(57)【要約】      （修正有）【課題】プレポリマと糖類物質との反応によって形成された気孔を含む多孔性研磨パッド及び前記多孔性研磨パッドの製造方法提供する。【解決手段】本願の第１の側面は、プレポリマに糖類物質を分散させるステップと、前記プレポリマと前記糖類物質との反応によって前記プレポリマ内に気孔１１０が形成された研磨パッド１００を製造するステップとを含む、多孔性研磨パッド１００の製造方法を提供する。本願の第２の側面は、本願の第１の側面に係る方法により製造され、糖類物質によって化学的・物理的に形成された気孔１１０を含む、多孔性研磨パッド１００を提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プレポリマに糖類物質を分散させるステップと、
前記プレポリマと前記糖類物質との反応によって前記プレポリマ内に気孔が形成された研磨パッドを製造するステップと
を含む、多孔性研磨パッドの製造方法。
【請求項２】
前記プレポリマと反応していない未反応糖類物質が前記気孔上に分散している、請求項１に記載の多孔性研磨パッドの製造方法。
【請求項３】
前記糖類物質は、単糖類物質、二糖類物質、または多糖類物質を含む、請求項１に記載の多孔性研磨パッドの製造方法。
【請求項４】
前記多糖類物質は、糖アルコールを含む、請求項３に記載の多孔性研磨パッドの製造方法。
【請求項５】
前記糖類物質は、ガラクトース、フルクトース、グルコース、ラクトース、マルトース、デキストリン、スクロース、グリセリン、キシリトール、ソルビトール、アラビトール、エリトリトール、リビトール、マンニトール、ガラクチトール、マルチトール、ラクチトール、及びこれらの組み合わせからなる群より選択されるものを含む、請求項１に記載の多孔性研磨パッドの製造方法。
【請求項６】
前記糖類物質は、液状、固状、またはこれらの混合相を含む、請求項１に記載の多孔性研磨パッドの製造方法。
【請求項７】
前記固状の糖類物質の粒子の大きさは、０．０１μｍから１，０００μｍである、請求項６に記載の多孔性研磨パッドの製造方法。
【請求項８】
前記プレポリマと前記糖類物質との反応の際、硬化剤が添加される、請求項１に記載の多孔性研磨パッドの製造方法。
【請求項９】
前記硬化剤は、４，４’−メチレン−ビス（２−クロロアニリン）、４，４’−メチレン−ビス−（３−クロロ−２，６−ジエチルアニリン）、ジメチルチオトルエンジアミン、トリメチレングリコール−ジ−ｐ−アミノベンゾエイト、ポリテトラメチレンオキシド−ジ−ｐ−アミノベンゾエイト、ポリテトラメチレンオキシド−モノ−ｐ−アミノベンゾエイト、ポリプロピレンオキシド−ジ−ｐ−アミノベンゾエイト、ポリプロピレンオキシド−モノ−ｐ−アミノベンゾエイト、１，２−ビス（２−アミノフェニルチオ）エタン、４，４’−メチレン−ビス−アニリン、ジエチルトルエンジアミン、５−ｔｅｒｔ−ブチル−２，４−トルエンジアミン、３−ｔｅｒｔ−ブチル−２，６−トルエンジアミン、５−ｔｅｒｔ−アミル−２，４−トルエンジアミン、３−ｔｅｒｔ−アミル−２，６−トルエンジアミン、クロロトルエンジアミン、及びこれらの組み合わせからなる群より選択されるものを含む、請求項８に記載の多孔性研磨パッドの製造方法。
【請求項１０】
請求項１から請求項９の何れか一項による方法により製造され、糖類物質によって化学的・物理的に形成された気孔を含む、多孔性研磨パッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、プレポリマと糖類物質との反応によって形成された気孔を含む多孔性研磨パッド及び前記多孔性研磨パッドの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置は、シリコンなどの半導体材料を用い、平らで薄いウェハとして形成される。ウェハは、欠陥がないか、最小限の欠陥のみがある十分に平らな表面を有するように研磨されなければならない。ウェハを研磨するためには、様々な化学的、電気化学的、及び化学機械的な研磨技術が用いられる。多年間、光学レンズと半導体ウェハは、化学的−機械的手段によって研磨されてきた。特に、半導体技術分野の急速な進歩は、超大規模集積回路（ＶＬＳＩ）及び超々大規模集積回路（ＵＬＳＩ）の到来を迎え、これにより、半導体基材内において、より小さい領域により多くの素子を詰め込むことができるようになった。素子の密度が大きいほど、より高い平坦度が求められる。
【０００３】
化学機械研磨（ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ、ＣＭＰ）において、ウレタン材料で製造された研磨パッドは、ウェハを研磨するためにスラリと共に用いられる。スラリは、水性の媒介物内に分散したアルミニウム酸化物、セリウム酸化物、またはシリカ粒子などの研磨粒子を含む。スラリは、ＣＭＰ工程が進行される間にＣＭＰ研磨パッドとウェハ表面との間に存在して、ウェハの表面を機械的・化学的に研磨し、外部へ排出される。スラリが一定時間ＣＭＰ研磨パッド上に存在するために、ＣＭＰ研磨パッドは、スラリを保存できなければならない。かかるＣＭＰ研磨パッドのスラリ保存機能は、研磨パッドに形成された気孔により行われることができる。即ち、ＣＭＰ研磨パッドに形成された気孔にスラリが侵透し、長期間に亘って効率良く半導体表面を研磨することができる。ＣＭＰ研磨パッドがスラリの流出を最大限に抑制し、良い研磨効率を出すためには、気孔の形状の制御が容易でなければならず、研磨パッドの硬度のような物性が最適な条件を維持しなければならない。研磨粒子は、一般的に１００ｎｍから２００ｎｍの大きさを有する。表面調整剤、酸化剤またはｐＨ調節剤などの他の作用剤がスラリ内に存在する。ウレタンパッドは、パッド及びウェハの全面に亘って、スラリの分布、及びスラリや廃スラリの除去に役立てるためのチャンネルまたは穿孔を有するように製織されている。一態様の研磨パッドにおいては、中空の球形の微小部材がウレタン材料の全体部分に分布されている。パッドの表面が使用に伴って摩耗していくときに、微小部材は、再生可能な表面組職を提供し続ける。
【０００４】
これに関し、韓国公開特許第２０１５−００２６９０３号は、化学機械研磨パッドについて開示している。ところが、化学機械研磨パッドに物理的な発泡剤を用いて気孔を形成する場合、前記物理的な発泡剤がパッド上に残留し、ウェハに損傷をもたらすという問題があった。
【０００５】
一方、銅は、低い抵抗のため、連結物質としてますます多く用いられてきている。通常、導電性（金属）及び絶縁表面を平坦化するには、エッチング技術が用いられる。これに関し、ＣＭＰ工程は、低誘電率（ｌｏｗ−ｋ）材料と銅配線の研磨の際に多くの欠陥をもたらす。銅ダマシン法のために低誘電率材料を用い、ＣＭＰ工程を実行する場合、低誘電率材料は、高い機械的な圧力下において変形または破損し、基材表面に局所的な欠陥を形成するように変形されることがあり、銅配線の研磨の際、基材表面の過研磨（ｏｖｅｒｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）による銅配線のディッシング（ｄｉｓｈｉｎｇ）及び誘電層の浸食（ｅｒｏｓｉｏｎ）のような局所的な欠陥をもたらし得る。また、障壁（ｂａｒｒｉｅｒ）層のような他の層のばらついた除去をさらにもたらし得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】韓国公開特許第２０１５−００２６９０３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本願は、プレポリマと糖類物質との反応によって形成された気孔を含む多孔性研磨パッド及び前記多孔性研磨パッドの製造方法を提供する。
【０００８】
しかし、本願が解決しようとする課題は、上記に言及した課題に限定されるものではなく、言及されていない他の課題は、以下の記載から当業者にとって明確に理解されるはずである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願の第１の側面は、プレポリマに糖類物質を分散させるステップと、前記プレポリマと前記糖類物質との反応によって前記プレポリマ内に気孔が形成された研磨パッドを製造するステップとを含む、多孔性研磨パッドの製造方法を提供する。
【００１０】
本願の第２の側面は、本願の第１の側面に係る方法により製造され、糖類物質によって化学的・物理的に形成された気孔を含む、多孔性研磨パッドを提供する。
【発明の効果】
【００１１】
従来は、多孔性研磨パッドを製造する際、パッド内に気孔を形成するために物理的発泡剤または化学的発泡剤を用いた。特に、前記物理的発泡剤を用いて形成された気孔を含む多孔性研磨パッドを化学機械研磨工程に用いる場合、前記物理的発泡剤が前記多孔性研磨パッド上に残留し、ウェハに損傷をもたらし得る問題があった。また、従来は、研磨パッドに機械的に形成された１つの孔を介して研磨溶液（スラリ）が排出されることにより、研磨対象基材に研磨溶液が長く残留し、研磨対象基材に損傷を与える恐れがあった。
【００１２】
しかし、本願の一具体例によれば、多孔性研磨パッドを製造する際、物理的発泡剤を用いることなく、プレポリマと糖類物質との物理的・化学的反応によって形成された気孔を含む多孔性研磨パッドを製造することができる。さらに、本願の一具体例において、研磨パッド全体に気孔が形成された多孔性研磨パッドを用いて研磨対象基材を研磨する場合、前記研磨パッド全体に形成された気孔を介して研磨溶液が排出されることができる。これにより、研磨速度が均一であり、研磨対象の表面の品質を向上させる効果を達成することができる。特に、本願の一具体例において、前記糖類物質は、化学機械研磨工程中に研磨溶液または蒸溜水に溶解され、前記多孔性研磨パッドにさらに気孔を形成することができる。このとき、前記糖類物質が研磨溶液または蒸溜水に溶解されるため、研磨パッド内に残留せず、研磨対象に損傷を与えない。さらに、前記糖類物質は、金属の腐食防止剤としても用いるため、金属薄膜を化学的・機械的に研磨する場合、前記金属薄膜を保護する役割も果たすことができる。本願の一具体例において、前記糖類が研磨パッドの表面で研磨溶液または脱イオン水により溶解される際、吸熱反応によって研磨パッドが高温に昇温することを防止し、研磨後に研磨対象基材の均一度が向上することができる。
【００１３】
また、本願の一具体例において、プレポリマと糖類物質との反応によって形成された気孔は、前記プレポリマと糖類物質との反応温度、撹拌速度、または撹拌時間などを調節することで前記プレポリマと糖類物質との反応の程度が制御できるので、生成される気孔の大きさ及び／又は気孔率を容易に制御することができる。さらに、前記糖類物質の添加量に応じて、生成される気孔の気孔率も容易に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本願の一具体例に係る多孔性研磨パッドを示す模式図である。
【図２】本願の一具体例に係る多孔性研磨パッドを示す模式図である。
【図３】本願の一具体例に係る多孔性研磨パッドを示す模式図である。
【図４】（ａ）及び（ｂ）は、本願の一実施例において、多孔性研磨パッドの断面ＳＥＭイメージを示す。
【図５】（ａ）及び（ｂ）は、本願の一実施例において、多孔性研磨パッドの表面ＳＥＭイメージを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下では、添付した図面を参照しながら、本願の属する技術分野において通常の知識を有する者が容易に実施できるように本願の実施例を詳しく説明する。ところが、本願は、様々な異なる形態で具体化されることができ、ここで説明する実施例に限定されるものではない。そして、図面において、本願を明確に説明するために、説明とは関係ない部分は省略しており、明細書全体に亘って類似した部分に対しては類似した図面符号を付けている。
【００１６】
本願の明細書全体において、ある部分が他の部分と「連結」されているという場合、これは「直接的に連結」されている場合だけでなく、その中間に他の素子を介して「電気的に連結」されている場合も含む。
【００１７】
本願の明細書全体において、ある部材が他の部材の「上に」位置しているという場合、これは、ある部材が他の部材に接している場合だけでなく、両部材の間にまた他の部材が存在する場合も含む。
【００１８】
本願の明細書全体において、ある部分がある構成要素を「含む」という場合、これは、特に反対の記載がない限り、他の構成要素を除くのではなく、他の構成要素をさらに含み得ることを意味する。本願の明細書全体において用いられる程度の用語「約」、「実質的に」などは、言及された意味に固有の製造及び物質許容誤差が提示される場合、その数値で、またはその数値に近接した意味として用いられ、本願の理解を助けるために、適確であるか絶対的な数値が言及された開示内容を非良心的な侵害者が不当に用いることを防止するために用いられる。本願の明細書全体において用いられる程度の用語「〜（する）ステップ」または「〜のステップ」は、「〜のためのステップ」を意味していない。
【００１９】
本願の明細書全体において、マーカッシュ形式の表現に含まれた「これらの組み合わせ（たち）」という用語は、マーカッシュ形式の表現に記載された構成要素からなる群より選択される１つ以上の混合または組み合わせを意味するものであり、前記構成要素からなる群より選択される１つ以上を含むことを意味している。
【００２０】
本願の明細書全体において、「Ａ及び／又はＢ」の記載は、「Ａ又はＢ、あるいはＡ及びＢ」を意味する。
【００２１】
本願の明細書全体において、「糖類物質」という記載は、「炭水化物のうち、比較的分子が小さく、水に溶解されて甘味がする化合物」を意味するものであり、単糖類物質、二糖類物質、及び多糖類物質を含む。
【００２２】
以下、添付された図面を参照しながら、本願の具体例及び実施例を詳しく説明する。ところが、本願がかかる具体例及び実施例と図面に限定されるものではない。
【００２３】
本願の第１の側面は、プレポリマに糖類物質を分散させるステップと、前記プレポリマと前記糖類物質との反応によって前記プレポリマ内に気孔が形成された研磨パッドを製造するステップとを含む、多孔性研磨パッドの製造方法を提供する。
【００２４】
これに関し、図１は、本願の一具体例に係る多孔性研磨パッドの模式図である。
【００２５】
図１を参照すると、本願の一具体例に係る多孔性研磨パッドは、気孔が形成された研磨パッド１００を含むものであり得る。
【００２６】
図２は、本願の一具体例に係る多孔性研磨パッドの模式図である。
【００２７】
本願の一具体例において、前記研磨パッド１００は、接着剤２１０によって前記研磨パッド１００の下部に付着された補助パッド２００をさらに含み得るが、これに限定されるものではない。
【００２８】
本願の一具体例において、前記研磨パッド１００及び前記補助パッド２００は、それぞれウレタンフォームを含み得るが、これに限定されるものではない。
【００２９】
本願の一具体例において、前記プレポリマ（ｐｒｅｐｏｌｙｍｅｒ）は、ポリイソシアネートを含むものであり、研磨パッドのマトリックスを構成するウレタンフォームの製造に用いられる。本願の一具体例において、前記ポリイソシアネートは、１分子中にイソシアネート基を２つ以上有する有機化合物であれば、特に限定されずに用いられる。例えば、脂肪族系ポリイソシアネート、脂環族系ポリイソシアネート、芳香族系ポリイソシアネート、またはこれらの変性物を含み得る。具体的に、前記脂肪族系ポリイソシアネート及び脂環族系ポリイソシアネートは、ヘキサメチレンジイソシアネートまたはイソホロンジイソシアネートを含み得るが、これに限定されるものではない。前記芳香族系ポリイソシアネートは、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ポリフェニレンポリメチレンポリイソシアネート、またはこれらのカルボジイミド変性物やプレポリマなどの変性物を含み得るが、これに限定されるものではない。
【００３０】
本願の一具体例において、前記ウレタンフォームは、イソシアネートと予備重合体のポリオールからのイソシアネート基末端含有ウレタン予備重合体の反応から製造されるものであり得る。例えば、前記ポリオールは、ポリプロピレンエーテルグリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、ポリエーテルグリコール、ポリプロピレングリコール、ポリカーボネートジオール、及びこれらの組み合わせからなる群より選択されたもの、またはこれらの共重合体を含み得るが、これに限定されるものではない。具体的に、前記イソシアネート基末端含有ウレタン予備重合体反応は、イソシアネート、ジ−イソシアネート、及びトリ−イソシアネート予備重合体のようなウレタン予備重合体を、イソシアネート反応残基を含有するポリオールのような予備重合体と反応させることにより形成され得る。前記イソシアネート反応残基は、好ましくはアミン及びポリオールを含み得るが、これに限定されるものではない。
【００３１】
本願の一具体例において、前記研磨パッドは、上記のように重合体樹脂を用いて製造するものであり、当業界で広く知られた合成方法を特別な制限なく用いることができる。例えば、前記研磨パッド本体がポリウレタン係化合物より製造される場合は、プレポリマ法（ｐｒｅｐｏｌｙｍｅｒ  ｍｅｔｈｏｄ）またはワン−ショット法（ｏｎｅ−ｓｈｏｔ  ｍｅｔｈｏｄ）などを用いて前記研磨パッドを製造することができる。例えば、前記プレポリマ法により前記研磨パッドを製造する場合、ポリオール成分及びイソシアネート成分を反応させてウレタンプレポリマを形成した後、前記ウレタンプレポリマ、ジアミンまたはジオール、発泡剤、及び触媒などを混合し硬化させることによって、ポリウレタン系樹脂を形成することができる。例えば、前記ワン−ショット法により前記研磨パッドを製造する場合、ポリオール成分、イソシアネート成分、ジアミンまたはジオール、発泡剤、及び触媒などを混合した後、硬化させることによってポリウレタン系樹脂を形成することができる。
【００３２】
また、本願の一具体例において、前記重合体樹脂及び前記糖類物質の他に、用途に応じて添加剤及び／又は補助剤を前記重合体樹脂、例えばポリイソシアネート成分に混合して用いるが、これに限定されるものではない。前記添加剤及び／又は補助剤は、通常の樹脂について物性向上または操作性向上などの目的として用いられるものであり、ウレタン化反応に顕著な悪影響を及ぼすものでなければ、特別な制限なく用いられることができる。
【００３３】
これに関し、図３は、本願の一具体例に係る多孔性研磨パッドの模式図を拡大して示すものである。図３に示すように、本願の一具体例において、前記プレポリマと反応していない未反応糖類物質１３０は、前記気孔上に分散しているが、これに限定されるものではない。
【００３４】
図１乃至図３に示すように、本願の一具体例に係る多孔性研磨パッドは、前記研磨パッド全体に気孔が形成されている。これにより、本願の一具体例に係る多孔性研磨パッドを用いて研磨対象基材を研磨する場合、前記研磨パッド全体に形成された気孔を介して、研磨溶液が研磨対象基材に効率良く供給されることができる。
【００３５】
本願の一具体例において、前記糖類物質は、単糖類物質、二糖類物質、及び多糖類物質を含み得るが、これに限定されるものではない。例えば、前記糖類物質は、好ましくは糖アルコールを含み得るが、これに限定されるものではない。
【００３６】
本願の一具体例において、前記糖類物質は、プレポリマと化学的に結合したり、あるいは前記プレポリマ内に物理的に分布されるものであり得るが、これに限定されるものではない。本願の一具体例において、前記糖類物質の熱分解、アルコール脱水（ａｌｃｏｈｏｌ  ｄｅｈｙｄｒａｔｉｏｎ）現象、アルコール環化（ａｌｃｏｈｏｌ  ｃｙｃｌｉｚａｔｉｏｎ）、水素添加（ｈｙｄｒｏｇｅｎａｔｉｏｎ）、または水素化分解（ｈｙｄｒｏｇｅｎｏｌｙｓｉｓ）反応によって化学的に気孔が形成され得る。本願の一具体例において、ウレタン内に固体または液体の糖類物質を分散させて物理的に気孔が形成され得る。
【００３７】
本願の一具体例において、前記プレポリマ１００重量部に対して、前記糖類物質は約１重量部から約７０重量部含まれ得るが、これに限定されるものではない。例えば、前記プレポリマ約１００重量部に対して、前記糖類物質は約１重量部から約７０重量部、約１重量部から約６０重量部、約１重量部から約５０重量部、約１重量部から約４０重量部、約１重量部から約３０重量部、約１重量部から約２０重量部、約１重量部から約１０重量部、約１０重量部から約７０重量部、約２０重量部から約７０重量部、約３０重量部から約７０重量部、約４０重量部から約７０重量部、約５０重量部から約７０重量部、または約６０重量部から約７０重量部含まれ得るが、これに限定されるものではない。
【００３８】
本願の一具体例において、前記糖類物質は、ガラクトース、フルクトース、グルコース、ラクトース、マルトース、デキストリン、スクロース、グリセリン、キシリトール、ソルビトール、アラビトール、エリトリトール、リビトール、マンニトール、ガラクチトール、マルチトール、ラクチトール、及びこれらの組み合わせからなる群より選択されるものを含み得るが、これに限定されるものではない。
【００３９】
本願の一具体例において、前記糖類物質は、液状、固状、またはこれらの混合相を含み得るが、これに限定されるものではない。
【００４０】
本願の一具体例において、前記固状の糖類物質の粒子の大きさは約０．０１μｍから約１，０００μｍであり得るが、これに限定されるものではない。例えば、前記固状の糖類物質の粒子の大きさは約０．０１μｍから約１，０００μｍ、約１μｍから約１，０００μｍ、約１０μｍから約１，０００μｍ、約１００μｍから約１，０００μｍ、約２００μｍから約１，０００μｍ、約３００μｍから約１，０００μｍ、約４００μｍから約１，０００μｍ、約５００μｍから約１，０００μｍ、約６００μｍから約１，０００μｍ、約７００μｍから約１，０００μｍ、約８００μｍから約１，０００μｍ、約９００μｍから約１，０００μｍ、約０．０１μｍから約９００μｍ、約０．０１μｍから約８００μｍ、約０．０１μｍから約７００μｍ、約０．０１μｍから約６００μｍ、約０．０１μｍから約５００μｍ、約０．０１μｍから約４００μｍ、約０．０１μｍから約３００μｍ、約０．０１μｍから約２００μｍ、約０．０１μｍから約１００μｍ、または約０．０１μｍから約１０μｍであり得るが、これに限定されるものではない。
【００４１】
本願の一具体例において、前記プレポリマに前記糖類物質を添加した後、撹拌させることによって分散性が向上し、これにより、前記研磨パッド内に気孔が均一に形成されることができる。本願の一具体例において、前記研磨パッドが気孔を含む多孔性研磨パッドである場合、化学機械研磨工程の際、前記多孔性研磨パッドの気孔内に研磨溶液を保存することで、長期間に亘って効率良く研磨対象基材を研磨することができる。
【００４２】
本願の一具体例において、前記プレポリマと前記糖類物質との反応の際、硬化剤が添加され得るが、これに限定されるものではない。
【００４３】
本願の一具体例において、前記プレポリマ約１００重量部に対して、前記硬化剤は約２０重量部から約５０重量部含まれ得るが、これに限定されるものではない。例えば、前記プレポリマ約１００重量部に対して、前記硬化剤は約２０重量部から約５０重量部、約２０重量部から約４０重量部、約２０重量部から約３０重量部、約３０重量部から約５０重量部、または約４０重量部から約５０重量部含まれ得るが、これに限定されるものではない。
【００４４】
本願の一具体例において、前記硬化剤は、ウレタン予備重合体を硬化させるかまたは硬質化させるために用いられる化合物または化合物の混合物を含み得るが、これに限定されるものではない。前記硬化剤は、イソシアネート基と反応して予備重合体の鎖を共に連結し、ポリウレタンを形成する。例えば、前記硬化剤は、度々商標名モカ（ＭＯＣＡ；登録商標）と称される４，４’−メチレン−ビス（２−クロロアニリン）（ＭＢＣＡ）、４，４’−メチレン−ビス−（３−クロロ−２，６−ジエチルアニリン）（ＭＣＤＥＡ）、ジメチルチオトルエンジアミン、トリメチレングリコール−ジ−ｐ−アミノベンゾエイト、ポリテトラメチレンオキシド−ジ−ｐ−アミノベンゾエイト、ポリテトラメチレンオキシド−モノ−ｐ−アミノベンゾエイト、ポリプロピレンオキシド−ジ−ｐ−アミノベンゾエイト、ポリプロピレンオキシド−モノ−ｐ−アミノベンゾエイト、１，２−ビス（２−アミノフェニルチオ）エタン、４，４’−メチレン−ビス−アニリン、ジエチルトルエンジアミン、５−ｔｅｒｔ−ブチル−２，４−トルエンジアミン、３−ｔｅｒｔ−ブチル−２，６−トルエンジアミン、５−ｔｅｒｔ−アミル−２，４−トルエンジアミン、３−ｔｅｒｔ−アミル−２，６−トルエンジアミン、クロロトルエンジアミン、及びこれらの組み合わせからなる群より選択されるものを含み得るが、これに限定されるものではない。
【００４５】
本願の一具体例において、前記補助パッド２００は、前記研磨パッド１００に前記接着剤２１０により付着され、前記研磨パッド１００を保護するクッショニングの役割及び研磨均一度の向上効果をなすものである。
【００４６】
本願の一具体例において、前記接着剤２１０は、前記研磨パッド１００の性能を落とさず、前記研磨パッド１００に前記補助パッド２００を付着するためのものであれば特別な制限なく用いられ得るが、これに限定されるものではない。
【００４７】
本願の一具体例において、前記多孔性研磨パッドを用いて化学的・機械的に研磨を行うためには、例えば、研磨対象基材を用意し、本願の一具体例に係る多孔性研磨パッドと研磨溶液を用いて前記研磨対象基材を化学的・機械的に研磨し得る。このとき、前記多孔性研磨パッドは、接着剤２２０によって研磨装置に付着することをさらに含み得る。
【００４８】
本願の一具体例において、前記化学機械研磨中において、本願の一具体例に係る多孔性研磨パッドに含まれる糖類物質が前記研磨溶液により溶解され、前記研磨パッド内にさらに気孔を形成し得るが、これに限定されるものではない。
【００４９】
本願の第２の側面は、本願の第１の側面に係る方法により製造され、糖類物質によって化学的・物理的に形成された気孔を含む、多孔性研磨パッドを提供する。
【００５０】
本願の第２の側面に係る多孔性研磨パッドに関し、本願の第１の側面と重複する部分については詳細な説明を省略しているが、その説明が省略されているとしても、本願の第１の側面に記載の内容は本願の第２の側面に同様に適用される。
【００５１】
従来は、研磨パッド内に気孔を形成する際、気孔の大きさ及び孔隙率の精密な調節が難しく、約５０μｍ以下の均一な気孔の製作が容易ではなかった。しかし、本願の一具体例において、プレポリマと糖類物質との反応によって研磨パッド内に気孔を形成する場合、反応温度、撹拌速度、または撹拌時間などを調節することにより前記プレポリマと前記糖類物質との反応の程度を制御することができる。これにより、製造される前記多孔性研磨パッドの気孔の大きさ及び気孔率を容易に制御することができる。
【００５２】
また、従来の多孔性研磨パッドは、物理的発泡剤を用いて研磨パッド内に気孔を形成するので、研磨パッドの製造後も研磨パッド内に物理的発泡剤が残留した。この場合、研磨の際、研磨対象に欠陥を生じさせる問題があった。しかし、本願の一具体例において、物理的発泡剤を用いないことで発泡剤による不純物が発生せず、欠陥の発生を防止することができる。さらに、本願の一具体例において、研磨パッド内に気孔を形成するために用いられる糖類物質は、化学機械研磨工程中に研磨溶液または蒸溜水に溶解され、前記多孔性研磨パッド内にさらに気孔を形成することができる。
【００５３】
以下、本願の実施例を詳しく説明する。ところが、本願がこれに限定されるものではない。
【００５４】
［実施例］
多孔性研磨パッドの製造方法
ウレタンプレポリマ（ＴＤＩ／ＭＤＩ／ＰＴＭＧＥ系ＮＣＯ  ｅｑ＝８．１〜１０．３％）１００重量部に糖類物質としてマンニトール５０重量部（またはソルビトール４０重量部）を添加し、混合した。前記混合物に硬化剤としてＭＯＣＡを２０重量部から５０重量部入れ、撹拌した。このとき、前記硬化剤は、前記プレポリマのＮＣＯ含量及び当量比に応じて化学量論的な当量比を計算して添加した。次いで、加熱された板の上に前記混合物を塗布した後、加圧することで成形した。成形されたパッドは、９６．５℃で１６時間硬化した後、成形物の厚さを１００ｍｉｌｓに加工し、研磨面にグルーバ（ｇｒｏｏｖｅｒ）を形成することで、多孔性研磨パッドを製造した。
【００５５】
２．多孔性研磨パッドを用いた研磨方法
前記実施例１で製造した研磨パッドを、市販中のウェハ研磨機（ＡＰ−３００）に付着し、研磨対象ウェハを研磨した。前記研磨パッドは、ウェハ研磨前に１５分から２０分間コンディショニングさせた。前記ウェハは、市販中のシリカ系研磨溶液を用いて研磨した。研磨条件は、本実施例及びその他の全ての実施例に対して一定に維持することで、性能を直接対照した：圧力９ｐｓｉ、加圧板の速度９５ｒｐｍ、キャリアの速度９０ｒｐｍ、及び研磨時間１分。
【００５６】
［実験例］
前記実施例１で製造した研磨パッドを、前記ウェハ研磨機を用いて研磨対象ウェハを研磨した後の薄膜の厚さを、Ｋ−ｍａｃ社のＳＴ−３０００を用いて測定した。前記実施例１で製造した研磨パッドを、前記ウェハ研磨機を用いて研磨対象ウェハを研磨した後の薄膜の厚さは、４，６７２Å／ｍｉｎであった。従来に用いられていた物理的発泡剤としてエクスパンセル（ｅｘｐａｎｃｅｌ）を用いる場合、研磨後の薄膜の厚さは、４，４８０Å／ｍｉｎであった。上記のように、本実施例に係る糖類物質を用いて製造された多孔性研磨パッドの場合、従来に物理的発泡剤を用いて製造された多孔性研磨パッドと研磨効率が類似していることが確認できた。
【００５７】
図４の（ａ）及び（ｂ）、並びに図５の（ａ）及び（ｂ）は、前記実施例１により製造された多孔性研磨パッドのＳＥＭイメージである。図４の（ａ）及び（ｂ）は、４０重量部の糖類物質を含む場合の多孔性研磨パッドの断面ＳＥＭイメージであり、図５の（ａ）及び（ｂ）は、４０重量部の糖類物質を含む場合の多孔性研磨パッドの表面ＳＥＭイメージである。前記実施例１のように、糖類物質を用いた多孔性研磨パッドは、糖類物質によって化学的・物理的に形成された気孔を含有し、物理的に分散した糖類物質の場合、研磨対象ウェハの研磨前後に脱イオン水により全て溶解されてなくなった。また、前記研磨途中にコンディショナにより表面に露出されるとしても、研磨溶液により溶解された。前記糖類物質の場合、金属の表面腐食防止剤としても用いられ、従来の物理的発泡剤を含む多孔性研磨パッドのように物理的な皮（ｅｘｐａｎｃｅｌ）を有する物質ではないため、損傷の側面からも有利であると思料された。
【００５８】
上述した本願の説明は例示のためのものであり、本願の属する技術分野において通常の知識を有する者であれば、本願の技術的思想や必須の特徴を変更せずに他の具体的な形態に容易に変形可能であるということが理解できるはずである。それゆえ、上述した実施例は全ての面において例示的なものであり、限定的なものではないと理解すべきである。例えば、単一型で説明されている各構成要素は分散して実施されることもでき、同様に、分散したものと説明されている構成要素も結合した形態で実施されることができる。
【００５９】
本願の範囲は、上記の詳細な説明よりは後述する特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲の意味及び範囲、並びにその均等概念から導出される全ての変更または変形された形態が本願の範囲に含まれることと解釈されなければならない。
【符号の説明】
【００６０】
１００：研磨パッド
１１０：糖類物質の反応によって形成された気孔
１２０：物理的に分布された糖類物質
１３０：糖類物質
２００：補助パッド
２１０、２２０：接着剤
【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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【外国語明細書】
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