(57)【要約】  本発明は、疎水性領域（３０）と、親水性領域（４０）と、終点検出ポート（２０）とを備える研磨層（１０）を備える化学機械研磨パッドを提供する。疎水性領域は、終点検出ポート（８０）に略隣接する。疎水性領域（３０）は、３４ｍＮ／ｍ以下の表面エネルギを有するポリマ材料、及び３４ｍＮ／ｍよりも大きな表面エネルギを有するポリマ材料を含む。さらに、本発明は、研磨パッドの使用を含む基板を研磨する方法を提供する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
疎水性領域と、親水性領域と、終点検出ポートとを備える研磨層を備える化学機械研磨パッドであって、前記疎水性領域が終点検出ポートに略隣接し、前記疎水性領域が、３４ｍＮ／ｍ以下の表面エネルギを有するポリマ材料を含み、また前記親水性領域が、３４ｍＮ／ｍよりも大きな表面エネルギを有するポリマ材料を含む研磨パッド。
【請求項２】
前記疎水性領域が、前記研磨層の周りのリングから構成される、請求項１に記載の研磨パッド。
【請求項３】
前記疎水性領域及び前記親水性領域が、交互の同心形状部の形態である、請求項１に記載の研磨パッド。
【請求項４】
前記研磨層が、複数の交互の疎水性同心形状部及び親水性同心形状部を含む、請求項１に記載の研磨パッド。
【請求項５】
前記交互の疎水性同心形状部及び親水性同心形状部が、前記終点検出ポートを完全に囲む、請求項４に記載の研磨パッド。
【請求項６】
前記疎水性領域が、前記終点検出ポートを完全に囲む、請求項１に記載の研磨パッド。
【請求項７】
前記疎水性領域は、ポリエチレンテレフタレート、フッ素重合体、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリシロキサン、シリコンゴム、ポリカーボネート、ポリブタジエン、ポリエチレン、アクリロニトリルブタジエンスチレンコポリマ、過フッ化炭化水素、ポリ四フッ化エチレン、及びそれらの組み合わせからなる群から選択されるポリマ材料を含む、請求項１に記載の研磨パッド。
【請求項８】
前記親水性領域が、熱可塑性ポリマ、熱硬化性ポリマ、及びそれらの組み合わせからなる群から選択されるポリマ材料を含む、請求項１に記載の研磨パッド。
【請求項９】
前記熱可塑性ポリマ又は前記熱硬化性ポリマが、ポリウレタン、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセテート、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリカーボネート、ポリアクリル酸、ポリアクリルアミド、ナイロン、ポリエステル、ポリエーテル、ポリアミド、ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトン、それらのコポリマ、及びそれらの混合物からなる群から選択される、請求項８に記載の研磨パッド。
【請求項１０】
前記ポリマがポリウレタンである、請求項８に記載の研磨パッド。
【請求項１１】
前記終点検出ポートが開口部を備える、請求項１に記載の研磨パッド。
【請求項１２】
前記終点検出ポートが光透過性材料を含む、請求項１に記載の研磨パッド。
【請求項１３】
前記光透過性材料が、１９０ｎｍ〜３５００ｎｍの１つ以上の波長において少なくとも１０％の光透過率を有する、請求項１２に記載の研磨パッド。
【請求項１４】
前記光透過性材料が、接着剤を使用することなく前記研磨層に貼着される、請求項１２に記載の研磨パッド。
【請求項１５】
前記研磨層が研磨粒子をさらに含む、請求項１に記載の研磨パッド。
【請求項１６】
前記研磨粒子が、アルミナ、シリカ、酸化チタン、セリア、ジルコニア、ゲルマニア、マグネシア、それらの同時形成される生成物、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される金属酸化物を含む、請求項１５に記載の研磨パッド。
【請求項１７】
前記研磨層が、溝を備える研磨面を備える、請求項１に記載の研磨パッド。
【請求項１８】
前記研磨層と略同一の広がりのサブパッド層をさらに備え、該サブパッド層が、前記研磨層の前記光学的終点検出ポートと略整列される光学的終点検出ポートを備える、請求項１に記載の研磨パッド。
【請求項１９】
前記研磨層の前記光学的終点検出ポートが光透過性材料を含み、前記サブパッド層の前記光学的終点検出ポートが開口部を備える、請求項１８に記載の研磨パッド。
【請求項２０】
前記研磨層の前記光学的終点検出ポートが開口部を備え、前記サブパッド層の前記光学的終点検出ポートが光透過性材料を含む、請求項１８に記載の研磨パッド。
【請求項２１】
前記研磨層の前記光学的終点検出ポートが、開口部を囲む疎水性材料のリングを備える、請求項２０に記載の研磨パッド。
【請求項２２】
基板を研磨する方法であって、
（ｉ）研磨すべきワークピースを用意するステップと、
（ｉｉ）前記ワークピースと、請求項１に記載の研磨パッドを備える化学機械研磨システムとを接触させるステップと、
（ｉｉｉ）前記研磨システムで前記ワークピースの表面の少なくとも一部分を磨削して、前記ワークピースを研磨するステップと、
を含む方法。
【請求項２３】
研磨終点を現場で検出するステップをさらに含む、請求項２２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、終点検出ポートと、それに隣接する疎水性領域とを備える化学機械研磨パッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
化学機械研磨（「ＣＭＰ」）プロセスは、半導体ウエハー、電界放出ディスプレイ、及び他の多くのマイクロエレクトロニクス基板上に平坦な表面を形成するために、マイクロ電子デバイスの製造に使用される。例えば、半導体デバイスの製造は、一般に、半導体ウエハーを形成するための半導体基板の表面上の様々なプロセス層の形成、それらの層部分の選択的な除去又はパターニング、及びさらに追加のプロセス層の堆積を含む。プロセス層は、一例として、絶縁層、ゲート酸化膜層、導電層、及び金属層又はガラス層等を含むことができる。一般に、ウエハープロセスのある段階では、引き続く層の堆積のためにプロセス層の最上部の表面が平面的、すなわち平坦であることが望ましい。ＣＭＰは、プロセス層を平坦化するために用いられ、この場合、引き続くプロセス段階のためにウエハーを平坦化するために、導電性又は絶縁性材料のような堆積された材料が研磨される。
【０００３】
典型的なＣＭＰ法では、ウエハーは、ＣＭＰ工具中のキャリアに逆さまに装着される。力により、キャリア及びウエハーは研磨パッドに向かって下向きに押される。キャリア及びウエハーは、ＣＭＰ工具の研磨台の回転研磨パッドの上方で回転される。研磨組成物（研磨スラリーとも称される）は、一般に、研磨プロセス中に回転ウエハーと回転研磨パッドとの間に導入される。研磨組成物は、典型的に、最上部の１つ又は複数のウエハー層の部分と相互作用するか又はそれらを溶解する化学薬品、及び１つ又は複数の層の部分を物理的に除去する研磨材を含有する。ウエハー及び研磨パッドは、実施される特定の研磨プロセスに望ましい同一の方向にも又は反対方向にも回転させることができる。キャリアはまた、研磨台上の研磨パッドを横切って振動することができる。
【０００４】
ウエハーの表面を研磨するとき、研磨プロセスを現場で監視することが有利である場合が多い。研磨プロセスを現場で監視する１つの方法は、開口又は窓を有する研磨パッドを使用することを含む。開口又は窓は、光が通過でき、研磨プロセス中のウエハー表面の検査を可能にする入口を提供する。開口及び窓を有する研磨パッドは公知であり、半導体デバイスの表面のような基板を研磨するために使用されてきた。例えば、米国特許第５，６０５，７６０号は、固体の均一なポリマから形成された透明な窓を有する研磨パッドを提供しているが、このポリマは、スラリーを吸収又は輸送する本質的な能力を有しない。
米国特許第５，４３３，６５１号は、パッドの一部分が取り除かれて光が通過できる開口を提供する研磨パッドを開示している。米国特許第５，８９３，７９６号及び第５，９６４，６４３号は、研磨パッドの一部分を取り除いて開口を提供し、かつ透明なポリウレタン又は石英のプラグをその開口に配置して透明な窓を提供するか、あるいは研磨パッドの支持材の一部分を取り除いてパッドに透明な窓を提供することを開示している。米国特許第６，１７１，１８１及び第６，３８７，３１２号は、高冷却速度で流動性材料（例えば、ポリウレタン）を固化することによって形成される透明領域を有する研磨パッドを開示している。
【０００５】
化学機械研磨中にしばしば直面する１つの問題は、研磨組成物からの研磨粒子が研磨パッド窓の表面を引っかくか又はそれに付着する傾向である。研磨パッド窓の上のかき傷又は研磨組成物の存在は、窓を通した光透過を妨害し、これによって、光学的な終点検出方法の感度を低減する可能性がある。研磨パッドの表面から窓を凹設することにより、窓のかき傷の量を低減することができる。しかし、凹部はまた、研磨組成物が流入して、捕捉されることがある空洞を生じる。米国特許第６，２５４，４５９号は、疎スラリー性材料で窓の第１の表面を被覆することを提案している。同様に、米国特許第６，３９５，１３０号は、疎水性のライトパイプ及び窓を使用して、その上の研磨組成物の蓄積を防止することを提案している。米国特許出願第２００３／０１２９９３Ａ１号は、同様に、ポリシロキサンセグメントを含有するフッ素ベースポリマのような防汚樹脂で研磨パッド窓を被覆することを提案している。
【０００６】
上述の研磨パッドのいくつかは、意図する目的に適切であるが、特に基板の化学機械研磨において、有効な光学的終点検出と結合された有効な平坦化を提供する他の研磨パッドの必要性が以前存在する。さらに、研磨効率、研磨パッドを横切るかつその内部のスラリー流れ、腐食性エッチング液に対する耐性、及び／又は研磨均一性のような満足できる特性に対する必要性がある。最終的に、比較的低コストの方法を用いて製造でき、使用の前にほとんど又は全く調整を必要としない研磨パッドに対する必要性がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、このような研磨パッドを提供する。本発明のこれらの利点及び他の利点、ならびに追加の本発明の特徴は、本明細書に提供される本発明の説明から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、疎水性領域と、親水性領域と、終点検出ポートとを備える研磨層を備える化学機械研磨パッドであって、疎水性領域が終点検出ポートに略隣接し、疎水性領域が、３４ｍＮ／ｍ以下の表面エネルギを有するポリマ材料を含み、また親水性領域が、３４ｍＮ／ｍよりも大きな表面エネルギを有するポリマ材料を含む研磨パッドを提供する。さらに、本発明は、基板を研磨する方法であって、（ｉ）研磨すべきワークピースを用意するステップと、（ｉｉ）ワークピースと、本発明の研磨パッドを備える化学機械研磨システムとを接触させるステップと、（ｉｉｉ）研磨システムでワークピースの表面の少なくとも一部分を磨削して、ワークピースを研磨するステップと、を含む方法を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明は、疎水性領域と、親水性領域と、終点検出ポートとを備える研磨層を備える化学機械研磨パッドに関する。疎水性領域は、終点検出ポートに略隣接する。望ましくは、疎水性領域は、終点検出ポートを完全に囲む。特定の理論に拘束されることを望まないが、終点検出ポートに隣接する又はそれを囲む疎水性領域の存在により、終点検出ポートの上又はその中に留まる研磨組成物の量が低減されることが考えられる。
【００１０】
疎水性領域は、任意の適切な形状を有することができる。例えば、疎水性領域は、線、円弧、円、リング、正方形、卵形、半円形、三角形、クロスハッチ、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される形状を有することができる。疎水性領域の寸法は任意の適切な寸法であることができる。典型的に、疎水性領域は、研磨層の表面の５０％以下（例えば、４０％以下、又は３０％以下）から構成される。
【００１１】
図１は、研磨層（１０）と、終点検出窓（２０）と、研磨層（１０）の周りのリングからなる疎水性領域（３０）と、疎水性リング（３０）内に配置された親水性領域（４０）とを備える本発明の研磨パッドを示している。図２は、研磨層（１０）と、終点検出ポート（２０）と、終点検出ポート（２０）を完全に囲む疎水性リング（３０）と備える本発明の研磨パッドを示している。
【００１２】
一実施形態において、疎水性領域及び親水性領域は、交互の同心形状部の形態である。好ましくは、研磨層は、複数の交互の疎水性同心形状部及び親水性同心形状部を含む。同心形状部は、任意の適切な形状を有することができる。例えば、同心形状は、円、卵形、正方形、長方形、三角形、円弧、及びそれらの組み合わせからなる群から選択することができる。好ましくは、同心形状部は、円、卵形、円弧、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される。
【００１３】
図３は、研磨層（１０）と、終点検出ポート（２０）と、交互の疎水性同心円（３０）及び親水性同心円（４０）とを備える本発明の研磨パッドを示している。望ましくは、交互の疎水性同心形状部及び親水性同心形状部は、終点検出ポートを完全に囲む。図４は、研磨層（１０）と、交互の円弧の疎水性材料（３０）及び親水性材料（４０）によって囲まれた終点検出ポート（２０）とを備える本発明の研磨パッドを示している。
【００１４】
疎水性領域は、３４ｍＮ／ｍ以下の表面エネルギを有するポリマ材料を含む。典型的に、疎水性材料は、ポリエチレンテレフタレート、フッ素重合体、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリシロキサン、シリコンゴム、ポリカーボネート、ポリブタジエン、ポリエチレン、アクリロニトリルブタジエンスチレンコポリマ、過フッ化炭化水素、ポリ四フッ化エチレン、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される。好ましくは、疎水性ポリマ材料は、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、又はそれらの組み合わせからなる群から選択される。
【００１５】
親水性領域は、３４ｍＮ／ｍよりも大きな表面エネルギを有するポリマ材料を含む。典型的に、親水性ポリマ材料は、熱可塑性ポリマ、熱硬化性ポリマ、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される。好ましくは、親水性ポリマ材料は、ポリウレタン、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセテート、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリカーボネート、ポリアクリル酸、ポリアクリルアミド、ナイロン、ポリエステル、ポリエーテル、ポリアミド、ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトン、それらのコポリマ、及びそれらの混合物からなる群から選択される熱可塑性ポリマ又は熱硬化性のポリマである。より好ましくは、親水性ポリマ材料はポリウレタンである。
【００１６】
終点検出ポートの存在は、現場ＣＭＰプロセス監視技術と関連した研磨パッドの使用を可能にする。終点検出ポートは、開口部、光透過性材料、又はそれらの組み合わせを備えることができる。好ましくは、終点検出ポートは光透過性材料を含む。典型的に、光透過性材料は、１９０ｎｍ〜１０，０００ｎｍの１つ以上（例えば、１９０ｎｍ〜３５００ｎｍ、２００ｎｍ〜１０００ｎｍ、又は２００ｎｍ〜７８０ｎｍ）の波長において、少なくとも１０％以上（例えば、２０％以上、３０％以上、又は４０％以上）の光透過率を有する。
【００１７】
光透過性材料は、その多くが関連技術で公知である任意の適切な材料であることができる。例えば、光透過性材料は、研磨パッドの開口部に挿入されるガラス又はポリマベースのプラグから構成されることができるか、あるいは研磨パッドの残部に使用される同一のポリマ材料を含むことができる。光透過性材料は、任意の適切な手段によって研磨パッドに貼着することができる。例えば、光透過性材料は、接着剤を使用することによって研磨層に貼着することができる。望ましくは、光透過性材料は、接着剤を使用することなく、例えば溶接によって研磨層に貼着される。
【００１８】
さらに、光透過性材料は、研磨パッド材料による１つ又は複数の特定波長の光の選択的な透過を可能にする染料を選択的に含む。染料は、光の望ましくない波長（例えば、背景光）をフィルタ除去するように作用し、このように検出の信号対雑音比を改善する。光透過性材料は、任意の適切な染料を含むことができるか、あるいは染料の組み合わせを含むことが可能である。適切な染料は、ポリメチン染料、ジ及びトリアリールメチン染料、ジアリールメチン染料のアザ類似体、アザ（１８）アヌレン染料、天然染料、ニトロ染料、ニトロソ染料、アゾ染料、アントラキノン染料、硫化染料等を含む。望ましくは、染料の透過スペクトルは、現場の終点検出のために使用される光の波長と整合するか又は重なり合う。例えば、終点検出（ＥＰＤ）システム用の光源が、６３３ｎｍの波長を有する可視光を生成するＨｅＮｅレーザである場合、染料は、６３３ｎｍの波長を有する光を透過できる赤色染料であることが好ましい。
【００１９】
終点検出ポートは、任意の適切な寸法（すなわち、長さ、幅及び厚さ）及び任意の適切な形状（円形、卵形、正方形、長方形、三角形等）を有することができる。終点検出ポートは、研磨面からの超過の研磨組成物を最小にするか又は排除するための排出チャネルと組み合わせて使用可能である。光学的終点検出ポートは、研磨パッドの研磨面と面一であることができるか、あるいは研磨パッドの研磨面から凹ませることができる。好ましくは、光学的終点検出ポートは、研磨パッドの表面から凹ませられる。
【００２０】
研磨パッドは、研磨層に組み込まれる粒子を任意に含有する。好ましくは、粒子は、研磨層全体にわたって分散される。粒子は、典型的に、研磨粒子、ポリマ粒子、複合粒子（例えば、カプセル化粒子）、有機粒子、無機粒子、清澄剤粒子、及びそれらの混合物からなる群から選択される。
【００２１】
研磨粒子は、任意の適切な材料であることができる。例えば、研磨粒子は、シリカ、アルミナ、セリア、ジルコニア、クロミア、チタニア、ゲルマニア、マグネシア、酸化鉄、それらの同時形成される生成物、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される金属酸化物のような金属酸化物、あるいは炭化ケイ素、窒化ホウ素、ダイアモンド、ガーネット、又はセラミック研磨材料を含むことができる。研磨粒子は、金属酸化物及びセラミックの混成物又は無機材料及び有機材料の混成物であることができる。粒子はまた、ポリスチレン粒子、ポリメチルメタクリレート粒子、液晶ポリマ（ＬＣＰ、例えば、チバガイギー（Ｃｉｂａ  Ｇｅｉｇｙ）からのベクトラ（Ｖｅｃｔｒａ）（登録商標）ポリマ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ’ｓ）、粒子状熱可塑性ポリマ（例えば、粒子状熱可塑性ポリウレタン）、粒子状架橋ポリマ（例えば、粒子状架橋ポリウレタン又はポリエポキシド）、又はそれらの組み合わせのような、それらの多くが米国特許第５，３１４，５１２号に記載されているポリマ粒子であることができる。望ましくは、ポリマ粒子は、親水性領域及び／又は疎水性領域のポリマ樹脂の融点よりも高い融点を有する。複合粒子は、コア及び外側皮膜を含む任意の適切な粒子であることができる。例えば、複合粒子は、固形コア（例えば、金属酸化物、金属、セラミック、又はポリマ）及びポリマシェル（例えば、ポリウレタン、ナイロン、又はポリエチレン）を含有することができる。清澄剤粒子は、フィロケイ酸塩（例えば、フッ素化マイカのようなマイカ、及びタルク、カオリナイト、モンモリロナイト、ヘクトライトのようなクレイ）、ガラス繊維、ガラスビーズ、ダイアモンド粒子、炭素繊維等であることができる。
【００２２】
研磨パッドは、任意に、パッドの本体内に組み込まれた可溶性粒子を含有する。存在する場合、可溶性粒子は、研磨パッド全体にわたって分散される。このような可溶性粒子は、化学機械研磨中、研磨組成物の液体キャリア内に部分的又は完全に溶解する。典型的に、可溶性粒子は水溶性粒子である。例えば、可溶性粒子は、デキストリン、シクロデキストリン、マンニトール、ラクトース、ヒドロキシプロピルセルロース、メチルセルロース、スターチ、タンパク質、非晶質の非架橋ポリビニルアルコール、非晶質の非架橋ポリビニルピロリドン、ポリアクリル酸、ポリエチレンオキシド、水溶性の感光性樹脂、スルホン化ポリイソプレン、及びスルホン化ポリイソプレンコポリマからなる群から選択される材料の有機水溶性粒子のような任意の適切な水溶性粒子であることができる。可溶性粒子はまた、酢酸カリウム、硝酸カリウム、炭酸カリウム、重炭酸カリウム、塩化カリウム、臭化カリウム、リン酸カリウム、硝酸マグネシウム、炭酸カルシウム、及び安息香酸ナトリウムからなる群から選択される材料の無機水溶性粒子であることができる。可溶性粒子が溶解するとき、研磨パッドは、可溶性粒子の粒径に対応する開放孔を持ち続けることができる。
【００２３】
粒子は、発泡研磨基材内に形成される前に、ポリマ樹脂と混合されることが好ましい。研磨パッド内に組み込まれる粒子は、任意の適切な寸法（例えば、直径、長さ、又は幅）又は形状（例えば、球状、長方形）であることができ、任意の適切な量で研磨パッド内に組み込むことができる。例えば、粒子は、１ｎｍ以上及び／又は２ｍｍ以下の粒子寸法（例えば、直径、長さ、又は幅）を有することができる（例えば、０．５μｍ〜２ｍｍの直径）。好ましくは、粒子は、１０ｎｍ以上及び／又は５００μｍ以下の寸法（例えば、１００ｎｍ〜１０μｍの直径）を有する。粒子はまた、ポリマ材料に共有結合することができる。
【００２４】
研磨パッドは、任意に、パッドの本体内に組み込まれる固形触媒を含有する。存在する場合、固形触媒はポリマ材料全体にわたって分散される。触媒は、金属性、非金属性、またはそれらの組み合わせであることができる。好ましくは、触媒は、Ａｇ、Ｃｏ、Ｃｅ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｍｏ、Ｍｎ、Ｎｂ、Ｎｉ、Ｏｓ、Ｐｄ、Ｒｕ、Ｓｎ、Ｔｉ、及びＶを含む金属化合物のような、しかしそれらに限定されない多様な酸化状態を有する金属化合物から選択される。
【００２５】
研磨パッドは、任意の適切な寸法を有することができる。典型的に、研磨パッドの形状は円形であるか（回転研磨工具に使用されるように）、あるいはループ状の線形ベルトとして製造される（線形研磨工具に使用されるように）。
【００２６】
研磨パッドは、研磨パッドの表面を横切る研磨組成物の横方向輸送を容易にする溝、通路、及び／又は穿孔を任意にさらに含む研磨面を備える。このような溝、通路、又は穿孔は、任意の適切なパターンであることができ、任意の適切な深さ及び幅を有することができる。研磨パッドは、２つ以上の異なる溝パターン、例えば、米国特許第５，４８９，２３３号に記載されているような大きな溝と小さな溝と組み合わせを有することができる。溝は、傾いた溝、同心溝、螺旋状又は円形溝、ＸＹクロスハッチパターンの形状であることができ、その接続性は連続的または非連続的であることができる。好ましくは、研磨パッドは、標準パッド調整法によって製造される少なくとも１つの小さな溝を備える。
【００２７】
研磨パッドは、単独で使用することができるか、あるいは任意に多層積み重ね研磨パッドの１つの層として使用することができる。例えば、研磨パッドは、研磨層と略同一の広がりのサブパッドと組み合わせて使用することができる。サブパッドは、任意の適切なサブパッドであることができる。適切なサブパッドは、ポリウレタン発泡サブパッド（例えば、ソフトクロスリンクのポリウレタンサブパッド）、含浸フェルトサブパッド、微小孔ポリウレタンサブパッド、又は焼結ウレタンサブパッドを含む。サブパッドは、典型的に、本発明の研磨パッドよりも軟質であり、したがって、本発明の研磨パッドよりも圧縮性があり、またより低いショア硬度値を有する。例えば、サブパッドは、３５〜５０のショアＡ硬度を有することができる。いくつかの実施形態において、サブパッドは、研磨パッドよりも硬く、圧縮性がより低く、より高いショア硬度を有する。サブパッドは、任意に、溝、通路、中空部分、窓、及び開口部等を含む。本発明の研磨パッドがサブパッドと組み合わせて用いられる場合、典型的に、研磨パッド及びサブパッドと同一の広がりであり、かつそれらの間のポリエチレンテレフタレート膜のような中間補強層がある。代わりに、研磨パッドは、従来の研磨パッドと関連したサブパッドとして使用することができる。
【００２８】
いくつかの実施形態において、サブパッド層は、研磨層の光学的終点検出ポートと略整列される光学的終点検出ポートを備える。サブパッド層がある場合、研磨層の光学的終点検出ポートは光透過性材料を含むことが望ましく、サブパッド層の光学的終点検出ポートは開口部を備える。代わりに、研磨層の光学的終点検出ポートは光透過性材料を含むことができ、一方、サブパッド層の光学的終点検出ポートは光透過性材料を含む。
【００２９】
研磨パッドは、化学機械研磨（ＣＭＰ）装置と関連して使用するために特に適している。典型的に、この装置は、使用時に動いて、環状運動、線形運動、又は円運動から生じる速度を有するプラテンと、このプラテンに接触して運動時にプラテンと共に動く本発明の研磨パッドと、研磨すべき基板に接触するように意図された研磨パッドの表面に接触してそれに対して動くことによって研磨すべき基板を保持するキャリアとを有する。基板の研磨は、基板が研磨パッドと接触させられ、次に基板の少なくとも一部分を磨削して基板を研磨するように、研磨パッドが基板に対し、典型的に基板の間の研磨組成物と共に動くことによって行われる。ＣＭＰ装置は、それらの多くが関連技術で公知の任意の適切なＣＭＰ装置であることができる。研磨パッドはまた、線形研磨工具に使用することができる。
【００３０】
望ましくは、さらに、ＣＭＰ装置は、その多くが関連技術で公知の現場の研磨終点検出システムを備える。ワークピースの表面から反射された光又は他の放射線を分析することによって、研磨プロセスを点検及び監視する技術は、関連技術で公知である。このような方法は、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、及び米国特許第５，９６４，６４３号に記載されている。望ましくは、研磨されるワークピースに関する研磨プロセスの進行の点検又は監視により、研磨終点の決定、すなわち、特定のワークピースに関して研磨プロセスを終了すべき時点を決定することが可能である。
【００３１】
研磨パッドは、多くの種類の基板及び基板材料の研磨に使用するのに適切である。例えば、研磨パッドは、メモリデバイス、半導体基板、及びガラス基板を含む様々な基板を研磨するために使用することができる。研磨パッドで研磨するために適切な基板には、メモリディスク、ハードディスク、磁気ヘッド、ＭＥＭＳデバイス、半導体ウエハー、電界放出ディスプレイ、及び他のマイクロエレクトロニクス基板、特に絶縁層（例えば、二酸化ケイ素、窒化ケイ素、又は低誘電材料）及び／又は金属含有層（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、イリジウムまたは他の貴金属）を含む基板が含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】研磨層（１０）と、終点検出ポート（２０）と、疎水性領域（３０）と、親水性領域（４０）とを有する本発明の研磨パッドを示した頂面図である。
【図２】研磨層（１０）と、終点検出ポート（２０）と、疎水性領域（３０）と、親水性領域（４０）とを有する本発明の研磨パッドを示した頂面図である。
【図３】研磨層（１０）と、終点検出ポート（２０）と、複数の同心の疎水性領域（３０）と、親水性領域（４０）とを有する本発明の研磨パッドを示した頂面図である。
【図４】研磨層（１０）と、終点検出ポート（２０）と、複数の疎水性領域（３０）と、親水性領域（４０）とを有する本発明の研磨パッドを示した頂面図である。
【図１】
2007530297.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【手続補正書】
【提出日】平成19年3月16日(2007.3.16)
【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】
疎水性領域と、親水性領域と、終点検出ポートとを備える研磨層を備える化学機械研磨パッドであって、前記疎水性領域が終点検出ポートに隣接し、前記疎水性領域が、３４ｍＮ／ｍ以下の表面エネルギを有するポリマ材料を含み、また前記親水性領域が、３４ｍＮ／ｍよりも大きな表面エネルギを有するポリマ材料を含む研磨パッド。
【請求項２】
前記疎水性領域が、前記研磨層の周りのリングから構成される、請求項１に記載の研磨パッド。
【請求項３】
前記疎水性領域及び前記親水性領域が、交互の同心形状部の形態である、請求項１に記載の研磨パッド。
【請求項４】
前記研磨層が、複数の交互の疎水性同心形状部及び親水性同心形状部を含む、請求項１に記載の研磨パッド。
【請求項５】
前記交互の疎水性同心形状部及び親水性同心形状部が、前記終点検出ポートを完全に囲む、請求項４に記載の研磨パッド。
【請求項６】
前記疎水性領域が、前記終点検出ポートを完全に囲む、請求項１に記載の研磨パッド。
【請求項７】
前記疎水性領域は、ポリエチレンテレフタレート、フッ素重合体、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリシロキサン、シリコンゴム、ポリカーボネート、ポリブタジエン、ポリエチレン、アクリロニトリルブタジエンスチレンコポリマ、過フッ化炭化水素、ポリ四フッ化エチレン、及びそれらの組み合わせからなる群から選択されるポリマ材料を含む、請求項１に記載の研磨パッド。
【請求項８】
前記親水性領域が、熱可塑性ポリマ、熱硬化性ポリマ、及びそれらの組み合わせからなる群から選択されるポリマ材料を含む、請求項１に記載の研磨パッド。
【請求項９】
前記熱可塑性ポリマ又は前記熱硬化性ポリマが、ポリウレタン、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセテート、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリカーボネート、ポリアクリル酸、ポリアクリルアミド、ナイロン、ポリエステル、ポリエーテル、ポリアミド、ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトン、それらのコポリマ、及びそれらの混合物からなる群から選択される、請求項８に記載の研磨パッド。
【請求項１０】
前記ポリマがポリウレタンである、請求項８に記載の研磨パッド。
【請求項１１】
前記終点検出ポートが開口部を備える、請求項１に記載の研磨パッド。
【請求項１２】
前記終点検出ポートが光透過性材料を含む、請求項１に記載の研磨パッド。
【請求項１３】
前記光透過性材料が、１９０ｎｍ〜３５００ｎｍの１つ以上の波長において少なくとも１０％の光透過率を有する、請求項１２に記載の研磨パッド。
【請求項１４】
前記光透過性材料が、接着剤を使用することなく前記研磨層に貼着される、請求項１２に記載の研磨パッド。
【請求項１５】
前記研磨層が研磨粒子をさらに含む、請求項１に記載の研磨パッド。
【請求項１６】
前記研磨粒子が、アルミナ、シリカ、酸化チタン、セリア、ジルコニア、ゲルマニア、マグネシア、それらの同時形成される生成物、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される金属酸化物を含む、請求項１５に記載の研磨パッド。
【請求項１７】
前記研磨層が、溝を備える研磨面を備える、請求項１に記載の研磨パッド。
【請求項１８】
前記研磨層と同一の広がりのサブパッド層をさらに備え、該サブパッド層が、前記研磨層の前記光学的終点検出ポートと整列される光学的終点検出ポートを備える、請求項１に記載の研磨パッド。
【請求項１９】
前記研磨層の前記光学的終点検出ポートが光透過性材料を含み、前記サブパッド層の前記光学的終点検出ポートが開口部を備える、請求項１８に記載の研磨パッド。
【請求項２０】
前記研磨層の前記光学的終点検出ポートが開口部を備え、前記サブパッド層の前記光学的終点検出ポートが光透過性材料を含む、請求項１８に記載の研磨パッド。
【請求項２１】
前記研磨層の前記光学的終点検出ポートが、開口部を囲む疎水性材料のリングを備える、請求項２０に記載の研磨パッド。
【請求項２２】
基板を研磨する方法であって、
（ｉ）研磨すべきワークピースを用意するステップと、
（ｉｉ）前記ワークピースと、請求項１に記載の研磨パッドを備える化学機械研磨システムとを接触させるステップと、
（ｉｉｉ）前記研磨システムで前記ワークピースの表面の少なくとも一部分を磨削して、前記ワークピースを研磨するステップと、
を含む方法。
【請求項２３】
研磨終点を現場で検出するステップをさらに含む、請求項２２に記載の方法。
【国際調査報告】
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