(57)【要約】対向する第１及び第２の主表面を有する裏材と、裏材の第１の主表面上に配置され、固定されている構造化研磨層とを有する構造化研磨物品を提供する。構造化研磨層は、ポリマーバインダーと、バインダー中に分散している研磨粒子と、バインダー中に分散している添加剤とを含む。添加剤は、酸化物／窒化物の選択性が高い、除去速度が速い、窒化物の喪失がより少ない、及びウエハ面内不均一性（ＷＩＷＮＵ）が改善されることを含む、改善された化学機械平坦化（ＣＭＰ）磨き性能をもたらす。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する第１及び第２の主表面を有する裏材と、
前記第１の主表面上に配置され、固定されている構造化研磨層と、
を含む、構造化研磨物品であって、
前記構造化研磨層は、ポリマーバインダー、前記バインダー中に分散している研磨粒子、及び、前記バインダー中に分散している第１の添加剤を含み、
第１の添加剤は、多座酸性錯化剤であり、
前記多座酸性錯化剤は、アミノ酸、アミノ酸から形成されるジペプチド、及びこれらの組み合わせを含む、構造化研磨物品。
【請求項２】
前記アミノ酸が、アラニン、プロリン、グリシン、ヒスチジン、リジン、アルギニン、オルニチン、システイン、チロシン、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項１に記載の構造化研磨物品。
【請求項３】
前記アミノ酸が、Ｌ−プロリン、Ｌ−アルギニン、及びこれらの組み合わせのうちの１つである、請求項２に記載の構造化研磨物品。
【請求項４】
前記酸性錯化剤が、前記構造化研磨層の約０．１〜３．０重量％を構成する、請求項１に記載の構造化研磨物品。
【請求項５】
前記研磨層が、第２の添加剤を更に含み、前記第２の添加剤が、非イオン性界面活性剤、シリコン界面活性剤、フッ素系界面活性剤、水溶性ポリマー、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項１に記載の構造化研磨物品。
【請求項６】
前記第２の添加剤が、非イオン性界面活性剤である、請求項５に記載の構造化研磨物品。
【請求項７】
前記非イオン性界面活性剤が、ポリエーテル非イオン性界面活性剤である、請求項６に記載の構造化研磨物品。
【請求項８】
前記非イオン性界面活性剤が、前記構造化研磨層の約０．１〜３．０重量％を構成する、請求項６に記載の構造化研磨物品。
【請求項９】
前記非イオン性界面活性剤が、直鎖状一級アルコールエトキシレート、二級アルコールエトキシレート、分枝状二級アルコールエトキシレート、オクチルフェノールエトキシレート、アセチレン一級アルコールエトキシレート、アセチレン一級ジアルコールエトキシレート、アルカンジアルコール、ヒドロキシル末端エチレンオキシド−プロピレンオキシドランダムコポリマー、フルオロ脂肪族ポリマーエステル、及びこれらの混合物からなる群から選択される、請求項６に記載の構造化研磨物品。
【請求項１０】
前記非イオン性界面活性剤が、約４〜２０の親水性−親油性バランスを有する、請求項６に記載の構造化研磨物品。
【請求項１１】
前記非イオン性界面活性剤が、少なくとも約１０の親水性−親油性バランスを有する、請求項６に記載の構造化研磨物品。
【請求項１２】
前記ポリマーバインダーが、アクリルポリマーを含む、請求項１に記載の構造化研磨物品。
【請求項１３】
前記第２の主表面に直接結合している取付インターフェース層を更に含む、請求項１に記載の構造化研磨物品。
【請求項１４】
構造化研磨物品の少なくとも一部と加工物の表面とを接触させることと、
前記加工物又は前記構造化研磨層のうちの少なくとも一方を他方に対して動かして、前記加工物の前記表面の少なくとも一部を研磨することと、を含む、加工物の研磨方法であって、
前記構造化研磨物品が、対向する第１及び第２の主表面を有する裏材と、前記第１の主表面上に配置され、固定されている構造化研磨層と、を含み、
前記構造化研磨層が、ポリマーバインダー、前記バインダー中に分散している研磨粒子、及び、前記バインダー中に分散している第１の添加剤を含み、
前記第１の添加剤が、多座酸性錯化剤であり、
前記多座酸性錯化剤が、アミノ酸、アミノ酸から形成されるジペプチド、及びこれらの組み合わせを含む、加工物の研磨方法。
【請求項１５】
前記加工物が、誘電体含有ウエハ表面を含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記酸性錯化剤が、前記構造化研磨層の約０．１重量％〜３重量％を構成する、請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記アミノ酸が、アラニン、プロリン、グリシン、ヒスチジン、リジン、アルギニン、オルニチン、システイン、チロシン、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
前記研磨層が、第２の添加剤を更に含み、前記第２の添加剤が、非イオン性界面活性剤、シリコン界面活性剤、フッ素系界面活性剤、水溶性ポリマー、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項１４に記載の方法。
【請求項１９】
前記第２の添加剤が、非イオン性界面活性剤である、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記非イオン性界面活性剤が、ポリエーテル非イオン性界面活性剤である、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記非イオン性界面活性剤が、直鎖状一級アルコールエトキシレート、二級アルコールエトキシレート、分枝状二級アルコールエトキシレート、オクチルフェノールエトキシレート、アセチレン一級アルコールエトキシレート、アセチレン一級ジアルコールエトキシレート、アルカンジアルコール、ヒドロキシル末端エチレンオキシド−プロピレンオキシドランダムコポリマー、フルオロ脂肪族ポリマーエステル、及びこれらの混合物からなる群から選択される、請求項１９に記載の方法。
【請求項２２】
前記非イオン性界面活性剤が、前記構造化研磨層の約０．１〜３重量％を構成する、請求項１９に記載の方法。
【請求項２３】
前記非イオン性界面活性剤が、約４〜２０の親水性−親油性バランスを有する、請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本出願は、その開示全体が参照によって本明細書に組み込まれる、２０１２年９月２１日に出願された米国特許仮出願第６１／７０３，８１５号の利益を主張するものである。
【０００２】
（分野）
本発明は、概して、改善された化学機械平坦化（ＣＭＰ）磨き性能を有する固定研磨ウェブに関する。具体的には、本発明は、ＣＭＰ磨き性能を改善する添加剤を含有する固定研磨ウェブに関する。
【０００３】
（背景）
研磨物品は、半導体ウエハの磨き、超小型電気機械（ＭＥＭＳ）デバイスの製作、ハードデイスクドライブ用基材の仕上げ、光学繊維及びコネクタの磨き等のミクロ仕上げ用途にしばしば使用される。例えば、半導体ウエハは典型的に、集積回路の製造時に、金属層及び誘電体層の成膜、層のパターニング、及びエッチングを含む数々の加工工程に供される。各加工工程では、後続の製作又は製造工程に備えウエハの露出面を改質又は改良する必要がある場合、又は改質又は改良することが望ましい場合がある。表面改質プロセスは、成膜された導体（例えば、金属、半導体及び／又は誘電体材料）を改質するために使用されることが多い。表面改質プロセスは、典型的には、導体材料、誘電体材料又は組み合わせの露出されている領域を有するウエハ上に、平坦な外部露出面を作るため使用される。
【０００４】
構造化ウエハの露出面を改質又は改良する１つの方法は、ウエハ表面を固定研磨物品で処理することである。使用時に、固定研磨物品は、典型的には、ウエハ上の材料の層を改質するのに適した動作で、多くの場合、作動液の存在下で半導体ウエハ表面と接触し、平坦で均一なウエハ表面をもたらす。
【０００５】
固定研磨物品は一般的に、バインダーにより接着され、裏材に固定される研磨粒子の研磨層を有する。ある種の固定研磨物品では、研磨層は、「成形研磨複合材」と呼ばれる、別個の隆起構造エレメント（例えば、柱状、畝状、錐体状、又は角錐台状）で構成される。この種の固定研磨物品は、用語「非平坦固定研磨物品」又は「構造化研磨物品」（以下、後者の用語を用いるものとする）により当該技術分野において幅広く知られている。この研磨物品は、米国特許出願第１２／５６０，７９７号（Ｗｏｏら）に開示されている通り、架橋ポリマーバインダー中に分散している研磨粒子及び少なくとも１つの非イオン性ポリエーテル界面活性剤を含んでよい。
【０００６】
（概要）
１つの実施形態では、本発明は、対向する第１及び第２の主表面を有する裏材と、裏材の第１の主表面上に配置され、固定されている構造化研磨層とを含む構造化研磨物品である。構造化研磨層は、ポリマーバインダーと、バインダー中に分散している研磨粒子と、バインダー中に分散している第１の添加剤とを含む。第１の添加剤は、多座酸性錯化剤を含んでよく、多座酸性錯化剤は、アミノ酸、アミノ酸から形成されるジペプチド、及びこれらの組み合わせを含む。構造化研磨層は、第２の添加剤を含んでよい。第２の添加剤は、非イオン性界面活性剤、シリコン界面活性剤、フッ素系界面活性剤、水溶性ポリマー、及びこれらの組み合わせを含む。
【０００７】
添加剤は、酸化物／窒化物の選択性が高い、除去速度が速い、窒化物の損失がより少ない、及びウエハ面内不均一性（ＷＩＷＮＵ）が改善されることを含む、改善された化学機械平坦化（ＣＭＰ）磨き性能をもたらす。
【０００８】
別の実施形態では、本発明は、加工物の研磨方法である。方法は、構造化研磨物品の少なくとも一部と加工物の表面とを接触させることと、加工物又は構造化研磨層のうちの少なくとも一方を他方に対して動かして、加工物の表面の少なくとも一部を研磨することとを含む。構造化研磨物品は、対向する第１及び第２の主表面を有する裏材と、第１の主表面上に配置され、固定されている構造化研磨層とを含む。構造化研磨層は、ポリマーバインダーと、バインダー中に分散している研磨粒子と、バインダー中に分散している第１の添加剤とを含む。第１の添加剤は、多座酸性錯化剤を含んでよく、多座酸性錯化剤は、アミノ酸、アミノ酸から形成されるジペプチド、及びこれらの組み合わせを含む。構造化研磨層は、第２の添加剤を含んでよい。第２の添加剤は、非イオン性界面活性剤、シリコン界面活性剤、フッ素系界面活性剤、水溶性ポリマー、及びこれらの組み合わせを含む。添加剤は、酸化物／窒化物の選択性が高い、除去速度が速い、窒化物の損失がより少ない、及びＷＩＷＮＵが改善されることを含む、改善された化学機械平坦化（ＣＭＰ）磨き性能をもたらす。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の１つの実施形態に係る代表的な構造化研磨物品の斜視図である。
【図２】本発明に係るウエハの表面を研磨する代表的な方法の概略側面図である。
【００１０】
（詳細な説明）
以下の説明において、添付の一連の図面を参照するが、それらの図面は説明の一部をなすものであり、また、幾つかの特定の実施形態を実例として示すものである。本発明の範囲又は趣旨を逸脱することなく、他の実施形態が考えられ、また実施することが可能である点は理解されるべきである。したがって、以下の詳細な説明は、限定的な意味で解釈されるべきではない。
【００１１】
特に断らない限り、本明細書及び特許請求の範囲で使用される構造体の大きさ、量、物理的特性を表わす全ての数字は、全ての場合において「約」なる語により修飾されているものとして理解されるべきである。したがって、そうでないことが示されない限り、上記の明細書及び添付の特許請求の範囲に記載される数値パラメータは、当業者が本明細書に開示される教示を用いて得ようとする所望の特性に応じて異なり得る近似値である。終点による数の範囲の使用は、その範囲内（例えば、１〜５は、１、１．５、２、２．７５、３、３．８０、４、及び５を含む）の全ての数及びその範囲内の任意の範囲を含む。
【００１２】
本発明の構造化研磨物品は、ウェブ自体内に添加剤を含むので、最終製品の設計管理を高め、下流の磨きプロセスにおける一貫性を高め、磨き又は作動液の廃棄物処理の必要性を排除する。添加剤は、酸化物／窒化物の選択性が高い、除去速度が速い、窒化物の損失がより少ない、及びウエハ面内不均一性（ＷＩＷＮＵ）が改善されることを含む、改善された化学機械平坦化（ＣＭＰ）磨き性能をもたらす。
【００１３】
ここで図１を参照すると、構造化研磨物品１００は、少なくとも裏材１１０を含む。研磨層１２０は、裏材１１０上に配置され、複数の成形研磨複合材１３０を含む。成形研磨複合材１３０は、バインダー（図示せず）中に分散している研磨粒子（図示せず）を含む。
【００１４】
裏材１１０は、可撓性であっても、剛性であっても、これらの間であってもよい。可撓性裏材及びより剛性な裏材の双方を含む様々な裏材材料が、この目的のために好適である。幾つかの実施形態では、裏材は、少なくとも半透明なフィルムであってよい。有用な半透明なフィルム裏材としては、ポリマーフィルム、それを処理したもの、及びこれらの組み合わせから選択される裏材フィルムが挙げられる。代表的な半透明な裏材フィルムとしては、ポリエステル（例えば、ポリエチレンテレフタレート又はポリカプロラクトン）、コポリエステル、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリアミド、ポリプロピレン、ポリウレタン、ポリエチレン、セルロース性ポリマー、並びにこれらのブレンド及び組み合わせから作製されるフィルムが挙げられる。幾つかの実施形態では、裏材は、ウレタンエラストマー又は発泡体を含んでよい。
【００１５】
裏材の厚さは、典型的には、約２０〜約１０００マイクロメートル、具体的には、約５０マイクロメートル〜約５００マイクロメートル、より具体的には、約６０マイクロメートル〜約２００マイクロメートルの範囲である。裏材の少なくとも１つの表面を、研磨層でコーティングしてもよい。一般的に、裏材は、実質的に均一な厚さである。裏材の厚さが十分に均一でない場合、ウエハ平坦化中に、ウエハ磨き均一性のばらつきがより大きくなる場合がある。
【００１６】
研磨層は、複数の成形研磨複合材を含む。本明細書で使用するとき、用語「成形研磨複合材」とは、バインダーに分散している研磨粒子を含む複数の成形体の１つであり、その成形体は集合的に、非平坦三次元研磨層を提供する。幾つかの実施形態では、成形研磨複合材は「精密に成形されている」。用語「精密に成形された研磨複合材」とは、成形された形状が、それを作製するために用いられる型穴を実質的に反転させた形状である、研磨複合材を指す。典型的には、精密に成形された研磨複合材は、構造化研磨物品が用いられる前に、研磨複合材の露出面から突出している研磨粒子を実質的に含まない。
【００１７】
提供される構造化研磨物品は、研磨層１２０において研磨粒子を高重量で含有し得る。例えば、研磨粒子は、重量基準で、研磨層の少なくとも約５０パーセントを構成し、研磨層の少なくとも約６０、７０、７５、約８０、又は約９０重量パーセントを構成し得る。典型的に、成形研磨複合材中の研磨粒子の重量パーセントが高くなるにつれて、より高い除去速度を達成することができる。
【００１８】
好適な研磨粒子の例としては、溶融酸化アルミニウム、熱処理した酸化アルミニウム、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、窒化ケイ素、炭化タングステン、炭化チタン、ダイヤモンド、立方晶窒化ホウ素、六方晶窒化ホウ素、ガーネット、溶融アルミナジルコニア、アルミナ系ゾルゲル誘導研磨粒子等が挙げられる。アルミナ研磨粒子は、金属酸化物改質剤を含有してよい。アルミナ系ゾルゲル誘導研磨粒子の例は、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、及び同第４，８８１，９５１号に見出すことができる。ダイヤモンド及び立方晶窒化ホウ素研磨粒子は、単結晶質であってもよく、又は多結晶質であってもよい。
【００１９】
好適な無機研磨粒子の他の例としては、シリカ、酸化鉄、クロミア、セリア、ジルコニア、チタニア、酸化スズ、ガンマアルミナ等が挙げられる。誘電体含有ウエハ表面（例えば、二酸化ケイ素含有表面）を平坦化するために、研磨粒子は、８未満のモース硬度を有することが好ましい。このような粒子を研磨物品に適切に配合すると、平坦化中に所望の切断速度及びウエハ上の所望の表面仕上げをもたらす。幾つかのより硬い研磨粒子は、酸化物含有ウエハ表面上に、望ましくない粗い表面仕上げを付与し得るので、適切な研磨材の選択に注意を払うべきであり、これは当業者の能力の範囲内である。誘電体含有ウエハ表面（例えば、二酸化ケイ素含有表面）の場合、セリア研磨粒子が有用である。
【００２０】
研磨粒子は、体積基準で、約２５０ナノメートル未満、約１５０ナノメートル未満、約１００ナノメートル未満、又は更には約５０ナノメートル未満の平均粒径を有するセリア（即ち、酸化セリウム）粒子を含んでよい。１つの実施形態では、研磨粒子は、セリア粒子から本質的になってよい。本文中で使用される語句「本質的になる」は、シリコン含有ウエハのウエハ平坦化において使用する場合、構造化研磨物品の研磨特性に著しく影響を及ぼす量の他の（即ち、非セリア）研磨粒子を除外することを意図する。セリア粒子は、より小さな一次セリア粒子の粒塊及び／又は凝集体を含んでもよいことが認められる。例えば、セリア粒子（一次粒子、粒塊、凝集体、又はこれらの組み合わせのいずれとして存在しようと）は、体積基準で、約１、約５、約１０、約２０、約３０、又は約４０ナノメートルから最大約５０、約６０、約７０、約８０、約９０、約９５ナノメートル以上の平均粒径を有し得る。シリカ、ジルコニア、チタニア、及びアルミナを含む、セリアについて記載したサイズスケールの他のナノスケールの研磨粒子を使用してもよい。
【００２１】
セリア粒子は、例えば、粉末、分散液、又はゾルの形態で供給される場合があり、典型的には、分散液又はゾルとして供給される。約２５０ナノメートル未満の平均粒径を有するセリアゾルを得るための方法及び供給源は、当該技術分野において周知である。本開示で用いるのに好適なセリア分散液及びゾルとしては、例えば、Ｅｖｏｎｉｋ  Ｄｅｇｕｓｓａ  Ｃｏｒｐ．（Ｐａｒｓｉｐｐａｎｙ，ＮＪ）、Ｒｈｏｄｉａ，Ｉｎｃ．（Ｃｒａｎｂｅｒｒｙ，ＮＪ）、Ｆｅｒｒｏ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｃｅ，ＯＨ）、及びＵｍｉｃｏｒｅ  ＳＡ（Ｂｒｕｓｓｅｌｓ，Ｂｅｌｇｉｕｍ）等の供給元から市販されているセリアゾル及び分散液が挙げられる。
【００２２】
研磨粒子は、ポリマーバインダー中に均一に又は不均一に分散され得る。用語「分散している」とは、研磨粒子がポリマーバインダー全体にわたって分布していることを指す。バインダー中に実質的に均質にセリア粒子を分散させると、典型的には、構造化研磨物品の性能が向上する。したがって、表面改質剤でセリア粒子を処理して、分散を促進及び／又は凝集を抑制し、その後のバインダーへの結合を強化することが、典型的には有用である。セリア用の表面改質剤は、当該技術分野において周知である。表面改質剤の１つの種類としては、カルボン酸（メタ）アクリレートが挙げられる。代表的なカルボン酸（メタ）アクリレートとしては、（メタ）アクリル酸、マレイン酸のモノアルキルエステル、フマル酸、フマル酸のモノアルキルエステル、マレイン酸、イタコン酸、イソクロトン酸、クロトン酸、シトラコン酸、及びβ−カルボキシエチル（メタ）アクリレートが挙げられる。
【００２３】
セリア粒子をカルボン酸（メタ）アクリレートで処理する１つの代表的な方法では、セリア粒子の水性媒体（例えば、水）中分散液（例えば、ゾル）を、ポリエーテル酸及びカルボン酸（メタ）アクリレート（それぞれ表面を処理してセリア粒子を安定化させるのに十分な量）、並びに水よりも高い沸点を有する水混和性有機溶媒と組み合わせる。典型的には、ポリエーテル酸とカルボン酸（メタ）アクリレートとの比率は、約３：５〜５：３の範囲であるが、他の比率を用いてもよい。有用な溶媒の例としては、１−メトキシ−２−プロパノール、ジメチルホルムアミド、及びジグリムが挙げられる。これらを組み合わせると、減圧下で蒸発させることで水を実質的に除去されて、セリア分散液が得られ、この分散液中では、セリア粒子がカルボン酸（メタ）アクリレート分子と会合することにより凝集に対して安定化している。得られたセリア分散液は、典型的には、バインダー前駆体、及びバインダー前駆体中に含まれ得る任意の更なるカルボン酸（メタ）アクリレートと容易に組み合わせることができる。
【００２４】
カルボン酸（メタ）アクリレートは、典型的には、バインダーへのセリア粒子の結合を促進する機能を有するが、ポリエーテル酸は、主に、バインダー（又はその前駆体成分）及び／又は溶媒中のセリア粒子の分散安定性を高めるために含まれる。本明細書で使用するとき、用語「ポリエーテル酸」とは、酸性基又はその塩に共有結合しているポリエーテルセグメントを有する化合物を指す。代表的なポリエーテルセグメントとしては、ポリエチレングリコールセグメント、ポリエチレングリコールセグメント、及び混合ポリ（エチレングリコール／プロピレングリコール）セグメントが挙げられる。代表的な酸性基としては、−ＣＯ２Ｈ、−ＰＯ２Ｈ、−ＰＯ３Ｈ、−ＳＯ３Ｈ、及びこれらの塩が挙げられる。特定の実施形態では、ポリエーテル酸は、最大１２個の炭素原子を有し得、以下の式により表される。
Ｒ１−（Ｒ２−Ｏ）ｎ−Ｘ−Ａ
（式中、Ｒ１は、Ｈ、１〜６個の炭素原子を有するアルキル基（例えば、メチル、エチル、又はプロピル）、又は１〜６個の炭素原子を有するアルコキシ基（例えば、メトキシ、エトキシ、又はプロポキシ）を表し、各Ｒ２は、独立して、１〜６個の炭素原子を有する二価アルキレン基（例えば、エチレン、プロピレン、又はブチレン）を表し、ｎは、正の整数（例えば、１、２、又は３）を表し、Ｘは、二価有機連結基又は共有結合を表し、Ａは、酸性基（例えば、上記の通り）を表す）を表す。代表的なポリエーテル酸としては、２’−（２”−メトキシエトキシ）エチルスクシネート（モノエステル）、メトキシエトキシエトキシ酢酸、及びメトキシエトキシ酢酸が挙げられる。バインダーは、更に、カルボン酸（メタ）アクリレートとポリ（メタ）アクリレートとを含む成分の反応生成物を含んでよい。上述のように、カルボン酸（メタ）アクリレートの少なくとも一部は、典型的には、得られた分散液が残りのバインダー成分と組み合わられる前に研磨粒子と組み合わせられが、これは必須ではない。
【００２５】
研磨層は、バインダー中に分散している研磨粒子を含む。本発明の研磨物品用のバインダーは、好ましくは、バインダー前駆体、典型的には、有機バインダー前駆体から形成される。バインダー前駆体は、コーティングできるように十分に流動可能であり、その後、固化できる相を有する。固化は、硬化（例えば、重合及び／若しくは架橋）並びに／又は乾燥（例えば、液体除去）、あるいは単純に冷却することによって達成できる。この前駆体は、有機溶媒系、水系、又は１００％固体（即ち、実質的に無溶媒の）組成物であり得る。熱可塑性材料及び熱硬化性材料の両方、並びにこれらの組み合わせが、バインダー前駆体として使用できる。
【００２６】
バインダー前駆体は、好ましくは硬化性有機材料（即ち、熱及び／若しくは他のエネルギー源（例えば、電子ビーム、紫外線、可視光線等）に曝露すると、又は化学触媒、水分等の添加で経時的に、重合及び／又は架橋が可能な材料）である。バインダー前駆体の例としては、アミノ樹脂（例えば、アミノプラスト樹脂）（例えば、アルキル化尿素ホルムアルデヒド樹脂、メラミンホルムアルデヒド樹脂、及びアルキル化ベンゾグアナミンホルムアルデヒド樹脂）、アクリレート樹脂（アクリレート及びメタクリレートを含む）（例えば、ビニルアクリレート、エポキシアクリレート、ウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレート、アクリルアクリレート、ポリエーテルアクリレート、ビニルエーテル、油脂アクリレート、及びシリコーンアクリレート）、アルキド樹脂（例えば、ウレタンアルキド樹脂）、ポリエステル樹脂、反応性ウレタン樹脂、フェノール樹脂（例えば、レゾール樹脂及びノボラック樹脂）、フェノール／ラテックス樹脂、エポキシ樹脂（例えば、ビスフェノールエポキシ樹脂）、イソシアネート、イソシアヌレート、ポリシロキサン樹脂（アルキルアルコキシシラン樹脂を含む）、反応性ビニル樹脂等が挙げられる。樹脂は、モノマー、オリゴマー、ポリマー、又はこれらの組み合わせの形態であり得る。
【００２７】
幾つかの実施形態では、実質的に溶媒を含まないバインダー前駆体が用いられる。この場合、研磨層は、典型的に、低分子量反応性物質（例えば、モノマー及び／又はオリゴマー）を、任意の他の所望の硬化開始剤、硬化促進剤、硬化剤、分散剤、他の添加剤及び／又は充填剤と共に、研磨粒子と混合することによって形成される。研磨粒子をバインダー前駆体に分散させ、次いで、バインダー前駆体／研磨粒子混合物を硬化させて、研磨層を形成する。バインダー前駆体／研磨粒子混合物は、多くの場合、「スラリー」と呼ばれる。好適なバインダー前駆体は、典型的には、周囲条件又は周囲条件に近い条件で、非硬化状態又は非架橋状態であり、且つ流動可能である。研磨粒子を添加した後、次いで、バインダー前駆体は、典型的には、少なくとも部分的にバインダー前駆体を硬化及び／又は架橋（即ち、フリーラジカル重合）させる条件（典型的には、エネルギー源）に曝露され、それによって、分散した研磨粒子を保持することができるバインダーに変換される。代表的なエネルギー源としては、電子線、紫外線、可視光線、赤外線、ガンマ線、熱、及びこれらの組み合わせが挙げられる。
【００２８】
バインダー前駆体は、１つ以上の多官能性（メタ）アクリレートを含んでよい。有用な多官能性（メタ）アクリレートとしては、少なくとも２つの（メタ）アクリレート基、例えば、トリ（メタ）アクリレート及びテトラ（メタクリレート）等を有するモノマー及び／又はオリゴマーが挙げられるが、これらに限定されない。代表的なポリ（メタクリレート）としては、ジ（メタ）アクリレート、例えば１，３−ブチレングリコールジ（メタ）アクリレート、１，４−ブタンジオールジ（メタ）アクリレート、１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、１，６−ヘキサンジオールモノ（メタ）アクリレートモノ（メタ）アクリレート、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、アルコキシル化脂肪族ジ（メタ）アクリレート、アルコキシル化シクロヘキサンジメタノールジ（メタ）アクリレート、アルコキシル化ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、アルコキシル化ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、カプロラクトン修飾ネオペンチルグリコールヒドロキシピバル酸ジ（メタ）アクリレート、カプロラクトン修飾ネオペンチルグリコールヒドロキシピバル酸ジ（メタ）アクリレート、シクロヘキサンジメタノールジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、エトキシル化（１０）ビスフェノールＡジ（メタ）アクリレート、エトキシル化（３）ビスフェノールＡジ（メタ）アクリレート、エトキシル化（３０）ビスフェノールＡジ（メタ）アクリレート、エトキシル化（４）ビスフェノールＡジ（メタ）アクリレート、ヒドロキシピバルアルデヒド修飾トリメチロールプロパンジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコール（２００）ジ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコール（４００）ジ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコール（６００）ジ（メタ）アクリレート、プロポキシル化ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、テトラエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリシクロデカンジメタノールジ（メタ）アクリレート、トリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート；トリ（メタ）（メタ）アクリレート、例えば、グリセロールトリ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、エトキシル化トリ（メタ）アクリレート（例えば、エトキシル化（３）トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、エトキシル化（６）トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、エトキシル化（９）トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、エトキシル化（２０）トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート）、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、プロポキシル化トリ（メタ）アクリレート（例えば、プロポキシル化（３）グリセリルトリ（メタ）アクリレート、プロポキシル化（５．５）グリセリルトリ（メタ）アクリレート、プロポキシル化（３）トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、プロポキシル化（６）トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート）、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、トリス（２−ヒドロキシエチル）イソシアヌレートトリ（メタ）アクリレート；及び高官能性（メタ）アクリル含有化合物、例えばジトリメチロールプロパンテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート、エトキシル化（４）ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、カプロラクトン修飾ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート；オリゴマー（メタ）アクリル化合物、例えばポリエステル（メタ）アクリレート、エポキシ（メタ）アクリレート；並びにこれらの組み合わせが挙げられる。このような化合物は、例えば、Ｓａｒｔｏｍｅｒ  Ｃｏ．（Ｅｘｔｏｎ，ＰＡ）、ＵＣＢ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｓｍｙｒｎａ，ＧＡ）、及びＡｌｄｒｉｃｈ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，ＷＩ）等の販売業者から広く入手可能である。
【００２９】
バインダー前駆体は、例えば、約０．１、約１、又は約３重量パーセントから最大約５、約７、又は更には約１０重量パーセント以上の量の、有効量の少なくとも１つの光開始剤を含んでよい。有用な光開始剤としては、（メタ）アクリレートをフリーラジカルにより光硬化させるのに有用であることが既知であるものが挙げられる。代表的な光開始剤としては、ベンゾイン及びその誘導体、例えば、α−メチルベンゾイン；α−フェニルベンゾイン；α−アリルベンゾイン；α−ベンジルベンゾイン；ベンゾインエーテル、例えば、ベンジルジメチルケタール（Ｃｉｂａ  Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，Ｔａｒｒｙｔｏｗｎ，ＮＹからＩＲＧＡＣＵＲＥ  ６５１として入手可能）、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインｎ−ブチルエーテル；アセトフェノン及びその誘導体、例えば、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル−１−プロパノン（Ｃｉｂａ  Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ  ＣｈｅｍｉｃａｌｓからＤＡＲＯＣＵＲ  １１７３として入手可能）及び１−ヒドロキシシクロへキシルフェニルケトン（Ｃｉｂａ  Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ  ＣｈｅｍｉｃａｌｓからＩＲＧＡＣＵＲＥ  １８４として入手可能）；２−メチル−１−［４−（メチルチオ）フェニル］−２−（４−モルホリニル）−１−プロパノン（Ｃｉｂａ  Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ  ＣｈｅｍｉｃａｌｓからＩＲＧＡＣＵＲＥ  ９０７として入手可能）；２−ベンジル−２−（ジメチルアミノ）−１−［４−（４−モルホリニル）フェニル］−１−ブタノン（Ｃｉｂａ  Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ  ＣｈｅｍｉｃａｌｓからＩＲＧＡＣＵＲＥ  ３６９として入手可能）；並びに（フェニルビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）ホスフィンオキシド（Ｃｉｂａ  Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，ＮＹからＩＲＧＡＣＵＲＥ  ８１９として入手可能）が挙げられる。他の有用な光開始剤としては、モノ−及びビス−アシルホスフィン（例えば、Ｃｉｂａ  Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ  ＣｈｅｍｉｃａｌｓからＩＲＧＡＣＵＲＥ  １７００、ＩＲＧＡＣＵＲＥ  １８００、ＩＲＧＡＣＵＲＥ  １８５０、及びＤＡＲＯＣＵＲ  ４２６５として入手可能）が挙げられる。
【００３０】
バインダー前駆体は、例えば、約０．１、約１、又は約３重量％から、最大約５、約７、又は更には約１０重量％以上の量の、有効量の少なくとも１つの熱反応開始剤を含んでもよい。代表的な熱フリーラジカル反応開始剤としては、アゾ化合物（例えば、２，２−アゾ−ビスイソブチロニトリル、ジメチル２，２’−アゾビス（イソブチラート）、アゾビス（ジフェニルメタン）、４，４’−アゾビス−（４−シアノペンタン酸）、（２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル（Ｅ．Ｉ．ｄｕ  Ｐｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ  ａｎｄ  Ｃｏ．（Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＤＥ）からＶＡＺＯ  ５２として入手可能））；過酸化物（例えば、過酸化ベンゾイル、過酸化クミル、過酸化ｔ−ブチル、過酸化シクロヘキサノン、過酸化グルタル酸、及び過酸化ジラウロイル）；過酸化水素；ヒドロペルオキシド（例えば、ｔ−ブチルヒドロペルオキシド及びクメンヒドロペルオキシド）；過酸（例えば、過酢酸及び過安息香酸）；過硫酸カリウム；並びに過酸エステル（例えば、過炭酸ジイソプロピル）が挙げられる。
【００３１】
幾つかの実施形態では、例えば、得られるバインダーの粘度を低下させるため及び／又は架橋密度を低下させるために、バインダー前駆体中に１つ以上のモノエチレン性不飽和フリーラジカル重合性化合物を含むことが望ましい場合がある。代表的なモノエチレン性不飽和フリーラジカル重合性化合物としては、ヘキシル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、イソノニル（メタ）アクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレート、フェノキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、ドデシル（メタ）アクリレート、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ｎ−プロピル（メタ）アクリレート、ｎ−ブチル（メタ）アクリレート、ｎ−オクチル（メタ）アクリレート、イソブチル（メタ）アクリレート、シクロへキシル（メタ）アクリレート、又はオクタデシル（メタ）アクリレートを含むモノ（メタ）アクリレート；Ｎ−ビニル化合物、例えば、Ｎ−ビニルホルムアミド、Ｎ−ビニルピロリジノン、又はＮ−ビニルカプロラクタム；及びこれらの組み合わせが挙げられる。
【００３２】
幾つかの実施形態では、研磨材層は、１つ以上の添加剤も含んでよい。添加剤により、酸化物／窒化物の選択性が高くなり、除去速度が速くなり、窒化物の損失がより少なくなり、ＷＩＷＮＵ不均一性が改善される。理論に束縛されるものではないが、典型的に作動液を含むウエハ磨きプロセス中、添加剤は、ウエハと接触している研磨層の表面で維持され、及び／又は作動液中に放出されて、磨かれるウエハ表面と相互作用することにより、磨きプロセスに能動的に影響を与え得ると考えられる。添加剤の作動液への溶解を促進するために、添加剤は、典型的に、１００〜１，２００グラム／モルの範囲の分子量を有するが、より高い及びより低い分子量を用いてもよい。作動液への添加剤の溶解度は、当該技術分野において公知である通り、溶媒への溶質の溶解度の一般的原理によって影響を受ける。作動液は、多くの場合水溶液であるので、添加剤の化学構造は、水性作動液への溶解を促進するために、優先的に、少なくとも１つの極性官能基又は化学的特徴を有する。
【００３３】
好適な添加剤の例としては、酸性錯化剤、非イオン性界面活性剤、シリコン界面活性剤、フッ素系界面活性剤、及び水溶性ポリマーが挙げられるが、これらに限定されない。上記添加剤のいずれを研磨層の第１又は第２の添加剤とみなしてもよいが、幾つかの実施形態では、酸性錯化剤が、第１の添加剤である。第１の添加剤として酸性錯化剤を含む更なる実施形態では、第２の添加剤は、非イオン性界面活性剤、シリコン界面活性剤、フッ素系界面活性剤、水溶性ポリマー、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される。
【００３４】
典型的に、添加剤は、バインダー前駆体に添加され、バインダー前駆体混合物の一部とみなされる。研磨粒子をバインダー前駆体混合物に添加し、硬化させた後、添加剤を研磨層１２０及び対応して形成される成形研磨複合材１３０に配合する。
【００３５】
幾つかの実施形態では、研磨層は、添加剤として１つ以上の酸性錯化剤を含む。好適な酸性錯化剤の例としては、多座酸性錯化剤が挙げられるが、これらに限定されない。好適な多座酸性錯化剤の例としては、アミノ酸、又はアミノ酸から形成されるジペプチドのうちの少なくとも１つが挙げられるが、これらに限定されない。好適なアミノ酸の例としては、アラニン、プロリン、グリシン、ヒスチジン、リジン、アルギニン、オルニチン、システイン、チロシン、２つのアミノ酸から形成されるジペプチド、酸性多座錯化剤、及びこれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。特に好適なアミノ酸としては、Ｌ−アルギニン及びＬ−プロリンが挙げられるが、これらに限定されない。好適な市販のＬ−アルギニンの例としては、Ｌ−アルギニン（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ  Ｃｏ．ＬＬＣ（Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓ，Ｍｉｓｓｏｕｒｉ））が挙げられるが、これに限定されない。好適な市販のＬ−プロリンの例としては、Ｌ−プロリンが挙げられるが、これに限定されない。酸性錯化剤は、一般的に、約０．１重量％〜約３重量％、具体的には約０．２５重量％〜約２重量％、より具体的には、約０．５重量％〜約１．５重量％の量で存在する。
【００３６】
幾つかの実施形態では、研磨層は、添加剤として１つ以上の非イオン性界面活性剤を含む。非イオン性界面活性剤は、バインダー前駆体に分散していてよい。典型的には、界面活性剤とバインダーとの間には共有結合は存在しない。バインダー前駆体は、研磨層に界面活性剤を含有させ、界面活性剤の研磨層からの放出を制御するのを補助するために、更に記載する通り架橋してもよい。研磨層中に存在する非イオン性界面活性剤の量は、研磨層の総重量を基準として、０．７５〜２．２重量％、１．０〜２．２重量％、１．３〜２．２重量％、典型的には１．５〜２．０重量％の範囲であり得る。界面活性剤の水性作動液への溶解を容易にするために、非イオン性界面活性剤は、典型的に、１モル当たり３００〜１，２００グラムの範囲の分子量を有するが、より高い分子量及びより低い分子量の非イオン性界面活性剤を用いてもよい。
【００３７】
幾つかの実施形態では、非イオン性界面活性剤は、ポリエーテル非イオン性界面活性剤であってよい。本明細書中で使用するとき、用語「ポリエーテル非イオン性界面活性剤」とは、典型的には界面活性剤の主鎖の少なくとも一部を形成する（しかし、この特性は必須ではない）ポリエーテルセグメントを有する、１つ以上の非イオン性（即ち、永久荷電を有しない）界面活性剤を指す。一般的な界面活性剤の場合と同様に、ポリエーテル非イオン性界面活性剤は、バインダーに対し共有結合すべきではない。水性流体への溶解を促進するために、ポリエーテル非イオン性界面活性剤は、典型的に、１モル当たり３００〜１，２００グラムの範囲の分子量を有するが、より高い分子量及びより低い分子量のポリエーテル非イオン性界面活性剤を用いてもよい。
【００３８】
ポリエーテル非イオン性界面活性剤の例としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキル−フェニルエーテル、ポリオキシエチレンアシルエステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミド、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリエチレングリコールラウレート、ポリエチレングリコールステアレート、ポリエチレングリコールジステアレート、ポリエチレングリコールオレエート、オキシエチレン−オキシプロピレンブロックコポリマー、ポリオキシエチレンソルビタンラウレート、ポリオキシエチレンソルビタンステアレート、ポリオキシエチレンソルビタンオレエート、及びポリオキシエチレンラウリルアミドが挙げられる。
【００３９】
また、有用なポリエーテル非イオン性界面活性剤としては、例えば、高級脂肪族アルコールと約３当量〜約１００当量のエチレンオキシドとの縮合生成物（例えば、Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏ．から商品名ＴＥＲＧＩＴＯＬ  １５−Ｓとして販売されているもの、例えば、ＴＥＲＧＩＴＯＬ  １５−Ｓ−２０；及びＩＣＩ  Ａｍｅｒｉｃａｓ（Ｂｒｉｄｇｅｗａｔｅｒ，ＮＪ）から商品名ＢＲＩＪとして販売されているもの、例えば、ＢＲＩＪ  ５８、ＢＲＩＪ  ７６、及びＢＲＩＪ  ９７）も挙げられる。界面活性剤ＢＲＩＪ  ９７は、ポリオキシエチレン（１０）オレイルエーテルであり、界面活性剤ＢＲＩＪ５８は、ポリオキシエチレン（２０）セチルエーテルであり、界面活性剤ＢＲＩＪ  ７６は、ポリオキシエチレン（１０）ステアリルエーテルである。
【００４０】
また、有用なポリエーテル非イオン性界面活性剤としては、例えば、アルキルフェノールと約３当量〜約１００当量のエチレンオキシドとのポリエチレンオキシド縮合生成物（例えば、Ｒｈｏｄｉａ（Ｃｒａｎｂｕｒｙ，ＮＪ）から商品名ＩＧＥＰＡＬ  ＣＯ及びＩＧＥＰＡＬ  ＣＡとして販売されているもの）も挙げられる。ＩＧＥＰＡＬ  ＣＯ界面活性剤は、ノニルフェノキシポリ（エチレンオキシ）エタノールを含む。ＩＧＥＰＡＬ  ＣＡ界面活性剤は、オクチルフェノキシポリ（エチレンオキシ）エタノールを含む。また、有用なポリエーテル非イオン性界面活性剤としては、例えば、エチレンオキシドとプロピレンオキシド又はブチレンオキシドとのブロックコポリマー（例えば、ＢＡＳＦ  Ｃｏｒｐ（Ｍｏｕｎｔ  Ｏｌｉｖｅ，ＮＪ）から商品名ＰＬＵＲＯＮＩＣ（例えば、ＰＬＵＲＯＮＩＣ  Ｌ１０）及びＴＥＴＲＯＮＩＣとして販売されているもの）が挙げられる。ＰＬＵＲＯＮＩＣ界面活性剤は、プロピレンオキシドポリマー、エチレンオキシドポリマー、及びエチレンオキシド−プロピレンオキシドブロックコポリマーを含んでもよい。ＴＥＴＲＯＮＩＣ界面活性剤は、エチレンオキシド−プロピレンオキシドブロックコポリマーを含む。
【００４１】
幾つかの実施形態では、ポリエーテル非イオン性界面活性剤としては、例えば、１分子当たり２０個のエチレンオキシド単位（例えば、ＴＷＥＥＮ  ６０として販売）又は１分子当たり２０個のエチレンオキシド単位（例えば、ＴＷＥＥＮ  ８０として販売）等の様々なエトキシル化度を有し得るポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル（例えば、ポリオキシエチレンソルビタンモノオレエート）、及びポリオキシエチレンステアレート（例えば、Ｕｎｉｑｅｍａ（Ｎｅｗ  Ｃａｓｔｌｅ，ＤＥ）によって商品名ＴＷＥＥＮ及びＭＹＲＪとして販売されているもの）が挙げられる。ＴＷＥＥＮ界面活性剤は、ポリ（エチレンオキシド）Ｃ１２〜Ｃ１８ソルビタンモノエステルを含む。界面活性剤ＭＹＲＪは、ポリ（エチレンオキシド）ステアレートを含む。
【００４２】
幾つかの実施形態では、ポリエーテル非イオン性界面活性剤は、成形研磨複合材中、又は研磨時の水性流体中に存在する唯一の界面活性剤である。場合によっては、Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏ．からＴＲＩＴＯＮ  Ｈ５５として入手可能なアニオン性リン酸ポリエーテルエステル等のアニオン性界面活性剤をより少量添加することが望ましい場合もある。
【００４３】
一般的に、非イオン性界面活性剤は、界面活性剤分子中の親水性物質の重量パーセントを５で除することによって計算される、親水性−親油性バランス（即ち、ＨＬＢ）の計算値が、少なくとも約４、具体的には少なくとも約６、より具体的には少なくとも約８、より具体的には少なくとも約１０である。一般に、計算されたＨＬＢは２０以下である。非イオン性界面活性剤は、有利には、直鎖状一級アルコールエトキシレート、二級アルコールエトキシレート、分枝状二級アルコールエトキシレート、オクチルフェノールエトキシレート、アセチレン一級アルコールエトキシレート、アセチレン一級ジアルコールエトキシレート、アルカンジアルコール、ヒドロキシル末端エチレンオキシド−プロピレンオキシドランダムコポリマー、フルオロ脂肪族ポリマーエステル、及びこれらの混合物から選択してよい。好適な市販のエチレンオキシド非イオン性界面活性剤の例としては、Ｔｅｒｇｉｔｏｌ  １５−Ｓ−７（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ  Ｃｏ．ＬＬＣ，Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓ，Ｍｉｓｓｏｕｒｉ）及びＴｉｔｒｏｎ  Ｘ−１００（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ  Ｃｏ．ＬＬＣ，Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓ，Ｍｉｓｓｏｕｒｉ）が挙げられるが、これらに限定されない。非イオン性界面活性剤酸は、一般的に、約０．１重量％〜約３重量％、具体的には約０．２５重量％〜約２重量％、より具体的には約０．５重量％〜約１．５重量％の量で存在する。
【００４４】
幾つかの実施形態では、研磨層は、添加剤として１つ以上のシリコン界面活性剤を含む。好適な市販のシリコン界面活性剤の例としては、Ｓｉｌｗｅｔ  Ｌ−７２００、Ｓｉｌｗｅｔ  Ｌ−７２８０（Ｍｏｍｅｎｔｉｖｅ  Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  Ｍａｔｅｒｉａｌ，Ｆｒｉｅｎｄｌｙ，Ｗｅｓｔ  Ｖｉｒｇｉｎｉａ）が挙げられるが、これらに限定されない。シリコン界面活性剤は、一般的に、約０．１重量％〜約３重量％、具体的には約０．２５重量％〜約２重量％、より具体的には約０．５重量％〜約１．５重量％の量で存在する。
【００４５】
幾つかの実施形態では、研磨層は、添加剤として１つ以上のフッ素系界面活性剤を含む。好適な市販のフッ素系界面活性剤の例としては、ＦＣ  ９（３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｓｔ．Ｐａｕｌ，Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ）及びＺｏｎｙｌ（Ｄｕｐｏｎｔ，Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，Ｄｅｌａｗａｒｅ）が挙げられるが、これらに限定されない。フッ素系界面活性剤は、一般的に、約０．１重量％〜約３重量％、具体的には約０．２５重量％〜約２重量％、より具体的には約０．５重量％〜約１．５重量％の量で存在する。
【００４６】
幾つかの実施形態では、研磨層は、添加剤として１つ以上の水溶性ポリマーを含む。好適な水溶性ポリマーの例としては、ポリマー酸、例えば、ポリアクリル酸及びポリリン酸が挙げられるが、これらに限定されない。水溶性ポリマーは、一般的に、約０．１重量％〜約３重量％、具体的には約０．２５重量％〜約２重量％、より具体的には約０．５重量％〜約１．５重量％の量で存在する。
【００４７】
１つ以上の添加剤の組み合わせ（酸性錯化剤、非イオン性界面活性剤、シリコン界面活性剤、フッ素系界面活性剤、及び水溶性ポリマー）を用いてもよい。好ましい組み合わせは、酸性錯化剤と非イオン性界面活性剤である。より具体的には、アミノ酸、アミノ酸から形成されるジペプチド、及びこれらの組み合わせを含む多座酸性錯化剤を、非イオン性界面活性剤と併用する。アミノ酸は、アラニン、プロリン、グリシン、ヒスチジン、リジン、アルギニン、オルニチン、システイン、チロシン、及びこれらの組み合わせからなる群から選択してよい。非イオン性界面活性剤は、ポリエーテル非イオン性界面活性剤であってよい。非イオン性界面活性剤は、直鎖状一級アルコールエトキシレート、二級アルコールエトキシレート、分枝状二級アルコールエトキシレート、オクチルフェノールエトキシレート、アセチレン一級アルコールエトキシレート、アセチレン一級ジアルコールエトキシレート、アルカンジアルコール、ヒドロキシル末端エチレンオキシド−プロピレンオキシドランダムコポリマー、フルオロ脂肪族ポリマーエステル、及びこれらの混合物からなる群から選択してよい。
【００４８】
酸化防止剤、着色剤、熱及び光安定剤、又は充填剤（研磨性能に対して実質的に影響を与えない充填剤）のうちの１つ以上を含む他の材料が、研磨層中に含まれていてよい。
【００４９】
成形研磨複合材を含む提供される構造化研磨物品は、当該技術分野において既知の一般的な方法から作製することができる。例えば、１つの具体化された方法では、スラリー形態のバインダー前駆体及び研磨粒子を、所望の成形研磨複合材の寸法を有する生産工具の補完的な空洞に入れてよい。次いで、半透明なフィルム裏材をスラリー、及び幾つかの例では生産工具と接触させてよい。バインダー前駆体は、生産工具から成形研磨複合材を除去するために、少なくとも十分に硬化させてよい。あるいは、生産工具、少なくとも半透明なフィルム裏材、及びスラリーを、同時にニップを通して供給することができる。所望により、更なる硬化（例えば、熱後硬化）をこの段階で実施して、硬化の程度を更に進行させ、バインダーの特性を改善することができる。成形研磨複合材を形成する方法に関する更なる詳細は、例えば、米国特許第５，１５２，９１７号（Ｐｉｅｐｅｒら）に見出すことができる。
【００５０】
個々の成形研磨複合材は、種々の幾何学的固体又は不規則な形状のいずれの形態であることができる。典型的には、成形研磨複合材は、精密に成形されている（上記定義の通り）。典型的には、成形研磨複合材は、成形研磨複合材の基部、成形研磨複合材の一部が、半透明なフィルム裏材と接触し、半透明なフィルム裏材に固定されるように形成される。成形研磨複合材の近位部は、典型的には、基部又は裏材の遠位の成形研磨複合材の部分と同じ又はより大きな表面積を有する。
【００５１】
精密に成形された研磨複合材は、研磨層の露出面に凸部又は凹部の少なくとも一方が形成される任意の三次元形状を有してよい。有用な形状としては、例えば、立方体、角柱（例えば、六角柱）、角錐（例えば、四角錐又は六角錐）、角錐台、円錐、円錐台、半球形、十字形、又は遠位端に柱状断面が挙げられる。角錐複合材料は、４つ、５つ、又は６つの側面を有してよい。異なる形状及び／又は大きさの研磨複合材の組み合わせを使用してよい。構造化研磨材の研磨層は、連続的なものであっても不連続的なものであってもよい。成形研磨複合材は、１列に並んで、同心円に、らせん状に、若しくは格子型に配置されてもよく、又はランダムに定置されてもよい。精密に成形された研磨複合材を有する構造化研磨物品及びその製造方法に関する更なる詳細は、例えば、米国特許第５，４３５，８１６号（Ｓｐｕｒｇｅｏｎら）、同第５，４５４，８４４号（Ｈｉｂｂａｒｄら）、同第５，８５１，２４７号（Ｓｔｏｅｔｚｅｌら）、及び同第６，１３９，５９４号（Ｋｉｎｃａｉｄら）に見出され得る。
【００５２】
成形研磨複合材を形成する側部は、裏材に対して垂直であっても、裏材に対して傾斜していても、遠位端に向かって幅が漸減するよう先細になっていてもよい。しかし、側部が先細になっている場合、成形型又は生産用具の空洞から成形研磨複合材をより容易に取り外すことができる。実質的に垂直な角度であると、複合材が摩耗しても一貫して公称接触面積が得られることから、実質的に垂直な角度が好ましい。
【００５３】
各成形研磨複合材の高さは、典型的には実質的に同じであるが、単一の構造化研磨物品において高さの変動する複合材を有することも想定される。裏材又は複合材間のランドに関する複合材の高さは、一般に約２，０００マイクロメートル未満、例えば、約１０マイクロメートル〜約２５０マイクロメートルの範囲であってもよい。個々の成形研磨複合材の基部寸法は、約５，０００マイクロメートル以下、具体的には、約１，０００マイクロメートル以下、より具体的には、５００マイクロメートル未満であってよい。個々の成形研磨複合材の基部寸法は、典型的には、約５０マイクロメートル超、具体的には、約１００マイクロメートル超である。成形研磨複合材の基部は、互いに接していてもよいし、又はいくらかの特定の距離だけ互いから離れていてもよい。
【００５４】
隣接する成形複合材は、共通の成形研磨複合材ランド又は橋状構造を共有してもよく、それらは接触し、複合材の向かい合う側壁間に延在する。典型的には、ランド構造は、各隣接した複合材の垂直高さ寸法の約３３％以下の高さを有する。成形研磨複合材ランドは、成形研磨複合材を形成するために用いられるのと同じスラリーから形成されてよい。複合材の中心間に引かれた真っ直ぐな想像線上に位置し得る複合材を介在するものが存在していないという意味で、複合材は「隣接」している。成形研磨複合材の少なくとも一部が、複合材の隆起部分間に凹部領域をもたらすように、互いから分離されていてもよい。
【００５５】
成形研磨複合材の直線間隔は、直線１ｃｍ当たり約１個の成形研磨複合材が存在するものから直線１ｃｍ当たり約２００個の成形研磨複合材が存在するものまでの範囲であってよい。直線間隔は、一箇所で複合材の濃度が他の箇所での濃度より大きくなるように変更させてもよい。例えば、濃度は、研磨物品の中心で最大になり得る。複合材の面密度は、幾つかの実施形態では、１平方センチメートル当たり約１〜約４０，０００個の複合材の範囲であってもよい。裏材の１つ以上の領域が露出していてもよく、即ち、その領域は少なくとも半透明なフィルム裏材に接触している研磨コーティングを有さない。
【００５６】
成形研磨複合材は、典型的に、裏材上において所定のパターンで設計されるか、又は裏材上において所定の位置で設計されるが、これは必須ではない。例えば、裏材とその中に空洞を有する生産工具との間にスラリーを供給することにより作製される研磨物品では、複合材料の所定のパターンは、生産工具のキャビティのパターンに対応する。したがって、パターンは、物品から物品に再現可能であり得る。１つの実施形態では、成形研磨複合材は、ある配列又は配置を形成してもよく、この配列又は配置は、複合材が、整列した横列及び縦列、又は交互に片寄っている横列及び縦列等の規則的な配列であることを意味する場合がある。所望の場合、成形研磨複合材の１の列が、成形研磨複合材の第２列の前に直接整列されてもよい。典型的には、成形研磨複合材の１の列が、成形研磨複合材の第２の列から片寄っていてもよい。
【００５７】
別の実施形態では、成形研磨複合材が「ランダム」な配列又はパターンで設計されてもよい。これは、複合材料が、前述のような横及び縦列の規則的な配列ではないことを意味し得る。例えば、成形研磨複合材は、米国特許第５，６７２，０９７号及び同第５，６８１，２１７号（いずれもＨｏｏｐｍａｎら）に開示されているような方法で設計され得る。しかし、研磨物品上の複合材の位置が予め定められ、研磨物品を作成するために使用される生産工具内の空洞の位置に対応し得るという点で、この「ランダム」な配列は所定のパターンであり得ることが理解される。
【００５８】
代表的な生産工具としては、ロール、エンドレスベルト、及びウェブが挙げられ、例えば、金属（例えば、ロールの場合）又はポリマーフィルム（例えば、エンドレスベルト及びウェブの場合）等の好適な材料で作成され得る。
【００５９】
提供される構造化研磨物品は、一般的に、例えば研磨ディスクの形態において、丸い形状であり得る。研磨ディスクの外縁部は、典型的には、平滑である、又は波打っていてもよい。構造化研磨物品は、楕円形、又は三角形、正方形、長方形等の任意の多角形形状の形態であってもよい。あるいは、研磨物品は、ベルトの形態であってもよい。研磨物品は、研磨技術分野で一般的に研磨テープロールと呼ばれるロールの形態でもたらされてもよい。広くは、研磨テープロールは、ウエハ平坦化プロセス時に割送りされ又は連続的に移動されてもよい。研磨物品には、穿孔して研磨コーティング及び／又は裏材を貫く開口部を作製し、使用前、使用中、及び／又は使用後に作動液を通過させることができるが、有利な実施形態では、構造化研磨物品は、かかる穿孔を実質的に有しない又は更には全く有しない。
【００６０】
研磨層は、裏材の前面、即ち、第１の主表面に適用してよい。裏材の第２の主表面、即ち、裏材の研磨層とは反対の側は、典型的に、使用中にサブパッドと接触してよい。場合によっては、構造化研磨物品は、サブパッドに固定することができる。取付インターフェース層は、裏材の第２の主表面に直接接着してよい。取付インターフェース層を用いて、構造化研磨物品を別の基材、例えば、サブパッド又は圧盤に接着してよい。取付インターフェース層は、接着剤、感圧性接着剤、又は接着剤転写テープ（即ち、両面テープ）であってよく、これらは、裏材の反対面に適用してよい。好適な機械的締結装置を用いてもよい。好適なサブパッドは、例えば、米国特許第５，６９２，９５０号及び同第６，００７，４０７号（双方共にＲｕｔｈｅｒｆｏｒｄら）に開示されている。光学的検出方法を用いる場合、サブパッド、及びそれを載せる任意の圧盤は、少なくとも１つの適切な大きさのウィンドウ（例えば、開口部又は透明な挿入物）を備え、光源（例えば、レーザー）から圧盤及びサブパッドを通る連続的な光路が得られるようにすべきである。
【００６１】
提供される構造化研磨物品は、シリコンを含有するウエハ（例えば、シリコンウエハ、ガラスウエハ等）、又は他の金属を含有するウエハ、及びその外表面上に酸化物層を有するウエハ等の加工物を研磨する及び／又は磨くために用いることができる。例えば、構造化研磨物品は、ウエハ上及び／又はウエハ自体に堆積した誘電体材料を研磨する及び／又は磨くのに有用なものであってもよい。更には、提供される研磨物品は、サファイヤ又は他の鉱物等の他の物質を研磨する又は磨くのに有用であり得ると考えられる。ウエハ磨き速度及び特性に影響を及ぼす変数としては、例えば、ウエハ表面と研磨物品との間の適切な接触圧の選択、作動液の種類、ウエハ表面と研磨物品との間の相対速度及び相対運動、並びに作動液の流速が挙げられる。これらの変数は独立しており、典型的には、処理される個々のウエハ表面に基づき選択される。
【００６２】
本開示に係る構造化研磨物品は、例えば、ウエハ平坦化プロセス前に、及び／又はウエハ平坦化プロセス時に断続的に、パッドコンディショナー（例えば、金属マトリクス中に保持されているダイヤモンド粗粒を含む）を用いて表面を研磨することにより、コンディショニングすることができる。１つの有用なコンディショナーは、ＣＭＰパッドコンディショナー（典型的には、剛性裏材板に実装される）、型番ＣＭＰ−２００００ＴＳ（Ｍｏｒｇａｎ  Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｃｅｒａｍｉｃｓ（Ｈａｙｗａｒｄ，ＣＡ）から入手可能）である。
【００６３】
一般に、１枚の半導体ウエハに対して多数のプロセス工程が存在し得るため、半導体製造産業では、材料除去速度が比較的高速であるプロセスが期待される。特定の研磨物品で得られる材料除去速度は、典型的には、機械の条件及び加工されるウエハ表面の種類により変化する。しかし、典型的には、伝導体又は誘電体材料の高い除去速度を有することが望ましいが、伝導体又は誘電体材料除去速度は、所望の表面仕上げ及び／又はウエハ表面のトポグラフィーを損なわないように選択されてもよい。
【００６４】
ここで図２を参照すると、磨き装置２００は、ウエハ表面を研磨する代表的な方法で用いられる。この方法では、構造化研磨物品１００は、サブパッド２１０に接触し、固定されており、サブパッドは、圧盤２２０に固定されている。発泡体（例えば、ポリウレタン発泡体）又は他の圧縮可能な材料を含み得るサブパッド２１０は、その中に第１のウィンドウ２１２を有し、圧盤２２０は、その中に第２のウィンドウ２２２を有する。ウエハホルダ２３３は、モータ（図示せず）に接続されているヘッドユニット２３１に実装されている。ジンバルチャック２３２は、ヘッドユニット２３１からウエハホルダ２３３に延在する。ウエハホルダ２３３は、ウエハ２４０をヘッドユニット２３１に固定するのを補助し、また半導体ウエハが平坦化中に外れるのを防ぐ。ウエハホルダ２３３は、環状部２３３ａにおいてウエハ２４０と平行に延在している。環状部２３３ａ（任意である）は、別々の部品であってもよく、又はウエハホルダ２３３と一体化していてもよい。ウエハ２４０は、構造化研磨物品１００の研磨層１２０と接触させられ、ウエハ２４０及び研磨層１２０は、互いに対して移動する。磨き（ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）／研磨（ａｂｒａｄｉｎｇ）の進行は、第２のウィンドウ２２２、第１のウィンドウ２１２、及び構造化研磨物品１００を通過し、ウエハ２４０の酸化物表面２４２から反射され、次いでその経路を引き返すレーザービーム２５０を用いてモニタされる。任意の作動液２６０を用いて、研磨プロセスを促進してもよい。リザーバ２３７は、半導体ウエハと研磨層との間の界面に管２３８を通して汲み上げられる任意の作動液２６０を保持する。有用な作動液としては、例えば、米国特許第５，９５８，７９４号（Ｂｒｕｘｖｏｏｒｔら）に列挙されているものが挙げられる。
【００６５】
一般的に、ウエハの表面仕上げは、引っ掻き傷及び欠陥を実質的に含まないことが望ましい。ウエハの表面仕上げは、既知の方法によって評価され得る。１つの方法は、粗さの基準を提供し、引っ掻き傷又は他の表面欠陥を示すことのできるＲｔ値を測定することである。ウエハ表面は、典型的には、約０．４ナノメートル以下、より典型的には、約０．２ナノメートル以下、更により典型的には、約０．０５ナノメートル以下のＲｔ値が得られるように改質される。Ｒｔは、典型的には、Ｗｙｋｏ  ＲＳＴ  ＰＬＵＳ干渉計（Ｗｙｋｏ  Ｃｏｒｐ．，Ｔｕｃｓｏｎ，ＡＺ）等のレーザー干渉計又はＴｅｎｃｏｒ表面計（ＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒ  Ｃｏｒｐ．，Ｓａｎ  Ｊｏｓｅ，ＣＡ）を用いて測定される。引っ掻き傷検出は、暗視野顕微鏡により測定され得る。引っ掻き傷の深さは、原子間力顕微鏡により測定され得る。
【００６６】
ウエハ表面加工は、ウエハ表面の組成に基づき選択することができる作動液の存在下で行われてもよい。幾つかの用途では、作動液は典型的には、水を含む。作動液を、研磨物品と組み合わせて化学的機械的磨きプロセスによる加工を補助してもよい。磨きの化学的工程の間、作動液は、ウエハの外表面又は露出面と反応してもよい。そして、加工の機械的工程の間、研磨物品は、この反応生成物を除去することができる。
【００６７】
現在、メモリ記憶装置及び他の電子機器は、小型化される傾向にある。非常に小さなフィーチャーを有するウエハを、欠陥を生じさせることなく磨くことができる研磨物品が必要とされている。幾つかの代表的な装置は、３２ｎｍ、２８ｎｍ、又は更には２０ｎｍもの小さなフィーチャーを有する。これらのウエハを磨くために、研磨物品が、ほとんど欠陥のない滑らかな表面を比較的高速で作ることができることが重要である。更に、磨き後に、直径１００ｍｍ以上であり得るウエハは、段差が最小である均一なプロファイルを有する必要がある。驚くべきことに、酸性錯化剤及び任意に非イオン性界面活性剤が中に分散している研磨層を含む構造化研磨物品は、欠陥が少なく、窒化物除去速度が遅く、ＷＩＷＮＵの良好な、５００Å／分を超える速度で熱酸化物ウエハから物質を除去できることが見出された。
【００６８】
以降の非限定的な実施例によって本開示の目的及び利点を更に例示するが、これら実施例で引用される特定の材料及びそれらの量、並びに他の条件及び詳細は、本開示を不当に制限するものと解釈されるべきではない。
【実施例】
【００６９】
本発明について以下の実施例でより具体的に説明するが、本発明の範囲内での多数の修正及び変形が当業者には明らかとなるため、以下の実施例は例示のみを目的としたものである。別段の指定がない限り、以下の実施例で報告されるすべての部、百分率、及び比率は、重量を基準としたものである。
【００７０】
【表１】
2015532895.tif 000003
【００７１】
試験方法
ウエハの磨き
固定研磨ウェブを用いて、直径３００ｍｍの熱性酸化ケイ素、及びＰＥＣＶＤ窒化ケイ素ブランケットウエハ、並びにＭＩＴ７６４試験パターンを有する酸化物／窒化物パターンウエハを、Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃ．（Ｓａｎｔａ  Ｃｌａｒａ，ＣＡ）から商品名ＲＥＦＬＥＸＩＯＮポリッシャーとして入手可能なＣＭＰポリッシャーを用いて磨いた。ウェブツールの磨きステーションの１つは、磨き工具にＦＡウェブを実装し、移動させるのに好適なウェブキャリッジを備えていた。商品名「３Ｍ  ＣＭＰ  ＦＩＸＥＤ  ＡＢＲＡＳＩＶＥ  Ｐ７１００  ＳＵＢ  ＰＡＤ」として３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ）から入手可能なサブパッドを、ポリッシャーの圧盤に実装した。ウェブが、圧盤に実装されているサブパッドと並ぶように、固定研磨ウェブをポリッシャーのキャリッジアセンブリに実装した。プロセス条件は、以下の通りであった：
圧盤速度：４０ｒｐｍ
ヘッド速度：３２ｒｐｍ
ヘッド圧：保持リング４．２ｐｓｉ（０．０３ＭＰａ）、ゾーン１  ３．４ｐｓｉ（０．０２ＭＰａ）、ゾーン２  １．９ｐｓｉ（０．０１ＭＰａ）、ゾーン３  ２．０ｐｓｉ（０．０１ＭＰａ）、ゾーン４  ２．０ｐｓｉ（０．０１ＭＰａ）及びゾーン５  ２．０ｐｓｉ（０．０１ＭＰａ）
磨き時間：ブランケットウエハ当たり６０秒、パターンウエハ当たり３０秒
【００７２】
ウェブインクリメント：ウエハ当たり３ｍｍ
磨き液（標準）：ｐＨ  １０．５のＤＩ水中２．５重量％Ｌ−プロリン
流速：２００ｍＬ／分
【００７３】
場合によっては、上記標準磨き溶液に添加剤を添加した。使用した種々の添加剤及び濃度については、表１を参照。溶液のｐＨを、水酸化カリウムを用いて１０．５に調整した。酸化物除去速度及び不均一性を、３００ｍｍのブランケット酸化物ウエハ上で測定した。酸化ケイ素及び窒化ケイ素パターンウエハ上の５０μｍの線における窒化ケイ素の平均損失を表１に示す。
【００７４】
ブランケットウエハ及びパターンウエハの両方についての酸化物及び窒化物除去速度の測定を、ＲＥＦＬＥＸＩＯＮポリッシャーと一体化されており、Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓから供給されたＮｏｖａＳｃａｎ  ３０６０エリプソメーターを用いて行った。ブランケット酸化物及び窒化物ウエハを、３ｍｍの縁部を除いて直径２５−ｐｔをスキャンすることによって測定した。窒化物損失の測定は、５０マイクロメートルの線／５０マイクロメートルの空隙の配列の中心線近傍で行った。パターンウエハを、ウエハ中心で開始し、最外ダイに移動する７つの異なるダイで測定した。各新たなウェブを、最低２５個のブランケット酸化物ウエハ、次いで、パターンウエハ、次いで、ブランケット窒化物ウエハで試験した。最後の１０個のブランケット酸化物からの平均除去速度を、酸化物除去速度として報告した。窒化物除去速度のデータ及び窒化物損失のデータは、それぞれ、単一の窒化物ブランケットウエハ及びパターンウエハから得た。異なる磨き液を用いて同じウェブで更なる試験を行う場合、１０個のブランケット酸化物ウエハのみを磨き、最後の５個のウエハの平均を酸化物除去速度として報告したことを除いて、同じ試験順序を用いた。
【００７５】
実施例１：バインダー中にＬ−アルギニンを含む固定研磨ウェブ
セリア分散液１の調製
以下の通りセリア分散液を調製した：１１．４０４５ｋｇのＣｅ−Ａを混合容器に注ぎ、次いで、ポリテトラフルオロエチレンでコーティングされたブレードを用いて混合しながら、７０３ｇの２−２−ＭＥＥＡＡ、５６８ｇのβ−ＣＥＡ、及び２．７９０７ｋｇの１−Ｍ−２−Ｐｒをゆっくり添加した。混合物を５０℃に加熱し、一晩混合した。次いで、混合物をロータリーエバポレータに移し、減圧下で過剰の水を除去した。得られた分散液、セリア分散液１は、４９．５４パーセントの固形分含量を有していた。
【００７６】
スラリー１の調製
１，２４３．４ｇのセリア分散液１及び１８．５ｇのＤ−１１１を混合容器に添加し、混合した。この混合物に、２０ｇの１−Ｍ−２−Ｐｒに溶解している３．４９ｇの２−ＨＥＭＡ、８．８５ｇのＳＲ  ３３９、６７．８６ｇのＳＲ  ３５１、３．８１ｇのβ−ＣＥＡ、１４．０ｇのＬ−Ａｒｇ、及び０．４２ｇのＰｈｔｈを添加した。混合物を、ポリテトラフルオロエチレンでコーティングされたブレードを用いて３０分間混合し、次いでロータリーエバポレータに移して、１−Ｍ−２−Ｐｒを除去した。溶媒を除去した後、スラリーを室温に冷却し、次いで、０．７１ｇのＩＲＧ  ８１９、０．７１ｇのＶＡＺＯ  ５２、及び０．１８ｇのＨＱＭＥを添加し、次いで、２時間混合して、スラリー１を得た。
【００７７】
固定研磨ウェブ１の調製
本発明の固定研磨物品を、米国特許第５，１５２，９１７号（Ｐｉｅｐｅｒら）に記載の微細複製製作技術を用いて形成した。幅３０インチ（７６ｃｍ）のポリプロピレン生産工具のロールを提供した。ポリプロピレン生産工具は、１０パーセントのキャビティ面積に相当する、六角柱状キャビティ（幅１２５μｍ、深さ３０μｍ）の六角形の配列（中心において３５０マイクロメートル）を有したポリプロピレンフィルムであった。生産工具は、本質的に、最終的な構造化研磨物品の研磨複合材に望ましい形状、寸法、及び配置を反転させたものであった。キャスティングロール及びニップロール（１，３００ポンド（５．７８ｋＮ）のニップ力）を用いて生産工具のキャビティと裏材１との間をスラリー１でコーティングし、次いで、１０フィート／分（３．０ｍ／分）のライン速度及び６．０ｋＷ／インチ（１５．２ｋＷ／ｃｍ）の合計露光で、紫外線源（Ｖ電球、モデルＥＰＩＱ、Ｆｕｓｉｏｎ  ＵＶ  Ｓｙｓｔｅｍｓ，Ｉｎｃ．（Ｇａｉｔｈｅｒｓｂｕｒｇ，Ｍａｒｙｌａｎｄ）から入手可能）を有するＵＶ硬化ステーションに通した。ポリプロピレン工具を裏材１から分離させたところ、裏材１に接着している正確に成形された研磨複合材を有する硬化した接着層、固定研磨ウェブ１、即ち、実施例１が得られた。実施例１で磨いたウエハについての磨き結果を表１に示す。
【００７８】
実施例２：バインダー中にＬ−アルギニン及びＴｅｒｇｉｔｏｌを含む固定研磨ウェブ
スラリー２の調製
９６９．６ｇのＣｅ−Ａ及び９．８ｇのＤ−１１１を混合容器に添加し、混合した。この混合物に、２０ｇの１−Ｍ−２−Ｐｒに溶解している４．４９ｇの２−ＨＥＭＡ、１１．３７ｇのＳＲ  ３３９、８７．２４ｇのＳＲ  ３５１、３．０グラムのＬ−Ａｒｇ、６．０ｇのＴ−１５−７−Ｓ、及び０．５４ｇのＰｈｔｈを添加した。混合物を、ポリテトラフルオロエチレンでコーティングされたブレードを用いて３０分間混合し、次いでロータリーエバポレータに移して、１−Ｍ−２−Ｐｒを除去した。溶媒を除去した後、スラリーを室温に冷却し、次いで、０．９９ｇのＩＲＧ  ８１９、０．９９ｇのＶＡＺＯ  ５２、及び０．２５ｇのＨＱＭＥを添加し、次いで、２時間混合して、スラリー２を得た。
【００７９】
固定研磨ウェブ２の調製
スラリー１の代わりにスラリー２を用いたことを除いて、実施例１に記載したものと同一の手順を用いて固定研磨ウェブを製作した。得られた固定研磨を、固定研磨ウェブ２、即ち、実施例２と指定した。実施例２で磨いたウエハについての磨き結果を表１に示す。
【００８０】
実施例３：バインダー中にＬ−プロリンを含む固定研磨ウェブ
スラリー３の調製
【００８１】
１，２５３．８ｇのセリア分散液１、及び１８．５ｇのＤ−１１１を混合容器に添加し、混合した。この混合物に、２０ｇの１−Ｍ−２−Ｐｒに溶解している３．４９ｇの２−ＨＥＭＡ、８．８５ｇのＳＲ  ３３９、６７．８６ｇのＳＲ  ３５１、３．８１ｇのβ−ＣＥＡ、５０／５０比の水／１＿Ｍ−２−Ｐｒ中２０％  Ｌ−プロリン溶液７０ｇ、及び０．４２ｇのＰｈｔｈを添加した。混合物を、ポリテトラフルオロエチレンでコーティングされたブレードを用いて３０分間混合し、次いでロータリーエバポレータに移して、１−Ｍ−２−Ｐｒを除去した。溶媒を除去した後、スラリーを室温に冷却し、次いで、０．７４ｇのＩＲＧ  ８１９、０．７４ｇのＶＡＺＯ  ５２、及び０．１８５ｇのＨＱＭＥを添加し、次いで、２時間混合して、スラリー３を得た。
【００８２】
固定研磨ウェブ３の調製
スラリー１の代わりにスラリー３を用いたことを除いて、実施例１に記載したものと同一の手順を用いて固定研磨ウェブを製作した。得られた固定研磨材を、固定研磨ウェブ３、即ち、実施例３と指定した。実施例３で磨いたウエハについての磨き結果を表１に示す。
【００８３】
比較例４：添加剤を含まない固定研磨ウェブ
スラリー４の調製
１，２４３．４ｇのセリア分散液１及び１８．５ｇのＤ−１１１を混合容器に添加し、混合した。この混合物に、２０ｇの１−Ｍ−２−Ｐｒに溶解している３．４８ｇの２−ＨＥＭＡ、８．８５ｇのＳＲ  ３３９、６７．８６ｇのＳＲ  ３５１、３．８１グラムのβ−ＣＥＡ、及び０．４２グラムのＰｈｔｈを添加した。混合物を、ポリテトラフルオロエチレンでコーティングされたブレードを用いて３０分間混合し、次いでロータリーエバポレータに移して、１−Ｍ−２−Ｐｒを除去した。スラリーを室温に冷却し、次いで、０．７４ｇのＩＲＧ  ８１、０．７４ｇのＶＡＺＯ  ５２、及び０．１８ｇのＨＱＭＥを添加し、次いで、２時間混合して、スラリー４を得た。
【００８４】
比較固定研磨ウェブ４の調製
スラリー１の代わりにスラリー４を用いたことを除いて、実施例１に記載したものと同一の手順を用いて固定研磨ウェブを製作した。得られた固定研磨材を、比較固定研磨ウェブ４、即ち、比較例４と指定した。比較例４で磨いたウエハについての磨き結果を表１に示す。実施例１及び実施例３の一般組成、即ち、指定の変更を含まない組成は、比較例４と同等であることに留意すべきである。
【００８５】
比較例５：添加剤を含まない固定研磨ウェブ
スラリー５の調製
８２５．３ｇのＣＥ−Ａ、２９５．９ｇの１−Ｍ−２−Ｐｒ、及び８．２ｇのＤ−１１１を混合容器に添加し、混合した。この混合物に、２０ｇの１−Ｍ−２−Ｐｒに溶解している３．６４ｇの２−ＨＥＭＡ、８．７８ｇのＳＲ  ３３９、６８．３４ｇのＳＲ  ３５１、８．２４グラムのβ−ＣＥＡ、及び０．４５ｇのＰｈｔｈを添加した。混合物を、ポリテトラフルオロエチレンでコーティングされたブレードを用いて３０分間混合し、次いでロータリーエバポレータに移して、１−Ｍ−２−Ｐｒ及び水を除去した。溶媒を除去した後、スラリーを室温に冷却し、次いで、０．８０ｇのＩＲＧ  ８１９、０．８０ｇのＶＡＺＯ  ５２、及び０．４４ｇのＨＱＭＥを添加し、次いで、２時間混合して、スラリー５を得た。
【００８６】
比較固定研磨ウェブ５の調製
スラリー１の代わりにスラリー５を用いたことを除いて、実施例１に記載したものと同一の手順を用いて固定研磨ウェブを製作した。得られた固定研磨材を、比較固定研磨ウェブ５、即ち、比較例５と指定した。比較例５で磨いたウエハについての磨き結果を表１に示す。実施例２の一般組成、即ち、指定の変更を含まない組成は、比較例５と同等であることに留意すべきである。
【００８７】
【表２】
2015532895.tif 000004
【００８８】
表１のデータを調べたところ、驚くべきことに、本発明の研磨物品を用いることによって低い窒化物損失値を得ることができる。
【００８９】
本発明の範囲及び趣旨から逸脱することなく、本発明の様々な改変及び変更が当業者には明らかとなるであろう。本発明は、本明細書に記載される代表的な実施形態及び実施例によって不当に限定されるものではない点、また、こうした実施例及び実施形態はあくまで例示を目的として示されるにすぎないのであって、本発明の範囲は本明細書において以下に記載する「特許請求の範囲」によってのみ限定されるものである点は理解すべきである。本開示で引用したすべての参考文献は、参照によってそのすべてが本明細書に組み込まれる。
【図１】
2015532895.tif 000005
【図２】
2015532895.tif 000006
【国際調査報告】
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2015532895.tif 000009