FR3056431A1

FR3056431A1 - APPARATUS FOR PRECONDITIONING AND POLISHING CMP POLISHING PADS

Info

Publication number: FR3056431A1
Application number: FR1759036A
Authority: FR
Inventors: Jeffrey James Hendron; Jeffrey Robert Stack
Original assignee: Rohm and Haas Electronic Materials CMP Holdings Inc
Current assignee: Rohm and Haas Electronic Materials CMP Holdings Inc
Priority date: 2016-09-29
Filing date: 2017-09-28
Publication date: 2018-03-30
Also published as: TW201819110A; US20180085891A1; KR20180035697A; DE102017008997A1; JP2018058203A; CN107877359A

Abstract

La présente invention concerne un appareil pour préconditionner des tampons ou couches de polissage mécano-chimique (CMP) polymériques, de préférence poreux, et pour polir un substrat, qui comprend un ensemble formant meule rotative (4) ayant un rotor avec une surface de meulage en un matériau abrasif poreux, un plateau à fond plat (1) pour maintenir le tampon ou couche de polissage de CMP (2) en place de telle manière que la surface de meulage de la meule rotative est disposée au-dessus de et parallèlement à la surface du plateau à fond plat pour former une interface entre la surface de la couche de polissage de CMP et le matériau abrasif poreux, et un support de substrat (6) situé au-dessus de et parallèlement à une surface supérieure du plateau à fond plat et auquel un substrat de CMP (7) est fixé, pour créer ainsi une interface de polissage entre la surface du substrat et la couche de polissage de CMP, où le support de substrat tourne indépendamment de l'ensemble formant meule rotative et du plateau à fond plat.The present invention relates to an apparatus for preconditioning polymeric, preferably porous, chemical-mechanical polishing pads (CMPs) and for polishing a substrate, which comprises a rotating grinding wheel assembly (4) having a rotor with a grinding surface of a porous abrasive material, a flat bottom tray (1) for holding the CMP polishing pad or layer (2) in place such that the grinding surface of the rotating grinding wheel is disposed above and parallel to the surface of the flat-bottomed plate for forming an interface between the surface of the CMP polishing layer and the porous abrasive material, and a substrate support (6) located above and parallel to an upper surface of the bottom plate; flat and to which a CMP substrate (7) is attached, thereby to create a polishing interface between the surface of the substrate and the CMP polishing layer, wherein the substrate support rotates independently of the substrate. Rotary grinding wheel and flat bottom tray.

Description

Titulaire(s) : ROHM AND HAAS ELECTRONIC MATERIALS CMP HOLDINGS, INC..Holder (s): ROHM AND HAAS ELECTRONIC MATERIALS CMP HOLDINGS, INC ..

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Mandataire(s) : CABINET BEAU DE LOMENIE.Agent (s): CABINET BEAU DE LOMENIE.

(04) APPAREIL POUR PRECONDITIONNER ET POLIR DES TAMPONS DE POLISSAGE DE CMP.(04) APPARATUS FOR PRECONDITIONING AND POLISHING CMP POLISHING PADS.

FR 3 056 431 - A1 _ La présente invention concerne un appareil pour préconditionner des tampons ou couches de polissage mécano-chimique (CMP) polymériques, de préférence poreux, et pour polir un substrat, qui comprend un ensemble formant meule rotative (4) ayant un rotor avec une surface de meulage en un matériau abrasif poreux, un plateau à fond plat (1 ) pour maintenir le tampon ou couche de polissage de CMP (2) en place de telle manière que la surface de meulage de la meule rotative est disposée au-dessus de et parallèlement à la surface du plateau à fond plat pour former une interface entre la surface de la couche de polissage de CMP et le matériau abrasif poreux, et un support de substrat (6) situé au-dessus de et parallèlement à une surface supérieure du plateau à fond plat et auquel un substrat de CMP (7) est fixé, pour créer ainsi une interface de polissage entre la surface du substrat et la couche de polissage de CMP, où le support de substrat tourne indépendamment de l'ensemble formant meule rotative et du plateau à fond plat.FR 3 056 431 - A1 _ The present invention relates to an apparatus for preconditioning buffers or layers of chemical mechanical polishing (CMP) polymeric, preferably porous, and for polishing a substrate, which comprises a rotary wheel assembly (4) having a rotor with a grinding surface made of a porous abrasive material, a flat bottom plate (1) for holding the pad or polishing layer of CMP (2) in place so that the grinding surface of the rotary wheel is arranged above and parallel to the surface of the flat bottom plate to form an interface between the surface of the CMP polishing layer and the porous abrasive material, and a substrate support (6) located above and parallel to an upper surface of the flat bottom tray and to which a CMP substrate (7) is attached, thereby creating a polishing interface between the substrate surface and the CMP polishing layer, where the substrate holder rotates ind pendently of the rotatable wheel assembly and the flat bottom tray.

DOMAINE TECHNIQUETECHNICAL AREA

La présente invention concerne un appareil destiné à être utilisé pour produire une microtexture de surface de tampon dans les tampons de polissage, comme les tampons polymériques, utilisés pour la planarisation mécano-chimique (CMP) de substrats, comme des substrats semi-conducteurs, des substrats magnétiques ou des substrats optiques, ainsi que des procédés l'utilisant. Plus particulièrement, la présente invention concerne un appareil pour meuler la surface d'une couche de polissage de CMP comprenant une meule rotative ayant une surface de meulage en un matériau abrasif poreux pour former une interface entre la surface de la couche de polissage de CMP et le matériau abrasif poreux, ainsi qu'un plateau à fond plat pour maintenir la couche de polissage de CMP en place.The present invention relates to an apparatus for use in producing a pad surface microtexture in polishing pads, such as polymeric pads, used for chemical mechanical planarization (CMP) of substrates, such as semiconductor substrates, magnetic substrates or optical substrates, as well as methods using it. More particularly, the present invention relates to an apparatus for grinding the surface of a CMP polishing layer comprising a rotary grinding wheel having a grinding surface of a porous abrasive material to form an interface between the surface of the CMP polishing layer and porous abrasive material, as well as a flat bottom tray to hold the CMP polishing layer in place.

ETAT DE LA TECHNIQUESTATE OF THE ART

On sait que la fabrication des tampons de polissage destinés à être utilisés dans la planarisation mécano-chimique inclut le moulage et le durcissement d'un polymère expansé ou poreux, comme un polyuréthane, dans un moule ayant le diamètre souhaité pour le tampon de polissage final, puis le démoulage et la coupe du polymère durci dans une direction parallèle à ia surface supérieure du moule pour former une couche ayant l'épaisseur souhaitée, par exemple par tronçonnage, et le façonnage de la couche résultante, par exemple par meulage, fraisage ou profilage pour former un motif de surface final sur le tampon de polissage. Jusqu'à présent, les procédés connus pour façonner de telles couches afin d'obtenir des tampons de polissage incluaient le moulage par injection des couches, l'extrusion des couches, le ponçage des couches avec une courroie abrasive fixée et/ou le dressage des couches jusqu'à une épaisseur et une planéité souhaitées. Ces procédés ont une capacité limitée à réaliser une microtexture de surface de tampon uniforme qui est nécessaire pour obtenir une faible défectivité dans les substrats polis et un retrait uniforme de matériau des substrats. En fait, ces procédés créent généralement un motif visible, comme des rainures ayant une largeur et une profondeur données, et une texture visible mais non uniforme. Par exemple, un processus de tronçonnage n'est pas fiable pour façonner la surface des tampons car la rigidité change avec l'épaisseur du produit moulé et la lame de tronçonnage s'use de manière continue. Les techniques de dressage localisé sont incapables de produire une microtexture de surface de tampon uniforme du fait de l'usure continue des outils et de la précision de positionnement du tour. Les tampons produits par des processus de moulage par injection ont une uniformité insuffisante du fait de l'écoulement non uniforme de matériau dans le moule; de plus, les produits moulés ont tendance à se déformer quand les tampons se solidifient et durcissent car l'agent de durcissement et le reste du matériau moulé peuvent s'écouler à des vitesses différentes pendant l'injection dans une zone confinée, en particulier à des températures élevées.It is known that the manufacture of polishing pads intended for use in mechanical-chemical planarization includes the molding and hardening of an expanded or porous polymer, such as a polyurethane, in a mold having the desired diameter for the final polishing pad. , then demolding and cutting the cured polymer in a direction parallel to the upper surface of the mold to form a layer having the desired thickness, for example by cutting, and shaping of the resulting layer, for example by grinding, milling or profiling to form a final surface pattern on the polishing pad. Hitherto, known methods for shaping such layers to obtain polishing pads have included injection molding of the layers, extrusion of the layers, sanding of the layers with a fixed abrasive belt and / or dressing of the layers up to a desired thickness and flatness. These methods have a limited ability to achieve a uniform pad surface microtexture which is necessary to achieve low defectiveness in polished substrates and uniform removal of material from the substrates. In fact, these methods generally create a visible pattern, such as grooves having a given width and depth, and a visible but not uniform texture. For example, a cutting process is not reliable for shaping the surface of the pads because the stiffness changes with the thickness of the molded product and the cutting blade wears continuously. Localized dressing techniques are unable to produce a uniform buffer surface microtexture due to continuous tool wear and the positioning accuracy of the lathe. The pads produced by injection molding processes have insufficient uniformity due to the non-uniform flow of material through the mold; moreover, molded products tend to deform when the pads solidify and harden because the curing agent and the rest of the molded material can flow at different rates during injection into a confined area, in particular at high temperatures.

Des procédés de ponçage ont aussi été utilisés pour rendre lisses les tampons de polissage mécano-chimique qui ont une surface plus dure. Dans un exemple de procédé de ponçage, le brevet U.S. no. 7118461 au nom de West et al. décrit des tampons lisses pour la planarisation mécano-chimique et des procédés pour produire ces tampons, les procédés comprenant le ponçage ou le polissage de la surface des tampons avec une courroie abrasive pour retirer du matériau de la surface des tampons. Dans un exemple, le ponçage est suivi par une étape de ponçage subséquente utilisant un abrasif plus fin. Le produit obtenu au moyen de ces procédés présente une capacité de planarisation améliorée par rapport à un tampon identique qui n'a pas été rendu lisse. Malheureusement, alors que les procédés de West et al. permettent de rendre un tampon lisse, ils ne produisent pas une microtexture de surface de tampon uniforme et ne peuvent pas être utilisés pour traiter un tampon plus mou (dureté Shore D selon ASTM D2240-15 (2015) du tampon ou de la matrice polymère du tampon de 40 ou moins). En outre, les procédés de West et al. retirent une quantité de matériau si importante que la durée de vie utile des tampons de polissage résultants peut être affectée négativement. Il demeure souhaitable de produire un tampon de polissage mécano-chimique ayant une microtexture de surface uniforme sans que la durée de vie utile du tampon soit limitée.Sanding processes have also been used to smooth the chemical mechanical polishing pads which have a harder surface. In an example of a sanding process, U.S. Patent no. 7118461 in the name of West et al. describes smooth pads for chemical mechanical planarization and methods for producing such pads, the methods comprising sanding or polishing the pad surface with an abrasive belt to remove material from the pad surface. In one example, sanding is followed by a subsequent sanding step using a finer abrasive. The product obtained by these methods has an improved planarization capacity compared to an identical pad which has not been made smooth. Unfortunately, while the methods of West et al. make a tampon smooth, they do not produce a uniform tampon surface microtexture and cannot be used to treat a softer tampon (Shore D hardness according to ASTM D2240-15 (2015) of the tampon or the polymer matrix of the buffer of 40 or less). In addition, the methods of West et al. remove so much material that the useful life of the resulting polishing pads can be adversely affected. It remains desirable to produce a chemical mechanical polishing pad having a uniform surface microtexture without limiting the useful life of the pad.

Le conditionnement d'un tampon de polissage mécanochimique est apparenté au ponçage, et généralement les tampons sont conditionnés lors de leur utilisation au moyen d'une roue abrasive rotative ayant une surface qui ressemble à du papier de verre fin. Un tel conditionnement conduit à une efficacité de planarisation améliorée après une période de rodage au cours de laquelle le tampon n'est pas utilisé pour le polissage. Il demeure souhaitable d'éliminer la période de rodage et de produire un tampon préconditionné qui peut être utilisé directement pour le polissage.The conditioning of a mechanochemical polishing pad is akin to sanding, and generally the pads are conditioned when in use by means of a rotating abrasive wheel having a surface which resembles fine sandpaper. Such conditioning leads to improved planarization efficiency after a running-in period during which the pad is not used for polishing. It remains desirable to eliminate the break-in period and to produce a preconditioned pad which can be used directly for polishing.

La présente demanderesse a conçu un appareil pour produire des tampons de CMP préconditionnés qui ont une microtexture de surface de tampon uniforme tout en conservant leur topographie de surface initiale.The present Applicant has designed an apparatus for producing preconditioned CMP pads which have a uniform pad surface microtexture while retaining their original surface topography.

EXPOSE DE L'INVENTION Ainsi, la présente invention concerne ce qui suit :PRESENTATION OF THE INVENTION Thus, the present invention relates to the following:

1. Un appareil pour produire des tampons ou couches de polissage mécano-chimique (CMP) polymériques préconditionnés, de préférence polymériques poreux, en polyuréthane ou en mousse de polyuréthane, ayant une microtexture de surface de tampon efficace pour le polissage qui comprend un ensemble formant meule rotative ayant un rotor ou roue avec une surface de meulage en un matériau abrasif poreux, et un plateau à fond plat pour maintenir la couche de polissage de CMP en place, par exemple au moyen d'un adhésif sensible à la pression ou, de préférence, au moyen d'un vide, la surface de meulage de la meule rotative étant disposée au-dessus de et parallèlement ou sensiblement parallèlement à la surface du plateau à fond plat pour former une interface entre la surface de la couche de polissage de CMP et le matériau abrasif poreux.1. An apparatus for producing preconditioned polymeric, preferably polymeric porous, polyurethane or polyurethane foam chemical mechanical polishing pads or layers (CMP) having an effective buffing surface microtexture comprising a forming assembly rotary wheel having a rotor or wheel with a grinding surface of a porous abrasive material, and a flat bottom plate for holding the CMP polishing layer in place, for example by means of a pressure sensitive adhesive or, preferably, by means of a vacuum, the grinding surface of the rotary grinding wheel being arranged above and parallel to or substantially parallel to the surface of the flat bottom plate to form an interface between the surface of the CMP polishing layer and the porous abrasive material.

Un appareil pour produire des tampons ou couches de polissage mécano-chimique (CMP) polymériques préconditionnés ayant une microtexture de surface de tampon et pour polir un substrat comprenant un ensemble formant meule rotative ayant un rotor ou roue avec une surface de meulage en un matériau abrasif poreux, un plateau à fond plat pour maintenir la couche de polissage de CMP en place, la surface de meulage de la meule rotative étant disposée au-dessus de et parallèlement ou sensiblement parallèlement à la surface du plateau à fond plat pour former une interface entre la surface de la couche de polissage de CMP et le matériau abrasif poreux, et un support de substrat situé au-dessus de et parallèlement à une surface supérieure du plateau à fond plat de manière à ne pas chevaucher la zone au-dessus de laquelle l’ensemble formant meule rotative est disposé et auquel un substrat de CMP est fixé, pour créer ainsi une interface de polissage entre la surface du substrat et la couche de polissage de CMP, où le support de substrat tourne indépendamment de l'ensemble formant meule rotative et du plateau à fond plat.An apparatus for producing preconditioned polymeric mechanical chemical polishing pads or pads having a pad surface microtexture and for polishing a substrate comprising a rotary wheel assembly having a rotor or wheel with a grinding surface of an abrasive material porous, a flat bottom plate to hold the CMP polishing layer in place, the grinding surface of the rotary grinding wheel being disposed above and parallel to or substantially parallel to the surface of the flat bottom plate to form an interface between the surface of the polishing layer of CMP and the porous abrasive material, and a substrate support located above and parallel to an upper surface of the flat-bottomed tray so as not to overlap the area above which the the rotating wheel assembly is disposed and to which a CMP substrate is attached, thereby creating a polishing interface between the surface of the substance rat and the CMP polishing layer, where the substrate holder rotates independently of the spinning wheel assembly and the flat bottom pan.

L'appareil dans lequel le plateau à fond plat maintient la couche de polissage de CMP en place au moyen d'un vide.The apparatus in which the flat bottom plate holds the CMP polishing layer in place by means of a vacuum.

2. L'appareil selon la présente invention tel qu'il est décrit au point 1, ci-dessus, où la couche de polissage de CMP a un rayon qui s'étend de son centre à sa périphérie externe et la surface de meulage du rotor ou roue de l'ensemble formant meule rotative a un diamètre égal ou supérieur au rayon de la couche de polissage de CMP, de préférence, égal au rayon de la couche de polissage de CMP.2. The apparatus according to the present invention as described in point 1, above, where the polishing layer of CMP has a radius which extends from its center to its outer periphery and the grinding surface of the rotor or wheel of the rotary grinding wheel assembly has a diameter equal to or greater than the radius of the CMP polishing layer, preferably equal to the radius of the CMP polishing layer.

3. L'appareil selon la présente invention tel qu'il est décrit au point 2, ci-dessus, où le rotor ou roue de l'ensemble formant meule rotative est positionné de telle manière que la périphérie externe de sa surface de meulage repose directement sur le centre de la couche de polissage de CMP pendant le meulage.3. The apparatus according to the present invention as described in point 2, above, where the rotor or wheel of the rotary grinding wheel assembly is positioned such that the outer periphery of its grinding surface rests directly on the center of the CMP polishing layer during grinding.

4. L'appareil selon la présente invention tel qu'il est décrit dans l'un quelconque des points 1, 2 ou 3, ci-dessus, où le rotor ou roue de l'ensemble formant meule rotative et la couche de polissage de CMP et le plateau à fond plat tournent chacun pendant le meulage de la couche de polissage de CMP. De préférence, le plateau à fond plat tourne dans le sens opposé à l'ensemble formant meule rotative.4. The apparatus according to the present invention as described in any one of points 1, 2 or 3, above, where the rotor or wheel of the rotary wheel assembly and the polishing layer of CMP and the flat bottom pan each rotate during the grinding of the CMP polishing layer. Preferably, the flat bottom plate rotates in the opposite direction to the rotary grinding wheel assembly.

5. L'appareil selon la présente invention tel qu'il est décrit au point 4, ci-dessus, où le rotor ou roue de l'ensemble formant meule rotative tourne à une vitesse de 50 à 500 tr/min ou, de préférence, de 150 à 300 tr/min, et le plateau à fond plat tourne à une vitesse de 6 à 45 tr/min ou, de préférence, de 8 à 20 tr/min.5. The apparatus according to the present invention as described in point 4, above, where the rotor or wheel of the rotary grinding wheel assembly rotates at a speed of 50 to 500 rpm or, preferably , from 150 to 300 rpm, and the flat bottom plate rotates at a speed of 6 to 45 rpm or, preferably, from 8 to 20 rpm.

6. L'appareil selon la présente invention tel qu'il est décrit dans l'un quelconque des points 1, 2, 3, 4 ou 5, ci-dessus, où le rotor ou roue de l'ensemble formant meule rotative est positionné au-dessus de la couche de polissage de CMP et du plateau à fond plat pendant le meulage, et la meule rotative est abaissée depuis un point juste au-dessus de la surface de la couche de polissage de CMP à raison de 0,1 à 15 pm/tour ou, de préférence, de 0,2 à 10 pm/tour, pour réduire l'espace entre la surface de la couche de polissage de CMP et le matériau abrasif poreux et les amener en contact.6. The apparatus according to the present invention as described in any one of points 1, 2, 3, 4 or 5, above, where the rotor or wheel of the assembly forming a rotary grinding wheel is positioned above the CMP polishing layer and the flat bottom plate during grinding, and the rotary wheel is lowered from a point just above the surface of the CMP polishing layer at 0.1 to 15 µm / revolution or, preferably, 0.2-10 µm / revolution, to reduce the space between the surface of the CMP polishing layer and the porous abrasive material and bring them into contact.

7. L'appareil selon la présente invention tel qu'il est décrit dans l'un quelconque des points 1, 2, 3, 4, 5, ou 6, ci-dessus, où l'ensemble formant meule rotative comprend un boîtier d'entraînement incluant un moteur ou dispositif d’actionnement rotatif, comme un moteur électrique ou un servomoteur, et un axe disposé verticalement relié à et entraîné par le moteur ou dispositif d’actionnement rotatif, par exemple via un engrenage ou une courroie d'entraînement, qui s'étend dans le boîtier d'entraînement et est relié à son extrémité inférieure via une liaison mécanique, comme un engrenage ou une courroie d'entraînement, au rotor ou roue de telle manière qu'il tourne à un nombre souhaité de tours par minute (tr/min).7. The apparatus according to the present invention as described in any one of points 1, 2, 3, 4, 5, or 6, above, where the assembly forming a rotary grinding wheel comprises a housing d drive including a motor or rotary actuator, such as an electric motor or servo motor, and a shaft arranged vertically connected to and driven by the motor or rotary actuator, for example via a gear or a drive belt , which extends into the drive housing and is connected at its lower end via a mechanical connection, such as a gear or drive belt, to the rotor or wheel in such a way that it rotates at a desired number of turns per minute (rpm).

8. L'appareil selon la présente invention tel qu'il est décrit au point 7, ci-dessus, où, dans le boîtier d'entraînement, l'axe disposé verticalement comprend une vis à billes ou un servomoteur secondaire situé à l'endroit où l'axe est relié au moteur ou dispositif d’actionnement rotatif, au niveau de la liaison mécanique de l'axe avec le rotor ou roue, ou aux deux endroits, de sorte que le rotor ou roue de l'ensemble formant meule rotative peut être abaissé à une vitesse incrémentielle fixée.8. The apparatus according to the present invention as described in point 7, above, where, in the drive housing, the axis arranged vertically comprises a ball screw or a secondary servo motor located at the where the axis is connected to the motor or rotary actuator, at the mechanical connection of the axis with the rotor or wheel, or at both places, so that the rotor or wheel of the grinding wheel assembly rotary can be lowered at a fixed incremental speed.

9. L'appareil selon la présente invention tel qu'il est décrit au point 8, ci-dessus, où le rotor ou roue comprend un ou plusieurs dispositifs d’actionnement excentrés qui peuvent être pneumatiques, comme des cylindres, électroniques, ou de type moteur, comme des servomoteurs, de préférence trois à huit dispositifs d’actionnement de ce type agencés dans une succession radiale autour du rotor ou roue, de sorte que le rotor ou roue peut être incliné de telle manière que sa surface de meulage est sensiblement parallèle à la surface supérieure du plateau à fond plat, de manière à permettre un meulage pour créer des tampons ou des couches de polissage de CMP épais au centre ou minces au centre.9. The apparatus according to the present invention as described in point 8, above, where the rotor or wheel comprises one or more eccentric actuating devices which may be pneumatic, such as cylinders, electronic, or motor type, like servomotors, preferably three to eight actuating devices of this type arranged in a radial succession around the rotor or wheel, so that the rotor or wheel can be tilted in such a way that its grinding surface is substantially parallel to the upper surface of the flat-bottomed tray, so as to allow grinding to create buffers or polishing layers of thick CMP in the center or thin in the center.

10. L'appareil selon la présente invention, où l'ensemble formant meule rotative a un rotor ou roue comportant l'agent de meulage constitué par un matériau abrasif poreux, de préférence porté sur un seul anneau de support, l'agent de meulage étant fixé sur le côté inférieur de sa périphérie, par exemple via une succession radiale d'agrafes, d'attaches ou au moyen d'un anneau de retenue chargé par ressort latéralement, situé sur le côté inférieur de l'ensemble formant meule rotative et dans lequel la périphérie d'un anneau de matériau abrasif poreux s'adapte étroitement.10. The apparatus according to the present invention, wherein the rotary grinding wheel assembly has a rotor or wheel comprising the grinding agent constituted by a porous abrasive material, preferably carried on a single support ring, the grinding agent being fixed on the lower side of its periphery, for example via a radial succession of staples, fasteners or by means of a retaining ring loaded with a spring loaded laterally, situated on the lower side of the assembly forming a rotary grinding wheel and wherein the periphery of a ring of porous abrasive material fits closely.

11. L'appareil selon la présente invention tel qu'il est décrit au point 10, ci-dessus, où l'agent de meulage constitué par un matériau abrasif poreux est disposé en une pluralité de segments qui s'étendent sur le côté inférieur de la périphérie de l'ensemble formant meule rotative et avec des interstices entre les segments.11. The apparatus according to the present invention as described in point 10, above, where the grinding agent consisting of a porous abrasive material is arranged in a plurality of segments which extend on the lower side from the periphery of the rotary wheel assembly and with gaps between the segments.

12. L'appareil selon la présente invention tel qu'il est décrit dans l'un quelconque des points 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 ou 11, cidessus, où le matériau abrasif poreux est un composite d'une phase continue poreuse dans laquelle sont dispersées des particules abrasives non poreuses finement divisées, comme des particules de nitrure de bore ou, de préférence des particules de diamant.12. The apparatus according to the present invention as described in any one of points 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 or 11 above, where the abrasive material porous is a composite of a porous continuous phase in which finely divided non-porous abrasive particles are dispersed, such as particles of boron nitride or, preferably particles of diamond.

13. L'appareil selon la présente invention tel qu'il est décrit au point 12, ci-dessus, où la phase continue poreuse du matériau abrasif poreux a un diamètre de pore moyen de 3 à 240 pm ou, de préférence, de 10 à 80 pm.13. The apparatus according to the present invention as described in point 12 above, wherein the porous continuous phase of the porous abrasive material has an average pore diameter of 3 to 240 µm or, preferably, 10 at 80 pm.

14. L'appareil selon la présente invention tel qu'il est décrit dans l'un quelconque des points 12 ou 13, ci-dessus, où la phase continue poreuse du matériau abrasif poreux comprend une céramique, de préférence une céramique frittée, comme l'alumine ou l'oxyde de cérium.14. The apparatus according to the present invention as described in any one of points 12 or 13, above, where the continuous porous phase of the porous abrasive material comprises a ceramic, preferably a sintered ceramic, as alumina or cerium oxide.

15. L'appareil selon la présente invention tel qu'il est décrit dans l'un quelconque des points 1 à 14, ci-dessus, où le plateau à fond plat contient une pluralité de petits trous, par exemple de 0,5 à 5 mm de diamètre, traversant le plateau, qui sont reliés à un vide. Les trous peuvent être disposés d'une manière appropriée quelconque pour maintenir le substrat formé par la couche de polissage de CMP en place pendant le meulage, par exemple le long d'une série de rayons qui s'étendent vers l'extérieur depuis le centre du plateau à fond plat ou en une série d'anneaux concentriques.15. The apparatus according to the present invention as described in any one of points 1 to 14, above, where the flat bottom tray contains a plurality of small holes, for example from 0.5 to 5 mm in diameter, crossing the plate, which are connected to a vacuum. The holes may be arranged in any suitable manner to hold the substrate formed by the CMP polishing layer in place during grinding, for example along a series of spokes which extend outward from the center of the flat-bottomed tray or in a series of concentric rings.

16. L'appareil selon la présente invention tel qu'il est décrit dans l'un quelconque des points 1 à 15, ci-dessus, comprenant en outre un conduit, tuyau, buse ou valve pour insuffler un gaz inerte comprimé ou de l'air comprimé de manière intermittente ou, de préférence, de manière continue, et positionné pour insuffler le gaz inerte comprimé ou l'air comprimé dans l'interface entre la surface du matériau de la couche de polissage de CMP et le matériau abrasif poreux de manière à frapper le matériau abrasif poreux pendant le meulage, de préférence, depuis un point adjacent au centre de la couche de polissage de CMP sur le plateau à fond plat à travers l'interface entre la couche de polissage de CMP et le matériau abrasif poreux ou, de préférence encore, un conduit, tuyau, buse ou valve positionné pour insuffler le gaz inerte ou l'air comprimé depuis un point adjacent au centre de la couche de polissage de CMP sur le plateau à fond plat à travers l'interface entre la couche de polissage de CMP et le matériau abrasif poreux de manière à frapper le matériau abrasif poreux et, séparément, un second conduit, tuyau ou valve pour insuffler un gaz inerte comprimé ou de l'air comprimé vers le haut depuis un point situé juste sous la périphérie de l'ensemble formant meule rotative de manière à frapper le matériau abrasif poreux pendant le meulage, par exemple, à l'endroit où la périphérie de la couche de polissage de CMP et la périphérie de la meule rotative se rejoignent.16. The apparatus according to the present invention as described in any one of points 1 to 15, above, further comprising a conduit, pipe, nozzle or valve for blowing compressed inert gas or l compressed air intermittently or, preferably, continuously, and positioned to blow compressed inert gas or compressed air into the interface between the surface of the CMP polishing layer material and the porous abrasive material so as to strike the porous abrasive material during grinding, preferably from a point adjacent to the center of the CMP polishing layer on the flat bottom pan through the interface between the CMP polishing layer and the porous abrasive material or, more preferably, a conduit, pipe, nozzle or valve positioned to inject inert gas or compressed air from a point adjacent to the center of the CMP polishing layer on the flat bottom pan through the interface e between the polishing layer of CMP and the porous abrasive material so as to strike the porous abrasive material and, separately, a second duct, pipe or valve for blowing compressed inert gas or compressed air upwards from a point located just under the periphery of the rotary wheel assembly so as to strike the porous abrasive material during grinding, for example, where the periphery of the CMP polishing layer and the periphery of the rotary wheel meet.

17. L'appareil selon la présente invention tel qu'il est décrit dans l'un quelconque des points 1 à 16, ci-dessus, comprenant en outre un support de substrat situé au-dessus de et parallèlement à la surface supérieure du plateau à fond plat de manière à ne pas chevaucher la zone au-dessus de laquelle l'ensemble formant meule rotative est disposé et auquel un substrat de CMP, comme un substrat semi-conducteur ou galette, un substrat magnétique ou un substrat optique est fixé, par exemple par serrage, en créant une interface de polissage entre la surface du substrat et la couche de polissage de CMP, où le support de substrat tourne indépendamment de l'ensemble formant meule rotative et du plateau à fond plat, par exemple, à une vitesse individuelle de 1 à 200 tr/min ou, de préférence, de 10 à 100 tr/min.17. The apparatus according to the present invention as described in any one of points 1 to 16, above, further comprising a substrate support located above and parallel to the upper surface of the tray flat bottom so as not to overlap the area above which the rotating wheel assembly is arranged and to which a CMP substrate, such as a semiconductor or wafer substrate, a magnetic substrate or an optical substrate is fixed, for example by clamping, creating a polishing interface between the surface of the substrate and the polishing layer of CMP, where the substrate support rotates independently of the rotary grinding wheel assembly and the flat bottom plate, for example at a individual speed from 1 to 200 rpm or, preferably, from 10 to 100 rpm.

18. L'appareil selon la présente invention tel qu'il est décrit au point 17, ci-dessus, où le support de substrat a un diamètre plus petit que le rayon de la couche de polissage de CMP ou du tampon maintenu sur le plateau à fond plat et, en outre, où le support de substrat est lié mécaniquement à ou monté sur un premier dispositif d'actionnement, comme un servomoteur, pour faire tourner le support de substrat autour d'un axe central, et un second dispositif d'actionnement, comme un second servomoteur ou une vis à billes à axe Z, pour presser le support de substrat contre la couche de polissage ou le tampon de CMP.18. The apparatus according to the present invention as described in point 17, above, where the substrate support has a smaller diameter than the radius of the CMP polishing layer or the pad held on the tray with a flat bottom and, in addition, where the substrate support is mechanically linked to or mounted on a first actuating device, such as a servomotor, to rotate the substrate support around a central axis, and a second device actuation, such as a second servomotor or a Z-axis ball screw, to press the substrate support against the polishing layer or the CMP pad.

19. L'appareil selon la présente invention tel qu'il est décrit dans l'un quelconque des points 1 à 18, ci-dessus, où l'ensemble de l'appareil est inclus dans une enceinte étanche à l'air, comme une enceinte où l'humidité relative (HR) peut varier de 5 à 100%, par exemple, de 5 à 50%.19. The apparatus according to the present invention as described in any one of points 1 to 18, above, where the entire apparatus is included in an airtight enclosure, as an enclosure where the relative humidity (RH) can vary from 5 to 100%, for example, from 5 to 50%.

Sauf indication contraire, les conditions de température et de pression sont la température ambiante et la pression standard.Unless otherwise specified, the temperature and pressure conditions are room temperature and standard pressure.

Sauf indication contraire, tout terme contenant des parenthèses peut désigner le terme entier contenant des parenthèses et le terme sans parenthèses, et les combinaisons de chaque alternative. Ainsi le terme (poly)isocyanate signifie isocyanate, polyisocyanate, ou leurs mélanges.Unless otherwise indicated, any term containing parentheses may refer to the entire term containing parentheses and the term without parentheses, and combinations of each alternative. Thus the term (poly) isocyanate means isocyanate, polyisocyanate, or mixtures thereof.

Toutes les plages indiquées sont inclusives et combinables.All the ranges indicated are inclusive and combinable.

Par exemple, le terme une plage de 5xl0'² à 3 Pa.s (50 à 3000 cP), ou de 10'¹ Pa.s (100 cP) ou plus inclut 5xl0'² à 10'¹ Pa.s (50 à 100 cP), 5xl0'² à 3 Pa.s (50 à 3000 cP) et 10’¹ à 3 Pa.s (100 à 3000 cP).For example, the term a range of 5xl0 ' ² to 3 Pa.s (50 to 3000 cP), or 10' ¹ Pa.s (100 cP) or more includes 5xl0 ' ² to 10' ¹ Pa.s (50 at 100 cP), 5x10 ' ² to 3 Pa.s (50 to 3000 cP) and 10' ¹ to 3 Pa.s (100 to 3000 cP).

Tel qu'il est utilisé ici, le terme ASTM désigne les publications de ASTM International, West Conshohocken, PA.As used herein, the term ASTM refers to publications by ASTM International, West Conshohocken, PA.

Tel qu'il est utilisé ici, le terme variation d'épaisseur signifie la valeur déterminée par la variation maximum de l'épaisseur d'un tampon de polissage de CMP.As used herein, the term thickness variation means the value determined by the maximum variation in thickness of a CMP polishing pad.

Tel qu'il est utilisé ici, le terme sensiblement parallèle désigne l'angle formé par la surface de meulage de la meule rotative et la surface supérieure de la couche de polissage de CMP ou, plus particulièrement, un angle de 178° à 182°, ou, de préférence, de 179° à 181°, qui est défini par l'intersection d'un premier segment de droite qui est parallèle à la surface de meulage de la meule rotative et qui se termine en un point situé au-dessus du centre de la couche de polissage de CMP et d'un second segment de droite qui s'étend depuis l'extrémité du premier segment de droite et qui est parallèle à la surface supérieure du plateau à fond plat et qui se termine au niveau de la périphérie externe du plateau à fond plat, où les premier et second segments de droite sont situés dans un plan qui est perpendiculaire au plateau à fond plat et qui passe par le centre de la couche de polissage de CMP et le point sur la périphérie de la surface de meulage de la meule rotative situé le plus loin du centre de la couche de polissage de CMP.As used herein, the term substantially parallel denotes the angle formed by the grinding surface of the rotary grinding wheel and the upper surface of the CMP polishing layer or, more particularly, an angle of 178 ° to 182 ° , or, preferably, from 179 ° to 181 °, which is defined by the intersection of a first straight line which is parallel to the grinding surface of the rotary grinding wheel and which ends at a point situated above from the center of the polishing layer of CMP and from a second straight line which extends from the end of the first straight line and which is parallel to the upper surface of the flat bottom plate and which ends at the outer periphery of the flat bottom plate, where the first and second straight line segments are located in a plane which is perpendicular to the flat bottom plate and which passes through the center of the polishing layer of CMP and the point on the periphery of the grinding surface of the me a rotary machine located farthest from the center of the CMP polishing layer.

Tel qu'il est utilisé ici le terme Sq., quand il est utilisé pour définir la rugosité de surface, signifie la moyenne quadratique d'un nombre indiqué de valeurs de rugosité de surface mesurées à des points indiqués sur la surface d'une couche de polissage de CMP donnée.As used here the term Sq., When used to define surface roughness, means the square mean of a specified number of surface roughness values measured at indicated points on the surface of a layer of CMP polishing given.

Tel qu'il est utilisé ici, le terme rugosité de surface signifie la valeur déterminée en mesurant la hauteur d'une surface par rapport au plan du meilleur ajustement qui représente une surface horizontale parallèle à et située au niveau de la surface supérieure d'une couche de polissage de CMP donnée en un point quelconque sur cette surface supérieure; Sk désigne la profondeur de rugosité centrale, Svk désigne la hauteur de vallée éliminée, et Spk désigne la hauteur de crête réduite. Une rugosité de surface acceptable va de 0,01 pm à 25 pm, Sq, ou, de préférence, de 1 pm à 15 pm, Sq.As used herein, the term surface roughness means the value determined by measuring the height of a surface relative to the plane of the best fit which represents a horizontal surface parallel to and located at the top surface of a CMP polishing layer given at any point on this upper surface; Sk denotes the central roughness depth, Svk denotes the eliminated valley height, and Spk denotes the reduced peak height. Acceptable surface roughness is from 0.01 µm to 25 µm, Sq, or preferably from 1 µm to 15 µm, Sq.

Tel qu'il est utilisé ici, le terme % en masse signifie pourcent en masse.As used herein, the term% by mass means percent by mass.

DESCRIPTION DES DESSINSDESCRIPTION OF THE DRAWINGS

La figure 1 représente un appareil à meule rotative selon la présente invention et montre un plateau à fond plat, et une couche de polissage de CMP comportant une fenêtre transparente.Figure 1 shows a rotary wheel apparatus according to the present invention and shows a flat bottom plate, and a CMP polishing layer having a transparent window.

La figure 2 représente une couche de polissage de CMP traitée avec l'appareil selon la présente invention et ayant sur sa surface une microtexture uniforme de sillons définis par des arcs sécants, où chaque arc a un rayon de courbure égal à ou légèrement plus grand que le rayon de la couche de polissage de CMP.FIG. 2 represents a polishing layer of CMP treated with the apparatus according to the present invention and having on its surface a uniform microtexture of grooves defined by intersecting arcs, where each arc has a radius of curvature equal to or slightly greater than the radius of the CMP polishing layer.

La figure 3 représente une meule rotative et un appareil de polissage selon la présente invention ayant un support de substrat adapté pour planariser ou polir un substrat, comme un substrat semi-conducteur.Figure 3 shows a rotary wheel and a polishing apparatus according to the present invention having a substrate holder adapted to planarize or polish a substrate, such as a semiconductor substrate.

DESCRIPTION DETAILLEEDETAILED DESCRIPTION

L'appareil de meulage selon la présente invention améliore la microtexture de surface des couches de polissage de CMP, y compris la surface supérieure des tampons de polissage de CMP et des couches de polissage. L'appareil crée une microtexture de surface uniforme caractérisée par une série d'arcs sécants dans la surface de la couche de polissage de CMP qui ont le même rayon de courbure qu'un cercle défini par la périphérie externe de la surface de meulage de la meule rotative et par une rugosité de surface de la surface supérieure de la couche de polissage de CMP de 0,01 à 25 pm, Sq. La demanderesse a constaté que les couches de polissage de CMP traitées avec la meule rotative selon la présente invention fonctionnent de manière satisfaisante avec peu ou pas de conditionnement, c'est-à-dire qu'elles sont préconditionnées. En outre, la microtexture de surface de tampon des couches de polissage de CMP traitées avec la meule rotative permet un polissage amélioré des substrats. L'appareil de la présente invention contribue à éviter les irrégularités dans la morphologie des tampons qui sont causées par le tronçonnage, et qui peuvent entraîner des défauts de surface, comme des stries, dans les tampons de polissage mécano-chimique ainsi que le cloquage des matériaux de fenêtres qui sont plus mous que le reste de la couche de polissage de CMP. En outre, l'appareil de la présente invention contribue à réduire au minimum les impacts négatifs dus à la déformation de la couche de polissage pendant l'empilement de tampons au cours duquel deux couches de tampon ou plus sont amenées à franchir des lignes de contact séparées par une distance fixée, de sorte qu'il en résulte des ondulations linéaires. Ceci est particulièrement important dans le cas des couches de polissage de CMP molles et compressibles. De plus, l'appareil de la présente invention et les tampons traités qu'il produit permettent une microtexture de surface optimisée, une plus faible défectivité et un retrait uniforme de matériau amélioré sur la surface d'un substrat, par exemple la surface d'un semi-conducteur ou d'une galette.The grinding apparatus according to the present invention improves the surface microtexture of the CMP polishing layers, including the upper surface of the CMP polishing pads and the polishing layers. The apparatus creates a uniform surface microtexture characterized by a series of intersecting arcs in the surface of the CMP polishing layer which have the same radius of curvature as a circle defined by the outer periphery of the grinding surface of the rotary grinder and by a surface roughness of the upper surface of the CMP polishing layer of 0.01 to 25 μm, Sq. The Applicant has found that the CMP polishing layers treated with the rotary grinding wheel according to the present invention function satisfactorily with little or no packaging, i.e. they are preconditioned. In addition, the buffer surface microtexture of the CMP polishing layers treated with the rotary grinding wheel enables improved polishing of the substrates. The apparatus of the present invention helps to avoid irregularities in the pad morphology which are caused by cutting, and which can cause surface defects, such as streaks, in the chemical mechanical polishing pads as well as the blistering of the pads. window materials that are softer than the rest of the CMP polishing layer. Furthermore, the apparatus of the present invention helps to minimize the negative impacts due to the deformation of the polishing layer during the stack of pads during which two or more layers of pads are caused to cross contact lines. separated by a fixed distance, so that linear ripples result. This is particularly important in the case of soft and compressible CMP polishing layers. In addition, the apparatus of the present invention and the treated pads it produces allow for improved surface microtexture, lower defectiveness and uniform removal of improved material on the surface of a substrate, for example the surface of the substrate. a semiconductor or wafer.

La demanderesse a constaté que le meulage d'une couche de polissage de CMP avec un matériau abrasif poreux permet un meulage sans encrassement de l'agent de meulage et sans détérioration du substrat formé par la couche de polissage de CMP. Les pores dans le matériau abrasif poreux sont d'une taille suffisante pour stocker les particules qui sont retirées du substrat formé par la couche de polissage de CMP, et la porosité du matériau abrasif poreux est suffisante pour stocker tout le matériau retiré pendant le meulage. De préférence, l'air comprimé insufflé au niveau de l'interface entre le matériau abrasif poreux et le substrat formé par la couche de polissage de CMP favorise le retrait des résidus de meulage et empêche l'encrassement de l'appareillage de meulage.The Applicant has found that the grinding of a CMP polishing layer with a porous abrasive material allows grinding without fouling of the grinding agent and without deterioration of the substrate formed by the CMP polishing layer. The pores in the porous abrasive material are of sufficient size to store the particles which are removed from the substrate formed by the polishing layer of CMP, and the porosity of the porous abrasive material is sufficient to store all of the material removed during grinding. Preferably, the compressed air blown at the interface between the porous abrasive material and the substrate formed by the polishing layer of CMP promotes the removal of grinding residues and prevents fouling of the grinding equipment.

Dans tout procédé d'utilisation de l'appareil de la présente invention, l'insufflation de gaz comprimé ou d'air comprimé peut aussi avoir lieu avant ou après le meulage.In any method of using the apparatus of the present invention, the blowing of compressed gas or compressed air can also take place before or after grinding.

L'appareil de la présente invention comprend une meule rotative et un plateau à fond plat. La meule rotative est abaissée à une vitesse fixée ou vitesse d'alimentation sur une couche de polissage de CMP qui repose sur le plateau à fond plat.The apparatus of the present invention includes a rotary grinding wheel and a flat bottom pan. The rotary wheel is lowered at a fixed speed or feeding speed on a CMP polishing layer which rests on the flat bottom plate.

Comme le montre la figure 1, l'appareil de la présente invention meule la surface d'une couche de polissage de CMP positionnée sur la surface d'un plateau à fond plat 1 équipé d'orifices à vide, non représentés. La couche de polissage ou tampon de CMP 2 est placée sur le plateau à fond plat 1 de telle manière que le centre du plateau à fond plat 1 et celui de la couche de polissage de CMP 2 sont alignés. Le plateau à fond plat 1 sur la figure 1 a des trous à vide (non représentés) pour maintenir couche de polissage de CMP 2) en place. Sur la figure 1, la couche de polissage de CMP 2 a une fenêtre 3. Le mécanisme de meulage de la présente invention comprend un ensemble formant meule rotative (rotor) 4 ou roue comportant un agent de meulage comprenant un matériau abrasif poreux 5 qui est fixé sur le côté inférieur de sa périphérie, et qui, comme cela est représenté, est disposé en une pluralité de segments qui s'étendent sur le côté inférieur de la périphérie du rotorAs shown in Figure 1, the apparatus of the present invention grinds the surface of a CMP polishing layer positioned on the surface of a flat-bottomed tray 1 fitted with vacuum ports, not shown. The polishing layer or pad of CMP 2 is placed on the flat bottom tray 1 so that the center of the flat bottom tray 1 and that of the polishing layer of CMP 2 are aligned. The flat bottom tray 1 in Figure 1 has vacuum holes (not shown) to hold the CMP polishing layer 2) in place. In FIG. 1, the polishing layer of CMP 2 has a window 3. The grinding mechanism of the present invention comprises a rotating grinding wheel (rotor) 4 or wheel assembly comprising a grinding agent comprising a porous abrasive material 5 which is fixed on the lower side of its periphery, and which, as shown, is arranged in a plurality of segments which extend on the lower side of the periphery of the rotor

4. Les segments sont séparés par de petits interstices. Sur la figure 1, l'ensemble formant meule rotative 4 est positionné comme on le souhaite avec sa périphérie juste au-dessus du centre de la couche de polissage de CMP 2; en outre, l'ensemble formant meule rotative 4 a la taille souhaitée de sorte que son diamètre est sensiblement égal au rayon de la couche de polissage de CMP 2.4. The segments are separated by small gaps. In Figure 1, the rotary wheel assembly 4 is positioned as desired with its periphery just above the center of the CMP polishing layer 2; in addition, the rotary wheel assembly 4 has the desired size so that its diameter is substantially equal to the radius of the polishing layer of CMP 2.

L'appareil de la présente invention peut, de préférence, comprendre une meule/conditionneur et un appareil de polissage dans lequel un tampon de polissage de CMP est monté sur le plateau à fond plat et l'ensemble formant meule rotative et, indépendamment, un support de substrat sont abaissés sur le tampon de polissage de CMP pour former chacun une interface entre eux et le dessus de la couche de polissage de CMP. Le support de substrat est lié mécaniquement à ou monté sur un premier dispositif d’actionnement, comme un servomoteur, pour faire tourner le support de substrat autour d'un axe central; et un second dispositif d’actionnement, comme un second servomoteur ou une vis à billes à axe Z, pour presser le support de substrat contre le tampon de polissage de CMP.The apparatus of the present invention may preferably include a grinding wheel / conditioner and a polishing apparatus in which a CMP polishing pad is mounted on the flat bottom pan and the rotating grinding wheel assembly and, independently, a substrate holders are lowered onto the CMP polishing pad to each form an interface between them and the top of the CMP polishing layer. The substrate support is mechanically linked to or mounted on a first actuation device, such as a servomotor, to rotate the substrate support around a central axis; and a second actuator, such as a second servo motor or a Z-axis ball screw, for pressing the substrate holder against the CMP polishing pad.

Comme le montre la figure 3, l'appareil de la présente invention polit un substrat tout en meulant la surface d'une couche de polissage de CMP positionnée sur la surface d'un plateau à fond plat 1. La couche de polissage ou tampon de CMP 2 est placée sur le plateau à fond plat 1 de telle manière que le centre du plateau à fond plat (1) et celui de la couche de polissage de CMP 2 sont alignés. Le plateau à fond plat 1 sur la figure 3 a des trous à vide (non représentés) pour maintenir la couche de polissage de CMP 2 en place. Sur la figure 3, la couche de polissage de CMP 2 a une fenêtre 3. Le mécanisme de meulage de la présente invention comprend un ensemble formant meule rotative (rotor) 4 ou roue comportant un agent de meulage comprenant un matériau abrasif poreux 5 qui est fixé sur le côté inférieur de sa périphérie, et qui, ainsi que cela est représenté, est disposé en une pluralité de segments qui s'étendent autour du côté inférieur de la périphérie du rotor 4. De plus, un support de substrat 6 ou support de galette décalé par rapport à l'ensemble formant meule rotative 4 maintient une galette de 300 mm 7 sur son côté inférieur.As shown in Figure 3, the apparatus of the present invention polishes a substrate while grinding the surface of a CMP polishing layer positioned on the surface of a flat bottom tray 1. The polishing layer or pad CMP 2 is placed on the flat bottom plate 1 so that the center of the flat bottom plate (1) and that of the polishing layer of CMP 2 are aligned. The flat bottom tray 1 in Figure 3 has vacuum holes (not shown) to hold the CMP polishing layer 2 in place. In FIG. 3, the polishing layer of CMP 2 has a window 3. The grinding mechanism of the present invention comprises a rotating grinding wheel (rotor) 4 or wheel assembly comprising a grinding agent comprising a porous abrasive material 5 which is fixed on the lower side of its periphery, and which, as shown, is arranged in a plurality of segments which extend around the lower side of the periphery of the rotor 4. In addition, a substrate support 6 or support disc offset relative to the assembly forming a rotary grinding wheel 4 maintains a 300 mm disc 7 on its lower side.

L'appareil de meulage et de polissage fonctionne de la manière suivante : le substrat, par exemple, une galette de semi-conducteur, est maintenu sur la surface inférieure du support de substrat, et pressé contre le tampon de polissage de CMP sur la surface supérieure du plateau à fond plat. Le plateau à fond plat et le support de substrat sont entraînés en rotation l'un par rapport à l'autre de sorte que la surface inférieure du substrat vient en contact de glissement avec le tampon de polissage. A ce moment, une buse à liquide abrasif (non représentée) apporte un liquide abrasif, comme une suspension aqueuse de silice ou de particules d'oxyde, de carbure ou de nitrure abrasif, au tampon de polissage. La surface inférieure du substrat est polie par une combinaison d'une action de polissage mécanique de la part des grains abrasifs présents dans le liquide abrasif et de la surface de la couche de polissage de CMP.The grinding and polishing apparatus operates as follows: the substrate, for example, a semiconductor wafer, is held on the bottom surface of the substrate holder, and pressed against the CMP polishing pad on the surface top of the flat bottom tray. The flat bottom tray and the substrate holder are rotated relative to each other so that the bottom surface of the substrate comes into sliding contact with the polishing pad. At this time, an abrasive liquid nozzle (not shown) supplies an abrasive liquid, such as an aqueous suspension of silica or particles of oxide, carbide or abrasive nitride, to the polishing pad. The bottom surface of the substrate is polished by a combination of a mechanical polishing action from the abrasive grains present in the abrasive liquid and the surface of the CMP polishing layer.

La meule rotative de la présente invention comprend un ensemble formant meule rotative rond ou rotor à la périphérie duquel est fixé un matériau abrasif poreux, de préférence un matériau abrasif qui est entaillé ou qui comprend des discontinuités ou des interstices autour de la périphérie de la meule rotative. Le côté inférieur du matériau abrasif poreux est la surface de meulage de la meule rotative. Le matériau abrasif poreux peut être sous forme d'un anneau ou de segments d'anneau qui s'adaptent dans ou sont fixés au côté inférieur de l'ensemble formant meule rotative. Le matériau abrasif poreux peut former une succession radiale de segments tournés vers le bas, habituellement de 10 à 40 segments, ayant des interstices entre eux, ou être sous forme d'un anneau perforé dans lequel se trouvent des perforations périodiques. Les interstices ou perforations permettent d'insuffler un gaz comprimé ou de l’air comprimé dans l'interface entre la surface de la couche de polissage de CMP et le matériau abrasif poreux pour retirer les résidus de meulage et nettoyer le matériau abrasif poreux avant, pendant ou après le meulage. De plus, les entailles ou interstices dans le matériau abrasif poreux contribuent au refroidissement des surfaces du matériau abrasif poreux et du substrat formé par la couche de polissage de CMP pendant le meulage.The rotary wheel of the present invention comprises a round rotary wheel or rotor assembly at the periphery of which is fixed a porous abrasive material, preferably an abrasive material which is notched or which includes discontinuities or gaps around the periphery of the wheel rotary. The underside of the porous abrasive material is the grinding surface of the rotary wheel. The porous abrasive material may be in the form of a ring or ring segments which fit into or are attached to the underside of the rotary wheel assembly. The porous abrasive material may form a radial succession of downwardly facing segments, usually 10 to 40 segments, having interstices therebetween, or be in the form of a perforated ring in which are periodic perforations. The interstices or perforations allow a compressed gas or compressed air to be blown into the interface between the surface of the polishing layer of CMP and the porous abrasive material to remove the grinding residues and clean the porous abrasive material before, during or after grinding. In addition, the notches or gaps in the porous abrasive material help cool the surfaces of the porous abrasive material and the substrate formed by the CMP polishing layer during grinding.

L'appareil de la présente invention peut être positionné pour compenser les profils d'usure de substrat de CMP indésirables, par exemple quand les processus de CMP conduisent à des profils d'usure non uniformes, comme un retrait trop faible ou trop important au bord du substrat. Ceci peut prolonger la durée de vie d'un tampon. Dans de telles positions, la surface de meulage de l'ensemble formant meule rotative peut être ajustée de manière qu'elle soit sensiblement parallèle mais pas exactement parallèle à la surface supérieure du plateau à fond plat ou de la couche de polissage de CMP. Par exemple, la surface de meulage de la meule rotative peut être ajustée pour donner un centre épais (l'angle entre la meule rotative et un rayon du plateau à fond plat dans un plan qui est perpendiculaire au plateau à fond plat et passe par le centre de la couche de polissage de CMP et le point sur la périphérie de la surface de meulage de la meule rotative qui est situé le plus loin du centre de la couche de polissage de CMP est supérieur à 180°) ou un centre mince (l'angle est inférieur à 180°).The apparatus of the present invention can be positioned to compensate for unwanted CMP substrate wear patterns, for example when CMP processes result in non-uniform wear patterns, such as too little or too much shrinkage at the edge of the substrate. This can extend the life of a tampon. In such positions, the grinding surface of the rotary wheel assembly can be adjusted so that it is substantially parallel but not exactly parallel to the upper surface of the flat bottom plate or the CMP polishing layer. For example, the grinding surface of the spinning wheel can be adjusted to give a thick center (the angle between the spinning wheel and a radius of the flat bottom tray in a plane that is perpendicular to the flat bottom tray and goes through the center of the CMP polishing layer and the point on the periphery of the grinding surface of the rotary grinding wheel which is located farthest from the center of the CMP polishing layer is greater than 180 °) or a thin center (l angle is less than 180 °).

L'appareil de la présente invention peut être utilisé dans un environnement humide, par exemple en combinaison avec de l'eau ou une suspension aqueuse abrasive, comme une suspension de silice ou d'oxyde de cérium.The apparatus of the present invention can be used in a humid environment, for example in combination with water or an aqueous abrasive suspension, such as a silica or cerium oxide suspension.

Il est possible de modifier l'échelle de l'appareil de la présente invention pour qu'il s'adapte à des couches de polissage de CMP de différentes tailles, car la taille de l'élément à meule rotative peut être modifiée. Dans l'appareil selon la présente invention, le plateau à fond plat devrait être plus grand que la couche de polissage de CMP ou, de préférence, avoir un rayon qui est égal ou supérieur de jusqu'à 10 cm au rayon de la couche de polissage de CMP. Ainsi, il est possible de modifier l'échelle de l'appareil pour traiter des couches de polissage de CMP ayant un rayon de 100 mm à 610 mm.It is possible to modify the scale of the apparatus of the present invention so that it adapts to CMP polishing layers of different sizes, since the size of the rotary wheel element can be modified. In the apparatus according to the present invention, the flat bottom plate should be larger than the polishing layer of CMP or, preferably, have a radius which is equal to or greater by up to 10 cm than the radius of the layer of polishing of CMP. Thus, it is possible to modify the scale of the apparatus for treating polishing layers of CMP having a radius of 100 mm to 610 mm.

Différents ensembles formant meule rotative peuvent être utilisés séparément avec l'appareil selon la présente invention. L'ensemble formant meule rotative est choisi de telle manière que son diamètre coïncide avec ou est légèrement plus grand que le rayon de la couche de polissage de CMP qui est meulée. À titre d'alternative, l'ensemble formant meule rotative est adapté pour permettre la fixation sur le côté inférieur de sa périphérie d'un anneau ou plateau, de préférence d'un anneau de support unique, de matériau d'agent de meulage abrasif, poreux pouvant avoir différents diamètres.Different rotary wheel assemblies can be used separately with the apparatus according to the present invention. The rotary wheel assembly is selected such that its diameter coincides with or is slightly larger than the radius of the CMP polishing layer which is ground. Alternatively, the rotary wheel assembly is adapted to allow attachment to the underside of its periphery of a ring or plate, preferably a single support ring, of abrasive grinding agent material , porous which can have different diameters.

Différents supports de substrat peuvent être utilisés séparément avec l'appareil selon la présente invention. Le support de substrat est choisi de telle manière que son diamètre est plus petit que le rayon de la couche de polissage de CMP qui est utilisée pour le polissage et plus grand que le diamètre du substrat qui est poli.Different substrate supports can be used separately with the apparatus according to the present invention. The substrate support is chosen such that its diameter is smaller than the radius of the CMP polishing layer which is used for polishing and larger than the diameter of the substrate which is polished.

L'appareil de la présente invention permet de produire des couches de polissage de CMP ou tampons qui sont dépourvus de renflements de fenêtre et de défauts provoqués par le tronçonnage. Ainsi, selon un procédé d'utilisation de l'appareil de la présente invention, une couche de polissage de CMP peut être formée par moulage d'un polymère pour former un produit moulé poreux ayant un diamètre ou rayon souhaité, qui sera la taille des tampons produits, tronçonnage du produit moulé à une épaisseur souhaitée, qui sera l'épaisseur cible d'un tampon produit selon la présente invention, puis meulage du tampon ou de la couche de polissage de CMP pour produire la microtexture de surface de tampon souhaitée sur la surface de polissage du tampon.The apparatus of the present invention enables the production of CMP polishing layers or pads which are free from window bulges and defects caused by cutting. Thus, according to a method of using the apparatus of the present invention, a CMP polishing layer can be formed by molding a polymer to form a porous molded product having a desired diameter or radius, which will be the size of the pads produced, cutting the molded product to a desired thickness, which will be the target thickness of a pad produced according to the present invention, then grinding the pad or the CMP polishing layer to produce the desired pad surface microtexture on the buffing surface of the pad.

Dans les procédés d'utilisation de l'appareil de la présente invention, le meulage peut être accompli sur des tampons à une seule couche ou tampons solos, ainsi que sur des tampons empilés ayant une couche de sous-tampon. De préférence, dans le cas de tampons empilés les procédés comprennent le meulage de la couche de polissage de CMP après que les tampons ont été empilés de telle manière que le meulage peut contribuer à éliminer les défauts dans les tampons empilés.In the methods of using the apparatus of the present invention, grinding can be accomplished on single-layer pads or solo pads, as well as on stacked pads having a sub-pad layer. Preferably, in the case of stacked pads the methods include grinding the CMP polishing layer after the pads have been stacked in such a way that grinding can help to remove defects in the stacked pads.

Des tampons de polissage de CMP appropriés peuvent être formés par moulage du polymère et tronçonnage du polymère moulé pour former la couche de polissage de CMP destinée à être utilisée comme tampon, ou, de préférence, par moulage du polymère et tronçonnage du polymère moulé pour former la couche de polissage de CMP puis empilement de la couche de polissage de CMP sur le dessus d'un soustampon ou d'une sous-couche ayant le même diamètre que la couche de polissage de CMP pour former le tampon de polissage de CMP.Appropriate CMP polishing pads can be formed by molding the polymer and cutting the molded polymer to form the CMP polishing layer for use as a pad, or preferably by molding the polymer and cutting the molded polymer to form the CMP polishing layer and then stacking the CMP polishing layer on top of a pad or sub-layer having the same diameter as the CMP polishing layer to form the CMP polishing pad.

Les procédés d'utilisation de l'appareil de la présente invention peuvent comprendre la formation du tampon de polissage de CMP, la formation de rainures dans le tampon, par exemple par tournage du tampon, puis le meulage du tampon de polissage de CMP avec la meule rotative pour former une microtexture de surface de tampon, incluant une série d'arcs visiblement sécants sur la surface de polissage et ayant un rayon de courbure égal à ou plus grand que, de préférence, égal au rayon de la couche de polissage, tout en planarisant simultanément un substrat avec le tampon de polissage de CMP. Dans de tels procédés, les tampons de polissage de CMP sont conditionnés et resurfacés pendant leur utilisation.Methods of using the apparatus of the present invention may include forming the CMP polishing pad, forming grooves in the pad, for example by turning the pad, and then grinding the CMP polishing pad with the rotary grinding wheel to form a microtexture of a pad surface, including a series of visibly intersecting arcs on the polishing surface and having a radius of curvature equal to or greater than, preferably, equal to the radius of the polishing layer, any by simultaneously planarizing a substrate with the CMP polishing pad. In such methods, the CMP polishing pads are conditioned and resurfaced during use.

Les procédés d'utilisation de l'appareil de la présente invention peuvent comprendre la formation d'un tampon de polissage de CMP, le meulage du tampon de polissage de CMP avec la meule rotative pour former une microtexture de surface de tampon, incluant une série d'arcs visiblement sécants sur la surface de polissage et ayant un rayon de courbure égal à ou plus grand que, de préférence, égal au rayon de la couche de polissage, tout en planarisant simultanément un substrat avec le tampon de polissage de CMP, puis la formation de rainures dans le tampon, par exemple par tournage du tampon.Methods of using the apparatus of the present invention may include forming a CMP polishing pad, grinding the CMP polishing pad with the rotary wheel to form a pad surface microtexture, including a series visibly intersecting arcs on the polishing surface and having a radius of curvature equal to or greater than preferably equal to the radius of the polishing layer, while simultaneously planarizing a substrate with the CMP polishing pad, then the formation of grooves in the tampon, for example by turning the tampon.

De plus, l'appareil de la présente invention peut être utilisé comme outil de polissage ou de planarisation de CMP, c'est-à-dire comme appareil de meulage et de polissage.In addition, the apparatus of the present invention can be used as a CMP polishing or planarizing tool, i.e., as a grinding and polishing apparatus.

Dans un autre aspect, la présente invention concerne un procédé d'utilisation de l'appareil de meulage et de polissage de ia présente invention. Selon le procédé d'utilisation de l'appareil de meulage et de polissage de la présente invention, un tampon de polissage de CMP est fixé à la surface supérieure du plateau à fond plat et le substrat, comme une galette de semi-conducteur à polir, est fixé par serrage au support de substrat de telle manière que son côté inférieur peut être abaissé sur le tampon de polissage de CMP qui est sur le plateau à fond plat, puis le plateau à fond plat, l'ensemble formant meule rotative et le support de substrat sont entraînés en rotation.In another aspect, the present invention relates to a method of using the grinding and polishing apparatus of the present invention. According to the method of using the grinding and polishing apparatus of the present invention, a CMP polishing pad is fixed to the upper surface of the flat bottom tray and the substrate, like a semiconductor wafer to be polished , is clamped to the substrate holder in such a way that its lower side can be lowered onto the CMP polishing pad which is on the flat bottom plate, then the flat bottom plate, the rotating wheel assembly and the substrate support are rotated.

Dans le procédé d'utilisation de l'appareil de meulage et de polissage de la présente invention, un liquide abrasif contenant des grains abrasifs, comme des grains de silice, d'oxyde de cérium ou d'alumine ou de mélanges de ceux-ci, est apporté sur le tampon de polissage et y est maintenu. Pendant le fonctionnement, le support de substrat exerce une pression d'appui souhaitée de 2 à 69 kPa, de préférence, de 3 à 48 kPa sur le plateau à fond plat, et la surface du substrat maintenu contre le tampon de polissage de CMP est ainsi planarisée tandis que le support de substrat et le plateau à fond plat sont entraînés en rotation.In the method of using the grinding and polishing apparatus of the present invention, an abrasive liquid containing abrasive grains, such as grains of silica, cerium oxide or alumina or mixtures thereof , is placed on the polishing pad and kept there. During operation, the substrate support exerts a desired contact pressure of 2 to 69 kPa, preferably 3 to 48 kPa on the flat bottom plate, and the surface of the substrate held against the CMP polishing pad is thus planarized while the substrate support and the flat bottom plate are rotated.

De préférence, dans les procédés de polissage d'un substrat selon la présente invention, le support de substrat et le plateau à fond plat sont entraînés en rotation dans le même sens.Preferably, in the methods of polishing a substrate according to the present invention, the substrate support and the flat bottom plate are rotated in the same direction.

Les couches de polissage de CMP appropriées destinées à être utilisées selon les procédés d'utilisation de l'appareil de la présente invention comprennent un polymère, de préférence un polymère poreux, une mousse de polymère ou un polymère poreux contenant une charge qui a une dureté Shore D selon ASTM D2240-15 (2015) de 20 à 80, ou, par exemple, de 40 ou moins.Suitable CMP polishing layers for use in the methods of using the apparatus of the present invention include a polymer, preferably a porous polymer, a polymer foam or a porous filler containing polymer which has a hardness Shore D according to ASTM D2240-15 (2015) from 20 to 80, or, for example, from 40 or less.

De préférence, les procédés de la présente invention peuvent être mis en œuvre sur tout tampon de polissage de CMP, y compris ceux qui sont faits de polymères relativement mous, et peuvent être utilisés en particulier dans le traitement de tampons mous ayant une dureté Shore D de 40 ou moins.Preferably, the methods of the present invention can be carried out on any CMP polishing pad, including those made of relatively soft polymers, and can be used in particular in the treatment of soft pads having Shore D hardness 40 or less.

Les couches de polissage de CMP appropriées destinées à être utilisées selon les procédés d'utilisation de l'appareil de la présente invention peuvent comprendre en outre une ou plusieurs sections de fenêtre transparentes non poreuses, comme celles comprenant un polyuréthane non poreux ayant une température de transition vitreuse (T_g) de 75 à 105°C, comme les sections de fenêtre qui ne s'étendent pas au-dessus du centre de la couche de polissage de CMP. Dans de telles couches de polissage de CMP, la ou les sections de fenêtre ont une surface supérieure définie par une variation d'épaisseur de fenêtre de 50 pm ou moins sur la plus grande dimension de la fenêtre, comme le diamètre d'une fenêtre ronde, ou la plus grande dimension parmi la longueur et la largeur d'une fenêtre rectangulaire.Appropriate CMP polishing layers for use according to the methods of using the apparatus of the present invention may further include one or more transparent non-porous window sections, such as those comprising a non-porous polyurethane having a temperature of glass transition (T _g ) from 75 to 105 ° C, like window sections that do not extend above the center of the CMP polishing layer. In such CMP polishing layers, the window section (s) have a top surface defined by a window thickness variation of 50 µm or less over the largest window dimension, such as the diameter of a round window , or the largest dimension among the length and width of a rectangular window.

En outre, les couches de polissage de CMP appropriées destinées à être utilisées avec les procédés d'utilisation de l'appareil de la présente invention peuvent comprendre une pluralité de pores ou microéléments, de préférence des microsphères polymériques, ayant une taille de particule moyenne de 10 à 60 pm. De préférence, une telle couche de polissage de CMP comporte des bandes annulaires de plus grande masse volumique et de plus faible masse volumique qui alternent et qui s'étendent vers l'extérieur à partir du centre de la couche de polissage de CMP en direction de sa périphérie externe. Par exemple, les bandes annulaires de plus grande masse volumique ont une masse volumique supérieure de 0,01 à 0,2 g/cm³ à celle des bandes de plus faible masse volumique.In addition, suitable CMP polishing layers for use with the methods of using the apparatus of the present invention may include a plurality of pores or microelements, preferably polymeric microspheres, having an average particle size of 10 to 60 pm. Preferably, such a CMP polishing layer has annular bands of higher density and lower density which alternate and which extend outward from the center of the CMP polishing layer towards its outer periphery. For example, the annular bands of greater density have a density greater than 0.01 to 0.2 g / cm ³ than that of the bands of lower density.

Ainsi, les tampons de polissage mécano-chimique (CMP) produits selon les procédés d'utilisation de l'appareil de la présente invention comprennent une couche de polissage de CMP polymérique poreuse ayant un rayon et ayant une rugosité de surface d'au moins 0,01 pm à 25 pm, Sq, ou, de préférence, de 1 pm à 15 pm, Sq, et ayant une série d'arcs visiblement sécants sur la surface de la couche de polissage et ayant un rayon de courbure égal à ou plus grand que la moitié, de préférence, égal à la moitié du rayon de courbure de la couche de polissage. De préférence, la série d'arcs visiblement sécants s'étend sur toute la surface de la couche de polissage selon une symétrie radiale autour du centre de la couche de polissage.Thus, the chemical mechanical polishing pads (CMP) produced according to the methods of using the apparatus of the present invention comprise a polishing layer of porous polymeric CMP having a radius and having a surface roughness of at least 0 , 01 pm to 25 pm, Sq, or preferably 1 pm to 15 pm, Sq, and having a series of visibly intersecting arcs on the surface of the polishing layer and having a radius of curvature equal to or more greater than half, preferably, equal to half the radius of curvature of the polishing layer. Preferably, the series of visibly intersecting arcs extends over the entire surface of the polishing layer in a radial symmetry around the center of the polishing layer.

Les tampons de polissage de CMP produits selon les procédés d'utilisation de l'appareil de la présente invention ont un centre et un rayon. De tels tampons de polissage peuvent avoir une épaisseur telle que les tampons comportent une pente si bien que l'épaisseur augmente à proximité du centre des tampons, ou en s'éloignant de leur centre.The CMP polishing pads produced according to the methods of using the apparatus of the present invention have a center and a radius. Such polishing pads can have a thickness such that the pads have a slope so that the thickness increases near the center of the pads, or away from their center.

EXEMPLESEXAMPLES

Dans les exemples suivants, sauf indication contraire, la pression est la pression standard (~101 kPa) et la température est la température ambiante (21 - 23°C).In the following examples, unless stated otherwise, the pressure is standard pressure (~ 101 kPa) and the temperature is room temperature (21 - 23 ° C).

Exemple 1 : des tests ont été réalisés avec deux versions d'une couche de polissage ou tampon de CMP VP5000™ (Dow Chemical, Midland, MI (Dow)) ayant un rayon de 330 mm (13 pouces). Les tampons n'avaient pas de fenêtres. Dans l'exemple 1-1, la couche de polissage de CMP formait un seul tampon en polyuréthane poreux qui était épais de 2,03 mm (80 mil (1 mil=10~³ pouce)), et dans lequel le polyuréthane avait une dureté Shore D de 64,9. Dans l'exemple 1-2, la couche de polissage de CMP formait un tampon empilé ayant le même tampon en polyuréthane que celui de l'exemple 1-1 empilé au moyen d'un adhésif sensible à la pression sur un sous-tampon SUBA IV ™ en feutre de polyuréthane (Dow).Example 1: tests were carried out with two versions of a polishing layer or pad of CMP VP5000 ™ (Dow Chemical, Midland, MI (Dow)) having a radius of 330 mm (13 inches). The pads had no windows. In Example 1-1, the polishing layer of CMP formed a single porous polyurethane pad which was 2.03 mm (80 mil (1 mil = 10 ~ ³ inch)) thick, and in which the polyurethane had a Shore D hardness of 64.9. In Example 1-2, the polishing layer of CMP formed a stacked pad having the same polyurethane pad as that of Example 1-1 stacked with a pressure sensitive adhesive on a SUBA sub-pad IV ™ in polyurethane felt (Dow).

Les exemples comparatifs 1-A et 1-B concernaient les mêmes tampons, respectivement, que dans les exemples 1-1 et 1-2, mais qui n'étaient pas traités selon les procédés de la présente invention. Le tampon empilé avait un sous-tampon SIV.Comparative Examples 1-A and 1-B related to the same buffers, respectively, as in Examples 1-1 and 1-2, but which were not treated according to the methods of the present invention. The stacked buffer had an SIV sub-buffer.

Tous les tampons avaient 1010 rainures (un motif de rainures circulaires concentriques ayant les dimensions suivantes : 0,0768 cm (0,030 pouce) de profondeur x 0,0511 cm (0,020 pouce) de largeur x 0,307 cm (0,120 pouce) de pas), et étaient dépourvus de fenêtre.All the buffers had 1010 grooves (a pattern of concentric circular grooves having the following dimensions: 0.0768 cm (0.030 inch) deep x 0.0511 cm (0.020 inch) wide x 0.307 cm (0.120 inch) pitch), and had no window.

Le matériau abrasif poreux était un abrasif de type diamant poreux vitrifié, ayant une taille d'abrasif moyenne de 151 pm. Pour meuler le substrat, l'ensemble formant meule rotative était positionné parallèlement au sommet du plateau à fond plat et était entraîné en rotation en sens inverse des aiguilles d'une montre à 284 tr/min, et le plateau à fond plat en aluminium était entraîné en rotation dans le sens des aiguilles d'une montre à 8 tr/min. En partant d'un point où le matériau abrasif poreux commence juste à toucher le substrat formé par la couche de polissage de CMP, l'ensemble formant meule rotative était abaissé en direction du plateau à fond plat selon des incréments de 5,8 pm (0,0002 pouce) tous les trois tours de tampon. Pendant ce temps de l'air sec comprimé (ASC) était insufflé dans l'interface entre la surface du matériau abrasif poreux et la couche de polissage de CMP depuis deux buses, l'une située juste au-dessus du centre de la couche de polissage de CMP et l'autre située à approximativement 210 mm (8,25 pouces) du centre du tampon sur le côté arrière du matériau abrasif poreux. Le meulage était maintenu pendant approximativement 5 min.The porous abrasive material was a vitrified porous diamond type abrasive, having an average abrasive size of 151 µm. To grind the substrate, the rotary wheel assembly was positioned parallel to the top of the flat bottom pan and was rotated counterclockwise at 284 rpm, and the aluminum flat bottom pan was rotated clockwise at 8 rpm. Starting from a point where the porous abrasive material just begins to touch the substrate formed by the CMP polishing layer, the spinning wheel assembly was lowered toward the flat bottom plate in 5.8 µm increments ( 0.0002 inch) every three rounds of buffer. Meanwhile compressed dry air (ASC) was blown into the interface between the surface of the porous abrasive material and the CMP polishing layer from two nozzles, one located just above the center of the coating layer. polishing of CMP and the other located approximately 210 mm (8.25 inches) from the center of the pad on the back side of the porous abrasive material. Grinding was maintained for approximately 5 min.

Les tampons résultants provenant de l'exemple 1 ont été évalués dans des tests de polissage en ce qui concerne la vitesse de retrait, la non-uniformité et les stries (défectivité), comme suit :The resulting buffers from Example 1 were evaluated in polishing tests with regard to the speed of removal, non-uniformity and streaks (defectiveness), as follows:

Vitesse de retrait : a été déterminée sur un substrat en tétraéthoxysilicate (TEOS) d'une taille de 200 mm par planarisation du substrat au moyen des tampons indiqués et d'une suspension aqueuse de silice fumée ILD3225™ (Dow) à un débit de 200 ml/min. La pression de polissage pour produire une force d'appui a été amenée à présenter les valeurs de 0,11, 0,21 et 0,32 kg/cm² (1,5, 3,0, 4,5 psi), à des vitesses de rotation de 93 et 87 tr/min pour le plateau et le support de substrat, respectivement, au moyen d'un outil de polissage Mirra™ (Applied Materials, Santa Clara, CA). Avant les tests, tous les tampons de polissage ont été conditionnés pendant 40 minutes à 3,2 kg (7 Ibs) au moyen d'un conditionneur constitué par un plateau SAESOL™ 8031C1 (surface de fine poudre de diamant brasée, de 10,16 cm de diamètre, Saesol Diamond Ind. Co., Ltd., Corée). Pendant les tests, le même conditionnement des tampons a été continué. Au total 18 galettes ont été testées par tampon et les moyennes ont été calculées.Removal speed: was determined on a tetraethoxysilicate (TEOS) substrate 200 mm in size by planarization of the substrate using the indicated buffers and an aqueous suspension of ILD3225 ™ fumed silica (Dow) at a flow rate of 200 ml / min. The polishing pressure to produce a pressing force was brought to present the values of 0.11, 0.21 and 0.32 kg / cm ² (1.5, 3.0, 4.5 psi), at rotational speeds of 93 and 87 rpm for the tray and the substrate support, respectively, using a Mirra ™ polishing tool (Applied Materials, Santa Clara, CA). Before the tests, all the polishing pads were conditioned for 40 minutes to 3.2 kg (7 lbs) using a conditioner consisting of a SAESOL ™ 8031C1 plate (surface of fine brazed diamond powder, 10.16 cm in diameter, Saesol Diamond Ind. Co., Ltd., Korea). During the tests, the same conditioning of the buffers was continued. A total of 18 pancakes were tested by buffer and the averages were calculated.

Non-uniformité : a été déterminée sur le même substrat en TEOS planarisé que dans les tests concernant la vitesse de retrait et de la manière décrite dans les tests concernant la vitesse de retrait, à ceci près que les données ont été obtenues en observant la variation d'épaisseur sur chaque galette. Au total, 18 galettes ont été testées par tampon et les moyennes ont été calculées.Non-uniformity: was determined on the same planarized TEOS substrate as in the withdrawal speed tests and as described in the withdrawal speed tests, except that the data were obtained by observing the variation thick on each patty. A total of 18 patties were tested by buffer and the averages were calculated.

Nombre de stries ou de défauts : a été déterminé sur le même substrat en TEOS planarisé que dans les tests concernant la vitesse de retrait et de la manière décrite dans les tests concernant la vitesse de retrait, à ceci près que les données ont été obtenues en observant le nombre total de défauts de CMP. Au total, 18 galettes ont été testées par tampon et les moyennes ont été calculées.Number of streaks or defects: was determined on the same planarized TEOS substrate as in the tests for the speed of withdrawal and as described in the tests for the speed of withdrawal, except that the data were obtained in observing the total number of CMP faults. A total of 18 patties were tested by buffer and the averages were calculated.

Les tampons résultants avaient une microtexture de surface de tampon comprenant des arcs sécants ayant un rayon de courbure égal à celui de la périphérie de l'ensemble formant meule rotative. En outre, ainsi que cela est représenté dans le tableau 1, ci-dessous, les tampons des exemples 1-1 et 1-2 selon l'invention donnaient les mêmes vitesses de planarisation sur un substrat que les tampons comparatifs des exemples 1-A (solo) et 1-B (empilé); en même temps, les tampons des exemples 11 et 1-2 selon l'invention produisaient une défectivité sensiblement moindre et beaucoup moins de stries dans le substrat que les tampons des exemples comparatifs 1-A et 1-B qui n'ont pas été soumis aux procédés de meulage de la présente invention.The resulting pads had a pad surface microtexture comprising intersecting arcs having a radius of curvature equal to that of the periphery of the rotary wheel assembly. In addition, as shown in Table 1, below, the buffers of Examples 1-1 and 1-2 according to the invention gave the same planarization rates on a substrate as the comparative buffers of Examples 1-A (solo) and 1-B (stacked); at the same time, the buffers of Examples 11 and 1-2 according to the invention produced significantly less defectiveness and much less streaks in the substrate than the buffers of Comparative Examples 1-A and 1-B which were not submitted to the grinding methods of the present invention.

Tableau 1 : Morphologie et performances de polissage - petits tamponsTable 1: Polishing morphology and performance - small pads

*Exemple 1-A *Example 1-A Exemple 1-1 Example 1-1 *Exemple 1-B *Example 1-B Exemple 1-2 Example 1-2 Nombre d'échantillons Number samples 5 5 5 5 4 4 4 4 Vitesse de retrait, Â (10'^1θ m)/minWithdrawal speed, Â (10 ' ^1θ m) / min 3515 3515 3468 3468 3762 3762 3737 3737 Non-uniformité, % Non-uniformity, % 4,5 4.5 3,7 3.7 4,2 4.2 3 3 Nombre de défauts, stries (0,11 kq/cm²)Number of defects, streaks (0.11 kq / cm ² ) 144 144 100 100 91 91 61 61 Nombre de défauts, stries (0,21 kg/cm²)Number of defects, streaks (0.21 kg / cm ² ) 369 369 173 173 118 118 42 42 Nombre de défauts, stries (0,32 kg/cm²⁾ Number of defects, streaks (0.32 kg / cm ²⁾ 425 425 216 216 218 218 100 100

* -désigne un exemple comparatif.* -designates a comparative example.

Exemple 2 : des tests ont été conduits avec des tampons en polyuréthane à une seule couche ayant un grand rayon de 419 mm (16.5) IC1000™ (Dow) et ayant une dureté Shore D de 61,0, le tampon de l'exemple 2 étant traité de la même manière que dans l'exemple 1 cidessus, à ceci près que l'ensemble formant meule rotative était abaissé en direction du plateau à fond plat à une vitesse correspondant à des incréments de 20,3 pm (0,0007) tous les huit tours de tampon et que le meulage a été continué pendant 5,5 min. Le tampon de l'exemple comparatif 2-A était le même que dans l'exemple 2 mais non traité selon les procédés de la présente invention.Example 2: tests were carried out with single-layer polyurethane pads having a large radius of 419 mm (16.5) IC1000 ™ (Dow) and having a Shore D hardness of 61.0, the pad of example 2 being treated in the same manner as in Example 1 above, except that the rotary wheel assembly was lowered toward the flat bottom pan at a speed corresponding to increments of 20.3 µm (0.0007) every eight rounds of buffer and that the grinding was continued for 5.5 min. The buffer of Comparative Example 2-A was the same as in Example 2 but not treated according to the methods of the present invention.

Les tests ont été réalisés sur 14 tampons et les résultats moyens concernant la variation d'épaisseur sont représentés. La variation d'épaisseur a été testée comme suit :The tests were carried out on 14 pads and the average results concerning the thickness variation are shown. The variation in thickness was tested as follows:

Variation d'épaisseur : a été déterminée au moyen d'une machine de mesure des coordonnées sur la surface des tampons de polissage. Au total, neuf emplacements discrets du centre au bord des tampons ont fait l'objet de mesures par tampon. La variation d'épaisseur a été calculée en soustrayant la mesure correspondant à la plus petite épaisseur de la mesure correspondant à l'épaisseur la plus grande. Les résultats sont présentés dans le tableau 2 ci-dessous.Thickness variation: was determined using a coordinate measuring machine on the surface of the polishing pads. In total, nine discrete locations from the center to the edge of the buffers were measured by buffer. The change in thickness was calculated by subtracting the measure corresponding to the smallest thickness from the measure corresponding to the largest thickness. The results are presented in Table 2 below.

Les tampons selon la présente invention résultants comportaient la microtexture de surface de tampon caractéristique. Les tampons de l'exemple 2 selon l'invention présentaient une variation d'épaisseur moyenne moindre de sorte qu'ils ont une forme plus uniforme que le tampon de l'exemple comparatif 2-A.The resulting pads of the present invention included the characteristic pad surface microtexture. The pads of Example 2 according to the invention exhibited a smaller variation in average thickness so that they have a more uniform shape than the pad of Comparative Example 2-A.

Tableau 2 : Morphologie- tampons de plus grande tailleTable 2: Morphology - larger buffers

Exemple 2-A* Example 2-A * Exemple 2 Example 2 Nombre d'échantillons Number of samples 10 10 10 10 Variation d'épaisseur moyenne, pm Variation in average thickness, pm 17,66 17.66 7,42 7.42

* - désigne un exemple comparatif.* - indicates a comparative example.

Exemple 3 : la rugosité de surface a été mesurée sur les tampons de l'exemple 2, ci-dessus, par comparaison avec des tampons IC1000™ disponibles dans le commerce (Dow). Le tampon de l'exemple comparatif 3-A était le même que celui de l'exemple 3 mais il n'a pas été traité selon les procédés de la présente invention.Example 3: the surface roughness was measured on the pads of example 2, above, by comparison with IC1000 ™ pads available commercially (Dow). The buffer of Comparative Example 3-A was the same as that of Example 3 but it was not treated according to the methods of the present invention.

La rugosité de surface a été mesurée en cinq points régulièrement espacés depuis le centre du tampon jusqu'au bord du tampon sur deux tampons, et les résultats moyens sont indiqués dans le tableau 3, ci-dessous.Surface roughness was measured at five regularly spaced points from the center of the pad to the edge of the pad on two pads, and the average results are shown in Table 3, below.

Tableau 3 : Rugosité de surfaceTable 3: Surface roughness

Exemple 3-A* Example 3-A * Exemple 3 Example 3 Nombre d'échantillons Number of samples 1 1 1 1 Moyenne quadratique, (Sq) pm Quadratic mean, (Sq) pm 12,52 12.52 5,48 5.48 Profondeur de rugosité centrale, Sk, pm Central roughness depth, Sk, pm 14,82 14.82 10,17 10.17 Hauteur de crête réduite, (Spk), pm Reduced peak height, (Spk), pm 7,60 7.60 4,93 4.93 Hauteur de vallée éliminée, (Svk), pm Valley height eliminated, (Svk), pm 26,44 26.44 9,78 9.78

* - Désigne un exemple comparatif.* - Designates a comparative example.

Ainsi que cela est représenté dans le tableau 3 ci-dessus, les couches de polissage de CMP de la présente invention dans l'exemple 3 ont une microtexture de surface de tampon définie et une rugosité de surface définie caractérisée par une profondeur de vallée réduite.As shown in Table 3 above, the CMP polishing layers of the present invention in Example 3 have a defined pad surface microtexture and a defined surface roughness characterized by reduced valley depth.

Claims

1. Apparatus for producing preconditioned polymeric chemical mechanical polishing pads or layers (CMP) having a pad surface microtexture and for polishing a substrate, the apparatus comprising a rotary grinding wheel assembly (4) having a rotor or wheel with a grinding surface of a porous abrasive material (5), a flat bottom plate (1) for holding the polishing layer of CMP (2) in place, the grinding surface of the rotary grinding wheel being arranged above and in parallel or substantially parallel to the surface of the flat bottom tray to form an interface of the surface of the polishing layer of CMP and the porous abrasive material, and a substrate support (6) located above and parallel to an upper surface of the flat bottom tray so as not to overlap the area above which the rotating wheel assembly is disposed and to which a CMP substrate (7) is attached, thereby creating a polish interface between the substrate surface and the CMP polishing layer, where the substrate holder rotates independently of the rotating wheel assembly and the flat bottom pan.

2. Apparatus according to claim 1, wherein the flat bottom plate (1) holds the CMP polishing layer (2) in place by means of a vacuum.

3. Apparatus according to any one of claims 1 and 2, wherein the polishing layer of CMP (2) has a radius which extends from its center to its outer periphery and the grinding surface of the rotor or wheel of the the rotary wheel assembly (4) has a diameter equal to or greater than the radius of the polishing layer of CMP (2).

4. Apparatus according to claim 3, wherein the diameter of the rotary wheel assembly (4) is equal to the radius of the polishing layer of CMP (2).

5. Apparatus according to any preceding claim, wherein the rotor or wheel of the rotary grinding wheel assembly (4) is positioned such that the outer periphery of its grinding surface rests directly on the center of the layer polishing of CMP (2) during grinding.

6. Apparatus according to any one of the preceding claims, characterized in that the rotor or wheel of the rotary grinding wheel assembly (4) and the CMP polishing layer (2) and the flat bottom plate (1 ) each rotate during the grinding of the polishing layer of CMP (2).

7. Apparatus according to any one of the preceding claims, wherein the rotary wheel assembly (4) comprises a drive housing including a motor or rotary actuator and a shaft disposed vertically connected to and driven by the motor or rotary actuator which extends into the drive housing and is connected at its lower end via a mechanical connection to the rotor or wheel in such a way that it rotates at a desired number of revolutions per minute (rpm ).

8. Apparatus according to claim 7, wherein, in the drive housing, the vertically disposed axis comprises a ball screw or a secondary servo located at the point where the axis is connected to the motor or actuating device rotary, at the mechanical connection of the axis with the rotor or wheel, or at both places, so that the rotor or wheel of the rotary wheel assembly can be lowered at a fixed incremental speed.

9. Apparatus according to any one of the preceding claims, further comprising a conduit, pipe, nozzle or valve for blowing compressed inert gas or compressed air intermittently or continuously, and positioned for blowing inert gas compressed or compressed air in the interface between the material surface of the CMP polishing layer and the porous abrasive material so as to strike the porous abrasive material during grinding, and, separately, a second conduit, pipe or valve for blowing compressed inert gas or compressed air upwards from a point

5 just below the periphery of the rotary wheel assembly so as to strike the porous abrasive material during grinding.

10. Apparatus according to any one of the preceding claims, in which the substrate support has a diameter smaller than the radius of the polishing layer or pad of CMP maintained on the

10 flat bottom tray and, in addition, in that the substrate holder is mechanically linked to or mounted on a first actuating device for rotating the substrate holder about a central axis, and a second device actuation to press the substrate support against the polishing layer or pad of CMP.

11. Apparatus according to any preceding claim, wherein the entire apparatus is included in an airtight enclosure.

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