JP5587337B2 - 複数層化学機械平坦化パッド - Google Patents
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Description
本出願は2009年1月5日に出願された米国仮出願第61/142,544号の利益を主張するものであり、この出願の教示は、参照により本明細書に援用される。
〔分野〕
本発明は、半導体ウエハ、並びに、未処理のシリコンウエハ、CRT、フラットパネルディスプレイ画面、および光学ガラスなどのようなその他の表面について化学機械平坦化(CMP)を行うために用いられる研磨パッドに関する。
〔背景〕
半導体ウエハ研磨の分野においては、超大規模集積(VLSI)回路や、極超大規模集積(ULSI)回路が出現したことによって、半導体基板においてより小面積に比較的多くのデバイスを実装することが可能となる。小面積に多くのデバイスを実装するには、前記したような高密度な実装を可能とするために必要とされるより高い解像度の平板印刷を行うためのより高い平坦度が要求され得る。これに加えて、銅および他の比較的軟質な金属及び/又は合金がその低い抵抗値のために接続部として多く使用されているため、前記の軟質金属表面に顕著な擦過傷を生ずることなく比較的高い平滑度の研磨ができるCMPパッドを得ることは、先進的な半導体の生産をするために重要なこととなり得る。高い平滑度の研磨を行うためには、研磨される基板表面への局部的な適合性を減少させるための硬質で高剛性のパッドが要求される。しかしながら、比較的硬質で高剛性を有するパッド面は、基板面に擦過傷による欠陥を生じさせ易く、研磨基板の生産性を低下させる原因になっている。
〔概要〕
本開示の1つの態様は、化学機械平坦化パッドに関するものである。化学機械平坦化パッドは、水溶性組成物と前記水溶性組成物よりも水に対する溶解度が低い非水溶性組成物とを含み、前記水溶性組成物および前記非水溶性組成物の少なくとも一方が繊維状の第1の構成要素を含んでもよい。また、化学機械平坦化パッドは第2の構成要素を含んでもよく、前記第1の構成要素は、連続して存在する第2の構成要素中に個別の相として存在し、また前記水溶性組成物は溶解によって10ナノメートルから200マイクロメートルの範囲のサイズを持った細孔を生じるものであってもよい。
本発明は、高度な平面性と、擦過傷欠陥が少ないこととが重要となり得る半導体ウエハ基板の化学機械平坦化(CMP)に特に有用な研磨パッド製品、当該研磨パッド製品の製造方法および使用方法に関する。その概略を図2に示し、かつ以下に説明するように、CMPパッド200は、各々が異なる水溶性を示す2種以上の組成物を含む第1の個別の相または第1の構成要素210と、1種の高分子物質または複数種の高分子物質の混和混合物を含む第2の連続相または第2の構成要素220を含むので、第1および第2の構成要素は、本明細書で開示されるように様々な比率または構成でパッド中において混合される。加えて、第2の構成要素中の2種またはそれ以上の高分子成分の混和混合物について述べると、2種の高分子成分が混合し、個別の相としての第1の構成要素を含む連続相を提供するものとして理解することができる。
Claims (21)
- 化学機械平坦化パッドであって、
水溶性組成物および前記水溶性組成物よりも低い水溶性を示す非水溶性組成物を含み、前記水溶性組成物および前記非水溶性組成物の少なくとも一方が繊維材で形成される第1の構成要素と、
第2の構成要素であって、当該第2の構成要素の連続相中で前記第1の構成要素を個別の相として介在させ、前記水溶性組成物が溶解により10ナノメートルから200マイクロメートルのサイズを持った細孔を形成する第2の構成要素と、
を備え、
前記水溶性組成物は第1の布材を形成する第1の繊維材を含み、前記非水溶性組成物は第2の布材を形成する第2の繊維材を含み、かつ、前記第1の布材および前記第2の布材は層状である、パッド。 - 前記第2の布材は不織布である、請求項1に記載のパッド。
- 前記水溶性組成物は水溶性粒子を含み、前記非水溶性組成物は水溶性粒子が埋め込まれる母材を有する、請求項1に記載のパッド。
- 前記水溶性組成物は、ポリ(ビニルアルコール)、ポリ(アクリル酸)、マレイン酸、アルギン酸、多糖類、ポリシクロデキストリン、これらの塩、これらのコポリマー、および/またはこれらの誘導体からなる群から選ばれた1種または複数種の材料を含む、請求項1から3のいずれか1項に記載のパッド。
- 前記非水溶性組成物は、ポリエステル、ポリアミド、レイヨン、ポリイミド、硫化ポリフェニル、およびこれらの組み合わせからなる群から選ばれた1種または複数種の材料を含む、請求項1から4のいずれか1項に記載のパッド。
- 前記第2の構成要素は、ポリカーボネート、ポリスルホン、硫化ポリフェニレン、エポキシ、ポリエステル、ポリイミド、ポリアミド、ポリオレフィン、ポリアクリル酸塩、ポリメチルメタクリル酸塩、塩化ポリビニル、ポリビニルアルコール、これらの誘導体、およびコポリマーからなる群から選ばれた1種または複数種の材料を含む、請求項1から5のいずれか1項に記載のパッド。
- 前記第2の構成要素は、少なくとも2種の混和可能な非水溶性組成物を含む、請求項1から6のいずれか1項に記載のパッド。
- 前記非水溶性組成物は10ショアAから80ショアDまでの間のデュロメータ硬度を示し、また前記第2の構成要素は30ショアAから80ショアDの間のデュロメータ硬度を示す、請求項1から7のいずれか1項に記載のパッド。
- 前記水溶性組成物が、ポリ(ビニルアルコール)、ポリ(アクリル酸)、マレイン酸、アルギン酸、多糖類、ポリクロロデキストリン、これらの塩、これらのコポリマー、および/またはこれらの誘導体からなる群から選ばれた1種または複数種の材料を含む、請求項1に記載のパッド。
- 非水溶性組成物は、ポリエステル、ポリアミド、ポリオレフィン、レイヨン、ポリイミド、硫化ポリフェニル、およびこれらの組み合わせからなる群から選ばれた1種または複数種の材料を含む、請求項1に記載のパッド。
- 前記第2の構成要素は、ポリカーボネート、ポリスルホン、硫化ポリフェニレン、エポキシ、ポリエステル、ポリイミド、ポリアミド、ポリオレフィン、ポリアクリル酸塩、ポリメチルメタクリル酸塩、塩化ポリビニル、ポリビニルアルコール、またはこれらの誘導体およびコポリマーからなる群から選ばれた1種または複数種の材料を含む、請求項1に記載のパッド。
- 前記第2の構成要素は、少なくとも2種の混和可能な非水溶性組成物を含む、請求項1に記載のパッド。
- 前記非水溶性組成物は、10ショアAから80ショアDの間のデュロメータ硬度を示し、また前記第2の構成要素は30ショアAから80ショアDの間のデュロメータ硬度を示す、請求項1に記載のパッド。
- 化学機械平坦化パッドを製造する方法であって、
水溶性組成物および非水溶性組成物を含み、前記水溶性組成物および非水溶性組成物の少なくとも一方が繊維材の形態である第1の構成要素を形成すること、および
前記第1の構成要素を第2の構成要素の連続相内に個別の相として埋め込み、前記水溶性組成物の溶解によって10ナノメートルから200マイクロメートルの範囲のサイズを持った細孔を形成すること、
を含み、
前記水溶性組成物は第1の布材を形成する第1の繊維材を含み、前記非水溶性組成物は第2の布材を形成する第2の繊維材を含み、かつ、前記第1の布材および前記第2の布材は層状になっている、方法。 - 前記第2の構成要素内に埋め込んだ前記水溶性組成物の少なくとも一部を取除くことをさらに含む、請求項14に記載の方法。
- 前記第2の布材が不織布である、請求項14に記載の方法。
- 前記水溶性組成物は水溶性粒子を含み、前記非水溶性組成物は前記水溶性粒子が埋め込まれる母材を有する、請求項14に記載の方法。
- 前記第1の構成要素を鋳型内に設置することと、前記第2の構成要素の先駆体を前記鋳型内に注入することと、前記第1の構成要素が前記第2の構成要素中に埋め込まれるように前記先駆体を反応させることと、をさらに含む、請求項14に記載の方法。
- 前記第1の構成要素を鋳型に設置することと、前記第2の構成要素を溶融することと、前記第1の構成要素が前記第2の構成要素中に埋め込まれるように前記第2の構成要素を前記鋳型内に配置させることと、をさらに含む、請求項14に記載の方法。
- 前記第2構成要素は少なくとも2種の混和可能な非水溶性組成物を含む、請求項14に記載の方法。
- 基板の研磨方法であって、
基板をスラリー及び化学機械平坦化パッドに接触させることを含み、
前記化学機械平坦化パッドは、水溶性組成物および前記水溶性組成物よりも前記スラリーに対して低い溶解性を示す非水溶性組成物を含み、前記水溶性組成物および前記非水溶性組成物の少なくとも一方が繊維材を形成する、第1の構成要素と、
第2の構成要素と、を含んで構成され、前記第1の構成要素が前記第2の構成要素の母材内に個別の相として存在し、前記第1の構成要素の前記水溶性組成物は溶解によって10ナノメートルから200マイクロメートルの範囲のサイズの細孔を形成し、
前記水溶性組成物は第1の布材を形成する第1の繊維材を含み、前記非水溶性組成物は第2の布材を形成する第2の繊維材を含み、かつ、前記第1の布材および前記第2の布材は層状になっている、方法。
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