(57)【要約】固定研磨要素（１０８）と、弾性要素（１０６）と、前記弾性要素と前記固定研磨要素との間に配置される剛性要素（１０４）と、前記剛性要素と前記固定研磨要素との間に配置される複数の微細構造（１１０）と、を含む研磨物品（１００）。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）固定研磨要素と、
ｂ）弾性要素と、
ｃ）前記弾性要素と前記固定研磨要素との間に配置される剛性要素と、
ｄ）前記剛性要素と前記固定研磨要素との間に配置される複数の微細構造と、
を含む研磨物品。
【請求項２】
前記微細構造が前記剛性要素に接合される、請求項１に記載の物品。
【請求項３】
前記微細構造が、接着剤組成物によって前記剛性要素に接合される、請求項１に記載の物品。
【請求項４】
前記微細構造が前記剛性要素から延出する、請求項１に記載の物品。
【請求項５】
前記微細構造が、前記固定研磨要素と実質的に同延の層を含む、請求項１に記載の物品。
【請求項６】
前記複数の微細構造が不連続層の形態である、請求項１に記載の物品。
【請求項７】
第１の大きさを有し、前記微細構造要素の第１の領域上に配置される第１の複数の微細構造と、
第２の大きさを有し、前記微細構造要素の第２の領域上に配置される第２の複数の微細構造と、
を含む微細構造要素をさらに含む、請求項１に記載の物品。
【請求項８】
前記微細構造を含み第１の微細構造間隔密度を有する第１の領域と、
前記微細構造を含み第２の微細構造間隔密度を有する第２の領域と、
を含む微細構造要素をさらに含む、請求項１に記載の物品。
【請求項９】
前記第１の領域が第１の微細構造間隔密度を有し、前記第２の領域が第２の微細構造間隔密度を有する、請求項７に記載の物品。
【請求項１０】
前記微細構造の断面が、多角形、円、および楕円からなる群より選択される形状を有する、請求項１に記載の物品。
【請求項１１】
前記微細構造が、角錐、円柱、円錐、切頭半球、角錐台、円錐台、およびその他の切頭体からなる群より選択される形状を有する、請求項１に記載の物品。
【請求項１２】
前記微細構造があるパターンで配列される、請求項１に記載の物品。
【請求項１３】
前記微細構造が、微細構造の偏った列を含むあるパターンで配列される、請求項１に記載の物品。
【請求項１４】
前記微細構造が、微細構造の整列した列を含むあるパターンで配列される、請求項１に記載の物品。
【請求項１５】
前記微細構造がバインダー中に配置された粒子を含む、請求項１に記載の物品。
【請求項１６】
前記粒子がポリテトラフルオロエチレンを含む、請求項１５に記載の物品。
【請求項１７】
前記微細構造が熱可塑性ポリマーを含む、請求項１５に記載の物品。
【請求項１８】
前記微細構造が熱硬化性ポリマーを含む、請求項１５に記載の物品。
【請求項１９】
前記微細構造が金属を含む、請求項１５に記載の物品。
【請求項２０】
前記微細構造が、ステンレス鋼、ニッケル、クロム、およびそれらの組合わせからなる群より選択される金属を含む、請求項１５に記載の物品。
【請求項２１】
前記微細構造がセラミックを含む、請求項１５に記載の物品。
【請求項２２】
前記微細構造が金属をさらに含み、前記セラミックが前記金属上に配置される、請求項２１に記載の物品。
【請求項２３】
前記微細構造がガラスを含む、請求項１５に記載の物品。
【請求項２４】
前記微細構造が金属をさらに含み、前記ガラスが前記金属上に配置される、請求項２３に記載の物品。
【請求項２５】
前記微細構造の高さが約２５０μｍ以下である、請求項１５に記載の物品。
【請求項２６】
少なくとも約１２０個／ｃｍ２の微細構造が、前記剛性要素と前記固定研磨要素との間に配置される、請求項１に記載の物品。
【請求項２７】
前記微細構造の断面積が約１０，０００μｍ２以下である、請求項１に記載の物品。
【請求項２８】
前記微細構造の断面積が約５０，０００μｍ２以下である、請求項１に記載の物品。
【請求項２９】
前記微細構造要素が約２０％以下の支持面積を有する、請求項１に記載の物品。
【請求項３０】
前記研磨要素が、研磨粒子を含む構造を含む第１の領域と、研磨粒子を含まない第２の領域とを含む、請求項１に記載の物品。
【請求項３１】
前記固定研磨要素が、テクスチャー加工された固定研磨要素を含む、請求項１に記載の物品。
【請求項３２】
前記微細構造およびバッキングを含む微細構造要素をさらに含み、前記微細構造が前記バッキング上に配置される、請求項１に記載の物品。
【請求項３３】
前記剛性要素が剛性セグメントを含む、請求項１に記載の物品。
【請求項３４】
前記剛性セグメントが共通の基材から延出する、請求項３２に記載の物品。
【請求項３５】
ａ）ｉ）バッキングと、
ｉｉ）前記バッキングの第１の主表面上に配置される組成物であって、バインダーと複数の研磨粒子とを含む組成物と、
を含む固定研磨要素と、
ｂ）前記研磨面とは反対側の前記研磨要素の面に接合される微細構造要素と、
を含む研磨物品であって、前記微細構造要素が複数の微細構造を含む研磨物品。
【請求項３６】
剛性要素をさらに含み、前記微細構造要素が前記剛性要素に接合される、請求項３５に記載の物品。
【請求項３７】
剛性要素をさらに含み、前記複数の微細構造が前記剛性要素から延出する、請求項３５に記載の物品。
【請求項３８】
前記微細構造要素が、前記固定研磨要素と実質的に同延の層を含む、請求項３５に記載の物品。
【請求項３９】
前記微細構造要素が不連続層を含む、請求項３５に記載の物品。
【請求項４０】
微細構造要素が、第１の大きさを有する第１の複数の微細構造を含む第１の領域と、第２の大きさを有し第２の複数の微細構造を含む第２の領域と、を含む、請求項３５に記載の物品。
【請求項４１】
微細構造要素が、第１の微細構造間隔密度を有する第１の複数の微細構造を含む第１の領域と、第２の微細構造間隔密度を有する第２の複数の微細構造を含む第２の領域と、を含む、請求項３５に記載の物品。
【請求項４２】
前記第１の複数の微細構造が第１の微細構造間隔密度を有し、前記第２の複数の微細構造が第２の微細構造間隔密度を有する、請求項４０に記載の物品。
【請求項４３】
前記微細構造の断面が、多角形、円、および楕円からなる群より選択される形状を有する、請求項３５に記載の物品。
【請求項４４】
前記微細構造が、角錐、円錐、円柱、角錐台、円錐台、切頭半球、およびその他の切頭体からなる群より選択される形状を含む、請求項３５に記載の物品。
【請求項４５】
前記微細構造があるパターンで配列される、請求項３５に記載の物品。
【請求項４６】
前記微細構造が、微細構造の偏った列を含むあるパターンで配列される、請求項３５に記載の物品。
【請求項４７】
前記微細構造が、微細構造の整列した列を含むあるパターンで配列される、請求項３５に記載の物品。
【請求項４８】
前記微細構造がバインダー中に配置された粒子を含む、請求項３５に記載の物品。
【請求項４９】
前記粒子がポリテトラフルオロエチレンを含む、請求項４７に記載の物品。
【請求項５０】
前記微細構造が熱可塑性ポリマーを含む、請求項３５に記載の物品。
【請求項５１】
前記微細構造が熱硬化性ポリマーを含む、請求項３５に記載の物品。
【請求項５２】
前記微細構造が金属を含む、請求項３５に記載の物品。
【請求項５３】
前記微細構造が、ステンレス鋼、ニッケル、クロム、およびそれらの組合わせからなる群より選択される金属を含む、請求項３５に記載の物品。
【請求項５４】
前記微細構造がセラミックを含む、請求項３５に記載の物品。
【請求項５５】
前記微細構造が金属をさらに含み、前記セラミックが前記金属上に配置される、請求項５３に記載の物品。
【請求項５６】
前記微細構造がガラスを含む、請求項３５に記載の物品。
【請求項５７】
前記微細構造が金属をさらに含み、前記ガラスが前記金属上に配置される、請求項５６に記載の物品。
【請求項５８】
前記微細構造の高さが約２５０μｍ以下である、請求項３５に記載の物品。
【請求項５９】
前記微細構造の断面積が約１０，０００μｍ２以下である、請求項３５に記載の物品。
【請求項６０】
前記微細構造の断面積が約５０，０００μｍ２以下である、請求項３５に記載の物品。
【請求項６１】
前記微細構造要素が約２０％以下の支持面積を有する、請求項３５に記載の物品。
【請求項６２】
工作物の表面を改質する装置であって、
ａ）固定研磨要素と、
ｂ）弾性要素と、
ｃ）前記弾性要素と前記固定研磨要素との間に配置される剛性要素と、
ｄ）前記剛性要素と前記固定研磨要素との間に配置される複数の微細構造と、
を含む装置。
【請求項６３】
前記固定研磨要素が、前記複数の微細構造に対して移動可能である、請求項６２に記載の装置。
【請求項６４】
前記複数の微細構造および前記剛性要素が、前記固定研磨要素に対して移動可能である、請求項６２に記載の装置。
【請求項６５】
ａ）前記固定研磨要素を含む第１のウェブと、
ｂ）前記複数の微細構造を含む第２のウェブと、
ｃ）前記弾性要素を含む第３のウェブと、
をさらに含む、請求項６２に記載の装置。
【請求項６６】
前記第１のウェブ、前記第２のウェブ、および前記第３のウェブの少なくとも１つが、前記第１のウェブ、前記第２のウェブ、および前記第３のウェブの別の１つに対して移動可能である、請求項６５に記載の装置。
【請求項６７】
前記第２のウェブが前記剛性要素をさらに含む、請求項６５に記載の装置。
【請求項６８】
前記微細構造が前記剛性要素から延出する、請求項６２に記載の装置。
【請求項６９】
前記剛性要素が剛性セグメントを含む、請求項６２に記載の装置。
【請求項７０】
前記剛性セグメントが共通の剛性基材から延出する、請求項６９に記載の装置。
【請求項７１】
半導体ウエハの表面を改質する方法であって、
ａ）請求項１に記載の研磨物品を、半導体デバイスの製造に好適な基材と接触させる工程と、
ｂ）前記基材と前記研磨物品を互いに対して移動させる工程と、
を含む方法。
【請求項７２】
ａ）前記研磨物品の第１の領域を前記基材と接触させる工程であって、前記第１の領域が、第１の断面積を有する第１の複数の微細構造を含む工程と、
ｂ）前記基材と前記研磨物品を互いに対して移動させる工程と、
ｃ）前記研磨物品の第２の領域を前記基材と接触させる工程であって、前記第２の領域が、第２の断面積を有する第２の複数の前記微細構造を含む工程と、
ｄ）前記基材と前記研磨物品を互いに対して移動させる工程と、
をさらに含む、請求項７１に記載の方法。
【請求項７３】
前記研磨物品がウェブをさらに含み、前記ウェブが前記複数の微細構造を含み、前記方法が、第１の位置から第２の位置に前記ウェブを割送ることをさらに含む、請求項７２に記載の方法。
【請求項７４】
ａ）研磨要素の第１の表面上に配置される複数の構造を含む研磨要素であって、前記構造が研磨粒子を少なくとも実質的に含有しない研磨要素と、
ｂ）前記研磨要素の第２の表面に接合される複数の微細構造であって、前記第２の表面は前記第１の表面の反対側にある複数の微細構造と、
を含む研磨物品。
【請求項７５】
剛性要素をさらに含み、前記微細構造が前記剛性要素と前記研磨要素との間に配置される、請求項７４に記載の研磨物品。
【請求項７６】
弾性要素をさらに含み、前記剛性要素が前記弾性要素と前記研磨要素との間に配置される、請求項７５に記載の研磨物品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハを改質するために好適な研磨物品に関する。
【背景技術】
【０００２】
化学的機械的平坦化（ＣＭＰ）法は、半導体ウエハの製造において、半導体ウエハの研磨および平坦化のために使用される。ＣＭＰ法は、比較的剛性のパッドと半導体ウエハの間に研磨剤をはさみ、パッドと半導体ウエハを互いに移動させて、ウエハ表面を改質することを含む。この研磨剤は、バッキングに接合させた研磨粒子を含む要素などの固定研磨要素の形態、またはスラリー、すなわち研磨粒子を含む液体媒体の形態であってよい。固定研磨要素を使用するＣＭＰ法で使用される支持パッドはサブパッドと呼ばれ、このサブパッドは弾性層上に配置される連続的な剛性層を含む。固定研磨要素は剛性層に取り付けられることが多く、弾性層は定盤に取り付けられることが多い。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ＣＭＰ法は、比較的高い位置、すなわち、通常はフォトリソグラフィーによって形成される形状の大きさを有する形状から選択的に材料を除去して、ウエハ表面を平坦化することが目的である。ＣＭＰ法は、ウエハ上の各ダイが同じ時間で同程度に平坦化されるように、半導体ウエハの材料を均一に除去することも目的である。各ダイの平坦化速度は、ウエハ全体で一様であることが好ましい。半導体ウエハはたわみや湾曲が存在することが多いため、これらの目的の両方を達成することは困難である。一部の半導体ウエハは、多くの段階的高さのばらつきまたは隆起も有し、これらはウエハ上への集積回路の製造手順中に形成される。半導体ウエハのこれらの高さのばらつきならびに曲率およびたわみは、研磨工程の均一性を妨害することがあり、そのためウエハの一部の領域が研磨されすぎて、他の領域の研磨が不十分になることがある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
一態様では、本発明は、固定研磨要素と、弾性要素と、弾性要素と固定研磨要素との間に配置される剛性要素と、剛性要素と固定研磨要素との間に配置される複数の微細構造と、を含む研磨物品を特徴とする。一実施態様では、微細構造は剛性要素に接合される。別の実施態様では、微細構造は接着剤組成物によって剛性要素に接合される。別の実施態様では、微細構造は剛性要素から延出する。
【０００５】
ある実施態様では、微細構造は、固定研磨要素と実質的に同延の層を含む。別の実施態様では、複数の微細構造は不連続層の形態である。
【０００６】
一実施態様では、本発明の物品は、第１の大きさを有し、前記微細構造要素の第１の領域上に配置される第１の複数の微細構造と、第２の大きさを有し微細構造要素の第２の領域上に配置される第２の複数の微細構造と、を含む微細構造要素をさらに含む。一実施態様では、第１の領域は第１の微細構造間隔密度を有し、第２の領域は第２の微細構造間隔密度を有する。
【０００７】
別の実施態様では、本発明の物品は、微細構造を含み第１の微細構造間隔密度を有する第１の領域と、微細構造を含み第２の微細構造間隔密度を有する第２の領域と、を含む微細構造要素をさらに含む。
【０００８】
ある実施態様では、微細構造の断面は、多角形、円、および楕円からなる群より選択される形状を有する。別の実施態様では、微細構造は、角錐、円柱、円錐、切頭半球、角錐台、円錐台、およびその他の切頭体からなる群より選択される形状を有する。別の実施態様では、微細構造はあるパターンで配列される。一実施態様では、微細構造は、微細構造の偏った列を含むパターンで配列される。ある実施態様では、微細構造は、微細構造の整列した列を含むパターンで配列される。
【０００９】
別の実施態様では、微細構造はバインダー中に配置された粒子を含む。ある実施態様では、これらの粒子はポリテトラフルオロエチレンを含む。別の実施態様では、微細構造は熱可塑性ポリマーを含む。別の実施態様では、微細構造は熱硬化性ポリマーを含む。ある実施態様では、微細構造は金属を含み、例えば、ステンレス鋼、ニッケル、クロム、およびそれらの組合わせからなる群より選択される金属を含む。ある実施態様では、微細構造はセラミックを含む。別の実施態様では、微細構造は金属をさらに含み、セラミックが金属上に配置される。さらに別の実施態様では、微細構造はガラスを含む。ある実施態様では、微細構造は金属をさらに含み、ガラスが金属上に配置される。
【００１０】
一実施態様では、微細構造の高さは約２５０μｍ以下である。ある実施態様では、少なくとも約１２０個／ｃｍ２の微細構造が、剛性要素と固定研磨要素との間に配置される。ある実施態様では、微細構造の断面積は約１０，０００μｍ２以下である。別の実施態様では、微細構造の断面積は約５０，０００μｍ２以下である。ある実施態様では、微細構造要素は約２０％以下の支持面積を有する。
【００１１】
別の実施態様では、研磨要素は、研磨粒子を含む構造を含む第１の領域と、研磨粒子を含まない第２の領域とを含む。ある実施態様では、固定研磨要素は、テクスチャー加工された固定研磨要素を含む。別の実施態様では、本発明の物品は、微細構造およびバッキングを含む微細構造要素をさらに含み、微細構造はバッキング上に配置される。ある実施態様では、剛性要素は剛性セグメントを含む。一実施態様では、剛性セグメントは共通の基材から延出する。
【００１２】
別の態様では、本発明は、バッキングと、前記バッキングの第１の主表面上に配置される組成物であって、バインダーと複数の研磨粒子とを含む組成物と、を含む固定研磨要素と、研磨面とは反対側の研磨要素の面に接合される微細構造要素と、を含む研磨物品であって、微細構造要素が複数の微細構造を含む研磨物品を特徴とする。ある実施態様では、本発明の物品は、剛性要素をさらに含み、微細構造要素が剛性要素に接合される。一実施態様では、本発明の物品は、剛性要素をさらに含み、微細構造が剛性要素から延出する。
【００１３】
別の態様では、本発明は、研磨要素の第１の表面上にある複数の構造を含む研磨要素であり、構造が研磨粒子を少なくとも実質的に含有しない研磨要素と、研磨要素の第２の表面に接合される複数の微細構造であって、第２の表面は第１の表面の反対側にある複数の微細構造と、を含む研磨物品を特徴とする。ある実施態様では、本発明の研磨物品は、剛性要素をさらに含み、微細構造は剛性要素と研磨要素との間に配置される。別の実施態様では、本発明の研磨物品は、弾性要素をさらに含み、剛性要素は弾性要素と研磨要素との間に配置される。
【００１４】
別の態様では、本発明は、工作物の表面を改質する装置を特徴とし、この装置は、固定研磨要素と、弾性要素と、弾性要素と固定研磨要素との間に配置される剛性要素と、剛性要素と固定研磨要素との間に配置される複数の微細構造と、を含む装置を特徴とする。一実施態様では、固定研磨要素は、複数の微細構造に対して移動可能である。ある実施態様では、複数の微細構造および剛性要素が、固定研磨要素に対して移動可能である。別の実施態様では、本発明の装置は、固定研磨要素を含む第１のウェブと、複数の微細構造を含む第２のウェブと、弾性要素を含む第３のウェブと、をさらに含む。
【００１５】
ある実施態様では、第１のウェブ、第２のウェブ、および第３のウェブの少なくとも１つが、第１のウェブ、第２のウェブ、および第３のウェブの別の１つに対して移動可能である。別の実施態様では、第２のウェブは前記剛性要素をさらに含む。別の実施態様では、微細構造は剛性要素から延出する。ある実施態様では、剛性要素は剛性セグメントを含む。別の実施態様では、剛性セグメントは共通の剛性基材から延出する。
【００１６】
別の態様では、本発明は、前述の研磨物品を、半導体デバイスの製造に好適な基材と接触させる工程と、前記基材と前記研磨物品を互いに対して移動させる工程と、を含む、半導体ウエハの表面を改質する方法を特徴とする。ある実施態様では、この方法は、研磨物品の第１の領域を基材と接触させる工程であって、第１の領域が、第１の断面積を有する第１の複数の微細構造を含む工程と、基材と研磨物品を互いに対して移動させる工程と、研磨物品の第２の領域を基材と接触させる工程であって、第２の領域が、第２の断面積を有する第２の複数の微細構造を含む工程と、基材と研磨物品を互いに対して移動させる工程と、をさらに含む。別の実施態様では、研磨物品はウェブをさらに含み、ウェブは複数の微細構造を含み、本発明の方法が、第１の位置から第２の位置に前記ウェブを割送ることをさらに含む。
【００１７】
微細構造の「見かけの接触面積」は研磨要素を互いに接触させて荷重を加えた場合に、微細構造の研磨要素と接触できると思われる表面積を意味する。
【００１８】
語句「％支持面積」は、物品の所与の範囲（例えば、半導体ウエハの平面領域と同様または同じ平面領域を有する物品の範囲）における物品の全平面領域に対する、見かけの接触面積に寄与する物品上の面積を意味する。
【００１９】
比較的より剛性の要素と固定研磨要素との間に配置される微細構造によって、固定研磨要素に対する剛性の支持点が得られる。これらの剛性の支持点は、基材の平坦化を促進し、本発明の物品で改質される半導体ウエハ表面上の個々のダイの端部で発生しやすい過剰研磨の量を軽減することができる。微細構造が形成された研磨物品は、サブミクロンレベルで優れた研磨を行うことができる。
【００２０】
研磨物品に微細構造が存在することによって、固定研磨物品によって得られる研磨の程度を変えることができ、ＣＭＰ工程中に生じる研磨の程度を向上させることができる。
【００２１】
本発明のその他の特徴は、以下の本発明の好ましい実施態様の説明、および特許請求の範囲から明らかとなるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
図面を参照すると（全体で同様の特徴を示すために同様の番号が使用される）、最初に図１〜３に関して、比較的より弾性の要素１０６の上に配置される比較的より剛性の要素１０４と、固定研磨要素１０８との間に配置される微細構造要素１０２を含む研磨物品１００が示されている。
【００２３】
微細構造要素１０２は、任意にバッキング１１２の取り付けられる微細構造１１０を有し、例えばディスクやウェブなどの種々の形態で構成されうる。微細構造要素の単位面積当たりの微細構造数、ならびに微細構造の大きさ、形状、および配列は、所望の程度の研磨または平坦化が実現されるように選択することができる。
【００２４】
微細構造数、および上面の面積（すなわち各微細構造の研磨要素と接触可能な微細構造方面）は、好ましくは微細構造要素が約５％の支持面積〜約８０％の支持面積を有し、より好ましくは少なくとも約１０％の支持面積を有するように組み合わせられる。
【００２５】
微細構造要素は、互いに重なり合う微細構造、互いにある距離をおいて配置される微細構造、およびそれらの組合わせを含みうる。微細構造要素上の微細構造の間隔、すなわち微細構造間隔密度は、約１微細構造／直線ｃｍ〜約１００微細構造／直線ｃｍの範囲、好ましくは約５微細構造／直線ｃｍ〜約８０微細構造／直線ｃｍの範囲、より好ましくは約１０微細構造／直線ｃｍ〜約６０微細構造／直線ｃｍの範囲、最も好ましくは約１５微細構造／直線ｃｍ〜約５０微細構造／直線ｃｍの範囲をとりうる。研磨物品のある領域で研磨物品の別の領域よりも微細構造の密度が高くなるように微細構造を配列することもできる（例えば、微細構造密度が研磨物品中央で最大となってもよい）。
【００２６】
一実施態様では、微細構造は固定された基部を有し、固定研磨要素（例えば固定研磨要素のバッキング（存在する場合））と接触可能な自由上端が末端になる。微細構造の上端は好ましくは約１０，０００μｍ２〜約１，０００，０００μｍ２の表面積を有する。微細構造の上面の面積が、半導体ウエハ上のウエハなどの構造の上面の大きさ、すなわち面積と対応するように、微細構造の大きさを決定することもできる。好ましくは、微細構造の上面の断面積は、半導体ウエハの構造の大きさの例えば１０倍をわずかに超える。微細構造の占有面積は、米国特許第５，９５８，７９４号（ブルックスフォールト（Ｂｒｕｘｖｏｏｒｔ）ら）に記載される種類の研磨複合体約１〜１００個の占有面積を含むために十分であることが好ましい。
【００２７】
微細構造は、同じ高さの場合も高さが異なる婆もあるが、好ましくは微細構造の上部が実質的に同じ面内にある。円形パッド型研磨物品用途の場合、微細構造の高さは半径方向で変化してもよい。微細構造の高さは好ましくは２００μｍ以下であり、より好ましくは約２５〜２００μｍである。
【００２８】
有用な微細構造としては、精密な形状の微細構造および不規則な形状の微細構造が挙げられる。好適な微細構造の形状としては、例えば、立方体、円筒形、角柱、角錐、角錐台、円錐、円錐台、その他の切頭体、隆起した断面領域、Ｘ字領域、実質的に平坦な上面を有する柱状、ＷＯ９５／２２４，４３６号などに記載されるような半球型、およびそれらの組合わせが挙げられる。研磨物品の加工面と平行な微細構造の面において断面をとった場合、微細構造は例えば、円形、楕円形、および多角形（例えば、三角形、正方形、長方形、六角形、七角形、および八角形）などの種々の形状を画定することができる。
【００２９】
微細構造は、研磨要素のバッキングに対して垂直な側面、研磨要素のバッキングに向かいより剛性の基材から離れると幅が減少する側面、下部に切り込みが入れられた側面、またはそれらの組合わせを含むことができる。空隙を有する製造工具から作製された微細構造の場合、その例は米国特許第５，９５８，７９４号（ブルックスフォールト（Ｂｒｕｘｖｏｏｒｔ）ら）に記載されており、微細構造の側面にテーパーが付けられる場合、微細構造または微細構造のシートの工具からの取り出しがより容易になる。テーパーを形成する角度は約１〜７５°の範囲をとることができ、好ましくは約２〜５０°、より好ましくは約３〜３５°、最も好ましくは約５〜１５°の範囲をとることができる。
【００３０】
微細構造は、例えば、繰り返しパターン、不規則、列、渦巻き、弦巻線、らせん、または格子などの種々の配置で微細構造要素上に配置することができる。微細構造は措定のパターンで提供されることが好ましい。微細構造の所定のパターンは、微細構造の作製に使用される製造工具の空隙パターンと対応させることができ、これによって、特定の製造工具から作製される各微細構造要素でパターンを再現することが可能になる。所定のパターンの例としては、規則的な配列の微細構造、例えば、整列した縦横の列、または互い違いに偏った縦横の列が挙げられる。微細構造は、ある列の微細構造が、第２の列の微細構造の前に直接配列してもよい。あるいは、ある列の微細構造が、第２の列の微細構造からずれて配列してもよい。
【００３１】
別の実施態様では、微細構造要素は、異なる大きさ、形状、単位面積当たりの数、およびそれらの組合わせの微細構造を有する領域などの多数の領域を含む。複数の領域を有する有用な微細構造要素の例としては、比較的より大きな微細構造を含む領域、比較的より小さな微細構造を含む領域、または微細構造が存在しない領域（すなわち平滑な面）、およびそれらの組合わせを有する微細構造要素が挙げられる。図４は、互いに間隔をあけて配置する比較的より大きな微細構造１１８を有する領域１１６ａと、互いにより狭い間隔をあけて配置する比較的より小さな微細構造１２０を有する領域１１６ｂと、微細構造が存在しない領域１１６ｃとを含むウェブの形態の微細構造要素１１４を示している。別の実施態様では、ある領域は、第２の領域の微細構造の密度よりも、微細構造の密度が高い、すなわち、所与の面先内で微細構造が互いに接近して配置される。図４に示される微細構造要素１１４はロケーター１２２ａも有する。ロケーター１２２ａはロケーター１２２ｂなどの表示と併用することによって、微細構造要素上の所望の位置に対する半導体ウエハの位置を装置が決定することができる。
【００３２】
微細構造要素上に複数の領域が存在すると、微細構造要素の表面にわたって変化する形状が形成される。形状の違いは、その形状に製造される研磨物品の研磨性能を変化させるために使用することができる。研磨工程では、改質される基材の研磨物品に対する運動を制御する機構は、所望の表面改質を実現するために、あらかじめ決定された順序で研磨物品の種々の領域に基材が接触するように、あらかじめプログラムすることができる。あるいは、微細構造要素が組み込まれた表面改質装置は、研磨物品または研磨物品の成分（例えば微細構造要素）を割送るようにプログラムして、半導体ウエハと接触する研磨物品の性質を変えることができる。
【００３３】
微細構造は、例えば、熱硬化性ポリマーや熱可塑性ポリマーなどのポリマー、金属、およびそれらの組合わせを含むことができる。有用な熱硬化性ポリマーの例としては、アクリル酸ビニル、アクリル化エポキシ、アクリル化ウレタン、アクリル化ポリエステル、アクリル化アクリル樹脂、アクリル化ポリエーテル、ビニルエーテル、アクリル化油およびアクリル化シリコーン、ウレタンアルキル樹脂などのアルキド樹脂、ポリエステル樹脂、反応性ウレタン樹脂、レゾール−ノボラック樹脂などのフェノール樹脂、フェノール／ラテックス樹脂、ビスフェノールエポキシ樹脂などのエポキシ樹脂、イソシアネート、イソシアヌレート、アルキルアルコキシシラン樹脂などのポリシロキサン樹脂、反応性ビニル樹脂、ならびにそれらの混合物が挙げられる。
【００３４】
有用な熱可塑性ポリマーの例としては、ポリカーボネート、ポリビニルアルコール、ポリアクリロニトリル、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン、スチレン−アクリロニトリル、セルロース、塩素化ポリエーテル、エチレン酢酸ビニル、ポリアミド、例えば、ポリカプロラクタム、ポリヘキサメチレンアジパミド、ポリヘキサメチレンセバカミド、ポリウンデカノアミド、およびポリラウロアミド、ポリカーボネート、ポリオレフィン、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、およびポリ−４−メチルペンテン、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンオキシド、ポリスチレン、ポリウレタン、ポリイソシアヌレート、ビニルポリマー、例えばポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリビニルピロリドン、およびポリ塩化ビニリデンが挙げられる。
【００３５】
好適な金属としては、ステンレス鋼、ニッケル、およびクロムが挙げられる。
【００３６】
微細構造は粒子を含むこともできる。微細構造要素の耐用寿命などの耐摩耗性を向上させるために、微細構造に粒子を混入することができる。粒子は、摩擦係数を変化、好ましくは減少させるように選択することができ、例えば、微細構造要素と研磨物品の間が滑りやすくなるように選択することができ、これによって微細構造を含むウェブの第２のウェブ（例えば固定研磨ウェブ）に対する動きを、粒子を含まない微細構造要素の動きよりも向上させることができる。微細構造と、微細構造と接触するウェブとの間の摩擦係数を減少させるために使用することができる粒子材料の一例はポリテトラフルオロエチレンである。
【００３７】
微細構造は、共通の底部から延出することができるし、独立したバッキング上に存在してもよいし、それらの組合わせであってもよい。一実施態様では、微細構造は剛性要素から延出し、すなわち微細構造は、エンボス加工などのテクスチャー加工法によって剛性要素の表面上にテクスチャー面を形成する。微細構造要素に有用なバッキングとしては、例えば、フィルム、織物、および不織布が挙げられる。有用なバッキング材料としては、例えば、熱硬化性ポリマーおよび熱可塑性ポリマー、セルロース、金属、セラミック、ガラス、およびそれらの組合わせが挙げられる。
【００３８】
微細構造および微細構造要素は、例えば、成形、押出、エンボス、およびそれらの組合わせなどの種々の方法にしたがって形成することができる。微細構造要素を形成するための有用な方法は、例えば、米国特許第５，８９７，９３０号、第５，１８３，５９７号、第４，５８８，２５８号、第４，５７６，８５０号、および第４，３７４，０７７号に記載されており、これらの内容を本明細書に援用する。微細構造要素の他の有用な製造方法としては、米国特許第５，９５８，７９４号に開示される三次元研磨物品の一般的製造方法が挙げられる。
【００３９】
研磨物品の剛性要素は、連続の場合も不連続の場合もあり、例えば、セグメントや層に分割されてもよく、例えば、円板やベルトなどの連続ウェブなどの種々の形態であってよい。微細構造要素は、例えば、接着剤組成物、超音波溶接、熱溶接、機械的固定具、およびそれらの組合わせなどの種々の機構を使用して剛性要素に取り付けることができる。微細構造が、例えば、剛性要素と同時に成型またはエンボス加工して形成されるか、あるいは剛性要素上に直接形成されるかなどの場合には、剛性要素材料の延長部分として微細構造要素が存在してもよい。図５は、バッキング１１２上にあり剛性要素１０４と接合される微細構造１１０を含む微細構造要素１０２を示している。図６は、剛性要素１０４から直接延出する微細構造１１０を示している。
【００４０】
剛性要素の材料は、改質される基材の表面全体で均一に材料が除去される、すなわち、平坦部やディッシングを有するパターン形成されたウエハに対して良好な均一性および平坦性を示す（すなわち平坦化比の指標）研磨構造体が得られるように、弾性要素の材料との組合わせで選択される。
【００４１】
好適な剛性基材材料としては、例えば、有機ポリマー、無機ポリマー、セラミック、金属、有機ポリマーの複合材料、およびそれらの組合わせが挙げられる。好適な有機ポリマーは、熱可塑性の場合もあるし熱硬化性の場合もある。好適な熱可塑性材料としては、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリウレタン、ポリスチレン、ポリオレフィン、ポリペルフルオロオレフィン、ポリ塩化ビニル、およびそれらのコポリマーが挙げられる。好適な熱硬化性ポリマーとしては、例えば、エポキシ、ポリイミド、ポリエステル、およびそれらのコポリマー（すなわち、少なくとも２種類の異なるモノマーを含むポリマーであり、例えば、ターポリマーやテトラポリマーを含む）が挙げられる。
【００４２】
剛性基材のポリマーは強化してもよい。強化は、繊維または粒子状材料の形態であってよい。強化に使用するために好適な材料としては、例えば、有機または無機繊維（例えば、連続またはステープル）、マイカやタルクなどのケイ酸塩、砂や石英などのシリカ系材料、金属粒子、ガラス、金属酸化物、炭酸カルシウム、またはそれらの組合わせが挙げられる。
【００４３】
金属板を剛性要素として使用することもできる。好ましくは、金属板は非常に薄く、例えば約０．０７５〜約０．２５ｍｍである。好適な金属としては、例えば、アルミニウム、ステンレス鋼、銅、ニッケル、およびクロムが挙げられる。
【００４４】
特に有用な剛性材料としては、ポリ（エチレンテレフタレート）、ポリカーボネート、ガラス繊維強化エポキシ板、アルミニウム、ステンレス鋼、およびＩＣ  １０００（デラウェア州ニューアークのローデル（Ｒｏｄｅｌ，Ｉｎｃ．，Ｎｅｗａｒｋ，ＤＥ）より入手可能）が挙げられる。
【００４５】
弾性要素は連続層になりうるし、不連続層（例えばセグメントに分割される）にもなりうる。弾性要素の機械的挙動が所望の用途で許容できるのであれば、弾性要素は、一層の材料を含むことができるし、同種または異種の材料の多数の層を含むこともできる。弾性要素は、表面改質工程中に圧縮可能であることが好ましい。弾性要素の弾性（すなわち圧縮すると剛性で弾性反発する）は、弾性要素の材料の厚さ方向の弾性率と関連があり、弾性要素の厚さの影響も受ける。
【００４６】
弾性要素の材料、ならびに弾性要素の厚さの選択は、例えば、工作物表面および固定研磨要素の組成、工作物表面の形状および初期の平坦性表面改質（例えば、表面の平坦化）に使用される装置の種類、ならびに改質工程で弾性要素を使用するときの圧力などの工程の種々の変量に依存して変化する。
【００４７】
好ましくは、例えば弾性要素全体を含む弾性材料は、ヤング率が約１００ＭＰａ未満であり、より好ましくは約５０ＭＰａ未満である。弾性材料の動的圧縮試験を使用して弾性材料の厚さ方向のヤング率（貯蔵弾性率、弾性率と呼ばれることもある）を測定することができる。弾性要素が単層の場合、または複数の層を含む積層要素である場合のいずれの場合でも、ＡＳＴＭ  Ｄ５０２４−９４（圧縮によるプラスチックの動的機械的性質を測定するための標準的試験方法）は弾性材料のヤング率を測定するための有用な方法である。弾性要素の材料のヤング率は、公称ＣＭＰ工程圧力に等しい予備荷重をかけて２０℃および０．１ＨｚでＡＳＴＭ  Ｄ５０２４−９４に準拠して測定される。
【００４８】
好適な弾性材料は、材料の応力緩和をさらに評価することによって選択することができる。応力緩和は、材料を変形させ、変形状態で材料を維持し、変形を維持するために必要な力または応力を測定することによって評価される。好適な弾性材料は、最初に適用した圧力の１２０秒後に、好ましくは最初に適用した圧力の少なくとも約６０％が維持され、より好ましくは少なくとも約７０％が維持される。これを本明細書では「残留応力」と呼び、最初に室温（２０℃〜２５℃）で初期応力が８３ｋＰａになるまで材料の試料を２５．４ｍｍ／分の速度で厚さ０．５ｍｍ以上まで圧縮し、２分後に残留応力を測定することによって求められる。
【００４９】
弾性要素は、多種多様な弾性材料を含むことができる。有用な弾性材料の例としては、例えば、熱可塑性、熱硬化性、および弾性などの有機ポリマーが挙げられる。好適な有機ポリマーとしては、発泡や吹き込みによって多孔質有機構造（すなわちフォーム）を形成可能な有機ポリマーが挙げられる。このようなフォームは、天然ゴムまたは合成ゴム、あるいは、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリアミド、ポリウレタン、およびそれらのコポリマーなどの他の熱可塑性エラストマーから製造することができる。好適な剛性熱可塑性エラストマーとしては、例えば、クロロプレンゴム、エチレン／プロピレンゴム、ブチルゴム、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ＥＰＤＭポリマー、ポリ塩化ビニル、ポリクロロプレン、スチレン−ブタジエンコポリマー、およびスチレン−イソプレンコポリマー、ならびにそれらの混合物が挙げられる。有用な弾性材料の一例は、ポリエチレンとエチル酢酸ビニルのフォームの形態のコポリマーである。
【００５０】
他の有用な弾性材料としては、ポリエチレンを含浸させたフェルト系材料、ポリオレフィン、ポリエステル、またはポリアミドなどの繊維を含む不織布または織物のマット、ならびに樹脂を含浸させた織物および不織布材料が挙げられる。
【００５１】
有用な市販の弾性材料の例としては、ミネソタ州セントポールの３Ｍ（３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ））より入手可能な商品名３Ｍスコッチ・ブランド・クッションマウント・プレート・マウンティング・テープ９４９（３Ｍ  ＳＣＯＴＣＨ  ｂｒａｎｄ  ＣＵＳＨＩＯＮＭＯＵＮＴ  Ｐｌａｔｅ  Ｍｏｕｎｔｉｎｇ  Ｔａｐｅ  ９４９）高密度弾性フォーム両面テープのポリ（エチレン−コ−酢酸ビニル）フォーム、マサチューセッツ州ローレンスのボルテック（Ｖｏｌｔｅｋ（Ｌａｗｒｅｎｃｅ，ＭＡ））より入手可能なＥＯ  ＥＶＡフォーム、ニュージャージー州ハイアニスのセンチネル・プロダクツ（Ｓｅｎｔｉｎｅｌ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ（Ｈｙａｎｎｉｓ，ＮＪ））より入手可能なＥＭＲ  １０２５ポリエチレンフォーム、ミネソタ州ミネアポリスのイルバーク（Ｉｌｌｂｕｒｃｋ，Ｉｎｃ．（Ｍｉｎｎｅａｐｏｌｉｓ，ＭＮ））より入手可能なＨＤ２００ポリウレタンフォーム、センチネル・プロダクツ（Ｓｅｎｔｉｎｅｌ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ）より入手可能なＭＣ８０００およびＭＣ８０００ＥＶＡフォーム、ならびにデラウェア州ニューアークのローデル（Ｒｏｄｅｌ，Ｉｎｃ．，Ｎｅｗａｒｋ，ＤＥ）より入手可能なＳＵＢＡ  ＩＶ含浸不織布（ＳＵＢＡ  ＩＶ  Ｉｍｐｒｅｇｎａｔｅｄ  Ｎｏｎｗｏｖｅｎ）が挙げられる。
【００５２】
スラリー研磨作業に使用される剛性要素と弾性要素を有する市販のパッドも好適である。このようなパッドの一例は、商品名ＩＣ１０００−ＳＵＢＡ  ＩＶ（ローデル（Ｒｏｄｅｌ，Ｉｎｃ．））で入手可能である。
【００５３】
研磨要素は、化学的機械的平坦化工程中に研磨スラリーを使用しなくてもウエハ表面を研磨することができる。研磨要素は、固定研磨要素、すなわちバインダーの固定された位置に複数の研磨粒子を含む研磨物品であってよい。固定研磨要素は、平坦化工程中に発生しうるものを除けば遊離の研磨粒子が実質的に存在しない。固定研磨要素の粒子およびバインダーは、バッキングなどの支持体に任意に接合させることができる。
【００５４】
研磨要素は、隆起部分およびくぼみ部分を含み、少なくとも隆起部分はバインダー中の研磨粒子を含むようにテクスチャー加工されてよい。
【００５５】
好ましくは研磨要素は三次元研磨物品である。三次元研磨物品は、物品の厚さの少なくとも一部の全体に延在する多数の研磨粒子を有し、へ炭化中に粒子の一部が脱落すると、別の研磨粒子が露出して研磨機能を果たすことができる。有用な三次元テクスチャー加工された固定研磨物品は、米国特許第５，９５８，７９４号（ブルックスフォールト（Ｂｒｕｘｖｏｏｒｔ）ら）およびＰＣＴ出願ＷＯ９８／４９７２３号（カイサキ（Ｋａｉｓａｋｉ））に開示されており、これらの記載内容を本明細書に援用する。
【００５６】
研磨要素は、くぼみ部分で分離された構造を有してよい。このような構造は、研磨粒子を含む場合も研磨粒子を含まない場合もあり、研磨要素は、研磨粒子を含まない構造、研磨粒子を含む構造、およびそれらの組合わせを含みうる。研磨要素の構造はパターン、不規則、およびそれらの組合わせで配列することができる。
【００５７】
研磨要素は、研磨物品の他の成分（例えば、微細構造要素、剛性セグメント、およびそれらの組合わせ）全体に延在する層の形態であってよい。研磨要素は、個々の剛性セグメントと同延であってもよい。
【００５８】
図７および８は、別の実施態様の研磨物品２１０を示している。研磨物品２１０は、セグメント化された比較的より剛性の要素２２０と、バッキング２１８上に固定研磨複合体２１６を含む固定研磨要素２１４との間に、微細構造１１０を含む。固定研磨要素２１４は、接着剤組成物２２４によって微細構造１１０と接合される。比較的より剛性の要素２２０は、微細構造１１０と、比較的より弾性の要素２２６との間に配置される。研磨物品２１０は、弾性要素２２６の底面上に接着剤組成物２３０の層をさらに含み、これは研磨物品を定盤に取り付けるために使用される。微細構造要素２０２ａ、２０２ｂはセグメント化された剛性要素２２０の上にあり、剛性要素は、溝２３２によって分断された多数のセグメント２２２を含む。微細構造１１０ａの連続的コーティングの形態である微細構造要素２０２ａは多数の剛性セグメント上に延在し、もう１種類の微細構造要素２０２ｂは、個々の剛性セグメント２２２ｂから延出する微細構造１１０ｂを含む。
【００５９】
剛性セグメントの大きさは、局所的な平坦性と全体的な均一性が最適化され、剛性要素を有するように製造された研磨物品によって改質される半導体ウエハ上で所定の末端除去領域が得られるように選択される。剛性セグメントの大きさは、これを使用して改質される半導体ウエハのダイの配列（例えば、ダイの繰り返しパターン）および所望の末端除去領域に対するダイの大きさなどの表面の性質に基づいて選択することができる。好ましくは、半導体ウエハの端部を超えて延在しない剛性セグメントによって生じる圧力が、半導体ウエハの端部と近接する剛性セグメントの影響を受けないように、剛性セグメントの占有面積は所望の末端除去面積以下となる。局所領域の剛性セグメントの近傍、すなわち占有面積が、改質される半導体ウエハ上の個々のダイまたはリソグラフィーパターンの繰り返しの占有面積とほぼ同じまたはこれよりもわずかに大きくなるように、剛性セグメントの大きさが決定されることが好ましい。好ましくは、剛性セグメントは、研磨されるダイの最小寸法の約０．５倍〜約４倍の大きさである。有用な剛性セグメントは、研磨物品の加工面と平行なセグメント面でとった断面積が約４００ｍｍ２以下である。
【００６０】
剛性要素２３４の深さ方向と剛性要素２３４の表面に沿って延在する溝２３２によって、剛性セグメント２２２は互いに分離される。溝２３２は、溝がない剛性要素よりも剛性要素２３４を比較的可撓性にする蛍光があり、それによって全体の剛性要素２３４は半導体ウエハ２３８の表面に適合可能となり、同時に個々のセグメント３２は剛性を維持する。
【００６１】
剛性要素２３４内部に溝２３２が延在する深さは変動させることができる。剛性要素２３４は、例えば、剛性要素２３４内部に延在する溝２３２、剛性要素２３４を貫通する溝２３２、剛性要素２３４を貫通し下にある比較的より弾性の要素２２６まで延在する溝２３２、剛性要素２３４を貫通し下にある比較的より弾性の要素２２６も貫通する溝２３２、またはそれらの組合わせを含むことができる。溝２３２がサブパッドの深さまでさらに延在すると、研磨物品構造はより可撓性になる。好ましくは、溝は剛性要素２３４を貫通して、弾性要素２２６上に剛性セグメント２２２が置かれ、他の剛性セグメントとは実質的に独立に動き、それによって、半導体ウエハ表面と剛性層が適合しながら、局所的な平坦化は維持できるようになる。より好ましくは、１つの剛性セグメントの動くことによって、任意の隣接するセグメントが動くことはなく、動きは伝達されない。
【００６２】
図７は、剛性要素２３４内部に延在する溝２３２を有する研磨物品２１０を示している。図９は、剛性セグメント２２２ａが弾性要素２２６上で独立につり下げられるように剛性要素２３４を通過する溝２３２ａを示している。図１０は、剛性要素２３４を貫通し弾性要素２２６内部まで延在する溝２３２ｂと、剛性要素２３４を貫通し弾性要素２２６も貫通する溝２３２ｃを示している。
【００６３】
図１１は、剛性要素２３４の表面２４３から剛性要素２３４内部まで延在する溝２４２ａと、剛性要素２３４の底面２４４から剛性要素２３４内部まで延在する溝２４２ｂとを含む研磨物品２４０を示している。
【００６４】
溝の幅、すなわちセグメント間の間隙は、サブパッドの所望の可撓性および適合性を基準にして選択される。溝の幅は、セグメントが互いに完全に分離するか、あるいは実質的に完全に分離するように溝の幅を増加させることができる。一般に、ＣＭＰ工程中、ウエハ表面の公称圧力は、ウエハの裏面側に圧力を加えることによって制御される。より広い溝の場合、剛性セグメントによって占められる全平面領域の摩擦が減少する。剛性セグメントから圧力が伝達されるので、ウエハ裏面に生じる全体の力は、セグメント化されていない剛性要素の場合よりも小さい全体面積で伝達され、剛性セグメント先端（材料の除去が起こる）の公称圧力が増加する。このような状況では、セグメント上で発生し半導体ウエハに移動する公称圧力は、セグメントの比率を変化させることによって制御可能であり、例えば、剛性要素の平面領域の５０％がセグメントを含む場合、加工面の平均圧力は、公称圧力の２倍を超えて増加する。溝の幅の加工圧力に対する影響は、溝の幅の選択に関して考慮すべきもう１つの要因である。
【００６５】
溝の形状は、少なくとも１つの側壁によって画定され（例えば、連続的な弓形の側壁）、さらに２つ以上の側壁によって画定することもでき、例えば、２つの実質的に平行な側壁、２つの分岐するまたは集中する側壁、溝の底壁によって分離される２つの側壁によって画定することができる。
【００６６】
溝は、例えば円形、楕円形、多角形（例えば、三角形、長方形、六角形、および八角形）などの種々の形状を有する剛性セグメントを画定するように配列することができる。剛性セグメントは、例えば、平行六面体、円筒形、円錐、角錐、角錐台、円錐台、およびその他の切頭体などの種々の形態を有することができる。図８は、略正方形の剛性セグメント２２２を画定する互いに直角に配列した溝を示している。剛性セグメント２４４は、例えば、図１２に示されるように、相互にかみ合う形状であってもよい。
【００６７】
図１３ａは、剛性セグメント２２２ａの側壁２７２ａおよび上壁２７４ａ（すなわち研磨要素と最も近い剛性セグメントの表面）の結合部２７６ａが９０°の角をなす剛性セグメント２２２ａを示している。側壁２７２および上壁２７４の結合部２７６は、９０°以外の角度であってもよく、例えば、結合部は傾斜したり湾曲したりすることがある。図１３ｂは、側壁２７２ｂと上壁２７４ｂの間の結合部２７６ｂにテーパーが付いている、すなわち傾斜が付いている剛性セグメント２２２ｂを示している。図１３ｃは、側壁２７２ｃと上面２７４ｃの間の結合部２７６ｃが丸くなっている剛性セグメントを示している。剛性セグメントの上部において剛性セグメントの１つ以上の角にテーパーおよび丸みを付けることによって、この剛性セグメントを有するように製造された研磨物品の表面を移動する半導体ウエハが比較的よりなめらかに移動するようになる。
【００６８】
図１４を参照すると、剛性要素２５４は、異なる大きさ（例えば、断面積）、間隔または形状を有し、剛性要素上の異なる領域２６８ａ、２６８ｂ、および２６８ｃに配置された多数の剛性セグメント２６４ａ、２６４ｂ、および２６４ｃも有する。
【００６９】
有用な研磨物品構造としては、例えば、ディスク、ウェブ、および多重ウェブ構造が挙げられる。研磨物品の成分は、取り付け機構によって互いに固定された関係に維持することができる。研磨物品の種々の成分を互いに固定された関係に維持するために有用な手段の例としては、例えば、接着剤組成物、機械的固定装置、連結層、およびそれらの組合わせが挙げられる。例えば、熱溶接、超音波溶接、マイクロ波活性化接合、研磨物品の少なくとも２種類の成分の同時押出、およびそれらの組合わせなどの方法によって成分を互いに接合させることもできる。
【００７０】
有用な接着剤としては、例えば、感圧接着剤、ホットメルト接着剤、およびにかわが挙げられる。好適な感圧接着剤としては、例えば、天然ゴム系接着剤、（メタ）アクリレートポリマーおよびコポリマー、熱可塑性ゴムのＡＢまたはＡＢＡブロックコポリマー、例えば商品名クラトン（ＫＲＡＴＯＮ）（テキサス州ヒューストンのシェル・ケミカル（Ｓｈｅｌｌ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏ．，Ｈｏｕｓｔｏｎ，Ｔｅｘａｓ））で入手可能なスチレン／ブタジエンまたはスチレン／イソプレンブロックコポリマー、あるいはポリオレフィンなどの種々の感圧接着剤が挙げられる。好適なホットメルト接着剤としては、例えば、ポリエステル、エチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）、ポリアミド、エポキシ、およびそれらの組合わせが挙げられる。好ましくは、接着剤は、使用中に研磨物品の成分を互いに固定された関係に維持するために十分な凝集強さおよび剥離抵抗性を有し、使用条件における化学分解に対して抵抗性である。
【００７１】
本発明の研磨物品は、定盤（例えば、化学的機械的平坦化に使用される定盤）に取り付けるための種々の機構を含むことができ、例えば、接着剤、あるいは装着ピン、保持リング、張力、減圧、またはそれらの組合わせなどの機械的手段を含むことができる。
【００７２】
本発明の研磨物品は、研磨パッドの使用が好適な装置などの多くの種類の半導体ウエハ平坦化装置での使用に適合させることができる。好適な市販の装置の一例は、アリゾナ州フェニックスのアイペック／ウエステック（ＩＰＥＣ／ＷＥＳＴＥＣＨ（Ｐｈｏｅｎｉｘ，Ａｒｉｚｏｎａ））より入手可能な化学的機械的平坦化（ＣＭＰ）装置（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｌａｎａｒｉｚａｔｉｏｎ（ＣＭＰ）  ｍａｃｈｉｎｅ）である。
【００７３】
研磨物品の少なくとも１つの成分（例えば、微細構造要素、弾性要素、研磨要素、剛性要素、またはそれらの組合わせ）は、研磨物品の他の成分に対して移動させることができる。図１５は、基材を改質するための装置２５０を示しており、この装置２５０は、多数のウェブ２５２、２５４、２５６を有し、各ウェブはそれぞれの巻き出しローラー２５１、２５５、および２５９と、それぞれの巻き取りローラー２５３、２５７、および２６０との間に延在している。ウェブ２５２は、バッキングに接合される固定研磨複合体の研磨要素２５８を含む。ウェブ２５４は多数の微細構造２６１を含み、ウェブ２５６は弾性要素を含む。ウェブ２５２、２５４、２５６は互いに独立に移動させることが可能であり、例えば、研磨ウェブ２５８を微細構造ウェブ２５４および弾性ウェブ２５６と独立して動かすことができる。ウェブ２５２、２５４、２５６は同じ速度でも異なる速度でも移動可能であり、少なくとも１つのウェブは、別のウェブの動きに対して停止した状態となりうる。あるいは、ウェブ２５２、２５４、２５６の少なくとも２つを互いに固定された関係に維持することができ、例えば、互いに接合させて、一つの単位として移動させることができる。
【００７４】
ウェブ２５２、２５４、２５６は、互いに独立、または同時に動かして、所定の性質を示す１つ以上の領域を有する研磨物品にすることができる。装置２５０は、例えば、図４に示される微細構造要素を含んでよい。さらに、あるいはこれとは別に、装置２５０は、テクスチャー加工され固定された研磨複合体がより高い研磨性を有する領域と、テクスチャー加工され固定された研磨複合体がより低い研磨性を有する領域とを有する研磨ウェブ２５８を含んでよく、このようなものは、例えば、研磨ウェブ製造工程や、あるいは従来の研磨作業で使用したことによって得られることがある。これらのウェブ２５２、２５４のそれぞれを互いに独立に動かして、所望の表面改質特性を有する研磨物品を得ることができる。研磨物品に対する半導体ウエハの動きを制御する機構は、所望の表面改質を実現するために、あらかじめ決定された表面改質順序にしたがって、研磨物品の種々の領域に基材が接触するように、あらかじめプログラムすることができる。
【００７５】
微細構造要素を有する研磨物品および装置は、例えば、米国特許第５，９５８，７９４号（（ブルックスフォールト（Ｂｒｕｘｖｏｏｒｔ）ら）および第６，００７，４０７号（これらの記載内容を本明細書に援用する）に記載されるような方法を含めた種々の半導体ウエハ表面改質方法に使用することができる。
【００７６】
その他の実施態様は特許請求の範囲内である。例えば、本発明の研磨物品は、半導体デバイスの製造に好適な基材の表面の改質に好適であるとして説明してきたが、本発明の研磨物品は、例えば銅ウエハなどの化学的機械的平坦化工程を使用する種々の基材の改質への使用に好適となるように構成することができる。
【００７７】
ある実施態様では、微細構造要素は、ある厚さを有する穿孔シートである。このシートの連続部分は、微細構造を構成し、例えば、円形、楕円形、および多角形（例えば、三角形、正方形、菱形、長方形、六角形、七角形、および八角形）、ならびにそれらの組合わせ（例えば異なる形状の穴を有するシート）を含む形状を有する穴を画定する。シートの厚さによって微細構造の高さが決まる。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の研磨物品の概略断面図である。
【図２】図１の番号２で示される領域の拡大図である。
【図３】微細構造要素の概略断面図である。
【図４】第２の実施態様による微細構造要素の上面図である。
【図５】剛性基材上の微細構造要素の一実施態様の断面図である。
【図６】剛性基材上の微細構造要素の別の実施態様の断面図である。
【図７】本発明の別の実施態様による研磨物品の概略断面図のである。
【図８】図７の研磨物品の剛性セグメントおよび微細構造要素の層の上面図である。
【図９】本発明の第３の実施態様による研磨物品の概略断面図である。
【図１０】本発明の第４の実施態様による研磨物品の概略断面図である。
【図１１】本発明の第４の実施態様による研磨物品の概略断面図である。
【図１２】剛性要素の一実施態様による相互にかみ合う剛性セグメントの上面図である。
【図１３ａ】個々の剛性セグメントの側面斜視図である。
【図１３ｂ】個々の剛性セグメントの側面斜視図である。
【図１３ｃ】個々の剛性セグメントの側面斜視図である。
【図１４】セグメント化された剛性要素の平面図である。
【図１５】本発明の一実施態様による研磨物品を含む基材改質装置の側面図である。
【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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