(57)【要約】  研磨物品（１２）が記載されている。この物品（１２）は、導電性材料の蒸着および機械研磨に好適であり、バインダーを含むテクスチャー加工された表面（１０２）と、テクスチャー加工された表面（１０２）に対向する第２の表面と、さらに、その中を通って延在している第１のチャネル（１０４）とを有する研磨層と、研磨層の第２の表面と係合している第１のバッキング表面と第２のバッキング表面とを有するバッキング（１１８）であって、第１のチャネル（１０４）と共延在していると共に第１のバッキング表面から第２のバッキング表面までバッキングを通って延在している第２のチャネル（１４０、１４８）を有するバッキング（１１８）とを含み、第１のチャネル（１０４）および第２のチャネル（１４０、１４８）が互いに、研磨層のテクスチャー加工された表面（１０２）が視線（ａ）から外れるような寸法となっている。
2005511337.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バインダーを含むテクスチャー加工された表面と、前記テクスチャー加工された表面とは逆の第２の表面と、さらに、その中を通って延在している第１のチャネルとを有する研磨層と、
前記研磨層の前記第２の表面と係合している第１のバッキング表面と第２のバッキング表面とを有するバッキングであって、前記第１のチャネルと共延在していていると共に前記第１のバッキング表面から前記第２バッキング表面まで前記バッキングを通って延在している第２のチャネルを含むバッキングとを含み、
前記第１のチャネルおよび前記第２のチャネルが互いに、前記研磨層の前記テクスチャー加工された表面が視線から外れるような寸法となっている、導電性材料の蒸着および機械研磨に好適な研磨物品。
【請求項２】
前記テクスチャー加工された表面が複数の研磨複合体を含む、請求項１に記載の研磨物品。
【請求項３】
前記研磨複合体が正確に成形された研磨複合体である、請求項２に記載の研磨物品。
【請求項４】
前記第１のチャネルおよび第２のチャネルが互いに、前記研磨層の前記テクスチャー加工された表面が少なくとも約０．２ｍｍ視線から外れるような寸法となっている、請求項１に記載の研磨物品。
【請求項５】
前記テクスチャー加工された表面の前記第１の表面がさらに、前記バインダー内に固定された研磨粒子を含む、請求項１に記載の研磨物品。
【請求項６】
前記研磨層が複数の第１のチャネルを含み、前記テクスチャー加工された表面が中央部分と少なくとも一つの端とを含み、各第１のチャネルが前記テクスチャー加工された表面の前記中央部分から前記少なくとも一つの端に近接した領域まで前記テクスチャー加工された表面にわたって延在している、請求項１に記載の研磨物品。
【請求項７】
前記各第１のチャネルがその長さに沿って可変の幅を有している、請求項８に記載の研磨物品。
【請求項８】
前記バッキングが第1のバッキング層と第２のバッキング層とを含み、前記第1のバッキング層が前記研磨層の前記第２の表面に近接していて、前記第１および第２のバッキング層が異なる材料を含んでいる、請求項１に記載の研磨物品。
【請求項９】
前記第１のバッキング層が、前記第２のバッキング層の材料より硬い材料を含んでいる、請求項１０に記載の研磨物品。
【請求項１０】
前記第１のバッキング層がポリカーボネートを含み、前記第２のバッキング層が発泡ポリマー材料を含んでいる、請求項１１に記載の研磨物品。
【請求項１１】
前記第２のチャネルが、前記バッキングを通って延在していると共に前記研磨層の前記第１のチャネルと略複数のアパーチャを含んでいる、請求項１に記載の研磨物品。
【請求項１２】
前記複数のアパーチャが異なる寸法である、請求項１３に記載の研磨物品。
【請求項１３】
前記複数のアパーチャのそれぞれが矩形の形状である、請求項１３に記載の研磨物品。
【請求項１４】
前記バッキングが第１のバッキング層と第２のバッキング層と第３のバッキング層とを含み、前記第1のバッキング層が前記テクスチャー加工された研磨層の前記第２の表面および前記第１および第３のバッキング層間に配置された前記第２のバッキング層に近接していて、前記第１および第２のバッキング層が異なる材料を含んでいる、請求項１に記載の研磨物品。
【請求項１５】
前記第１のバッキング層が、前記第２のバッキング層の材料より硬い材料を含んでいる、請求項１６に記載の研磨物品。
【請求項１６】
前記第１のバッキング層および前記第３のバッキング層が同じ材料を含んでいる、請求項１６に記載の研磨物品。
【請求項１７】
前記第１および第３のバッキング層がポリカーボネートを含み、前記第２のバッキング層が発泡ポリマー材料を含んでいる、請求項１６に記載の研磨物品。
【請求項１８】
前記第２のチャネルが、前記第１、第２および第３のバッキング層を通って延在していると共に前記研磨層の前記第１のチャネルと略複数のアパーチャを含んでいる、請求項１６に記載の研磨物品。
【請求項１９】
前記複数のアパーチャが異なる寸法である、請求項２０に記載の研磨物品。
【請求項２０】
前記複数のアパーチャのそれぞれが矩形の形状である、請求項２０に記載の研磨物品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ワークピース表面で導電性材料の優先的な蒸着および研磨に用いるのに好適な研磨物品に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウェハの製造において、金属はウェハ面上、一般的には金属のバリアまたはシード層を覆うように蒸着されて、ワークピースに電子回路が形成される。電気抵抗が低く、発熱の少ない導電性回路、ならびに大容量および高効率の最終半導体チップを得るために、最近、銅を好ましい金属として用いることが着目されている。化学蒸着および電気めっき技術を用いてシリコン系基板のビアホールおよびトレンチが充填されてきたが、これらのプロセスは一般に非常に高くつき、欠陥密度が高くなる。
【０００３】
電子回路を半導体ワークピース表面に形成するには、まず金属を蒸着して、続いてそれを研磨する別個のプロセス工程が必要であった。かかる多工程の方法は、金属イオン源として作用する電解質溶液と共にアノードとカソードを有する電解蒸着のシステムで実施されてきた。かかる多工程の技術には、ワークピース表面に直接蒸着される導電性材料がまず必要であった。その後、別個の研磨工程が必要であり、これには、一般的に、研磨スラリーと従来の研磨パッドを用いて、必要な程度までウェハ表面を研磨する化学−機械研磨プロセスが含まれている。蒸着工程および研磨工程は、半導体製造ラインにおいて別個のステーションで実施されてきた。
【０００４】
最近、電気−化学機械蒸着「ｅｌｅｃｔｒｏ−ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ（ＥＣＭＤ）」方法および装置について当業界で言及されている。例えば、米国特許第６，１７６，９９２号を参照すると、半導体ウェハ表面のビア以外の位置への導電性材料の蒸着を排除しながら、ウェハ表面のビア内での同導電性材料の電着について記載されている。導電性材料はワークピース表面に電着される。金属を最初に蒸着させた後、導電性材料を研磨するのに、スラリーを含まない研磨プロセスが記載されている。この代わりに、半導体ウェハの露出表面の導電性材料の蒸着と研磨を同時に行うプロセスで研磨物品を用いてもよい。開示された装置には、研磨物品と係合していて、電力印加の際、第１の電位を受けることのできるアノードが含まれている。研磨物品またはパッドは、アノードとウェハの間に配置される。ウェハの露出表面は導電性で、負の電位を受けて、カソードとして作用して、電力印加の際、第１の電位とは逆の第２の電位を受け、導電性材料（例えば、銅またはその他の金属）の好適な電解質溶液からのウェハ表面への蒸着を促す。研磨物品は、ウェハの露出表面に対して可動であり、ウェハ表面を研磨して、研磨スラリーを用いた別個の研磨工程の必要性が排除される。
【０００５】
当業界において大きな進展ではあるが、上述した、半導体ウェハ表面の電解質の蒸着および研磨について技術的な問題はなくなってはいない。電解質溶液のウェハ表面への分配と、電解質から形成された導電性材料の同時または略同時の研磨には、明確な構成をもつ研磨物品が必要である。かかる研磨物品は、固定研磨材によりウェハ表面へ直接電解質溶液およびめっき電流の分配が行えるように構築される。この構造によって電解質および電気めっき電流をウェハの所望の領域に選択的に分配することができるが、蒸着プロセス中のめっき電流の印加によって、研磨物品の動作表面の導電性材料がめっきされる場合がある。研磨物品の動作表面にめっき金属があると、ウェハの動作表面が引っ掻かれ、研磨物品の動作寿命が短くなる可能性がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
少なくとも上述の理由から、研磨材の動作表面の金属めっきにおける上述の問題を最小限に抑えながら、電解質が中を流れるよう構築された、ＥＣＭＤに用いる研磨物品が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、バインダーを含むテクスチャー加工された表面と、テクスチャー加工された表面とは逆の第２の表面と、さらに、その中を通って延在している第１のチャネルとを有する研磨層と、
研磨層の第２の表面と係合（関連）している第１のバッキング表面と第２のバッキング表面とを有するバッキングであって、第１のチャネルと共延在していると共に第１のバッキング表面から第２のバッキング表面までバッキングを通って延在している第２のチャネルを含むバッキングとを含み、
第１のチャネルおよび第２のチャネルが互いに、研磨層のテクスチャー加工された表面が視線から外れるような寸法となっている、導電性材料の蒸着および機械研磨に好適な研磨物品を提供する。
【０００８】
テクスチャー加工された表面は、正確に成形された研磨複合体である複数の研磨複合体を含んでいてもよい。第１のチャネルおよび第２のチャネルは互いに、研磨層のテクスチャー加工された表面が少なくとも約０．２ｍｍ視線から外れるような寸法となっている。テクスチャー加工された表面の第１の表面はまたバインダー内に固定された研磨粒子を含んでいてもよい。
【０００９】
本明細書で用いた場合、特定の用語は次のような意味であることを理解されたい。
「視線」とは、研磨物品を通して観察者が見える視野であり、観察者の視野は、研磨物品の第２および第１のチャネル（ここに記載した）を通したバッキング（すなわちアノード）の第２の表面と係合した電極から突出している線分の凝集体により画定されて、研磨物品のテクスチャー加工された表面が、ＥＣＭＤ蒸着および研磨操作中に半導体表面と接触しない研磨物品と半導体ワークピースの間の界面の領域を画定および包含している。すなわち、観察者がアノードと研磨物品のバッキングの近くにいて、第２のチャネルを通して眺めていて、研磨物品のテクスチャー加工された表面を半導体ワークピースの表面と接触させて配置されている場合、観察者はワークピース表面と接触しているテクスチャー加工された表面の領域は観察者の視野または視線から外れているため見ることはできない。
【００１０】
「剛性要素」とは、撓みで変形する弾性要素より高いモジュラスの要素のことを指す。
「弾性要素」とは、剛性要素を支持し、収縮で弾性変形する要素のことを指す。
「モジュラス」とは、材料の弾性率またはヤング率のことを指し、弾性材料については、材料の厚さ方向における動的圧縮試験を用いて測定され、剛性材料については材料の面における静的引張り試験を用いて測定される。
研磨物品の研磨層を説明するのに用いるとき、「テクスチャー加工された」とは、本明細書では、少なくともバインダーと任意でバインダー内に固定および分散された研磨材料（粒子）とを含む隆起部（凸部）と、凹部とを有する表面のことを指す。
「研磨複合体」とは、バインダーと、任意で、研磨粒子および／または粒子凝集体のような研磨材料とを含むテクスチャー加工された研磨物品を集合的に与える複数の成形体の１つのことを指す。
「正確に成形された研磨複合体」とは、米国特許第５，１５２，９１７号（Ｐｉｅｐｅｒ  ｅｔ  ａｌ．）に記載されているように、複合体を鋳型から外した後に保持される鋳型キャビティの逆の成形形状を有する研磨複合体のことを指す。
【００１１】
当業者であれば、様々な図面、好ましい実施形態の詳細な説明および添付の特許請求の範囲をはじめとする開示内容の更なる検討により本発明の特徴をより完全に理解するであろう。
また、様々な図面を参照して本発明の好ましい実施形態を説明するけれども、図面において同じ構成要素は同じ参照番号で示してある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明は、ワークピース表面に沿って望ましくない位置に導電性材料が蒸着されるのを最小限に抑えるかまたは排除しながら、導電性材料を半導体ワークピース表面のビア、トレンチおよび／またはスルーホールまたはその他の所望の位置に配置できる研磨物品を提供する。本発明の研磨物品はＥＣＭＤプロセスに有用である。本物品は、半導体ワークピース表面の導電性材料を研磨可能なテクスチャー加工された研磨表面を有している。研磨物品は、例えば、銅を含む様々な導電性材料の研磨に関連して用いることができる。
【００１３】
様々な図面を参照して、本発明の実施形態を示し、説明していく。例えば、図１は、ＥＣＭＤシステム１０の概略を示している。固定研磨物品１２が得られる。システム１０によって、物品１２が半導体ウェハ１４の表面と接触して配置される。金属イオンのめっき溶液をフィードライン１８を介して物品１２に分配される。めっき溶液を物品１２のチャネルまたはアパーチャ１３を通して、半導体ウェハ１４の露出表面に向ける。めっき溶液は、金属をウェハ１４表面にめっきするための金属イオン源として作用する。金属は、研磨物品１２とウェハ１４の界面に可変電位１６を印加することにより、めっき溶液からウェハ１４表面に蒸着される。ウェハ１４表面には、一般的に、金属シード層等を与えて、その表面を導電性として、カソードとして作用するようにする。アノード２０は、通常、研磨物品１２がアノード２０とウェハ／カソード１４の間となるように配置されて、正の電位と金属イオンの源が与えられる。
【００１４】
ウェハ１４の負に帯電した表面は、フィードライン１８から、研磨物品１２のアパーチャ１３を通して、ウェハ１４の露出表面まで流れるめっき溶液の金属イオンを引きつける。電位印加の際、金属はウェハ表面、好ましくは、例えば、スルーホール、ビアおよび／またはトレンチにめっきされる。研磨を促すために、研磨物品１２には、研磨層１００が含まれており、物品１２とウェハ１４を互いに回転させてもよい。また、研磨物品１２および／または半導体ウェハ１４の同時または連続の左右の動きのための手段を与えてもよい。
【００１５】
ウェハ１４表面の金属めっきは、ウェハの領域を、例えば、研磨物品１２または別個のマスク（図示せず）によりマスキングすることにより制御してもよい。めっき工程中に物品１２をマスクとして用いるときは、通常、ウェハ１４および研磨物品１２を電解質溶液の適用中、互いに接触するように保持する必要がある。このやり方で、めっき電流とめっき溶液が両方ともアパーチャ１３を通して、アパーチャ１３の形状寸法により画定されるウェハ１４表面の特定の領域まで通過し、金属めっきが主に、めっき溶液に晒されたウェハ表面のマスクされていない領域でなされる。金属が蒸着している間に、研磨物品１２およびウェハ１４は、ウェハ１４および／または研磨物品１２の一方または両方の回転等により、互いに動く。ウェハ１４表面に対する物品１２の動きによって、前に蒸着した金属の研磨が促される。
【００１６】
図２は、本発明の１実施形態により構築された固定研磨物品１２の分解図である。物品１２は第１の表面１０２を有する研磨層１００を含む。層１００は、少なくとも剛性要素１２８と弾性要素１２６とから構成されるバックアップパッド１１８（図４参照）により支持されていてもよい。層１００、１２８および１２６は、例えば、好適な接着剤により、通常、互いに固定されている。第１の表面１０２は、研磨層１００の動作表面である。第１の表面１０２自体に、研磨力を半導体ワークピース１４の表面に与える研磨テクスチャーがある。研磨層１００の第１の表面１０２に与えられたテクスチャーには、不規則表面構造と規則表面構造を含めることができる。バックアップパッド１１８は研磨層１００を支持するが、その他の支持手段でもよく、本発明の範囲内に含まれるものが考えられる。
【００１７】
研磨層１００のテクスチャー加工された第１の表面１０２は、任意で、固定および分散された研磨粒子および／または研磨凝集体のような複数の研磨材料を含む固化バインダーを通常含んでいる。研磨層１００の第１の表面１０２のテクスチャーは、当業界に公知の様々な方法により与えることができる。研磨層１００の製造に、例えば、グラビアコーティングのようなコーティング技術を用いて、所望の程度のテクスチャーを第１の表面に与えてもよい。例えば、米国特許第５，１５２，９１７号（Ｐｉｅｐｅｒ  ｅｔ  ａｌ．）に記載されているような成形技術をはじめとするその他の技術を用いて、図４に示すように、正確に成形された研磨複合体１０３を与えてもよい。研磨層１００にはまた、第１の表面１０２の逆に第２または裏側表面（図示せず）も含まれている。第２の表面は、剛性要素１２８の表面のようなその他の表面と係合している。通常、第２の表面は剛性要素１２８に接着により固定されている。
【００１８】
図３によると、研磨層１００には、第１の表面１０２から第１の表面とは逆にある第２の表面（図示せず）層１００を通って延在している第１のチャネル１０４が含まれている。研磨層１００は、通常、複数の第１のチャネル１０４を含んでおり、第１のチャネル１０４はそれぞれ、１０６で示される中央領域から延在していて、二辺１０８の一方に近接したところで終わっている。図示するように、第１のチャネル１０４はそれぞれ、チャネルの長さに沿って可変の幅「ｗ」を有している。各チャネル１０４の幅の寸法は、ウェハ１４の適正な領域が電解質溶液に晒されて、回路形成に適切な導電性金属の量を蒸着できるようなものとする。チャネル１０４は、中央領域１０６に近接した近接端と、層１００の端部１０８に延在していて、狭チャネル部分または遠チャネル部分１１０で終わる遠端とを有している。遠チャネル部分によって、研磨物品１２とウェハ１４の界面から過剰の電解質溶液が排出される。
【００１９】
研磨層１００の第１の表面１０２に、ウェハ１４の表面を研磨するのに好適なやり方でテクスチャーを与える。表面１０２のテクスチャーには、隆起部（凸部）と凹部が含まれ、少なくとも隆起部はバインダー材料を含んでいる。研磨粒子のような研磨材料は、第１の表面１０２のバインダー内に固定および分散される。当業者であれば、研磨層および研磨物品に様々な構成を用いることが可能であることが分かるであろう。例えば、上述のチャネル１０４には、図面に示された上述の横に延在するチャネル１０４とは異なる構成を与えてもよい。かかる変形の１つとしては、めっき溶液を半導体ウェハの露出表面に分配する目的で研磨層に配置される別個のアパーチャまたは１つ以上の列のアパーチャがある。アパーチャはいかなる構造であってもよく、研磨物品の表面は円形配列、直線配列等のいかなる任意の配列の任意の数のかかるアパーチャを含んでいてもよい。本発明は、研磨層、テクスチャー加工された表面またはチャネルについて特定の構成に限定されるものではない。
【００２０】
研磨層は、最初は液体または半固体材料として調製されてから固化または硬化されて半導体ウェハを研磨するのに好適な固化材料を与えることの可能な樹脂やポリマー材料のようなバインダー前駆体材料から製造してもよい。研磨層の製造に用いるのに好適な材料としては、元は流動状態だが、研磨物品の製造中に硬化バインダーに変換される有機バインダー前駆体が挙げられる。硬化バインダーは固定非流動状態にある。バインダーは熱可塑性材料、または架橋可能な材料（例えば、熱硬化性樹脂）から形成できる。熱可塑性バインダーと架橋バインダーの混合物もまた本発明の範囲に含まれる。研磨物品の製造プロセス中、バインダー前駆体は、バインダーを硬化するのに適切な条件に晒される。架橋性または鎖伸張性バインダー前駆体については、適切なエネルギー源に晒して、重合または硬化を開始してバインダーを形成する。硬化後、バインダー前駆体はバインダーへと変換される。
【００２１】
バインダー前駆体は、架橋および／または鎖伸張可能な有機材料であってもよい。バインダー前駆体は、縮合硬化性樹脂または付加重合性樹脂のいずれかとすることができる。付加重合性樹脂はエチレン性不飽和モノマーおよび／またはオリゴマーとすることができる。有用な架橋性または鎖伸張性材料としては、フェノール樹脂、ビスマレイミドバインダー、ビニルエーテル樹脂、懸垂アルファ、ベータ不飽和カルボニル基を有するアミノプラスト樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アクリレート樹脂、アクリル化イソシアヌレート樹脂、ウレア−ホルムアルデヒド樹脂、イソシアヌレート樹脂、アクリル化ウレタン樹脂、アクリル化エポキシ樹脂またはこれらの混合物が例示される。
【００２２】
縮合硬化性樹脂もまた用いてもよい。フェノール樹脂は、その熱特性、入手のしやすさ、コストおよび取扱いやすさから研磨物品バインダーに広く用いられている。レゾールとノボラックの２種類のフェノール樹脂がある。レゾールフェノール樹脂におけるホルムアルデヒド対フェノールのモル比は、１より大きいまたは１に等しい、通常１．５：１．０〜３．０：１．０である。ノボラック樹脂のホルムアルデヒド対フェノールのモル比は１：１未満である。市販のフェノール樹脂としては、オクシデンタルケミカルズ社（Ｏｃｃｉｄｅｎｔａｌ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ  Ｃｏｒｐ．）より「デュレッツ（Ｄｕｒｅｚ）および「バルカム（Ｖａｒｃｕｍ）」、モンサント社（Ｍｏｎｓａｎｔｏ）より「レジノックス（Ｒｅｓｉｎｏｘ）」、アシュランドケミカル社（Ａｓｈｌａｎｄ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏ．）より「アロフェン（Ａｒｏｆｅｎｅ）」およびアシュランドケミカル社（Ａｓｈｌａｎｄ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏ．）より「アロタップ」（Ａｒｏｔａｐ）という商品名で知られているものが例示される。
【００２３】
ラテックス樹脂は、単独で用いてもよく、他の樹脂と組み合わせて用いてもよい。ラテックス樹脂は、例えば、フェノール樹脂と混合することができ、アクリロニトリルブタジエンエマルジョン、アクリルエマルジョン、ブタジエンエマルジョン、ブタジエンスチレンエマルジョンおよびこれらの組み合わせが挙げられる。これらのラテックス樹脂は、ローム・アンド・ハース社（Ｒｏｈｍ  ａｎｄ  Ｈａａｓ  Ｃｏｍｐａｎｙ）より市販されている「ロプレックス（Ｒｈｏｐｌｅｘ）」および「アクリルゾル（Ａｃｒｙｌｓｏｌ）、エアプロダクツ＆ケミカルズ社（Ａｉｒ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ＆Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ  Ｉｎｃ．）より市販されている「フレックスクリル（Ｆｌｅｘｃｒｙｌ）」および「バルタック（Ｖａｌｔａｃ）」、ライショルドケミカル社（Ｒｅｉｃｈｏｌｄ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏ．）より市販されている「シンテマル（Ｓｙｎｔｈｅｍｕｌ）および「タイラック（Ｔｙｌａｃ）」、Ｂ．Ｆ．グッドリッチ社（Ｇｏｏｄｒｉｃｈ）より市販されている「ハイカー（Ｈｙｃａｒ）」および「グッドライト（Ｇｏｏｄｒｉｔｅ）」、グッドイヤータイヤ・アンド・ラバー社（Ｇｏｏｄｙｅａｒ  Ｔｉｒｅ  ａｎｄ  Ｒｕｂｂｅｒ  Ｃｏ．）より市販されている「ケミガム（Ｃｈｅｍｉｇｕｍ）」、ＩＣＩより市販されている「ネオクリル（Ｎｅｏｃｒｙｌ）」、ＢＡＳＦより「ブタフォン（Ｂｕｔａｆｏｎ）」、ユニオンカーバイド（Ｕｎｉｏｎ  Ｃａｒｂｉｄｅ）より市販されている「レス（Ｒｅｓ）」をはじめとする様々な異なる供給元から市販されている。
【００２４】
エポキシ樹脂はオキシラン基を有しており、開環重合される。かかるエポキシド樹脂としては、モノマーエポキシ樹脂およびポリマーエポキシ樹脂が挙げられる。これらの樹脂は、その骨格および置換基の性質により大きく異なる。例えば、骨格はエポキシ樹脂に関連するいずれのタイプでも構わず、その骨格についている置換基は室温でオキシラン基と反応する活性水素原子を含まない基であればいずれであってもよい。許容される置換基の代表的な例としては、ハロゲン、エステル基、エーテル基、スルホネート基、シロキサン基、ニトロ基、ホスフェート基等が挙げられる。ある好ましいエポキシ樹脂としては、２，２−ビス［４−（２，３−エポキシプロポキシ）−フェニル）プロパン（ビスフェノールＡのジグリシジルエーテル）］およびシェルケミカル社（Ｓｈｅｌｌ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏ．）より「エポン（ＥＰＯＮ）８２８」、「エポン（ＥＰＯＮ）１００４」および「エポン（ＥＰＯＮ）１００１Ｆ」、ダウケミカル社（Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏ．）より「ＤＥＲ−３３１」、「ＤＥＲ−３３２」および「ＤＥＲ−３３４」という商品名で市販されている材料が例示される。その他の好適なエポキシ樹脂としては、ダウケミカル社（Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏ．）より入手可能なフェノールホルムアルデヒドノボラック（例えば、「ＤＥＮ−４３１」および「ＤＥＮ−４２８」）のグリシジルエーテルが挙げられる。
【００２５】
エチレン性不飽和バインダー前駆体としては、アルファ、ベータ不飽和カルボニルペンダント基を有するアミノプラスト樹脂モノマーまたはオリゴマー、エチレン性不飽和モノマーまたはオリゴマー、アクリル化イソシアヌレートモノマー、アクリル化ウレタンオリゴマー、アクリル化エポキシモノマーまたはオリゴマー、エチレン性不飽和モノマーまたは希釈剤、アクリレート分散液またはこれらの混合物が挙げられる。アミノプラスト樹脂バインダー前駆体は、１分子または１オリゴマー当たり、少なくとも１つのアルファ、ベータ−不飽和カルボニルペンダント基を有している。これらの材料についてはさらに、本明細書に参照として援用される米国特許第４，９０３，４４０号および同第５，２３６，４７２号に記載されている。エチレン性不飽和モノマーまたはオリゴマーは、一官能性、二官能性、三官能性または四官能性あるいはこれ以上の官能性であってもよい。アクリレートという用語には、アクリレートとメタクリレートの両方が含まれる。好適なエチレン性不飽和バインダー前駆体としては、炭素、水素および酸素と、任意で窒素およびハロゲンを含有するモノマーとポリマー化合物の両方が含まれる。酸素または窒素原子またはこの両方は、通常、エーテル、エステル、ウレタン、アミドおよびウレア基に存在している。エチレン性不飽和化合物の分子量は好ましくは約４，０００未満であり、脂肪族一価の基または脂肪族の多価の基を含有する化合物と、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、イソクロトン酸、マレイン酸等のような不飽和カルボン酸との反応から作成されたエステルであるのが好ましい。エチレン性不飽和モノマーの代表例としては、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、スチレン、ジビニルベンゼン、ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート、ヒドロキシプロピルメタクリレート、ヒドロキシブチルアクリレート、ヒドロキシブチルメタクリレート、ビニルトルエン、エチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、ヘキサンジオールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、グリセロールトリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールトリメタクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレートおよびペンタエリスリトールテトラメタクリレートが挙げられる。その他のエチレン性不飽和樹脂としては、モノアリル、ポリアリルおよびポリメソアリルエステルおよび、ジアリルフタレート、ジアリルアジペートおよびＮ，Ｎ−ジアリルアジパミドのようなカルボン酸のアミドが挙げられる。さらに他の窒素含有化合物としては、トリス（２−アクリル−オキシエチル）イソシアヌレート、１，３，５−トリ（２−メタクリルオキシエチル）−ｓ−トリアジン、アクリルアミド、メチルアクリルアミド、Ｎ−メチル−アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、Ｎ−ビニル−ピロリドンおよびＮ−ビニル−ピペリドンが挙げられる。
【００２６】
少なくとも１つのアクリレートペンダント基を有するイソシアヌレート誘導体と、少なくとも１つのアクリレートペンダント基を有するイソシアネート誘導体についてはさらに、本明細書に参照として援用される米国特許第４，６５２，２７４号に記載されている。好ましいイソシアヌレート材料は、トリス（ヒドロキシエチル）イソシアヌレートのトリアクリレートである。
【００２７】
アクリル化ウレタンは、ヒドロキシ末端イソシアネート伸張ポリエステルまたはポリエーテルのアクリレートエステルである。市販のアクリル化ウレタンとしては、モートンケミカル社（Ｍｏｒｔｏｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ）より入手可能な「ＵＶＩＴＨＡＮＥ７８２」およびＵＣＢラドキュアスペシャルティーズ社（Ｒａｄｃｕｒｅ  Ｓｐｅｃｉａｌｔｉｅｓ）より入手可能な「ＣＭＤ６６００」、「ＣＭＤ８４００」および「ＣＭＤ８８０５」が例示される。アクリル化エポキシは、ビスフェノールＡエポキシ樹脂のアクリレートエステルのようなエポキシ樹脂のアクリレートエステルである。市販のアクリル化エポキシとしては、ＵＣＢラドキュアスペシャルティーズ社（Ｒａｄｃｕｒｅ  Ｓｐｅｃｉａｌｉｔｉｅｓ）より入手可能な「ＣＭＤ３５００」、「ＣＭＤ３６００」および「ＣＭＤ３７００」が例示される。
【００２８】
アクリレート分散液に関する更なる詳細については、本明細書に参照として援用される米国特許第５，３７８，２５２号（Ｆｏｌｌｅｎｓｂｅｅ）にある。
【００２９】
バインダー前駆体に部分重合エチレン性不飽和モノマーを用いることも本発明の範囲に含まれる。例えば、アクリレートモノマーを部分重合して、研磨材スラリーに組み込むことができる。部分重合度は、得られる研磨材スラリーをコートして研磨物品を形成できるよう、得られる部分重合エチレン性不飽和モノマーの粘度が過剰に高くならないように制御すべきである。部分重合可能なアクリレートモノマーとしてはイソオクチルアクリレートが例示される。部分重合エチレン性不飽和モノマーと、その他のエチレン性不飽和モノマーおよび／または縮合硬化可能なバインダーとの組み合わせを用いることも本発明の範囲に含まれる。
【００３０】
本発明においては、アクリレートおよびエポキシバインダーを用いている。好適なアクリレートバインダーとしては、２−フェノキシエチルアクリレート、プロポキシル化２ネオペンチルグリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、２−（２−エトキシエトキシ）エチルアクリレートその他が挙げられる。好適なエポキシバインダーとしては、ビスフェノールＡジグリシジルエーテル、１，４−ブタンジオールジグリシジルエーテルその他が挙げられる。エポキシバインダーは、アミン、アミドと組み合わせて、または酸触媒重合により硬化させることができる。
【００３１】
本発明の研磨コーティングは、研磨材料表面修正添加剤、カップリング剤、可塑剤、フィラー、膨張剤、ファイバー、帯電防止剤、開始剤、沈殿防止剤、光増感剤、潤滑剤、湿潤剤、界面活性剤、顔料、染料、ＵＶ安定化剤および沈殿防止剤のような任意の添加剤をさらに含むことができる。これらの材料の量は、所望の特性を与えるように選択される。
【００３２】
研磨コーティングは任意で可塑剤を含んでいてもよい。一般に、可塑剤を添加すると、研磨コーティングの受食性が増大し、バインダーの全体の硬さが軟化される。可塑剤としては、ポリ塩化ビニル、ジブチルフタレート、アルキルベンジルフタレート、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、セルロースエステル、フタレート、シリコーン油、アジピン酸およびセバシン酸エステル、ポリオールおよびその誘導体、ｔ−ブチルフェニルジフェニルホスフェート、トリクレジルホスフェート、ひまし油、これらの組み合わせ等が例示される。
【００３３】
研磨コーティングはさらに任意で、コーティングを強化するフィラーを含むことができる。逆に、場合によっては、適正なフィラーおよび量だと、フィラーは研磨コーティングの受食性を増大することがある。フィラーは微粒子材料であり、平均粒度は０．１〜５０マイクロメートル、通常、１〜３０マイクロメートルである。本発明に用いるのに好適なフィラーとしては、金属炭酸塩（炭酸カルシウム（白亜、方解石、泥炭、トラバーチン、大理石および石灰石）、炭酸カルシウムマグネシウム、炭酸ナトリウム、炭酸マグネシウム等）、シリカ（水晶、ガラスビーズ、ガラス泡およびガラスファイバー等）、シリケート（タルク、クレイ（モンモリロン石）長石、マイカ、ケイ酸カルシウム、メタケイ酸カルシウム、アルミノケイ酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウム）、金属硫酸塩（硫酸カルシウム、硫酸バリウム、硫酸ナトリウム、硫酸アルミニウムナトリウム、硫酸アルミニウム等）、石膏、蛭石、木粉、三水和アルミニウム、カーボンブラック、金属酸化物（酸化カルシウム（石灰）、酸化アルミニウム、酸化スズ（例えば、酸化第二スズ）、二酸化チタン等）および金属亜硫酸塩（亜硫酸カルシウム等）、熱可塑性粒子（ポリカーボネート、ポリエーテルイミド、ポリエステル、ポリエチレン、ポリスルホン、ポリスチレン、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレンブロックコポリマー、ポリプロピレン、アセタールポリマー、ポリウレタン、ナイロン粒子）および熱硬化性粒子（フェノール泡、フェノールビーズ、ポリウレタン泡粒子等）等が例示される。フィラーはハロゲン化物塩のような塩であってもよい。ハロゲン化物塩としては、塩化ナトリウム、氷晶石カリウム、氷晶石ナトリウム、氷晶石アンモニウム、四フッ化ホウ酸カリウム、四フッ化ホウ酸ナトリウム、フッ化ケイ素、塩化カリウムおよび塩化マグネシウムが例示される。金属フィラーとしては、スズ、鉛、ビスマス、コバルト、アンチモン、カドミウム、鉄、チタンが例示される。その他のフィラーとしては、硫黄、有機硫黄化合物、グラファイトおよび金属硫化物が挙げられる。上述した例のフィラーは、フィラーの代表を示すものであり、全てのフィラーを包含するものではない。
【００３４】
有用な帯電防止剤としては、グラファイト、カーボンブラック、酸化バナジウム、導電性ポリマー、湿潤剤等が例示される。これらの帯電防止剤については、本明細書に参照として援用される米国特許５，０６１，２９４号、同第５，１３７，５４２号および同第５，２０３，８８４号に開示されている。
【００３５】
バインダー前駆体は硬化剤をさらに含んでいてもよい。硬化剤は、バインダー前駆体をバインダーに変換する重合または架橋プロセスを開始および終了するのを補助する材料である。硬化剤という用語には、開始剤、光開始剤、触媒および活性剤が含まれる。硬化剤の量および種類はバインダー前駆体の化学的性質に大きく依存する。
【００３６】
研磨層１００のテクスチャー加工された表面１０２が研磨材料を含んでいるときは、様々な材料から選択することができる。例えば、物品に用いるには無機研磨材料および／または有機系材料が好適である。無機研磨材材料は、硬質無機研磨材料（モース硬さが８を超える）と軟質無機研磨材料（モース硬さが８未満）に分割することができる。従来の硬質研磨材料としては、溶融酸化アルミニウム、熱処理済み酸化アルミニウム、白色溶融酸化アルミニウム、黒色炭化ケイ素、緑色炭化ケイ素、二ホウ化チタン、炭化ホウ素、炭化タングステン、炭化チタン、ダイアモンド、立方窒化ホウ素、ガーネット、溶融アルミナジルコニア、ゾルゲル研磨材料等が例示される。ゾルゲル研磨材料の例は、本明細書に参照として援用される米国特許第４，３１４，８２７号、同第４，６２３，３６４号、同第４，７４４，８０２号、同第４，７７０，６７１号および同第４，８８１，９５１号に記載されている。
【００３７】
従来の軟質無機研磨材料としては、シリカ、酸化鉄、クロミア、セリア、ジルコニア、チタニア、シリケートおよび酸化錫が例示される。軟質研磨材料のさらに他の例としては、金属炭酸塩（炭酸カルシウム（例えば、白亜、方解石、泥炭、トラバーチン、大理石および石灰石）、炭酸カルシウムマグネシウム、炭酸ナトリウムおよび炭酸マグネシウム）、シリカ（水晶、ガラスビーズ、ガラス泡およびガラスファイバー）、シリケート（タルク、クレイ（例えば、モンモリロン石）、長石、マイカ、ケイ酸カルシウム、メタケイ酸カルシウム、アルミノケイ酸ナトリウムおよびケイ酸ナトリウム）、金属硫酸塩（硫酸カルシウム、硫酸バリウム、硫酸ナトリウム、硫酸アルミニウムナトリウム、硫酸アルミニウム）、石膏、三水和アルミニウム、グラファイト、金属酸化物（酸化カルシウム（石灰）、酸化アルミニウム、二酸化チタン）および金属亜硫酸塩（亜硫酸カルシウム）、金属材料（錫、鉛、銅等）等が示される。
【００３８】
可塑性研磨材料は、ポリカーボネート、ポリエーテルイミド、ポリエステル、ポリエチレン、ポリスルホン、ポリスチレン、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレンブロックコポリマー、ポリプロピレン、アセタールポリマー、ポリ塩化ビニル、ポリウレタン、ポリウレア、ナイロンおよびこれらの組み合わせから形成することができる。通常、本発明に用いられる熱可塑性ポリマーは、高い融点または良好な耐熱性を有している。熱可塑性研磨粒子を形成するにはいくつかの方法がある。かかる方法の１つは、熱可塑性ポリマーを細長いセグメントに押出して、それらセグメントを所望の長さに切断することである。あるいは、熱可塑性ポリマーは所望の形状および粒度に成形することができる。この成形プロセスは圧縮成形または射出成形とすることができる。可塑性研磨粒子は架橋ポリマーから形成することができる。架橋ポリマーとしては、フェノール樹脂、アミノプラスト樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、メラミン−ホルムアルデヒド、アクリレート樹脂、アクリル化イソシアヌレート樹脂、ウレア−ホルムアルデヒド樹脂、イソシアヌレート樹脂、アクリル化ウレタン樹脂、アクリル化エポキシ樹脂およびこれらの混合物が例示される。これらの架橋ポリマーは、製造、粉砕および篩い分けして適正な粒度および粒度分布とすることができる。熱硬化性のポリマー研磨粒子も熱可塑性のポリマー研磨粒子も乳化重合により形成することができる。
【００３９】
研磨物品はまた、２種類以上の異なる研磨粒子の混合物を含んでいてもよい。２種類以上の異なる研磨粒子の混合において、個々の研磨粒子は同じ平均粒度を有していてもよいし、個々の研磨粒子は異なる平均粒度を有していてもよい。さらに他の態様において、無機研磨粒子および有機研磨粒子の混合物であってもよい。
【００４０】
研磨粒子を処理すると粒子上に表面コーティングを与えることができる。表面コーティングは、研磨物品中の研磨粒子とバインダーの間の接着力を改善することが知られている。さらに、表面コーティングはまた、バインダー前駆体に分散される研磨粒子の能力も改善する。あるいは、表面コーティングは、得られる研磨粒子の切断特性を変更したり改善することができる。
【００４１】
一実施形態において、研磨層は、２種類のアクリレートモノマーと分散剤と開始剤とアルミナグリットを含むバインダー前駆体から作成された硬質アクリレートバインダーを含んでいる。ペンシルバニア州エクストンのサートマー社（Ｓａｒｔｏｍｅｒ，Ｅｘｔｏｎ，ＰＡ）より市販されているアクリレート樹脂は、（１）「サートマー（Ｓａｒｔｏｍｅｒ）ＳＲ９００３」という商品名で販売されているプロポキシル化−２−ネオペンチルグリコールジアクリレートおよび（２）「サートマー（Ｓａｒｔｏｍｅｒ）ＳＲ３３９」という商品名で販売されている２−フェノキシエチルアクリレートである。分散剤を、コネチカット州ウォリングフォードのＢＹＫケミー社（ＢＹＫ  Ｃｈｅｍｉｅ，Ｗａｌｌｉｎｇｆｏｒｄ，ＣＴ）より「ダイスパーバイク（Ｄｙｓｐｅｒｂｙｋ）Ｄ１１１」という商品名で販売されているようなバインダー前駆体に添加する。重合を開始するため、ニューヨーク州テリータウンのチバガイギー社（Ｃｉｂａ  Ｇｉｅｇｙ，Ｔａｒｒｙｔｏｗｎ，ＮＹ）より入手可能な「イルガキュア（Ｉｒｇａｃｕｒｅ８１９）」として知られているようなバインダー前駆体中には開始剤が存在している。酸化アルミニウム研磨粒子をバインダー前駆体に添加して、研磨性を最終物品に与えてもよい。かかる研磨材の１つはニューヨーク州ペンヤンのフェロ社（Ｆｅｒｒｏ  Ｃｏｒｐ．，Ｐｅｎｎ  Ｙａｎ，ＮＹ）より入手可能な「チゾックス（Ｔｉｚｏｘ）」アルファアルミナである。
【００４２】
バインダーは、複数の正確に成形された研磨複合体へと成形してもよい。各複合体はバインダー内に固定および分散された研磨粒子を含んでいる。研磨粒子は、研磨される表面に条件を与える必要性、入手可能な研磨材の所望の硬さおよび当業者に知られたその他の因子に従って選択してもよい。一般に、研磨材のモース硬さは約２〜約１０の範囲内である。この範囲内の硬さを有する研磨粒子であれば、半導体ワークピースの導電性材料を研磨するのに必要なレベルの研磨作用を与える。
【００４３】
図４には、本発明による研磨物品１２の断面が示されている。研磨層１００の第１の表面１０２は、任意の支持体１１２に固定された、正確に成形された三次元固定研磨複合体１０３を含んでいる。複合体１０３は、第１の表面１０２に研磨操作に好適なテクスチャーを与える。研磨層１００の第２の表面１１４は、接着層１１５を用いて第１のバッキング表面１１６に固定されている。接着層１１５に好適な接着剤としては、ミネソタ州セントポールのミネソタマイニング・アンド・マニュファクチュアリング社（Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ  Ｍｉｎｉｎｇ  ａｎｄ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ  Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｓｔ．Ｐａｕｌ，Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ）（「３Ｍ」）より入手可能なポリオレフィン、ポリアクリレートまたはポリウレタンＰＳＡのような感圧接着剤（ＰＳＡ）が挙げられる。特に、３Ｍより入手可能な商品名「３Ｍ９６７１ＬＥ」または「３Ｍ９４７１ＦＬ」のＰＳＡは、研磨物品１２の製造に用いられてきた。バッキング１１８は、少なくとも２枚の層１２６および１２８と、研磨層１００の逆の第２のバッキング表面１２４とを含んでいる。図示した実施形態において、バッキング１１８および少なくとも２枚の層は、弾性要素１２６と固定研磨複合体１０３の間に介挿された剛性要素１２８を備えた弾性要素１２６を含んでいる。弾性要素１２６のモジュラス（すなわち、材料の厚さ方向におけるヤング率）は、剛性要素１２８のモジュラス（すなわち、材料の平面におけるヤング率）より少なくとも約２５％、少なくとも約５０％少ない。さらに、剛性要素１２８は、少なくとも約１００ＭＰａのヤング率、弾性要素１２６は約１００ＭＰａ未満のヤング率を有している。弾性材料１２６のヤング率は、通常、約５０ＭＰａ未満である。
【００４４】
剛性および弾性要素１２８および１２６を組み合わせて、研磨層１００の固定研磨複合体１１３の支持層１１２に取り付けられたバックアップパッド１１８（図４）の形態のバッキングとすることができる。バックアップパッド１１８の詳細については、その開示内容が本明細書に参照として援用される米国特許第６，００７，４０７号（Ｒｕｔｈｅｒｆｏｒｄ  ｅｔ  ａｌ．）にある。ＥＣＭＤプロセス中、弾性要素１２６の第２のバッキング表面１２４をＥＣＭＤ装置のプラテンに取り付けてもよい。操作中、固定研磨要素１０３の表面１０５は通常、半導体ウェハワークピースと接触している。
【００４５】
図５を参照すると、バッキング１１８の剛性要素１２８は、中央部分１３２から延在していて、要素１２８の端部１３４近傍で終わっている第２のチャネル１３０を含んでいる。第２のチャネル１３０のそれぞれは、識別可能な列で位置合せされ、要素１２８を通って延在していて、研磨層１００の第１のチャネル１０４と位置合せされて共延在している一連のフローアパーチャ１４０を含んでいる。図６を参照すると、バッキング１１８の弾性要素１２６は、剛性要素１２６の中央部分１４４から延在していて、端部１４６近傍で終わっている複数の第２のチャネル１４２を含んでいる。第２のチャネル１４２はそれぞれ、弾性要素１２６を通って延在していて、剛性要素１２８の第２のチャネルフローアパーチャ１４０と共延在して配置されている一連のフローアパーチャ１４８を含んでいる。弾性要素１２６のチャネル１４２のフローアパーチャ１４８は、細長いチャネルコンポーネント１５０に沿って互いに連結している。剛性要素１２８は、弾性要素１２６と研磨層１００の間に配置され、３層は、上述した３Ｍ９６７１ＬＥおよび３Ｍ９４７１ＦＬとして入手可能な好適なＰＳＡを用いて互いに接着固定されている。
【００４６】
剛性要素１２８の第２のチャネル１３０と、弾性要素１２６の第２のチャネル１４２は、互いに位置合せされ共延在していて、チャネル１３０のフローアパーチャ１４０は、チャネル１４２のフローアパーチャ１４８と位置合せされて、電解質溶液のような液体がバッキング１１８を通して妨げられずに流れる。フローアパーチャ１４０および１４８は略同じ寸法であってもよい。上述した通り、本発明はバッキング１１８の特定の実施形態に限定されない。さらに、チャネル１３０および１４２の構成は、単に例示のためであって、その他のデザインまたは構成を排除するものではない。アパーチャ１４０および１４８は矩形で示されているが、当業者であれば、円形、半円形、三角またはその他の形状およびいかなる寸法のアパーチャであってもよいことが分かるであろう。バッキングは、前述の層１２８および１２６を含んでいてもよいし、単一層を含んでいてもよく、本発明はかかる構成の全てを包含するものとする。
【００４７】
組立物品１２において、研磨層１００はバックアップパッド１１８に固定またはその他係合されて、第１のチャネル１０４は剛性要素１２８の第２のチャネル１３０と位置合せされ、フローアパーチャ１４０の全ては第１のチャネル１０４の側部境界内にある。このやり方で、さらに説明すると、フローアパーチャ１４０、剛性要素１２８の第２のチャネル１３０、および弾性要素１２６の第２のチャネル１３０を互いに位置合せして、物品１２にチャネルを与える。第１のチャネル１０４および第２のチャネル１３０および１４２は互いに、テクスチャー加工された研磨層の第１の表面１０２が視線から外れるように構成されている。
【００４８】
図７を参照すると、テクスチャー加工された表面１０２は、少なくとも金属シード層を露出表面に含むシリコンウェハ１４の表面と接触している。上述した通り、研磨物品１２は、ＥＣＭＤツールのアノードと係合しており、ウェハ１４の露出および金属化表面はツールのカソードとして機能する。アノード（図示せず）は、通常、物品１２の最下部表面１２４に近接したバックアップパッド１１８の下に配置されている。チャネル１０４の幅「ｗ」は、金属のウェハ１４表面および主にトレンチおよびビア１５２への電着が、それ以外のウェハ１４表面または研磨物品１２のテクスチャー加工された表面１０２への金属めっきを最小限に抑えつつ行えるようなやり方で構成されている。
【００４９】
テクスチャー加工された表面１０２のある構成だと、チャネル１０４に幅「ｗ」が与えられて、チャネル１０４が剛性要素１２８のフローアパーチャ１４０および弾性要素１２６のフローアパーチャ１４８よりも広い。この構成において、表面１２４近傍のアノードに配置され、フローアパーチャ１４０、フローアパーチャ１４８および第１のチャネル１０４を同時に覗く観察者「ａ」はウェハ１４と接触している表面１０２を見ることはできない。すなわち、上述のアパーチャ１４０および１４８とチャネル１０４の構成および相対寸法を選択して、第１の表面１０２とウェハ１４の間の界面接触は、観察者の視野から、例えば、０．２ｍｍ、通常、０．５ｍｍ離れるようにする。
【００５０】
上述のパーツの構成において、上述のフローアパーチャ１４０および１４８と第１のチャネル１０２を通して電解質溶液を半導体ウェハワークピース表面に適用する。ウェハ表面のその他の領域は、ウェハと第１の表面１０２の間に維持されている表面接触によりブロックされている。ＥＣＭＤプロセスにおいては、例えば、本発明の研磨物品を用いて、ウェハ表面への金属の蒸着を補助して、導電性材料の研磨または付着レートを減じることができる。ＥＣＭＤプロセスは、例えば、米国特許第６，１７６，９９２号（Ｔａｌｉｅｈ）に記載されているような装置で実施することができる。本明細書に記載されたようなＥＣＭＤプロセスを実施するのに有用な市販の装置としては、カリフォルニア州ミリピタスのヌツール社（ＮｕＴｏｏｌ，Ｉｎｃ．，Ｍｉｌｐｉｔａｓ，Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ）より入手可能な「ヌツール（ＮｕＴｏｏｌ）２０００」が挙げられる。本発明による研磨物品はかかる装置と共に用いてもよい。
【００５１】
操作において、ＥＣＭＤプロセスは、負の電位をウェハに係合したカソードに印加し、正の電位を研磨物品または研磨パッドに係合したアノードに印加する。電流を電極に導通させると、電解質溶液中の金属イオンがウェハ表面に蒸着し始める。金属イオンは、カソードにより印加された負の電位によりウェハ表面に引き付けられる。研磨物品による同時研磨またはラビング動作と共にウェハ表面に研磨物品を配置すると、ビアおよび相互接続線以外のウェハ表面の領域に金属が堆積するのを防ぐ。
【００５２】
操作の第２の段階において、必要であればウェハ表面を清浄にしてもよく、電流をかけずに、または電流の極性を逆にすることにより、研磨物品を用いてさらに研磨を実施することもできる。あまり望ましくはないが、バッフィング／研磨を従来の研磨スラリーを用いて実施することができる。
【００５３】
上述の「視野」基準を満たすフローチャネルを与える本発明の研磨物品の構造によって、さらに、物品に電解質が流れ、研磨層１００のテクスチャー加工された表面１０２およびビアホールおよびトレンチ以外のウェハ表面の領域への金属の蒸着を最小限に抑えながら、ワークピースの所望の領域に金属を蒸着することができる。
【００５４】
本発明の研磨物品の他の実施形態において、追加の剛性要素をバックアップパッド１１８に固定したり係合させてもよい。本実施形態において、材料（例えば、ポリカーボネート）の追加の剛性層を物品１２と係合させて、弾性要素１２６が、延在するフローアパーチャの実質的に同じパターンを有する同様または同一の剛性要素間に配置して、本明細書に述べた通り、研磨物品を電解質溶液が流れるようにしてもよい。
【００５５】
当業者であれば、本発明の研磨物品は、前述のものとは異なる構成のフローチャネルを備えるように製造することができ、また、本発明は前述のフローチャネル構成に限定されるものではないことが分かるであろう。具体的には、本発明は、第１の表面から第２の表面までテクスチャー加工された研磨層に延在する第１のチャネルを含むテクスチャー加工された研磨層と、テクスチャー加工された研磨層の第２の表面と係合しているバッキングとを有し、バッキングは第１のチャネルと共延在していて、物品の視野を確立する第１のチャネルおよび第２のチャネルを備えたバッキングに延在している第２のチャネルを含み、テクスチャー加工された研磨層の第１の表面が視野外である研磨物品に関るものである。
【００５６】
本発明を、半導体ワークピース表面に導電性材料を蒸着する方法に用いてもよい。かかる方法において、半導体ワークピースはカソードとして利用されて、アノード近傍に配置されて、電位を適用すると、アノードと半導体ウェハ表面間のめっき溶液の適用によって電気接触がなされる。上述した通り、研磨物品は、アノードとカソードの間でアノードと係合させて配置し、物品の研磨表面を半導体ウェハの露出表面と接触させる。第１の電位をアノードに印加し、第２の電位をカソードに印加し、導電性電解質を研磨物品の第１および第２のチャネルを通して、溶液から金属がめっきされる半導体ウェハワークピース表面の好ましい領域に適用する。研磨物品の表面層を用いて、ワークピース表面の特定の領域への導電性材料の蒸着を妨げる。その後、研磨物品のテクスチャー加工された表面を用いて、半導体ワークピース表面に蒸着した金属を研磨／バフする。
【００５７】
特定の研磨のやり方に応じて、テクスチャー加工された第１の表面１０２と半導体ウェハ表面１４間の界面の力は一般に非常に低く、例えば、２００ｍｍのウェハで１ポンド（例えば、０．４５ｋｇ）未満である。
【００５８】
本発明の好ましい実施形態の更なる詳細については、以下の限定されない実施例を鑑みるとさらに理解されるであろう。
【実施例】
【００５９】
一般手順Ａ（研磨物品の作成）
近接するポストの集合から構成された鋳造表面を有する金属マスターツール上にポリプロピレン材料をキャスティングすることにより、ポリプロピレン製の製造ツールを作成した。製造ツールは、ポスト形状の複数のキャビティを有していた。ポストパターンは、ポストの近接する基部が互いに約７４０マイクロメートル（０．０２９インチ）以下離れ、各ポストの高さは約４０マイクロメートルであった。キャビティの配列を画定すると約１３線／センチメートルであった。マスキングタイプの感圧接着テープにより製造ツールを金属キャリア板に固定した。実施例に挙げた成分を用いてバインダー前駆体を調製した。前駆体を高剪断ミキサーを用いて、均一になるまで混合し、前駆体を６０μｍまたは８０μｍのフィルタを通してろ過した。
【００６０】
一般手順Ｂ（研磨材の形成）
実施例に従って作成した研磨層にチャネルを切り込んだ。ポリカーボネートまたは発泡層のような後の層もまた、異なる寸法および幾何形状を得られる別個の工程でチャネルと共に作成した。このチャネル切込プロセスは、水ジェットまたはレーザーアブレーション技術を用いて行うことができる。従来のダイカットまたは鋭い刃をもつ道具も用いることができる。本実施例では、ウィスコンシン州ソマーセットのレーザーマシーニング社（Ｌａｓｅｒ  Ｍａｃｈｉｎｉｎｇ，Ｉｎｃ．，Ｓｏｍｅｒｓｅｔ，ＷＩ）と契約してチャネルのレーザー加工を行った。チャネルを加工した後、層を位置合せしてラミネートした。最終製品をＥＣＭＤツールのプラテンに位置合せし接合した。
【００６１】
実施例１
ペンシルバニア州エクストンのサートマー（Ｓａｒｔｏｍｅｒ  ｏｆ  Ｅｘｔｏｎ，ＰＡ）より「サートマー（Ｓａｒｔｏｍｅｒ）ＳＲ９００３」という商品名で販売されているプロポキシル化−２−ネオペンチルグリコールジアクリレート１０ｇと、「サートマー（Ｓａｒｔｏｍｅｒ）ＳＲ３３９」（同じくサートマー（Ｓａｒｔｏｍｅｒ）製）という商品名で販売されている２−フェノキシエチルアクリレート１５ｇと、分散剤（コネチカット州ウォリングフォルドのＢＹＫケミー（ＢＹＫ  Ｃｈｅｍｉｅ，Ｗａｌｌｉｎｇｆｏｒｄ，ＣＴ）よりダイスパーバイク（Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ）１１１として入手可能）２．５３ｇと、開始剤（ニューヨーク州テリータウンのチバガイギー（Ｃｉｂａ  Ｇｉｅｇｙ，Ｔａｒｒｙｔｏｗｎ，ＮＹ）製イルガキュア（Ｉｒｇａｃｕｒｅ）８１９）０．２７ｇと、酸化アルミナ（ニューヨーク州ペンヤンのフェロ社（Ｆｅｒｒｏ  Ｃｏｒｐ．，Ｐｅｎｎ  Ｙａｎ，ＮＹ）より「チゾックス（Ｔｉｚｏｘ）」アルファアルミナとして入手可能）７２ｇとの組み合わせとしてバインダー前駆体を調製した。研磨前駆体を混合し、スキージを用いて製造ツールのキャビティにコートし、下塗りしたフィルムバッキングを、製造ツールのキャビティに含まれている研磨スラリーと接触させた。得られた組立品をケムインスツルメンツ（Ｃｈｅｍ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ）（型番＃００１９９８）より市販されているベンチトップの実験室用ラミネータに通過させた。この組立品を約２８０〜５６０Ｐａ（２０〜８０ｐｓｉ）の圧力および約６１〜２１３ｃｍ／分（２〜７ｆｔ／分）の速度設定で２本のゴムローラの間に連続的に供給した。この組立品を覆うように水晶板を置いた。アメリカンウルトラバイオレット社（Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ  Ｃｏｍｐａｎｙ）より市販されている２つの鉄ドープＵＶランプ、またはフュージョンシステムズ社（Ｆｕｓｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍｓ，Ｉｎｃ．）より市販されている２つの紫外「Ｖ」バルブを、約１５７．５ワット／ｃｍ（４００ワット／インチ）で操作して、バッキングおよび研磨スラリーと共にツールを通過させることにより、組立品を硬化した。組立品の速度は約４．６〜１３．７メートル／分（１５〜４５フィート／分）に維持し、組立品をＵＶ源に２回通過させた。得られた構造化固定研磨材をポリプロピレンツールから外した。
【００６２】
実施例２
ミネソタ州セントポールのミネソタマイニング・アンド・マニュファクチュアリング社（Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ  Ｍｉｎｉｎｇ  ａｎｄ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ  Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ）製エポキシ樹脂（３Ｍスコッチ−ウェルド（Ｓｃｏｔｃｈ−Ｗｅｌｄ）１８３８−Ｌ（パートＡ））約５０ｇを、第２のエポキシ硬化剤（３Ｍスコッチ−ウェルド（Ｓｃｏｔｃｈ−Ｗｅｌｄ）１８３８−Ｌ（パートＢ）、同じくミネソタマイニング・アンド・マニュファクチュアリング社（Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ  Ｍｉｎｉｎｇ  ａｎｄ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ  Ｃｏｍｐａｎｙ）約５０ｇと混合することによりバインダー前駆体を調製した。前駆体を混合し、スキージを用いて製造ツールのキャビティにコートし、下塗りしたフィルムバッキングを、製造ツールのキャビティに含まれている研磨前駆体と接触させた。組立品をケムインスツルメンツ（Ｃｈｅｍ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ）型番＃００１９９８より市販されているベンチトップの実験室用ラミネータに通過させた。この組立品を約２８０〜５６０Ｐａ（２０〜８０ｐｓｉ）の圧力および約６１〜２１３ｃｍ／分（２〜７ｆｔ／分）の速度設定で２本のゴムローラの間に連続的に供給した。組立品を１５時間静置させ、得られた構造化固定研磨材をポリプロピレンツールから外した。
【００６３】
本発明の好ましい実施形態を詳細に説明してきたが、添付の特許請求の範囲に記載の本発明の範囲および精神から逸脱することなく当業者であれば説明した実施形態を変更または修正することができるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の１実施形態に従った研磨物品を組み込んだシステムの一部の概略側部立面図である。
【図２】本発明の１実施形態による研磨物品の分解斜視図である。
【図３】図２の研磨物品の一部の平面図である。
【図４】本発明の１実施形態による研磨物品の一部を示す断面図である。
【図５】図２の研磨物品の他の部分の平面図である。
【図６】図２の研磨物品のさらに他の部分の平面図である。
【図７】本発明による研磨物品の一部を示す側部立面図である。
【図１】
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【図４】
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【図２】
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【図３】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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