(57)【要約】研磨パッドは、約２００〜３００マイクロインチの表面粗さを備えた研磨表面を有する研磨層を有する。この研磨パッドは、押出し又は成形により研磨層を形成し、研磨層の研磨表面を約２００〜３００マイクロインチの表面粗さまで研削することにより作製することができる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
研磨パッドであって、約２００〜３００マイクロインチの表面粗さを備えた研磨表面を有する研磨層を含む研磨パッド。
【請求項２】
前記研磨表面の表面粗さが、約２５０〜３００マイクロインチである請求項１記載の研磨パッド。
【請求項３】
前記研磨表面の反対の前記研磨層側に、バッキング層を含む請求項１記載の研磨パッド。
【請求項４】
前記研磨層が、空隙のあるポリウレタンを含む請求項１記載の研磨パッド。
【請求項５】
前記研磨表面が、新しい表面である請求項１記載の研磨パッド。
【請求項６】
研磨パッドを製造する方法であって、
押出し又は成形により研磨層を形成する工程と、
前記研磨層の研磨表面を、約２００〜３００マイクロインチの表面粗さまで研削する工程とを含む方法。
【請求項７】
前記研磨表面を研削する工程が、前記研磨表面を、約２５０〜３００マイクロインチの表面粗さまで研削する工程を含む請求項６記載の方法。
【請求項８】
バッキング層を、前記研磨表面の反対の前記研磨層側に取り付ける工程を含む請求項６記載の方法。
【請求項９】
前記バッキング層が、前記研削工程後に、前記研磨層に取り付けられる請求項８記載の方法。
【請求項１０】
前記研磨層が、空隙のあるポリウレタンを含む請求項６記載の方法。
【請求項１１】
前記研削工程が、基板を研磨するのに用いる研磨機以外の機械でなされる請求項６記載の方法。
【請求項１２】
前記研磨パッドを用いて、前記研削工程の後、基板を研磨する工程を含む請求項６記載の方法。
【請求項１３】
前記研磨表面を研削する工程が、第１の研削工程と、前記第１の研削工程よりも細かいグリットによる第２の研削工程とを含む請求項６記載の方法。
【請求項１４】
前記研磨層を形成する工程が、研磨層を形成し、前記研磨層を所望の形状に切断する工程を含む請求項６記載の方法。
【請求項１５】
前記研磨層を形成する工程が、コンベヤベルト上のシートとして、前記研磨層を形成する工程を含む請求項６記載の方法。
【請求項１６】
前記研磨層を形成する工程が、射出成形を含む請求項６記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本出願は、２００５年１１月３０日に出願された米国特許出願第６０／７４１，４１７号に基づく優先権を主張する。
【背景】
【０００２】
本発明は、化学機械研磨に用いる研磨パッドに関する。
【０００３】
集積回路は、ケイ素ウェハへの導電性、半導電性又は絶縁性層の連続堆積により、基板上に形成される。非平坦表面にフィラー層を堆積し、非平坦表面が露出するまで、フィラー層を平坦化することが、１つの製造工程に含まれる。例えば、導電性フィラー層を、パターン化絶縁性層上に堆積すると、絶縁性層のトレンチ又は孔を充填することができる。その後、絶縁性層の隆起パターンが露出するまで、フィラー層を研磨する。平坦化後、絶縁性層の隆起パターン間に残る導電性層の部分が、ビア、プラグ及びラインを形成して、基板上の薄膜回路間に導電性パスを与える。更に、フォトリソグラフィーのために基板表面を平坦化するための平坦化が必要である。
【０００４】
化学機械研磨（ＣＭＰ）は、平坦化の１つの認められた方法である。この平坦化方法では、典型的に、基板を、キャリア又は研磨ヘッド上に積置することが必要である。基板の露出した表面を、回転研磨ディスクや直線的に進むベルト等の研磨パッドの研磨表面に対して配置する。キャリアヘッドが、制御可能な負荷を基板上に与えて、基板を研磨パッドに対して押す。研磨材粒子を含むことのできる研磨液体を、研磨パッドの表面に供給すると、基板と研磨パッド間の相対的な動きによって、平坦化及び研磨がなされる。
【０００５】
化学機械研磨プロセスの１つの目的は、ウェハ間の研磨均一性を達成することである。異なる基板を異なる速度で研磨する場合、多数のウェハ間で、均一なターゲット層厚さを達成するのが困難になる。化学機械研磨プロセスの他の目的は、ウェハ研磨均一性内で達成することである。基板上の異なる領域を、異なる速度で研磨する場合、基板のある領域について、材料の除去が多すぎたり（「過研磨」）、材料の除去が少なすぎたり（「研磨不足」）する可能性があり、基板全体のトポグラフィーが不均一となる恐れがある。
【概要】
【０００６】
一態様において、本発明は、研磨パッドであって、約２００〜３００マイクロインチの表面粗さを備えた研磨表面を有する研磨層を含む研磨パッドに関する。
【０００７】
本発明の実施形態には、以下の特徴の１つ以上が含まれる。研磨表面は、約２５０〜３００マイクロインチの表面粗さを有している。バッキング層は、研磨表面の反対の研磨層側にある。研磨層は、空隙を備えたポリウレタンを含んでいる。研磨表面は、新しい表面である。
【０００８】
一態様において、本発明は、研磨パッドを製造する方法であって、押出し又は成形により研磨層を形成する工程と、研磨層の研磨表面を、約２００〜３００マイクロインチの表面粗さまで研削する工程とを含む方法に関する。
【０００９】
本発明の実施形態には、以下の特徴の１つ以上が含まれる。研磨表面を研削する工程は、研磨表面を、約２５０〜３００マイクロインチの表面粗さまで研削する工程を含んでいる。バッキング層を、研磨表面の反対の研磨層側に取り付ける工程を含んでいる。研磨層は、空隙のあるポリウレタンを含んでいる。研削工程が、基板を研磨するのに用いる研磨機以外の機械でなされる。研磨パッドを用いて、研削工程の後、基板を研磨する工程を含んでいる。研磨表面を研削する工程が、第１の研削工程と、第１の研削工程よりも細かいグリットによる第２の研削工程とを含んでいる。研磨層を形成する工程が、研磨層を所望の形状に切断して、コンベヤベルト上のシートとして、研磨層を形成する工程、又は射出成形を含んでいる。
【００１０】
本発明の１つ以上の実施形態の詳細を、添付図面及び以下の説明に示してある。本発明のその他の構成、目的及び利点は、説明、図面及び特許請求の範囲より明らかになる。
【詳細な説明】
【００１１】
図面を参照すると、研磨パッド２０は、耐久性のある粗い研磨表面２６と圧縮性バッキング層２４とを備えたカバー又は研磨層２２を含んでいる。バッキング層２４は、研磨層２２より圧縮性でなければならない。一実施形態において、研磨パッドは、薄いカバー層と、厚いバッキング層とを含む。他の実施形態において、バッキング層は、カバー層と略同じ厚さを有する。更に他の実施形態において、研磨パッドは、バッキング層を含まない。
【００１２】
研磨層２２は、ポリウレタン等の耐久性のあるポリマーで形成することができる。研磨層２２は、空隙を含むことができる。例えば、研磨層は、独立気泡構造を備えているが、研磨材や中空マイクロスフェア等のその他のフィラーは実質的にない発泡ポリウレタンとすることができる。研磨層２２の研磨表面２６に溝を形成してもよい。
【００１３】
研磨層２２の研磨表面２６は、２００マイクロインチ以上（通常はこれを超えない）の表面粗さ（Ｒａ）を有する。例えば、研磨層２２は、２００〜３００マイクロインチ、例えば、２５０〜３００マイクロインチの表面粗さ（Ｒａ）を有する。この範囲の初期表面粗さだと、初期のパッド使用と、パッドの寿命にわたる両方について、プロセス安定性が与えられ、ウェハ間の研磨均一性は、パッドの寿命にわたって、比較的安定なままと考えられる。研磨パッドは、研磨に即時に使え、予備研磨処理やならしを行う必要がないため、研磨システムのダウンタイムを減じることができる。
【００１４】
研磨表面２６は、「新しい」研磨パッド、即ち、研磨操作に用いていないパッドに、所望の表面粗さを与えるものでなければならない。通常、「新しい」研磨表面は、以下の特徴の１つ以上により識別できる。即ち、溝がある場合には、これが、メーカーにより提供された厚さ仕様に適合している、研磨粒子が研磨表面に埋め込まれていない、そして、表面粗さが、研磨パッド全体にわたって実質的に均一である。
【００１５】
通常、研磨パッドは、次のようにして形成することができる。成形又は押出しプロセスにより、研磨層を形成する。研磨層は、所望の最終パッド形状より大きくても、所望のサイズ及び／又は形状に切断してもよい。例えば、研磨層は、連続シートとして、例えば、押出しにより、コンベヤベルトシステム上に形成してから、円形パッドへと、切断、例えば、スタンプ加工する。或いは、研磨層を、所望の最終パッド形状で形成してもよい。例えば、研磨層は、射出成形により、例えば、円形鋳型へと形成することができる。
【００１６】
研磨層に、第１の研削プロセスを施して、ターゲットの厚さに近い概ねの厚さまで研磨層を研削する。
【００１７】
研磨に、典型的に、第１の研削プロセスより細かいグリットによる第２の研削プロセスを施して、研磨層を、ターゲット厚さに略等しい最終厚さまで研削する。この第２の研削プロセスにおいて、研削中のグリットサイズを選択して、所望の表面粗さを備えた研磨表面を与えることができる。例えば、第２の研削プロセスを１００グリット材料で実施する。この研削は、基板を研磨するのに用いる研磨機ではなく、専用の研削機で実施することを注記しておく。
【００１８】
第１の研削プロセスの前に、第１と第２の研削プロセスの間に、又は、第２の研削プロセス後に、例えば、接着剤を用いて、バッキング層を、研磨層に固定してもよい。
【００１９】
所望の表面粗さを備えた完成した研磨パッドを、包装する、例えば、顧客に発送する前に、プラスチックカバーで包んで密閉することができる。
【００２０】
本発明の数多くの実施形態を説明してきた。それでも、本発明の技術思想及び範囲から逸脱することなく、様々な修正を行ってもよいものと考えられる。例えば、ある実施形態においては、第１の研削工程を省くことができる。従って、他の実施形態が、添付の特許請求の範囲の範囲に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】研磨パッドを示す概略断面図である。
【図１】
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