極層３としては、例えば、銅メッシュ、銅箔、ニッケル箔、樹脂フィルム（ＰＥＴフィルム等）に銅箔又はニッケル箔をラミネートした複合シート、ナイロン又はＰＥＴ等からなる織布（布巾）に銅又はニッケルをコーティング（メッキ）した複合材などが挙げられる。
【００７０】
前記クッション層は、研磨層の特性を補うものである。クッション層は、ＥＣＭＰにおいて、トレードオフの関係にあるプラナリティとユニフォーミティの両者を両立させるために必要なものである。研磨層の特性によって、プラナリティを改善し、クッション層の特性によってユニフォーミティを改善する。本発明の研磨パッドにおいては、クッション層は研磨層より柔らかいものを用いることが好ましい。
【００７１】
前記クッション層としては、例えば、ポリエステル不織布、ナイロン不織布、アクリル不織布などの繊維不織布やポリウレタンを含浸したポリエステル不織布のような樹脂含浸不織布、ポリウレタンフォーム、ポリエチレンフォームなどの高分子樹脂発泡体、ブタジエンゴム、イソプレンゴムなどのゴム性樹脂、感光性樹脂などが挙げられる。
【００７２】
研磨層２、陰極層３、及びクッション層４を貼り合わせる手段としては、例えば、接着剤層（両面テープ）５で挟んでプレスする方法、ホットメルト系接着剤を用いる方法などが挙げられる。また、樹脂層１３が熱可塑性ポリウレタン樹脂又はポリウレタン系熱可塑性エラストマーで形成されている場合には、熱溶着により研磨層２と陰極層３とを貼り合わせてもよい。
【００７３】
また、本発明の研磨パッド１は、プラテンと接着する面に接着剤層（両面テープ）５が設けられていてもよい。
【００７４】
図４は、ＥＣＭＰで使用する研磨装置の一例を示す概略構成図である。ＥＣＭＰにおいては、一般的に研磨パッド１はプラテンと呼ばれる回転可能な研磨定盤６に固着され、半導体ウエハ等の被研磨材７は支持台（ポリシングヘッド）８に固着される。そして、双方の運動により研磨定盤６と支持台８との間に相対速度を発生させ、さらに、電圧印加部９から研磨層２と陰極層３との間に電圧を印加しつつ、電解液１０を研磨パッド１上に連続供給することにより研磨操作が実行される。
【００７５】
これにより半導体ウエハ表面の金属膜の突出部分が電気化学的に溶解、除去されて平坦状に研磨される。その後、ダイシング、ボンディング、パッケージング等することにより半導体デバイスが製造される。半導体デバイスは、演算処理装置やメモリー等に用いられる。
【実施例】
【００７６】
以下、本発明を実施例により説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【００７７】
［測定、評価方法］
（研磨特性の評価）
研磨装置としてApplied Reflexion LK ECMP（Applied Materials社製）を用い、作製した研磨パッドを用いて研磨特性の評価を行った。
平坦化特性の評価は、８インチシリコンウエハにＣｕ膜を０．５μｍ堆積させた後、Ｌ／Ｓ（ライン・アンド・スペース）＝２５μｍ／５μｍ及び、Ｌ／Ｓ＝５μｍ／２５μｍのパターンニングを行い、さらにＣｕ膜を１μｍ堆積させて、初期段差０．５μｍのパターン付きＣｕウエハを製作した。このＣｕウエハを下記条件にて電解研磨を行って、グローバル段差が２０００Å以下になる時の、２５μｍスペースの底部分の削れ量を測定することで評価した。平坦化特性は削れ量の値が小さいほど優れており、削れ量が５００Å以下の場合を平坦化特性○、５００Åを超える場合を平坦化特性×とした。Ｃｕ膜の膜厚測定には、干渉式膜厚測定装置（大塚電子社製）を用いた。研磨条件としては、電解液（ＡＭＡＴ社製、ＥＰ３．１）を研磨中に流量２００ｍｌ／ｍｉｎ添加し、研磨荷重０．５〜１ｐｓｉ、研磨定盤回転数２１ｒｐｍ、ウエハ回転数２０ｒｐｍとした。
【００７８】
実施例１
孔加工機を用いて、千鳥パターン（縦１６ｍｍ間隔、横１６ｍｍ間隔）で貫通孔Ａ（直径３ｍｍ）を錫シート（幅４００ｍｍ、長さ８００ｍｍ、厚み０．２５ｍｍ）に形成した。孔加工した錫シートの片面に剥離性粘着シートを空気が入らないように貼り合わせて積層体を作製した。その後、該積層体をオープンモールド（厚み２ｍｍ、縦８１０ｍｍ、横８１０ｍｍ）内に、錫シート側を上にして２枚並べて設置した。
【００７９】
イソシアネート末端プレポリマーであるアジプレンＬ−１００（ユニロイヤル社製）１００重量部、及び鎖延長剤である４，４’−メチレンビス（ｏ−クロロアニリン）（ＭＯＣＡ）１１．９重量部を混合し、攪拌及び脱泡して熱硬化性ポリウレタン樹脂原料を調製した。該熱硬化性ポリウレタン樹脂原料を前記オープンモールド内に流し込み、真空含浸処理を行った後、１００℃で１２時間加熱し硬化させて、錫シートの片面にポリウレタン樹脂層及び貫通孔Ａ内にポリウレタン樹脂領域（Ｄ硬度：４０）を有する積層シートを作製した。その後、該積層シートから剥離性粘着シートを剥離した。
【００８０】
作製した積層シートのポリウレタン樹脂層表面をバフ掛けし、該ポリウレタン樹脂層に両面テープを貼り付けた。そして、孔加工機を用いて、千鳥パターン（縦１６ｍｍ間隔、横１６ｍｍ間隔）で貫通孔Ｂ（直径５ｍｍ）を積層シート及び両面テープに形成した。積層シートには、図２のようにポリウレタン樹脂領域及び貫通孔Ｂが碁盤目状に形成されている。その後、積層シート及び両面テープを直径約６１ｃｍ（２４インチ）の大きさで打ち抜いて、両面テープ付き研磨層を作製した。研磨層の厚さは、約１．５ｍｍ、表面電気抵抗は３．０×１０−２Ωであった。なお、電気抵抗は、ＤＩＧＩＴＡＬ ＭＵＬＴＩＭＥＴＥＲ（ＹＯＫＯＧＡＷＡ製、７５５２）で測定した。また、ポリウレタン樹脂領域の合計表面積は、研磨層の表面積に対して約５．５％であり、貫通孔Ｂの合計表面積は、研磨層の表面積に対して約１５％であった。
【００８１】
その後、両面テープ付き研磨層に陰極層であるＣｕメッシュ（メッシュ製、厚さ：０．１４ｍｍ）をラミ機を用いて貼り合わせた。そして、ラミ機を使用して、両面テープをＣｕメッシュに貼り合わせた。そして、クッション層（Ｒｏｇｅｒｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製、ＰＯＲＯＮ、厚さ：４ｍｍ）をラミ機を使用して前記両面テープに貼り合わせた。さらに、ラミ機を使用して、両面テープを該クッション層に貼り合わせて研磨パッドを作製した。該研磨パッドの平坦化特性は○であった。該研磨パッドのポリウレタン樹脂領域付近のＳＥＭ画像を図５に示す。ポリウレタン樹脂領域は、錫シートと同一高さであることがわかる。
【００８２】
実施例２
錫シート（幅４００ｍｍ、長さ８００ｍｍ、厚み０．２５ｍｍ）の片面に剥離性粘着シート（パナック株式会社製、厚み１００μｍ）を空気が入らないように貼り合わせて積層体を作製した。その後、孔加工機を用いて、千鳥パターン（縦１６ｍｍ間隔、横１６ｍｍ間隔）で貫通孔Ａ（直径３ｍｍ）を錫シート及び剥離性粘着シートに形成した。その後、実施例１と同様の方法で研磨パッドを作製した。該研磨パッドの平坦化特性は○であった。該研磨パッドのポリウレタン樹脂領域付近のＳＥＭ画像を図６に示す。ポリウレタン樹脂領域は、研磨表面から突出していることがわかる。
【００８３】
比較例１
容器にＤＭＦ１９０００ｇ、ＫＢ（ＬＩＯＮ製、ケッチェンブラック）１０００ｇ、２ｍｍφボール３５０００ｇを仕込み、４００ｒｐｍで２０分間ボールミルにて混合した。得られた１次混合液に、熱可塑性ポリウレタン樹脂を２０重量％含有するＤＭＦ溶液１１６６０ｇを加え、さらに４００ｒｐｍで２０分間ボールミルにて混合した。得られた２次混合液をステンレスバットに移し変え、１００℃の真空乾燥機中でＤＭＦを除去した。得られたシートを１分間熱プレス（温度：１９０℃、圧力：１０ＭＰａ）して研磨層（厚さ：１．９５ｍｍ、電気抵抗：１．５０×１０２Ω）を得た。ラミ機を使用して、両面に接着剤層を有するマイラーフィルム（積水化学工業製、７５μｍ）を該研磨層に貼り合わせて積層シートを得た。そして、孔加工機を用いて貫通孔（直径：５ｍｍ）を研磨表面の約１５％形成した。その後、積層シートを直径約６１ｃｍ（２４インチ）の大きさで打ち抜いた。
【００８４】
その後、前記積層シートのマイラーフィルム側に陰極層であるＣｕメッシュ（メッシュ製、厚さ：０．１４ｍｍ）をラミ機を用いて貼り合わせた。そして、ラミ機を使用して、両面に接着剤層を有するマイラーフィルム（積水化学工業製、７５μｍ）をＣｕメッシュに貼り合わせた。そして、クッション層（Ｒｏｇｅｒｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製、ＰＯＲＯＮ、厚さ：４ｍｍ）をラミ機を使用して前記マイラーフィルムに貼り合わせた。さらに、ラミ機を使用して、両面に接着剤層を有するマイラーフィルム（積水化学工業製、７５μｍ）を該クッション層に貼り合わせて研磨パッドを作製した。該研磨パッドの平坦化特性は×であった。
【００８５】
上記結果より、本発明の研磨パッドは、平坦化特性に優れることがわかる。また、本発明の研磨パッドは、１）表面電気抵抗が極めて小さく、ウエハ表面の金属膜を電気化学的に溶解、除去しやすいため、また機械的研磨を併用できるため研磨速度が非常に大きい、２）スクラッチの発生を効果的に抑制できるという特徴がある。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明の研磨パッドの製造方法の一例を示す概略工程図
【図２】本発明の研磨パッドの一例を示す概略表面図
【図３】本発明の研磨パッドの一例を示す概略断面図
【図４】ＥＣＭＰで使用する研磨装置の一例を示す概略構成図
【図５】実施例１の研磨パッドのポリウレタン樹脂領域付近のＳＥＭ画像
【図６】実施例２の研磨パッドのポリウレタン樹脂領域付近のＳＥＭ画像
【符号の説明】
【００８７】
１：研磨パッド
２：研磨層
３：陰極層（銅メッシュ）
４：クッション層
５：接着剤層（両面テープ）
６：研磨定盤
７：被研磨材（半導体ウエハ）
８：支持台（ポリシングヘッド）
９：電圧印加部
１０：電解液
１１：錫シート
１２：貫通孔Ａ
１３：樹脂層
１４：積層シート
１５：樹脂領域
１６：研磨表面
１７：貫通孔Ｂ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウエハ上に金属膜が形成された半導体デバイスを平坦化して金属配線パターンを形成する工程（エレクトロケミカルメカニカルポリッシング：ＥＣＭＰ）において使用される研磨パッドの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
高度の表面平坦性を要求される材料の代表的なものとしては、半導体集積回路（ＩＣ、ＬＳＩ）を製造するシリコンウエハと呼ばれる単結晶シリコンの円盤があげられる。シリコンウエハは、ＩＣ、ＬＳＩ等の製造工程において、回路形成に使用する各種薄膜の信頼できる半導体接合を形成するために、酸化物膜や金属膜を積層・形成する各工程において、表面を高精度に平坦に仕上げることが要求される。このような研磨仕上げ工程においては、一般的に研磨パッドはプラテンと呼ばれる回転可能な支持円盤に固着され、半導体ウエハ等の加工物は研磨ヘッドに固着される。そして双方の運動により、プラテンと研磨ヘッドとの間に相対速度を発生させ、さらに砥粒を含む研磨スラリーを研磨パッド上に連続供給することにより、研磨操作が実行される。
【０００３】
配線用の金属膜としては、Ａｌ、Ｗ、Ｃｕなどがある。近年、このような金属膜を研磨する方法として、エレクトロケミカルメカニカルポリッシング（ＥＣＭＰ）が注目されている。ＥＣＭＰは、陽極であるウエハと、陰極であるプラテンとの間に電解液を介して直流電流を通電し、ウエハ表面の金属膜を電気化学的に溶解、除去する方法である。
【０００４】
ＥＣＭＰで使用される研磨パッドとしては、例えば以下のものが提案されている。
【０００５】
特許文献１には、熱可塑性又は熱硬化性材料でできおり、研磨面に溝が形成された研磨パッドであって、該溝の中に導電層が形成されているものが開示されている。
【０００６】
特許文献２には、絶縁層の表面に導電性表層を裏面に研磨パッドを積層した導電性研磨パッドが開示されている。導電性表層の材質としては、導電性繊維からなる不織布、織布などの導電性を有する非金属シート、又はこれらに熱硬化性樹脂やエラストマーを含浸させたものが挙げられている。
【０００７】
特許文献３には、ウレタン樹脂等の弾性材により形成されており、導電粒子を含有する研磨パッドが開示されている。前記導電粒子としては、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ等からなる金属膜で被覆された球状のシリコンが記載されている。
【０００８】
特許文献４には、導電性を有する樹脂、樹脂に導電性材料を分散したもの、又は導電性繊維を原料とする導電性研磨パッドが開示されている。導電性を有する樹脂としては、ポリピロール、ポリアセチレンが記載されている。また、樹脂に導電性材料を分散したものについて、樹脂としては、ポリウレタン、ナイロン、ポリエステル、天然ゴム、エラストマーなどが記載されており、導電性材料としては、カーボンブラック、金属粉末、金属酸化物粉末、カーボンナノチューブなどが記載されている。
【０００９】
特許文献５には、導電性基材の上に重なる厚さ１．５ｍｍ未満の多孔性ポリマー層を含むエレクトロケミカルメカニカルポリッシング用の研磨パッドが記載されている。
【００１０】
特許文献６には、ファブリック層と、前記ファブリック層上に配置される導電層とを備える研磨機器が記載されている。導電層は、金、錫、パラジウム、パラジウム錫合金等の軟質金属を備えることが記載されている。
【００１１】
ここで、Ｃｕは低抵抗化が図れること、高いエレクトロマイグレーション耐性があることなどの利点があり、次世代配線材料として期待されている。Ｃｕ配線パターンは通常ダマシン法により形成されているが、Ｃｕ膜を研磨する際に配線パターンやの密度や寸法によって配線部のオーバー加工が生じる箇所が発生する（いわゆる「シニング」）という問題を有していた。また、配線部のオーバー加工でも主として研磨パッドの弾性とスラリーの化学的効果に起因して、配線部の中央部が速く加工が進行し凹みが生じる（いわゆる「ディッシング」）という問題も有していた。
【００１２】
前記シニングやディッシングは、研磨層を高弾性化することによりある程度は改善できる。また、無発泡系の硬い研磨パッドを用いることも有効である。しかし、このような硬いパッドを用いた場合、Ｃｕ膜は絶縁膜に比べて柔らかいため、Ｃｕ膜面にスクラッチ（傷）が発生しやすい。
【００１３】
また、金属膜を研磨するための研磨パッドの研磨特性としては、平坦化特性に優れ、電気抵抗が小さく、研磨速度が大きいことが要求される。
【００１４】
しかしながら、従来の研磨パッドは、上記問題や要求を解決できていない。
【００１５】
【特許文献１】特開２００５−１０１５８５号公報
【特許文献２】特開２００５−１３９４８０号公報
【特許文献３】特開２００２−９３７５８号公報
【特許文献４】特開２００４−１１１９４０号公報
【特許文献５】特開２００５−３３５０６２号公報
【特許文献６】特表２００６−５２７４８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明は、平坦化特性に優れ、スクラッチの発生を抑制でき、研磨速度が大きい研磨パッドを簡便かつ生産性よく製造する方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明者らは、前記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、以下に示す研磨パッドの製造方法により上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１８】
本発明の研磨パッドの製造方法は、錫シートに多数の貫通孔Ａを形成する工程、貫通孔Ａを形成した錫シートを型内に設置する工程、前記錫シート上及び前記貫通孔Ａ内に熱硬化性ポリウレタン樹脂原料を流し込む又は射出する工程、前記熱硬化性ポリウレタン樹脂原料を反応硬化させて、錫シートの片面に樹脂層及び貫通孔Ａ内に樹脂領域を一体形成して積層シートを作製する工程、及び前記積層シートの樹脂領域以外の部分に錫シート及び樹脂層を貫く多数の貫通孔Ｂを形成する工程を含む。
【００１９】
本発明の他の研磨パッドの製造方法は、錫シートに多数の貫通孔Ａを形成する工程、貫通孔Ａを形成した錫シートをコンベア上に送り出しつつ、前記錫シート上及び前記貫通孔Ａ内に熱硬化性ポリウレタン樹脂原料を吐出する工程、前記熱硬化性ポリウレタン樹脂原料を反応硬化させて、錫シートの片面に樹脂層及び貫通孔Ａ内に樹脂領域を一体形成して積層シートを作製する工程、及び前記積層シートの樹脂領域以外の部分に錫シート及び樹脂層を貫く多数の貫通孔Ｂを形成する工程を含む。
【００２０】
また、本発明の他の研磨パッドの製造方法は、錫シートに多数の貫通孔Ａを形成する工程、貫通孔Ａを形成した錫シートを型内に設置する工程、前記錫シート上及び前記貫通孔Ａ内に溶融した熱可塑性ポリウレタン樹脂又はポリウレタン系熱可塑性エラストマーを流し込む又は射出する工程、前記熱可塑性ポリウレタン樹脂又はポリウレタン系熱可塑性エラストマーを硬化させて、錫シートの片面に樹脂層及び貫通孔Ａ内に樹脂領域を一体形成して積層シートを作製する工程、及び前記積層シートの樹脂領域以外の部分に錫シート及び樹脂層を貫く多数の貫通孔Ｂを形成する工程を含む。
【００２１】
また、本発明の他の研磨パッドの製造方法は、錫シートに多数の貫通孔Ａを形成する工程、貫通孔Ａを形成した錫シートを型内に設置する工程、前記錫シート上に熱可塑性ポリウレタン樹脂シート又はポリウレタン系熱可塑性エラストマーシートを積層する、又は前記錫シート上に熱可塑性ポリウレタン樹脂又はポリウレタン系熱可塑性エラストマーのペレットを敷き詰める工程、前記熱可塑性ポリウレタン樹脂シート、前記ポリウレタン系熱可塑性エラストマーシート、又は前記ペレットを熱プレスして溶融させ、その後に硬化させて、錫シートの片面に樹脂層及び貫通孔Ａ内に樹脂領域を一体形成して積層シートを作製する工程、及び前記積層シートの樹脂領域以外の部分に錫シート及び樹脂層を貫く多数の貫通孔Ｂを形成する工程を含む。
【００２２】
また、本発明の他の研磨パッドの製造方法は、錫シートに多数の貫通孔Ａを形成する工程、溶融状態の熱可塑性ポリウレタン樹脂又はポリウレタン系熱可塑性エラストマーをシート状に押し出しつつ、その上に貫通孔Ａを形成した錫シートを積層する工程、前記錫シートを溶融状態の熱可塑性ポリウレタン樹脂又はポリウレタン系熱可塑性エラストマーに押し付けて溶融状態の熱可塑性ポリウレタン樹脂又はポリウレタン系熱可塑性エラストマーを前記貫通孔Ａ内に充填する工程、前記熱可塑性ポリウレタン樹脂又はポリウレタン系熱可塑性エラストマーを硬化させて、錫シートの片面に樹脂層及び貫通孔Ａ内に樹脂領域を一体形成して積層シートを作製する工程、及び前記積層シートの樹脂領域以外の部分に錫シート及び樹脂層を貫く多数の貫通孔Ｂを形成する工程を含む。
【００２３】
本発明の方法で製造される研磨パッドは、錫シートと、電解液を保持する多数の貫通孔Ｂとにより導電ネットワークが緻密に形成されており、該構造により研磨パッドの表面電気抵抗を小さくすることができる。それにより通電量が大きくなり、ウエハ表面の金属膜を電気化学的に溶解、除去しやすくなるため研磨速度が大きくなる。前記樹脂層は、薄く強度の低い錫シートを保護するために設けられており、錫シートの破断等を防止するとともに研磨パッドに柔軟性を付与するために必要な部材である。
【００２４】
前記積層シートには、ポリウレタン樹脂（エラストマー）を含む樹脂領域が形成されており、該樹脂領域によって、ウエハ表面の金属膜を機械的に研磨することができるため研磨速度がより大きくなる。また、錫シートのみで電解研磨すると金属膜表面が粗くなる傾向にあるが、錫シート中に樹脂領域を設けて機械的研磨を同時に行うことにより金属膜表面の粗さを小さくすることができる。
【００２５】
また、錫シート及び樹脂領域は、配線用の金属膜の材料であるＣｕなどより柔らかいため、スクラッチの発生を抑制することができる。
【００２６】
本発明においては、前記型の底面は、錫シートの貫通孔Ａに対応する部分に凹部を有することが好ましい。または、錫シートに多数の貫通孔Ａを形成する工程の後に、前記錫シートの片面に剥離性粘着シート又は剥離性両面テープを積層し、貫通孔Ａに対応する部分の剥離性粘着シート又は剥離性両面テープを除去する工程をさらに含むことが好ましい。または、錫シートに多数の貫通孔Ａを形成する工程の前に、前記錫シートの片面に剥離性粘着シート又は剥離性両面テープを積層する工程をさらに含み、錫シートに多数の貫通孔Ａを形成する際に前記剥離性粘着シート又は剥離性両面テープにも多数の貫通孔Aを形成することが好ましい。上記各方法により、樹脂領域を研磨表面（錫シート表面）から突出させることができ、機械的な研磨効率が向上し、研磨速度がより大きくなる。
【００２７】
また、本発明においては、錫シートに多数の貫通孔Ａを形成する工程の後に、前記錫シートの片面に剥離性粘着シート又は剥離性両面テープを積層する工程をさらに含むことが好ましい。上記方法により、ポリウレタン樹脂を貫通孔A内に充填する際に、錫シート表面（研磨表面）にポリウレタン樹脂が浸入することを防止でき、錫シート表面をバフ掛けする工程を省略することができる。
【００２８】
また、本発明の製造方法は、錫シートの片面に樹脂層及び貫通孔Ａ内に樹脂領域を一工程で一体形成することができるため、簡便かつ生産性に優れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の研磨パッドの製造方法について、図１及び図２を参照しつつ説明する。
【００３０】
錫シート１１は、原料成分として錫又は錫合金を含む。錫合金としては、例えば、錫−銅合金、錫−銀合金、錫−ニッケル合金、錫−アルミ合金、錫−ビスマス合金、錫−鉛合金、及び錫−亜鉛合金などが挙げられる。合金中の錫は８０重量％以上であることが好ましく、より好ましくは９０重量％以上、特に好ましくは９５重量％以上である。
【００３１】
錫シート１１の厚さは特に制限されないが、５０〜１０００μｍであることが好ましく、より好ましくは１００〜５００μｍである。厚さが５０μｍ未満の場合には、強度不足により研磨中に破断しやすくなり、厚さが１０００μｍを超える場合には、研磨パッドの柔軟性が低下する。
【００３２】
一枚の錫シート１１の大きさが目的とする研磨パッドの大きさより小さい場合には、適宜な方法で複数の錫シート１１を貼り合わせて使用してもよい。
【００３３】
工程（ａ）は、錫シート１１に多数の貫通孔Ａ（１２）を形成する工程である。該貫通孔Ａ（１２）は樹脂領域１５を形成するために設けられる。錫シート１１に多数の貫通孔Ａ（１２）を形成する方法としては、例えば、トムソン型又は雄雌型のプレス機で打ち抜く方法、ウォーターカッター又はレーザーを用いる加工方法などが挙げられるがこれらに限定されない。孔加工過程で生じる金属粉及び貫通孔Ａ（１２）の周りの「ばり」は、スクラッチの発生原因になるため除去しておくことが好ましい。「ばり」を除去する方法としては、錫シートをプレスする方法、錫シートをローラーに通す方法、及び錫シートをバフィングする方法などが挙げられる。また、錫シートの「ばり」のある面を樹脂層１３との積層面にしてもよい。
【００３４】
貫通孔Ａ（１２）の表面形状は特に制限されず、例えば、円形、楕円形、四角形、及び多角形などが挙げられるが、スクラッチの抑制、及び樹脂領域を隙間なく形成するために円形であることが好ましい。円形の場合、直径は０．３〜１０ｍｍであることが好ましい。
【００３５】
貫通孔Ａ（１２）の断面形状は特に制限されず、例えば、正方形、長方形、及び台形などが挙げられる。
【００３６】
多数の貫通孔Ａ（１２）の形成パターンは特に限定されず、例えば、同心円状、放射状、螺旋状、及び碁盤目状などが挙げられる（図２参照）。
【００３７】
工程（ｂ）は、貫通孔Ａ（１２）を形成した錫シート１１の片面に樹脂層１３を、貫通孔Ａ（１２）内に樹脂領域１５を一体形成して積層シート１４を作製する工程である。詳しくは、以下の方法により積層シート１４を作製することができる。
【００３８】
樹脂層１３及び樹脂領域１５の形成材料としては、柔軟性、強度及び耐摩耗性の観点から、熱硬化性ポリウレタン樹脂、熱可塑性ポリウレタン樹脂、又はポリウレタン系熱可塑性エラストマーを用いる。
【００３９】
（Ａ）樹脂層１３及び樹脂領域１５を熱硬化性ポリウレタン樹脂で形成する場合
【００４０】
型内に貫通孔Ａ（１２）を形成した錫シート１１を設置し、該錫シート１１上及び貫通孔Ａ（１２）内に熱硬化性ポリウレタン樹脂原料を流し込み、その後、該原料を加熱して反応硬化させて樹脂層１３及び樹脂領域１５を一体形成する。
【００４１】
型はオープンモールドでもよく、クローズモールドでもよいが、その後のバフ掛け工程を省くためにクローズモールドを用いることが好ましい。また、研磨表面１６側への熱硬化性ポリウレタン樹脂原料の浸入を防止するために、型内に錫シート１１を配置する前に研磨表面１６上に剥離性粘着シート又は剥離性両面テープを積層しておくことが好ましい。剥離性両面テープは、錫シート１１を型内に固定できるため特に好ましく用いられる。また、前記剥離性粘着シート及び剥離性両面テープは、薄く強度が低い錫シート１１を保護したり、錫シート１１の表面にキズや汚れが付くことを防止する役割も果たす。熱硬化性ポリウレタン樹脂原料を流し込む際には、吐出口を固定して流し込んでもよく、トラバースしながら流し込んでもよい。また、貫通孔Ａ（１２）内に確実に原料を流し込むために真空含浸処理を行ってもよい。また、錫シート１１と樹脂層１３との接着性を向上させるために、錫シート１１の樹脂層１３を積層する面に予めプライマー処理又はブラスト処理を施しておくことが好ましい。
【００４２】
樹脂領域１５は、研磨表面１６と同じ高さであってもよく、研磨表面１６から突出していてもよい。突出している場合、研磨表面１６からの突出高さは１０００μｍ以下であることが好ましく、より好ましくは５００μｍ以下である。突出高さが１０００μｍを超える場合にはウエハと研磨表面１６との間隔が大きくなりすぎて通電しにくくなる。樹脂領域１５を研磨表面１６から突出させる方法としては、例えば、錫シートの貫通孔Ａに対応する部分に凹部を有する底面を備えた型を用いる方法が挙げられる。また、貫通孔Ａ（１２）を形成した錫シート１１の片面に剥離性粘着シート又は剥離性両面テープを積層し、貫通孔Ａ（１２）に対応する部分の剥離性粘着シート又は剥離性両面テープを打ち抜き等により除去し、その後前記と同様の方法でモールド成型して樹脂層１３と突出した樹脂領域１５を一体形成してもよい。また、貫通孔Ａ（１２）を形成する前に錫シート１１の片面に剥離性粘着シート等を積層しておき、錫シート１１に貫通孔Ａ（１２）を形成する際に前記剥離性粘着シート等にも貫通孔Ａ（１２）を形成し、その後前記と同様の方法でモールド成型して樹脂層１３と突出した樹脂領域１５を一体形成してもよい。なお、底面の凹部の深さ、及び剥離性粘着シート等の厚さは、樹脂領域１５の突出高さを考慮して適宜調整する。
【００４３】
樹脂層１３及び樹脂領域１５は、発泡体にしてもよく無発泡体にしてもよい。発泡体の場合には、平均気泡径は２００μｍ以下であることが好ましく、より好ましくは１００μｍ以下である。
【００４４】
樹脂層１３の厚さは特に制限されないが、柔軟性及び強度の観点から、通常０．０１〜１０ｍｍであり、好ましくは０．２〜５ｍｍである。
【００４５】
熱硬化性ポリウレタン樹脂で形成された樹脂層１３及び樹脂領域１５のＤ硬度は、８０度以下であることが好ましい。
【００４６】
樹脂層１３及び樹脂領域１５を形成した後に、厚み精度を高めるため、又は研磨表面１６上に形成された不要なポリウレタン樹脂を除去するためにバフ掛け等の表面処理を行ってもよい。
【００４７】
また、前記モールド成型法の代わりに、貫通孔Ａ（１２）を形成した錫シート１１をコンベア上に送り出しつつ、錫シート１１上及び貫通孔Ａ（１２）内に熱硬化性ポリウレタン樹脂原料を吐出（塗布）し、その後、該原料を加熱し、反応硬化させて樹脂層１３及び樹脂領域１５を一体形成する連続生産法、又は反応射出成型法（ＲＩＭ）を採用してもよい。連続生産法及び反応射出成型法の場合でも、前記と同様の方法で突出した樹脂領域１５を形成することができる。また、前記モールド成型法で記載した任意の工程は、連続生産法及び反応射出成型法でも必要により採用してもよい。
【００４８】
（Ｂ）樹脂層１３及び樹脂領域１５を熱可塑性ポリウレタン樹脂又はポリウレタン系熱可塑性エラストマーで形成する場合
【００４９】
型内に貫通孔Ａ（１２）を形成した錫シート１１を設置し、該錫シート１１上及び貫通孔Ａ（１２）内に溶融した熱可塑性ポリウレタン樹脂又はポリウレタン系熱可塑性エラストマーを流し込み、その後、該熱可塑性ポリウレタン樹脂等を硬化させて、樹脂層１３及び樹脂領域１５を一体形成する。前記モールド成型法の代わりに、射出成型法を採用してもよい。
【００５０】
または、型内に貫通孔Ａ（１２）を形成した錫シート１１を設置し、該錫シート１１上に熱可塑性ポリウレタン樹脂シート又はポリウレタン系熱可塑性エラストマーシートを積層し、該樹脂シートを熱プレスして溶融させ、その後これを硬化させて樹脂層１３と樹脂領域１５を一体形成する。また、錫シート１１上に前記樹脂シートを積層する代わりに、ペレットを敷き詰めてもよい。
【００５１】
または、溶融状態の熱可塑性ポリウレタン樹脂又はポリウレタン系熱可塑性エラストマーをシート状に押し出しつつ、その上に貫通孔Ａを形成した錫シートを積層する。前記錫シートを溶融状態の熱可塑性ポリウレタン樹脂等に押し付けて溶融状態の熱可塑性ポリウレタン樹脂等を前記貫通孔Ａ内に充填する。その後、前記熱可塑性ポリウレタン樹脂等を硬化させて、樹脂層１３及び樹脂領域１５を一体形成する連続生産法を採用してもよい。
【００５２】
前記（Ａ）方法で記載した、研磨表面と同じ高さ又は突出した樹脂領域１５を形成する方法は、前記（Ｂ）方法でも採用することができる。また、前記（Ａ）方法で記載した任意の工程は、前記（Ｂ）方法でも必要により採用してもよい。
【００５３】
樹脂層１３及び樹脂領域１５を熱可塑性ポリウレタン樹脂又はポリウレタン系熱可塑性エラストマーで形成する場合、樹脂層１３及び樹脂領域１５のＤ硬度は８０度以下であることが好ましい。
【００５４】
樹脂領域１５の合計表面積は、研磨表面の表面積に対して１〜５０％であることが好ましい。樹脂領域１５の合計表面積が１％未満の場合には機械的な研磨が不十分となり、５０％を超える場合には研磨パッドの導電部の面積が小さくなってウエハ表面の金属膜を電気化学的に除去しにくくなるため研磨速度が低下する傾向にある。
【００５５】
工程（ｃ）は、任意工程であり、樹脂層１３の片面に接着剤層（両面テープ）５を設ける工程である。接着剤層５は研磨層を陰極に貼り合わせるために設けられる。接着剤層５は、積層シート１４に多数の貫通孔Ｂを形成した後に設けてもよいが、製造工程上、貫通孔Ｂを形成する前に設けておくことが好ましい。
【００５６】
工程（ｄ）は、積層シート１４の樹脂領域１５以外の部分に多数の貫通孔Ｂ（１７）を形成し、研磨層２を作製する工程である。積層シート１４に多数の貫通孔Ｂ（１７）を形成する方法としては、例えば、トムソン型又は雄雌型のプレス機で打ち抜く方法、ウォーターカッター又はレーザーを用いる加工方法などが挙げられる。研磨層２と陰極とを接着剤層５を用いて積層して研磨パッドを作製する場合には、陽極である研磨層２と、陰極との間に電解液を介して直流電流を通電させるために、積層シート１４だけでなく接着剤層５にも貫通孔Ｂ（１７）を設ける必要がある。
【００５７】
貫通孔Ｂ（１７）は、積層シート１４の樹脂領域１５以外の部分に形成する必要がある。また、孔加工過程で生じる金属粉及び貫通孔Ｂ（１７）の周りの「ばり」は、スクラッチの発生原因になるため除去しておくことが好ましい。「ばり」を除去する方法としては、研磨層２をプレスする方法、研磨層２をローラーに通す方法、及び研磨層２をバフィングする方法などが挙げられる。また、研磨表面１６側から積層シート１４を打ち抜くと、研磨表面１６に「ばり」が発生しにくくなる。
【００５８】
貫通孔Ｂ（１７）の表面形状は特に制限されず、例えば、円形、楕円形、四角形、及び多角形などが挙げられるが、スクラッチ抑制の観点から円形であることが好ましい。円形の場合、直径は１〜５０ｍｍであることが好ましい。
【００５９】
貫通孔Ｂ（１７）の断面形状は特に制限されず、例えば、正方形、長方形、及び台形などが挙げられる。
【００６０】
多数の貫通孔Ｂ（１７）の形成パターンとしては、例えば、同心円状、放射状、螺旋状、及び碁盤目状などが挙げられる。均一な導電ネットワークを形成するために、貫通孔Ｂ（１７）は、積層シート１４の表面に均一に分散して形成することが好ましい（図２参照）。
【００６１】
貫通孔Ｂ（１７）の合計表面積は、積層シート１４の表面積に対して５〜８０％であることが好ましく、より好ましくは１０〜６０％である。貫通孔Ｂ（１７）の合計表面積が５％未満の場合には電解液が十分に供給されないため研磨速度が低下し、８０％を超える場合には研磨層の機械的強度が低下する傾向にある。
【００６２】
研磨層２の厚みバラツキは１００μｍ以下であることが好ましい。厚みバラツキが１００μｍを越えるものは、研磨層が大きなうねりを持ったものとなり、金属膜に対する接触状態が異なる部分ができ、研磨特性に悪影響を与える。また、研磨層の厚みバラツキを解消するため、一般的には、研磨初期に研磨層表面をダイヤモンド砥粒を電着、融着させたドレッサーを用いてドレッシングするが、上記範囲を超えたものはドレッシング時間が長くなり、生産効率が低下する。
【００６３】
研磨層２の厚みバラツキを抑える方法としては、錫シート１１の表面をバフ掛けする方法が挙げられる。バフ掛けする際には、粒度などが異なる研磨材で段階的に行うことが好ましい。
【００６４】
研磨層２の表面電気抵抗は、５．０×１０−２Ω以下であることが好ましい。表面電気抵抗が高いと電解研磨の際に発熱が起こるため好ましくない。
【００６５】
研磨層２は、数ｍ程度の長尺状であってもよく、７〜９０ｃｍ程度の円形状であってもよい。また、研磨層２の厚さは、０．３〜５ｍｍ程度である。
【００６６】
研磨層２の研磨表面には、エンボス加工、又は溝加工を施してもよい。
【００６７】
本発明の研磨パッドは、研磨層のみであってもよく、研磨層と他の層（例えば、接着剤層、陰極、クッション層、絶縁層、導電層など）との積層体であってもよい。
【００６８】
図３に記載のように、本発明の研磨パッド１は、前記研磨層２と陰極層３とクッション層４を貼り合わせたものであってもよい。研磨層２には、通常陽極線が設けられる。陽極線は、研磨層２を形成した後又は形成する途中に別途設けてもよく、錫シート１１の一部をその形成材料として研磨層２と一体形成してもよい。
【００６９】
陰極層３としては、例えば、銅メッシュ、銅箔、ニッケル箔、樹脂フィルム（ＰＥＴフィルム等）に銅箔又はニッケル箔をラミネートした複合シート、ナイロン又はＰＥＴ等からなる織布（布巾）に銅又はニッケルをコーティング（メッキ）した複合材などが挙げられる。
【００７０】
前記クッション層は、研磨層の特性を補うものである。クッション層は、ＥＣＭＰにおいて、トレードオフの関係にあるプラナリティとユニフォーミティの両者を両立させるために必要なものである。研磨層の特性によって、プラナリティを改善し、クッション層の特性によってユニフォーミティを改善する。本発明の研磨パッドにおいては、クッション層は研磨層より柔らかいものを用いることが好ましい。
【００７１】
前記クッション層としては、例えば、ポリエステル不織布、ナイロン不織布、アクリル不織布などの繊維不織布やポリウレタンを含浸したポリエステル不織布のような樹脂含浸不織布、ポリウレタンフォーム、ポリエチレンフォームなどの高分子樹脂発泡体、ブタジエンゴム、イソプレンゴムなどのゴム性樹脂、感光性樹脂などが挙げられる。
【００７２】
研磨層２、陰極層３、及びクッション層４を貼り合わせる手段としては、例えば、接着剤層（両面テープ）５で挟んでプレスする方法、ホットメルト系接着剤を用いる方法などが挙げられる。また、樹脂層１３が熱可塑性ポリウレタン樹脂又はポリウレタン系熱可塑性エラストマーで形成されている場合には、熱溶着により研磨層２と陰極層３とを貼り合わせてもよい。
【００７３】
また、本発明の研磨パッド１は、プラテンと接着する面に接着剤層（両面テープ）５が設けられていてもよい。
【００７４】
図４は、ＥＣＭＰで使用する研磨装置の一例を示す概略構成図である。ＥＣＭＰにおいては、一般的に研磨パッド１はプラテンと呼ばれる回転可能な研磨定盤６に固着され、半導体ウエハ等の被研磨材７は支持台（ポリシングヘッド）８に固着される。そして、双方の運動により研磨定盤６と支持台８との間に相対速度を発生させ、さらに、電圧印加部９から研磨層２と陰極層３との間に電圧を印加しつつ、電解液１０を研磨パッド１上に連続供給することにより研磨操作が実行される。
【００７５】
これにより半導体ウエハ表面の金属膜の突出部分が電気化学的に溶解、除去されて平坦状に研磨される。その後、ダイシング、ボンディング、パッケージング等することにより半導体デバイスが製造される。半導体デバイスは、演算処理装置やメモリー等に用いられる。
【実施例】
【００７６】
以下、本発明を実施例により説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【００７７】
［測定、評価方法］
（研磨特性の評価）
研磨装置としてApplied Reflexion LK ECMP（Applied Materials社製）を用い、作製した研磨パッドを用いて研磨特性の評価を行った。
平坦化特性の評価は、８インチシリコンウエハにＣｕ膜を０．５μｍ堆積させた後、Ｌ／Ｓ（ライン・アンド・スペース）＝２５μｍ／５μｍ及び、Ｌ／Ｓ＝５μｍ／２５μｍのパターンニングを行い、さらにＣｕ膜を１μｍ堆積させて、初期段差０．５μｍのパターン付きＣｕウエハを製作した。このＣｕウエハを下記条件にて電解研磨を行って、グローバル段差が２０００Å以下になる時の、２５μｍスペースの底部分の削れ量を測定することで評価した。平坦化特性は削れ量の値が小さいほど優れており、削れ量が５００Å以下の場合を平坦化特性○、５００Åを超える場合を平坦化特性×とした。Ｃｕ膜の膜厚測定には、干渉式膜厚測定装置（大塚電子社製）を用いた。研磨条件としては、電解液（ＡＭＡＴ社製、ＥＰ３．１）を研磨中に流量２００ｍｌ／ｍｉｎ添加し、研磨荷重０．５〜１ｐｓｉ、研磨定盤回転数２１ｒｐｍ、ウエハ回転数２０ｒｐｍとした。
【００７８】
実施例１
孔加工機を用いて、千鳥パターン（縦１６ｍｍ間隔、横１６ｍｍ間隔）で貫通孔Ａ（直径３ｍｍ）を錫シート（幅４００ｍｍ、長さ８００ｍｍ、厚み０．２５ｍｍ）に形成した。孔加工した錫シートの片面に剥離性粘着シートを空気が入らないように貼り合わせて積層体を作製した。その後、該積層体をオープンモールド（厚み２ｍｍ、縦８１０ｍｍ、横８１０ｍｍ）内に、錫シート側を上にして２枚並べて設置した。
【００７９】
イソシアネート末端プレポリマーであるアジプレンＬ−１００（ユニロイヤル社製）１００重量部、及び鎖延長剤である４，４’−メチレンビス（ｏ−クロロアニリン）（ＭＯＣＡ）１１．９重量部を混合し、攪拌及び脱泡して熱硬化性ポリウレタン樹脂原料を調製した。該熱硬化性ポリウレタン樹脂原料を前記オープンモールド内に流し込み、真空含浸処理を行った後、１００℃で１２時間加熱し硬化させて、錫シートの片面にポリウレタン樹脂層及び貫通孔Ａ内にポリウレタン樹脂領域（Ｄ硬度：４０）を有する積層シートを作製した。その後、該積層シートから剥離性粘着シートを剥離した。
【００８０】
作製した積層シートのポリウレタン樹脂層表面をバフ掛けし、該ポリウレタン樹脂層に両面テープを貼り付けた。そして、孔加工機を用いて、千鳥パターン（縦１６ｍｍ間隔、横１６ｍｍ間隔）で貫通孔Ｂ（直径５ｍｍ）を積層シート及び両面テープに形成した。積層シートには、図２のようにポリウレタン樹脂領域及び貫通孔Ｂが碁盤目状に形成されている。その後、積層シート及び両面テープを直径約６１ｃｍ（２４インチ）の大きさで打ち抜いて、両面テープ付き研磨層を作製した。研磨層の厚さは、約１．５ｍｍ、表面電気抵抗は３．０×１０−２Ωであった。なお、電気抵抗は、ＤＩＧＩＴＡＬ ＭＵＬＴＩＭＥＴＥＲ（ＹＯＫＯＧＡＷＡ製、７５５２）で測定した。また、ポリウレタン樹脂領域の合計表面積は、研磨層の表面積に対して約５．５％であり、貫通孔Ｂの合計表面積は、研磨層の表面積に対して約１５％であった。
【００８１】
その後、両面テープ付き研磨層に陰極層であるＣｕメッシュ（メッシュ製、厚さ：０．１４ｍｍ）をラミ機を用いて貼り合わせた。そして、ラミ機を使用して、両面テープをＣｕメッシュに貼り合わせた。そして、クッション層（Ｒｏｇｅｒｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製、ＰＯＲＯＮ、厚さ：４ｍｍ）をラミ機を使用して前記両面テープに貼り合わせた。さらに、ラミ機を使用して、両面テープを該クッション層に貼り合わせて研磨パッドを作製した。該研磨パッドの平坦化特性は○であった。該研磨パッドのポリウレタン樹脂領域付近のＳＥＭ画像を図５に示す。ポリウレタン樹脂領域は、錫シートと同一高さであることがわかる。
【００８２】
実施例２
錫シート（幅４００ｍｍ、長さ８００ｍｍ、厚み０．２５ｍｍ）の片面に剥離性粘着シート（パナック株式会社製、厚み１００μｍ）を空気が入らないように貼り合わせて積層体を作製した。その後、孔加工機を用いて、千鳥パターン（縦１６ｍｍ間隔、横１６ｍｍ間隔）で貫通孔Ａ（直径３ｍｍ）を錫シート及び剥離性粘着シートに形成した。その後、実施例１と同様の方法で研磨パッドを作製した。該研磨パッドの平坦化特性は○であった。該研磨パッドのポリウレタン樹脂領域付近のＳＥＭ画像を図６に示す。ポリウレタン樹脂領域は、研磨表面から突出していることがわかる。
【００８３】
比較例１
容器にＤＭＦ１９０００ｇ、ＫＢ（ＬＩＯＮ製、ケッチェンブラック）１０００ｇ、２ｍｍφボール３５０００ｇを仕込み、４００ｒｐｍで２０分間ボールミルにて混合した。得られた１次混合液に、熱可塑性ポリウレタン樹脂を２０重量％含有するＤＭＦ溶液１１６６０ｇを加え、さらに４００ｒｐｍで２０分間ボールミルにて混合した。得られた２次混合液をステンレスバットに移し変え、１００℃の真空乾燥機中でＤＭＦを除去した。得られたシートを１分間熱プレス（温度：１９０℃、圧力：１０ＭＰａ）して研磨層（厚さ：１．９５ｍｍ、電気抵抗：１．５０×１０２Ω）を得た。ラミ機を使用して、両面に接着剤層を有するマイラーフィルム（積水化学工業製、７５μｍ）を該研磨層に貼り合わせて積層シートを得た。そして、孔加工機を用いて貫通孔（直径：５ｍｍ）を研磨表面の約１５％形成した。その後、積層シートを直径約６１ｃｍ（２４インチ）の大きさで打ち抜いた。
【００８４】
その後、前記積層シートのマイラーフィルム側に陰極層であるＣｕメッシュ（メッシュ製、厚さ：０．１４ｍｍ）をラミ機を用いて貼り合わせた。そして、ラミ機を使用して、両面に接着剤層を有するマイラーフィルム（積水化学工業製、７５μｍ）をＣｕメッシュに貼り合わせた。そして、クッション層（Ｒｏｇｅｒｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製、ＰＯＲＯＮ、厚さ：４ｍｍ）をラミ機を使用して前記マイラーフィルムに貼り合わせた。さらに、ラミ機を使用して、両面に接着剤層を有するマイラーフィルム（積水化学工業製、７５μｍ）を該クッション層に貼り合わせて研磨パッドを作製した。該研磨パッドの平坦化特性は×であった。
【００８５】
上記結果より、本発明の研磨パッドは、平坦化特性に優れることがわかる。また、本発明の研磨パッドは、１）表面電気抵抗が極めて小さく、ウエハ表面の金属膜を電気化学的に溶解、除去しやすいため、また機械的研磨を併用できるため研磨速度が非常に大きい、２）スクラッチの発生を効果的に抑制できるという特徴がある。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明の研磨パッドの製造方法の一例を示す概略工程図
【図２】本発明の研磨パッドの一例を示す概略表面図
【図３】本発明の研磨パッドの一例を示す概略断面図
【図４】ＥＣＭＰで使用する研磨装置の一例を示す概略構成図
【図５】実施例１の研磨パッドのポリウレタン樹脂領域付近のＳＥＭ画像
【図６】実施例２の研磨パッドのポリウレタン樹脂領域付近のＳＥＭ画像
【符号の説明】
【００８７】
１：研磨パッド
２：研磨層
３：陰極層（銅メッシュ）
４：クッション層
５：接着剤層（両面テープ）
６：研磨定盤
７：被研磨材（半導体ウエハ）
８：支持台（ポリシングヘッド）
９：電圧印加部
１０：電解液
１１：錫シート
１２：貫通孔Ａ
１３：樹脂層
１４：積層シート
１５：樹脂領域
１６：研磨表面
１７：貫通孔Ｂ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
錫シートに多数の貫通孔Ａを形成する工程、貫通孔Ａを形成した錫シートを型内に設置する工程、前記錫シート上及び前記貫通孔Ａ内に熱硬化性ポリウレタン樹脂原料を流し込む又は射出する工程、前記熱硬化性ポリウレタン樹脂原料を反応硬化させて、錫シートの片面に樹脂層及び貫通孔Ａ内に樹脂領域を一体形成して積層シートを作製する工程、及び前記積層シートの樹脂領域以外の部分に錫シート及び樹脂層を貫く多数の貫通孔Ｂを形成する工程を含む研磨パッドの製造方法。
【請求項２】
錫シートに多数の貫通孔Ａを形成する工程、貫通孔Ａを形成した錫シートをコンベア上に送り出しつつ、前記錫シート上及び前記貫通孔Ａ内に熱硬化性ポリウレタン樹脂原料を吐出する工程、前記熱硬化性ポリウレタン樹脂原料を反応硬化させて、錫シートの片面に樹脂層及び貫通孔Ａ内に樹脂領域を一体形成して積層シートを作製する工程、及び前記積層シートの樹脂領域以外の部分に錫シート及び樹脂層を貫く多数の貫通孔Ｂを形成する工程を含む研磨パッドの製造方法。
【請求項３】
錫シートに多数の貫通孔Ａを形成する工程、貫通孔Ａを形成した錫シートを型内に設置する工程、前記錫シート上及び前記貫通孔Ａ内に溶融した熱可塑性ポリウレタン樹脂又はポリウレタン系熱可塑性エラストマーを流し込む又は射出する工程、前記熱可塑性ポリウレタン樹脂又はポリウレタン系熱可塑性エラストマーを硬化させて、錫シートの片面に樹脂層及び貫通孔Ａ内に樹脂領域を一体形成して積層シートを作製する工程、及び前記積層シートの樹脂領域以外の部分に錫シート及び樹脂層を貫く多数の貫通孔Ｂを形成する工程を含む研磨パッドの製造方法。
【請求項４】
錫シートに多数の貫通孔Ａを形成する工程、貫通孔Ａを形成した錫シートを型内に設置する工程、前記錫シート上に熱可塑性ポリウレタン樹脂シート又はポリウレタン系熱可塑性エラストマーシートを積層する、又は前記錫シート上に熱可塑性ポリウレタン樹脂又はポリウレタン系熱可塑性エラストマーのペレットを敷き詰める工程、前記熱可塑性ポリウレタン樹脂シート、前記ポリウレタン系熱可塑性エラストマーシート、又は前記ペレットを熱プレスして溶融させ、その後に硬化させて、錫シートの片面に樹脂層及び貫通孔Ａ内に樹脂領域を一体形成して積層シートを作製する工程、及び前記積層シートの樹脂領域以外の部分に錫シート及び樹脂層を貫く多数の貫通孔Ｂを形成する工程を含む研磨パッドの製造方法。
【請求項５】
錫シートに多数の貫通孔Ａを形成する工程、溶融状態の熱可塑性ポリウレタン樹脂又はポリウレタン系熱可塑性エラストマーをシート状に押し出しつつ、その上に貫通孔Ａを形成した錫シートを積層する工程、前記錫シートを溶融状態の熱可塑性ポリウレタン樹脂又はポリウレタン系熱可塑性エラストマーに押し付けて溶融状態の熱可塑性ポリウレタン樹脂又はポリウレタン系熱可塑性エラストマーを前記貫通孔Ａ内に充填する工程、前記熱可塑性ポリウレタン樹脂又はポリウレタン系熱可塑性エラストマーを硬化させて、錫シートの片面に樹脂層及び貫通孔Ａ内に樹脂領域を一体形成して積層シートを作製する工程、及び前記積層シートの樹脂領域以外の部分に錫シート及び樹脂層を貫く多数の貫通孔Ｂを形成する工程を含む研磨パッドの製造方法。
【請求項６】
前記型の底面は、錫シートの貫通孔Ａに対応する部分に凹部を有する請求項１、３又は４のいずれかに記載の研磨パッドの製造方法。
【請求項７】
錫シートに多数の貫通孔Ａを形成する工程の後に、前記錫シートの片面に剥離性粘着シート又は剥離性両面テープを積層し、貫通孔Ａに対応する部分の剥離性粘着シート又は剥離性両面テープを除去する工程をさらに含む請求項１〜５のいずれかに記載の研磨パッドの製造方法。
【請求項８】
錫シートに多数の貫通孔Ａを形成する工程の前に、前記錫シートの片面に剥離性粘着シート又は剥離性両面テープを積層する工程をさらに含み、錫シートに多数の貫通孔Ａを形成する際に前記剥離性粘着シート又は剥離性両面テープにも多数の貫通孔Aを形成する請求項１〜５のいずれかに記載の研磨パッドの製造方法。
【請求項９】
錫シートに多数の貫通孔Ａを形成する工程の後に、前記錫シートの片面に剥離性粘着シート又は剥離性両面テープを積層する工程をさらに含む請求項１〜５のいずれかに記載の研磨パッドの製造方法。
【請求項１】
錫シートに多数の貫通孔Ａを形成する工程、貫通孔Ａを形成した錫シートを型内に設置する工程、前記錫シート上及び前記貫通孔Ａ内に熱硬化性ポリウレタン樹脂原料を流し込む又は射出する工程、前記熱硬化性ポリウレタン樹脂原料を反応硬化させて、錫シートの片面に樹脂層及び貫通孔Ａ内に樹脂領域を一体形成して積層シートを作製する工程、及び前記積層シートの樹脂領域以外の部分に錫シート及び樹脂層を貫く多数の貫通孔Ｂを形成する工程を含む研磨パッドの製造方法。
【請求項２】
錫シートに多数の貫通孔Ａを形成する工程、貫通孔Ａを形成した錫シートをコンベア上に送り出しつつ、前記錫シート上及び前記貫通孔Ａ内に熱硬化性ポリウレタン樹脂原料を吐出する工程、前記熱硬化性ポリウレタン樹脂原料を反応硬化させて、錫シートの片面に樹脂層及び貫通孔Ａ内に樹脂領域を一体形成して積層シートを作製する工程、及び前記積層シートの樹脂領域以外の部分に錫シート及び樹脂層を貫く多数の貫通孔Ｂを形成する工程を含む研磨パッドの製造方法。
【請求項３】
錫シートに多数の貫通孔Ａを形成する工程、貫通孔Ａを形成した錫シートを型内に設置する工程、前記錫シート上及び前記貫通孔Ａ内に溶融した熱可塑性ポリウレタン樹脂又はポリウレタン系熱可塑性エラストマーを流し込む又は射出する工程、前記熱可塑性ポリウレタン樹脂又はポリウレタン系熱可塑性エラストマーを硬化させて、錫シートの片面に樹脂層及び貫通孔Ａ内に樹脂領域を一体形成して積層シートを作製する工程、及び前記積層シートの樹脂領域以外の部分に錫シート及び樹脂層を貫く多数の貫通孔Ｂを形成する工程を含む研磨パッドの製造方法。
【請求項４】
錫シートに多数の貫通孔Ａを形成する工程、貫通孔Ａを形成した錫シートを型内に設置する工程、前記錫シート上に熱可塑性ポリウレタン樹脂シート又はポリウレタン系熱可塑性エラストマーシートを積層する、又は前記錫シート上に熱可塑性ポリウレタン樹脂又はポリウレタン系熱可塑性エラストマーのペレットを敷き詰める工程、前記熱可塑性ポリウレタン樹脂シート、前記ポリウレタン系熱可塑性エラストマーシート、又は前記ペレットを熱プレスして溶融させ、その後に硬化させて、錫シートの片面に樹脂層及び貫通孔Ａ内に樹脂領域を一体形成して積層シートを作製する工程、及び前記積層シートの樹脂領域以外の部分に錫シート及び樹脂層を貫く多数の貫通孔Ｂを形成する工程を含む研磨パッドの製造方法。
【請求項５】
錫シートに多数の貫通孔Ａを形成する工程、溶融状態の熱可塑性ポリウレタン樹脂又はポリウレタン系熱可塑性エラストマーをシート状に押し出しつつ、その上に貫通孔Ａを形成した錫シートを積層する工程、前記錫シートを溶融状態の熱可塑性ポリウレタン樹脂又はポリウレタン系熱可塑性エラストマーに押し付けて溶融状態の熱可塑性ポリウレタン樹脂又はポリウレタン系熱可塑性エラストマーを前記貫通孔Ａ内に充填する工程、前記熱可塑性ポリウレタン樹脂又はポリウレタン系熱可塑性エラストマーを硬化させて、錫シートの片面に樹脂層及び貫通孔Ａ内に樹脂領域を一体形成して積層シートを作製する工程、及び前記積層シートの樹脂領域以外の部分に錫シート及び樹脂層を貫く多数の貫通孔Ｂを形成する工程を含む研磨パッドの製造方法。
【請求項６】
前記型の底面は、錫シートの貫通孔Ａに対応する部分に凹部を有する請求項１、３又は４のいずれかに記載の研磨パッドの製造方法。
【請求項７】
錫シートに多数の貫通孔Ａを形成する工程の後に、前記錫シートの片面に剥離性粘着シート又は剥離性両面テープを積層し、貫通孔Ａに対応する部分の剥離性粘着シート又は剥離性両面テープを除去する工程をさらに含む請求項１〜５のいずれかに記載の研磨パッドの製造方法。
【請求項８】
錫シートに多数の貫通孔Ａを形成する工程の前に、前記錫シートの片面に剥離性粘着シート又は剥離性両面テープを積層する工程をさらに含み、錫シートに多数の貫通孔Ａを形成する際に前記剥離性粘着シート又は剥離性両面テープにも多数の貫通孔Aを形成する請求項１〜５のいずれかに記載の研磨パッドの製造方法。
【請求項９】
錫シートに多数の貫通孔Ａを形成する工程の後に、前記錫シートの片面に剥離性粘着シート又は剥離性両面テープを積層する工程をさらに含む請求項１〜５のいずれかに記載の研磨パッドの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００９−７２８７６（Ｐ２００９−７２８７６Ａ）
【公開日】平成２１年４月９日（２００９．４．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２４５６７２（Ｐ２００７−２４５６７２）
【出願日】平成１９年９月２１日（２００７．９．２１）
【出願人】（０００００３１４８）東洋ゴム工業株式会社 (2,711)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年４月９日（２００９．４．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年９月２１日（２００７．９．２１）
【出願人】（０００００３１４８）東洋ゴム工業株式会社 (2,711)
【Ｆターム（参考）】
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