水性研磨パッド及びその製造方法
【課題】密度および気孔の均一性に優れ、それによって研磨の欠陥率を減らし、研磨性能が改善できる水性研磨パッドを提供する。
【解決手段】 ケミカルメカニカル研磨パッド３００は、裏地層３０２と、微小球の砥粒または粒状物３０６を中に分散させ、水性ポリマーまたはそのブレンドで形成されているポリマーマトリックスからなる研磨層３０４と、で形成されている。
【解決手段】 ケミカルメカニカル研磨パッド３００は、裏地層３０２と、微小球の砥粒または粒状物３０６を中に分散させ、水性ポリマーまたはそのブレンドで形成されているポリマーマトリックスからなる研磨層３０４と、で形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ケミカルメカニカルプラナリゼーション（ＣＭＰ）のための研磨パッドに関し、特に、水性研磨パッド及び水性研磨パッドを製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
集積回路及び他の電子デバイスの製造においては、導体、半導体及び絶縁材料の多数の層を半導体ウェーハの表面に付着させたり同表面から除去したりする。導体、半導体及び絶縁材料の薄い層は、多数の付着技術によって付着させることができる。最新の加工で一般的な付着技術としては、スパッタリングとも知られる物理蒸着法（ＰＶＤ）、化学蒸着法（ＣＶＤ）、プラズマ化学蒸着法（ＰＥＣＶＤ）及び電気化学的めっき法（ＥＣＰ）がある。
【０００３】
材料層が順次付着され、除去されるにつれ、ウェーハの一番上の表面が非平坦になる。後続の半導体加工（たとえばメタライゼーション）はウェーハが平坦面を有することを要するため、ウェーハは平坦化されなければならない。望ましくない表面トポグラフィーならびに表面欠陥、たとえば粗面、凝集した材料、結晶格子の損傷、スクラッチ及び汚染された層又は材料を除去する際にはプラナリゼーションが有用である。
【０００４】
ケミカルメカニカルプラナリゼーション又はケミカルメカニカルポリッシング（ＣＭＰ）は、半導体ウェーハのような基材を平坦化するために使用される一般的な技術である。従来のＣＭＰでは、ウェーハがキャリヤアセンブリに取り付けられ、ＣＭＰ装置中で研磨パッドと接する状態に配置される。キャリヤアセンブリが制御可能な圧力をウェーハに供給して、ウェーハを研磨パッドに押し当てる。パッドは外部駆動力によってウェーハに対して動かされる（たとえば回転させられる）。それと同時に、化学組成物（「スラリー」）又は他の流動媒体が研磨パッド上及びウェーハと研磨パッドとの間の隙間に供給される。このようにして、ウェーハ表面は、スラリー及びパッド表面の化学的かつ機械的作用によって研磨され、平坦化される。
【０００５】
ポリマー（たとえばポリウレタン）を流し込み成形してケークにし、そのケークをカット（「削り出し」）していくつかの薄い研磨パッドにすることが、一貫した再現可能な研磨特性を有する「硬い」研磨パッドを製造するのに効果的な方法であることがわかった（たとえば、Reinhardtらの米国特許第５，５７８，３６２号）。残念ながら、流し込み成形・削り出し法から製造されたポリウレタンパッドは、研磨パッドの流し込み位置から生じる研磨のばらつきを有することがある。たとえば、一番下の流し込み位置から切り出されたパッドと、一番上の流し込み位置からのパッドとは、密度及び気孔率が異なることがある。さらには、過大なサイズの成形物から切り出された研磨パッドは、一つのパッド内でも密度及び気孔率において中心−エッジ間のばらつきを有することもある。これらのばらつきは、もっとも要求の厳しい用途、たとえばlow−ｋパターン付きウェーハの研磨に悪影響を及ぼすおそれがある。
【０００６】
また、溶媒／非溶媒法を使用してポリマーを凝固させて研磨パッドをウェブフォーマットで形成することが「軟らかい」研磨パッドを製造するのに効果的な方法であることがわかった（たとえば、Urbanavageら、米国特許第６，０９９，９５４号）。この方法（すなわちウェブフォーマット）は、流し込み成形・削り出し法で見られる上述の欠点のいくつかを回避させる。残念ながら、一般に使用される（有機）溶媒（たとえばＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド）は、取り扱いがやっかいであり、費用的に許されないかもしれない。加えて、これらの軟らかいパッドは、凝固過程で形成する気孔のランダムな配置及び構造のせいでパッド間のばらつきをこうむるおそれがある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、改善された密度及び気孔均一性を有する研磨パッドが要望されている。特に、求められているものは、一貫した研磨性能、より低い欠陥率を提供し、費用効果的に製造することができる研磨パッドである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第一の態様で、微小球を中に分散させたポリマーマトリックスを含み、ポリマーマトリックスが水性ポリマー又はそのブレンドで形成されているケミカルメカニカル研磨パッドが提供される。
【０００９】
本発明の第二の態様で、気孔又は充填材を中に分散させたポリマーマトリックスを含み、ポリマーマトリックスが、ウレタン分散系とアクリル分散系との重量％比１００：１〜１：１００のブレンドで形成されているケミカルメカニカル研磨パッドが提供される。
【００１０】
本発明の第三の態様で、ケミカルメカニカル研磨パッドを製造する方法であって、微小球を含有する水性流体相ポリマー組成物を連続的な輸送される裏地層の上に供給する工程、輸送される裏地層の上のポリマー組成物を所定の厚さを有する流体相研磨層に成形する工程、及び輸送される裏地層の上のポリマー組成物を硬化オーブン中で硬化させてポリマー組成物を研磨パッドの固相研磨層に転換する工程を含む方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明は、欠陥率を減らし、研磨性能を改善した水性研磨パッドを提供する。好ましくは、研磨パッドは、ウェブフォーマットで製造され、流し込み成形され、削り出された「硬い」研磨パッッドにしばしば伴うパッド間のばらつきを減らす。加えて、研磨パッドは、好ましくは、有機溶媒性ではなく水性であり、凝固法によって形成される従来技術の「軟らかい」パッドよりも製造しやすい。本発明の研磨パッドは、半導体基材、剛性メモリディスク、光学製品を研磨するのに有用であり、半導体加工の様々な側面、たとえばＩＬＤ、ＳＴＩ、タングステン、銅及びLow−ｋ絶縁材の研磨における使用に有用である。
【００１２】
図面を参照すると、まず図１は、本発明の水性研磨パッド３００を製造するための装置１００を示す。好ましくは、水性研磨パッド３００は、「連続製造」を可能にするウェブフォーマットで形成されて、バッチ法によって生じるおそれのある異なるパッド３００間のばらつきを減らす。装置１００は、らせんに巻かれた裏地層３０２を長手方向に連続した形態で貯蔵するフィードリール又は巻き出しステーション１０２を含む。裏地層３０２は、製品の一体部分になる不透過性膜、たとえばポリエステルフィルム（たとえば、米バージニア州HopewellのDupont Teijinの453ＰＥＴ）で形成されているか、支持材をもたない又は自立型の研磨パッド３００を提供するために剥ぎ取ることができる剥離被覆紙（たとえば、Sappi/Warren Paper社のVEZスーパーマット紙）で形成されている。ポリエステルフィルムは、場合によっては、接着促進剤を含有してもよい（たとえばCP FilmsのCP2剥離コートＰＥＴフィルム）。
【００１３】
好ましくは、裏地層３０２は、厚さが２ミル〜１５ミル（０．０５mm〜０．３８mm）である。より好ましくは、裏地層３０２は、厚さが５ミル〜１２ミル（０．１３mm〜０．３０mm）である。もっとも好ましくは、裏地層３０２は、厚さが７ミル〜１０ミル（０．１８mm〜０．２５mm）である。
【００１４】
フィードローラ１０２は、駆動機構１０４によって機械的に駆動されて制御された速度で回転する。駆動機構１０４は、たとえば、ベルト１０６及びモータ駆動プーリ１０８を含む。場合によっては、駆動機構１０４は、モータ駆動フレキシブルシャフト又はモータ駆動ギヤ系（図示せず）を含む。
【００１５】
さらに図１を参照すると、連続裏地層３０２は、フィードリール１０２により、離間した駆動ローラ１１２の間に掛け渡された連続コンベヤ１１０、たとえばステンレス鋼ベルトの上に供給される。駆動ローラ１１２は、コンベヤ１１０の線移動を連続裏地層３０２の線移動と同期化する速度でモータ駆動することができる。裏地層３０２は、コンベヤ１１０により、各駆動ローラ１１２と対応するアイドラローラ１１２ａとの間に空間に沿って輸送される。アイドラローラ１１２ａは、裏地層３０２の積極的なトラッキング制御のためにコンベヤ１１０と連動する。コンベヤ１１０は、テーブル支持体１１０ｂの平坦で水平な面に支持された平坦区分１１０ａを有し、この平坦区分が、裏地層３０２を支持し、輸送して、連続する製造ステーション１１４、１２２及び１２６を通過させる。ローラの形態にある支持部材１１０ｃが、コンベヤ１１０及び裏地層３０２の積極的なトラッキング制御のために、コンベヤ１１０及び裏地層３０２の側縁に沿って分布している。
【００１６】
第一の製造ステーション１１４は、貯蔵タンク１１６及びそのタンク１１６の出口のノズル１１８を含む。粘稠な流体状ポリマー組成物がタンク１１６に供給され、ノズル１１８によって連続裏地層３０２の上に小出しされる。ノズル１１８の流量は、タンク１１６の出口のポンプ１２０によって制御される。ノズル１１８は、裏地層３０２の全幅に及ぶように連続裏地層３０２の幅と同じ幅であってもよい。コンベヤ１１０が連続裏地層３０２を輸送して製造ステーション１１４を通過させるとき、連続流体相研磨層３０４が裏地層３０２の上に供給される。
【００１７】
原料は、タンク１１６を繰り返して満たす大きな均質供給分に混合することができるため、完成品の組成及び性質におけるばらつきが減る。換言するならば、本発明は、従来技術の流し込み成形・削り出し技術に伴う問題を解決するための水性研磨パッドを製造するウェブフォーマット法を提供する。この方法の連続性は、水性研磨パッド３００を製造するための、多数の個々の研磨パッド３００が所望の区域パターン及びサイズに切り出される正確な制御を可能にする。多数の個々の研磨パッド３００は、組成及び性質のばらつきが減少する。
【００１８】
好ましくは、流体状ポリマー組成物は水性である。たとえば、組成物は、水性ウレタン分散系（たとえば、米コネチカット州MiddleburyのCrompton社のW-290H、W-293、W-320、W-612及びA-100ならびに米ニュージャージー州West PatersonのCytec Industries社のHP-1035及びHP-5035）及びアクリル分散系（たとえば、米ペンシルバニア州PhiladelphiaのRohm and Haas社のRhoplex（登録商標）E-358）を含むことができる。加えて、ブレンド、たとえばアクリル／スチレン分散系（たとえば、米ペンシルバニア州PhiladelphiaのRohm and Haas社のRhoplex（登録商標）B-959及びE-693）を使用してもよい。加えて、水性ウレタン分散系とアクリル分散系とのブレンドを使用してもよい。
【００１９】
本発明の好ましい実施態様では、水性ウレタン分散系とアクリル分散系とのブレンドは、１００：１〜１：１００の重量％比で提供される。より好ましくは、水性ウレタン分散系とアクリル分散系とのブレンドは、１０：１〜１：１０の重量％比で提供される。もっとも好ましくは、水性ウレタン分散系とアクリル分散系とのブレンドは、３：１〜１：３の重量％比で提供される。
【００２０】
水性ポリマーは、多孔性及び充填材入り研磨パッドを形成するのに有効である。本明細書に関して、研磨パッドの充填材としては、研磨中に遊離又は溶解する固形粒子及び液体充填粒子又は球体がある。本明細書に関して、気孔としては、ガス充填粒子、ガス充填球体及び他の手段、たとえばガスで粘稠系を機械的に泡立てる、ガスをポリウレタン溶融体に注入する、ガス状生成物との化学反応を使用してガスをその場で導入する、又は圧力を下げて溶解ガスによって気泡を形成させることによって形成される空隙がある。
【００２１】
場合によっては、流体状ポリマー組成物は、消泡剤（CognisのFoamaster（登録商標）111）及びレオロジー変性剤（たとえば、Rohm and Haas社のAcrysol（登録商標）ASE-60、Acrysol I-62、Acrysol RM-12W、Acrysol RM-825及びAcrysol RM-8W）をはじめとする他の添加物を含有することもできる。他の添加物、たとえば皮張り防止剤（たとえば、Lanxess社のBorchi-Nox（登録商標）C3及びBorchi-Nox M2）及び融合助剤（Eastman ChemicalsのTexanol（登録商標）Esterアルコール）を使用してもよい。
【００２２】
第二の製造ステーション１２２は、たとえば、連続裏地層３０２から所定の距離に位置し、連続裏地層との間にクリアランス空間を画定するドクターブレード１２４を含む。コンベヤ１１０が連続裏地層３０２及び流体相研磨層３０４を輸送して製造ステーション１２２のドクターブレード１２４を通過させるとき、ドクターブレード１２４は、流体相研磨層３０４を所定の厚さに連続的に成形する。
【００２３】
第三の製造ステーション１２６は、硬化オーブン１２８、たとえば、連続裏地層３０２及び研磨層３０４を輸送する加熱されたトンネル状部を含む。オーブン１２８は、流体相研磨層３０４を、連続裏地層３０２に接着する連続固相研磨層３０４へと硬化させる。水分は、たとえば表面のブリスタを避けるため、ゆっくりと除去するべきである。硬化時間は、オーブン１２８を通過するときの温度及び輸送速度によって制御される。オーブン１２８は、輻射加熱又は強制対流加熱又は両方を使用する、燃料燃焼式でもよいし、電気燃焼式でもよい。
【００２４】
好ましくは、オーブン１２８の温度は５０℃〜１５０℃であることができる。より好ましくは、オーブン１２８の温度は５５℃〜１３０℃であることができる。もっとも好ましくは、オーブン１２８の温度は６０℃〜１２０℃であることができる。加えて、研磨層３０４は、５f/m〜２０f/m（１．５２m/s〜６．１０m/s）の速度でオーブン１２８中を通過させることができる。好ましくは、研磨層３０４は、５．５f/m〜１５f/m（１．６８m/s〜４．５７m/s）の速度でオーブン１２８中を通過させることができる。もっとも好ましくは、研磨層３０４は、６f/m〜１２f/m（１．８３m/s〜３．６６m/s）の速度でオーブン１２８中を通過させることができる。
【００２５】
次に図１Ａを参照すると、連続裏地層３０２は、オーブン１２８を出ると、連続固相研磨層３０４に接着して、連続水性研磨パッド３００を構成する。水性研磨パッド３００は巻き取りリール１３０にらせんに巻き取られ、これは、製造ステーション１２６に続いて起こる。巻き取りリール１３０は第二の駆動機構１０４によって駆動される。巻き取りリール１３０及び第二の駆動機構１０４が、製造装置１００の中で選択的に配置される別個の製造ステーションを構成する。
【００２６】
次に図２を参照すると、場合によって、連続水性研磨パッド３００の表面コンディショニング又は表面仕上げのための装置２００が提示されている。装置２００は、図１に示すものに類似したコンベヤ１１０又は同じコンベヤ１１０の延長区分を含む。装置２００のコンベヤ１１０は、駆動ローラ１１２及びオーブン１２６を出た水性研磨パッド３００を支持する平坦区分１１０ａを有する。装置２００のコンベヤ１１０は、連続研磨パッド３００を輸送して一つ以上の製造ステーション２０１、２０８及び２１２を通過させ、そこで水性研磨パッド３００は、オーブン１２６中での硬化に続いてさらに処理される。装置２００は、図１を参照して示したように作動するさらなる平坦なテーブル支持体１１０ｂ及びさらなる支持部材１１０ｃを有する状態で示されている。
【００２７】
固化した研磨層３０４をバフィングして、研磨層３０４の所望の表面仕上げ及び平坦な表面レベルを露出させることができる。所望により、溝又は他の凹みの形態の粗さを研磨層３０４の表面に加工する。たとえば、作業ステーション２０１は、型押作業中に互いに近づく往復運動型押ダイ２０２及び固定ダイ２０４を有する１対の圧縮成形型押ダイを含む。往復運動ダイ２０２は連続研磨層３０４の表面に面する。ダイ２０２上の多数の歯２０５が連続研磨層３０４の表面に貫入する。型押作業は表面仕上げ作業を提供する。たとえば、歯２０５は、研磨層３０４の表面に溝のパターンを押し込む。コンベヤ１１０は、断続的に停止させてもよく、ダイ２０２及び２０４が互いに近づくとき静止状態になる。あるいはまた、ダイ２０２及び２０４は、コンベヤ１１０と同期的に、ダイ２０２及び２０４が互いに近づく時間、輸送方向に動く。
【００２８】
製造ステーション２０８は、たとえば、連続研磨層３０４の表面に溝を切るための回転ソー２１０を含む。ソー２１０は、たとえば、直交運動プロッタにより、所定の経路に沿って動かされて所望のパターンの溝を切る。もう一つの製造ステーション２１２が、連続研磨層３０４の表面を、選択的に粗化又は平滑化される所望の表面仕上げの平坦面までバフィング又は研磨するための回転研磨ヘッド２１４を含む。
【００２９】
製造ステーション２０２、２１０及び２１２の順序は、図２に示す順序と異なることができる。所望により、一つ以上の製造ステーション２０２、２１０及び２１２を省くこともできる。巻き取りリール１３０及び第二の駆動機構１０４は、製造装置２００の中でコンベヤ１１０の端部に選択的に配置されて固相連続研磨パッド３００を収集する別個の製造ステーションを構成する。
【００３０】
次に図３を参照すると、本発明の装置１００によって製造される研磨パッド３００の断面図が提示されている。先に論じたように、オーブン１２８中で硬化すると、水性ポリマーは、固化した連続研磨パッド３００を形成する。場合によっては、研磨パッド３００は、研磨層３０４中に砥粒又は粒状物３０６を含んで砥粒固定パッドを形成することもできる。したがって、砥粒又は粒状物３０６は、流体状ポリマー混合物の成分として含まれる。ポリマー混合物は、砥粒又は粒状物３０６が混入されたマトリックスになる。
【００３１】
次に、図３Ａを参照すると、本発明の研磨パッド３００のもう一つの実施態様で、泡立て剤又は発泡剤又はガスの形態の混入成分がポリマー混合物に含まれ、このポリマー混合物はその成分が混入されたマトリックスとして働く。硬化すると、泡立て剤又は発泡剤又はガスは揮発分として抜けて、連続研磨層３０４中に分散した気孔３０８を提供する。図３Ａの研磨パッド３００は裏地層３０２をさらに含む。
【００３２】
次に図３Ｂを参照すると、ポリマー混合物中に含まれ、連続研磨層３０４中に分散したマイクロバルーン又はポリマー微小球３１０を含む研磨パッド３００のもう一つの実施態様が示されている。微小球３１０はガス充填されていてもよい。あるいはまた、微小球３１０は、研磨作業中に研磨パッド３００が使用されるとき摩耗によって微小球３１０が開裂すると放出される研磨流体が充填されていてもよい。あるいはまた、微小球３１０は、研磨作業中に水に溶解する水溶性ポリマー微小要素である。図３Ｂの研磨パッド３００は裏地層３０２をさらに含む。
【００３３】
好ましくは、ポリマー微小球３１０の少なくとも一部は一般に可撓性である。適当なポリマー微小球３１０としては、無機塩、糖及び水溶性粒子がある。このようなポリマー微小球３１０（又は微小要素）の例は、ポリビニルアルコール、ペクチン、ポリビニルピロリドン、ヒドロキシエチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロプロピルメチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ポリアクリル酸、ポリアクリルアミド、ポリエチレングリコール、ポリヒドロキシエーテルアクリライト、デンプン、マレイン酸コポリマー、ポリエチレンオキシド、ポリウレタン、シクロデキストリン及びこれらの組み合わせを含む。微小球３１０を、たとえば分枝化、ブロッキング及び架橋によって化学的に改変して溶解度、膨潤度及び他の性質を変化させてもよい。微小球の好ましい材料は、ポリアクリロニトリルとポリ塩化ビニリデンとのコポリマー（たとえば、スウェーデンSundsvallのAkzo NobelのExpancel（商標））である。
【００３４】
好ましくは、水性研磨パッド３００は、少なくとも０．３容量％の気孔又は充填材濃度を含有することができる。この気孔又は充填材は、研磨中に研磨流体を移動させる研磨パッドの能力に寄与する。より好ましくは、研磨パッドは、０．５５〜７０容量％の気孔又は充填材濃度を有する。もっとも好ましくは、研磨パッドは、０．６〜６０容量％の気孔又は充填材濃度を有する。好ましくは、気孔又は充填材粒子は、１０〜１００μmの重量平均直径を有する。もっとも好ましくは、気孔又は充填材粒子は、１５〜９０μmの重量平均直径を有する。膨張した中空ポリマー微小球の重量平均直径の公称範囲は１５〜５０μmである。
【００３５】
したがって、本発明は、欠陥率を減らし、研磨性能を改善した水性研磨パッドを提供する。好ましくは、研磨パッドは、ウェブフォーマットで製造され、流し込み成形され、削り出された「硬い」研磨パッドにしばしば伴うパッド間のばらつきを減らす。加えて、研磨パッドは、好ましくは、有機溶媒性ではなく水性であり、凝固法によって形成される従来技術の「軟らかい」パッドよりも歩留りが高く、欠陥が少ない。
【実施例】
【００３６】
以下の表は、本発明の水性パッドの改善された欠陥率を示す。水性パッドは、Crompton社のW-290H７５gとRohm and Haas社のRhoplex（登録商標）E-358 ２５gとを３：１の割合で２分間、混合タンク中で混合することによって形成した。次いで、CognisのFoamaster（登録商標）111 １gを混合タンクに加え、さらに２分間混合した。次いで、Expancel（登録商標）551DE40d42（Akzo Nobel製の３０〜５０μm重量平均直径の中空ポリマー微小球）を混合タンクに加え、さらに５分間混合した。また、増粘剤、いずれもRohm and Haas社のAcrysol（登録商標）ASE-60及び5 Acrysol I-62 １gを混合タンクに加え、１５分間混合した。次いで、混合物をDupont Teijinの453ＰＥＴ膜に塗布し（濡れ厚さ５０ミル（１．２７mm））、熱風オーブン中、６０℃で６時間乾燥させた。得られた研磨パッドは厚さ２５ミル（０．６４mm）であった。次いで、その水性研磨パッドに、ピッチ１２０ミル（３．０５mm）、深さ９ミル（０．２３mm）及び幅２０ミル（０．５１mm）の円形の溝を設けた。Applied MatrialsのMirra（登録商標）研磨機により、本発明の水性研磨パッドを、３psi（２０．６８kPa）のダウンフォース条件下、１５０cc/minの研磨溶液流量、１２０rpmのプラテン速度及び１１４rpmのキャリヤ速度で使用して、試料（銅シートウェーハ）を平坦化した。以下の表に示すように、試験１〜３は、本発明の研磨パッドで研磨した試料を表し、試験Ａ〜Ｃは、従来技術の「軟らかい」パッドで研磨した試料の比較例を表す。
【００３７】
【表１】
【００３８】
上記表１に示すように、本発明の水性パッドは、研磨した試料において最小量の欠陥を提供した。たとえば、本発明の水性パッドで研磨された試料は、従来技術の「軟らかい」パッドで研磨した試料と比較して、３倍を超える欠陥率の低下を提供した。
【００３９】
したがって、本発明は、欠陥率を減らし、研磨性能を改善した水性研磨パッドを提供する。好ましくは、研磨パッドは、ウェブフォーマットで製造され、流し込み成形され、削り出された「硬い」研磨パッッドにしばしば伴うパッド間のばらつきを減らす。加えて、研磨パッドは、好ましくは、有機溶媒性ではなく水性であり、凝固法によって形成される従来技術の「軟らかい」パッドよりも収率が高く、欠陥が少ない。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の水性研磨パッドの連続製造のための装置を示す。
【図１Ａ】本発明のもう一つの製造装置を示す。
【図２】本発明の水性研磨パッドの連続コンディショニングのための装置を示す。
【図３】図１に示す装置によって製造された水性研磨パッドの断面を示す。
【図３Ａ】図１に示す装置によって製造されたもう一つの水性研磨パッドを示す。
【図３Ｂ】図１に示す装置によって製造されたもう一つの水性研磨パッドを示す。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ケミカルメカニカルプラナリゼーション（ＣＭＰ）のための研磨パッドに関し、特に、水性研磨パッド及び水性研磨パッドを製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
集積回路及び他の電子デバイスの製造においては、導体、半導体及び絶縁材料の多数の層を半導体ウェーハの表面に付着させたり同表面から除去したりする。導体、半導体及び絶縁材料の薄い層は、多数の付着技術によって付着させることができる。最新の加工で一般的な付着技術としては、スパッタリングとも知られる物理蒸着法（ＰＶＤ）、化学蒸着法（ＣＶＤ）、プラズマ化学蒸着法（ＰＥＣＶＤ）及び電気化学的めっき法（ＥＣＰ）がある。
【０００３】
材料層が順次付着され、除去されるにつれ、ウェーハの一番上の表面が非平坦になる。後続の半導体加工（たとえばメタライゼーション）はウェーハが平坦面を有することを要するため、ウェーハは平坦化されなければならない。望ましくない表面トポグラフィーならびに表面欠陥、たとえば粗面、凝集した材料、結晶格子の損傷、スクラッチ及び汚染された層又は材料を除去する際にはプラナリゼーションが有用である。
【０００４】
ケミカルメカニカルプラナリゼーション又はケミカルメカニカルポリッシング（ＣＭＰ）は、半導体ウェーハのような基材を平坦化するために使用される一般的な技術である。従来のＣＭＰでは、ウェーハがキャリヤアセンブリに取り付けられ、ＣＭＰ装置中で研磨パッドと接する状態に配置される。キャリヤアセンブリが制御可能な圧力をウェーハに供給して、ウェーハを研磨パッドに押し当てる。パッドは外部駆動力によってウェーハに対して動かされる（たとえば回転させられる）。それと同時に、化学組成物（「スラリー」）又は他の流動媒体が研磨パッド上及びウェーハと研磨パッドとの間の隙間に供給される。このようにして、ウェーハ表面は、スラリー及びパッド表面の化学的かつ機械的作用によって研磨され、平坦化される。
【０００５】
ポリマー（たとえばポリウレタン）を流し込み成形してケークにし、そのケークをカット（「削り出し」）していくつかの薄い研磨パッドにすることが、一貫した再現可能な研磨特性を有する「硬い」研磨パッドを製造するのに効果的な方法であることがわかった（たとえば、Reinhardtらの米国特許第５，５７８，３６２号）。残念ながら、流し込み成形・削り出し法から製造されたポリウレタンパッドは、研磨パッドの流し込み位置から生じる研磨のばらつきを有することがある。たとえば、一番下の流し込み位置から切り出されたパッドと、一番上の流し込み位置からのパッドとは、密度及び気孔率が異なることがある。さらには、過大なサイズの成形物から切り出された研磨パッドは、一つのパッド内でも密度及び気孔率において中心−エッジ間のばらつきを有することもある。これらのばらつきは、もっとも要求の厳しい用途、たとえばlow−ｋパターン付きウェーハの研磨に悪影響を及ぼすおそれがある。
【０００６】
また、溶媒／非溶媒法を使用してポリマーを凝固させて研磨パッドをウェブフォーマットで形成することが「軟らかい」研磨パッドを製造するのに効果的な方法であることがわかった（たとえば、Urbanavageら、米国特許第６，０９９，９５４号）。この方法（すなわちウェブフォーマット）は、流し込み成形・削り出し法で見られる上述の欠点のいくつかを回避させる。残念ながら、一般に使用される（有機）溶媒（たとえばＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド）は、取り扱いがやっかいであり、費用的に許されないかもしれない。加えて、これらの軟らかいパッドは、凝固過程で形成する気孔のランダムな配置及び構造のせいでパッド間のばらつきをこうむるおそれがある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、改善された密度及び気孔均一性を有する研磨パッドが要望されている。特に、求められているものは、一貫した研磨性能、より低い欠陥率を提供し、費用効果的に製造することができる研磨パッドである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第一の態様で、微小球を中に分散させたポリマーマトリックスを含み、ポリマーマトリックスが水性ポリマー又はそのブレンドで形成されているケミカルメカニカル研磨パッドが提供される。
【０００９】
本発明の第二の態様で、気孔又は充填材を中に分散させたポリマーマトリックスを含み、ポリマーマトリックスが、ウレタン分散系とアクリル分散系との重量％比１００：１〜１：１００のブレンドで形成されているケミカルメカニカル研磨パッドが提供される。
【００１０】
本発明の第三の態様で、ケミカルメカニカル研磨パッドを製造する方法であって、微小球を含有する水性流体相ポリマー組成物を連続的な輸送される裏地層の上に供給する工程、輸送される裏地層の上のポリマー組成物を所定の厚さを有する流体相研磨層に成形する工程、及び輸送される裏地層の上のポリマー組成物を硬化オーブン中で硬化させてポリマー組成物を研磨パッドの固相研磨層に転換する工程を含む方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明は、欠陥率を減らし、研磨性能を改善した水性研磨パッドを提供する。好ましくは、研磨パッドは、ウェブフォーマットで製造され、流し込み成形され、削り出された「硬い」研磨パッッドにしばしば伴うパッド間のばらつきを減らす。加えて、研磨パッドは、好ましくは、有機溶媒性ではなく水性であり、凝固法によって形成される従来技術の「軟らかい」パッドよりも製造しやすい。本発明の研磨パッドは、半導体基材、剛性メモリディスク、光学製品を研磨するのに有用であり、半導体加工の様々な側面、たとえばＩＬＤ、ＳＴＩ、タングステン、銅及びLow−ｋ絶縁材の研磨における使用に有用である。
【００１２】
図面を参照すると、まず図１は、本発明の水性研磨パッド３００を製造するための装置１００を示す。好ましくは、水性研磨パッド３００は、「連続製造」を可能にするウェブフォーマットで形成されて、バッチ法によって生じるおそれのある異なるパッド３００間のばらつきを減らす。装置１００は、らせんに巻かれた裏地層３０２を長手方向に連続した形態で貯蔵するフィードリール又は巻き出しステーション１０２を含む。裏地層３０２は、製品の一体部分になる不透過性膜、たとえばポリエステルフィルム（たとえば、米バージニア州HopewellのDupont Teijinの453ＰＥＴ）で形成されているか、支持材をもたない又は自立型の研磨パッド３００を提供するために剥ぎ取ることができる剥離被覆紙（たとえば、Sappi/Warren Paper社のVEZスーパーマット紙）で形成されている。ポリエステルフィルムは、場合によっては、接着促進剤を含有してもよい（たとえばCP FilmsのCP2剥離コートＰＥＴフィルム）。
【００１３】
好ましくは、裏地層３０２は、厚さが２ミル〜１５ミル（０．０５mm〜０．３８mm）である。より好ましくは、裏地層３０２は、厚さが５ミル〜１２ミル（０．１３mm〜０．３０mm）である。もっとも好ましくは、裏地層３０２は、厚さが７ミル〜１０ミル（０．１８mm〜０．２５mm）である。
【００１４】
フィードローラ１０２は、駆動機構１０４によって機械的に駆動されて制御された速度で回転する。駆動機構１０４は、たとえば、ベルト１０６及びモータ駆動プーリ１０８を含む。場合によっては、駆動機構１０４は、モータ駆動フレキシブルシャフト又はモータ駆動ギヤ系（図示せず）を含む。
【００１５】
さらに図１を参照すると、連続裏地層３０２は、フィードリール１０２により、離間した駆動ローラ１１２の間に掛け渡された連続コンベヤ１１０、たとえばステンレス鋼ベルトの上に供給される。駆動ローラ１１２は、コンベヤ１１０の線移動を連続裏地層３０２の線移動と同期化する速度でモータ駆動することができる。裏地層３０２は、コンベヤ１１０により、各駆動ローラ１１２と対応するアイドラローラ１１２ａとの間に空間に沿って輸送される。アイドラローラ１１２ａは、裏地層３０２の積極的なトラッキング制御のためにコンベヤ１１０と連動する。コンベヤ１１０は、テーブル支持体１１０ｂの平坦で水平な面に支持された平坦区分１１０ａを有し、この平坦区分が、裏地層３０２を支持し、輸送して、連続する製造ステーション１１４、１２２及び１２６を通過させる。ローラの形態にある支持部材１１０ｃが、コンベヤ１１０及び裏地層３０２の積極的なトラッキング制御のために、コンベヤ１１０及び裏地層３０２の側縁に沿って分布している。
【００１６】
第一の製造ステーション１１４は、貯蔵タンク１１６及びそのタンク１１６の出口のノズル１１８を含む。粘稠な流体状ポリマー組成物がタンク１１６に供給され、ノズル１１８によって連続裏地層３０２の上に小出しされる。ノズル１１８の流量は、タンク１１６の出口のポンプ１２０によって制御される。ノズル１１８は、裏地層３０２の全幅に及ぶように連続裏地層３０２の幅と同じ幅であってもよい。コンベヤ１１０が連続裏地層３０２を輸送して製造ステーション１１４を通過させるとき、連続流体相研磨層３０４が裏地層３０２の上に供給される。
【００１７】
原料は、タンク１１６を繰り返して満たす大きな均質供給分に混合することができるため、完成品の組成及び性質におけるばらつきが減る。換言するならば、本発明は、従来技術の流し込み成形・削り出し技術に伴う問題を解決するための水性研磨パッドを製造するウェブフォーマット法を提供する。この方法の連続性は、水性研磨パッド３００を製造するための、多数の個々の研磨パッド３００が所望の区域パターン及びサイズに切り出される正確な制御を可能にする。多数の個々の研磨パッド３００は、組成及び性質のばらつきが減少する。
【００１８】
好ましくは、流体状ポリマー組成物は水性である。たとえば、組成物は、水性ウレタン分散系（たとえば、米コネチカット州MiddleburyのCrompton社のW-290H、W-293、W-320、W-612及びA-100ならびに米ニュージャージー州West PatersonのCytec Industries社のHP-1035及びHP-5035）及びアクリル分散系（たとえば、米ペンシルバニア州PhiladelphiaのRohm and Haas社のRhoplex（登録商標）E-358）を含むことができる。加えて、ブレンド、たとえばアクリル／スチレン分散系（たとえば、米ペンシルバニア州PhiladelphiaのRohm and Haas社のRhoplex（登録商標）B-959及びE-693）を使用してもよい。加えて、水性ウレタン分散系とアクリル分散系とのブレンドを使用してもよい。
【００１９】
本発明の好ましい実施態様では、水性ウレタン分散系とアクリル分散系とのブレンドは、１００：１〜１：１００の重量％比で提供される。より好ましくは、水性ウレタン分散系とアクリル分散系とのブレンドは、１０：１〜１：１０の重量％比で提供される。もっとも好ましくは、水性ウレタン分散系とアクリル分散系とのブレンドは、３：１〜１：３の重量％比で提供される。
【００２０】
水性ポリマーは、多孔性及び充填材入り研磨パッドを形成するのに有効である。本明細書に関して、研磨パッドの充填材としては、研磨中に遊離又は溶解する固形粒子及び液体充填粒子又は球体がある。本明細書に関して、気孔としては、ガス充填粒子、ガス充填球体及び他の手段、たとえばガスで粘稠系を機械的に泡立てる、ガスをポリウレタン溶融体に注入する、ガス状生成物との化学反応を使用してガスをその場で導入する、又は圧力を下げて溶解ガスによって気泡を形成させることによって形成される空隙がある。
【００２１】
場合によっては、流体状ポリマー組成物は、消泡剤（CognisのFoamaster（登録商標）111）及びレオロジー変性剤（たとえば、Rohm and Haas社のAcrysol（登録商標）ASE-60、Acrysol I-62、Acrysol RM-12W、Acrysol RM-825及びAcrysol RM-8W）をはじめとする他の添加物を含有することもできる。他の添加物、たとえば皮張り防止剤（たとえば、Lanxess社のBorchi-Nox（登録商標）C3及びBorchi-Nox M2）及び融合助剤（Eastman ChemicalsのTexanol（登録商標）Esterアルコール）を使用してもよい。
【００２２】
第二の製造ステーション１２２は、たとえば、連続裏地層３０２から所定の距離に位置し、連続裏地層との間にクリアランス空間を画定するドクターブレード１２４を含む。コンベヤ１１０が連続裏地層３０２及び流体相研磨層３０４を輸送して製造ステーション１２２のドクターブレード１２４を通過させるとき、ドクターブレード１２４は、流体相研磨層３０４を所定の厚さに連続的に成形する。
【００２３】
第三の製造ステーション１２６は、硬化オーブン１２８、たとえば、連続裏地層３０２及び研磨層３０４を輸送する加熱されたトンネル状部を含む。オーブン１２８は、流体相研磨層３０４を、連続裏地層３０２に接着する連続固相研磨層３０４へと硬化させる。水分は、たとえば表面のブリスタを避けるため、ゆっくりと除去するべきである。硬化時間は、オーブン１２８を通過するときの温度及び輸送速度によって制御される。オーブン１２８は、輻射加熱又は強制対流加熱又は両方を使用する、燃料燃焼式でもよいし、電気燃焼式でもよい。
【００２４】
好ましくは、オーブン１２８の温度は５０℃〜１５０℃であることができる。より好ましくは、オーブン１２８の温度は５５℃〜１３０℃であることができる。もっとも好ましくは、オーブン１２８の温度は６０℃〜１２０℃であることができる。加えて、研磨層３０４は、５f/m〜２０f/m（１．５２m/s〜６．１０m/s）の速度でオーブン１２８中を通過させることができる。好ましくは、研磨層３０４は、５．５f/m〜１５f/m（１．６８m/s〜４．５７m/s）の速度でオーブン１２８中を通過させることができる。もっとも好ましくは、研磨層３０４は、６f/m〜１２f/m（１．８３m/s〜３．６６m/s）の速度でオーブン１２８中を通過させることができる。
【００２５】
次に図１Ａを参照すると、連続裏地層３０２は、オーブン１２８を出ると、連続固相研磨層３０４に接着して、連続水性研磨パッド３００を構成する。水性研磨パッド３００は巻き取りリール１３０にらせんに巻き取られ、これは、製造ステーション１２６に続いて起こる。巻き取りリール１３０は第二の駆動機構１０４によって駆動される。巻き取りリール１３０及び第二の駆動機構１０４が、製造装置１００の中で選択的に配置される別個の製造ステーションを構成する。
【００２６】
次に図２を参照すると、場合によって、連続水性研磨パッド３００の表面コンディショニング又は表面仕上げのための装置２００が提示されている。装置２００は、図１に示すものに類似したコンベヤ１１０又は同じコンベヤ１１０の延長区分を含む。装置２００のコンベヤ１１０は、駆動ローラ１１２及びオーブン１２６を出た水性研磨パッド３００を支持する平坦区分１１０ａを有する。装置２００のコンベヤ１１０は、連続研磨パッド３００を輸送して一つ以上の製造ステーション２０１、２０８及び２１２を通過させ、そこで水性研磨パッド３００は、オーブン１２６中での硬化に続いてさらに処理される。装置２００は、図１を参照して示したように作動するさらなる平坦なテーブル支持体１１０ｂ及びさらなる支持部材１１０ｃを有する状態で示されている。
【００２７】
固化した研磨層３０４をバフィングして、研磨層３０４の所望の表面仕上げ及び平坦な表面レベルを露出させることができる。所望により、溝又は他の凹みの形態の粗さを研磨層３０４の表面に加工する。たとえば、作業ステーション２０１は、型押作業中に互いに近づく往復運動型押ダイ２０２及び固定ダイ２０４を有する１対の圧縮成形型押ダイを含む。往復運動ダイ２０２は連続研磨層３０４の表面に面する。ダイ２０２上の多数の歯２０５が連続研磨層３０４の表面に貫入する。型押作業は表面仕上げ作業を提供する。たとえば、歯２０５は、研磨層３０４の表面に溝のパターンを押し込む。コンベヤ１１０は、断続的に停止させてもよく、ダイ２０２及び２０４が互いに近づくとき静止状態になる。あるいはまた、ダイ２０２及び２０４は、コンベヤ１１０と同期的に、ダイ２０２及び２０４が互いに近づく時間、輸送方向に動く。
【００２８】
製造ステーション２０８は、たとえば、連続研磨層３０４の表面に溝を切るための回転ソー２１０を含む。ソー２１０は、たとえば、直交運動プロッタにより、所定の経路に沿って動かされて所望のパターンの溝を切る。もう一つの製造ステーション２１２が、連続研磨層３０４の表面を、選択的に粗化又は平滑化される所望の表面仕上げの平坦面までバフィング又は研磨するための回転研磨ヘッド２１４を含む。
【００２９】
製造ステーション２０２、２１０及び２１２の順序は、図２に示す順序と異なることができる。所望により、一つ以上の製造ステーション２０２、２１０及び２１２を省くこともできる。巻き取りリール１３０及び第二の駆動機構１０４は、製造装置２００の中でコンベヤ１１０の端部に選択的に配置されて固相連続研磨パッド３００を収集する別個の製造ステーションを構成する。
【００３０】
次に図３を参照すると、本発明の装置１００によって製造される研磨パッド３００の断面図が提示されている。先に論じたように、オーブン１２８中で硬化すると、水性ポリマーは、固化した連続研磨パッド３００を形成する。場合によっては、研磨パッド３００は、研磨層３０４中に砥粒又は粒状物３０６を含んで砥粒固定パッドを形成することもできる。したがって、砥粒又は粒状物３０６は、流体状ポリマー混合物の成分として含まれる。ポリマー混合物は、砥粒又は粒状物３０６が混入されたマトリックスになる。
【００３１】
次に、図３Ａを参照すると、本発明の研磨パッド３００のもう一つの実施態様で、泡立て剤又は発泡剤又はガスの形態の混入成分がポリマー混合物に含まれ、このポリマー混合物はその成分が混入されたマトリックスとして働く。硬化すると、泡立て剤又は発泡剤又はガスは揮発分として抜けて、連続研磨層３０４中に分散した気孔３０８を提供する。図３Ａの研磨パッド３００は裏地層３０２をさらに含む。
【００３２】
次に図３Ｂを参照すると、ポリマー混合物中に含まれ、連続研磨層３０４中に分散したマイクロバルーン又はポリマー微小球３１０を含む研磨パッド３００のもう一つの実施態様が示されている。微小球３１０はガス充填されていてもよい。あるいはまた、微小球３１０は、研磨作業中に研磨パッド３００が使用されるとき摩耗によって微小球３１０が開裂すると放出される研磨流体が充填されていてもよい。あるいはまた、微小球３１０は、研磨作業中に水に溶解する水溶性ポリマー微小要素である。図３Ｂの研磨パッド３００は裏地層３０２をさらに含む。
【００３３】
好ましくは、ポリマー微小球３１０の少なくとも一部は一般に可撓性である。適当なポリマー微小球３１０としては、無機塩、糖及び水溶性粒子がある。このようなポリマー微小球３１０（又は微小要素）の例は、ポリビニルアルコール、ペクチン、ポリビニルピロリドン、ヒドロキシエチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロプロピルメチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ポリアクリル酸、ポリアクリルアミド、ポリエチレングリコール、ポリヒドロキシエーテルアクリライト、デンプン、マレイン酸コポリマー、ポリエチレンオキシド、ポリウレタン、シクロデキストリン及びこれらの組み合わせを含む。微小球３１０を、たとえば分枝化、ブロッキング及び架橋によって化学的に改変して溶解度、膨潤度及び他の性質を変化させてもよい。微小球の好ましい材料は、ポリアクリロニトリルとポリ塩化ビニリデンとのコポリマー（たとえば、スウェーデンSundsvallのAkzo NobelのExpancel（商標））である。
【００３４】
好ましくは、水性研磨パッド３００は、少なくとも０．３容量％の気孔又は充填材濃度を含有することができる。この気孔又は充填材は、研磨中に研磨流体を移動させる研磨パッドの能力に寄与する。より好ましくは、研磨パッドは、０．５５〜７０容量％の気孔又は充填材濃度を有する。もっとも好ましくは、研磨パッドは、０．６〜６０容量％の気孔又は充填材濃度を有する。好ましくは、気孔又は充填材粒子は、１０〜１００μmの重量平均直径を有する。もっとも好ましくは、気孔又は充填材粒子は、１５〜９０μmの重量平均直径を有する。膨張した中空ポリマー微小球の重量平均直径の公称範囲は１５〜５０μmである。
【００３５】
したがって、本発明は、欠陥率を減らし、研磨性能を改善した水性研磨パッドを提供する。好ましくは、研磨パッドは、ウェブフォーマットで製造され、流し込み成形され、削り出された「硬い」研磨パッドにしばしば伴うパッド間のばらつきを減らす。加えて、研磨パッドは、好ましくは、有機溶媒性ではなく水性であり、凝固法によって形成される従来技術の「軟らかい」パッドよりも歩留りが高く、欠陥が少ない。
【実施例】
【００３６】
以下の表は、本発明の水性パッドの改善された欠陥率を示す。水性パッドは、Crompton社のW-290H７５gとRohm and Haas社のRhoplex（登録商標）E-358 ２５gとを３：１の割合で２分間、混合タンク中で混合することによって形成した。次いで、CognisのFoamaster（登録商標）111 １gを混合タンクに加え、さらに２分間混合した。次いで、Expancel（登録商標）551DE40d42（Akzo Nobel製の３０〜５０μm重量平均直径の中空ポリマー微小球）を混合タンクに加え、さらに５分間混合した。また、増粘剤、いずれもRohm and Haas社のAcrysol（登録商標）ASE-60及び5 Acrysol I-62 １gを混合タンクに加え、１５分間混合した。次いで、混合物をDupont Teijinの453ＰＥＴ膜に塗布し（濡れ厚さ５０ミル（１．２７mm））、熱風オーブン中、６０℃で６時間乾燥させた。得られた研磨パッドは厚さ２５ミル（０．６４mm）であった。次いで、その水性研磨パッドに、ピッチ１２０ミル（３．０５mm）、深さ９ミル（０．２３mm）及び幅２０ミル（０．５１mm）の円形の溝を設けた。Applied MatrialsのMirra（登録商標）研磨機により、本発明の水性研磨パッドを、３psi（２０．６８kPa）のダウンフォース条件下、１５０cc/minの研磨溶液流量、１２０rpmのプラテン速度及び１１４rpmのキャリヤ速度で使用して、試料（銅シートウェーハ）を平坦化した。以下の表に示すように、試験１〜３は、本発明の研磨パッドで研磨した試料を表し、試験Ａ〜Ｃは、従来技術の「軟らかい」パッドで研磨した試料の比較例を表す。
【００３７】
【表１】
【００３８】
上記表１に示すように、本発明の水性パッドは、研磨した試料において最小量の欠陥を提供した。たとえば、本発明の水性パッドで研磨された試料は、従来技術の「軟らかい」パッドで研磨した試料と比較して、３倍を超える欠陥率の低下を提供した。
【００３９】
したがって、本発明は、欠陥率を減らし、研磨性能を改善した水性研磨パッドを提供する。好ましくは、研磨パッドは、ウェブフォーマットで製造され、流し込み成形され、削り出された「硬い」研磨パッッドにしばしば伴うパッド間のばらつきを減らす。加えて、研磨パッドは、好ましくは、有機溶媒性ではなく水性であり、凝固法によって形成される従来技術の「軟らかい」パッドよりも収率が高く、欠陥が少ない。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の水性研磨パッドの連続製造のための装置を示す。
【図１Ａ】本発明のもう一つの製造装置を示す。
【図２】本発明の水性研磨パッドの連続コンディショニングのための装置を示す。
【図３】図１に示す装置によって製造された水性研磨パッドの断面を示す。
【図３Ａ】図１に示す装置によって製造されたもう一つの水性研磨パッドを示す。
【図３Ｂ】図１に示す装置によって製造されたもう一つの水性研磨パッドを示す。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
微小球を中に分散させたポリマーマトリックスを含み、前記ポリマーマトリックスが水性ポリマー又はそのブレンドで形成されているケミカルメカニカル研磨パッド。
【請求項２】
前記ポリマーマトリックスが、ウレタン分散系、アクリル分散系、スチレン分散系又はそれらのブレンドである、請求項１記載の研磨パッド。
【請求項３】
前記ポリマーマトリックスが、ウレタン分散系とアクリル分散系との重量％比１００：１〜１：１００のブレンドを含む、請求項１記載の研磨パッド。
【請求項４】
前記微小球が、ポリビニルアルコール、ペクチン、ポリビニルピロリドン、ヒドロキシエチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロプロピルメチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ポリアクリル酸、ポリアクリルアミド、ポリエチレングリコール、ポリヒドロキシエーテルアクリライト、デンプン、マレイン酸コポリマー、ポリエチレンオキシド、ポリウレタン、シクロデキストリン、ポリビニリデンジクロリド、ポリアクリロニトリル及びこれらの組み合わせからなる群より選択される、請求項１記載の研磨パッド。
【請求項５】
前記微小球が前記研磨パッドの少なくとも０．３容量％を構成する、請求項１記載の研磨パッド。
【請求項６】
前記ポリマーマトリックスが、消泡剤、レオロジー変性剤、皮張り防止剤又は融合助剤をさらに含む、請求項１記載の研磨パッド。
【請求項７】
気孔又は充填材を中に分散させたポリマーマトリックスを含み、前記ポリマーマトリックスが、ウレタン分散系とアクリル分散系との重量％比１００：１〜１：１００のブレンドで形成されているケミカルメカニカル研磨パッド。
【請求項８】
ケミカルメカニカル研磨パッドを製造する方法であって、
微小球を含有する水性流体相ポリマー組成物を連続的な輸送される裏地層の上に供給する工程、
前記輸送される裏地層の上の前記ポリマー組成物を所定の厚さを有する流体相研磨層に成形する工程、及び
前記輸送される裏地層の上の前記ポリマー組成物を硬化オーブン中で硬化させて前記ポリマー組成物を研磨パッドの固相研磨層に転換する工程
を含む方法。
【請求項９】
前記ポリマー組成物が、ウレタン分散系、アクリル分散系、スチレン分散系又はそれらのブレンドを含む、請求項８記載の方法。
【請求項１０】
前記微小球が、ポリビニルアルコール、ペクチン、ポリビニルピロリドン、ヒドロキシエチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロプロピルメチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ポリアクリル酸、ポリアクリルアミド、ポリエチレングリコール、ポリヒドロキシエーテルアクリライト、デンプン、マレイン酸コポリマー、ポリエチレンオキシド、ポリウレタン、シクロデキストリン、ポリビニリデンジクロリド、ポリアクリロニトリル及びこれらの組み合わせからなる群より選択される、請求項８記載の方法。
【請求項１】
微小球を中に分散させたポリマーマトリックスを含み、前記ポリマーマトリックスが水性ポリマー又はそのブレンドで形成されているケミカルメカニカル研磨パッド。
【請求項２】
前記ポリマーマトリックスが、ウレタン分散系、アクリル分散系、スチレン分散系又はそれらのブレンドである、請求項１記載の研磨パッド。
【請求項３】
前記ポリマーマトリックスが、ウレタン分散系とアクリル分散系との重量％比１００：１〜１：１００のブレンドを含む、請求項１記載の研磨パッド。
【請求項４】
前記微小球が、ポリビニルアルコール、ペクチン、ポリビニルピロリドン、ヒドロキシエチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロプロピルメチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ポリアクリル酸、ポリアクリルアミド、ポリエチレングリコール、ポリヒドロキシエーテルアクリライト、デンプン、マレイン酸コポリマー、ポリエチレンオキシド、ポリウレタン、シクロデキストリン、ポリビニリデンジクロリド、ポリアクリロニトリル及びこれらの組み合わせからなる群より選択される、請求項１記載の研磨パッド。
【請求項５】
前記微小球が前記研磨パッドの少なくとも０．３容量％を構成する、請求項１記載の研磨パッド。
【請求項６】
前記ポリマーマトリックスが、消泡剤、レオロジー変性剤、皮張り防止剤又は融合助剤をさらに含む、請求項１記載の研磨パッド。
【請求項７】
気孔又は充填材を中に分散させたポリマーマトリックスを含み、前記ポリマーマトリックスが、ウレタン分散系とアクリル分散系との重量％比１００：１〜１：１００のブレンドで形成されているケミカルメカニカル研磨パッド。
【請求項８】
ケミカルメカニカル研磨パッドを製造する方法であって、
微小球を含有する水性流体相ポリマー組成物を連続的な輸送される裏地層の上に供給する工程、
前記輸送される裏地層の上の前記ポリマー組成物を所定の厚さを有する流体相研磨層に成形する工程、及び
前記輸送される裏地層の上の前記ポリマー組成物を硬化オーブン中で硬化させて前記ポリマー組成物を研磨パッドの固相研磨層に転換する工程
を含む方法。
【請求項９】
前記ポリマー組成物が、ウレタン分散系、アクリル分散系、スチレン分散系又はそれらのブレンドを含む、請求項８記載の方法。
【請求項１０】
前記微小球が、ポリビニルアルコール、ペクチン、ポリビニルピロリドン、ヒドロキシエチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロプロピルメチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ポリアクリル酸、ポリアクリルアミド、ポリエチレングリコール、ポリヒドロキシエーテルアクリライト、デンプン、マレイン酸コポリマー、ポリエチレンオキシド、ポリウレタン、シクロデキストリン、ポリビニリデンジクロリド、ポリアクリロニトリル及びこれらの組み合わせからなる群より選択される、請求項８記載の方法。
【図１】
【図１Ａ】
【図２】
【図３】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図１Ａ】
【図２】
【図３】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【公開番号】特開２００６−２５３６９１（Ｐ２００６−２５３６９１Ａ）
【公開日】平成１８年９月２１日（２００６．９．２１）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２００６−６２１２２（Ｐ２００６−６２１２２）
【出願日】平成１８年３月８日（２００６．３．８）
【出願人】（５０４０８９４２６）ローム アンド ハース エレクトロニック マテリアルズ シーエムピー ホウルディングス インコーポレイテッド (125)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年９月２１日（２００６．９．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−６２１２２（Ｐ２００６−６２１２２）
【出願日】平成１８年３月８日（２００６．３．８）
【出願人】（５０４０８９４２６）ローム アンド ハース エレクトロニック マテリアルズ シーエムピー ホウルディングス インコーポレイテッド (125)
【Ｆターム（参考）】
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