JP2017035781A - 連続的突出部を備えた研磨表面を有する研磨パッド - Google Patents
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Abstract
【課題】化学的機械的研磨（ＣＭＰ）において、さらに改良された研磨表面を有する研磨パッドを提供すること。【解決手段】基板を研磨するための研磨パッド２００であって、この研磨パッドは、裏面２０１Ｂに対向する研磨側２０１Ａを有する研磨本体２００Ａと、この研磨本体２００Ａの研磨側２０１Ａと、連続的である複数の突出部２０２を備える研磨表面２００Ｂとを備える。これにより、従来の溝を備えた研磨パッドに対して、スラリーの保持性に優れていることを特徴とする。【選択図】図２Ｃ
Description
（技術分野）
本発明の実施形態は、化学的機械的研磨（ＣＭＰ）、特に、連続的突出部を備えた研磨表面を有する研磨パッドの分野にある。
本発明の実施形態は、化学的機械的研磨（ＣＭＰ）、特に、連続的突出部を備えた研磨表面を有する研磨パッドの分野にある。
（背景）
一般にＣＭＰと略される、化学的機械的平坦化または化学的機械的研磨は、半導体ウェーハーまたはその他の基板を平坦化するために半導体製作で用いられる技法である。
一般にＣＭＰと略される、化学的機械的平坦化または化学的機械的研磨は、半導体ウェーハーまたはその他の基板を平坦化するために半導体製作で用いられる技法である。
このプロセスは、代表的にはウェーハーより大きな直径の、研磨パッドおよび保持リングと組み合わせて、研磨性かつ腐食性の化学的スラリー（一般にコロイド）を用いる。研磨パッドおよびウェーハーは、動的研磨ヘッドによってともに圧され、そしてプラスチック保持リングによって定位置に保持される。動的研磨ヘッドは、研磨中に回転させられる。このアプローチは材料の除去を支援し、そして任意の不規則なトポグラフィーでさえ追い出す傾向があり、ウェーハーを平たく、または平坦にする。これは、さらなる回路要素の形成のためにウェーハーをセットアップするために必要であり得る。例えば、これは、フォトリソグラフィーシステムのフィールドの深さ内に全表面をもたらすため、またはその位置に基づき材料を選択的に除去するために必要であり得る。代表的フィールド深さの要件は、最近の５０ナノメートル以下のテクノロジーノードについてオーグストロンムレベルまで下げられている。
材料除去のプロセスは、木材に対するサンドペーパーのような研磨掻き取りのそれのように単純ではない。スラリー中の化学薬品はまた、除去されるべき材料と反応し、そして／またはそれを弱める。研磨はこの弱体化プロセスを加速し、そして研磨パッドは、反応した材料を表面から拭き取ることを助ける。スラリーテクノロジーにおける進歩に加え、研磨パッドは、増加する複雑なＣＭＰ動作において重要な役割を演じる。
しかし、さらなる改良が、ＣＭＰパッドテクノロジーの進化に必要である。
（要旨）
本発明の実施形態は、連続的突出部を備えた研磨表面を有する研磨パッドを含む。
本発明の実施形態は、連続的突出部を備えた研磨表面を有する研磨パッドを含む。
ある実施形態において、基板を研磨するための研磨パッドは、裏面に対向する研磨側を有する研磨本体を含む。この研磨パッドはまた、研磨本体と連続的である研磨側面を備えた複数のシリンダ状突出部を有する研磨表面を含む。
別の実施形態では、基板を研磨するための研磨パッドは、裏面に対向する研磨側を有する研磨本体を含む。この研磨パッドはまた、研磨本体の研磨面と連続的である複数の突出部を有する研磨表面を含む。各突出部は、研磨表面の平面中に改変された四辺形の多角形形状を有する。
本発明は、例えば、以下を提供する。
（項目１）
基板を研磨するための研磨パッドであって、該研磨パッドは、
裏面と対向する研磨側を有する研磨本体と、
該研磨本体の該研磨側と連続的である複数のシリンダ状突出部を備える研磨表面と
を備える、研磨パッド。
（項目２）
前記複数のシリンダ状突出部の各々は、円形、卵形、および、５つ以上の辺を有する多角形から成る群から選択される前記研磨表面の平面における形状を有する、項目１に記載の研磨パッド。
（項目３）
前記複数のシリンダ状突出部は、六角形にパックされたパターンで配列される、項目１に記載の研磨パッド。
（項目４）
前記研磨パッドは、
前記研磨本体の前記研磨側の最も外側のエッジにおいて前記複数のシリンダ状突出部を取り囲む固いリングであって、該固いリングは、該研磨本体の該研磨側と連続的であり、該複数のシリンダ状突出部の前記六角形にパックされたパターンは、千鳥状配列で該リングに近接して終わる、固いリング
をさらに備える、項目３に記載の研磨パッド。
（項目５）
前記研磨パッドは、
前記複数のシリンダ状突出部の前記六角形にパックされたパターン内の中央に配置されたボタン領域
をさらに備え、該ボタン領域は、六角形形状を有する、項目３に記載の研磨パッド。
（項目６）
前記ボタン領域は、前記六角形形状の１つの辺上に三角形のクロッキングマークをさらに備える、項目５に記載の研磨パッド。
（項目７）
前記複数のシリンダ状突出部は、四角形にパックされたパターンで配列される、項目１に記載の研磨パッド。
（項目８）
前記複数のシリンダ状突出部は、複数の高密度領域に配列され、該複数の高密度領域は、隣接する高密度領域間の隣接する突出部間よりも小さい間隔を、高密度領域内の隣接する突出部間に有する、項目１に記載の研磨パッド。
（項目９）
各高密度領域の前記シリンダ状突出部は、六角形にパックされたパターンで配列される、項目８に記載の研磨パッド。
（項目１０）
前記高密度領域の各々は、実質的に四角形または矩形であり、該複数の高密度領域のうちの各高密度領域間の間隔は、Ｘ−Ｙグリッドパターンに基づく、項目９に記載の研磨パッド。
（項目１１）
前記高密度領域の各々は、三角形、菱形、および、細長片ベースから成る群から選択される形状を有する、項目９に記載の研磨パッド。
（項目１２）
前記高密度領域の各々は、菱形形状を有し、複数の前記高密度領域のサブパターンが、前記研磨パッドの６０度の回転毎に繰り返される、項目１１に記載の研磨パッド。
（項目１３）
前記複数のシリンダ状突出部の各々は、ほぼ１〜３０ミリメートルの範囲にある最大横寸法を有し、互いの間の間隔がほぼ０．１〜３ミリメートルの範囲にある、項目１に記載の研磨パッド。
（項目１４）
前記複数のシリンダ状突出部の第１部分の各シリンダ状突出部は、第１の最大横寸法を有し、該複数のシリンダ状突出部の第２部分の各シリンダ状突出部は、第２の異なる最大横寸法を有する、項目１に記載の研磨パッド。
（項目１５）
前記複数のシリンダ状突出部のパターンは、ほぼ１ミリメートルの最大横寸法を各々が有する複数のシリンダ状突出部によって囲まれたほぼ１０ミリメートルの最大横寸法を有するシリンダ状突出部を備える、項目１４に記載の研磨パッド。
（項目１６）
前記複数のシリンダ状突出部の第１部分の各シリンダ状突出部は、前記研磨表面の平面において第１の形状を有し、該複数のシリンダ状突出部の第２部分の各シリンダ状突出部は、該研磨表面の該平面において第２の異なる形状を有する、項目１に記載の研磨パッド。
（項目１７）
前記複数のシリンダ状突出部の総表面積は、前記研磨本体の前記研磨側の総表面積のほぼ４０〜８０％の範囲にある部分である、項目１に記載の研磨パッド。
（項目１８）
前記複数のシリンダ状突出部の各々の高さは、ほぼ０．５〜１ミリメートルの範囲にある、項目１に記載の研磨パッド。
（項目１９）
前記複数のシリンダ状突出部は、ほぼ２９〜３２インチの範囲にある直径を有する研磨パッドについてほぼ５０，０００〜２００，０００の突出部を備える、項目１に記載の研磨パッド。
（項目２０）
前記複数のシリンダ状突出部は、ランダム化されたパターンを有する、項目１に記載の研磨パッド。
（項目２１）
前記複数のシリンダ状突出部の第１部分の各シリンダ状突出部は、前記研磨本体からの第１の高さを有し、該複数のシリンダ状突出部の第２部分の各シリンダ状突出部は、該研磨本体からの第２の異なる高さを有するが、該複数のシリンダ状突出部の全ては、該研磨本体から実質的に同一平面上で遠位にある、項目１に記載の研磨パッド。
（項目２２）
前記研磨本体および前記研磨表面は、一緒に、均一かつ一体である、項目１に記載の研磨パッド。
（項目２３）
前記研磨本体および前記研磨表面は、成形されたポリウレタン材料を含む、項目２２に記載の研磨パッド。
（項目２４）
前記成形されたポリウレタン材料は、ほぼ６％〜５０％総空隙容積の範囲にある閉鎖セルポアのポア密度を有する、項目２３に記載の研磨パッド。
（項目２５）
前記研磨本体の前記裏面上に配置された土台層をさらに備える、項目１に記載の研磨パッド。
（項目２６）
前記研磨本体の前記裏面に配置された検出領域をさらに備える、項目１に記載の研磨パッド。
（項目２７）
前記研磨パッドは、
前記研磨表面および前記研磨本体に配置されたアパーチャと、
該研磨本体の前記裏面上に配置された接着シートであって、該接着シートは、該研磨本体の該裏面に該アパーチャのための不透過性シールを提供する、接着シートと
をさらに備える、項目１に記載の研磨パッド。
（項目２８）
前記研磨本体の前記裏面上に配置されたサブパッドをさらに備える、項目１に記載の研磨パッド。
（項目２９）
前記研磨パッドは、
前記研磨本体に配置されたローカルエリア透明（ＬＡＴ）領域であって、該ＬＡＴ領域は、前記複数のシリンダ状突出部のパターンを中断する、ＬＡＴ領域
をさらに備える、項目１に記載の研磨パッド。
（項目３０）
基板を研磨するための研磨パッドであって、該研磨パッドは、
裏面に対向する研磨側を有する研磨本体と、
該研磨本体の該研磨側と連続的である複数の突出部を備える研磨表面であって、各突出部は、該研磨表面の平面に、改変された四辺形の多角形形状を有する、研磨表面と
を備える、研磨パッド。
（項目３１）
前記改変された四辺形の多角形形状は、１つ以上の丸められたコーナーを伴う四辺形の多角形、１つ以上のノッチ付きコーナーを伴う四辺形の多角形、および、１つ以上のアーチ形の側面を伴う四辺形の多角形から成る群から選択される、項目３０に記載の研磨パッド。
（項目３２）
前記改変された四辺形の多角形形状は、改変された四角形形状、改変された矩形形状、改変された菱形形状、および、改変された台形形状から成る群から選択される、項目３０に記載の研磨パッド。
（項目３３）
前記改変された四辺形の多角形形状は、４つのコーナーの全てが丸められた四角形である、項目３０に記載の研磨パッド。
（項目３４）
前記改変された四辺形の多角形形状は、４つのコーナーの全てがノッチ付きである四角形である、項目３０に記載の研磨パッド。
（項目３５）
前記複数の突出部は、Ｘ−Ｙグリッドパターンで配列される、項目３０に記載の研磨パッド。
（項目３６）
前記研磨パッドは、
前記研磨本体の前記研磨側の最も外側のエッジにおいて前記複数の突出部を取り囲む固いリングを
さらに備え、該固いリングは、該研磨本体の該研磨側と連続的であり、連続的な溝が、該固いリングと該複数の突出部との間に配置される、項目３５に記載の研磨パッド。
（項目３７）
前記研磨パッドは、
前記複数の突出部の前記Ｘ−Ｙグリッドパターン内の中央に配置されたボタン領域を
さらに備え、該ボタン領域は、ノッチ付きコーナーを伴う四角形形状を有する、項目３５に記載の研磨パッド。
（項目３８）
前記ボタン領域は、前記四角形形状の１つの辺上にクロッキングマークをさらに備える、項目３７に記載の研磨パッド。
（項目３９）
前記複数のシリンダ状突出部は、複数の高密度領域に配列され、該複数の高密度領域は、隣接する高密度領域間の隣接する突出部間よりも小さい間隔を、高密度領域内の隣接する突出部間に有する、項目３０に記載の研磨パッド。
（項目４０）
前記高密度領域の各々は、実質的に四角形または矩形であり、該複数の高密度領域の各高密度領域間の間隔は、Ｘ−Ｙグリッドパターンを形成する、項目３９に記載の研磨パッド。
（項目４１）
前記複数の突出部の各々は、ほぼ１〜３０ミリメートルの範囲にある最大横寸法を有し、互いの間の間隔がほぼ０．１〜３ミリメートルの範囲にある、項目３０に記載の研磨パッド。
（項目４２）
前記複数の突出部の第１部分の各突出部は、第１の最大横寸法を有し、該複数の突出部の第２部分の各突出部は、第２の異なる最大横寸法を有する、項目３０に記載の研磨パッド。
（項目４３）
前記複数の突出部のパターンは、ほぼ１ミリメートルの最大横寸法を各々が有する複数の突出部によって囲まれたほぼ１０ミリメートルの最大横寸法を有する突出部を備える、項目４２に記載の研磨パッド。
（項目４４）
前記複数の突出部の第１部分の各突出部は、前記研磨表面の前記平面において第１の形状を有し、該複数の突出部の第２部分の各突出部は、該研磨表面の該平面において第２の異なる形状を有する、項目３０に記載の研磨パッド。
（項目４５）
前記複数の突出部の総表面積は、前記研磨本体の前記研磨側の総表面積のほぼ４０〜８０％の範囲にある部分である、項目３０に記載の研磨パッド。
（項目４６）
前記複数の突出部の各々の高さは、ほぼ０．５〜１ミリメートルの範囲にある、項目３０に記載の研磨パッド。
（項目４７）
前記複数の突出部は、ほぼ２９〜３２インチの範囲にある直径を有する研磨パッドについてほぼ５０，０００〜２００，０００の突出部を備える、項目３０に記載の研磨パッド。
（項目４８）
前記複数の突出部は、ランダム化されたパターンを有する、項目３０に記載の研磨パッド。
（項目４９）
前記複数の突出部の第１部分の各突出部は、前記研磨本体からの第１の高さを有し、該複数の突出部の第２部分の各突出部は、該研磨本体からの第２の異なる高さを有するが、該複数の突出部の全ては、該研磨本体から実質的に同一平面上で遠位にある、項目３０に記載の研磨パッド。
（項目５０）
前記研磨本体および前記研磨表面は、一緒に、均一かつ一体である、項目３０に記載の研磨パッド。
（項目５１）
前記研磨本体および前記研磨表面は、成形されたポリウレタン材料を含む、項目５０に記載の研磨パッド。
（項目５２）
前記成形されたポリウレタン材料は、ほぼ６％〜５０％総空隙容積の範囲にある閉鎖セルポアのポア密度を有する、項目５１に記載の研磨パッド。
（項目５３）
前記研磨本体の前記裏面上に配置された土台層をさらに備える、項目３０に記載の研磨パッド。
（項目５４）
前記研磨本体の前記裏面に配置された検出領域をさらに備える、項目３０に記載の研磨パッド。
（項目５５）
前記研磨パッドは、
前記研磨表面および前記研磨本体に配置されたアパーチャと、
該研磨本体の前記裏面上に配置された接着シートであって、該接着シートは、該研磨本体の該裏面に該アパーチャのための不透過性シールを提供する、接着シートと
をさらに備える、項目３０に記載の研磨パッド。
（項目５６）
前記研磨本体の前記裏面上に配置されたサブパッドをさらに備える、項目３０に記載の研磨パッド。
（項目５７）
前記研磨パッドは、
前記研磨本体に配置されたローカルエリア透明（ＬＡＴ）領域であって、該ＬＡＴ領域は、前記複数の突出部のパターンを中断する、ＬＡＴ領域
をさらに備える、項目３０に記載の研磨パッド。
本発明は、例えば、以下を提供する。
（項目１）
基板を研磨するための研磨パッドであって、該研磨パッドは、
裏面と対向する研磨側を有する研磨本体と、
該研磨本体の該研磨側と連続的である複数のシリンダ状突出部を備える研磨表面と
を備える、研磨パッド。
（項目２）
前記複数のシリンダ状突出部の各々は、円形、卵形、および、５つ以上の辺を有する多角形から成る群から選択される前記研磨表面の平面における形状を有する、項目１に記載の研磨パッド。
（項目３）
前記複数のシリンダ状突出部は、六角形にパックされたパターンで配列される、項目１に記載の研磨パッド。
（項目４）
前記研磨パッドは、
前記研磨本体の前記研磨側の最も外側のエッジにおいて前記複数のシリンダ状突出部を取り囲む固いリングであって、該固いリングは、該研磨本体の該研磨側と連続的であり、該複数のシリンダ状突出部の前記六角形にパックされたパターンは、千鳥状配列で該リングに近接して終わる、固いリング
をさらに備える、項目３に記載の研磨パッド。
（項目５）
前記研磨パッドは、
前記複数のシリンダ状突出部の前記六角形にパックされたパターン内の中央に配置されたボタン領域
をさらに備え、該ボタン領域は、六角形形状を有する、項目３に記載の研磨パッド。
（項目６）
前記ボタン領域は、前記六角形形状の１つの辺上に三角形のクロッキングマークをさらに備える、項目５に記載の研磨パッド。
（項目７）
前記複数のシリンダ状突出部は、四角形にパックされたパターンで配列される、項目１に記載の研磨パッド。
（項目８）
前記複数のシリンダ状突出部は、複数の高密度領域に配列され、該複数の高密度領域は、隣接する高密度領域間の隣接する突出部間よりも小さい間隔を、高密度領域内の隣接する突出部間に有する、項目１に記載の研磨パッド。
（項目９）
各高密度領域の前記シリンダ状突出部は、六角形にパックされたパターンで配列される、項目８に記載の研磨パッド。
（項目１０）
前記高密度領域の各々は、実質的に四角形または矩形であり、該複数の高密度領域のうちの各高密度領域間の間隔は、Ｘ−Ｙグリッドパターンに基づく、項目９に記載の研磨パッド。
（項目１１）
前記高密度領域の各々は、三角形、菱形、および、細長片ベースから成る群から選択される形状を有する、項目９に記載の研磨パッド。
（項目１２）
前記高密度領域の各々は、菱形形状を有し、複数の前記高密度領域のサブパターンが、前記研磨パッドの６０度の回転毎に繰り返される、項目１１に記載の研磨パッド。
（項目１３）
前記複数のシリンダ状突出部の各々は、ほぼ１〜３０ミリメートルの範囲にある最大横寸法を有し、互いの間の間隔がほぼ０．１〜３ミリメートルの範囲にある、項目１に記載の研磨パッド。
（項目１４）
前記複数のシリンダ状突出部の第１部分の各シリンダ状突出部は、第１の最大横寸法を有し、該複数のシリンダ状突出部の第２部分の各シリンダ状突出部は、第２の異なる最大横寸法を有する、項目１に記載の研磨パッド。
（項目１５）
前記複数のシリンダ状突出部のパターンは、ほぼ１ミリメートルの最大横寸法を各々が有する複数のシリンダ状突出部によって囲まれたほぼ１０ミリメートルの最大横寸法を有するシリンダ状突出部を備える、項目１４に記載の研磨パッド。
（項目１６）
前記複数のシリンダ状突出部の第１部分の各シリンダ状突出部は、前記研磨表面の平面において第１の形状を有し、該複数のシリンダ状突出部の第２部分の各シリンダ状突出部は、該研磨表面の該平面において第２の異なる形状を有する、項目１に記載の研磨パッド。
（項目１７）
前記複数のシリンダ状突出部の総表面積は、前記研磨本体の前記研磨側の総表面積のほぼ４０〜８０％の範囲にある部分である、項目１に記載の研磨パッド。
（項目１８）
前記複数のシリンダ状突出部の各々の高さは、ほぼ０．５〜１ミリメートルの範囲にある、項目１に記載の研磨パッド。
（項目１９）
前記複数のシリンダ状突出部は、ほぼ２９〜３２インチの範囲にある直径を有する研磨パッドについてほぼ５０，０００〜２００，０００の突出部を備える、項目１に記載の研磨パッド。
（項目２０）
前記複数のシリンダ状突出部は、ランダム化されたパターンを有する、項目１に記載の研磨パッド。
（項目２１）
前記複数のシリンダ状突出部の第１部分の各シリンダ状突出部は、前記研磨本体からの第１の高さを有し、該複数のシリンダ状突出部の第２部分の各シリンダ状突出部は、該研磨本体からの第２の異なる高さを有するが、該複数のシリンダ状突出部の全ては、該研磨本体から実質的に同一平面上で遠位にある、項目１に記載の研磨パッド。
（項目２２）
前記研磨本体および前記研磨表面は、一緒に、均一かつ一体である、項目１に記載の研磨パッド。
（項目２３）
前記研磨本体および前記研磨表面は、成形されたポリウレタン材料を含む、項目２２に記載の研磨パッド。
（項目２４）
前記成形されたポリウレタン材料は、ほぼ６％〜５０％総空隙容積の範囲にある閉鎖セルポアのポア密度を有する、項目２３に記載の研磨パッド。
（項目２５）
前記研磨本体の前記裏面上に配置された土台層をさらに備える、項目１に記載の研磨パッド。
（項目２６）
前記研磨本体の前記裏面に配置された検出領域をさらに備える、項目１に記載の研磨パッド。
（項目２７）
前記研磨パッドは、
前記研磨表面および前記研磨本体に配置されたアパーチャと、
該研磨本体の前記裏面上に配置された接着シートであって、該接着シートは、該研磨本体の該裏面に該アパーチャのための不透過性シールを提供する、接着シートと
をさらに備える、項目１に記載の研磨パッド。
（項目２８）
前記研磨本体の前記裏面上に配置されたサブパッドをさらに備える、項目１に記載の研磨パッド。
（項目２９）
前記研磨パッドは、
前記研磨本体に配置されたローカルエリア透明（ＬＡＴ）領域であって、該ＬＡＴ領域は、前記複数のシリンダ状突出部のパターンを中断する、ＬＡＴ領域
をさらに備える、項目１に記載の研磨パッド。
（項目３０）
基板を研磨するための研磨パッドであって、該研磨パッドは、
裏面に対向する研磨側を有する研磨本体と、
該研磨本体の該研磨側と連続的である複数の突出部を備える研磨表面であって、各突出部は、該研磨表面の平面に、改変された四辺形の多角形形状を有する、研磨表面と
を備える、研磨パッド。
（項目３１）
前記改変された四辺形の多角形形状は、１つ以上の丸められたコーナーを伴う四辺形の多角形、１つ以上のノッチ付きコーナーを伴う四辺形の多角形、および、１つ以上のアーチ形の側面を伴う四辺形の多角形から成る群から選択される、項目３０に記載の研磨パッド。
（項目３２）
前記改変された四辺形の多角形形状は、改変された四角形形状、改変された矩形形状、改変された菱形形状、および、改変された台形形状から成る群から選択される、項目３０に記載の研磨パッド。
（項目３３）
前記改変された四辺形の多角形形状は、４つのコーナーの全てが丸められた四角形である、項目３０に記載の研磨パッド。
（項目３４）
前記改変された四辺形の多角形形状は、４つのコーナーの全てがノッチ付きである四角形である、項目３０に記載の研磨パッド。
（項目３５）
前記複数の突出部は、Ｘ−Ｙグリッドパターンで配列される、項目３０に記載の研磨パッド。
（項目３６）
前記研磨パッドは、
前記研磨本体の前記研磨側の最も外側のエッジにおいて前記複数の突出部を取り囲む固いリングを
さらに備え、該固いリングは、該研磨本体の該研磨側と連続的であり、連続的な溝が、該固いリングと該複数の突出部との間に配置される、項目３５に記載の研磨パッド。
（項目３７）
前記研磨パッドは、
前記複数の突出部の前記Ｘ−Ｙグリッドパターン内の中央に配置されたボタン領域を
さらに備え、該ボタン領域は、ノッチ付きコーナーを伴う四角形形状を有する、項目３５に記載の研磨パッド。
（項目３８）
前記ボタン領域は、前記四角形形状の１つの辺上にクロッキングマークをさらに備える、項目３７に記載の研磨パッド。
（項目３９）
前記複数のシリンダ状突出部は、複数の高密度領域に配列され、該複数の高密度領域は、隣接する高密度領域間の隣接する突出部間よりも小さい間隔を、高密度領域内の隣接する突出部間に有する、項目３０に記載の研磨パッド。
（項目４０）
前記高密度領域の各々は、実質的に四角形または矩形であり、該複数の高密度領域の各高密度領域間の間隔は、Ｘ−Ｙグリッドパターンを形成する、項目３９に記載の研磨パッド。
（項目４１）
前記複数の突出部の各々は、ほぼ１〜３０ミリメートルの範囲にある最大横寸法を有し、互いの間の間隔がほぼ０．１〜３ミリメートルの範囲にある、項目３０に記載の研磨パッド。
（項目４２）
前記複数の突出部の第１部分の各突出部は、第１の最大横寸法を有し、該複数の突出部の第２部分の各突出部は、第２の異なる最大横寸法を有する、項目３０に記載の研磨パッド。
（項目４３）
前記複数の突出部のパターンは、ほぼ１ミリメートルの最大横寸法を各々が有する複数の突出部によって囲まれたほぼ１０ミリメートルの最大横寸法を有する突出部を備える、項目４２に記載の研磨パッド。
（項目４４）
前記複数の突出部の第１部分の各突出部は、前記研磨表面の前記平面において第１の形状を有し、該複数の突出部の第２部分の各突出部は、該研磨表面の該平面において第２の異なる形状を有する、項目３０に記載の研磨パッド。
（項目４５）
前記複数の突出部の総表面積は、前記研磨本体の前記研磨側の総表面積のほぼ４０〜８０％の範囲にある部分である、項目３０に記載の研磨パッド。
（項目４６）
前記複数の突出部の各々の高さは、ほぼ０．５〜１ミリメートルの範囲にある、項目３０に記載の研磨パッド。
（項目４７）
前記複数の突出部は、ほぼ２９〜３２インチの範囲にある直径を有する研磨パッドについてほぼ５０，０００〜２００，０００の突出部を備える、項目３０に記載の研磨パッド。
（項目４８）
前記複数の突出部は、ランダム化されたパターンを有する、項目３０に記載の研磨パッド。
（項目４９）
前記複数の突出部の第１部分の各突出部は、前記研磨本体からの第１の高さを有し、該複数の突出部の第２部分の各突出部は、該研磨本体からの第２の異なる高さを有するが、該複数の突出部の全ては、該研磨本体から実質的に同一平面上で遠位にある、項目３０に記載の研磨パッド。
（項目５０）
前記研磨本体および前記研磨表面は、一緒に、均一かつ一体である、項目３０に記載の研磨パッド。
（項目５１）
前記研磨本体および前記研磨表面は、成形されたポリウレタン材料を含む、項目５０に記載の研磨パッド。
（項目５２）
前記成形されたポリウレタン材料は、ほぼ６％〜５０％総空隙容積の範囲にある閉鎖セルポアのポア密度を有する、項目５１に記載の研磨パッド。
（項目５３）
前記研磨本体の前記裏面上に配置された土台層をさらに備える、項目３０に記載の研磨パッド。
（項目５４）
前記研磨本体の前記裏面に配置された検出領域をさらに備える、項目３０に記載の研磨パッド。
（項目５５）
前記研磨パッドは、
前記研磨表面および前記研磨本体に配置されたアパーチャと、
該研磨本体の前記裏面上に配置された接着シートであって、該接着シートは、該研磨本体の該裏面に該アパーチャのための不透過性シールを提供する、接着シートと
をさらに備える、項目３０に記載の研磨パッド。
（項目５６）
前記研磨本体の前記裏面上に配置されたサブパッドをさらに備える、項目３０に記載の研磨パッド。
（項目５７）
前記研磨パッドは、
前記研磨本体に配置されたローカルエリア透明（ＬＡＴ）領域であって、該ＬＡＴ領域は、前記複数の突出部のパターンを中断する、ＬＡＴ領域
をさらに備える、項目３０に記載の研磨パッド。
（詳細な説明）
連続的突出部を備えた研磨表面を有する研磨パッドが本明細書に記載される。以下の説明では、本発明の実施形態の完全な理解を提供するために、特定の研磨パッド設計および組成のような、多くの特定の詳細が提示される。本発明の実施形態がこれら特定の詳細なしで実施され得ることは当業者に明らかである。他の例では、半導体基板の化学的機械的平坦化（ＣＭＰ）を実施するための、スラリーの研磨パッドとの組み合わせに関する詳細のような周知のプロセッシング技法は、本発明の実施形態を不必要にあいまいにしないために詳細には記載されていない。さらに、図面に示される種々の実施形態は例示の表示であり、そして必ずしもスケール通りに描かれていないことが理解されるべきである。
連続的突出部を備えた研磨表面を有する研磨パッドが本明細書に記載される。以下の説明では、本発明の実施形態の完全な理解を提供するために、特定の研磨パッド設計および組成のような、多くの特定の詳細が提示される。本発明の実施形態がこれら特定の詳細なしで実施され得ることは当業者に明らかである。他の例では、半導体基板の化学的機械的平坦化（ＣＭＰ）を実施するための、スラリーの研磨パッドとの組み合わせに関する詳細のような周知のプロセッシング技法は、本発明の実施形態を不必要にあいまいにしないために詳細には記載されていない。さらに、図面に示される種々の実施形態は例示の表示であり、そして必ずしもスケール通りに描かれていないことが理解されるべきである。
ＣＭＰ動作において基板を研磨するための研磨パッドは、代表的には、中に形成された物理的溝または突出部を備えた少なくとも１つの表面を含む。これら溝または突出部は、ＣＭＰ動作で用いられるスラリーのためのリザーバーを提供する一方で、基板を研磨するための表面積の適切な量を釣り合わせるように配列され得る。本発明の実施形態に従い、研磨パッドの表面を研磨するための突出部パターンが記載される。
本明細書に記載される突出部パターンは、スラリーを用いるＣＭＰ動作で基板を研磨するための利点を提供し得るか、またはそのための先行技術研磨パッドに対して有利であり得る。例えば、本明細書に記載される突出部パターンの有利さは、（ａ）研磨パッドが研磨された基板に対して回転させられるとき、研磨された基板を横切るスラリーベースの研磨プロセスの改良された平均化と、（ｂ）従来の溝または突出部パターンを備えたパッドに対して改善された研磨パッド上のスラリー保持とを含み得る。
本発明の基礎的実施形態は、研磨表面の研磨平面内のすべての寸法について相対的に類似の値を有する突出部特徴の使用を含む。より複雑な実施形態は、シリンダ状突出部の使用または改変四辺形突出部の使用、またはその両方を含み得る。いずれの場合においても、これら突出部は、成形プロセスによって形成することができ、従って、突出部形状は、代表的には、研磨表面へのパターン切断によって形成することが別様に実施不能であろう。
従来の研磨パッドは、代表的には、同心の円形溝パターンを有し、それを通る半径方向溝を備えている。例えば、図１は、従来の研磨パッドの研磨表面に配置された同心の円形溝パターンのトップダウン式平面図を図示する。
図１を参照すると、研磨パッド１００は、研磨表面１０２および裏面（図示はされていない）を有する研磨本体を含む。この研磨表面１０２は、同心円１０４の溝のパターンを有する。この溝のパターンはまた、図１に描写されるように、最も内側の円から最も外側の円まで連続している複数の半径方向溝１０６を含む。このような溝パターンの潜在的な欠点は、大きな同心溝を横切るスラリー分配の不良な平均化、および／または半径方向溝に沿った排液によるスラリーロスを含み得る。
図１とは対照的に、そして以下の図２Ａに例示されるように、本発明の実施形態は、従来の溝間隔に対して狭く間隔を置かれている突出部のパターンを含む。さらに、研磨表面の平面中の突出部のすべての寸法は相対的に類似しており、そしてこのために、各突出部は、一貫した局在化研磨特徴を提供するために効果的であり得る。従来の溝削りを避けることによって、研磨パッド上のスラリー保持は、このような突出部の使用によって改良され得る。
本発明のある局面では、研磨パッドは、上に連続的なシリンダ状突出部のパターンを有する研磨表面を備えて製作され得る。例として、図２Ａは、本発明の実施形態に従う、研磨パッドの研磨表面中に配置されたシリンダ状突出部パターンのトップダウン式平面図を示す。図２Ｂは、図２Ａの一部の突出部パターンの拡大図であり、その一方、図２Ｃは、図２Ｂのａ−ａ’軸に沿って取った断面図である。
図２Ａおよび２Ｃを参照すると、研磨パッド２００は、研磨本体（図２Ｃでは２００Ａとして示される）を含む。この研磨本体は、裏面２０１Ｂに対向する研磨側２０１Ａを有する。この研磨パッド２００はまた、図２Ａのトップダウン平面図に見られ、そして図２Ｃの２００Ｂとして称されるような研磨表面を含む。研磨表面は、研磨本体２００Ａの研磨側２０１Ａと連続している複数のシリンダ状突出部２０２を有する。図２Ｂを参照すると、例示の突出部２０２のフィールドの詳細の拡大図が提供される。図２Ｃに示されるパッド２００の部分は、図２Ｂ中の拡大された部分の断面図である。
図２Ｃを再び参照すると、シリンダ状突出部２０２は、一体化された領域２００Ｂとして最良に見られるように、それらが共通の一体化された研磨表面層を形成するという意味で連続的である。このシリンダ状突出部の連続的性質は、貼られたタイルのような別個の突出部とは対照的に、それらが貼られる表面上で互いに決して接続されていないことである。さらに、１つの実施形態では、研磨表面２００Ｂと研磨本体とは一体化されている。その場合、領域２００Ａと２００Ｂとの間の分離を示す点線は、研磨パッドの研磨本体と研磨表面領域との間の差異を概念化するための単なる視覚的補助として提供される。さらに、１つの実施形態では、研磨本体２００Ａと研磨表面２００Ｂとは、一緒に両方とも均一かつ一体である。特定の例示の実施形態では、研磨本体２００Ａおよび研磨表面２００Ｂは、その例示の詳細が以下で提供される同じ成形ポリウレタン材料から成る。
図２Ｂを再び参照すると、複数のシリンダ状突出部２０２は、少なくともあるレベルの繰り返しを備えたグローバルパターンで配列され得る。例えば、図２Ｂに示されるような１つの実施形態では、複数の突出部２０２は、シリンダ状突出部の列がＡＢＡ配列で千鳥状にされるという、六角形にパックされたパターンで配列される。その他の例示の配列は、以下により詳細に記載される。
図２Ａを再び参照すると、研磨パッド２００は、中央ボタン２０４を含み得る。このボタン２０４は、パッド性質試験のための領域を提供するパッド材料の高まった部分であり得る（例えば、同一平面で、かつシリンダ状突出部２０２と連続的）。１つのそのような実施形態で、研磨は、ボタン２０４の領域では行われない。このボタン２０４は、シリンダ状突出部２０２の全体パターンと適合する形状であり得る。例示の実施形態において、図２Ａおよび３Ａを参照すると（後者は、パッド２００の中央フィールド部分についての可能な実施形態を示す）、複数の突出部２０２は、グローバルな六角形にパックされた配列を有し、そしてボタン２０４は六角形形状を有する。さらに、ボタン２０４は、パッド製作情報および／または研磨のためもしくはパッドをプラテンに接着するための整列情報を提供するクロッキング特徴を含み得る。特定のこのような実施形態では、図３Ａを参照すると、ボタン領域２０４はさらに、六角形形状の１つの辺に三角形のクロッキングマークを含む。特定の実施形態では、六角形の中央ボタン２０４は、ほぼ１インチの差し渡しであり、そしてクロッキングマーク２０５は、六角形の１つの辺上で三角形である。
研磨パッド２００の外側部分は、特定の研磨目的のために仕立てられ得る。例えば、図３Ｂは、図２Ａ〜２Ｃの研磨パッドのための例示の外側フィールドを示し、ここでは、本発明の実施形態に従って、研磨本体の研磨側の最も外側のエッジに、複数のシリンダ状突出部２０２を囲む固いリング２０６を含む。図３Ｂに描写される特定の実施形態では、シリンダ状突出部２０２の六角形にパックされたパターンは、千鳥状配列でリング２０６に近接して終わる。特定の実施形態では、固い外側リング２０６は、ほぼ１２５ミルの平均幅を有する。ある実施形態では、固い外側リング２０６の内側エッジは、連続的であってスラリーに対してダム効果を有するパッド２００のエッジを提供しながら、大きなスペースダウンを避けるような形状にされる。全体としては、しかしながら、この固いリングは、図３Ｂに描写されるように、シリンダ状突出部のパターンの輪郭に従う不規則形状を有し得る。
図２Ａ、２Ｂ、３Ａおよび３Ｂを再び参照すると、シリンダ状突出部２０２が、研磨パッド２００の研磨表面の平面中に円形形状を有することが描写されている。しかし、その他のシリンダ状形状がまた、効果的な研磨表面を提供するために適切であり得る。それゆえ、用語「シリンダ状」は、トップダウン式の円形プロフィールを有する突出部に限定されない。むしろ、本明細書で実施形態に用いられているように、シリンダ状突出部は、突出部の全体で垂直方向に同じ形状を維持している（例えば、本質的に、または正確に垂直の側壁を有している）ものである。このシリンダ状プロフィールは、突出部形状の３６０度すべてにおいてほぼ同じ寸法を有する突出部の性質を記載している。すなわち、このシリンダ状突出部２０２は、大きなアーチ形の溝タイプ研磨特徴とは区別される。１つの実施形態において、このシリンダ状突出部形状は、別様には、単にパターンを研磨表面中に切断する、例えば、ＸＹグリッド切断アプローチの（シリンダ状突出部の下向きに見たときのような、基本的に四角形または基本的に矩形の幾何学的形状を有するシリンダのような）ある形態においては達成することができないであろう形状である。例えば、図４を参照すると、１つの実施形態では、研磨パッド２００の複数のシリンダ状突出部２０２の各々は、制限されないで、円形（図４から「Ａ」；図２Ａ、２Ｂにおける例示のシリンダ状突出部としても用いられる）、卵形（図４から「Ｂ」）、三角形（図４から「Ｃ」）、または５つ以上の辺を有する多角形（例えば、図４から五角形「Ｄ」、または図４から五角形「Ｅ」）のような研磨表面の平面における形状を有する。１つのこのような実施形態において、シリンダ状突出部２０２は、以下でより詳細に記載されるように、成形プロセスによって形成される。シリンダ状突出部２０２についてのこれらのオプションのすべてが、すべて図２Ｃで見られるのと同じ断面形状を有することが注記される。
図２Ａ、２Ｂ、３Ａおよび３Ｂを再び参照すると、複数の突出部２０２のパターンは、六角形のパックされた配列に限定されない。他の配列もまた、基板またはウェーハーを研磨するために適切なシリンダ状突出部のパッケージングを提供し得る。図５Ｂを参照すると、ある実施形態では、複数のシリンダ状突出部２０２は、四角形のパックされたパターンで配列され、ここでは、突出部のすべての連続する列は、互いと整列させられている。これは、比較のために図５Ａに再び示される、六角形パッキングから得られる千鳥状配列とは対照的である。他の実施形態では、シリンダ状突出部２０２は、効率的に長いパターンの範囲の繰り返しのないランダム化されたパターンで配列される。
さらに、突出部間の間隔は、必ずしも同じである必要はない。例えば、より密に間隔を置かれた突出部のグルーピングが、グルーピング間のチャネルを提供するために、グルーピング間のより大きな間隔を伴って配列され得る。すなわち、１つの実施形態では、シリンダ状突出部のあるパターンは、隣接する高密度領域の隣接する突出部間の間隔と比較したとき、高密度領域内の隣接する突出部間のより小さな間隔を有する複数の高密度領域を有するように配列される。例示の実施形態において、図５Ｃは、突出部のグルーピング間でより大きな間隔を備えた、ほぼ四角形にパックされた配列にあるシリンダ状突出部２０２のパターンを示す。図５Ｃを参照すると、グルーピング５０４は、隣接するグルーピング間の間隔５０６と比較して、グルーピング５０４内の突出部２０２間でより小さい間隔を有する。図５Ｃの特定の例では、ＸＹチャネル配列がグルーピング間に生じる。このようなチャネルを含めることは、スラリー輸送のために、または研磨パッドの他の研磨特徴を改変するために用いられ得る。さらに、ある実施形態では、これら突出部は成形されており、そして切断されていないので、グルーピング間の間隔は、パターンの切断のために別様に必要であるような、グルーピング間の１つの列またはカラムの単純な除去以上に変えられ得る。
図５Ｃの記載を参照すると、このようなグルーピング間のより大きな間隔を備えた、突出部２０２のグルーピング化はまた、ほぼ六角形のパックされた突出部の配列に基づき得る。例えば、ある実施形態において、シリンダ状突出部２０２のパターンは、高密度領域６０４を含み、このような高密度グルーピング間により大きな間隔６０６を備えた六角形のパックされたパターンで配列される（例えば、最終的にはチャネルを形成する）。この高密度領域は、１つの実施形態では、限定されないが、Ｘ−Ｙグリッドパターン（図６Ａ）、菱形形状（図６Ｂ）、三角形形状（図６Ｃ）、または細長片ベースの形状（図６Ｄ）に基づく高密度領域の各々間の間隔を備えた、実質的に四角形または矩形形状のような全体形状を有し得る。
上記に記載の高密度領域は、パッド配向に基づき、１つのより大きなパターンを形成するために組み合わされるサブパターンを有し得る。例示の実施形態で、図７は、突出部の菱形形状のグルーピング７０４間でより大きな間隔７０６を備えたほぼ六角形にパックされた配列にある複数のシリンダ状突出部２０２のパターンを示し、この菱形形状のグルーピングは、本発明の実施形態に従って、サブパターン７０８に配列される。効果的には、高密度領域７０４のサブパターン７０８は、研磨パッドの６０度回転のたびに繰り返される。この結果は、図７に描写されるような中央点７１０から起こるパターンである。
本発明の別の局面では、研磨パッドは、上に改変された四辺形形状に基づく連続的突出部のパターンを有する研磨表面を備えて製作され得る。例として、図８Ａは、本発明の実施形態による、研磨パッドの研磨表面中に配置された改変四辺形突出部パターンの角度のある平面図を示す。図８Ａを参照して、研磨パッド８００は、研磨本体と、研磨本体の研磨側と連続的である複数の突出部８０２を有する研磨表面とを含む。各突出部８０２は、研磨表面の平面中で改変四辺形多角形形状を有する。
例えば、図２Ｃに関連して記載されたような、パッド２００の突出部２０２と同様に、研磨パッド８００の突出部８０２は、それらが共通の一体化された研磨表面層を形成するという意味で連続的である。これら突出部８０２の連続的性質は、それらが貼られる表面上で互いに少し接続されることのないという点で、貼られたタイルのような別個の突出部とは対照的である。さらに、１つの実施形態では、研磨パッド８００の研磨表面および研磨本体は一体化されている。さらに、１つの実施形態では、研磨パッド８００の研磨本体および研磨表面は、ともに両方が均一かつ一体であり、そのための材料の例示の詳細は以下に提供される。
図８Ａを再び参照すると、複数のシリンダ状突出部８０２は、少なくともある程度のレベルの繰り返しを備えたグローバルパターンで配列され得る。例えば、図８Ａに示されるような１つの実施形態では、複数の突出部８０２は、突出部８０２の列がＸＹグリッド配列を形成する四角形のパックされたパターンで配列されている。その他の例示の配列は、研磨パッド２００に関連して上記に記載されたものに類似であり得る。例えば、図５Ｃ、６Ａ〜６Ｄおよび７と同様に、１つの実施形態では、複数の突出部８０２は、隣接する高密度領域の隣接する突出部間の間隔と比較したとき、高密度領域内の隣接する突出部間のより小さな間隔を有する、複数の高密度領域を有するように配列される。特定のそのような実施形態では、各々の高密度領域は実質的に四角形または矩形であり、そして複数の高密度領域の各々の高密度領域間の間隔またはチャネルは、Ｘ−Ｙグリッドパターンを形成する。別の実施形態では、複数の突出部８０２は、六角形のパックされたパターンまたはランダム化されたパターンを有する。
ここで、挿入画図８Ｂを参照すると、研磨パッド８００は、中央ボタン８０４を含み得る。このボタン８０４は、パッド性質試験のための領域を提供するパッド材料の高まった部分であり得る（例えば、同一平面で、かつ突出部８０２と連続的）。１つのこのような実施形態では、研磨は、ボタン８０４の領域中では実施されない。ボタン８０４は、突出部８０２の全体パターンと適合する形状であり得る。例示の実施形態において、図８Ｂを参照すると、複数の突出部８０２は、グローバルな四角形のパックされた（またはＸＹグリッド）配列を有し、そしてボタン８０４は改変された四角形形状（この場合、４つのノッチのあるコーナーを有する四角形）を有する。さらに、描写されていないけれども、ボタン２０４は、パッド製作情報および／または研磨のためのもしくはパッドをプラテンに接着するための整列情報を提供するクロッキング特徴を含み得る。１つのこのような実施形態では、このボタン領域８０４はさらに、改変四角形形状の１つの側上にクロッキングマークを含む。
ここで、挿入図８Ｃを参照すると、研磨パッド８００の外側部分は、特定の研磨目的のために仕立てられ得る。例えば、８Ｃは、研磨パッド８００のための例示の外側フィールドを提供し、ここでは、研磨表面は、本発明の実施形態に従って、研磨本体の研磨側の最も外側のエッジに、複数のシリンダ状突出部８０２を囲む固いリング８０６を含む。この固いリング８０６は、研磨本体の研磨側と連続しており、そして連続的な溝がこの固いリングと複数の突出部８０２との間に配置される。リング８０６の連続的エッジは、裏面パッド切断のためにシールすること、そして／または、連続的であってスラリーに対してダム効果を有するパッド８００のエッジを提供することのために良好な位置を提供し得る。
図８Ａ〜８Ｃを再び参照すると、突出部８０２の各々は、研磨パッド８００の研磨表面の平面において、丸まった形状の全４つのコーナーを備えた四角形形状を有するように描写されている。しかし、他の改変された四辺形形状もまた、効果的な研磨表面を提供するために適切であり得る。この改変された四辺形形状は、突出部形状の３６０度すべてにおいてほぼ同じ寸法を有する突出部の性質を記載している。すなわち、この突出部８０２は、大きなアーチ形の溝タイプ研磨特徴とは区別される。１つの実施形態において、この改変された四辺形の突出部形状は、単にパターンを研磨表面中に切断する、例えば、ＸＹグリッド切断アプローチの（突出部を下向きに見たときのような、基本的に四辺形または基本的に矩形の幾何学的形状を有するタイルまたは突出部のような）いくらかの形状においては別様には達成することができないであろう形状である。例えば、図９Ａを参照すると、ある実施形態では、研磨パッド８００の複数の改変された四辺形の突出部８０２の各々は、限定されないが、４つ以上の丸くなったコーナー（１つ以上の丸くなったコーナーを備えた四辺形は図９Ａに示される）、１つ以上のノッチのあるコーナー（４つのノッチのあるコーナーを備えた四角形は図９Ａに示される）のように、または１つ以上のアーチ形の側（４つのアーチ形の側面を備えた四角形は図９Ａに示される）研磨表面の平面中に改変を有する。１つのこのような実施形態では、改変された四辺形の突出部形状８０２は、以下でより詳細に記載される成形プロセスによって形成される。
上記で簡略に述べたように、改変された四辺形の突出部形状８０２は、改変された１つ以上のコーナーを有するものであり得る。図９Ｂを参照すると、土台として用いられる四辺形形状は、限定されないが、改変四辺形形状、改変矩形形状、改変菱形形状、または改変台形形状を含み得る。図９Ｂの四辺形形状のコーナーは点線で描写され、（丸めること、またはノッチを付けることのような）形状改変がこれらの位置のうちの１つ以上に置かれ得ることの指標であることが注記される。他のオプションは、図９Ａに関連して記載されたように、形状の１つ以上の辺をアーチ形にすることを含む。さらに、１つの実施形態では、改変された四辺形の突出部はシリンダ状で、各々の突出部は、突出部全体で垂直方向に同じ形状を維持する（例えば、本質的に、または正確に垂直の側壁を有する）。シリンダ状突出部についてのすべてのこのようなオプションは、図２Ｃに描写されるような形状と類似である同じ断面形状を有することが注記される。
ある実施形態では、研磨パッド２００または８００、または上記に記載のそれらの変形例のような、本明細書に記載の研磨パッドは、研磨突出部の各々（例えば、図２Ａ〜２Ｃ、３Ａ、３Ｂ、４、５Ａ〜５Ｃ、６Ａ〜６Ｄ、７、８Ａ〜８Ｃ、９Ａおよび９Ｂに関連して説明された突出部）が、ほぼ１〜３０ミリメートルの範囲の最大横寸法を有する。例えば、円形形状のシリンダ状突出部の場合には、最大横寸法は円の直径である。改変四角形形状の場合には、最大横寸法は、研磨表面の平面における改変された四角形形状にわたる寸法である。ある実施形態では、突出部間の間隔は、ほぼ０．１〜３ミリメートルの範囲であり、そして（例えば、図５Ｂに関連して記載されたように）パッドを横切って同じであり得るか、または（例えば、図５Ｃに関連して記載されたように）パッドを横切って変動し得る。研磨表面上の突出部の数は、用途および／またはパッドサイズによって変動し得る。例示の実施形態では、ほぼ２９〜３２インチの範囲の直径を有する研磨パッドは、ほぼ５０，０００〜２００，０００の突出部を含む。ある実施形態では、研磨パッド上の各突出部の高さは、ほぼ０．５〜１ミリメートルの範囲である。
研磨パッドの同じ研磨表面内で、ある実施形態では、上記に記載の突出部は、すべてが同じサイズである必要はない。例えば、１つの実施形態では、同じ研磨表面中で、第１の突出部は第１の最大横寸法を有し、その一方、突出部の第２の部分の各突出部は、第２の異なる最大横寸法を有する。特定の、そして例示のこのような実施形態において、複数の突出部のパターンは、各々がほぼ１ミリメートルの最大横寸法を有する複数の突出部によって取り囲まれる、ほぼ１０ミリメートルの最大横寸法を有する突出部を含む。
さらに、または代替的に、研磨パッドの同じ研磨表面内で、ある実施形態では、上記に記載の突出部は、すべてが同じ形状を有する必要はない。例えば、１つの実施形態では、研磨表面上の突出部の第１の部分の各突出部は研磨表面の平面で第１の形状を有し、その一方、突出部の第２の部分の各突出部は研磨表面の平面で第２の異なる形状を有する。さらに、または代替的に、研磨パッドの同じ研磨表面内で、ある実施形態では、上記の突出部は、すべてが同じ高さを有する必要はない。しかし、すべての突出部の最高点は、同一平面上であり得る（例えば、研磨中にウェーハーまたは基板と接触している突出部の各々の部分は実質的に平坦な表面を形成する）。例えば、１つの実施形態では、突出部の第１の部分の各突出部は、研磨本体からの第１の高さを有し、その一方、突出部の第２の部分の各突出部は、研磨本体からの第２の異なる高さを有する。それにもかかわらず、第１の部分および第２の部分からのすべての突出部は、研磨本体から実質的に同一平面上で遠位にある。このような配列は、平面的な研磨表面を維持しながら、リザーバーまたは研磨パッド内のその他のスラリー取扱い特徴の形成を可能にし得る。
ある実施形態では、研磨パッド２００または８００、または上記に記載のそれらの変形例のような本明細書に記載される研磨パッドは、複数の突出部の総表面積が、研磨本体の研磨側の総表面積のほぼ４０〜８０％の範囲にある部分である。第１の例示の実施形態では、ほぼ８０ミルの直径およびほぼ２０ミルの間隔を有する（例えば、図２Ｂおよび５Ａに関連して記載されるような）六角形にパックされた円形シリンダである突出部は、ほぼ５８％の突出部表面の接触面積を提供する。第２の例示の実施形態では、ほぼ８０ミルの直径およびほぼ１６ミルの間隔を有する（例えば、図５Ｂに関連して記載されるような）四角形にパックされた円形シリンダである突出部は、ほぼ５４．５％の突出部表面の接触面積を提供する。第３の例示の実施形態では、ほぼ８０ミルの直径およびほぼ１６ミルの間隔、またはＸＹチャネルで領域間がほぼ３５ミルの間隔を有する（例えば、図５Ｃに関連して記載されるような）突出部の領域の間にＸＹチャネルを有する四角形にパックされた円形シリンダである突出部は、ほぼ４８％の突出部表面の接触面積を提供する。第４の例示の実施形態では、ほぼ１２０ミルの最大横寸法、およびほぼ４０ミルの間隔を有する（例えば、図８Ａに関連して記載されるような）ＸＹグリッドにパックされた丸まったコーナーを備えた成形された四角形である突出部は、ほぼ５４．３％の突出部表面の接触面積を提供する。
ある実施形態では、研磨パッド２００または８００、または上記に記載のそれらの変形例のような本明細書に記載される研磨パッドは、研磨基板のために適切である。この基板は、上に配置されたデバイスまたは他の層を有するシリコン基板のような、半導体製造産業で用いられる基板であり得る。しかし、基板は、限定されないが、ＭＥＭＳデバイス、レチクル、または太陽電池モジュールのような基板であり得る。それゆえ、本明細書で用いられるとき、「基板を研磨するための研磨パッド」への参照は、これら、および関連する可能性のあるものを包含することが意図される。
研磨パッド２００または８００、または上記に記載のそれらの変形例のような本明細書に記載される研磨パッドは、熱硬化性ポリウレタン材料の均一な研磨本体から成り得る。ある実施形態では、この均一な研磨本体は、熱硬化性閉鎖セルポリウレタン材料から成る。ある実施形態では、用語「均一」は、熱硬化性閉鎖セルポリウレタン材料の組成が、研磨本体の全組成の全体で一貫していることを示すために用いられる。例えば、ある実施形態で、用語「均一」は、例えば、含浸フェルト、または異なる材料の複数層の組成物（コンポジット）から成る研磨パッドを排除する。ある実施形態において、用語「熱硬化」は、ポリマー材料が、不可逆的に硬化、例えば、材料に対する前駆体が、硬化することによって、溶融不能、不溶性のポリマーネットワークに不可逆的に変化することを示すために用いられる。例えば、ある実施形態において、用語「熱硬化」は、例えば、「熱可塑性」材料または「熱可塑性物質」−これらの材料は、加熱されるとき液体に変わるか、または十分に冷却されるとき非常にガラス質の状態に戻るポリマーから成る材料から成る研磨パッドを排除する。熱硬化性材料から作製される研磨パッドは、代表的には、反応して化学反応でポリマーを形成する低分子量前駆体から製作され、その一方、熱可塑性材料から作製されるパッドは、代表的には、研磨パッドが物理的プロセスで形成されるように相変化を引き起こすために予め存在するポリマーを加熱することによって製作されることが注記される。ポリウレタン熱硬化性ポリマーは、それらの安定な熱的および機械的性質、化学的環境に対する耐性、および擦り切れ耐性についての傾向を基にして本明細書に記載される研磨パッドを製作するために選択され得る。
ある実施形態では、均一な研磨本体は、コンディショニングおよび／または研磨に際し、ほぼ１〜５ミクロン二乗平均平方根の範囲の研磨表面粗さを有する。１つの実施形態では、この均一な研磨本体は、コンディショニンクおよび／または研磨に際し、ほぼ２．３５ミクロン二乗平均平方根の研磨表面粗さを有する。ある実施形態において、この均一研磨本体は、２５℃でほぼ３０〜１２０メガパスカル（ＭＰａ）の範囲の貯蔵弾性率を有する。別の実施形態において、この均一研磨本体は、２５℃でほぼ３０メガパスカル（ＭＰａ）未満の貯蔵弾性率を有する。１つの実施形態において、この均一研磨本体は、ほぼ２．５％の圧縮性を有する。１つの実施形態において、この均一研磨本体は、ほぼ０．７０〜１．０５ｇ／ｃｍ３の範囲の密度を有する。
ある実施形態では、研磨パッド２００または８００、または上記に記載のそれらの変形例のような本明細書に記載される研磨パッドは、成形された均一な研磨パッドを含む。用語「成形された」は、均一な研磨本体が、図１１Ａ〜１１Ｆに関連して以下により詳細に記載されるような形成型で形成されることを示すために用いられる。
ある実施形態では、研磨パッド２００または８００、または上記に記載のそれらの変形例のような本明細書に記載される研磨パッドは、中に複数の閉じたセルのポアを有する研磨本体を含む。１つの実施形態において、この複数の閉じたセルのポアは、複数のポロゲンである。例えば、用語「ポロゲン」は、「中空」中心を備えたミクロスケールまたはナノスケールの球状または幾分球状である粒子を示すために用いられ得る。中空中心は固体材料で充填されておらず、むしろガス状または液体のコアを含み得る。１つの実施形態において、この複数の閉じたセルのポアは、研磨パッドの均一な研磨本体全体に（例えば、その中のさらなる成分として）分配された、予備拡張されて、ガス充填されたＥＸＰＡＮＣＥＬＴＭから成る。特定の実施形態では、このＥＸＰＡＮＣＥＬＴＭは、ペンタンで充填される。ある実施形態で、この複数の閉じたセルのポアの各々は、ほぼ１０〜１００ミクロンの範囲にある直径を有する。ある実施形態において、この複数の閉じたセルのポアは、互いから分離しているポアを含む。これは、一般のスポンジ中のポアについての場合のように、トンネルを通じて互いに接続され得る開いたポアとは対照的である。１つの実施形態では、閉じたセルのポアの各々は、上記のような、ポロゲンのシェルのような物理的シェルを含む。別の実施形態では、しかし、閉じたセルのポアの各々は、物理的シェルを含まない。ある実施形態では、この複数の閉じたセルのポアは、均一な研磨本体の熱硬化性ポリウレタン材料全体に本質的に均一に分配されている。１つの実施形態において、この均一な研磨本体は、ほぼ６％〜５０％総空隙容積の範囲、そして可能性として、ほぼ１５％〜３５％総空隙容積の範囲のポア密度を有する。１つの実施形態では、均一な研磨は、複数のポロゲンを含むことに起因して、上記のように、閉鎖セルタイプの間隙率を有する。
ある実施形態では、均一な研磨本体は不透明である。１つの実施形態で、用語「不透明」は、ほぼ１０％またはそれより少ない可視光が通過することを可能にする材料を示すために用いられる。１つの実施形態では、この均一な研磨本体は、大部分が、またはこの均一な研磨本体の均一熱硬化性閉鎖セルポリウレタン材料全体に（例えば、その中のさらなる成分として）不透明化潤滑剤を含めることに起因して完全に不透明である。特定の実施形態では、不透明化潤滑剤は、限定されないが、窒化ホウ素、フッ化セリウム、グラファイト、フッ化グラファイト、硫化モリブデン、硫化ニオビウム、タルク、硫化タンタル、二硫化タングステン、またはＴｅｆｌｏｎ（登録商標）のような材料である。
均一な研磨本体のサイズ決定は、用途に従って変動され得る。それにもかかわらず、従来のプロセッシング設備と、または従来の化学的機械的プロセッシング動作とでさえ適合可能である均一研磨本体等を含む研磨パッドを作製するために特定のパラメータが用いられ得る。例えば、本発明の実施形態に従って、この均一な研磨本体は、ほぼ０．０７５インチ〜０．１３０インチの範囲、例えば、ほぼ１．９〜３．３ミリメートルの範囲の厚みを有する。１つの実施形態において、この均一な研磨本体は、ほぼ２０インチ〜３０．３インチの範囲、例えば、ほぼ５０〜７７センチメートルの範囲、そして可能性としてほぼ１０インチ〜４２インチの範囲、例えば、ほぼ２５〜１０７センチメートルの範囲の直径を有する。
本発明の別の実施形態では、上に複数の連続的突出部を有する研磨表面を備えた研磨パッドはさらに、研磨パッド中に配置されるローカルエリア透明（ＬＡＴ）領域を含む。例えば、図１０は、本発明の実施形態に従って、突出部パターンのトップダウン式平面図を示し、このパターンは、研磨パッド１０００の研磨表面１００２中に配置されたローカルエリア透明（ＬＡＴ）領域および／または指標領域によって中断されている。詳細には、ＬＡＴ領域１００４は、研磨パッド１０００の研磨本体中に配置されている。図１０に描写されるように、このＬＡＴ領域１００４は、突出部１０１０のパターンを中断する。ある実施形態において、このＬＡＴ領域１００４は、研磨パッド１０００の均一な研磨本体中に配置され、そしてそれと共有結合される。適切なＬＡＴ領域の例は、２０１０年１月１３日に出願され、ＮｅｘＰｌａｎａｒ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎに譲渡された米国特許出願第１２／６５７，１３５号、および２０１０年９月３０日に出願され、ＮｅｘＰｌａｎａｒ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎに譲渡された米国特許出願第１２／８９５，４６５号に記載されている。
代替の実施形態において、本明細書に記載される研磨パッドはさらに、研磨表面および研磨本体中に配置されるアパーチャをさらに含む。接着シートが、研磨本体の裏面に配置される。この接着シートは、研磨本体の裏面でアパーチャのための不透過性シールを提供する。適切なアパーチャの例は、２０１１年７月１５日に出願され、ＮｅｘＰｌａｎａｒ
Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎに譲渡された米国特許出願第１３／１８４，３９５号に記載されている。
Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎに譲渡された米国特許出願第１３／１８４，３９５号に記載されている。
別の実施形態において、その上に連続的突出部のパターンを有する研磨表面を備えた研磨パッドはさらに、例えば、渦電流検出システムとの使用のための検出領域を含む。例えば、図１０を再び参照すると、研磨パッド１０００の研磨表面１００２は、研磨パッド１０００の裏面に配置された検出領域の位置を示す指標領域１００６を含む。１つの実施形態では、この指標領域１００６は、図１０に描写されるように、突出部１００８の第２のバターンを備えた突出部１０１０のパターンを中断する。適切な渦電流検出領域の例は、２０１０年９月３０日に出願され、ＮｅｘＰｌａｎａｒ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎに譲渡された米国特許出願第１２／８９５，４６５号に記載されている。
研磨パッド２００または８００、または上記に記載のそれらの変形例のような本明細書に記載される研磨パッドはさらに、研磨本体の裏面上に配置された土台層を含み得る。１つのそのような実施形態において、結果は、研磨表面の材料とは異なるバルクまたは土台材料を備えた研磨パッドである。１つの実施形態では、複合研磨パッドは、上に研磨表面層が配置される安定で本質的に圧縮可能でない不活性材料から製作される土台またはバルク層を含む。より硬い土台層は、パッド完全性のための支持および強度を提供し得、その一方、より柔軟な研磨表面層は、掻き取りを低減し、研磨層および研磨パッドの残りの材料性質を分離することを可能にし得る。適切な土台層の例は、２０１１年１１月２９日に出願され、ＮｅｘＰｌａｎａｒ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎに譲渡された米国特許出願第１３／３０６，８４５号に記載されている。
研磨パッド２００または８００、または上記に記載のそれらの変形例のような本明細書に記載される研磨パッドはさらに、研磨本体の裏面上に配置されるサブパッド、例えば、ＣＭＰ技術で公知のような従来のサブパッドを含み得る。１つのそのような実施形態では、このサブパッドは、限定されないが、発泡体、ゴム、ファイバ、フェルトまたは高度に多孔性の材料のような材料から成る。
本発明の別の局面では、連続的突出部を備えた研磨表面を研磨することは、成形プロセスで製作され得る。例えば、図１１Ａ〜１１Ｆは、本発明の実施形態に従って、研磨パッドの製作で用いられる動作の断面図を示す。
図１１Ａを参照すれば、形成型１１００が提供される。図１１Ｂを参照すれば、プレポリマー１１０２および硬化剤１１０４が混合されて、図１１Ｃに描写されるように、形成型１１００中の混合物１１０６を形成する。ある実施形態では、プレポリマー１１０２および硬化剤１１０４を混合することは、イソシアネートおよび芳香族ジアミン化合物をそれぞれ混合することを含む。１つの実施形態では、この混合することはさらに、不透明化潤滑剤をプレポリマー１１０２および硬化剤１１０４に添加することを含み、最終的に、不透明かつ成形された均一な研磨本体を提供する。特定の実施形態では、この不透明化潤滑剤は、限定されないが、窒化ホウ素、フッ化セリウム、グラファイト、フッ化グラファイト、硫化モリブデン、硫化ニオビウム、タルク、硫化タンタル、二硫化タングステン、またはＴｅｆｌｏｎ（登録商標）のような材料である。
ある実施形態では、研磨パッド前駆体混合物１１０６は、最終的に、熱硬化性の閉じたセルのポリウレタン材料から成る成形された均一な研磨本体を形成するために用いられる。１つの実施形態では、研磨パッド前駆体混合物１１０６は、最終的に、硬いパッドを形成するために用いられ、そして単一のタイプの硬化剤のみが用いられる。別の実施形態では、研磨パッド前駆体混合物１１０６は、最終的に、柔らかいパッドを形成するために用いられ、そして一次および二次硬化剤の組み合わせが用いられる。例えば、特定の実施形態では、プレポリマーは、ポリウレタン前駆体を含み、一次硬化剤は、芳香族ジアミン化合物を含み、そして二次硬化剤は、エーテル結合を有する化合物を含む。特定の実施形態では、ポリウレタン前駆体はイソシアネートであり、一次硬化剤は芳香族ジアミンであり、そして二次硬化剤は、限定されないが、ポリテトラメチレングリコール、アミノ官能化グリコール、またはアミノ官能化ポリオキシプロピレンのような硬化剤を含む。ある実施形態では、プレポリマー、一次硬化剤、および二次硬化剤は、ほぼ１００部のプレポリマー、８５部の一次硬化剤、および１５部の二次硬化剤のモル比を有する。比率の変更例が、変動する硬度値を備えた研磨パッドを提供するために用いられ得るか、またはプレポリマーならびに一次硬化剤および二次硬化剤の特定の性質に基づき得ることが理解されるべきである。
図１１Ｄを参照すれば、成形型１１００のふた１１０８が混合物１１０６の中に下げられる。ふた１１０８のトップダウン式平面図が上部に示され、その一方、ａ−ａ’軸に沿った断面図が図１１Ｄの下に示されている。ある実施形態では、ふた１１０８は、例えば、シリンダ状の溝１１１０の溝バターンをその上に配置している。この溝１１１０のパターンは、成形型１１００中に形成された研磨パッドの研磨表面中に突出部のパターンをスタンプするために用いられる。
成形型１１００のふた１１０８を下げることを記載する本明細書に記載される実施形態は、ふた１１０８と成形型１１００のベースとを一緒にすることを達成することだけが必要であることが理解されるべきである。すなわち、いくつかの実施形態では、成形型１１００のベースは、成形型のふた１１０８に向かって高められ、その一方、他の実施形態では、成形型１１００のふた１１０８が、ベースがふた１１０８に向かって高められると同時に成形型１１００のベースに向かって下げられる。
図１１Ｅを参照すると、混合物１１０６は硬化されて、成形型１１００中に成形された均一な研磨本体１１１２を提供する。混合物１１０６は加圧下（例えば、ふた１１０８が定位置にある状態）で加熱され、成形された均一な研磨本体１１１２を提供する。ある実施形態では、成形型１１００中の加熱は、ふた１１０８の存在下で少なくとも部分的に硬化することを含み、このふたは、成形型１１００中で混合物１１０６を、ほぼ２００〜２６０゜Ｆの範囲の温度、およびほぼ２〜１２ポンド／平方インチの範囲の圧力で囲む。
図１１Ｆを参照すると、研磨パッド（または、さらなる硬化が要求される場合、研磨パッド前駆体）は、ふた１１０８から分離され、そして成形型１１００から除去され、別個の成形された均一な研磨本体１１１２を提供する。成形された均一な研磨本体１１１２のトップダウン式平面図が下に示され、その一方、ｂ−ｂ’軸に沿った断面が図１１Ｆの上に示されている。加熱によるさらなる硬化が所望され得、そしてこの研磨パッドをオーブン中に置き、そして加熱することにより実施され得ることが注記される。それゆえ、１つの実施形態では、混合物１１０６を硬化することは、最初、成形型１１００中で部分的に硬化すること、そして次にオーブン中でさらに硬化することを含む。いずれにしても、研磨パッドが最終的に提供され、ここで、研磨パッドの成形された均一な研磨本体１１１２は、研磨表面１１１４および裏面１１１６を有する。ある実施形態では、成形された均一な研磨本体１１１２は、熱硬化されたポリウレタン材料、および熱硬化されたポリウレタン材料中に配置された複数の閉じたセルのポアから成る。この成形された均一な研磨本体１１１２は、その中に配置された、ふた１１０８の溝１１１０のパターンに対応する突出部１１２０のパターンを有する研磨表面１１１４を含む。突出部１１２０のパターンは、上記、例えば、図２Ａ〜２Ｃ、３Ａ、３Ｂ、４、５Ａ〜５Ｃ、６Ａ〜６Ｄ、７、８Ａ〜８Ｃ、９Ａおよび９Ｂに関する突出部のパターンであり得る。
ある実施形態において、図１１Ｂを再び参照すると、混合物はさらに、プレポリマー１１０２および硬化剤１１０４に複数のポロゲン１１２２を添加することを含み、最終的に形成された研磨パッド中に閉じたセルのポアを提供する。それゆえ、１つの実施形態では、各閉じたセルのポアは、物理的シェルを有する。別の実施形態では、図１１Ｂを再び参照すれば、混合することはさらに、プレポリマー１１０２および硬化剤１１０４中に、またはそれらから形成された産物中にガス１１２４を注入することを含み、最終的に形成された研磨パッド中に閉じたセルのポアを提供する。それゆえ、１つの実施形態で、各閉じたセルのポアは、物理的なシェルを有さない。組み合わせ実施形態では、混合することはさらに、プレポリマー１１０２および硬化剤１１０４中に複数のポロゲン１１２２を添加することを含み、各々が物理的シェルを有する閉じたセルのポアの第１の部分を提供し、そしてさらに、プレポリマー１１０２および硬化剤１１０４中に、またはそれらから形成された産物中にガス１１２４を注入することを含み、各々が物理的なシェルを有さない閉じたセルのポアの第２の部分を提供する。なお別の実施形態では、プレポリマー１１０２はイソシアネートであり、そして混合することはさらに、プレポリマー１１０２および硬化剤１１０４に水（Ｈ２Ｏ）を添加することを含み、各々が物理的なシェルを有さない閉じたセルのポアを提供する。
このように、本発明の実施形態で企図される突出部パターンは、その場で（ｉｎ−ｓｉｔｕ）形成され得る。例えば、上記に記載のように、圧縮成形プロセスが、連続的突出部のパターンを有する研磨表面を備えた研磨パッドを形成するために用いられ得る。成形プロセスを用いることにより、パッド内の高度に均一な突出部寸法が達成され得る。さらに、非常に円滑で汚れのない突出部表面とともに、極度に再現性のある突出部寸法が生成され得る。他の利点は、減少した欠陥およびミクロな引っかき傷、ならびにより大きい使用可能な突出部深さを含み得る。
本明細書に記載される研磨パッドは、種々の化学的機械的研磨装置との使用のために適切であり得る。例として、図１２は、本発明の実施形態による連続的突出部を備えた研磨表面を有する研磨パッドと適合する研磨装置の等大の横からの図を示す。
図１２を参照すると、研磨装置１２００はプラテン１２０４を含む。プラテン１２０４の上表面１２０２は、研磨突出部のパターンを上に備えた研磨パッドを支持するために用いられ得る。プラテン１２０４は、スピンドル回転１２０６およびスライダー振動１２０８を提供するように構成され得る。サンプルキャリア１２１０が、例えば、研磨パッドを用いた半導体ウェーハーの研磨中に半導体ウェーハー１２１１を定位置に保持するために使用され得る。サンプルキャリア１２１０は、サスペンション機構１２１２によってさらに支持される。スラリー供給１２１４が、半導体ウェーハーの研磨の前、およびその最中に研磨パッドの表面にスラリーを提供するために含められる。コンディショニングユニット１２９０がまた含められてもよく、そして１つの実施形態では、研磨パッドをコンディショニングするためにダイアモンドチップを含む。
従って、連続的突出部を備えた研磨表面を有する研磨パッドが開示されている。本発明の実施形態によれば、基板を研磨するための研磨パッドは、裏面に対向する研磨側を有する研磨本体を含む。この研磨パッドはまた、研磨本体の研磨側と連続する複数のシリンダ状突出部を有する研磨表面を含む。１つの実施形態では、複数のシリンダ状突出部の各々は、限定されないが、円形、卵形、三角形、または５もしくはそれ以上の辺を有する多角形のような研磨表面の平面における形状を有する。本発明の実施形態によれば、基板を研磨するための研磨パッドは、裏面と対向する研磨側を有する研磨本体を含む。この研磨パッドはまた、研磨本体の研磨側と連続する複数の突出部を有する研磨表面を含む。各突出部は、研磨表面の平面中に改変された四辺形の多角形形状を有する。１つの実施形態で、この改変された四辺形の多角形形状は、限定されないが、１つ以上の丸まったコーナーを備えた四辺形の多角形形状、１つ以上のノッチのあるコーナーを備えた四辺形の多角形、または１つ以上のアーチ状の側面を備えた四辺形の多角形などである。
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- 本明細書に記載の発明。
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