JP2007088464A

JP2007088464A - 改善された付着性を有する水性研磨パッド及びその製造方法

Info

Publication number: JP2007088464A
Application number: JP2006252243A
Authority: JP
Inventors: Chau H Duong; チャウ・エイチ・ドン
Original assignee: Rohm and Haas Electronic Materials CMP Holdings Inc; Rohm and Haas Electronic Materials LLC
Current assignee: Rohm and Haas Electronic Materials CMP Holdings Inc; Rohm and Haas Electronic Materials LLC
Priority date: 2005-09-19
Filing date: 2006-09-19
Publication date: 2007-04-05
Also published as: US20070066195A1; FR2890882A1; KR20070032609A; TW200720017A; US20080188163A1; DE102006042674A1; CN1935461A; US8272922B2

Abstract

【課題】密度、気孔率が均一であって、研磨の欠陥率を減少し研磨性能能を改善した水性研磨パッドを提供する。
【解決手段】ケミカルメカニカル研磨パッドであって、微小球を中に分散させた、水性ポリマー又はそのブレンドで形成されたポリマーマトリックスよりなる。
【選択図】なし

Description

本発明は、ケミカルメカニカルプラナリゼーション（ＣＭＰ）のための研磨パッドに関し、特に、水性研磨パッド及び水性研磨パッドを製造する方法に関する。

集積回路及び他の電子装置の製作においては、導体、半導体及び絶縁材料の多数の層を半導体ウェーハの表面に付着させたり同表面から除去したりする。導体、半導体及び絶縁材料の薄い層は、多様な付着技術によって付着させることができる。最新の加工における一般的な付着技術としては、スパッタリングとも知られる物理蒸着法（ＰＶＤ）、化学蒸着法（ＣＶＤ）、プラズマ増強化学蒸着法（ＰＥＣＶＤ）及び電気化学的めっき法（ＥＣＰ）がある。

材料層が順次付着され、除去されるにつれ、ウェーハの一番上の表面が非平坦になる。後続の半導体加工（たとえばメタライゼーション）はウェーハが平坦面を有することを要するため、ウェーハは平坦化されなければならない。プラナリゼーションは、望ましくない表面トポグラフィーならびに表面欠陥、たとえば粗面、凝集した材料、結晶格子の損傷、スクラッチ及び汚染された層もしくは材料を除去するのに有用である。

ケミカルメカニカルプラナリゼーション、又はケミカルメカニカル研磨（ＣＭＰ）は、半導体ウェーハのような基材を平坦化するために使用される一般的な技術である。従来のＣＭＰでは、ウェーハキャリヤがキャリヤアセンブリに取り付けられ、ＣＭＰ装置中で研磨パッドと接する位置に配される。キャリヤアセンブリは、制御可能な圧力をウェーハに供給して、ウェーハを研磨パッドに押し当てる。パッドは、外部駆動力によってウェーハに対して動かされる（たとえば回転させられる）。それと同時に、化学組成物（「スラリー」）又は他の流動媒体が研磨パッド上かつウェーハと研磨パッドとの間の隙間に流される。こうして、ウェーハ表面は、スラリー及びパッド表面の化学的かつ機械的作用によって研磨され、平坦化される。

ポリマー（たとえばポリウレタン）をケークに流込み成形し、そのケークを切り出して（「削出し」）いくつかの薄い研磨パッドにする方法が、一貫した再現精度の高い研磨性能を有する「硬い」研磨パッドを製造する効果的な方法であることがわかった。残念ながら、流込み成形・削出し法から製造されるポリウレタンパッドは、研磨パッド流込み位置から生じる研磨性能のばらつきを有することがある。たとえば、底部の流込み位置から切り出されたパッドと、上部の流込み位置から切り出されたパッドとは、密度及び気孔率が異なることがある。さらには、研磨パッドは、一つのパッド内でも密度及び気孔率における中心−エッジ間のばらつきを有することもある。これらのばらつきは、もっとも要求の厳しい用途、たとえばlow-ｋパターン付きウェーハの研磨に悪影響を及ぼすおそれがある。

また、溶媒／非溶媒法を使用してポリマーを凝固させて研磨パッドをウェブフォーマットで形成する方法が「軟らかい」研磨パッドを製造するのに効果的な方法であることがわかった。この方法（すなわちウェブフォーマット）は、流込み成形・削出し法で見られる上記欠点のいくつかを回避させる。残念ながら、一般に使用される（有機）溶媒（たとえばＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド）は、取扱いがやっかいであり、費用的に許されないかもしれない。加えて、これらの軟らかいパッドは、凝固過程で形成される気孔のランダムな配置及び構造のせいでパッド間のばらつきを有するおそれがある。

加えて、研磨パッドは、２個以上のパッドを合わせることによって形成することもできる。たとえば、Rutherfordらは、米国特許第６，００７，４０７号で、異なる材料の二つの層を積層することによって形成される、ＣＭＰを実施するための研磨パッドを開示している。上研磨層が、研磨層を支持するのに適した材料から形成された下層又は「サブパッド」に取り付けられる。サブパッドは通常、研磨層よりも高い圧縮性及び研磨層よりも低い剛性を有し、本質的に、研磨層のための支持「クッション」として働く。通常、二つの層は感圧接着剤（「ＰＳＡ」）で接着される。しかし、ＰＳＡは、接着強度が比較的低く、耐薬品性がぎりぎりである。その結果、ＰＳＡを使用する積層研磨パッドは、研磨中にサブパッドが上研磨層から、又は上研磨層がサブパッドから分離（「デラミネーション」）して、パッドが使い物にならなくなり、研磨加工を妨げる傾向にある。

したがって、改善された密度及び気孔均一性を有する研磨パッドが要望されている。特に、一貫した研磨性能能、より低い欠陥率を提供し、デラミネーションしにくく、費用効果的に製造することができる研磨パッドが求められている。

本発明の第一の態様で、微小球を中に分散させたポリマーマトリックスを含むケミカルメカニカル研磨パッドであって、ポリマーマトリックスが、水性ポリマー又はそのブレンドで形成されており、透過性基材に適用されている研磨パッドが提供される。

本発明の第二の態様で、気孔又は充填材を中に分散させたポリマーマトリックスを含むケミカルメカニカル研磨パッドであって、ポリマーマトリックスが、ウレタン分散系とアクリル分散系との重量％比１００：１〜１：１００のブレンドで形成されており、透過性基材に適用されている研磨パッドが提供される。

本発明の第三の態様で、ケミカルメカニカル研磨パッドを製造する方法であって、微小球を含有する水性流体相ポリマー組成物を連続的に輸送される透過性基材の上に供給する工程、輸送される透過性基材の上のポリマー組成物を所定の厚さを有する流体相研磨層に成形する工程、及び輸送される透過性基材の上のポリマー組成物を硬化オーブン中で硬化させてポリマー組成物を研磨パッドの固相研磨層に転換する工程を含む方法が提供される。

本発明は、欠陥率を減らし、研磨性能能を改善した水性研磨パッドを提供する。好ましくは、研磨パッドは、ウェブフォーマットで製造され、流込み成形され、削り出された「硬い」研磨パッドにしばしば伴うパッド間のばらつきを減らす。加えて、研磨パッドは、好ましくは、有機溶媒性ではなく水性であり、凝固法によって形成される従来技術の「軟らかい」パッドよりも製造しやすい。また、研磨パッドは、透過性基材に直接適用されて、接着剤の使用をなくし、研磨パッドの費用及びデラミネーションを減らす。本発明の研磨パッドは、半導体基材、剛性メモリディスク、光学製品を研磨するのに有用であり、半導体加工の様々な局面、たとえばＩＬＤ、ＳＴＩ、タングステン、銅、low−ｋ絶縁材及び超low−ｋ絶縁材の研磨における使用に有用である。

図面を参照すると、まず図１は、本発明の水性研磨パッド３００を製造するための装置１００を示す。好ましくは、水性研磨パッド３００は、「連続製造」を可能にする「ロール状」フォーマットで形成されて、バッチ法によって生じるおそれのある異なる研磨パッド３００間のばらつきを減らす。装置１００は、らせんに巻かれた透過性基材３０２を長手方向に連続した形態で貯蔵するフィードリール又は巻き出しステーション１０２を含む。基材３０２は、任意の透過性膜、たとえば織りウェブ又は不織ウェブ、たとえばスパンボンドウェブ又はニードルパンチウェブ（たとえば、米デラウェア州NewarkのRohm and Haas Electronic Materials CMP社のSuba IV（商標））で形成されている。本発明では、基材３０２は、好ましくは、最終製品の一体部分になる。透過性基材３０２を形成するためには、ポリエステル、ナイロン及び他の繊維をはじめとする任意の材料を、それらのブレンドを含め、使用することができる。以下に論じるように、粘稠な流動状態ポリマー組成物の少なくとも一部が浸透し、基材３０２の透過性膜に結合し、それが、従来の接着技術よりも改善された化学的かつ機械的接着性を可能にする。

好ましくは、基材３０２は、厚さが２ミル〜１００ミル（０．０５１mm〜２．５４mm）である。より好ましくは、基材３０２は、厚さが１０ミル〜６０ミル（０．２５４mm〜１．５２mm）である。もっとも好ましくは、基材３０２は、厚さが２０ミル〜３０ミル（０．５０８mm〜０．７６２mm）である。

フィードローラ１０２は、駆動機構１０４によって機械的に駆動されて制御された速度で回転する。駆動機構１０４は、たとえば、ベルト１０６及びモータ駆動プーリ１０８を含む。場合によっては、駆動機構１０４は、モータ駆動フレキシブルシャフト又はモータ駆動ギヤ系（図示せず）を含む。

さらに図１を参照すると、連続基材３０２は、フィードリール１０２により、離間した駆動ローラ１１２の間に掛け渡された連続コンベヤ１１０、たとえばステンレス鋼ベルトの上に供給される。駆動ローラ１１２は、コンベヤ１１０の線移動を連続基材３０２の線移動と同期化する速度でモータ駆動することができる。基材３０２は、コンベヤ１１０により、各駆動ローラ１１２と対応するアイドラローラ１１２ａとの間の空間に沿って輸送される。アイドラローラ１１２ａは、基材３０２の積極的なトラッキング制御のためにコンベヤ１１０と連動する。コンベヤ１１０は、テーブル支持体１１０ｂの平坦で水平な面に支持された平坦区分１１０ａを有し、この平坦区分が、基材３０２を支持し、輸送して、連続する製造ステーション１１４、１２２及び１２６を通過させる。ローラの形態にある支持部材１１０ｃが、コンベヤ１１０及び基材３０２の積極的なトラッキング制御のために、コンベヤ１１０及び基材３０２の側縁に沿って分布している。

第一の製造ステーション１１４はさらに、貯蔵タンク１１６及びそのタンク１１６の出口のノズル１１８を含む。粘稠な流動状態ポリマー組成物がタンク１１６に供給され、ノズル１１８によって連続透過性基材３０２の上に小出しされる。ノズル１１８の流量はタンク１１６の出口のポンプ１２０によって制御される。ノズル１１８は、基材３０２の全幅に及ぶように連続透過性基材３０２の幅と同じ幅であってもよい。コンベヤ１１０が連続透過性基材３０２を輸送して製造ステーション１１４を通過させるとき、連続流体相研磨層３０４が基材３０２の上に供給される。このようにして、粘稠な流動状態のポリマー組成物の少なくとも一部が浸透し、基材３０２の透過性膜に結合し、それが、従来の接着技術（すなわち、感圧接着剤を使用して上パッドをサブパッドに接着する）よりも改善された化学的かつ機械的接着性を可能にする。

原料は、タンク１１６を繰り返し満たす大きな均質供給分に混合することができるため、完成品の組成及び性質におけるばらつきが減る。換言するならば、本発明は、従来技術の流込み成形・削出し技術に伴う問題を解決するための水性研磨パッドを製造するウェブフォーマット法を提供する。この方法の連続性は、水性研磨パッド３００を製造するための、多数の個々の研磨パッド３００が所望の区域パターン及びサイズに切り出される正確な制御を可能にする。多数の個々の研磨パッド３００は、組成及び性質のばらつきが減少する。

好ましくは、流動状態ポリマー組成物は水性である。たとえば、組成物は、水性ウレタン分散系（たとえば、米コネチカット州MiddleburyのCrompton社のW-290H、W-293、W-320、W-612及びA-100ならびに米ニュージャージー州West PatersonのCytec Industries社のHP-1035及びHP-5035）及びアクリル分散系（たとえば、米ペンシルバニア州PhiladelphiaのRohm and Haas社のRhoplex（登録商標）E-358）を含むことができる。加えて、ブレンド、たとえばアクリル／スチレン分散系（たとえば、米ペンシルバニア州PhiladelphiaのRohm and Haas社のRhoplex（登録商標）B-959及びE-693）を使用してもよい。加えて、水性ウレタン分散系とアクリル分散系とのブレンドを使用してもよい。

本発明の好ましい実施態様では、水性ウレタン分散系とアクリル分散系とのブレンドは、１００：１〜１：１００の重量％比で提供される。より好ましくは、水性ウレタン分散系とアクリル分散系とのブレンドは、１０：１〜１：１０の重量％比で提供される。もっとも好ましくは、水性ウレタン分散系とアクリル分散系とのブレンドは、３：１〜１：３の重量％比で提供される。

水性ポリマーは、多孔性及び充填材入り研磨パッドを形成するのに有効である。本明細書に関して、研磨パッドの充填材としては、研磨中に遊離又は溶解する固形粒子及び液体充填粒子又は球体がある。本明細書に関して、気孔としては、ガス充填粒子、ガス充填球体及び他の手段、たとえばガスを機械的に粘稠系に送り込んで泡立てる、ガスをポリウレタン溶融体に注入する、ガス状生成物との化学反応を使用してガスをその場で導入する、又は圧力を下げて溶解ガスによって気泡を形成させる、ことによって形成される空隙がある。

場合によっては、流動状態ポリマー組成物は、消泡剤（CognisのFoamaster（登録商標）111）及びレオロジー変性剤（たとえば、いずれもRohm and Haas社のAcrysol（登録商標）ASE-60、Acrysol I-62、Acrysol RM-12W、Acrysol RM-825及びAcrysol RM-8W）をはじめとする他の添加物を含有することもできる。他の添加物、たとえば皮張り防止剤（たとえば、Lanxess社のBorchi-Nox（登録商標）C3及びBorchi-Nox M2）及び融合助剤（Eastman ChemicalsのTexanol（登録商標）Esterアルコール）を使用してもよい。

第二の製造ステーション１２２は、たとえば、連続基材３０２から所定の距離に位置し連続基材との間にクリアランス空間を画定するドクターブレード１２４を含む。コンベヤ１１０が連続基材３０２及び流体相研磨層３０４を輸送して製造ステーション１２２のドクターブレード１２４を通過させるとき、ドクターブレード１２４は流体相研磨層３０４を所定の厚さに連続的に成形する。

第三の製造ステーション１２６は、硬化オーブン１２８、たとえば、連続基材３０２及び研磨層３０４を輸送する加熱されたトンネル状部を含む。オーブン１２８は、流体相研磨層３０４を、連続基材３０２に接着する連続固相研磨層３０４へと硬化させる。水分は、たとえば表面のブリスタを避けるため、ゆっくりと除去するべきである。硬化時間は、オーブン１２８を通過するときの温度及び輸送速度によって制御される。オーブン１２８は、輻射加熱又は強制対流加熱又は両方を使用する、燃料燃焼式でもよいし、電気燃焼式でもよい。

好ましくは、オーブン１２８の温度は５０℃〜１５０℃であることができる。より好ましくは、オーブン１２８の温度は５５℃〜１３０℃であることができる。もっとも好ましくは、オーブン１２８の温度は６０℃〜１２０℃であることができる。加えて、研磨層３０４は、５fpm〜２０fpm（１．５２mps〜６．１０mps）の速度でオーブン１２８中を通過させることができる。好ましくは、研磨層３０４は、５．５fpm〜１５fpm（１．６８mps〜４．５７mps）の速度でオーブン１２８中を通過させることができる。もっとも好ましくは、研磨層３０４は、６fpm〜１２fpm（１．８３mps〜３．６６mps）の速度でオーブン１２８中を通過させることができる。

次に図１Ａを参照すると、連続基材３０２は、オーブン１２８を出ると、連続固相研磨層３０４に接着して、連続水性研磨パッド３００を構成する。水性研磨パッド３００は巻き取りリール１３０にらせんに巻き取られ、これは、製造ステーション１２６に続いて起こる。巻き取りリール１３０は第二の駆動機構１０４によって駆動される。巻き取りリール１３０及び第二の駆動機構１０４が、製造装置１００の中で選択的に配置される別個の製造ステーションを構成する。

次に図２を参照すると、連続水性研磨パッド３００の表面コンディショニング又は表面仕上げのための装置２００が任意に提供されている。装置２００は、図１に示すものに類似したコンベヤ１１０又は同じコンベヤ１１０の延長区分を含む。装置２００のコンベヤ１１０は、駆動ローラ１１２及びオーブン１２６を出た水性研磨パッド３００を支持する平坦区分１１０ａを有する。装置２００のコンベヤ１１０は、連続研磨パッド３００を輸送して一つ以上の製造ステーション２０１、２０８及び２１２を通過させ、そこで水性研磨パッド３００は、オーブン１２６中での硬化に続いてさらに処理される。装置２００は、図１を参照して示したように作動するさらなる平坦なテーブル支持体１１０ｂ及びさらなる支持部材１１０ｃを有する状態で示されている。

固化した研磨層３０４をバフィングして、研磨層３０４の所望の表面仕上げ及び平坦な表面レベルを露出させることができる。所望により、溝又は他の凹みの形態の粗さを研磨層３０４の表面に加工する。たとえば、作業ステーション２０１は、型押作業中に互いに近づく往復運動型押ダイ２０２及び固定ダイ２０４を有する１対の圧縮成形型押ダイを含む。往復運動ダイ２０２は連続研磨層３０４の表面に面する。ダイ２０２上の多数の歯２０５が連続研磨層３０４の表面に貫入する。型押作業は表面仕上げ作業を提供する。たとえば、歯２０５は研磨層３０４の表面に溝のパターンを押し込む。コンベヤ１１０は、断続的に停止させてもよく、ダイ２０２及び２０４が互いに近づくとき静止状態になる。あるいはまた、ダイ２０２及び２０４は、コンベヤ１１０と同期的に、ダイ２０２及び２０４が互いに近づく時間、輸送方向に動く。

製造ステーション２０８は、たとえば、連続研磨層３０４の表面に溝を切るための回転ソー２１０を含む。ソー２１０は、たとえば、直交運動プロッタにより、所定の経路に沿って動かされて所望のパターンの溝を切る。もう一つの製造ステーション２１２が、連続研磨層３０４の表面を、選択的に粗化又は平滑化される所望の表面仕上げの平坦面までバフィング又は研磨するための回転研磨ヘッド２１４を含む。

製造ステーション２０２、２１０及び２１２の順序は、図２に示す順序と異なることができる。所望により、一つ以上の製造ステーション２０２、２１０及び２１２を省くこともできる。巻き取りリール１３０及び第二の駆動機構１０４は、製造装置２００の中でコンベヤ１１０の端部に選択的に配置されて固相連続研磨パッド３００を収集する別個の製造ステーションを構成する。

次に図３を参照すると、本発明の装置１００によって製造される研磨パッド３００の断面図が提示されている。先に論じたように、オーブン１２８中で硬化すると、水性ポリマーは、固化した連続研磨パッド３００を形成する。場合によっては、研磨パッド３００は、研磨層３０４中に砥粒又は粒状物３０６を含んで砥粒固定パッドを形成することもできる。したがって、砥粒又は粒状物３０６は、流動状態ポリマー混合物の成分として含まれる。ポリマー混合物は、砥粒又は粒状物３０６を混入されたマトリックスになる。

次に、図３Ａを参照すると、本発明の研磨パッド３００のもう一つの実施態様で、泡立て剤又は発泡剤又はガスの形態の混入成分がポリマー混合物に含まれ、このポリマー混合物がその成分を混入されたマトリックスとして働く。硬化すると、泡立て剤又は発泡剤又はガスは揮発分として抜けて、連続研磨層３０４中に分散した気孔３０８を提供する。図３Ａの研磨パッド３００は基材３０２をさらに含む。

次に図３Ｂを参照すると、ポリマー混合物中に含まれ、連続研磨層３０４中に分散したマイクロバルーン又はポリマー微小球３１０を含む研磨パッド３００のもう一つの実施態様が示されている。微小球３１０はガス充填されていてもよい。あるいはまた、微小球３１０は、研磨作業中に研磨パッド３００が使用されるとき摩耗によって微小球３１０が開裂すると放出される研磨流体が充填されていてもよい。あるいはまた、微小球３１０は、研磨作業中に水に溶解する水溶性ポリマー微小要素である。図３Ｂの研磨パッド３００は基材３０２をさらに含む。

好ましくは、微小球３１０の少なくとも一部は一般に可撓性である。適当なポリマー微小球３１０としては、無機塩、糖及び水溶性粒子がある。このようなポリマー微小球３１０（又は微小要素）の例は、ポリビニルアルコール、ペクチン、ポリビニルピロリドン、ヒドロキシエチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロプロピルメチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ポリアクリル酸、ポリアクリルアミド、ポリエチレングリコール、ポリヒドロキシエーテルアクリライト、デンプン、マレイン酸コポリマー、ポリエチレンオキシド、ポリウレタン、シクロデキストリン及びこれらの組み合わせを含む。微小球３１０を、たとえば分枝化、ブロッキング及び架橋によって化学的に改変して溶解度、膨潤度及び他の性質を変化させてもよい。微小球に好ましい材料は、ポリアクリロニトリルとポリ塩化ビニリデンとのコポリマー（たとえば、スウェーデンSundsvallのAkzo NobelのExpancel（商標））である。

好ましくは、水性研磨パッド３００は、少なくとも０．３容量％の気孔又は充填材濃度を含有することができる。この気孔又は充填材は、研磨中に研磨流体を移動させる研磨パッドの能力に寄与する。より好ましくは、研磨パッドは、０．５５〜７０容量％の気孔又は充填材濃度を有する。もっとも好ましくは、研磨パッドは、０．６〜６０容量％の気孔又は充填材濃度を有する。好ましくは、気孔又は充填材粒子は１０〜１００μmの重量平均直径を有する。もっとも好ましくは、気孔又は充填材粒子は１５〜９０μmの重量平均直径を有する。膨張した中空ポリマー微小球の重量平均直径の公称範囲は１５〜５０μmである。

したがって、本発明は、欠陥率を減らし、研磨性能能を改善した水性研磨パッドを提供する。好ましくは、研磨パッドは、ウェブフォーマットで製造され、流込み成形され、削り出された「硬い」研磨パッドにしばしば伴うパッド間のばらつきを減らす。加えて、研磨パッドは、好ましくは、有機溶媒性ではなく水性であり、凝固法によって形成される従来技術の「軟らかい」パッドよりも歩留が高く、欠陥が少ない。また、粘稠な流動状態のポリマー組成物の少なくとも一部が浸透し、基材の透過性膜に結合し、それが、従来の接着技術よりも改善された化学的かつ機械的接着性を可能にする。

以下の表は、本発明の水性パッドの改善された欠陥率を示す。水性パッドは、Crompton社のW-290Hウレタン分散系７５gとRohm and Haas社のRhoplex（登録商標）E-358アクリル分散系２５gとを混合タンク中３：１の割合で２分間混合することによって形成した。次いで、CognisのFoamaster（登録商標）111脱泡剤１gを混合タンクに加え、さらに２分間混合した。次いで、Expancel（登録商標）551DE40d42（Akzo Nobel製の３０〜５０μm重量平均直径の中空ポリマー微小球）０．９２３gを混合タンクに加え、さらに５分間混合した。また、増粘剤、いずれもRohm and Haas社のAcrysol（登録商標）ASE-60及び5 Acrysol I-62 １gを混合タンクに加え、１５分間混合した。次いで、混合物をSuba IV（商標）透過性基材に塗布し（濡れ厚さ５０ミル（１．２７mm））、熱風オーブン中、６０℃で４時間乾燥させた。得られた研磨パッドは厚さ２５ミル（０．６４mm）であった。次いで、その水性研磨パッドに、ピッチ１２０ミル（３．０５mm）、深さ９ミル（０．２３mm）及び幅２０ミル（０．５１mm）の円形の溝を設けた。Applied MatrialsのMirra（登録商標）研磨機により、本発明の水性研磨パッドを、１．５psi（１０．３４kPa）のダウンフォース条件下、１５０cc/minの研磨溶液流量、１２０rpmのプラテン速度及び１１４rpmのキャリヤ速度で使用して、試料（銅シートウェーハ）を平坦化した。以下の表に示すように、試験１〜３は、本発明の研磨パッドで研磨した試料を表し、試験Ａ１〜Ｂ２は、従来技術のパッドで研磨した試料の比較例を表す。すなわち、試験ＡはPolitex（登録商標）研磨パッドで実施し、試験ＢはIC1000（登録商標）研磨パッドで実施した。

１表面上の大きさ約１〜１０μmの球形のきず
２スクラッチ欠陥のカウント数＋長さ約１０μmを越える線に並んだ連続するくぼみ又は穴
３ウェーハ上のあらゆるタイプの欠陥を含む。

上記表１に示すように、本発明の水性パッドは、研磨した試料において最小量の欠陥を提供した。たとえば、本発明の水性パッドで研磨された試料は、従来技術のパッドで研磨した試料と比較して、１０倍を超える欠陥率の低下を提供した。

したがって、本発明は、欠陥率を減らし、研磨性能能を改善した水性研磨パッドを提供する。好ましくは、研磨パッドは、ウェブフォーマットで製造され、流込み成形され、削り出された「硬い」研磨パッッドにしばしば伴うパッド間のばらつきを減らす。加えて、研磨パッドは、好ましくは、有機溶媒性ではなく水性であり、凝固法によって形成される従来技術の「軟らかい」パッドよりも歩留が高く、欠陥が少ない。また、研磨パッドは透過性基材に直接適用されて接着剤の使用をなくし、それにより、研磨パッドの費用及びデラミネーションへの危険度を減らす。

本発明の水性研磨パッドの連続製造のための装置を示す。本発明のもう一つの製造装置を示す。本発明の水性研磨パッドの連続コンディショニングのための装置を示す。図１に示す装置によって製造された水性研磨パッドの断面を示す。図１に示す装置によって製造されたもう一つの水性研磨パッドを示す。図１に示す装置によって製造されたもう一つの水性研磨パッドを示す。

Claims

微小球を中に分散させたポリマーマトリックスを含むケミカルメカニカル研磨パッドであって、前記ポリマーマトリックスが、水性ポリマー又はそのブレンドで形成されており、透過性基材に適用されている研磨パッド。
前記ポリマーマトリックスが、ウレタン分散系、アクリル分散系、スチレン分散系又はそれらのブレンドである、請求項１記載の研磨パッド。
前記ポリマーマトリックスが、ウレタン分散系とアクリル分散系との重量％比１００：１〜１：１００のブレンドを含む、請求項１記載の研磨パッド。
前記微小球が、ポリビニルアルコール、ペクチン、ポリビニルピロリドン、ヒドロキシエチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロプロピルメチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ポリアクリル酸、ポリアクリルアミド、ポリエチレングリコール、ポリヒドロキシエーテルアクリライト、デンプン、マレイン酸コポリマー、ポリエチレンオキシド、ポリウレタン、シクロデキストリン、ポリビニリデンジクロリド、ポリアクリロニトリル及びこれらの組み合わせからなる群より選択される、請求項１記載の研磨パッド。
前記微小球が前記研磨パッドの少なくとも０．３容量％を構成する、請求項１記載の研磨パッド。
前記ポリマーマトリックスが、消泡剤、レオロジー変性剤、皮張り防止剤又は融合助剤をさらに含む、請求項１記載の研磨パッド。
気孔又は充填材を中に分散させたポリマーマトリックスを含むケミカルメカニカル研磨パッドであって、前記ポリマーマトリックスが、ウレタン分散系とアクリル分散系との重量％比１００：１〜１：１００のブレンドで形成されており、透過性基材に適用されている研磨パッド。
ケミカルメカニカル研磨パッドを製造する方法であって、
微小球を含有する水性流体相ポリマー組成物を連続的に輸送される透過性基材の上に供給する工程、
前記輸送される透過性基材の上の前記ポリマー組成物を所定の厚さを有する流体相研磨層に成形する工程、及び
前記輸送される透過性基材の上の前記ポリマー組成物を硬化オーブン中で硬化させて前記ポリマー組成物を研磨パッドの固相研磨層に転換する工程
を含む方法。
前記ポリマー組成物が、ウレタン分散系、アクリル分散系、スチレン分散系又はそれらのブレンドを含む、請求項８記載の方法。
前記微小球が、ポリビニルアルコール、ペクチン、ポリビニルピロリドン、ヒドロキシエチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロプロピルメチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ポリアクリル酸、ポリアクリルアミド、ポリエチレングリコール、ポリヒドロキシエーテルアクリライト、デンプン、マレイン酸コポリマー、ポリエチレンオキシド、ポリウレタン、シクロデキストリン、ポリビニリデンジクロリド、ポリアクリロニトリル及びこれらの組み合わせからなる群より選択される、請求項８記載の方法。