JP2016043479A - ポリウレタン研磨パッド - Google Patents

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Abstract

【課題】低い欠陥レベルで金属除去速度が加速された基板の平坦化研磨パッドを得ること。【解決手段】該研磨パッドは、Ｈ１２ＭＤＩ／ＴＤＩとポリテトラメチレンエーテルグリコールとのプレポリマー反応から形成される注型ポリウレタンポリマー材料を含み、イソシアナート末端反応生成物を形成する。該イソシアナート末端反応生成物は、８．９５〜９．２５重量パーセントの未反応ＮＣＯを有し、１０２〜１０９パーセントのＮＨ２対ＮＣＯ化学量論比を有する。該イソシアナート末端反応生成物は、４，４’−メチレンビス（２−クロロアニリン）硬化剤により硬化される。該注型ポリウレタンポリマー材料は、非多孔状態で測定したとき、３０℃〜４０℃のトーションフィクスチャーで測定される２５０〜３５０ＭＰａの貯蔵剪断弾性係数Ｇ’を有している。該研磨パッドは、２０〜５０容量パーセントの空隙率及び０．６０〜０，９５ｇ／ｃｍ３の密度を有する。【選択図】なし

Description

本明細書は、基板の研磨及び平坦化に有用な研磨パッド、そして特に低い欠陥レベルで金属除去速度が加速された平坦化研磨パッドに関する。
ポリウレタン研磨パッドは、種々の要求が厳しい精密研磨応用のための基本のパッドタイプである。これらのポリウレタン研磨パッドは、シリコーンウェーハ、パターン付きウェーハ、フラットパネルディスプレイ及び磁気記憶ディスクを研磨するのに有効である。特に、ポリウレタン研磨パッドは、集積回路を組立てるのに利用される大部分の研磨操作について機械的完全性及び耐化学性を提供する。例えば、ポリウレタン研磨パッドは、引裂に抵抗するための高い強度；研磨中の摩耗問題を回避するための耐摩耗性；並びに強酸性及び強苛性研磨液による攻撃に抵抗するための安定性を有している。
半導体の生産は、典型的には幾つかのケミカルメカニカルプラナリゼーション（ＣＭＰ）プロセスを伴う。各ＣＭＰプロセスにおいて、研磨パッドは、砥粒含有研磨スラリー又は砥粒不含の反応性液体のような研磨液と相まって、以降の層の受け容れのために平坦化するか又は平坦性を維持する方法で過剰の材料を除去する。これらの層の積み重ねは、集積回路を形成する方法で結び付く。これら半導体デバイスの組立は、操作速度が速く、漏れ電流が低く、そして電力消費を削減したデバイスに対する要求に起因して、複雑さを増し続けている。デバイスアーキテクチャに関して、このことは、より微細なフィーチャ形状及びメタライゼーションレベルの上昇に変換される。幾つかの応用では、これらのますます厳しくなるデバイス設計の要求は、低誘電率を有する新しい絶縁材料と併せたタングステン相互接続プラグ又はビア数の増加の採用に至らせている。しばしばｌｏｗ−ｋ及び超ｌｏｗ−ｋ材料と関連付けられる物理的特性の低下は、デバイスの複雑さの上昇と相まって、研磨パッド及び研磨液のようなＣＭＰ消耗品の需要を高めた。
詳細には、ｌｏｗ−ｋ及び超ｌｏｗ−ｋ絶縁体は、従来の絶縁体に比較して機械的強度が低く接着性に乏しい傾向があるため、平坦化は更に困難になっている。更に、集積回路のフィーチャ寸法が縮小するにつれ、スクラッチのようなＣＭＰ誘発性欠陥がより大きな問題となる。更には、集積回路の膜厚の低下は、欠陥の改善を要求すると同時に、ウェーハ基板への許容しうるトポグラフィーの提供を要求しているが、このようなトポグラフィーの要求は、ますます厳しい平坦性、ディッシング及びエロージョンの仕様を求める。
ポリウレタンを注型によりケーキにし、このケーキを幾つかの薄い研磨パッドにすることは、一貫性のある再現可能な研磨特性を有する研磨パッドを製造するための有効な方法であることが証明されている。Kulpらは、米国特許第7,169,030号において、低欠陥性を維持しながら平坦化を改善するための高引張強度の研磨パッドの使用を開示している。残念ながら、これらの配合から生産されるポリウレタンパッドは、最も要求の厳しい低欠陥の研磨応用に必要な、金属除去速度及び低欠陥の研磨特性を欠いている。
発明の陳述
本発明の１つの態様は、半導体、光学及び磁性基板の少なくとも１つを平坦化するのに適した研磨パッドであって、イソシアナート末端反応生成物を形成するためのＨ１２ＭＤＩ／ＴＤＩとポリテトラメチレンエーテルグリコールとのプレポリマー反応から形成される注型ポリウレタンポリマー材料を含む、研磨パッドを含むが、ここで、このイソシアナート末端反応生成物は、８．９５〜９．２５重量パーセントの未反応ＮＣＯを有しており、１０２〜１０９パーセントのＮＨ２対ＮＣＯ化学量論比を有しており、このイソシアナート末端反応生成物は、４，４’−メチレンビス（２−クロロアニリン）硬化剤で硬化され、この注型ポリウレタンポリマー材料は、非多孔性状態で測定すると、３０℃及び４０℃でトーションフィクスチャーで測定される２５０〜３５０MPaの貯蔵剪断弾性係数Ｇ’、並びに４０℃でトーションフィクスチャーで測定される２５〜３０MPaの損失剪断弾性係数Ｇ”を有しており（ASTM D5279）、そしてこの研磨パッドは、２０〜５０容量パーセントの空隙率及び０．６０〜０．９５g/cm３の密度を有している。
本発明の別の態様は、半導体、光学及び磁性基板の少なくとも１つを平坦化するのに適した研磨パッドであって、イソシアナート末端反応生成物を形成するためのＨ１２ＭＤＩ／ＴＤＩとポリテトラメチレンエーテルグリコールとのプレポリマー反応から形成される注型ポリウレタンポリマー材料を含む、研磨パッドを提供するが、ここで、このイソシアナート末端反応生成物は、８．９５〜９．２５重量パーセントの未反応ＮＣＯを有しており、１０３〜１０７パーセントのＮＨ２対ＮＣＯ化学量論比を有しており、このイソシアナート末端反応生成物は、４，４’−メチレンビス（２−クロロアニリン）硬化剤で硬化され、この注型ポリウレタンポリマー材料は、非多孔性状態で測定すると、３０℃及び４０℃でトーションフィクスチャーで測定される２５０〜３５０MPaの貯蔵剪断弾性係数Ｇ’、並びに４０℃でトーションフィクスチャーで測定される２５〜３０MPaの損失剪断弾性係数Ｇ”を有しており（ASTM D5279）、ここで４０℃の貯蔵剪断弾性係数Ｇ’対４０℃の損失剪断弾性係数Ｇ”の比は、８〜１５であり、そしてこの研磨パッドは、２０〜５０容量パーセントの空隙率及び０．６０〜０．９５g/cm３の密度を有している。
図１は、本発明の研磨パッドで達成されたＴＥＯＳ絶縁体除去速度の改善を図解する棒グラフである。 図２は、ある範囲のスラリー流量にわたり達成されたＴＥＯＳ及び熱酸化物絶縁体除去速度の改善を図解するプロットである。 図３は、ケミカルメカニカルプラナリゼーション前のパターン付きウェーハの横断面を図解する概略図である。 図４は、５００μm／５００μmのライン／スペース（Ｌ／Ｓ）での段差の縮小に必要とされるウェーハ材料除去量を図解する。 図５は、２５μm／２５μmのライン／スペース（Ｌ／Ｓ）での段差の縮小に必要とされるウェーハ材料除去量を図解する。 図６は、パターン付きＴＥＯＳウェーハを研磨するとき平坦化を達成するのに必要とされる時間の基準である。 図７は、担体ダウンフォース（kPa）に対するタングステン除去速度をプロットしている。 図８は、本発明のタングステン除去速度の改善を図解する棒グラフである。
詳細な説明
本研磨パッドは、半導体、光学及び磁性基板の少なくとも１つを平坦化するのに適している。最も好ましくは、本パッドは、半導体基板を研磨するのに有用である。本パッドが特別な有効性を有するウェーハ基板の例は、タングステン研磨並びにＴＥＯＳ及びシャロートレンチアイソレーション、即ちセリア粒子含有スラリーでのＳＴＩ研磨を含む。研磨パッドは、イソシアナート末端反応生成物を形成するためのＨ１２ＭＤＩ／ＴＤＩとポリテトラメチレンエーテルグリコールとのプレポリマー反応から形成される注型ポリウレタンポリマー材料を含む。このイソシアナート末端反応生成物は、８．９５〜９．２５重量パーセントの未反応ＮＣＯ並びに１０２〜１０９パーセントのＮＨ２対ＮＣＯ化学量論比を有している。好ましくは、この化学量論比は、１０３〜１０７パーセントである。このイソシアナート末端反応生成物は、４，４’−メチレンビス（２−クロロアニリン）硬化剤で硬化される。
この注型ポリウレタンポリマー材料は、非多孔性状態で測定すると、３０℃及び４０℃でトーションフィクスチャーで測定される２５０〜３５０MPaの貯蔵剪断弾性係数Ｇ’、並びに１０rad/秒の周波数及び３℃/分の温度勾配での４０℃でトーションフィクスチャーで測定される２５〜３０MPaの損失剪断弾性係数Ｇ”を有している（ASTM D5279）。好ましくは、このパッドは、４０℃でトーションフィクスチャーで測定されるとき、８〜１５の貯蔵剪断弾性係数Ｇ’対損失剪断弾性係数Ｇ”の比を有している。最も好ましくは、このパッドは、４０℃で測定される８〜１２の貯蔵剪断弾性係数Ｇ’対損失剪断弾性係数Ｇ”の比を有している。この貯蔵剪断弾性係数と損失剪断弾性係数とのバランスは、高除去速度と低欠陥性との優れた組合せを提供する。
本ポリマーは、多孔性の又は充填した研磨パッドを形成するのに有効である。本明細書の目的には、研磨パッド用の充填材は、研磨中に除去されるか又は溶解する固体粒子、及び液体充填粒子又は球体を含む。本明細書の目的には、空隙率は、気体充填粒子、気体充填球体、及び粘性系への気体の機械的発泡、ポリウレタン溶融物への気体の射出、気体生成物との化学反応を用いるその場での気体の導入、又は圧力低下による溶存気体からの気泡形成のような他の手段により形成される空隙を含む。多孔性研磨パッドは、少なくとも０．１容量パーセントの空隙率又は充填材濃度を含有する。この空隙率又は充填材は、研磨中に研磨液を移動させる研磨パッドの性能に寄与する。好ましくは、本ポリマーパッドは、２０〜５０容量パーセントの空隙率又は充填材濃度を有する。密度に関して、０．６０〜０．９５g/cm３のレベルが有効である。好ましくは、０．７〜０．９g/cm３の密度レベルが有効である。
空隙率が低いと、研磨パッドは研磨除去速度が上昇しない。空隙率が高いと、研磨パッドは要求の厳しい平坦化応用の剛性必要条件を欠く。場合により、細孔は１００μm未満の平均径を有する。好ましくは、細孔又は充填材粒子は、１０〜６０μmの重量平均径を有する。最も好ましくは、細孔又は充填材粒子は、１５〜５０μmの重量平均径を有する。
未反応ＮＣＯ濃度の制御は、充填気体で直接又は間接に形成される細孔の細孔均一性を制御するのに特に有効である。これは、気体が、固体や液体よりもはるかに高速で大きく熱膨張を受けやすいためである。例えば、本方法は、前もって膨張するか又はその場で膨張するかのいずれかの中空ミクロスフェアを注型することにより；化学発泡剤を使用することにより；気体中に機械的に発泡することにより；並びにアルゴン、二酸化炭素、ヘリウム、窒素、及び空気のような溶存気体、又は超臨界二酸化炭素のような超臨界流体、又は反応生成物としてその場で形成される気体の使用により、形成される空隙率には特に有効である。
実施例
注型ポリウレタンケーキは、（ａ）多官能基イソシアナート（即ち、トルエンジイソシアナート、ＴＤＩ）とポリエーテル系ポリオールとの反応により得られる、５１℃（又は種々の配合に基づく所望温度）のイソシアナート末端プレポリマー（例えば、Adiprene（登録商標）LF750D及びChemtura Corporationから販売されている表にリストされた他のもの）；（ｂ）１１６℃の硬化剤、及び場合により（ｃ）中空コア充填材（即ち、Akzo Nobel製のExpancel（登録商標）551DE40d42、461DE20d60、又は461DE20d70）の制御された混合により調製した。イソシアナート末端プレポリマーと硬化剤との比は、硬化剤中の活性水素基（即ち、−ＯＨ基と−ＮＨ２基との合計）対イソシアナート末端プレポリマー中の未反応イソシアナート（ＮＣＯ）基の比により定義される化学量論が、表にリストされる各配合により設定されるように設定した。中空コア充填材は、イソシアナート末端プレポリマーに混合して、次に４，４’−メチレンビス（２−クロロアニリン）硬化剤を添加した。中空コア充填材を組み込んだイソシアナート末端プレポリマーは次に、高剪断混合ヘッドを用いて一緒にして混合した。混合ヘッドから外した後、この結合液は３分間で直径８６．４cm（３４インチ）の円形成形型に分注することにより、およそ８cm（３インチ）の総注入厚さを与えた。分注された結合液は１５分間ゲル化させて、次に成形型を硬化オーブンに入れた。次に成形型は硬化オーブンで以下のサイクルを用いて硬化した：周囲温度から１０４℃までのオーブン設定温度の３０分勾配、次に１０４℃のオーブン設定温度で１５．５時間保持、そして次に１０４℃から２１℃まで下げるオーブン設定温度の２時間勾配。
表１は、種々のプレポリマー、化学量論比、細孔径、細孔容量及び溝パターンで上記方法に製造される研磨パッド配合物を含む。硬化ポリウレタンケーキは次に、成形型から外して、３０〜８０℃の温度で１．２７mm（５０ミル）又は２．０mm（８０ミル）の平均厚さを有する複数の研磨層へと薄切りした（移動刃を用いて切断した）。薄切りは各ケーキの最上部から開始した。
表１は、本試験に使用した研磨層の主要な特性をリストする。研磨層パッド実施例１及び２は、より良好なスラリー移送のために、それぞれ目打ち（perforation）（Ｐ）及び目打ち＋ＡＣ２４上塗り（Ｐ＋ＡＣ２４）で仕上げた。目打ちは、直径１．６mmで、千鳥パターンに配列されたＭＤが５．４mm及びＸＤが４．９mmの間隔とした。上塗りＡＣ２４は、深さ０．６mm、幅２．０mm及びピッチ４０mmの寸法を有する、Ｘ−Ｙ又は四角形型溝パターンである。厚さ１．０２mm（４０ミル）のSuba（商標）400サブパッドを研磨層に積み重ねた。パッド実施例３及び４の研磨層は、それぞれ１０１０及びＫ−７円形溝で仕上げた。１０１０溝は、幅０．５１mm（２０ミル）、深さ０．７６mm（３０ミル）及びピッチ３．０５mm（１２０ミル）とした。Ｋ−７溝は、幅０．５１mm（２０ミル）、深さ０．７６mm（３０ミル）及びピッチ１．７８mm（７０ミル）とした。
酸化物ブランケットウェーハ研磨
使用されたスラリーは、０．１μmの平均粒径を有するセリア系スラリーとし、研磨のための使用時点でＤＩ水で１：９比で希釈した。研磨は、Ebara Technologies, Inc.製の３００mm ＣＭＰ研磨システムFREX300で実施した。以下の表２は研磨条件を要約する。
２タイプの酸化物ウェーハを評価した。これらは、化学気相成長法により形成されたＴＥＯＳ酸化物ウェーハ（ＴＥＯＳは、オルトケイ酸テトラエチルの分解産物を表す）及び熱成長酸化物ウェーハ（ｔｈ−ＳｉＯ２）であった。この２タイプの酸化物ウェーハの除去速度は図１に示され、そして以下の表３に要約される。
ＴＥＯＳ酸化物ウェーハでは、様々なスラリー流量での除去速度も評価して、結果は図２に示した。１０５パーセントの化学量論比の研磨パッドは、様々なスラリー流量で一貫した高ＴＥＯＳ除去速度を示している。
ＴＥＯＳパターン付きウェーハ研磨
表４は、パターンウェーハ試験に使用された研磨パッドをリストする。使用されたスラリーは、０．１μmの平均粒径を有するセリア系スラリーとし、研磨のための使用時点でＤＩ水で１：９比で希釈した。全てのパッドは、１．２７mm（５０ミル）目打ち研磨層及び積み重ねたSuba 400サブパッドを有していた。パターンウェーハ試験のための研磨条件は、表５に要約される。
パターンウェーハは、７０００Å ＴＥＯＳの化学気相成長法により形成された５０００Å（MIT-STI-764パターン）の段差を有していた。ＴＥＯＳ堆積後のパターンウェーハの横断面は図３に図解される。平坦化効率は、５００μm／５００μm及び２５μm／２５μmの両方のライン／スペース（Ｌ／Ｓ）で評価した。
図４及び５に示されるとおり、パッド１の平坦化効率は、対照パッドＡよりも良好であること、及びより多孔性が低く剛性が高い対照パッドＣに相当することが見い出された。段差の縮小が速いことは、良好な平坦化効率を示している。更に、パッド１は高い除去速度及び良好な平坦化効率の両方を有していた。結果として、図６に示されるとおり、これは、平坦化を達成する際の研磨時間を有意に短縮させることができる。この比率は、対照パッドＡに比較した本パッドの研磨時間を表す。この比率が低いほど、このパッドは平坦化を達成するのにより有効である。
タングステンブランケットウェーハ研磨
２００mmウェーハでのタングステン研磨は、Applied Materials製のMirra（商標）研磨機で実施した。研磨条件は、Cabot SSW2000タングステンスラリーでの初期評価について以下に要約される。トップパッドは、厚さ２．０３mm（８０ミル）であり、１０１０溝及び厚さ１．０２mm（４０ミル）のSuba（商標）IVサブパッドで仕上げた。
タングステン２００mmウェーハのための研磨条件：
スラリー：Cabot SSW2000（脱イオン水で１：２希釈、２．０重量％ Ｈ２Ｏ２）
スラリー流量：１２５ml/分
スラリー滴点：中心から≒６６mm
コンディショナー：Saesol AM02BSL8031C1-PM
パッドブレークイン：１１３／９３rpm、３．２Kg-f（７lb-f）ＣＤＦ、総数１０ゾーン、３６００秒
Ex-situプロセス：１１３／９３rpm、３．２Kg-f（７lb-f）、総数１０ゾーン、１０秒
溝：１０１０
研磨条件
ダウンフォース：２９kPa（４．２psi）
プラテン速度：１１３rpm
担体速度：１１１rpm
研磨時間：６０秒
表６は、主要なパッド特性を要約し、そしてＤＩ水で１：２希釈及び２．０重量％ Ｈ２Ｏ２のCabot SSW2000スラリーでのタングステン除去速度を比較している。
タングステン除去速度は、４，４’−メチレンビス（２−クロロアニリン）硬化剤で硬化した、１０５％化学量論比及び３３容量パーセント細孔を有する、ポリテトラメチレンエーテルグリコールを伴うＨ１２ＭＤＩ／ＴＤＩ研磨パッドの研磨層を有するパッド３で有意に高かった。図７は、様々な研磨ダウンフォースで高いタングステン除去速度を有するパッド３を示す。
第２試験シリーズでは、異なる希釈比（ＤＩ水で１：１．５）のCabot SSW2000スラリー及び改良タングステンスラリーも評価した。研磨条件は以下に要約される。
ツール：Titan SP+ヘッドを持つApplied Mirra
スラリー１：W2000（１：１．５、２．４重量％ Ｈ２Ｏ２）、７０ml/分
スラリー２：改良タングステンスラリー（１：１．８、２．０重量％ Ｈ２Ｏ２）、１００ml/分
ディスクのコンディショニング：
W2000試験用Kinik PDA32P-2N(IDG-2)
改良タングステンスラリー試験用3M A3700
W2000でのレシピ
パッドブレークイン：１１３／９３rpm、５．０Kg-f（１１lb-f）ＣＤＦ、総数１０ゾーン、３０分
研磨：１１３／１１１rpm、２９kPa（４．２psi）、６０秒、７０mL/分
コンディショニング：ex-situ法：１１３／９３rpm、５．０Kg-f（１１lb-f）ＣＤＦ、総数１０ゾーン、６秒
改良タングステンスラリーでのレシピ
パッドブレークイン：８０／３６rpm、３．２Kg-f（７lb-f）ＣＤＦ、総数１０ゾーン、３０分
研磨：８０／８１rpm、２１．４kPa（３．１psi）、１００mL/分、６０秒
コンディショニング：ex-situ法：８０／３６rpm、３．２Kg-f（７lb-f）ＣＤＦ、総数１０ゾーン、２４秒
全てのトップパッドは、厚さ２．０３mm（８０ミル）とし、円形Ｋ７溝及び厚さ１．０２mm（４０ミル）のSuba IVサブパッドで仕上げた。表７は、主要なパッド特性、タングステン除去速度及び様々な研磨パッドの最高研磨温度を要約する。タングステン除去速度はまた図８に示される。再び、本発明の研磨パッドは有意に高い除去速度を示した。

＊＝ 改良タングステンスラリー
ＮＡ＝ 利用不可
最高温度は、研磨中に達成される最高温度を表す。
物理的特性
行列の物理的特性データは、１０５％化学量論比の４，４’−メチレンビス（２−クロロアニリン）で硬化したポリテトラメチレンエーテルグリコールを伴うＨ１２ＭＤＩ／ＴＤＩについての臨界の範囲を明示している。未充填試料は、実験室内で約８７％〜１１５％の範囲の化学量論比で製造した。硬度測定は、ASTM-D2240により、Ｄチップを持つShore S1、Model 902測定ツールを用いて２秒で、次に再び１５秒でショアＤ硬度を測定した。次の貯蔵剪断弾性係数及び損失剪断弾性係数は、−１００℃〜１５０℃まで１０rad/秒の周波数及び３℃/分の温度勾配でトーションフィクスチャーで測定した（ASTM D5279）。剪断弾性係数試料は、幅６．５mm、厚さ１．２６〜２．０mm及びギャップ長２０mmを有していた。引張係数中央値のための試験方法（ASTM-D412）は、以下のとおりの形状を持つ５つの検体から測定した：全長４．５インチ（１１．４cm）、全幅０．７５インチ（０．１９cm）、首長１．５インチ（３．８cm）及び首幅０．２５インチ（０．６cm）のダンベル形状。グリップ分離部は２．５インチ（６．３５cm）であり、そして１．５インチ（首では３．８１cm）のソフトウェアに入力された公称ゲージ長であり、クロスヘッド速度は２０インチ／分（５０．８cm/分）の速度とした。
物理的特性は、表８及び９に要約される。
要約すると、配合、貯蔵剪断弾性係数、損失剪断弾性係数及び空隙率の特異的組合せが、タングステン及びＴＥＯＳ研磨性状を提供する。更には、この研磨パッドは、現工業規格のIC1000又はVP5000研磨パッドよりもＴＥＯＳシートウェーハ研磨において有意に高い除去速度を証明している。

Claims (10)

  1. 半導体、光学及び磁性基板の少なくとも１つを平坦化するのに適した研磨パッドであって、イソシアナート末端反応生成物を形成するためのＨ１２ＭＤＩ／ＴＤＩとポリテトラメチレンエーテルグリコールとのプレポリマー反応から形成される注型ポリウレタンポリマー材料を含む、研磨パッドであって、このイソシアナート末端反応生成物が、８．９５〜９．２５重量パーセントの未反応ＮＣＯを有しており、１０２〜１０９パーセントのＮＨ２対ＮＣＯ化学量論比を有しており、このイソシアナート末端反応生成物が、４，４’−メチレンビス（２−クロロアニリン）硬化剤で硬化され、この注型ポリウレタンポリマー材料が、非多孔性状態で測定すると、３０℃及び４０℃でトーションフィクスチャーで測定される２５０〜３５０MPaの貯蔵剪断弾性係数Ｇ’、並びに４０℃でトーションフィクスチャーで測定される２５〜３０MPaの損失剪断弾性係数Ｇ”を有している（ASTM D5279）研磨パッドであり、そして２０〜５０容量パーセントの空隙率及び０．６０〜０．９５g/cm３の密度を有している、研磨パッド。
  2. ４０℃の貯蔵剪断弾性係数Ｇ’対４０℃の損失剪断弾性係数Ｇ”の比が、８〜１５である、請求項１記載の研磨パッド。
  3. イソシアナート末端反応生成物及び４，４’−メチレンビス（２−クロロアニリン）が、１０３〜１０７パーセントのＮＨ２対ＮＣＯ化学量論比を有している、請求項１記載の研磨パッド。
  4. 研磨パッドが、１００μm未満の平均径を有する細孔を含む、請求項１記載の研磨パッド。
  5. 密度が、０．７〜０．９g/cm３である、請求項４記載の研磨パッド。
  6. 半導体、光学及び磁性基板の少なくとも１つを平坦化するのに適した研磨パッドであって、イソシアナート末端反応生成物を形成するためのＨ１２ＭＤＩ／ＴＤＩとポリテトラメチレンエーテルグリコールとのプレポリマー反応から形成される注型ポリウレタンポリマー材料を含む、研磨パッドであって、このイソシアナート末端反応生成物が、８．９５〜９．２５重量パーセントの未反応ＮＣＯを有しており、１０３〜１０７パーセントのＮＨ２対ＮＣＯ化学量論比を有しており、このイソシアナート末端反応生成物が、４，４’−メチレンビス（２−クロロアニリン）硬化剤で硬化され、この注型ポリウレタンポリマー材料が、非多孔性状態で測定すると、３０℃及び４０℃でトーションフィクスチャーで測定される２５０〜３５０MPaの貯蔵剪断弾性係数Ｇ’、並びに４０℃でトーションフィクスチャーで測定される２５〜３０MPaの損失剪断弾性係数Ｇ”を有しており（ASTM D5279）、ここで４０℃の貯蔵剪断弾性係数Ｇ’対４０℃の損失剪断弾性係数Ｇ”の比が、８〜１５である研磨パッドであり、そして２０〜５０容量パーセントの空隙率及び０．６０〜０．９５g/cm３の密度を有している、研磨パッド。
  7. ４０℃の貯蔵剪断弾性係数Ｇ’対４０℃の損失剪断弾性係数Ｇ”の比が、８〜１２である、請求項６記載の研磨パッド。
  8. イソシアナート末端反応生成物及び４，４’−メチレンビス（２−クロロアニリン）が、１０４〜１０６パーセントのＮＨ２対ＮＣＯ化学量論比を有している、請求項６記載の研磨パッド。
  9. 研磨パッドが、１０〜６０μmの平均径を有する細孔を含む、請求項６記載の研磨パッド。
  10. 密度が、０．７０〜０．８０g/cm３である、請求項９記載の研磨パッド。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018157195A (ja) * 2017-01-31 2018-10-04 ローム アンド ハース エレクトロニック マテリアルズ シーエムピー ホウルディングス インコーポレイテッド ポリグリコール及びポリグリコール誘導体を使用する、タングステンのための化学機械研磨法
JP2019036714A (ja) * 2017-08-10 2019-03-07 ローム アンド ハース エレクトロニック マテリアルズ シーエムピー ホウルディングス インコーポレイテッド タングステンのための化学的機械的研磨法
KR20200037314A (ko) * 2017-08-31 2020-04-08 후베이 딩후이 마이크로일렉트로닉스 머티리얼즈 코., 엘티디 폴리우레탄 연마층, 연마층을 포함하는 연마 패드, 연마층의 제조 방법 및 재료 평탄화 방법

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9873180B2 (en) 2014-10-17 2018-01-23 Applied Materials, Inc. CMP pad construction with composite material properties using additive manufacturing processes
US10399201B2 (en) 2014-10-17 2019-09-03 Applied Materials, Inc. Advanced polishing pads having compositional gradients by use of an additive manufacturing process
US10821573B2 (en) 2014-10-17 2020-11-03 Applied Materials, Inc. Polishing pads produced by an additive manufacturing process
US10875145B2 (en) 2014-10-17 2020-12-29 Applied Materials, Inc. Polishing pads produced by an additive manufacturing process
US9776361B2 (en) 2014-10-17 2017-10-03 Applied Materials, Inc. Polishing articles and integrated system and methods for manufacturing chemical mechanical polishing articles
US11745302B2 (en) 2014-10-17 2023-09-05 Applied Materials, Inc. Methods and precursor formulations for forming advanced polishing pads by use of an additive manufacturing process
US10875153B2 (en) 2014-10-17 2020-12-29 Applied Materials, Inc. Advanced polishing pad materials and formulations
KR102436416B1 (ko) 2014-10-17 2022-08-26 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 애디티브 제조 프로세스들을 이용한 복합 재료 특성들을 갖는 ｃｍｐ 패드 구성
CN113103145B (zh) 2015-10-30 2023-04-11 应用材料公司 形成具有期望ζ电位的抛光制品的设备与方法
US10593574B2 (en) 2015-11-06 2020-03-17 Applied Materials, Inc. Techniques for combining CMP process tracking data with 3D printed CMP consumables
KR102629800B1 (ko) 2016-01-19 2024-01-29 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 다공성 화학적 기계적 연마 패드들
US10391605B2 (en) 2016-01-19 2019-08-27 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for forming porous advanced polishing pads using an additive manufacturing process
US10086494B2 (en) * 2016-09-13 2018-10-02 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. High planarization efficiency chemical mechanical polishing pads and methods of making
US20180304539A1 (en) 2017-04-21 2018-10-25 Applied Materials, Inc. Energy delivery system with array of energy sources for an additive manufacturing apparatus
US20180345449A1 (en) * 2017-06-06 2018-12-06 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. Chemical mechanical polishing pads for improved removal rate and planarization
US11471999B2 (en) 2017-07-26 2022-10-18 Applied Materials, Inc. Integrated abrasive polishing pads and manufacturing methods
US11072050B2 (en) 2017-08-04 2021-07-27 Applied Materials, Inc. Polishing pad with window and manufacturing methods thereof
WO2019032286A1 (en) 2017-08-07 2019-02-14 Applied Materials, Inc. ABRASIVE DISTRIBUTION POLISHING PADS AND METHODS OF MAKING SAME
JP7259311B2 (ja) * 2017-12-26 2023-04-18 Dic株式会社 研磨パッド及び研磨パッド用ウレタン樹脂組成物
KR20210042171A (ko) 2018-09-04 2021-04-16 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 진보한 폴리싱 패드들을 위한 제형들
US11813712B2 (en) 2019-12-20 2023-11-14 Applied Materials, Inc. Polishing pads having selectively arranged porosity
US11806829B2 (en) 2020-06-19 2023-11-07 Applied Materials, Inc. Advanced polishing pads and related polishing pad manufacturing methods
US11878389B2 (en) 2021-02-10 2024-01-23 Applied Materials, Inc. Structures formed using an additive manufacturing process for regenerating surface texture in situ

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003218074A (ja) * 2001-11-13 2003-07-31 Toyobo Co Ltd 半導体ウエハ研磨パッド及び半導体ウエハの研磨方法
JP2005136400A (ja) * 2003-10-09 2005-05-26 Rohm & Haas Electronic Materials Cmp Holdings Inc 研磨パッド
JP3685064B2 (ja) * 1998-08-28 2005-08-17 東レ株式会社 研磨パッド
JP2007520617A (ja) * 2004-02-03 2007-07-26 ローム アンド ハース エレクトロニック マテリアルズ シーエムピー ホウルディングス インコーポレイテッド ポリウレタン研磨パッド
US20100247868A1 (en) * 2009-03-24 2010-09-30 Yoon Jong CHA Polyurethane porous product and manufacturing method thereof and polishing pad having polyurethane porous product
JP2010538461A (ja) * 2007-08-28 2010-12-09 プラクスエア・テクノロジー・インコーポレイテッド 化学機械平坦化用制動性ポリウレタンバッドを製造するための系及び方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MY114512A (en) 1992-08-19 2002-11-30 Rodel Inc Polymeric substrate with polymeric microelements
KR100770852B1 (ko) 2000-05-27 2007-10-26 롬 앤드 하스 일렉트로닉 머티리얼스 씨엠피 홀딩스 인코포레이티드 화학 기계적 평탄화용 그루브형 연마 패드
KR100877389B1 (ko) * 2001-11-13 2009-01-07 도요 고무 고교 가부시키가이샤 연마 패드 및 그 제조 방법
US20060022368A1 (en) * 2002-11-18 2006-02-02 Kyu-Don Lee Method of fabricating polyurethane foam with micro pores and polishing pad therefrom
TWI372108B (en) * 2005-04-06 2012-09-11 Rohm & Haas Elect Mat Method for forming a porous reaction injection molded chemical mechanical polishing pad
US7169030B1 (en) 2006-05-25 2007-01-30 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. Chemical mechanical polishing pad
JP5715770B2 (ja) * 2010-06-17 2015-05-13 ローム アンド ハース エレクトロニック マテリアルズ シーエムピー ホウルディングス インコーポレイテッド 低欠陥の一体型窓を有する化学機械研磨パッド及び当該化学機械研磨パッドを用いて基体を化学機械研磨する方法
US8257152B2 (en) * 2010-11-12 2012-09-04 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. Silicate composite polishing pad

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3685064B2 (ja) * 1998-08-28 2005-08-17 東レ株式会社 研磨パッド
JP2003218074A (ja) * 2001-11-13 2003-07-31 Toyobo Co Ltd 半導体ウエハ研磨パッド及び半導体ウエハの研磨方法
JP2005136400A (ja) * 2003-10-09 2005-05-26 Rohm & Haas Electronic Materials Cmp Holdings Inc 研磨パッド
JP2007520617A (ja) * 2004-02-03 2007-07-26 ローム アンド ハース エレクトロニック マテリアルズ シーエムピー ホウルディングス インコーポレイテッド ポリウレタン研磨パッド
JP2010538461A (ja) * 2007-08-28 2010-12-09 プラクスエア・テクノロジー・インコーポレイテッド 化学機械平坦化用制動性ポリウレタンバッドを製造するための系及び方法
US20100247868A1 (en) * 2009-03-24 2010-09-30 Yoon Jong CHA Polyurethane porous product and manufacturing method thereof and polishing pad having polyurethane porous product

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018157195A (ja) * 2017-01-31 2018-10-04 ローム アンド ハース エレクトロニック マテリアルズ シーエムピー ホウルディングス インコーポレイテッド ポリグリコール及びポリグリコール誘導体を使用する、タングステンのための化学機械研磨法
JP7144147B2 (ja) 2017-01-31 2022-09-29 ローム アンド ハース エレクトロニック マテリアルズ シーエムピー ホウルディングス インコーポレイテッド ポリグリコール及びポリグリコール誘導体を使用する、タングステンのための化学機械研磨法
JP2019036714A (ja) * 2017-08-10 2019-03-07 ローム アンド ハース エレクトロニック マテリアルズ シーエムピー ホウルディングス インコーポレイテッド タングステンのための化学的機械的研磨法
JP7171259B2 (ja) 2017-08-10 2022-11-15 ローム アンド ハース エレクトロニック マテリアルズ シーエムピー ホウルディングス インコーポレイテッド タングステンのための化学的機械的研磨法
KR20200037314A (ko) * 2017-08-31 2020-04-08 후베이 딩후이 마이크로일렉트로닉스 머티리얼즈 코., 엘티디 폴리우레탄 연마층, 연마층을 포함하는 연마 패드, 연마층의 제조 방법 및 재료 평탄화 방법
KR102338854B1 (ko) 2017-08-31 2021-12-15 후베이 딩후이 마이크로일렉트로닉스 머티리얼즈 코., 엘티디 폴리우레탄 연마층, 연마층을 포함하는 연마 패드, 연마층의 제조 방법 및 재료 평탄화 방법

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