特許 6619100 研磨パッドおよびそれを用いた研磨方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6619100

(24)【登録日】2019年11月22日

(45)【発行日】2019年12月11日

(54)【発明の名称】研磨パッドおよびそれを用いた研磨方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/304 20060101AFI20191202BHJP

   B24B 37/24 20120101ALI20191202BHJP

   C08J 5/14 20060101ALI20191202BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/304 622F

   B24B37/24 Z

   B24B37/24 C

   B24B37/24 A

   C08J5/14CFF

【請求項の数】12

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2018-530366(P2018-530366)

(86)(22)【出願日】2017年7月26日

(86)【国際出願番号】JP2017027095

(87)【国際公開番号】WO2018021428

(87)【国際公開日】20180201

【審査請求日】2018年12月3日

(31)【優先権主張番号】特願2016-150389(P2016-150389)

(32)【優先日】2016年7月29日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000001085

【氏名又は名称】株式会社クラレ

(74)【代理人】

【識別番号】100133798

【弁理士】

【氏名又は名称】江川 勝

(74)【代理人】

【識別番号】100189991

【弁理士】

【氏名又は名称】古川 通子

(72)【発明者】

【氏名】竹越 穣

(72)【発明者】

【氏名】加藤 充

(72)【発明者】

【氏名】岡本 知大

(72)【発明者】

【氏名】加藤 晋哉

【審査官】 杢 哲次

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許出願公開第２０１５／０１８３０８１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特表２０１８−５３８１５２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／３０４

Ｂ２４Ｂ ３７／２４

Ｃ０８Ｊ ５／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

３級アミンを有するポリウレタンを含む、ｐＨ１０．０におけるゼータ電位が＋０．１ｍＶ以上である研磨面を有することを特徴とする研磨パッド。

【請求項2】

前記３級アミンを有するポリウレタンは、３級アミンを有する鎖伸長剤を少なくとも含むポリウレタン反応原料の反応物である請求項１に記載の研磨パッド。

【請求項3】

前記３級アミンを有する鎖伸長剤が、2,2’-メチルイミノジエタノール，2,2’-エチルイミノジエタノール，2,2’-ｎ−ブチルイミノジエタノール，2,2’-t-ブチルイミノジエタノール、3-（ジメチルアミノ）-1,2-プロパンジオール，3-（ジエチルアミノ）-1,2-プロパンジオールからなる群から選ばれる少なくとも１種を含む請求項２に記載の研磨パッド。

【請求項4】

前記ポリウレタン反応原料は、前記３級アミンを有する鎖伸長剤を０．５〜３０質量％含む請求項２または３に記載の研磨パッド。

【請求項5】

前記ポリウレタン反応原料は３級アミンを有しない鎖伸長剤をさらに含み、
前記３級アミンを有する鎖伸長剤と前記３級アミンを有しない鎖伸長剤の合計量に対する前記３級アミンを有する鎖伸長剤の含有割合が５〜９５モル％である請求項２〜４の何れか１項に記載の研磨パッド。

【請求項6】

前記３級アミンを有するポリウレタンは、前記３級アミンを有する鎖伸長剤と、高分子ジオールと、有機ジイソシアネートとを少なくとも含む前記ポリウレタン反応原料の反応物である熱可塑性ポリウレタンである請求項１〜５の何れか１項に記載の研磨パッド。

【請求項7】

前記高分子ジオールが、ポリエチレングリコールを３０〜１００質量％含む請求項６に記載の研磨パッド。

【請求項8】

前記高分子ジオールの数平均分子量が４５０〜３０００である請求項６または７に記載の研磨パッド。

【請求項9】

前記有機ジイソシアネートが有するイソシアネート基に由来する窒素含有量が４．５〜７．６質量％である請求項６〜８の何れか１項に記載の研磨パッド。

【請求項10】

５０℃の水で飽和膨潤させた後の５０℃における貯蔵弾性率が５０〜１２００ＭＰａで、且つ、水との接触角が８０度以下である請求項１〜９の何れか１項に記載の研磨パッド。

【請求項11】

非発泡体である請求項１〜１０の何れか１項に記載の研磨パッド。

【請求項12】

請求項１〜１１の何れか１項に記載の研磨パッドを研磨装置の定盤上に固定する工程と、
前記研磨パッドの前記研磨面に対面するように被研磨物を研磨装置のホルダに保持させる工程と、
前記研磨面と前記被研磨物との間にアルカリ性の研磨スラリーを供給しながら、前記研磨パッドと前記被研磨物とを相対的に摺動させることにより前記被研磨物を研磨する工程と、を備えることを特徴とする研磨方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、研磨パッドおよびそれを用いた研磨方法に関する。詳しくは、本発明は、化学的機械的研磨（ＣＭＰ）に好ましく用いられる研磨パッドおよびそれを用いた研磨方法に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体ウェハを鏡面加工する工程や、半導体基板上に回路を形成する際に酸化膜等の絶縁膜や導電体膜を有する被研磨物の表面を平坦化する工程で用いられる研磨方法として、ＣＭＰが知られている。ＣＭＰは被研磨物の表面に砥粒および反応液を含む研磨スラリー（以下、単にスラリーとも称する）を供給しながら研磨パッドの研磨面で被研磨物の被研磨面を高精度に研磨する方法である。

【0003】

ＣＭＰ用の研磨パッドとしては独立気泡構造を有する高分子発泡体を主体とする研磨パッドが知られている。高分子発泡体を主体とする研磨パッドは、不織布タイプの研磨パッドに比べて高い剛性を有するために平坦化性能に優れる。高分子発泡体を主体とする研磨パッドとしては、２液硬化型ポリウレタンを注型発泡成形して得られる発泡ポリウレタン成形体からなる研磨パッドが広く用いられている。発泡ポリウレタン成形体は、耐摩耗性に優れる点から研磨パッドの材料として好ましく用いられている。

【0004】

ところで、近年、半導体基板上に形成される回路の高集積化および多層配線化の進展に伴い、ＣＭＰにはより高い平坦化性能や生産性の向上が求められている。

【0005】

例えば、下記特許文献１は、研磨パッドを研磨装置に取り付けて、研磨装置を立ち上げた使用の初期段階におけるドレッシング処理による、研磨パッドの表面の目立て処理をする準備工程（ブレークイン）に要する時間を短縮化する研磨パッドを開示する。具体的には、被研磨物に圧接される研磨面を有し、研磨面のうねりが、周期５ｍｍ〜２００ｍｍであって、最大振幅４０μｍ以下である研磨パッドを開示する。また、特許文献１には、研磨パッドの研磨面のゼータ電位が−５０ｍｖ以上０ｍｖ未満である場合には、研磨面に対するスラリーのマイナスの研磨粒子との反発が抑制されることにより、研磨パッドの研磨面とスラリーとのなじみが良好となってブレークイン時間の短縮が図られることを開示している。

【0006】

また、下記特許文献２は、研磨パッド表面への研磨屑付着を抑制することにより被研磨物表面のスクラッチやディフェクトの発生を低減させて、製品の歩留まりを向上させ、かつ、高い平坦化性能と適度な研磨速度が得られる研磨パッドを開示する。具体的には、被研磨物と相対する研磨面のゼータ電位が−５５ｍｖより小さく−１００ｍｖ以上であることを特徴とする研磨パッドを開示する。

【0007】

また、下記特許文献３は、ＣＭＰにおいて、低負荷で絶縁層に欠陥を生じさせずに研磨できる、定盤に固定して研磨に使用する研磨パッドを開示する。具体的には、研磨パッドの被研磨物に接する面の少なくとも一部に、室温における引張弾性率が０．２ＧＰａ以上で、かつ被研磨物と研磨パッドとの間に供給される研磨剤のｐＨ領域におけるゼータ電位が正、具体的には＋０．１〜＋３０ｍＶであるような材質を用いたことを特徴とする研磨パッドを開示する。また、ｐＨ３〜５の酸性の研磨剤を使用してＣＭＰを行う場合にゼータ電位が正になる研磨パッドを開示する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】ＷＯ２００８／０２９７２５号パンフレット

【特許文献2】特開２０１３−０１８０５６号公報

【特許文献3】特開２００５−２９４６６１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

ＣＭＰに用いられる研磨スラリーとしては、酸性の研磨スラリーやアルカリ性の研磨スラリーがあり、研磨の目的に応じて何れかが選択されたり、多段の研磨プロセスを行う場合に酸性の研磨スラリーとアルカリ性の研磨スラリーとが併用されたりして用いられる。特許文献３に開示されたようなｐＨ３〜５の酸性の研磨スラリーを使用した場合にゼータ電位が正になるような研磨パッドによれば、酸性の研磨スラリーを用いる場合にはゼータ電位を＋０．１ｍＶ以上であるような正に保つことができ、それによる効果も発現されると思われる。しかしながら、ｐＨ３〜５の研磨スラリーを使用した場合にゼータ電位が正になるような研磨パッドであっても、アルカリ性の研磨スラリーを使用した場合にはゼータ電位が負になり、そのような場合には研磨速度が低下するおそれがあった。

【0010】

本発明は、アルカリ性の研磨スラリーを用いてＣＭＰを行う場合であっても、高い研磨速度を維持できる研磨パッドおよびそれを用いた研磨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】

【0011】

本発明の一局面は、ｐH１０．０におけるゼータ電位が＋０．１ｍＶ以上である研磨面を有する研磨パッドである。このような研磨パッドによれば、酸性の研磨スラリーだけでなく、アルカリ性の研磨スラリーを用いてＣＭＰを行う場合であっても、高い研磨速度と優れた研磨均一性を実現することができる。

【0012】

また、研磨パッドは、３級アミンを有するポリウレタンを含むことにより、アルカリ性のスラリーを用いた場合に３級アミンが陽イオン化してゼータ電位を正にする。３級アミンを有するポリウレタンとしては、３級アミンを有する鎖伸長剤と、高分子ポリオールと、有機ポリイソシアネートと、を少なくとも含む反応原料の反応物であるポリウレタンが挙げられる。このような研磨パッドは、ｐH１０．０におけるゼータ電位が＋０．１ｍＶ以上になりやすい点から好ましい。

【0013】

３級アミンを有する鎖伸長剤としては、2,2’-メチルイミノジエタノール，2,2’-エチルイミノジエタノール，2,2’-ｎ−ブチルイミノジエタノール，2,2’-t-ブチルイミノジエタノール、3-（ジメチルアミノ）-1,2-プロパンジオール，3-（ジエチルアミノ）-1,2-プロパンジオール等が挙げられる。

【0014】

また、ポリウレタン反応原料は、３級アミンを有する鎖伸長剤を０．５〜３０質量％含むことがｐH１０．０におけるゼータ電位が＋０．１ｍＶ以上になりやすくなる点から好ましい。

【0015】

また、ポリウレタン反応原料は３級アミンを有しない鎖伸長剤をさらに含み、３級アミンを有する鎖伸長剤と３級アミンを有しない鎖伸長剤の合計量に対する３級アミンを有する鎖伸長剤の含有割合が５〜９５モル％であることが好ましい。

【0016】

また、３級アミンを有するポリウレタンは、３級アミンを有する鎖伸長剤と、高分子ジオールと、有機ジイソシアネートとを少なくとも含むポリウレタン反応原料の反応物である熱可塑性ポリウレタンであること、とくに、高分子ジオールが、ポリエチレングリコールを３０〜１００質量％含むことが、生産性に優れるとともに、高い硬度が得られることにより高い研磨速度と優れた研磨均一性を実現しやすい好ましい。また、高分子ジオールの数平均分子量としては４５０〜３０００であることが、ｐH１０．０におけるゼータ電位が＋０．１ｍＶ以上になるように調整しても、親水性等の要求特性も満たすことができる点から好ましい。

【0017】

また、有機ジイソシアネートが有するイソシアネート基に由来する窒素含有量が４．５〜７．６質量％であることが、より高い研磨速度や研磨均一性を実現できる点から好ましい。

【0018】

また、５０℃の水で飽和膨潤させた後の５０℃における貯蔵弾性率が５０〜１２００ＭＰａで、且つ、水との接触角が８０度以下である場合には、研磨均一性及び研磨安定性にも優れる。

【0019】

また、研磨パッドは非発泡体であることが、研磨特性が変動しにくく安定した研磨が実現できる点から好ましい。

【0020】

また、本発明の他の一局面は、上記何れかの研磨パッドを研磨装置の定盤上に固定する工程と、研磨パッドの研磨面に対面するように被研磨物を研磨装置のホルダに保持させる工程と、研磨面と被研磨物との間にアルカリ性の研磨スラリーを供給しながら、研磨パッドと被研磨物とを相対的に摺動させることにより被研磨物を研磨する工程と、を備える研磨方法である。このような方法によれば、アルカリ性の研磨スラリーを用いてＣＭＰを行う場合であっても、高い研磨速度と研磨均一性を維持することができる。

【発明の効果】

【0021】

本発明に係る研磨パッドによれば、アルカリ性の研磨スラリーを用いてＣＭＰを行う場合であっても、高い研磨速度を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】図１は、実施形態の研磨パッドを用いた研磨方法を説明する説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

本発明に係る研磨パッドの一実施形態を説明する。本実施形態の研磨パッドは、ｐH１０．０におけるゼータ電位が＋０．１ｍＶ以上である研磨面を有する研磨パッドである。

【0024】

ここでゼータ電位とは、物質が液体と接したときに、物質の表面電荷に応じて、対イオンによって電気二重層表面（滑り面）に生じる電位である。本実施形態においては、研磨パッドの研磨面のゼータ電位は、例えば、電気泳動光散乱装置（ELS-Ｚ、大塚電子（株）製）を使用し、ｐＨ１０．０にＮａＯＨ水溶液で調整した１０ｍＭ ＮａＣｌ水溶液中に分散したモニターラテックス（大塚電子（株）製）を用いて測定することができる。

【0025】

本実施形態の研磨パッドは、ｐH１０．０におけるゼータ電位が＋０．１ｍＶ以上であり、好ましくは＋０．１〜＋３０ｍＶであり、さらに好ましくは＋１．０〜＋２７ｍＶであり、とくに好ましくは＋３．０〜＋２４ｍＶであり、最も好ましくは＋５．０〜＋２１ｍＶである研磨面を有する。研磨パッドの研磨面のｐＨ１０．０におけるゼータ電位が+０．１ｍＶ未満の場合には、研磨スラリーと研磨面が電気的に反発するために研磨速度が低くなる。一方、研磨面のｐＨ１０．０におけるゼータ電位が高すぎる場合には研磨面に保持される研磨スラリー量が多くなりすぎて、被研磨物の被研磨面にスクラッチが発生しやすくなる傾向がある。

【0026】

また、本実施形態の研磨パッドは、ｐH４．０におけるゼータ電位が、＋０．１ｍＶ以上、さらには＋０．１〜＋４０ｍＶ、とくには＋６．０〜＋３０ｍＶ、ことには＋１０．０〜＋３０ｍＶである研磨面を有することが、上述したようなｐＨ１０．０におけるゼータ電位が+０．１ｍＶ以上の研磨面を有する研磨パッドが得られやすい点から好ましい。

【0027】

以下、本実施形態の研磨パッドを実現するための材料及び研磨パッドの製造方法について詳しく説明する。

【0028】

本実施形態の研磨パッドの製造に用いられる材料は、３級アミンを有するポリウレタンを含む、ｐH１０．０におけるゼータ電位が＋０．１ｍＶ以上の研磨面を有する研磨パッドが得られる限り特に限定されない。熱可塑性ポリウレタンや熱硬化性ポリウレタン等のポリウレタンは耐摩耗性に優れ、とくに熱可塑性ポリウレタンは高い硬度が得られることにより高い研磨速度と優れた研磨均一性を実現しやすい点から好ましい。

【0029】

また、高分子材料としては、５０℃の水で飽和膨潤させた後の５０℃における貯蔵弾性率が５０〜１２００ＭＰａ、さらには１００〜１１００ＭＰａ、とくには２００〜１０００ＭＰａであることが好ましい。高分子材料の５０℃の水で飽和膨潤させた後の５０℃における貯蔵弾性率が低すぎる場合には研磨パッドが柔らかくなりすぎて研磨速度が低下し、高すぎる場合には被研磨物の被研磨面にスクラッチが発生しやすくなる傾向がある。

【0030】

また、高分子材料は水との接触角が８０度以下、さらには７８度以下、とくには７６度以下、ことには７４度以下であることが好ましい。高分子材料の水との接触角が大きすぎる場合には、研磨パッドの研磨面の親水性が低下することによりスクラッチが発生しやすくなる傾向がある。

【0031】

高分子材料としては発泡体でも非発泡体でもよいが、研磨特性が変動しにくく安定した研磨が実現できる点から非発泡体が特に好ましい。例えば、注型発泡硬化することによって製造される発泡ポリウレタンのような発泡体を用いた研磨パッドの場合には、発泡構造がばらつくことにより、平坦性や平坦化効率等の研磨特性が変動しやすくなる傾向があり、また、平坦化性能を向上させるための高硬度化が難しくなる傾向がある。

【0032】

ｐH１０．０におけるゼータ電位が＋０．１ｍＶ以上の研磨面を有する研磨パッドが得られ、且つ、上述したような好ましい特性を実現できる高分子材料として、３級アミンを有するポリウレタンについて詳しく説明する。

【0033】

本実施形態の研磨パッドの製造に用いられる３級アミンを有するポリウレタンは、例えば、３級アミンを有する鎖伸長剤と、高分子ポリオールと、有機ポリイソシアネートとを少なくとも含むポリウレタン反応原料の反応物である。また、３級アミンを有する熱可塑性ポリウレタンは、３級アミンを有する鎖伸長剤と、高分子ジオールと、有機ジイソシアネートとを少なくとも含むポリウレタン反応原料を重合させた反応物である。また、ポリウレタン反応原料は、必要に応じて、３級アミンを有しない鎖伸長剤を含んでもよい。とくに３級アミンを有する熱可塑性ポリウレタンは、ｐH１０．０におけるゼータ電位が＋０．１ｍＶ以上である表面を形成でき、上述したような５０℃の水で飽和膨潤させた後の５０℃における貯蔵弾性率や水に対する接触角を与えやすい点から特に好ましい。

【0034】

３級アミンを有する鎖伸長剤の具体例としては、例えば、2,2’-メチルイミノジエタノール，2,2’-エチルイミノジエタノール，2,2’-ｎ−ブチルイミノジエタノール，2,2’-t-ブチルイミノジエタノール，3-（ジメチルアミノ）-1,2-プロパンジオール，3-（ジエチルアミノ）-1,2-プロパンジオール等が挙げられる。これらは単独で用いても、２種以上を組合せて用いてもよい。これらの中では、2,2’-エチルイミノジエタノールがｐH１０．０におけるゼータ電位が＋０．１ｍＶ以上の研磨面を有する研磨パッドを経済性良く製造できる点から好ましい。

【0035】

ポリウレタン反応原料中の３級アミンを有する鎖伸長剤の含有割合としては、０．１〜３０質量％、さらには０．５〜２８質量％、とくには１〜２６質量％であることが好ましい。３級アミンを有する鎖伸長剤の含有割合が低すぎる場合には、研磨面のｐH１０．０におけるゼータ電位が＋０．１ｍＶ未満になって研磨速度が低下する傾向がある。

【0036】

また、ポリウレタン反応原料が３級アミンを有しない鎖伸長剤をさらに含む場合、３級アミンを有する鎖伸長剤と３級アミンを有しない鎖伸長剤との合計量に対する３級アミンを有する鎖伸長剤の割合（モル％）としては、５〜９５モル％、さらには１０〜９０モル％であることが好ましい。

【0037】

３級アミンを有しない鎖伸長剤としては、ポリウレタンの製造に従来用いられている、３級アミンを有さず、イソシアネート基と反応し得る活性水素原子を分子中に２個以上有する分子量３００以下の低分子化合物が挙げられる。その具体例としては、例えば、エチレングリコール，ジエチレングリコール，1,2-プロパンジオール，1,3-プロパンジオール，2,2-ジエチル-1，3-プロパンジオール，1,2-ブタンジオール，1,3-ブタンジオール，2,3-ブタンジオール，1,4-ブタンジオール，1,5-ペンタンジオール，ネオペンチルグリコール，1,6-ヘキサンジオール，3-メチル-1，5-ペンタンジオール，1,4-ビス（β-ヒドロキシエトキシ）ベンゼン，1,4-シクロヘキサンジオール，シクロヘキサンジメタノール（1,4-シクロヘキサンジメタノール等），ビス（β-ヒドロキシエチル）テレフタレート，1,9-ノナンジオール，m-キシリレングリコール，p-キシリレングリコール，ジエチレングリコール，トリエチレングリコール等のジオール類；エチレンジアミン，トリメチレンジアミン，テトラメチレンジアミン，ヘキサメチレンジアミン，ヘプタメチレンジアミン，オクタメチレンジアミン，ノナメチレンジアミン，デカメチレンジアミン，ウンデカメチレンジアミン，ドデカメチレンジアミン，2,2,4-トリメチルヘキサメチレンジアミン，2,4,4-トリメチルヘキサメチレンジアミン，3-メチルペンタメチレンジアミン，1,2-シクロヘキサンジアミン，1,3-シクロヘキサンジアミン，1,4-シクロヘキサンジアミン，1,2-ジアミノプロパン，ヒドラジン，キシリレンジアミン，イソホロンジアミン，ピペラジン，o-フェニレンジアミン，m-フェニレンジアミン，p-フェニレンジアミン，トリレンジアミン，キシレンジアミン，アジピン酸ジヒドラジド，イソフタル酸ジヒドラジド，4,4’-ジアミノジフェニルメタン，4,4’-ジアミノジフェニルエーテル，4,4’-ビス（４−アミノフェノキシ）ビフェニル，4,4’-ビス（3-アミノフェノキシ）ビフェニル，1,4-ビス（4-アミノフェノキシ）ベンゼン，1,3-ビス（4-アミノフェノキシ）ベンゼン，1,3-ビス（3-アミノフェノキシ）ベンゼン，3,4’-ジアミノジフェニルエーテル，4,4’-ジアミノジフェニルスルフォン，3,4-ジアミノジフェニルスルフォン，3,3’-ジアミノジフェニルスルフォン，4,4’-メチレン−ビス（2-クロロアニリン），3,3’-ジメチル-4，4’-ジアミノビフェニル，4,4’-ジアミノジフェニルスルフィド，2,6-ジアミノトルエン，2,4-ジアミノクロロベンゼン，1,2-ジアミノアントラキノン，1,4-ジアミノアントラキノン，3,3’-ジアミノベンゾフェノン，3,4-ジアミノベンゾフェノン，4,4’-ジアミノベンゾフェノン，4,4’-ジアミノビベンジル，2,2’−ジアミノ-1，1’-ビナフタレン，1,3-ビス（4-アミノフェノキシ）アルカン，1,4-ビス（4-アミノフェノキシ）アルカン，1,5-ビス（4-アミノフェノキシ）アルカン等の1，n-ビス（4-アミノフェノキシ）アルカン（ｎは３〜１０），1,2-ビス［2-（4-アミノフェノキシ）エトキシ］エタン，9,9-ビス（4-アミノフェニル）フルオレン，4,4’-ジアミノベンズアニリド等のジアミン類等が挙げられる。これらは単独で用いても、２種以上を組合せて用いてもよい。これらの中では、1,4-ブタンジオールが好ましい。

【0038】

高分子ポリオールの具体例としては、例えば、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等が挙げられる。また、熱可塑性ポリウレタンを製造する場合には、例えば、ポリエーテルジオール，ポリエステルジオール，ポリカーボネートジオール等の高分子ジオールが用いられる。これらは単独で用いても、２種以上を組合せて用いてもよい。

【0039】

以下、熱可塑性ポリウレタンを製造する場合の高分子ジオールについて詳しく説明する。

【0040】

高分子ジオールの数平均分子量としては、４５０〜３０００、さらには５００〜２７００、とくには５００〜２４００であることが、剛性，硬度，親水性等の要求特性を維持しながら、ｐH１０．０におけるゼータ電位が＋０．１〜＋３０ｍＶである研磨面を有する研磨パッドが得られやすい点から好ましい。なお、高分子ジオールの数平均分子量は、ＪＩＳＫ１５５７に準拠して測定した水酸基価に基づいて算出された数平均分子量を意味する。

【0041】

ポリエーテルジオールの具体例としては、例えば、ポリエチレングリコール，ポリプロピレングリコール，ポリテトラメチレングリコール，ポリ（メチルテトラメチレングリコール），グリセリンベースポリアルキレンエーテルグリコール等が挙げられる。これらは単独で用いても２種以上を組合せて用いてもよい。これらの中では、ポリエチレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、とくにはポリエチレングリコールが好ましい。

【0042】

また、ポリエステルジオールは、例えば、ジカルボン酸またはそのエステルや無水物などのエステル形成性誘導体と、低分子ジオールとを直接エステル化反応またはエステル交換反応させることにより得られる。

【0043】

ポリエステルジオールを製造するためのジカルボン酸の具体例としては、例えば、シュウ酸，コハク酸，グルタル酸，アジピン酸，ピメリン酸，スベリン酸，アゼライン酸，セバシン酸，ドデカンジカルボン酸，2-メチルコハク酸，2-メチルアジピン酸，3-メチルアジピン酸，3-メチルペンタン二酸，2-メチルオクタン二酸，3,8-ジメチルデカン二酸，3,7-ジメチルデカン二酸等の炭素数２〜１２の脂肪族ジカルボン酸；トリグリセリドの分留により得られる不飽和脂肪酸を二量化した炭素数１４〜４８の二量化脂肪族ジカルボン酸（ダイマー酸）およびこれらの水素添加物（水添ダイマー酸）等の脂肪族ジカルボン酸；1,4-シクロヘキサンジカルボン酸などの脂環式ジカルボン酸；テレフタル酸，イソフタル酸，オルトフタル酸等の芳香族ジカルボン酸などが挙げられる。また、ダイマー酸および水添ダイマー酸の具体例としては、例えば、ユニケマ社製商品名「プリポール１００４」、「プリポール１００６」、「プリポール１００９」、「プリポール１０１３」等が挙げられる。これらは単独で用いても２種以上を組合せて用いてもよい。

【0044】

また、ポリエステルジオールを製造するための低分子ジオールの具体例としては、例えば、エチレングリコール，1,3-プロパンジオール，1,2-プロパンジオール，2-メチル-1，3-プロパンジオール，1,4-ブタンジオール，ネオペンチルグリコール，1,5-ペンタンジオール，3-メチル-1，5-ペンタンジオール，1,6-ヘキサンジオール，1,7-ヘプタンジオール，1,8-オクタンジオール，2-メチル-1，8-オクタンジオール，1,9-ノナンジオール，1,10-デカンジオール等の脂肪族ジオール；シクロヘキサンジメタノール，シクロヘキサンジオール等の脂環式ジオール等が挙げられる。これらは単独で用いても、２種以上を組合せて用いてもよい。これらの中では、炭素数６〜１２、さらには炭素数８〜１０、とくには炭素数９のジオールが好ましい。

【0045】

ポリカーボネートジオールとしては、低分子ジオールと、ジアルキルカーボネート，アルキレンカーボネート，ジアリールカーボネート等のカーボネート化合物との反応により得られるものが挙げられる。ポリカーボネートジオールを製造するための低分子ジオールとしては先に例示した低分子ジオールが挙げられる。また、ジアルキルカーボネートとしては、ジメチルカーボネート，ジエチルカーボネート等が挙げられる。また、アルキレンカーボネートとしてはエチレンカーボネート等が挙げられる。ジアリールカーボネートとしてはジフェニルカーボネート等が挙げられる。

【0046】

高分子ジオールとしては、３０〜１００質量％、さらには３５〜１００質量％、とくには４０〜１００質量％、ことには５０〜１００質量％の割合でポリエチレングリコールを含有することが好ましい。このような場合には、熱可塑性ポリウレタン中の高分子ジオールに由来するセグメントと有機ジイソシアネートおよび鎖伸長剤に由来するセグメントとの相分離の度合いが適切なものとなり、５０℃の水で飽和膨潤させた後の５０℃における貯蔵弾性率が５０〜１２００ＭＰａであるような熱可塑性ポリウレタンが得られやすくなる。また、親水性に富むポリエチレングリコールを含有することにより、水に対する接触角が８０°以下のような親水性の高い熱可塑性ポリウレタンが得られやすくなる。高分子ジオール中のポリエチレングリコールの割合が低すぎる場合には水に対する接触角も高くなりすぎる傾向がある。

【0047】

また、有機ポリイソシアネートとしては、従来ポリウレタンの製造に用いられている有機ポリイソシアネートが特に限定なく用いられる。また、熱可塑性ポリウレタンを製造する場合には、有機ジイソシアネートが用いられる。有機ジイソシアネートの具体例としては、例えば、エチレンジイソシアネート，テトラメチレンジイソシアネート，ペンタメチレンジイソシアネート，ヘキサメ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，2,4,4-トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート，ドデカメチレンジイソシアネート，イソホロンジイソシアネート，イソプロピリデンビス（4-シクロヘキシルイソシアネート），シクロヘキシルメタンジイソシアネート，メチルシクロヘキサンジイソシアネート，4,4’-ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート，リジンジイソシアネート，2,6-ジイソシアナトメチルカプロエート，ビス（2-イソシアナトエチル）フマレート，ビス（2-イソシアナトエチル）カーボネート，2-イソシアナトエチル-2，6-ジイソシアナトヘキサノエート，シクロヘキシレンジイソシアネート，メチルシクロヘキシレンジイソシアネート，ビス（2-イソシアナトエチル）-4-シクロへキセンなどの脂肪族又は脂環式ジイソシアネート；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，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，ｍ−フェニ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-キシリレンジイソシアネート，p-キシリレンジイソシアネート，1,5-ナフチレンジイソシアネート，4,4’-ジイソシアナトビフェニル，3,3’-ジメチル-4，4’-ジイソシアナトビフェニル，3,3’-ジメチル-4，4’-ジイソシアナトジフェニルメタン，クロロフェニレン-2，4-ジイソシアネート，テトラメチルキシリレンジイソシアネートなどの芳香族ジイソシアネートを挙げることができる。これらは単独で用いても、２種以上を組合せて用いてもよい。これらの中では、得られる研磨パッドの耐摩耗性に優れる点から4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネートがとくに好ましい。

【0048】

また、熱可塑性ポリウレタンの場合、イソシアネート基に由来する窒素原子の含有率としては、４．５〜７．６質量％、さらには５．０〜７．４質量％、とくには５．２〜７．３質量％であることが５０℃の水で飽和膨潤させた後の５０℃における貯蔵弾性率が５０〜１２００ＭＰａである熱可塑性ポリウレタンが得られやすくなる点から好ましい。

【0049】

例えば熱可塑性ポリウレタンを製造する場合、上述したような反応原料を用い、公知のプレポリマー法またはワンショット法を用いたウレタン化反応により重合することにより得られる。好ましくは、実質的に溶剤の不存在下で、上述した各成分を所定の比率で配合して単軸又は多軸スクリュー型押出機を用いて溶融混合しながら連続溶融重合する方法によって得られる。

【0050】

連続溶融重合することにより得られる熱可塑性ポリウレタンは、例えば、ペレット化された後、押出成形法，射出成形法，ブロー成形法，カレンダー成形法などの各種の成形法によりシート状の成形体に成形される。とくには、Ｔダイを用いて押出成形することにより、厚さの均一なシート状の成形体が得られる点から好ましい。

【0051】

各成分の配合割合は目的とする特性に応じて適宜調整される。例えば、高分子ポリオールと３級アミンを有する鎖伸長剤と３級アミンを有しない鎖伸長剤とに含まれる活性水素原子１モルに対して、有機ポリイソシアネートに含まれるイソシアネート基が０．９５〜１．３モル、さらには０．９６〜１．１０モル、とくには０．９７〜１．０５モルとなる割合で配合することが好ましい。有機ポリイソシアネートに含まれるイソシアネート基の割合が低すぎる場合にはポリウレタンの機械的強度および耐摩耗性が低下して、研磨パッドの寿命が短くなる傾向がある。また、有機ポリイソシアネートに含まれるイソシアネート基の割合が高すぎる場合には、ポリウレタンの生産性、保存安定性が低下し、研磨パッドの製造が困難になる傾向がある。

【0052】

また、ポリウレタンは、必要に応じて、架橋剤，充填剤，架橋促進剤，架橋助剤，軟化剤，粘着付与剤，老化防止剤，発泡剤，加工助剤，密着性付与剤，無機充填剤，有機フィラー，結晶核剤，耐熱安定剤，耐候安定剤，帯電防止剤，着色剤，滑剤，難燃剤，難燃助剤（酸化アンチモンなど），ブルーミング防止剤，離型剤，増粘剤，酸化防止剤，導電剤等の添加剤を含有してもよい。ポリウレタンの添加剤の含有割合は特に限定されないが、５０質量％以下、さらには２０質量％以下、とくには５質量％以下であることが好ましい。

【0053】

熱可塑性ポリウレタンの成形体の密度としては、１．０ｇ／ｃｍ^３以上、さらには１．１ｇ／ｃｍ^３以上、とくには、１．２ｇ／ｃｍ^３以上であることが好ましい。熱可塑性ポリウレタンの成形体の密度が低すぎる場合には、研磨パッドが柔らかくなってローカル平坦性が低下する傾向がある。また、熱可塑性ポリウレタンとしては非発泡の熱可塑性ポリウレタンが高い剛性と材料の均質さにより研磨安定性に優れる点から特に好ましい。

【0054】

本実施形態の研磨パッドは、上述したようなポリウレタンのシート状の成形体を切削，スライス，打ち抜き加工等により寸法、形状、厚さ等を調整することにより研磨パッドに仕上げられる。研磨パッドの厚さは特に限定されないが、０．３〜５ｍｍ、さらには１．７〜２．８ｍｍ、とくには２．０〜２．５ｍｍであることが生産や取り扱いのしやすさ、研磨性能の安定性から好ましい。

【0055】

研磨パッドの硬度としては、ＪＩＳ−Ｄ硬度で６０以上、さらには、６５以上であることが好ましい。ＪＩＳ−Ｄ硬度が低すぎる場合には、被研磨面への研磨パッドの追従性が高くなってローカル平坦性が低下する傾向がある。

【0056】

本実施形態の研磨パッドの研磨面には、研削加工やレーザー加工により、同心円状のような所定のパターンで溝や穴のような凹部が形成されることが好ましい。このような凹部は、研磨面に研磨スラリーを均一かつ充分に供給するとともに、スクラッチ発生の原因となる研磨屑の排出や、研磨パッドの吸着によるウェハ破損の防止に役立つ。例えば同心円状に溝を形成する場合、溝間の間隔としては、１．０〜５０ｍｍ、さらには１．５〜３０ｍｍ、とくには２．０〜１５ｍｍ程度であることが好ましい。また、溝の幅としては、０．１〜３．０ｍｍ、さらには０．２〜２．０ｍｍ程度であることが好ましい。また、溝の深さとしては、０．２〜１．８ｍｍ、さらには０．４〜１．５ｍｍ程度であることが好ましい。また、溝の断面形状としては、例えば、長方形，台形，三角形，半円形等の形状が目的に応じて適宜選択される。

【0057】

また、研磨パッドは研磨層のみからなる単層パッドとして用いても、研磨層である研磨パッドの研磨面の裏面にクッション層を積層した積層パッドとして用いてもよい。クッション層としては、研磨層である研磨パッドの硬度より低い硬度を有する素材を用いることが好ましい。クッション層の硬度が研磨層である研磨パッドの硬度よりも低い場合には、被研磨面の局所的な凹凸には硬質の研磨パッドが追従し、被研磨基材全体の反りやうねりに対してはクッション層が追従するためにグローバル平坦性とローカル平坦性とのバランスに優れた研磨が可能になる。

【0058】

クッション層として用いられる素材の具体例としては、不織布にポリウレタンを含浸させた複合体（例えば、「Ｓｕｂａ４００」（ニッタ・ハース（株）製））；天然ゴム，ニトリルゴム，ポリブタジエンゴム，シリコーンゴム等のゴム；ポリエステル系熱可塑性エラストマー，ポリアミド系熱可塑性エラストマー，フッ素系熱可塑性エラストマー等の熱可塑性エラストマー；発泡プラスチック；ポリウレタン等が挙げられる。これらの中では、クッション層として好ましい柔軟性が得られやすい点から、発泡構造を有するポリウレタンがとくに好ましい。

【0059】

クッション層の厚さは特に限定されないが、例えば０．５〜５ｍｍ程度であることが好ましい。クッション層が薄すぎる場合には、被研磨面の全体の反りやうねりに対する追従効果が低下してグローバル平坦化性能が低下する傾向がある。一方、クッション層が厚すぎる場合には、研磨パッド全体が柔らかくなって安定した研磨が難しくなる傾向がある。研磨層にクッション層を積層する場合には、研磨層になる研磨パッドの厚みが０．３〜５ｍｍ程度であることが好ましい。

【0060】

次に、本実施形態の研磨パッドを用いたＣＭＰの一実施形態について説明する。

【0061】

ＣＭＰにおいては、例えば、図１に示すような上面視したときに円形である回転定盤２と、スラリー供給ノズル３と、キャリア４と、パッドコンディショナー６とを備えたＣＭＰ装置１０が用いられる。回転定盤２の表面に研磨面１ａを有する研磨パッド１を両面テープ等により貼付ける。また、キャリア４は被研磨物５を支持する。

【0062】

ＣＭＰ装置１０においては、回転定盤２は図略のモータにより矢印に示す方向に回転する。また、キャリア４は、回転定盤２の面内において、図略のモータにより例えば矢印に示す方向に回転する。パッドコンディショナー６も回転定盤２の面内において、図略のモータにより例えば矢印に示す方向に回転する。

【0063】

はじめに、回転定盤２に固定されて回転する研磨パッド１の研磨面１ａに蒸留水を流しながら、例えば、ダイアモンド粒子をニッケル電着等により担体表面に固定したＣＭＰ用のパッドコンディショナー６を押し当てて、研磨面１ａのコンディショニングを行う。コンディショニングにより、研磨面１ａを被研磨面の研磨に好適な表面粗さに調整する。次に、回転する研磨パッド１の研磨面１ａにスラリー供給ノズル３から研磨スラリー７が供給される。またＣＭＰを行うに際し、必要に応じ、研磨スラリーと共に、潤滑油、冷却剤などを併用してもよい。

【0064】

研磨スラリーとしては、例えば、水やオイル等の液状媒体；シリカ，アルミナ，酸化セリウム，酸化ジルコニウム，炭化ケイ素等の研磨剤；塩基，酸，界面活性剤，酸化剤，還元剤，キレート剤等を含有しているＣＭＰに用いられる研磨スラリーであれば特に限定なく用いられる。なお、研磨スラリーには、酸性のスラリー、アルカリ性のスラリー、中性のスラリーがあるが、本実施形態の研磨パッドは何れの液性の研磨スラリーでも用いられる。なお、本実施形態の研磨パッドは、ｐＨ７．０〜１４．０、とくには、ｐＨ８．０〜１４．０のアルカリ性の研磨スラリーを用いてＣＭＰを行うときにおいて、高い研磨速度を維持できるという効果を発揮する。

【0065】

そして、研磨スラリー７が満遍なく行き渡った研磨面１ａに、キャリア４に固定されて回転する被研磨物５の被研磨面を押し当てる。そして、所定の平坦度が得られるまで、研磨処理が続けられる。研磨時に作用させる押し付け力や回転定盤２とキャリア４との相対運動の速度を調整することにより、仕上がり品質が影響を受ける。

【0066】

研磨条件は特に限定されないが、効率的に研磨を行うためには、回転定盤とキャリアのそれぞれの回転速度は３００ｒｐｍ以下の低回転が好ましく、被研磨物にかける圧力は、研磨後に傷が発生しないように１５０ｋＰａ以下とすることが好ましい。研磨している間、研磨面ドには、研磨スラリーをポンプ等で連続的に供給することが好ましい。研磨スラリーの供給量は特に限定されないが、研磨面が常に研磨スラリーで覆われるように供給することが好ましい。

【0067】

そして、研磨終了後の被研磨物を流水でよく洗浄した後、スピンドライヤ等を用いて被研磨物に付着した水滴を払い落として乾燥させることが好ましい。このように、被研磨面を研磨スラリーで研磨することによって、被研磨面全面にわたって平滑な面を得ることができる。

【0068】

このような本実施形態のＣＭＰは、各種半導体装置、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）等の製造プロセスにおける研磨に好ましく用いられる。研磨対象の例としては、半導体基板上に形成された酸化膜等の絶縁膜の他、銅，アルミニウム，タングステン等の配線用金属膜；タンタル、チタン、窒化タンタル、窒化チタン等のバリアメタル膜、特には、酸化膜等の絶縁膜を研磨するのに好ましく用いられる。金属膜として配線パターンやダミーパターン等のパターンが形成されたものを研磨することも可能である。パターンにおけるライン間のピッチは、製品により異なるが、通常は５０ｎｍ〜１００μｍ程度である。

【実施例】

【0069】

以下、本発明を実施例により具体的に説明する。なお、本発明の範囲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。

【0070】

［実施例１］
数平均分子量６００のポリエチレングリコール［略号：ＰＥＧ６００］、2,2’-メチルイミノジエタノール［略号：ＭＩＤＥ］、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、ＰＥＧ６００：ＭＩＤＥ：ＢＤ：ＭＤＩの質量比が２６．６：１８．２：１．５：５３．６（ＭＩＤＥとＢＤのモル比が９０／１０）となる割合で配合し、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、熱可塑性ポリウレタンの連続溶融重合を行った。得られた熱可塑性ポリウレタンは、溶融状態でストランド状に水中に連続的に押出されて固化された後、ペレタイザーで細断されてペレットにされた。得られたペレットを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（以下、これをＰＵ−１という）を製造した。そして、下記方法により、ＰＵ−１の、水に対する接触角および５０℃の水で飽和膨潤させた後の５０℃における貯蔵弾性率を求めた。

【0071】

［水に対する接触角］
熱プレス法により厚さ３００μｍのＰＵ−１のフィルムを作製した。そして得られたフィルムを２０℃、６５％ＲＨの条件下に３日間放置した後、協和界面科学（株）製ＤｒｏｐＭａｓｔｅｒ５００を用いて水に対する接触角を測定した。

【0072】

［５０℃の水で飽和膨潤させた後の５０℃における貯蔵弾性率］
幅５ｍｍ、長さ３０ｍｍ、厚さ２ｍｍのＰＵ−１の射出成形シートを作製した。そして、射出成形シートを５０℃の水に３日間浸漬した。そして水から取り出した射出成形シートの表面の水を拭いた後、動的粘弾性測定装置（「ＤＶＥレオスペクトラー」、（株）レオロジー製）を使用して、５０℃における動的粘弾性率を周波数１１Ｈｚで測定することにより、貯蔵弾性率を求めた。

【0073】

そして、ＰＵ−１を用いて次のようにして研磨パッドを作成し、評価した。

【0074】

ＰＵ−１のペレットを単軸押出成形機に供給し、Ｔ−ダイを用いて押出成形することにより、厚さ２．０ｍｍのシートを得た。そして、得られたシートの表面を研削して厚さ１．５ｍｍの均一なシートとした後、幅１．０ｍｍ、深さ１．０ｍｍの溝を６．５ｍｍ間隔で同心円状に形成し、直径が３８０ｍｍの円形状に切り抜いて研磨パッドを作製した。

【0075】

［ゼータ電位の測定］
３０ｍｍ×６０ｍｍに切り抜いた研磨パッドの表面を洗浄した。そして、電気泳動光散乱装置（ELS-Z、大塚電子（株）製）を使用し、平板測定用セルにサンプルを取り付け、ｐＨ１０．０にＮａＯＨ水溶液で調整した１０ｍＭ ＮａＣｌ水溶液中に分散したモニターラテックス（大塚電子（株）製）を用いて測定した。同様に、ｐＨ４．０にＨＣｌ水溶液で調整した１０ｍＭ ＮａＣｌ水溶液中に分散したモニターラテックスを用いても測定を行った。

【0076】

そして、得られた研磨パッドの研磨性能を下記方法により評価した。

【0077】

［研磨性能］
得られた研磨パッドを（株）エム・エー・ティ製の研磨装置「ＭＡＴ−ＢＣ１５」に装着した。そして、（株）アライドマテリアル製のダイヤモンドドレッサー（＃１００−被覆率８０％、直径１９ｃｍ、質量１ｋｇ）を用い、蒸留水を１５０ｍＬ／分の速度で流しながら、ドレッサー回転数１４０ｒｐｍ、プラテン回転数１００ｒｐｍ、１時間の条件でパッド表面のコンディショニングを行った。次に、CabotMicroelectronics社製の研磨スラリー「ＳＳ−２５」を２倍に希釈して調整したｐＨ１２の研磨スラリーを準備した。そして、プラテン回転数１００ｒｐｍ、ヘッド回転数９９ｒｐｍ、研磨圧力２７．６ｋＰａの条件において、１２０ｍＬ／分の速度で研磨スラリーを研磨パッドの研磨面に供給しながら膜厚１０００ｎｍの酸化ケイ素膜を表面に有する直径４インチのシリコンウェハを６０秒間研磨した。そして、６０秒間の研磨後、研磨パッドのコンディショニングを３０秒間行った。そして、別のシリコンウェハを再度研磨し、さらに、３０秒間コンディショニングを行った。このようにして１０枚のシリコンウェハを研磨した。

【0078】

そして、１０枚目に研磨したシリコンウェハの研磨前および研磨後の酸化ケイ素膜の膜厚をウェハ面内で各４９点測定し、各点における研磨速度を求めた。そして、４９点の研磨速度の平均値を研磨速度とした。また、研磨均一性は下式（１）により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。

【0079】

不均一性（％）＝（σ／Ｒ）×１００ （１）
（ただし、σ：４９点の研磨速度の標準偏差、Ｒ：４９点の研磨速度の平均値を表す。）

【0080】

また、１０枚目に研磨したウェハについて（株）キーエンス製レーザー顕微鏡「ＶＫX−200」を用いて対物レンズ倍率５０倍で観察してスクラッチの有無を確認した。

【0081】

以上の結果を下記表１にまとめて示す。

【0082】

【表1】

【0083】

［実施例２］
次のように製造された熱可塑性ポリウレタン（ＰＵ−２）をＰＵ−１の代わりに用いた以外は、実施例１と同様に熱可塑性ポリウレタンを評価し、また、研磨パッドを製造し、研磨性能を評価した。結果を表１に示す。

【0084】

ＰＥＧ６００、ＭＩＤＥ、ＢＤ、およびＭＤＩを、ＰＥＧ６００：ＭＩＤＥ：ＢＤ：ＭＤＩの質量比が２９．０：９．９：７．５：５３．６（ＭＩＤＥとＢＤのモル比が５０／５０）となる割合で配合して、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、熱可塑性ポリウレタンの連続溶融重合を行った。得られたた熱可塑性ポリウレタンは、溶融状態でストランド状に水中に連続的に押出された後、ペレタイザーで細断されてペレットにされた。得られたペレットを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（ＰＵ−２）を製造した。

【0085】

［実施例３］
次のように製造された熱可塑性ポリウレタン（ＰＵ−３）をＰＵ−１の代わりに用いた以外は、実施例１と同様に熱可塑性ポリウレタンを評価し、また、研磨パッドを製造し、研磨性能を評価した。結果を表１に示す。

【0086】

ＰＥＧ６００、ＭＩＤＥ、ＢＤ、およびＭＤＩを、ＰＥＧ６００：ＭＩＤＥ：ＢＤ：ＭＤＩの質量比が３１．３：１．９：１３．１：５３．６（ＭＩＤＥとＢＤのモル比が１０／９０）となる割合で配合し、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、熱可塑性ポリウレタンの連続溶融重合を行った。得られた熱可塑性ポリウレタンは、溶融状態でストランド状に水中に連続的に押出された後、ペレタイザーで細断されてペレットにされた。得られたペレットを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（ＰＵ−３）を製造した。

【0087】

［実施例４］
次のように製造された熱可塑性ポリウレタン（ＰＵ−４）をＰＵ−１の代わりに用いた以外は、実施例１と同様に熱可塑性ポリウレタンを評価し、また、研磨パッドを製造し、研磨性能を評価した。結果を表１に示す。

【0088】

数平均分子量２０００のポリエチレングリコール［略号：ＰＥＧ２０００］、ＭＩＤＥ、ＢＤ、およびＭＤＩを、ＰＥＧ２０００：ＭＩＤＥ：ＢＤ：ＭＤＩの質量比が２５．３：１２．０：９．１：５３．６（ＭＩＤＥとＢＤのモル比が５０／５０）となる割合で配合し、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、熱可塑性ポリウレタンの連続溶融重合を行った。得られた熱可塑性ポリウレタンは、溶融状態でストランド状に水中に連続的に押出されて固化された後、ペレタイザーで細断されてペレットにされた。得られたペレットを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（ＰＵ−４）を製造した。

【0089】

［実施例５］
次のように製造された熱可塑性ポリウレタン（ＰＵ−５）をＰＵ−１の代わりに用いた以外は、実施例１と同様に熱可塑性ポリウレタンを評価し、また、研磨パッドを製造し、研磨性能を評価した。結果を表１に示す。

【0090】

ＰＥＧ６００、ＭＩＤＥ、ＢＤ、およびＭＤＩを、ＰＥＧ６００：ＭＩＤＥ：ＢＤ：ＭＤＩの質量比が５２．０：４．４：３．３：４０．２（ＭＩＤＥとＢＤのモル比が５０／５０）となる割合で配合し、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、熱可塑性ポリウレタンの連続溶融重合を行った。得られた熱可塑性ポリウレタンは、溶融状態でストランド状に水中に連続的に押出されて固化された後、ペレタイザーで細断されてペレットにされた。得られたペレットを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（ＰＵ−５）を製造した。

【0091】

［実施例６］
次のように製造された熱可塑性ポリウレタン（ＰＵ−６）をＰＵ−１の代わりに用いた以外は、実施例１と同様に熱可塑性ポリウレタンを評価し、また、研磨パッドを製造し、研磨性能を評価した。結果を表１に示す。

【0092】

ＰＥＧ６００、ＭＩＤＥ、ＢＤ、およびＭＤＩを、ＰＥＧ６００：ＭＩＤＥ：ＢＤ：ＭＤＩの質量比が１３．７：１３．５：１０．２：６２．６（ＭＩＤＥとＢＤのモル比が５０／５０）となる割合で配合し、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、熱可塑性ポリウレタンの連続溶融重合を行った。得られた熱可塑性ポリウレタンは、溶融状態でストランド状に水中に連続的に押出されて固化された後、ペレタイザーで細断されてペレットにされた。得られたペレットを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（ＰＵ−６）を製造した。

【0093】

［実施例７］
次のように製造された熱可塑性ポリウレタン（ＰＵ−７）をＰＵ−１の代わりに用いた以外は、実施例１と同様に熱可塑性ポリウレタンを評価し、また、研磨パッドを製造し、研磨性能を評価した。結果を表１に示す。

【0094】

ＰＥＧ６００、数平均分子量８５０のポリテトラメチレングリコール［略号：ＰＴＧ８５０］、ＭＩＤＥ、ＢＤ、およびＭＤＩを、ＰＥＧ６００：ＰＴＧ８５０：ＭＩＤＥ：ＢＤ：ＭＤＩの質量比が１７．６：１０．７：１０．３：７．８：５３．６（ＰＥＧ６００とＰＴＧ８５０のモル比が７０／３０、ＭＩＤＥとＢＤのモル比が５０／５０）となる割合で配合し、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、熱可塑性ポリウレタンの連続溶融重合を行った。得られた熱可塑性ポリウレタンは、溶融状態でストランド状に水中に連続的に押出されて固化された後、ペレタイザーで細断されてペレットにされた。得られたペレットを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（ＰＵ−７）を製造した。

【0095】

［実施例８］
次のように製造された熱可塑性ポリウレタン（ＰＵ−８）をＰＵ−１の代わりに用いた以外は、実施例１と同様に熱可塑性ポリウレタンを評価し、また、研磨パッドを製造し、研磨性能を評価した。結果を表１に示す。

【0096】

ＰＥＧ６００、ＰＴＧ８５０、ＭＩＤＥ、ＢＤ、およびＭＤＩを、ＰＥＧ６００：ＰＴＧ８５０：ＭＩＤＥ：ＢＤ：ＭＤＩの質量比が８．９：１８．９：１０．６：８．０：５３．６（ＰＥＧ６００とＰＴＧ８５０のモル比が４０／６０、ＭＩＤＥとＢＤのモル比が５０／５０）となる割合で配合し、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、熱可塑性ポリウレタンの連続溶融重合を行った。得られた熱可塑性ポリウレタンは、溶融状態でストランド状に水中に連続的に押出されて固化された後、ペレタイザーで細断されてペレットにされた。得られたペレットを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（ＰＵ−８）を製造した。

【0097】

［実施例９］
次のように製造された熱可塑性ポリウレタン（ＰＵ−９）をＰＵ−１の代わりに用いた以外は、実施例１と同様に熱可塑性ポリウレタンを評価し、また、研磨パッドを製造し、研磨性能を評価した。結果を表１に示す。

【0098】

ＰＥＧ６００、３−（ジメチルアミノ）―１，２−プロパンジオール［略号：ＤＭＡＰＤ］、ＢＤ、およびＭＤＩを、ＰＥＧ６００：ＤＭＡＰＤ：ＢＤ：ＭＤＩの質量比が２９．０：９．９：７．５：５３．６（ＤＭＡＯＤとＢＤのモル比が５０／５０）となる割合で配合し、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、熱可塑性ポリウレタンの連続溶融重合を行った。得られた熱可塑性ポリウレタンは、溶融状態でストランド状に水中に連続的に押出されて固化された後、ペレタイザーで細断されてペレットにされた。得られたペレットを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（ＰＵ−９）を製造した。

【0099】

［実施例１０］
次のように製造された熱可塑性ポリウレタン（ＰＵ−１０）をＰＵ−１の代わりに用いた以外は、実施例１と同様に熱可塑性ポリウレタンを評価し、また、研磨パッドを製造し、研磨性能を評価した。結果を表１に示す。

【0100】

ＰＴＧ８５０、ＭＩＤＥ、ＢＤ、およびＭＤＩを、ＰＴＧ８５０：ＭＩＤＥ：ＢＤ：ＭＤＩの質量比が２７．３：１０．９：８．２：５３．６（ＭＩＤＥとＢＤのモル比が５０／５０）となる割合で配合し、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、熱可塑性ポリウレタンの連続溶融重合を行った。得られた熱可塑性ポリウレタンは、溶融状態でストランド状に水中に連続的に押出されて固化された後、ペレタイザーで細断されてペレットにされた。得られたペレットを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（ＰＵ−１０）を製造した。

【0101】

［比較例１］
次のように製造された熱可塑性ポリウレタン（ＰＵ−１１）をＰＵ−１の代わりに用いた以外は、実施例１と同様に熱可塑性ポリウレタンを評価し、また、研磨パッドを製造し、研磨性能を評価した。結果を表１に示す。

【0102】

ＰＥＧ６００、ＢＤ、およびＭＤＩを、ＰＥＧ６００：ＢＤ：ＭＤＩの質量比が３１．９：１４．５：５３．６となる割合で配合し、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、熱可塑性ポリウレタンの連続溶融重合を行った。得られた熱可塑性ポリウレタンは、溶融状態でストランド状に水中に連続的に押出されて固化された後、ペレタイザーで細断されてペレットにされた。得られたペレットを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（ＰＵ−１１）を製造した。

【0103】

［比較例２］
次のように製造された熱可塑性ポリウレタン（ＰＵ−１２）をＰＵ−１の代わりに用いた以外は、実施例１と同様に熱可塑性ポリウレタンを評価し、また、研磨パッドを製造し、研磨性能を評価した。結果を表１に示す。

【0104】

数平均分子量４０００のポリエチレングリコール［略号：ＰＥＧ４００］、ＢＤ、およびＭＤＩを、ＰＥＧ４０００：ＢＤ：ＭＤＩの質量比が２７．７：１８．７：５３．６となる割合で配合し、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、熱可塑性ポリウレタンの連続溶融重合を行った。得られた熱可塑性ポリウレタンは、溶融状態でストランド状に水中に連続的に押出されて固化された後、ペレタイザーで細断されてペレットにされた。得られたペレットを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（ＰＵ−１２）を製造した。

【0105】

［比較例３］
次のように製造された熱可塑性ポリウレタン（ＰＵ−１３）をＰＵ−１の代わりに用いた以外は、実施例１と同様に熱可塑性ポリウレタンを評価し、また、研磨パッドを製造し、研磨性能を評価した。結果を表１に示す。

【0106】

ＰＥＧ６００、ＢＤ、およびＭＤＩを、ＰＥＧ６００：ＢＤ：ＭＤＩの質量比が６０．５：３．８：３５．８となる割合で配合し、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、熱可塑性ポリウレタンの連続溶融重合を行った。得られた熱可塑性ポリウレタンは、溶融状態でストランド状に水中に連続的に押出されて固化された後、ペレタイザーで細断されてペレットにされた。得られたペレットを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（ＰＵ−１３という）を製造した。

【0107】

［比較例４］
次のように製造された熱可塑性ポリウレタン（ＰＵ−１４）をＰＵ−１の代わりに用いた以外は、実施例１と同様に熱可塑性ポリウレタンを評価し、また、研磨パッドを製造し、研磨性能を評価した。結果を表１に示す。

【0108】

ＰＥＧ６００、ＢＤ、およびＭＤＩを、ＰＥＧ６００：ＢＤ：ＭＤＩの質量比が３．３：２５．２：７１．５となる割合で配合し、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、熱可塑性ポリウレタンの連続溶融重合を行った。得られた熱可塑性ポリウレタンは、溶融状態でストランド状に水中に連続的に押出されて固化された後、ペレタイザーで細断されてペレットにされた。得られたペレットを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（ＰＵ−１４）を製造した。

【0109】

［比較例５］
次のように製造された熱可塑性ポリウレタン（ＰＵ−１５）をＰＵ−１の代わりに用いた以外は、実施例１と同様に熱可塑性ポリウレタンを評価し、また、研磨パッドを製造し、研磨性能を評価した。結果を表１に示す。

【0110】

数平均分子量２０００のポリブチレンアジペート［略号：ＰＢＡ１０００］、ＢＤ、およびＭＤＩを、ＰＢＡ１０００：ＢＤ：ＭＤＩの質量比が２３．１：１８．８：５８．１となる割合で配合し、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、熱可塑性ポリウレタンの連続溶融重合を行った。得られた熱可塑性ポリウレタンは、溶融状態でストランド状に水中に連続的に押出されて固化された後、ペレタイザーで細断されてペレットにされた。得られたペレットを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（ＰＵ−１５）を製造した。

【0111】

表１から、ｐH１０．０におけるゼータ電位が＋０．１ｍＶ以上である実施例１〜１０で得られた研磨パッドによれば、ｐＨ１２のアルカリ性の研磨スラリーを用いても高い研磨速度が得られたことがわかる。また、それらは研磨均一性にも優れ、スクラッチも発生しなかった。一方、ｐH１０．０におけるゼータ電位が＋０．１ｍＶ未満である比較例１〜５で得られた研磨パッドは、高い研磨速度が得られなかった。

【産業上の利用可能性】

【0112】

本発明の研磨パッドは、例えば、半導体基板上の酸化ケイ素膜等を、アルカリ性の研磨スラリーを用いてＣＭＰにより研磨する場合であっても、高い研磨速度が得られる。

【符号の説明】

【0113】

１ 研磨パッド
２ 回転定盤
３ スラリー供給ノズル
４ キャリア
５ 被研磨物
６ パッドコンディショナー
１０ ＣＭＰ装置

【図1】