JP2014172170A - 広スペクトル終点検出ウィンドウを有する多層ケミカルメカニカル研磨パッド - Google Patents
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Abstract
【解決手段】研磨面14、カウンタボア開口40、研磨面に対して平行な研磨層界面領域24を有する研磨層20、下面及び下面に対して平行な多孔性サブパッド層界面領域27を有する多孔性サブパッド層50、ならびに環式オレフィン付加ポリマーを含む広スペクトル終点検出ウィンドウブロック30を有する。ウィンドウブロックがその厚さ全体で均一な化学組成を示し、研磨層界面領域と多孔性サブパッド層界面領域とが同じ範囲の領域を形成し、多層ケミカルメカニカル研磨パッドが、研磨面から多孔性サブパッド層の下面まで延びる貫通口35を有し、カウンタボア開口が研磨面上に開口し、貫通口を拡大させ棚状部45を形成し、ウィンドウブロックがカウンタボア開口内に配置されている、多層ケミカルメカニカル研磨パッド。
【選択図】図2
Description
(式中、yは20〜20,000であり、R1及びR2は、それぞれ独立して、H、ヒドロキシル基、C1〜10アルキル基、C1〜10ヒドロキシアルキル基、C1〜10アルコキシル基、C1〜10アルコキシアルキル基、C1〜10カルボキシアルキル基、C1〜10アルコキシカルボニル基及びC1〜10アルキルカルボニル基からなる群より選択される)、
(式中、a:bの比は0.5:99.5〜30:70であり、R3は、H及びC1〜10アルキル基からなる群より選択され、R4及びR5は、それぞれ独立して、H、ヒドロキシル基、C1〜10アルキル基、C1〜10ヒドロキシアルキル基、C1〜10アルコキシル基、C1〜10アルコキシアルキル基、C1〜10カルボキシアルキル基、C1〜10アルコキシカルボニル基及びC1〜10アルキルカルボニル基からなる群より選択される)、
(式中、前記環式オレフィン付加コポリマー中のc:dの比は0.5:99.5〜50:50であり、R6は、H及びC1〜10アルキル基からなる群より選択され、R7及びR8は、それぞれ独立して、H、ヒドロキシル基、C1〜10アルキル基、C1〜10ヒドロキシアルキル基、C1〜10アルコキシル基、C1〜10アルコキシアルキル基、C1〜10カルボキシアルキル基、C1〜10アルコキシカルボニル基及びC1〜10アルキルカルボニル基からなる群より選択される)、及び
(式中、hは20〜20,000であり、R9及びR10は、それぞれ独立して、H、ヒドロキシル基、C1〜10アルキル基、C1〜10ヒドロキシアルキル基、C1〜10アルコキシル基、C1〜10アルコキシアルキル基、C1〜10カルボキシアルキル基、C1〜10アルコキシカルボニル基及びC1〜10アルキルカルボニル基からなる群より選択される)
からなる群より選択される式によって表され、前記広スペクトル終点検出ウィンドウブロックがその厚さTW全体で均一な化学組成を示し、前記広スペクトル終点検出ウィンドウブロックが≦40%のスペクトル損失を示し、前記研磨層界面領域と前記多孔性サブパッド層界面領域とが同じ範囲の領域を形成し、前記同じ範囲の領域が、貼り合わせ接着剤の使用なしで前記研磨層を前記多孔性サブパッド層に固定し、前記感圧接着剤層が前記多孔性サブパッド層の前記下面に適用され、前記多層ケミカルメカニカル研磨パッドが、前記研磨面から前記多孔性サブパッド層の前記下面まで延びる貫通口を有し、前記カウンタボア開口が、前記研磨面上に開口し、前記貫通口を拡大させ、棚状部を形成し、前記カウンタボア開口が、前記研磨面に対して垂直な方向に計測される、前記研磨面の平面から前記棚状部までの平均深さDO-avgを有し、前記平均深さDO-avgが前記平均非界面領域厚さTP-avg未満であり、前記広スペクトル終点検出ウィンドウブロックが前記カウンタボア開口内に配置され、前記広スペクトル終点検出ウィンドウブロックが前記研磨層に接着され、前記研磨面が前記基板を研磨するように適合されている、多層ケミカルメカニカル研磨パッドを提供する。
本明細書及び特許請求の範囲の中で研磨面を有する多層ケミカルメカニカル研磨パッドを参照して使用される「平均全厚さTT-avg」とは、研磨面に対して垂直な方向に計測された多層ケミカルメカニカル研磨パッドの平均厚さをいう。
SL=|(TL300+TL800)/2|
式中、SLは、スペクトル損失の絶対値(%単位)であり、TL300は、300nmにおける透過損失であり、TL800は、800nmにおける透過損失である。
TLλ=100*((PATLλ−ITLλ)/ITLλ)
式中、λは、光の波長であり、TLλは、λにおける透過損失(%単位)であり、PATLλは、ASTM D1044−08にしたがって実施例に記載された条件下、サンプルの研磨の後に分光計を使用して計測された所与の物質のサンプルを透過する波長λの光の透過度であり、ITLλは、ASTM D1044−08にしたがってサンプルの研磨の前に分光計を使用して計測されたサンプルを透過する波長λの光の透過度である。
TL300=100*((PATL300−ITL300)/ITL300)
式中、TL300は、300nmにおける透過損失(%単位)であり、PATL300は、ASTM D1044−08にしたがって実施例に記載された条件下、サンプルの研磨の後に分光計を使用して計測された所与の物質のサンプルを透過する波長300nmの光の透過度であり、ITL300は、ASTM D1044−08にしたがってサンプルの研磨の前に分光計を使用して計測されたサンプルを透過する波長300nmの光の透過度である。
TL800=100*((PATL800−ITL800)/ITL800)
式中、TL800は、800nmにおける透過損失(%単位)であり、PATL800は、ASTM D1044−08にしたがって実施例に記載された条件下、サンプルの研磨の後に分光計を使用して計測された所与の物質のサンプルを透過する波長800nmの光の透過度であり、ITL800は、ASTM D1044−08にしたがってサンプルの研磨の前に分光計を使用して計測されたサンプルを透過する波長800nmの光の透過度である。
0.90*TW-avg≦DO-avg≦TW-avg
もっとも好ましくは、カウンタボア開口の平均深さDO-avgは以下の式を満たす。
0.95*TW-avg≦DO-avg<TW-avg
(式中、yは、1分子あたりの反復単位の重量平均数であり、20〜20,000、好ましくは50〜15,000、より好ましくは75〜10,000、もっとも好ましくは200〜5,000であり、R1及びR2は、それぞれ独立して、H、ヒドロキシル基、C1〜10アルキル基、C1〜10ヒドロキシアルキル基、C1〜10アルコキシル基、C1〜10アルコキシアルキル基、C1〜10カルボキシアルキル基、C1〜10アルコキシカルボニル基及びC1〜10アルキルカルボニル基からなる群より選択され、好ましくは、R1及びR2は、それぞれ独立して、H、ヒドロキシル基、C1〜4アルキル基、C1〜4ヒドロキシアルキル基、C1〜4アルコキシル基、C1〜4アルコキシアルキル基、C1〜4カルボキシアルキル基、C1〜4アルコキシカルボニル基及びC1〜4アルキルカルボニル基からなる群より選択され、より好ましくは、R1及びR2は、それぞれ独立して、H、メチル基、C1〜3ヒドロキシアルキル基、C1〜3アルコキシル基、C1〜3アルコキシアルキル基、C1〜3カルボキシアルキル基、C1〜3アルコキシカルボニル基及びC1〜3アルキルカルボニル基からなる群より選択され、もっとも好ましくは、R1及びR2は、それぞれ独立して、H、メチル基及び−C(O)OCH2からなる群より選択される)、
(式中、a:bの比は0.5:99.5〜30:70であり、R3は、H及びC1〜10アルキル基からなる群より選択され、好ましくは、H及びC1〜4アルキル基からなる群より選択され、より好ましくは、H及びメチル基からなる群より選択され、もっとも好ましくはHであり、R4及びR5は、それぞれ独立して、H、ヒドロキシル基、C1〜10アルキル基、C1〜10ヒドロキシアルキル基、C1〜10アルコキシル基、C1〜10アルコキシアルキル基、C1〜10カルボキシアルキル基、C1〜10アルコキシカルボニル基及びC1〜10アルキルカルボニル基からなる群より選択され、好ましくは、R4及びR5は、それぞれ独立して、H、ヒドロキシル基、C1〜4アルキル基、C1〜4ヒドロキシアルキル基、C1〜4アルコキシル基、C1〜4アルコキシアルキル基、C1〜4カルボキシアルキル基、C1〜4アルコキシカルボニル基及びC1〜4アルキルカルボニル基からなる群より選択され、より好ましくは、R4及びR5は、それぞれ独立して、H、メチル基、C1〜3ヒドロキシアルキル基、C1〜3アルコキシル基、C1〜3アルコキシアルキル基、C1〜3カルボキシアルキル基、C1〜3アルコキシカルボニル基及びC1〜3アルキルカルボニル基からなる群より選択され、もっとも好ましくは、R4及びR5は、それぞれ独立して、H、メチル基及び−C(O)OCH2からなる群より選択される)、
(式中、環式オレフィン付加コポリマー中のc:dの比は、0.5:99.5〜50:50、好ましくは0.5:99.5〜20:80であり、R6は、H及びC1〜10アルキル基からなる群より選択され、好ましくは、H及びC1〜4アルキル基からなる群より選択され、より好ましくは、H及びメチル基からなる群より選択され、もっとも好ましくはHであり、R7及びR8は、それぞれ独立して、H、ヒドロキシル基、C1〜10アルキル基、C1〜10ヒドロキシアルキル基、C1〜10アルコキシル基、C1〜10アルコキシアルキル基、C1〜10カルボキシアルキル基、C1〜10アルコキシカルボニル基及びC1〜10アルキルカルボニル基からなる群より選択され、好ましくは、R7及びR8は、それぞれ独立して、H、ヒドロキシル基、C1〜4アルキル基、C1〜4ヒドロキシアルキル基、C1〜4アルコキシル基、C1〜4アルコキシアルキル基、C1〜4カルボキシアルキル基、C1〜4アルコキシカルボニル基及びC1〜4アルキルカルボニル基からなる群より選択され、より好ましくは、R7及びR8は、それぞれ独立して、H、メチル基、C1〜3ヒドロキシアルキル基、C1〜3アルコキシル基、C1〜3アルコキシアルキル基、C1〜3カルボキシアルキル基、C1〜3アルコキシカルボニル基及びC1〜3アルキルカルボニル基からなる群より選択され、もっとも好ましくは、R7及びR8は、それぞれ独立して、H、メチル基及び−C(O)OCH2からなる群より選択される)、及び
(式中、hは、20〜20,000、好ましくは50〜15,000、より好ましくは75〜10,000、もっとも好ましくは200〜5,000であり、R9及びR10は、それぞれ独立して、H、ヒドロキシル基、C1〜10アルキル基、C1〜10ヒドロキシアルキル基、C1〜10アルコキシル基、C1〜10アルコキシアルキル基、C1〜10カルボキシアルキル基、C1〜10アルコキシカルボニル基及びC1〜10アルキルカルボニル基からなる群より選択され、好ましくは、R9及びR10は、それぞれ独立して、H、ヒドロキシル基、C1〜4アルキル基、C1〜4ヒドロキシアルキル基、C1〜4アルコキシル基、C1〜4アルコキシアルキル基、C1〜4カルボキシアルキル基、C1〜4アルコキシカルボニル基及びC1〜4アルキルカルボニル基からなる群より選択され、より好ましくは、R9及びR10は、それぞれ独立して、H、メチル基、C1〜3ヒドロキシアルキル基、C1〜3アルコキシル基、C1〜3アルコキシアルキル基、C1〜3カルボキシアルキル基、C1〜3アルコキシカルボニル基及びC1〜3アルキルカルボニル基からなる群より選択され、もっとも好ましくは、R9及びR10は、それぞれ独立して、H、メチル基及び−C(O)OCH2からなる群より選択される)
からなる群より選択される式によって表される。
終点検出ウィンドウブロックの調製
ポリウレタン縮合ポリマー終点検出ウィンドウブロックを以下のようにして調製した。ジエチルトルエンジアミン「DETDA」(Albemarleから市販されているEthacure(登録商標)100LC)を、末端イソシアネート修飾プレポリマーポリオール(Chemturaから市販されているLW570プレポリマーポリオール)と、−NCOに対する−NH2の化学量論比105%で合わせた。次いで、得られた材料を型に入れた。次いで、型の内容物をオーブン中で18時間硬化させた。オーブンの温度設定は、はじめに93℃で20分間、その後104℃で15時間40分間、そして最後の2時間で21℃まで低下であった。その後、硬化した型内容物から、10.795cmの直径及び30ミルの平均厚さを有するウィンドウブロックを切り出した。
ポリジシクロペンタジエン環式オレフィンポリマー(Zeon CorporationからZeonor(登録商標)1420Rとして市販)の20ミル厚シートから直径10.795cmの円形試験ウィンドウを切り出した。
メタロセン触媒(Topas Advanced Polymers, Inc.からTopas(登録商標)6013として市販)を使用してノルボルネン及びエチレンから調製された環式オレフィンコポリマーの20ミル厚シートから直径10.795cmの円形試験ウィンドウを切り出した。
次いで、比較例WBCならびに実施例WB1及びWB2にしたがって調製されたウィンドウブロック材料を、ASTM D1044−08にしたがって、Verity FL2004フラッシュランプ及びSpectraview 1ソフトウェアバージョンVI4.40を備えたVerity SD1024D分光器ならびにType H22砥粒ホイール、重量500g、60rpm及び10サイクルでセットしたTaber 5150 Abraserモデル研磨ツールを使用して試験した。ウィンドウブロック材料に関して計測された様々な波長における透過損失を表1にまとめる。同じく、表1には、各ウィンドウブロック材料の場合のスペクトル損失を示す。
Claims (10)
- 磁性基板、光学基板及び半導体基板の少なくとも一つから選択される基板を研磨するための多層ケミカルメカニカル研磨パッドであって、
研磨面、カウンタボア開口、外周、前記研磨面に対して平行な研磨層界面領域及び前記研磨面に対して垂直な方向に前記研磨面から前記研磨層界面領域まで計測される平均非界面領域厚さTP-avgを有する研磨層、
下面、外周及び前記下面に対して平行な多孔性サブパッド層界面領域を有する多孔性サブパッド層、
感圧接着剤層、ならびに
前記研磨面の平面に対して垂直な軸に沿って厚さTWを有する広スペクトル終点検出ウィンドウブロック
を含み、
前記広スペクトル終点検出ウィンドウブロックが環式オレフィン付加ポリマーを含み、前記広スペクトル終点検出ウィンドウブロックがその厚さTW全体で均一な化学組成を示し、前記広スペクトル終点検出ウィンドウブロックが≦40%のスペクトル損失を示し、
前記研磨層界面領域と前記多孔性サブパッド層界面領域とが同じ範囲の領域を形成し、
前記同じ範囲の領域が、貼り合わせ接着剤の使用なしで前記研磨層を前記多孔性サブパッド層に固定し、
前記感圧接着剤層が前記多孔性サブパッド層の前記下面に適用され、
前記多層ケミカルメカニカル研磨パッドが、前記研磨面から前記多孔性サブパッド層の前記下面まで延びる貫通口を有し、
前記カウンタボア開口が、前記研磨面上に開口し、前記貫通口を拡大させ、棚状部を形成し、
前記カウンタボア開口が、前記研磨面に対して垂直な方向に計測される、前記研磨面の平面から前記棚状部までの平均深さDO-avgを有し、
前記平均深さDO-avgが前記平均非界面領域厚さTP-avg未満であり、
前記広スペクトル終点検出ウィンドウブロックが前記カウンタボア開口内に配置され、
前記広スペクトル終点検出ウィンドウブロックが前記研磨層に接着され、
前記研磨面が前記基板を研磨するように適合されている、多層ケミカルメカニカル研磨パッド。 - 前記広スペクトル終点検出ウィンドウブロックの≧90重量%が環式オレフィン付加ポリマーであり、前記広スペクトル終点検出ウィンドウブロックがハロゲン<1ppmを含み、前記広スペクトル終点検出ウィンドウブロックが液体充填ポリマーカプセル<1個を含み、前記広スペクトル終点検出ウィンドウブロックが、前記研磨面の前記平面に対して垂直な軸に沿って5〜75ミルの平均厚さTW-avgを有する、請求項1記載の多層ケミカルメカニカル研磨パッド。
- 前記環式オレフィン付加ポリマーが、少なくとも一つの脂環式モノマーの重合から製造され、前記少なくとも一つの脂環式モノマーが、環内二重結合を有する脂環式モノマー及び環外二重結合を有する脂環式モノマーからなる群より選択される、請求項1記載の多層ケミカルメカニカル研磨パッド。
- 前記環内二重結合を有する脂環式モノマーが、ノルボルネン、トリシクロデセン、ジシクロペンタジエン、テトラシクロドデセン、ヘキサシクロヘプタデセン、トリシクロウンデセン、ペンタシクロヘキサデセン、エチリデンノルボルネン、ビニルノルボルネン、ノルボルナジエン、アルキルノルボルネン類、シクロペンテン、シクロプロペン、シクロブテン、シクロヘキセン、シクロペンタジエン、シクロヘキサジエン、シクロオクタトリエン及びインデンからなる群より選択され、前記環外二重結合を有する脂環式モノマーが、ビニルシクロヘキセン、ビニルシクロヘキサン、ビニルシクロペンタン及びビニルシクロペンテンからなる群より選択される、請求項3記載の多層ケミカルメカニカル研磨パッド。
- 前記環式オレフィン付加コポリマーが、少なくとも一つの脂環式モノマーと少なくとも一つの非環式オレフィンモノマーとの共重合から製造される、請求項1記載の多層ケミカルメカニカル研磨パッド。
- 前記少なくとも一つの脂環式モノマーが、環内二重結合を有する脂環式モノマー及び環外二重結合を有する脂環式モノマーからなる群より選択され、
前記環内二重結合を有する脂環式モノマーが、ノルボルネン、トリシクロデセン、ジシクロペンタジエン、テトラシクロドデセン、ヘキサシクロヘプタデセン、トリシクロウンデセン、ペンタシクロヘキサデセン、エチリデンノルボルネン、ビニルノルボルネン、ノルボルナジエン、アルキルノルボルネン類、シクロペンテン、シクロプロペン、シクロブテン、シクロヘキセン、シクロペンタジエン、シクロヘキサジエン、シクロオクタトリエン及びインデンからなる群より選択され、
前記環外二重結合を有する脂環式モノマーが、ビニルシクロヘキセン、ビニルシクロヘキサン、ビニルシクロペンタン及びビニルシクロペンテンからなる群より選択され、
前記少なくとも一つの非環式オレフィンモノマーが、エチレン、プロピレン、1−ブテン、イソブテン、2−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、1−ヘプテン、1−オクテン、1−ノネン、1−デセン、2−メチル−1−プロペン、3−メチル−1−ペンテン、4−メチル−1−ペンテン、2−ブテン、ブタジエン、イソプレン、1,3−ペンタジエン、1,4−ペンタジエン、1,3−ヘキサジエン、1,4−ヘキサジエン、1,5−ヘキサジエン、1,5−ヘプタジエン、1,6−ヘプタジエン、1,6−オクタジエン、1,7−オクタジエン及び1,9−デカジエンからなる群より選択される、請求項5記載の多層ケミカルメカニカル研磨パッド。 - 前記環式オレフィン付加ポリマーが、
(式中、yは20〜20,000であり、R1及びR2は、それぞれ独立して、H、ヒドロキシル基、C1〜10アルキル基、C1〜10ヒドロキシアルキル基、C1〜10アルコキシル基、C1〜10アルコキシアルキル基、C1〜10カルボキシアルキル基、C1〜10アルコキシカルボニル基及びC1〜10アルキルカルボニル基からなる群より選択される)、
(式中、a:bの比は0.5:99.5〜30:70であり、R3は、H及びC1〜10アルキル基からなる群より選択され、R4及びR5は、それぞれ独立して、H、ヒドロキシル基、C1〜10アルキル基、C1〜10ヒドロキシアルキル基、C1〜10アルコキシル基、C1〜10アルコキシアルキル基、C1〜10カルボキシアルキル基、C1〜10アルコキシカルボニル基及びC1〜10アルキルカルボニル基からなる群より選択される)、
(式中、前記環式オレフィン付加コポリマー中のc:dの比は0.5:99.5〜50:50であり、R6は、H及びC1〜10アルキル基からなる群より選択され、R7及びR8は、それぞれ独立して、H、ヒドロキシル基、C1〜10アルキル基、C1〜10ヒドロキシアルキル基、C1〜10アルコキシル基、C1〜10アルコキシアルキル基、C1〜10カルボキシアルキル基、C1〜10アルコキシカルボニル基及びC1〜10アルキルカルボニル基からなる群より選択される)、及び
(式中、hは20〜20,000であり、R9及びR10は、それぞれ独立して、H、ヒドロキシル基、C1〜10アルキル基、C1〜10ヒドロキシアルキル基、C1〜10アルコキシル基、C1〜10アルコキシアルキル基、C1〜10カルボキシアルキル基、C1〜10アルコキシカルボニル基及びC1〜10アルキルカルボニル基からなる群より選択される)
からなる群より選択される式によって表される、請求項1記載の多層ケミカルメカニカル研磨パッド。 - 磁性基板、光学基板及び半導体基板の少なくとも一つから選択される基板を研磨するための多層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、
前記基板を研磨するように適合された研磨面、外周、前記研磨面に対して平行な研磨層界面領域及び前記研磨面に対して垂直な方向に前記研磨面から前記研磨層界面領域まで計測される平均非界面領域厚さTP-avgを有する研磨層を提供する工程、
下面、外周及び前記下面に対して平行な多孔性サブパッド層界面領域を有する多孔性サブパッド層を提供する工程、
感圧接着剤層を提供する工程、
環式オレフィン付加ポリマーを含む広スペクトル終点検出ウィンドウブロックを提供する工程、
前記研磨層と前記多孔性サブパッド層とを対面させて、前記研磨層の前記外周が前記多孔性サブパッド層の前記外周と一致し、前記研磨層界面領域と前記多孔性サブパッド層界面領域とが同じ範囲の領域を形成するスタックを形成する工程、
前記研磨面から前記スタックを通過して前記下面まで延びる貫通口を設ける工程、
前記研磨面上に開口し、前記貫通口を拡大させ、棚状部を形成するカウンタボア開口を設ける工程であって、前記カウンタボア開口は、前記研磨面に対して垂直な方向に計測される、前記研磨面の平面から前記棚状部までの平均深さDO-avgを有し、前記平均深さDO-avgは前記平均非界面領域厚さTP-avg未満である工程、
前記広スペクトル終点検出ウィンドウブロックを前記カウンタボア開口内に配置し、前記広スペクトル終点検出ウィンドウブロックを前記研磨層に接着する工程、及び
前記感圧接着剤層を前記多孔性サブパッド層の前記下面に適用する工程
を含む方法。 - 嵌合面を提供する工程、
不可逆的に圧壊された高密化領域に対応する***した形状を有するスタンパを提供する工程、
前記スタックを前記嵌合面上に配置し、前記スタンパを前記スタックに押し当てて、前記多孔性サブパッド層の前記外周に対応する前記スタックの領域に臨界圧縮力を発生させる工程
をさらに含み、前記臨界圧縮力の大きさが、前記多孔性サブパッド層中、前記多孔性サブパッド層の前記外周に沿って不可逆的に圧壊された高密化領域を形成するのに十分である、請求項8記載の方法。 - 基板を研磨する方法であって、
磁性基板、光学基板及び半導体基板の少なくとも一つから選択される基板を提供する工程、
請求項1記載の多層ケミカルメカニカル研磨パッドを提供する工程、
前記研磨面と前記基板との間の界面に研磨媒を提供する工程、及び
前記研磨面と前記基板との間の前記界面において動的接触を生じさせる工程
を含み、
前記多孔性サブパッド層への前記研磨媒の浸透が前記研磨層及び前記不可逆的に圧壊された高密化領域によって妨げられる、方法。
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