JP2006108710A

JP2006108710A - マイクロ電子基板の機械的および化学機械的平面化用の方法および装置

Info

Publication number: JP2006108710A
Application number: JP2005342957A
Authority: JP
Inventors: Scott E Moore; イー．モーアスコット
Original assignee: Micron Technology Inc
Current assignee: Micron Technology Inc
Priority date: 1997-12-30
Filing date: 2005-11-28
Publication date: 2006-04-20
Also published as: EP1042105B1; EP1042105A1; US20020173171A1; US20010049254A1; US20010009841A1; US20020094765A1; KR20010033809A; US6419572B2; US6913519B2; US6354930B1; US20040097175A1; US6390910B1; ATE254012T1; JP2001526970A; US6139402A; WO1999033615A1; US6652370B2; AU2208799A; US20010006875A1; DE69819779T2

Abstract

【課題】マイクロ電子基板を機械的および／または化学機械的に平面化するための平面化媒体すなわち研磨パッドを提供する。
【解決手段】平面化媒体１４０は、その表面に均一に分布された上部平坦小瘤１４７もしくは丸いピークと凹部１４８からなる微小フィーチャー１４６を有し、ポリエステル等のポリマーまたはポリウレタンなどの他の適切な材料から構成される、平面化溶液を実質的に通さない非圧縮性シートまたは単層ウエブからなる平面化フィルム１４２である。
【選択図】図３

Description

（技術分野）
本発明は、マイクロ電子基板の機械的および化学機械的平面化に関する。さらに特定すると、本発明の実施態様は、基板を平面化する性能を高めおよび／またはその費用を安くするための平面化研磨パッド、ならびにその研磨パッドの使用方法および作製方法に関する。

（発明の背景）
機械的および化学機械的平面化プロセスは、半導体ウエハ、電界放出表示装置および多くの他のマイクロ電子基板の表面から材料を取り除いて、これらの基板にて、所望の高さで、平坦な面を形成する。図１は、平面化装置１０を概略的に図示しており、これは、圧盤２０、キャリヤアセンブリ３０、研磨パッド４０、および研磨パッド４０の上の平面化溶液４４を備えている。平面化装置１０はまた、圧縮性アンダーパッド２５を有し得、これは、研磨パッド４０を支持するために、圧盤２０の上面２２に装着されている。多くの平面化装置では、ドライブアセンブリ２６は、圧盤２０を回転（矢印Ａ）および／または往復運動（矢印Ｂ）させて、平面化中にて、研磨パッド４０を移動させる。

キャリヤアセンブリ３０は、平面化中にて、基板１２を制御し保護する。キャリヤアセンブリ３０は、一般に、パッド３４（これは、吸引によって、基板１２を保持する）を備えた下面３２を有し、そしてアクチュエータアセンブリ３６は、典型的には、キャリヤアセンブリ３０に装着されて、基板１２を回転および／または並進させる（それぞれ、矢印ＣおよびＤ）。しかしながら、一部のキャリヤアセンブリ３０は、加重した浮動性のディスク（図示せず）であり、これは、研磨パッド４０の上を滑る。

研磨パッド４０および平面化溶液４４は、別々に、または組み合わせて、研磨環境（これは、基板１２の表面から、機械的および／または化学的に、材料を取り除く）を規定する。研磨パッド４０は、比較的に圧縮性の多孔性連続相マトリックス材料（例えば、ポリウレタン）から製造された通常の研磨パッドであり得、または懸濁媒体に固定的に結合された研磨粒子を備えた摩滅性研磨パッドであり得る。平面化溶液４４は、通常の非摩滅性研磨パッド（ｎｏｎ−ａｂｒａｓｉｖｅｐｏｌｉｓｈｉｎｇｐａｄ）と共に使用するための研磨粒子および化学物質を備えた化学機械的平面化スラリーであり得、または平面化溶液４４は、摩滅性研磨パッドと共に使用するための研磨粒子なしの液体であり得る。平面化装置１０で基板１２を平面化するために、キャリヤアセンブリ３０は、平面化溶液４４の存在下にて、研磨パッド４０の平面化面４２に対して、基板１２を押し付ける。圧盤２０および／またはキャリヤアセンブリ３０は、次いで、互いに対して移動して、平面化面４２にわたって、基板１２を並進運動させる。結果として、この研磨環境での研磨粒子および／または化学物質は、基板１２の表面から、材料を取り除く。

平面化プロセスは、その基板上での回路および光パターンを正確に作製可能にするためには、この基板上にて、均一な平面を一貫して正確に作製しなければならない。集積回路の密度が高まるにつれて、この基板面が均一に平面ではないとき、およそ０．１μｍの公差以内までサブミクロンフィーチャーおよび光パターンを形成することが困難であるので、この基板面の均一性および平面性は、ますます重要になっている。それゆえ、平面化プロセスは、この基板上にて、非常に均一な平面を作り出さなければならない。

従来の平面化プロセスでは、この基板面から材料が取り除かれる速度（「研磨速度」）が、典型的には、この基板の一方の領域から他の領域まで変わるので、この基板面は、均一な平面にはならないこともある。この研磨速度は、一部には、この基板面と研磨パッドとの間にある研磨粒子および化学物質の分布に依存している。従来の平面化装置および方法に伴う１つの特定の問題には、この基板の周囲が、この研磨パッドの平面化溶液の相当量を拭い去ることにある。そのままでは、この平面化溶液は、この基板の前縁に沿った高い地帯で蓄積し、これは、この基板の中心と接触する平面化溶液の容量を少なくする。従来の平面化装置および方法は、従って、典型的には、この基板面にわたって、不均一な中心−縁部平面化プロフィールを生じる。

このような中心−縁部平面化プロフィールを少なくするために、いくつかの従来の非摩滅性研磨パッドは、平面化中にて、この研磨溶液のうちこの基板面の下にある部分を運ぶために、それらの上面にて、穴または溝部を有する。ＲｏｄｅｌＩＣ−１０００研磨パッドは、例えば、比較的に柔軟な多孔性ポリウレタンパッドであり、これは、多数の大きなスラリーウエル（およそ０．０５〜０．１０インチの直径）を備えており、これらのウエルは、およそ０．１２５〜０．２５インチだけ、この平面化面にわたって互いに間隔を開けて配置されている。これらの大きなウエルは、この基板がこのパッドの上を並進運動するにつれて、この基板がこのウエルから小容量のスラリーを引き出し得るように、この平面化面の下で、このスラリーを保持すると予想されている。しかしながら、このようなパッドは、依然として、著しい中心−縁部平面化プロフィールを生じ、このことは、この基板の周囲が、これらのウエルの外のスラリーの一部を、この基板の中心の前に押し付けることを意味する。米国特許第５，２１６，８４３号は、別の研磨パッドを記述しており、これは、同心円に形成された複数のマクロ溝部およびこれらのマクロ溝部を放射状に横切る複数の微小溝部を備えている。このような溝部は、この基板面の平面性を改良し得るものの、このようなパッドで平面化した基板は、依然として、この基板面にわたって、不均一性を示し、このことは、この基板にわたる平面化溶液および研磨粒子の不充分な分布を意味する。

他の型の研磨パッドもまた、この中心−縁部平面化プロフィールを充分には解決しない。例えば、その平面化面に小さな微小細孔を備えた従来の多孔性研磨パッドは、一般に、中心−縁部平面化プロフィールを生じることを免れず、このことは、この基板の周囲が、この基板の中心がこの細孔の上を過ぎる前に、これらの細孔の外の平面化溶液を押し付けることを意味する。さらに、この基板の周囲もまた、摩滅性研磨パッドから、この研磨溶液を拭い去る傾向があるので、均一な分布の研磨粒子を有する一定摩滅性の研磨パッドでさえ、中心−縁部平面化プロフィールを生じ得る。従って、従来の研磨パッドは、典型的には、この基板面にて、所望でない中心−縁部平面化プロフィールを生じる。

この基板の下のスラリーの分布を改良するために、米国特許第５，４８９，２３３号は、固形状の均一なポリマーシート（これは、スラリー粒子を吸収または運搬する固有の性能を有しない）から構成された研磨パッドを開示している。米国特許第５，４８９，２３３号で開示された型のポリマーシートは、Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＤｅｌａｗａｒｅのＥ．Ｉ．ｄｕＰｏｎｔｄｅＮｅｍｏｕｒｓにより製造されたＭｙｌａｒ（登録商標）である。ポリマーシートは、この研磨パッドの表面にわたるスラリーの移動を可能にするために、大きな流れチャンネルおよび小さな流れチャンネルの両方を備えた表面パターンまたは生地を有する。これらのチャンネルは、このパッド上にて、機械的に製造される。好ましい実施態様では、このパッドは、マクロ生地（これは、平面化の前に生じる）および微小生地（これは、平面化中にて、規則的に選択した間隔で、複数の小研磨点を備えたパッドで研磨することにより、生じる）を有する。米国特許第５，４８９，２３３号で開示されたパッドは、ある状況では、この基板面の均一性を改良するものの、小研磨点でこの表面を引っ掻くことが、１つのパッドから次のパッドへとこの微小生地を複製するわけではないので、それは、一貫した平面化特性を与え得ない。それゆえ、米国特許第５，４８９，２３３号で記述された研磨パッドは、ある基板から次の基板へと一貫した結果を与えないかもしれない。

この基板面に均一性に影響を与える別の要因には、この研磨パッドの状態がある。この研磨パッドの平面化面には、この基板、平面化溶液および／または研磨パッドに由来の廃物が蓄積するので、この平面化面は、典型的には、多数の基板を研磨した後、劣化する。この廃物は、このパッドの局所平面化特性を変え、また、この廃物は、典型的には、この平面化面にわたって、均一には蓄積しない。それゆえ、この廃物の蓄積により、この研磨速度は、この研磨パッドの表面にわたって変わる。

研磨パッドは、従って、この廃物をこのパッドから除去することにより「調整されて」、この研磨パッドを、基板を平面化するのに適切な状態に回復させる。しかしながら、研磨パッドが１調整サイクルから次の調整サイクルまで同じ平面化特性を有するように、この研磨パッドを一貫して調整することが困難であるので、研磨パッドを調整することでさえ、この基板面において、不均一性を生じ得る。さらに、この研磨パッドを調整することは、時間がかかり、また、高価な設備および労力を必要とする。従って、この基板面と研磨パッドとの間で充分な分布の平面化溶液を供給することに付随した問題に加えて、従来の研磨パッドを調整することはまた、この平面化基板面の均一性を低くし得る。

（発明の要旨）
本発明は、マイクロ電子基板を機械的および／または化学機械的に平面化するための方法および装置である。１実施態様では、本発明の原理に従って、薄膜およびこの膜上の複数の微小フィーチャー（ｍｉｃｒｏ−ｆｅａｔｕｒｅｓ）を有する平面化媒体上にて、マイクロ電子基板が平面化または研磨される。このフィルムは、平面化溶液を実質的に通さない非圧縮性シートまたはウエブであり得、これらの微小フィーチャーは、この基板の下にて、このフィルムの表面にわたって、この平面化溶液の流体流れを制限するために、このフィルム上にて、選択パターンで構成され得る。この微小フィーチャーは、例えば、支持点を規定する実質的に非圧縮性の複数の第一隆起フィーチャー、これらの支持点の下の少なくとも１個の空洞、およびこれらの支持点間およびその下の複数の第二隆起フィーチャーを備えた選択パターンで、構成され得る。これらの支持点、空洞、および第二隆起フィーチャーは、平面化中にて、この基板の下で、この溶液の実質的に連続的で均一な分布を捕捉するように、作動し得る。さらに、この微小フィーチャーの選択パターンは、多数の基板に対して、一貫した平面化面が設けられ得るように、このフィルム上にて、選択パターンを複製する微小フィーチャーのマスターパターンから再生され得る。

この平面化フィルムは、多数の異なる材料から構成され得、また、これらの微小フィーチャーは、多数の異なる構成を有し得る。例えば、このフィルムは、適切なポリマー材料（例えば、Ｍｙｌａｒ（登録商標）またはＬｅｘａｎ（登録商標））、あるいは他の可撓性で実質的に非圧縮性の材料から構成され得る。これらの微小フィーチャーは、このフィルム材料から形成された複数の形状および高さを備えた小瘤（ｎｏｄｕｌｅｓ）であり得るか、またはこれらの小瘤は、このフィルムとは別個に形成された編組繊維（ｗｏｖｅｎｆｉｂｅｒｓ）の微細メッシュであり得る。これらの小瘤は、一般に、このフィルム上でパターン化されて、複数の凹部を形成し、これらは、この基板の下にて、この溶液を捕捉し、また、これらの小瘤の一部は、好ましくは、平坦上部を有し、これは、このフィルムの平面化面にわたって、一定最大高さで終わっており、第一隆起フィーチャーを規定する。選択パターンの小瘤および凹部は、このフィルム上にてこの小瘤パターンをエンボス加工すること、これらの凹部をこのフィルムにエッチングすること、またはこの平面化フィルム上にて選択パターンの小瘤を一貫して再生し得る他の適切な技術により、製造され得る。

本発明に従った平面化媒体は、種々の異なる平面化装置と共に作動するように、適合され得る。１実施態様では、例えば、このフィルムは、複数の部分を備えた連続的で可撓性のウエブであり、各部分は、選択パターンの微小フィーチャーを備えた平面化面を有する。この可撓性ウエブは、全てまたは一部の部分だけがこの平面化媒体の作業ステーションにわたって移動するように、作業ステーションまたは平面化ステーションに対して位置合わせされ得る。全ての部分がこの作業ステーションにわたって前進するとき、このウエブの第一部分は、この作業ステーションに保持されて、第一基板を平面化し、次いで、このウエブの第二部分が、この作業ステーションに保持されて、引き続いた基板を平面化する。別の実施態様では、この平面化フィルムは、複数の別個のシートを有し得、ここで、各シートは、平面化面を有し、１個またはそれ以上の部分は、選択パターンの微小フィーチャーを有する。そういうものとして、第一シートは、認容可能な点を超えて劣化するまで、多数の基板を平面化するのに使用され、次いで、それは、多数の追加基板を平面化するために、第二シートで置き換えられ得る。このウエブまたはシートフィルムのいずれかにて、これらの部分は、互いに一体化され得るか、または互いに装着された別個のセグメントであり得る。

（発明の詳細な説明）
本発明は、マイクロ電子装置の製造で使用される基板の機械的および／または化学機械的平面化のための装置および方法である。本発明のある実施態様の多くの具体的な詳細は、このような実施態様を完全に理解できるように、以下の説明および図２〜６で示されている。しかしながら、当業者は、本発明がさらなる実施態様を有し得ること、および以下の説明で記述された細部のいくつかがなくても実施され得ることを理解する。

図２は、基板１２を平面化するための平面化装置１００および平面化媒体１４０の実施態様の概略図である。平面化媒体１４０の特徴および利点は、平面化装置１００の構造および操作に関連して、最もよく理解できる。それゆえ、まず、平面化装置１００の一般的な特徴を記述する。

平面化装置１００は、作業ステーションまたは平面化ステーション（この場所に、平面化媒体１４０の「Ａ」部分が配置される）にて、ベース１１２を運ぶ支持テーブル１１０を有し得る。ベース１１２は、一般に、平面化媒体１４０の特定部分が平面化中に固定され得る平坦で頑丈な表面を提供するために、テーブル１１０に装着された実質的に非圧縮性の支持部材である。平面化装置１００はまた、ベース１１２の上に平面化媒体１４０を案内し、配置し、そして保持するために、複数のローラーを有する。１実施態様では、これらのローラーは、供給ローラー１２０、第一および第二遊びローラー１２１ａおよび１２１ｂ、第一および第二案内ローラー１２２ａおよび１２２ｂ、および巻き取りローラー１２３を含む。供給ローラー１２０は、平面化媒体１４０の未使用部分を運び、そして巻き取りローラー１２３は、平面化媒体１４０の使用部分を運ぶ。供給ローラー１２０および巻き取りローラー１２３は、平面化媒体１４０の未使用部分をベース１１２の上へと連続して前進させるための駆動ローラーである。このように、この平面化媒体の未使用部分は、摩耗した使用部分と迅速に置き換えられて、基板１２を平面化するための一貫した表面を提供する。平面化媒体１４０の各部分は、平面化媒体１４０の個々の部分「Ａ」に対応し得るが、各部分はまた、個々の部分「Ａ」より大きいか、またはそれ未満であり得る。供給および巻き取りローラー１２０および１２３が、張力下にて、平面化媒体１４０を伸長して、平面化中にて、ベース１１２上にそれを静止した状態で保持するように、第一遊びローラー１２１ａおよび第一案内ローラー１２２ａは、平面化媒体１４０をベース１１２の僅かに下に配置する。

平面化装置１００はまた、基板１２を平面化媒体１４０にわたって並進運動するために、キャリヤアセンブリ１３０を有する。１実施態様では、キャリヤアセンブリ１３０は、この平面化プロセスの適切な段階で、基板１２を取り上げ、保持し、そして解放するために、基板ホルダー１３２を有する。キャリヤアセンブリ１３０はまた、アクチュエータ１３６を運ぶ支持ガントリー１３４を有し得、アクチュエータ１３６がガントリー１３４に沿って並進運動できるようにする。アクチュエータ１３６は、好ましくは、駆動シャフト１３７を有し、これは、基板ホルダー１３２を運ぶアームアセンブリ１３８に連結されている。操作中にて、ガントリー１３４は、基板１２を高くおよび低くし、そしてアクチュエータ１３６は、駆動シャフト１３７を経由して、軸Ｂ−Ｂの回りで、基板１２を周回させる。他の実施態様では、アームアセンブリ１３８はまた、アームアセンブリ１３８のシャフト１３９を駆動するために、それにより、基板ホルダー１３２がまた軸Ｂ−Ｂの回りで周回するにつれて、軸Ｃ−Ｃの回りで、基板ホルダー１３２を回転するために、アクチュエータ（図示せず）を有し得る。１つの適切な平面化装置は、ＥＤＣＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎにより製造されている。上記平面化装置１００の実施態様を考慮して、平面化媒体１４０の特定の実施態様を、今ここで、記述する。

図３は、平面化媒体１４０の実施態様の部分等角図であり、そして図４は、図３で示した平面化媒体１４０を断面４−４に沿って取り出した部分概略断面図である。平面化媒体１４０は、平面化フィルム１４２および複数の微小フィーチャー１４６（これは、フィルム１４２上にて、選択パターンで構成されている）を有する。平面化フィルム１４２は、薄い安価な材料から構成され得、これは、平面化溶液を通さないか、または一般に、流体を通さない。平面化フィルム１４２はまた、好ましくは、可撓性であるが実質的に非圧縮性の材料であり、これは、比較的に高い引張強さを有する。例えば、この平面化フィルムは、およそ０．０００５インチと０．０５０インチの間の厚さを有する使い捨て材料であり得る。平面化媒体１４０の一部の特定の実施態様では、平面化フィルム１４２は、ポリマー材料または他の適切な材料から構成された単層ウエブまたはシートであり得る。例えば、平面化フィルム１４２に適切な２種の特定のポリマーには、ポリエステル（例えば、Ｅ．Ｉ．ｄｕＰｏｎｔｄｅＮｅｍｏｕｒｓＣｏ．により製造されたＭｙｌａｒ）およびポリカーボネート（例えば、ＧｅｎｅｒａｌＥｌｅｃｔｒｉｃＣｏ．により製造されたＬｅｘａｎ）がある。他の適切なポリマーには、ポリウレタンおよびナイロンが挙げられる。

微小フィーチャー１４６は、流体流れを制限するために、そうでなければ、フィルム１４２を横切る基板面（図示せず）の下にある微小容量の平面化溶液（図示せず）を捕捉するために、フィルム１４２上に、選択パターンで構成され得る。微小フィーチャー１４６の選択パターンは、マスターパターンから再生され得、これは、平面化媒体１４０の一部または全部にわたって、この選択パターンを一貫して複製する。１実施態様では、例えば、この選択パターンは、平面化媒体１４０のうち、平面化装置１００（図２）の平面化ステーションにある「Ａ」部分のサイズに対応する部分で、複製される。従って、平面化媒体１４０の平面化特性は、この平面化プロセスの精度を高めるために、１つの部分から次の部分へと一貫している。微小フィーチャー１４６の選択パターンは、平面化フィルム１４２にわたって、実質的にランダムな分布のフィーチャーであり得、またはこの微小フィーチャーは、実質的に対称的で均一なパターンで形成され得る。微小フィーチャー１４６はまた、フィルム１４２と一体的に形成され得るか、またはこの微小フィーチャーは、フィルムの平坦シートに装着した別個の材料から構成され得る。

図３および４で示すように、微小フィーチャー１４６は、異なる形状および高さを有する小瘤であり得、これは、小瘤１４６間にて、フィルム１４２内で、凹部１４８を形成する。図４で最もよく示されるように、平面化フィルム１４２は、高さＨ_Bまで連続部分１４４を有し、そして小瘤１４６は、高さＨ_Bから複数の異なる高さまで、上向きに伸長している。例えば、小瘤１４６の少数は、複数の中間高さＨ₁およびＨ₂まで伸長し得るのに対して、他の小瘤は、上部平坦小瘤（ｆｌａｔ−ｔｏｐｎｏｄｕｌｅｓ）１４７であり、これらは、平面化媒体１４０の平面化面１５０（図４のみ）を規定する実質的に一定の高さＨ_maxで終わっている。上部平坦小瘤１４７は、第一隆起フィーチャーを規定し得、これは、平面化面１５０上の支持点として作用して、基板１２と噛み合うか、そうでなければ、それを支持し、中間高さを有する残りの小瘤１４６は、第二隆起フィーチャーを規定し得る。さらに、凹部１４８は、上部平坦小瘤１４７の下で、少なくとも１個の空洞を形成し得る。別の実施態様では、最も高い小瘤でさえ、上部平坦小瘤１４７の代わりに、丸いピーク１４９（図４では、想像線で示す）を有し得る。小瘤１４６は、好ましくは、高さＨ_Bに関して、０．５μｍ〜１００μｍの高さを有し、また、それらは、それらのベースの端から端まで、およそ５０μｍ〜５００μｍである。

図３および４で図示した微小フィーチャー１４６および凹部１４８の選択パターンは、マイクロ電子基板を平面化するのに適切な平面化媒体１４０の１実施態様を表わしているにすぎない。このようにして、平面化中にて基板の下に平面化溶液および研磨粒子の充分な分布を与える事実上任意のパターンの微小フィーチャーが使用され得る。さらに、小瘤１４６は、上で示した範囲の外側の他のサイズおよび高さを有し得る。

微小フィーチャー１４６は、多数の方法により、平面化フィルム１４２上で形成され得る。例えば、平面化フィルム１４２がポリマー材料から構成されるとき、選択パターンの微小フィーチャー１４６は、この選択パターンの微小フィーチャーの反転図形を有するダイスまたはスタンプを用いて、この選択パターンの微小フィーチャーを平面化フィルム１４２の上へエンボス加工することにより、平面化媒体１４０の上で複製され得る。このダイスは、このフィルムをダイスの微細構成に永久的に一致させるのに充分な温度で、この平面化フィルムに対して押し付けられ得る。図３および４で図示した平面化媒体１４０の実施態様では、微小フィーチャー１４６は、丸い小瘤パターンを有するダイスを用いて、０．０１０〜０．０２０インチ厚のＬｅｘａｎフィルムをエンボス加工することにより、次いで、これらの丸い小瘤上にて、犠牲（ｓａｃｒｉｆｉｃｅ）ウエハを平面化して、最大高さＨ_maxで、上部平坦小瘤１４７を形成することにより、形成される。別の実施態様では、この選択パターンは、光でパターン化され、次いで、この平面化フィルムへとエッチングされ得る。それゆえ、薄いシートに引っ掻いたり擦過した微小フィーチャーとは異なり、この選択パターンは、この平面化媒体の一部または全部にわたって正確に複製され得、１つの基板から次の基板へと、一貫した平面化特性を提供する。

図５は、平面化媒体１４０の操作および一部の利点を図示している概略断面図である。操作中にて、供給ライン（図示せず）は、キャリヤアセンブリ３０（図１）が上部平坦小瘤１４７の上で基板１２を並進運動させるにつれて、平面化溶液４４を平面化媒体１４０の上へと置く。小瘤１４６間の凹部１４８には、小容量の平面化溶液４４が蓄積する。さらに、この平面化溶液が研磨粒子４５を含有するとき、研磨粒子４５の一部はまた、凹部１４８内に蓄積し得る。凹部１４８は、従って、上部平坦小瘤１４７の下で少なくとも１個の大きな空洞を提供して、好ましくは、ウエハ１２の表面１４の下にて、平面化溶液４４および研磨粒子４５の実質的に均一で連続的な分布を保持する。小瘤１４６は、その流れを制限するか、そうでなければ、平面化溶液４４および研磨粒子４５を捕捉して、基板１２の周囲が、媒体１４０から溶液４４および粒子４５を拭い去るのを防止する。さらに、小瘤１４６が実質的に非圧縮性であるとき、上部平坦小瘤１４７は、基板１２が凹部１４８を貫通すること、および平面化溶液４４および研磨粒子４５を強制的に凹部１４８から押し出すことを防止する。

従来の研磨パッドと比較して、平面化媒体１４０は、半導体ウエハおよび他のマイクロ電子基板において、非常に均一な平面を生じると予想されている。微小フィーチャー１４６が、この流体流れを制限するか、そうでなければ、基板１２の表面１４の下にある凹部１４８において、実質的に均一で連続的な分布の平面化溶液４４および研磨粒子４５を捕捉するので、平面化媒体１４０は、その平面化性能を改良すると考えられている。さらに、フィルム１４２は、非常に平坦で実質的に非圧縮性のシートまたはウエブであり得、これは、基板面１４の微細構成に一致しない。平面化媒体１４０は、従って、基板面１４上のハイポイント（ｈｉｇｈｐｏｉｎｔｓ）に、高い機械的エネルギーを与えるのに対して、基板１２が平面化媒体１４０から平面化溶液４４および研磨粒子４５を拭い去ることを防止する。

上記利点に加えて、図３〜５で図示した平面化媒体１４０はまた、基板を平面化するための非常に一貫した安価な表面を提供し得る。ポリウレタンから構成したまたは固定研磨粒子を含有する従来の研磨パッドとは異なり、平面化媒体１４０は、安価な使い捨てフィルム１４２から構成され得、これは、平面化面１５０がもはや基板を平面化するのに適切な状態ではなくなった後、捨てることができ、それは経済的である。結果として、清浄な平面化面を提供するのに、高価な調整装置や熟練労働力は不要である。さらに、この選択パターンの微小フィーチャーは、平面化媒体１４０にわたって複製され得るので、多数の基板にわたって、一貫した平面化特性が維持され得る。従って、平面化媒体１４０は、この平面化面を絶えず調整する必要性をなくすだけでなく、多数の基板にわたる平面化特性の一貫性を向上させ得る。

図６は、平面化フィルム２４２および複数の微小フィーチャー２４６（これは、平面化フィルム２４２とは別個に形成されている）と共に、本発明に従った別の実施態様の平面化媒体２４０を図示している部分概略等角図である。平面化フィルム２４２は、図３〜５に関して上で述べたフィルム１４２と類似し得る。微小フィーチャー２４６は、しかしながら、フィルム２４２に装着されたストランドの微細な編組メッシュであり得る。例えば、微小フィーチャー２４６は、２．０μｍ〜５．０μｍの直径のナイロンストランドの編組メッシュであり得、これは、このメッシュの表面積のおよそ０．５％〜５％を規定する開口部２４８により、間隔を開けて配置されている。この編組メッシュは、従って、複数の第一隆起フィーチャー（これは、これらのストランドに沿って、ハイポイント２４７により規定される）、複数の第二隆起フィーチャー２４９（これらは、フィルム２４２の上のストランドの残りによって、規定される）、および少なくとも１個の空洞（これは、これらのストランドのハイポイント２４７の下にあり、開口部２４８により規定される）を有する。平面化媒体２４０の微小フィーチャー２４６および開口部２４８は、それゆえ、微小フィーチャー２４６のハイポイント２４７の下にある平面化溶液（図示せず）を捕獲し含有し得、平面化中にて、基板（図示せず）の下で、実質的に均一な分布の平面化溶液および研磨粒子を提供する。図６で図示した平面化媒体２４０の実施態様は、従って、図３〜５で図示した平面化媒体１４０の実施態様に関して上で記述した同じ利点の多くを達成し得る。

前述のことから、本明細書中では、例示の目的のために、本発明の具体的な実施態様が記述されているものの、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、種々の変更を行い得ることが理解される。例えば、他のパターンの微小フィーチャーが使用され得、そして図６で示した編組メッシュは、他の材料から製造したストランドから構成され得る。さらに、本発明に従った平面化媒体は、上記平面化媒体１４０および２４０の実施態様と実質的に同じ結果を達成することに必ずしも限定されておらず、またはそうする必要がない。本発明は、従って、添付の特許請求の範囲による以外は、限定されない。

図１は、先行技術に従った平面化装置の概略図である。図２は、本発明の１実施態様に従って平面化媒体を有する平面化装置の概略図である。図３は、本発明の１実施態様に従って平面化フィルムおよび複数の微小フィーチャーを有する平面化媒体の部分等角図である。図４は、図３で示した平面化媒体を断面４−４に沿って取り出した部分概略断面図である。図５は、図４の平面化媒体の部分概略断面図であり、これは、本発明の１実施態様に従って研磨粒子を有する平面化溶液を用いて、基板を平面化することを図示している。図６は、本発明の別の実施態様に従った別の平面化媒体の部分概略等角図である。

Claims

マイクロ電子基板を平面化するための平面化媒体であって、
溶液を通さない平面化フィルム；および
複数の微小構造的フィーチャーであって、該複数の微小構造的フィーチャーは、選択され複製されたパターンで該フィルム上に構成されており、該選択されたパターンは、支持点を規定する複数の第一隆起フィーチャー、該支持点の下の少なくとも１個の空洞、および該支持点間およびその下の複数の第二隆起フィーチャーを有する、複数の微小構造的フィーチャー
を備える、平面化媒体。