(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＣＭＰ研磨パッドであって、該パッドは、
研磨層を備え、該研磨層は、研磨表面および該研磨表面と反対側の背面を有し、該研磨層は、少なくとも１つの硬化した閉じたセル、熱硬化性ポリウレタンまたはポリ尿素の不透明領域および少なくとも１つの穴を有し、該少なくとも１つの硬化した閉じたセル、熱硬化性ポリウレタンまたはポリ尿素の不透明領域は、体積に対して約１０％〜約５５％の気孔率を有し、該少なくとも１つの穴は、（１）平面によって取り囲まれた、該研磨表面の下方に位置する上部開口部、（２）該背面と同一平面である底部開口部、および（３）該上部開口部から該底部開口部まで延びる直線垂直側壁を有し、該少なくとも１つの穴は、熱硬化性ポリウレタンまたはポリ尿素の局部透明体（ＬＡＴ）材料の硬化したプラグで満たされ、該材料は、７００〜７１０ナノメートルの波長において８０％未満の光透過率を有し、熱硬化性ポリウレタンの不透明エリアと直接的に化学的に結合する、パッド。
【請求項２】
穴のない取り外し可能な剥離シートであって、前記研磨層の前記背面の少なくとも一部分を覆う、剥離シートと、
接着剤層であって、該研磨層と該剥離シートとの間に挿入される、接着剤層と
をさらに備え、該接着剤層は、該剥離シートが取り外された後に該研磨層をＣＭＰ装置の圧盤に接着することができる、請求項１に記載の研磨パッド。
【請求項３】
前記少なくとも１つの不透明領域は、予め部分的に硬化した前記少なくとも１つの熱硬化性ポリウレタンまたはポリ尿素のＬＡＴ材料のプラグの周囲に圧縮成形される、請求項１に記載の研磨パッド。
【請求項４】
前記研磨層は、１．２７ｍｍ〜５．０８ｍｍであり、前記ＬＡＴ材料の厚さは、０．８８９ｍｍ〜３．８１ｍｍである、請求項１に記載の研磨パッド。
【請求項５】
前記少なくとも１つの穴の前記上部開口部を取り囲む前記平面は、０．１２７ｍｍ〜１．２７ｍｍの幅を有する、請求項１に記載の研磨パッド。
【請求項６】
前記穴のない取り外し可能な剥離シートは、ポリエチレンテレフタレート（ｔｅｒａｐｈｔｈａｌａｔｅ）フィルムである、請求項２に記載の研磨パッド。
【請求項７】
前記接着剤層は、アクリルタイプの感圧接着剤である、請求項２に記載の研磨パッド。
【請求項８】
溝パターンが、前記研磨表面の前記少なくとも１つの不透明領域に配置され、前記少なくとも１つの穴の上面は、平らであり、溝パターンを含まない、請求項１に記載の研磨パッド。
【請求項９】
前記溝パターンは、０．３８１ｍｍ〜２．５４ｍｍの深さ、０．３８１ｍｍ〜１．２７ｍｍの幅、および０．７６２ｍｍ〜２５．４ｍｍのピッチを有する、請求項８に記載の研磨パッド。
【請求項１０】
前記パッドの前記不透明領域の硬度は、２５〜７５ショアーＤであり、前記ＬＡＴ材料の硬度は２５〜７５ショアーＤであり、該パッドの該不透明領域の密度は、１センチメートル当り０．６〜１．２グラムであり、該ＬＡＴ材料の密度は、１立方センチメートル当り１〜１．２グラムである、請求項１に記載の研磨パッド。
【請求項１１】
ＣＭＰ研磨パッドを作製する方法であって、該方法は、
（１）少なくとも１つの支持部材に取り付けられた１つの表面を有する非液体の、部分的に硬化した熱硬化性ポリウレタンまたはポリ尿素局部透明体（ＬＡＴ）の中間材料の第１のアセンブリを提供するステップと、
（２）該第１のアセンブリを研磨パッド作製装置の中に配置するステップであって、それによって、該部分的に硬化した熱硬化性ポリウレタンまたはポリ尿素ＬＡＴの中間材料の該取り付けられた表面は、該装置の中で形成される該研磨パッドの研磨表面と底面との間に位置する、ステップと、
（３）不透明な熱硬化性ポリウレタンまたはポリ尿素の中間材料を該研磨パッド作製装置の中に導入するステップと、
（４）該部分的に硬化した熱硬化性ポリウレタンまたはポリ尿素ＬＡＴの中間材料および該不透明な熱硬化性ポリウレタンまたはポリ尿素の中間材料を圧縮成形によって同時に硬化させるステップであって、それによって、研磨表面および該研磨表面と反対側の背面を有する研磨層を形成し、該研磨層は、少なくとも１つの硬化した閉じたセル、不透明な熱硬化性ポリウレタンまたはポリ尿素の領域および少なくとも１つの穴を有し、該少なくとも１つの硬化した閉じたセル、不透明な熱硬化性ポリウレタンまたはポリ尿素の領域は、体積に対して約１０％〜約５５％の気孔率を有し、該少なくとも１つの穴は、（ａ）平面によって取り囲まれた、該研磨表面の下方に位置する上部開口部、（ｂ）該背面と同一平面である底部開口部、および（ｃ）該上部開口部から該底部開口部まで延びる直線垂直側壁を有し、該少なくとも１つの穴は、硬化した熱硬化性ポリウレタンまたはポリ尿素ＬＡＴの材料のプラグを含み、該プラグは、部分的に硬化した熱硬化性ポリウレタンまたはポリ尿素ＬＡＴの中間材料から形成され、該材料は、不透明な熱硬化性ポリウレタンまたはポリ尿素の領域と化学的に直接的に結合している、ステップと
を含む、方法。
【請求項１２】
（５）前記研磨層の背面部分を除去して、所定の所望の厚さの研磨パッドを形成するステップをさらに含み、該除去するステップは、前記硬化した熱硬化性ポリウレタンまたはポリ尿素ＬＡＴの材料が、該研磨パッドの前記不透明部分の背面と同一平面となるように、該硬化した熱硬化性ポリウレタンまたはポリ尿素ＬＡＴ材料の背面および該研磨パッドの該不透明部分の背面を機械加工するステップを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
（６）穴のない除去可能な剥離シートを取り付けるステップをさらに含み、該剥離シートは、前記研磨層と該剥離シートとの間に挿入された接着剤層とともに該研磨層の前記背面の少なくとも一部分を覆い、該接着剤層は、該剥離シートが取り外された後に該研磨層をＣＭＰ装置の圧盤に接着することができる、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
請求項１に記載の研磨パッドによってワークピースの表面を研磨するステップを含む、ワークピースを製造する方法。
【請求項１５】
前記研磨パッドが前記ワークピースに対して動かされて、該ワークピースを研磨し、それによって該ワークピースを研磨する間に、インサイチュ研磨エンドポイント検知システムによって、該ワークピースの研磨の進行を監視することをさらに含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記インサイチュ研磨エンドポイント検出システムによって、前記ワークピースの研磨のエンドポイントを決定することをさらに含む、請求項１５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（分野）
本発明は、少なくとも１つの局部透明体（ときには、本明細書においてＬＡＴと呼ばれる）を有するＣＭＰ研磨パッドに関し、より具体的には、このようなＬＡＴ研磨パッドを作製するための有用なアセンブリ、ならびにこのようなＬＡＴ研磨パッドを作製し、使用するためのプロセスに関する。
【背景技術】
【０００２】
（背景）
化学機械平坦化技術はまた、（普通、ＣＭＰと短縮される）化学機械研磨法とも呼ばれ、半導体ウェーハ、電界放出表示装置、および多くの他のマイクロ電子基板上の平らな表面を形成するために、マイクロ電子デバイスを製造することにおいて使用されるプロセスを含む。例えば、半導体デバイスの製造は、半導体ウェーハを形成するために、概して、さまざまなプロセス層の形成、それらプロセス層の一部分の選択的な除去またはパターン化、および半導体基板の表面上へのさらなる追加のプロセス層の堆積を含む。プロセス層は、例として、絶縁層、酸化物層、導電層、および金属またはガラスの層等を含み得る。ウェーハプロセスの特定のステップにおいて、その後の層の堆積のために、プロセス層の最上の表面が平坦であること、すなわち、平らであることが概して望ましい。ＣＭＰは、プロセス層を平坦化するために使用され、そのプロセス層においては、堆積された材料（例えば、伝導性材料または絶縁材料）が、その後のプロセスステップのために、ウェーハを平坦化するように研磨される。
【０００３】
従来のＣＭＰプロセスは、研磨剤（また研磨スラリーと呼ばれる）の存在の下で、回転する研磨パッドに対して基板（例えば、ウェーハ基板）を圧することを含む。研磨パッドが、ＣＭＰ装置の圧盤上に保持されており、その一方で、研磨される基板ウェーハが、動的研磨ヘッドを用いて研磨パッドの上に保持される。ウェーハを保持する動的研磨ヘッドと、研磨パッドとは、同じ方向、または反対方向に回転され得、実行される特定の研磨プロセスに対してどちらの方向でも望ましい。研磨スラリーは、概して、研磨プロセスの間に、回転するウェーハと回転する研磨パッドとの間に導入される。研磨スラリーは、一般的に、最上のウェーハ層（複数可）の一部分と相互作用し、またはこれを溶解する１つ以上の化学薬品と、層（複数可）の一部分を物理的に除去する研磨材とを含む。この作用は、基板から材料を除去し、基板上の不規則トポグラフィーを平らにする傾向があり、基板表面を平らまたは平坦にする。例えば、このようなＣＭＰ動作は、次のフォトリソグラフィー動作のために、焦点深度内に基板表面全体をもたらすか、または、基板上のその位置に基づいて材料を選択的に除去するために使用され得る。
【０００４】
一般的に、研磨を止めるか否かを決定するためには、所望の表面の平面性または層の厚さに達したときを、または下にある層が露出されたときを検出する必要がある。いくつかの技術がＣＭＰプロセスの間における、エンドポイントのインサイチュ検出に対して開発されている。例えば、層の研磨の間における、基板上の層の均一性のインサイチュ測定に対する光学監視システムが利用されている。光学監視システムは、研磨の間に基板に向って光ビームを配向する光源と、基板から反射される光を測定する検出器と、検出器からの信号を分析し、かつエンドポイントが検出されたか否かを計算するコンピュータとを含み得る。いくつかのＣＭＰシステムにおいて、光ビームは、研磨パッドの局部透明体を通って基板に向って配向される。
【０００５】
局部透明体を有するこのような研磨パッドは、当該技術分野において公知であり、ワークピース、例えば、半導体デバイスを研磨するために使用されている。例えば、特許文献１は、アパーチャを提供するために研磨パッドの一部分を除去し、アパーチャに透明な二区分シルクハット設計のポリウレタンまたは石英のプラグを配置して、局部透明体を提供することを開示している。一般的には、局部透明体が、上部研磨パッド層内に取り付けられ、研磨パッドの上部研磨表面と同一平面であるか、または研磨表面から陥凹している。同一平面に取り付けられた局部透明体は、研磨の間、および／または調整の間に、引っかかれ、かつ曇らせられ、結果として、研磨欠陥をもたらし、エンドポイントの検出を妨げる。従って、ＬＡＴを引っかきまたは別様に損傷させることを防止するために、研磨表面の平面から局部透明体を陥凹させることが望ましい。陥凹した局部透明体を有する研磨パッドは、特許文献２、特許文献３、特許文献４、特許文献５、およびに特許文献６ならびに特許文献７および特許文献８において開示されている。
【０００６】
ＬＡＴを研磨パッド内に張り付けるための従来の方法は、一般的に、局部透明体をパッドに取り付けるための接着剤使用または一体成形方法を含む。このような従来の方法は、（１）使用の間に、研磨パッドと局部透明体との間のシールが不完全であるかまたは劣化することより、研磨スラリーが、この欠陥を介して、圧盤上、または局部透明体の後方へ漏れ、従ってエンドポイント検出のための光学鮮明度を弱める、（２）スラリーが接着剤界面を弱め得るので、使用の間に局部透明体が研磨パッドから分離して排出され得る、という問題のうちの１つまたは両方を被る研磨パッドを製造する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許第５，８９３，７９６号明細書
【特許文献２】米国特許第５，４３３，６５１号明細書
【特許文献３】米国特許第６，１４６，２４２号明細書
【特許文献４】米国特許第６，２５４，４５９号明細書
【特許文献５】米国特許第６，２８０，２９０号明細書
【特許文献６】米国特許第７，１９５，５３９号明細書
【特許文献７】米国公開特許出願第２００２／００４２２４３号明細書
【特許文献８】米国公開特許出願第２００３／０１７１０８１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従って、陥凹していることに起因したワークピースによる摩耗を防止し、効率的かつ安価な方法を用いて製造され得る半透明領域（例えば、局部透明体）を含む効果的な研磨パッドに対するニーズが残る。本発明は、このような研磨パッド、およびこのようなパッドを作製する方法を提供する。本発明のこれらの利点および他の利点、ならびにさらなる発明特徴が本明細書に提供される本発明の説明から明白になる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の様々な実施形態が、上記のニーズに取り組み、他の利点を達成する。
【００１０】
本発明の一局面は、ＣＭＰ研磨パッドに向けられており、該ＣＭＰ研磨パッドは、（ａ）研磨層であって、該研磨層は、研磨表面および該研磨表面と反対側の背面を有し、該研磨層は、少なくとも１つの硬化した閉じたセル、熱硬化性ポリウレタンまたはポリ尿素の不透明領域および少なくとも１つのアパーチャ領域を有し、該少なくとも１つの硬化した熱硬化性不透明領域は、体積に対して約１０％〜約５５％の気孔率を有し、該少なくとも１つのアパーチャ領域は、（１）プラトー平面によって取り囲まれた、該研磨表面の下方に位置する上部開口部、（２）該背面と同一平面である底部開口部、および（３）該アパーチャ上部開口部から該アパーチャ底部開口部まで延びる直線垂直側壁を有し、該少なくとも１つのアパーチャ領域は、硬化した熱硬化性ポリウレタンまたはポリ尿素の局部透明体材料を含み、該材料は、７００〜７１０ナノメートルの波長において８０％未満の光透過率を有し、該材料は、熱硬化性ポリウレタンまたはポリ尿素の不透明エリアと直接的に化学的に結合する研磨層と、（ｂ）アパーチャのない除去可能な剥離シートであって、該研磨層の該背面の少なくとも一部分を覆う、剥離シートと、（ｃ）接着剤層であって、該研磨層と該剥離シートとの間に挿入され、該剥離シートが取り外された後に該研磨層背面をＣＭＰ装置の圧盤に接着することができる、接着剤層とを備えている。
【００１１】
本発明の第２の局面は、アセンブリに向けられ、該アセンブリは、非液体の、未硬化熱硬化性の局部透明体の中間材料であり、該材料は、少なくとも１つの支持部材に取り付けられた表面を有する。
【００１２】
本発明の第３の局面は、ＣＭＰ研磨パッドを作製する方法に向けられ、該方法は、（１）少なくとも１つの支持部材に取り付けられた１つの表面を有する非液体の、未硬化熱硬化性の局部透明体の中間材料の第１のアセンブリを提供するステップと、（２）該第１のアセンブリを研磨パッド作製装置に配置するステップであって、それによって、局部透明体の中間材料の該取り付けられた表面は、装置の中で形成される研磨パッドの研磨表面と底面との間に位置する、ステップと、（３）不透明な熱硬化性中間材料を該研磨パッド作製装置の中に導入するステップと、（４）該熱硬化性の局部透明体の中間材料と該不透明な熱硬化性中間材料とを同時に硬化させるステップであって、それによって、研磨表面および該研磨表面と反対側の背面を有する研磨層を形成し、該研磨層は、少なくとも１つの硬化した閉じたセル、熱硬化性ポリウレタンまたはポリ尿素の不透明領域および少なくとも１つのアパーチャ領域を有し、該少なくとも１つの硬化した熱硬化性不透明領域は、体積に対して約１０％〜約５５％の気孔率を有し、該少なくとも１つのアパーチャ領域は、（ａ）プラトー平面によって取り囲まれた、該研磨表面の下方に位置する上部開口部、（ｂ）該背面と共平面である底部開口部、および（ｃ）該アパーチャ上部開口部から該アパーチャ底部開口部まで延びる直線垂直側壁を有し、該少なくとも１つのアパーチャ領域は、硬化した熱硬化性ポリウレタンまたはポリ尿素局部透明体材料を含む、ステップとを含む。
【００１３】
本発明の第４の局面は、本発明の第３の局面の方法に向けられ、該第３の局面は、（５）前記研磨層の背面部分を除去して、所定の所望の厚さの研磨パッドを形成することあって、該除去するステップは、前記熱硬化性局部透明体が前記研磨パッドの前記不透明部分の背面と共平面となるように、該熱硬化性局部透明体の新しい底面を作製する、ことと、（６）アパーチャのない除去可能な剥離シートを取り付けることであって、該剥離シートは、前記研磨層と該剥離シートとの間に挿入された接着剤層とともに該研磨層の前記背面の少なくとも一部分を覆い、該接着剤層は、該剥離シートが取り外された後に該研磨層をＣＭＰ装置の圧盤に接着することができる、こととを含む（（５）だけを包含するか、または（６）を伴う）。
【００１４】
本発明の第５の局面は、ワークピースを製造する方法に向けられ、該方法は、本発明の第１の局面に記載されたタイプの研磨パッドによってワークピースの表面を研磨するステップを含む。
例えば、本発明は、以下の項目を提供する。
（項目１）
ＣＭＰ研磨パッドであって、該パッドは、
研磨層を備え、該研磨層は、研磨表面および該研磨表面と反対側の背面を有し、該研磨層は、少なくとも１つの硬化した閉じたセル、熱硬化性ポリウレタンまたはポリ尿素の不透明領域および少なくとも１つのアパーチャ領域を有し、該少なくとも１つの硬化した閉じたセル、熱硬化性ポリウレタンまたはポリ尿素の不透明領域は、体積に対して約１０％〜約５５％の気孔率を有し、該少なくとも１つのアパーチャ領域は、（１）該研磨表面の下方に位置する上部開口部、（２）該背面と同一平面である底部開口部、および（３）該アパーチャ上部開口部から該アパーチャ底部開口部まで延びる直線垂直側壁を有し、該少なくとも１つのアパーチャ領域は、熱硬化性ポリウレタンまたはポリ尿素の局部透明体（ＬＡＴ）材料の硬化したプラグで満たされ、該材料は、７００〜７１０ナノメートルの波長において８０％未満の光透過率を有し、熱硬化性ポリウレタンの不透明エリアと直接的に化学的に結合する、パッド。
（項目２）
アパーチャのない取り外し可能な剥離シートであって、前記研磨層の前記背面の少なくとも一部分を覆う、剥離シートと、
接着剤層であって、該研磨層と該剥離シートとの間に挿入される、接着剤層と
をさらに備え、該接着剤層は、該剥離シートが取り外された後に該研磨層をＣＭＰ装置の圧盤に接着することができる、項目１に記載の研磨パッド。
（項目３）
前記少なくとも１つの不透明領域は、予め部分的に硬化した前記少なくとも１つの熱硬化性ポリウレタンまたはポリ尿素のＬＡＴ材料のプラグの周囲に圧縮成形される、項目１に記載の研磨パッド。
（項目４）
前記研磨層は、約５０ミル〜約２００ミルであり、前記ＬＡＴ材料の厚さは、約３５〜約１５０ミルである、項目１に記載の研磨パッド。
（項目５）
前記少なくとも１つのアパーチャ領域の前記上部開口部を取り囲むプラトー平面は、約５ミル〜約５０ミルの幅を有する、項目１に記載の研磨パッド。
（項目６）
前記アパーチャのない取り外し可能な剥離シートは、ポリエチレンテレフタレート（ｔｅｒａｐｈｔｈａｌａｔｅ）フィルムである、項目２に記載の研磨パッド。
（項目７）
前記接着剤層は、アクリルタイプの感圧接着剤である、項目２に記載の研磨パッド。
（項目８）
溝パターンが、前記研磨表面の前記少なくとも１つの不透明領域に配置され、前記少なくとも１つのアパーチャ領域の上面は、平らであり、溝パターンを含まない、項目１に記載の研磨パッド。
（項目９）
前記溝パターンは、約１５ミル〜約１００ミルの深さ（複数可）、約１５ミル〜約５０ミルの幅（複数可）、および約３０ミル〜約１０００ミルのピッチ（複数可）を有する、項目１に記載の研磨パッド。
（項目１０）
前記パッドの前記不透明領域の硬度は、約２５〜約７５ショアーＤであり、前記ＬＡＴ材料の硬度は約２５〜約７５ショアーＤであり、該パッドの該不透明領域の密度は、１センチメートル当り約０．６〜１．２グラムであり、該ＬＡＴ材料の密度は、１立方センチメートル当り約１〜１．２グラムである、項目１に記載の研磨パッド。
（項目１１）
少なくとも１つの支持部材に取り付けられた表面を有する非液体の、部分的に硬化した熱硬化性局部透明体（ＬＡＴ）の中間材料であるアセンブリ。
（項目１２）
前記少なくとも１つの支持部材は、ポリマーフィルムを備え、該ポリマーフィルムは、前記部分的に硬化した熱硬化性ＬＡＴの中間材料表面に取り付けられる１つの表面を有し、および、接着剤層によって少なくとも１つの保持部材に取り付けられる反対側の表面を有する、項目１１に記載のアセンブリ。
（項目１３）
前記ポリマーフィルムは、ポリイミドフィルムである、項目１２に記載のアセンブリ。
（項目１４）
前記少なくとも１つの保持部材は、少なくとも１つのエポキシ樹脂ブロックである、項目１２に記載のアセンブリ。
（項目１５）
ＣＭＰ研磨パッドを作製する方法であって、該方法は、
（１）少なくとも１つの支持部材に取り付けられた１つの表面を有する非液体の、部分的に硬化した熱硬化性ポリウレタンまたはポリ尿素局部透明体（ＬＡＴ）の中間材料の第１のアセンブリを提供するステップと、
（２）該第１のアセンブリを研磨パッド作製装置の中に配置するステップであって、それによって、該部分的に硬化した熱硬化性ポリウレタンまたはポリ尿素ＬＡＴの中間材料の該取り付けられた表面は、該装置の中で形成される該研磨パッドの研磨表面と底面との間に位置する、ステップと、
（３）不透明な熱硬化性ポリウレタンまたはポリ尿素の中間材料を該研磨パッド作製装置の中に導入するステップと、
（４）該部分的に硬化した熱硬化性ポリウレタンまたはポリ尿素ＬＡＴの中間材料および該不透明な熱硬化性ポリウレタンまたはポリ尿素の中間材料を圧縮成形によって同時に硬化させるステップであって、それによって、研磨表面および該研磨表面と反対側の背面を有する研磨層を形成し、該研磨層は、少なくとも１つの硬化した閉じたセル、不透明な熱硬化性ポリウレタンまたはポリ尿素の領域および少なくとも１つのアパーチャ領域を有し、該少なくとも１つの硬化した閉じたセル、不透明な熱硬化性ポリウレタンまたはポリ尿素の領域は、体積に対して約１０％〜約５５％の気孔率を有し、該少なくとも１つのアパーチャ領域は、（ａ）プラトー平面によって取り囲まれた、該研磨表面の下方に位置する上部開口部、（ｂ）該背面と同一平面である底部開口部、および（ｃ）該アパーチャ上部開口部から該アパーチャ底部開口部まで延びる直線垂直側壁を有し、該少なくとも１つのアパーチャ領域は、硬化した熱硬化性ポリウレタンまたはポリ尿素ＬＡＴの材料のプラグを含み、該プラグは、部分的に硬化した熱硬化性ポリウレタンまたはポリ尿素ＬＡＴの中間材料から形成され、該材料は、不透明な熱硬化性ポリウレタンまたはポリ尿素エリアと化学的に直接的に結合している、ステップと
を含む、方法。
（項目１６）
（５）前記研磨層の背面部分を除去して、所定の所望の厚さの研磨パッドを形成するステップをさらに含み、該除去するステップは、前記硬化した熱硬化性ポリウレタンまたはポリ尿素ＬＡＴの材料が、該研磨パッドの前記不透明部分の背面と同一平面となるように、該硬化した熱硬化性ポリウレタンまたはポリ尿素ＬＡＴ材料の新しい底面を作製する、項目１５に記載の方法。
（項目１７）
（６）アパーチャのない除去可能な剥離シートを取り付けるステップをさらに含み、該剥離シートは、前記研磨層と該剥離シートとの間に挿入された接着剤層とともに該研磨層の前記背面の少なくとも一部分を覆い、該接着剤層は、該剥離シートが取り外された後に該研磨層をＣＭＰ装置の圧盤に接着することができる、項目１６に記載の方法。
（項目１８）
項目１に記載の研磨パッドによってワークピースの表面を研磨するステップを含む、ワークピースを製造する方法。
（項目１９）
前記研磨パッドが前記ワークピースに対して動かされて、該ワークピースを研磨し、それによって該ワークピースを研磨する間に、インサイチュ研磨エンドポイント検知システムによって、該ワークピースの研磨の進行を監視することをさらに含む、項目１８に記載の方法。
（項目２０）
前記インサイチュ研磨エンドポイント検出システムによって、前記ワークピースの研磨のエンドポイントを決定することをさらに含む、項目１９に記載の方法。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
このように一般的用語で本発明を説明してきたが、ここで、添付の図面への参照がなされる。図面は、必ずしも一定の比率で描かれず、限定ではなく、例示的であるように意味される。
【図１】図１は、研磨パッドを含むＣＭＰ装置の断面図である。
【図２】図２は、ＬＡＴを有する研磨パッドの実施形態の上面図である。
【図３】図３は、図２の研磨パッドの断面図である。
【図４】図４は、断面図、図３であり、ここでは、取り外し可能な剥離シートが、研磨パッドの背面に貼り付けられ、そして接着剤層が研磨層と該剥離シートとの間に挿入されている。
【図５】図５は、断面図、図３であり、ここでは、取り外し可能な支持体が、接着剤層によって局部透明体の上面に取り付けられ、そして剥離性層が、該支持体と該局部透明体との間に挿入されている。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
（詳細な説明）
本発明は、ここで、添付の図面を参照して、以下、より完全に説明され、本発明の実施形態全部ではなく、いくつかの実施形態が示される。実際には、本発明は、多くの異なる形式で実施され得、本明細書に説明された実施形態に限定されるとして解釈されるべきではなく、むしろこれらの実施形態は、本開示が適用可能な法律要件を満たすように提供される。
【００１７】
本明細書および特許請求範囲に使用された用語「閉じたセル」は、パッドに使用された気孔または細孔のタイプを指す。これらの閉じたセルの細孔は、性質が微小なセル状であり、互いに独立しており、他のＣＭＰパッドにも使用される相互接続されているかまたは網状のセル細孔の開いたセルまたはネットワークとは異なる。
【００１８】
本明細書および特許請求範囲に使用された用語「局部透明体」または「ＬＡＴ」は、半透明材料を指し（すなわち、７００〜７１０ナノメートルの波長において８０％未満の透過率（ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｃｙ）を有する）、この半透明材料は、このようなＬＡＴを使用し得る光学エンドポイントシステムを備えているＣＭＰ装置においてエンドポイント検出を可能にするための使用に対して適切である。
【００１９】
本明細書および特許請求範囲に使用された用語「非液体、不完全硬化」、「部分的硬化」、および「局部透明体の中間材料」は、熱硬化性ポリウレタンまたはポリ尿素樹脂組成物を指し、この熱硬化性ポリウレタンまたはポリ尿素樹脂組成物は、部分的に硬化されて、非液体状態（例えば、表面上に反応基を有するゲル状または半固体材料であり、この反応基は、圧縮成形もしくはオーブン硬化またはその両方の間にｐｓｄの硬化していない不透明部分の反応基と反応し得る）となり、支持部材に取り付けられることができ、次に圧縮成形装置内に正確に位置決めされ、ＣＭＰパッドにおいて陥凹したＬＡＴを形成する。
【００２０】
本明細書および特許請求範囲に使用された用語「不透明」は、ＬＡＴよりはるかに透明ではないＣＭＰパッドの部分を指す。好ましくは、パッドの不透明な領域は、性質が不透明またはほぼ不透明である（例えば、７００〜７１０ナノメートルの波長において１０％未満の透過率を有する）。
【００２１】
本明細書および特許請求範囲に使用された用語「気孔」は、ガス充填粒子、ガス充填球体（例えば、拡張された中空ポリマーの微小球）および他のポロゲン、ならびに、他の手段、例えば、粘性システム内にガスを機械的に起泡すること、ポリウレタン／ポリ尿素のメルト内にガスを注入すること、ガス生成物との化学反応を用いてインサイチュでガスを導入すること、または圧力を減少させて、溶解ガスに泡を形成させることから形成された空隙を含む。本発明の研磨パッドは、体積に対して約１０％〜約５５％の気孔濃度を含む。気孔は、研磨の間に研磨流体を移送する研磨パッドの能力に寄与する。好ましくは、研磨パッドは、体積に対して約２０％〜約４０％の気孔濃度を有する。好ましくは、細孔粒子は、１０〜１００．ｍｕ．ｍ（ミクロン）の平均径を有する。より好ましくは、細孔粒子は、１２〜９０．ｍｕ．ｍ（ミクロン）の平均径を有する。拡張された中空ポリマーの微小球の場合においては、好ましい平均径は、約１２〜約８０．ｍｕ．ｍ（ミクロン）である。
【００２２】
本明細書および特許請求範囲に使用された用語「熱硬化性ポリウレタンまたはポリ尿素」は、熱硬化性ポリウレタンもしくはポリ尿素ポリマーまたはそれらの組み合わせを硬化させることによって作製された任意のポリウレタンまたはポリ尿素の硬化したポリマーを指す。好ましくは、硬化は、圧縮成形装置における熱エネルギーによって引き起こされる。本発明の熱硬化性ポリウレタンおよびポリ尿素は、同じくＣＭＰパッドを作製するために使用されている熱可塑性ポリウレタンまたはポリ尿素ポリマーと区別される。
【００２３】
図１に示されるように、ＣＭＰ装置１０は、圧盤１６上の研磨パッド１８に対してワークピース、例えば、半導体基板１４を保持するための研磨ヘッド１２を含む。ＣＭＰ装置は、米国特許第５，７３８，５７４号に説明されるように構成され得る。上記文献は、参考としてその全容が本明細書において援用される。
【００２４】
図２を参照すると、いくつかの実装において、研磨パッド１８は、１５．０インチ（３８１．００ｍｍ）の半径Ｒ、対応する３０インチの直径を有する。他の実装において、研磨パッド１８は、１０．０インチ、１５．２５インチ（３８７．３５ｍｍ）または１５．５インチ（３９３．７０ｍｍ）の半径、対応する２０インチ、３０．５インチまたは３１インチの直径を有し得る。
【００２５】
図３を参照すると、いくつかの実装において、溝２６は、研磨表面２４においてインサイチュで形成され得る。溝は、任意の適切なパターンであり得、任意の適切な深さ、幅およびピッチを有し得る。例えば、溝２６は、好ましくは、約０．０１５インチから０．１００インチまで（１５ミル〜１００ミル、または０．３８１ｍｍ〜２．５４ｍｍ）の深さを有する。溝２６は、好ましくは、約０．０１５インチから０．０５０インチまで（１５ミル〜５０ミル、または０．３８１ｍｍ〜１．２７ｍｍ）の幅を有し得る。溝２６は、好ましくは、約０．０３０インチから１．０００インチまで（３０ミル〜１０００ミル、または０．７６２ｍｍ〜２５．４ｍｍ）のピッチを有し得る。研磨表面は、２つ以上の異なる溝パターン、例えば、大きな溝と小さな溝との組み合わせを有し得る。溝は、傾斜した溝、同心の溝、らせん形または円形の溝、円形の溝と放射状直線または放射状曲線との組み合わせ、またはＸＹクロスハッチパターンの形態であり得、連結性において連続的、または非連続的であり得る。他の有用なパターンは、米国特許第７，３７７，８４０号、ならびに公開された特許出願第２００８／０２１１１４１号および第２００９／０３１１９５５号Ａ１に示されたパターンを含む。所望であるなら、溝は、透明の窓部分の表面を横切って、研磨スラリーの流れを配向するように構成される（例えば、１つ以上の溝は、プラトー平面の外側まで延び得る）。なお、溝は、ＬＡＴの上面を覆わない。溝の側壁はまた、傾斜し得、例えば、Ｕ字形、もしくはＶ字形、または完全に垂直であり得る。
【００２６】
図１に戻って、一般的には、研磨パッドの材料が、（研磨組成物としても公知である）化学的研磨液体３０を用いて湿らされる。研磨組成物の選択は、処理状態、作製されるワークピース、および利用される特定のＣＭＰ装置を含むいくつかの因子に大きく依存する。
【００２７】
圧盤がその中心軸の周りに回転すると、研磨ヘッド１２は、研磨パッド１８に反して基板１４に圧力を印加する。さらに、研磨ヘッド１２は、通常、その中心軸の周りに回転され、駆動シャフトまた並進アーム３２を介して圧盤１６の表面を横切って並進させられる。研磨溶液と連携して、基板と研磨表面との間の圧力および相対的運動は、基板の研磨をもたらす。
【００２８】
光学アパーチャ３４が、圧盤１６の上面に形成される。光源３６（例えば、レーザー）と、検出器３８（例えば、光子検出器）とを含む光学監視システムが、圧盤１６の上面の下に設置される。例えば、光学監視システムは、光学アパーチャ３４と光学的に連通している、圧盤１６内のチャンバー内に設置され、駆動シャフト６４を介して圧盤と共に回転し得る。光学アパーチャ３４は、透明の固体部品（例えば、石英ブロック）で充填され得、または光学アパーチャ３４は、空の孔であり得る。１つの実装において、光学監視システムおよび光学アパーチャは、圧盤の対応する凹所内に嵌まるモジュールの一部分として形成される。代替的には、光学監視システムは、圧盤の下に設置された固定のシステムであり得、光学アパーチャは、圧盤を貫いて延在し得る。光源は、遠赤外線から紫外線までの任意の波長（例えば、赤い光）を利用し得るが、ブロードバンドスペクトル（例えば、白色光）も使用され得る。検出器は、分光計であり得る。
【００２９】
ＬＡＴ４０が、横になっている研磨パッド１８の中に形成され、圧盤の光学アパーチャ３４と整列される。ＬＡＴ４０およびアパーチャ３４が、圧盤の少なくとも一部分の回転の間に、ヘッド１２の並進位置に関わらず、研磨ヘッド１２によって保持されるワークピースまたは基板１４が視界に入るように、ＬＡＴ４０およびアパーチャ３４が位置決めされる。光源３６は、アパーチャ３４およびＬＡＴ４０を通して光ビームを投影し、少なくとも、ＬＡＴ４０がワークピースまたは基板１４に隣接している間に、横になっている基板１４の表面に光ビームを当てる。基板から反射された光は、検出器３８によって検出される、結果として生じるビームを形成する。光源および検出器は、コンピュータ（示されていない）と結合されており、このコンピュータは、検出器から測定された光強度を受信し、新しい層の露出を示す基板の反射における突然の変化を検出することによって、干渉原理を用いて外側層（例えば、透明な酸化物層）から除去された厚さを計算することによって、または所定のエンドポイント基準に対して信号を監視することによって、研磨のエンドポイントを決定するために測定された光強度を使用する。
【００３０】
非常に薄い研磨層の中に通常の大きな長方形ＬＡＴ（例えば、約２．０インチ×約０．５インチのＬＡＴ）を配置することについての１つの問題は、研磨の間のＬＡＴの層間剥離である。特に、研磨の間の基板からの横方向の摩擦力は、パッドの不透明部分の側壁に対してＬＡＴの圧縮成形物を保持する力より大きくあり得、それによってＬＡＴを不透明部分から分離させる。本発明は、陥凹したＬＡＴを有することと共に、ＬＡＴの側壁とパッドの不透明部分の隣接する側壁との間に強い共有結合を有することによってその問題を克服する。
【００３１】
図２に戻って、ＬＡＴ４０は、研磨の間に基板によって印加される摩擦力の方向（研磨パッドを回転させる場合においては半径に対する接線方向）に狭く、かつその方向に垂直な方向（研磨パッドを回転させる場合においては半径に沿う方向）に広い。例えば、ＬＡＴ４０は、１５インチの半径を有する研磨パッド１８の中心から約７．５インチ（１９０．５０ｍｍ）の距離Ｄに中心を置く、約０．５インチの幅で約２．０インチの長さの領域を使用し得る。
【００３２】
ＬＡＴ４０は、ほぼ長方形の形状を有し得、長方形のより長い方の寸法は、ＬＡＴ４０の中心を通る研磨パッドの半径に実質的に平行している。しかしながら、ＬＡＴ４０は、プラトー平面４２によって囲まれ、例えばプラトー平面は、好ましくは、約５ミル〜約５０ミルの幅であり、長方形のＬＡＴの全周を囲む。このプラトー平面は、本発明のパッドにおいて、それに関連するいくつかの利点を有する。これらの利点は、製造の容易さと、ＬＡＴの表面上での改善されたスラリーの流れとを含む。さらに、プラトー平面は、支持部材が圧縮成形ステップの後に硬化したＬＡＴから除去されることを可能にする余分の空間を提供する。
【００３３】
図３を参照すると、ＬＡＴ４０は、研磨層２０の厚さほどは深くなく、その結果、ＬＡＴ４０の上面５２は、研磨表面２４と共平面ではなく、その一方で、ＬＡＴの底面５４は、研磨層の底面２２と共平面である。ＬＡＴ４０の真っ直ぐな側壁の周辺は、研磨層２０の不透明部分６０の内部側壁エッジに固定され得、例えば、化学的に結合され得る。平面４２が、ＬＡＴの上面５２の両側に示される。
【００３４】
研磨パッド４０の直径と比べると、研磨パッド４０は、概して薄く、例えば、０．２００インチ（２００ミルまたは５．０８ｍｍ）より薄く、より好ましくは、０．０５０インチ〜０．１５０インチ（５０ミル〜１５０ミルまたは１．２７ｍｍ〜３．８１ｍｍ）である。例えば、研磨層２０、接着剤２８およびライナー４４の全部の厚さは、約０．１４０インチであり得る。研磨層２０は、約０．１３０インチの厚さであり得、接着剤２８およびライナー４４は、残りの０．１インチを提供する。溝２６は、好ましくは、研磨パッドの深さの約１／４〜１／２、例えば、およそ０．０１５〜０．０５０インチ（１５ミル〜５０ミルまたは０．３８１ｍｍ〜１．２７ｍｍ）であり得る。ＬＡＴの厚さは、概して、溝の深さを差し引いた研磨パッドの厚さに等しい。パッドの厚さが約０．２００インチであり、かつ溝の深さが０．０５０インチである場合に、ＬＡＴの厚さは、約０．１５０インチである。パッドの厚さが約０．０５０インチであり、かつ溝の深さが０．０１５インチである場合に、ＬＡＴの厚さは、約０．０３５インチである。パッドの厚さが約０．１３０インチであり、かつ溝の深さが０．０３５インチである場合に、ＬＡＴの厚さは、約０．０９５インチである。
【００３５】
図４を参照すると、圧盤上への設置の前に、研磨パッド１８はまた、（図３および５に示される）研磨パッドの不透明な底面２２およびＬＡＴ底面５４の上の接着剤層２８にわたる剥離ライナー４４を含み得る。ライナーは、概して、圧縮不可能であり、また、概して、流体不浸透性層、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ｔｅｒａｐｈｔｈａｌａｔｅ）（ＰＥＴ）（例えば、ＭｙｌａｒＴＭ  ＰＥＴ）フィルムであり得る。使用時、剥離ライナーは、手で研磨パッドから剥がされ、研磨層の背後側２０が、感圧性接着剤２８を用いて圧盤に付けられる。
【００３６】
研磨パッドを製造するために、最初に研磨層２０が形成され、図４に示されるように、研磨層２０の底面が次に、感圧性接着剤２８およびライナー層４４によって覆われる。溝２６は、感圧性接着剤２８およびライナー層４４の取り付けの前に、パッドの圧縮成形プロセスの一部分として研磨層２０にインサイチュで形成される。
【００３７】
研磨パッド１８の有効な部分は、研磨表面２４を有する研磨層２０を含み、研磨表面は基板表面２２および底面５４と接触して、接着剤２８によって研磨パッド１８を圧盤１６に固定し得る。研磨パッド１８は、少なくとも１つの不透明領域と、少なくとも１つの局部透明体領域とで作製される。
【００３８】
本発明のＬＡＴパッドの不透明部分は、ウレタンプレポリマー、ポロゲン、およびフィラーを含む混合物を硬化剤と反応させて、実質的に一様に微小なセル状の、閉じたセルの構造を有する不透明な黄褐色の熱硬化性ポリウレタンもしくはポリ尿素を形成することによって作製され得る。この不透明なパッド部分は、複数のポリマー材料から作製されず、ポリマー材料の混合物は、上記反応によって形成されない。その代わりに、この不透明なパッド部分は、単一タイプのポリウレタンポリマーを形成する非ポリマーウレタン前駆体から作製される。パッドの不透明部分における適切な不透明化フィラーは、パッドの特定の領域に不透明性を提供することの他に、研磨パッドと研磨されるワークピースとの間に向上された潤滑の挙動を提供し得る。
【００３９】
ウレタンプレポリマーは、本発明の研磨パッドの研磨層を形成するための反応注入成形に対して好ましい反応性の化学的性質である。「プレポリマー」は、オリゴマーおよびモノマーを含む最終ポリマー化製品に対する任意の前駆体を意味するように意図される。多くのこのようなプレポリマーは、周知であり、かつ市販によって利用可能である。ウレタンプレポリマーは、概して、プレポリマー鎖の末端に反応性部分を含む。市販により利用可能なイソシアネートプレポリマーは、ジイソシアネートプレポリマーおよびトリイソシアネートプレポリマーを含む。ジイソシアネートプレポリマーの例は、トルエンジイソシアネートおよびメチレン−ジフェニルジイソシアネートを含む。好ましくは、イソシアネートプレポリマーは、少なくとも２つの平均的イソシアネート官能価（すなわち、プレポリマー分子の少なくとも２つのイソシアネート反応性部分）を含む。結果として生じるポリマー化製品の処理は、使用される成形設備およびプロセスに依存して難しくなり得るので、４より大きい平均的イソシアネート官能価は、概して望ましくない。ポリエーテルプレポリマーが特に望ましい。パッドの不透明部分を作製することにおいて有用なウレタンおよび尿素プレポリマーの例は、トルエンジイソシアネートの２，４異性体と２，６異性体との混合比率が８０％対２０％である混合物、トルエンジイソシアネートの２，４異性体と２，６異性体との混合比率が７５％対２５％である混合物、トルエンジイソシアネート多官能価イソシアネート、メチレン−ジフェニルジイソシアネート、ポリエーテルベースのトルエンジイソシアネートプレポリマー、およびポリエーテルポリテトラメチレングリコール−トルエンジイソシアネート、ならびに公開された米国特許出願第２００６／０２７６１０９号に開示された他のプレポリマーを含む。
【００４０】
パッドの不透明部分を作製することにおいて有用なポロゲンの例は、ポリマーの微小球（例えば、無機塩、糖および水溶性粒子）を含む。このようなポリマー微小球（または微小構成要素）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（ａｃｒｙｌｉｔｅ）、スターチ、マレイン酸コポリマー、ポリエチレン酸化物ポリウレタン、シクロデキストリンおよびそれらの組み合わせを含む。ＣＭＰパッドに気孔を加えることにおいてポロゲンとして使用されている、ガス充填の拡張された中空の微小球の１つの特定の例は、予め拡張されたガス充填のＥＸＰＡＮＣＥＬアクリロニトリルビニリジエンクロリド微小球（Ａｋｚｏ  Ｎｏｂｅｌ  ｏｆ  Ｓｕｎｄｓｖａｌｌ、Ｓｗｅｄｅｎから利用可能）である。拡張された中空ポリマーの微小球の平均径の好ましい範囲は、約１２．ｍｕ．ｍ（ミクロン）〜約８０．ｍｕ．ｍ（ミクロン）である。所望なら、ポリマー材料において、微小球の直径が改変され得、または異なる微小球の異なるサイズまたは混合が利用され得ることに留意されたい。他のポロゲンは、米国特許第６，６４８，７３３号および公開された米国特許出願第２００６／０２７６１０９号において開示される。
【００４１】
パッドの不透明部分を作製する際に有用な潤滑剤フィラーの例は、テフロン（登録商標）、セリウムフッ化物、ＰＴＦＥ、ナイロン６，６６、ＰＥＫ（ポリエーテルケトン）、ＰＥＫ（ポリエーテルケトン）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、ＰＥＫＫ（ポリエーテルケトンケトン）、ＰＥＫＥＫＫ（ポリエーテルケトンエーテルケトンケトン）、硫化モリブデン、窒化ほう素、硫化タングステン、グラファイト、フッ化グラファイト、硫化ニオブ、硫化タンタル、およびケイ酸マグネシウム水酸化物（タルク）、ならびに公開された米国特許出願第２００６／０２７６１０９号に開示されている他の潤滑剤を含む。
【００４２】
パッドの不透明部分を作製する際に有用な硬化剤の例、ジエチルトルエンジアミン；ジ−（メチルチオ）トルエンジアミン；４，４’メチレン−ビス（３−クロロ−２，６ジアニリン）；メチレンジアニリン）；４，４’メチレン  ビス  （オルトクロロアニリン）；４，４’−メチレンビス（２−クロロアニリン）；トリメチロールプロパン（ＴＭＰ）；トリ  イソプロパノール  アミン（ＴＩＰＡ）；トリメチレン  グリコール  ジ−ｐ  アミノ  ベンゾエート；エチレン  グリコール（＞５５％）＋トリエチレンジアミン；１，４ブタンジオール；およびチオエーテル芳香族ジアミン、ならびに公開された米国特許出願第２００６／０２７６１０９号に開示されている他の潤滑剤。
【００４３】
付加的な成分、例えば連鎖延長剤、ポリオール、光安定剤、熱安定剤なども、不透明部分を作製するために使用され得る。
【００４４】
パッドの不透明パッド部分は、不透明なフィラーおよびポロゲンを含み、一方、透明なＬＡＴ部分は、いかなる不透明なフィラーもポロゲン材料も必要としない。また、パッドの不透明パッド部分は、非水溶性ポリマーマトリックス不透明材料の中に分散されたいかなる水溶性粒子も有しない。不透明領域は、性質が一様に疎水性である。調整すると、これらの調整された部分は、濡らすことができるようにより疎水性を増す。平均的な細孔は、約１０ミクロンから約１００ミクロンまでであり、より好ましくは、約１２ミクロンから約９０ミクロンまでである。
【００４５】
局部透明体インサートは、ウレタンプレポリマーを硬化剤と反応させることによって作製される。ウレタンプレポリマーおよびパッドの不透明な部分を作製するために上に列挙され硬化剤は、ＬＡＴを作製するために有用であり得る。ＬＡＴの側壁とパッドの不透明部分の隣接する側壁との間の共有結合ができる限り強いことが望ましいので、ＬＡＴと不透明部分とに対して同じプレポリマーを使用することが、一部の例においては好ましいことがあり得る。
【００４６】
付加的な成分、例えばフィラー、ポロゲン、連鎖延長剤、ポリオール、光安定剤、熱安定剤なども、ＬＡＴ部分を作製するために使用され得る。透明なＬＡＴ部分は、複数のポリマー材料からは作製されず、ポリマー材料の混合物は、上記反応によっては形成されない。実際には、このＬＡＴインサートパッド部分は、単一タイプのポリウレタンまたはポリ尿素ポリマーを形成する非ポリマーウレタン前駆体から作製される。結果として生じるこのＬＡＴに対するポリマーは、非コハク色の（ｎｏｎ−ａｍｂｅｒｉｎｇ）ウレタンエラストマではなく、またＣＭＰプロセスにおいて使用される任意のスラリー材料の屈折率と整合するように作為的に設計された屈折率を有することもない。このパッドのＬＡＴ部分は、ＬＡＴをより透明にする清澄材料を含まない。本発明のＬＡＴは、その体積全体にわたって一様で、単一の屈折率を有する。また、水溶性粒子は、この非水溶性ポリマーマトリックスＬＡＴ材料の中に分散されていない。さらに、このＬＡＴは、気体透過性材料またはガラスもしくは結晶性材料；シリコーン、ポリ（ヘプタフルオロブタクリレート（ｂｕｔａｃｒｙｌａｔｅ））またはポリ（トリフルオロビニルアセテート）；またはアクリル−ウレタンオリゴマもしくはアクリル−エポキシ材料、では作製されていない。このパッドは、ＬＡＴ部分にも不透明部分にも、研磨粒子を使用しない。また、非圧縮状態においては不透明な材料から変化して、圧縮された状態において半透明になるタイプの材料でもない。ＬＡＴインサートは、細孔を有さず、したがって、スラリー粒子を吸収または移送する内在的能力を有しない。これとは対照的に、パッドの不透明部分は、細孔を有しており、したがって、スラリーおよびスラリー粒子を吸収または移送する内在的能力を有する。各パッドは、好ましくは、ただ１つのＬＡＴを有し、１つより多くのＬＡＴをパッドに有することは好ましくない。さらに、上面から底面へと傾いている（すなわち、垂直の側壁を有しない）ＬＡＴは考慮されていない。
【００４７】
１つの好ましいＬＡＴは、４辺の実質的に長方形の横断面形状（すなわち、ｘ、ｙ−軸に沿って）（すなわち、水平面において丸みのある角を有する２インチ×０．５インチの長方形）である。しかし、将来は、他の形状が考慮され得る。全ての垂直面において（すなわち、ｚ−軸に沿って）、ＬＡＴは、垂直な長方形の横断面形状を有する。換言すれば、ＬＡＴインサートの側壁の各々は、完全に垂直である。これによって、成形の前におけるＬＡＴの圧縮成形装置の中への挿入が容易となる。これとは対照的に、ＬＡＴインサート（ｉｎｅｒｔ）は、例えばシルクハット設計のような、複数のサイズ区間から作製されることはない。また、パッドにおけるＬＡＴの側壁面は、例えばのこぎり歯形状、波形状、および歯形状のような平らではない側面であることは考慮されていない。さらに、上面から底面へと傾いているＬＡＴは考慮されていない。そのような形状は、圧縮成形装置の中へのＬＡＴの挿入を複雑にする。
【００４８】
ＬＡＴインサートは、最初に上記のＬＡＴインサートプレポリマー前駆体成分（硬化剤を除く）を、機械的攪拌器、窒素ガスヘッドスペース、真空脱気システムを備えたブレンドタンクの中に一緒に加えることによって作製される。完全に混合された後の混合物は、ミキシングヘッドを介して小さなモールドに移送され、この小さなモールドにおいて、硬化剤が混合物に加えられる。支持部材が次に、硬化していないＬＡＴ混合物に取り付けられる。移送された混合物は、約８０〜１５０℃の温度で、２０分間、小さなモールドで部分的に硬化され、支持部材に支持された所望のＬＡＴインサート形状の非液体、不完全硬化の透明ゲル状プラグまたは製品となる。インサートは、熱エネルギーのみによって部分的に硬化され、光硬化または他の技術によっては硬化されない。図５に示されるように、支持部材６２は、エポキシ保持ブロック４６を含み、このエポキシ保持ブロック４６は、反対側の端（５０および５６）に接着層を有すると共に、接着層５０に取り付けられたポリイミドフィルム４８を有し、これらは、この部分的硬化ステップの前に、この小さなＬＡＴモールドに配置され、ＬＡＴがより大きなパッドモールドに配置されたときＬＡＴを支持する。ポリイミドフィルム４８の１つの面は、この部分的硬化ステップの間に、ＬＡＴの上面５２に取り付けられる。エポキシ保持ブロックの他方の側の接着層５６は、圧縮モールド装置の表面に取り付けられ、成形作業の間、ＬＡＴ／支持部材アセンブリを所定の場所に保持する。
【００４９】
このゲル状ＬＡＴおよび支持部材インサートは次に、ＣＭＰ  ＬＡＴパッド作製装置（例えば、圧縮成形装置）のエリアに配置され、この装置は、ＬＡＴゲルおよび支持部材を受け入れ、配置するように設計されている。本発明のプロセスは、ゲルインサートをモールドの中に保持するためのポリマースリーブの使用は考慮していない。ＬＡＴインサートは、モールドにおいて透明なＬＡＴインサートの上部が、研磨表面の上部（または、溝エリアの上部）の下方にあるように、パッドモールドに配置される。このパッドの不透明部分が、このＬＡＴインサートの上面または底面いずれかを越えて延びることは考慮されていない。このパッドのＬＡＴ部分は、完全に硬化したとき、非圧縮性の固体である。所定の場所に置かれ、不透明部分と共に硬化した後は、このパッドのＬＡＴ部分はもはや、圧縮されることのできるゲル状材料ではなく、また、無機／有機ハイブリッドゾル−ゲル材料でもない。相対的なＬＡＴ部分の磨耗率は（不透明部分の磨耗率と比較して）取るに足りない。なぜならば、ＬＡＴの上面の位置は、研磨表面の下方にあり、したがって、磨耗は受けないからである。ゲル状ＬＡＴおよび支持部材インサートは小さなモールドで作製され、パッドモールドに加えられ、その後十分な時間を置いてから不透明な液体がモールドに加えられるので、ゲル状ＬＡＴおよび支持部材インサートは、そのクエンチ温度よりも低い温度まで冷却する。換言すれば、パッドモールドに加えられるときには熱くない。
【００５０】
液体不透明パッドポリマー前駆体混合物は、ブレンドタンクの中で上記の成分（硬化剤を除く）を混合することによって別個に作製され、このブレンドタンクには、機械的攪拌器および窒素ガスヘッドスペースが備わっている。完全に混合された後の混合物は、デイタンクに移送される。使用に対する準備が整うと、混合物は、ミキシングヘッドを介してＣＭＰ  ＬＡＴパッドモールドへ移送され、このＣＭＰ  ＬＡＴパッドモールドにおいて、硬化剤が加えられる。不透明前駆体混合物が、モールドの中に加えられ、モールドの残り部分を満たし、ＬＡＴインサートを概ね取り囲む。この作業において使用される１つの適切な混合装置は、バーウル（Ｂａｕｌｅ）混合システムと呼ばれる。
【００５１】
ゲル状ＬＡＴおよび支持部材インサートならびに不透明部分を加える前に、圧縮モールドは、約１１０〜１３５℃に予熱される。インサートがモールドの中に配置され、そして、不透明部分がモールドの残りの部分を満たした後、モールドは閉じられ、約８〜１５分間加熱されて、不透明材料を部分的に硬化させ、そして、さらに透明な材料を硬化させる。圧縮成形装置の圧縮力は、約１０００ポンド〜３００００ポンドの力以上であり得る。モールドの上部部分および底部部分の熱質量により、ＬＡＴパッドの製造の間に成形温度を循環させることが実際上できないので、モールドの内部は、製造が進行している間、ほぼ同じ処理温度に保たれる。ＬＡＴインサートは小さなモールドで作製され、パッドモールドに加えられ、その後十分な時間を置いてから、不透明な液体が加えられので、ＬＡＴインサートは、そのクエンチ温度よりも低い温度まで冷却する。換言すれば、ＬＡＴ／支持部材インサートは、パッドモールドに加えられる前には成形温度まで予熱されない。この硬化の間、ＬＡＴの側壁は、パッドの不透明部分の隣接する側壁と共有結合し始め、したがって、強いパッドを形成し、この強いパッドにおいては、ＬＡＴと不透明領域とが強く結合し合っている。この共有結合は、先行技術への参照で示唆されているような、すでに硬化したＬＡＴと硬化していない不透明なエリアとの間の結合またはすでに硬化した不透明エリアと硬化していないＬＡＴとの間の結合のいずれよりもはるかに強い。プラトー側壁および溝エリアもまた、この圧縮成形ステップの間にインサイチュで形成される。上部開口部（つまり結果として生じるＬＡＴの上面）を取り囲むプラトー平面は、約５ミル〜約５０ミルの幅を有する。強い側壁共有結合と、１つの成形ステップで溝とプラトー平面特徴とをインサイチュで同時に作製することとの組み合わせにより、ＣＭＰ研磨パッドを作製する非常に効率的で経済的なプロセスが生じる。
【００５２】
圧縮成形は、成形材料が、開いた加熱されたモールドの空洞に置かれる成形の方法である。上型（ｔｏｐ  ｆｏｒｃｅ）またはプラグ部材で閉じられ、圧力が印加されて、成形材料をモールド内面全面と接触させる。結果として生じるパッドが容易に成形装置から取り外される（すなわち、ディモールド(ｄｅｍｏｌｄ）される）ことができるように、熱および圧力は、成形材料が十分に硬化するまで維持される。
【００５３】
硬化時間が満了した後、部分的に硬化した固体の材料が「ディモールド」され、モールドから取り外される。支持部材もまた、ＬＡＴの上面から取り外される。ＬＡＴの上面を取り囲むプラトー平面は、支持部材をＬＡＴから容易に取り外すことを可能にする。ここで露出されたＬＡＴの上面は、研磨パッドの上部研磨表面と底面との間に位置する滑らかな表面である。ＬＡＴインサートの上面は、そこに設計されたパターンも、溝も有しない。パッドの不透明部分の上面だけが、そこに設計された溝を有する。
【００５４】
プラトー領域は、ＬＡＴの上面のエッジの周囲に存在する。従って、ＬＡＴのエッジは溝エリアの側壁と合体せず、溝エリアの側壁から少し距離を置いて位置する。このパッドの研磨表面は、不透明な溝つきの研磨表面である。透明な溝は、このＬＡＴパッドに対しては考慮されていない。
【００５５】
固体の部分的に硬化したパッドは次に、好ましくは硬化炉へ移され、約８０〜１１０℃で８〜２４時間加熱されて、パッドのＬＡＴと不透明部分との両方の硬化を完了する。この炉での硬化は、パッドの硬化を圧縮成形装置の中において完了することが望まれる場合は必要とされない。ＬＡＴのまっすぐな側壁は、熱加熱により、周囲の不透明なエリアに化学的に直接結合される。ＬＡＴは、パッドの不透明部分に対して明確な構造的相違を示す境界を有し、パッドの中で正しい位置に固定され、パッドの不透明部分から独立して動くことはない。ＬＡＴの側壁と周囲の不透明領域との間に中間接着剤層は必要とされない。なぜならば、ＬＡＴと不透明エリアとは一緒に硬化し合い、結果として生じる化学結合は、完全に硬化したＬＡＴと未硬化の不透明材料とが共に加熱されたとき、または未硬化のＬＡＴと完全に硬化した不透明エリアとが一緒に加熱されたときよりも強いからである。例えば、本発明は、硬化した不透明パッドに穴またはアパーチャを形成して次に、その穴またはアパーチャを透明なＬＡＴインサートで満たすことはしない。そうする代わりに、不透明パッドが、予め形成された部分的に硬化した透明なゲル状製品の周囲に成形されて、ＬＡＴ含有研磨パッドを形成する。また、ＬＡＴをパッドの不透明部分に取り付けるための超音波溶接は考慮されていない。
【００５６】
硬化したパッドは、炉から取り出されて次に、パッドの不透明部分の底面が、ＬＡＴの底面と同一平面となるように、パッドの背面およびＬＡＴインサートは機械加工される（前面または溝のついた側面は全く処理する必要はない）。また、機械加工は、所望のパッド厚さを達成させる。硬化した熱硬化性ポリウレタンまたはポリ尿素の局部透明材料が、パッドの不透明部分の底面と共平面となるように、ＬＡＴの滑らかな底面は機械加工によって変更される。このパッドの不透明部分とＬＡＴインサートとの両方の底面は設計されたパターンを有しない。さらに、これらの底面は、ＬＡＴの底部全体にわたる一様な表面を有する。底面の周辺部分は、中心部分よりも粗くはない。パッドの不透明領域の硬度は、約２５〜約７５ショアーＤであり、ＬＡＴの硬度は約２５〜約７５ショアーＤであり、パッドの不透明領域の密度は、１立方センチメートル当り約０．６〜１．２グラムであり、ＬＡＴの密度は、１立方センチメートル当り約１〜１．２グラムである。
【００５７】
「移送接着フィルム」が次に、硬化されかつ機械加工されたパッドの底面上に置かれる。この「移送接着フィルム」は単に、剥離ライナーに接着される感圧性接着剤層のロールである。この「移送接着フィルム」は展開（ｕｎｒｏｌｌ）され、そして接着剤層が次に、ＬＡＴパッドの底面へ接着される。剥離ライナーは、その接着剤層に接触した状態のままにされる。従って、パッド／接着剤層／剥離層の複合体が作製される。移送接着フィルムが配置され、そして接着剤と剥離ライナーとの両方がパッドの底面全体を覆うようにカットされる。剥離ライナーは好ましくは、厚さが好ましくは約０．５〜５ミルのＭＹＬＡＲポリエチレンテレフタレートフィルムの層である。あるいは、厚さが１０ミルまでのペーパー剥離ライナーが使用され得る。同様の厚さのペーパーまたはポリプロピレン層が、この剥離ライナーに対する代替の選択肢であり得る。研磨パッドの底面と剥離ライナーとの間に配置された感圧性接着剤は、剥離可能なボンドタイプの接着剤であり、この接着剤は、この意図された使用に対して適切な透明特性を有するアクリルまたはゴムタイプのいずれかである。ＰＥＴフィルムが、パッドの底面全体にわたって平らなシートを形成するように、ＬＡＴの底面は、不透明パッド材料の底面と同一平面である。ＰＥＴ剥離ライナーは、それ自体にいかなる穴も開口部も有しない。
【００５８】
この複合体は次に、洗浄、点検され、そしてエンドユーザに出荷するために梱包される。
【００５９】
エンドユーザは、パッドを使用する準備が整うと、剥離ライナーを複合体から取り外し、接着剤層を露出させる。エンドユーザは次に、ＣＭＰマシンの圧盤に対して残った複合体を配置すると、露出した接着剤層は、圧盤に接着する。エンドユーザは、取り外された剥離ライナーを、取り外し後に処分する。サブパッドを剥離ライナーの下に使用することは考慮されていない。
【００６０】
本発明の研磨パッドは、化学機械研磨（ＣＭＰ）装置と共に使用されることに特に適している。通常、この装置は、圧盤であって、使用の際に動き、そして環状、直線、または円運動から生じる速度を有する、圧盤と、本発明の研磨パッドであって、圧盤と接触して、圧盤が動いているときは圧盤と共に動く、研磨パッドと、キャリアであって、研磨パッドの表面に接触しこれに対して相対的に動くことによって研磨されるワークピースを保持する、キャリアとを備えている。ワークピースの研磨は、ワークピースが研磨パッドと接触するように置かれて、次に、研磨パッドがワークピースに対して相対的に動き、通常、研磨組成物がそれらの間に存在し、それによってワークピースの少なくとも一部分を摩滅させてワークピースを研磨することによって生じる。研磨組成物は通常、液体キャリア（例えば、水性キャリア）と、ｐＨ調整剤と、随意的に研磨剤とを含有する。研磨されるワークピースのタイプに依存して、研磨組成物はさらに随意的に、酸化剤、有機酸、錯化剤、ｐＨバッファ、界面活性剤、腐食防止剤、消泡剤などを含有し得る。ＣＭＰ装置は、任意の適切なＣＭＰ装置であることができ、それらの多くは当該技術分野において公知である。本発明の研磨パッドはまた、線形研磨ツールと共に使用されることができる。
【００６１】
望ましくは、ＣＭＰ装置はさらに、インサイチュ研磨エンドポイント検知システムを備えており、それらの多くは、当該技術分野において公知である。ワークピースの表面から反射される光または他の放射を分析することによって研磨プロセスを点検、監視する技術は、当該技術分野において公知である。そのような方法は、例えば、米国特許第５，１９６，３５３号、米国特許第５，４３３，６５１号、米国特許第５，６０９，５１１号、米国特許第５，６４３，０４６号、米国特許第５，６５８，１８３号、米国特許第５，７３０，６４２号、米国特許第５，８３８，４４７号、米国特許第５，８７２，６３３号、米国特許第５，８９３，７９６号、米国特許第５，９４９，９２７号、米国特許第５，９６４，６４３号に説明されている。望ましくは、研磨されているワークピースに関する研磨プロセスの進行の点検または監視は、研磨エンドポイントの決定、すなわち、特定のワークピースに関する研磨プロセスをいつ終了するべきかの決定を可能にする。
【００６２】
本発明の研磨パッドは、多くのタイプのワークピース（例えば、基板またはウェーハ）およびワークピース材料を研磨する方法における使用に対して適切である。例えば、研磨パッドは、メモリ格納装置、ガラス基板、メモリまたは剛性ディスク、金属（例えば、貴金属）、磁気ヘッド、層間誘電体（ＩＬＤ）層、ポリマーフィルム、低および高誘電率フィルム、強誘電体、微小電子機械システム（ＭＥＭＳ）、半導体ウェーハ、電界放出表示装置、および他のマイクロ電子基板、特に、絶縁層（例えば、金属酸化物、窒化ケイ素、または低誘電材料）および／または金属含有層（例えば、銅、タンタル、タングステン、アルミニウム、ニッケル、チタン、白金、ルテニウム、ロジウム、イリジウム、それらの合金、およびそれらの混合物）を備えるマイクロ電子基板を含むワークピースを研磨するために使用されることができる。「メモリまたは剛性ディスク」という用語は、任意の磁気ディスク、ハードディスク、剛性ディスク、または電磁形式で情報を保持するためのメモリディスクを指す。メモリまたは剛性ディスクは通常、ニッケル−リンを含有する表面を有するが、表面は、任意の他の適切な材料を含有ことができる。適切な金属酸化物絶縁層は、例えば、アルミナ、シリカ、チタニア、酸化セリウム、シルコニア、ゲルマニア（ｇｅｒｍａｎｉａ）、マグネシア、およびそれらの組み合わせを含む。さらに、ワークピースは、任意の適切な金属複合体を備え、本質的にこれから成り、またはこれから成ることができる。適切な金属複合体は、例えば、窒化金属（例えば、窒化タンタル、窒化チタン、および窒化タングステン）、金属炭化物（例えば、炭化ケイ素および炭化タングステン）、ニッケル−リン、アルミノ−ボロシリケート、ほうけい酸ガラス、燐酸シリケートガラス（ＰＳＧ）、ほうりんけい酸ガラス（ＢＰＳＧ）、ケイ素／ゲルマニウム合金、およびケイ素／ゲルマニウム／炭素合金を含む。ワークピースはまた、任意の適切な半導体ベース材料を備え、本質的にこれから成り、またはこれから成ることができる。適切な半導体ベース材料は、単結晶シリコン、多結晶シリコン、アモルファスシリコン、絶縁体上シリコン、および砒素ガリウムを含む。基板は、例えば、（例えば、複数のメモリまたはプロセッサダイを含む）製品基板、テスト基板、裸基板、およびゲート基板であることができる。基板は、集積回路製造の様々な段階にあることができ、例えば、基板は、裸ウェーハであることができ、または基板は、１つ以上の堆積および／またはパターン化された層を含むことができる。基板という用語は、円形ディスクおよび長方形シートを含むことができる。
【００６３】
本発明のパッドを作製し、使用することが簡単になるように、ＣＭＰ研磨パッドに有用であるとして開示されているいくつかの先行技術の構成または作業は、率直に言えば、本発明に対しては、望まれておらず、また考慮もされていない。特に、変形可能な部材、例えばＬＡＴインサートの底部とＰＥＴフィルムとの間のジェリーエラストマは、考慮されていない。また、パッドの底面に刻み目を入れることも、ＬＡＴの底部とＰＥＴフィルムとの間にすき間を作製することも考慮されていない。さらに、その上面からその底面へと傾いているＬＡＴは、考慮されていない。ＬＡＴインサートからパッドのエッジへの排水路は、本発明のパッドには設計されていない。また、このＬＡＴの上面または底面上に配置された散乱防止層は、考慮されていない。パッドのＬＡＴ部分または不透明部分いずれかの中に位置する電子的もしくは機械的感知手段または測定デバイスは、この研磨パッドに対しては考慮されていない。このパッドにおけるＬＡＴは、スラリー材料が、上面または底面に付着してエンドポイント検出を妨げることを防止するための表面または底面に対する防汚処理を受けない。このＬＡＴの上面および底面は、コロナ処理、火炎処理、またはフッ素ガス処理によって処理されない。剥離ライナーは、単一の接着剤層によってパッドのＬＡＴおよび不透明部分に取り付けられる。剥離ライナーとこのＬＡＴパッドとの間の２つの異なる接着剤の組み合わせも、剥離ライナーをパッド底面に接着するための接着剤を使用しない手段を使用することも考慮されていない。また、パッドをＰＥＴフィルムに接着するためにエポキシ樹脂接着剤を使用することも考慮されていない。このパッドは、ＬＡＴ側壁と隣接する不透明な側壁との間に中間材料を有さず、ＬＡＴインサート部分にも不透明部分にも多孔性繊維状マトリックスを有しない。磁性粒子をこのＬＡＴパッドの剥離ライナーに加えることは考慮されていない。ＬＡＴインサートの低い方の表面における表面粗さを除去するためにレーザアブレーションを使用することおよび／または該レーザアブレーションによってマイクロレンズを形成することは考慮されていない。研磨の間にこのパッドと圧盤との間にガス領域を配置することおよび研磨の間にそのガス領域の温度を制御することは考慮されていない。使用の間、このＬＡＴの底面から液体凝結を洗い流すためにガスフラッシングシステムを使用しなくてはならないことは考慮されていない。この同時硬化は、最初にパッドのＬＡＴ領域が急速な冷却によって形成され、次に不透明部分が遅い冷却によって形成されることを可能にするために、パッド成形の間に２段階冷却プロセスを使用することは考慮されていない。
【００６４】
本明細書に引用された出版物、特許出願、および特許を含むすべての参考文献は、あたかも各参考文献が、本明細書に参考として援用されることが個別かつ明確に示されるかのように、そして、その全内容が述べられているかのように、同程度に参考として本明細書に援用されている。
【００６５】
本明細書に述べられた本発明の多くの変更および他の実施形態が、本発明に関連する技術の当業者の心に思い浮び、前記説明および関連する図面に提示された教示の利益を享受する。従って、本発明は、開示された特定の実施形態に限定されるのではなく、変更および他の実施形態が、添付された請求項の範囲に含まれることが意図されていることが理解されるべきである。本発明は、本発明の変更および変化が添付の請求項およびそれらの均等物の範囲内に入る場合は、それらをカバーすることが意図されている。本明細書には特定の用語が使用されているが、それらは、一般的かつ説明的意味でのみ使用されており、限定する目的では使用されていない。
【００６６】
本発明を説明する文脈における（特に、以下の請求項の文脈における）用語「ａ」および「ａｎ」および「ｔｈｅ」ならびに同様の指示対象は、本明細書に別に指示がなければ、または文脈から明らかに矛盾していなければ、単数および複数をカバーするものと解釈されるべきである。用語「備えている（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「有する（ｈａｖｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、および「含有する（ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ）」は、別に示されていなければ、オープンエンドの用語（すなわち、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）のであって、限定されるのではない」ことを意味する）として解釈されるべきである。本明細書の値の範囲の記載は、本明細書に別に示されていなければ、その範囲内に該当する各別個の値を個別に指す簡単な方法として役立つことが意図されているに過ぎず、各別個の値は、本明細書においてあたかも個別に記載されているかのように本明細書の中に援用されている。本明細書で説明される全ての方法は、本明細書において別に示されておらず、また文脈によって明らかに矛盾していなければ、任意の適切な順序で実行されることができる。本明細書に提供されるあらゆる例または例示的言葉（例として、「例えば」（ｓｕｃｈ  ａｓ））の使用は、単に本発明をより明らかにすることが意図されているに過ぎず、別に主張されていなければ、本発明の範囲を限定するものではない。本明細書におけるいかなる言葉も、請求されていない要素を本発明の実行に不可欠であるとして示すものと解釈されるべきではない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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