JP2001513450A - Improved polishing pad and associated method - Google Patents

Improved polishing pad and associated method

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JP2001513450A JP2000507086A JP2000507086A JP2001513450A JP 2001513450 A JP2001513450 A JP 2001513450A JP 2000507086 A JP2000507086 A JP 2000507086A JP 2000507086 A JP2000507086 A JP 2000507086A JP 2001513450 A JP2001513450 A JP 2001513450A
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pad
polishing
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thermoforming
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Abstract

(57)【要約】 【構成】親水性材料から形成された研磨表面を有する研磨パッドに関する。研磨表面には、熱成形工程によって作られたトポグラフィーが存在する。このトポグラフィーは、研磨流体の流れを容易にし、平滑化および平坦化を促進させる大小の凹凸を有している。   (57) [Summary] The present invention relates to a polishing pad having a polishing surface formed from a hydrophilic material. On the polished surface there is a topography created by the thermoforming process. The topography has small and large irregularities that facilitate the flow of the polishing fluid and promote smoothing and flattening.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

この出願は、1997年 8月 6日に出願した米国仮特許出願第 60/054,906 号によ
る利益を主張する。
This application claims the benefit of US Provisional Patent Application No. 60 / 054,906, filed August 6, 1997.

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION

この発明は、概して、半導体デバイス等の製造において有用な研磨パッドに関
する。より詳細には、この発明の研磨パッドは、予測性と研磨性能を改善する、
革新的な表面トポグラフィーを有する有益な親水性材料からなる。
The present invention relates generally to polishing pads useful in the manufacture of semiconductor devices and the like. More specifically, the polishing pad of the present invention improves predictability and polishing performance,
Consisting of beneficial hydrophilic materials with innovative surface topography.

【0002】[0002]

【従来の技術】[Prior art]

集積回路の製作には、通常、シリコン、シリカ、タングステン、アルミニウム
等の一枚以上の基板の研磨を必要とする。このような研磨は、通常、研磨パッド
と研磨流体とを使用して行なわれる。
Fabrication of integrated circuits typically requires polishing one or more substrates such as silicon, silica, tungsten, and aluminum. Such polishing is typically performed using a polishing pad and a polishing fluid.

【0003】 半導体産業では許容誤差を縮小する精密な研磨が求められているが、一般的に
は、研磨性能がパッドによって異なるという望ましくない状況がある。
[0003] Although the semiconductor industry requires precision polishing to reduce tolerances, there are generally undesirable situations in which polishing performance varies from pad to pad.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】[Problems to be solved by the invention]

従って、半導体産業において必要とされているのは、高精度の研磨作業におい
て予測性の高い性能を示す研磨パッドである。
Therefore, what is needed in the semiconductor industry is a polishing pad that exhibits highly predictable performance in high precision polishing operations.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

この発明は、革新的な親水性材料からなる革新的な研磨表面を有する熱成形(
あるいは型押付け)研磨パッドに関する。この発明のパッドは親水性材料からな
り、この発明の研磨材料は、 (i)0.5g/cm3 より高い密度、 (ii) 34ミリ
ニュートン/m以上の臨界表面張力、(iii) 0.02〜5ギガパスカルの引張応
力、 (iv) 30℃での引張応力と60℃での引張応力の比が1.0〜2.5、 (
v) 25〜80ショワーDの硬さ、 (vi) 300−6000psi (2.1−41.4
メガパスカル)の降伏応力、 (vii) 1000〜15,000psi(7−10
5メガパスカル)の引張強度、 (viii) 500%までの破壊伸度を有する親水性
材料からなる。好ましい実施例においては、研磨層はさらに複数の軟質領域及び
硬質領域からなる。
The present invention relates to thermoforming (eg, thermoforming) with an innovative abrasive surface made of an innovative hydrophilic material.
Or mold pressing) polishing pad. The pad of the present invention is made of a hydrophilic material, and the polishing material of the present invention comprises (i) a density higher than 0.5 g / cm 3 , (ii) a critical surface tension of 34 millinewton / m or more, and (iii) 0. (Iv) the ratio of the tensile stress at 30 ° C. to the tensile stress at 60 ° C. is 1.0 to 2.5,
v) 25-80 Shore D hardness, (vi) 300-6000 psi (2.1-41.4
(Vii) 1000-15,000 psi (7-10
(Viii) Consisting of a hydrophilic material with a breaking elongation of up to 500%. In a preferred embodiment, the polishing layer further comprises a plurality of soft and hard regions.

【0006】 この発明の研磨材料には、バディンガーその他に付与された米国特許第4,927,
432 号に記載してあるような、繊維基板にポリマーを癒着させて作ったフェルト
ベースの研磨パッドは含まない。
The abrasive material of the present invention includes US Patent No. 4,927, issued to Badinger et al.
It does not include a felt-based polishing pad made of a polymer bonded to a fibrous substrate, as described in US Pat.

【0007】 研磨表面は、熱成形によって作られるトポグラフィーを有する。トポグラフィ
ーは、研磨流体の流れを促進し、平滑化と平坦化を促進する大小の凹凸からなっ
ている。
[0007] The polished surface has a topography created by thermoforming. Topography consists of small and large irregularities that facilitate the flow of the polishing fluid and promote smoothing and planarization.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

この発明は、革新的な親水性研磨材料からなる革新的な研磨表面を有する研磨
パッドに関する。さらに詳細には、この発明は、基板、特に半導体デバイス等の
製造のための基板の研磨に有用な改良研磨パッドに関する。この発明の複合物と
方法は他の産業においても有用であろうし、以下に限定されるものではないが、
例えば、シリコン、シリカ、金属、誘電体、セラミックス、ガラス等の多様な加
工材料のいずれにも適用可能である。この明細書で使用する「研磨する」(およ
びその活用形)は、「平坦化する」(および該当するこの活用形)の意味をも含
むものである。
The present invention relates to a polishing pad having an innovative polishing surface made of an innovative hydrophilic polishing material. More particularly, the present invention relates to an improved polishing pad useful for polishing substrates, particularly substrates for manufacturing semiconductor devices and the like. The composites and methods of the present invention may be useful in other industries, including but not limited to:
For example, it can be applied to any of various processing materials such as silicon, silica, metal, dielectric, ceramics, and glass. As used herein, "polishing" (and its conjugations) also includes the meaning of "planarize" (and this conjugation as applicable).

【0009】 この発明は革新的である。なぜなら、この発明は、(1) 従来のパッドに表面凹
凸を組み込むことによる損傷から生じる、精密研磨に及ぼす不利益を認識してお
り、(2) 研磨パッドの製作中にどのようにして損傷が生じるかを認識しており、
(3) 損傷の度合いの低いパッドの製造方法を教えており、(4) 再生の可能性の高
い表面凹凸を持ち、よって、切り取ったり、薄く剥ぎ取ったりして作成する従来
のパッドと比較すると予測性のより高いパッド性能を有するパッドの製造方法を
教えており、(5) 製造中に表面凹凸をパッドに組み込む新規な方法を教えている
からである。この発明のこれらの局面のいずれも、従来、この分野においては認
識されていず、精密研磨の分野に真に重要な貢献をするものである。
[0009] The present invention is innovative. The present invention recognizes (1) the disadvantages to fine polishing resulting from the damage caused by incorporating surface irregularities into conventional pads, and (2) how the damage can occur during polishing pad fabrication. Knows what will happen,
(3) Teaches the method of manufacturing pads with low damage, (4) Compares with conventional pads that have surface irregularities that are highly reproducible and that are cut or thinly peeled off It teaches a method for manufacturing pads with more predictable pad performance, and (5) teaches a new way to incorporate surface irregularities into the pad during manufacture. None of these aspects of the invention have heretofore been recognized in the field and make a truly important contribution to the field of precision polishing.

【0010】 この発明の研磨パッドは、バッド製作中によく生じるへこみや突起等の表面損
傷が最少であって、再生の可能性の高い有益な表面トポグラフィーを有するもの
である。
The polishing pad of the present invention has a useful surface topography with high reproducibility and minimal surface damage, such as dents and protrusions, which often occur during the manufacture of the pad.

【0011】 切り取ったり、薄く剥ぎ取ったりする方法を含むパッドの製作において生じる
パッドの損傷は、パツド毎に異なるものとなる。従来のパッドの製作には、ポリ
マーの固まりを切断してパッドを形成するものも含まれている。刃がこの固まり
を切断しながら通過すると、代表的には、パッド表面のへこみや突起等を含む、
方向性のある表面損傷を残す。この損傷は、通常、固まりを切断する切刃が磨耗
するにつれてパッド毎に異なることになる。
The damage to the pads that occurs in the manufacture of the pads, including methods of cutting and stripping, can vary from pad to pad. Conventional pad fabrication includes cutting a chunk of polymer to form a pad. When the blade passes through this mass while cutting, typically includes dents and protrusions on the pad surface,
Leaves directional surface damage. This damage will usually vary from pad to pad as the cutting edges that cut the mass wear.

【0012】 パッド製作の他の段階においては、研磨流体の流れを促進するための通路ある
いはその他の凹凸がパッド表面に組み込まれる。従来技術のパッドは、通常、こ
れらの凹凸を、切り取ったり、機械加工することでパッドに組み込んでいた。こ
のことは、また、通常、パッド表面上にそして切り込み内に損傷を残す傾向を示
す。他の要因として、例えば、温度、湿度、ライン速度の変化がパッドの表面特
性に変形を生じさせる。このような変形によって、パッド間での性能にバラツキ
が生じ、最適の研磨パラメーターを詳述することが困難になる。
In another stage of pad fabrication, passages or other irregularities are incorporated into the pad surface to facilitate the flow of the polishing fluid. Prior art pads typically incorporate these irregularities into the pad by cutting or machining. This also tends to leave damage, usually on the pad surface and in the cuts. As another factor, for example, changes in temperature, humidity, and line speed cause deformation of the pad surface characteristics. Such deformation causes variations in performance between the pads, making it difficult to specify optimal polishing parameters in detail.

【0013】 この発明のパッドには、殆どあるいは全く、切削、機械加工その他同種の工程
による破面が研磨表面に生じない。薄く剥ぎ取ることによって生じるような好ま
しくない方向性をもったパターンは、通常、排除される。表面の凹凸あるいはそ
の一部分がパッドに付与され、研磨表面には破面が生じない。このことにより、
従来技術に伴っていた問題は取り除かれることになる。
The pads of the present invention have little or no fracture on the polished surface due to cutting, machining, or similar processes. Patterns with undesired orientation, such as those caused by stripping, are usually eliminated. Unevenness or a part of the surface is applied to the pad, and no broken surface is generated on the polished surface. This allows
The problems associated with the prior art will be eliminated.

【0014】 この発明によると、パッドの形成後に組み込まれる表面凹凸は、少なくとも部
分的には、熱成形によって作られる。熱成形はいかなる工程であってもよく、そ
れによって、パッドの表面が加熱され、圧力または応力等の手段によって永久的
に変形される工程のことである。熱成形は、従来のパッドと比較すると損傷の程
度を減らすものである。熱成形は、また、熱成形のダイス型の表面の整合性によ
って、切断や機械加工よりも再生の可能性の高い凹凸を提供する。従って、この
発明のパッドは、より高い予測性能を呈示し、詳述される最適な研磨パラメータ
ーを可能にする。
According to the invention, the surface irregularities incorporated after the formation of the pad are at least partially produced by thermoforming. Thermoforming can be any process whereby the surface of the pad is heated and permanently deformed by means such as pressure or stress. Thermoforming reduces the degree of damage as compared to conventional pads. Thermoforming also provides irregularities that are more reproducible than cutting or machining due to the consistency of the surface of the thermoformed die. Thus, the pads of the present invention exhibit higher predictive performance and allow for optimal polishing parameters as detailed.

【0015】 一つの実施例においては、研磨表面が軟化するまで加熱して、その後、ダイス
型と圧力を用いて形成または成形することによって、表面凹凸が研磨パッドの表
面に組み込まれる。このような凹凸は、平均の深さおよび/又は幅が約0.05
ミリ、より好ましくは約0.1ミリよりも大きい一つ以上のへこみを有すること
が好ましい。このような凹凸は、研磨流体の流れを容易にし、それによって研磨
性能を高める。
In one embodiment, the surface irregularities are incorporated into the surface of the polishing pad by heating until the polishing surface softens and then forming or molding using a die and pressure. Such irregularities have an average depth and / or width of about 0.05
It is preferred to have one or more dents greater than millimeters, more preferably greater than about 0.1 millimeters. Such irregularities facilitate the flow of the polishing fluid, thereby enhancing polishing performance.

【0016】 他の実施例においては、パッドは押し出されて、材料シートとされる。一枚の
シートの両端で継ぎ目を作ることによって、この材料を研磨ベルトとすることが
できる。あるいは他の実施例においては、シートを切断していろんな形状あるい
はサイズのパッドを形成することもできる。この発明の他の実施例では圧縮成形
が用いられ、ここでは、柔軟なポリマーがダイス型に載置される。このポリマー
は次に圧縮され、これによって、ポリマーは型(モールド)全体に広げられるこ
とになる。ポリマーは、その後凝固して、型から取り出される。
In another embodiment, the pad is extruded into a sheet of material. By making a seam at both ends of one sheet, this material can be made into an abrasive belt. Alternatively, in other embodiments, the sheet may be cut to form pads of various shapes or sizes. In another embodiment of the invention, compression molding is used, where a flexible polymer is placed in a die. The polymer is then compressed, which causes the polymer to spread throughout the mold. The polymer then solidifies and is removed from the mold.

【0017】 他の実施例においては、パッド材は、第二の固体あるいは半固体材料の上に押
し出され、これによって、凝固後には押し出された材料は第二の材料に接合せし
められる。第二の材料はパッドを強化するので、凝固した押出材料はそれ自身で
自らを支える必要がない。代わりに、あるいは、さらに、第二の材料はパッドを
構造的に完全なものとするので、製造におけるパッドの性能、寿命、および/又
は柔軟性が改善される。
In another embodiment, the padding material is extruded over a second solid or semi-solid material, such that after solidification, the extruded material is bonded to the second material. Since the second material strengthens the pad, the solidified extruded material need not support itself. Alternatively or additionally, the second material makes the pad structurally complete, thereby improving the performance, life, and / or flexibility of the pad in manufacturing.

【0018】 この発明の好ましい実施例においては、確実に、型押付け(エンボッシング)
後の塑性流れが除去され、あるいは、大幅に減少されるように、表面凹凸はチル
ローラーを用いて型押付けされている。これによって、再生が非常に容易な型押
付けによるへこみが形成され、多くの従来技術の方法で作成されたパッドに見ら
れるパッド毎の変形を減少させることになる。この再生性は、型押付けダイス型
の表面が、通常、この型によって作成される各パッドにそのまま残ることにもよ
る。このことは、より予測性の高いパッド性能へと繋がっていく。性能の予測性
は精密研磨パッドの重要な一面である。パットの整合性は、より正確な標準操作
工程を可能にし、よって、より生産的な研磨作業を可能にする。さらに、表面凹
凸を作るのにローラーを使用することによって、パッドを連続的シートで製造す
ることを可能にする。
In a preferred embodiment of the present invention, embossing is ensured.
The surface irregularities are stamped using a chill roller so that the subsequent plastic flow is removed or greatly reduced. This creates a stamping dent which is very easy to regenerate and reduces the per-pad deformation seen in pads made by many prior art methods. This reproducibility is also due to the fact that the surface of the stamping die typically remains on each pad created by the die. This leads to more predictable pad performance. Performance predictability is an important aspect of precision polishing pads. The consistency of the pats allows for more accurate standard operating procedures and thus more productive polishing operations. In addition, the use of rollers to create surface irregularities allows the pad to be manufactured from a continuous sheet.

【0019】 従来のように切断や機械加工することによってパッドにできる表面凹凸に加え
て、より小さい凹凸(50μ未満)が最適な研磨性能には必要である。このよう
な小さなサイズの凹凸は、パッドを最初に使用する前およびパッドの使用中に経
時的に組み込まれることが多い。これを「コンディショニング」という。使用前
にコンディショニングされることを「プレコンディショニング」といい、使用中
のコンディショニングを「リコンディショニング」という。パッドの使用中に、
小さいサイズの凹凸は好ましくない塑性流れを受け、砕片によって絡まれる。コ
ンディショニングにより、小さいサイズの凹凸は再生される。驚いたことに、こ
の発明の研磨パッドは、従来の研磨パッドと比較すると、概して、使用中のリコ
ンディショニングが少なくて良いことが発見された。このことは、さらに、この
発明のパッドが従来のパッドよりも優れていることの証明となる。
In addition to the surface irregularities that can be formed on the pad by cutting or machining as in the prior art, smaller irregularities (less than 50 μm) are necessary for optimal polishing performance. Such small size irregularities are often incorporated over time before the first use of the pad and during use of the pad. This is called "conditioning". Conditioning before use is called "preconditioning", and conditioning in use is called "reconditioning". While using the pad,
Small size irregularities undergo undesirable plastic flow and are entangled by debris. By conditioning, small-sized irregularities are reproduced. Surprisingly, it has been discovered that the polishing pads of the present invention generally require less reconditioning during use as compared to conventional polishing pads. This further proves that the pads of the present invention are superior to conventional pads.

【0020】 この発明のパッドは研磨材によってコンディショニングされる。小さいサイズ
の凹凸は研磨表面を研磨材の表面に対して移動させることで作られる。一つの実
施例において、研磨材は、回転構造物(研磨材は円形、正方形、長方形、長円、
その他どんな幾何学的形状であってもよい)であり、表面上に、複数の硬質粒子
を埋設(好ましくは、永久的に固着)している。この硬質粒子のパッド表面に対
する移動によって、パッド表面は(粒子と接触する点で)塑性流れ、破砕、ある
いはその両方を受けることになる。研磨表面は、パッド表面に対して回転する必
要はない。研磨表面のパッドに対する動きは、種々の態様、例えば、振動、線状
移動、ランダムな軌道、回転等のいずれによるものであっても良い。
The pad of the present invention is conditioned by an abrasive. Small size irregularities are created by moving the polishing surface relative to the surface of the abrasive. In one embodiment, the abrasive is a rotating structure (the abrasive is circular, square, rectangular, oval,
Any other geometric shape may be used), and a plurality of hard particles are embedded (preferably permanently fixed) on the surface. This movement of the hard particles relative to the pad surface causes the pad surface to undergo plastic flow (at points of contact with the particles), fracture, or both. The polishing surface does not need to rotate with respect to the pad surface. The movement of the polishing surface relative to the pad may be in any of a variety of ways, for example, vibration, linear movement, random trajectories, rotation, and the like.

【0021】 結果として生じる(研磨表面による)塑性流れ、破砕あるいはこれらの組合せ
はパッドの外表面状に小さいサイズの凹凸を作りだす。小さいサイズの凹凸は、
少なくともその一方に突起が隣接しているへこみからなるものであっもよい。一
つの実施例においては、突起は、パッドの研磨表面の表面積の少なくとも0.1
%を占め、へこみの深さは、平均50ミクロン未満、より好ましくは10ミクロ
ン未満、突起の高さは平均50ミクロン未満、より好ましくは10ミクロン未満
である。好ましいことに、研磨表面を有するこのような表面の変形は、研磨表面
を研磨除去する原因とは殆どならず、何かの原因になるとしても、パッド材の実
質的な量を研磨表面から切り離すことなく、寧ろ、単にパッドに溝を作ることに
なる。しかしながら、より好ましいとは言えないが、小さいサイズの凹凸が作ら
れる限りにおいては、パッド材料の研磨除去は好ましい。
The resulting plastic flow (due to the polishing surface), fracturing, or a combination thereof, creates small sized irregularities on the outer surface of the pad. Small size irregularities,
At least one of the dents may have a protrusion adjacent to it. In one embodiment, the protrusions have at least 0.1 surface area of the polishing surface of the pad.
%, The depth of the dents is less than 50 microns on average, more preferably less than 10 microns, and the height of the protrusions is less than 50 microns on average and more preferably less than 10 microns. Preferably, such surface deformations having a polished surface cause little or no abrasion of the polished surface and cause a substantial amount, if any, of the pad material to be detached from the polished surface. Instead, they simply create grooves in the pad. However, although less preferred, polishing and removal of the pad material is preferred as long as the small size irregularities are created.

【0022】 コンディショニングに適する研摩表面は、好ましくは金属性であって、1ミク
ロン〜0.5ミリメートルの範囲の大きさのダイヤモンドが埋設されているディ
スクである。コンディショニング中に、コンディショニングディスクと研磨パッ
ドの間の圧力は、0.1〜約25ポンド/平方インチの間であることが好ましい
。このディスクの回転速度は、1〜1000回転/分の間であることが好ましい
The polishing surface suitable for conditioning is preferably a disc which is metallic and has embedded diamonds ranging in size from 1 micron to 0.5 millimeter. During conditioning, the pressure between the conditioning disc and the polishing pad is preferably between 0.1 and about 25 pounds per square inch. The rotation speed of the disk is preferably between 1 and 1000 rotations / minute.

【0023】 好ましいコンディショニングディスクは、アール.イー.サイエンス インコ
ーポレイテッド(R.E. Science, Inc.)が製造しているRESI(商標)ディスク
のような、直径4インチの100グリットダイヤモンドディスクである。最良の
コンディショニングは、ダウンフォースが10ポンド/平方インチ、プラテン速
度が75rpm、掃引の輪郭(スウィーププロフィール)がベル形状で、使用前
のコンディショニング掃引回数が15回で、ウェーハ間のリコンディショニング
の掃引回数が15であるときに達成された。
Preferred conditioning discs are described in E. A 4 inch diameter 100 grit diamond disc, such as a RESI ™ disc manufactured by RE Science, Inc. The best conditioning is 10 pounds per square inch downforce, 75 rpm platen speed, bell-shaped sweep profile, 15 conditioning sweeps before use, and reconditioning sweeps between wafers. Was attained at 15.

【0024】 コンディショニング用の流体、好ましくはウォーターベースの研摩粒子含有流
体があるときには、コンディショニングは任意に行うことができる。
Conditioning can optionally be provided when there is a conditioning fluid, preferably a water-based abrasive particle-containing fluid.

【0025】 この発明によると、小さいサイズの凹凸の全てあるいはいくらかは、熱成形工
程時に、革新的な熱成形ダイス型を使用して作ることができる。パッド材に対す
る親和力の差によって、ダイス型からパッドを選択的に解放することによって、
好ましい小さいサイズの凹凸が得られる。
According to the present invention, all or some of the small size irregularities can be made during the thermoforming process using an innovative thermoforming die. By selectively releasing the pad from the die, due to the difference in affinity for the pad material,
Preferred small size irregularities are obtained.

【0026】 この発明による熱成形ダイス型は、パッド材に対して異なる親和力を有する。
親和力の低い部分は、表面を殆どあるいは全く壊すことなくパッドを解放するこ
とができる。親和力の高い他の部分は、パッドがダイス型から解放されるのを抑
制し、これによって、これらの部分領域の表面に塑性流れあるいは破砕を生じさ
せる。この工程によって、好ましい小さいサイズの凹凸ができる。差異のある親
和力は、異なる材料、ダイス型の異なるコーティング、あるいは、ダイス型の異
なる物理的凹凸を利用することによって得られる。
The thermoforming die according to the present invention has a different affinity for the pad material.
The lower affinity portion can release the pad with little or no surface damage. Other parts of high affinity inhibit the pad from being released from the die, thereby causing plastic flow or spallation on the surface of these part areas. By this step, unevenness having a preferable small size is formed. Different affinities can be obtained by utilizing different materials, different die-type coatings, or different die-type physical asperities.

【0027】 一つの実施例において、熱成形ダイス型は、パッド材に対して異なる親和力を
有する二以上の材料からなる。解放されるときに、高親和力域に隣接するパッド
表面部分は、好ましい表面凹凸を形成しながら、引き離される。他の実施例にお
いては、ダイス型の表面はコーティングされて親和力の高い領域と低い領域が作
られる。さらに、別の実施例においては、パッド材を掴む形状の突起をダイス型
の一定の領域に組み込んで小さいサイズの凹凸を作らしめている。さらに、別の
実施例においては、この掴み効果が、突起の形状ではなく、突起の材料によって
引き起こされるようにしている。
In one embodiment, the thermoforming die comprises two or more materials having different affinities for the pad material. When released, the portion of the pad surface adjacent to the high affinity region is separated, forming the desired surface irregularities. In another embodiment, the surface of the die is coated to create high and low affinity regions. Further, in another embodiment, projections shaped to grip the pad material are incorporated in certain areas of the die to form small-sized irregularities. Further, in another embodiment, the gripping effect is caused by the material of the protrusion, not the shape of the protrusion.

【0028】 パッド製作中に表面凹凸を形成することによって、プレコンディショニングの
必要性を減少させ、あるいは否定さえすることになり得る。このような形成は、
また、研磨手段による表面の修正と比較すると、より制御された、信頼性の高い
小さいサイズの凹凸の複製を可能にする。
By forming surface irregularities during pad fabrication, the need for preconditioning may be reduced or even negated. Such a formation
It also allows for more controlled and reliable replication of small size irregularities as compared to surface modification by polishing means.

【0029】 ウレタン以外のポリマー組織を有するどんなプレポリマーの化学的性質であっ
ても、最終製品が以下の特性を示すことを条件に、この発明に使用することがで
きる。
The chemistry of any prepolymer having a polymer structure other than urethane can be used in the present invention provided that the final product exhibits the following properties:

【0030】 0.5g/cm3よりも 、好ましくは0.7g/cm3よりも 、さらに好ましく は約0.9g/cm3 よりも高い密度; 34ミリニュートン/m以上の臨界表面張力; 0.02〜5ギガパスカルの引張応力; 30℃の引張応力と60℃の引張応力の比が1.0〜2.5の範囲; 25〜80ショワーDの硬度; 300〜6000psiの降伏応力; 500〜15,000psiの引張強度; および 500%までの破壊伸度。 これらの特性は、押出成形及び同種の方法に有用な多くの材料が持ち得るもので
ある。例えば、ポリカーボネート、ポリスルフォン、ナイロン、エチレン共重合
体、ポリエーテル、ポリエステル、ポリエーテル−ポリエステル共重合体、アク
リルポリマー、ポリメタクリル酸メチル、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネイト、
ポリエチレン共重合体、ポリエチレンイミン、ポリウレタン、ポリエーテルイミ
ド、ポリケトン等、及びこれらの光化学反応誘導体等である。
More than 0.5 g / cm 3 , Preferably greater than 0.7 g / cm 3 More preferably a density greater than about 0.9 g / cm 3 ; a critical surface tension of 34 millinewtons / m or more; a tensile stress of 0.02-5 gigapascals; a tensile stress of 30 ° C and a tensile stress of 60 ° C. Ratios ranging from 1.0 to 2.5; hardness of 25 to 80 Shore D; yield stress of 300 to 6000 psi; tensile strength of 500 to 15,000 psi; and elongation at break up to 500%. These properties can be possessed by many materials useful for extrusion and similar processes. For example, polycarbonate, polysulfone, nylon, ethylene copolymer, polyether, polyester, polyether-polyester copolymer, acrylic polymer, polymethyl methacrylate, polyvinyl chloride, polycarbonate,
Examples include polyethylene copolymer, polyethyleneimine, polyurethane, polyetherimide, polyketone, and the like, and photochemically reactive derivatives thereof.

【0031】 好ましい実施例において、パッド材は、34ミリニュートン/m以上、好まし
くは37ミリニュートン/m以上、最も好ましくは40ミリニュートン/m以上
の臨界表面張力をもたらすのに十分な親水性を有する。臨界表面張力は、流体が
持つことができる最小表面張力で、その流体が固体上に0度よりも大きい接触角
を呈することができる最小表面張力を示すことによって、その固体表面の湿潤性
を限定する。従って、より高い臨界表面張力を有するポリマーはより容易に湿潤
し、よって、親水性がより高い。一般的ポリマーの臨界表面張力は以下の通りで
ある。
In a preferred embodiment, the pad material has sufficient hydrophilicity to provide a critical surface tension of 34 millinewtons / m or more, preferably 37 millinewtons / m or more, and most preferably 40 millinewtons / m or more. Have. Critical surface tension is the minimum surface tension that a fluid can have, limiting the wettability of the solid surface by indicating the minimum surface tension at which the fluid can exhibit a contact angle greater than 0 degrees on a solid I do. Thus, a polymer with a higher critical surface tension will wet more easily and, therefore, will be more hydrophilic. The critical surface tension of a general polymer is as follows.

【0032】 ポリマー 臨界表面張力(mN/m) ポリテトラフルオロエチレン 19 ポリジメチルシロキサン 24 シリコンゴム 24 ポリブタジエン 31 ポリエチレン 31 ポリスチレン 33 ポリプロピレン 34 ポリエステル 39−42 ポリアクリルアミド 35−40 ポリビニルアルコール 37 ポリメタクリル酸メチル 39 ポリ塩化ビニル 39 ポリスルフォン 41 ナイロン6 42 ポリウレタン 45 ポリカーボネート 45 一つの実施例において、主要構成成分は、少なくとも以下から得られる。 Polymer critical surface tension (mN / m) Polytetrafluoroethylene 19 Polydimethylsiloxane 24 Silicon rubber 24 Polybutadiene 31 Polyethylene 31 Polystyrene 33 Polypropylene 34 Polyester 39-42 Polyacrylamide 35-40 Polyvinyl alcohol 37 Polymethyl methacrylate 39 Poly Vinyl chloride 39 Polysulfone 41 Nylon 6 42 Polyurethane 45 Polycarbonate 45 In one embodiment, the major components are derived from at least:

【0033】 1. アクリル化ウレタン 2. アクリル化エポキシ 3. カルボキシル、ベンジル、あるいはアミド官能性を有するエチレン不 飽和有機化合物 4. ペンダント不飽和カルボニル基を有するアミノ樹脂誘導体 5. 少なくとも一つのペンダントアクリル基を有するイソシアヌレート誘 導体 6. ビニルエーテル 7. ウレタン 8. ポリアクリルアミド 9. エチレン/エステル共重合体あるいはその酸性誘導体 10. ポリビニルアルコール 11. ポリメタクリル酸メチル 12. ポリスルフォン 13. ポリアミド 14. ポリカーボネート 15. ポリ塩化ビニル 16. エポキシ 17. 上記の共重合体、あるいは 18. 上記の組合せ 好ましいパッド材としては、ウレタン、炭酸塩、アミド、スルフォン、塩化ビ
ニル、アクリル酸塩、メタクリル酸塩、ビニルアルコール、エステル又はアクリ
ルアミド成分がある。パッド材は多孔性であっても非多孔性であってもよい。一
つの実施例の構成成分は非多孔性であり、他の実施例の構成成分は非多孔性で繊
維強化材を含まない。パッド材はさらに、研磨材を含有してもよい。
1. acrylated urethane 2. acrylated epoxy 3. ethylenically unsaturated organic compound having carboxyl, benzyl or amide functionality 4. amino resin derivative having pendant unsaturated carbonyl group 5. at least one pendant acryl group Isocyanurate derivative having 6. vinyl ether 7. urethane 8. polyacrylamide 9. ethylene / ester copolymer or acidic derivative thereof 10. polyvinyl alcohol 11. polymethyl methacrylate 12. polysulfone 13. polyamide 14. polycarbonate 15. Polyvinyl chloride 16. Epoxy 17. Copolymer above or 18. Combination of above Preferred pad materials include urethane, carbonate, amide, sulfone, vinyl chloride, acrylate, methacrylate, vinyl alcohol, ester Or There is Ruamido component. The pad material may be porous or non-porous. The components of one embodiment are non-porous, and the components of another embodiment are non-porous and free of fiber reinforcement. The pad material may further contain an abrasive.

【0034】 好ましい実施例においては、研磨材は、(1) 研磨中の塑性流れに耐性がある複
数の硬質領域、および (2)研磨中の塑性流れに対して耐性が小さい複数の軟性領
域からなる。この特性の組合せによって、シリカ、誘導体材、金属の研磨に特に
有益だと判っている二重機構が得られる。
In a preferred embodiment, the abrasive comprises (1) a plurality of hard regions that are resistant to plastic flow during polishing, and (2) a plurality of soft regions that are less resistant to plastic flow during polishing. Become. This combination of properties provides a dual mechanism that has been found to be particularly useful for polishing silica, dielectric materials, and metals.

【0035】 硬質相のサイズは、いずれの大きさ(高さ、幅又は長さ)においても、100
ミクロン未満、好ましくは50ミクロン未満、より好ましくは25ミクロン未満
、最も好ましくは10ミクロン未満であることが望ましい。同様に非硬質相も、
100ミクロン未満、好ましくは50ミクロン未満、より好ましくは25ミクロ
ン未満、最も好ましくは10ミクロン未満であることが望ましい。好ましい二重
相の材料には、(非硬質相を提供する)軟らかい部分と(硬質相を提供する)硬
い部分を有するポリウレタン共重合体がある。硬質および軟質領域は、二つの硬
質及び軟質ポリマー部分間の不相容性のために、相分離によって材料が形成され
るときに作られる。
The size of the hard phase is 100 in any size (height, width or length).
Desirably it is less than a micron, preferably less than 50 microns, more preferably less than 25 microns, and most preferably less than 10 microns. Similarly, the non-hard phase,
Desirably less than 100 microns, preferably less than 50 microns, more preferably less than 25 microns, and most preferably less than 10 microns. Preferred dual phase materials include polyurethane copolymers having a soft portion (providing a non-hard phase) and a hard portion (providing a hard phase). Hard and soft regions are created when the material is formed by phase separation due to incompatibility between the two hard and soft polymer portions.

【0036】 硬質及び軟質部分を有する他のポリマー、例えば、エチレン共重合体、コポリ
エステル、ブロック共重合体、ポリスルフォン共重合体、アクリル共重合体も好
ましい。パッド材内の硬質及び軟質領域は、(1) ポリマーバックボーンに沿った
硬質部分と軟質部分によって、(2) パッド材内の結晶質領域と非結晶質領域によ
って、(3) 硬質ポリマーと軟質ポリマーを混合することによって、又は (4)ポリ
マーに有機あるいは無機充填材を化合することによって、作ることもできる。
[0036] Other polymers having hard and soft portions, such as ethylene copolymers, copolyesters, block copolymers, polysulfone copolymers, acrylic copolymers are also preferred. The hard and soft regions in the pad material are (1) by the hard and soft portions along the polymer backbone, (2) by the crystalline and non-crystalline regions in the pad material, and (3) by the hard and soft polymers. Or (4) compounding an organic or inorganic filler with the polymer.

【0037】 この発明の研磨材料には、バディンガーその他に付与された米国特許第4,927,
432 号に記載してあるような、繊維基板にポリマーを癒着させて作ったフェルト
ベースの研磨パッドは含まない。
The abrasive material of the present invention includes US Patent No. 4,927, issued to Badinger et al.
It does not include a felt-based polishing pad made of a polymer bonded to a fibrous substrate, as described in US Pat.

【0038】 この発明のパッドは、研磨流体と組み合わせて使用することが好ましく、研磨
粒子を含有していてもよい。研磨中に、研磨流体は、パッドの研磨表面と研磨さ
れる加工物の間に注がれる。パッドと基板の間の位置関係が変化するにつれて、
表面の凹凸はパッドと研磨される基板の間のインターフェースに沿った研磨流体
の流れを改善し、平滑化および平坦化を促進する。この研磨流体の改善された流
れとパッドと加工物の間の相互作用は、概して、より効率的で効果的な研磨性能
を可能にする。
The pad of the present invention is preferably used in combination with a polishing fluid, and may contain abrasive particles. During polishing, a polishing fluid is poured between the polishing surface of the pad and the workpiece to be polished. As the positional relationship between the pad and the substrate changes,
Surface asperities improve polishing fluid flow along the interface between the pad and the substrate being polished, and facilitate smoothing and planarization. This improved flow of polishing fluid and interaction between the pad and the workpiece generally allows for more efficient and effective polishing performance.

【0039】 使用に際しては、この発明のパッドを金型取付板(プラテン)に取り付けて、
研磨される加工物に十分に接近させることが好ましい。表面のデコボコは、加工
物表面に加えられるパッドの圧力(あるいはその逆の圧力)、パッドと加工物が
相互に移動し合う速度および研磨流体の成分等の種々のパラメーターに基づく速
度で、加工物から除去される。一般に、加工物と研磨パッド表面の間の圧力は、
0.1キログラム/m2よりも大きい。
In use, the pad of the present invention is mounted on a mold mounting plate (platen),
Preferably, it is sufficiently close to the workpiece to be polished. The surface irregularities are determined by the pressure of the pad applied to the workpiece surface (or vice versa), the speed at which the pad and the workpiece move relative to each other, and the speed based on various parameters such as the composition of the polishing fluid. Removed from Generally, the pressure between the workpiece and the polishing pad surface is
Greater than 0.1 kg / m 2.

【0040】 研磨流体はウォーターベースであることが好ましく、パッド材の構成により、
研摩粒子を含有していても、含有していなくてもよい。例えば、研摩粒子を含む
パッド材であれば、研磨流体には研摩粒子は必要ない。
The polishing fluid is preferably water-based, and depending on the configuration of the pad material,
It may or may not contain abrasive particles. For example, if the pad material includes abrasive particles, the abrasive fluid does not require abrasive particles.

【0041】 以下の例は、研磨表面が型押付けされている研磨パッドの有用性を示すもので
ある。
The following example illustrates the utility of a polishing pad with a polished polishing surface.

【0042】 例 1 この例は、アルミニウム等の軟性金属を研磨する硬度の低い型押付け研磨パッ
ドの有用性について説明する。
Example 1 This example illustrates the usefulness of a low hardness die pressing polishing pad for polishing soft metals such as aluminum.

【0043】 ショアー硬度85Aの熱可塑性のポリウレタン(ジェー.ピー.スティーヴン
ス/J.P.Stevens のMP−1880)を、ある温度で押出形成して25ミルのシ
ート材とした。このシートは、引き続き、シートの表面が盛り上がった複数の六
角域を有するように、温度を上げて六角模様が型押し付けされた。表面を横切る
スラリーの流れを促進するために、各六角域には細かい溝が設けられた。この六
角域はおよそ5mm幅で、0.5mmの流路によって分けられていた。
A thermoplastic polyurethane with 85A shore hardness (MP-1880 from JP Stevens) was extruded at a certain temperature into a 25 mil sheet material. The sheet was subsequently pressed at elevated temperature into a hexagonal pattern such that the sheet surface had a plurality of raised hexagonal areas. Fine grooves were provided in each hexagonal area to facilitate the flow of the slurry across the surface. The hexagons were approximately 5 mm wide and separated by 0.5 mm channels.

【0044】 ポリウレタンの型押付けシートは、感圧接着剤に積層され、円形に切断され、
研磨パッドとして使用できるようにした。こうして得られたパッドは、ウエステ
ック(Westech) 372U研磨機上で、アルミニウムのCMP研磨(ケミカル−メ
カニカル研磨)に使用された。ダウンフォース、キャリアおよびプラテン速度の
典型的な研磨条件において、アルミニウムと酸化物の除去速度はそれぞれ、22
80A/分と70A/分で、アルミニウムと酸化物の選択度は、32:1であっ
た。
The polyurethane pressing sheet is laminated on the pressure-sensitive adhesive, cut into a circle,
It can be used as a polishing pad. The pad thus obtained was used for CMP polishing (chemical-mechanical polishing) of aluminum on a Westech 372U polishing machine. Under typical polishing conditions of downforce, carrier and platen speed, the removal rates of aluminum and oxide were 22
At 80 A / min and 70 A / min, the selectivity between aluminum and oxide was 32: 1.

【0045】 例 2 この例は、ILD酸化膜を研磨する高硬度の型押付け研磨パッドの有用性につ
いて説明する。
Example 2 This example illustrates the usefulness of a high hardness die pressing polishing pad for polishing an ILD oxide film.

【0046】 ショアー硬度70Dの熱可塑性のポリウレタン(マイルス インコーポレイテ
ッド/Miles Inc.のTexin470D)を、ある温度で押出形成して50ミル
のシート材とした。このシートは、引き続き、上記例1と同様の模様を使用して
温度を上げて型押付けされた。
A thermoplastic polyurethane with a Shore hardness of 70D (Texin 470D from Miles Inc./Miles Inc.) was extruded at a certain temperature into a 50 mil sheet material. The sheet was subsequently stamped at an elevated temperature using the same pattern as in Example 1 above.

【0047】 このポリウレタンの型押付けシートは、感圧接着剤に積層され、円形に切断さ
れて、研磨パッドとして使用できるようにした。こうして作られたパッドは、I
LD1300スラリー(ローデル インコーポレイテッド製)と共に、ウエステ
ック372U研磨機上で熱酸化物のCMP研磨に使用された。ダウンフォース、
キャリア及びプラテン速度の代表的な研磨条件を用いると、酸化物の除去速度は
2000A/分よりも早く、ウェーハ全体の不均一性は10%未満であった。
The polyurethane pressing sheet was laminated on a pressure-sensitive adhesive, cut into a circle, and used as a polishing pad. The pad made in this way is I
Along with LD1300 slurry (Rodel Inc.), it was used for thermal oxide CMP polishing on a Westec 372U polisher. Downforce,
Using typical polishing conditions of carrier and platen speeds, oxide removal rates were faster than 2000 A / min and overall wafer non-uniformity was less than 10%.

【0048】 上述の記述および例は、いかなる意味においてもそれに限定する意図のもので
はなく、この発明の範囲は、請求の範囲の記載によってのみ決定されるものであ
る。
The above description and examples are not intended to be limiting in any way, and the scope of the present invention is to be determined only by the following claims.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジェンキンス チャールズ ダブリュ. アメリカ合衆国 サウスカロライナ州 29650 グリアー シュガー ミル 602 (72)発明者 ジェームス デイヴィット ビー. アメリカ合衆国 デラウェア州 19711 ニューアーク アロニミンク ドライヴ 221 Fターム(参考) 3C058 AA09 CA01 CB01 CB10 3C063 AA10 BG01 EE01 EE10 FF30────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Jenkins Charles W. United States 29650 Greer Sugar Mill, South Carolina 602 (72) Inventor James David Bee. Delaware, USA 19711 Newark Aronimink Drive 221 F-term (reference) 3C058 AA09 CA01 CB01 CB10 3C063 AA10 BG01 EE01 EE10 FF30

Claims (18)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 i. 密度が0.5g/cm3 よりも高く、 ii. 臨界表面張力が34ミリニュートン/m以上、 iii. 引張応力が0.02〜5ギガパスカル、 iv. 30℃の引張応力と60℃の引張応力との比が1.0〜2.5、 v. 硬さが25〜80ショワーD、 vi. 降伏応力が300−6000psi、 vii. 引張強度が1000〜15,000psi、 viii. 破壊伸度が500%以下である 親水性材料から成る研磨パッドであって、 前記親水性材料は、(1) ウレタン、(2) 炭酸塩、(3) アミド、(4) エステル、
(5) エーテル、(6) アクリル酸塩、(7) メタクリル酸塩、(8) アクリル酸、(9)
メタクリル酸、(10) スルフォン、 (11) アクリルアミド、(12)ハロゲン化物お
よび (13) 水酸化物からなるグループのうち少なくとも一つを成分とし、 前記親水性材料が研磨表面を有し、この表面には熱成形工程によって作られた
複数の凹凸があり、この凹凸は、0.01ミリメートルよりも大きい少なくとも
一つの大きさを有して研磨流体の流れを促進し、半導体デバイスあるい半導体デ
バイスの前駆体のケミカル−メカニカル ポリッシングを促進することを特徴と
する研磨パッド。
1. a density higher than 0.5 g / cm 3 , ii. A critical surface tension of 34 millinewton / m or more, iii. A tensile stress of 0.02 to 5 gigapascal, iv. The ratio of the tensile stress to the tensile stress at 60 ° C. is 1.0 to 2.5, v. Hardness is 25 to 80 Shore D, vi. Yield stress is 300 to 6000 psi, vii. Tensile strength is 1000 to 15,000 psi A polishing pad comprising a hydrophilic material having a breaking elongation of 500% or less, wherein the hydrophilic material comprises: (1) urethane, (2) carbonate, (3) amide, (4) ester,
(5) ether, (6) acrylate, (7) methacrylate, (8) acrylic acid, (9)
The hydrophilic material has at least one of the group consisting of methacrylic acid, (10) sulfone, (11) acrylamide, (12) halide and (13) hydroxide, and the hydrophilic material has a polished surface. Has a plurality of irregularities created by a thermoforming process, the irregularities have at least one dimension greater than 0.01 millimeter to facilitate the flow of the polishing fluid, and provide a semiconductor device or semiconductor device. A polishing pad for promoting chemical-mechanical polishing of a precursor.
【請求項2】 前記親水性材料が、さらに、複数の軟質領域と複数の硬質領
域からなり、この硬質領域及び軟質領域が平均100μ未満の大きさであること
を特徴とする請求項1記載のパッド。
2. The method according to claim 1, wherein the hydrophilic material further comprises a plurality of soft regions and a plurality of hard regions, and the hard regions and the soft regions have an average size of less than 100 μm. pad.
【請求項3】 前記硬質領域及び軟質領域が、親水性材料が形成されるとき
に、相分離によって作られ、この親水性材料は複数の硬質部分と複数の軟質部分
を有するポリマーからなることを特徴とする請求項2記載のパッド。
3. The method according to claim 1, wherein the hard region and the soft region are formed by a phase separation when a hydrophilic material is formed, and the hydrophilic material comprises a polymer having a plurality of hard portions and a plurality of soft portions. The pad according to claim 2, characterized in that:
【請求項4】 前記親水性材料が主として二相ポリウレタンからなることを
特徴とする請求項1記載のパッド。
4. The pad according to claim 1, wherein said hydrophilic material mainly comprises two-phase polyurethane.
【請求項5】 前記親水性材料がさらに研磨粒子を有することを特徴とする
請求項1記載のパッド。
5. The pad according to claim 1, wherein said hydrophilic material further comprises abrasive particles.
【請求項6】 前記親水性材料が、ポリメタクリル酸メチル、ポリ塩化ビニ
ル、ポリスルフォン、ナイロン、ポリカーボネイト、ポリウレタン、エチレン共
重合体、ポリエーテルイミド、ポリエチレンイミン、ポリケトン、及びこれらの
組合せのいずれかの物質を主とすることを特徴とする請求項1記載のパッド。
6. The method of claim 1, wherein the hydrophilic material is any one of polymethyl methacrylate, polyvinyl chloride, polysulfone, nylon, polycarbonate, polyurethane, ethylene copolymer, polyetherimide, polyethyleneimine, polyketone, and combinations thereof. The pad according to claim 1, wherein the pad is mainly composed of the following substances.
【請求項7】 押出成形工程によってシートとして成形されることを特徴と
する請求項1記載のパッド。
7. The pad according to claim 1, wherein the pad is formed as a sheet by an extrusion forming step.
【請求項8】 前記シートが始端部及び終端部を有し、これら端部が接合さ
れて連続ベルトを形成することを特徴とする請求項7記載のパッド。
8. The pad according to claim 7, wherein said sheet has a start end and an end, said ends being joined to form a continuous belt.
【請求項9】 前記シートが切断されて種々のサイズあるいは形状のパッド
を形成することを特徴とする請求項7記載のパッド。
9. The pad according to claim 7, wherein said sheet is cut to form pads of various sizes or shapes.
【請求項10】 圧縮成形によって形成されることを特徴とする請求項1記
載のパッド。
10. The pad according to claim 1, wherein the pad is formed by compression molding.
【請求項11】 熱成形が押型付け工程であることを特徴とする請求項1記
載のパッド。
11. The pad according to claim 1, wherein the thermoforming is a pressing step.
【請求項12】 表面を加熱によって軟化させ、押型ローラーによる圧力に
よって凹凸をその表面に押型付けし、この押型付けされたパターンを保持する温
度まで表面を冷却していることを特徴とする請求項11記載のパッド。
12. The method according to claim 1, wherein the surface is softened by heating, irregularities are pressed on the surface by the pressure of a pressing roller, and the surface is cooled to a temperature at which the pressed pattern is maintained. 11. The pad according to 11.
【請求項13】 凹凸を作成するために熱成形ダイス型が使用され、この凹
凸は25μ以下の高さ、幅、あるいは深さを有する小さいサイズの凹凸を含み、
この熱成形ダイス型がパッド材に対して低い親水性の部分と高い親水性の部分を
有し、これによって、パッドを部分的選択的に解放して、小さいサイズの凹凸の
全てあるいは幾らかを作成することを特徴とする請求項1記載のパッド。
13. A thermoforming die is used to create the irregularities, the irregularities including small size irregularities having a height, width, or depth of 25μ or less;
The thermoforming die has a portion of low hydrophilicity and a portion of high hydrophilicity with respect to the pad material, thereby partially selectively releasing the pad to remove all or some of the small size irregularities. The pad according to claim 1, wherein the pad is formed.
【請求項14】 凹凸を作成するために熱成形ダイス型が使用され、この凹
凸は25μ以下の高さ、幅、あるいは深さを有する小さいサイズの凹凸を含み、
この熱成形ダイス型はパッド材料に取り囲まれたときに材料の解放を抑制する形
状を有し、これによって、パッドを部分的選択的に解放して、小さいサイズの凹
凸の全てあるいは幾らかを作成することを特徴とする請求項1記載のパッド。
14. A thermoforming die is used to create the irregularities, the irregularities including small size irregularities having a height, width, or depth of 25μ or less;
The thermoforming die has a shape that inhibits release of the material when surrounded by the pad material, thereby partially and selectively releasing the pad to create all or some of the small size irregularities The pad according to claim 1, wherein
【請求項15】 凹凸を作成するために熱成形ダイス型が使用され、この凹
凸は25μ以下の高さ、幅、または深さを有する小さいサイズの凹凸を含み、こ
の熱成形ダイス型はパッド材料に対してより高い親水性を有する材料からなる突
起を有し、これによって、パッドを部分的選択的に解放して、小さいサイズの凹
凸の全てあるいは幾らかを作成することを特徴とする請求項1記載のパッド。
15. A thermoforming die is used to create the asperities, wherein the asperities include small size asperities having a height, width, or depth of less than or equal to 25μ, and wherein the thermoformed dice is a pad material. Having protrusions of a material having a higher hydrophilicity with respect to the pad, thereby partially and selectively releasing the pad to create all or some of the small size irregularities. The pad according to 1.
【請求項16】 半導体デバイスあるいは半導体デバイスの前駆体のケミカ
ル−メカニカルポリッシングの方法であって、 A〕 i. 密度が0.5g/cm3よりも高く、 ii. 臨界表面張力が34ミリニュートン/m以上、 iii. 引張応力が0.02〜5ギガパスカル、 iv. 30℃の引張応力と60℃の引張応力との比が1.0〜2.5、 v. 硬さが25〜80ショワーD、 vi. 降伏応力が300−6000psi、 vii. 引張強度が1000〜15,000psi、 viii. 破壊伸度が500%以下である 親水性材料からなる研磨パッドであって、 前記親水性材料は、(1) ウレタン、(2) 炭酸塩、(3) アミド、(4) エステ ル、(5) エーテル、(6) アクリル酸塩、(7) メタクリル酸塩、(8) アクリル 酸、(9) メタクリル酸、(10) スルフォン、 (11) アクリルアミド、 (12) ハロゲン化物および (13) 水酸化物からなるグループのうち少なくとも一つ を成分とし、さらに、研磨表面を有し、この表面は熱成形工程によって作ら れる凹凸を有し、この凹凸は加工物の研磨を促進するものである研磨パッド を準備する工程、 B〕前記パッドに加工物を近接させる工程、 C〕前記加工物とパッドの間に研磨流体を導入する工程、 D〕前記パッドと加工物の間に相対的な移動を生じせしめる工程 からなることを特徴とする研磨方法。
16. A method of chemical-mechanical polishing of a semiconductor device or a precursor of a semiconductor device, comprising: A) i. A density higher than 0.5 g / cm 3 , ii. m, iii. Tensile stress is 0.02-5 Gigapascal, iv. The ratio of 30 ° C. to 60 ° C. tensile stress is 1.0-2.5, v. Hardness is 25-80 Shower D, vi. A polishing pad made of a hydrophilic material having a yield stress of 300 to 6000 psi, vii. Tensile strength of 1000 to 15,000 psi, viii. Breaking elongation of 500% or less, wherein the hydrophilic material comprises: (1) urethane, (2) carbonate, (3) amide, (4) ester, (5) ether, (6) acrylate, (7) methacrylate, (8) acrylic acid, (9) Methacrylic acid, (10) sulfone, (11) acrylamide, (12) At least one of the group consisting of genoide and (13) hydroxide is a component, and further has a polished surface, and the surface has irregularities formed by a thermoforming process, and the irregularities are the polishing of the workpiece. B) a step of bringing a workpiece close to the pad; C) a step of introducing a polishing fluid between the workpiece and the pad; and D) a step of introducing a polishing fluid between the workpiece and the pad. A polishing method characterized by comprising a step of causing relative movement between them.
【請求項17】 A〕研磨流体を吸収あるいは移送する本質的能力を持たな
い親水性研磨表面上に熱成形によって小さいサイズの凹凸を作りだす工程、およ
び、B〕加工物と研磨表面の間の0.1キログラム/m2より大きい圧力を利用し
てこの研磨表面で加工物を研磨する工程とからなる基板研磨方法。
17. A) thermoforming to create small sized irregularities on a hydrophilic polishing surface that has no intrinsic ability to absorb or transport the polishing fluid; and B) zero gap between the workpiece and the polishing surface. Polishing the workpiece with the polishing surface using a pressure greater than 1 kilogram / m 2 .
【請求項18】 前記研磨表面に対して相対的に研磨手段を移動させること
により、加工物の研磨中に小さいサイズの凹凸を定期的に再生する工程を含む請
求項17記載の方法。
18. The method of claim 17, including the step of periodically regenerating small size irregularities during polishing of the workpiece by moving a polishing means relative to the polishing surface.
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