パターン化された構造ドメインを含む化学機械平坦化パッド
本開示の一側面は、第1ドメインと第２連続ドメインを含む化学機械平坦化パッドに関
する。第１ドメインは、第２連続ドメイン内に規則的に離間された個々の要素を含む。本パッドは、第２ドメイン内で規則的に離間される複数の開口部を第１ドメインのためにパッドの第２連続ドメイン内に形成し、且つ第１ドメインを第２連続ドメイン内の複数の開口部内に形成することにより、形成されてもよい。さらに、研磨スラリーで基板を研磨する際に本パッドを使用してもよい。
する。第１ドメインは、第２連続ドメイン内に規則的に離間された個々の要素を含む。本パッドは、第２ドメイン内で規則的に離間される複数の開口部を第１ドメインのためにパッドの第２連続ドメイン内に形成し、且つ第１ドメインを第２連続ドメイン内の複数の開口部内に形成することにより、形成されてもよい。さらに、研磨スラリーで基板を研磨する際に本パッドを使用してもよい。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
［関連出願の相互参照］
本出願は、２００９年１月２７日に出願された米国仮出願第６１／１４７，５５１号の出願日の利益を主張し、その開示内容は参照によって本明細書に援用される。
［分野］
本発明は、半導体ウエハ、並びに未処理の基板シリコンウエハ、ＣＲＴ、フラットパネルディスプレイ画面及び光学ガラス等の他の表面の化学機械平坦化（ＣＭＰ）に有用な研磨パッドに関する。詳細には、このＣＭＰパッドは、変化する硬度などの様々な特性を示す１つ以上のドメインを含んでもよい。
［背景］
化学機械平坦化とは、ウエハ又は他の基板を研磨して比較的高い平坦性を達成するための工程として理解することができる。ウエハは、化学機械平坦化（ＣＭＰ）パッドに対して、相互に近接して、圧力下で、及び／又はウエハとパッド間に塗布される研磨剤含有スラリーの連続的又は断続的な流れを伴って、移動し得る。比較的硬い研磨剤（典型的にはダイアモンド）粒子を含む表面を有するコンディショナーディスクを使用することにより、パッド表面を削ってパッド表面粗度を同一に維持し、一貫した研磨を達成し得る。半導体ウエハ研磨では、比較的大規模な集積回路（ＶＬＳＩ）及び極超大規模集積回路（ＵＬＳＩ）の出現により、半導体基板内の比較的小さなドメインにさらに多くのデバイスを詰め込むようになり、密詰めを可能にするために必要となる高解像度リソグラフィ工程においてさらに高度の平坦性を必要とするようになった。さらに、銅などの比較的軟質の金属、金属合金又はセラミックスはその比較的低い抵抗力及び／又はその他の特性のために配線として使用されることが増えているため、ＣＭＰパッドがスクラッチ欠陥を引き起こすことなく比較的高い研磨平坦性を達成できることが高性能半導体の製造において重要となり得る。比較的高い研磨平坦性を実現するには、比較的硬質の及び／又は固いパッド表面を用いて被研磨基板表面に対する局所弾力性を低減する必要があり得る。しかし、比較的硬質の及び／又は固いパッド表面は同一の基板表面上のスクラッチ欠陥の原因にもなり得るため、被研磨基板の生産収率が低下しやすい。
［概要］
本開示の一側面は、化学機械平坦化パッドに関する。本パッドは、第１ドメインと第２連続ドメインを含んでもよい。第１ドメインは、第２連続ドメイン内に規則的に離間された個々の要素を含んでもよい。一実施例において、第１ドメインは第１硬度Ｈ1を示し、
第２ドメインは第２硬度Ｈ2を示してもよい。Ｈ1とＨ2とでは、Ｈ1はＨ2より大きい。
【０００２】
本開示の別の側面は、化学機械平坦化パッドの形成方法に関する。本方法は、第１ドメインのための複数の開口部をパッドの第２連続ドメイン内に形成することを含む。この場合、開口部は、第２ドメイン内に規則的に離間されてもよい。また、本方法は、第２連続ドメインの複数の開口部内に第１ドメインを形成することを含んでもよい。
【０００３】
本開示のさらなる側面は、化学機械平坦化パッドの使用方法に関する。本方法は、基板を研磨スラリー及び化学機械平坦化パッドを用いて研磨することを含んでもよい。化学機械平坦化パッドは、第１ドメイン及び第２連続ドメインを含んでもよい。この場合、第１ドメインは、第２連続ドメイン内に規則的に離間された個々の要素を含んでもよい。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
本開示の上述の特徴やその他の特徴、及びこれらの特徴を達成する方法は、本明細書中に記載された実施形態についての以下の記載を添付の図面とともに参照することによって、より明白になり理解が深まり得る。
【図１】ＣＭＰパッドの一実施例を示している。
【図２】ＣＭＰパッドの一実施例の別の変形例を示している。
【図３】ＣＭＰパッドのさらに別の変形例を示している。
【図４】ＣＭＰパッド形成用ダイカット布の一実施例を示している。
【図５】本明細書中に記載のＣＭＰパッドの使用方法の一実施例を示している。
【発明を実施するための形態】
【０００５】
［詳細な説明］
本開示は、様々なＣＭＰ性能要件を少なくとも部分的に又は実質的に満たす又は上回る、化学機械平坦化（ＣＭＰ）パッドに関する。さらに、本開示は、半導体ウエハの製造において比較的高度な平坦性及び低いスクラッチ欠陥率が特に重要となる半導体ウエハ基板の化学機械平坦化（ＣＭＰ）に特に有用となる研磨パッドの製品設計、作成方法及び使用に関する。さらに、本開示は、異なる組成物、構造及び／又は特性を有する２つ以上のセグメント又はドメインを同一のパッド内に含むことを特徴とし得る化学機械平坦化パッドに関する。各ドメインは、ＣＭＰの１つ以上の要件を少なくとも部分的に満たすように設計してもよい。さらに、ドメインの少なくとも１つは、選択された規則的に繰り返すタイプの幾何学的パターン中に存在する個々の要素、例えば連続ドメイン内の規則的に繰り返す個々のドメイン、を含み得る。規則的に繰り返す個々のドメインを含む場合、個々のドメインの形状は、正方形、長方形、円形、六角形、楕円形、四面体等であってもよい。かかる個々のドメインをパッド内に形成するには、繊維基板内をダイカットし、ダイカットした部分に選択したポリマー樹脂を充填してもよい。ポリマー樹脂は非ダイカット部分にも侵入し得り、その結果、記載のように最終的には選択された繊維ドメイン内にポリマー樹脂ドメインの繰り返しパターンが提供され、これにより任意の研磨作業を最適化する。
【０００６】
本明細書中において、いくつかの実施例の一定のドメインの規則的に離間又は繰り返される要素は、各ドメインの任意の地点間の距離が等しい、（例えばパッドの選択された部分をダイカットして取り除くことにより）パッド内に物理的に取り入れられる形体（ｆｅａｔｕｒｅｓ）であると理解することができる。任意の地点は、中心点、端点、頂点等であってもよい。いくつかの実施例において、この等間隔はパッドの１つ以上の寸法で示されてもよい。例えば、あるドメイン内の長手方向に離間した各要素は、当該ドメイン上の任意の地点間を第１等間隔で離間してもよい。あるドメイン内の円周方向（緯度の方向）に離間した各要素は、当該ドメイン上の任意の地点間を第２等間隔で離間してもよい。他の実施例において、各ドメイン要素は、１つ以上の軸を中心として（軸の周囲に）半径方向に等しく離間してもよい。同様に、半径方向の離間は、中心点、端点及び頂点等の各ドメイン上の任意の地点と当該軸との間であってもよい。さらに、当該軸を中心としたドメイン要素の角度離間は、中心点、端点、頂点等の各ドメインの任意の地点を起点としてもよい。さらに、かかる規則的に離間された幾何学的形状を有する要素は、パッド全体に存在してもよいし、パッドの選択された部分に配置されてもよい。パッドの選択された部分は、パッドの厚みの一部を貫通し、且つ／又はパッド表面の一領域に提供される。
【０００７】
各ドメイン要素上の任意の地点間の長手方向距離は、全数値及び増分を含む０．１２７ｍｍ〜１２７ｍｍであってもよい。さらに、各ドメイン要素上の任意の地点間の横方向距離は、全数値及び増分を含む０．１２７ｍｍ〜１２７ｍｍであってもよい。さらに、各ドメイン要素上の任意の地点間の距離は、全数値及び増分を含む０．１２７ｍｍ〜１２７ｍｍ、又は、半径方向に離間する場合に全数値及び増分を含む１°〜１８０°であってもよい。
【０００８】
図１に示すように、ＣＭＰパッド１００のいくつかの実施例は、少なくとも２つのドメインを含んでもよい。第１ドメイン１０２は、第２ドメイン１０４内に規則的に分布する。図示のように、第１ドメインはパッド表面全体にわたって長手方向及び円周方向（緯度
方向）の両方に規則的に離間してもよいことが理解できよう。任意の地点は、第１ドメインの角の１つ又は第１ドメインの端辺の１つであってもよい。いくつかの実施例において、規則正しい離間は長手方向又は円周方向（緯度方向）のいずれかであってもよいことが理解できよう。
【０００９】
第１ドメイン１０２は、硬度Ｈ1を示す硬質の高分子物質の含有量が比較的高い比較的
硬質のセグメントを含んでもよい。第１ドメインの硬度は、ロックウェルＲスケールで全数値及び増分を含む９０〜１５０であってもよい。第１ドメインは、ポリウレタン、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート及びポリスルホン等のポリマー材料を含んでもよい。いくつかの実施例において、規則的に分布した第１ドメイン要素の最大線寸法（例えば直径）は、パッドの最大線寸法（例えば直径）の長さの０．１〜５０％であってもよい。例えば、被研磨形体（ｆｅａｔｕｒｅｓ）の大きさにより、不連続のドメインの個々のパッド表面内の表面積は、０．１ｍｍ2刻みで全数値及び増分を含む０．１ｍｍ2〜６２５ｍｍ2であってもよい。全体としては、複数の第１ドメイン要素（及びさらに分散され
たドメイン又はさらに分布されたドメイン）は、任意のパッドの０．１〜９０容量％を占めてもよい。さらに、個々のドメイン要素のそれぞれは、パッドの０．１〜９０容量％を占めてもよい。個々のドメイン要素の大きさはそれぞれ異なってもよいことが理解できよう。例えば、個々の離散したドメイン要素は、１ｍｍ2の第１表面積「ｘ」を有する複数
の規則的に分布したドメイン要素、及び、２ｍｍ2の表面積「ｙ」を有する複数の規則的
に分布したドメイン要素（即ち、「ｘ」及び「ｙ」の値は同じではない）等、複数の規則的に分布したドメイン要素を含んでもよい。
【００１０】
第２ドメイン１０４は、硬度Ｈ2を示す比較的均質で軟質の高分子物質を含んでもよい
。Ｈ1とＨ2とでは、Ｈ2はＨ1よりも小さい。このような高分子物質としては、比較的軟質のポリウレタン、ポリイソブチルジエン、イソプレン、ポリアミド及びポリフェニレンサルファイド等が挙げられる。第２ドメインの硬度は、ロックウェルＲスケールで４０〜１１０の範囲内の全数値及び増分を含む、ロックウェルＲスケールで１１０以下、又はショアＡ（Ｓｈｏｒｅ Ａ）硬度計（ｄｕｒｏｍｅｔｅｒ）スケールで２０〜９５の範囲内の全数値及び増分を含む、ショアＡ硬度計スケールで９５未満であってもよい。図１では、第２ドメインは、上述の繰り返すタイプの規則的に分散した第１ドメインのための連続ドメインと見なされることが理解できる。
【００１１】
いくつかの実施例において、第２ドメインは、一般的に上述された物質等の高分子物質を含んでもよい。他の実施例において、第２ドメインは、不織布、織布又は編布等の繊維状成分を含んでもよい。さらなる実施例において、第２ドメインは、（比較的硬質の高分子物質及び比較的軟質の高分子物質の１つ以上を含む）上記に列挙したような高分子物質と不織布、織布又は編布等の繊維状成分との混合物を含んでもよい。布は、水性又は溶媒ベースの媒体に溶解する又は溶解しない個々の繊維を含んでもよい。繊維としては、例えば、ポリ（ビニルアルコール）、ポリ（アクリル酸）、マレイン酸、アルギン酸、多糖類、ポリサイクロデキストリン、ポリエステル、ポリアミド、ポリオレフィン、レーヨン、ポリイミド、ポリフェニルサルファイドなど、並びにこれらの塩類、これらのコポリマー誘導体及びこれらの組み合わせが挙げられる。
【００１２】
また、変化する硬度又は研磨特性を有する追加のドメイン等の追加のドメインについてもＣＭＰパッド内に存在し得ることが理解されよう。追加のドメインはさらなる繰り返し要素を含み得り、そのため２つ以上の繰り返し要素が研磨パッド内に存在し得る。例えば、全数値及び増分を含む１〜２０の異なる繰り返しパターンを含み得る。
【００１３】
また、規則的に離間されたドメインの比重は、母材（ｍａｔｒｉｘ）とは異なってもよい。例えば、図１を参照すると、規則的に離間された第１ドメイン１０２は全数値及び増
分を含む１．０〜２．０の第１比重ＳＧ1を示し、第２連続ドメイン１０４は全数値及び
増分を含む０．７５〜１．５の第２比重ＳＧ2を示してもよい。この場合、ＳＧ1はＳＧ2
と等しくない。各ドメインは、その組成により、硬度及び／又は比重の様々な組み合わせを示し得ることが理解できよう。例えば、あるドメインがポリマーマトリックスに埋め込まれた繊維を含む場合、そのドメインの比重はポリマー単独の場合よりも低くなり得る。
【００１４】
上述のように、化学機械平坦化パッド内の規則的に離間されたドメインの数及び構成は、多様であり得る。例えば、図２は、上記実施形態の別の変形例であるＣＭＰパッド２００を示している。この場合、第１ドメイン２０２は、長方形要素で形成され、中心軸を中心とした（中心軸を囲むような）パターンで第２ドメイン２０４と連続して分布してもよい。さらに、異なる構成を有する第３ドメイン２０６及び／又は第４ドメイン２０８は、第２ドメインと連続して、中心軸を中心としたパターンで分布してもよい。第３ドメイン２０６は軸を中心とした繰り返し要素を形成する２つの形体（ｆｅａｔｕｒｅｓ）２０６ａ及び２０６ｂを含むことが理解できよう。図示のように、１組の規則的に離間されたドメインはそれぞれ、軸（即ち、本実施例では研磨パッドの中心点）からの半径方向距離が異なる。さらに、１組の規則的に離間されたドメインはそれぞれ、軸を中心とした角距離が等しいことが図示されているが、１組の規則的に離間されたドメインはそれぞれ、軸を中心とした角距離が異なってもよいことが理解できよう。また、様々なドメインを（図示のように）隔離させたり、又は結合させたりしてもよいことも理解できよう。図３は、さらに別の変形例であるＣＭＰパッド３００を示している。この場合、第１ドメイン３０２は、パッドの中心点から外周部に延びる相互接続された半径方向の要素を含み、第２ドメイン３０４は、例えば、ポリウレタンと可溶性繊維との混合物を含み、パッドの残りの部分のパッド連続体を覆ってもよい。
【００１５】
このように、異なる一組の組成物、特性及び／又はＣＭＰ性能を有する様々な規則的に繰り返す各ドメインを任意のパッドに取り込んでもよいことが理解できよう。さらに、規則的に離間されることは変わらないが、パッド全体にわたる物理的形状、寸法、位置、及び方向性については数多くの変形例が存在し得る。さらに、本明細書中に例示したＣＭＰパッドは比較的円形であるが、いくつかの実施例においてはＣＭＰパッド自体は様々な幾何学的形状を示してもよいことが理解できよう。従って、ＣＭＰパッドは、異なる設計形体を有する複数の規則的に離間されたドメインを組み込むことができれば、上述のＣＭＰ性能要件の少なくとも一部又は全てを満たすか、あるいはは、上述のＣＭＰ性能要件を超えることさえ可能となり得る。
【００１６】
ＣＭＰパッドの変形例のいくつかの実施例は、ショアＤスケールで３０〜９０の硬度を有するポリウレタンの第１ドメインを含んでもよい。第１ドメインは、第２ドメイン内に分散された、個々の不連続の正方形として、パッド内に存在してもよい。第２ドメインは、第１ドメインで使用されたものと同じポリウレタンに埋め込まれた水溶性繊維からなる不織布の混合物を含んでもよい。他の変形例において、ＣＭＰパッドは、比重が１．２５のポリウレタンの第１ドメイン及びポリウレタン中に繊維が埋め込まれた比重が０．８の第２ドメインを含んでもよい。さらなる実施例において、ＣＭＰパッドは、ショアＤ硬度計スケールで５０の硬度及び１．２５の比重を示すポリウレタンの第１ドメインと、ショアＤ硬度計スケールで７５の硬度及び０．２５の比重を示す第２ドメインと、ショアＤ硬度計スケールで７５の硬度及び０．８の比重を示すポリウレタン中に繊維が埋め込まれた第３ドメインを含んでもよい。
【００１７】
本明細書中で考察されるＣＭＰパッドは、テンプレートを使って不織布に第１ドメインの規則正しい要素の開口部又は凹部をダイカットすることにより形成され、布全体にわたる相対的統一性及び正方形の穴の分布を達成してもよい。凹部とは、パッドの厚みを完全に貫通しない空隙を意味するものとして理解することができる。開口部は第２ドメイン内
に規則的に離間され、第１ドメインの規則的に離間された個々の要素を提供し得ることが理解できよう。図４は、ダイカット工程によって形成された多数の開口部又は凹部４１２を含むダイカット布４１０の実施例を示している。様々な規則的に離間されたドメインを提供する際に考察される様々な幾何学的構成を形成するために、ダイカット工程のほかにも同様の工程を利用してもよいことが理解できよう。このような工程として、レーザー切断、ブレード切断、ウォータージェット切断等が挙げられる。
【００１８】
その後、下型（雌型）の空洞内に布を配置してもよい。それから、ポリマー又はポリマー前駆体を下型に加えてもよい。例えば、未反応ポリウレタンプレポリマーと硬化剤の混合物を布上に分注してもよい。それから、上型（雄型）を下型の空洞内に押し下げて前記混合物を押圧し、布の隙間及び／又はダイカットされた領域を埋めてもよい。その後、熱及び／又は圧力を適用してポリマーの流れ、あるいは埋め込まれた布とプレポリマーとの反応及び／又は凝固を生じさせ、パッドを平坦化する。その後、凝固したパッドをオーブンで硬化及びアニールする。従って、このような手順により、ダイカットした領域内に取り入れられるポリマー又はポリマー前駆体の大半（例えば７５重量％以上）がダイカット領域内に留まり、残りは選択したパッドの第２ドメイン内に拡散し得ることを指摘することが重要である。さらに、このような手順により、かかる拡散は、選択されたパッドの上部、例えば、任意のパッドの厚みの上部５０％以内などにのみ生じ得る。
【００１９】
いくつかの実施例において、第２の又は連続したドメインの様々な幾何学的構成を形成するため、布と同様の特性を有するポリマー等の比較的軟質のポリマー（例えば、発泡材又はシート材料）をダイカットしたり、あるいはレーザー切断、ウォータージェット、ホットナイフ（hot knife）、ワイヤ等の他の工程により切断したりしてもよい。その後、
第１ドメインの比較的硬質のポリマーを第２ドメインの比較的軟質のポリマーにオーバーモールド（ｏｖｅｒ ｍｏｌｄｅｄ）又はモールド（ｍｏｌｄｅｄ）してもよい。いくつかの実施例において、オーバーモールドは、第２ドメイン上に第１ドメインを形成する組成物を射出モールドすることによって実施してもよい。
【００２０】
さらに、比較的硬質のポリマーは、被研磨基板と比べて比較的固いため、被研磨基板に対する表面の適合性（ｃｏｍｐｌｉａｎｔ）は低い。このため、比較的硬質のポリマー等の規則的に離間されたドメインが正方形又は幾何学的形体（ｆｅａｔｕｒｅｓ）であれば、高度の平坦性が重要又は不可欠である形体（ｆｅａｔｕｒｅｓ）の研磨において有利であり得る。第２ドメインの可溶性繊維又は比較的軟質のポリマーは、ＣＭＰの前又はＣＭＰ中に、溶解されるか、あるいはパッドから削られ且つ／又は除去され得る。除去された繊維又は比較的軟質のポリマーは、第２ドメイン内に空隙のネットワーク又は細孔のネットワークを創出し得る。このような空隙と硬質のドメインの規則正しいパターンとを組み合わせることにより、より効率的なＣＭＰ研磨を提供し得る。
【００２１】
また、研磨パッドは空隙又は細孔を含んでもよい。細孔が存在することでパッドの微小局所内の研磨剤スラリーの移動が促進され、研磨剤粒子と被研磨ウエハ表面との間の接触が拡大及び制御されるため、任意のパッド内の第２ドメイン内に空隙又は細孔が存在することは、比較的高い研磨率及び低いスクラッチ欠陥率を実現する要因となり得る。空隙又は細孔は、研磨剤粒子及び研磨副産物の比較的大きな凝集物の微小貯蔵所として機能し得るため、ウエハ表面の比較的硬質の接触及びスクラッチングを防止する。空隙又は細孔の最大線寸法は、１０ｎｍ〜２００μｍの範囲内の全数値及び増分を含む、１０ｎｍ〜１００μｍ超、１０ｎｍ〜１００ｎｍ、１μｍ〜１００μｍ等であってもよい。さらに、いくつかの実施例において、空隙又は細孔の断面積は、全数値及び増分を含む１ｎｍ2〜１０
０ｎｍ2であってもよい。
【００２２】
また、ウエハ等の被研磨基板内の非統一性は、研磨中のウエハトラック（軌道）に対す
るドメインの配置、空間的方位及び／又は分布から利点が得られる。即ち、基板の比較的低速の研磨領域は比較的軟質の材料を含むドメインに優先的に曝され、基板の比較的高速の研磨領域は第１ドメインの比較的硬質の材料に優先的に曝され得る。様々なＣＭＰ応用に適した数多くのドメイン設計の組み合わせが存在し得るため、特化したパッドは、固有の特徴的な物理的化学的特性、大きさ、形状、空間的方位、他のドメインに対する面積比及び分布を有する様々なドメインを有し得る。
【００２３】
また、本明細書中では、図５に示すように、基板表面の化学機械平坦化（ＣＭＰ）用研磨パッドの使用方法の実施例が考察されている。基板は、金属、金属合金、セラミックス又はガラス等の比較的軟質の材料を含む、マイクロ電子デバイス及び半導体ウエハを含んでもよい。詳細には、被研磨材料は、ＡＳＴＭ Ｅ１８−０７で測定したロックウェル（Ｒｃ）Ｂ硬度が０〜１００の範囲の全数値及び増分を含む１００未満である第３硬度Ｈ3
を示してもよい。研磨パッドを適用する他の基板としては、例えば、表面のスクラッチング又は摩耗を望ましくは防止できる、光学ガラス、陰極線管、フラットパネルディスプレイ画面等が挙げられる。パッドは、本明細書中に記載のように供給されてもよい（５０２）。その後、パッドは、液体媒体（例えば、水媒体）等の研磨スラリーと組み合わせて使用してもよい。この場合、研磨剤粒子は存在してもよいし、存在しなくてもよい。例えば、液体媒体をパッド及び／又は研磨される基板の表面に塗布してもよい（５０４）。その後、パッドを基板に接近させ、当該パッドを研磨中に基板に適合させてもよい（５０６）。パッドを化学機械平坦化用の装置に取り付けて研磨してもよいことが理解できよう。
【００２４】
ＣＭＰパッドの性能基準又は比較的望ましい要件は、以下を含むがこれに限定されない。第１基準は、例えばオングストローム／分で測定される、ウエハ表面の比較的高い研磨率又は除去率を含んでもよい。別の基準は、比較的低いウエハ内非統一性を含んでもよい。ウエハ内非統一性は、全体的なウエハ表面に対する平均厚さの割合で表される、研磨後厚さの標準偏差として測定される。さらに別の基準は、ウエハ表面の比較的高度の研磨後平坦性を含んでもよい。金属研磨の場合、平坦性は‘ディッシング’（ｄｉｓｈｉｎｇ）及び‘エロージョン’（ｅｒｏｓｉｏｎ）という用語で表現される。‘ディッシング’は、誘電体絶縁基板を超えて金属配線を過剰研磨することとして理解することができる。過剰な‘ディッシング’は、回路内の導電率の損失につながりかねない。‘エロージョン’は、回路が埋まってしまうほどの誘電体絶縁基板の過剰研磨の程度を意味するものとして理解することができる。過剰な‘エロージョン’は、ウエハ基板上の金属膜及び誘電体膜のリソグラフィ堆積における焦点深度を失う結果になりかねない。さらなる基準は、比較的低い欠陥率、具体的には研磨中のウエハ表面の低いスクラッチング率を含んでもよい。さらに、さらなる基準は、パッド、研磨剤スラリー及びコンディショナー（調整剤）の切替えの間の比較的長く且つ中断しない研磨サイクルを含んでもよい。任意のパッドは、上述の基準の１つ以上を示してもよいことが理解できよう。
【００２５】
例示することを目的として、いくつかの方法及び実施形態を前述した。網羅的であること、又は本開示を開示された正確な工程及び／又は形態に限定することを意図するものではない。また、上記教示を踏まえて多くの変更例及び変形例が存在し得ることは明らかである。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
［関連出願の相互参照］
本出願は、２００９年１月２７日に出願された米国仮出願第６１／１４７，５５１号の出願日の利益を主張し、その開示内容は参照によって本明細書に援用される。
［分野］
本発明は、半導体ウエハ、並びに未処理の基板シリコンウエハ、ＣＲＴ、フラットパネルディスプレイ画面及び光学ガラス等の他の表面の化学機械平坦化（ＣＭＰ）に有用な研磨パッドに関する。詳細には、このＣＭＰパッドは、変化する硬度などの様々な特性を示す１つ以上のドメインを含んでもよい。
［背景］
化学機械平坦化とは、ウエハ又は他の基板を研磨して比較的高い平坦性を達成するための工程として理解することができる。ウエハは、化学機械平坦化（ＣＭＰ）パッドに対して、相互に近接して、圧力下で、及び／又はウエハとパッド間に塗布される研磨剤含有スラリーの連続的又は断続的な流れを伴って、移動し得る。比較的硬い研磨剤（典型的にはダイアモンド）粒子を含む表面を有するコンディショナーディスクを使用することにより、パッド表面を削ってパッド表面粗度を同一に維持し、一貫した研磨を達成し得る。半導体ウエハ研磨では、比較的大規模な集積回路（ＶＬＳＩ）及び極超大規模集積回路（ＵＬＳＩ）の出現により、半導体基板内の比較的小さなドメインにさらに多くのデバイスを詰め込むようになり、密詰めを可能にするために必要となる高解像度リソグラフィ工程においてさらに高度の平坦性を必要とするようになった。さらに、銅などの比較的軟質の金属、金属合金又はセラミックスはその比較的低い抵抗力及び／又はその他の特性のために配線として使用されることが増えているため、ＣＭＰパッドがスクラッチ欠陥を引き起こすことなく比較的高い研磨平坦性を達成できることが高性能半導体の製造において重要となり得る。比較的高い研磨平坦性を実現するには、比較的硬質の及び／又は固いパッド表面を用いて被研磨基板表面に対する局所弾力性を低減する必要があり得る。しかし、比較的硬質の及び／又は固いパッド表面は同一の基板表面上のスクラッチ欠陥の原因にもなり得るため、被研磨基板の生産収率が低下しやすい。
［概要］
本開示の一側面は、化学機械平坦化パッドに関する。本パッドは、第１ドメインと第２連続ドメインを含んでもよい。第１ドメインは、第２連続ドメイン内に規則的に離間された個々の要素を含んでもよい。一実施例において、第１ドメインは第１硬度Ｈ1を示し、
第２ドメインは第２硬度Ｈ2を示してもよい。Ｈ1とＨ2とでは、Ｈ1はＨ2より大きい。
【０００２】
本開示の別の側面は、化学機械平坦化パッドの形成方法に関する。本方法は、第１ドメインのための複数の開口部をパッドの第２連続ドメイン内に形成することを含む。この場合、開口部は、第２ドメイン内に規則的に離間されてもよい。また、本方法は、第２連続ドメインの複数の開口部内に第１ドメインを形成することを含んでもよい。
【０００３】
本開示のさらなる側面は、化学機械平坦化パッドの使用方法に関する。本方法は、基板を研磨スラリー及び化学機械平坦化パッドを用いて研磨することを含んでもよい。化学機械平坦化パッドは、第１ドメイン及び第２連続ドメインを含んでもよい。この場合、第１ドメインは、第２連続ドメイン内に規則的に離間された個々の要素を含んでもよい。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
本開示の上述の特徴やその他の特徴、及びこれらの特徴を達成する方法は、本明細書中に記載された実施形態についての以下の記載を添付の図面とともに参照することによって、より明白になり理解が深まり得る。
【図１】ＣＭＰパッドの一実施例を示している。
【図２】ＣＭＰパッドの一実施例の別の変形例を示している。
【図３】ＣＭＰパッドのさらに別の変形例を示している。
【図４】ＣＭＰパッド形成用ダイカット布の一実施例を示している。
【図５】本明細書中に記載のＣＭＰパッドの使用方法の一実施例を示している。
【発明を実施するための形態】
【０００５】
［詳細な説明］
本開示は、様々なＣＭＰ性能要件を少なくとも部分的に又は実質的に満たす又は上回る、化学機械平坦化（ＣＭＰ）パッドに関する。さらに、本開示は、半導体ウエハの製造において比較的高度な平坦性及び低いスクラッチ欠陥率が特に重要となる半導体ウエハ基板の化学機械平坦化（ＣＭＰ）に特に有用となる研磨パッドの製品設計、作成方法及び使用に関する。さらに、本開示は、異なる組成物、構造及び／又は特性を有する２つ以上のセグメント又はドメインを同一のパッド内に含むことを特徴とし得る化学機械平坦化パッドに関する。各ドメインは、ＣＭＰの１つ以上の要件を少なくとも部分的に満たすように設計してもよい。さらに、ドメインの少なくとも１つは、選択された規則的に繰り返すタイプの幾何学的パターン中に存在する個々の要素、例えば連続ドメイン内の規則的に繰り返す個々のドメイン、を含み得る。規則的に繰り返す個々のドメインを含む場合、個々のドメインの形状は、正方形、長方形、円形、六角形、楕円形、四面体等であってもよい。かかる個々のドメインをパッド内に形成するには、繊維基板内をダイカットし、ダイカットした部分に選択したポリマー樹脂を充填してもよい。ポリマー樹脂は非ダイカット部分にも侵入し得り、その結果、記載のように最終的には選択された繊維ドメイン内にポリマー樹脂ドメインの繰り返しパターンが提供され、これにより任意の研磨作業を最適化する。
【０００６】
本明細書中において、いくつかの実施例の一定のドメインの規則的に離間又は繰り返される要素は、各ドメインの任意の地点間の距離が等しい、（例えばパッドの選択された部分をダイカットして取り除くことにより）パッド内に物理的に取り入れられる形体（ｆｅａｔｕｒｅｓ）であると理解することができる。任意の地点は、中心点、端点、頂点等であってもよい。いくつかの実施例において、この等間隔はパッドの１つ以上の寸法で示されてもよい。例えば、あるドメイン内の長手方向に離間した各要素は、当該ドメイン上の任意の地点間を第１等間隔で離間してもよい。あるドメイン内の円周方向（緯度の方向）に離間した各要素は、当該ドメイン上の任意の地点間を第２等間隔で離間してもよい。他の実施例において、各ドメイン要素は、１つ以上の軸を中心として（軸の周囲に）半径方向に等しく離間してもよい。同様に、半径方向の離間は、中心点、端点及び頂点等の各ドメイン上の任意の地点と当該軸との間であってもよい。さらに、当該軸を中心としたドメイン要素の角度離間は、中心点、端点、頂点等の各ドメインの任意の地点を起点としてもよい。さらに、かかる規則的に離間された幾何学的形状を有する要素は、パッド全体に存在してもよいし、パッドの選択された部分に配置されてもよい。パッドの選択された部分は、パッドの厚みの一部を貫通し、且つ／又はパッド表面の一領域に提供される。
【０００７】
各ドメイン要素上の任意の地点間の長手方向距離は、全数値及び増分を含む０．１２７ｍｍ〜１２７ｍｍであってもよい。さらに、各ドメイン要素上の任意の地点間の横方向距離は、全数値及び増分を含む０．１２７ｍｍ〜１２７ｍｍであってもよい。さらに、各ドメイン要素上の任意の地点間の距離は、全数値及び増分を含む０．１２７ｍｍ〜１２７ｍｍ、又は、半径方向に離間する場合に全数値及び増分を含む１°〜１８０°であってもよい。
【０００８】
図１に示すように、ＣＭＰパッド１００のいくつかの実施例は、少なくとも２つのドメインを含んでもよい。第１ドメイン１０２は、第２ドメイン１０４内に規則的に分布する。図示のように、第１ドメインはパッド表面全体にわたって長手方向及び円周方向（緯度
方向）の両方に規則的に離間してもよいことが理解できよう。任意の地点は、第１ドメインの角の１つ又は第１ドメインの端辺の１つであってもよい。いくつかの実施例において、規則正しい離間は長手方向又は円周方向（緯度方向）のいずれかであってもよいことが理解できよう。
【０００９】
第１ドメイン１０２は、硬度Ｈ1を示す硬質の高分子物質の含有量が比較的高い比較的
硬質のセグメントを含んでもよい。第１ドメインの硬度は、ロックウェルＲスケールで全数値及び増分を含む９０〜１５０であってもよい。第１ドメインは、ポリウレタン、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート及びポリスルホン等のポリマー材料を含んでもよい。いくつかの実施例において、規則的に分布した第１ドメイン要素の最大線寸法（例えば直径）は、パッドの最大線寸法（例えば直径）の長さの０．１〜５０％であってもよい。例えば、被研磨形体（ｆｅａｔｕｒｅｓ）の大きさにより、不連続のドメインの個々のパッド表面内の表面積は、０．１ｍｍ2刻みで全数値及び増分を含む０．１ｍｍ2〜６２５ｍｍ2であってもよい。全体としては、複数の第１ドメイン要素（及びさらに分散され
たドメイン又はさらに分布されたドメイン）は、任意のパッドの０．１〜９０容量％を占めてもよい。さらに、個々のドメイン要素のそれぞれは、パッドの０．１〜９０容量％を占めてもよい。個々のドメイン要素の大きさはそれぞれ異なってもよいことが理解できよう。例えば、個々の離散したドメイン要素は、１ｍｍ2の第１表面積「ｘ」を有する複数
の規則的に分布したドメイン要素、及び、２ｍｍ2の表面積「ｙ」を有する複数の規則的
に分布したドメイン要素（即ち、「ｘ」及び「ｙ」の値は同じではない）等、複数の規則的に分布したドメイン要素を含んでもよい。
【００１０】
第２ドメイン１０４は、硬度Ｈ2を示す比較的均質で軟質の高分子物質を含んでもよい
。Ｈ1とＨ2とでは、Ｈ2はＨ1よりも小さい。このような高分子物質としては、比較的軟質のポリウレタン、ポリイソブチルジエン、イソプレン、ポリアミド及びポリフェニレンサルファイド等が挙げられる。第２ドメインの硬度は、ロックウェルＲスケールで４０〜１１０の範囲内の全数値及び増分を含む、ロックウェルＲスケールで１１０以下、又はショアＡ（Ｓｈｏｒｅ Ａ）硬度計（ｄｕｒｏｍｅｔｅｒ）スケールで２０〜９５の範囲内の全数値及び増分を含む、ショアＡ硬度計スケールで９５未満であってもよい。図１では、第２ドメインは、上述の繰り返すタイプの規則的に分散した第１ドメインのための連続ドメインと見なされることが理解できる。
【００１１】
いくつかの実施例において、第２ドメインは、一般的に上述された物質等の高分子物質を含んでもよい。他の実施例において、第２ドメインは、不織布、織布又は編布等の繊維状成分を含んでもよい。さらなる実施例において、第２ドメインは、（比較的硬質の高分子物質及び比較的軟質の高分子物質の１つ以上を含む）上記に列挙したような高分子物質と不織布、織布又は編布等の繊維状成分との混合物を含んでもよい。布は、水性又は溶媒ベースの媒体に溶解する又は溶解しない個々の繊維を含んでもよい。繊維としては、例えば、ポリ（ビニルアルコール）、ポリ（アクリル酸）、マレイン酸、アルギン酸、多糖類、ポリサイクロデキストリン、ポリエステル、ポリアミド、ポリオレフィン、レーヨン、ポリイミド、ポリフェニルサルファイドなど、並びにこれらの塩類、これらのコポリマー誘導体及びこれらの組み合わせが挙げられる。
【００１２】
また、変化する硬度又は研磨特性を有する追加のドメイン等の追加のドメインについてもＣＭＰパッド内に存在し得ることが理解されよう。追加のドメインはさらなる繰り返し要素を含み得り、そのため２つ以上の繰り返し要素が研磨パッド内に存在し得る。例えば、全数値及び増分を含む１〜２０の異なる繰り返しパターンを含み得る。
【００１３】
また、規則的に離間されたドメインの比重は、母材（ｍａｔｒｉｘ）とは異なってもよい。例えば、図１を参照すると、規則的に離間された第１ドメイン１０２は全数値及び増
分を含む１．０〜２．０の第１比重ＳＧ1を示し、第２連続ドメイン１０４は全数値及び
増分を含む０．７５〜１．５の第２比重ＳＧ2を示してもよい。この場合、ＳＧ1はＳＧ2
と等しくない。各ドメインは、その組成により、硬度及び／又は比重の様々な組み合わせを示し得ることが理解できよう。例えば、あるドメインがポリマーマトリックスに埋め込まれた繊維を含む場合、そのドメインの比重はポリマー単独の場合よりも低くなり得る。
【００１４】
上述のように、化学機械平坦化パッド内の規則的に離間されたドメインの数及び構成は、多様であり得る。例えば、図２は、上記実施形態の別の変形例であるＣＭＰパッド２００を示している。この場合、第１ドメイン２０２は、長方形要素で形成され、中心軸を中心とした（中心軸を囲むような）パターンで第２ドメイン２０４と連続して分布してもよい。さらに、異なる構成を有する第３ドメイン２０６及び／又は第４ドメイン２０８は、第２ドメインと連続して、中心軸を中心としたパターンで分布してもよい。第３ドメイン２０６は軸を中心とした繰り返し要素を形成する２つの形体（ｆｅａｔｕｒｅｓ）２０６ａ及び２０６ｂを含むことが理解できよう。図示のように、１組の規則的に離間されたドメインはそれぞれ、軸（即ち、本実施例では研磨パッドの中心点）からの半径方向距離が異なる。さらに、１組の規則的に離間されたドメインはそれぞれ、軸を中心とした角距離が等しいことが図示されているが、１組の規則的に離間されたドメインはそれぞれ、軸を中心とした角距離が異なってもよいことが理解できよう。また、様々なドメインを（図示のように）隔離させたり、又は結合させたりしてもよいことも理解できよう。図３は、さらに別の変形例であるＣＭＰパッド３００を示している。この場合、第１ドメイン３０２は、パッドの中心点から外周部に延びる相互接続された半径方向の要素を含み、第２ドメイン３０４は、例えば、ポリウレタンと可溶性繊維との混合物を含み、パッドの残りの部分のパッド連続体を覆ってもよい。
【００１５】
このように、異なる一組の組成物、特性及び／又はＣＭＰ性能を有する様々な規則的に繰り返す各ドメインを任意のパッドに取り込んでもよいことが理解できよう。さらに、規則的に離間されることは変わらないが、パッド全体にわたる物理的形状、寸法、位置、及び方向性については数多くの変形例が存在し得る。さらに、本明細書中に例示したＣＭＰパッドは比較的円形であるが、いくつかの実施例においてはＣＭＰパッド自体は様々な幾何学的形状を示してもよいことが理解できよう。従って、ＣＭＰパッドは、異なる設計形体を有する複数の規則的に離間されたドメインを組み込むことができれば、上述のＣＭＰ性能要件の少なくとも一部又は全てを満たすか、あるいはは、上述のＣＭＰ性能要件を超えることさえ可能となり得る。
【００１６】
ＣＭＰパッドの変形例のいくつかの実施例は、ショアＤスケールで３０〜９０の硬度を有するポリウレタンの第１ドメインを含んでもよい。第１ドメインは、第２ドメイン内に分散された、個々の不連続の正方形として、パッド内に存在してもよい。第２ドメインは、第１ドメインで使用されたものと同じポリウレタンに埋め込まれた水溶性繊維からなる不織布の混合物を含んでもよい。他の変形例において、ＣＭＰパッドは、比重が１．２５のポリウレタンの第１ドメイン及びポリウレタン中に繊維が埋め込まれた比重が０．８の第２ドメインを含んでもよい。さらなる実施例において、ＣＭＰパッドは、ショアＤ硬度計スケールで５０の硬度及び１．２５の比重を示すポリウレタンの第１ドメインと、ショアＤ硬度計スケールで７５の硬度及び０．２５の比重を示す第２ドメインと、ショアＤ硬度計スケールで７５の硬度及び０．８の比重を示すポリウレタン中に繊維が埋め込まれた第３ドメインを含んでもよい。
【００１７】
本明細書中で考察されるＣＭＰパッドは、テンプレートを使って不織布に第１ドメインの規則正しい要素の開口部又は凹部をダイカットすることにより形成され、布全体にわたる相対的統一性及び正方形の穴の分布を達成してもよい。凹部とは、パッドの厚みを完全に貫通しない空隙を意味するものとして理解することができる。開口部は第２ドメイン内
に規則的に離間され、第１ドメインの規則的に離間された個々の要素を提供し得ることが理解できよう。図４は、ダイカット工程によって形成された多数の開口部又は凹部４１２を含むダイカット布４１０の実施例を示している。様々な規則的に離間されたドメインを提供する際に考察される様々な幾何学的構成を形成するために、ダイカット工程のほかにも同様の工程を利用してもよいことが理解できよう。このような工程として、レーザー切断、ブレード切断、ウォータージェット切断等が挙げられる。
【００１８】
その後、下型（雌型）の空洞内に布を配置してもよい。それから、ポリマー又はポリマー前駆体を下型に加えてもよい。例えば、未反応ポリウレタンプレポリマーと硬化剤の混合物を布上に分注してもよい。それから、上型（雄型）を下型の空洞内に押し下げて前記混合物を押圧し、布の隙間及び／又はダイカットされた領域を埋めてもよい。その後、熱及び／又は圧力を適用してポリマーの流れ、あるいは埋め込まれた布とプレポリマーとの反応及び／又は凝固を生じさせ、パッドを平坦化する。その後、凝固したパッドをオーブンで硬化及びアニールする。従って、このような手順により、ダイカットした領域内に取り入れられるポリマー又はポリマー前駆体の大半（例えば７５重量％以上）がダイカット領域内に留まり、残りは選択したパッドの第２ドメイン内に拡散し得ることを指摘することが重要である。さらに、このような手順により、かかる拡散は、選択されたパッドの上部、例えば、任意のパッドの厚みの上部５０％以内などにのみ生じ得る。
【００１９】
いくつかの実施例において、第２の又は連続したドメインの様々な幾何学的構成を形成するため、布と同様の特性を有するポリマー等の比較的軟質のポリマー（例えば、発泡材又はシート材料）をダイカットしたり、あるいはレーザー切断、ウォータージェット、ホットナイフ（hot knife）、ワイヤ等の他の工程により切断したりしてもよい。その後、
第１ドメインの比較的硬質のポリマーを第２ドメインの比較的軟質のポリマーにオーバーモールド（ｏｖｅｒ ｍｏｌｄｅｄ）又はモールド（ｍｏｌｄｅｄ）してもよい。いくつかの実施例において、オーバーモールドは、第２ドメイン上に第１ドメインを形成する組成物を射出モールドすることによって実施してもよい。
【００２０】
さらに、比較的硬質のポリマーは、被研磨基板と比べて比較的固いため、被研磨基板に対する表面の適合性（ｃｏｍｐｌｉａｎｔ）は低い。このため、比較的硬質のポリマー等の規則的に離間されたドメインが正方形又は幾何学的形体（ｆｅａｔｕｒｅｓ）であれば、高度の平坦性が重要又は不可欠である形体（ｆｅａｔｕｒｅｓ）の研磨において有利であり得る。第２ドメインの可溶性繊維又は比較的軟質のポリマーは、ＣＭＰの前又はＣＭＰ中に、溶解されるか、あるいはパッドから削られ且つ／又は除去され得る。除去された繊維又は比較的軟質のポリマーは、第２ドメイン内に空隙のネットワーク又は細孔のネットワークを創出し得る。このような空隙と硬質のドメインの規則正しいパターンとを組み合わせることにより、より効率的なＣＭＰ研磨を提供し得る。
【００２１】
また、研磨パッドは空隙又は細孔を含んでもよい。細孔が存在することでパッドの微小局所内の研磨剤スラリーの移動が促進され、研磨剤粒子と被研磨ウエハ表面との間の接触が拡大及び制御されるため、任意のパッド内の第２ドメイン内に空隙又は細孔が存在することは、比較的高い研磨率及び低いスクラッチ欠陥率を実現する要因となり得る。空隙又は細孔は、研磨剤粒子及び研磨副産物の比較的大きな凝集物の微小貯蔵所として機能し得るため、ウエハ表面の比較的硬質の接触及びスクラッチングを防止する。空隙又は細孔の最大線寸法は、１０ｎｍ〜２００μｍの範囲内の全数値及び増分を含む、１０ｎｍ〜１００μｍ超、１０ｎｍ〜１００ｎｍ、１μｍ〜１００μｍ等であってもよい。さらに、いくつかの実施例において、空隙又は細孔の断面積は、全数値及び増分を含む１ｎｍ2〜１０
０ｎｍ2であってもよい。
【００２２】
また、ウエハ等の被研磨基板内の非統一性は、研磨中のウエハトラック（軌道）に対す
るドメインの配置、空間的方位及び／又は分布から利点が得られる。即ち、基板の比較的低速の研磨領域は比較的軟質の材料を含むドメインに優先的に曝され、基板の比較的高速の研磨領域は第１ドメインの比較的硬質の材料に優先的に曝され得る。様々なＣＭＰ応用に適した数多くのドメイン設計の組み合わせが存在し得るため、特化したパッドは、固有の特徴的な物理的化学的特性、大きさ、形状、空間的方位、他のドメインに対する面積比及び分布を有する様々なドメインを有し得る。
【００２３】
また、本明細書中では、図５に示すように、基板表面の化学機械平坦化（ＣＭＰ）用研磨パッドの使用方法の実施例が考察されている。基板は、金属、金属合金、セラミックス又はガラス等の比較的軟質の材料を含む、マイクロ電子デバイス及び半導体ウエハを含んでもよい。詳細には、被研磨材料は、ＡＳＴＭ Ｅ１８−０７で測定したロックウェル（Ｒｃ）Ｂ硬度が０〜１００の範囲の全数値及び増分を含む１００未満である第３硬度Ｈ3
を示してもよい。研磨パッドを適用する他の基板としては、例えば、表面のスクラッチング又は摩耗を望ましくは防止できる、光学ガラス、陰極線管、フラットパネルディスプレイ画面等が挙げられる。パッドは、本明細書中に記載のように供給されてもよい（５０２）。その後、パッドは、液体媒体（例えば、水媒体）等の研磨スラリーと組み合わせて使用してもよい。この場合、研磨剤粒子は存在してもよいし、存在しなくてもよい。例えば、液体媒体をパッド及び／又は研磨される基板の表面に塗布してもよい（５０４）。その後、パッドを基板に接近させ、当該パッドを研磨中に基板に適合させてもよい（５０６）。パッドを化学機械平坦化用の装置に取り付けて研磨してもよいことが理解できよう。
【００２４】
ＣＭＰパッドの性能基準又は比較的望ましい要件は、以下を含むがこれに限定されない。第１基準は、例えばオングストローム／分で測定される、ウエハ表面の比較的高い研磨率又は除去率を含んでもよい。別の基準は、比較的低いウエハ内非統一性を含んでもよい。ウエハ内非統一性は、全体的なウエハ表面に対する平均厚さの割合で表される、研磨後厚さの標準偏差として測定される。さらに別の基準は、ウエハ表面の比較的高度の研磨後平坦性を含んでもよい。金属研磨の場合、平坦性は‘ディッシング’（ｄｉｓｈｉｎｇ）及び‘エロージョン’（ｅｒｏｓｉｏｎ）という用語で表現される。‘ディッシング’は、誘電体絶縁基板を超えて金属配線を過剰研磨することとして理解することができる。過剰な‘ディッシング’は、回路内の導電率の損失につながりかねない。‘エロージョン’は、回路が埋まってしまうほどの誘電体絶縁基板の過剰研磨の程度を意味するものとして理解することができる。過剰な‘エロージョン’は、ウエハ基板上の金属膜及び誘電体膜のリソグラフィ堆積における焦点深度を失う結果になりかねない。さらなる基準は、比較的低い欠陥率、具体的には研磨中のウエハ表面の低いスクラッチング率を含んでもよい。さらに、さらなる基準は、パッド、研磨剤スラリー及びコンディショナー（調整剤）の切替えの間の比較的長く且つ中断しない研磨サイクルを含んでもよい。任意のパッドは、上述の基準の１つ以上を示してもよいことが理解できよう。
【００２５】
例示することを目的として、いくつかの方法及び実施形態を前述した。網羅的であること、又は本開示を開示された正確な工程及び／又は形態に限定することを意図するものではない。また、上記教示を踏まえて多くの変更例及び変形例が存在し得ることは明らかである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１ドメインと、
第２連続ドメインと、
を含む化学機械平坦化パッドであって、
前記第１ドメインは前記第２連続ドメイン内に規則的に離間された個々の要素を含む、パッド。
【請求項２】
請求項１に記載の化学機械平坦化パッドであって、
前記第１ドメインは第１硬度Ｈ1を示し、且つ前記第２ドメインは第２硬度Ｈ2を示し、Ｈ1はＨ2より大きい、パッド。
【請求項３】
請求項２に記載の化学機械平坦化パッドであって、
Ｈ1はロックウェルＲスケールで８０〜１５０の範囲内にあり、且つＨ2はロックウェルＲスケールで４０〜１１０の範囲内にある、パッド。
【請求項４】
請求項１に記載の化学機械平坦化パッドであって、
前記第２連続ドメイン内に規則的に離間された個々の要素を含む少なくとも１つの追加のドメインをさらに含む、パッド。
【請求項５】
請求項１に記載の化学機械平坦化パッドであって、
前記第１ドメインは第１比重ＳＧ1を示し、且つ前記第２ドメインは第２比重ＳＧ2を示し、ＳＧ1はＳＧ2と等しくない、パッド。
【請求項６】
請求項１に記載の化学機械平坦化であって、
ＳＧ1は１．０〜２．０の範囲内にあり、且つＳＧ2は０．７５〜１．５の範囲内にある、パッド。
【請求項７】
請求項１に記載の化学機械平坦化パッドであって、
前記第１ドメインの前記要素は前記パッドの表面全体にわたって長手方向及び横方向に規則的に離間される、パッド。
【請求項８】
請求項１に記載の化学機械平坦化パッドであって、
前記第１ドメインの前記要素は軸の周囲に規則的に離間される、パッド。
【請求項９】
請求項１に記載の化学機械平坦化パッドであって、
前記第２ドメインは布を含む、パッド。
【請求項１０】
請求項６に記載の化学機械平坦化パッドであって、
前記布は可溶性繊維を含む、パッド。
【請求項１１】
請求項１に記載の化学機械平坦化パッドであって、
前記第２連続ドメイン内に空隙をさらに含む、パッド。
【請求項１２】
請求項１１に記載の化学機械平坦化パッドであって、
前記空隙の最大線寸法は１０ｎｍ〜２００μｍの範囲内にある、パッド。
【請求項１３】
請求項１に記載の化学機械平坦化パッドであって、
前記第１ドメインの前記要素は前記パッドの厚みの一部を貫通する、パッド。
【請求項１４】
請求項１に記載の化学機械平坦化パッドであって、
前記第１ドメインの前記要素は前記パッドの任意の領域に位置する、パッド。
【請求項１５】
化学機械平坦化パッドの形成方法であって、
前記パッドの第２連続ドメイン内に、当該第２連続ドメイン内に規則的に離間される複数の開口部を、第１ドメインのために形成することと、
前記第１ドメインを前記第２連続ドメイン内の前記複数の開口部内に形成すること、を含む方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載の方法であって、
前記第１ドメインのための前記複数の開口部はダイカットされる、方法。
【請求項１７】
請求項１５に記載の方法であって、
前記第１ドメインを前記第２ドメインにポリマー前駆体として加え、且つ前記ポリマー前駆体を凝固することにより前記第１ドメインを形成することをさらに含む方法。
【請求項１８】
請求項１７に記載の方法であって、
前記第２ドメインはモールド内に位置し、
前記ポリマー前駆体を前記モールドに加え、且つ
熱及び／又は圧力を前記モールドに加えて前記ポリマー前駆体を凝固する、方法。
【請求項１９】
請求項１５に記載の方法であって、
前記第１ドメインを形成する組成物で前記第２ドメインをオーバーモールドすることにより前記第１ドメインを形成することをさらに含む、方法。
【請求項２０】
請求項１５に記載の方法であって、
前記第２連続ドメインは複数の隙間を有する布を含み、
ポリマー前駆体を供給することをさらに含み、
前記ポリマー前駆体は前記複数の隙間及び前記複数の開口部内に流入し、前記第１ドメインを形成する、方法。
【請求項２１】
化学機械平坦化パッドの使用方法であって、
基板を研磨スラリー及び化学機械平坦化パッドで研磨することを含み、
前記化学機械平坦化パッドは第１ドメイン及び第２連続ドメインを含み、
前記第１ドメインは前記第２連続ドメイン内に規則的に離間された個々の要素を含む、方法。
【請求項１】
第１ドメインと、
第２連続ドメインと、
を含む化学機械平坦化パッドであって、
前記第１ドメインは前記第２連続ドメイン内に規則的に離間された個々の要素を含む、パッド。
【請求項２】
請求項１に記載の化学機械平坦化パッドであって、
前記第１ドメインは第１硬度Ｈ1を示し、且つ前記第２ドメインは第２硬度Ｈ2を示し、Ｈ1はＨ2より大きい、パッド。
【請求項３】
請求項２に記載の化学機械平坦化パッドであって、
Ｈ1はロックウェルＲスケールで８０〜１５０の範囲内にあり、且つＨ2はロックウェルＲスケールで４０〜１１０の範囲内にある、パッド。
【請求項４】
請求項１に記載の化学機械平坦化パッドであって、
前記第２連続ドメイン内に規則的に離間された個々の要素を含む少なくとも１つの追加のドメインをさらに含む、パッド。
【請求項５】
請求項１に記載の化学機械平坦化パッドであって、
前記第１ドメインは第１比重ＳＧ1を示し、且つ前記第２ドメインは第２比重ＳＧ2を示し、ＳＧ1はＳＧ2と等しくない、パッド。
【請求項６】
請求項１に記載の化学機械平坦化であって、
ＳＧ1は１．０〜２．０の範囲内にあり、且つＳＧ2は０．７５〜１．５の範囲内にある、パッド。
【請求項７】
請求項１に記載の化学機械平坦化パッドであって、
前記第１ドメインの前記要素は前記パッドの表面全体にわたって長手方向及び横方向に規則的に離間される、パッド。
【請求項８】
請求項１に記載の化学機械平坦化パッドであって、
前記第１ドメインの前記要素は軸の周囲に規則的に離間される、パッド。
【請求項９】
請求項１に記載の化学機械平坦化パッドであって、
前記第２ドメインは布を含む、パッド。
【請求項１０】
請求項６に記載の化学機械平坦化パッドであって、
前記布は可溶性繊維を含む、パッド。
【請求項１１】
請求項１に記載の化学機械平坦化パッドであって、
前記第２連続ドメイン内に空隙をさらに含む、パッド。
【請求項１２】
請求項１１に記載の化学機械平坦化パッドであって、
前記空隙の最大線寸法は１０ｎｍ〜２００μｍの範囲内にある、パッド。
【請求項１３】
請求項１に記載の化学機械平坦化パッドであって、
前記第１ドメインの前記要素は前記パッドの厚みの一部を貫通する、パッド。
【請求項１４】
請求項１に記載の化学機械平坦化パッドであって、
前記第１ドメインの前記要素は前記パッドの任意の領域に位置する、パッド。
【請求項１５】
化学機械平坦化パッドの形成方法であって、
前記パッドの第２連続ドメイン内に、当該第２連続ドメイン内に規則的に離間される複数の開口部を、第１ドメインのために形成することと、
前記第１ドメインを前記第２連続ドメイン内の前記複数の開口部内に形成すること、を含む方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載の方法であって、
前記第１ドメインのための前記複数の開口部はダイカットされる、方法。
【請求項１７】
請求項１５に記載の方法であって、
前記第１ドメインを前記第２ドメインにポリマー前駆体として加え、且つ前記ポリマー前駆体を凝固することにより前記第１ドメインを形成することをさらに含む方法。
【請求項１８】
請求項１７に記載の方法であって、
前記第２ドメインはモールド内に位置し、
前記ポリマー前駆体を前記モールドに加え、且つ
熱及び／又は圧力を前記モールドに加えて前記ポリマー前駆体を凝固する、方法。
【請求項１９】
請求項１５に記載の方法であって、
前記第１ドメインを形成する組成物で前記第２ドメインをオーバーモールドすることにより前記第１ドメインを形成することをさらに含む、方法。
【請求項２０】
請求項１５に記載の方法であって、
前記第２連続ドメインは複数の隙間を有する布を含み、
ポリマー前駆体を供給することをさらに含み、
前記ポリマー前駆体は前記複数の隙間及び前記複数の開口部内に流入し、前記第１ドメインを形成する、方法。
【請求項２１】
化学機械平坦化パッドの使用方法であって、
基板を研磨スラリー及び化学機械平坦化パッドで研磨することを含み、
前記化学機械平坦化パッドは第１ドメイン及び第２連続ドメインを含み、
前記第１ドメインは前記第２連続ドメイン内に規則的に離間された個々の要素を含む、方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公表番号】特表２０１２−５１６２４７（Ｐ２０１２−５１６２４７Ａ）
【公表日】平成２４年７月１９日（２０１２．７．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５４８２４５（Ｐ２０１１−５４８２４５）
【出願日】平成２２年１月２７日（２０１０．１．２７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０２２１８９
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／０８８２４６
【国際公開日】平成２２年８月５日（２０１０．８．５）
【出願人】（５０７２５５７３２）イノパッド，インコーポレイテッド (10)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２４年７月１９日（２０１２．７．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月２７日（２０１０．１．２７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０２２１８９
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／０８８２４６
【国際公開日】平成２２年８月５日（２０１０．８．５）
【出願人】（５０７２５５７３２）イノパッド，インコーポレイテッド (10)
【Ｆターム（参考）】
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