JP2022511763A - Polishing pads and systems, as well as their manufacturing and usage methods - Google Patents
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Abstract
研磨パッドは、第1の主面と第1の主面とは反対側の第2の主面とを有する、研磨層を含む。研磨パッドは、研磨層に結合された、第1の主面と第1の主面とは反対側の第2の主面とを有する、サブパッドを更に含む。サブパッドの第1の主面の総表面積に基づいて、サブパッドの少なくとも50%は光学的に透明である。The polishing pad includes a polishing layer having a first main surface and a second main surface opposite to the first main surface. The polishing pad further includes a sub-pad having a first main surface and a second main surface opposite the first main surface, which is coupled to the polishing layer. Based on the total surface area of the first main surface of the subpad, at least 50% of the subpad is optically transparent.
Description
本開示は、基材の研磨に有用である研磨パッド及びシステム、並びにそのような研磨パッドの製造方法及び使用方法に関する。 The present disclosure relates to polishing pads and systems useful for polishing substrates, as well as methods of manufacturing and using such polishing pads.
いくつかの実施形態において、研磨パッドが提供される。研磨パッドは、第1の主面と第1の主面の反対側の第2の主面とを有する、研磨層を含む。研磨パッドは、研磨層に結合された、第1の主面と第1の主面の反対側の第2の主面とを有する、サブパッドを更に含む。サブパッドの第1の主面の総表面積に基づいて、サブパッドの少なくとも50%は光学的に透明である。 In some embodiments, polishing pads are provided. The polishing pad includes a polishing layer having a first main surface and a second main surface opposite the first main surface. The polishing pad further includes a sub-pad having a first main surface and a second main surface opposite the first main surface, coupled to the polishing layer. Based on the total surface area of the first main surface of the subpad, at least 50% of the subpad is optically transparent.
上記の本開示の概要は、本開示の各実施形態を説明することを意図したものではない。本開示の1つ以上の実施形態の詳細は、以下の説明にも記載される。本開示の他の特徴、目的及び利点は、本明細書及び特許請求の範囲から明らかになろう。 The above summary of the present disclosure is not intended to illustrate each embodiment of the present disclosure. Details of one or more embodiments of the present disclosure are also described below. Other features, objectives and advantages of the present disclosure will become apparent from the specification and the claims.
以下の本開示の様々な実施形態の詳細な説明を添付図面と併せて検討することで、本開示をより完全に理解し得る。
化学機械的平坦化(CMP)は、集積回路(IC)の製作においてウエハの表面トポグラフィを平坦化するために使用されるプロセスであり、多くの場合、液体又はスラリー及び研磨パッドの使用を採用する。プロセス中、スラリーは、ウエハの表面上の材料と化学的に反応する。次いで、反応した材料を、スラリー中又はパッド内の研磨粒子によって機械的に除去する。CMPに関連する性能特性としては、ウエハ除去速度(WRR)、ウエハ不均一性(NU)、及び欠陥が挙げられる。 Chemical mechanical flattening (CMP) is a process used to flatten the surface topography of wafers in the manufacture of integrated circuits (ICs) and often employs the use of liquids or slurries and polishing pads. .. During the process, the slurry chemically reacts with the material on the surface of the wafer. The reacted material is then mechanically removed by abrasive particles in the slurry or in the pad. Performance characteristics associated with CMP include wafer removal rate (WRR), wafer non-uniformity (NU), and defects.
ウエハのNUに関して、ICダイの層内のパターンレイアウトの不均一性は、多くの場合、ダイ領域にわたる不均一な研磨(過剰研磨/ディッシング)の一因となる。CMPプロセスパラメータ(圧盤及びウエハキャリア速度、ウエハ圧力、スラリー輸送など)の変動、並びにプロセスの無秩序な変動は、ウエハ内及びロット内の不均一性の増大の一因となる。研磨結果のばらつき(例えば、均一性、過剰研磨、及びディッシシング)を低減するために、プロセス性能を改善するためのプロセス最適化スキームによる、in situ計測及び終点検知の一体化を採用する。光反射率(例えば、研磨パッドを通ってウエハ表面までを行き来する、単波長(すなわち、レーザ光源)又は広帯域光のいずれかでの、反射光シグナルを使用する光反射率、を使用して、終点を検出することは、公知の技術の1つである。 With respect to the NU of the wafer, the non-uniformity of the pattern layout within the layers of the IC die often contributes to non-uniform polishing (over-polishing / dishing) over the die region. Fluctuations in CMP process parameters (such as platen and wafer carrier speeds, wafer pressures, slurry transport, etc.), as well as chaotic variations in the process, contribute to increased inhomogeneity within the wafer and lot. In order to reduce variability in polishing results (eg, uniformity, overpolishing, and dishing), we employ integration of in situ measurement and end point detection with process optimization schemes to improve process performance. Using light reflectance, for example, light reflectance that uses a reflected light signal, either single wavelength (ie, a laser source) or broadband light, traveling through the polishing pad to the surface of the wafer. Detecting the end point is one of the known techniques.
市販の研磨パッドの構成要素(例えば、上部パッド、サブパッド、任意選択による発泡体層など)は、典型的には、光学的に透明ではなく、例えば不透明であり、研磨ツールの光シグナル発生器と研磨対象のウエハの表面との間に配置される。したがって、これらの構成要素により、パッドを直接通る光計測が妨げられる。その結果、光学的終点検出を可能にするために、多くの場合、終点検出窓を研磨パッド内に製作する。これは、研磨パッド(上部パッド、並びに上部パッドへの結合対象の任意の光学的に透明ではない層、例えばサブパッド、及び研磨パッドと重なっている任意選択による発泡体層を含む)内に適切なサイズの開口を切断することによって達成され得る。次いで、窓を、固体の光学的に透明な(例えば、ポリウレタン)窓を開口に挿入し、窓をパッドに固定することによって、作製する。次いで、CMPプロセス中に、光シグナルを、窓を介して、研磨パッド(結合された層のいずれかを含む)を通すことで、終点検出が可能となり得る。この実施により、終点検出が適切なものになるが、研磨パッド内の開口を通る終点検出を可能とすることは、研磨パッドの製作複雑性の増大及び研磨性能の問題に関連する。例えば、研磨パッドを通る開口の形成は、研磨パッドの各層の更なる製作工程になる。更に、研磨パッド内の開口の存在により、ウエハ表面への圧力及び接触材料、ひいては性能信頼性が不均一になる。また更に、パッドの窓が、ツールの検出システム、例えば、パッドが装着されている圧盤の終点検出窓と並んでいる必要があるので、研磨パッド内の開口を通る終点検出により、終点検出を行い得るパッド内の開口の位置が制限される。その結果、終点検出のために様々な層における開口を必要としない(又は開口の数を最小限にする)研磨パッドは、ウエハ表面への圧力及び接触材料が均一になるので、及び/又は研磨パッドを通る終点検出の正確な位置についての柔軟性が可能になるので、望ましい。 The components of a commercially available polishing pad (eg, top pad, sub-pad, optional foam layer, etc.) are typically not optically transparent, for example opaque, with the optical signal generator of the polishing tool. It is placed between the surface of the wafer to be polished. Therefore, these components prevent light measurements that pass directly through the pad. As a result, end point detection windows are often made within the polishing pad to enable optical end point detection. This is suitable within the polishing pad, including the top pad and any optically non-transparent layer to be bonded to the top pad, such as a sub-pad and an optional foam layer that overlaps the polishing pad. It can be achieved by cutting a size opening. The window is then made by inserting a solid, optically transparent (eg, polyurethane) window into the opening and fixing the window to the pad. An end point detection may then be possible by passing an optical signal through a window during the CMP process through a polishing pad, including any of the bonded layers. This practice makes end point detection appropriate, but enabling end point detection through openings in the polishing pad is associated with increased manufacturing complexity of the polishing pad and problems with polishing performance. For example, the formation of an opening through the polishing pad is a further manufacturing process for each layer of the polishing pad. Further, the presence of openings in the polishing pad results in non-uniform pressure on the wafer surface and contact material, and thus performance reliability. Furthermore, since the window of the pad needs to be aligned with the detection system of the tool, for example, the end point detection window of the platen on which the pad is mounted, the end point detection is performed by the end point detection through the opening in the polishing pad. The position of the opening in the resulting pad is limited. As a result, polishing pads that do not require (or minimize the number of openings) openings in the various layers for end point detection will have uniform pressure and contact material on the wafer surface and / or polish. It is desirable because it allows flexibility in the exact location of end point detection through the pad.
定義
本明細書で使用する場合、単数形「a」、「an」、及び「the」は、その内容が明確に別段の規定をしない限り、複数の指示対象を含む。本明細書及び添付の実施形態において使用されるとき、用語「又は」は、その内容が特に明確に指示しない限り、一般的に「及び/又は」を包含する意味で利用される。
Definitions As used herein, the singular forms "a", "an", and "the" include a plurality of referents unless their content is expressly specified otherwise. As used herein and in the accompanying embodiments, the term "or" is generally used to include "and / or" unless the content specifically dictates otherwise.
本明細書で使用する場合、端点による数値範囲の記載は、その範囲内に含まれる全ての数を含む(例えば、1~5は、1、1.5、2、2.75、3、3.8、4及び5を含む)。 As used herein, the description of a numerical range by endpoints includes all numbers contained within that range (eg, 1-5 are 1, 1.5, 2, 2.75, 3, 3). .8, including 4 and 5).
特に指示がない限り、本明細書及び実施形態で使用される量又は成分、特性の測定値などを表す全ての数は、全ての場合において、「約」という用語によって修飾されていると理解されるものとする。これに応じて、特に指示がない限り、前述の明細書及び添付の実施形態の列挙において示す数値パラメータは、本開示の教示を利用して当業者が得ようとする所望の特性に応じて変化し得る。最低でも、各数値パラメータは少なくとも、報告される有効桁の数に照らして通常の丸め技法を適用することにより解釈されるべきであるが、このことは請求項記載の実施形態の範囲への均等論の適用を制限しようとするものではない。 Unless otherwise indicated, all numbers representing quantities or components, measured values of properties, etc. used herein and in embodiments are understood to be modified by the term "about" in all cases. It shall be. Accordingly, unless otherwise indicated, the numerical parameters shown in the above specification and the enumeration of the accompanying embodiments will vary depending on the desired characteristics to be obtained by those skilled in the art using the teachings of the present disclosure. Can be. At a minimum, each numerical parameter should be interpreted at least by applying conventional rounding techniques in the light of the number of effective digits reported, which is equivalent to the scope of the claimed embodiment. It does not attempt to limit the application of the theory.
「作業面」は、被研磨基材の主面に最も近く、少なくとも部分的に接触することが意図される、研磨パッドの主面を指す。 "Working surface" refers to the main surface of the polishing pad that is closest to and at least partially in contact with the main surface of the substrate to be polished.
「細孔(pore)」は、流体、例えば液体がその中に含有され得る、パッドの作業面内のキャビティを指す。細孔によって、少なくともいくらかの流体を細孔内に含有させ、細孔から流れ出ないようにすることができる。 A "pore" refers to a cavity in the working surface of a pad in which a fluid, such as a liquid, may be contained. The pores allow at least some fluid to be contained within the pores and prevent them from flowing out of the pores.
「正確に成形された(precisely shaped)」とは、対応する金型キャビティ又は金型突出部の逆形状の成形形状を有し、トポグラフィ的特徴部が金型から取り出された後に上記形状が維持される、例えば粗面又は細孔等のトポグラフィ的特徴部を意味する。発泡プロセス、又は可溶性材料(例えば水溶性粒子)をポリマーマトリクスから除去することを介して形成された細孔は、正確に成形された細孔ではない。 "Precisely shaped" has a molded shape with an inverted shape of the corresponding mold cavity or mold protrusion, and the shape is maintained after the topographic features are removed from the mold. It means a topographic feature such as a rough surface or pores. The pores formed through the foaming process or the removal of soluble material (eg, water-soluble particles) from the polymer matrix are not precisely formed pores.
本明細書で使用するとき、「主面」は、物品又は層の他の表面よりも大きい寸法又は表面積を有する物品又は層の表面、例えば、高さに対しより大きい幅又は直径のアスペクト比を有する物品又は層の表面を指し、物品又は層の高さ(例えば、厚さ)に対応する側面の表面積は、同じ物品又は層の幅又は直径の表面積よりも著しく小さい。 As used herein, the "main surface" is the surface of an article or layer that has a larger size or surface area than the other surface of the article or layer, eg, an aspect ratio of a larger width or diameter to height. Refers to the surface of an article or layer having, and the surface area of the sides corresponding to the height (eg, thickness) of the article or layer is significantly smaller than the surface area of the width or diameter of the same article or layer.
本明細書で使用するとき、いくつかの実施形態において、「光学的に透明」は、実施例の光透過試験方法に記載されるように試験されるとき、少なくとも400nmの波長で少なくとも10%の光透過率値を有する、物品又は層を指す。他の実施形態において、「光学的に透明」は、実施例の光透過試験方法に記載されるように試験されるとき、少なくとも400nmの波長で、少なくとも20%、少なくとも30%、少なくとも40%、少なくとも50%、少なくとも60%、少なくとも70%、又は少なくとも80%の光透過率値を有する、物品又は層を指す。用語「光透過率値」とは、400nmの波長での総入射光のうちの百分率としての、光源に戻るように反射しない、又は試料によって吸収されるいずれかの光の百分率(出射光/光源×100)を意味する。本出願の目的のために、光学的に透明な物品又は層は、従来の終点検出システムで採用された光シグナルを、正確な終点検出を達成するのに必要な程度まで透過させることが可能になるものである。 As used herein, in some embodiments, "optically transparent" is at least 10% at wavelengths of at least 400 nm when tested as described in the light transmission test methods of the Examples. Refers to an article or layer that has a light transmittance value. In other embodiments, "optically transparent" is at least 20%, at least 30%, at least 40%, at a wavelength of at least 400 nm, when tested as described in the light transmission test method of the Examples. Refers to an article or layer having a light transmittance value of at least 50%, at least 60%, at least 70%, or at least 80%. The term "light transmittance value" is the percentage of light that does not reflect back to the light source or is absorbed by the sample, as a percentage of the total incident light at a wavelength of 400 nm (emission light / light source). It means × 100). For the purposes of this application, an optically transparent article or layer is capable of transmitting the optical signal employed in conventional endpoint detection systems to the extent necessary to achieve accurate endpoint detection. It will be.
研磨パッドに関して論じるとき、「厚さ」は、作業面に垂直な方向で測定された研磨パッドの全ての層の総平均厚さを指す。研磨パッドの層に関して論じるとき、「厚さ」は、研磨パッドの作業面に垂直な方向で測定された研磨パッドのそのような層の総平均厚さを指す。 When discussing the polishing pad, "thickness" refers to the total average thickness of all layers of the polishing pad measured in the direction perpendicular to the work surface. When discussing layers of polishing pads, "thickness" refers to the total average thickness of such layers of polishing pads measured in the direction perpendicular to the working surface of the polishing pads.
本開示は、例えば、半導体ウエハを含む基材を研磨するのに有用な物品、システム、及び方法を対象とする。 The present disclosure covers articles, systems, and methods useful for polishing substrates, including, for example, semiconductor wafers.
いくつかの実施形態において、図1に示すように、本開示は、例えば、CMPプロセスにおいて基材を研磨するために使用され得る、研磨パッド10を対象とする。研磨パッド10は、第1の主面15A(研磨パッド15の「作業面」と呼ばれる)と、第1の主面15Aとは反対側の第2の主面15Bとを有する研磨層15(多くの場合、上部パッドと呼ばれる)を含んでもよい。研磨パッド10は、研磨層15に結合されたサブパッド30を更に含み、サブパッド30は、第1の主面30A(研磨層15に最も近い)と、第1の主面30Aとは反対側の第2の主面30B(研磨装置の圧盤に結合することを意図する)とを有し得る。研磨パッド10は、研磨層15とサブパッド30との間に配置された1つ以上の任意選択による層40を更に含んでもよい。研磨パッド10を形成する層は、当該技術分野において公知の任意の好適な結合機構によって互いに結合され得る。例えば、感圧接着剤(PSA)、ホットメルト接着剤、又は定位置硬化接着剤を例とする接着剤を採用し得る。更に、又は代替的に、貼り合わせ(lamination)を採用し得る。
In some embodiments, as shown in FIG. 1, the present disclosure is directed to a
いくつかの実施形態において、研磨層15は、ポリマーを含んでもよく、又はポリマーから形成されてもよい。研磨層15は、任意の公知のポリマーから製作され得、そのポリマーとしては、熱可塑性物質、熱可塑性エラストマー(TPE)、例えばブロックコポリマーに基づくTPE、又は熱硬化性物質、例えばエラストマー、及びこれらの組み合わせが挙げられる。いくつかの実施形態において、研磨層は、基材平坦化のための市販の研磨パッドに一般的なものなど、ポリウレタン、ポリアミド、ポリブタジエン、又はポリオレフィンを含んでもよく、又はこれらから形成されてもよい。
In some embodiments, the
いくつかの実施形態において、研磨層15の硬度を、それを製作するために使用されたポリマーによって主として制御し得る。いくつかの実施形態において、研磨層15の硬度は、約20ショアD超、約30ショアD超、又は約40ショアD超、約90ショアD未満、約80ショアD未満、又は約70ショアD未満、20~90ショアD、30~80ショアD、又は40~70ショアD超であってもよい。いくつかの実施形態において、研磨層15の硬度は、約20ショアA超、約30ショアA超、又は約40ショアA超、約95ショアA未満、約80ショアA未満、又は約70ショアA未満、又は20~95ショアA、30~80ショアA、又は40~70ショアAであってもよい。
In some embodiments, the hardness of the
いくつかの実施形態において、研磨層15の厚さは、約25ミクロン超、約50ミクロン超、約100ミクロン超、又は250ミクロン超、約20mm未満、約10mm未満、約5mm未満、又は約2.5mm未満、又は15ミクロン~20mm、25ミクロン~10mm、50ミクロン~5mm、又は100ミクロン~2.5mmであってもよい。
In some embodiments, the thickness of the
様々な実施形態において、研磨層15は可撓性であってもよい。例えば、いくつかの実施形態において、研磨層15を、それ自体の上に曲げることが可能であり得、湾曲領域において、約10cm未満、約5cm未満、約3cm未満、又は約1cm未満、及び約0.1mm超、約0.5mm超、又は約1mm超の曲率半径を生じ得る。いくつかの実施形態において、研磨層15を、それ自体の上に曲げることが可能であり得、湾曲領域において、約10cm~約0.1mm、約5cm~約0.5mm、又は約3cm~約1mmの曲率半径を生じ得る。
In various embodiments, the
いくつかの実施形態において、研磨層15は単体シートであってもよい。本出願の目的のために、単体シートは、材料の単一の層(すなわち多層構造でも貼り合わせでもない)のみを含み、材料の単一の層が単一の組成を有する、物品に関する。組成は複数の構成要素、例えばポリマーブレンド又はポリマー無機複合体などを含んでよい。研磨層を形成するために必要なプロセスステップの数を最小限に抑えるので、単体シートを研磨層として使用することは、コスト利益をもたらし得る。単体シートを含む研磨層は、限定しないが、成形及びエンボス加工を含む、当技術分野で知られている技法から作製され得る。
In some embodiments, the
いくつかの実施形態において、研磨層15は、作業面15aの総表面積に基づいて、その表面積の少なくとも10%、少なくとも50%、少なくとも60%、少なくとも70%、少なくとも80%、少なくとも90%、又は少なくとも99%にわたって、(少なくとも研磨層15のそのような部分を通した終点検出が可能になるのに十分な程度まで)光学的に透明であってもよい。このような実施形態において、研磨層15は、終点検出窓を受容するための開口を含まなくてもよい。代替的な実施形態において、研磨層15は光学的に透明でなくてもよい。このような実施形態において、研磨層15は、終点検出窓を受容するための開口を含んでもよい。
In some embodiments, the
いくつかの実施形態において、研磨層15は、複数の正確に成形された細孔と、その作業面15a上の複数の正確に成形された粗面部と、を含んでもよく、例えば米国特許出願第15/300,125号に記載の研磨パッドにおけるものがあり、その全容が参照により本明細書に組み込まれる。
In some embodiments, the
いくつかの実施形態において、サブパッド30、又はサブパッド30のかなりの部分は、光学的に透明な材料を含んでもよく、又はそれで形成されてもよい。例えば、いくつかの実施形態において、サブパッド30は、30℃より低いガラス転移を有する軟質ポリマー材料、又は可塑剤とブレンドされたポリマーを含んでもよく、又はそれで形成されてもよい。光開始剤、フリーラジカル開始剤、架橋剤、又は無機充填剤などの他の添加剤を、光学的透明性を妨げることなく添加し得る。
In some embodiments, the
好適な軟質ポリマー材料としては、エラストマー、ポリウレタン、ポリオレフィン、ポリカーボネート、ポリアミド、エラストマーゴム、スチレン系ポリマー、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、これらのコポリマー及びブロックコポリマー、並びにこれらの混合物及びブレンドを挙げることができる。いくつかの実施形態において、サブパッド30はオリゴマーアクリレート樹脂又はメタクリレート樹脂を含んでもよく、又はそれから本質的になってもよい。
Suitable soft polymer materials include elastomers, polyurethanes, polyolefins, polycarbonates, polyamides, elastomer rubbers, styrene polymers, polystyrenes, polymethylmethacrylates, copolymers and block copolymers thereof, and mixtures and blends thereof. In some embodiments, the
好適なオリゴマーアクリレートモノマーとしては、エポキシオリゴマーアクリレート/メタクリレート、ウレタンオリゴマーアクリレート/メタクリレート、ポリエステルオリゴマーアクリレート/メタクリレート、ポリエーテルオリゴマーアクリレート/メタクリレート、及びアミノアクリレート/メタクリレートモノマーを挙げることができる。 Suitable oligomer acrylate monomers include epoxy oligomer acrylate / methacrylate, urethane oligomer acrylate / methacrylate, polyester oligomer acrylate / methacrylate, polyether oligomer acrylate / methacrylate, and amino acrylate / methacrylate monomer.
いくつかの実施形態において、好適なモノマーは、単一のエチレン性不飽和基を有する。モノマーは、アルキル(メタ)アクリレートを含んでもよく、又はアルキル(メタ)アクリレートから本質的になってもよい。アルキル基は、直鎖、分枝状、環式、二環式、三環式、アダマンチル、又はこれらの組み合わせであってもよい。好適なアルキル(メタ)アクリレートとしては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n-プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、n-ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、n-ペンチル(メタ)アクリレート、2-メチルブチル(メタ)アクリレート、n-ヘキシル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、3,3,5-トリメチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、4-メチル-2-ペンチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、2-メチルヘキシル(メタ)アクリレート、n-オクチル(メタ)アクリレート、イソオクチル(メタ)アクリレート、2-オクチル(メタ)アクリレート、イソノニル(メタ)アクリレート、イソアミル(メタ)アクリレート、n-デシル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、2-プロピルヘプチル(メタ)アクリレート、イソトリデシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、イソステアリル(メタ)アクリレート、オクタデシル(メタ)アクリレート、2-オクチルデシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチル(メタ)アクリレート(dicyclopentenloxyethy (meth)acrylate)、ジシクロペンタニルアクリレート、1-アダマンチル(メタ)アクリレート、2-アダマンチ(メタ)アクリレート、及びヘプタデカニル(メタ)アクリレートが挙げられる。いくつかの好適な分枝状アルキル(メタ)アクリレートとしては、米国特許第8,137,807号(Clapperら)に記載の、12~32個の炭素原子を有するゲルベアルコールの(メタ)アクリル酸エステルが挙げられる。アルキルモノマーは、単一の異性体であってもよく、又は米国特許第9,102,774号(Clapperら)に記載のものなどの異性体ブレンドであってもよい。使用され得る単一のエチレン性不飽和基を有する他のモノマーは、ヘテロアルキル(メタ)アクリレートである。ヘテロアルキル基は、直鎖、分枝状、環式、二環式、又はこれらの組み合わせであってもよい。ヘテロ原子は、多くの場合、酸素(-O-)であるが、硫黄(-S-)又は窒素(-NH-)であってもよい。ヘテロアルキルは、多くの場合、2~12個の炭素原子及び1~4個のへテロ原子を有し、又は4~10個の炭素原子及び1~3個のへテロ原子を有する。好適なヘテロアルキル(メタ)アクリレートとしては、2-(2-エトキシエトキシ)エチル(メタ)アクリレート、2-メトキシエチル(メタ)アクリレート、及び2-エトキシエチル(メタ)アクリレートなどのアルコキシル化アルキル(メタ)アクリレートが挙げられる。単一のエチレン性不飽和基を有する更に他のモノマーは、ウレタン結合(-NH-(CO)-O-)を含んでもよい。一例は、2-[[(ブチルアミノ)カルボニル]オキシ]エチルアクリレートであり、Rahn USA Corp.(Aurora,IL,USA)から商標名GENOMER G1122で市販されている。 In some embodiments, suitable monomers have a single ethylenically unsaturated group. The monomer may contain an alkyl (meth) acrylate or may be essentially from an alkyl (meth) acrylate. The alkyl group may be linear, branched, cyclic, bicyclic, tricyclic, adamantyl, or a combination thereof. Suitable alkyl (meth) acrylates include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-propyl (meth) acrylate, isopropyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, isobutyl (meth) acrylate, and the like. n-pentyl (meth) acrylate, 2-methylbutyl (meth) acrylate, n-hexyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, 3,3,5-trimethylcyclohexyl (meth) acrylate, 4-methyl-2-pentyl (Meta) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, 2-methylhexyl (meth) acrylate, n-octyl (meth) acrylate, isooctyl (meth) acrylate, 2-octyl (meth) acrylate, isononyl (meth) acrylate, Isoamyl (meth) acrylate, n-decyl (meth) acrylate, isodecyl (meth) acrylate, 2-propylheptyl (meth) acrylate, isotridecyl (meth) acrylate, isobornyl (meth) acrylate, isostearyl (meth) acrylate, octadecyl ( Meta) acrylate, 2-octyldecyl (meth) acrylate, dodecyl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, dicyclopentenloxyethy (meth) acrylate, dicyclopentenloxyethy (meth) acrylate, 1- Examples thereof include adamantyl (meth) acrylate, 2-adamanti (meth) acrylate, and heptadecanyl (meth) acrylate. Some suitable branched alkyl (meth) acrylates are the (meth) acrylic acids of gelber alcohols with 12-32 carbon atoms described in US Pat. No. 8,137,807 (Clapper et al.). Esther can be mentioned. The alkyl monomer may be a single isomer or an isomer blend such as that described in US Pat. No. 9,102,774 (Clapper et al.). Another monomer with a single ethylenically unsaturated group that can be used is a heteroalkyl (meth) acrylate. The heteroalkyl group may be linear, branched, cyclic, bicyclic, or a combination thereof. Heteroatoms are often oxygen (-O-), but may be sulfur (-S-) or nitrogen (-NH-). Heteroalkyl often have 2-12 carbon atoms and 1-4 heteroatoms, or 4-10 carbon atoms and 1-3 heteroatoms. Suitable heteroalkyl (meth) acrylates include alkoxylated alkyl (meth) acrylates such as 2- (2-ethoxyethoxy) ethyl (meth) acrylate, 2-methoxyethyl (meth) acrylate, and 2-ethoxyethyl (meth) acrylate. ) Acrylate can be mentioned. Yet another monomer having a single ethylenically unsaturated group may contain a urethane bond (-NH- (CO) -O-). One example is 2-[[(butylamino) carbonyl] oxy] ethyl acrylate, Rahn USA Corp. It is commercially available from (Aurora, IL, USA) under the trade name GENEMER G1122.
いくつかの実施形態において、好適な可塑剤は、樹脂/軟質ポリマー系と相溶性がある小分子、オリゴマー又はポリマー化合物であってもよく、そのことによりプラスチックのガラス転移温度が著しく低下し、より軟質になる。例えば、可塑剤としては、セバケート、アジぺートテレフタレート、ジベンゾエート、グルタレート、フタレート、アゼレート、他のエステル化合物、又はスルホンアミド、有機ホスフェート、ポリエーテル、及び樹脂と相溶性のポリブテンなどの任意の他の有機化学物質を挙げることができる。更なる例としては、ベンジルブチルフタレート、ビス[2-(2-ブトキシエトキシ)エチル]アジペート、ビス(2-エチルヘキシル)アジペート、ビス(2-エチルヘキシル)マレエート、ビス(2-エチルヘキシル)セバケート、二塩基性エステル混合物(ジメチルアジペートとジメチルグルタレートとの混合物)、二塩基性エステル混合物(ジメチルグルタレートとジメチルスクシネートとの混合物)、ジメチルグルタレート、ジブチルアジペート、ジブチルイタコネート、ジブチルセバケート、ジシクロヘキシルフタレート、ジエチルアジペート、ジエチルアゼレート、ジ(エチレングリコール)ジベンゾエート、ジエチルセバケート、ジエチルスクシネート、ジヘプチルフタレート、ジイソブチルアジペート、ジイソブチルフマレート、ジイソブチルフタレート、ジイソデシルアジペート、ジイソノニルフタレート、ジメチルアジペート、ジメチルアゼレート、ジメチルフタレート、ジ(プロピレングリコール)ジベンゾエート、ジプロピルフタレート、エチル4-アセチルブチレート、2-(2-エチルヘキシルオキシ)エタノール、イソオクチルタレート、ネオペンチルグリコールジメチルサルフェート、ポリ(エチレングリコール)ビス(2-エチルヘキサノエート)、ポリ(エチレングリコール)ジベンゾエート、ポリ(エチレングリコール)ジオレエート、ポリ(エチレングリコール)モノラウレート、ポリ(エチレングリコール)モノオレエート、スクロースベンゾエート、トリオクチルトリメリテート、トリメチルトリメリテート、トリ-(2-エチルヘキシル)トリメリテート、トリ-(ヘプチル、ノニル)トリメリテート、N-エチルトルエンスルホンアミド、N-(2-ヒドロキシプロピル)ベンゼンスルホンアミド、N-(n-ブチル)ベンゼンスルホンアミドが挙げられる。可塑剤はまた、バイオ系材料、アセチル化モノグリセリド、トリエチルシトレート、トリブチルシトレート、アセチルトリブチルシトレート、トリオクチルシトレート、アセチルトリオクチルシトレート、トリヘキシルシトレート、アセチルトリヘキシルシトレート、ブチリルトリヘキシルシトレート、トリメチルシトレート、メチルリシノレエート、エポキシ化大豆油、又はエポキシ化植物油であってもよい。 In some embodiments, the suitable plasticizer may be a small molecule, oligomer or polymer compound compatible with the resin / soft polymer system, which will significantly reduce the glass transition temperature of the plastic and more. Become soft. For example, the plasticizer may be sevacate, adipate terephthalate, dibenzoate, glutarate, phthalate, azelate, other ester compounds, or any other such as sulfonamides, organic phosphates, polyethers, and polybutenes compatible with resins. Organic chemicals can be mentioned. Further examples include benzylbutyl phthalate, bis [2- (2-butoxyethoxy) ethyl] adipate, bis (2-ethylhexyl) adipate, bis (2-ethylhexyl) maleate, bis (2-ethylhexyl) sebacate, dibase. Sex ester mixture (mixture of dimethyl adipate and dimethyl glutarate), dibasic ester mixture (mixture of dimethyl glutalate and dimethyl succinate), dimethyl glutarate, dibutyl adipate, dibutylitaconate, dibutyl sebacate, dicyclohexyl Phthalate, diethyl adipate, diethyl azelate, di (ethylene glycol) dibenzoate, diethyl sebacate, diethyl succinate, diheptylphthalate, diisobutyl adipate, diisobutyl fumarate, diisobutyl phthalate, diisodecyl adipate, diisononylphthalate, dimethyl adipate, dimethyl Azelate, dimethylphthalate, di (propylene glycol) dibenzoate, dipropylphthalate, ethyl 4-acetylbutyrate, 2- (2-ethylhexyloxy) ethanol, isooctyltalate, neopentylglycoldimethylsulfate, poly (ethylene glycol) ) Bis (2-ethylhexanoate), poly (ethylene glycol) dibenzoate, poly (ethylene glycol) dioleate, poly (ethylene glycol) monolaurate, poly (ethylene glycol) monooleate, sucrose benzoate, trioctyl lymericate , Trimethyl trimellitate, tri- (2-ethylhexyl) trimellitate, tri- (heptyl, nonyl) trimellitate, N-ethyltoluene sulfoneamide, N- (2-hydroxypropyl) benzenesulfonamide, N- (n-butyl) Examples include benzenesulfonamide. Plasticizers are also bio-based materials, acetylated monoglycerides, triethylcitrate, tributylcitrate, acetyltributylcitrate, trioctylcitrate, acetyltrioctylcitrate, trihexylcitrate, acetyltrihexylcitrate, butyryltri. It may be hexyl citrate, trimethyl citrate, methyl lysinolate, epoxidized soybean oil, or epoxidized vegetable oil.
いくつかの実施形態において、アクリレート/メタクリレートを、光開始剤/又は熱開始剤によって重合及び架橋させ得る。いくつかの実施形態において、ヒュームドシリカ、炭酸カルシウム、カオリン、アルミナ三水和物、硫酸カルシウム、又は酸化チタンなどの無機充填剤を添加して、機械的性能を改変し得る。 In some embodiments, the acrylate / methacrylate can be polymerized and crosslinked with a photoinitiator / or heat initiator. In some embodiments, inorganic fillers such as fumed silica, calcium carbonate, kaolin, alumina trihydrate, calcium sulphate, or titanium oxide may be added to alter mechanical performance.
いくつかの実施形態において、サブパッド30の第1の主面30Aの総表面積に基づいて、サブパッド30の少なくとも50%、少なくとも60%、少なくとも70%、少なくとも80%、少なくとも90%、少なくとも99%、又は100%は、光学的に透明であってもよい。研磨層15(又は研磨層15の少なくとも一部分)が光学的に透明である実施形態において、サブパッド30の光学的に透明な領域の少なくとも10%、少なくとも50%、少なくとも60%、少なくとも70%、少なくとも80%、少なくとも90%、少なくとも99%、又は100%は、研磨層15の光学的に透明な領域と重なり得る。このような実施形態において、研磨パッド10(研磨層15、サブパッド30、及び任意の介在層を含む)は、少なくともサブパッド30及び研磨層15の重なり領域において、光学的に透明(作業面に垂直な方向で)であってもよい。本出願の目的のために、研磨パッド10の重なっている層は、直接重なっている層(すなわち、物理的に接触している層)、又は間接的に重なっている層(すなわち、例えば、1つ以上の介在層により、物理的に接触していない層)であるが、一方の層を他方の層上に重ね合わせたときに互いに重なり合っている層を指し得ることが理解される。このように研磨層15及びサブパッド30の光学的に透明な領域を重ねることにより、研磨パッド10内で終点検出を行い得る位置を選択する柔軟性の増大が容易になる。更に、このことによりパッドの窓(及び研磨層及びサブパッド内の関連する開口)を含める必要性がなくなり、これにより、研磨パッドから研磨対象の基材への圧力及び接触材料を均一にすることが容易になる。
In some embodiments, at least 50%, at least 60%, at least 70%, at least 80%, at least 90%, at least 99% of the
いくつかの実施形態において、サブパッド30の厚さは、約25ミクロン超、約50ミクロン超、約100ミクロン超、又は250ミクロン超、約20mm未満、約10mm未満、約5mm未満、又は約2.5mm未満、又は25ミクロン~20mm、50ミクロン~10mm、又は100ミクロン~5mmであってもよい。
In some embodiments, the thickness of the
いくつかの実施形態において、サブパッド30は、研磨パッド10が研磨パッド10による研磨対象の基材の表面における圧力変動を軽減するのに十分な適合性のものとする意図であってもよい。圧力不均一性は、例えば研磨粒子のサイズの変動によるスラリー研磨粒子の基材表面への噛み合いの変動、研磨パッド10のいずれかの層における厚さの変動、基材表面と研磨パッド10の主面15Aとの間の接触領域内での破片の存在、又は基材表面のトポロジー変動によって生じ得る。研磨パッドに露出している基材の表面における圧力変動により、基材表面上の望ましくない研磨変動が生じ、したがって調整する必要性が生じる。この点に関して、いくつかの実施形態において、サブパッド30は、約4000kPa未満、約3000kPa未満、若しくは約2000kPa未満、約100kPa超、約200kPa超、若しくは約300kPa超、又は4000kPa~100kPa、3000kPa~200kPa、若しくは2000~300kPaのヤング率を有し得る。いくつかの実施形態において、サブパッド30は、硬度に従って選択された材料から構成され得る。この点に関して、いくつかの実施形態において、サブパッド30は、約70未満、約60未満、又は約50超、約5超、約10超、又は約15超、又は70~5、60~10、又は50~15のショアA硬度(ASTM D2240に従って測定)を有し得る。いくつかの実施形態において、サブパッド30は、弾性変形に従って選択された材料から構成され得る。弾性変形は、材料が変形した後にその元の状態に回復する能力を表し得る。サブパッド30の材料は弾性変形可能であり得、例えば、変形した後にその元の状態に実質的に100%(例えば、99%以上、99.5%以上、又は99.9%以上)回復可能であり得る。いくつかの実施形態において、サブパッド30は、緩和弾性率に従って選択された材料から構成され得る。緩和弾性率は、時間依存粘弾性特性の尺度を表し得る。本開示において、緩和弾性率は、本明細書に記載の緩和試験に従って測定される。この点に関して、いくつかの実施形態において、サブパッド30は、緩和試験に従って測定して、40%未満、35%未満、又は30%未満の緩和弾性率を有し得る。
In some embodiments, the
いくつかの実施形態において、サブパッド30又はその少なくとも一部分は、キャビティ若しくは空隙を含んでもよく、又は膨張、刻み込み、若しくは穿孔により、研磨パッド10への適合性を高めてもよい。空隙及びキャビティは、少なくともサブパッド30の一部分に散在して分布されていても、又は規則的にパターン化されていてもよい。空隙及びキャビティの体積百分率は、サブパッド30の総体積に基づいて、約50体積%未満、約30体積%未満、又は約20体積%未満であってもよい。空隙は、製作中の欠陥であってもよく、又は金型でのキャスティング、又は機械的穿設などの異なる方法による機械加工、又はレーザーブラストによって製作され得るが、これらに限定されない。空隙は、矩形柱、角錐、円錐、球体、半球、又は他のものなどの様々な形状を有し得る。空隙は、サブパッド層30全体を通っていてもよく、若しくは中間層を終端としてもよく、又はその組み合わせであってもよい。空隙の平均サイズ(最長寸法の観点で)は、5mm未満、3mm未満、又は2mm未満であってもよい。空隙を、異なるパターン又は密度で配置してもよい。いずれの場合でも、キャビティ又は空隙は、サブパッド30の光透過性を有効に妨げるものではない。
In some embodiments, the
いくつかの実施形態において、サブパッド30は、ASTM D1056に従って測定した25%のたわみにおいて、1000kPa未満、750kPa未満、若しくは500kPa未満、約25kPa超、約50kPa超、若しくは約75kPa超、又は1000kPa~25kPa、750kPa~50kPa、若しくは500~75kPaの圧縮率を有し得る。いくつかの実施形態において、サブパッド30は、0.5未満、0.4未満、0.3未満、約0.2未満のポアソン比、又は負のポアソン比を有し得る。
In some embodiments, the
いくつかの実施形態において、サブパッドは、複数の層を含んでもよく、例えば、材料の2つ以上の層を含んでもよい。いくつかの実施形態において、サブパッドは、剛性層、例えば、熱可塑性物質などの高弾性率材料、及びコンプライアント層、例えば上記のような低弾性率材料を含んでもよい。少なくとも1つの剛性層及び少なくとも1つのコンプライアント層を有する、複数層のサブパッドを含む研磨パッドにより、研磨パッドの平坦化特性を調整することが可能になり、ひいては研磨されるウエハトポグラフィに対する研磨パッドの研磨性能について最適化する能力をもたらし得る。 In some embodiments, the subpad may include multiple layers, eg, two or more layers of material. In some embodiments, the subpad may include a rigid layer, eg, a high modulus material such as a thermoplastic, and a compliant layer, eg, a low modulus material as described above. A polishing pad containing a plurality of subpads having at least one rigid layer and at least one compliant layer makes it possible to adjust the flattening properties of the polishing pad and thus the polishing pad for wafer topography to be polished. It can provide the ability to optimize polishing performance.
いくつかの実施形態において、研磨パッド10は、研磨層15とサブパッド30との間に配置された1つ以上の層を含んでもよい。例えば、図1に示すように、研磨パッドは、研磨層15とサブパッド30との間に介在する発泡体層40を含んでもよい。
In some embodiments, the
いくつかの実施形態において、発泡体層40は、発泡体層に好適なリストの材料、例えば、合成発泡体若しくは天然発泡体、熱成形発泡体、ポリウレタン、ポリエステル、ポリエーテル、充填又はグラフト化ポリエーテル、粘弾性発泡体、メラミン発泡体、ポリエチレン、架橋ポリエチレン、ポリプロピレン、シリコーン、又はアイオノマー発泡体を含む、又はこれらで形成された連続気泡又は独立気泡であってもよい。 In some embodiments, the foam layer 40 is a suitable list of materials for the foam layer, such as synthetic or natural foams, thermoformed foams, polyurethanes, polyesters, polyethers, filled or grafted poly. It may contain open cells or closed cells containing, or formed of, ether, viscoelastic foam, melamine foam, polyethylene, crosslinked polyethylene, polypropylene, silicone, or ionomer foam.
いくつかの実施形態において、発泡体層40の厚さは、25ミクロン超、50ミクロン超、100ミクロン超、又は250ミクロン超、20mm未満、10mm未満、5mm未満、又は2.5mm未満であってもよい。 In some embodiments, the thickness of the foam layer 40 is greater than 25 microns, greater than 50 microns, greater than 100 microns, or greater than 250 microns, less than 20 mm, less than 10 mm, less than 5 mm, or less than 2.5 mm. May be good.
いくつかの実施形態において、発泡体層40は、その主面のうちの1つの総表面積に基づいて、その表面積の少なくとも50%、少なくとも60%、少なくとも70%、少なくとも80%、少なくとも90%、又は少なくとも99%にわたって、光学的に透明であってもよい(少なくとも発泡体層40のそのような部分を通る終点検出が可能になるのに十分な程度まで)。このような実施形態において、発泡体層40は、終点検出窓を受容するための開口を含まなくてもよい。代替的な実施形態において、発泡体層40は光学的に透明でなくてもよい。このような実施形態において、発泡体層40は、終点検出窓を受容するための開口を含んでもよい。 In some embodiments, the foam layer 40 is at least 50%, at least 60%, at least 70%, at least 80%, at least 90% of its surface area, based on the total surface area of one of its main surfaces. Alternatively, it may be optically transparent over at least 99% (at least to the extent sufficient to allow end point detection through such portions of the foam layer 40). In such an embodiment, the foam layer 40 may not include an opening for receiving the end point detection window. In an alternative embodiment, the foam layer 40 does not have to be optically transparent. In such an embodiment, the foam layer 40 may include an opening for receiving the end point detection window.
いくつかの実施形態において、発泡体層40は、約20ショアD~約90ショアD、及び/又は約20ショアA~約90ショアAのデュロメータ硬度を有し得る。 In some embodiments, the foam layer 40 may have a durometer hardness of about 20 shore D to about 90 shore D and / or about 20 shore A to about 90 shore A.
いくつかの実施形態において、発泡体層40に加えて、又はそれに代えて、研磨層15とサブパッド30との間に配置された層は、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、グリコール変性ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレンなどの1つ以上の堅固なポリマー層を含んでもよい。アクリル接着剤、ウレタン接着剤、又は他のエポキシ接着剤を含む、接着剤層もまた存在し得る。
In some embodiments, in addition to or in place of the foam layer 40, the layer disposed between the polishing
いくつかの実施形態において、研磨パッド10の厚さは特に限定されない。例えば、研磨パッド10の厚さは、適切な研磨ツールでの研磨が可能になるのに必要な厚さと一致し得る。いくつかの実施形態において、研磨パッドの厚さは、25ミクロン超、50ミクロン超、100ミクロン超、若しくは250ミクロン超、20mm未満、10mm未満、5mm未満、若しくは2.5mm未満、又は25ミクロン~20mm、50ミクロン~10mm、若しくは50ミクロン~5mmであってもよい。研磨パッド10の形状(作業面に垂直な方向から見た場合)は特に限定されない。いくつかの実施形態において、研磨パッド10は、パッド形状が使用中にパッドを装着する対応する研磨ツールの圧盤の形状と一致するように、製作され得る。円形、正方形、六角形等のパッド形状が用いられ得る。作業面に平行な方向パッドでの最大寸法(すなわち円形パッドの直径)は、特に限定されない。いくつかの実施形態において、研磨パッド10のそのような最大寸法は、10cm超、20cm超、30cm超、40cm超、50cm超、又は60cm超、2.0m未満、1.5m未満、又は1.0m未満であってもよい。
In some embodiments, the thickness of the
いくつかの実施形態において、本開示は、上記で論じた研磨パッド10のうちのいずれか1つ及び研磨溶液を含む、研磨システムに関する。使用される研磨溶液は特に限定されず、当技術分野で知られている任意のものでよい。研磨溶液は水性であっても非水性であってもよい。水性研磨溶液は、少なくとも50重量%が水である液相(研磨溶液がスラリーである場合、粒子を含まない)を有する研磨溶液と定義される。非水性溶液は、50%重量%未満が水である液相を有する研磨溶液と定義される。いくつかの実施形態において、研磨溶液はスラリー、すなわち有機物若しくは無機物の研磨剤粒子、又はそれらの組み合わせを含有する液体である。研磨溶液中の有機物若しくは無機物の研磨剤粒子、又はそれらの組み合わせの濃度は、特に限定されない。研磨溶液中の有機物若しくは無機物の研磨剤粒子、又はそれらの組み合わせの濃度は、0.5重量%超、1重量%超、2重量%超、3重量%超、4重量%超、又は更には5%重量%超であってもよく、30重量%未満、20重量%未満、15重量%未満、又は10重量%未満であってもよい。いくつかの実施形態において、研磨溶液は有機物又は無機物の研磨剤粒子を実質的に含まない。「有機物又は無機物の研磨剤粒子を実質的に含まない」とは、研磨溶液が、有機物又は無機物の研磨剤粒子の0.5重量%未満、0.25重量%未満、0.1重量%未満、又は0.05重量%未満を含有することを意味する。一実施形態において、研磨溶液は、有機物又は無機物の研磨剤粒子を含有しなくてもよい。研磨システムは、酸化ケイ素CMPに使用されるスラリー等の研磨溶液(シャロートレンチアイソレーションCMPを含むがそれに限定されない)、金属CMPに使用されるスラリー等の研磨溶液(タングステンCMP、銅CMP、及びアルミニウムCMPを含むがそれらに限定されない)、バリアCMPに使用されるスラリー等の研磨溶液(タンタル及び窒化タンタルCMPを含むがそれらに限定されない)、並びにサファイアなどの硬い基材の研磨に使用されるスラリー等の研磨溶液を含んでもよい。研磨システムは、研磨対象(polished or abraded)の基材を更に含んでもよい。
In some embodiments, the present disclosure relates to a polishing system comprising any one of the
図2は、本開示のいくつかの実施形態による、研磨パッド及び方法を利用するための研磨システム100の概略図である。図示のように、システム100は、研磨パッド150(上記の研磨パッドのうちのいずれか1つなど)及び研磨溶液160を含んでもよい。システムは、研磨対象の基材110、圧盤140、及びキャリアアセンブリ130を更に含んでもよい。接着層170は、研磨パッド150を圧盤140に取り付けるために使用され得、研磨システムの一部であってもよい。研磨溶液160は、研磨パッド150の主面の周りに配置された溶液の層であってもよい。研磨溶液は、典型的には研磨パッドの研磨層における作業面の上に配置される。研磨溶液は、基材110と研磨パッド150との間の境界面にも存在してよい。研磨システム100の動作中、駆動アセンブリ145が圧盤140を回転させ(矢印A)、研磨パッド150を動かし、研磨作業を実行し得る。研磨パッド150及び研磨溶液160は、別々に、又は組み合わさって、機械的及び/又は化学的に基材110の主面から材料を除去するか、又は基材110の主面を研磨する、研磨環境を画定し得る。研磨システム100で基材110の主面を研磨するために、キャリアアセンブリ130は、研磨溶液160の存在下にて、研磨パッド150の作業面、すなわち研磨面に基材110を押し付け得る。次に、圧盤140(したがって研磨パッド150)及び/又はキャリアアセンブリ130が、互いに対して移動し、研磨パッド150の研磨面にわたって、基材110を並進運動させる。キャリアアセンブリ130は、回転し得(矢印B)、任意選択で水平方向に横断し得る(矢印C)。その結果、研磨パッド150の研磨層は、基材110の表面から材料を除去する。いくつかの実施形態において、基材の表面から材料を除去するのを容易にするために、例えば無機物の研磨剤粒子等の無機研磨剤材料が、研磨層に含まれてもよい。他の実施形態において、研磨層はいかなる無機研磨剤材料も実質的に含まず、研磨溶液は、有機又は無機物の研磨剤粒子を実質的に含まなくてよく、又は、有機若しくは無機物の研磨剤粒子、若しくはそれらの組み合わせを含有してもよい。図2の研磨のシステム100は、本開示の研磨パッド及び方法との関連で採用され得る研磨システムの一例にすぎず、他の従来の研磨システムが、本開示の範囲を逸脱することなく採用され得ることを理解されたい。
FIG. 2 is a schematic diagram of a
別の実施形態において、本開示は、基材を研磨する方法であって、上記で論じた研磨パッドのうちのいずれか1つによる研磨パッドを準備することと、基材を準備することと、研磨パッドの作業面を基材表面と接触させることと、研磨パッドの作業面と基材表面との間の接触を維持しながら、研磨パッドと基材とを互いに対して移動させることと、を含む、方法に関する。このような研磨作業は、研磨溶液の存在下で実行され得る。いくつかの実施形態において、研磨溶液はスラリーであって、上記で論じた任意のスラリーを含んでよい。いくつかの実施形態において、基材は半導体ウエハである。研磨対象の半導体ウエハの表面を成す材料、すなわち研磨パッドの作業面と接触する材料としては、誘電体材料、導電材料、バリア/接着材料、及びキャップ材料のうちの少なくとも1つが挙げられるが、これらに限定されない。誘電体材料としては、シリコン酸化膜及び他のガラス等の無機誘電体材料、並びに有機誘電体材料のうちの少なくとも1つを挙げることができる。金属材料としては、銅、タングステン、アルミニウム、銀等のうちの少なくとも1つが挙げられるが、これらに限定されない。キャップ材料としては、炭化ケイ素及び窒化ケイ素のうちの少なくとも1つを挙げることができるが、これらに限定されない。バリア/接着材料としては、タンタル及び窒化タンタルのうちの少なくとも1つを挙げることができるが、これらに限定されない。研磨する方法は、パッド調整又は洗浄ステップも含んでよく、これはin situで、すなわち研磨中に実行され得る。パッド調整には、例えば3M Company(St.Paul,Minnesota)から入手可能な、直径4.25インチの、3M CMP PAD CONDITIONER BRUSH PB33A等、当技術分野で知られている任意のパッドコンディショナー又はブラシを使用し得る。洗浄には、3M Companyから入手可能な、直径4.25インチの、3M CMP PAD CONDITIONER BRUSH PB33A等のブラシ、及び/又は水若しくは研磨パッドの溶媒リンスを採用し得る。 In another embodiment, the present disclosure is a method of polishing a substrate, which comprises preparing a polishing pad with any one of the polishing pads discussed above, preparing the substrate, and preparing the substrate. Bringing the working surface of the polishing pad into contact with the surface of the substrate and moving the polishing pad and the substrate relative to each other while maintaining contact between the working surface of the polishing pad and the surface of the substrate. Including, regarding methods. Such polishing operations can be performed in the presence of a polishing solution. In some embodiments, the polishing solution is a slurry and may include any of the slurries discussed above. In some embodiments, the substrate is a semiconductor wafer. The material forming the surface of the semiconductor wafer to be polished, that is, the material that comes into contact with the working surface of the polishing pad, includes at least one of a dielectric material, a conductive material, a barrier / adhesive material, and a cap material. Not limited to. Examples of the dielectric material include at least one of an inorganic dielectric material such as a silicon oxide film and other glass, and an organic dielectric material. Examples of the metal material include, but are not limited to, at least one of copper, tungsten, aluminum, silver and the like. Examples of the cap material include, but are not limited to, at least one of silicon carbide and silicon nitride. The barrier / adhesive material may include, but is not limited to, at least one of tantalum and tantalum nitride. The method of polishing may also include a pad adjustment or cleaning step, which may be performed in situ, i.e. during polishing. For pad adjustment, use any pad conditioner or brush known in the art, such as the 3.25 inch diameter 3M CMP PAD CONNECTIONER BRUSH PB33A available from 3M Company (St. Paul, Minnesota). Can be used. For cleaning, a 4.25 inch diameter brush such as 3M CMP PAD CONDITIONER BRUSH PB33A available from 3M Company and / or solvent rinse of water or polishing pad may be employed.
実施形態
1)研磨パッドであって、
第1の主面と第1の主面とは反対側の第2の主面とを有する研磨層と、
第1の主面と第1の主面とは反対側の第2の主面とを有するサブパッドと、を含み、
サブパッドは研磨層に結合されており、
サブパッドの第1の主面の総表面積に基づいて、サブパッドの少なくとも50%は光学的に透明である、研磨パッド。
Embodiment 1) It is a polishing pad and
A polishing layer having a first main surface and a second main surface opposite to the first main surface,
Includes a subpad having a first main surface and a second main surface opposite the first main surface.
The subpad is bonded to the polishing layer and
A polishing pad in which at least 50% of the subpads are optically transparent, based on the total surface area of the first main surface of the subpads.
2)研磨パッドの第1の主面の総表面積に基づいて、研磨層の少なくとも50%が光学的に透明である、実施形態1に記載の研磨パッド。 2) The polishing pad according to embodiment 1, wherein at least 50% of the polishing layer is optically transparent based on the total surface area of the first main surface of the polishing pad.
3)サブパッドの光学的に透明な領域の少なくとも50%が、研磨パッドの光学的に透明な領域と重なっている、実施形態2に記載の研磨パッド。 3) The polishing pad according to the second embodiment, wherein at least 50% of the optically transparent area of the sub pad overlaps with the optically transparent area of the polishing pad.
4)研磨パッドが、研磨パッドの光学的に透明な領域と重なるサブパッドの領域において光学的に透明である、実施形態3に記載の研磨パッド。 4) The polishing pad according to the third embodiment, wherein the polishing pad is optically transparent in a sub-pad region that overlaps with an optically transparent region of the polishing pad.
5)サブパッドが、4000kPa~100kPa、3000kPa~200kPa、又は300~2000kPaのヤング率を有する、実施形態1~4のいずれか1つに記載の研磨パッド。 5) The polishing pad according to any one of embodiments 1 to 4, wherein the sub pad has a Young's modulus of 4000 kPa to 100 kPa, 3000 kPa to 200 kPa, or 300 to 2000 kPa.
6)サブパッドが、5~70のショアA硬度を有する、実施形態1~5のいずれか1つに記載の研磨パッド。 6) The polishing pad according to any one of embodiments 1 to 5, wherein the sub pad has a shore A hardness of 5 to 70.
7)サブパッドが、弾性変形可能である、実施形態1~6のいずれか1つに記載の研磨パッド。 7) The polishing pad according to any one of embodiments 1 to 6, wherein the sub pad is elastically deformable.
8)サブパッドが、40%未満の緩和弾性率を有する、実施形態1~7のいずれか1つに記載の研磨パッド。 8) The polishing pad according to any one of embodiments 1 to 7, wherein the sub pad has a relaxed modulus of less than 40%.
9)サブパッドがキャビティ又は空隙を含む、実施形態1~8のいずれか1つに記載の研磨パッド。 9) The polishing pad according to any one of embodiments 1 to 8, wherein the sub pad contains a cavity or a void.
10)空隙及びキャビティの体積百分率が約50未満である、実施形態9に記載の研磨パッド。 10) The polishing pad according to embodiment 9, wherein the volume percentage of the voids and cavities is less than about 50.
11)サブパッドが、25%のたわみにおいて、25~1000kPaの圧縮率を有する、実施形態1~10のいずれか1つに記載の研磨パッド。 11) The polishing pad according to any one of embodiments 1 to 10, wherein the sub-pad has a compression rate of 25 to 1000 kPa at a deflection of 25%.
12)サブパッドが、室温より低いガラス転移を有するポリマーを含む、実施形態1~11のいずれか1つに記載の研磨パッド。 12) The polishing pad according to any one of embodiments 1 to 11, wherein the sub-pad comprises a polymer having a glass transition below room temperature.
13)サブパッドがポリマー及び可塑剤を含む、実施形態1~12のいずれか1つに記載の研磨パッド。 13) The polishing pad according to any one of embodiments 1 to 12, wherein the sub-pad contains a polymer and a plasticizer.
14)サブパッドがアクリレート樹脂又はメタクリレート樹脂を含む、実施形態1~13のいずれか1つに記載の研磨パッド。 14) The polishing pad according to any one of embodiments 1 to 13, wherein the sub-pad contains an acrylate resin or a methacrylate resin.
15)研磨層が細孔及び粗面部を含む、実施形態1~14のいずれか1つに記載の研磨パッド。 15) The polishing pad according to any one of embodiments 1 to 14, wherein the polishing layer includes pores and rough surfaces.
16)基材を研磨する方法であって、
実施形態1~15のいずれか1つに記載の研磨パッドを準備することと、
基材を準備することと、
研磨パッドの第1の主面を基材と接触させることと、
研磨パッドの第1の主面と基材との間の接触を維持しながら、研磨パッドと基材とを互いに対して移動させることと、
を含む、方法。
16) A method of polishing the base material.
To prepare the polishing pad according to any one of the first to fifteenth embodiments, and to prepare the polishing pad.
Preparing the base material and
Bringing the first main surface of the polishing pad into contact with the substrate,
Moving the polishing pad and the substrate relative to each other while maintaining contact between the first main surface of the polishing pad and the substrate.
Including, how.
試験方法:
ガラス転移温度試験方法
調製されたサブパッドのガラス転移温度(Tg、℃)を、動的機械分析(DMA)試験から測定したときのtanδ値のピークの位置として定義した。動的機械分析器、TA Instrument(New Castle,Delaware)から入手可能なモデルDMA Q800を使用して、DMAを行った。長さ13mm及び幅5.5mmのサブパッド試料を、5℃/分の走査速度で-60℃から120℃までの温度範囲にわたって1Hzの周波数、引張モードにて試験した。試験結果を表1に示す。
Test method:
Glass transition temperature test method The glass transition temperature (Tg, ° C) of the prepared subpad was defined as the position of the peak of the tan δ value as measured from the dynamic mechanical analysis (DMA) test. DMA was performed using the model DMA Q800 available from the dynamic mechanical analyzer, TA Instrument (New Castle, Delaware). Subpad samples 13 mm long and 5.5 mm wide were tested at a scan rate of 5 ° C./min over a temperature range of −60 ° C. to 120 ° C. at a frequency of 1 Hz and in tensile mode. The test results are shown in Table 1.
光透過率試験方法
調製されたサブパッド及びいくつかの実施例の光透過率を、卓上分光光度計、X-Rite,Inc.(Grand Rapids,Michigan)製のモデルColor i7を使用して測定した。800nmから350nmまで10nm間隔で、データを収集した。試料の厚さは、約53mil(1.34mm)であった。試験結果を表2に示す。
Light Transmittance Test Method The prepared subpads and the light transmittance of some examples were measured by a tabletop spectrophotometer, X-Rite, Inc. Measurements were made using a model Color i7 from (Grand Rapids, Michigan). Data were collected at 10 nm intervals from 800 nm to 350 nm. The thickness of the sample was about 53 mil (1.34 mm). The test results are shown in Table 2.
応力緩和試験方法
調製されたサブパッドの応力緩和特性を、ASTM D6048に従って測定した。直径1.25インチ(3.18cm)×厚さ53mil(1.35mm)の円筒状サブパッド試料を、MTS Systems Corp.(Eden Prairie,Minnesota)製のMTS INSIGHT Electromechanical Systemに投入し、一定の圧縮ひずみ下(例えば、試料厚さの変化をその元の未変形厚さで割ったもの)で保持した。試料が試験機圧盤に加えた力を測定し、対応する経過時間と共に連続的に記録した。応力σ、所与の時間における弾性率E(t)、及び緩和弾性率(%)を、以下に記載するように計算した。
Stress Relaxation Test Method The stress relaxation characteristics of the prepared subpads were measured according to ASTM D6048. Cylindrical subpad samples 1.25 inches (3.18 cm) in diameter x 53 mil (1.35 mm) thick were presented in MTS Systems Corp. It was placed in an MTS INSIGHT Electromechanical System manufactured by (Eden Prairie, Minnesota) and held under constant compressive strain (eg, changes in sample thickness divided by its original undeformed thickness). The force applied by the sample to the tester pressure plate was measured and recorded continuously with the corresponding elapsed time. The stress σ, the modulus E (t) at a given time, and the modulus of relaxation (%) were calculated as described below.
応力(σ)を、記録された力から以下の等式を用いて計算した。
σ(t)=力(t)/試料の断面面積
The stress (σ) was calculated from the recorded force using the following equation.
σ (t) = force (t) / cross-sectional area of the sample
弾性率(E)を、以下の等式を使用して、応力(σ)を一定のひずみ(εc)で割ることによって計算した。
E(t)=σ(t)/εc
The elastic modulus (E) was calculated by dividing the stress (σ) by the constant strain (ε c ) using the following equation.
E (t) = σ (t) / ε c
緩和弾性率(%)を、以下の式を用いて計算した。
緩和弾性率(%)=[(E0-E2)/E0]*100
式中、E0は瞬間弾性率であり、E2は、一定の圧縮ひずみ下で2分間緩和後の試料材料の弾性率である。瞬間弾性率を、試験開始直後の試料材料の弾性率として定義する。試験結果を表1に示す。
The relaxed modulus (%) was calculated using the following equation.
Relaxation elastic modulus (%) = [(E 0 -E 2 ) / E 0 ] * 100
In the formula, E 0 is the instantaneous elastic modulus, and E 2 is the elastic modulus of the sample material after relaxation for 2 minutes under a constant compressive strain. The instantaneous elastic modulus is defined as the elastic modulus of the sample material immediately after the start of the test. The test results are shown in Table 1.
CMPシミュレーションによる圧縮試験方法
MTS Systems Corp.(Eden Prairie,Minnesota)製のMTS INSIGHT Electromechanical Systemを使用して、圧縮サイクル試験をサブパッド試料で行った。直径1.25インチ(3.18cm)の試料を直径2インチ(51cm)の圧盤の間に置いた。次いで、試料を、約1Hzの周波数にて0psi(0kPa)から12psi(83kPa)まで60サイクルでの繰り返し圧縮サイクルにかけた。この後、15秒間中断した。一連の60回の、約1Hzで圧縮後15秒間中断を、299回繰り返した。合計18,000回の圧縮サイクルを各試料で実行した。圧縮値、すなわち、0psi及び12psiで測定したときの試料の厚さの差を、500~700秒間の時間範囲にわたって測定し、次いで平均して初期圧縮値を得た。同様に、圧縮値を試験の最後の200秒間にわたって測定し、平均して最終圧縮値を得た。2つの平均間の差を比較して、試料の疲労を推定する。試験結果を表1に示す。
Compression test method by CMP simulation MTS Systems Corp. A compression cycle test was performed on the subpad sample using the MTS INSIGHT Electromechanical System manufactured by (Eden Prairie, Minnesota). A 1.25 inch (3.18 cm) diameter sample was placed between the 2 inch (51 cm) diameter platen. The sample was then subjected to repeated compression cycles of 60 cycles from 0 psi (0 kPa) to 12 psi (83 kPa) at a frequency of about 1 Hz. After this, it was interrupted for 15 seconds. A series of 60 interruptions at about 1 Hz for 15 seconds were repeated 299 times. A total of 18,000 compression cycles were performed on each sample. The compression values, i.e., the difference in sample thickness when measured at 0 psi and 12 psi, were measured over a time range of 500-700 seconds and then averaged to give the initial compressed value. Similarly, compression values were measured over the last 200 seconds of the test and averaged to give the final compression value. Estimate sample fatigue by comparing the difference between the two means. The test results are shown in Table 1.
熱酸化物ウエハ(直径300mm)除去速度試験方法
以下の実施例の基材除去速度については、初期(すなわち、研磨前)厚さ及び最終(すなわち、研磨後)の厚さから被研磨層の厚さの変化を測定し、この差を研磨時間で割ることによって計算した。厚さ測定を、Nova Measuring Instruments Ltd.(Rehovot,Israel)から入手可能な非接触フィルム分析システムNovaScan3090Nextを使用して行う。2mmエッジ排除による53点直径走査を採用した。
Thermal oxide wafer (diameter 300 mm) removal rate test method Regarding the substrate removal rate in the following examples, the thickness of the layer to be polished is determined from the initial (that is, before polishing) thickness and the final (that is, after polishing) thickness. The change in wafer was measured and this difference was calculated by dividing by the polishing time. The thickness measurement was performed by Nova Measurement Instruments Ltd. This is done using the non-contact film analysis system NovaScan3090Next available from (Rehovot, Israel). A 53-point diameter scan with 2 mm edge exclusion was adopted.
ウエハの不均一性の決定
ウエハの不均一性百分率については、ウエハの表面上の点で被研磨層の厚さの変化(上記の除去速度試験方法から得たもの)の標準偏差を計算し、標準偏差を、被研磨層の厚さの変化の平均で割り、得られた値に100を乗じることによって決定しており、したがって結果を百分率として報告した。
Determining Wafer Non-Uniformity For the wafer non-uniformity percentage, calculate the standard deviation of the change in the thickness of the layer to be polished (obtained from the removal rate test method above) at a point on the surface of the wafer. The standard deviation was determined by dividing by the average change in the thickness of the layer to be polished and multiplying the obtained value by 100, so the results were reported as a percentage.
300mm熱酸化物ウエハ研磨試験方法
ウエハを、Applied Materials,Inc.(Santa Clara,CA)から商標名REFLEXION研磨器で入手可能なCMP研磨器を使用して研磨した。研磨器に、直径300mmのウエハを保持するための300mmのCONTOURヘッドを固定した。直径30.5インチ(77.5cm)のパッドを、研磨ツールの圧盤にPSAの層で貼り合わせた。ブレークイン手順は、なしとした。この研磨中、CONTOURヘッドのゾーン、ゾーン1、ゾーン2、ゾーン3、ゾーン4、ゾーン5、及び保持リングに加えた圧力は、それぞれ、3.0psi(20.7kPa)、1.4psi(9.7kPa)、1.3psi(9.0kPa)、1.1psi(7.6kPa)、1.1psi(7.6kPa)、及び3.7psi(25.5kPa)であった。圧盤速度は53rpmであり、ヘッド速度は47rpmであった。3M Company(St.Paul,Minnesota)から商標名3M cmp PAD CONDITIONER BRUSH PB33Aで入手可能なブラシ型パッドコンディショナー、直径4.25インチを、コンディショニングアームに装着し、3lbfの下向きの力により81rpmの速度で使用した。パッドコンディショナーを、正弦波掃引によりパッドの表面にわたって掃引し、100%in situでのコンディショニングとした。研磨溶液は、Cabot Microelectronics Corporation(Aurora,Illinois)から商標名WIN W7300A34及びWIN W7300B34で入手可能なスラリーであった。使用前に、WIN W7300A34及びWIN W7300B34を4:1の比で混合し、30%の過酸化水素を添加することにより、A34+B34/30%のH2O2の最終体積比を98/2とした。100mL/分の溶液流速で、研磨を行った。50個の熱酸化物モニターウエハを1分間研磨し、続いて測定した。直径300mmの熱酸化物モニターウエハは、Advantiv Technologies Inc.(Freemont,California)から入手したものである。ウエハ積層体は以下のとおりであった。300mmの基礎Si基材+熱酸化物20KA。
300 mm Thermal Oxide Wafer Polishing Test Method Wafers are used from Applied Materials, Inc. Polishing was performed using a CMP polisher available from (Santa Clara, CA) under the trade name REFLEXION polisher. A 300 mm CONTOUR head for holding a wafer having a diameter of 300 mm was fixed to the grinder. A pad with a diameter of 30.5 inches (77.5 cm) was attached to the platen of the polishing tool with a layer of PSA. There was no break-in procedure. During this polishing, the pressures applied to the zone, zone 1, zone 2, zone 3, zone 4, zone 5, and retaining ring of the CONTOUR head were 3.0 psi (20.7 kPa) and 1.4 psi (9.), respectively. It was 7 kPa), 1.3 psi (9.0 kPa), 1.1 psi (7.6 kPa), 1.1 psi (7.6 kPa), and 3.7 psi (25.5 kPa). The platen speed was 53 rpm and the head speed was 47 rpm. A brush-type pad conditioner, 4.25 inches in diameter, available under the brand name 3M cmp PAD CONDITIONER BRUSH PB33A from 3M Company (St. Paul, Minnesota), mounted on a conditioning arm at a speed of 81 rpm with a downward force of 3 lbf. used. The pad conditioner was swept over the surface of the pad by sine wave sweep for 100% in situ conditioning. The polishing solution was a slurry available under the trade names WIN W7300A34 and WIN W7300B34 from the Cabot Microlectronics Corporation (Aurora, Illinois). Prior to use, WIN W7300A34 and WIN W7300B34 were mixed in a 4: 1 ratio and 30% hydrogen peroxide was added to bring the final volume ratio of A34 + B34 / 30% H 2 O 2 to 98/2. .. Polishing was performed at a solution flow rate of 100 mL / min. Fifty thermal oxide monitor wafers were polished for 1 minute and subsequently measured. Thermal oxide monitor wafers with a diameter of 300 mm are available from Advanced Technologies Inc. It was obtained from (Fremont, California). The wafer laminate was as follows. 300 mm basic Si base material + thermal oxide 20KA.
in situでの速度モニタリング(ISRM)による300mm銅ウエハ研磨試験方法
銅ウエハ研磨方法では、300mm熱酸化物ウエハ研磨と同じ300mmのReflexion装置及びブラシを使用した。この研磨中、CONTOURヘッドのゾーン、ゾーン1、ゾーン2、ゾーン3、ゾーン4、ゾーン5、及び保持リングに加えた圧力は、それぞれ、4.6psi(31.7kPa)、2.2psi(15.2kPa)、2.1psi(14.5kPa)、2.0psi(13.8kPa)、2.0psi(13.8kPa)、及び5.3psi(36.5kPa)であった。研磨手順を、有効化したISRMソフトウェアを使用して実行した。研磨溶液は、Planar Solutions LLC(Adrian,Michigan,USA)から商標名CSL9044cで入手可能なスラリーであった。使用前に、CSL9044cをDI水で希釈し、30%の過酸化水素を添加することにより、9044c/DI水/H2O2の最終体積比を9/88/3とした。150mL/分の溶液流速で、研磨を行った。研磨プロセスを開始し、10個のダミー熱酸化物ウエハ、続いてCuウエハにより実行した。直径300mmのCuモニターウエハは、Advantiv Technologies Inc.(Freemont,California)から入手したものである。ウエハ積層体は以下のとおりであった。300mmの基礎Si基材+熱酸化物 3KA+TaN 250A+PVD Cu 1KA+e-Cu 15KA+アニール。この試験の目的は、ウエハがCuを完全に除去したものになるときの変化についてISRMシグナルを観察することであったので、Cuの厚さ測定を行わなかった。表5に示す時間で、ISRMシグナルを記録した。シグナルの変化が観察され、適切な量の過剰研磨が完了するまで、ウエハを研磨した。
300 mm copper wafer polishing test method by speed monitoring (ISRM) in situ In the copper wafer polishing method, the same 300 mm Reflexion device and brush as for 300 mm thermal oxide wafer polishing were used. During this polishing, the pressure applied to the zone, zone 1, zone 2, zone 3, zone 4, zone 5, and retaining ring of the CONTOUR head was 4.6 psi (31.7 kPa) and 2.2 psi (15.), respectively. It was 2 kPa), 2.1 psi (14.5 kPa), 2.0 psi (13.8 kPa), 2.0 psi (13.8 kPa), and 5.3 psi (36.5 kPa). The polishing procedure was performed using the activated ISRM software. The polishing solution was a slurry available from Planar Solutions LLC (Adrian, Michigan, USA) under the trade name CSL9044c. Prior to use, CSL9044c was diluted with DI water and 30% hydrogen peroxide was added to bring the final volume ratio of 9044c / DI water / H2O 2 to 9/88/3. Polishing was performed at a solution flow rate of 150 mL / min. The polishing process was started with 10 dummy thermal oxide wafers followed by Cu wafers. Cu monitor wafers with a diameter of 300 mm are available from Advanced Technologies Inc. It was obtained from (Fremont, California). The wafer laminate was as follows. 300 mm basic Si base material + thermal oxide 3KA + TaN 250A + PVD Cu 1KA + e-Cu 15KA + annealing. The purpose of this test was to observe the ISRM signal for changes when the wafer was completely depleted of Cu, so no Cu thickness measurements were made. ISRM signals were recorded at the times shown in Table 5. Wafers were polished until signal changes were observed and an appropriate amount of overpolishing was completed.
サブパッド1
97.6lbs(44.3kg)のCN973H85、48.0lbs(21.8kg)のSR-506C、14.4lbs(6.53kg)のSR-256、及び0.32lbs(145g)のIrgacure651を、真空下、室温で混合して脱気した。得られた混合物を43543ライナーの2つの層の間にキャストし、UV光下、2,000mJ/cm2の線量で曝露することによって硬化させた。ライナーの除去後、得られた幅38インチ(0.965m)の硬化フィルムの厚さは、53±1mil(1.34±0.025mm)であった。
Sub pad 1
97.6 lbs (44.3 kg) CN973H85, 48.0 lbs (21.8 kg) SR-506C, 14.4 lbs (6.53 kg) SR-256, and 0.32 lbs (145 g) Irgure 651 under vacuum. , Mixed at room temperature and degassed. The resulting mixture was cast between two layers of 43543 liner and cured by exposure to UV light at a dose of 2,000 mJ / cm 2 . After removal of the liner, the resulting cured film with a width of 38 inches (0.965 m) had a thickness of 53 ± 1 mil (1.34 ± 0.025 mm).
サブパッド2
106.7lbs(48.4kg)のCN973H85、53.3lbs(24.2kg)のSR-506C、及び0.32lbs(145g)のIrgacure651を、真空下、室温で混合して脱気した。得られた混合物を43543ライナーの2つの層の間にキャストし、UV光下、2,000mJ/cm2の線量で曝露することによって硬化させた。ライナーの除去後、得られた幅36インチ(0.914m)の硬化フィルムの厚さは、53±1mil(1.34±0.025mm)であった。
Sub pad 2
106.7 lbs (48.4 kg) CN973H85, 53.3 lbs (24.2 kg) SR-506C, and 0.32 lbs (145 g) Irgacure 651 were mixed and degassed under vacuum at room temperature. The resulting mixture was cast between two layers of 43543 liner and cured by exposure to UV light at a dose of 2,000 mJ / cm 2 . After removal of the liner, the resulting cured film with a width of 36 inches (0.914 m) had a thickness of 53 ± 1 mil (1.34 ± 0.025 mm).
サブパッド3
100gのCN9071、120gのUniplex155、及び0.44gのIrgacure651を、真空下、室温で混合して脱気した。得られた混合物を43543ライナーの2つの層の間にキャストし、UV光下、2,500mJ/cm2の線量で曝露することによって硬化させた。ライナーの除去後、得られた幅8インチ(20.3cm)の硬化フィルムの厚さは、53±1mil(1.34±0.025mm)であった。
Sub pad 3
100 g of CN9071, 120 g of Uniplex 155, and 0.44 g of Irgacure 651 were mixed and degassed under vacuum at room temperature. The resulting mixture was cast between two layers of 43543 liner and cured by exposure to UV light at a dose of 2,500 mJ / cm 2 . After removal of the liner, the resulting cured film with a width of 8 inches (20.3 cm) had a thickness of 53 ± 1 mil (1.34 ± 0.025 mm).
サブパッド4
100gのCN9021、40gのUniplex155、及び0.30gのIrgacure651を、真空下、室温で混合して脱気した。ライナーの除去後、得られた混合物を43543ライナーの2つの層の間にキャストし、UV光下、2,500mJ/cm2の線量で曝露することによって硬化させた。得られた幅8インチ(20.3cm)の硬化フィルムの厚さは、53±1mil(1.34±0.025mm)であった。
Sub pad 4
100 g of CN9021, 40 g of Uniplex 155 and 0.30 g of Irgacure 651 were mixed and degassed under vacuum at room temperature. After removal of the liner, the resulting mixture was cast between the two layers of the 43543 liner and cured by exposure to a dose of 2,500 mJ / cm 2 under UV light. The thickness of the obtained cured film having a width of 8 inches (20.3 cm) was 53 ± 1 mil (1.34 ± 0.025 mm).
サブパッド5
100lbs(45.4kg)のCN973H85、40lbs(18.1kg)のPL-1104、及び0.28lbs(127g)のIrgacure651を、真空下、室温で混合して脱気した。得られた混合物をPET-EVAフィルムの層と43543ライナーの層との間にキャストし、UV光下、2,000mJ/cm2の線量で曝露することによって硬化させた。43543ライナーを除去したが、PET-EVAフィルムは硬化フィルムに付着したままであった。得られた幅38インチ(0.965m)の硬化フィルムとPET-EVAフィルムとの厚さは、58±1mil(1.47±0.025mm)であった。
Sub pad 5
100 lbs (45.4 kg) CN973H85, 40 lbs (18.1 kg) PL-1104, and 0.28 lbs (127 g) Irgacure 651 were mixed and degassed under vacuum at room temperature. The resulting mixture was cast between a layer of PET-EVA film and a layer of 43543 liner and cured by exposure to UV light at a dose of 2,000 mJ / cm 2 . The 43543 liner was removed, but the PET-EVA film remained attached to the cured film. The thickness of the obtained cured film having a width of 38 inches (0.965 m) and the PET-EVA film was 58 ± 1 mil (1.47 ± 0.025 mm).
サブパッド6
サブパッド6は、サブパッド5のフィルムから作製された、正方形のスルーホールを有する穿孔フィルムである。スルーホールを、Epilog Corp.(Golden,Colorado)製のEpilog Laser Engraver,モデルFusion40レーザーを使用してフィルムに作製した。ホールは、ホール幅が1mm、ホールピッチが5mmの正方形格子配列に配置されている。
Sub pad 6
The sub-pad 6 is a perforated film having square through holes made from the film of the sub-pad 5. Through-holes can be found in Epilog Corp. Films were made using an Epilog Laser Engraver, model Fusion 40 laser from (Golden, Colorado). The holes are arranged in a square lattice arrangement having a hole width of 1 mm and a hole pitch of 5 mm.
サブパッド7
サブパッド7を、正方形格子配列のピッチを2.5mmにしたことを除いて、サブパッド6と同様に調製した。
Sub pad 7
The subpad 7 was prepared in the same manner as the subpad 6 except that the pitch of the square grid arrangement was 2.5 mm.
サブパッド8
サブパッド8を、サブパッド5のフィルムから調製した。0.1mmの深さの正方形のブラインドホールを、Epilog Laser Engraverを使用してフィルム内でアブレーションによって形成した。ホールは、ホール幅が1mm、ホールピッチが5mmの正方形格子の配列に配置されている。
Sub pad 8
The subpad 8 was prepared from the film of the subpad 5. Square blind holes with a depth of 0.1 mm were formed by ablation in the film using the Epilog Laser Engraver. The holes are arranged in an array of square grids having a hole width of 1 mm and a hole pitch of 5 mm.
サブパッド9
サブパッド9を、ホール幅を2mmにしたことを除いて、サブパッド6と同様に調製した。
Sub pad 9
The subpad 9 was prepared in the same manner as the subpad 6 except that the hole width was 2 mm.
実施例1
図1による研磨パッドを、以下の手順で調製した。研磨層を、米国特許第6,285,001号に記載の手順で調製した。より具体的には、研磨層は、複数の正確に成形された粗面部及び複数の正確に成形された細孔を含み、粗面部は、担持領域24%を有する、高さ18μm、直径50μm、ピッチ90μmの先細り円筒であった。細孔は、深さ30μm、直径60μm、及びピッチ90μmの概ね半球の形状であった。複数の正確に成形された粗面部及び複数の正確に成形された細孔の両方を、正方形配列パターンで構成した。
Example 1
The polishing pad according to FIG. 1 was prepared by the following procedure. The polishing layer was prepared according to the procedure described in US Pat. No. 6,285,001. More specifically, the polishing layer comprises a plurality of precisely formed rough surfaces and a plurality of precisely formed pores, the rough surface having a carrying area of 24%, height 18 μm, diameter 50 μm,. It was a tapered cylinder with a pitch of 90 μm. The pores had a generally hemispherical shape with a depth of 30 μm, a diameter of 60 μm, and a pitch of 90 μm. Both the plurality of precisely formed rough surfaces and the plurality of precisely formed pores were composed of a square array pattern.
研磨層を形成するためのエンボス加工プロセスに使用されたポリマー材料は、Lubrizol Corporation(Wickliffe,Ohio)から商標名Estane58277樹脂で入手可能な熱可塑性ポリウレタンであった。ポリウレタンは、ショアAで約92のデュロメータ硬度であり、研磨層は、約22mil(0.559mm)の厚さであった。エンボス加工プロセス中2.96mil(0.0752mm)のPETフィルムを、研磨層の裏面に接触させ、接着させた。 The polymeric material used in the embossing process to form the abrasive layer was thermoplastic polyurethane available from the Lubrizol Corporation (Wickliffe, Ohio) under the trade name Estane58277 resin. The polyurethane had a durometer hardness of about 92 on Shore A and the polishing layer had a thickness of about 22 mil (0.559 mm). During the embossing process, a 2.96 mil (0.0752 mm) PET film was brought into contact with and adhered to the back surface of the polishing layer.
研磨パッドを、Advanced Greig Laminators,Inc(Deforest,Wisconsin)製のAGL4400ラミネータを使用して、複数の貼り合わせ工程により形成した。第1の工程は、サブパッド(サブパッド1、43543ライナーの除去後)を、商標名3M ADHESIVE TRANSFER TAPE468MP(3M Company,St.Paul,Minnesotaより)で入手可能な接着剤が予め貼り合わせられた32インチ(81cm)×32インチ(81cm)×10mil(0.25mm)のPETシートに、研磨層に貼り合わせる側で貼り合わせることであった。第2の工程は、ゴム系接着剤をサブパッド1の反対側に貼り合わせることであり、これを使用し、研磨試験中に研磨パッドを研磨ツールの圧盤に貼り合わせた。第3の工程は、3M ADHESIVE TRANSFER TAPE468MPの別の層を、第1の貼り合わせ工程においてサブパッド1に予め貼り合わせておいたPETシートの露出面に貼り合わせることであった。第4の工程は、研磨層を、第3の工程の3M ADHESIVE TRANSFER TAPE468MPの露出面に貼り合わせることであり、これにより実施例1を得た。従来技術を用いて直径30.5インチ(76.2cm)のパッドをダイカットし、最終的な研磨パッドを形成した。 The polishing pad was formed by a plurality of bonding steps using an AGL4400 laminator manufactured by Advanced Greig Laminators, Inc (DeForest, Wisconsin). The first step is a 32 inch pre-bonded subpad (after removal of subpads 1, 43543 liners) with an adhesive available under the brand name 3M ADHESIVE TRANSFER TAPE468MP (from 3M Company, St. Paul, Minnesota). It was to be bonded to a PET sheet of (81 cm) × 32 inches (81 cm) × 10 mil (0.25 mm) on the side to be bonded to the polishing layer. The second step is to bond the rubber-based adhesive to the opposite side of the sub-pad 1, which was used to bond the polishing pad to the platen of the polishing tool during the polishing test. The third step was to bond another layer of 3M ADHESIVE TRANSFER TAPE468MP to the exposed surface of the PET sheet previously bonded to the sub-pad 1 in the first bonding step. The fourth step was to bond the polishing layer to the exposed surface of the 3M ADHESIVE TRANSFER TAPE468MP of the third step, thereby obtaining Example 1. Using prior art, a pad with a diameter of 30.5 inches (76.2 cm) was die-cut to form the final polishing pad.
実施例2
研磨パッドを、サブパッド1をサブパッド2で置き換えた以外は実施例1と同様に調製し、実施例2を得た。
Example 2
The polishing pad was prepared in the same manner as in Example 1 except that the sub pad 1 was replaced with the sub pad 2, and Example 2 was obtained.
比較例3
比較例3を、サブパッド1をPoron Foamのシートで置き換えた以外は実施例1と同様に調製し、比較例3(CE-3)を得た。
Comparative Example 3
Comparative Example 3 was prepared in the same manner as in Example 1 except that the sub-pad 1 was replaced with a sheet of Poron Foam, and Comparative Example 3 (CE-3) was obtained.
CE-3については、透過率がゼロであるため(表2)、ISRMシグナルはゼロであると予想され、可視光終点検出の使用は不可能である。
For CE-3, since the transmittance is zero (Table 2), the ISRM signal is expected to be zero, and the use of visible light end point detection is not possible.
Claims (16)
第1の主面と前記第1の主面とは反対側の第2の主面とを有する研磨層と、
第1の主面と前記第1の主面とは反対側の第2の主面とを有するサブパッドと、を含み、
前記サブパッドは前記研磨層に結合されており、
前記サブパッドの前記第1の主面の総表面積に基づいて、前記サブパッドの少なくとも50%は光学的に透明である、研磨パッド。 It ’s a polishing pad,
A polishing layer having a first main surface and a second main surface opposite to the first main surface,
Includes a subpad having a first main surface and a second main surface opposite to the first main surface.
The sub-pad is bonded to the polishing layer and
A polishing pad in which at least 50% of the subpads are optically transparent, based on the total surface area of the first main surface of the subpads.
請求項4に記載の研磨パッドを準備することと、
基材を準備することと、
前記研磨パッドの前記第1の主面を前記基材と接触させることと、
前記研磨パッドの前記第1の主面と前記基材との間の接触を維持しながら、前記研磨パッドと前記基材とを互いに対して移動させることと、
を含む、方法。
It is a method of polishing the base material.
Preparing the polishing pad according to claim 4 and
Preparing the base material and
Bringing the first main surface of the polishing pad into contact with the base material,
To move the polishing pad and the base material with respect to each other while maintaining contact between the first main surface of the polishing pad and the base material.
Including, how.
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