(57)【要約】      （修正有）【課題】幾何学的中心を有する研磨層を含む、半導体、光学および磁性基材少なくとも一つを平坦化するためのケミカルメカニカル（ＣＭＰ）研磨パッドを提供する。【解決手段】研磨層２２には共通の幾何学的中心ではない複数の幾何学的中心２３を有する複数のオフセット周方向溝、例えば、円形または多角形の溝がある。本発明の研磨層では、各周方向溝２６は、その最も近いまたは隣接した一つの周方向溝または複数の周方向溝からピッチ距離をあけて分離され、例として、ピッチは、その最内周方向溝２８の幾何学的中心から最も遠い研磨層の半分または半球において増加し、その幾何学的中心に最も近い研磨層の半分において減少する。好ましくは、研磨層は、完全で途切れていない最外周方向溝を含む。【選択図】図２Ａ
2018202604.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体、光学および磁性基材の少なくとも一つを平坦化するためのケミカルメカニカル（ＣＭＰ）研磨パッドであって、：
幾何学的中心を有する研磨層を含み、研磨層が共通の幾何学的中心ではない複数の幾何学的中心を有する複数のオフセット周方向溝を含み、各周方向溝がその最も近いまたは隣接した一つの周方向溝または複数の周方向溝からピッチ距離をあけて分離される、ＣＭＰ研磨パッド。
【請求項２】
研磨層が完全で途切れておらず研磨層自体と同心であるまたは共通の幾何学的中心を有し、研磨層の幾何学的中心からオフセットしていない最外周方向溝を含む、請求項１記載のＣＭＰ研磨パッド。
【請求項３】
複数のオフセット周方向溝を有する研磨層において、最内周方向溝から最外周方向溝へ進むとき、各連続するオフセット周方向溝の幾何学的中心の相対的な場所が研磨層の幾何学的中心に向かって移動し、研磨層の最外周方向溝が研磨層の幾何学的中心と実質的に一致する幾何学的中心を有する、請求項１記載のＣＭＰ研磨パッド。
【請求項４】
最内および最外周方向溝を除く複数のオフセット周方向溝の各々が二つの隣接した周方向溝を有し、二つの隣接した周方向溝を有するオフセット周方向溝の大半の幾何学的中心がそれらのそれぞれの二つの隣接した周方向溝の幾何学的中心からオフセットした、請求項１記載のＣＭＰ研磨パッド。
【請求項５】
二つの隣接した周方向溝を有するオフセット周方向溝の大半がそれらのそれぞれの二つの隣接した周方向溝から２５〜２００μm（１〜８ミル）オフセットした、請求項４記載のＣＭＰ研磨パッド。
【請求項６】
オフセット周方向溝の大半が研磨層の幾何学的中心から２００〜３５，０００μmオフセットした、請求項１記載のＣＭＰ研磨パッド。
【請求項７】
オフセット周方向溝の大半が研磨層の幾何学的中心から５００〜２１，５００μmオフセットした、請求項１記載のＣＭＰ研磨パッド。
【請求項８】
最外周方向溝を除く全てのオフセット周方向溝が研磨層の幾何学的中心から５００〜２１，５００μmオフセットした、請求項７記載のＣＭＰ研磨パッド。
【請求項９】
研磨パッドの周方向溝の各々が３〜３６辺を有する多角形である、または実質的に円形である、請求項１記載のＣＭＰ研磨パッド。
【請求項１０】
研磨層が複数の放射状溝を含む、請求項１記載のＣＭＰ研磨パッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、幾何学的中心を有する研磨層を有するケミカルメカニカル研磨（ＣＭＰ研磨）パッドに関し、研磨層は、各々が研磨層の幾何学的中心からオフセットした別個の幾何学的中心を有する複数の周方向溝を含み、複数の周方向溝が共通の幾何学的中心ではない複数の幾何学的中心を有する。好ましくは、ＣＭＰ研磨層は、さらに、研磨層と同心であるまたは研磨層自体と共通の幾何学的中心を有する最外周方向溝を含む。さらに、本発明は、ＣＭＰ研磨パッドを作製する方法に関する。
【０００２】
その上に製作された集積回路を有する半導体ウェーハは、所与の平面における相違がわずかミクロン未満でなければならない超平滑かつ平らな表面を提供するために研磨されなければならない。この研磨は、通例、ケミカルメカニカルポリッシング（ＣＭＰ研磨）で達成される。ＣＭＰ研磨では、ウェーハキャリア、すなわち研磨ヘッドは、キャリアアセンブリ上に取り付けられる。研磨ヘッドは、半導体ウェーハを保持し、ウェーハをＣＭＰ装置内部のテーブルまたはプラテン上に取り付けられる研磨パッドの研磨層と接触するように位置付ける。研磨媒体（例えば、スラリー）が研磨パッド上に分注され、基材の表面および研磨パッドにわたってウェーハと研磨層との間の間隙または界面に引き込まれる間に、キャリアアセンブリは、ウェーハと研磨パッドとの間に制御可能な圧力またはダウンフォースを提供する。回転式研磨ツールを用いる半導体ウェーハ基材のＣＭＰ研磨では、円形研磨パッドは、例として、脱着可能な接着フィルムを使用することによって、ＣＭＰ装置の円形プラテン（研磨テーブルとも知られる）上に固定される。キャリアの回転中心およびテーブルの回転中心は、通常、オフセットしている。研磨を生じさせるために、研磨パッドとウェーハは、通常、互いに対して回転する。研磨パッドがウェーハの下で回転するにつれ、ウェーハは、通常、環状研磨トラック、すなわち研磨領域を掃き出す。
【０００３】
効果的な研磨のため研磨パッド−ウェーハ界面への研磨媒体またはスラリーの運搬を容易にするために、マクロ溝は、研磨パッドの研磨表面上に機械加工されるかまたは成形されるかのいずれかである。同心円形溝、例えば、１０１０（３．０５mmまたは１２０ミルピッチ）、Ｋ７（１．７８mmまたは７０ミルピッチ）、Ｋ１（１．５２mmまたは６０ミルピッチ）およびＯＸＰ（０．７６mmまたは３０ミルピッチ）は、一般に採用されている溝パターンの一部である。同心円形溝に加えて、他の溝パターンは、放射状溝を伴うまたは伴わない同心多角形を包含する。
【０００４】
ＣＭＰ研磨成功の実現は、いまだ課題である。最近のある研究は、研磨パッドから研磨されたウェーハ表面上へのＣＭＰ研磨層溝パターンの転写を認知した。キャリア振動がなかったときに、ＣＭＰ研磨パッドの同心円形溝パターンは、研磨パッド上の周方向溝と同じピッチおよび６００Åに近い振幅（±３００Å）で、研磨されたウェーハ表面に転写された。研磨されたウェーハ表面へのそのような「パターン転写」は、ＣＭＰ研磨の結果として平坦なウェーハ表面を事実上得るために、最小化される必要がある。例えば、研磨振動を導入することによって、この「パターン転写」を最小化し、研磨均一性を改善するための異なる手法がある。
【０００５】
研磨振動を導入する方法は、異なるプラテンおよびキャリア毎分回転数、ウェーハキャリアまたは研磨テーブル振動、低減されたピッチを持つ円形溝、中心からずれた最終カットを持つ円形溝ならびに非円形または不規則な溝を包含する。そのような手法の各々は、「パターン転写」を最小化するのに役立つことができる一方で、完全に排除することはない。例として、ウェーハキャリア振動で、研磨されたウェーハ表面上のパターンの振幅は、キャリア振動を伴わないそれと比較したとき、およそ１／３まで低減されたが、依然としておよそ２００Å（±１００Å）のパターン転写を引き起こす。
【０００６】
Krywanczykらによる米国特許第５，８４２，９１０号は、回転中心にわたって伸長する表面を有するパッド面ならびにパッド面上に、共通の幾何学的中心を共有し、概ね周方向に伸長する複数の高くなった部分を有する、共通の幾何学的中心が研磨パッドの回転中心からずれた、半導体を研磨するための研磨パッドを開示している。Krywanczykによる中心からずれた溝カットは、その外縁において部分溝を持つ研磨層を持つパッドを結果的にもたらす。研磨層外縁の部分溝は、パッドならし運転および研磨中に摩滅したりコンディショニングディスクによって裂けたりすることがあり、それにより鋭いエッジを結果的にもたらす。そのような鋭いエッジは、パッドコンディショニングディスクや研磨中に起こる摩擦によって簡単に裂け、研磨された基材における高い欠陥率の潜在的な原因である、大量のパッド研磨くずや不均一なパッド表面を発生させる。あるいは、部分溝からの鋭いエッジの悪影響を最小化するために、溝を入れないエッジリングを導入する、すなわち、溝が研磨層外縁前で少し距離をあけて止まることができる。しかしながら、これは、研磨において低減された除去速度および研磨均一性をさらに妨げることがある研磨層表面の不均一な摩滅を結果的にもたらす。
【０００７】
本発明者は、欠陥率を増加させることなく研磨均一性を改善する溝を、それらの研磨層表面に有するＣＭＰ研磨パッドを提供する際の問題を解決することを追及した。
【０００８】
発明の記述
１．本発明に従って、半導体、光学および磁性基材の少なくとも一つを平坦化するためのケミカルメカニカル（ＣＭＰ）研磨パッドは、幾何学的中心を有する研磨層、好ましくは円形研磨層を含み、研磨層が共通の幾何学的中心ではない複数の幾何学的中心を有する複数のオフセット周方向溝を含み、各周方向溝がその最も近いまたは隣接した一つの周方向溝または複数の周方向溝からピッチ距離をあけて分離される。
【０００９】
２．研磨層が完全で途切れておらず研磨層自体と同心であるまたは共通の幾何学的中心を有し、研磨層の幾何学的中心からオフセットしていない最外周方向溝を含む、上記項目１のＣＭＰ研磨パッド。
【００１０】
３．複数のオフセット周方向溝を有する研磨層において、最内周方向溝から最外周方向溝へ進むとき、各連続するオフセット周方向溝の幾何学的中心の相対的な場所が研磨層の幾何学的中心に向かって移動し、研磨層の最外周方向溝が研磨層の幾何学的中心と実質的に一致する、したがって、オフセットしていない幾何学的中心を有する、上記項目１または２の任意の一つのＣＭＰ研磨パッド。
【００１１】
４．最内および最外周方向溝を除く複数のオフセット周方向溝の各々が二つの隣接した周方向溝を有し、二つの隣接した周方向溝を有するオフセット周方向溝の大半の幾何学的中心がそれらのそれぞれの二つの隣接した周方向溝の幾何学的中心からオフセットした、上記項目１、２または３の任意の一つのＣＭＰ研磨パッド。
【００１２】
５．最内および最外周方向溝を除く複数のオフセット周方向溝の各々が二つの隣接した周方向溝を有し、二つの隣接した周方向溝を有するオフセット周方向溝の大半または好ましくは全てがそれらのそれぞれの二つの隣接した周方向溝から２５〜２００μm（１〜８ミル）オフセットし、オフセットが任意の所与の点における隣接した周方向溝間の距離および隣接した周方向溝間の平均ピッチによって画定される、上記項目１、２、３または４の任意の一つのＣＭＰ研磨パッド。
【００１３】
６．最外周方向溝を除くオフセット周方向溝の大半または好ましくは全てが研磨層の幾何学的中心から２００μm（８ミル）以上または２００〜３５，０００μmまたは好ましくは５００〜２１，５００μm（２０〜８２８ミル）オフセットした、上記項目１、２、３、４または５の任意の一つのＣＭＰ研磨パッド。
【００１４】
７．研磨パッドの周方向溝の各々が３〜３６辺または好ましくは５〜１６辺を有する多角形である、または実質的に円形である、上記項目１、２、３、４、５または６の任意の一つのＣＭＰ研磨パッド。
【００１５】
８．研磨層が複数の放射状溝を含み、好ましくは放射状溝が放射状に等間隔である、上記項目１、２、３、４、５、６または７の任意の一つのＣＭＰ研磨パッド。
【００１６】
９．研磨層の放射状溝の数が３〜３６または好ましくは５〜１６の範囲である、上記項目８のＣＭＰ研磨パッド。
【００１７】
１０．周方向溝が、研磨層の幾何学的中心Ｃから研磨層の複数の幾何学的中心に沿って研磨層の最外エッジまで伸長する軸と直角に伸びる、最内周方向溝の幾何学的中心Ｃから研磨層の最外エッジまで伸長する軸に沿った、隣接した周方向溝間のピッチである、任意の二つの隣接した周方向溝間の平均ピッチまたは距離を有する、上記項目１、２、３、４、５、６、７、８または９の任意の一つのＣＭＰ研磨パッド。
【００１８】
１１．最外周方向溝が研磨層の最外エッジおよび複数の周方向溝から一定の距離にあり、研磨層のエッジまで終始伸長する、または最外周方向溝と研磨層の最外エッジに最も近い隣接した周方向溝との間の平均ピッチに等しいまたは未満の距離または好ましくは研磨層の最外エッジの２．７５mm以内または好ましくは０．７〜２．６mm伸長する、上記項目１、２、３、４、５、６、７、８、９または１０の任意の一つのＣＭＰ研磨パッド。
【００１９】
１２．もう一つの態様では、上記本発明の項目１〜１１の任意の一つに従ってケミカルメカニカル（ＣＭＰ）研磨層を作製する方法は、ポリマーまたは多孔性ポリマーＣＭＰ研磨層、好ましくは円形ＣＭＰ研磨層を提供する工程と、研磨層に複数の周方向溝および任意の放射状溝を機械加工するまたは穿孔する工程とを含む。
【００２０】
１３．なおももう一つの態様では、上記本発明の項目１〜１１の任意の一つに従ってケミカルメカニカル（ＣＭＰ）研磨層を作製する方法は、好ましくは金型がフッ素樹脂、例えば、ポリテトラフルオロエチレンで作製されるまたは裏打ちされた、複数の周方向溝のネガ像を持つ付着防止金型を作製する工程と、少なくともポリオールおよび鎖延長剤の流れを含有する槽を提供する工程と、ポリイソシアネートの流れを含む第二の槽を提供する工程と、二つの流れを定量し下流の混合器に別々にポンピングするための定量ポンプユニットを提供する工程と、内部ミキサおよび非反応性気体入口ならびにスプレーノズル出口を備えた任意のスプレーガン、エアブラストキャップ出口を持つ静的ミキサまたは衝突混合が起こる円筒形混合室と、高速の非反応性気体の流れを円筒形混合室の下流の管を通じて反応混合物に導入するための気体供給システムとに二つの流れをポンピングする工程と、気体が加えられない静的ミキサのケースを除き、非反応性気体を包含する反応混合物を形成するために二つの流れを混合する工程と、スプレーノズルまたはエアブラストキャップを通じて反応混合物を放出し、それを金型上に堆積させる工程と、研磨層を形成するためにこのように堆積された反応混合物を硬化させ、その後、離型する工程とを含む。
【００２１】
別段の表示がない限り、温度および圧力の条件は、周囲温度または室温および標準気圧である。列挙される全ての範囲が包括され、組み合わせ可能である。
【００２２】
別段の表示がない限り、括弧を含有する任意の用語は、選択的に、括弧が存在しないかのように用語全体およびそれらを伴わない用語ならびに各選択肢の組み合わせを指す。したがって、用語「（ポリ）イソシアネート」は、イソシアネート、ポリイソシアネートまたはそれらの混合物を指す。
【００２３】
全ての範囲が包括され、組み合わせ可能である。例として、用語「５０〜３０００cPsの範囲または１００cPs以上」は、５０〜１００cPs、５０〜３０００cPsおよび１００〜３０００cPsの各々を包含する。
【００２４】
別段の表示がない限り、本明細書で使用される用語「平均粒度」または「平均粒径」は、Malvern Instruments（英国、モールヴァン）のMastersizer 2000を使用して光散乱法によって判定された重量平均粒度を意味する。
【００２５】
本明細書で使用される用語、研磨層の任意の二つの隣接した周方向溝間の「平均ピッチ」は、幾何学的中心Ｃから研磨層の複数の幾何学的中心に沿って研磨層の最外エッジまで伸長する軸と直角に伸びる、研磨層の最内周方向溝の幾何学的中心Ｃから研磨層の最外エッジまで伸長する軸に沿って測定された溝間の距離を意味する。
【００２６】
本明細書で使用される用語「ASTM」は、ASTM International West（ペンシルベニア州ウェストコンショホッケン）の出版物を指す。
【００２７】
本明細書で使用される用語「ポリイソシアネート」は、ブロック化イソシアネート基を包含する三つ以上のイソシアネート基を有する、任意のイソシアネート基含有分子を意味する。
【００２８】
本明細書で使用される用語「ポリイソシアネートプレポリマー」は、過剰のジイソシアネートまたはポリイソシアネートと、二つ以上の活性水素基を含有する活性水素含有化合物、例えば、ジアミン類、ジオール類、トリオール類およびポリオール類との反応生成物である、任意のイソシアネート基含有分子を意味する。
【００２９】
本明細書で使用される用語「固体」は、その物理的状態にかかわらず、使用条件で蒸発しない水またはアンモニア以外の任意の材料を意味する。したがって、使用条件で蒸発しない液体反応物質は、「固体」と見なされる。
【００３０】
本明細書で使用される用語「実質的に円形」は、５０ミクロン未満または好ましくは２５ミクロン未満またはより好ましくは２ミクロン未満の半径を有する円形域内にある点または多数の点であることができる唯一のある幾何学的中心を有する周方向溝を指す。任意の周方向溝の幾何学的中心のサイズは、研磨層の複数の周方向溝の任意のものがその近接したまたは隣接した周方向溝の任意のものからオフセットした距離未満であり、したがって、例として、二つまたは三つの隣接した周方向溝が互いからオフセットしていない場合、それらは、一つの同じ幾何学的中心を有する。
【００３１】
本明細書で使用される用語「実質的に一致する」は、所与の点、例えば、本発明の研磨層の最外エッジ、の任意の方向に２５ミクロンにあるまたは以内にあることを意味する。
【００３２】
別段の表示がない限り、本明細書で使用される用語「粘度」は、１００μm間隙を持つ５０mm平行プレート形状寸法で、０．１〜１００ラジアン／秒の振動せん断速度スイープに設定されたレオメータを使用して測定された、所与の温度における希釈されていない形態（１００％）の所与の材料の粘度を指す。
【００３３】
別段の表示がない限り、本明細書で使用される用語「重量％ＮＣＯ」は、所与のＮＣＯ基またはブロック化ＮＣＯ基含有製品の仕様書またはＭＳＤＳに報告されている量を指す。
【００３４】
本明細書で使用される用語「重量％」は、重量パーセントの略である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】同心周方向溝を有する研磨層の先行技術の中心からずれた最終カットの実施態様を表す。
【図２Ａ】放射状溝のない本発明の実施態様を表す。
【図２Ｂ】放射状溝を持つ本発明の実施態様を表す。
【図３】研磨層の幾何学的中心および研磨層の周方向溝の可変の幾何学的中心を示す本発明の実施態様を表す。
【００３６】
本発明に従って、ケミカルメカニカル（ＣＭＰ）研磨パッドは、幾何学的中心を持ち、各々がまたは大半がそれ自身の別個のかつ一意の幾何学的中心を有し、研磨層の幾何学的中心からオフセットした複数の周方向溝を包含する研磨層を含む。本発明による研磨層は、さらに、研磨層と同心であるまたは研磨層自体と共通の幾何学的中心を有する最外周方向溝を含む。本発明の研磨パッドは、全てが使用中に研磨温度が上昇することなく、共通の幾何学的中心を持つオフセット周方向溝を有する研磨パッドよりもより高い除去速度およびより良い欠陥性能を供する。さらに、本発明のＣＭＰ研磨パッドは、ＣＭＰ研磨層の溝パターンと研磨されている基材との間のパターン転写を低減する。
【００３７】
本発明のケミカルメカニカル研磨パッドの研磨層は、基材を研磨するために適応された研磨表面を有し、複数の溝を含む溝パターンを含むマクロテクスチャを研磨表面が有する。複数の周方向溝は、曲線状溝、直線状溝およびそれらの組み合わせから選ばれる。
【００３８】
好適な溝パターンは、溝デザインから選択され、例えば、円形または多角形であることができる同心溝から１つが選択される。溝プロフィールは、好ましくは真っすぐな側壁を持つ長方形から選択される、または溝断面が「Ｖ字」状、「Ｕ字」状、鋸歯状およびそれらの組み合わせであることができる。
【００３９】
好ましくは、本発明の研磨パッドの研磨層においては、ほとんどのまたは全ての周方向溝がその近接したまたは隣接した周方向溝の幾何学的中心とは異なる幾何学的中心を有するように、ほとんどのまたは全ての周方向溝は、それらの近接した周方向溝からオフセットしている。
【００４０】
本発明の研磨層に従って、周方向溝の大半は、それらのそれぞれの二つの隣接した周方向溝から２５〜２００μm（１〜８ミル）オフセットし、円形研磨パッドの幾何学的中心から少なくとも５００ミクロン（２０ミル）オフセットしていることができる。本発明の研磨層では、その隣接した周方向溝からオフセットしたそのような周方向溝の各々は、研磨層の幾何学的中心およびその隣接した周方向溝の各々の幾何学的中心からオフセットした、それ自身の別個の幾何学的中心を有する。
【００４１】
本発明の研磨層は、さらに、直線状、曲線状またはそれらの組み合わせである複数の放射状溝を含む。
【００４２】
本発明による研磨パッドを作製する方法に従って、ＣＭＰ研磨パッドは、スラリー流を促し、パッド−ウェーハ界面から研磨くずを除去するために、それらの研磨表面にカット、研削、ルーティング、旋盤加工または成形された溝パターンを提供されることができる。そのような溝は、旋盤を使用するか、コンピュータ数値制御（ＣＮＣ）フライス盤のいずれかにより、研磨パッドの研磨表面にカットされることができる。本発明のオフセット溝がＣＮＣ盤で好適にフライス加工される一方で、フライス加工は、より多くの時間がかかる傾向があり、したがって、経済的にはあまり有利ではない。その代わりに、最終溝パターンのネガ像を持つフッ素ポリマのまたはフッ素ポリマが裏打ちされた金型は、フライス加工されることができ、結果として生じる金型は、任意の成形技術、例えば、スプレー成形、圧縮成形または反応射出成形でＣＭＰ研磨パッドを作製するために使用されることができる。
【００４３】
図１に示すように、研磨層（１２）の中心からずれた最終カットを示す先行技術ＣＭＰ研磨パッドの実施態様は、ｘ、ｙ軸（２４）がそこから発出する研磨層の幾何学的中心（３０）からオフセットした、ｘ、ｙ軸（２２）がそこから発出する共通の幾何学的中心（２０）を持つ同心周方向溝（１０）を有する。
【００４４】
図２Ａに示すように、放射状溝のない本発明のＣＭＰ研磨パッドの実施態様は、ｘ、ｙ軸（３４）を示す研磨層の幾何学的中心（４０）からオフセットした、最内周方向溝（２８）の幾何学的中心のｘ、ｙ軸（２３）を示す、同心ではない円形周方向溝（２６）を有する研磨層（２２）を含む。
【００４５】
図２Ｂに示すように、放射状溝（１４）を持つ本発明の実施態様は、研磨層の幾何学的中心から発出するｘ、ｙ軸（３８）を示す幾何学的中心（５０）からオフセットした、研磨層の幾何学的中心の一つの軸を持つ、同心ではない八角形周方向溝（３６）を有する研磨層（３２）を含む。このＣＭＰ研磨パッドのもう一つのバージョン（図示せず）は、放射状溝を有しない。
【００４６】
図３に示すように、ｘ、ｙ軸（６６）を持つ研磨層（６０）の幾何学的中心（Ｏ）は、点（０，０）と一致する。図は、研磨層の周方向溝の可変の幾何学的中心を明示する。三つの周方向溝（６１、６２および６４）が示され、溝（６１）は、研磨パッドと同じ幾何学的中心（Ｏ）を有する最外周方向溝である。二つの近接した溝（６２）と（６４）との間にオフセット距離がある。二つの近接した溝（６２）と（６４）との間の距離は、相違しており、Ａ１Ａ２において最も小さく、Ｂ１Ｂ２において最も大きく、Ａ１Ａ２が平均ピッチマイナスオフセット量に等しく、Ｂ１Ｂ２が平均ピッチプラスオフセット量に等しい。幾何学的中心（Ｏ’）を持つ最内周方向溝（６８）の中心は、研磨パッドの中心（Ｏ）からの最大オフセットと一致する。各周方向溝（６１、６２、６４および６８）のどの幾何学的中心もｘ、ｙ軸（６６）のｘ軸上に並び、点Ｏ（０，０）から異なる距離オフセットしている。したがって、任意の二つの隣接した周方向溝間の平均ピッチは、図３のｘ軸（６６）と直角に伸びる、最内周方向溝の特定の幾何学的中心Ｃから研磨層の最外エッジまで伸長する軸に沿って測定されたピッチである。一つが外側の周方向溝に近づくにつれ、周方向溝の幾何学的中心は、実際の幾何学的中心（Ｏ）に近づき、最外周方向溝は、研磨層の幾何学的中心（Ｏ）からオフセットせず、したがって、最外溝は、研磨層の幾何学的中心（Ｏ）からおよび研磨層の最外エッジから一定の距離にある。
【００４７】
本発明のポリマーパッドマトリックスは、多孔性であり、その中にポリマーパッドマトリックス内およびポリマーパッドマトリックスの研磨表面に分配されたポリマーマイクロエレメントを有することができる研磨層を含む。液体充填マイクロエレメントを充填する流体は、好ましくは水、イソブチレン、イソブテン、イソブタン、イソペンタン、プロパノールまたはジエチルエーテル／ジメチルエーテル、例えば、不可避的不純物のみを含有する蒸留水である。液体充填マイクロエレメントを分類後、結果として生じるマイクロエレメントは、研磨層の形成前または中に、気体充填マイクロエレメントに変換される。ＣＭＰ研磨パッドのマイクロエレメントは、ポリマーであり、外側のポリマー表面を有し、それらがＣＭＰ研磨表面においてテクスチャを作り出すことを可能にする。
【００４８】
本発明に従って、マイクロエレメントは、０〜５０容量％の空隙率または好ましくは５〜３５容量％の空隙率でＣＭＰ研磨層に組み入れられる。均質性および良い成形結果を確実にし、金型を完全に充填するために、本発明の反応混合物は、よく分散される。
【００４９】
好適な液体ポリマーマトリックス形成材料は、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリアミド類、エチレンコポリマー、ポリエーテル類、ポリエステル類、ポリエーテル−ポリエステルコポリマー、アクリルポリマー、ポリメチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリエチレンコポリマー、ポリブタジエン、ポリエチレンイミン、ポリウレタン類、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルイミド、ポリケトン類、エポキシ樹脂、シリコーン、それらのコポリマーおよびそれらの混合物を包含する。ポリマーは、溶液もしくは分散液の形態またはバルクポリマーであってもよい。好ましくは、ポリマー材料は、バルク形態のポリウレタンであり、架橋または非架橋ポリウレタンのいずれかであってもよい。本明細書の目的において、「ポリウレタン」は、二官能性または多官能性イソシアネート類から生み出された生成物、例えば、ポリエーテルウレア類、ポリイソシアヌレート類、ポリウレタン類、ポリウレア類、ポリウレタンウレア類、それらのコポリマーおよびそれらの混合物である。
【００５０】
好ましくは、液体ポリマーマトリックス形成材料は、コポリマーの一つまたは複数のブロックまたはセグメントが豊富な相に分離することができるブロックまたはセグメント化コポリマーである。最も好ましくは、液体ポリマーマトリックス形成材料は、ポリウレタンである。注型ポリウレタンマトリックス材料は、半導体、光学および磁性基材を平坦化するのに特に好適である。パッドのＣＭＰ研磨特性を制御する手法は、その化学組成を変えることである。加えて、原材料および製造プロセスの選択は、ポリマーモルフォロジーおよび研磨パッドを作製するために使用される材料の最終特性に影響を与える。
【００５１】
液体ポリマーマトリックス形成材料は、（ｉ）プレポリマーが６〜１５重量％ＮＣＯ含有量の、好ましくは芳香族ジイソシアネート、ポリイソシアネートまたはポリイソシアネートプレポリマー、例えば、トルエンジイソシアネートを有する、一つまたは複数のジイソシアネート、ポリイソシアネートまたはポリイソシアネートプレポリマーと、（ii）一つまたは複数の硬化剤、好ましくは芳香族ジアミン硬化剤、例えば、４，４′−メチレン−ビス−（３−クロロ−２，６−ジエチルアニリン）（ＭＣＤＥＡ）とを含むことができる。硬化剤およびポリイソシアネートプレポリマーは、合わせて反応混合物と呼ばれる。
【００５２】
好ましくは、ウレタン生成は、多官能性芳香族イソシアネートおよびプレポリマーポリオールから作製されたイソシアネート末端ウレタンプレポリマーの調製を関与させる。本明細書の目的において、プレポリマーポリオールという用語は、ジオール類、ポリオール類、ポリオール−ジオール類、それらのコポリマーおよびそれらの混合物を包含する。
【００５３】
好適な芳香族ジイソシアネート類またはポリイソシアネート類の例は、芳香族ジイソシアネート類、例えば、２，４−トルエンジイソシアネート、２，６−トルエンジイソシアネート、４，４′−ジフェニルメタンジイソシアネート、ナフタレン−１，５−ジイソシアネート、トルイジンジイソシアネート、パラフェニレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネートおよびそれらの混合物を包含する。一般的に、多官能性芳香族イソシアネートは、全（ｉ）の総重量に基づいて、２０重量％未満の脂肪族イソシアネート類、例えば、４，４′−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネートおよびシクロヘキサンジイソシアネートを含有する。好ましくは、芳香族ジイソシアネートまたはポリイソシアネートは、１５重量％未満の脂肪族イソシアネート類およびより好ましくは１２重量％未満の脂肪族イソシアネートを含有する。
【００５４】
好適なプレポリマーポリオール類の例は、ポリエーテルポリオール類、例えば、ポリ（オキシテトラメチレン）グリコール、ポリ（オキシプロピレン）グリコールおよびそれらの混合物、ポリカーボネートポリオール類、ポリエステルポリオール類、ポリカプロラクトンポリオール類およびそれらの混合物を包含する。ポリオール類の例は、エチレングリコール、１，２−プロピレングリコール、１，３−プロピレングリコール、１，２−ブタンジオール、１，３−ブタンジオール、２−メチル−１，３−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、１，５−ペンタンジオール、３−メチル−１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコールおよびそれらの混合物を包含する、低分子量ポリオール類と混合されることができる。
【００５５】
ＰＴＭＥＧ系ポリオール類の市販されている例は、以下の通りである：Invista（カンザス州ウィチタ）のTerathane（商標）2900、2000、1800、1400、1000、650および250；Lyondell Chemicals（ペンシルベニア州リメリック）のPolymeg（登録商標）2900、2000、1000、650；BASF Corporation（ニュージャージー州フローラムパーク）のPolyTHF（登録商標）650、1000、2000ならびにより低い分子量の種類、例えば、１，２−ブタンジオール、１，３−ブタンジオールおよび１，４−ブタンジオール。ＰＰＧポリオール類の市販されている例は、以下の通りである：Covestro（ペンシルベニア州ピッツバーグ）のArcol（登録商標）PPG-425、725、1000、1025、2000、2025、3025および4000；Dow（ミシガン州ミッドランド）のVoranol（登録商標）1010L、2000LおよびP400；CovestroのDesmophen（登録商標）1110BDまたはAcclaim（登録商標）Polyol 12200、8200、6300、4200、2200。エステルポリオール類の市販されている例は、以下の通りである：Polyurethane Specialties Company, Inc.（ニュージャージー州リンドハースト）のMillester（登録商標）1、11、2、23、132、231、272、4、5、510、51、7、8、9、10、16、253；CovestroのDesmophen（登録商標）1700、1800、2000、2001KS、2001K2、2500、2501、2505、2601、PE65B；CovestroのRucoflex（登録商標）S-1021-70、S-1043-46、S-1043-55。
【００５６】
好ましくは、プレポリマーポリオールは、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、ポリエステルポリオール類、ポリプロピレンエーテルグリコール類、ポリカプロラクトンポリオール類、それらのコポリマーおよびそれらの混合物を含む群から選択される。プレポリマーポリオールがＰＴＭＥＧ、それらのコポリマーまたはそれらの混合物の場合、イソシアネート末端反応生成物は、好ましくは６．０〜２０．０重量パーセントの重量パーセント未反応ＮＣＯ範囲を有する。
【００５７】
ＰＴＭＥＧまたはＰＰＧと混ぜ合わせたＰＴＭＥＧで形成されたポリウレタン類の場合、好ましい重量パーセントＮＣＯは、６〜１３．０の範囲であり、最も好ましくは８．７５〜１２．０である。
【００５８】
好適なポリウレタンポリマー材料は、４，４′−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）およびポリテトラメチレングリコールとジオールとのプレポリマー反応生成物から形成されることができる。最も好ましくは、ジオールは、１，４−ブタンジオール（ＢＤＯ）である。好ましくは、プレポリマー反応生成物は、６〜１３重量％の未反応ＮＣＯを有する。
【００５９】
研磨層は、硬化剤、例えば、ポリオール、ポリアミン、アルコールアミンまたはそれらの混合物で硬化された、プレポリマー反応生成物の反応混合物から形成される。本明細書の目的において、ポリアミン類は、ジアミン類および他の多官能性アミン類を包含する。硬化剤ポリアミン類の例は、芳香族ジアミン類またはポリアミン類、例えば、４，４′−メチレン−ビス−ｏ−クロロアニリン［ＭＢＣＡ］、４，４′−メチレン−ビス−（３−クロロ−２，６−ジエチルアニリン）［ＭＣＤＥＡ］、ジメチルチオトルエンジアミン、トリメチレングリコールジ−ｐ−アミノベンゾエート、ポリテトラメチレンオキシドジ−ｐ−アミノベンゾエート、ポリテトラメチレンオキシドモノ−ｐ−アミノベンゾエート、ポリプロピレンオキシドジ−ｐ−アミノベンゾエート、ポリプロピレンオキシドモノ−ｐ−アミノベンゾエート、１，２−ビス（２−アミノフェニルチオ）エタン、４，４′−メチレン−ビス−アニリン、ジエチルトルエンジアミン、５−ｔｅｒｔ−ブチル−２，４−および３−ｔｅｒｔ−ブチル−２，６−トルエンジアミン、５−ｔｅｒｔ−アミル−２，４−および３−ｔｅｒｔ−アミル−２，６−トルエンジアミンならびにクロロトルエンジアミンを包含する。
【００６０】
ポリイソシアネートプレポリマーを作成するためにジイソシアネートまたはポリイソシアネートとのポリオールの反応性を増加させるには、触媒を使用することができる。好適な触媒は、例として、オレイン酸、アゼライン酸、ジブチル錫ジラウレート、１，８−ジアザビシクロ［５．４．０］ウンデセ−７−エン（ＤＢＵ）、第三級アミン触媒、例えば、Dabco TMRおよび上記の混合物を包含する。
【００６１】
研磨パッドを作製するために使用されるポリマーの成分は、好ましくは結果として生じるパッドモルフォロジーが安定しており、容易に再現可能であるように選ばれる。例として、４，４′−メチレン−ビス−ｏ−クロロアニリン（ＭＢＣＡ）をジイソシアネートと混合してポリウレタンポリマーを形成するとき、モノアミン、ジアミンおよびトリアミンのレベルを制御することは、多くの場合、有利である。モノ−、ジ−およびトリアミンの割合を制御することは、化学比および結果として生じるポリマー分子量を一貫した範囲内に維持することに寄与する。加えて、一貫した製造のために、添加剤、例えば、酸化防止剤および不純物、例えば、水を制御することは、多くの場合、重要である。例として、水はイソシアネートと反応して気体の二酸化炭素を形成するため、水濃度を制御することは、ポリマーマトリックスに細孔を形成する二酸化炭素気泡の濃度に影響を与えることがある。偶発的な水とのイソシアネート反応は、鎖延長剤との反応に利用可能なイソシアネートも低減させ、化学量論組成ならびに架橋のレベル（イソシアネート基の過剰がある場合）および結果として生じるポリマー分子量を変化させる。
【００６２】
多くの好適なプレポリマー、例えば、Chemtura Corporation（ペンシルベニア州フィラデルフィア）のAdiprene（商標）LFG740D、LF700D、LF750D、LF751DおよびLF753Dプレポリマーは、０．１重量パーセント未満の遊離ＴＤＩモノマーを有する低遊離イソシアネートプレポリマーであり、従来のプレポリマーよりもより一貫したプレポリマー分子量分布を有し、優れた研磨特性を持つ研磨パッドの形成を容易にする。この改善されたプレポリマー分子量一貫性および低遊離イソシアネートモノマーは、より規則的なポリマー構造を付与し、改善された研磨パッド一貫性に寄与する。ほとんどのプレポリマーの場合、低遊離イソシアネートモノマーは、好ましくは０．５重量パーセントに満たない。さらに、通常、より高いレベルの反応（すなわち、各端上のジイソシアネートによって覆われた複数のポリオール）およびより高いレベルの遊離トルエンジイソシアネートプレポリマーを有する「従来の」プレポリマーは、同様の結果を引き起こす。加えて、低分子量ポリオール添加剤、例えば、ジエチレングリコール、ブタンジオールおよびトリプロピレングリコールは、プレポリマー反応生成物の重量パーセント未反応ＮＣＯの制御を容易にする。
【００６３】
硬化剤のアミン（ＮＨ２）基およびヒドロキシル（ＯＨ）基ならびに反応混合物の任意の遊離ヒドロキシル基の総和と、液体ポリウレタンマトリックス形成材料の未反応イソシアネート基との好適な化学量論比は、０．８０：１〜１．２０：１または好ましくは０．８５：１〜１．１：１である。
【００６４】
本発明のＣＭＰ研磨パッドのＣＭＰ研磨層は、ASTM D1622-08（２００８）に従って測定して、０．５g/cm3以上の密度を呈する。したがって、本発明のケミカルメカニカル研磨パッドの研磨層は、ASTM D1622-08（２００８）に従って測定して、０．６〜１．２g/cm3または好ましくは０．７〜１．１g/cm3またはより好ましくは０．７５〜１．０g/cm3の密度を呈する。
【００６５】
本発明のＣＭＰ研磨パッドは、ASTM D2240-15（２０１５）に従って測定して、３０〜９０または好ましくは３５〜８０またはより好ましくは４０〜７０のショアＤ硬度（２ｓ）を呈する。
【００６６】
好ましくは、本発明のＣＭＰ研磨パッドに使用される研磨層は、５００〜３７５０μm（２０〜１５０ミル）またはより好ましくは７５０〜３１５０μm（３０〜１２５ミル）またはいっそうより好ましくは１０００〜３０００μm（４０〜１２０ミル）または最も好ましくは１２５０〜２５００μm（５０〜１００ミル）の平均厚さを有する。
【００６７】
本発明のＣＭＰ研磨パッドは、場合により、さらに、研磨層と結合した少なくとも一つの追加的な層を含む。好ましくは、ＣＭＰ研磨パッドは、場合により、さらに、研磨層に固着された圧縮可能なサブパッドまたはベース層を含む。圧縮可能なベース層は、好ましくは研磨されている基材の表面に対する研磨層の適合性を改善する。
【００６８】
本発明のもう一つの態様に従って、ＣＭＰ研磨パッドは、ポリマーパッドマトリックスを形成するためにマイクロエレメントを含有する液体ポリマーマトリックス形成材料を成形または注型することによって形成されることができる。ＣＭＰ研磨パッドの形成は、さらに、研磨層が研磨パッドの最上部を形成するように、サブパッド層、例えば、ポリマー含浸不織布またはポリマーシートを研磨層の底側上に重ねることを含むことができる。
【００６９】
本発明のＣＭＰ研磨パッドを作製する方法は、金型を提供する工程と、本発明のパッド形成混合物を金型に注ぐ工程と、硬化ケーキを形成するために組み合わせを金型内で反応させる工程とを含むことができ、ＣＭＰ研磨層が硬化ケーキから生み出される。好ましくは、硬化ケーキは、単独の硬化ケーキから多数の研磨層を生み出すために、スカイビングされる。場合により、方法は、さらに、スカイビング作業を容易にするために、硬化ケーキを加熱する工程を含む。好ましくは、硬化ケーキは、硬化ケーキが複数の研磨層にスカイビングされるスカイビング作業中に赤外線加熱ランプを使用して加熱される。
【００７０】
なおももう一つの態様に従って、本発明は、磁性基材、光学基材および半導体基材の少なくとも一つから選択される基材を提供する工程と、本発明によるケミカルメカニカル（ＣＭＰ）研磨パッド、例えば、上記発明の記述の項目１〜１０のＣＭＰ研磨パッドを形成する方法の任意の一つに列挙されたものを提供する工程と、基材の表面を研磨するためにＣＭＰ研磨パッドの研磨層の研磨表面と基材との間に動的接触を作り出す工程と、研磨パッドの研磨表面を砥粒コンディショナーでコンディショニングする工程とを含む、基材を研磨する方法を提供する。
【００７１】
本発明の研磨パッドを使用する方法に従って、ＣＭＰ研磨パッドの研磨表面は、コンディショニングされることができる。パッド表面の「コンディショニング」または「ドレッシング」は、安定した研磨性能のための一貫した研磨表面を維持するために不可欠である。時間の経過と共に、研磨パッドの研磨表面は、摩耗し、研磨表面のマイクロテクスチャが平滑化するが、この現象は「グレージング」と呼ばれる。研磨パッドコンディショニングは、通常、研磨表面をコンディショニングディスクで機械的に磨くことによって得られる。コンディショニングディスクは、通常、埋め込まれたダイアモンドの先端で構成される、粗いコンディショニング表面を有する。コンディショニングプロセスは、パッド表面に顕微鏡的に微細な畝をカットし、パッド材料の磨きおよび刻み込みの両方をし、研磨テクスチャを取り戻す。
【００７２】
研磨パッドのコンディショニングは、ＣＭＰプロセスの一時停止中に研磨が中断されているとき（「その場以外で」）またはＣＭＰプロセスが動作している間（「その場で」）のいずれかに、コンディショニングディスクを研磨表面と接触させることを含む。通常、コンディショニングディスクは、研磨パッドの回転の軸に対して決められた位置で回転し、研磨パッドが回転するにつれ、環状コンディショニング領域を掃き出す。
【００７３】
本発明のケミカルメカニカル研磨パッドは、磁性基材、光学基材および半導体基材の少なくとも一つから選択される基材を研磨するために使用されることができる。
【００７４】
好ましくは、本発明の基材を研磨する方法は、磁性基材、光学基材および半導体基材の少なくとも一つ（好ましくは半導体基材、例えば、半導体ウェーハ）から選択される基材を提供する工程と、本発明によるケミカルメカニカル研磨パッドを提供する工程と、基材の表面を研磨するために研磨層の研磨表面と基材との間に動的接触を作り出す工程と、研磨表面を砥粒コンディショナーでコンディショニングする工程とを含む。
【００７５】
本発明の一部の実施態様を以下の実施例で詳細に記載する。
【００７６】
衝突混合を介してスプレー成形でＣＭＰ研磨パッドを作製し、表２に示す溝寸法で成形されたＫ７、成形されたＫ７−３または成形されたＫ７−１０溝を持つ研磨層を作製するために三つの金型が使用された。スプレー配合の詳細を下記の表１にまとめる。ポリ側は、長鎖ポリオール、短鎖延長剤、界面活性剤、触媒および発泡剤の混合物であった。イソ側は、ポリイソシアネートプレポリマーのみを含有した。活性水素とイソシアネートとの化学量論比のターゲットを９５％とするために、イソとポリとの重量比であるＩ／Ｐは、配合Ａおよび配合Ｂ、それぞれの場合、１．５４２および１．３８であった。Specflex（商標）NR 556は、Dowのアミン−ＣＯ２カルバメート発泡剤付加物である。全てのスプレー成形されたシートは、１０４℃で、１６時間、オーブン内で硬化され、十分に硬化された研磨層は、研磨評価のために、DowのSuba（登録商標）IVフェルトサブパッドに感圧性接着剤（ＰＳＡ）で固着された。比較のために、もう一つの、比較実施例４、対照パッド、DowのIC1000もＫ７溝およびSuba（登録商標）IVサブパッドで仕上げられた。
【００７７】
【表１】
2018202604.tif 000003
【００７８】
下記の表２は、全てポリテトラフルオロエチレン金型上のネガ像からスプレー成形された、二つのオフセット溝パターン（成形されたＫ７−３および成形されたＫ７−１０）と対照パターン円形Ｋ７溝との各種５０８mm（２０”）パッド溝寸法を比較する。
【００７９】
【表２】
2018202604.tif 000004
【００８０】
【表３】
2018202604.tif 000005
【００８１】
全てのパッドは、以下の通りテストされた：
【００８２】
研磨：研磨条件の詳細を下記の表４に表示する。研磨は、Applied Materials, Inc.（カリフォルニア州サンタクララ）のMirra（登録商標）研磨装置上で行われた。新規パッドの各々は、Saesol Diamond Ind. Co., Ltd.（韓国，京畿道）のSaesol（登録商標）8031C1コンディショニングディスクを使用して、脱イオン水を用いて３．１８kg（７lb）ダウンフォース（ＤＦ）で、表示された時間、慣らし運転され、続いて、三つの除去速度でウェーハがテストされる前に、１０枚のダミーウェーハによる研磨をした。表示された研磨パッドは、スラリー交換に先立ち、ここでもまた脱イオン水を用いて３．１８kg（７lb）でもう１０分間慣らし運転された。１００％原位置コンディショニングにおいては、表示された研磨パッドは、全研磨を通して、上述のコンディショニングディスクによるコンディショニングにさらされた。５０％原位置コンディショニングにおいては、表示された研磨パッドは、研磨時間の半分の間、上述のコンディショニングディスクによるコンディショニングにさらされた。各研磨用途に対し、二つの研磨ダウンフォース（ＬＤＦおよびＨＤＦ）がテストされた。全ての研磨試験において、２００mm径のシートウェーハ基材が使用された。酸化物およびバリア研磨の場合、酸化物ウェーハがポリシリコンウェーハ上のテトラエトキシシリケート（ＴＥＯＳ）堆積から作製され、銅研磨の場合、ベアシリコンウェーハ上に銅金属を堆積させることによって基材ウェーハが作製された。研磨除去速度実験は、Novellus Systems, Inc.（カリフォルニア州サンホセ）の２００mmブランケットS15KTEN ＴＥＯＳシートウェーハで実施された。全ての研磨実験は、２００ml／分のスラリー流量で実施され、酸化物およびバリア研磨の場合、テーブル回転速度が９３rpm、キャリア回転速度が８７rpmであった。銅研磨の場合、テーブル回転速度が７７rpm、キャリア回転速度が７１rpmであった。表示された通り、その場で研磨パッドをコンディショニングするために、Saesol 8031Cダイアモンドパッドコンディショナーが使用された。使用されたスラリーは、下記の表４Ｂに報告されている。使用されたスラリーは、Ａ、ＢおよびＣであり、その全てが当該基材に合わせた固体含有量およびｐＨに基づく各種コロイダルシリカである。表５に報告された全ての研磨データは、各々が三つの別の基材の同じパッドで実施された、三つの試験の平均である。概して、全ての平均は、個々の測定結果の±１％以内である。
【００８３】
除去速度（ＲＲ）および除去均一性（ＮＵ）は、３mmエッジ除外のある４９点スパイラル走査を使用するKLA Tencor（カリフォルニア州ミルピタス）のFX200（登録商標）計測ツールを使用して、研磨の前後のフィルム厚さを測定することによって判定された。除去速度実験の各々は、三回実施された。銅シートウェーハ研磨の場合、ＲＲは、KLA TencorのRS-200（登録商標）計測ツールを使用して、研磨の前後のフィルム厚さを測定することによって判定された。ＲＲおよびＮＵの各々は、３ｍｍエッジ除外のある研磨されたウェーハにわたる除去速度プロフィールから計算され、それぞれ、研磨によって起こる基材厚さの低減および望ましい厚さ目標からの基材厚さの平均差異を表す。研磨温度は、研磨中のパッド表面温度を測定する赤外プローブによって記録された。研磨からの欠陥率は、KLA TencorのSurfscan（登録商標）SP2パターンなしウェーハ表面検査ツールを使用して判定された。
【００８４】
【表４】
2018202604.tif 000006
【００８５】
【表５】
2018202604.tif 000007
【００８６】
ＤＦ付きの研磨結果を下記の表５および６に提供する：
【００８７】
【表６】
2018202604.tif 000008
【００８８】
上記表５に示すように、発明の研磨層２は、従来の周方向溝パターンを有する比較研磨層１および４よりもより低い研磨温度で改善された除去速度を可能にする。研磨層３は、本発明による周方向溝パターンの好ましいオフセットの程度を超える、オフセット周方向溝パターンを有する。したがって、実施例３、７、１１、１５、１９および２３の各々は、卓越したＣＭＰ研磨結果を付与するために、二つの隣接した周方向溝間の２５〜２００μmのオフセットを示す。
【００８９】
下記の表６は、本発明のオフセット研磨層の欠陥率性能を付与する。
【００９０】
【表７】
2018202604.tif 000009
【００９１】
本発明の研磨層２は、伸長コロイダルシリカスラリーによる研磨において研磨層１よりも劇的により低いＣＭＰ後欠陥数を実現した。本発明のあまり好ましくない研磨層３は、より高い研磨ダウンフォースで改善された欠陥率を実現した。
【００９２】
わずかにより高密度の研磨層による追加的な研磨データを下記の表７および８に提示する。
【００９３】
【表８】
2018202604.tif 000010
【００９４】
本発明の研磨層は、IC1000（登録商標）対照パッド（比較実施例４３および４７）、オフセット周方向溝のない研磨層（比較実施例４４および４８）ならびに本発明の好ましいオフセットを超えたオフセット周方向溝を持つ研磨層（実施例４６および５０）よりもより高い除去速度を実現した。実施例４６および５０のあまり好ましくない研磨層は、改善されたＲＲを実現した。しかしながら、実施例４５、４６および４９、５０の本発明の全ての研磨層は、より低い温度での研磨を可能にする。
【００９５】
【表９】
2018202604.tif 000011
【００９６】
本発明の研磨層は、IC1000（登録商標）対照パッド（比較実施例５１および５５）およびオフセット周方向溝のない研磨層（比較実施例５２および５６）よりもより高い除去速度を実現した。本発明の好ましいオフセット限界を超えたオフセット周方向溝を持つ研磨層（実施例５４および５８）も改善された除去速度を提供した。本発明の研磨層は、より低い温度での研磨も可能にする。
【００９７】
実施例５９−全てが共通の幾何学的中心を有するオフセット周方向溝：ソフトな市販されているポリウレタンＣＭＰ研磨パッドであるDowのIK2020Hパッドを使用して三つのＴＥＯＳ酸化物基材を研磨するために、スラリーＡが使用され、平均除去速度（ＲＲ）および欠陥数が判定された。（ｉ）対照パッドは、対照Ｋ７溝パターンを有し、オフセット（ii）パッドは、共通の中心を有する３８mm（１．５″）オフセットした周方向溝パターンを持つ研磨層を有し、より大きいオフセットパッド（iii）は、共通の中心を持つ１０２mm（４″）オフセットした周方向溝パターンを持つ研磨層を有した。研磨は、上述の研磨条件において２０．７（ＬＤＦ）および３４．５kPa（ＨＤＦ）ダウンフォースの両方で実行された。除去速度は、研磨層（ii）の場合、ＬＤＦにおいて対照（ｉ）よりも３％より良く、ＨＤＦにおいて対照（ｉ）よりも５％より悪く、研磨層（iii）の場合、ＬＤＦにおいて１１％より良く、ＨＤＦにおいては０％改善した。欠陥数は、研磨層（ii）および（iii）の場合、対照（ｉ）の場合よりも劇的により悪かった（５０％に等しいまたはより多い）。
【００９８】
実施例６０−部分または不完全な周方向溝の裂け：Buehler（Illinois Tool Worksの部門、イリノイ州レイクブラフ）のAutomet（登録商標）２パワーヘッドを持つBuehler Ecomet（登録商標）４研磨装置上でテストが実行された。３．０５mm（１２０ミル）ピッチ、０．５mm（２０ミル）幅および０．７５mm（３０ミル）深さのパターンの同心円形溝を持つIC1000（登録商標）研磨パッド（研磨パッド４）は、パッド研磨層エッジにおいて部分溝を作り出すために、４mm〜２２９mm（９″）径でオフセット穿孔された。オフセット穿孔された研磨層は、両面感圧性接着フィルムを使用して、研磨装置の研磨プラテンに設置された。研磨層をコンディショニングするために、Saesol Diamond Ind. Co., Ltd.（韓国，京畿道）の市販されている１００mm（４″）径コンディショニングディスクであるLPX-AR3B66 LPX-Wが使用された。テスト条件は、コンディショニングディスクダウンフォース３．６kg（８lb）、ディスク速度６０rpm、プラテン速度１８０rpmおよび脱イオン水流量２８０mL／分であった。研磨層エッジは、脱イオン水による４時間のコンディショニング後に走査型電子顕微鏡で検査され、エッジが擦り切れ、裂けたエッジおよび研磨層のエッジ上に散った研磨くずを包含していた。
【図１】
2018202604.tif 000012
【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
2018202604.tif 000014
【図３】
2018202604.tif 000015
【外国語明細書】
2018202604000001.pdf