(57)【要約】  本発明は、複数の孔を有するポリマー材料と、上記複数の孔内に配置されている成分とを含む研磨パッド、並びに上記研磨パッドを用いた加工物の研磨法、並びに上記研磨パッドの製法を提供する。
2007531276.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリマー材料と、液体、固体又はそれらの混合物から選択される成分とを含む化学的機械的研磨用パッドであって、
ここで、前記ポリマー材料が複数の孔を有し、そして前記成分が前記複数の孔内に配置されている、
前記化学的機械的研磨用パッド。
【請求項２】
前記成分が、前記研磨パッドの表面から１０００μｍ以下内に配置される前記複数の孔の７０％以上の中に配置されている、請求項１に記載の研磨パッド。
【請求項３】
前記ポリマー材料が、熱可塑性ポリマー又は熱硬化性ポリマーである、請求項１に記載の研磨パッド。
【請求項４】
前記熱可塑性ポリマー又は前記熱硬化性ポリマーが、ポリウレタン、ポリオレフィン、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセテート、ポリカーボネート、ポリアクリル酸、ポリアクリルアミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロン、フルオロカーボン、ポリエステル、ポリエーテル、ポリアミド、ポリイミド、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエーテルエーテルケトン、それらの共重合体、及びそれらの混合物から成る群から選択される、請求項３に記載の研磨パッド。
【請求項５】
前記熱可塑性ポリマー又は前記熱硬化性ポリマーが、ポリウレタン及びポリオレフィンから成る群から選択される、請求項４に記載の研磨パッド。
【請求項６】
前記成分が液体である、請求項１に記載の研磨パッド。
【請求項７】
前記液体が、溶媒と溶質とを含む溶液である、請求項６に記載の研磨パッド。
【請求項８】
前記溶液が、少なくとも２つの溶液相を含む、請求項７に記載の研磨パッド。
【請求項９】
前記溶液が、４０℃以下において、少なくとも２つの溶液相を含む、請求項８に記載の研磨パッド。
【請求項１０】
前記溶液が、１つの溶液相を含む、請求項７に記載の研磨パッド。
【請求項１１】
前記溶液が、４０℃以下において、１つの溶液相を含む、請求項１０に記載の研磨パッド。
【請求項１２】
前記溶液が、熱可逆性ゲルである、請求項７に記載の研磨パッド。
【請求項１３】
前記熱可逆性ゲルが、ポリエチレン及びキシレンを含む、請求項１２に記載の研磨パッド。
【請求項１４】
前記成分が固体である、請求項１に記載の研磨パッド。
【請求項１５】
前記固体が、１μｍ以下の最大直径を有する粒子から本質的に成る、請求項１４に記載の研磨パッド。
【請求項１６】
前記固体が導電性である、請求項１４に記載の研磨パッド。
【請求項１７】
前記固体が、研磨粒子から本質的に成る、請求項１４に記載の研磨パッド。
【請求項１８】
前記研磨粒子が、アルミナ、シリカ、チタニア、セリア、ジルコニア、ゲルマニア、マグネシア、それらの共形成生成物、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される金属酸化物を含む、請求項１７に記載の研磨パッド。
【請求項１９】
前記研磨パッドが、２ｇ／ｃｍ3以下の密度を有する、請求項１に記載の研磨パッド。
【請求項２０】
前記研磨パッドが、７５％以下の空隙体積を有する、請求項１に記載の研磨パッド。
【請求項２１】
前記研磨パッドが、１０孔数／ｃｍ3以上の孔密度を有する、請求項１に記載の研磨パッド。
【請求項２２】
平均孔直径が、０．１μｍ〜５０００μｍである、請求項１に記載の研磨パッド。
【請求項２３】
前記研磨パッドが、溝を含む研磨表面をさらに含む、請求項１に記載の研磨パッド。
【請求項２４】
前記研磨パッドが、光透過領域をさらに含む、請求項１に記載の研磨パッド。
【請求項２５】
前記光透過領域が、１９０ｎｍ〜３５００ｎｍの一又は複数の波長において、少なくとも１０％の光透過率を有する、請求項２４に記載の研磨パッド。
【請求項２６】
前記研磨パッド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２７】
前記研磨粒子が、アルミナ、シリカ、チタニア、セリア、ジルコニア、ゲルマニア、マグネシア、それらの共形成生成物、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される金属酸化物を含む、請求項２６に記載の研磨パッド。
【請求項２８】
前記複数の孔が、連続気泡型の複数の孔を７０％以上含む、請求項１に記載の研磨パッド。
【請求項２９】
前記複数の孔が、独立気泡型の複数の孔を７０％以上含む、請求項１に記載の研磨パッド。
【請求項３０】
前記研磨パッドが、第一の表面と、向かい合う第二の表面と、前記第一及び第二の表面の間の厚さとを有し、
ここで、前記複数の孔の少なくとも一部が、前記第一の表面と前記研磨パッドの前記厚さの１０％以下とによって規定される前記研磨パッドの第一の領域内に配置され、そして
前記成分が、前記第一の領域内の前記複数の孔の空隙体積の７０％以上の中に配置されている、
請求項１に記載の研磨パッド。
【請求項３１】
前記複数の孔の少なくとも一部が、前記第二の表面と前記研磨パッドの前記厚さの１０％以下とによって規定される前記研磨パッドの第二の領域内に配置され、そして
前記成分が、前記第二の領域内の前記複数の孔の空隙体積の７０％以上の中に配置されている、
請求項３０に記載の研磨パッド。
【請求項３２】
前記第一の領域が、１０ｃｍ3以下の体積を有する、請求項３０に記載の研磨パッド。
【請求項３３】
前記第二の領域が、１０ｃｍ3以下の体積を有する、請求項３１に記載の研磨パッド。
【請求項３４】
次の各段階、
（ｉ）研磨すべき加工物を準備する段階、
（ｉｉ）前記加工物を、請求項１に記載の研磨パッドを含む化学的機械的研磨系に接触させる段階、そして
（ｉｉｉ）前記加工物の表面の少なくとも一部を、前記研磨システムを用いて削り、前記加工物を研磨する段階、
を含む、基板研磨法。
【請求項３５】
前記研磨パッドが、研磨粒子、ポリマー粒子、複合粒子、水溶性粒子、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される研磨粒子をさらに含む、請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
前記研磨粒子が、アルミナ、シリカ、チタニア、セリア、ジルコニア、ゲルマニア、マグネシア、それらの共形成生成物、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される金属酸化物を含む、請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
研磨終点をその場で検出する段階、
をさらに含む、請求項３４に記載の方法。
【請求項３８】
次の各段階、
（ｉ）気体で満たされた複数の孔を含むポリマー材料を準備する段階、
（ｉｉ）前記ポリマー材料に圧力差に置く段階、
（ｉｉｉ）前記ポリマー材料の少なくとも一面を、液体、固体又はそれらの混合物から選択される成分を含む媒体に接触させる段階、
（ｉｖ）前記成分を含む前記媒体を、前記ポリマー材料の複数の孔の少なくとも一部に浸透させる段階、そして
（ｖ）成分で満たされた複数の孔を含むポリマー材料を、化学的機械的研磨用パッドに形成する段階、
を含む前記化学的機械的研磨用パッドの形成法。
【請求項３９】
多孔質の前記ポリマー材料に圧力差に置いた後に、前記ポリマー材料を前記媒体に接触させる、請求項３８に記載の方法。
【請求項４０】
多孔質の前記ポリマー材料に圧力差に置く前に、前記ポリマー材料を前記媒体に接触させる、請求項３８に記載の方法。
【請求項４１】
前記圧力差が、大気圧未満の圧力である、請求項３８に記載の方法。
【請求項４２】
前記圧力差が、大気圧超の圧力である、請求項３８に記載の方法。
【請求項４３】
圧力差により、前記成分を含む前記媒体を、前記複数の孔内に配置させる、請求項３８に記載の方法。
【請求項４４】
前記成分で満たされた複数の孔を含む前記ポリマー材料を加圧し、ポリマーシートを形成させる、請求項３８に記載の方法。
【請求項４５】
前記成分が液体である、請求項３８に記載の方法。
【請求項４６】
前記液体が、溶媒と溶質とを含む溶液である、請求項３８に記載の方法。
【請求項４７】
前記成分が固体である、請求項３８に記載の方法。
【請求項４８】
前記固体が、１μｍ以下の最大直径を有する粒子から本質的に成る、請求項４７に記載の方法。
【請求項４９】
前記固体が導電性である、請求項４７に記載の方法。
【請求項５０】
前記固体が、研磨粒子から本質的に成る、請求項４７に記載の方法。
【請求項５１】
前記研磨粒子が、アルミナ、シリカ、チタニア、セリア、ジルコニア、ゲルマニア、マグネシア、それらの共形成生成物、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される金属酸化物を含む、請求項５０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、化学的機械的研磨系で用いるのに好適な研磨パッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
マイクロ電子デバイスの製造に、化学的機械的研磨（ＣＭＰ）工程が用いられ、半導体ウェーハ、電界放出ディスプレイ、及び他の多くの超小型電子技術加工物（ｗｏｒｋｐｉｅｃｅ）上に平面を形成している。例えば、半導体素子の製造には、種々のプロセス層の形成、それらの層の一部の選択的除去又はパターニング、及び半導体加工物の表面上にさらなるプロセス層の堆積が含まれ、半導体ウェーハが製造されるのが一般的である。上記プロセス層には、例えば、絶縁層、ゲート酸化物層、導電層、及び金属又はガラス層等が含まれうる。ウェーハプロセスのある段階において、一般的に、上記プロセス層の最も上の表面が平面であること、すなわち平坦であることが、次の層の堆積にとっては望ましい。ＣＭＰが用いられ、プロセス層を平坦化し、ここでは、堆積された材料、例えば、導電性材料又は絶縁材料を研磨し、次のプロセス段階用にウェーハを平坦化する。
【０００３】
典型的なＣＭＰプロセスでは、ＣＭＰツール内のキャリア上で、ウェーハを逆さまに取り付ける。上記キャリア及びウェーハを、研磨パッドの方に下向きに力を加える。上記キャリア及びウェーハを、ＣＭＰツールの研磨テーブルの上の、回転する研磨パッド上で回転させる。一般的に、研磨工程の際、研磨組成物（「研磨スラリー」とも称される。）を、回転するウェーハと、回転する研磨パッドとの間に導入する。典型的には、上記研磨組成物には、一又は複数のウェーハ層の最上部の一部と反応又はそれを溶解させる化学物質と、一又は複数の層の一部を物理的に取り除く研磨材料とが含まれる。上記ウェーハ及び研磨パッドを、同一方向又は反対方向（特定の研磨プロセスを実施するために望ましいいずれか）に回転させることができる。上記キャリアはまた、研磨テーブル上の研磨パッドと交差して、往復させることができる。
【０００４】
化学的機械的研磨工程に用いられる研磨パッドは、軟質及び硬質パッド材料の両方を用いて製作され、そこには、ポリマー含浸布帛、微孔質フィルム、発泡ポリマーフォーム（ｃｅｌｌｕｌａｒ  ｐｏｌｙｍｅｒ  ｆｏａｍ）、非多孔質ポリマーシート、及び焼結熱可塑性粒子（ｓｉｎｔｅｒｅｄ  ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃ  ｐａｒｔｉｃｌｅ）が含まれる。ポリエステル不織布中に浸透させたポリウレタン樹脂を含むパッドが、ポリマー含浸布帛研磨パッドの実例である。微孔質の研磨パッドには、ベース材料上にコーティングされた微孔質のウレタンフィルムが含まれ、それは、含浸させた布帛パッドであることが多い。これらの研磨パッドは、独立気泡型の多孔質フィルムである。発泡ポリマーフォーム研磨パッドには、３次元全てにランダム又は均一に分布した独立気泡型構造体が含まれる。非多孔質ポリマーシート研磨パッドには、中実（ｓｏｌｉｄ）のポリマーシートから作られた研磨表面が含まれ、それには、スラリー粒子を運ぶ固有の能力がない（米国特許第５，４８９，２３３号明細書を参照のこと）。これらの中実研磨パッドは、記載されるところによると、パッドの表面に切り込まれた大きな溝及び／又は小さな溝で外面的に改良され、化学的機械的研磨の際、スラリーの通過用のチャネルが付与されている。上記非多孔質のポリマー研磨パッドは、米国特許第６，２０３，４０７号に開示されており、研磨パッドの研磨表面には、その記載されるところによると、化学的機械的研磨において選択性を改良する方式に適合させた溝が含まれている。多孔質の連続気泡型（ｏｐｅｎ−ｃｅｌｌｅｄ）構造体を含む焼結研磨パッドを、熱可塑性樹脂から調製することができる。例えば、米国特許第６，０６２，９６８号明細書及び同６，１２６，５３２号明細書には、焼結熱可塑性樹脂から製造された連続気泡型の微孔質基板を有する研磨パッドが開示されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記研磨パッドのいくつかは、意図する用途に関しては好適ではあるが、特に化学的機械的研磨によって研磨される加工物において、有効な平坦化を達成する他の研磨パッドに関する必要性がある。欠陥数、例えば、加工物研磨の際に生成するエッジオン（ｅｄｇｅ−ｏｎ）効果及び縁そり（ｄｉｓｈｉｎｇ）を最小化する、研磨均一性が改良された研磨パッドに対する必要性もある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記研磨パッドを提供する。本発明のこれら及び他の優位性、並びにさらなる発明の特徴は、本明細書に提供される本発明の記載から明白となるであろう。
【０００７】
本発明は、複数の孔を有するポリマー材料と、当該複数の孔内に配置される成分とを含む研磨パッドを提供する。
本発明は、下記段階；
（ｉ）研磨すべき加工物を準備する段階；
（ｉｉ）上記加工物を、本発明の研磨パッドを含む化学的機械的研磨系と接触させる段階；そして
（ｉｉｉ）上記加工物の表面の少なくとも一部を、上記研磨システムで削り、上記加工物を研磨する段階：
を含む加工物の研磨法をさらに提供する。
本発明はまた、下記段階；
（ｉ）気体で満たされた複数の孔を有する多孔質のポリマー材料を準備する段階；
（ｉｉ）上記材料に圧力差に置く段階；
（ｉｉｉ）上記材料の少なくとも一面を、上記成分を含む媒体に接触させる段階；
（ｉｖ）上記媒体を、上記複数の孔の少なくとも一部に浸透させる段階；そして
（ｖ）成分で満たされた複数の孔を含むポリマー材料を、研磨パッドに形成する段階：
を含む研磨パッドの製法を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明は、ポリマー材料と、液体、固体又はそれらの混合物から選択させる成分とを含む化学的機械的研磨用パッドを提供し、上記ポリマー材料は複数の孔を有し、上記成分は、上記複数の孔内に配置されている。用語「孔」は、ポリマー材料によって、少なくとも部分的に単に結合されている、ポリマー材料マトリックス内の空所を表す。さらに、用語「孔」は、連続気泡型の孔及び独立気泡型孔の両方を表す。
【０００９】
本発明の研磨パッドは、ポリマー材料及び成分を含んで成るか、それらから本質的に成るか、又はそれらから成る。上記ポリマー材料は、任意の好適な材料、典型的には、熱硬化性ポリマー又は熱硬化性ポリマーであることができる。上記ポリマー材料は、ポリウレタン、ポリオレフィン、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセテート、ポリカーボネート、ポリアクリル酸、ポリアクリルアミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロン、フルオロカーボン、ポリエステル、ポリエーテル、ポリアミド、ポリイミド、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエーテルエーテルケトン、それらのコポリマー、及びそれらの混合物から成る群から選択される熱可塑性ポリマー又は熱硬化性ポリマーであることが好ましい。上記熱可塑性ポリマー又は上記熱硬化性ポリマーは、ポリウレタン及びポリオレフィンから成る群から選択されることが好ましい。
【００１０】
上記成分は、任意の好適な液体、固体、又はそれらの混合物でありうる。上記成分は、任意の好適な液体、例えば、水、有機溶媒（例えば、非芳香族系炭化水素、芳香族系炭化水素、例えば、ｍ−ピロール（ｐｙｒｏｌ）メシチレン、アルコール、有機酸、ハロゲン含有炭化水素、ハロゲン含有有機酸、チオール、又はエーテル）、無機酸（例えば、塩酸、硫酸、リン酸、又は硝酸）、シリコーンオイル（ｓｉｌｉｃｏｎ  ｏｉｌ）、又はそれらの任意の組み合わせ若しくは混合物でありうる。例えば、上記液体は、溶媒又は溶質を含む溶液でありうる。
【００１１】
上記溶媒は、任意の好適な液体又は液体混合物、例えば、上記の液体であることができ、そして上記溶質は、上記溶媒の融点及び沸点によって規定される温度範囲において、上記溶媒に少なくとも部分的に可溶性、又は混和性である任意の物質（すなわち、固体、液体、又は気体）でありうる。例えば、上記溶液には、４０℃以下の温度において少なくとも２つの溶液相が含まれることができ、あるいは、上記溶液には、４０℃以上の温度において１つの溶液相が含まれることができる。さらに、上記溶液は、熱可逆性ゲルでありうる。上記熱可逆性ゲルは、一定の温度範囲（すなわち、ゲル化温度範囲）内で、ゲルを形成する特性を有し、そして上記熱可逆性ゲルは、上記ゲル化温度範囲外では、液体又は固体でありうる。上記熱可逆性ゲルには、例えば、ポリエチレン及びキシレンが含まれうる。
【００１２】
上記成分はまた、任意の好適な固体又は固体混合物でありうる。上記固体は、粒子であることができ、そして上記固体粒子は、任意の好適な平均粒径を有しうる。例えば、平均粒径は、５０００μｍ以下（例えば、２５００μｍ以下、１０００μｍ以下、又は５００μｍ以下）でありうる。あるいは、平均粒径は、１μｍ以上（例えば、１００μｍ以上、２５０μｍ以上、又は５００μｍ以上）でありうる。特に、上記固体は、１μｍ以下（例えば、０．８μｍ以下、０．５μｍ以下、又は０．１μｍ以下）の最大直径を有するナノ粒子から成りうる。さらに、上記固体は、導電性でありうる。上記固体はまた、研磨粒子、例えば、金属酸化物（例えば、アルミナ、シリカ、チタニア、セリア、ジルコニア、ゲルマニア、マグネシア、それらの共形成生成物、及びそれらの組み合わせ）でありうる。
【００１３】
上記成分はまた、液体及び固体の任意の好適な混合物でありうる。例えば、上記成分は、スラリー、分散物、コロイド、又は懸濁物でありうる。
本発明の研磨パッドには、複数の孔を有するポリマー材料が含まれる。上記複数の孔には、連続気泡型孔、独立気泡型孔又はそれらの組み合わせが含まれうる。例えば、上記複数の孔には、７０％以上（例えば、８０％以上又は９０％以上）の連続気泡型の複数の孔が含まれる。上記複数の孔にはまた、７０％以上（例えば、８０％以上又は９０％以上）の独立気泡型の複数の孔が含まれる。上記複数の孔は、任意の好適な空隙体積（すなわち、孔体積）を有しうる。例えば、上記空隙体積は、７５％以下（例えば、６５％以下、５５％以下、又は４５％以下）でありうる。
【００１４】
上記成分は、上記複数の孔内に配置され、そして上記複数の孔内の任意の好適な配置内に分布しうる。上記成分を、上記ポリマー材料中で複数の孔の空隙体積の７０％以上（例えば、８０％以上、８５％以上、９０％以上、又は９５％以上）の中に配置することができる。別の実施形態では、本発明の研磨パッドは、上記ポリマー材料中の複数の孔内に均一に分布する成分を含むことができる。
【００１５】
あるいは、本発明の研磨パッドは、研磨パッドの第一の領域内の複数の孔内に分布する成分を含むことができる。上記研磨パッドには、第一の表面、向かい合う第二の表面、及び上記表面相互間の厚さが含まれる。研磨パッドの第一の領域を、研磨パッドの第一の表面と、研磨パッドの厚さの５０％以下（例えば、４０％以下、２０％以下、１０％以下、又は５％以下）とによって規定することができる。研磨パッドの第二の領域を、研磨パッドの向かい合う第二の表面と、研磨パッドの厚さの５０％以下（例えば、４０％以下、２０％以下、１０％以下、又は５％以下）とによって規定することができる。上記第一の領域及び第二の領域は、複数の孔を含むことができ、そして任意の好適な体積を有しうる。
【００１６】
例えば、上記第一の領域、第二の領域、又は両方の領域は、５０ｃｍ3以下（例えば、４０ｃｍ3以下、３０ｃｍ3以下、２０ｃｍ3以下、１０ｃｍ3以下、又は５ｃｍ3以下）の体積を有しうる。上記成分を、上記第一の領域、第二の領域、又は両方の領域の中で、複数の孔の空隙体積の７０％以上（例えば、８０％以上、８５％以上、９０％以上、又は９５％以上）の中に配置することができる。
【００１７】
別の実施形態では、上記成分を、研磨パッドの表面から１０００μｍ以下（例えば、７５０μｍ以下、５００μｍ以下、２５０μｍ以下、又は１００μｍ以下）の中に配置される複数の孔の空隙体積の７０％以上（例えば、８０％以上、８５％以上、９０％以上、又は９５％以上）の中に配置することができる。
【００１８】
本発明の研磨パッドは、任意の好適な孔密度を有しうる。例えば、上記孔密度は、１０孔数／ｃｍ3以上（例えば、１５孔数／ｃｍ3以上、２０孔数／ｃｍ3以上、又は２５孔数／ｃｍ3以上）でありうる。本発明の研磨パッドはまた、任意の好適な平均孔直径を有しうる。例えば、上記平均孔直径は、０．１μｍ以上（例えば、１μｍ以上、５μｍ以上、１０μｍ以上）でありうる。あるいは、上記平均孔直径は、５０００μｍ以下（例えば、２５００μｍ以下、１０００μｍ以下、又は５００μｍ以下）でありうる。
【００１９】
本発明の研磨パッドは、任意の好適な密度を有しうる。例えば、上記密度は、１ｇ／ｃｍ3以下（例えば、０．８ｇ／ｃｍ3以下又は０．５ｇ／ｃｍ3以下）でありうる。あるいは、本発明の研磨パッドは、ポリマー材料の理論密度の７５％以下（例えば、６５％以下、５５％以下、又は４５％以下）の密度を有しうる。
【００２０】
本発明の研磨パッドを、単独で用いることができ、あるいは、随意選択的に別の研磨パッドと併用する（ｍａｔｅ）ことができる。２つの研磨パッドを併用した場合、研磨されるべき加工物に接触させることを目的とする研磨パッドは、研磨層としてはたらき、一方、他の研磨パッドは、サブパッドとしてはたらく。例えば、本発明の研磨パッドは、研磨表面を有する一般的な研磨パッドと併用するサブパッドであることができ、ここでは一般的な研磨パッドが、研磨層としてはたらく。あるいは、本発明の研磨パッドは、研磨表面を含み、そして研磨層としてはたらくことができ、サブパッドとしてはたらく一般的な研磨パッドを併用することができる。本発明の研磨パッドと組み合わせる研磨層として用いるための好適な研磨パッドには、中実又は多孔質のポリウレタンパッドが含まれ、それらの多くは、当業者に周知である。
【００２１】
好適なサブパッドには、ウレタンフォームサブパッド、含浸フェルトサブパッド（ｉｍｐｒｅｇｎａｔｅｄ  ｆｅｌｔ  ｓｕｂｐａｄ）、微孔質ポリウレタンサブパッド、又は焼結ウレタンサブパッドが含まれる。上記研磨層及び／又はサブパッドには、随意選択的に、溝、チャネル、中空部分、ウィンドー、アパーチュア等が含まれる。上記サブパッドを、任意の好適な手段によって、研磨層につけることができる。例えば、上記研磨層及びサブパッドを、接着剤によって貼り付けることができ、あるいは、溶接又は類似技術によって取り付けることができる。典型的には、中間体支持（ｂａｃｋｉｎｇ）層、例えば、ポリエチレンテレフタレートフィルムを、上記研磨層及びサブパッドの間に配置する。本発明の研磨パッドを、一般的な研磨パッドと併用する場合には、複合研磨パッドをまた、本発明の研磨パッドの考慮に入れる。
【００２２】
バフ研磨（ｂｕｆｆｉｎｇ）又は調製、例えば、研磨表面に対してパッドを動かすことにより、研磨層を変えることができる。調製用に好ましい研磨表面は、金属であることが好ましく、そして１μｍ〜０．５ｍｍの範囲のサイズのダイヤモンドを埋め込んでいるディスクであることが好ましい。随意選択的に、調製は、調製流体（好ましくは、研磨粒子を含む水ベース流体）の存在下で実施することができる。
【００２３】
上記研磨層は、随意選択的に、溝、チャネル、及び／又はパーホレーションをさらに含むことができる。上記特徴により、研磨層の表面の全域で、研磨組成物のラテラル輸送を容易化することができる。上記溝、チャネル、及び／又はパーホレーションは、任意の好適なパターンであることができ、そして任意の好適な深さ及び幅を有することができる。上記研磨パッドは、２つ以上の異なる溝パターン、例えば、米国特許第５，４８９，２３３号明細書に記載されるような大きな溝及び小さな溝の組み合わせを有することができる。上記溝は、直線状の溝、斜めの溝、同心状の溝、らせん若しくは円形状の溝、又はＸＹクロスハッチパターンであることができ、そして連続的又は非連続的に接続することができる。
【００２４】
本発明の研磨パッドは、随意選択的に、１種若しくは複数種のアパーチュア、透明領域、又は半透明領域（例えば、米国特許第５，８９３，７９６号明細書に記載されるようなウィンドー）をさらに含む。研磨パッド基板がその場でのＣＭＰ工程モニタリング技法と併せて用いられるべき場合には、上記アパーチュア又は半透明領域（すなわち、光透過領域）を含むことが望ましい。上記アパーチュアは、任意の好適な形状であることができ、そして研磨表面上の過剰の研磨組成物を排除又は最小化するために、排液チャネルと組み合わせて用いることができる。
【００２５】
上記光透過領域又はウィンドーは、任意の好適なウィンドーであることができ、それらの大部分が、当業者に公知である。例えば、上記光透過領域は、研磨パッドのアパーチュア内に挿入されたガラス又はポリマーベースプラグを含むことができ、あるいは、研磨パッドの残りの中で用いられるのと同一のポリマー材料を含むことができる。典型的には、上記光透過領域は、１９０ｎｍ〜１０，０００ｎｍ（例えば、１９０ｎｍ〜３５００ｎｍ、２００ｎｍ〜１０００ｎｍ、又は２００ｎｍ〜７８０ｎｍ）の間の１種又は複数種の波長において、１０％以上（例えば、２０％以上、又は３０％以上）の光線透過率を有する。
【００２６】
上記光透過領域は、任意の好適な構造（例えば、結晶化度）、密度、及び空隙率を有することができる。例えば、上記光透過領域は、中実又は多孔質（例えば、微孔質、又は平均孔サイズが１μｍ未満であるナノ多孔質）でありうる。好ましくは、上記光透過領域は、中実であるか、あるいは、ほぼ中実（例えば、３％以下の空隙体積）である。上記光透過領域は、随意選択的に、ポリマー粒子、無機粒子、及びそれらの組み合わせから選択される粒子をさらに含む。上記光透過領域は、随意選択的に複数の孔を含む。
【００２７】
上記光透過領域は、研磨パッド材料に、一又は複数の特定波長の光を選択的に透過させることができる染料を、随意選択的にさらに含むことができる。上記染料は、望ましくない波長の光（例えば、背景光）にフィルターをかけて取り除き、ひいては、検出の信号対雑音比を向上するようにはたらく。上記光透過領域は、任意の好適な染料を含むことができ、あるいは、染料の組み合わせを含むことができる。好適な染料には、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）アンヌレン染料、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、硫黄染料等が含まれる。上記染料の透過スペクトルは、その場での終点検出用に用いられる光の波長に一致するか重なることが望ましい。例えば、終点検出（ＥＰＤ）システム用の光源がＨｅＮｅレーザー（６３３ｎｍの波長の可視光を生成）の場合には、上記染料は、６３３ｎｍの波長の光を透過できるレッド染料であることが好ましい。
【００２８】
本発明の研磨パッドは、随意選択的に、粒子、例えば、上記ポリマー材料中に組込まれる粒子を含む。上記粒子は、研磨粒子、ポリマー粒子、複合粒子（例えば、カプセル化粒子）、有機粒子、無機粒子、清澄化粒子（ｃｌａｒｉｆｙｉｎｇ  ｐａｒｔｉｃｌｅ）、水溶性粒子、及びそれらの混合物でありうる。上記ポリマー粒子、複合粒子、有機粒子、無機粒子、清澄化粒子、及び水溶性粒子はまた、事実上の研磨材であってもよいし、あるいは非研磨材であってもよい。
【００２９】
上記研磨粒子は、任意の好適な材料に属しうる。例えば、上記研磨粒子は、金属酸化物、例えば、アルミナ、シリカ、チタニア、セリア、ジルコニア、ゲルマニア、マグネシア、それらの共形成生成物、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される金属酸化物、又は炭化ケイ素、窒化ホウ素、ダイヤモンド、ガーネット、若しくはセラミック研磨材料を含みうる。上記研磨粒子は、金属酸化物及びセラミックの複合型、又は無機材料及び有機材料の複合型でありうる。上記粒子はまた、米国特許第５，３１４，５１２号明細書に多くが記載されているポリマー粒子、例えば、ポリスチレン粒子、ポリメチルメタクリレート粒子、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ’ｓ）、粒子状の熱可塑性ポリマー（例えば、粒子状の熱可塑性ポリウレタン）、粒子状の架橋ポリマー（例えば、粒子状の架橋ポリウレタン又はポリエポキシド）等でありうる。
【００３０】
多孔質のリエントラント材料がポリマー樹脂を含む場合には、上記ポリマー粒子は、多孔質フォームのポリマー樹脂の融点よりも高い融点を有することが望ましい。上記複合粒子は、コア及び外側のコーティングを含む任意の好適な粒子でありうる。例えば、上記複合粒子は、中実のコア（例えば、金属酸化物、金属、セラミック、又はポリマー）と、ポリマーシェル（例えば、ポリウレタン、ナイロン、又はポリエチレン）とを含むことができる。上記清澄化粒子は、フィロシリケート（例えば、マイカ、例えば、フッ素処理マイカ、及び粘土、例えば、タルク、カオリナイト、モンモリロナイト、ヘクトライト）、ガラス繊維、ガラスビーズ、ダイヤモンド粒子、炭素繊維等でありうる。
【００３１】
本発明の研磨パッドを、任意の好適な様式で調製することができる。
本発明の研磨パッドを作成するための好ましい方法には、下記段階；
（ｉ）気体で満たされた複数の孔を含むポリマー材料を準備する段階；
（ｉｉ）上記ポリマー材料に圧力差に置く段階；
（ｉｉｉ）上記ポリマー材料の少なくとも一面を、液体、固体又はそれらの混合物から選択される成分を含む媒体に接触させる段階；
（ｉｖ）上記成分を含む上記媒体を、上記ポリマー材料の複数の孔の少なくとも一部に浸透させる段階；そして
（ｖ）成分で満たされた複数の孔を含むポリマー材料を、化学的機械的研磨用パッドに形成させる段階：
を含む。
【００３２】
上記圧力差は、大気圧超又は大気圧未満の圧力である。例えば、上記圧力差は、１ａｔｍ超（例えば、２ａｔｍ以上、５ａｔｍ以上、１０ａｔｍ以上、又は２０ａｔｍ以上）の圧力でありうる。別の実施形態では、上記圧力差は、１ａｔｍ未満（例えば、０．５ａｔｍ以下、０．２ａｔｍ以下、０．１ａｔｍ以下、０．０５ａｔｍ以下、又は０．００５ａｔｍ以下）の圧力でありうる。ポリマー材料に圧力差に置く前、又はポリマー材料に圧力差に置いた後に、上記ポリマー材料を、上記成分を含む媒体に接触させることができる。
【００３３】
圧力差によって、上記成分を含む媒体を、ポリマー材料の複数の孔中に分布させる。例えば、上記成分を含む媒体を、圧力差によって、ポリマー材料の複数の孔内に均一に分布させることができる。
【００３４】
上記成分（すなわち、孔を満たす複数の成分）を含む複数の孔を含むポリマー材料を、研磨パッド、例えば、化学的機械的研磨系に用いるための研磨パッドに形成することができる。上記研磨パッドは、任意の好適な形状（例えば、円形状又は直線状）を有しうる。さらに、孔を満たす複数の成分を含むポリマー材料をまた、研磨パッドに形成する前又は後に、変性することができる。例えば、溶媒を乾燥させ、孔内に溶質粒子を残すことができ、そして成分を満たした複数の孔を含むポリマー材料を、ポリマー材料のガラス転移温度（Ｔｇ）及び融点温度（Ｔｍ）の間の温度においてモールド成形によって加圧して、ポリマーシートを成形することができる。
【００３５】
本発明の研磨パッドを、化学的機械的研磨（ＣＭＰ）装置と併せて用いるために特に適合させる。
典型的には、上記装置には、下記、
（ａ）定盤；使用時には、動き、そして環状（ｏｒｂｉｔａｌ）、直線又は円形運動に起因する速度を有する、
（ｂ）本発明の研磨パッド；上記定盤と接触し、使用時には、上記定盤と一緒に動く、及び
（ｃ）キャリア；研磨すべき加工物と接触させることを目的とする研磨パッドの表面と接触し、そして動くことによって、研磨されるべき加工物を保持する、
が含まれる。
加工物の研磨は、上記加工物を研磨パッドに接触させて置き、次いで、当該研磨パッドを上記加工物に対して動かすことによって行われ、典型的には、当該加工物の少なくとも一部を削って上記加工物を研磨するように、それらの間に研磨組成物を入れる。上記ＣＭＰ装置は、任意の好適なＣＭＰ装置であってよく、それらの多くは、当業者に公知である。本発明の研磨パッドは、往復型（ｌｉｎｅａｒ）の研磨ツールと共に用いられうる。
【００３６】
本発明の研磨パッドを用いて研磨されうる好適な加工物には、メモリ格納デバイス（ｍｅｍｏｒｙ  ｓｔｏｒａｇｅ  ｄｅｖｉｃｅ）、ガラス基板、メモリ又は剛体ディスク（ｒｉｇｉｄ  ｄｉｓｋ）、金属（例えば、貴金属）、磁気ヘッド、層間絶縁膜（ＩＬＤ）の層、ポリマーフィルム（例えば、有機ポリマー）、低及び高誘電率フィルム、強誘電体、マイクロマシン技術（ＭＥＭＳ）、半導体ウェーハ、電界放出ディスプレイ、及び他の超小型電子技術加工物、特に、絶縁層（例えば、金属酸化物、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、銀、金、それらの合金、及びそれらの混合物）を含む超小型電子技術加工物が含まれる。
【００３７】
用語「メモリ又は剛体ディスク」は、電磁気の形態で情報を保持するための、任意の磁気ディスク、ハードディスク、剛体ディスク、又はメモリディスクを指す。メモリ又は剛体ディスクは、典型的には、ニッケル−リンを含む表面を有しているが、当該表面は、他の好適な材料を含むこともできる。好適な金属酸化物絶縁層には、例えば、アルミナ、シリカ、チタニア、セリア、ジルコニア、ゲルマニア、マグネシア、及びそれらの組み合わせが含まれる。さらに、上記加工物は、任意の好適な金属複合体を含んで成ることができるか、それから本質的に成ることができるか、あるいは、それから成ることができる。上記金属複合体には、例えば、金属窒化物（例えば、窒化タンタル、窒化チタン、及び窒化タングステン）、金属炭化物（例えば、炭化ケイ素及び炭化タングステン）、金属ケイ化物（例えば、ケイ化タングステン及びケイ化チタン）、ニッケル−リン、アルミノ−ボロシリケート、ボロシリケートガラス、ホスホシリケートガラス（ＰＳＧ）、ボロホスホシリケートガラス（ＢＰＳＧ）、ケイ素／ゲルマニウム合金、及びケイ素／ゲルマニウム／炭素合金が含まれることが好ましい。
【００３８】
上記加工物はまた、任意の好適な半導体ベース材料を含んで成ることができるか、それから本質的に成ることができるか、あるいは、それから成ることができる。上記半導体ベース材料には、単結晶シリコン、多結晶シリコン、アモルファスシリコン、シリコン・オン・インシュレータ、及び砒化ガリウムが含まれることが好適である。好ましくは、上記加工物には、金属層、さらに好ましくは、銅、タングステン、タンタル、白金、アルミニウム、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される金属層が含まれる。さらにいっそう好ましくは、上記金属層には、銅が含まれる。
【００３９】
本発明の研磨パッドと共に用いられうる研磨システムの研磨組成物には、典型的には、下記；
液状担体（例えば、水）；及び
随意選択的な
研磨材（例えば、アルミナ、シリカ、チタニア、セリア、ジルコニア、ゲルマニア、マグネシア、及びそれらの組み合わせ）；
酸化剤（例えば、過酸化水素及び過硫酸アンモニウム）；
腐食防止剤（例えば、ベンゾトリアゾール）；
膜形成剤（例えば、ポリアクリル酸及びポリスチレンスルホン酸）；
錯化剤（例えば、モノ−、ジ−、及びポリ−カルボン酸、ホスホン酸、並びにスルホン酸）；
ｐＨ調整剤（例えば、塩酸、硫酸、リン酸、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、及び水酸化アンモニウム）；
緩衝剤（例えば、ホスフェート緩衝剤、アセテート緩衝剤、及びスルフェート緩衝剤）；
界面活性剤（例えば、非イオン性界面活性剤）；
それらの塩；及び
それらの組み合わせ：
から成る群から選択される１種又は複数種の添加剤が含まれる。
研磨組成物の成分の選択は、研磨されるべき加工物の種類に、一部依存する。
【００４０】
上記ＣＭＰ装置は、その場での研磨終点検出システムをさらに含むことが望ましく、その多くは、当業者に公知である。加工物の表面から反射されてくる光又は他の放射線を解析することで、研磨工程をモニタリング及び検査する技法は、当業者に公知である。上記方法は、例えば、米国特許第５，１９６，３５３号明細書、同第５，４３３，６５１号明細書、同第５，６０９，５１１号明細書、同第５，６４３，０４６号明細書、同第５，６５８，１８３号明細書、同第５，７３０，６４２号明細書、同第５，８３８，４４７号明細書、同第５，８７２，６３３号明細書、同第５，８９３，７９６号明細書、同第５，９４９，９２７号明細書、及び同第５，９６４，６４３号明細書に記載されている。研磨すべき加工物に対して、研磨工程の進行をモニタリング及び検査することにより、研磨終点を決定すること（すなわち、特定の加工物に関して、研磨工程がいつ終了するのか決定すること）が可能となることが望ましい。
【００４１】
次の例により、本発明をさらに具体的に説明するが、しかし、当然ではあるが、決して本発明の範囲を限定するように解釈してはならない。
【実施例】
【００４２】
例１〜４
これらの例は、種々の条件下における成分のポリマーフォーム内への吸収（具体的には、カーボンブラックのポリオレフィンフォーム内への吸収）を実証するものである。これらの各例において、フォーム試料を、上記成分を含む媒体の中に置き、次いで、減圧チャンバー内で、０．５ａｔｍの圧力にさらした。これら各例の詳細を、表１で説明する。
【００４３】
【表１】
2007531276.tif 000003
【００４４】
各試料に関して、増加質量％（すなわち、試料増加率（ｗｔ％））を表１に示す。当該増加質量％は、カーボンブラックを、各フォームの複数の孔中に取り込む限度を示している。これらの例の結果により、かなりの量の成分（例えば、カーボンブラック）を、ポリマーフォーム中の複数の孔内に分布させることができることが実証された。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】図１は、０．６７ａｔｍの固定減圧下における、浸漬時間に対する独立気泡型の複数の孔を有するパッド内への水及びシリコーンオイルの吸収のグラフである。
【図２】図２は、２分の固定浸漬時間における、適用減圧に対する独立気泡型の複数の孔を有するパッド内への水及びシリコーンオイルの吸収のグラフである。
【図３】図３は、水に２分間の固定浸漬させた後の、独立気泡型の複数の孔を有するパッドに関する体積弾性率に対する適用減圧のグラフである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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