ES2224717T3 - Metodo de modificacion de una superficie de una pastilla estructurada. - Google Patents
Metodo de modificacion de una superficie de una pastilla estructurada.Info
- Publication number
- ES2224717T3 ES2224717T3 ES99956604T ES99956604T ES2224717T3 ES 2224717 T3 ES2224717 T3 ES 2224717T3 ES 99956604 T ES99956604 T ES 99956604T ES 99956604 T ES99956604 T ES 99956604T ES 2224717 T3 ES2224717 T3 ES 2224717T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- abrasive
- polymer
- phase
- tablet
- abrasive article
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
- H01L21/304—Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
- B24B37/11—Lapping tools
- B24B37/20—Lapping pads for working plane surfaces
- B24B37/24—Lapping pads for working plane surfaces characterised by the composition or properties of the pad materials
- B24B37/245—Pads with fixed abrasives
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
- B24D3/00—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents
- B24D3/02—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent
- B24D3/20—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent and being essentially organic
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
- Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)
Abstract
¿ Un método de modificación de una superficie que comprende los pasos de: (a) poner en contacto la superficie a modificar con una superficie de trabajo de un artículo abrasivo, comprendiendo el artículo abrasivo que está exento de partículas abrasivas tradicionales un polímero de fases separadas que tiene una primera fase y una segunda fase, siendo la primera fase más dura que la segunda fase; y (b) desplazar relativamente la superficie a modificar y el artículo abrasivo fijado para eliminar material de la superficie a modificar en ausencia de un lodo abrasivo.
Description
Método de modificación de una superficie de una
pastilla estructurada.
La presente invención se refiere a métodos para
desgastar por frotamiento o pulimentar una superficie tal como la
superficie de una pastilla semiconductora estructurada y
análogos.
Durante la fabricación de circuitos integrados,
las pastillas semiconductoras utilizadas en la fabricación de
semiconductores se someten típicamente a numerosos pasos de
procesamiento que incluyen deposición, modelización, y ataque
químico. Detalles de estos pasos de fabricación para pastillas
semiconductoras han sido consignados por Tonshoff et al.,
"Abrasive Machining of Silicon", publicado en los Annals of
the International Institution for Production Engineering
Research, (Volumen 39/2/1990), pp. 621-635. En
cada paso de fabricación, es a menudo necesario o deseable
modificar o refinar una superficie expuesta de la pastilla para
prepararla para los pasos siguientes de fabricación o
manufactura.
En los esquemas convencionales de fabricación de
dispositivos semiconductores, una pastilla de silicio plana base se
somete a una serie de pasos de procesamiento que depositan capas
uniformes de dos o más materiales discretos para formar una sola
capa de una estructura multicapa. En este proceso, es común aplicar
una capa uniforme de un primer material a la pastilla propiamente
dicha o a una capa existente de una construcción intermedia por
cualquiera de los medios empleados comúnmente en la técnica, grabar
por ataque químico muescas en o a través de dicha capa, y rellenar
luego las muescas con un segundo material. Alternativamente,
elementos de espesor aproximadamente uniforme que comprenden un
primer material pueden depositarse sobre la pastilla, o sobre una
capa previamente fabricada de la pastilla, usualmente por medio de
una máscara, y después de ello las regiones adyacentes a dichos
elementos pueden rellenarse con un segundo material hasta completar
la capa. Después del paso de deposición, el material o capa
depositado sobre una superficie de pastilla precisa generalmente de
procesamiento ulterior antes que tenga lugar una deposición
adicional o procesamiento subsiguiente. Una vez completada, la
superficie exterior es en esencia globalmente plana y paralela a la
superficie de la pastilla de silicio que constituye la base. Un
ejemplo específico de un proceso de este tipo está representado por
los procesos Damascene de metales.
En el proceso Damascene, se graba por ataque
químico un modelo en una capa dieléctrica de óxido (v.g., dióxido de
silicio). Después del grabado por ataque químico, se depositan
capas opcionales de adhesión/barrera sobre toda la superficie.
Capas de barrera típicas pueden comprender tántalo, nitruro de
tántalo, titanio o nitruro de titanio, por ejemplo. A continuación,
se deposita un metal (v.g., cobre) sobre el dieléctrico y
cualesquiera capas de adhesión/barrera. La capa de metal depositada
se modifica luego, se refina o se acaba por eliminación del metal
depositado y opcionalmente porciones de la capa de adhesión/barrera
de la superficie del dieléctrico. Típicamente, se elimina una
cantidad suficiente de metal de la superficie de tal modo que la
superficie exterior expuesta de la pastilla comprende a la vez metal
y un material dieléctrico de óxido. Una vista desde arriba de la
superficie expuesta de la pastilla revelaría una superficie plana
con metal correspondiendo al modelo grabado por ataque químico y
material dieléctrico adyacente al metal. El o los metales y
material(es) dieléctricos de óxido localizados en la
superficie modificada de la pastilla tienen inherentemente
características físicas diferentes, tales como valores diferentes de
dureza. El tratamiento abrasivo utilizado para modificar una
pastilla producida por el proceso Damascene debe diseñarse para
modificar simultáneamente el metal y los materiales dieléctricos
sin arañar la superficie de cualquiera de los materiales. El
tratamiento abrasivo debe crear una superficie expuesta exterior
planar sobre una pastilla que tiene un área expuesta de un metal y
un área expuesta de un material dieléctrico.
El proceso de modificación de la capa de metal
depositada para dejar al descubierto el material dieléctrico deja
poco margen de error debido a las dimensiones submicrométricas de
los elementos metálicos localizados en la superficie de la
pastilla. La velocidad de eliminación del metal depositado debería
ser relativamente alta para minimizar los costes de fabricación, y
el metal debe eliminarse por completo de las áreas que no se habían
grabado por ataque químico. El metal remanente en las áreas
grabadas debe limitarse a áreas o zonas discretas, debiendo ser
continuo dentro de dichas áreas o zonas para asegurar una
conductividad adecuada. Resumidamente, el proceso de modificación
del metal debe ser uniforme, controlado, y reproducible en escala
submicrométrica.
Un método convencional de modificación o refino
de las superficies expuestas de pastillas estructuradas trata una
superficie de pastilla con un lodo que contiene una pluralidad de
partículas abrasivas sueltas dispersadas en un líquido.
Típicamente, este lodo se aplica a un adaptador de pulimentación y
la superficie de la pastilla se rectifica luego o se desplaza
contra el adaptador a fin de eliminar material de la superficie de
la pastilla. Generalmente, el lodo puede contener también agentes
químicos o líquidos de trabajo que reaccionan con la superficie de
la pastilla para modificar la velocidad de eliminación. Comúnmente
se hace referencia al proceso arriba descrito como un proceso de
planarización químico-mecánica (CMP). Se han
observado ciertos inconvenientes en relación con el proceso CMP
tradicional. Por ejemplo, es costoso desechar los lodos usados de
una manera ecológicamente segura. Adicionalmente, las partículas
abrasivas residuales pueden ser difíciles de eliminar de la
superficie de la pastilla semiconductora después de la operación de
pulimentación. Si no se eliminan, estas partículas residuales
pueden contribuir al fallo eléctrico y mecánico de los dispositivos
semiconductores acabados.
Una alternativa reciente a los métodos de lodo
CMP utiliza un artículo abrasivo para modificar o refinar una
superficie semiconductora y eliminar con ello la necesidad de los
lodos que anteceden. Este proceso CMP alternativo se consigna, por
ejemplo, en la Publicación Internacional No. WO 97/11484, publicada
el 27 de marzo de 1997. El artículo abrasivo consignado tiene una
superficie abrasiva texturizada que incluye partículas abrasivas
dispuestas en un aglomerante. Durante el uso, el artículo abrasivo
se pone en contacto con una superficie de pastillas semiconductora,
a menudo en presencia de un líquido de trabajo, con un movimiento
adecuado para modificar una sola capa del material en la pastilla y
proporcionar una superficie de pastilla planar, uniforme. El
líquido de trabajo se aplica a la superficie de la pastilla para
modificar químicamente o facilitar de cualquier otro modo la
eliminación de un material de la superficie de la pastilla bajo la
acción del artículo abrasivo.
Los líquidos de trabajo arriba mencionados pueden
comprender cualquiera de una diversidad de líquidos tales como agua
o, más típicamente, soluciones acuosas de agentes complejantes,
agentes oxidantes, agentes pasivantes, agentes tensioactivos,
agentes humectantes, tampones, inhibidores de herrumbre,
lubricantes, jabones, combinaciones de estos aditivos, etcétera. Los
aditivos pueden incluir también agentes que son reactivos con el
segundo material, v.g., conductores metálicos o de aleaciones
metálicas en la superficie de la pastilla tales como agentes
oxidantes, reductores, pasivantes, o complejantes.
Es deseable proporcionar mejoras en los procesos
CMP. Especialmente, es deseable proporcionar mejoras en los procesos
CMP por utilización de artículos abrasivos que exhiban un mayor
grado de planarización selectiva que los producidos con los
procesos convencionales basados en lodos. Asimismo, es deseable
proporcionar procesos que empleen artículos abrasivos exentos de
partículas abrasivas tradicionales siendo al mismo tiempo eficaces
en un proceso CMP sin necesidad de los lodos mencionados
anteriormente.
La presente invención proporciona un método de
modificación de una superficie que comprende los pasos de: (a) poner
en contacto la superficie a modificar con una superficie de trabajo
de un artículo abrasivo, comprendiendo el artículo abrasivo que está
exento de partículas abrasivas tradicionales un polímero de fases
separadas que tiene una primera fase y una segunda fase, siendo la
primera fase más dura que la segunda fase; y (b) desplazar
relativamente la superficie a modificar y el artículo abrasivo
fijado para eliminar material de la superficie a modificar en
ausencia de un lodo abrasivo.
El polímero de fases separadas puede
seleccionarse de cualquiera de una diversidad de polímeros de fases
separadas en los cuales el trabajo hasta el fallo para el polímero
de fases separadas es mayor que el trabajo hasta el fallo para el
material eliminado de la superficie de la pastilla. En este
contexto, "trabajo hasta el fallo" significa el área integrada
bajo la curva esfuerzo/fallo por deformación para un material
particular. El área bajo dicha curva tiene unidades de trabajo. En
general, el polímero de fases separadas es un copolímero de bloques
seleccionado del grupo constituido por copolímero dibloque
A-B, copolímero tribloque
A-B-A, copolímero tetrabloque
A-B-A-B y copolímero
multibloque A-B y de bloques en estrella. En una
realización preferida, el polímero de fases separadas es un
copolímero
estireno-butadieno-estireno o un
copolímero
estireno-etileno-butadieno-estireno.
En estos sistemas copolímeros, el estireno está presente dentro del
polímero de fases separadas en una cantidad suficiente para formar
dominios de segmentos duros que tienen un diámetro medio entre
aproximadamente 50 Angstroms y aproximadamente 1000 Angstroms. Si se
desea, pueden crearse a menudo dominios discretos mayores por mezcla
del polímero de bloques con homopolímero correspondiente a la
composición de los dominios discretos.
Haciendo referencia a aspectos de la invención,
debe entenderse que ciertos términos o expresiones tienen los
significados siguientes:
"Material compuesto abrasivo" hace
referencia a uno de una pluralidad de cuerpos conformados que pueden
proporcionar colectivamente una superficie abrasiva. En este
contexto, "superficie abrasiva tridimensional" es una
superficie abrasiva que tiene una topografía de superficie ondulada
constituida por porciones abrasivas elevadas y deprimidas.
"Conformado con precisión", haciendo
referencia a las composiciones abrasivas, hace referencia a una
forma que es fácilmente discernible por el ojo humano y puede
reproducirse fácilmente durante el proceso de fabricación (v.g., por
moldeo) a fin de proporcionar una superficie abrasiva entera de
composiciones abrasivas conformadas con precisión.
Estos y otros aspectos de la invención serán
comprendidos por los expertos en la técnica después de una
consideración del resto de la descripción, con inclusión de la
Descripción Detallada de la Realización Preferida y las
reivindicaciones del apéndice.
La Figura 1 es una vista esquemática en corte
transversal de una porción de una pastilla estructurada antes de la
modificación de la superficie;
la Figura 2 es una vista esquemática en corte
transversal de una porción de una pastilla estructurada después de
la modificación de la superficie;
la Figura 3 es una vista esquemática parcial
lateral de un aparato para modificar la superficie de una pastilla
utilizada en la fabricación de semiconductores; y
la Figura 4 es una vista en corte transversal de
una porción de un artículo abrasivo útil en el método de la presente
invención.
La invención se describirá por referencia a su
realización preferida. En esta descripción detallada, se hará
referencia a las diversas figuras en donde ciertos elementos se
identifican por números de referencia y en las cuales números
iguales indican elementos iguales.
La Figura 1 es una vista representativa de una
pastilla modelizada 10 adecuada para uso en el proceso de la
invención. Para claridad, se han omitido elementos conocidos tales
como regiones impurificadas, dispositivos activos, capas
epitaxiales, capas de portador y capas de óxido de campo. La
pastilla 10 tiene una base 11 hecha típicamente de un material
apropiado tal como silicio monocristalino, arseniuro de galio, y
otros materiales conocidos en la técnica. Una capa de barrera o de
adhesión 13, típicamente nitruro de titanio, titanio, tántalo,
nitruro de tántalo o nitruro de silicio cubre la capa base 11 y los
elementos básicos.
Una capa conductora metálica 14 cubre la
superficie frontal de la capa de barrera 13 y los elementos básicos.
Pueden utilizarse una diversidad de metales o aleaciones metálicas
tales como titanio, aluminio, cobre, aleación
aluminio-cobre, wolframio o plata. La capa metálica
se aplica típicamente por deposición de una capa continua del metal
sobre la capa de barrera 13. El metal en exceso se elimina luego
para formar el modelo deseado de interconexiones metálicas 15 como
se ilustra en la Figura 2. La eliminación del metal proporciona
superficies de interconexión metálica discretas 15 y superficies de
elementos discretos 16 que proporcionan preferiblemente una
superficie planar exenta de arañazos u otros defectos que podrían
interferir con la operabilidad del dispositivo semiconductor
acabado.
La Figura 3 ilustra esquemáticamente un aparato
para modificar pastillas y útil en el proceso CMP. Variaciones de
esta máquina y/o numerosas otras máquinas pueden ser útiles en la
presente invención. Este tipo de aparato es conocido en la técnica
para uso con adaptadores de pulimentación y lodos abrasivos poco
consistentes. Un ejemplo de un aparato adecuado disponible
comercialmente para el proceso CMP es el disponible de IPEC/WESTECH
de Phoenix, AZ. Máquinas alternativas para el proceso CMP están
disponibles de STRASBAUGH o SPEEDFAM. Otras máquinas adicionales
adaptadas para acomodar telas o cintas de pulimentación se
describen, por ejemplo, en las Patentes U.S. Núms. 5.643.044 y
5.791.969, otorgadas ambas a Lund. El aparato 30 comprende la unidad
de cabeza 31 conectada a un motor (no representado). El manguito 32
se extiende desde la unidad de cabeza 31. Un ejemplo de un manguito
de este tipo es un manguito cardán. El diseño del manguito 32
acomoda preferiblemente diferentes fuerzas y pivota de tal manera
que el artículo abrasivo proporciona el acabado y la lisura deseados
de la superficie de la pastilla. Sin embargo, el manguito puede
permitir o no que la pastilla pivote durante la planarización.
En el extremo del manguito 31 se encuentra un
sujetador 33 de la pastilla que asegura la pastilla 34 a la unidad
de cabeza 31 e impide que la pastilla llegue a desprenderse durante
el procesamiento. El sujetador de la pastilla está diseñado para
acomodar la pastilla y puede ser, por ejemplo, circular, oval,
rectangular, cuadrado, octogonal, hexagonal o pentagonal. En algunos
casos, el sujetador de la pastilla incluye dos partes, un anillo de
retención opcional y un adaptador de soporte de la pastilla. El
anillo de retención puede ser un dispositivo generalmente circular
que se adapta alrededor de la periferia de la pastilla
semiconductora. El adaptador del soporte de la pastilla puede estar
fabricado de uno o más elementos, v.g., espuma de poliuretano. El
sujetador 33 de la pastilla se extiende a lo largo de la pastilla
semiconductora 34 en la porción de anillo 35. La porción de anillo
opcional puede ser una pieza separada o puede ser integral con el
sujetador 33. Como se muestra en la Figura 3, el sujetador 33 de la
pastilla puede estar construido de tal manera que la porción de
anillo 35 no se extienda más allá de la superficie 36 de la pastilla
34. En esta configuración, el sujetador 33 de la pastilla no tocará
o estará en contacto con la superficie de trabajo 41 del artículo
abrasivo. En otros casos, la porción de anillo 35 del sujetador 33
de la pastilla puede extenderse más allá de la superficie 36 de la
pastilla 34. En esta disposición de las partes, la porción de anillo
35 hará contacto con la superficie abrasiva 41 y con ello influirá
en las características del material compuesto abrasivo por
proporcionar, por ejemplo, al sujetador 33 de la pastilla una
construcción adecuada para "acondicionar" la superficie
abrasiva por eliminación de la porción más externa de la superficie
durante el procesamiento. El sujetador de la pastilla o el anillo de
retención puede ser de cualquier diseño o material que permita que
el artículo abrasivo imparta el grado de modificación deseado a la
pastilla. Ejemplos de materiales adecuados incluyen materiales
polímeros.
La velocidad a la que gira el sujetador 33 de la
pastilla gira dependerá del aparato particular, las condiciones de
procesamiento, el artículo abrasivo, y los criterios de modificación
de la pastilla deseados. En general, sin embargo, el sujetador 33 de
la pastilla gira entre aproximadamente 2 y aproximadamente 1000 rpm,
por lo general entre aproximadamente 5 y aproximadamente 500 rpm, de
modo preferible entre aproximadamente 10 y aproximadamente 300 rpm y
de modo más preferible entre aproximadamente 20 y aproximadamente
100 rpm. Si el sujetador de la pastilla gira demasiado lentamente o
demasiado rápidamente, entonces puede no alcanzarse la velocidad de
eliminación deseada. El sujetador 33 de la pastilla y/o la base 42
pueden girar de manera circular, de manera espiral, de manera
no-uniforme, de manera elíptica tal como en la
figura de un ocho o en un movimiento aleatorio. El sujetador de la
pastilla se traslada frecuentemente a lo largo de un radio del
artículo abrasivo. El sujetador o base de la pastilla puede también
oscilar o vibrar, por ejemplo transmitiendo vibraciones ultrasónicas
a través del sujetador o base.
El proceso de la invención es como se ha descrito
anteriormente, utilizando un artículo abrasivo que tiene una
superficie de trabajo adecuada para desgastar por frotamiento la
superficie de una pieza de trabajo tal como una capa de una pastilla
semiconductora estructurada. El proceso de la invención no requiere
el uso de un lodo abrasivo. La superficie de trabajo del artículo
comprende una superficie de trabajo texturizada, que comprende
preferiblemente una pluralidad de regiones en relieve, para raspar o
pulimentar la superficie de la pastilla estructurada, sea sola o en
presencia de un ambiente químico adecuado. Cada una de las regiones
de contacto en relieve comprenderá típicamente una pluralidad de
dominios de cada una de las fases polímeras presentes.
Haciendo referencia a la Figura 4, se muestra una
construcción preferida de un artículo abrasivo útil en el proceso la
presente invención, y se describirá a continuación. El artículo
abrasivo 40 incluye una superficie abrasiva, indicada generalmente
por el número de referencia 41. La superficie abrasiva 41 está
fijada a una superficie mayor de la base 42 y comprende
preferiblemente una pluralidad de materiales compuestos abrasivos 44
fijados a la base 42. Las composiciones 44 pueden estar moldeadas
integralmente con la base o unidas a ella por un adhesivo o análogo.
Preferiblemente, la superficie abrasiva incluye canales abiertos,
indicados generalmente en 46, que se extienden entre las
composiciones 44 para facilitar la circulación de un líquido de
trabajo a lo largo de toda la superficie 41 cuando el artículo
abrasivo 40 se utiliza en un proceso CMP. Los líquidos de trabajo
son conocidos y pueden utilizarse, por ejemplo, para enfriar la
interfase entre la pastilla semiconductora y la superficie abrasiva
41, para transportar productos químicos apropiados a la interfase,
para eliminar la escoria liberada por la operación de pulimentación,
o combinaciones de éstas y otras funciones. Se apreciará que el
volumen relativo de los canales 46 y las composiciones 44 puede
variar dependiendo de las demandas de una operación de pulimentación
específica. Sin embargo, los canales 46 ocuparán típicamente entre 5
y 95 por ciento del volumen entre la superficie de trabajo 48 y el
plano de las bases de las composiciones, y preferiblemente entre 50
y 80 por ciento de dicho volumen.
Artículos abrasivos útiles pueden incluir también
un respaldo (no representado) fijado a la superficie de la base 42
opuesta las composiciones 44. Respaldos abrasivos recubiertos
conocidos son adecuados para uso en los artículos abrasivos. El
respaldo puede ser flexible, o alternativamente el respaldo puede
ser más rígido. Ejemplos de respaldos abrasivos flexibles típicos
incluyen película de polímero, película de polímero provista de
imprimación, lámina metálica delgada, paño, papel, fibra
vulcanizada, materiales no tejidos y versiones tratadas de los
mismos y combinaciones de los mismos. El respaldo puede contener
también un tratamiento para modificar sus propiedades físicas. Otro
ejemplo de un respaldo se describe en la Patente U.S. No. 5.417.726.
Ejemplos de respaldos más rígidos incluyen planchas metálicas,
planchas cerámicas, sustratos no tejidos tratados, tela tratada y
análogos. El respaldo puede estar constituido también por dos o más
respaldos estratificados juntos. El respaldo puede estar constituido
también por fibras reforzantes atrapadas en un material polímero
como se describe en la solicitud PCT publicada WO93/12911.
Los respaldos preferidos para planarización de
pastillas semiconductoras tienen un espesor muy uniforme. Si el
respaldo no tiene espesor uniforme, ello puede conducir a una mayor
variabilidad en la lisura de la pastilla semiconductora intermedia
después de la planarización. Un tipo preferido de respaldo es una
película polímera y ejemplos de tales películas incluyen películas
de poliéster, películas de poliéster y co-poliéster,
películas de poliéster con microlagunas, películas de poliimida,
películas de poliamida, películas de poli(alcohol vinílico),
película de polipropileno, película de polietileno, etcétera.
Debería existir también una adhesión satisfactoria entre el respaldo
de la película polímera y el artículo o recubrimiento abrasivo. En
muchos casos, los respaldos de película polímera están imprimados.
La imprimación puede ser una alteración de la superficie o una
imprimación de tipo químico. Ejemplos de alteraciones de la
superficie incluyen tratamiento en corona, tratamiento UV,
tratamiento con haces electrónicos, tratamiento a la llama y
desgaste abrasivo para aumentar el área de la superficie. Ejemplos
de iniciadores de tipo químico incluyen copolímero etileno-ácido
acrílico como se describe en la Patente U.S. No. 3.188.265,
dispersiones coloidales como las expuestas en la Patente U.S. No.
4.906.523, materiales de tipo aziridina como los expuestos en la
Patente U.S. No. 4.749.617 e iniciadores injertados por radiación
como los expuestos en las Patentes U.S. Núms.4.563.388 y 4.933.234.
El espesor del respaldo de película polímera está comprendido por
regla general entre aproximadamente 20 y 1000 micrómetros,
preferiblemente entre 50 y 500 micrómetros, y más preferiblemente
entre 60 y 200 micrómetros.
Las composiciones abrasivas 44 comprenden
preferiblemente un sistema polímero de fases separadas que tiene una
fase primera o "dura" y una fase segunda o "blanda", en el
cual la fase dura comprende los segmentos duros del polímero y la
fase blanda comprende los segmentos blandos del polímero. La fase
dura del polímero de fases separadas es más dura que la fase blanda,
y la fase dura puede caracterizarse por su temperatura de transición
vítrea (T_{g}) que es preferiblemente mayor que la temperatura de
la superficie de trabajo del artículo durante el uso en un proceso
CMP. Típicamente, el valor T_{g} del segmento duro será mayor que
aproximadamente 49ºC y estará comprendido por lo general entre
aproximadamente 10ºC y aproximadamente 100ºC. La fase blanda del
polímero de fases separadas puede caracterizarse por su temperatura
de transición vítrea que es preferiblemente menor que la temperatura
de la superficie de trabajo del artículo durante el uso en un
proceso CMP. En un sistema polímero de fases separadas de este tipo,
la fase más dura del polímero funcionará de una manera análoga a
arena abrasiva durante un proceso CMP, mientras que la fase más
blanda del polímero promoverá la conformidad local del adaptador a
la superficie de la pastilla estructurada que se pulimenta. La fase
blanda tendrá preferiblemente suficiente resiliencia para permitir
que las asperezas superficiales sobresalgan más allá del plano de la
arena activa y se eliminen por cizallamiento a medida que pasa la
arena. Los expertos en la técnica apreciarán que la morfología de la
fase más dura puede modificarse por cambio de los volúmenes molares
relativos de las fases dura y blanda.
En la formulación de las composiciones 44, pueden
utilizarse polímeros de bloques A-B en los cuales
uno de los componentes forma los segmentos duros mencionados
anteriormente y el otro componente forma los segmentos más blandos.
El sistema de polímeros puede ser también un copolímero de bloques
de tipo A-B-A o un polímero que
proporcione una denominada configuración de bloques en estrella. Se
espera también que puedan utilizarse uretanos separados en
microfases (v.g. Estanes) en algunas aplicaciones de pulimentación
CMP. En los aspectos más generales de la invención, un material
polímero se considera útil en la formación de las composiciones si
el área integrada bajo la curva de tensión frente a deformación para
el fallo (trabajo hasta el fallo) es mayor que el trabajo hasta el
fallo correspondiente para el material a eliminar. Para promover la
selectividad en la eliminación de materiales, puede ser deseable que
el trabajo hasta el fallo del material polímero sea mayor que el
trabajo hasta el fallo correspondiente para el material a eliminar,
siendo en cambio menor que el trabajo hasta el fallo de la capa
dieléctrica subyacente y/o cualesquiera capas de adhesión/barrera
subyacentes al material a eliminar.
Un sistema polímero preferido para uso en las
composiciones abrasivas 44 es un sistema copolímero de bloques
estireno-butadieno-estireno (SBS).
En general, el sistemas SBS es económico, fácil de fabricar por
termoconformación o colada en disolvente, y puede modificarse
estructuralmente con facilidad para adaptarlo a diferentes
aplicaciones de pulimentación. En este sistema, la fase de estireno
es capaz de desgastar por frotamiento el cobre durante un proceso
CMP y es especialmente capaz de desgastar por frotamiento los
compuestos de cobre que se forman cuando una superficie de cobre se
expone a un ambiente oxidante resultante de la aplicación de un
líquido de trabajo (v.g., una solución de peróxido de hidrógeno) al
cobre metálico depositado sobre la pastilla estructurada durante un
proceso dual Damascene, por ejemplo. Líquidos de trabajo útiles en
procesos CMP son conocidos por los expertos en la técnica y no se
describen con mayor detalle en esta memoria. Ejemplos de tales
líquidos de trabajo pueden encontrarse en la solicitud de patente de
los Estados Unidos, en tramitación, número de serie 09/091.932,
presentada el 24 de junio de 1998, y en la solicitud de patente de
los Estados Unidos número de serie 09/266.208, presentada el 10 de
marzo de 1999.
En el sistema SBS y para fracciones en peso de
estireno relativamente bajas, la fase de estireno actuará como una
arena abrasiva y probablemente asumirá la forma de esferas
dispersadas uniformemente en una matriz de butadieno. La fase de
estireno se une covalentemente a la matriz de polímero restante y
por consiguiente es improbable que se desprenda de la matriz durante
una operación de pulimentación. A medida que aumenta el contenido de
estireno en la formulación SBS, los dominios de estireno crecerán y
pueden asumir una configuración cilíndrica o parecida dentro del
sistema polímero de SBS. A medida que sigue aumentando el contenido
de estireno en el SBS, el sistema SBS llegará finalmente a hacerse
bicontinuo y asumirá entonces una estructura laminar en la cual
alternan capas de estireno con capas de butadieno. Aumentos
ulteriores en el contenido de estireno pasarán a través de una
segunda disposición de dominios bicontinuos para dar lugar a una
estructura en la cual el estireno es la fase continua y la porción
de butadieno del sistema forma una población bien dispersada de
cilindros y posteriormente esferas. Detalles adicionales de las
morfologías de los sistemas de polímeros de fases separadas pueden
encontrarse en "Encyclopedia of Polymer Science and
Technology", vol. 9, pp 760-788, John Wiley
& Sons (1987).
Cuando el sistema de polímero SBS se utiliza en
el artículo abrasivo para formar las composiciones, el contenido de
estireno en el sistema SBS estará comprendido típicamente dentro de
un intervalo que va desde aproximadamente 10% en peso a
aproximadamente 90% en peso. De modo muy preferible, entre
aproximadamente 15% en peso y aproximadamente 40% en peso. En
contraste con los abrasivos minerales convencionales, cualquier
residuo de polímero transferido a la pieza de trabajo puede
eliminarse fácilmente por las mismas condiciones de procesamiento
utilizadas para eliminar las máscaras de polímero depositadas como
parte del proceso de fabricación de la pastilla. Preferiblemente, la
fase de estireno en el polímero SBS forma pequeñas regiones
similares o análogas a una partícula abrasiva que tenga un diámetro
medio comprendido entre aproximadamente 50 Angstroms (\ring{A}) y
aproximadamente 1000 \ring{A}. Copolímeros de bloques disponibles
comercialmente adecuados para uso en los artículos abrasivos
mencionados anteriormente incluyen los conocidos bajo la designación
comercial KRATON D1101, un copolímero de bloques lineal
estireno-butadieno-estireno que
tiene una relación en peso estireno:butadieno de 31:69 y que puede
adquirirse de Shell Chemical Company de Houston, Texas. Otro
polímero adecuado es un copolímero lineal
estireno-etileno-butadieno-estireno
que tiene una relación en peso estireno-caucho de
29:71 y que puede adquirirse de la Shell Chemical Company bajo la
designación comercial KRATON G1650.
Si se desea o si es necesario, pueden añadirse
grupos funcionales colgantes al sistema polímero para mejorar la
humectación de la superficie abrasiva, por ejemplo. Una modificación
deseada del sistema polímero SBS puede realizarse por sulfonación de
una fracción de los grupos estireno del polímero de bloques para
mejorar la capacidad de la química acuosa empleada comúnmente en los
procesos CMP a fin de mojar más uniformemente el artículo abrasivo
durante su utilización, así como reducir la fricción y/o favorecer
la secuestración del metal o iones metálicos a medida que se
eliminan los mismos de la superficie de la pastilla
semiconductora.
En la realización representada, las composiciones
abrasivas 44 tienen un perfil preciso discernible en forma de
pirámides truncadas. Sin embargo, las composiciones pueden
proporcionarse en cualquiera de una diversidad de perfiles tales
como cilindros (o salientes), (pirámides), cubos y análogos.
Adicionalmente, un artículo abrasivo simple puede incluir en sí
mismo composiciones de configuración diferente. Las composiciones
pueden estar conformadas para incluir superficies de trabajo 48 que
son esencialmente coplanares, como en la Figura 4. Alternativamente,
las superficies de trabajo individuales pueden estar inclinadas con
respecto a la base 42 de tal manera que las superficies de trabajo
individuales se encuentran en el mismo plano sino que pueden
encontrarse en más de un plano. Algunas de las composiciones pueden
incluir superficies que están dentro del mismo plano, mientras que
otras composiciones del mismo artículo se encuentran en planos
diferentes. Adicionalmente, las composiciones individuales pueden
ser una combinación de configuraciones con una primera configuración
en la base del artículo y una segunda configuración en la superficie
de trabajo de la composición. Por ejemplo, la composición puede
tener un corte transversal correspondiente a una estrella de seis
puntas en la base y un corte transversal circular en la superficie
de trabajo inicial. La transición desde una configuración a la
siguiente dentro de cualquier composición individual puede ser una
transición continua o puede ser una transición brusca o
discontinua.
Para facilidad de fabricación, las composiciones
pueden estar conformadas como un conjunto periódico. Sin embargo,
los artículos útiles en la invención pueden incluir una superficie
de trabajo que está constituida por un conjunto de composiciones
aleatorio. Preferiblemente, las composiciones 44 de la superficie
abrasiva 41 estarán constituidas por el polímero de fases separadas
como se ha descrito anteriormente. Sin embargo, se contempla también
que las composiciones individuales 44 pueden comprender otros
materiales además del copolímero de fases separadas. Por ejemplo,
las composiciones pueden incluir el polímero de fases separadas en
una región de la composición que se extiende desde la superficie de
trabajo 48 a una distancia definida de la misma. El resto de la
composición puede comprender otro material adecuado para soportar el
polímero de fases separadas. El polímero de fases separadas puede
proporcionarse como un recubrimiento delgado sobre un artículo
perfilado en el cual el artículo perfilado puede ser más rígido o
menos rígido que el polímero de fases separadas, dependiendo de las
características de la pieza de trabajo. La superficie de trabajo de
la composición puede incluir también una estructura fina tal como
ranuras o similares para mejorar el suministro/drenaje local del
líquido de trabajo y evitar o reducir el atrapamiento de residuos
que podrían dar lugar a arañazos.
Si bien la superficie abrasiva 41 comprenderá
preferiblemente una pluralidad de composiciones abrasivas tales como
las composiciones 44 representadas en la Figura 4, se apreciará que
otras configuraciones para la superficie abrasiva están también
dentro del alcance de la invención, y los expertos en la técnica
apreciarán que la invención no está limitada a configuración
particular alguna para la superficie abrasiva. La superficie de
trabajo del artículo abrasivo estará preferiblemente texturizada de
algún modo y comprenderá un sistema polímero consistente con la
descripción que acaba de mencionarse. Preferiblemente, la
superficie del abrasivo texturizado de la invención estará
configurada de una manera que permita que se ejerza una presión
esencialmente uniforme sobre el artículo a pulimentar durante un
proceso CMP. En general, los artículos más útiles en la presente
invención se caracterizan por una superficie abrasiva que comprende
un polímero de fases separadas que incluye segmentos duros y
segmentos blandos, como se describe en esta memoria.
Los artículos abrasivos útiles en la presente
invención pueden fabricarse utilizando varios métodos de fabricación
diferentes pero conocidos, tales como moldeo o estampación, por
ejemplo. El proceso de estampación debería llevarse a cabo
utilizando una platina o un rodillo de estampación y la temperatura
del polímero durante el paso de estampación debería ser superior a
la temperatura de transición vítrea del segmento duro del polímero
escalonado de fases separadas. La fabricación de estos artículos se
ilustra ulteriormente en los Ejemplos. Los artículos útiles en el
método de la presente invención pueden proporcionarse en cualquiera
de una diversidad de configuraciones. Por ejemplo, los artículos
pueden proporcionarse como adaptadores en los cuales la superficie
abrasiva que está en contacto con la pastilla semiconductora es
esencialmente circular. Alternativamente, el artículo abrasivo puede
proporcionarse como una tela o en forma de hoja en la cual el
artículo abrasivo puede enrollarse y montarse en forma enrollada en
una máquina CMP adecuada para proporcionar una superficie de
abrasivo nueva en cualquier momento durante la operación CMP. Pueden
ser posibles también otras formas del artículo abrasivo, y los
expertos en la técnica apreciarán que la invención no está limitada
al uso de un artículo abrasivo que tenga cualquier formato
particular.
Se prevé que las pastillas semiconductoras
procesadas con los artículos abrasivos mencionados anteriormente
tendrán un mayor grado de planarización selectiva que las producidas
por procesamiento convencional basado en lodo debido a que los
segmentos duros en el sistema polímero seleccionado pueden elegirse
para eliminar metal, por ejemplo, mientras que se deja intacto el
material dieléctrico. Adicionalmente, el proceso de planarización de
las pastillas estaría esencialmente exento de partículas abrasivas
libres en el fluido de trabajo y por consiguiente el fluido de
trabajo debería requerir mucho menos esfuerzo para su limpieza. El
fluido de trabajo debería recircularse fácilmente por utilización de
filtración simple u otros métodos conocidos para eliminar la
escoria. Beneficios similares se alcanzarían en otras operaciones de
pulimentación.
La invención se ilustra adicionalmente en los
ejemplos no limitantes que se exponen a continuación.
En esta memoria se emplearon los procedimientos
siguientes.
Procedimiento
I
Se prepararon pastillas de uso general
recubiertas de cobre a partir de una unidad base de silicio
monocristalino que tenía un diámetro de 100 mm y un espesor de
aproximadamente 0,5 mm; adquirido de WaferNet o Silicon Valley
Microelectronics, ambas de San José, CA. Antes de la deposición de
la capa metálica, se dejó crecer sobre la pastilla de silicio una
capa de dióxido de silicio de aproximadamente 5.000 \ring{A} de
espesor. Se depositó una capa de adhesión/barrera de titanio sobre
la capa de dióxido de silicio antes de la deposición del metal. El
espesor de Ti era típicamente 200 \ring{A}, pero puede variar
entre 100 y 300 \ring{A}. Se depositó luego una capa uniforme de
Cu sobre la base de silicio utilizando deposición física de vapores
(PVD). El espesor de la capa metálica estaba comprendido típicamente
entre 11.000 y 12.000 \ring{A}, y se midió por un Sistema de
Monitorización de Metales Sin Contacto Omnimap NC110, de TENCOR
Instruments, Prometrix Division, Santa Clara, CA.
La máquina de ensayo era una Máquina Strasbaugh
Lapping modificada, Modelo 6Y-1. La pieza de trabajo
de la pastilla se apoyaba en un respaldo de espuma disponible de
Rodel de Newark, DE, bajo la designación "DF200", y el
ensamblaje se dispuso en un anillo de retención de plástico cargado
a resorte. El artículo abrasivo del ejemplo se adhirió a un
adaptador de soporte que comprendía una hoja de policarbonato
"PCF20" de 20 milésimas de pulgada (508 \mum), obtenida de
General Electric Structured Plastics, General Electric Corp.,
Schenectady, NY, estratificada con un adhesivo 442DL o 9671LE de 3M,
obtenido de 3M, St. Paul, MN, para una espuma de celdas cerradas
etileno-acetato de vinilo de 90 milésimas de pulgada
(2,29 mm), de Voltek, Division of Sekisui America Corp., Lawrence,
Massachusetts; el adaptador se fijó a la platina de la máquina
Strasbaugh.
El cabezal portador que soportaba la pastilla se
puso en contacto con un artículo abrasivo fabricado de acuerdo con
el Procedimiento III de esta memoria. La pastilla se hizo girar a
aproximadamente 40 rpm y la platina se puso en rotación a la misma
velocidad que el cabezal del portador. Tanto la pastilla como el
artículo abrasivo giraban en el sentido de las agujas del reloj.
Además de rotar, la pastilla se movía a lo largo de un arco
(aproximadamente 31 mm con una periodicidad de 9 segundos) que
comenzaba aproximadamente a 13 mm del borde del artículo abrasivo.
La platina tenía un diámetro de 12 pulgadas (30 cm). El artículo
abrasivo y el cabezal portador se pusieron en contacto entre sí con
una fuerza hacia abajo de aproximadamente 350 KPa (50 libras) a no
ser que se especifique otra cosa. El líquido de trabajo se bombeó
sobre el artículo abrasivo antes de entrar en contacto con la
pastilla. Durante la pulimentación, el líquido de trabajo se bombeó
sobre la pastilla y la interfase abrasiva a un caudal de
aproximadamente 40 ml/minuto. El artículo abrasivo se utilizó para
pulimentar las pastillas de uso general durante un ciclo de un
minuto (60 segundos). Después del ciclo de pulimentación, cada
pastilla se retiró del sujetador y se reemplazó.
Se calculó la velocidad de eliminación del metal
determinando el cambio en el espesor de la película metálica. Se
tomaron medidas inicial (es decir, antes de la pulimentación) y
final (es decir, después de la pulimentación) en los mismos puntos
en el NC110. Se promediaron cinco lecturas para determinar la
velocidad de eliminación en Angstroms por minuto (\ring{A}/min).
La desviación estándar de las diferencias dividida por el valor
medio de las diferencias se consigna como %NU o % de
no-uniformidad. La
"no-uniformidad" es una medida del grado de
uniformidad de la velocidad de eliminación del cobre a través de la
superficie de la pastilla. Se prefiere generalmente un número de
no-uniformidad bajo (v.g., 2 a 3%).
Procedimiento
II
Se prepararon líquidos de trabajo utilizando los
ingredientes enumerados a continuación. El peróxido de hidrógeno del
grado semiconductor se obtuvo de Olin Corp. (Norwalk, CT) a una
solución al 30% y se diluyó en caso necesario. Hidrogenofosfato de
amonio (grado reactivo ACS), ácido iminodiacético, citrato de amonio
(un agente quelante), y
1-H-benzotriazol (BHT) se obtuvieron
todos ellos de Aldrich Chemical Company, Milwaukee, WI. Los sólidos
se pesaron por separado y se disolvieron en agua añadiéndose en
último lugar la solución de peróxido de hidrógeno al 30% (cuando ya
estaba lista para la pulimentación) para dar la dilución apropiada.
El resto de cada solución era agua desionizada. El peso total del
líquido de trabajo era 1000 g, correspondiente a aproximadamente 1
litro. El pH de la solución final era aproximadamente 7,4.
| 3,0% | hidrogenofosfato de amonio |
| 3,3% | peróxido de hidrógeno |
| 0,5% | citrato de amonio |
| 0,10% | 1-H-benzotriazol (BTA) |
| 93,1% | agua |
Procedimiento
III
Se fabricaron artículos abrasivos a partir de un
sistema de polímero de bloques para uso en operaciones de
pulimentación de cobre. Los artículos se fabricaron a partir de
polímeros disponibles comercialmente, asequibles bajo las
designaciones comerciales KRATON G1650 y KRATON D1101. Se preparó
una muestra para moldeo por compresión mediante apilación secuencial
de lo siguiente: una hoja de cartón, una placa de latón chapada de
cromo, una herramienta de estampación de níquel de 16 pulgadas x 16
pulgadas (40,6 cm x 40,6 cm), una capa de gránulos de polímero, una
segunda placa de latón chapada de cromo, y una segunda hoja de
cartón. El apilamiento se puso en un moldeador de compresión (Wabash
Modelo V75H-24-CLX, obtenido de
Wabash MPI, Wabash ID) y se moldeó en las condiciones prescritas de
presión, tiempo y temperatura. El apilamiento se enfrió luego a la
temperatura deseada bajo presión. Se retiró el apilamiento del
moldeador y se desmontó para proporcionar una muestra de polímero
monolítica.
La herramienta de estampación de níquel se
configuró para producir un conjunto de pirámides truncadas de 0,0035
pulgadas (88,9 micrómetros) de altura sobre centros de 0,00585
pulgadas (148,6 micrómetros) en una disposición cuadrada. Los
extremos superiores de los salientes son inicialmente cuadrados de
0,00341 pulgadas (86,6 micrómetros) y los lados están inclinados 10º
respecto a la vertical. Los salientes constituyen aproximadamente el
47% del volumen de la superficie abrasiva (v.g., entre los planos
definidos por las bases de las pirámides y por los extremos
superiores de las pirámides), dejando aproximadamente 53% del
volumen de la superficie abrasiva para canales de flujo.
Se preparó un artículo abrasivo de acuerdo con el
Procedimiento III utilizando aproximadamente 900 ml de pelets de
copolímero de bloques SBS KRATON D1101. El artículo se moldeó bajo
una fuerza de 30 toneladas largas (30.480 kg), a 160ºC durante 2
minutos, se enfrió a menos de 70ºC y se retiró del apilamiento para
proporcionar un artículo que tenía aproximadamente 75 milésimas de
pulgada (1,9 mm) de espesor. El artículo se ensayó sobre una
pastilla de cobre de uso general. La pastilla de uso general y el
ensayo estaban de acuerdo con el Procedimiento I. Las condiciones
del proceso incluían una velocidad de placa de 40 rpm, velocidad de
portador de 40 rpm y flujo de 40 ml/min para el líquido de trabajo.
El ensayo se condujo utilizando un solo artículo abrasivo,
utilizándose una pastilla nueva en el ensayo después de cada
intervalo de ensayo de 60 segundos. Los resultados de los ensayos se
presentan en la Tabla 1.
Se preparó un artículo abrasivo de acuerdo con el
Procedimiento III utilizando aproximadamente 400 ml de pelets de
copolímero de bloques SBS KRATON G1650. El artículo se moldeó bajo
una fuerza de 50 toneladas largas (50.800 kg), a 190ºC durante 2
minutos, se enfrió a menos de 70ºC y se retiró del apilamiento para
proporcionar un artículo que tenía un espesor aproximado de
25-30 milésimas de pulgada
(0,64-0,76 mm). El artículo se ensayó sobre una
pastilla de cobre de uso general. La pastilla de uso general y el
ensayo estaban de acuerdo con el Procedimiento I. Las condiciones de
proceso incluían una velocidad de placa de 40 rpm, velocidad de
portador de 40 rpm y flujo de 40 ml/min para el líquido de trabajo.
El ensayo se condujo utilizando un artículo abrasivo simple,
utilizándose una pastilla nueva en el ensayo después de cada
intervalo de ensayo de 60 segundos. Los resultados de los ensayos
se presentan en la Tabla 2.
Sobre la base de los resultados de los ensayos
anteriores, el artículo del Ejemplo 2 alcanzó una velocidad de
eliminación media de 2527 Angstroms por minuto con un 3,39% NU
(No-Uniformidad) para las 12 pastillas finales. A
continuación del ensayo de pulimentación, el examen visual del
adaptador indicaba que existían varios parches, de aproximadamente 2
mm de diámetro, en la superficie de trabajo del adaptador. Los
parches parecían ser porciones incompletamente calentadas del
polímero que no se habían estampado correctamente. El artículo del
Ejemplo 1 alcanzó una velocidad media de eliminación de 2821
Angstroms por minuto con un 9,08% de NU
(no-uniformidad) para las 7 pastillas finales. Se
observó que el líquido de trabajo variaba desde color claro a un
color verde en el ensayo del Ejemplo 1 durante el cuarto intervalo
de ensayo (pastilla 9), lo que indicaba la iniciación de la
eliminación del cobre. Se espera que el acondicionamiento del
artículo abrasivo antes de la pulimentación alcance una eliminación
inmediata del cobre con estos artículos.
Si bien en la realización preferida que antecede
para la presente invención se ha descrito un método para la
planarización químico-mecánica de superficies
semiconductoras, se apreciará que el método descrito es aplicable a
la modificación de cualquiera de una diversidad de superficies. En
particular, los artículos abrasivos descritos pueden utilizarse en
la modificación superficial de una diversidad de recubrimientos
metálicos producidos por sublimación catódica para discos de memoria
de ordenador en los cuales el recubrimiento metálico está depositado
típicamente (v.g., por pulverización catódica) sobre vidrio,
aluminio, vitrocerámica u otro sustrato adecuado. Los recubrimientos
metálicos descritos pueden eliminarse del sustrato o modificarse de
cualquier otro modo de acuerdo con la presente invención. En
general, los artículos descritos y el método para su utilización en
la modificación de una superficie pueden adaptarse para cualquiera
de una diversidad de operaciones abrasivas, y se cree que son
especialmente aplicables a la modificación superficial de
superficies que satisfacen los criterios de dureza descritos
anteriormente en esta memoria.
Si bien se ha descrito en detalle una realización
preferida de la invención, se apreciará que los expertos en la
técnica pueden hacer cambios en la realización descrita sin
desviarse del alcance de la invención, que se define en las
reivindicaciones adjuntas.
Claims (14)
1. Un método de modificación de una superficie
que comprende los pasos de:
(a) poner en contacto la superficie a modificar
con una superficie de trabajo de un artículo abrasivo, comprendiendo
el artículo abrasivo que está exento de partículas abrasivas
tradicionales un polímero de fases separadas que tiene una primera
fase y una segunda fase, siendo la primera fase más dura que la
segunda fase; y
(b) desplazar relativamente la superficie a
modificar y el artículo abrasivo fijado para eliminar material de la
superficie a modificar en ausencia de un lodo abrasivo.
2. Un método de acuerdo con la reivindicación 1,
en el cual el trabajo hasta el fallo para el polímero de fases
separadas es mayor que el trabajo hasta el fallo para el material
eliminado de la superficie de la pastilla.
3. Un método de acuerdo con la reivindicación 1,
en el cual la primera fase del polímero de fases separadas es más
dura que el material eliminado de la superficie de la pastilla.
4. Un método de acuerdo con la reivindicación 1,
en el cual el polímero de fases separadas es un copolímero de
bloques seleccionado de copolímeros dibloque A-B,
copolímeros tribloque A-B-A,
copolímeros tetrabloque
A-B-A-B, copolímeros
multibloque A-B y copolímeros de bloques en
estrella.
5. Un método de acuerdo con la reivindicación 1,
en el cual el polímero de fases separadas es un copolímero
estireno-butadieno-estireno o un
copolímero
estireno-etileno-butadieno-estireno.
6. Un método de acuerdo con la reivindicación 5,
en el cual está presente estireno en el polímero de fases separadas
en una cantidad suficiente para formar segmentos duros que tienen un
diámetro medio comprendido entre aproximadamente 500 y
aproximadamente 1000 nm (aproximadamente 50 \ring{A} y
aproximadamente 100 \ring{A}).
7. Un método de acuerdo con la reivindicación 1,
en el cual el artículo abrasivo fijado comprende adicionalmente un
respaldo que tiene una capa abrasiva sobre el mismo, comprendiendo
la capa abrasiva el polímero de fases separadas.
8. Un método de acuerdo con la reivindicación 7,
en el cual el respaldo comprende una película de polímero y un
imprimador para mejorar la adhesión entre el recubrimiento abrasivo
y dicho respaldo.
9. Un método de acuerdo con la reivindicación 1,
en el cual la superficie del artículo abrasivo texturizado es
susceptible de desgaste por frotamiento.
10. Un método de acuerdo con la reivindicación 1,
en el cual la superficie del artículo abrasivo fijado comprende una
pluralidad de composiciones abrasivas dispuestas conforme a un
modelo predeterminado.
11. Un método de acuerdo con la reivindicación
10, en el cual las composiciones abrasivas tienen una forma
seleccionada del grupo constituido por formas cúbicas, cilíndricas,
prismáticas, piramidales, troncopiramidales, cónicas, troncocónicas,
parecidas a salientes con una superficie aplastada en el extremo
superior, hemisféricas, y combinaciones de las mismas.
12. Un método de acuerdo con la reivindicación
10, en el cual las composiciones abrasivas están distanciadas unas
de otras.
13. Un método de acuerdo con la reivindicación
10, en el cual el artículo abrasivo fijado comprende un respaldo que
tiene una superficie que comprende dichas composiciones abrasivas en
forma de un recubrimiento, teniendo cada una de las composiciones
abrasivas sustancialmente la misma orientación con relación al
respaldo.
14. Un método de acuerdo con la reivindicación 1,
en el cual el artículo abrasivo está asegurado a un
sub-adaptador.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/328,916 US6234875B1 (en) | 1999-06-09 | 1999-06-09 | Method of modifying a surface |
| US328916 | 1999-06-09 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2224717T3 true ES2224717T3 (es) | 2005-03-01 |
Family
ID=23283024
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES99956604T Expired - Lifetime ES2224717T3 (es) | 1999-06-09 | 1999-10-18 | Metodo de modificacion de una superficie de una pastilla estructurada. |
Country Status (14)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6234875B1 (es) |
| EP (1) | EP1189729B1 (es) |
| JP (1) | JP2003501820A (es) |
| KR (1) | KR100638289B1 (es) |
| CN (1) | CN1352589A (es) |
| AT (1) | ATE272465T1 (es) |
| AU (1) | AU1317500A (es) |
| BR (1) | BR9917355A (es) |
| CA (1) | CA2374004A1 (es) |
| DE (1) | DE69919230T2 (es) |
| ES (1) | ES2224717T3 (es) |
| HK (1) | HK1044504B (es) |
| TW (1) | TWI231245B (es) |
| WO (1) | WO2000074896A1 (es) |
Families Citing this family (42)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6390890B1 (en) | 1999-02-06 | 2002-05-21 | Charles J Molnar | Finishing semiconductor wafers with a fixed abrasive finishing element |
| US6641463B1 (en) | 1999-02-06 | 2003-11-04 | Beaver Creek Concepts Inc | Finishing components and elements |
| US6413153B1 (en) | 1999-04-26 | 2002-07-02 | Beaver Creek Concepts Inc | Finishing element including discrete finishing members |
| TW501197B (en) * | 1999-08-17 | 2002-09-01 | Hitachi Chemical Co Ltd | Polishing compound for chemical mechanical polishing and method for polishing substrate |
| US7736687B2 (en) * | 2006-01-31 | 2010-06-15 | Advance Bio Prosthetic Surfaces, Ltd. | Methods of making medical devices |
| US6976905B1 (en) * | 2000-06-16 | 2005-12-20 | Cabot Microelectronics Corporation | Method for polishing a memory or rigid disk with a phosphate ion-containing polishing system |
| KR100905266B1 (ko) * | 2000-12-01 | 2009-06-29 | 도요 고무 고교 가부시키가이샤 | 연마 패드 |
| US6572463B1 (en) * | 2000-12-27 | 2003-06-03 | Lam Research Corp. | Methods for making reinforced wafer polishing pads utilizing direct casting and apparatuses implementing the same |
| US6561889B1 (en) | 2000-12-27 | 2003-05-13 | Lam Research Corporation | Methods for making reinforced wafer polishing pads and apparatuses implementing the same |
| US6612916B2 (en) * | 2001-01-08 | 2003-09-02 | 3M Innovative Properties Company | Article suitable for chemical mechanical planarization processes |
| US6612917B2 (en) * | 2001-02-07 | 2003-09-02 | 3M Innovative Properties Company | Abrasive article suitable for modifying a semiconductor wafer |
| US6632129B2 (en) | 2001-02-15 | 2003-10-14 | 3M Innovative Properties Company | Fixed abrasive article for use in modifying a semiconductor wafer |
| US6627550B2 (en) * | 2001-03-27 | 2003-09-30 | Micron Technology, Inc. | Post-planarization clean-up |
| US6629879B1 (en) * | 2001-05-08 | 2003-10-07 | Advanced Micro Devices, Inc. | Method of controlling barrier metal polishing processes based upon X-ray fluorescence measurements |
| US6811470B2 (en) | 2001-07-16 | 2004-11-02 | Applied Materials Inc. | Methods and compositions for chemical mechanical polishing shallow trench isolation substrates |
| US7199056B2 (en) * | 2002-02-08 | 2007-04-03 | Applied Materials, Inc. | Low cost and low dishing slurry for polysilicon CMP |
| US6943114B2 (en) * | 2002-02-28 | 2005-09-13 | Infineon Technologies Ag | Integration scheme for metal gap fill, with fixed abrasive CMP |
| US7063597B2 (en) | 2002-10-25 | 2006-06-20 | Applied Materials | Polishing processes for shallow trench isolation substrates |
| JP2006513573A (ja) * | 2003-01-10 | 2006-04-20 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | 化学的機械的平坦化用途向けのパッド構成体 |
| US6908366B2 (en) * | 2003-01-10 | 2005-06-21 | 3M Innovative Properties Company | Method of using a soft subpad for chemical mechanical polishing |
| US6951504B2 (en) * | 2003-03-20 | 2005-10-04 | 3M Innovative Properties Company | Abrasive article with agglomerates and method of use |
| KR101108024B1 (ko) * | 2003-06-03 | 2012-01-25 | 넥스플래너 코퍼레이션 | 화학 기계적 평탄화를 위한 기능적으로 그레이딩된 패드의합성 |
| EP1561541B1 (en) * | 2004-02-05 | 2008-04-30 | JSR Corporation | Chemical mechanical polishing pad and polishing process |
| US7086939B2 (en) * | 2004-03-19 | 2006-08-08 | Saint-Gobain Performance Plastics Corporation | Chemical mechanical polishing retaining ring with integral polymer backing |
| US7485028B2 (en) | 2004-03-19 | 2009-02-03 | Saint-Gobain Performance Plastics Corporation | Chemical mechanical polishing retaining ring, apparatuses and methods incorporating same |
| US20050252547A1 (en) * | 2004-05-11 | 2005-11-17 | Applied Materials, Inc. | Methods and apparatus for liquid chemical delivery |
| US7150771B2 (en) * | 2004-06-18 | 2006-12-19 | 3M Innovative Properties Company | Coated abrasive article with composite tie layer, and method of making and using the same |
| US7150770B2 (en) * | 2004-06-18 | 2006-12-19 | 3M Innovative Properties Company | Coated abrasive article with tie layer, and method of making and using the same |
| US20050282029A1 (en) * | 2004-06-18 | 2005-12-22 | 3M Innovative Properties Company | Polymerizable composition and articles therefrom |
| US20060088976A1 (en) * | 2004-10-22 | 2006-04-27 | Applied Materials, Inc. | Methods and compositions for chemical mechanical polishing substrates |
| US7344575B2 (en) * | 2005-06-27 | 2008-03-18 | 3M Innovative Properties Company | Composition, treated backing, and abrasive articles containing the same |
| US7344574B2 (en) * | 2005-06-27 | 2008-03-18 | 3M Innovative Properties Company | Coated abrasive article, and method of making and using the same |
| TWI338329B (en) * | 2005-07-11 | 2011-03-01 | Fujitsu Semiconductor Ltd | Manufacture of semiconductor device with cmp |
| US8016644B2 (en) * | 2007-07-13 | 2011-09-13 | UNIVERSITé LAVAL | Method and apparatus for micro-machining a surface |
| US20090215266A1 (en) * | 2008-02-22 | 2009-08-27 | Thomas Terence M | Polishing Copper-Containing patterned wafers |
| DE102009025242B4 (de) * | 2009-06-17 | 2013-05-23 | Siltronic Ag | Verfahren zum beidseitigen chemischen Schleifen einer Halbleiterscheibe |
| DE102009033206A1 (de) * | 2009-07-15 | 2011-01-27 | Brand, Guido | Polierverfahren und Poliervorrichtung zur Korrektur von geometrischen Abweichungsfehlern auf Präzisionsoberflächen |
| CN103370175B (zh) * | 2011-01-22 | 2016-12-07 | 鲁德·新特佳两合有限公司 | 研磨体 |
| JP5934053B2 (ja) * | 2012-08-14 | 2016-06-15 | セイコープレシジョン株式会社 | Ｘ線処理装置 |
| SG11201608134YA (en) | 2014-04-03 | 2016-10-28 | 3M Innovative Properties Co | Polishing pads and systems and methods of making and using the same |
| TWI769988B (zh) | 2015-10-07 | 2022-07-11 | 美商3M新設資產公司 | 拋光墊與系統及其製造與使用方法 |
| CN111087973B (zh) * | 2019-12-17 | 2021-07-27 | 吉林大学 | 一种植物纤维发酵改性增强摩擦材料制备装置及制备方法 |
Family Cites Families (26)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4244775A (en) | 1979-04-30 | 1981-01-13 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Process for the chemical etch polishing of semiconductors |
| DE3677735D1 (de) | 1985-12-17 | 1991-04-04 | Max Planck Gesellschaft | Verfahren zur herstellung von halbleitersubstraten. |
| JPS62259769A (ja) * | 1986-05-02 | 1987-11-12 | Nec Corp | シリコンウエハの加工方法 |
| US5399528A (en) | 1989-06-01 | 1995-03-21 | Leibovitz; Jacques | Multi-layer fabrication in integrated circuit systems |
| US5152917B1 (en) | 1991-02-06 | 1998-01-13 | Minnesota Mining & Mfg | Structured abrasive article |
| TW307801B (es) | 1992-03-19 | 1997-06-11 | Minnesota Mining & Mfg | |
| MY114512A (en) | 1992-08-19 | 2002-11-30 | Rodel Inc | Polymeric substrate with polymeric microelements |
| JPH0811050A (ja) | 1994-06-28 | 1996-01-16 | Sony Corp | 研磨布及びこれを用いた半導体装置の製造方法 |
| WO1996010471A1 (en) * | 1994-09-30 | 1996-04-11 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Coated abrasive article, method for preparing the same, and method of using |
| US5643044A (en) | 1994-11-01 | 1997-07-01 | Lund; Douglas E. | Automatic chemical and mechanical polishing system for semiconductor wafers |
| US5791969A (en) | 1994-11-01 | 1998-08-11 | Lund; Douglas E. | System and method of automatically polishing semiconductor wafers |
| US5609517A (en) | 1995-11-20 | 1997-03-11 | International Business Machines Corporation | Composite polishing pad |
| JPH09148285A (ja) | 1995-11-27 | 1997-06-06 | Sony Corp | 化学的機械研磨粒子及び半導体装置の製造方法 |
| JP3440665B2 (ja) | 1995-12-20 | 2003-08-25 | ソニー株式会社 | 研磨布およびその製造方法 |
| US5778481A (en) | 1996-02-15 | 1998-07-14 | International Business Machines Corporation | Silicon wafer cleaning and polishing pads |
| TW349896B (en) | 1996-05-02 | 1999-01-11 | Applied Materials Inc | Apparatus and chemical mechanical polishing system for polishing a substrate |
| US5692950A (en) | 1996-08-08 | 1997-12-02 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Abrasive construction for semiconductor wafer modification |
| US5759427A (en) | 1996-08-28 | 1998-06-02 | International Business Machines Corporation | Method and apparatus for polishing metal surfaces |
| US5759917A (en) | 1996-12-30 | 1998-06-02 | Cabot Corporation | Composition for oxide CMP |
| EP0984846B1 (en) | 1997-01-13 | 2004-11-24 | Rodel, Inc. | Method of manufacturing a polymeric polishing pad having photolithographically induced surface pattern |
| US6328642B1 (en) | 1997-02-14 | 2001-12-11 | Lam Research Corporation | Integrated pad and belt for chemical mechanical polishing |
| US6022268A (en) | 1998-04-03 | 2000-02-08 | Rodel Holdings Inc. | Polishing pads and methods relating thereto |
| KR100571892B1 (ko) | 1997-04-30 | 2006-04-18 | 미네소타 마이닝 앤드 매뉴팩춰링 캄파니 | 반도체 웨이퍼 상부 표면의 평탄화 방법 |
| US6224465B1 (en) | 1997-06-26 | 2001-05-01 | Stuart L. Meyer | Methods and apparatus for chemical mechanical planarization using a microreplicated surface |
| US6121143A (en) * | 1997-09-19 | 2000-09-19 | 3M Innovative Properties Company | Abrasive articles comprising a fluorochemical agent for wafer surface modification |
| US6056794A (en) * | 1999-03-05 | 2000-05-02 | 3M Innovative Properties Company | Abrasive articles having bonding systems containing abrasive particles |
-
1999
- 1999-06-09 US US09/328,916 patent/US6234875B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1999-10-18 CA CA002374004A patent/CA2374004A1/en not_active Abandoned
- 1999-10-18 AU AU13175/00A patent/AU1317500A/en not_active Abandoned
- 1999-10-18 DE DE69919230T patent/DE69919230T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1999-10-18 KR KR1020017015751A patent/KR100638289B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1999-10-18 CN CN99816713A patent/CN1352589A/zh active Pending
- 1999-10-18 AT AT99956604T patent/ATE272465T1/de not_active IP Right Cessation
- 1999-10-18 EP EP99956604A patent/EP1189729B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1999-10-18 WO PCT/US1999/024445 patent/WO2000074896A1/en active IP Right Grant
- 1999-10-18 BR BR9917355-7A patent/BR9917355A/pt active Search and Examination
- 1999-10-18 JP JP2001501410A patent/JP2003501820A/ja active Pending
- 1999-10-18 ES ES99956604T patent/ES2224717T3/es not_active Expired - Lifetime
-
2000
- 2000-05-30 TW TW089110529A patent/TWI231245B/zh not_active IP Right Cessation
-
2002
- 2002-08-23 HK HK02106259.1A patent/HK1044504B/zh not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR100638289B1 (ko) | 2006-10-26 |
| DE69919230T2 (de) | 2005-08-04 |
| EP1189729B1 (en) | 2004-08-04 |
| HK1044504A1 (en) | 2002-10-25 |
| CA2374004A1 (en) | 2000-12-14 |
| AU1317500A (en) | 2000-12-28 |
| KR20020011435A (ko) | 2002-02-08 |
| JP2003501820A (ja) | 2003-01-14 |
| EP1189729A1 (en) | 2002-03-27 |
| HK1044504B (zh) | 2005-06-30 |
| DE69919230D1 (de) | 2004-09-09 |
| TWI231245B (en) | 2005-04-21 |
| ATE272465T1 (de) | 2004-08-15 |
| US6234875B1 (en) | 2001-05-22 |
| WO2000074896A8 (en) | 2001-03-29 |
| WO2000074896A1 (en) | 2000-12-14 |
| BR9917355A (pt) | 2002-02-26 |
| CN1352589A (zh) | 2002-06-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ES2224717T3 (es) | Metodo de modificacion de una superficie de una pastilla estructurada. | |
| EP3126092B1 (en) | Polishing pads and systems and methods of making and using the same | |
| EP2266757B1 (en) | Polishing pads useful in chemical mechanical polishing of substrates in the presence of a slurry containing abrasive particles | |
| US6306025B1 (en) | Dressing tool for the surface of an abrasive cloth and its production process | |
| TWI316887B (en) | Materials and methods for chemical-mechanical planarization | |
| CN102049723B (zh) | 抛光半导体晶片的方法 | |
| US6908366B2 (en) | Method of using a soft subpad for chemical mechanical polishing | |
| JP6290004B2 (ja) | 軟質かつコンディショニング可能な化学機械ウィンドウ研磨パッド | |
| CN101779274A (zh) | 用于修饰适于半导体制作的表面的组合物和方法 | |
| TW200526357A (en) | Polishing pad with recessed window | |
| JP2007512966A5 (es) | ||
| US6478977B1 (en) | Polishing method and apparatus | |
| JP2000071167A (ja) | 研磨パッド | |
| US6368969B1 (en) | Chemical-mechanical polishing methods | |
| EP1308243B1 (en) | Polishing method | |
| JP2004179414A (ja) | 研磨装置、研磨パッド、研磨液、膨潤処理液および研磨方法 |