(57)【要約】本発明は、研磨特性および寿命を向上させた研磨パッド（２３０）を提示する。パッドは、凹型セル（２４４）からなる表面（２４２）を持つ熱可塑性フォーム基材（２４０）からなる。研磨材（２４６）により、凹型セルの内面（２４８）をコーティングする。本発明は、研磨パッドを準備する方法、および研磨パッドを備える研磨装置（２００）を含む。
2005537946.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
研磨パッドであって、
凹型セルからなる表面を持つ熱可塑性フォーム基材と、
前記凹型セルの内面をコーティングする研磨材とを含む研磨パッド。
【請求項２】
前記熱可塑性フォーム基材は架橋ホモ重合体または共重合体の独立気泡フォームを含む請求項１に記載の研磨パッド。
【請求項３】
前記独立気泡フォームは架橋エチレン酢酸ビニル共重合体とエチレン酢酸ビニル：ポリエチレン比が約０．６：９．４から約９：１までの範囲である低または中密度ポリエチレン共重合体との混合を含む請求項２に記載の研磨パッド。
【請求項４】
前記混合のエチレン酢酸ビニル共重合体：ポリエチレン比は約０．６：９．４から約１．８：８．２までの範囲である請求項３に記載の研磨パッド。
【請求項５】
前記熱可塑性フォーム基材はキシレン不溶性物質含有量が少なくとも約８５ｗｔ％である請求項４に記載の研磨パッド。
【請求項６】
前記凹型セルの平均サイズは約１００ミクロンから３５０ミクロンまでの範囲である請求項１に記載の研磨パッド。
【請求項７】
前記凹型セルのセル密度は少なくとも約４．５セル／ｍｍ２である請求項１に記載の研磨パッド。
【請求項８】
前記研磨材は、
酸化ケイ素と、
酸化チタンと、
テトラエトキシシラン重合体と、
チタンアルコキシド重合体とからなるセラミックスのグループから選択される請求項１に記載の研磨パッド。
【請求項９】
前記研磨材は、
ポリアルコールと、
ポリアミンとからなる重合体のグループから選択される請求項１に記載の研磨パッド。
【請求項１０】
前記基材は、前記重合体のいずれか１つによりコーティングされた後、タンデルタのピークが基材よりも少なくとも約４０℃低い請求項９に記載の研磨パッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス、半導体、誘電体／金属複合体、磁気大容量記憶媒体、および集積回路などの材料上に滑らかで超平坦な表面を形成するために使用される研磨パッドに関する。より具体的には、本発明は、熱可塑性フォーム基材（ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃ  ｆｏａｍ  ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）からなり、凹型セル（ｃｏｎｃａｖｅ  ｃｅｌｌ）からなる表面を持ち凹型セルの内面が研磨材でコーティングされている、パッドを対象とする。
【背景技術】
【０００２】
化学機械式研磨（ＣＭＰ）は、ＶＬＳＩ集積回路の製造において平坦化手法として広範に使用されている。これは、ＩＣ処理の際にさまざまな材料を平坦化する方法として有望であるが、半導体ウェハ上の金属化層および中間誘電体を平坦化するために、また浅い溝分離処理が行えるように表面を平坦化するために最も広く使用されている。浅い溝分離法（ｓｈａｌｌｏｗ  ｔｒｅｎｃｈ  ｉｓｏｌａｔｉｏｎ、ＳＴＩ）では、例えば、平坦な開始ウェハを生産するためにフィールド酸化膜の広い複数の領域を研磨しなければならない。従来のエッチングプロセスを使用しウェハの全径にわたって許容可能な平坦化を施すのは、ほとんど不成功に終わっている。しかし、従来のＣＭＰを使用すると、機械式研磨ホイールおよび化学エッチング液のスラリを使用してウェハを研磨した場合、不要な酸化物材料が除去され、平坦性の度合いが高まる。
【０００３】
同様に、各レベルが多層構造に含まれる多層金属化プロセスは不規則地形に寄与する。プロセスが進行するにつれ、中間誘電体層の平坦化は、多くの場合、多数の最新技術によるＩＣ加工プロセスにおいて有利である。金属層内の平坦性を高いレベルにすることが、共通の目的であり、これは、プラグ中間接続（ｐｌｕｇ  ｉｎｔｅｒｌｅｖｅｌ  ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）を使用することにより促進される。プラグ形成の好ましいアプローチでは、中間誘電体上に、また中間窓の中に例えば、Ｗ、Ｔｉ、ＴｉＮを含む厚い金属層を包括的に蒸着させ、その後、ＣＭＰを使用して余分な金属を除去する。ＣＭＰは、さらに、ＳｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５、またはＷ２Ｏ５などの酸化物層を研磨したり、またはＳｉ３Ｎ４、ＴａＮ、ＴｉＮなどの窒化物層を研磨するのにも使用することができる。
【０００４】
しかし、従来の研磨パッド材料にはいくつかの欠点がある。ポリウレタン、ポリカーボネート、ナイロン、ポリユリア、フェルト、またはポリエステルなどのさまざまな種類の材料は、固有の研磨能力が劣り、したがって、未使用状態では研磨パッドとして使用されない。いくつかの事例では機械式または化学的なテクスチャリングにより、これらの材料を転換して、研磨材として有用なものに変えることができる。さらに、ポリウレタンベースのパッドなどのいくつかの材料は、ウレタンの固有の化学的性質のため化学的に活発な処理スラリにより分解される。さらに、一様な研磨を損なう可能性があるポリウレタンパッドの場合、分解の結果、本質的に、また自然に、表面改質が生じる。他の事例では、ＣＭＰ研磨パッドに使用される材料の表面改質により、アプリケーション性能が向上する場合がある。しかし、このような改質は一時的なものである場合があり、ＣＭＰパッドの頻繁な交換または再処理が必要である。
【特許文献１】米国特許第６４２５８１６号
【特許文献２】米国特許第６４２５８０３号
【特許文献３】米国特許出願第０９／９９４４０７号
【非特許文献１】ＡＳＴＭ  Ｄ３５７６
【非特許文献２】Ｐｅｒｅｚ  ｅｔ  ａｌ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｓｃｉ、ｖｏｌ．６８、１９９８、１２３７〜１２４頁
【非特許文献３】ＡＳＴＭ  Ｄ３５７５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、必要なのは、ＣＭＰ工程で平坦性の高い表面を与えることができ、改善された寿命を有する改善されたＣＭＰパッドである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述の欠点を解消するために、本発明では、一実施形態において、表面が凹型セル（ｃｏｎｃａｖｅ  ｃｅｌｌ）からなり研磨材（研磨剤、ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ  ａｇｅｎｔ）で凹型セルの内面がコーティングされている熱可塑性フォーム基材（ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃ  ｆｏａｍ  ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）を含む研磨パッドを実現する。本発明の他の実施形態は、研磨パッドを準備する方法を対象とする。この方法は、熱可塑性フォーム基材を用意し、セルを基材とともに露出させて、凹型セルを含む表面を形成し、凹型セルの内面を研磨材でコーティングする工程を含む。
【０００７】
本発明のさらに他の実施形態では、研磨装置を実現する。この装置は、機械駆動式キャリアヘッド、研磨盤（艶出し盤、ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ  ｐｌａｔｅｎ）、および研磨パッドを含む。キャリアヘッド（ｃａｒｒｉｅｒ  ｈｅａｄ）は、研磨力を研磨盤に伝えるために研磨盤に対して位置決め可能である。研磨パッドは、研磨盤に取り付けられ、研磨本体（ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ  ｂｏｄｙ）を含む。研磨本体は、凹型セルからなる表面と、凹型セルの内面をコーティングしている研磨材とを有する熱可塑性フォーム（発泡）基材を含む。
【０００８】
前記の説明では、当業者であれば以下の本発明の詳細な説明をよく理解できるように、本発明の好ましい特徴および他の特徴の概要を述べた。本発明の請求項の主題となる本発明の他の特徴について以下で説明する。当業者であれば、開示されている概念および特定の実施形態を本発明の同じ目的を遂行するために他の構造を設計したり修正したりする基盤として容易に使用できることは理解するであろう。当業者であれば、さらに、このような同等の構造が本発明の範囲から逸脱しないことも理解するであろう。
発明をより完全に理解できるように、付属の図面と合わせて以下の説明を参照されたい。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明は、従来のパッドと比較して長期の使用期間にわたり卓越した研磨性能を示す研磨パッドを開示する。本発明は、スカイビング仕上げにより基材の表面に形成された凹型セルに研磨材の一様なコーティングを蒸着するため基材として熱可塑性ポリマーを使用するという、以前には認識されていなかった利点を活用する。凹型セルの内面は研磨材の一様なコーティングを受け取るための優れた受容器を形成することが発見された。理論により本発明の範囲を制限しないが、セルの中心の表面エネルギーは最低であるため凹型セルの中心はコーティングのための優れた凝集点として使用されることが仮定されている。この場所からコーティングを開始すると、凹型セルの内面を研磨材で一様に覆うことが容易になり、そのような表面を持つパッドの研磨性能が高まると考えられている。
【００１０】
本明細書で使用されるスカイビング仕上げ（ｓｋｉｖｉｎｇ）という用語は、基材の表面の薄い層を切り取り、熱可塑性フォーム基材内の凹型セルを露出させるプロセスを意味する。スカイビング仕上げは、当業者に周知の従来の手法を使用して行うことができる。
【００１１】
本明細書で使用されるセルという用語は、空気、またはフォーム剤として使用されるその他の気体により占有されている基材内の薄膜により定められる、基材のスカイビング仕上げ後に形成される実質的に凹んでいるセルを定める体積部分を指す。凹型セルは、滑らかまたは湾曲した壁面を持つ必要はない。むしろ、後の実験の節で例示されているように、凹型セルは不規則な形状およびサイズを持っていてもかまわない。以下でさらに開示するように、基材の組成およびフォーム基材を準備するために使用される手順などのいくつかの要因は、凹型セルの形状とサイズに影響することがある。
【００１２】
本発明の一実施形態は、熱可塑性フォーム基材からなり、凹型セルからなる表面を持ち、凹型セルの内面が研磨材でコーティングされている、研磨パッドを対象とする。いくつかの実施形態では、熱可塑性フォーム基材は、ポリエチレン、ポリプロピレン、およびそれらの組み合わせなどの架橋ポリオレフィンを含むことができる。いくつかの好ましい実施形態では、熱可塑性フォーム基材は、架橋ホモ重合体または共重合体の独立気泡フォームからなる。ポリエチレン（ＰＥ）を含む独立気泡フォーム架橋ホモ重合体の例としては、Ｖｏｌｔｅｋ社（マサチューセッツ州ローレンス）のＶｏｌａｒａ（商標）およびＶｏｌｅｘｔｒａ（商標）、ＪＭＳ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ  Ｓｕｐｐｌｙ，Ｉｎｃ．社（ニュージャージー州ネプチューン）のＡｌｉｐｌａｓｔ（商標）、またはＳｅｎｆｌｅｘ  Ｔ−Ｃｅｌｌ（商標）（Ｒｏｇｅｒｓ  Ｃｏｒｐ．社、コネチカット州ロジャース）がある。ポリエチレンおよびエチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）を含む架橋共重合体の独立気泡フォームの例としては、Ｖｏｌａｒａ（商標）およびＶｏｌｅｘｔｒａ（商標）（Ｖｏｌｔｅｋ  Ｃｏｒｐ．社）、Ｓｅｎｆｌｅｘ  ＥＶＡ（商標）（Ｒｏｇｅｒｓ  Ｃｏｒｐ．社）、およびＪ−ｆｏａｍ（商標）（ＪＭＳ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ  ＪＭＳ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ  Ｓｕｐｐｌｙ，Ｉｎｃ．社）がある。
【００１３】
他の好ましい実施形態では、独立気泡フォームは、架橋エチレン酢酸ビニル共重合体および低密度ポリエチレン共重合体（好ましくは、約０．１から約０．３ｇｍ／ｃｃまでの範囲）の混合物からなる。さらに他の有利な実施形態では、この混合のエチレン酢酸ビニル：ポリエチレン重量比は、約１：９から約９：１までの範囲である。いくつかの好ましい実施形態では、この混合は、約５から約４５ｗｔ％（重量％）まで、好ましくは約６から約２５ｗｔ％まで、さらに好ましくは約１２から約２４ｗｔ％までの範囲のＥＶＡを含む。このような混合は、以下でさらに説明するように、小さなサイズの凹型セルの望ましい生産に役立つものと考えられる。さらに他の好ましい実施形態では、この混合のエチレン酢酸ビニル：ポリエチレン重量比は、約０．６：９．４から約１．８：８．２までの範囲である。さらに好ましい実施形態では、この混合のエチレン酢酸ビニル：ポリエチレン重量比は、約０．６：９．４から約１．２：８．８までの範囲である。
【００１４】
さらに他の有利な実施形態では、熱可塑性フォーム基材は、少なくとも約８５ｗｔ％のキシレン不溶性物質を含むものとして特徴付けることができる。キシレン不溶性物質を測定するプロセスは、当業者にはよく知られている。例えば、このようなプロセスは、１２０℃の温度で２４時間の間キシレン中で混合物の蒸解を行ってから、残留不溶性物質を乾燥させその重量を前蒸解物質と比較することが必要になる場合がある。
【００１５】
いくつかの実施形態では、熱可塑性フォーム基材は、基材全体に形成されるセルを持つ。いくつかの好ましい実施形態では、セルは実質的に球状である。他の好ましい実施形態では、基材のスカイビング仕上げの際、基材の表面の開いている凹型セルが約１００ミクロンから６００ミクロンまでの範囲の平均サイズとなるようなセルのサイズである。凹型セルの平均サイズは、約１００から約３５０ミクロンまで、好ましくは約１００から約２５０ミクロンまで、さらに好ましくは約１１５から約２００ミクロンまでの範囲である。
【００１６】
セルのサイズは、Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｓｏｃｉｅｔｙ  ｆｏｒ  Ｔｅｓｔｉｎｇ  ａｎｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  （ペンシルバニア州ウェストコンショホッケン）により開発され、発行されている、例えば、引用により本明細書に組み込まれているＡＳＴＭ  Ｄ３５７６などの標準プロトコルを使用して決定することができる。いくつかの好ましい実施形態は、セルの形状が実質的に球形の場合、セルのサイズはほぼ平均セル口径に等しい。例えば、ＥＶＡ共重合体を含む実施形態では、セル口径は、引用により本明細書に組み込まれるＰｅｒｅｚ  ｅｔ  ａｌ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｓｃｉ、ｖｏｌ．６８、１９９８、１２３７〜１２４４頁に開示されているような、共重合体の曲がりのＥＶＡ含有量に応じて変わる。Ｐｅｒｅｚ  ｅｔ  ａｌ．により開示されているように、かさ密度およびセル密度は反比例する。したがって、他の好ましい実施形態では、基材の表面の凹型セルの密度は、２．５から約１００セル／ｍｍ２まで、より好ましくは、約６０から１００セル／ｍｍ２までの範囲である。例えば、セル密度は、基材の表面の顕微鏡画像を目視検査することで判別できる。
【００１７】
熱可塑性フォーム基材は、さらに、約２５ｗｔ％までの無機充填剤を含むことができる。無機充填剤は、当業者にはよく知られている第Ｉ族、第ＩＩ族、または遷移金属からなり、望ましい半透明性、カラー、または潤滑特性をフォーム基材に与えることができる。例えば、無機充填剤は、タルク、酸化チタン、ケイ酸カルシウム、炭酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、および亜鉛塩化物からなるグループから選択することができる。いくつかの好ましい実施形態では、熱可塑性フォーム基材は、約１７ｗｔ％のタルクからなる。他の実施形態では、充填剤はシリカ（約２０から約２５ｗｔ％）、酸化亜鉛（約１ｗｔ％）、ステアリン酸（約１ｗｔ％）、および当業者によく知られているその他の添加剤および顔料（約２％まで）を含有する。引用により本明細書に組み込まれる、米国特許第６４２５８１６号ならびに米国特許第６４２５８０３号で明らかにされているものなどの他の従来の充填剤物質も、本発明の範囲内にある。
【００１８】
熱可塑性フォーム基材は、さらに、研磨を容易にするいくつかの機械的特性を持つのが望ましい。特に、熱可塑性フォーム基材は、研磨中、研磨を容易に行えるように凹型セルの内面を研磨材で十分コーティングできるくらい変形できなければならない。例えば、いくつかの実施形態では、熱可塑性フォーム基材は、約１００％から約８００％までの引っ張り伸張性を持つ。いくつかの好ましい実施形態では、引っ張り伸張性は約１００％から約４５０％の範囲である。さらに他の好ましい実施形態では、引っ張り伸張性は約６００％から約８００％の範囲である。引っ張り伸張性は、引用により本明細書に組み込まれている、ＡＳＴＭ  Ｄ３５７５などの標準プロトコルを使用して決定することができる。
【００１９】
研磨材は、１つまたは複数のセラミック化合物または１つまたは複数の有機重合体を含むが、それは、引用により本明細書に組み込まれる、ＯｂｅｎｇおよびＹｏｋｌｅｙにより開示されているように、基材の表面上の二次反応物質のつぎ合わせから生じる。セラミック研磨材は、酸素含有有機金属化合物がつぎ合わされた表面を生成するために二次反応物質として使用されるときに生じる無機金属酸化物を含むこができる。例えば、二次プラズマ混合物は、チタン、マグネシウム、またはタンタルなどの遷移金属を含むことができる。しかし、金属エステルなどの揮発性有機金属化合物を形成することができる金属元素は、１つまたは複数の酸素原子を含み、重合体表面につぎ合わせすることができる金属元素が適当である。シリコンも、有機金属二次プラズマ混合物の金属部分として使用することができる。これらの実施形態では、有機金属試薬の有機部分は、エステル、酢酸塩、またはアルコキシ残留物質であってよい。好ましい実施形態では、研磨材は、二酸化ケイ素と二酸化チタンなどの酸化ケイ素と酸化チタン、テトラエトキシシラン重合体、およびチタンアルコキシド重合体からなるセラミックスの一グループから選択される。
【００２０】
しかし、多数の他の二次反応剤を使用して、セラミック研磨材を製造することができる。二次プラズマ反応剤は、オゾン、アルコキシシラン、水、アンモニア、アルコール、ミネラルスピリット、または過酸化水素を含むことができる。例えば、好ましい実施形態では、二次プラズマ反応剤は、アルコキシド部分が１〜５個の炭素原子を持つタンタルアルコキシドを含む、チタンエステル、タンタルアルコキシド、酢酸マンガン水溶液、ミネラルスピリットに溶解されているマンガンアルコキシド、酢酸マンガン、マンガンアセチルアセトナート、アルミニウムアルコキシド、アルコキシアルミン酸塩、酸化アルミニウム、アルコキシドが１〜５個の炭素原子を持つジルコニウムアルコキシド、アルコキシジルコン酸塩、酢酸マグネシウム、およびマグネシウムアセチルアセトナートで構成することが可能である。他の実施形態は、二次プラズマ反応剤について、例えば、アルコキシシランとオゾン、アルコキシシランとアンモニア、チタンエステルと水、チタンエステルとアルコール、またはチタンエステルとオゾンについても考察されている。
【００２１】
それとは別に、研磨材は、有機化合物が二次プラズマ反応剤として使用される場合に有機重合体を含むことができる。このような二次反応剤の例としては、アリルアルコール、アリルアミン、アルキル基が１〜８個の炭素原子を含むアリルアルキルアミン、アリルエーテル、アルキル基が１〜８個の炭素原子を含む第２級アミン、アルキル基が１〜８個の炭素原子を含むアルキルヒドラジン、アクリル酸、メタクリル酸、１〜８個の炭素原子を含むアクリル酸エステル、１〜８個の炭素原子を含むメタクリル酸エステル、またはビニルピリジン、およびビニルエステル、例えば酢酸ビニルなどがある。いくつかの好ましい実施形態では、研磨材は、ポリアルコールおよびポリアミンからなる重合体のグループから選択される。
【００２２】
いくつかの実施形態では、研磨材のコーティングは、研磨パッドを含む基材の物理特性を変化させると都合がよい場合がある。例えば、いくつかの好ましい実施形態では、基材は有機重合体研磨材でコーティングされた後、そのタンデルタのピークは未コーティングの熱可塑性フォーム基材よりも少なくとも約４０℃低い。他の好ましい実施形態では、有機重合体でコーティングされた基材のピーク損失弾性率は、未コーティング基材よりも少なくとも約１０℃低い。タンデルタのピークおよび損失弾性率のピークは、当業者にはよく知られている動的機械分析などの手法を使用して決定することができる。
【００２３】
本発明のさらに他の実施形態は、研磨パッドを準備する方法である。図１に示されている流れ図を参照すると、この方法１００は、熱可塑性フォーム基材１１０を用意し、基材の中のセル１２０を露出させて凹型セルを含む表面を形成し、凹型セルの内面１３０を研磨材でコーティングする工程を含む。
【００２４】
いくつかの好ましい実施形態では、フォーム基材１１０を用意することは、フォーム形成プロセス１４０により基材内にセルが取り込まれるように基材を準備することを含む。基材内のクローズドセルのサイズは、基材の表面上に最終的に形成される凹型セルのサイズに影響を及ぼす。クローズドセルのサイズは、いくつかの要因の影響を受ける。本明細書の別のところで指摘したように、いくつかの実施形態では、エチレン酢酸ビニル共重合体およびポリエチレンの相対的量を制御して、フォーム形成プロセスで生成されるセルのサイズを都合よく調整することができる。さらに、使用されるフォーム形成プロセスの種類によっては、セルのサイズが異なる場合がある。
【００２５】
いくつかの実施形態では、例えば、基材１１０を用意することは、フォーム形成プロセス１４０により熱可塑性フォームを準備することを含むことができる。当業者によく知られているプロセスであればどのようなものでも使用できる。例えば、このプロセスは、基材を含む重合体を混合機内で混合する（１４２）ことを含むことができる。プロセス１４０は、さらに、架橋（ＸＬ）１４４重合体を基材に含めるが、その際に照射または化学的手段を用いて架橋を形成することができる。このプロセスはさらに、基材とフォーム剤（ＢＡ）１４６の混合物を、好ましくは圧力下で、形成し、従来のダイス１４８を通じてその混合物を押し出して独立気泡フォームのシートを形成することを含むことができる。
【００２６】
基材を用意するために使用されるプロセス１１０は、独立気泡フォームを供給するのが好ましく、これによりセル１３０の露出後、凹型セルは平均サイズが１００ミクロンから６００ミクロン程度、セル密度は少なくとも約４．５セル／ｍｍ２となるが、より好ましくは、サイズは１００から２００ミクロン程度、セル密度は少なくとも約６０セル／ｍｍ２である。
【００２７】
セル１２０を露出させて凹型セルを含む表面を形成するのに、当業者によく知られている従来のどのようなプロセスを使用してもよい。例えば、露出１２０は、熱可塑性フォーム基材を平坦な表面に固定し（１２２）、薄い層（つまり、１２００ミクロンから２０００ミクロン程度）を基材の表面から切り出す（１２４）ことで行うことができる。いくつかの好ましい実施形態では、スカイビング仕上げまたは切断１２４は、Ｆｅｃｋｅｎ−Ｋｉｒｆｅｌ（ドイツ、アーヘン）が販売しているような、スカイビング装置を使用して実行することができる。
【００２８】
内面１３０をコーティングするには、引用により本明細書に組み込まれる、米国特許出願第０９／９９４４０７号で開示されているつぎ合わせ手順を使用する。したがって、いくつかの実施形態では、コーティングは内面を初期プラズマ反応剤（第１プラズマ反応剤）１３３に晒して、その上に改質された表面を作り出すことを含むことができる。コーティング１３０では、さらに、改質された表面を二次プラズマ反応剤（第２プラズマ反応剤）１３７に晒してつぎ合わされた表面を改質された表面上に形成し、つぎ合わされた表面は研磨材を含むようにすることもできる。米国特許出願第０９／９９４４０７号で説明されている一次および二次反応剤または手順はどれも、本発明の基材の凹型セルの内面に研磨材をコーティングするためにつぎ合わせプロセスで使用することができる。
【００２９】
いくつかの他の実施形態では、熱可塑性フォーム基材は、堅いバッキング材に結合される（１５０）。堅いバッキング材により、研磨時にフォームの圧縮および伸張が制限され、これにより、ＣＭＰを介して金属研磨する際に腐食およびディッシング効果が低減される。いくつかの好ましい実施形態では、堅いバッキング材は、高密度ポリエチレン（つまり、約０．９８ｇｍ／ｃｃを超える）、より好ましくは、凝縮高密度ポリエチレンからなる。いくつかの実施形態では、エポキシまたは当業者によく知られているその他の材料などの従来の粘着剤を使用して化学結合により結合が行われる。他の好ましい実施形態では、結合は、溶融されたバッキング材をフォームに押出コーティングすることにより行われる。さらに他の実施形態では、バッキングはフォームに熱溶接される。
【００３０】
本発明のさらに他の実施形態は、研磨装置である。図２に例示されているように、装置２００は機械式キャリアヘッド２１０、研磨盤２２０からなり、キャリアヘッド２１０は研磨盤２２０に当たるように位置決めすることができ、これにより研磨力を研磨盤２２０に伝える。装置２００はさらに、研磨盤２２０に取り付けられている研磨パッド２３０を含む。研磨パッド２３０は、凹型セル２４４からなる表面２４２を持つ熱可塑性フォーム基材２４０を含む。研磨本体２３０は、さらに、凹型セル２４４の内面２４８をコーティングする研磨材２４６を含む。
【００３１】
いくつかの好ましい実施形態では、研磨パッド２３０は、約２６から約３１ｋＰａまでの範囲の下向きの力、約６０から約１００ｒｐｍまでの範囲のテーブル速度、および約６５から約１０５ｒｐｍまでの範囲のキャリア速度を使用して、デバイス基材２６０の表面２６５上の金属２５０を少なくとも約４０Å／秒の除去率で研磨することができる。さらに、除去率は、約２分の累積研磨時間以内に達成され、少なくとも約５８分の累積研磨時間の間保持されるようにできる。本明細書で使用される累積研磨時間という用語は、研磨パッド２３０がウェハ上の半導体デバイスなどの任意の数のデバイス基材２６０の表面２６５などの複数の表面を連続して研磨するのに費やされる合計時間を指す。
【００３２】
他の好ましい実施形態では、デバイス表面２６５の研磨の際の金属２５０の除去率は、約±２０％以内に留まる。さらに、除去率は、約２分の累積研磨時間以内に達成され、少なくとも約５８分の累積研磨時間の間保持されるようにできる。さらに他の好ましい実施形態では、金属２５０は、銅とタングステンからなるグループから選択される。特定の好ましい実施形態では、金属２５０は、タングステンを含み、デバイス表面２６５は、研磨後、３１ｋＰａ未満の下向きの力と少なくとも約７５ｒｐｍのテーブル速度を使用した場合にその欠陥密度は約１２５カウント／２００ｍｍ未満のウェハに対応する。
【００３３】
装置２００の他の実施形態は、基材２６０をキャリアヘッド２１０に結合して固定する従来のキャリアリングおよび粘着剤２８０を含む。研磨本体２３０は、さらに、例えば従来の第２の粘着剤２９５を使用して熱可塑性フォーム基材２４０に結合される堅いバッキング材料２９０を含むことができる。
【００３４】
これまで本発明を説明してきたが、以下の実験を参照すると同じことがなお一層明確になると信じる。これらの実験は、単に説明を目的として提示されており、本発明を制限するものとして解釈すべきでないことは理解されるであろう。例えば、後述の実験は実験室の設定において実施できるが、当業者であれば本格的な工場設定の適切な値に具体的な個数、寸法、および数量を調整することが可能である。
【００３５】
実験
実験を行って、１）熱可塑性フォーム基材の表面の凹型セルを調べ、２）フォーム基材の化学組成および機械的特性を特徴付け、３）異なる研磨条件の下で本発明の研磨パッドの研磨特性を測定し、その研磨特性を従来のパッドと比較した。
【００３６】
実験１
従来の計装およびプロセスを使用した走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像は、基材の表面上の凹型セルの内面に研磨材をコーティングする前およびコーティングした後の本発明のスカイビング仕上げされた熱可塑性独立気泡フォーム基材から得られた。さらに、コーティングされた基材の従来の共焦点蛍光顕微鏡画像は、従来の計装およびプロセスを使用して得られた。
【００３７】
熱可塑性フォームは、厚さ約０．３ｃｍの約１２０ｃｍ×１４２ｃｍの面積のシート状に形成された。「Ｊ−６０」と指定された市販の熱可塑性フォーム基材（ＪＭＳ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ社（ニュージャージー州ネプチューン）のＪ−ｆｏａｍ）は、約１８％のＥＶＡ、約１６から約２０％のタルク、および市販の基材の中に存在するバランスポリエチレン（ｂａｌａｎｃｅ  ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ）およびその他の添加剤の混合からなっていた。Ｊ−６０シートは、市販のカッティングブレード（モデル番号Ｄ５１００  Ｋ１、Ｆｅｃｋｅｎ−Ｋｉｒｆｅｌ社製（ドイツ、アーヘン）でスカイビング仕上げされた。その後、これらのシートは、水溶性／イソプロピルアルコール溶液で手洗いした。
【００３８】
Ｊ−６０を二酸化ケイ素を含む研磨材でコーティングするために、スカイビング仕上げされた基材を温度制御電極構成をとる従来の市販の無線周波グロー放電（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｇｌｏｗ  Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ、ＲＦＧＤ）プラズマ反応炉（ｐｌａｓｍａ  ｒｅａｃｔｏｒ）（Ｍｏｄｅｌ  ＰＥ−２、Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｅｎｅｒｇｙ  Ｓｙｓｔｅｍｓ（ニューヨーク州メドフォード））の反応室の中に置いた。基材のプラズマ処理では、まず、一次プラズマ反応剤であるアルゴンを、反応室を約３５０ｍＴｏｒｒに保った状態で、サンプルサイズおよび回転速度に応じて約３０から約１２０秒の間、導き入れた。電極温度は、約３０℃に保ち、サンプルおよび反応室サイズに応じて約１００から約２５００ワットのＲＦ動作電力が使用された。その後、二次反応剤を１０または３０分間、０．１０ＳＬＭで導き入れ、これは、ＨｅまたはＡｒガスと混合された二酸化ケイ素前駆体であるテトラオルソシリケート（ＴＥＯＳ）であった。ガス流内の前駆体の量は、単量体タンク温度（ＭＲＴ、９０±１０℃）の二次反応剤単量体の蒸気圧（ＢＰ）により決められた。
【００３９】
倍率４０倍のＳＥＭ画像の例示されている例が図３に示されているが、これは、（Ａ）スカイビング仕上げの後の基材Ｊ−６０および（Ｂ）スカイビング仕上げと二酸化シリコンによるコーティングの後の基材Ｊ−６０の場合である。図３Ａと３Ｂの両方に示されているように、凹型セルは実質的に球状であるが、楕円およびさらには不規則な形状も観察される。セルのサイズを測定したところ、平均サイズは約１００から約１２５ミクロンであることが分かった。さらに、表面の単位面積当たりのセルの密度を、異なる量のＥＶＡを含む基材のＳＥＭ画像を目視で検査することにより決定した。セル密度は、約６０から約１００セル／ｍｍ２までの範囲であった。コーティングの後、凹型セルの形状、サイズまたは密度に実質的変化はなかった。
【００４０】
二酸化ケイ素によるコーティング後のＪ−６０基材の代表的蛍光顕微鏡画像が図４に示されている。凹型セルのエッジのアウトラインを示す非常に際だっている領域は、研磨材および熱可塑性基材自体からの蛍光によるものであった。凹型セルの際だっている領域は、セルをコーティングする研磨材によるものであった。図に例示されているように、二酸化ケイ素コーティング剤は、セルの内面に一様にコーティングされている。
【００４１】
実験２
いくつかの市販の熱可塑性独立気泡フォーム基材の化学組成および機械的特性を比較した。実験１で説明したＪ−６０に加えて、熱可塑性フォーム基材として、厚さ０．０４０インチの凝縮高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）のバッキングに取り付けられているスカイビング仕上げされた０．０７０インチの中間密度のポリエチレン（ＰＥ）フォーム（Ｖｏｌｔｅｋ社（マサチューセッツ州ローレンス）のＶｏｌｅｘｔｒａ（商標））を含むＳＶ１Ａ、厚さ０．０４０インチの凝縮ＥＶＡ−ＨＤＰＥ共重合体のバッキングに取り付けられているスカイビング仕上げされた０．０７０インチの中間密度のＰＥフォーム（Ｖｏｌｔｅｋ社のＶｏｌｅｘｔｒａ（商標））を含むＳＳＶ２、およびスカイビング仕上げされた０．０７０インチのＥＶＡ−ＰＥフォーム（Ｖｏｌｔｅｋ社のＶｏｌｅｘｔｒａ（商標））を含むＳＣ１２Ｇを調べた。
【００４２】
化学組成を調べるために、１２０℃の温度で２４時間の間１００％のキシレン中で重みを付けた量の基材の蒸解を行ってから、残留不溶性物質を乾燥させその重量パーセントを前蒸解物質（キシレン％）と比較した。ポリエチレンと混合されたＥＶＡの重量パーセント（ＥＶＡ％）のデータをメーカから入手した。さらに、タルク、酸化チタン、ケイ酸カルシウム、炭酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、および亜鉛塩化物からなる無機充填剤の重量パーセント（充填剤％）のデータをメーカから入手するか、または完全有機燃焼後に示差走査熱量測定および残留分析などの従来の化学分析により評価した。熱可塑性フォーム基材の化学組成を表１にまとめた。
【００４３】
【表１】
2005537946.tif 000003
【００４４】
上述の熱可塑性フォーム基材の機械的特性を特徴付けるものとして、密度、圧縮強度、硬さ、引張強度および引張降伏強度または引張破断伸度、示差走査熱量測定法により決定される融点、および摩擦係数の評価があった。引張伸度は、ｘ軸に沿っておよびｙ軸に沿っての２つの向きでテストされ、ｘ軸およびｙ軸は９０度異なる。これらのテストの結果を表２にまとめた。
【００４５】
【表２】
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本発明の熱可塑性フォーム基材の機械的特性の特徴付けとして、さらに、研磨材によるコーティングの前（未処理）および後の基材の動的機械分析（ＤＭＡ）を行った。ＤＭＡ測定結果は、モデル番号ＤＭＡ２９８０を使用して求め、Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｖ２．５Ｈソフトウェアを使用して分析された（両方ともＴＡ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社（デラウエア州ニューキャッスル）。
【００４６】
貯蔵弾性率、損失弾性率、およびタンデルタ（Ｔａｎ  Ｄｅｌｔａ）の実験データは、図５、６、および７でそれぞれ表されている。研磨パッドは、上述のつぎ合わせプロセスを使用してスカイビング仕上げされたＡｌｉｐｌａｓｔ（登録商標）（ＪＭＳ  Ｐｌａｓｔｉｃ  Ｓｕｐｐｌｉｅｓ（ニュージャージー州ネプチューン）、Ｔｙｐｅ  ６Ａ：中フォーム密度および硬さ３４  Ｓｈｏｒｅ  Ａ）を露出させることにより有機重合体研磨材でコーティングした。実験１で説明したのと同様の条件の下で、アリルアルコールまたはアリルアミン、テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）、またはテトライソプロピルチタン酸塩（ＴＹＺＯＲ  ＴＰＴ）単量体を含む二次プラズマ反応剤をスカイビング仕上げのＡｌｉｐｌａｓｔ（登録商標）基材につぎ合わせた。
【００４７】
図６に例示されているように、コーティングされた基材は、損失弾性率のピークは約−２０℃であるが、未コーティング基材のピークは約−１０℃であった。したがって、有機重合体でコーティングされた基材のピーク損失弾性率は、未コーティング基材よりも少なくとも約１０℃低い。同様に、図７に例示されているように、コーティングされた基材のタンデルタのピークは約０から３℃であるが、未コーティング基材のピークは約５０℃であった。したがって、これらの有機重合体でコーティングされた基材のタンデルタのピークは、未コーティング基材よりも少なくとも約４０℃低い。
【００４８】
実験３
異なる研磨条件の下で本発明の研磨パッドの研磨特性を調査し、従来のパッドの研磨特性と比較した。異なる研磨条件の下で研磨特性を調べるために、スカイビング仕上げされたＪ６０熱可塑性フォーム基材を上述のつぎ合わせプロセスに晒し、「Ｊ６０ＴＲ」および「Ｊ６０ＳＲ」とそれぞれ指定された二酸化チタンおよび二酸化ケイ素によりコーティングされた研磨パッドを製作して、研磨パッドを準備した。Ｊ６０ＴＲおよびＪ６０ＳＲパッドは両方とも、スラリチャネルを受け入れるように機械的に送られた。
【００４９】
市販の研磨材（製品番号ＥＰ０２２２、Ｅｂａｒａ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社（カリフォルニア州サクラメント））を使用してタングステン研磨特性を調べた。特に断りのない限り、タングステン研磨の除去率は、基材インチ２あたり約１３．Ｎの下向きの力（約３から約４ｐｓｉ）、約１００から約２５０ｒｐｍのテーブル速度、および従来のスラリ（製品番号ＭＳＷ２０００、Ｒｏｄｅｌ（デラウエア州ニューアーク）を使用して評価を行った。蒸着した約８０００Åのタングステン面と基礎の約２５０Åのチタンバリア層を持つ厚さ約１０，０００Åのプラズマ助長テトラエチルオルソシリケート（ＰＥ−ＴＥＯＳ）のウェハをテスト研磨に使用した。
【００５０】
ウェハの表面のタングステン除去の一様性は、同じ研磨装置および条件を用いて評価した。Ｊ６０ＴＲおよびＪ６０ＳＲパッドを使用して研磨されたタングステン表面の等高線をプロットし、ウェハ上で放射状に分配されている４９個の点でシート抵抗を電気的に測定することにより測定した。ウェハ上で除去されたタングステンの平均研磨後深さ、除去された深さの標準偏差、および除去された深さのパーセント標準偏差（ＰｏｓｔＳＴＤ％）を、シート抵抗の４９個の測定結果から計算した。ＰｏｓｔＳＴＤ％は、金属除去の一様性を示す最良の一般的指標と考えられた。
【００５１】
図８Ａおよび８Ｂは、それぞれ、Ｊ６０ＴＲパッドを使用して研磨された複数のウェハ（サンプル）について得られたタングステン除去のタングステン除去率（ＲＲ）および一様性（つまり、ＰｏｓｔＳＴＤ％）をそれぞれ示している。重要なのは、実験を開始する前にパッド上で何ら事前調整を行わなかったことである。第１のサンプルの研磨後も、除去率は、少なくとも約６０Å／秒を超えたままであり、約３０％以上一様性があった。さらに、第１の５つのサンプルの後、Ｊ６０ＴＲパッドでは、少なくとも２０個のサンプルについて一様な速さ（つまり、約６０から７５Å／秒の範囲）でタングステンを除去した。この同じ期間にわたって、ウェハ上のタングステン除去の一様性は、約８から約１２％までの範囲であり、変わりなかった。
【００５２】
図９Ａおよび９Ｂに例示されているように、Ｊ６０ＳＲ研磨パッドを使用して類似の結果が得られた。ここでもまた、事前調整なしで、第１のサンプルウェハの研磨後、タングステン除去率は、少なくとも約４０Å／秒のままであり、約１４％以上一様性があった。第１の５つのサンプルの後、Ｊ６０ＳＲパッドでは、少なくとも２０個のサンプルについて一様な速さ（つまり、約４０から５５Å／秒の範囲）でタングステンを除去した。この同じ期間にわたって、ウェハ上のタングステン除去の一様性は、約３から７％までの範囲であり、変わりなかった。
【００５３】
研磨条件の影響については、下向きの力（ＤＦ）、テーブル速度（ＴＦ）、およびキャリア速度（ＣＳ）を変化させたときの、タングステン除去率および除去の一様性に対する影響を調べることにより評価を行った。これらの結果から、本発明のパッドは、広い範囲の条件の下で許容可能な研磨特性を持つことがわかる。Ｊ６０ＳＲパッドについて図１０に例示されているように、約２６から３１ｋＰａの範囲の下向きの力、約６０から１００ｒｐｍの範囲のテーブル速度、および約６５から約１０５ｒｐｍの範囲のキャリア速度を用いると少なくとも約４０Å／秒の除去率となる。タングステン除去の一様性は、約２．８から約６．５％の範囲に留まった。最高の一様性は、比較的小さい下向きの力（つまり、約２６ｋＰａ）および速いテーブル速度（つまり、約１００ｒｐｍ）を使用して得られた。
【００５４】
また研磨条件の影響については、下向きの力、テーブル速度、およびキャリア速度を変化させたときの、スラリ酸化物の研磨欠陥に対する影響を調べることにより評価を行った。研磨後のウェハの欠陥については、しきい値を０．２ミクロンとするＫＬＡ  ｔｅｎｃｏｒ  ＳＰ−１を使用して評価した。図１１は、Ｊ６０ＳＲパッドを使用した欠陥の数と研磨条件、下向きの力およびテーブル速度との間の関係を例示している。図１１の欠陥の総数は、原因にかかわらず、すべての光散乱事象の累積件数を指している。欠陥の最小数は、下向きの力（つまり、約３２ｋＰａ未満）および速いテーブル速度（つまり、約７５ｒｐｍ超）の組み合わせを使用したときに観察された。
【００５５】
本発明の研磨パッドの研磨特性を従来のパッドと比較した。従来のパッドと比較するため、高密度ポリエチレンの厚さ３２ミルの層からキャップされているポリエチレンフォーム（中密度のＶｏｌａｒａ（商標）、Ｖｏｌｔｅｋ社）からなる熱可塑性フォーム基材を使用して「ＳＣ４ＭＳ」と指定されている研磨パッドを準備した。基材をＳｉＯ２からなる研磨材でコーティングするために、実験１で説明したのと似た条件の下でＴＥＯＳを含有する二次プラズマ反応剤を基材につぎ合わせた。パッドの包括的なタングステン（Ｗ）研磨特性と、２つの市販のロットＩＣ１０００／ＳＵＢ  ＩＶパッドスタック（Ｒｏｄｅｌ社、デラウエア州ニューアーク）、つまり、それぞれ、ＩＣ１０００／ＳＵＢＡ  ＬＯＴ−ＡおよびＩＣ１０００／ＳＵＢＡ  ＬＯＴ−Ｂと指定されているものと比較した。
【００５６】
比較には、市販の研磨材（製品番号ＩＰＥＣ−４７２、Ｓｐｅｅｄｆａｍ−ＩＰＥＣ社（アリゾナ州チャンドラ））およびＭＳＷ２０００（Ｒｏｄｅｌ社、デラウエア州ニューアーク）を含有する従来のスラリを使用した。約８０００Åのタングステン蒸着表面を持つプラズマ助長テトラエチルオルソシリケート（ＰＥ−ＴＥＯＳ）の約５０００Åのウェハがテスト研磨に使用された。
【００５７】
ＳＣ４ＭＳ、ＩＣ１０００／ＳＵＢＡ  ＬＯＴ−ＡおよびＩＣ１０００／ＳＵＢＡ  ＬＯＴ−Ｂパッドのタングステン除去率は、それぞれ、図１２Ａ、１２Ｂ、および１２Ｃに例示されている。使用時に除去率の変動を比較しやすくするため、ＳＣ４ＭＳパッドについて、除去率を実験過程で得られた平均除去率に関して正規化する（正規）。累積研磨時間は、研磨パッドが多数の異なるウェハ表面の連続研磨に使用された総時間数を指す。ＳＣ４ＭＳパッドについて、約２分の累積研磨時間後、正規化された除去率は少なくとも５８分の累積研磨時間の間約±２０％以内であった。対照的に、ＩＣ１０００／ＳＵＢＡ  ＬＯＴ−ＡおよびＩＣ１０００／ＳＵＢＡ  ＬＯＴ−Ｂパッドの正規化された除去率は、５分の累積研磨時間で正規化された値１から徐々に下がり、約５６分の累積研磨時間までに０．６と低い値になった。
【００５８】
本明細書で取りあげているような実験に基づくと、２つの研磨パッドは、優れたタングステンおよび銅ＣＭＰ特性を持つことが期待される。パッドは両方とも、凝縮ＨＤＰＥの厚さ〜３２ミルのバッキングに結合された熱可塑性フォームを含む。結合は、事前に加工された一巻きのフォーム上で溶融ＨＤＰＥの押出コーティングを行うことにより達成される。熱可塑性フォームは、〜１２ｗｔ％のタルク、〜１８ｗｔ％のＥＶＡ、およびバランスＰＥからなり、硬さは〜３０ショアＡである。約〜９％の熱可塑性フォームの容積はセルを含む。フォームは、スカイビング仕上げされ、表面に開放セルのある厚さ〜６４ミルの層を備える。タングステン研磨用のパッドは、スカイビング仕上げされたセルの開放セルの凹面およびその間に等角的にコーティングされたアモルファスＳｉＯ２の厚さ〜５００ミクロンの層を持つ。ＳｉＯ２は、テトラオルソシリケートを含む金属エステル前駆体を使用するプラズマ助長化学気相蒸着（ＣＶＤ）により蒸着される。銅研磨用のパッドは、テトラオルソチタナートを含む金属エステル前駆体を使用するプラズマ助長ＣＶＤにより蒸着されたアモルファスＴｉＯ２の同様の厚さの層を持つ。
【００５９】
本発明について詳細に説明したが、当業者であれば、本発明の範囲から逸脱することなく本明細書におおいてさまざまな変更、置換、および改変を加えられることを理解するであろう。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】流れ図により、本発明の研磨パッドを準備する方法を例示する図である。
【図２】本発明により作られた熱可塑性フォームポリマーを使用して加工された研磨パッドを含む、研磨装置を例示する図である。
【図３】（Ａ）露出されている凹型セルへのスカイビング仕上げの後、および（Ｂ）ＳｉＯ２を含むセラミック研磨材でセルの内面をコーティングした後の本発明の熱可塑性フォーム基材の表面の走査型電子顕微鏡画像の図である。
【図４】露出されている凹型セルへのスカイビング仕上げを行い、ＳｉＯ２を含むセラミック研磨材でセルの内面をコーティングした後の本発明の熱可塑性フォーム基材の表面の蛍光顕微鏡画像の図である。
【図５】本発明の（処理なし）熱可塑性フォーム基材とさまざまな有機研磨材によるコーティングの後の同じ基材との所蔵弾性率および温度の関係を示す動的機械分析の図である。
【図６】コーティング前（処理なし）の本発明の熱可塑性フォーム基材とさまざまな有機研磨材によるコーティングの後の同じ基材との間の損失弾性率および温度の関係を示す図である。
【図７】コーティング前（処理なし）の本発明の熱可塑性フォーム基材とさまざまな有機研磨材によるコーティングの後の同じ基材との間のタンデルタおよび温度の関係を示す図である。
【図８】ＴｉＯ２を含むセラミック研磨材を利用する本発明の研磨パッドを使用した、化学機械研磨の後の（Ａ）ウェハの表面からのタングステンの除去率（ＲＲ）、および（Ｂ）研磨されたサンプルウェハの表面の一様性（Ｐｏｓｔ  ＳＴＤ）を例示する図である。
【図９】ＳｉＯ２を含むセラミック研磨材を利用する本発明の研磨パッドを使用した、化学機械研磨の後の（Ａ）ウェハの表面からのタングステンの除去率（ＲＲ）、および（Ｂ）研磨されたサンプルウェハの表面の一様性（Ｐｏｓｔ  ＳＴＤ）を例示する図である。
【図１０】ＳｉＯ２を含むセラミック研磨材を利用する本発明の研磨パッドを使用した、（Ａ）タングステンの除去率（ＲＲ）、および（Ｂ）ウェハの研磨された表面の一様性（Ｐｏｓｔ  ＳＴＤ）に対する下向きの力、テーブル速度、およびキャリア速度の影響を例示する図である。
【図１１】ＳｉＯ２を含む研磨材を利用する本発明の研磨パッドを使用するウェハの研磨された表面に対する下向きの力、テーブル速度、および欠陥の間の関係を例示する図である。
【図１２】（Ａ）本発明の研磨パッドを使用したウェハからのタングステンの正規化された除去率、および（ＢおよびＣ）２つの従来の研磨パッドとの比較を例示する図である。
【図１】
2005537946.tif 000005
【図２】
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【図３】
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【図４】
2005537946.tif 000008
【図５】
2005537946.tif 000009
【図６】
2005537946.tif 000010
【図７】
2005537946.tif 000011
【図８】
2005537946.tif 000012
【図９】
2005537946.tif 000013
【図１０】
2005537946.tif 000014
【図１１】
2005537946.tif 000015
【図１２】
2005537946.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成17年3月14日(2005.3.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体表面を研磨するための化学機械研磨パッドであって、
凹型セルからなる表面を持つ熱可塑性フォーム基材を含み、
前記熱可塑性フォーム基材は、エチレン酢酸ビニル共重合体及びポリエチレン共重合体の架橋共重合体の混合からなる独立気泡フォームを含む研磨パッド。
【請求項２】
前記ポリエチレン共重合体は約０．１から約０．３ｇｍ／ｃｃまでの範囲の密度を有する請求項１に記載の研磨パッド。
【請求項３】
前記混合は、エチレン酢酸ビニル：ポリエチレン比が約０．６：９．４から約９：１までの範囲である請求項１に記載の研磨パッド。
【請求項４】
前記混合は、エチレン酢酸ビニル：ポリエチレン比が約０．６：９．４から約１．８：８．２までの範囲である請求項１に記載の研磨パッド。
【請求項５】
前記混合は、約５から約４５重量％までの範囲のエチレン酢酸ビニルを含む請求項１に記載の研磨パッド。
【請求項６】
前記混合は、約１２から約２４重量％までの範囲のエチレン酢酸ビニルを含む請求項１に記載の研磨パッド。
【請求項７】
前記混合は、約１から約２５重量％までの無機充填剤を含む請求項１に記載の研磨パッド。
【請求項８】
前記無機充填剤はシリカ及び酸化チタンからなる請求項７に記載の研磨パッド。
【請求項９】
前記凹型セルは少なくとも約４．５セル／ｍｍ２のセル密度を有し、前記凹型セルの平均サイズは約１００ミクロンから３５０ミクロンまでの範囲である請求項１に記載の研磨パッド。
前記研磨材は、
【請求項１０】
前記凹型セルの内面をコーティングする研磨剤をさらに含み、前記研磨剤は、
酸化ケイ素と、
酸化チタンと、
テトラエトキシシラン重合体と、
チタンアルコキシド重合体とからなるセラミックスのグループから選択される請求項１に記載の研磨パッド。
【国際調査報告】
2005537946.tif 000017
2005537946.tif 000018