JP2007518577A - Polishing pad for electrochemical mechanical polishing - Google Patents
Polishing pad for electrochemical mechanical polishing Download PDFInfo
- Publication number
- JP2007518577A JP2007518577A JP2006517172A JP2006517172A JP2007518577A JP 2007518577 A JP2007518577 A JP 2007518577A JP 2006517172 A JP2006517172 A JP 2006517172A JP 2006517172 A JP2006517172 A JP 2006517172A JP 2007518577 A JP2007518577 A JP 2007518577A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- polishing pad
- grooves
- polishing
- groove
- substrate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
- B24B37/11—Lapping tools
- B24B37/20—Lapping pads for working plane surfaces
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
- B24B37/11—Lapping tools
- B24B37/20—Lapping pads for working plane surfaces
- B24B37/26—Lapping pads for working plane surfaces characterised by the shape of the lapping pad surface, e.g. grooved
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23H—WORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
- B23H5/00—Combined machining
- B23H5/06—Electrochemical machining combined with mechanical working, e.g. grinding or honing
- B23H5/08—Electrolytic grinding
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
- B24B37/04—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
- B24B37/04—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces
- B24B37/046—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces using electric current
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
- B24D11/00—Constructional features of flexible abrasive materials; Special features in the manufacture of such materials
Abstract
本発明は、第１の深さ及び第１の幅を備えた第１の組の溝（１２）を含む上部表面（１０）と、第２の深さ及び第２の幅を備えた第２の組の溝（１６）を含む下部表面とを有する本体を含む研磨パッドであって、当該第１の組の溝（１２）と当該第２の組の溝（１６）が相互に接続され、それらが一列にならないように配向された研磨パッドを提供する。 The present invention includes an upper surface (10) that includes a first set of grooves (12) with a first depth and a first width, and a second with a second depth and a second width. A polishing pad comprising a body having a lower surface including a set of grooves (16), wherein the first set of grooves (12) and the second set of grooves (16) are interconnected; A polishing pad is provided that is oriented so that they do not line up.
Description
本発明は、電気化学機械研磨において使用するための研磨パッドに関する。 The present invention relates to a polishing pad for use in electrochemical mechanical polishing.
研磨プロセスは、マイクロエレクトロニクス素子の製造において、半導体ウェハ、電界放出ディスプレイ及び他の多くの超小型電子技術の基材上に平らな表面を形成するのに用いられる。例えば、半導体素子の製造は、種々のプロセス層を形成する工程、これらの層の一部を選択的に除去又はパターニングする工程、及び半導体基材の表面上にさらに追加のプロセス層を堆積して半導体ウェハを形成する工程を一般に伴う。プロセス層の例としては、絶縁層、ゲート酸化物層、導電層、金属層、及びガラス層などを挙げることができる。プロセス層の一番上の表面が次の層の堆積のために平面、即ち、平らであることがウェハプロセスの幾つかの工程において一般に望ましい。研磨プロセス、例えば、化学機械研磨（「ＣＭＰ」）がプロセス層を平坦化するのに用いられ、堆積材料、例えば、導電又は絶縁材料を研磨して以降のプロセス工程のためにウェハを平坦化する。 The polishing process is used in the manufacture of microelectronic devices to form flat surfaces on semiconductor wafers, field emission displays and many other microelectronic substrate materials. For example, the fabrication of semiconductor devices involves forming various process layers, selectively removing or patterning portions of these layers, and depositing additional process layers on the surface of the semiconductor substrate. The process generally involves forming a semiconductor wafer. Examples of the process layer include an insulating layer, a gate oxide layer, a conductive layer, a metal layer, and a glass layer. It is generally desirable in some steps of the wafer process that the top surface of the process layer is flat, i.e. flat, for the deposition of the next layer. A polishing process, e.g., chemical mechanical polishing ("CMP"), is used to planarize the process layer, polishing deposited material, e.g., conductive or insulating material, to planarize the wafer for subsequent process steps. .
その望ましい電気的性質のために、銅がマイクロエレクトロニクス素子の製造においてますます使用されている。ダマシン又はデュアルダマシンプロセスなどの技術が、銅基材の特徴の形成に現在使用されている。ダマシンプロセスでは、誘電体材料において特徴が画定され、バリヤー層材料がその特徴の表面に堆積され、銅がバリヤー層及びその周囲領域に堆積される。このようなプロセスでは、基材表面上に余分な銅が堆積される。この銅は、以降の処理の前に（例えば、研磨によって）除去されなければならない。 Due to its desirable electrical properties, copper is increasingly used in the manufacture of microelectronic devices. Techniques such as damascene or dual damascene processes are currently used to form copper substrate features. In a damascene process, features are defined in a dielectric material, a barrier layer material is deposited on the surface of the features, and copper is deposited on the barrier layer and its surrounding areas. In such a process, excess copper is deposited on the substrate surface. This copper must be removed (eg, by polishing) prior to subsequent processing.
余分な銅の除去は、導電性材料とバリヤー層の間の界面が一般に平らでないという事実のために困難である。残りの銅は、平らでない界面によって形成される凸凹に保持される場合がある。導電性材料及びバリヤー材料は、異なる速度で基材表面から除去される場合が多く、結果として基材表面に残留物として余分な導電性材料が保持されることがある。さらに、基材表面は、そこに形成される特徴の密度又はサイズに応じて様々な表面構成を有する場合があり、結果として基材表面の異なる表面構成に従って銅の除去速度が異なることになる。これらすべての態様により、基材表面からの銅の効果的な除去及び基材表面の最終的な平面性を達成することが困難になる。 Removal of excess copper is difficult due to the fact that the interface between the conductive material and the barrier layer is generally not flat. The remaining copper may be held in irregularities formed by uneven interfaces. Conductive and barrier materials are often removed from the substrate surface at different rates, resulting in the retention of excess conductive material as a residue on the substrate surface. Furthermore, the substrate surface may have various surface configurations depending on the density or size of the features formed therein, resulting in different copper removal rates according to different surface configurations of the substrate surface. All these aspects make it difficult to achieve effective removal of copper from the substrate surface and final planarity of the substrate surface.
基材表面からの所望の銅のすべては、基材表面を過度に研磨することにより除去することができる。しかしながら、過度の研磨によって形状的な欠陥、例えば、特徴におけるくぼみ若しくはへこみ（「ディッシング」）又は誘電体材料の過度の除去（「エロージョン」）が生じる場合がある。さらには、ディッシング及びエロージョンからの形状的な欠陥により、その下にあるバリヤー層などの他の層が不均一に除去される場合がある。 All of the desired copper from the substrate surface can be removed by overpolishing the substrate surface. However, excessive polishing may result in geometric defects, such as indentations or dents in features (“dishing”) or excessive removal of dielectric material (“erosion”). Furthermore, geometrical defects from dishing and erosion may cause other layers such as underlying barrier layers to be removed unevenly.
基材表面に銅ダマシンを形成するために低誘電率（低ｋ）材料を使用することで、銅表面の研磨に関する別の問題が生じる。低ｋ誘電体材料、例えば、炭素をドープした酸化ケイ素は、通常の研磨の下向き圧力（即ち、４０ｋＰａ）のもとで変形するか又は割れる場合があり、基材研磨の品質及び素子の形成に不利に影響を及ぼす場合がある。例えば、基材と研磨パッドの間の相対的な回転運動により、基材表面に沿ったせん断力が生じ、低ｋ材料が変形して形状的な欠陥が形成する場合がある。 The use of a low dielectric constant (low k) material to form copper damascene on the substrate surface creates another problem with copper surface polishing. Low-k dielectric materials, such as carbon-doped silicon oxide, can be deformed or cracked under normal polishing down pressure (ie, 40 kPa), resulting in substrate polishing quality and device formation. May have an adverse effect. For example, the relative rotational movement between the substrate and the polishing pad can cause shear forces along the substrate surface, which can deform the low-k material and form geometric defects.
銅と低ｋ誘電体材料を含む基材の研磨欠陥を最小限に抑える１つのアプローチは、電気化学機械研磨（ＥＣＭＰ）によって銅を研磨することである。ＥＣＭＰは、従来のＣＭＰプロセスと比べて低減された機械的磨耗で以って基材を研磨しながら、電気化学溶解によって基材表面から導電性材料を除去することができる。電気化学溶解は、カソードと基材表面の間にバイアスを印加することによって実施され、導電性材料が基材表面から周囲の電解質溶液又はスラリーに除去される。ＥＣＭＰ系の１つの実施態様においては、バイアスは、基材支持デバイス、例えば、基材キャリアヘッドにおいて基材表面と電気的に通じている導電性接点のリングにより印加される。しかしながら、接点リングは、基材表面にわたって電流の不均一な分布を示すことが観測された。その結果として不均一な溶解が生じる。機械的磨耗は、基材を通常の研磨パッドと接触させて配置し、それらの間に相対的な動きを与えることによって行われる。しかしながら、通常の研磨パッドは、基材表面への電解質溶液の流れをしばしば制限する。さらに、研磨パッドは、基材表面へのバイアスの印加を妨げ、基材表面からの材料の不均一な又はむらのある溶解を生じさせる場合のある絶縁材料から構成されることがある。 One approach to minimizing polishing defects in a substrate comprising copper and a low-k dielectric material is to polish the copper by electrochemical mechanical polishing (ECMP). ECMP can remove conductive material from a substrate surface by electrochemical dissolution while polishing the substrate with reduced mechanical wear compared to conventional CMP processes. Electrochemical dissolution is performed by applying a bias between the cathode and the substrate surface, and the conductive material is removed from the substrate surface to the surrounding electrolyte solution or slurry. In one embodiment of the ECMP system, the bias is applied by a ring of conductive contacts that are in electrical communication with the substrate surface in a substrate support device, eg, a substrate carrier head. However, it has been observed that the contact ring exhibits a non-uniform distribution of current across the substrate surface. As a result, non-uniform dissolution occurs. Mechanical wear is performed by placing the substrate in contact with a conventional polishing pad and imparting relative movement therebetween. However, conventional polishing pads often limit the flow of electrolyte solution to the substrate surface. In addition, the polishing pad may be composed of an insulating material that may prevent the application of a bias to the substrate surface and cause non-uniform or uneven dissolution of the material from the substrate surface.
結果として、ＥＣＭＰの際に基材表面上の導電性材料を除去するための改善された研磨パッドに対するニーズがある。本発明はこのような研磨パッドを提供する。本発明のこれら及び他の利点並びに更なる本発明の特徴は、本明細書において与えられる発明の説明から明らかになろう。 As a result, there is a need for an improved polishing pad for removing conductive material on a substrate surface during ECMP. The present invention provides such a polishing pad. These and other advantages of the invention, as well as additional inventive features, will be apparent from the description of the invention provided herein.
本発明は、第１の組の溝を含む上部表面と、第２の組の溝を含む下部表面とを有する本体を含む研磨パッドであって、当該第１の組の溝と当該第２の組の溝が相互に接続され、それらが一列にならないように配向された研磨パッドを提供する。さらに本発明は、この研磨パッドの使用を含む電気化学機械研磨の方法を提供する。 The present invention is a polishing pad including a body having an upper surface including a first set of grooves and a lower surface including a second set of grooves, the first set of grooves and the second set of grooves. A set of grooves are interconnected to provide a polishing pad oriented so that they are not in a row. The present invention further provides a method of electrochemical mechanical polishing comprising the use of this polishing pad.
本発明は、電気化学機械研磨（「ＥＣＭＰ」）において使用するための研磨パッドに向けられる。研磨パッドは、上部表面と下部表面を有する本体を含む。上部表面と下部表面の両方が溝を作られる。上部表面は第１の組の溝を含み、下部表面は第２の組の溝を含む。第１と第２の組の溝は相互に接続される。望ましくは、第１と第２の組の溝は、研磨パッドの本体を横切って及びそれを通して電解質の最大流量を提供しかつ研磨パッドの本体を通して電解質流の最大の均一性を提供するよう互いに関して配向される。 The present invention is directed to a polishing pad for use in electrochemical mechanical polishing (“ECMP”). The polishing pad includes a body having an upper surface and a lower surface. Both the upper and lower surfaces are grooved. The upper surface includes a first set of grooves and the lower surface includes a second set of grooves. The first and second sets of grooves are connected to each other. Desirably, the first and second sets of grooves are relative to each other to provide maximum flow of electrolyte across and through the body of the polishing pad and to provide maximum uniformity of electrolyte flow through the body of the polishing pad. Oriented.
溝は、任意の好適な断面形状を有することができる。例えば、第１及び第２の組の溝の断面形状は、直線（例えば、平行な直線、ＸＹクロスハッチ）、曲線、円（例えば、同心円）、楕円、正方形、長方形、三角形、ひし形、又はそれらの組み合わせからなることができる。第１の組の溝の断面形状は、第２の組の溝の断面形状と同じであるか又は異なることができる。加えて、第１と第２の組の溝はそれぞれ、異なる断面の溝形状の組み合わせを含むことができる。好ましくは、第１及び第２の組の溝のうち少なくとも１つは線形の溝を含む。より好ましくは、第１と第２の組の溝の両方は、線形の溝を含むか、それらから本質的になるか又はそれらからなる。 The groove can have any suitable cross-sectional shape. For example, the cross-sectional shapes of the first and second sets of grooves are straight lines (eg, parallel straight lines, XY cross hatch), curved lines, circles (eg, concentric circles), ellipses, squares, rectangles, triangles, rhombuses, or those Can be a combination of The cross-sectional shape of the first set of grooves can be the same as or different from the cross-sectional shape of the second set of grooves. In addition, each of the first and second sets of grooves can include a combination of groove shapes with different cross sections. Preferably, at least one of the first and second sets of grooves comprises a linear groove. More preferably, both the first and second sets of grooves comprise, consist essentially of, or consist of linear grooves.
第１と第２の組の溝は、それらが一列にならないように配向される。したがって、第１と第２の組の溝は、実質的に又は完全には互いにかぶさるべきではない。第１と第２の組の溝は、それらが研磨パッドの同じ面を占めることになる場合には、それらが交差（クロス）するように互いに対して配向されるべきである。 The first and second sets of grooves are oriented so that they do not line up. Thus, the first and second sets of grooves should not substantially or completely cover each other. The first and second sets of grooves should be oriented with respect to each other so that they intersect if they will occupy the same surface of the polishing pad.
第１と第２の組の溝の特定の配向は、溝の形状及び数に少なくとも部分的に依存している。例えば、第１と第２の組の溝が線形の溝からなる場合には、第１と第２の組の溝は、それらの線が平行にならないよう（例えば、斜め）に配向される。典型的には、第１と第２の組の溝は、上部表面又は下部表面に対面して見た場合に（即ち、上部表面と下部表面に垂直な視線で）第１の組の溝が第２の組の溝に対して１０°〜９０°の角度だけ回転しているように配向される。好ましくは、第１の組の溝は、第２の組の溝に対して４５°〜９０°（例えば、６０°〜９０°）の角度だけ回転している。このような研磨パッドは図１Ａ及び１Ｂに表される。研磨パッドは、第１の組の溝（１２）を含む上部表面（１０）と、第２の組の溝（１６）を含む下部表面（１４）とを有し、当該第１の組の溝（１２）が当該第２の組（１６）に対して９０°の角度だけ回転している。第１と第２の組の溝が曲線状の溝である場合には、第１と第２の組の溝は、異なる方向に配向されることが好ましい。例えば、第１の組の溝は、第２の組の溝に対して１０°〜１８０°（例えば、９０°、１２０°又は１８０°）の角度だけ回転させることができる。第２の組の曲線状の溝（１６）に対して４５°回転した第１の組の曲線状の溝（１２）を含むこのような研磨パッドが図２に表される。 The specific orientation of the first and second sets of grooves depends at least in part on the shape and number of grooves. For example, if the first and second sets of grooves comprise linear grooves, the first and second sets of grooves are oriented so that their lines are not parallel (eg, diagonal). Typically, the first and second sets of grooves are the first set of grooves when viewed facing the upper or lower surface (ie, in a line of sight perpendicular to the upper and lower surfaces). Oriented to rotate by an angle between 10 ° and 90 ° relative to the second set of grooves. Preferably, the first set of grooves is rotated by an angle of 45 ° to 90 ° (eg, 60 ° to 90 °) with respect to the second set of grooves. Such a polishing pad is represented in FIGS. 1A and 1B. The polishing pad has an upper surface (10) that includes a first set of grooves (12) and a lower surface (14) that includes a second set of grooves (16), the first set of grooves. (12) is rotated by an angle of 90 ° with respect to the second set (16). When the first and second sets of grooves are curved grooves, the first and second sets of grooves are preferably oriented in different directions. For example, the first set of grooves can be rotated by an angle of 10 ° to 180 ° (eg, 90 °, 120 °, or 180 °) with respect to the second set of grooves. Such a polishing pad comprising a first set of curved grooves (12) rotated 45 ° relative to a second set of curved grooves (16) is represented in FIG.
第１と第２の組の溝がそれぞれ、円、楕円、正方形、長方形又は三角形の断面形状を有する溝を含む場合には、これらの溝は、第１の組の溝が第２の組の溝と適切な距離だけ横にずれるように配向することができる。例えば、第２の組の溝は、個々の溝の対称軸間の距離の１０％以上（例えば、２０％以上又は４０％以上）である距離だけ第１の組の溝からずらすことができる。あるいはまた、第１の組の溝は、第２の組の溝に対して１０°〜１８０°（例えば、９０°、１２０°又は１８０°）の角度だけ回転させることができる。図３は、第１の組の円形の溝（１２）と第２の組の円形の溝（１６）を含み、当該第１の円形の溝が、個々の溝の対称軸間の距離の５０％である距離だけ当該第２の組の円形の溝からずれている研磨パッドを表す。 If the first and second sets of grooves each include a groove having a cross-sectional shape of a circle, ellipse, square, rectangle, or triangle, these grooves are the first set of grooves being the second set of grooves. It can be oriented so as to be laterally offset from the groove by an appropriate distance. For example, the second set of grooves can be offset from the first set of grooves by a distance that is 10% or more (eg, 20% or more or 40% or more) of the distance between the symmetry axes of the individual grooves. Alternatively, the first set of grooves can be rotated by an angle of 10 ° to 180 ° (eg, 90 °, 120 °, or 180 °) with respect to the second set of grooves. FIG. 3 includes a first set of circular grooves (12) and a second set of circular grooves (16), the first circular grooves having a distance of 50 between the symmetry axes of the individual grooves. % Represents a polishing pad that is offset from the second set of circular grooves by a distance that is%.
溝は任意の好適な幅を有することができる。第１又は第２の溝の組内の各溝の幅は、同じであるか又は異なることができる。典型的には、溝の幅は０．１ｍｍ〜２ｍｍである。溝の幅は、研磨パッドの表面を横切って溝ごとに変えることができる。第１の組の溝の幅の平均が第１の溝の幅と規定される。同様に、第２の組の溝の幅の平均が第２の溝の幅と規定される。第１と第２の溝の幅は、同じであるか又は異なることができる。 The groove can have any suitable width. The width of each groove in the first or second set of grooves can be the same or different. Typically, the groove width is between 0.1 mm and 2 mm. The width of the groove can vary from groove to groove across the surface of the polishing pad. The average width of the first set of grooves is defined as the width of the first groove. Similarly, the average width of the second set of grooves is defined as the width of the second groove. The width of the first and second grooves can be the same or different.
溝は任意の好適な深さを有することができる。第１又は第２の溝の組内の各溝の深さは、同じであるか又は異なることができる。第１の組の溝の深さの平均が第１の溝の深さと規定される。同様に、第２の組の溝の深さの平均が第２の溝の深さと規定される。第１と第２の溝の深さは、同じであるか又は異なることができる。例えば、第１の溝の深さは第２の溝の深さより大きくてもよいし、又は第２の溝の深さは第１の溝の深さより大きくてもよい。 The groove can have any suitable depth. The depth of each groove in the first or second set of grooves can be the same or different. The average depth of the first set of grooves is defined as the depth of the first groove. Similarly, the average depth of the second set of grooves is defined as the depth of the second groove. The depth of the first and second grooves can be the same or different. For example, the depth of the first groove may be greater than the depth of the second groove, or the depth of the second groove may be greater than the depth of the first groove.
第１と第２の溝の深さの合計が合計の溝深さを与える。１つの実施態様においては、合計の溝深さは、研磨パッドの合計厚さ（即ち、研磨パッドの上部表面から下部表面までの合計距離）に等しいか又はそれよりも大きい。例えば、第１の溝の深さと第２の溝の深さはそれぞれ、研磨パッドの厚さの２分の１に等しくすることができる。あるいはまた、第１の溝の深さは、研磨パッドの厚さの５５％以上（例えば、６０％以上又は６５％以上）であることができ、一方で、第２の溝の深さは、研磨パッドの厚さの４５％以下（例えば、４０％以下又は３５％以下）である。別の実施態様においては、合計の溝深さは、研磨パッドの合計厚さよりも小さい。例えば、合計の溝深さは、研磨パッドの合計厚さの９０％以上（又は８０％以上、７０％以上若しくは６０％以上）であることができる。 The sum of the depths of the first and second grooves gives the total groove depth. In one embodiment, the total groove depth is equal to or greater than the total thickness of the polishing pad (ie, the total distance from the upper surface to the lower surface of the polishing pad). For example, the depth of the first groove and the depth of the second groove can each be equal to one half of the thickness of the polishing pad. Alternatively, the depth of the first groove can be 55% or more (eg, 60% or more or 65% or more) of the thickness of the polishing pad, while the depth of the second groove is It is 45% or less (for example, 40% or less or 35% or less) of the thickness of the polishing pad. In another embodiment, the total groove depth is less than the total thickness of the polishing pad. For example, the total groove depth can be 90% or more (or 80% or more, 70% or more, or 60% or more) of the total thickness of the polishing pad.
好ましくは、合計の溝深さは、研磨パッドの合計厚さと等しいか又はそれよりも大きい。合計深さが研磨パッドの厚さと等しいか又はそれよりも大きい場合には、第１と第２の組の溝は、研磨パッドの上部表面と下部表面に垂直に配向した一次チャンネルによって相互に接続される。これらの一次チャンネルの寸法は、第１と第２の溝の組の幅によって画定される。一次チャンネルにより、研磨パッドの本体を貫通して電解質を流すことができる。このような一次チャンネル（２０）は、図１Ａ、１Ｂ、２及び３に示される。 Preferably, the total groove depth is equal to or greater than the total thickness of the polishing pad. If the total depth is equal to or greater than the thickness of the polishing pad, the first and second sets of grooves are interconnected by primary channels oriented perpendicular to the upper and lower surfaces of the polishing pad. Is done. The dimensions of these primary channels are defined by the width of the first and second groove sets. The primary channel allows the electrolyte to flow through the body of the polishing pad. Such a primary channel (20) is shown in FIGS. 1A, 1B, 2 and 3.
一次チャンネルが研磨パッドの上部表面と下部表面の溝加工によって形成されないように、合計の溝深さが研磨パッドの合計厚さよりも小さい場合には、第１と第２の組の溝は、電解質の流れが研磨パッドの厚さを通って促進されるように二次チャンネルによって相互に接続することができる。一次チャンネルと同様、二次チャンネルは、研磨パッドの上部表面から下部表面に及び、上部表面と下部表面に対して垂直に配向される。二次チャンネルは、任意の好適な断面形状（例えば、円、楕円、正方形、三角形、ひし形など）及び任意の好適な寸法を有することができる。二次チャンネルの直径は、任意の好適な直径であることができる。例えば、二次チャンネルの直径は、一次チャンネルの直径と同じであるか又は異なることができる。二次チャンネルは、研磨パッドを横切って任意の好適な位置に配置することができる。例えば、二次チャンネルは、溝の中又は溝の外（例えば、溝と溝の間）に配置することができる。二次チャンネルの数及びサイズは、研磨される基材のタイプに少なくとも部分的に依存している。第１の組の溝（１２）、第２の組の溝（１６）及び当該第１と第２の組の溝の交差部分に配置された複数の二次チャンネル（２２）を含む本発明の研磨パッドが図４に表される。 If the total groove depth is less than the total thickness of the polishing pad so that the primary channel is not formed by grooving of the upper and lower surfaces of the polishing pad, the first and second sets of grooves are electrolytes. Can be interconnected by secondary channels so that the flow of gas is facilitated through the thickness of the polishing pad. Similar to the primary channel, the secondary channel is oriented from the upper surface to the lower surface of the polishing pad and perpendicular to the upper and lower surfaces. The secondary channel can have any suitable cross-sectional shape (eg, circle, ellipse, square, triangle, diamond, etc.) and any suitable dimensions. The diameter of the secondary channel can be any suitable diameter. For example, the diameter of the secondary channel can be the same as or different from the diameter of the primary channel. The secondary channel can be placed at any suitable location across the polishing pad. For example, the secondary channel can be located in the groove or outside the groove (eg, between the grooves). The number and size of the secondary channels depends at least in part on the type of substrate being polished. The present invention includes a first set of grooves (12), a second set of grooves (16), and a plurality of secondary channels (22) disposed at the intersection of the first and second sets of grooves. A polishing pad is represented in FIG.
当然ながら、二次チャンネルは、一次チャンネルと組み合わせて使用することができる。好ましい実施態様においては、第１と第２の組の溝の両方は、溝が一次チャンネルによって相互接続されるように研磨パッドの厚さと等しいか又はそれよりも大きな合計溝深さを有する線形の溝を含み、溝の組が９０°の角度を形成するよう配向される。図５Ａ及び５Ｂは、第１の組の溝（１２）を含む上部表面（１０）と第２の組の溝（１６）を含む下部表面（１４）とを有する別の好ましい研磨パッドを表し、第１と第２の組の溝の交差部分が一次チャンネル（２０）を作り出し、研磨パッドが複数の二次チャンネル（２２）をさらに含む。 Of course, the secondary channel can be used in combination with the primary channel. In a preferred embodiment, both the first and second sets of grooves are linear with a total groove depth equal to or greater than the thickness of the polishing pad so that the grooves are interconnected by the primary channel. Including grooves and the groove set is oriented to form an angle of 90 °. 5A and 5B represent another preferred polishing pad having an upper surface (10) that includes a first set of grooves (12) and a lower surface (14) that includes a second set of grooves (16); The intersection of the first and second sets of grooves creates a primary channel (20), and the polishing pad further includes a plurality of secondary channels (22).
望ましくは、研磨パッドは、研磨パッドを通る電解質の流れを最大にするよう高い空隙容量を有する。例えば、空隙容量は３０％以上（例えば、５０％以上、７０％以上又は８０％以上）であることができる。典型的には、研磨パッドの空隙容量は、９５％以下（例えば、９０％以下）である。研磨パッドの空隙容量は、第１及び第２の組の溝と、一次及び二次チャンネルと、研磨パッドの本体内部の任意の空隙（即ち、気孔）とによって構成される。研磨パッドの本体内部の空隙の空隙容量は、溝の空隙容量よりも大きいか、それと等しいか又はそれよりも小さくすることができる。好ましくは、研磨パッドの本体は、電解質を吸収及び輸送することができる連続気泡の気孔構造を含む。 Desirably, the polishing pad has a high void volume to maximize electrolyte flow through the polishing pad. For example, the void volume can be 30% or more (eg, 50% or more, 70% or more, or 80% or more). Typically, the void volume of the polishing pad is 95% or less (for example, 90% or less). The void volume of the polishing pad is constituted by first and second sets of grooves, primary and secondary channels, and any voids (ie, pores) within the body of the polishing pad. The void volume of the void inside the body of the polishing pad can be greater than, equal to, or smaller than the void volume of the groove. Preferably, the body of the polishing pad includes an open cell pore structure capable of absorbing and transporting electrolyte.
好ましくは、第１と第２の組の溝の数、幅、深さ及び配向は、研磨パッドのｘ、ｙ及びｚ方向のそれぞれを通じて電解質の均一な流れを作り出すよう最適化される。研磨パッドを通る電解質の流れは、研磨の際に研磨パッドのポンピング作用によって促進させることができる。例えば、多孔質の研磨パッドは、研磨の際に電解質を吸収し、次いで研磨ツールの高い下向き圧力のもとで電解質スラリーを放出することができる。ポンピング作用により、研磨パッドを通る電解質の流れが研磨パッド（及びアノード）及び／又は基材キャリアの回転数の関数として周期的に変化する。第１と第２の組の溝の数、幅、深さ及び配向は、研磨装置のポンピング作用によってこの共振を最大にするよう最適化することができる。研磨パッドを通る電解質の流れは、電解質中のガス気泡の存在によって促進させることもできる。ガス気泡は、任意の好適なガスを含むことができ、好ましくは空気を含む。 Preferably, the number, width, depth and orientation of the first and second sets of grooves are optimized to create a uniform flow of electrolyte through each of the x, y and z directions of the polishing pad. Electrolyte flow through the polishing pad can be facilitated by the pumping action of the polishing pad during polishing. For example, a porous polishing pad can absorb electrolyte during polishing and then release the electrolyte slurry under the high downward pressure of the polishing tool. The pumping action causes the electrolyte flow through the polishing pad to change periodically as a function of the number of rotations of the polishing pad (and anode) and / or substrate carrier. The number, width, depth and orientation of the first and second sets of grooves can be optimized to maximize this resonance by the pumping action of the polishing apparatus. Electrolyte flow through the polishing pad can also be facilitated by the presence of gas bubbles in the electrolyte. The gas bubbles can include any suitable gas, preferably air.
１つの実施態様においては、溝の幅及び／又は深さ、したがって溝の容積容量は、研磨パッドの一方の側から研磨パッドのもう一方（例えば、反対）の側へ段々と小さくなる。図６は、第１の組の線形の溝（１２）と当該第１の組の溝に対して９０°に配向された第２の組の線形の溝（１６）とを有し、当該第１と第２の組の溝の幅が、研磨パッドの一方の側からもう一方の側へ大きくなり、それによって溝容積の勾配を作り出すこの実施態様の研磨パッドを表す。勾配のある溝構成を有する研磨パッドは、１つ又は複数のポンプを用いて研磨パッドの表面に電解質を局所的に導入するＥＣＭＰ装置において特に望ましい。電解質がより小さな電解質容量を有する研磨パッドの領域に局所的に導入される場合には、研磨パッドのデザインは、電解質の流れを制限し、研磨パッドから出る前に研磨パッドの他の領域に電解質を流れさせる。このようなパッドの抵抗がない場合には、電解質は研磨パッドの小領域を通って流れ得るに過ぎない。研磨パッドを通る電解質流の均一性は、基材の除去の均一性を達成するために重要である。 In one embodiment, the width and / or depth of the groove, and thus the volume capacity of the groove, gradually decreases from one side of the polishing pad to the other (eg, opposite) side of the polishing pad. FIG. 6 includes a first set of linear grooves (12) and a second set of linear grooves (16) oriented at 90 ° to the first set of grooves, This embodiment represents a polishing pad of this embodiment in which the width of the first and second sets of grooves increases from one side of the polishing pad to the other, thereby creating a groove volume gradient. A polishing pad having a graded groove configuration is particularly desirable in an ECMP apparatus that locally introduces electrolyte to the surface of the polishing pad using one or more pumps. If the electrolyte is locally introduced into a region of the polishing pad having a smaller electrolyte capacity, the design of the polishing pad will limit the flow of electrolyte and allow the electrolyte to flow into other regions of the polishing pad before exiting the polishing pad. To flow. Without such pad resistance, the electrolyte can only flow through a small area of the polishing pad. The uniformity of the electrolyte flow through the polishing pad is important to achieve substrate removal uniformity.
第１と第２の組の溝は角度をつけることができる。溝の角度は、任意の好適な角度であることができ、例えば、溝の角度は、研磨パッドの面に対して７５°、６０°、４５°又は３０°であることができる。第１と第２の組の溝の角度は、電解質の流れが研磨パッド全体に向けられるようにすることが望ましい。好ましくは、第１と第２の組の溝は、（存在するのであれば）一次チャンネルが研磨パッドの本体を貫通してまっすぐ延びないような対角を有するが、むしろ、電解質の流れを制限するよう作用することができる曲部を有する。 The first and second sets of grooves can be angled. The groove angle can be any suitable angle, for example, the groove angle can be 75 °, 60 °, 45 ° or 30 ° with respect to the surface of the polishing pad. The angles of the first and second sets of grooves are preferably such that the electrolyte flow is directed across the polishing pad. Preferably, the first and second sets of grooves are diagonal so that the primary channel (if present) does not extend straight through the body of the polishing pad, but rather restricts the flow of electrolyte. It has a bend that can act to
本発明の研磨パッドの本体は、任意の好適な材料を含むことができる。典型的には、研磨パッドの本体はポリマー樹脂を含む。好ましくは、ポリマー樹脂は、熱可塑性エラストマー、熱可塑性ポリウレタン、熱可塑性ポリオレフィン、ポリカーボネート、ポリビニルアルコール、ナイロン、エラストマーゴム、エラストマーポリエチレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、ポリアラミド、ポリアリーレン、ポリアクリレート、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、それらのコポリマー、及びそれらの混合物からなる群より選択される。より好ましくは、ポリマー樹脂は、熱可塑性ポリウレタン樹脂である。 The body of the polishing pad of the present invention can comprise any suitable material. Typically, the body of the polishing pad includes a polymer resin. Preferably, the polymer resin is a thermoplastic elastomer, thermoplastic polyurethane, thermoplastic polyolefin, polycarbonate, polyvinyl alcohol, nylon, elastomer rubber, elastomer polyethylene, polytetrafluoroethylene, polyethylene terephthalate, polyimide, polyaramide, polyarylene, polyacrylate, Selected from the group consisting of polystyrene, polymethylmethacrylate, copolymers thereof, and mixtures thereof. More preferably, the polymer resin is a thermoplastic polyurethane resin.
研磨パッドの高度に溝をつけた性質とそれに伴う高い空隙容量のために、ポリマー樹脂のタイプ及びポリマー樹脂の物理的性質は、研磨パッドの物理的な完全性を維持するのに重要である。研磨パッドの本体は、固体材料、独立気泡材料、又は連続気泡材料であることができる。研磨パッド中に存在する気孔の度合い及びタイプは、研磨される基材のタイプに少なくとも部分的に依存している。 Due to the highly grooved nature of the polishing pad and the high void volume associated therewith, the type of polymer resin and the physical properties of the polymer resin are important in maintaining the physical integrity of the polishing pad. The body of the polishing pad can be a solid material, a closed cell material, or an open cell material. The degree and type of pores present in the polishing pad will depend at least in part on the type of substrate being polished.
幾つかの実施態様においては、研磨パッドの本体は導電性である。したがって、研磨パッドの本体は、導電性ポリマー又はそこに埋め込まれるか若しくは形成された導電性部材を含む非導電性ポリマーを有することができる。導電性ポリマーは、任意の好適な導電性ポリマーであることができる。導電性部材は、任意の好適な部材であることができる。例えば、導電性部材は、ポリマー樹脂全体に均一に分散される粒子、繊維、ワイヤー、コイル又はシートからなることができる。導電性部材は、炭素、導電性金属、例えば、銅、白金、白金で被覆された銅、及びアルミニウムなどを含む任意の好適な導電性材料を含むことができる。好適な導電性研磨パッド部材の例は、米国特許出願公開第２００２／０１１９２８６号明細書において記載されている。 In some embodiments, the body of the polishing pad is electrically conductive. Accordingly, the body of the polishing pad can have a conductive polymer or a non-conductive polymer including a conductive member embedded or formed therein. The conductive polymer can be any suitable conductive polymer. The conductive member can be any suitable member. For example, the conductive member can be composed of particles, fibers, wires, coils, or sheets that are uniformly dispersed throughout the polymer resin. The conductive member can include any suitable conductive material including carbon, conductive metals such as copper, platinum, copper coated with platinum, and aluminum. An example of a suitable conductive polishing pad member is described in U.S. Patent Publication No. 2002/0119286.
研磨パッドの本体は、２つ以上の研磨パッド層を含むことができる。例えば、第１の組の溝は第１の研磨パッド層内に含まれ、第２の組の溝は第２の研磨パッド層内に含まれる。異なる研磨パッド層は、異なる化学的及び物理的性質を有することができる。幾つかの実施態様においては、第１の研磨パッド層は、第２の研磨パッド層よりも硬いことが望ましい場合がある。複数のパッド層は、接着剤を用いて又は溶着若しくは押し出しによって互いに接合することができる。 The body of the polishing pad can include two or more polishing pad layers. For example, a first set of grooves is included in a first polishing pad layer and a second set of grooves is included in a second polishing pad layer. Different polishing pad layers can have different chemical and physical properties. In some embodiments, it may be desirable for the first polishing pad layer to be harder than the second polishing pad layer. The plurality of pad layers can be joined together using an adhesive or by welding or extrusion.
本発明の研磨パッドは、ＥＣＭＰによって基材を研磨する方法において使用されることが望ましい。本方法は、（ｉ）本発明の研磨パッドを含むＥＣＭＰ装置を用意する工程、（ｉｉ）研磨されるべき基材を用意する工程、（ｉｉｉ）ＥＣＭＰ装置に電解質導電性流体を供給する工程、（ｉｖ）基材表面に電気化学電位を印加する工程、及び（ｖ）基材に対して研磨パッドを動かして基材を削り、それによって基材を研磨する工程を含む。基材に印加される電気化学電位は、固定であることもできるし又は用途に応じて時間とともに変化させることもできる。 The polishing pad of the present invention is desirably used in a method for polishing a substrate by ECMP. The method includes (i) a step of preparing an ECMP apparatus including the polishing pad of the present invention, (ii) a step of preparing a substrate to be polished, (iii) a step of supplying an electrolyte conductive fluid to the ECMP apparatus, (Iv) applying an electrochemical potential to the substrate surface, and (v) moving the polishing pad relative to the substrate to scrape the substrate, thereby polishing the substrate. The electrochemical potential applied to the substrate can be fixed or can vary over time depending on the application.
ＥＣＭＰ装置は、任意の好適なＥＣＭＰ装置であることができ、その多くは当技術分野で公知である。典型的には、ＥＣＭＰ装置は、ＥＣＭＰステーションとキャリアアセンブリを含む。ＥＣＭＰステーションは、好ましくは、電解質チャンバー、カソード、アノード、参照電極、半透性メンブレン、及び本発明の研磨パッドを含む。図７に示されるように、キャリアアセンブリ（３６）は、ＥＣＭＰステーションの上に支持される。カソード（３２）は、好ましくは電解質チャンバー（３０）の下部に配置され、電解質（４２）中に浸漬される。アノードは、本発明の研磨パッド（４０）を乗せた導電性ディスク（３４）であることができる。あるいはまた、アノードは、本発明の導電性研磨パッドであることができる。カソードは、任意の好適な形状及び寸法を有することができ、任意の好適な電極材料を含むことができる。典型的には、カソードは、アノード溶解によって除去されるべき堆積材料以外の材料を含む非消耗電極である。例えば、カソードは、白金、銅、アルミニウム、金、銀、タングステンなどを含むことができる。好ましくは、カソードは白金を含む。参照電極（４４）は、任意の好適な電極材料を含むことができ、望ましくは電解質（４２）中に配置される。 The ECMP apparatus can be any suitable ECMP apparatus, many of which are known in the art. Typically, an ECMP apparatus includes an ECMP station and a carrier assembly. The ECMP station preferably includes an electrolyte chamber, a cathode, an anode, a reference electrode, a semipermeable membrane, and a polishing pad of the present invention. As shown in FIG. 7, the carrier assembly (36) is supported on an ECMP station. The cathode (32) is preferably located at the bottom of the electrolyte chamber (30) and is immersed in the electrolyte (42). The anode can be a conductive disk (34) carrying a polishing pad (40) of the present invention. Alternatively, the anode can be the conductive polishing pad of the present invention. The cathode can have any suitable shape and dimensions and can include any suitable electrode material. Typically, the cathode is a non-consumable electrode that includes materials other than the deposited material to be removed by anodic dissolution. For example, the cathode can include platinum, copper, aluminum, gold, silver, tungsten, and the like. Preferably, the cathode includes platinum. The reference electrode (44) can comprise any suitable electrode material and is desirably disposed in the electrolyte (42).
半透性メンブレン（３８）は、望ましくはアノードディスク（３４）とカソード（３２）の間に配置される。半透性メンブレンは、電解質を通過させることができるが研磨くず及び研磨の際にカソードから放出される気泡（例えば、水素気泡）を通過させない気孔サイズを有する。好ましくは、半透性メンブレンは、５〜１５０μｍの気孔サイズを有するガラスフリットである。 A semi-permeable membrane (38) is desirably disposed between the anode disk (34) and the cathode (32). The semi-permeable membrane has a pore size that allows electrolyte to pass through but does not allow polishing debris and bubbles (eg, hydrogen bubbles) released from the cathode during polishing to pass. Preferably, the semipermeable membrane is a glass frit having a pore size of 5 to 150 μm.
電解質導電性流体（即ち、電解質）は、液体キャリア及び１つ又は複数の電解質塩を典型的に含む。液体キャリアは、任意の好適な溶媒であることができ、好ましくは水を含むか又は水である。電解質塩は、任意の好適な電解質塩であることができ、任意の好適な量で液体キャリア中に存在することができる。典型的には、電解質塩は、硫酸、リン酸、過塩素酸又は酢酸に基づいている。好適な電解質塩としては、硫酸水素塩、塩化水素、リン酸水素、リン酸カリウム、及びそれらの組み合わせからなる群より選択されたものが挙げられる。好ましくは、電解質塩はリン酸カリウムである。電解質は、塩基化合物、例えば、水酸化カリウムを含むこともできる。電解質は、望ましくは０．２Ｍ以上（例えば、０．５Ｍ以上又は１．０Ｍ以上）の濃度を有する。電解質は、任意の好適なｐＨを有することができる。典型的には、電解質は２〜１１（例えば、３〜１０又は４〜９）のｐＨを有する。 The electrolyte conductive fluid (ie, electrolyte) typically includes a liquid carrier and one or more electrolyte salts. The liquid carrier can be any suitable solvent, and preferably contains or is water. The electrolyte salt can be any suitable electrolyte salt and can be present in the liquid carrier in any suitable amount. Typically, the electrolyte salt is based on sulfuric acid, phosphoric acid, perchloric acid or acetic acid. Suitable electrolyte salts include those selected from the group consisting of hydrogen sulfate, hydrogen chloride, hydrogen phosphate, potassium phosphate, and combinations thereof. Preferably, the electrolyte salt is potassium phosphate. The electrolyte can also contain a basic compound, such as potassium hydroxide. The electrolyte desirably has a concentration of 0.2M or higher (eg, 0.5M or higher or 1.0M or higher). The electrolyte can have any suitable pH. Typically, the electrolyte has a pH of 2-11 (eg, 3-10 or 4-9).
電解質は、任意選択で研磨粒子及び研磨用添加剤を含む。研磨材は任意の好適な研磨材であることができ、シリカ、アルミナ、ジルコニア、チタニア、ゲルマニア、マグネシア、セリア、及びそれらの組み合わせからなる群より選択することができる。研磨用添加剤は、腐食抑制剤、膜形成剤、界面活性剤、及びそれらの組み合わせからなる群より選択することができる。 The electrolyte optionally includes abrasive particles and polishing additives. The abrasive can be any suitable abrasive and can be selected from the group consisting of silica, alumina, zirconia, titania, germania, magnesia, ceria, and combinations thereof. The polishing additive can be selected from the group consisting of corrosion inhibitors, film formers, surfactants, and combinations thereof.
本発明の研磨パッドは、多くのタイプの基材（例えば、ウェハ）及び基材材料を研磨する方法で使用するのに好適である。例えば、研磨パッドは、基材、例えば、記憶保存装置、ガラス基材、メモリ又は孔質ディスク、金属（例えば、貴金属）、磁気ヘッド、層間絶縁（ＩＬＤ）層、ポリマー膜、低及び高誘電率膜、強誘電体、マイクロ電子機械システム（ＭＥＭＳ）、半導体ウェハ、電解放出ディスプレイ、及び他の超小型電子技術の基材、特には絶縁層（例えば、金属酸化物、窒化ケイ素又は低誘電体材料）及び／又は導電性材料含有層（例えば、金属含有層）を含む基材を研磨するのに使用することができる。「メモリ又は硬質ディスク」という用語は、電磁気の形態で情報を保持するための任意の磁気ディスク、ハードディスク、硬質ディスク又はメモリディスクを意味する。メモリ又は硬質ディスクはニッケル−リンを含む表面を典型的に有するが、表面は他の任意の好適な材料を含むことができる。典型的には、基材は、少なくとも１つの導電性材料を含む。好適な導電性材料としては、例えば、銅、タンタル、タングステン、アルミニウム、ニッケル、チタン、白金、ルテニウム、ロジウム、イリジウム、それらの合金、及びそれらの混合物が挙げられる。基材はまた金属酸化物の絶縁層を典型的に含む。好適な金属酸化物の絶縁層としては、例えば、アルミナ、シリカ、チタニア、セリア、ジルコニア、ゲルマニア、マグネシア、及びそれらの組み合わせが挙げられる。加えて、基材は、任意の好適な金属複合物を含むか、それから本質的になるか又はそれからなることができる。好適な金属複合物としては、例えば、金属窒化物（例えば、窒化タンタル、窒化チタン及び窒化タングステン）、金属炭化物（例えば、炭化ケイ素及び炭化タングステン）、ニッケル−リン、アルミノ−ボロシリケート、ボロシリケートガラス、リンケイ酸ガラス（ＰＳＧ）、ホウリンケイ酸ガラス（ＢＰＳＧ）、ケイ素／ゲルマニウム合金、及びケイ素／ゲルマニウム／炭素合金が挙げられる。基材はまた、任意の好適な半導体系材料を含むか、それから本質的になるか又はそれからなることができる。好適な半導体系材料としては、単結晶シリコン、多結晶シリコン、アモルファスシリコン、絶縁膜上の単結晶シリコン（silicon-on-insulator）及びヒ化ガリウムが挙げられる。 The polishing pad of the present invention is suitable for use in methods of polishing many types of substrates (eg, wafers) and substrate materials. For example, the polishing pad can be a substrate, such as a storage device, a glass substrate, a memory or porous disk, a metal (eg, a noble metal), a magnetic head, an interlayer dielectric (ILD) layer, a polymer film, a low and high dielectric constant. Films, ferroelectrics, microelectromechanical systems (MEMS), semiconductor wafers, field emission displays, and other microelectronic substrate materials, especially insulating layers (eg metal oxides, silicon nitride or low dielectric materials) ) And / or a conductive material-containing layer (e.g., a metal-containing layer). The term “memory or hard disk” means any magnetic disk, hard disk, hard disk or memory disk for holding information in electromagnetic form. The memory or hard disk typically has a surface comprising nickel-phosphorous, but the surface can comprise any other suitable material. Typically, the substrate includes at least one conductive material. Suitable conductive materials include, for example, copper, tantalum, tungsten, aluminum, nickel, titanium, platinum, ruthenium, rhodium, iridium, alloys thereof, and mixtures thereof. The substrate also typically includes a metal oxide insulating layer. Suitable metal oxide insulating layers include, for example, alumina, silica, titania, ceria, zirconia, germania, magnesia, and combinations thereof. In addition, the substrate can comprise, consist essentially of, or consist of any suitable metal composite. Suitable metal composites include, for example, metal nitrides (eg, tantalum nitride, titanium nitride and tungsten nitride), metal carbides (eg, silicon carbide and tungsten carbide), nickel-phosphorus, alumino-borosilicate, borosilicate glass. Phosphosilicate glass (PSG), borophosphosilicate glass (BPSG), silicon / germanium alloys, and silicon / germanium / carbon alloys. The substrate can also comprise, consist essentially of, or consist of any suitable semiconductor-based material. Suitable semiconductor materials include single crystal silicon, polycrystalline silicon, amorphous silicon, single crystal silicon on an insulating film (silicon-on-insulator) and gallium arsenide.
当業者であれば、本発明の研磨パッドが、電気化学活性を必要とするか、あるいはまた研磨パッドを通る研磨組成物（例えば、液体キャリア及び研磨用添加剤）の有意な流量を必要とする他の製法において使用することができることは容易に理解するであろう。例えば、本発明の研磨パッドは、電気化学堆積、及び電気化学堆積と化学機械研磨の組み合わせを含む電気化学機械めっきプロセス（ＥＣＭＰＰ）において使用することができる。 Those skilled in the art will appreciate that the polishing pad of the present invention requires electrochemical activity or also requires a significant flow of polishing composition (eg, liquid carrier and polishing additive) through the polishing pad. It will be readily appreciated that it can be used in other processes. For example, the polishing pads of the present invention can be used in electrochemical mechanical plating processes (ECMPP) that include electrochemical deposition and a combination of electrochemical deposition and chemical mechanical polishing.
Claims (26)
（ｉｉ）研磨されるべき基材を用意する工程、
（ｉｉｉ）ＥＣＭＰ装置に電解質導電性流体を供給する工程、
（ｉｖ）基材表面に電気化学電位を印加する工程、及び
（ｖ）基材に対して研磨パッドを動かして基材を削り、それによって基材を研磨する工程
を含む、電気化学機械研磨によって基材を研磨する方法。 (I) preparing an electrochemical mechanical polishing (ECMP) apparatus including the polishing pad according to claim 1;
(Ii) preparing a substrate to be polished;
(Iii) supplying an electrolyte conductive fluid to the ECMP apparatus;
(Iv) applying an electrochemical potential to the substrate surface; and (v) moving the polishing pad relative to the substrate to scrape the substrate, thereby polishing the substrate, by electrochemical mechanical polishing. A method of polishing a substrate.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US10/601,601 US20040259479A1 (en) | 2003-06-23 | 2003-06-23 | Polishing pad for electrochemical-mechanical polishing |
| PCT/US2004/017493 WO2005000525A1 (en) | 2003-06-23 | 2004-06-03 | Polishing pad for electrochemical-mechanical polishing |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2007518577A true JP2007518577A (en) | 2007-07-12 |
Family
ID=33517994
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2006517172A Pending JP2007518577A (en) | 2003-06-23 | 2004-06-03 | Polishing pad for electrochemical mechanical polishing |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20040259479A1 (en) |
| EP (1) | EP1638733A1 (en) |
| JP (1) | JP2007518577A (en) |
| KR (1) | KR20060026437A (en) |
| CN (1) | CN1809445A (en) |
| TW (1) | TWI279290B (en) |
| WO (1) | WO2005000525A1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009297817A (en) * | 2008-06-11 | 2009-12-24 | Elpida Memory Inc | Method of manufacturing polishing pad, polishing pad, and method of manufacturing substrate using the same |
| US20210090913A1 (en) * | 2017-03-17 | 2021-03-25 | Toshiba Memory Corporation | Substrate treatment apparatus and manufacturing method of semiconductor device |
Families Citing this family (39)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7153410B2 (en) * | 2000-08-30 | 2006-12-26 | Micron Technology, Inc. | Methods and apparatus for electrochemical-mechanical processing of microelectronic workpieces |
| US7153195B2 (en) * | 2000-08-30 | 2006-12-26 | Micron Technology, Inc. | Methods and apparatus for selectively removing conductive material from a microelectronic substrate |
| US7129160B2 (en) | 2002-08-29 | 2006-10-31 | Micron Technology, Inc. | Method for simultaneously removing multiple conductive materials from microelectronic substrates |
| US7192335B2 (en) * | 2002-08-29 | 2007-03-20 | Micron Technology, Inc. | Method and apparatus for chemically, mechanically, and/or electrolytically removing material from microelectronic substrates |
| US7134934B2 (en) * | 2000-08-30 | 2006-11-14 | Micron Technology, Inc. | Methods and apparatus for electrically detecting characteristics of a microelectronic substrate and/or polishing medium |
| US7078308B2 (en) | 2002-08-29 | 2006-07-18 | Micron Technology, Inc. | Method and apparatus for removing adjacent conductive and nonconductive materials of a microelectronic substrate |
| US7112121B2 (en) * | 2000-08-30 | 2006-09-26 | Micron Technology, Inc. | Methods and apparatus for electrical, mechanical and/or chemical removal of conductive material from a microelectronic substrate |
| US7220166B2 (en) | 2000-08-30 | 2007-05-22 | Micron Technology, Inc. | Methods and apparatus for electromechanically and/or electrochemically-mechanically removing conductive material from a microelectronic substrate |
| US7160176B2 (en) * | 2000-08-30 | 2007-01-09 | Micron Technology, Inc. | Methods and apparatus for electrically and/or chemically-mechanically removing conductive material from a microelectronic substrate |
| US7094131B2 (en) * | 2000-08-30 | 2006-08-22 | Micron Technology, Inc. | Microelectronic substrate having conductive material with blunt cornered apertures, and associated methods for removing conductive material |
| JP2005123232A (en) * | 2003-10-14 | 2005-05-12 | Toshiba Corp | Polishing device, polishing method, and method of manufacturing semiconductor device |
| US7442116B2 (en) * | 2003-11-04 | 2008-10-28 | Jsr Corporation | Chemical mechanical polishing pad |
| US7153777B2 (en) | 2004-02-20 | 2006-12-26 | Micron Technology, Inc. | Methods and apparatuses for electrochemical-mechanical polishing |
| US7097536B2 (en) * | 2004-06-30 | 2006-08-29 | Intel Corporation | Electrically enhanced surface planarization |
| US7566391B2 (en) | 2004-09-01 | 2009-07-28 | Micron Technology, Inc. | Methods and systems for removing materials from microfeature workpieces with organic and/or non-aqueous electrolytic media |
| JP3872081B2 (en) * | 2004-12-29 | 2007-01-24 | 東邦エンジニアリング株式会社 | Polishing pad |
| US20060151615A1 (en) * | 2005-01-12 | 2006-07-13 | Taiwan Name Plate Co., Ltd. | Radio identifiable mark |
| JP2006332526A (en) * | 2005-05-30 | 2006-12-07 | Renesas Technology Corp | Manufacturing method of semiconductor device, electrolytic polishing method, and polishing pad |
| US7807252B2 (en) * | 2005-06-16 | 2010-10-05 | Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. | Chemical mechanical polishing pad having secondary polishing medium capacity control grooves |
| US7604529B2 (en) * | 2006-02-16 | 2009-10-20 | Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. | Three-dimensional network for chemical mechanical polishing |
| US7503833B2 (en) * | 2006-02-16 | 2009-03-17 | Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. | Three-dimensional network for chemical mechanical polishing |
| US20080283502A1 (en) * | 2006-05-26 | 2008-11-20 | Kevin Moeggenborg | Compositions, methods and systems for polishing aluminum oxide and aluminum oxynitride substrates |
| US7635290B2 (en) * | 2007-08-15 | 2009-12-22 | Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. | Interpenetrating network for chemical mechanical polishing |
| US7517277B2 (en) * | 2007-08-16 | 2009-04-14 | Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. | Layered-filament lattice for chemical mechanical polishing |
| US7828634B2 (en) | 2007-08-16 | 2010-11-09 | Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. | Interconnected-multi-element-lattice polishing pad |
| TWI409868B (en) * | 2008-01-30 | 2013-09-21 | Iv Technologies Co Ltd | Polishing method, polishing pad and polishing system |
| US8801949B2 (en) | 2011-09-22 | 2014-08-12 | Dow Global Technologies Llc | Method of forming open-network polishing pads |
| US9108291B2 (en) | 2011-09-22 | 2015-08-18 | Dow Global Technologies Llc | Method of forming structured-open-network polishing pads |
| US8894799B2 (en) * | 2011-09-22 | 2014-11-25 | Dow Global Technologies Llc | Method of forming layered-open-network polishing pads |
| JP5696024B2 (en) * | 2011-11-09 | 2015-04-08 | 株式会社東芝 | Chemical planarization method and chemical planarization apparatus |
| CN102601471B (en) * | 2012-03-28 | 2013-07-24 | 华南理工大学 | Finish machining method for space curve meshing gear mechanism |
| US20150056895A1 (en) * | 2013-08-22 | 2015-02-26 | Cabot Microelectronics Corporation | Ultra high void volume polishing pad with closed pore structure |
| TWI550140B (en) * | 2014-01-28 | 2016-09-21 | 國立中山大學 | Electrochemial abrasive polishing apparatus with its polishing method |
| TWI595968B (en) * | 2016-08-11 | 2017-08-21 | 宋建宏 | Polishing pad and method for manufacturing the same |
| US10201887B2 (en) * | 2017-03-30 | 2019-02-12 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Polishing pad having grooves on bottom surface of top layer |
| US11878388B2 (en) * | 2018-06-15 | 2024-01-23 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Polishing pad, polishing apparatus and method of manufacturing semiconductor package using the same |
| CN109434568A (en) * | 2018-10-23 | 2019-03-08 | 青岛韬谱光学科技有限公司 | A kind of optical device polishing method of the high high roughness of face type |
| CN112536738B (en) * | 2020-12-10 | 2022-05-27 | 郑州磨料磨具磨削研究所有限公司 | Diamond roller rapid electroplating device and process |
| CN114918823B (en) * | 2022-05-20 | 2023-08-25 | 安徽禾臣新材料有限公司 | White pad for polishing large-size substrate and production process thereof |
Family Cites Families (35)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63288620A (en) * | 1987-05-22 | 1988-11-25 | Kobe Steel Ltd | Electrolytic compound supermirror machining method for aluminum |
| US4793895A (en) * | 1988-01-25 | 1988-12-27 | Ibm Corporation | In situ conductivity monitoring technique for chemical/mechanical planarization endpoint detection |
| US5256565A (en) * | 1989-05-08 | 1993-10-26 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Electrochemical planarization |
| US5212910A (en) * | 1991-07-09 | 1993-05-25 | Intel Corporation | Composite polishing pad for semiconductor process |
| JP3042593B2 (en) * | 1995-10-25 | 2000-05-15 | 日本電気株式会社 | Polishing pad |
| US5858813A (en) * | 1996-05-10 | 1999-01-12 | Cabot Corporation | Chemical mechanical polishing slurry for metal layers and films |
| US5645469A (en) * | 1996-09-06 | 1997-07-08 | Advanced Micro Devices, Inc. | Polishing pad with radially extending tapered channels |
| US5911619A (en) * | 1997-03-26 | 1999-06-15 | International Business Machines Corporation | Apparatus for electrochemical mechanical planarization |
| US5807165A (en) * | 1997-03-26 | 1998-09-15 | International Business Machines Corporation | Method of electrochemical mechanical planarization |
| US5888121A (en) * | 1997-09-23 | 1999-03-30 | Lsi Logic Corporation | Controlling groove dimensions for enhanced slurry flow |
| US6171467B1 (en) * | 1997-11-25 | 2001-01-09 | The John Hopkins University | Electrochemical-control of abrasive polishing and machining rates |
| US6395152B1 (en) * | 1998-07-09 | 2002-05-28 | Acm Research, Inc. | Methods and apparatus for electropolishing metal interconnections on semiconductor devices |
| US6413388B1 (en) * | 2000-02-23 | 2002-07-02 | Nutool Inc. | Pad designs and structures for a versatile materials processing apparatus |
| US6113759A (en) * | 1998-12-18 | 2000-09-05 | International Business Machines Corporation | Anode design for semiconductor deposition having novel electrical contact assembly |
| US6217426B1 (en) * | 1999-04-06 | 2001-04-17 | Applied Materials, Inc. | CMP polishing pad |
| US6379223B1 (en) * | 1999-11-29 | 2002-04-30 | Applied Materials, Inc. | Method and apparatus for electrochemical-mechanical planarization |
| US6299741B1 (en) * | 1999-11-29 | 2001-10-09 | Applied Materials, Inc. | Advanced electrolytic polish (AEP) assisted metal wafer planarization method and apparatus |
| US6241596B1 (en) * | 2000-01-14 | 2001-06-05 | Applied Materials, Inc. | Method and apparatus for chemical mechanical polishing using a patterned pad |
| US6368190B1 (en) * | 2000-01-26 | 2002-04-09 | Agere Systems Guardian Corp. | Electrochemical mechanical planarization apparatus and method |
| US7066800B2 (en) * | 2000-02-17 | 2006-06-27 | Applied Materials Inc. | Conductive polishing article for electrochemical mechanical polishing |
| US7059948B2 (en) * | 2000-12-22 | 2006-06-13 | Applied Materials | Articles for polishing semiconductor substrates |
| US6375549B1 (en) * | 2000-03-17 | 2002-04-23 | Motorola, Inc. | Polishing head for wafer, and method for polishing |
| US6478936B1 (en) * | 2000-05-11 | 2002-11-12 | Nutool Inc. | Anode assembly for plating and planarizing a conductive layer |
| US6500054B1 (en) * | 2000-06-08 | 2002-12-31 | International Business Machines Corporation | Chemical-mechanical polishing pad conditioner |
| US6656019B1 (en) * | 2000-06-29 | 2003-12-02 | International Business Machines Corporation | Grooved polishing pads and methods of use |
| JP2002046024A (en) * | 2000-08-04 | 2002-02-12 | Sony Corp | Electrolytic polishing device, electrolytic polishing method, and wafer to be polished |
| JP2002093761A (en) * | 2000-09-19 | 2002-03-29 | Sony Corp | Polishing method, polishing system, plating method and plating system |
| JP2002110592A (en) * | 2000-09-27 | 2002-04-12 | Sony Corp | Polishing method and apparatus |
| JP2002254248A (en) * | 2001-02-28 | 2002-09-10 | Sony Corp | Electrochemical machining device |
| US6811680B2 (en) * | 2001-03-14 | 2004-11-02 | Applied Materials Inc. | Planarization of substrates using electrochemical mechanical polishing |
| US6592742B2 (en) * | 2001-07-13 | 2003-07-15 | Applied Materials Inc. | Electrochemically assisted chemical polish |
| US6723224B2 (en) * | 2001-08-01 | 2004-04-20 | Applied Materials Inc. | Electro-chemical polishing apparatus |
| US6599175B2 (en) * | 2001-08-06 | 2003-07-29 | Speedfam-Ipeca Corporation | Apparatus for distributing a fluid through a polishing pad |
| US20030194959A1 (en) * | 2002-04-15 | 2003-10-16 | Cabot Microelectronics Corporation | Sintered polishing pad with regions of contrasting density |
| US6884156B2 (en) * | 2003-06-17 | 2005-04-26 | Cabot Microelectronics Corporation | Multi-layer polishing pad material for CMP |
-
2003
- 2003-06-23 US US10/601,601 patent/US20040259479A1/en not_active Abandoned
-
2004
- 2004-06-03 JP JP2006517172A patent/JP2007518577A/en active Pending
- 2004-06-03 WO PCT/US2004/017493 patent/WO2005000525A1/en active Application Filing
- 2004-06-03 CN CNA2004800176535A patent/CN1809445A/en active Pending
- 2004-06-03 KR KR1020057024555A patent/KR20060026437A/en not_active Application Discontinuation
- 2004-06-03 EP EP04754161A patent/EP1638733A1/en not_active Withdrawn
- 2004-06-04 TW TW093116251A patent/TWI279290B/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009297817A (en) * | 2008-06-11 | 2009-12-24 | Elpida Memory Inc | Method of manufacturing polishing pad, polishing pad, and method of manufacturing substrate using the same |
| US20210090913A1 (en) * | 2017-03-17 | 2021-03-25 | Toshiba Memory Corporation | Substrate treatment apparatus and manufacturing method of semiconductor device |
| US11784064B2 (en) * | 2017-03-17 | 2023-10-10 | Kioxia Corporation | Substrate treatment apparatus and manufacturing method of semiconductor device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TW200510124A (en) | 2005-03-16 |
| KR20060026437A (en) | 2006-03-23 |
| EP1638733A1 (en) | 2006-03-29 |
| US20040259479A1 (en) | 2004-12-23 |
| WO2005000525A1 (en) | 2005-01-06 |
| TWI279290B (en) | 2007-04-21 |
| CN1809445A (en) | 2006-07-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2007518577A (en) | Polishing pad for electrochemical mechanical polishing | |
| US6413388B1 (en) | Pad designs and structures for a versatile materials processing apparatus | |
| TWI279287B (en) | Electrochemical-mechanical polishing system | |
| US6776693B2 (en) | Method and apparatus for face-up substrate polishing | |
| TW536450B (en) | Conductive polishing article for electrochemical mechanical polishing | |
| CN1701136B (en) | Low-force electrochemical mechanical processing method and apparatus | |
| US7247577B2 (en) | Insulated pad conditioner and method of using same | |
| US20040266327A1 (en) | Conductive polishing article for electrochemical mechanical polishing | |
| US20050173260A1 (en) | System for electrochemical mechanical polishing | |
| JP2007531275A (en) | Low surface energy CMP pad | |
| WO2006055766A1 (en) | Means to eliminate bubble entrapment during electrochemical processing of workpiece surface | |
| KR20090017992A (en) | Layered-filament lattice for chemical mechanical polishing | |
| US7399516B2 (en) | Long-life workpiece surface influencing device structure and manufacturing method | |
| US7648622B2 (en) | System and method for electrochemical mechanical polishing | |
| KR100986950B1 (en) | Method and apparatus to form a planarized cu interconnect layer using electroless membrane deposition | |
| US20070131563A1 (en) | Means to improve center to edge uniformity of electrochemical mechanical processing of workpiece surface | |
| US7141146B2 (en) | Means to improve center to edge uniformity of electrochemical mechanical processing of workpiece surface | |
| TWI285576B (en) | Conductive polishing article for electrochemical mechanical polishing | |
| US6875322B1 (en) | Electrochemical assisted CMP | |
| US20060131177A1 (en) | Means to eliminate bubble entrapment during electrochemical processing of workpiece surface | |
| US20070221495A1 (en) | Electropolish assisted electrochemical mechanical polishing apparatus | |
| TW200407215A (en) | Conductive polishing article for electrochemical mechanical polishing | |
| EP1640113B1 (en) | Conductive polishing article for electrochemical mechanical polishing |