(57)【要約】  本発明は、ＣＭＰ研磨パッドとその製造方法に関するものであって、内部または表面に光吸収材が分散されており、レーザビームを光吸収材に吸収させてホールを形成させる方法でＣＭＰ研磨パッドを製造し、ホール径は、レーザビームの波長によって決定されることを特徴とする。本発明のＣＭＰ研磨パッドは、表面または内部に分散された光吸収材にレーザ光を吸収させることでホールを形成し、光吸収材の種類によって多様な波長帯のレーザビームを効果的に吸収し、これにより、所望の直径のホールをＣＭＰ研磨パッドに形成することができるので、研磨特性に優れたＣＭＰ研磨パッドを低コストで製造することができる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部または表面に光吸収材が分散されており、前記光吸収材にレーザビームが照射されて少なくとも一面に複数個のホールが形成されたＣＭＰ研磨パッド。
【請求項２】
前記複数個のホール径は、レーザビームの波長によって決定されることを特徴とする請求項１に記載のＣＭＰ研磨パッド。
【請求項３】
前記ホール径は、レーザビームの波長に比例することを特徴とする請求項２に記載のＣＭＰ研磨パッド。
【請求項４】
前記レーザビームの中心波長は、３００ないし２０，０００ｎｍの範囲にあることを特徴とする請求項１に記載のＣＭＰ研磨パッド。
【請求項５】
前記複数個のホール径は、１ないし２００μｍであることを特徴とする請求項１に記載のＣＭＰ研磨パッド。
【請求項６】
前記光吸収材は、３００ないし１５，０００ｎｍ波長帯で光を吸収することを特徴とする請求項１に記載のＣＭＰ研磨パッド。
【請求項７】
前記光吸収材は、シアニン（ｃｙａｎｉｎｅ）系染料、ジチオレン（ｄｉｔｈｉｏｌｅｎｅ）系染料、ジインモニウム（ｄｉｉｍｍｏｎｉｕｍ）系染料、キノン（ｑｕｉｎｏｎｅ）系染料、ローダミン（ｒｈｏｄａｍｉｎｅ）系染料、ビクトリア（ｖｉｃｔｏｒｉａ）系染料、メチレン（ｍｅｔｈｙｌｅｎｅ）系染料、ブリリアント（ｂｒｉｌｌｉａｎｔ）系染料、ナフタレン（ｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅ）系染料、ラピッド−フィルターゲルブ（ｒａｐｉｄ−ｆｉｌｔｅｒ  ｇｅｌｂ）、エヒトブラウ（ｅｃｈｔｂｌａｕ）、ピナオトル（ｐｉｎａｏｒｔｈｏｌ）染料、ピリリウム（ｐｙｒｙｌｉｕｍ）系染料、チオニン（ｔｈｉｏｎｉｎ）系染料、ナイルブルー（ｎｉｌｅｂｌｕｅ）系染料、クレシル（ｃｒｅｓｙｌ）系染料、オキサジン（ｏｘａｚｉｎｅ）系染料、レゾルフィン（ｒｅｓｏｒｕｆｉｎ）系染料、レサズリン（ｒｅｓａｚｕｒｉｎ）系染料、ピロニン（ｐｙｒｏｎｉｎ）系染料、アクリジン（ａｃｒｉｄｉｎｅ）系染料、及びキトン（ｋｉｔｏｎ）系染料で構成された群から選択された少なくとも１つであることを特徴とする請求項１に記載のＣＭＰ研磨パッド。
【請求項８】
研磨パッドの表面に光吸収材層が形成されており、前記光吸収材層にレーザビームが照射されることによって、前記光吸収材層を貫通して前記研磨パッドの所定の深さまで複数個のホールが形成されたＣＭＰ研磨パッド。
【請求項９】
前記光吸収材層は、前記研磨パッドの表面に光吸収材を塗布するか、光吸収材が分散されたフィルムを前記研磨パッドの表面に結合して形成されたことを特徴とする請求項８に記載のＣＭＰ研磨パッド。
【請求項１０】
ＣＭＰ研磨パッドに形成するホール径を決定する段階と、
前記決定されたホール径によって使われるレーザの種類を決定する段階と、
前記決定されたレーザの種類によって光吸収材の種類を決定する段階と、
前記決定された光吸収材を前記ＣＭＰ研磨パッドに分散させる段階と、
前記レーザのビームを光吸収材が分散されたＣＭＰ研磨パッドに照射してホールを形成する段階と、
を含むことを特徴とするＣＭＰ研磨パッドの製造方法。
【請求項１１】
前記ホール径は、レーザビームの波長に比例することを特徴とする請求項１０に記載のＣＭＰ研磨パッドの製造方法。
【請求項１２】
前記光吸収材は、シアニン（ｃｙａｎｉｎｅ）系染料、ジチオレン（ｄｉｔｈｉｏｌｅｎｅ）系染料、ジインモニウム（ｄｉｉｍｍｏｎｉｕｍ）系染料、キノン（ｑｕｉｎｏｎｅ）系染料、ローダミン（ｒｈｏｄａｍｉｎｅ）系染料、ビクトリア（ｖｉｃｔｏｒｉａ）系染料、メチレン（ｍｅｔｈｙｌｅｎｅ）系染料、ブリリアント（ｂｒｉｌｌｉａｎｔ）系染料、ナフタレン（ｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅ）系染料、ラピッド−フィルターゲルブ（ｒａｐｉｄ−ｆｉｌｔｅｒ  ｇｅｌｂ）、エヒトブラウ（ｅｃｈｔｂｌａｕ）、ピナオトル（ｐｉｎａｏｒｔｈｏｌ）染料、ピリリウム（ｐｙｒｙｌｉｕｍ）系染料、チオニン（ｔｈｉｏｎｉｎ）系染料、ナイルブルー（ｎｉｌｅｂｌｕｅ）系染料、クレシル（ｃｒｅｓｙｌ）系染料、オキサジン（ｏｘａｚｉｎｅ）系染料、レゾルフィン（ｒｅｓｏｒｕｆｉｎ）系染料、レサズリン（ｒｅｓａｚｕｒｉｎ）系染料、ピロニン（ｐｙｒｏｎｉｎ）系染料、アクリジン（ａｃｒｉｄｉｎｅ）系染料、及びキトン（ｋｉｔｏｎ）系染料で構成された群から選択された少なくとも１つであることを特徴とする請求項１０に記載のＣＭＰ研磨パッドの製造方法。
【請求項１３】
前記ＣＭＰ研磨パッドに形成されるホールは、複数個であり、前記ホールの分布形態及び深さは、研磨パッドの位置を変化させて調節することを特徴とする請求項１０に記載のＣＭＰ研磨パッドの製造方法。
【請求項１４】
前記ＣＭＰ研磨パッドに形成されるホールは、複数個であり、前記ホールの分布形態及び深さは、レーザの位置を変化させて調節することを特徴とする請求項１０に記載のＣＭＰ研磨パッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＭＰ研磨パッド及びその製造方法に係り、より詳細には、ＣＭＰ工程の安定性を向上させるために、レーザビームで表面にホールを形成したＣＭＰ研磨パッドとその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体は、シリコンのような半導体基板上にトランジスタやキャパシタのような電子素子を高密度で集積した素子であって、蒸着技術、フォトリソグラフィー技術、及びエッチング技術などを用いて製造される。このように、蒸着、フォトリソグラフィー、及びエッチング工程が繰り返されれば、基板には特定の形状のパターンが形成されるが、このようなパターンの形成が層を成しながら繰り返されれば、上部で段差が次第に激しくなる。上部で段差が激しくなれば、以後のフォトリソグラフィー工程でフォトマスクパターンの焦点が濁って、結果的に高精細のパターン形成が難しくなる。
【０００３】
基板上の段差を減らしてフォトリソグラフィーの解像度を増加させることができる技術の１つが、ＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）工程である。ＣＭＰ工程は、段差が形成された基板を化学的・機械的に研磨して基板の上部を平坦化する技術である。図１は、ＣＭＰ工程を図式的に示す図である。図１を参照すると、ＣＭＰ工程は、回転するＣＭＰ研磨パッド１０２にウェーハ１０３が接触した状態で回転し、ウェーハ１０３の上部に形成された層がポリシングされることで進行する。ＣＭＰ研磨パッド１０２は、回転する平板テーブル１０１上に結合され、ウェーハ１０３は、キャリア１０４によってＣＭＰ研磨パッド１０２に接触した状態で回転する。この際、ＣＭＰ研磨パッド１０２の上部には、スラリー供給ノズル１０５からスラリー１０６が供給される。
【０００４】
ＣＭＰ研磨パッドは、ウェーハの表面の研磨に使われる消耗品であって、ＣＭＰ工程の進行において重要な必須部品である。スラリーは、ＣＭＰ工程が進行する間に、ＣＭＰ研磨パッドとウェーハ表面との間に存在し、ウェーハの表面を化学的・機械的に研磨し、使われたスラリーは、外部に排出される。スラリーが一定時間ＣＭＰ研磨パッド上に残るために、ＣＭＰ研磨パッドは、スラリーを貯蔵しなければならない。このようなＣＭＰ研磨パッドのスラリー貯蔵機能は、研磨パッドに形成された気孔（ｐｏｒｅ）やホール（ｈｏｌｅ）によって行われる。すなわち、ＣＭＰ研磨パッドに形成された気孔やホールにスラリーが浸透して、長期間効率的に半導体の表面を研磨する。ＣＭＰ研磨パッドがスラリーの流出を最大限抑制し、高い研磨効率を出すためには、気孔やホールの形状がよく制御されなければならず、研磨パッドの硬度のような物性が最適の条件を保持しなければならない。
【０００５】
従来のＣＭＰ研磨パッドは、物理的な方法や化学的な方法によって研磨パッドの内部に不規則なサイズと配列との気孔を形成することで製造された。図２は、従来の方法によって製造されたＣＭＰ研磨パッドの断面構造を示した図である。図２を参照すると、高分子材の研磨パッド１０２の表面と内部に多様な形態とサイズとの気孔１０２ａが不規則に散布されて配列されている。
【０００６】
ＣＭＰ研磨パッドに気孔やホールを形成する従来の方法のうち、物理的な方法は、研磨パッドの形成物質にマイクロサイズの物質を混ぜることである。この場合、多孔質のマイクロサイズの物質が、研磨パッドの製造初期に研磨パッド材質とよく混じるように入れなければならない。しかし、物理的な方法で、マイクロサイズの物質が研磨パッド材質と初期に均一によく混ぜることが難しく、マイクロサイズの物質のサイズも一定しない。一般的に、物理的な方法で形成された平均気孔の直径は、１００μｍ程度であるが、各気孔の直径は、数十μｍから数百μｍである。これは、気孔を作る技術の限界のために起こる現象である。また、研磨パッドの製造時に重力によって位置ごとに分布も変わって、均一な性能の研磨パッドを製造することを難しくする。ＣＭＰ研磨パッドに形成される気孔のサイズや分布が一定しなければ、ウェーハを超精密度で研磨するとき、研磨の効率が部位や経時的に変わる問題点を示す。
【０００７】
化学的方法で、ＣＭＰ研磨パッドに気孔を形成する方法は、水や、ガス状態で容易に変わることができる液体をポリウレタン溶液に一緒に入れて低い温度で加熱すれば、液体がガスに変わりながら気孔が生じる現象を利用する。しかし、このようにガスを用いて内部に気孔を形成させる方法も気孔のサイズを一定に保持することが難しい問題点を有している。したがって、ＣＭＰ研磨パッドに形成される気孔やホールの形態を一定に保持し、分布を所望のとおりに調節することができる技術の開発に対する必要性が台頭しつつある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明が解決しようとする第１の課題は、表面に形成されたホール径が所望のサイズに制御されたＣＭＰ研磨パッドを提供することである。
【０００９】
本発明が解決しようとする第２の課題は、表面に形成されたホール径が所望のサイズに制御されたＣＭＰ研磨パッドの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、前記第１の課題を果たすために、内部または表面に光吸収材が分散されており、前記光吸収材にレーザビームが照射されて少なくとも一面に複数個のホールが形成されたＣＭＰ研磨パッドを提供する。
【００１１】
本発明の一実施例によれば、前記複数個のホール径は、レーザビームの波長によって決定されうる。
【００１２】
本発明の他の実施例によれば、前記ホール径は、レーザの波長に比例することができる。
【００１３】
本発明のまた他の実施例によれば、前記レーザビームの中心波長は、３００ないし２０，０００ｎｍの範囲にあることが望ましい。
【００１４】
本発明のさらに他の実施例によれば、前記複数個のホール径は、１ないし２００μｍであることが望ましい。
【００１５】
本発明のさらに他の実施例によれば、前記光吸収材は、３００ないし１５，０００ｎｍ波長帯で光を吸収することが望ましい。
【００１６】
本発明のさらに他の実施例によれば、前記光吸収材は、シアニン（ｃｙａｎｉｎｅ）系染料、ジチオレン（ｄｉｔｈｉｏｌｅｎｅ）系染料、ジインモニウム（ｄｉｉｍｍｏｎｉｕｍ）系染料、キノン（ｑｕｉｎｏｎｅ）系染料、及びローダミン（ｒｈｏｄａｍｉｎｅ）系染料、ビクトリア（ｖｉｃｔｏｒｉａ）系染料、メチレン（ｍｅｔｈｙｌｅｎｅ）系染料、ブリリアント（ｂｒｉｌｌｉａｎｔ）系染料、ナフタレン（ｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅ）系染料、ラピッド−フィルターゲルブ（ｒａｐｉｄ−ｆｉｌｔｅｒ  ｇｅｌｂ）、エヒトブラウ（ｅｃｈｔｂｌａｕ）、ピナオトル（ｐｉｎａｏｒｔｈｏｌ）染料、ピリリウム（ｐｙｒｙｌｉｕｍ）系染料、チオニン（ｔｈｉｏｎｉｎ）系染料、ナイルブルー（ｎｉｌｅ  ｂｌｕｅ）系染料、クレシル（ｃｒｅｓｙｌ）系染料、オキサジン（ｏｘａｚｉｎｅ）系染料、レゾルフィン（ｒｅｓｏｒｕｆｉｎ）系染料、レサズリン（ｒｅｓａｚｕｒｉｎ）系染料、ピロニン（ｐｙｒｏｎｉｎ）系染料、アクリジン（ａｃｒｉｄｉｎｅ）系染料、及びキトン（ｋｉｔｏｎ）系染料で構成された群から選択された少なくとも１つであり得る。
【００１７】
本発明のさらに他の実施例によれば、研磨パッドの表面に光吸収材層が形成されており、前記光吸収材層にレーザビームが照射されることによって、前記光吸収材層を貫通して研磨パッドの所定の深さまで複数個のホールが形成されたＣＭＰ研磨パッドを提供する。
【００１８】
本発明のさらに他の実施例によれば、前記光吸収材層は、研磨パッドの表面に光吸収材を塗布するか、光吸収材が分散されたフィルムを研磨パッドの表面に結合して形成される。
【００１９】
本発明は、前記第２の課題を果たすために、ＣＭＰ研磨パッドに形成されるホール径を決定する段階と、前記決定されたホール径によって使われるレーザの種類を決定する段階と、前記決定されたレーザの種類によって光吸収材の種類を決定する段階と、前記決定された光吸収材をＣＭＰ研磨パッドに分散させる段階と、前記レーザのビームを光吸収材が分散されたＣＭＰ研磨パッドに照射してホールを形成する段階と、を含むことを特徴とするＣＭＰ研磨パッドの製造方法を提供する。
【００２０】
本発明の一実施例によれば、前記ホール径は、レーザの波長に比例することができる。
【００２１】
本発明の他の実施例によれば、前記光吸収材は、シアニン（ｃｙａｎｉｎｅ）系染料、ジチオレン（ｄｉｔｈｉｏｌｅｎｅ）系染料、ジインモニウム（ｄｉｉｍｍｏｎｉｕｍ）系染料、キノン（ｑｕｉｎｏｎｅ）系染料、ローダミン（ｒｈｏｄａｍｉｎｅ）系染料、ビクトリア（ｖｉｃｔｏｒｉａ）系染料、メチレン（ｍｅｔｈｙｌｅｎｅ）系染料、ブリリアント（ｂｒｉｌｌｉａｎｔ）系染料、ナフタレン（ｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅ）系染料、ラピッド−フィルターゲルブ（ｒａｐｉｄ−ｆｉｌｔｅｒ  ｇｅｌｂ）、エヒトブラウ（ｅｃｈｔｂｌａｕ）、ピナオトル（ｐｉｎａｏｒｔｈｏｌ）染料、ピリリウム（ｐｙｒｙｌｉｕｍ）系染料、チオニン（ｔｈｉｏｎｉｎ）系染料、ナイルブルー（ｎｉｌｅ  ｂｌｕｅ）系染料、クレシル（ｃｒｅｓｙｌ）系染料、オキサジン（ｏｘａｚｉｎｅ）系染料、レゾルフィン（ｒｅｓｏｒｕｆｉｎ）系染料、レサズリン（ｒｅｓａｚｕｒｉｎ）系染料、ピロニン（ｐｙｒｏｎｉｎ）系染料、アクリジン（ａｃｒｉｄｉｎｅ）系染料、及びキトン（ｋｉｔｏｎ）系染料で構成された群から選択された少なくとも１つであり得る。
【００２２】
本発明のまた他の実施例によれば、前記ＣＭＰ研磨パッドに形成されるホールは、複数個であり、前記ホールの分布形態及び深さは、研磨パッドの位置を変化させて調節することができる。
【００２３】
本発明のさらに他の実施例によれば、前記ＣＭＰ研磨パッドに形成されるホールは、複数個であり、前記ホールの分布形態及び深さは、レーザの位置を変化させて調節することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明のＣＭＰ研磨パッドは、表面または内部に特定波長帯の光を吸収する光吸収材が分散されていて、レーザビームを利用したホールの形成が可能である。したがって、形成しようとするホール径によってレーザビームの波長と、これを吸収する光吸収材とを選択することによって、特定のサイズの直径を有するホールをＣＭＰ研磨パッドに効果的に形成しうる。また、レーザビームを用いてホールを形成するので、研磨パッドに所望の深さと分布とでホールを形成し、研磨対象物質の種類やスラッジの成分によって最も効率的な研磨効率及び工程安定性を有するＣＭＰ工程を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】ＣＭＰ工程を図式的に示す図である。
【図２】従来の方法によって製造されたＣＭＰ研磨パッドの断面構造を示す図である。
【図３】レーザを用いてＣＭＰ研磨パッドに所望の分布と深さのホールを形成する方法を示す図である。
【図４】レーザビームを用いて一定の深さでホールを形成したＣＭＰ研磨パッドの断面図である。
【図５】本発明によってＣＭＰ研磨パッドに分散される光吸収材を選択する過程を示す図である。
【図６】本発明の一実施例によって光吸収材が分散されたＣＭＰ研磨パッドの断面図である。
【図７】本発明の他の実施例によって光吸収材が分散されたＣＭＰ研磨パッドの断面図である。
【図８】本発明によって光吸収材が含まれたＣＭＰ研磨パッドにホールを形成した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００２７】
本発明によるＣＭＰ研磨パッドは、内部または表面に光吸収材が分散されており、前記光吸収材にレーザビームが照射されて少なくとも一面に複数個のホールが形成されたことを特徴とする。この際、複数個のホールは、レーザビームによって形成され、ホール径は、レーザビームの波長によって決定されることを特徴とする。
【００２８】
レーザビームを用いてＣＭＰ研磨パッドにホールを形成すれば、ホール径を一定に保持することができる。ＣＭＰ研磨パッドに一定の直径で形成されたホールは、ＣＭＰ研磨パッドを一定時間スラリーを含有させて、ＣＭＰ工程の効率と工程安定性とを高いレベルで確保可能にする。レーザビームを利用したホールの形成は、ＣＭＰ研磨パッドが吸収することができる波長帯の強いレーザビームを研磨パッドに照射して、研磨パッド材を部分的に溶融させることでなされる。
【００２９】
ＣＭＰ研磨パッドに形成されたホールの分布と深さは、研磨パッドの位置やレーザの位置を制御して調節される。図３は、レーザを用いてＣＭＰ研磨パッドに所望の分布と深さのホールを形成する方法を示す図である。図３を参照すると、研磨パッドに形成されるホールの分布形態及び深さを決定し、これをプログラム化してＣＮＣ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）方法によってレーザユニットまたはＣＭＰ研磨パッドに結合された位置移動機を制御することによって、ホールの分布と形成深さとを制御する。ＣＭＰ研磨パッドに形成されるホールの分布は、レーザユニットまたは位置移動機の水平方向移動によって調節され、ホールの深さは、レーザビームの強さやビームの露出時間または垂直方向移動によって調節される。
【００３０】
図４は、レーザビームを用いて一定の深さでホールを形成したＣＭＰ研磨パッドの断面図である。図４を参照すると、ＣＭＰ研磨パッドの上部面には、一定の直径を有するホールが一定の深さで形成されている。図面には、ホールの深さがいずれも同一であり、ホール間の間隔も同一になるように図示されたが、レーザユニットまたは位置移動機の水平及び垂直移動などを調節して、ＣＭＰ研磨パッドに多様な分布と深さのホールを形成することが可能である。
【００３１】
レーザビームでＣＭＰ研磨パッドにホールを形成する場合、レーザビームの波長帯とＣＭＰ研磨パッドの材質とによって一定の制約が伴う。この制約は、ＣＭＰ研磨パッドのレーザビームに対する吸収率である。一般的に、ＣＭＰ研磨パッドは、ポリウレタン系の高分子からなっているが、ポリウレタン系の高分子は、遠赤外線光に対する吸収率と紫外線系の光に対する吸収率とが大きい。ポリウレタン系の高分子からなるＣＭＰ研磨パッドにホールを形成する場合に、波長が１０．６４μｍである二酸化炭素レーザビームを使えば、二酸化炭素レーザビームの波長のために、ホール径を１００μｍ以下に調節しにくい。ＣＭＰ研磨パッドに形成されるホール径が１００μｍより大きければ、ＣＭＰ工程の研磨効率が低くなる。二酸化炭素レーザビームの代わりに、波長帯が短い紫外線レーザビームを利用すれば、ＣＭＰ研磨パッドに形成されるホール径を数μｍ帯に調節することができるが、数十μｍ帯のサイズには調節することは難しい。ＣＭＰパッドに形成されるホール径が数μｍ帯で、小さければ、単位面積当たり過度に多数のホールを形成しなければならないので、工程時間が長くかかり、結果的に生産効率が低くなる。このように、レーザビームを用いてＣＭＰ研磨パッドにホールを形成する場合、調節が可能なホール径範囲とレーザビームの波長帯は、相互比例する関係にある。したがって、数十μｍ帯の直径を有するホールをＣＭＰ研磨パッドに形成するためには、近赤外線や可視光線領域のレーザを利用しなければならず、この場合、ＣＭＰ研磨パッドの材質もこのような波長帯の光を吸収できるものからなされなければならない。
【００３２】
本発明では、前記のような問題点を解決するために、ＣＭＰ研磨パッドに光吸収材を分散させる。ホールの形成に使うレーザビームの波長帯によってＣＭＰ研磨パッドに適切な光吸収材を分散させれば、形成されるホール径を数ないし数百μｍの範囲で自在に調節することができる。すなわち、ＣＭＰ研磨パッドにレーザビームの波長による光吸収材を研磨パッドの表面または内部に分布させて近赤外線で可視光線領域帯の光吸収率を増加させることによって、より効率的に研磨パッドにホールを形成できるようにする。
【００３３】
図５は、本発明によってＣＭＰ研磨パッドに分散される光吸収材を選択する過程を示す図である。図５を参照すると、まず、ＣＭＰ工程の種類及び研磨対象物質の種類によって研磨パッドに形成するホール径を決定し、引き続き決定されたホール径によって適切なレーザビームの波長帯と具体的なレーザの種類とを決定し、最後に決定されたレーザビームの波長帯によって、その波長帯の光を吸収することができる光吸収材を決定する。ＣＭＰ研磨パッドの材質であるポリウレタン系高分子は、遠赤外線と紫外線に対する吸収率が高い方であるが、近赤外線と可視光線領域の光に対する吸収率は、あまり高い方ではないので、近赤外線と可視光線領域の光を吸収することができる光吸収材を研磨パッドの表面または内部に分散させる必要がある。可視光線領域や近赤外線領域の光を発生させるレーザとしては、ＧａＡｓレーザ（０．８３μｍ）、Ｎｄ−ＹＡＧレーザ（１．０６μｍ）、またはＨＦレーザ（２．８μｍ）のような種類のレーザが使われ、その他にも適切な波長帯の光を発生させることができる多種のレーザが使われる。光吸収材は、レーザから発生する光の波長帯によって選択されることが望ましいが、公知された染料または特定波長帯の光を吸収できると知られた有機物または無機物などが利用されうる。近赤外線波長帯の光を吸収する光吸収材は、シアニン（ｃｙａｎｉｎｅ）系染料、ジチオレン（ｄｉｔｈｉｏｌｅｎｅ）系染料、またはキノン（ｑｕｉｎｏｎｅ）系染料、ビクトリア（ｖｉｃｔｏｒｉａ）系染料、メチレン（ｍｅｔｈｙｌｅｎｅ）系染料、ブリリアント（ｂｒｉｌｌｉａｎｔ）系染料、ナフタレン（ｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅ）系染料、ラピッド−フィルターゲルブ（ｒａｐｉｄ−ｆｉｌｔｅｒ  ｇｅｌｂ）、エヒトブラウ（ｅｃｈｔｂｌａｕ）、ピナオトル（ｐｉｎａｏｒｔｈｏｌ）染料、ピリリウム（ｐｙｒｙｌｉｕｍ）系染料、チオニン（ｔｈｉｏｎｉｎ）系染料、ナイルブルー（ｎｉｌｅ  ｂｌｕｅ）系染料、クレシル（ｃｒｅｓｙｌ）系染料、オキサジン（ｏｘａｚｉｎｅ）系染料、レゾルフィン（ｒｅｓｏｒｕｆｉｎ）系染料、レサズリン（ｒｅｓａｚｕｒｉｎ）系染料、ピロニン（ｐｙｒｏｎｉｎ）系染料、アクリジン（ａｃｒｉｄｉｎｅ）系染料、及びキトン（ｋｉｔｏｎ）系染料などが利用されうる。シアニン系染料としては、フタロシアニン（ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ）化合物、ナフタロシアニン（ｎａｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ）化合物、アミノ基を有するフタロシアニン化合物、または含フッ素フタロシアニン化合物などを例とし、ジチオレン系染料としては、ビス（ジチオベンジル）ニッケル錯体化合物、ビス（１，２−アセナフチレンジチオラト）ニッケル錯体化合物、４−ｔｅｒｔ−ブチル−１，２−ベンゼンジチオールニッケル錯体、またはアルコキシ基を有するビス（ジチオベンジル）ニッケル錯体化合物などを例として挙げることができる。前記で幾つかの系染料に対する例示を挙げたが、その他にも多種の染料が使われ、０．９５ないし１．１μｍ波長帯の光を吸収するジインモニウム（ｄｉｉｍｍｏｎｉｕｍ）系染料も本発明で光吸収材として使われる。可視光線波長帯の光を吸収する光吸収材としては、０．５３２μｍ波長帯の緑色光を吸収す���ローダミン（ｒｈｏｄａｍｉｎｅ）系染料などのように多種の物質が使われる。
【００３４】
図６は、本発明の一実施例によって光吸収材が内部に分散されたＣＭＰ研磨パッドの断面図である。図６を参照すると、光吸収材は、（ａ）のように研磨パッドの内部に混用されて分散された形態であり、（ｂ）のように粒子の形態で均一に内部に分散された形態でもあり得る。（ａ）のように光吸収材が研磨パッドを成す物質に混用されるためには、ポリウレタン系の高分子と相溶性（ｍｉｓｃｉｂｉｌｉｔｙ）が良い物質とが選択されなければならない。また、（ｂ）のように光吸収材がポリウレタン系の高分子に粒子状に分散される場合は、光吸収材が最大限均一に分散されるとホール径が深さ方向に一定に保持されうる。粒子状の光吸収材は、レーザビームのよって自ら溶融されるか、溶融されないとしても、周辺に熱を伝達してポリウレタン系の高分子を溶融させ、粒子のサイズは、レーザビーム直径の１／１０以下のサイズに制御されることが望ましい。
【００３５】
本発明で、光吸収材は、ＣＭＰ研磨パッドの表面に分散されることもある。光吸収材が研磨パッドの内部に分散された場合は、光吸収材が研磨パッドを成すポリウレタン系高分子などに常用されるか、粒子状に内部に均一に分散された場合を意味する一方、光吸収材が研磨パッドの表面に分散された場合は、粒子状の光吸収材が研磨パッドの表面に主に分布するように分散された場合であるか、研磨パッドの表面に塗布された場合を意味する。粒子状の光吸収材が研磨パッドの表面に主に分布した場合は、研磨パッドの製造過程で粒子状の光吸収材が重力によって底面にさらに多く分布された場合を仮定することができ、研磨パッドに形成されるホールの深さがあまり深くない場合に有利に適用可能である。また、光吸収材が研磨パッドの表面に塗布された場合は、研磨パッドの材質と相溶性が少ない光吸収材とを研磨パッドに分散させるのに有利な方法になりうる。
【００３６】
本発明で、光吸収材は、ＣＭＰ研磨パッドの表面上に別途の層で形成される。ＣＭＰ研磨パッドに別途の層で光吸収材を形成する方法は、光吸収材を研磨パッド上に塗布する方法と光吸収材を含むフィルムを研磨パッド上にコーティングする方法とがある。前者は、液状の光吸収材をスプレー法やスピンコーティング法のような方法を使って研磨パッドの表面に塗布するか、固相の光吸収材を気相蒸着法で研磨パッドの表面に塗布するか、粒子状の光吸収材を高分子樹脂及び溶媒などを含む塗布物質に添加して、研磨パッドの表面に塗布する方法で行われる。後者の方法は、フィルムの内部に光吸収材を分散させた後、前記フィルムを研磨パッドの表面にコーティングするか、フィルム表面に光吸収材を塗布した後、フィルムを研磨パッドの表面にコーティングする方法で行われる。この際、フィルムは、高分子樹脂からなり、フィルムを研磨パッドにコーティングする方法には、接着剤が利用されるか、熱圧着などの方法が使われる。ＣＭＰ研磨パッドの表面上に別途の層で光吸収材を形成する場合、研磨パッドに照射されるレーザ光は、研磨パッド上に形成された光吸収材に先に吸収されて、光吸収材を貫通して研磨パッドの一定の深さまでホールが形成される。このように、ＣＭＰ研磨パッドの表面上に別途の層で光吸収材を形成すれば、ＣＭＰ研磨パッドの内部物性を変化させないまま、光吸収度を増加させることができる効果を有しうる。
【００３７】
図７は、光吸収材がＣＭＰ研磨パッドの表面上に別途の層で形成されたＣＭＰ研磨パッドの断面図である。図７を参照すると、ＣＭＰ研磨パッド３０１上に光吸収材層３０２が別途の層を成して形成されている。図面に表示された光吸収材層の厚さは、研磨パッドとの区分のために誇張されて厚く表示された。光吸収材層３０２がフィルム状に形成される場合には、光吸収材層３０２と研磨パッド３０１との間に接着剤層（図示せず）が形成されている。
【００３８】
図８は、本発明によって光吸収材が含まれたＣＭＰ研磨パッドにホールを形成した断面図である。図８を参照すると、ＣＭＰ研磨パッドに直径７０μｍのホールが２，０００μｍの深さで形成されていることが分かる。したがって、光吸収材を研磨パッドの内部に分散させれば、光吸収材の分散なしでは形成しにくかった直径のホールをＣＭＰ研磨パッドに効果的に形成できるということが分かる。
【００３９】
ＣＭＰ研磨パッドに形成されるホール径は、ＣＭＰ工程の種類と研磨対象物質の種類とによって多様に調節される。ＣＭＰ研磨パッドに形成されるホール径は、１ないし２００μｍのサイズを有することが望ましいが、ホール径が１μｍ未満であれば、１つの研磨パッドに形成されなければならないホールの個数が過度に多く、研磨パッドの製造効率が低くなり、２００μｍを超過すれば、スラリーが効果的に研磨パッドに貯蔵されにくい。ホールの形成に使われるレーザビームの波長帯は、３００ないし２０，０００ｎｍであることが望ましく、研磨パッドに分散される光吸収材は、３００ないし１５，０００ｎｍ波長帯の光を吸収する物質からなることが望ましい。前記レーザビームの波長帯は、ＣＭＰ研磨パッドに形成されるホール径を考慮した範囲の数値であり、光吸収材の吸収波長帯は、ポリウレタン系高分子の光吸収帯域で不足な部分を補充するためのものである。
【００４０】
レーザビームを用いてＣＭＰ研磨パッドにホールを形成するとき、ホールの分布は、多様な方法でなされうる。ホールの配列形態は、規則的配列、ランダム配列、カオス的配列、及びフラクタル的配列のうち何れか１つであるか、これらの組合せでなされうる。前記ホールの配列は、ＣＭＰ研磨対象物質、スラリーの種類、またはウェーハのサイズなどを考慮して多様に選択されうる。例えば、ＣＭＰ研磨パッドに形成されるホールの分布は、中心部にはホールの個数が多く、周辺部に行くほどホールの個数が少なくなるか、これとは反対に、ＣＭＰ研磨パッドの中心部には、ホールの個数が少なく、周辺部に行くほどホールの個数が多くなりうる。前者の場合は、ＣＭＰ研磨パッドの硬度が中心部で低く、スラリーの供給液も中心部に集中される効果を有し、後者の場合には、これと反対の効果を有しうるが、ＣＭＰ対象物質のパターン形態や装備の構造によって、このように多様にホールの分布を調節することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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