【実施例】
【0041】
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって何ら限定されるものではない。
本実施例では、本発明による研磨パッドの各部の寸法や構成を本発明の範囲内において種々変更した実施例サンプルを作製し、また、本発明に該当しない構成を有する研磨パッドを作製して比較例サンプルとし、これらのサンプルを用いて、次の4種類の研磨性能を評価する実験を行った。
(i)平坦な絶縁膜を研磨対象とした、研磨速度と研磨均一性とを評価する実験
(ii)パターン形成された酸化膜を研磨対象とした、平坦化能力を評価する実験
(iii)平坦な銅膜を研磨対象とした、研磨速度と研磨均一性とを評価する実験
(iv)パターン形成された銅膜を研磨対象とした、平坦化能力を評価する実験
これらの実験の詳細な手順を次に示す。
【0042】
[絶縁膜、酸化膜に対する研磨性能の確認実験の手順]
(i)平坦な絶縁膜を研磨対象とした、研磨速度と研磨均一性とを評価する実験の手順
表面に絶縁膜としてPETEOS(プラズマ促進テトラエチルオキシシラン)膜が形成された直径8インチのシリコンウェハを用意し、該PETEOS膜に対する研磨性能を確認した。前記PETEOS膜は、パターニングされていない平坦な膜であって、膜厚は1
000nmである。
先ず、当該研磨パッドを、アプライドマテリアルズ社製研磨装置「MIRRA」に設置し、旭ダイヤモンド工業株式会社製ダイヤモンドドレッサー(ダイヤ番手#140)を用い、超純水を200mL/分の速度で流しながらドレッサー回転数120rpm、研磨パッド回転数50rpm、ドレッサー荷重18Nにて、30分間研磨パッド表面を研磨した。以下、研磨側表面に対して、当該研磨表面上の凹凸や削りカスを取り除くためにドレッサーを回転させて当該研磨側表面を研磨する工程を「コンディショニング」と称する。
次に、ドレッサー回転数120rpm、研磨パッド回転数80rpm、ウェハ回転数70rpm、研磨圧力24kPa、ドレッサー荷重18Nの条件において、研磨スラリー(日立化成工業株式会社製研磨スラリー「HS−8005」、日立化成工業株式会社製添加剤「HS−7303」、及び超純水を1:1:8の比率で混合したもの)を200mL/分の速度で供給しつつ、PETEOS膜を60秒間研磨した。尚、研磨に際しては、回転する研磨側表面のうち、ウェハに占有されていない領域に対してコンディショニングを行なうことによって、コンディショニングをしながら同時に研磨を行うこととした。
その後、ウェハを交換してコンディショニングと研磨とを繰り返し、計10枚のウェハのそれぞれのPETEOS膜を研磨した。
【0043】
(ii)パターン形成された酸化膜を研磨対象とした、平坦化能力を評価する実験の手順
線状の凸部と凹部がストライプ状に交互に繰り返し並んだ凹凸パターンのある酸化膜を表面に有する直径8インチのシリコンウェハ(株式会社アドバンテック製「CMP464−H6000」)を1枚研磨した。
該パターンの凸部と凹部の初期段差は約500nmであり、パターン凸部はシリコンウェハ上に膜厚150nmの窒化ケイ素膜、さらにその上に膜厚600nmのHDP(高密度プラズマ)酸化膜を積層した構造であり、パターン凹部はシリコンウェハを350nmエッチングして溝を形成した後に膜厚600nmのHDP酸化膜を形成した構造である。
ウェハ中心から約50mmの位置にある凸部幅100μm、凹部幅100μmのパターンにおいて、パターン凸部のHDP酸化膜が完全に除去されて窒化ケイ素膜が表面に露出するまで研磨を行った。
【0044】
(上記(i)の実験の評価)
上記(i)の実験で研磨を行った、パターンのないPETEOS膜を表面に有する10枚のウェハのうち、10枚目に研磨した試料について、研磨前および研磨後のPETEOS膜の膜厚をウェハ面内で各49点測定し、各点での研磨速度を求めた。
49点の研磨速度の平均値を研磨速度(R)とし、研磨均一性は、次式により求めた不均一性により評価した。
不均一性(%)=(σ/R)×100
(ただし、σは49点の研磨速度の標準偏差、Rは49点の研磨速度の平均値を表す。)
不均一性の値が小さいほど、ウェハ面内でPETEOS膜が均一に研磨されており研磨均一性が優れている。
【0045】
(上記(ii)の実験の評価)
上記(ii)の実験で研磨を行った、パターンのあるHDP酸化膜を有するウェハについて、ウェハ中心から約10mm、約50mm、約90mmの位置にある凸部幅100μm、凹部幅100μmのパターンの段差を測定した。
段差が小さいほど、ウェハ表面が平坦化されているため好ましい。
【0046】
[銅膜に対する研磨性能の確認]
(iii)平坦な銅膜を研磨対象とした、研磨速度と研磨均一性とを評価する実験の手順
研磨パッドを前述の方法でコンディショニングした後、研磨パッド回転数80rpm、ウェハ回転数70rpm、研磨圧力20kPaの条件において、研磨スラリー(株式会社
フジミインコーポレーテッド製研磨スラリー「PL−7105」、超純水、31%濃度の過酸化水素水を1:2:0.09の比率で混合したもの)を200mL/分の速度で供給しつつ、膜厚が1000nmでパターンのない銅膜を表面に有する直径8インチのシリコンウェハを60秒間研磨した。
その後、超純水を200mL/分の速度で流しながらドレッサー回転数120rpm、研磨パッド回転数80rpm、ドレッサー荷重26Nにて30秒間コンディショニングを行った。
その後、ウェハを交換して再度研磨およびコンディショニングを交互に繰り返し、計10枚のウェハを研磨した。
【0047】
(iv)パターン形成された銅膜を研磨対象とした、平坦化能力を評価する実験の手順
線状の凸部と凹部が交互に繰り返し並んだ凹凸パターンのある膜厚約1100nmの銅膜を表面に有する直径8インチのシリコンウェハ(ATDF社製「854CMP000」)を1枚研磨した。
該パターンの凸部と凹部の初期段差は約500nmであり、研磨装置付属の光学式終点検出で銅膜が除去されたと判定されるまで研磨を行った。
【0048】
(上記(iii)の実験の評価)
上記(iii)の実験で研磨を行った、10枚目に研磨したパターンのない銅膜を表面に
有するウェハについて、研磨前および研磨後の銅膜の膜厚をウェハ面内で各49点測定し、各点での研磨速度を求めた。
49点の研磨速度の平均値を研磨速度(R)とし、研磨均一性は、上記(i)の実験の評価と同様に、〔不均一性(%)=(σ/R)×100〕の式によって求めた不均一性により評価した。
不均一性の値が小さいほど、ウェハ面内で銅膜が均一に研磨されており研磨均一性が優れている。
【0049】
(上記(iv)の実験の評価)
上記(iv)の実験で研磨を行った、パターンのある銅膜を有するウェハについて、ウェハ中心から約10mm、約50mm、約90mmの位置にある凸部幅100μm、凹部幅100μmのパターンの段差を測定した。
段差が小さいほど、ウェハ表面が平坦化されているため好ましい。
【0050】
[実施例1]
〔研磨層の材料である熱可塑性ポリウレタンの製造〕
数平均分子量2000のポリテトラメチレングリコール[略号:PTMG]、
数平均分子量2000のポリ(2−メチル−1,8−オクタメチレン−co−ノナメチレン アジペート)ジオール[略号:PNOA;ノナメチレン単位と2−メチル−1,8−オクタメチレン単位とのモル比=7対3]、
1,4−シクロヘキサンジメタノール[略号:CHDM]、1,4−ブタンジオール[略号:BD]、および、
4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート[略号:MDI]を、
PTMG:PNOA:CHDM:BD:MDIの質量比が24.5:10.5:5.0:12.5:47.5となるような割合で用いて、定量ポンプにより、同軸で回転する2軸押出機に連続的に供給して、連続溶融重合を行って熱可塑性ポリウレタンを製造した。
生成した熱可塑性ポリウレタンの溶融物を、ストランド状に水中に連続的に押出した後、ペレタイザーで細断してペレットを得た。このペレットを70℃で20時間除湿乾燥することにより、熱可塑性ポリウレタンを製造した。
【0051】
〔研磨層の形成〕
上記で得られた熱可塑性ポリウレタンを単軸押出成形機に仕込み、T−ダイより押出して厚さ2mmのシートを成形した後、得られたシートの表面を研削して厚さ0.9mmの均一なシートとした。JIS K 7311に準じて、測定温度25℃の条件で測定したD硬度は63であった。
次いで、このシートを直径51cmの円形状に切り抜き、その一方の表面に溝幅2.0mm、溝深さ0.6mm、溝間の凸部の幅が7.0mmの同心円状の溝(断面形状は長方形)を、切削加工することにより形成した。
さらに、同心円溝を形成した表面と同じ側の面に、中心から15mmの地点から研磨側表面の外周縁まで直線状に延びた、溝幅0.8mm、溝深さ0.6mmの放射溝(断面形状は長方形)を30°間隔で計12本を形成し、隣り合った放射溝同士の間の中間に、中心から30mmの地点から研磨側表面の外周縁まで直線状に延びた、溝幅0.8mm、溝深さ0.6mmの放射溝(断面形状は長方形)を30°間隔で計12本を形成した。
従って、放射溝は15°間隔で計24本形成されている。なお、放射溝の間隔は、隣接した放射溝を研磨層中心まで延長した際に形成される鋭角の角度で示している。
次に、放射溝および同心円溝を形成した表面とは反対側の面に、厚さ1.2mmの発泡ポリウレタンシート(A硬度46)を粘着テープにより貼り合わせて積層構造の研磨パッドを作製した。
【0052】
当該研磨パッドの各部の値、即ち、放射溝に関しては、溝幅、研磨側表面の外周縁との交差部分の数(n)、総面積(s1)、同心円溝に関しては、溝幅、総面積(s2)を、下記表1に示す。また、
条件(A):溝の総面積(s1+s2)に占める放射溝の面積(s1)の割合、
条件(B):研磨側表面の面積(S)に占める、溝の総面積(s1+s2)の割合、
交差部分の数(n)と円の半径(r)との比(n/r)、
をも、下記表1に示す。rの単位はcmである。
また、上記(i)、(ii)の実験により絶縁膜、酸化膜に対する研磨性能を評価した結果を下記表2に示す。また、表2には、放射溝の溝内容積(v)を示し、スラリーの流量(f)を(v)で割った値(f/v)をも示す。fの単位は、cm
3/minである。
以下に示す実施例2〜6、及び、比較例1〜12における各部の値、および上記(i)〜(iv)の実験によってそれらの研磨性能を評価した結果についても、表1〜表3にまとめて記載する。
本実施例では、研磨パッド研磨層の研磨側表面における溝の総面積に占める、放射溝の面積の割合は9%であり、該研磨層の研磨側表面の面積に占める、溝の総面積の割合は24%である。また、放射溝と研磨パッド外周との交点の数(n)は24であり、パッド半径の数値(r,単位はcm)で割った値(n/r)は0.94である。
上記した方法により絶縁膜の研磨性能を評価した結果、下記の表2に示すように、研磨速度、研磨均一性および平坦化性能に優れていた。なお、放射溝の体積(V)は2.7cm
3であり、スラリー流量の数値(f,単位はcm
3/min)をVで割った値(f/v)は75であった。
【0053】
[実施例2]
実施例1と同様にして、厚さ0.9mm、直径51cmの円形状のシートを得た後、その一方の表面に、同心円状の溝(断面形状は長方形)を形成した。該同心円状の溝の、溝幅は、1.5mm、溝深さは、0.6mm、溝間の凸部の幅は6.0mmである。
さらに、該同心円状の溝を形成した表面と同じ側の面に、中心から15mmの地点からパッド外周まで直線状に延びた、溝幅0.5mm、溝深さ0.6mmの放射溝(断面形状は長方形)を20°間隔で計18本と、該放射溝のそれぞれの中間に、中心から30mmの地点からパッド外周まで直線状に延びた、溝幅0.5mm、溝深さ0.6mmの放射溝(断面形状は長方形)を20°間隔で計18本形成した。従って、放射溝は10°間隔で計36本形成されている。
次に、放射溝および同心円溝を形成した表面とは反対側の面に、厚さ1.2mmの発泡ポリウレタンシート(A硬度46)を粘着テープにより貼り合わせて積層構造の研磨パッドを作製した。
研磨パッド研磨層の研磨側表面における溝の総面積に占める、放射溝の面積の割合は9%であり、該研磨層の研磨側表面の面積に占める、溝の総面積の割合は22%である。また、放射溝と研磨パッド外周との交点の数(n)は36であり、パッド半径の数値(r,単位はcm)で割った値(n/r)は1.41である。
上記した方法により絶縁膜の研磨性能を評価した結果、下記の表2に示すように、研磨速度、研磨均一性および平坦化性能に優れていた。なお、放射溝の体積(V)は2.5cm
3であり、スラリー流量の数値(f,単位はcm
3/min)をVで割った値(f/v)は80であった。
【0054】
[実施例3]
実施例1と同様にして厚さ1.4mm、直径51cmの円形状のシートを得た後、その一方の表面に溝幅1.0mm、溝深さ1.0mm、溝間の凸部の幅が4.5mmの同心円状の溝(断面形状は長方形)を形成した。さらに、同心円溝を形成した表面と同じ側の面に、中心から15mmの地点からパッド外周まで直線状に延びた、溝幅0.8mm、溝深さ1.0mmの放射溝(断面形状は長方形)を24°間隔で計15本と、該放射溝のそれぞれの中間に、中心から30mmの地点からパッド外周まで直線状に延びた、溝幅0.8mm、溝深さ1.0mmの放射溝(断面形状は長方形)を24°間隔で計15本形成した。従って、放射溝は12°間隔で計30本形成されている。
次に、放射溝および同心円溝を形成した表面とは反対側の面に、厚さ1.2mmの発泡ポリウレタンシート(A硬度46)を粘着テープにより貼り合わせて積層構造の研磨パッドを作製した。
研磨パッド研磨層の研磨側表面における溝の総面積に占める、放射溝の面積の割合は13%であり、該研磨層の研磨側表面の面積に占める、溝の総面積の割合は20%である。また、放射溝と研磨パッド外周との交点の数(n)は30であり、パッド半径の数値(r,単位はcm)で割った値(n/r)は1.18である。
上記した方法により絶縁膜の研磨性能を評価した結果、下記の表2に示すように、研磨速度、研磨均一性および平坦化性能に優れていた。なお、放射溝の体積(V)は5.6cm
3であり、スラリー流量の数値(f,単位はcm
3/min)をVで割った値(f/v)は36であった。
【0055】
〔実施例4〕
実施例1と同様にして、厚さ1.4mm、直径51cmの円形状のシートを得た後、その一方の表面に、溝幅1.0mm、溝深さ1.0mm、溝間の凸部の幅が5.0mmの同心円状の溝(断面形状は長方形)を、切削加工することにより形成した。
さらに、同心円溝を形成した表面と同じ側の面に、中心から15mmの地点からパッド外周まで直線状に延びた、溝幅0.5mm、溝深さ1.0mmの放射溝(断面形状は長方形)を、切削加工することにより20°間隔で計18本形成し、隣り合った放射溝同士の間の中間に、中心から30mmの地点からパッド外周まで直線状に延びた、溝幅0.5mm、溝深さ1.0mmの放射溝(断面形状は長方形)を、切削加工することにより20°間隔で計18本形成した。従って、放射溝は10°間隔で計36本形成されている。
次に、放射溝および同心円溝を形成した表面とは反対側の面に、厚さ1.2mmの発泡ポリウレタンシート(A硬度46)を粘着テープにより貼り合わせて積層構造の研磨パッドを作製した。
研磨パッド研磨層の研磨側表面における溝の総面積に占める、放射溝の面積の割合は11%であり、該研磨層の研磨側表面の面積に占める、溝の総面積の割合は18%である。また、放射溝と研磨パッド外周との交点の数(n)は36であり、パッド半径の数値(r,単位はcm)で割った値(n/r)は1.41である。
上記した方法により絶縁膜の研磨性能を評価した結果、下記の表2に示すように、研磨速度、研磨均一性および平坦化性能に優れていた。なお、放射溝の体積(V)は4.2cm
3であり、スラリー流量の数値(f,単位はcm
3/min)をVで割った値(f/v)は48であった。
【0056】
[比較例1]
放射溝の本数を変更すること以外は、実施例1と同様にして、積層構造の研磨パッドを作製した。放射溝は、研磨層の中心から15mmの地点からパッド外周まで直線状に延びた、溝幅0.8mm、溝深さ0.6mmの放射溝(断面形状は長方形)を30°間隔で計12本形成した。
研磨パッド研磨層の研磨側表面における溝の総面積に占める、放射溝の面積の割合は5%であり、該研磨層の研磨側表面の面積に占める、溝の総面積の割合は23%である。また、放射溝と研磨パッド外周との交点の数(n)は12であり、パッド半径の数値(r,単位はcm)で割った値(n/r)は0.47である。
上記した方法により絶縁膜の研磨性能を評価した結果、下記の表2に示すように、研磨均一性および平坦化性能が劣る結果であった。なお、放射溝の体積(V)は1.4cm
3であり、スラリー流量の数値(f,単位はcm
3/min)をVで割った値(f/v)は145であった。
【0057】
[比較例2]
放射溝の本数を変更すること以外は、実施例2と同様にして、積層構造の研磨パッドを作製した。放射溝は、研磨層の中心から15mmの地点からパッド外周まで直線状に延びた、溝幅0.5mm、溝深さ0.6mmの放射溝(断面形状は長方形)を8°間隔で計45本と、該放射溝のそれぞれの中間に、中心から30mmの地点からパッド外周まで直線状に延びた、溝幅0.5mm、溝深さ0.6mmの放射溝(断面形状は長方形)を8°間隔で計45本形成した。従って、放射溝は4°間隔で計90本形成されている。
研磨パッド研磨層の研磨側表面における溝の総面積に占める、放射溝の面積の割合は21%であり、該研磨層の研磨側表面の面積に占める、溝の総面積の割合は24%である。また、放射溝と研磨パッド外周との交点の数(n)は90であり、パッド半径の数値(r,単位はcm)で割った値(n/r)は3.53である。
上記した方法により絶縁膜の研磨性能を評価した結果、下記の表2に示すように、研磨速度、研磨均一性および平坦化性能が劣る結果であった。なお、放射溝の体積(V)は6.3cm
3であり、スラリー流量の数値(f,単位はcm
3/min)をVで割った値(f/v)は32であった。
【0058】
[比較例3]
実施例1と同様にして厚さ0.9mm、直径51cmの円形状のシートを得た後、その一方の表面に溝幅0.8mm、溝深さ0.6mm、溝間の凸部の幅が5.0mmの同心円状の溝(断面形状は長方形)を形成した。さらに、同心円溝を形成した表面と同じ側の面に、中心から15mmの地点からパッド外周まで直線状に延びた、溝幅0.5mm、溝深さ0.6mmの放射溝(断面形状は長方形)を24°間隔で計15本と、該放射溝のそれぞれの中間に、中心から30mmの地点からパッド外周まで直線状に延びた、溝幅0.5mm、溝深さ0.6mmの放射溝(断面形状は長方形)を24°間隔で計15本形成した。従って、放射溝は12°間隔で計30本形成されている。
次に、放射溝および同心円溝を形成した表面とは反対側の面に、厚さ1.2mmの発泡ポリウレタンシート(A硬度46)を粘着テープにより貼り合わせて積層構造の研磨パッドを作製した。
研磨パッド研磨層の研磨側表面における溝の総面積に占める、放射溝の面積の割合は12%であり、該研磨層の研磨側表面の面積に占める、溝の総面積の割合は15%である。また、放射溝と研磨パッド外周との交点の数(n)は30であり、パッド半径の数値(r,単位はcm)で割った値(n/r)は1.18である。
上記した方法により絶縁膜の研磨性能を評価した結果、下記の表2に示すように、研磨速度、研磨均一性および平坦化性能が劣る結果であった。なお、放射溝の体積(V)は2.2cm
3であり、スラリー流量の数値(f,単位はcm
3/min)をVで割った値(f/v)は93であった。
【0059】
[比較例4]
実施例1と同様にして厚さ0.9mm、直径51cmの円形状のシートを得た後、その一方の表面に溝幅0.8mm、溝深さ0.6mm、溝間の凸部の幅が2.0mmの同心円状の溝(断面形状は長方形)を形成した。
さらに、同心円溝を形成した表面と同じ側の面に、中心から15mmの地点からパッド外周まで直線状に延びた、溝幅0.8mm、溝深さ0.6mmの放射溝(断面形状は長方形)を20°間隔で計18本と、該放射溝のそれぞれの中間に、中心から30mmの地点からパッド外周まで直線状に延びた、溝幅0.8mm、溝深さ0.6mmの放射溝(断面形状は長方形)を20°間隔で計18本形成した。従って、放射溝は10°間隔で計36本形成されている。
次に、放射溝および同心円溝を形成した表面とは反対側の面に、厚さ1.2mmの発泡ポリウレタンシート(A硬度46)を粘着テープにより貼り合わせて積層構造の研磨パッドを作製した。
研磨パッド研磨層の研磨側表面における溝の総面積に占める、放射溝の面積の割合は11%であり、該研磨層の研磨側表面の面積に占める、溝の総面積の割合は31%である。また、放射溝と研磨パッド外周との交点の数(n)は36であり、パッド半径の数値(r,単位はcm)で割った値(n/r)は1.41である。
上記した方法により絶縁膜の研磨性能を評価した結果、下記の表2に示すように、研磨均一性および平坦化性能が劣る結果であった。なお、放射溝の体積(V)は4.0cm
3であり、スラリー流量の数値(f,単位はcm
3/min)をVで割った値(f/v)は50であった。
【0060】
[比較例5]
放射溝を形成しないこと以外は、実施例1と同様にして、積層構造の研磨パッドを作製した。
研磨パッド研磨層の研磨側表面における溝の総面積に占める、放射溝の面積の割合は0%であり、該研磨層の研磨側表面の面積に占める、溝の総面積の割合は22%である。また、放射溝と研磨パッド外周との交点の数(n)は0であり、パッド半径の数値(r,単位はcm)で割った値(n/r)は0である。
上記した方法により絶縁膜の研磨性能を評価した結果、下記の表2に示すように、研磨均一性および平坦化性能が劣る結果であった。なお、放射溝は形成されていないため、放射溝の体積(V)は0cm
3であった。
【0061】
[比較例6]
実施例1と同様にして厚さ0.9mm、直径51cmの円形状のシートを得た後、その一方の表面に、中心から25mmの地点からパッド外周まで直線状に延びた、溝幅2.0mm、溝深さ0.6mmの放射溝(断面形状は長方形)を8°間隔で計45本と、該放射溝のそれぞれの中間に、中心から50mmの地点からパッド外周まで直線状に延びた、溝幅2.0mm、溝深さ0.6mmの放射溝(断面形状は長方形)を8°間隔で計45本形成した。従って、放射溝は4°間隔で計90本形成されている。
次に、放射溝および同心円溝を形成した表面とは反対側の面に、厚さ1.2mmの発泡ポリウレタンシート(A硬度46)を粘着テープにより貼り合わせて積層構造の研磨パッドを作製した。
研磨パッド研磨層の研磨側表面における溝の総面積に占める、放射溝の面積の割合は100%であり、該研磨層の研磨側表面の面積に占める、溝の総面積の割合は19%である。また、放射溝と研磨パッド外周との交点の数(n)は90であり、パッド半径の数値(r,単位はcm)で割った値(n/r)は3.53である。
上記した方法により絶縁膜の研磨性能を評価した結果、下記の表2に示すように、研磨速度、研磨均一性および平坦化性能が劣る結果であった。なお、放射溝の体積(V)は23.5cm
3であり、スラリー流量の数値(f,単位はcm
3/min)をVで割った値(f/v)は9であった。
【0062】
[実施例5]
実施例1と同様にして厚さ1.2mm、直径51cmの円形状のシートを得た後、その一方の表面に溝幅1.0mm、溝深さ0.5mm、溝間の凸部の幅が4.5mmの同心円状の溝(断面形状は長方形)を形成した。さらに、同心円溝を形成した表面と同じ側の面に、中心から15mmの地点からパッド外周まで直線状に延びた、溝幅0.8mm、溝深さ0.5mmの放射溝(断面形状は長方形)を20°間隔で計18本と、該放射溝のそれぞれの中間に、中心から30mmの地点からパッド外周まで直線状に延びた、溝幅0.8mm、溝深さ0.5mmの放射溝(断面形状は長方形)を20°間隔で計18本形成した。従って、放射溝は10°間隔で計36本形成されている。
次に、放射溝および同心円溝を形成した表面とは反対側の面に、厚さ1.2mmの発泡ポリウレタンシート(A硬度46)を粘着テープにより貼り合わせて積層構造の研磨パッドを作製した。
研磨パッド研磨層の研磨側表面における溝の総面積に占める、放射溝の面積の割合は16%であり、該研磨層の研磨側表面の面積に占める、溝の総面積の割合は21%である。また、放射溝と研磨パッド外周との交点の数(n)は36であり、パッド半径の数値(r,単位はcm)で割った値(n/r)は1.41である。
上記した方法により銅膜の研磨性能を評価した結果、下記の表3に示すように、研磨速度、研磨均一性および平坦化性能に優れていた。なお、放射溝の体積(V)は3.3cm
3であり、スラリー流量の数値(f,単位はcm
3/min)をVで割った値(f/v)は60であった。
【0063】
[実施例6]
放射溝の本数を変更すること以外は、実施例5と同様にして、積層構造の研磨パッドを作製した。放射溝は、研磨層の中心から15mmの地点からパッド外周まで直線状に延びた、溝幅0.5mm、溝深さ0.5mmの放射溝(断面形状は長方形)を18°間隔で計20本と、該放射溝のそれぞれの中間に、中心から30mmの地点からパッド外周まで直線状に延びた、溝幅0.5mm、溝深さ0.5mmの放射溝(断面形状は長方形)を18°間隔で計20本形成した。従って、放射溝は9°間隔で計40本形成されている。
研磨パッド研磨層の研磨側表面における溝の総面積に占める、放射溝の面積の割合は12%であり、該研磨層の研磨側表面の面積に占める、溝の総面積の割合は19%である。また、放射溝と研磨パッド外周との交点の数(n)は40であり、パッド半径の数値(r,単位はcm)で割った値(n/r)は1.57である。
上記した方法により銅膜の研磨性能を評価した結果、下記の表3に示すように、研磨速度、研磨均一性および平坦化性能に優れていた。なお、放射溝の体積(V)は2.3cm
3であり、スラリー流量の数値(f,単位はcm
3/min)をVで割った値(f/v)は87であった。
【0064】
[実施例7]
実施例5と同様にして厚さ1.6mm、直径51cmの円形状のシートを得た後、その一方の表面に溝幅0.8mm、溝深さ1.1mm、溝間の凸部の幅が4.0mmの同心円状の溝(断面形状は長方形)を形成した。さらに、同心円溝を形成した表面と同じ側の面に、中心から15mmの地点からパッド外周まで直線状に延びた、溝幅0.5mm、溝深さ1.1mmの放射溝(断面形状は長方形)を15°間隔で計24本と、該放射溝のそれぞれの中間に、中心から30mmの地点からパッド外周まで直線状に延びた、溝幅0.5mm、溝深さ1.1mmの放射溝(断面形状は長方形)を15°間隔で計24本形成した。従って、放射溝は7.5°間隔で計48本形成されている。
次に、放射溝および同心円溝を形成した表面とは反対側の面に、厚さ1.2mmの発泡ポリウレタンシート(A硬度46)を粘着テープにより貼り合わせて積層構造の研磨パッドを作製した。
研磨パッド研磨層の研磨側表面における溝の総面積に占める、放射溝の面積の割合は14%であり、該研磨層の研磨側表面の面積に占める、溝の総面積の割合は19%である。また、放射溝と研磨パッド外周との交点の数(n)は48であり、パッド半径の数値(r,単位はcm)で割った値(n/r)は1.88である。
上記した方法により銅膜の研磨性能を評価した結果、下記の表3に示すように、研磨速度、研磨均一性および平坦化性能に優れていた。なお、放射溝の体積(V)は6.1cm
3であり、スラリー流量の数値(f,単位はcm
3/min)をVで割った値(f/v)は33であった。
【0065】
[実施例8]
実施例5と同様にして、厚さ1.2mm、直径51cmの円形状のシートを得た後、その一方の表面に溝幅1.0mm、溝深さ0.5mm、溝間の凸部の幅が5.0mmの同心円状の溝(断面形状は長方形)を、切削加工することにより形成した。
さらに、同心円溝を形成した表面と同じ側の面に、中心から15mmの地点からパッド外周まで直線状に延びた、溝幅0.5mm、溝深さ0.5mmの放射溝(断面形状は長方形)を、切削加工することにより15°間隔で計24本形成し、隣り合った放射溝同士の間の中間に、中心から30mmの地点からパッド外周まで直線状に延びた、溝幅0.5mm、溝深さ0.5mmの放射溝(断面形状は長方形)を、切削加工することにより15°間隔で計24本形成した。従って、放射溝は7.5°間隔で計48本形成されている。
次に、放射溝および同心円溝を形成した表面とは反対側の面に、厚さ1.2mmの発泡ポリウレタンシート(A硬度46)を粘着テープにより貼り合わせて積層構造の研磨パッドを作製した。
研磨パッド研磨層の研磨側表面における溝の総面積に占める、放射溝の面積の割合は14%であり、該研磨層の研磨側表面の面積に占める、溝の総面積の割合は19%である。また、放射溝と研磨パッド外周との交点の数(n)は48であり、パッド半径の数値(r,単位はcm)で割った値(n/r)は1.88である。
上記した方法により銅膜の研磨性能を評価した結果、下記の表3に示すように、研磨速度、研磨均一性および平坦化性能に優れていた。なお、放射溝の体積(V)は2.8cm
3であり、スラリー流量の数値(f,単位はcm
3/min)をVで割った値(f/v)は71であった。
【0066】
[比較例7]
放射溝の本数を変更すること以外は、実施例4と同様にして、積層構造の研磨パッドを作製した。放射溝は、研磨層の中心から15mmの地点からパッド外周まで直線状に延びた、溝幅0.8mm、溝深さ0.5mmの放射溝(断面形状は長方形)を36°間隔で計10本形成した。
研磨パッド研磨層の研磨側表面における溝の総面積に占める、放射溝の面積の割合は5%であり、該研磨層の研磨側表面の面積に占める、溝の総面積の割合は19%である。また、放射溝と研磨パッド外周との交点の数(n)は10であり、パッド半径の数値(r,単位はcm)で割った値(n/r)は0.39である。
上記した方法により銅膜の研磨性能を評価した結果、下記の表3に示すように、研磨均一性および平坦化性能が劣る結果であった。なお、放射溝の体積(V)は1.0cm
3であり、スラリー流量の数値(f,単位はcm
3/min)をVで割った値(f/v)は208であった。
【0067】
[比較例8]
放射溝の本数を変更すること以外は、実施例4と同様にして、積層構造の研磨パッドを作製した。放射溝は、研磨層の中心から15mmの地点からパッド外周まで直線状に延びた、溝幅0.8mm、溝深さ0.5mmの放射溝(断面形状は長方形)を12°間隔で計30本と、該放射溝のそれぞれの中間に、中心から30mmの地点からパッド外周まで直線状に延びた、溝幅0.8mm、溝深さ0.5mmの放射溝(断面形状は長方形)を12°間隔で計30本形成した。従って、放射溝は6°間隔で計60本形成されている。
研磨パッド研磨層の研磨側表面における溝の総面積に占める、放射溝の面積の割合は24%であり、該研磨層の研磨側表面の面積に占める、溝の総面積の割合は23%である。また、放射溝と研磨パッド外周との交点の数(n)は60であり、パッド半径の数値(r,単位はcm)で割った値(n/r)は2.35である。
上記した方法により銅膜の研磨性能を評価した結果、下記の表3に示すように、研磨均一性および平坦化性能が劣る結果であった。なお、放射溝の体積(V)は5.6cm
3であり、スラリー流量の数値(f,単位はcm
3/min)をVで割った値(f/v)は36であった。
【0068】
[比較例9]
実施例4と同様にして厚さ1.2mm、直径51cmの円形状のシートを得た後、その一方の表面に溝幅0.5mm、溝深さ0.5mm、溝間の凸部の幅が4.0mmの同心円状の溝(断面形状は長方形)を形成した。さらに、同心円溝を形成した表面と同じ側の面に、中心から15mmの地点からパッド外周まで直線状に延びた、溝幅0.5mm、溝深さ0.5mmの放射溝(断面形状は長方形)を20°間隔で計18本と、該放射溝のそれぞれの中間に、中心から30mmの地点からパッド外周まで直線状に延びた、溝幅0.5mm、溝深さ0.5mmの放射溝(断面形状は長方形)を20°間隔で計18本形成した。従って、放射溝は10°間隔で計36本形成されている。
次に、放射溝および同心円溝を形成した表面とは反対側の面に、厚さ1.2mmの発泡ポリウレタンシート(A硬度46)を粘着テープにより貼り合わせて積層構造の研磨パッドを作製した。
研磨パッド研磨層の研磨側表面における溝の総面積に占める、放射溝の面積の割合は16%であり、該研磨層の研磨側表面の面積に占める、溝の総面積の割合は13%である。また、放射溝と研磨パッド外周との交点の数(n)は36であり、パッド半径の数値(r,単位はcm)で割った値(n/r)は1.41である。
上記した方法により銅膜の研磨性能を評価した結果、下記の表3に示すように、研磨均一性および平坦化性能が劣る結果であった。なお、放射溝の体積(V)は2.1cm
3であり、スラリー流量の数値(f,単位はcm
3/min)をVで割った値(f/v)は96であった。
【0069】
[比較例10]
実施例4と同様にして厚さ1.2mm、直径51cmの円形状のシートを得た後、その一方の表面に溝幅0.5mm、溝深さ0.5mm、溝間の凸部の幅が1.5mmの同心円状の溝(断面形状は長方形)を形成した。さらに、同心円溝を形成した表面と同じ側の面に、中心から15mmの地点からパッド外周まで直線状に延びた、溝幅0.8mm、溝深さ0.5mmの放射溝(断面形状は長方形)を15°間隔で計24本と、該放射溝のそれぞれの中間に、中心から30mmの地点からパッド外周まで直線状に延びた、溝幅0.8mm、溝深さ0.5mmの放射溝(断面形状は長方形)を15°間隔で計24本形成した。従って、放射溝は7.5°間隔で計48本形成されている。次に、放射溝および同心円溝を形成した表面とは反対側の面に、厚さ1.2mmの発泡ポリウレタンシート(A硬度46)を粘着テープにより貼り合わせて積層構造の研磨パッドを作製した。
研磨パッド研磨層の研磨側表面における溝の総面積に占める、放射溝の面積の割合は15%であり、該研磨層の研磨側表面の面積に占める、溝の総面積の割合は28%である。また、放射溝と研磨パッド外周との交点の数(n)は48であり、パッド半径の数値(r,単位はcm)で割った値(n/r)は1.88である。
上記した方法により銅膜の研磨性能を評価した結果、下記の表3に示すように、研磨均一性および平坦化性能が劣る結果であった。なお、放射溝の体積(V)は4.5cm
3であり、スラリー流量の数値(f,単位はcm
3/min)をVで割った値(f/v)は45であった。
【0070】
[比較例11]
放射溝を形成しないこと以外は、実施例4と同様にして、積層構造の研磨パッドを作製した。
研磨パッド研磨層の研磨側表面における溝の総面積に占める、放射溝の面積の割合は0%であり、該研磨層の研磨側表面の面積に占める、溝の総面積の割合は18%である。また、放射溝と研磨パッド外周との交点の数(n)は0であり、パッド半径の数値(r,単位はcm)で割った値(n/r)は0である。
上記した方法により銅膜の研磨性能を評価した結果、下記の表3に示すように、研磨均一性および平坦化性能が劣る結果であった。なお、放射溝は形成されていないため、放射溝の体積(V)は0cm
3であった。
【0071】
[比較例12]
実施例1と同様にして厚さ1.2mm、直径51cmの円形状のシートを得た後、その一方の表面に、中心から25mmの地点からパッド外周まで直線状に延びた、溝幅1.5mm、溝深さ0.5mmの放射溝(断面形状は長方形)を6°間隔で計60本と、該放射溝のそれぞれの中間に、中心から50mmの地点からパッド外周まで直線状に延びた、溝幅1.5mm、溝深さ0.5mmの放射溝(断面形状は長方形)を6°間隔で計60本形成した。従って、放射溝は3°間隔で計120本形成されている。
研磨パッド研磨層の研磨側表面における溝の総面積に占める、放射溝の面積の割合は100%であり、該研磨層の研磨側表面の面積に占める、溝の総面積の割合は19%である。また、放射溝と研磨パッド外周との交点の数(n)は120であり、パッド半径の数値(r,単位はcm)で割った値(n/r)は4.71である。
上記した方法により銅膜の研磨性能を評価した結果、下記の表3に示すように、研磨速度、研磨均一性および平坦化性能が劣る結果であった。なお、放射溝の体積(V)は19.6cm
3であり、スラリー流量の数値(f,単位はcm
3/min)をVで割った値(f/v)は10であった。
【0072】
【表1】
【0073】
【表2】
【0074】
【表3】
【0075】
上記表1〜3の結果から、本発明による条件を満たすことによって、高い研磨速度が得られ、十分に優れた研磨均一性および平坦化性能が得られることがわかった。