-
Technischer Bereich
-
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Konditionierer für ein CMP-Poliertuch (chemischmechanisches Polieren), das in einem CMP-Prozess verwendet wird, der Teil des Fertigungsverfahrens von Halbleiterbauelementen ist, und insbesondere einen Konditionierer für ein weiches Poliertuch sowie ein Herstellungsverfahren dafür, wobei der Konditionierer unter CMP-Bedingungen eingesetzt werden kann, bei welchen eine Poliersuspension mit einem geringen Anteil von Polierkörpern und/oder einem porösen Poliertuch mit einer vergleichsweise geringen Härte und sehr hohen Porosität verwendet wird. Inbsondere betrifft die Erfindung einen Konditionierer mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Patentanspruch 1 sowie ein Verfahren nach dem Oberbergriff von Patentanspruch 4.
-
Stand der Technik
-
CMP-Techniken für Halbleiter-Bauelemente werden zum Planarisieren einer Dünnschicht wie einer Isolierfolie oder einer Metallfolie verwendet, die auf einem Halbleiter-Wafer ausgebildet ist.
-
Üblicherweise variiert die in dem CMP-Prozess verwendete Poliersuspension je nachdem ob Oxide, Wolfram und Cu planarisiert werden, und die Poliersuspension enthält Polierkörper, um den Wafer mechanisch zu polieren. Um neben dem mechanischen Polieren ein chemisches Polieren zu bewirken, kann eine saure Lösung hinzugefügt werden. Die Polierkörper sind insbesondere für einen schnelleren mechanischen Abrieb der Diamantpartikel des Konditionierers verantwortlich. Die Polierkörper können hauptsächlich Siliziumoxid und Ceroxid enthalten und der Gehalt an Polierkörpern kann je nach Poliersuspension und deren Einsatzbedingungen stark variieren.
-
Die Polierkörper sind in einem Gehalt von etwa 1 ∼ 10 Gew.% in dem Schlamm enthalten und sind je nach Schlamm sauer oder neutral. Wenn ein solcher Schlamm verwendet wird, beträgt eine auf den Konditionierer aufgewendete Last etwa 2,27 bis 6,35 kg (5 bis 14 Pounds (Pfund)). Auch wenn Diamantpartikel verwendet werden, beträgt die Standzeit des Konditionierers aufgrund des Verschleißes der spitzen Enden der Diamantpartikel, die als Schneidspitzen dienen, nur etwa 5 ~ 30 Stunden.
-
Davon abgesehen gibt es einen Cu-CMP-Prozess, der im letzten Schritt eines CMP-Prozesses zum Polieren eines Wafers durchgeführt wird. Der Cu-CMP-Prozess wird unter Bedingungen durchgeführt, in welchen die Eigenschaften eines Poliertuchs sehr weich sind und nur eine sehr geringe Last von 1,36 kg (3 Pounds (Pfund)) oder weniger aufgebracht wird.
-
Als Poliertuch zur Verwendung im Cu-CMP-Prozess dient als Beispiel vor allem ein Fujibo-Poliertuch, und eine Poliersuspension für das Fujibo-Poliertuch ist eine planare Poliersuspension mit 1 % oder weniger an Polierkörpern, die somit nur eine sehr geringe Prozesslast bezüglich des Konditionierers aufweist. Der CMP-Prozess wird durchgeführt, wenn nur eine geringe Verschleißfestigkeit der Schneidspitzen des Konditionierers erforderlich ist.
-
Selbst wenn nun ein galvanisch beschichteter Konditionierer unter den herkömmlichen CMP-Poliertuch-Konditionierern mit einer geringeren Anzahl von Diamantpartikeln versehen ist, können die Kanten der Diamantpartikel und die spitzen Kanten der Schneidspitzen leicht das weiche Poliertuch zerreißen oder die Poren der Poliertuchoberfläche verformen, so dass das Poliertuch unbrauchbar wird und die Standzeit des Poliertuchs unerwünscht verkürzt wird. Außerdem ist es unmöglich, einen gleichbleibenden Zustand des Poliertuchs während der Verwendung zu wahren, so dass die Materialabtragungsgeschwindigkeit von einem Wafer nicht gleichmäßig gesteuert werden kann.
-
Mit dem Ziel, diese Probleme zu lösen, wurde ein CMP-Poliertuch-Konditionierer entwickelt, der so konfiguriert ist, dass ein Substrat an seiner Oberfläche in vorgegebener Form vorsteht und eine Vielzahl von Vorsprüngen bildet, die mittels CVD mit einer Diamant-Dünnschicht überzogen werden. Diesbezüglich ist in
KR 10 0 387 954 B1 ein CMP-Poliertuch-Konditionierer nach den Oberbegriff von Patentanspruch 1 offenbart, wobei eine Vielzahl von stumpfkegelförmigen Pyramiden mit polygonalen Basen ausgebildet ist, die mit einer gleichmäßigen Höhe von der Oberfläche des Substrats vorstehen und mittels CVD mit einer Diamantschicht überzogen sind. Weitere Konditionierer dieses Typs sind aus
DE 100 85 092 T5 ,
US 2003 / 0 109 204 A1 ,
DE 698 10 686 T2 und
JP H10-138 120 A bekannt.
-
Allerdings unterliegt die Herstellung der Konditionierer dahingehend einigen Einschränkungen, dass die Schneidspitzen auf dem Substrat ausgebildet und anschließend mittels Gasphasensynthese mit Diamanten beschichtet werden, wie in der oben erwähnten Patenschrift offengelegt. Insbesondere ist zur Herstellung von Diamanten eine teurer Anlage notwendig und die Maße der Kammer sollten zur Steigerung der Produktivität vergrößert werden, was als technisch schwierig und kostenintensiv gilt. Die Herstellungskosten für den Diamant-Dünnschicht-Konditionierer und die Kosten für die Diamantbeschichtung sind sehr hoch. Außerdem beläuft sich die Beschichtungszeit auf 20 ~ 40 Stunden, was eine unerwünscht langsame Verarbeitungszeit bedeutet.
-
Es besteht also Bedarf an einem neuartigen Konditionierer, der die Probleme des galvanisch beschichteten Konditionierers sowie des in obiger Patentschrift offenbarten diamantbeschichteten Konditionierers löst und der auch in einem Verfahren eingesetzt werden kann, das einen Cu-CMP-Prozess unter Einsatz eines sehr weichen Poliertuchs und einer sehr geringen Last von 1,36 kg (3 Pounds (Pfund)) oder weniger oder die Verwendung eines Schlammes mit Polierkörpern in so geringem Gehalt wie 1 % oder weniger beinhaltet.
-
Technisches Problem
-
Kulminierend in der vorliegenden Erfindung führten intensive und gründliche Forschungen der vorlegenden Erfinder bezüglich einer Lösung für die Probleme im Stand der Technik zur Entwicklung eines Konditionierers für ein weiches Poliertuch, das die Probleme eines galvanisch beschichteten Konditionierers und eines in obiger Patentschrift offenbarten diamantbeschichteten Konditionierers löst und auch in einem Cu-CMP-Prozess usw. eingesetzt werden kann.
-
Entsprechend ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung die Bereitstellung eines Konditionierers für ein weiches Poliertuch und ein Herstellungsverfahren dafür, wobei der Konditionierer eine nach einem vorgegebenen Muster ausgerichtete Struktur aufweisen kann, so dass die Materialabtragungsgeschwindigkeit von einem Wafer gleichbleibend gehalten werden kann und der so konfiguriert ist, dass die Herstellungskosten drastisch reduziert werden können.
-
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Konditionierers für ein weiches Poliertuch und ein Herstellungsverfahren dafür, wobei keine Notwendigkeit für einen Diamantbeschichtungsprozess besteht, so dass das für ein Substrat verwendbare Material bei der Herstellung des Konditionierers keiner Einschränkung unterliegt, so lange es die notwendige Verschleißfestigkeit aufweist.
-
Noch ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Konditionierers für ein weiches Poliertuch und ein Herstellungsverfahren dafür, wobei die Schneidspitzen des Konditionierers keine Diamantschicht aufweisen und damit einen CVD-Diamant-Beschichtungsprozess erübrigen, so dass der Herstellungsprozess verkürzt, die Herstellungskosten gesenkt und die Produktivität verbessert werden kann.
-
Wiederum ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Konditionierers für ein weiches Poliertuch und ein Herstellungsverfahren dafür, wobei kein Diamant-Beschichtungsprozess erforderlich ist und somit ein zusätzlicher Prozess zur Kontrolle der Konditionierergröße nach der Diamantbeschichtung im Gegensatz zu herkömmlichen diamantbeschichteten CMP-Poliertuch-Konditionierern entfallen kann, wodurch die Fehlerraten verringert werden können.
-
Die Ziele der vorliegenden Erfindung sind nicht auf das Vorstehende beschränkt und die anderen, hier nicht erwähnten Ziele werden für Fachleute aus der nachfolgenden Beschreibung klar hervorgehen.
-
Technische Lösung
-
Um die oben genannten Ziele zu erreichen, sieht die vorliegende Erfindung einen Konditionierer mit dem Merkmalen von Patentanspruch 1 vor.
-
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird der Konditionierer für ein weiches Poliertuch in einem CMP-Prozess, der einen Cu-CMP-Prozess beinhaltet unter einer oder beiden der folgenden Bedingungen eingesetzt: Anwendung einer Last von 1,36 kg (3 Pounds (Pfund)) oder weniger und Anwendung einer Poliersuspension mit 1 % oder weniger an Polierkörpern.
-
Daneben sieht die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung des Konditionierers für ein weiches Poliertuch nach Anspruch 4 vor.
-
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird das Bilden der Schneidspitzen unter Verwendung sowohl eines Ätzverfahrens als auch eines Mikrobearbeitungsverfahrens durchgeführt, wofür die Bearbeitung mit Schneidrädchen, Stirnfräsen, Fräsen, Bohren, Gewindeschneiden oder Laserbearbeitung in Frage kommt. Alternativ kann auch entweder das Ätzverfahren oder eines der Mikrobearbeitungsverfahren eingesetzt werden.
-
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel beinhaltet das Ätzverfahren das Anwenden der Photolithographie auf die Oberfläche des Substrats, auf der die Vorsprünge ausgebildet werden sollen, und das Herausbilden eines Teils oder der gesamten Vorsprungshöhe der Vorsprünge in einem vorgegebenen Intervall durch Ätzen, wobei, wenn nur ein Teil der Vorsprungshöhe gebildet wird, die restliche Höhe der teilweise ausgebildeten Vorsprünge mit einem Mikrobearbeitungsverfahren gebildet wird, wie oben angeführt.
-
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel, wenn nur ein Teil der Vorsprungshöhe gebildet wird, beträgt die Vorsprungshöhe der durch Ätzen gebildeten Vorsprünge 1 ~ 50 % der gesamten Vorsprungshöhe.
-
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel umfasst das Verfahren des Weiteren das Bearbeiten des Substrats mit Präzisionsschleifen und Läppen, bevor die Schneidspitzen ausgebildet werden.
-
Vorteilhafte Effekte
-
Die vorliegende Erfindung bietet folgende überlegene Effekte.
-
In einem Konditionierer für ein weiches Poliertuch und einem Herstellungsverfahren dafür gemäß der vorliegenden Erfindung weist der Konditionierer eine nach einem vorgegebenen Muster ausgerichtete Struktur auf, so dass die Materialabtragungsgeschwindigkeit von einem Wafer gleichbleibend gehalten werden kann und darüber hinaus die Herstellungskosten drastisch gesenkt werden können.
-
Außerdem besteht bei einem Konditionierer für ein weiches Poliertuch und einem Herstellungsverfahren dafür gemäß der vorliegenden Erfindung keine Notwendigkeit für einen Diamantbeschichtungsprozess, so dass das für ein Substrat verwendbare Material bei der Herstellung des Konditionierers keiner Einschränkung unterliegt, solange es die notwendige Verschleißfestigkeit aufweist.
-
Außerdem weisen bei einem Konditionierer für ein weiches Poliertuch und einem Herstellungsverfahren dafür gemäß der vorliegenden Erfindung die Schneidspitzen des Konditionierers keine Diamantschicht auf und erübrigen damit einen CVD-Diamant-Beschichtungsprozess, so dass der Herstellungsprozess verkürzt, die Herstellungskosten gesenkt und die Produktivität verbessert werden können.
-
Des Weiteren ist bei einem Konditionierer für ein weiches Poliertuch und einem Herstellungsverfahren dafür gemäß der vorliegenden Erfindung kein Diamant-Beschichtungsprozess erforderlich, so dass ein zusätzlicher Prozess zur Kontrolle der Konditionierergröße nach der Diamantbeschichtung im Gegensatz zu herkömmlichen diamantbeschichteten CMP-Poliertuch-Konditionierern entfallen kann, wodurch die Fehlerraten verringert werden können.
-
Figurenliste
-
- 1 zeigt ein Diagramm der Messergebnisse der Poliertuchverschleißrate (Pad Wear Rate, PWR) in einem Cu-CMP-Prozess unter Verwendung von je einem Konditionierer für ein weiches Poliertuch nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, einem bekannten CVD-diamantbeschichteten Konditionierer (Vergleichsbeispiel) und einem galvanisch beschichteten Konditionierer; und
- 2 zeigt die Oberfläche des konditionierten Fujibo-Poliertuchs nach einem Cu-CMP-Prozess unter Verwendung von je einem Konditionierer für ein weiches Poliertuch nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, einem bekannten CVD-diamantbeschichteten Konditionierer (Vergleichsbeispiel) und einem galvanisch beschichteten Konditionierer.
-
Zwar sind die in der vorliegenden Erfindung verwendeten Begriffe allgemein bekannt und üblich, doch sind einige in der Erfindung erwähnte von dem Anmelder gewählte Begriffe nicht nur im Wortsinn zu verstehen. Vielmehr geht ihre Bedeutung aus der detaillierten Beschreibung der Erfindung unter Berücksichtigung deren Bedeutungen hervor.
-
In der vorliegenden Verwendung ist mit dem Begriff „Schneidspitze“ ein einzelner Vorsprung gemeint, der auf der Oberfläche eines Substrats als Schneideinheit ausgebildet ist. In einigen Fällen ist gleichbedeutend der Begriff „Vorsprung“ dafür verwendet.
-
Außerdem ist mit dem hier verwendeten Begriff „weiches Poliertuch“ ein Poliertuch zur Verwendung in einem CMP-Prozess unter Anwendung einer Last von 1,36 kg (3 Pounds (Pfund)) oder weniger und/oder Anwendung einer Poliersuspension mit 1 % Polierkörpern oder weniger bezeichnet.
-
Nachfolgend erfolgt eine detaillierte Beschreibung der technischen Konfiguration der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die bevorzugten Ausführungsbeispiele, die in den angefügten Zeichnungen illustriert sind.
-
Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt und kann in verschiedener Weise modifiziert werden. In der Beschreibung der vorliegenden Erfindung beziehen sich dieselben Bezugszeichen auf dieselben Elemente.
-
Das erste technische Merkmal der vorliegenden Erfindung ist ein Konditionierer für ein weiches Poliertuch, der eine nach einem vorgegebenen Muster ausgerichtete Struktur aufweist, so dass die Materialabtragungsgeschwindigkeit von einem Wafer gleichbleibend gehalten werden kann, und der außerdem so konfiguriert ist, dass die Herstellungskosten drastisch reduziert werden können, da das zur Herstellung eines Konditionierers verwendete Material keiner Einschränkung unterliegt, solange es die notwendige Verschleißfestigkeit aufweist, ohne dass ein Diamantbeschichtungsprozess notwendig ist.
-
Somit beinhaltet der Konditionierer für ein weiches Poliertuch gemäß der vorliegenden Erfindung ein Substrat mit zumindest einer flachen Oberfläche und einer Vielzahl von Schneidspitzen, die so ausgebildet sind, dass sie von einem Teil oder der gesamten Oberfläche desselben vorstehen und einander beabstanden.
-
Das Substrat und die Vielzahl der Schneidspitzen, die den Konditionierer für ein weiches Poliertuch bilden, sind integral ausgebildet, so dass sie aus demselben Material bestehen, wobei das Material aus folgender Gruppe gewählt wird: Karbidmaterial, Keramikmaterial einschließlich SiC oder Si3N4 und ein Verbund-Keramikmaterial, das entweder SiO2 oder Al2O3 oder beides beinhaltet.
-
Die Schneidspitzen sind so konfiguriert, dass ihre oberen Enden in Form einer Ebene ausgebildet sind, die parallel zu der Oberfläche des Substrats verläuft, und die Gesamtform ist die Form eines Zylinders oder eines Polyprismas.
-
Außerdem können die Schneidspitzen so konfiguriert sein, dass sie sich individuell voneinander hinsichtlich Gesamtform, Vorsprungshöhe und Abstandsintervall unterscheiden, oder können auch in mehrere Gruppen unterteilt sein, die sich voneinander hinsichtlich Gesamtform, Vorsprungshöhe und Abstandsintervall unterscheiden, je nach den Kontrollabsichten eines Arbeiters. Falls die Schneidspitzen jedoch so konfiguriert werden, dass sie in einem oder mehreren aus Gesamtform, Vorsprungshöhe und Abstandsintervall gleich sind, werden hinsichtlich gleichmäßiger Wahrung der Materialabtragungsrate von dem Wafer vorzugsweise die Vorsprungshöhe und das Abstandsintervall gewählt.
-
Wie aus den folgenden Testbeispielen hervorgeht, weist der Konditionierer für ein weiches Poliertuch gemäß der vorliegenden Erfindung bei Anwendung in einem CMP-Prozess, der einen Cu-CMP-Prozess mit hohen Präzisionsanforderungen an die Gleichmäßigkeit unter Anwendung einer Last von 1,36 kg (3 Pounds (Pfund)) oder weniger und/oder Anwendung einer Poliersuspension mit 1 % Polierkörpern oder weniger beinhaltet, Betriebseigenschaften auf, die denen eines konventionellen diamantbeschichteten CMP-Poliertuch-Konditionierers entsprechen oder diese übertreffen.
-
Das zweite technische Merkmal der vorliegenden Erfindung ist ein Herstellungsverfahren für den Konditionierer eines weichen Poliertuchs, wobei die Schneidspitzen des Konditionierers keine Diamantschicht aufweisen, so dass sich ein CVD-Diamant-Beschichtungsprozess erübrigt, wodurch der Herstellungsprozess verkürzt und die Herstellungskosten gesenkt werden können, und wobei außerdem ein zusätzlicher Prozess zur Kontrolle der Konditionierergröße nach der Diamantbeschichtung im Gegensatz zu herkömmlichen diamantbeschichteten CMP-Poliertuch-Konditionierern entfallen kann, wodurch die Fehlerraten verringert und die Produktivität beträchtlich gesteigert werden können.
-
Somit beinhaltet das Verfahren zur Herstellung des Konditionierers für ein weiches Poliertuch gemäß der vorliegenden Erfindung das Bereiten eines Substrats mit einer Dicke, die größer als eine Vorsprungshöhe der Schneidspitzen ist; und das Bilden einer Vielzahl von Vorsprüngen in einem vorgegebenen Intervall auf einer Oberfläche des Substrats in Abhängigkeit von einem vorgegebenen Muster, so dass die Schneidspitzen gebildet werden.
-
Die Vielzahl der im Schritt des Bildens der Schneidspitzen geformten Vorsprünge sind so konfiguriert, dass die oberen Enden in Form einer Ebene ausgebildet sind, so dass die Vorsprungshöhe, die Gesamtform der Vorsprünge und das Abstandsintervall zwischen den Vorsprüngen keiner Beschränkung unterliegt, solange sie dem vorgegebenen Muster entsprechen.
-
Des Weiteren kann der Schritt des Bildens der Schneidspitzen unter Verwendung sowohl eines Ätzverfahrens als auch eines Mikrobearbeitungsverfahrens durchgeführt werden, wofür die Bearbeitung mit Schneidrädchen, Stirnfräsen, Fräsen, Bohren, Gewindeschneiden oder Laserbearbeitung oder entweder das Ätzverfahren oder eines der Mikrobearbeitungsverfahren gewählt werden kann.
-
Das Ätzverfahren beinhaltet das Anwenden der Photolithographie auf die Oberfläche des Substrats, auf der die Vorsprünge ausgebildet werden sollen, und das Herausbilden eines Teils oder der gesamten Vorsprungshöhe der Vorsprünge in einem vorgegebenen Intervall durch Ätzen. Dabei können bekannte Trockenätz- und Nassätzverfahren eingesetzt werden.
-
Wenn nur ein Teil der Vorsprungshöhe durch Ätzen gebildet wird, kann die restliche Höhe der teilweise ausgebildeten Vorsprünge weiter unter Verwendung eines Mikrobearbeitungsverfahrens ausgebildet werden, wie oben angeführt. Wenn der Schritt des Bildens der Schneidspitzen unter Verwendung sowohl des Ätzverfahrens als auch des Mikrobearbeitungsverfahren durchgeführt wird, werden das Ätzverfahren und dann das Mikrobearbeitungsverfahren vorzugsweise nacheinander ausgeführt.
-
Wenn dagegen im Schritt des Bildens der Schneidspitzen nur ein Teil der Vorsprungshöhe der Schneidspitzen durch Ätzen gebildet wird, beträgt die Vorsprungshöhe der durch Ätzen gebildeten Vorsprünge vorzugsweise 1 ~ 50 % der gesamten Vorsprungshöhe der Schneidspitzen.
-
Um die Gesamtform, die Vorsprungshöhe usw. der Schneidspitzen noch präziser zu steuern, kann in einigen Fällen ein Schritt des Bearbeitens einer Fläche des Substrats mit Präzisionsschleifen und Läppen vor dem Schritt des Bildens der Schneidspitzen durchgeführt werden.
-
Beispiel
-
Um die Ebenheit der Oberfläche sicherzustellen, wurde ein Si3N4-Substrat mit einer Ebenheitstoleranz von 3 mm ± 0,002 mm oder weniger durch Läppen vorbereitet. Zum Ausbilden der Schneidspitzen nach einem vorgegebenen Muster wurde unter Verwendung einer Poliermaschine eine Mikrobearbeitung durchgeführt und die Vorsprünge wurden so bearbeitet, dass die Breite und Länge 50 µm betrugen und die Höhe 50 µm betrug, und die Anzahl der Vorsprünge belief sich auf je 10.000, so dass der Konditionierer für ein weiches Poliertuch fertig gestellt wurde.
-
Vergleichsbeispiel
-
Zum Bilden einer Diamantbeschichtung auf einem Substrat mit Vorsprüngen unter Verwendung desselben Verfahrens wie in Beispiel 1 wurde das Substrat mit den Vorsprüngen unter Verwendung eines Ultraschallgeräts vorbehandelt, so dass Diamantenstaub mit einer Größe von 1 ~ 2 µm zugeführt wurde, um eine Diamantnukleation zu bewirken und die Haftung zwischen den Diamantnuklei und der Dünnschicht zu verbessern. Die Diamantdünnschicht wurde über 10 Stunden unter Verwendung eines Heizdrahtverfahrens gebildet, bei dem es sich um ein Gasphasensyntheseverfahren handelt, so dass ein CVD-diamantbeschichteter Konditionierer (eine CVD-Scheibe) entstand.
-
Testbeispiel 1
-
Unter Verwendung des Konditionierers für ein weiches Poliertuch des Beispiels, des CVD-diamantbeschichteten Konditionierers des Vergleichsbeispiels und eines handelsüblichen galvanisch beschichteten Konditionierers wurde 31 Stunden lang ein Cu-CMP-Prozess unter Verwendung eines Fujibo-Poliertuchs und einer planaren Poliersuspension mit 1 % oder weniger Polierkörpern durchgeführt und die Poliertuchverschleißrate (Pad Wear Rate, PWR) pro Konditionierer gemessen. Die Ergebnisse sind in 1 dargestellt.
-
Wie in 1 zu sehen, hatte der galvanisch beschichtete Konditionierer die PWR nach 15 Stunden bereits auf 50 % gesenkt, während der CVD-diamantbeschichtete Konditionierer und der Konditionierer für ein weiches Poliertuch gemäß der vorliegenden Erfindung die PWR selbst nach 30 Stunden noch hielten.
-
Testbeispiel 2
-
Die Oberfläche des mit den einzelnen Konditionierern behandelten Fujibo-Poliertuchs wurde nach Durchführung von Testbeispiel 1 in aufeinander folgenden Vergrößerungsschritten untersucht und mit dem Zustand vor dem CMP-Prozess (Anfangszustand) verglichen. Die Bilder der Oberfläche sind in 2 illustriert.
-
Wie in 2 zu erkennen, wurde die Oberfläche des weichen Fujibo-Poliertuchs bei Verwendung des galvanisch beschichteten Poliertuchs aufgerissen und die PWR drastisch verringert. Die mit dem CVD-diamantbeschichteten Konditionierer behandelte Obefläche sah der mit dem erfindungsgemäßen Konditionierer für ein weiches Poliertuch behandelten Oberfläche ausgesprochen ähnlich.
-
Testbeispiel 3
-
100 Diamantpartikel und 100 Schneidspitzen wurden als Muster in einem bestimmten Teil der jeweiligen Konditionierer gewählt und die exponierten Höhen der Muster vor und nach Testbeispiel 1 gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 unten dargestellt. [Tabelle 1]
| | Galvanisch beschichteter Konditionierer | Konditionierer für weiches Poliertuch | CVD-diamantbeschichteter Konditionierer |
| Vor Verwendung (max-min) | 57,1 µm (31,4-97,2) | 50,7 µm (49,9-51,6) | 50,7 µm (49,7-51,3) |
| Nach Verwendung (max-min) | 55,8 µm (31,1-94,5) | 50,2 µm (49,6-51,1) | 50,1 µm (49,3-51,0) |
| Verschleißfortschritt | 2,3 µm | 0,5 µm | 0,6 µm |
-
Wie Tabelle 1 zu entnehmen, gab es bei allen Konditionierern keine großen Veränderungen der exponierten Höhe. Der galvanisch beschichtete Konditionierer wies ein deutliche Veränderung in den max.-min.-Werten auf, doch der CVD-diamantbeschichtete Konditionierer und der erfindungsgemäße Konditionierer für ein weiches Poliertuch zeigten keine Veränderungen in den max.-min.-Werten. Als Ursache dafür wird die Tatsache angesehen, dass das Poliertuch von der kleineren Anzahl angreifender Diamantpartikel des galvanisch beschichteten Konditionierers schwer abgerieben wurde.
-
Wie aus den Ergebnissen von Testbeispiel 1 bis 3 offensichtlich hervorgeht, zeigt der Konditionierer für ein weiches Poliertuch gemäß der vorliegenden Erfindung bei Verwendung im Cu-CMP-Verfahren Betriebseigenschaften, die denen des CVD-diamantbeschichteten Konditionierers entsprechen oder diese übertreffen.
-
Wenn also der Konditionierer für ein weiches Poliertuch gemäß der vorliegenden Erfindung in einem CMP-Prozess eingesetzt wird, der einen Cu-CMP-Prozess mit Anwendung einer Last von 1,36 kg (3 Pounds (Pfund)) oder weniger und/oder der Anwendung einer Poliersuspension mit 1 % Polierkörpern oder weniger beinhaltet, kann dessen Betriebsverhalten als gleich gut oder besser als das einen konventionellen diamantbeschichteten CMP-Poliertuch-Konditionierers angesehen werden.
-
Referenz-Testbeispiel
-
Der Konditionierer für ein weiches Poliertuch des Beispiels und der CVD-diamantbeschichtete Konditionierer des Vergleichsbeispiels wurden 5 Stunden lang einem W2000 CMP-Verfahren unter Verwendung von IC1010 unter einer Last von 10 lbf ausgesetzt, wobei die Höhen der Schneidspitzen der Konditionierer vor und nach diesem Prozess gemessen wurden. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 unten dargestellt. [Tabelle 2]
| | Konditionierer für weiches Poliertuch | CVD-diamantbeschichteter Konditionierer |
| Durchschnittl. Höhe der Schneidspitzen vor Verwendung | 50,7 | 50,7 |
| Durchschnittl. Höhe der Schneidspitzen nach Verwendung | 41,9 | 49,7 |
| Verschleißgeschwindigkeit der Schneidspitzen | 1,76 µm/Std. | 0,2 µm/Std. |
-
Wie aus Tabelle 2 hervorgeht, ist es aufgrund der hohen Verschleißgeschwindigkeit der Schneidspitzen schwierig, den Konditionierer für ein weiches Poliertuch gemäß der vorliegenden Erfindung ohne Diamantbeschichtung in einem Prozess einzusetzen, bei dem Polierkörper in einer Menge von etwa 6 % und eine hohe Last wie im W2000-CMP-Prozess eingesetzt werden.
