KR100499601B1 - Improved Polishing Pads And Methods Relating Thereto - Google Patents

Improved Polishing Pads And Methods Relating Thereto Download PDF

Info

Publication number
KR100499601B1
KR100499601B1 KR10-2000-7001162A KR20007001162A KR100499601B1 KR 100499601 B1 KR100499601 B1 KR 100499601B1 KR 20007001162 A KR20007001162 A KR 20007001162A KR 100499601 B1 KR100499601 B1 KR 100499601B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
pad
polishing
thermoforming
workpiece
die
Prior art date
Application number
KR10-2000-7001162A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20010022571A (en
Inventor
존 브이. 에이치. 로버츠
촬스 더블유. 젠킨스
데이비드 비. 제임스
Original Assignee
롬 앤드 하스 일렉트로닉 머티리얼스 씨엠피 홀딩스, 인코포레이티드
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 롬 앤드 하스 일렉트로닉 머티리얼스 씨엠피 홀딩스, 인코포레이티드 filed Critical 롬 앤드 하스 일렉트로닉 머티리얼스 씨엠피 홀딩스, 인코포레이티드
Publication of KR20010022571A publication Critical patent/KR20010022571A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100499601B1 publication Critical patent/KR100499601B1/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/11Lapping tools
    • B24B37/20Lapping pads for working plane surfaces
    • B24B37/24Lapping pads for working plane surfaces characterised by the composition or properties of the pad materials
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24DTOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D3/00Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents
    • B24D3/02Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent
    • B24D3/20Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent and being essentially organic
    • B24D3/22Rubbers synthetic or natural
    • B24D3/26Rubbers synthetic or natural for porous or cellular structure

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
  • Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)

Abstract

본 발명의 연마용 패드는 친수성 재료로 제조된 연마 표면을 갖는다. 연마용 표면은 열성형법에 의해 생성된 토포그래피를 갖는다. 이 토포그래피는 연마용 유체의 흐름을 촉진하고 평활화 및 평탄화를 촉진하는 크고 작은 형태로 이루어진다.The polishing pad of the present invention has a polishing surface made of a hydrophilic material. The polishing surface has a topography produced by thermoforming. This topography consists of large and small forms that promote the flow of polishing fluid and promote smoothing and flattening.

Description

개선된 연마용 패드 및 연마 방법 {Improved Polishing Pads And Methods Relating Thereto} Improved Polishing Pads And Methods Relating Thereto}

본 발명은 크게 보면 반도체 소자 등의 제조에 유용한 연마용 패드에 관한 것이다. 더 구체적으로는 본 발명의 연마용 패드는 예측가능성(predictability) 및 연마 성능을 일반적으로 개선시키는 혁신적인 표면 토포그래피를 갖는 유리한 친수성 재료를 포함한다.The present invention generally relates to a polishing pad useful for the manufacture of semiconductor devices and the like. More specifically, the polishing pad of the present invention comprises an advantageous hydrophilic material with innovative surface topography that generally improves predictability and polishing performance.

집적회로의 제작에서는 일반적으로 규소, 이산화규소, 텅스텐 또는 알루미늄과 같은 하나 이상의 기판을 연마시킬 필요가 있다. 이러한 연마는 대개 연마용 유체와 함께 연마용 패드를 써서 수행한다.Fabrication of integrated circuits generally requires polishing one or more substrates such as silicon, silicon dioxide, tungsten or aluminum. Such polishing is usually performed using a polishing pad together with the polishing fluid.

반도체 산업은 협소한 허용치의 정밀 연마를 요구하지만 연마 성능에 있어서 원치않는 "패드간" 편차가 존재하는 것이 매우 일반적이다. 따라서 고정밀 연마 작업시에 예측가능성이 더욱 큰 연마용 패드에 대한 요구가 반도체업계에 존재한다.The semiconductor industry requires precise grinding of narrow tolerances, but it is very common for unwanted “pad to pad” deviations in polishing performance. Thus, there is a need in the semiconductor industry for polishing pads that are more predictable in high precision polishing operations.

발명의 요약Summary of the Invention

본 발명은 혁신적인 친수성 재료로 형성된 혁신적인 연마 표면을 갖는 열성형 (또는 엠보싱 처리된) 연마 패드에 관한 것이다. 본 발명의 패드는 (i) 밀도가 0.5 g/㎤보다 크고, (ii) 임계 표면 장력이 34 mN/m 이상이며, (iii) 인장 탄성율이 0.02 내지 5 기가파스칼이며, (iv) 30 ℃에서의 인장 탄성율 대 60 ℃에서 인장 탄성율의 비율이 1.0 내지 2.5이고, (v) 경도가 25 내지 80 쇼어(Shore) D이며, (vi) 항복 응력이 약 2.1 내지 41.4 메가파스칼 (300 내지 6000 psi)이고, (vii) 인장 강도가 7 내지 105 메가파스칼 (1000 내지 15,000 psi)이고, (viii) 파단 신장율이 500 %이하인 친수성 재료를 포함한다. 바람직한 실시태양에서는 연마층이 다수의 연질 도메인 및 경질 도메인을 포함한다.The present invention relates to thermoformed (or embossed) polishing pads with innovative polishing surfaces formed from innovative hydrophilic materials. The pad of the present invention has (i) a density of greater than 0.5 g / cm 3, (ii) a critical surface tension of at least 34 mN / m, (iii) a tensile modulus of 0.02 to 5 gigapascals, and (iv) at 30 ° C. The tensile modulus of elasticity to the tensile modulus at 60 ℃ of 1.0 to 2.5, (v) hardness of 25 to 80 Shore D, (vi) yield stress of about 2.1 to 41.4 megapascals (300 to 6000 psi) And (vii) a tensile strength of 7 to 105 megapascals (1000 to 15,000 psi) and (viii) a hydrophilic material having an elongation at break of 500% or less. In a preferred embodiment, the abrasive layer comprises a plurality of soft domains and hard domains.

본 발명의 연마재는 미국 특허 제4,927,432호 (Budinger 등)에 기재된 바와 같이 중합체를 섬유 기판에 합체시켜서 제조된 펠트 기재 연마용 패드를 포함하지 않는다. The abrasive of the present invention does not include felt-based polishing pads prepared by incorporating a polymer into a fiber substrate as described in US Pat. No. 4,927,432 to Budinger et al.

연마 표면은 열성형 방법에 의해 생성된 토포그래피를 갖는다. 이 토포그래피는 연마용 유체의 흐름을 용이하게 하고 평활화 및 평탄화를 촉진하는 크고 작은 표면 형태(feature)로 이루어진다.The abrasive surface has the topography produced by the thermoforming method. This topography consists of large and small surface features that facilitate the flow of the polishing fluid and promote smoothing and planarization.

본 발명은 혁신적인 친수성 연마재로부터 제조된, 혁신적인 연마 표면을 갖는 연마용 패드에 관한 것이다. 더 구체적으로는 기판, 특히 반도체 소자 등의 제조에 쓰이는 기판의 연마에 유용한 개선된 연마용 패드에 관한 것이다. 본 발명의 조성물 및 방법은 또한 다른 산업계에도 유용할 수 있으며, 규소, 이산화규소, 금속, 유전체, 세라믹 및 유리 등을 비롯한, 그러나 이것으로 제한되지 않는 많은 소재에 응용될 수 있을 것이다. 본 명세서에 걸쳐 사용된 "연마" (및 이의 임의의 형태)란 용어는 "평탄화" (및 임의의 상응하는 형태)를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The present invention relates to a polishing pad having an innovative abrasive surface made from an innovative hydrophilic abrasive. More particularly, the invention relates to improved polishing pads useful for polishing substrates, particularly substrates used in the manufacture of semiconductor devices and the like. The compositions and methods of the present invention may also be useful in other industries and may be applied to many materials including, but not limited to, silicon, silicon dioxide, metals, dielectrics, ceramics, glass, and the like. The term "polishing" (and any form thereof) as used throughout this specification should be understood to include "flattening" (and any corresponding form).

본 발명은 (1) 종래의 패드 내로 표면 형태 (feature)를 발현시킬 때 생기는 손상으로 인해 발생하는 정밀 연마에 대한 유해 효과를 인식하고, (2) 연마용 패드의 제작시 손상이 어떻게 발생하는 지를 인식하고, (3) 손상 정도가 작은 패드의 제조 방법을 교시하며, (4) 절삭하거나 베어내어 (skive) 만든 종래의 패드에 비해 표면 형태의 재현성이 커서 패드 성능에 대한 예측가능성도 큰 패드의 제조 방법을 교시하며, (5) 패드의 제조 동안에 표면 형태를 패드 내로 혼입시키는 신규 방법을 교시한다는 점에서 혁신적이다. 본 발명의 이런 특징은 어떠한 것도 지금까지 당업계에 인식되지 못한 것이었으며, 정밀 연마 기술에 진정으로 중요한 기여를 한 바가 없었다.The present invention recognizes (1) the detrimental effects on precision polishing caused by damage occurring when expressing surface features into conventional pads, and (2) how damage occurs during the manufacture of polishing pads. And (3) teach a method of making pads with less damage, and (4) have a higher predictability of pad performance due to greater surface reproducibility compared to conventional pads made by cutting or skewing. It is innovative in that it teaches a manufacturing method and (5) teaches a novel method of incorporating a surface form into the pad during manufacture of the pad. None of these features of the present invention have ever been recognized in the art and have not made a truly significant contribution to precision polishing technology.

본 발명의 연마용 패드는 패드 제작시 종종 생기는 만입부 (indentation) 및 돌출부 (protrusion) 등의 표면 손상을 최소화한, 재현성이 높고 유리한 표면 토포그래피를 포함한다.The polishing pad of the present invention includes highly reproducible and advantageous surface topography that minimizes surface damage such as indentation and protrusion, which often occurs during pad manufacture.

절삭이나 베어내는 등의 패드 제작법은 패드 마다 경향적으로 달라지는 손상을 유발한다. 종래의 패드 제작법에는 중합체 케이크의 절편을 절삭하여 패드를 제조하는 방법이 있다. 이 케이크가 칼 (blade)에 의해 잘릴 때 대개는 패드 표면에 만입부 및 돌출부를 비롯한 방향성 표면 손상이 남는다. 이런 손상은 일반적으로 칼날이 무뎌짐에 따라 패드 마다 달라진다.Pad making methods, such as cutting and cutting, cause damage that tends to vary from pad to pad. Conventional pad manufacturing methods include a method of manufacturing a pad by cutting a slice of a polymer cake. When this cake is cut by a blade, directional surface damage, including indentations and protrusions, usually remains on the pad surface. This damage usually varies from pad to pad as the blade dulls.

패드 제작의 또다른 단계는 패드 표면에 채널 또는 그외 다른 형태를 혼입하여 연마용 유체의 흐름을 용이하게 하는 것이다. 종래의 패드는 일반적으로 이런 표면 형태들을 패드에 기계가공하거나 절삭한 것이다. 이 또한 패드 표면 상에 그리고 절삭 부위 내에 손상을 남기는 경향이 있는 것이 일반적이다. 온도, 습도, 라인 속도 변화 등의 다른 요인도 패드 표면 특성에 편차를 가져온다. 이런 편차는 패드 마다의 성능 편차로 이어지며, 최적의 연마 파라미터의 윤곽을 잡는데 어려움이 있다.Another step in pad fabrication is to incorporate channels or other shapes into the pad surface to facilitate the flow of the polishing fluid. Conventional pads are generally machined or cut these surface shapes into the pad. This also generally tends to leave damage on the pad surface and in the cut area. Other factors, such as temperature, humidity, and line speed variations, also contribute to pad surface characteristics. This variation leads to performance variation per pad and has difficulty in delineating the optimum polishing parameters.

본 발명의 패드는 연마 표면의 절삭, 기계가공 또는 이와 유사한 형태의 파쇄를 거의 하지 않거나 전혀 하지 않고 제작한다. 베어냄을 통해 유발된 방향성 패턴 등의 원치 않는 방향성 패턴은 대체로 제거된다. 표면 형태 또는 그의 일부는 연마 표면의 파쇄를 하지 않고 패드 상으로 (또는 패드 내로) 가한다. 이를 통해 종래 기술에 수반된 문제를 일소한다.The pads of the present invention are manufactured with little or no crushing of the abrasive surface, machining or similar forms. Unwanted directional patterns, such as directional patterns caused by cutting, are generally removed. The surface form or part thereof is applied onto the pad (or into the pad) without breaking the polishing surface. This eliminates the problems associated with the prior art.

본 발명에 따르면 패드의 제조 이후에 혼입되는 표면 형태는 적어도 부분적으로 열성형법을 통해 생성된다. 열성형이란 패드의 표면을 가열하고 압력 또는 응력 등의 어떤 수단을 써서 영구 변형시키는 모든 방법이다. 열성형은 종래 패드에 비해 손상의 정도를 감소시킨다. 열성형은 또한 열성형 다이의 컨시스턴시 (consistency)로 인해 표면의 절삭이나 기계가공보다 더욱 재현성이 큰 표면 형태를 제공한다. 따라서 본 발명의 패드는 성능에 있어서 더욱 예측가능성이 높고 최적의 연마 파라미터의 윤곽 설정을 가능케 한다.According to the invention the surface morphology incorporated after the manufacture of the pad is at least partly produced by thermoforming. Thermoforming is any method of heating the surface of a pad and permanently deforming it by some means, such as pressure or stress. Thermoforming reduces the degree of damage compared to conventional pads. Thermoforming also provides a surface form that is more reproducible than cutting or machining the surface due to the consistency of the thermoforming die. Thus, the pad of the present invention is more predictable in performance and allows contouring of optimal polishing parameters.

한 실시태양에서는 패드 표면이 연화될 때까지 패드 표면을 가열한 후 다이 및 압력을 이용하여 패드 표면을 성형함으로써 표면 형태를 연마용 패드의 표면에 혼입한다. 이런 표면 형태는 바람직하게는 평균 깊이 및(또는) 폭이 약 0.05 mm보다 큰, 바람직하게는 약 0.1 mm보다 큰 만입부를 하나 이상 포함한다. 이런 표면 형태는 연마용 유체의 흐름을 용이하게 하여 연마 성능을 향상시킨다.In one embodiment, the surface form is incorporated into the surface of the polishing pad by heating the pad surface until the pad surface softens and then shaping the pad surface using a die and pressure. Such surface forms preferably comprise one or more indentations whose average depth and / or width are greater than about 0.05 mm, preferably greater than about 0.1 mm. This surface shape facilitates the flow of polishing fluid to improve polishing performance.

다른 실시태양에서 패드를 압출하여 재료의 시트를 제조한다. 이 재료는 시트의 양 말단에 접합부를 만듦으로써 연마용 벨트로 제조될 수 있거나, 다른 실시태양에서는 이 시트를 절단하여 임의의 모양 또는 크기의 패드를 제조할 수 있다. 본 발명의 또다른 실시태양에서는 압착 성형법을 사용한다. 이때 다이에 유연성 중합체를 놓고, 압착시켜, 주형 전체에 중합체가 퍼지게 한 후 고형화하고, 주형으로부터 이형시킨다.In another embodiment, the pad is extruded to produce a sheet of material. The material may be made of an abrasive belt by making a bond at both ends of the sheet, or in other embodiments the sheet may be cut to produce pads of any shape or size. In another embodiment of the present invention, a compression molding method is used. At this time, the flexible polymer is placed on a die and pressed to spread the polymer throughout the mold, and then solidified and released from the mold.

또다른 실시태양에서는 패드 재료를 제2의 고체 또는 반고체 재료 상에 압출하여, 압출된 재료가 고형화된 후 제2의 재료에 접착되게 한다. 제2 재료는 패드를 보강할 수 있어서, 고형화된 압출 재료는 스스로 지탱할 필요가 없다. 이와 달리 또는 여기에 더해서 제2 재료는 패드에 구조적 견뢰도를 제공하여, 성능 및 수명을 개선하고(거나) 제조에 있어서 융통성을 더할 수 있다.In another embodiment, the pad material is extruded onto a second solid or semisolid material such that the extruded material solidifies and adheres to the second material. The second material can reinforce the pad so that the solidified extruded material does not have to bear on its own. Alternatively or in addition to this, the second material may provide structural fastness to the pad, improving performance and life and / or adding flexibility in manufacturing.

본 발명의 바람직한 실시태양에서는, 엠보싱 이후의 소성 유동을 제거하거나 크게 감소시키기 위해 사용되는 냉각 롤러를 이용해 표면 형태를 엠보싱 처리한다. 이 결과 매우 재현성이 큰 엠보싱 만입부가 생겨나므로, 많은 종래 방법에 의해 제조된 패드에서 일반적으로 발견되는 패드간 편차가 대체로 감소된다. 이런 재현성은 또한 엠보싱 다이 표면이 그것에 의해 생성되는 각 패드 마다 대체로 동일하게 유지된 결과이기도 하다. 이는 결국 더 예측가능한 패드 성능으로 구현된다. 성능의 예측가능성은 정밀 연마용 패드의 중요한 측면이다. 패드 컨시스턴시로 인해 표준적인 작업 과정의 정확성을 더욱 기할 수 있어서, 더 생산적인 연마 작업이 가능하다. 더욱이 표면 형태를 만들기 위해 롤러를 사용하므로 패드를 연속 시트로 제조할 수 있다.In a preferred embodiment of the present invention, the surface form is embossed with a cooling roller used to remove or greatly reduce the plastic flow after embossing. This results in highly reproducible embossed indentations, so that the pad-to-pad variations typically found in pads manufactured by many conventional methods are generally reduced. This reproducibility is also the result of the embossing die surface being kept substantially the same for each pad produced by it. This is ultimately achieved with more predictable pad performance. Predictability of performance is an important aspect of precision polishing pads. Pad consistency allows for more accurate standard work processes, resulting in more productive polishing. Moreover, the use of rollers to form the surface allows the pads to be made into continuous sheets.

최적의 연마 성능을 위해서는 종래에 패드 내로 절삭 또는 기계가공되었던 표면 형태이외에도 더 작은 표면 형태 (50 μ미만)가 필요하다. 이런 작은 치수의 형태는 패드의 첫번째 사용 이전에 대개 혼입되며, 패드 사용 동안 주기적으로 혼입된다. 이를 "상태조절 (conditioning)"이라 부른다. 상태조절이 패드의 사용전에 수행되면, 이를 "예비상태조절"이라하고, 사용 도중에 이루어지면 "재상태조절"이라 한다. 패드의 사용 도중 작은 치수 표면 형태는 원치 않는 소성 유동을 겪을 수 있고, 파편에 의해 훼손될 수 있다. 작은 치수의 형태는 상태조절에 의해 재생된다. 본 발명의 연마용 패드의 경우에는 놀랍게도 종래 연마용 패드에 비해 사용 도중의 재상태조절이 대체로 덜 필요하다는 사실이 발견되었다. 이것은 본 발명의 패드가 종래의 패드에 비해 대체로 우수하다는 것을 입증하는 또하나의 증거이다.For optimal polishing performance, smaller surface shapes (less than 50 μ) are required in addition to the surface shapes that have previously been cut or machined into pads. These small dimension shapes are usually incorporated prior to the first use of the pad and periodically incorporated during pad use. This is called "conditioning". If conditioning is performed prior to use of the pad, it is referred to as "preliminary conditioning" and if it is in use, it is called "reconditioning". Small dimensional surface shapes during the use of the pad may experience unwanted plastic flow and may be damaged by debris. Smaller dimensions are reproduced by conditioning. It has been surprisingly found that in the case of the polishing pad of the present invention, reconditioning during use is generally less necessary than conventional polishing pads. This is another proof that the pad of the present invention is generally superior to conventional pads.

본 발명의 패드는 마모재를 써서 상태조절될 수 있다. 작은 치수의 표면 형태는 마모재의 표면과 연마 표면을 서로 반대로 움직여서 만들 수 있다. 한 실시태양에서 마모재는 경질 입자가 표면에 (바람직하게는 영구 고정된 상태로) 다수 박혀있는 회전 구조이며, 그 모양은 원형, 사각형, 직사각형, 타원형 또는 임의의 기하학적 형태일 수 있다. 패드 표면과 반대로 움직이는 상기 경질 입자의 운동으로 인해 패드 표면은 소성 유동, 파편화 또는 이 둘다를 (입자와 접촉하는 지점에서) 겪을 수 있다. 마모 표면이 패드 표면과 반대로 회전해야 하는 것은 아니며, 진동, 선형 운동, 불규칙 궤도, 구르기 등을 비롯한 여러 방식 가운데 하나로 패드와 반대로 움직일 수 있다.The pad of the present invention can be conditioned using a wear material. Small dimension surface shapes can be created by moving the abrasive surface and the abrasive surface against each other. In one embodiment, the wear material is a rotating structure in which a plurality of hard particles are embedded in the surface (preferably permanently fixed), and the shape may be circular, square, rectangular, oval or any geometric shape. Due to the movement of the hard particles moving against the pad surface, the pad surface may experience plastic flow, fragmentation or both (at the point of contact with the particles). The wear surface does not have to rotate against the pad surface and can move against the pad in one of several ways, including vibration, linear motion, irregular orbits, rolling, and the like.

(마모 표면으로 인해) 상기한 바와 같이 발생된 소성 유동, 파편화 또는 이 둘다는 패드의 외면 상에 작은 치수의 표면 형태를 생성한다. 작은 치수 표면 형태는 만입부와 만입부의 적어도 한쪽에 인접한 돌출부를 포함할 수 있다. 한 실시태양에서 돌출부는 패드 연마 표면의 표면적의 0.1 % 이상을 차지하며, 만입부는 평균 깊이가 50 마이크론 미만, 더욱 바람직하게는 10 마이크론 미만이고, 돌출부의 평균 높이는 50 마이크론 미만, 더욱 바람직하게는 10 마이크론 미만이다. 바람직하게는 마모 표면을 이용한 이런 표면 변형은 연마 표면의 마모 제거를 최소한으로만 유발할 것이며, 연마 표면으로부터 패드 물질의 (있다면) 상당량이 떨어져나가지 않도록 하면서 다만 패드 내로 고랑을 만들 뿐이다. 그러나 덜 바람직하더라도 패드 재료의 마모 제거가 작은 치수의 표면 형태를 만들어내는 한 허용할 수 있다.The plastic flow, fragmentation, or both generated as described above (due to the abrasion surface) produces a small dimensional surface morphology on the outer surface of the pad. The small dimension surface shape may include an indentation and a protrusion adjacent at least one of the indentations. In one embodiment the protrusions account for at least 0.1% of the surface area of the pad polishing surface, the indentation having an average depth of less than 50 microns, more preferably less than 10 microns, and the average height of the protrusions less than 50 microns, more preferably 10 Is less than a micron. Such surface deformation, preferably with abrasion surface, will cause minimal wear removal of the polishing surface, but only furrows into the pads while keeping a significant amount (if any) of the pad material away from the polishing surface. However, even less desirable, it can be acceptable as long as the wear removal of the pad material produces a small dimensional surface shape.

상태조절에 필요한 바람직한 마모 표면은 바람직하게는 금속인 디스크이며, 크기가 1 마이크론 내지 0.5 ㎜인 다이아몬드가 박혀있는 것이 바람직하다. 상태조절 동안에 상태조절용 디스크와 연마용 패드 사이의 압력은 약 0.69 내지 172.3 킬로파스칼 (0.1 내지 약 25 lb/in2)인 것이 바람직하다. 디스크의 회전 속도는 1 분당 회전수 1 내지 1000인 것이 바람직하다.Preferred wear surfaces for conditioning are preferably metal discs, preferably embedded with diamonds between 1 micron and 0.5 mm in size. The pressure between the conditioning disk and the polishing pad during conditioning is preferably between about 0.69 and 172.3 kilopascals (0.1 to about 25 lb / in 2 ). The rotational speed of the disk is preferably 1 to 1000 revolutions per minute.

바람직한 상태조절 디스크는 10.16 cm (4 in), 100 그릿 (grit) 다이아몬드 디스크 (예를 들면 REST (상표) Disk (R. E. Science, Inc. 제조))이다. 최적의 상태조절은 하향 압력이 약 6.9 킬로파스칼 (10 lb/in2), 플래튼 속도 75 rpm, 스위프 프로파일은 종(鐘)형이고, 사용전 상태조절 스위프의 수는 15이고, 웨이퍼 사이의 재상태조절 스위프 수는 15였다.Preferred conditioning disks are 10.16 cm (4 in), 100 grit diamond disks (e.g. REST Disk (manufactured by RE Science, Inc.)). Optimal conditioning has a downward pressure of approximately 6.9 kilopascals (10 lb / in 2 ), platen speed of 75 rpm, sweep profile of bell type, pre-use conditioning sweeps of 15, and The reconditioning sweep number was 15.

경우에 따라서는 상태조절을 상태조절용 유체, 바람직하게는 마모 입자를 함유하는 물 기재 유체가 존재하는 상태에서 수행할 수 있다.In some cases conditioning can be carried out in the presence of a conditioning fluid, preferably a water based fluid containing wear particles.

본 발명에 따르면, 작은 치수의 형태는 전부 또는 일부가 혁신적인 열성형 다이를 사용하는 열성형 과정에서 생겨날 수 있다. 패드 재료에 대한 친화도 차이에 의해 다이로부터 패드를 선택적으로 이형시켜서 원하는 작은 치수의 표면 형태를 얻을 수 있다.According to the present invention, small dimension shapes may arise in the course of thermoforming using all or part of the innovative thermoforming dies. The difference in affinity for the pad material allows the pad to be selectively released from the die to obtain the desired small dimension surface morphology.

본 발명에 따르면, 열성형 다이는 패드 재료에 대한 친화도에 차이가 있다. 친화도가 작은 부분은 패드 표면이 거의 또는 전혀 파괴되지 않은 채 이형될 수 있다. 친화도가 큰 부분은 다이로부터 패드가 이형되는 것을 방해하므로, 이 부위에서 표면의 소성 유동 또는 부스러짐이 유발될 수 있다. 이 과정을 통해 원하는 작은 치수의 표면 형태가 만들어 진다. 친화도 차이는 재료의 차이, 다이 코팅의 차이 또는 다이의 물리적 모양의 차이로부터 비롯될 수 있다.According to the present invention, thermoforming dies differ in affinity for pad materials. The small affinity portion can be released with little or no destruction of the pad surface. The high affinity portion prevents the pad from releasing from the die, which may result in plastic flow or chipping of the surface at this site. This process produces the desired small dimension of the surface. Affinity differences can result from differences in materials, differences in die coatings, or differences in the physical shape of the dies.

한 실시태양에서 열성형 다이는 패드 재료에 대한 친화도가 다른 두 가지 이상의 재료로 이루어진다. 이형시 고친화도 부위에 가까운 패드 표면 부분은 파열되어 바람직한 표면 형태가 유발된다. 또다른 실시태양에서는 다이 표면을 코팅하여 저친화도 및 고친화도 영역을 만든다. 또다른 실시태양에서는 다이가 특정 부위에서 패드 재료를 부여잡는 모양을 하고 있어서, 패드 돌출부가 다이 안으로 물려, 작은 치수의 표면 형태가 생성된다. 또다른 실시태양에서는 이 부여잡는 효과가 돌출부 모양에 반대되는 돌출부 재료에 의해 생성된다.In one embodiment the thermoformed die consists of two or more materials having different affinity for the pad material. The part of the pad surface close to the high affinity site upon release ruptures, leading to the desired surface morphology. In another embodiment, the die surface is coated to create low and high affinity regions. In another embodiment, the die is shaped to grab the pad material at a particular location, such that the pad protrusion snaps into the die, creating a small dimension of the surface shape. In another embodiment, this grabbing effect is created by protrusion material as opposed to protrusion shape.

표면 형태를 패드 제작시 형성하면, 예비상태조절의 필요성이 줄거나 아예 없어진다. 뿐만 아니라 표면 형태를 이렇게 생성하면 마모 수단을 이용하는 표면 변형에 비해서 작은 치수의 형태를 더 잘 조절하고 믿을 만하게 복제할 수 있다.Formation of the surface morphology during pad manufacture reduces or eliminates the need for preconditioning. In addition, this generation of surface morphology allows better control and reliable replication of small dimensions compared to surface deformation using wear means.

어떠한 예비중합체 화학적 성질이든 본 발명에 따라서, 우레탄 이외의 중합체계를 포함하여 사용될 수 있는데, 단 최종 생성물은 (i) 밀도가 0.5 g/㎤보다 크고, 더욱 바람직하게는 0.7 g/㎤보다 크고, 더욱더 바람직하게는 약 0.9 g/㎤보다 크며, (ii) 임계 표면 장력이 34 mN/m 이상이며, (iii) 인장 탄성율이 0.02 내지 5 기가파스칼이며, (iv) 30 ℃에서의 인장 탄성율 대 60 ℃에서 인장 탄성율의 비율이 1.0 내지 2.5이고, (v) 경도가 25 내지 80 쇼어 D이며, (vi) 항복 응력이 약 2.1 내지 41.4 메가파스칼 (300 내지 6000 psi)이고, (vii) 인장 강도가 약 7 내지 105 메가파스칼 (1000 내지 15,000 psi)이고, (viii) 파단 신장율이 500 %이하인 성질을 보여야 한다. 이러한 성질은 압출 및 이와 유사한 방법에 유용한 많은 물질의 경우에 가능한데, 그러한 물질로는 폴리카르보네이트, 폴리술폰, 나일론, 에틸렌 공중합체, 폴리에테르, 폴리에스테르, 폴리에테르-폴리에스테르 공중합체, 아크릴 중합체, 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리비닐 클로라이드, 폴리카르보네이트, 폴리에틸렌 공중합체, 폴리에틸렌 이민, 폴리우레탄, 폴리에테르 이미드, 폴리케톤 등이 있으며 이들의 광화학적 반응성 유도체도 포함된다.Any prepolymer chemistry may be used according to the invention, including polymer systems other than urethane, provided that the final product has (i) a density of greater than 0.5 g / cm 3, more preferably greater than 0.7 g / cm 3, Even more preferably greater than about 0.9 g / cm 3, (ii) a critical surface tension of at least 34 mN / m, (iii) a tensile modulus of 0.02 to 5 gigapascals, and (iv) a tensile modulus at 30 ° C. versus 60 The tensile modulus at 1.0 ° C. is 1.0-2.5, (v) hardness is 25-80 Shore D, (vi) yield stress is about 2.1-41.4 megapascals (300-6000 psi), and (vii) tensile strength is About 7 to 105 megapascals (1000 to 15,000 psi) and (viii) have an elongation at break of 500% or less. This property is possible for many materials useful for extrusion and similar methods, such materials include polycarbonate, polysulfone, nylon, ethylene copolymers, polyethers, polyesters, polyether-polyester copolymers, acrylics Polymers, polymethyl methacrylates, polyvinyl chlorides, polycarbonates, polyethylene copolymers, polyethylene imines, polyurethanes, polyether imides, polyketones, and the like, and photochemically reactive derivatives thereof.

바람직한 실시태양에서, 패드 재료는 충분히 친수성이어서 임계 표면 장력이 34 mN/m 이상이며, 더욱 바람직하게는 37 mN/m 이상, 가장 바람직하게는 40 mN/m 이상이다. 임계 표면 장력은 고체에 0 도 이상의 접촉각을 보이는 액체가 가지는 가장 낮은 표면 장력을 지목하여 고체 표면의 습윤성을 정의한다. 따라서 임계 표면 장력이 높은 중합체일수록 더 쉽게 습윤성이 되며 따라서 친수성이 더 크다. 일반적인 중합체의 임계 표면 장력은 다음과 같다.In a preferred embodiment, the pad material is sufficiently hydrophilic such that the critical surface tension is at least 34 mN / m, more preferably at least 37 mN / m, most preferably at least 40 mN / m. Critical surface tension defines the wettability of a solid surface by pointing to the lowest surface tension of a liquid that exhibits a contact angle of more than zero degrees to the solid. Thus, polymers with higher critical surface tensions are more easily wettable and therefore more hydrophilic. The critical surface tension of a typical polymer is as follows.

중합체 임계 표면 장력 (mN/m)Polymer Critical Surface Tension (mN / m)

폴리테트라플루오로에틸렌 19Polytetrafluoroethylene 19

폴리디메틸실록산 24Polydimethylsiloxane 24

실리콘 고무 24Silicone rubber 24

폴리부타디엔 31Polybutadiene 31

폴리에틸렌 31Polyethylene 31

폴리스티렌 33Polystyrene 33

폴리프로필렌 34Polypropylene 34

폴리에스테르 39-42Polyester 39-42

폴리아크릴아미드 35-40Polyacrylamide 35-40

폴리비닐 알코올 37Polyvinyl Alcohol 37

폴리메틸 메타크릴레이트 39Polymethyl Methacrylate 39

폴리비닐 클로라이드 39Polyvinyl Chloride 39

폴리술폰 41Polysulfone 41

나일론 6 42Nylon 6 42

폴리우레탄 45Polyurethane 45

폴리카르보네이트 45Polycarbonate 45

한 실시태양에서는 패드 매트릭스가 적어도 In one embodiment the pad matrix is at least

1. 아크릴화 우레탄,1.acrylated urethane,

2. 아크릴화 에폭시,2. acrylated epoxy,

3. 카르복시, 벤질 또는 아미드 관능성이 있는 에틸렌계 불포화 유기 화합물,3. ethylenically unsaturated organic compounds having carboxy, benzyl or amide functionality,

4. 펜던트 불포화 카르보닐기가 있는 아미노플라스트 유도체,4. aminoplast derivatives with pendant unsaturated carbonyl groups,

5. 적어도 하나의 펜던트 아크릴레이트기가 있는 이소시아누레이트 유도체,5. isocyanurate derivatives with at least one pendant acrylate group,

6. 비닐 에테르,6. vinyl ether,

7. 우레탄,7. urethane,

8. 폴리아크릴아미드,8. polyacrylamide,

9. 에틸렌/에스테르 공중합체 또는 이의 산 유도체,9. ethylene / ester copolymers or acid derivatives thereof,

10. 폴리비닐 알코올,10. polyvinyl alcohol,

11. 폴리메틸 메타크릴레이트,11.polymethyl methacrylate,

12. 폴리술폰,12. polysulfone,

13. 폴리아미드,13. polyamide,

14. 폴리카르보네이트,14. polycarbonate,

15. 폴리비닐 클로라이드,15. polyvinyl chloride,

16. 에폭시,16. epoxy,

17. 위의 것들의 공중합체 또는17. Copolymers of the above or

18. 그의 조합물로부터 유도된 것이다.18. It is derived from combinations thereof.

바람직한 패드 재료들은 우레탄, 카르보네이트, 아미드, 술폰, 비닐 클로라이드, 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 비닐 알코올, 에스테르 또는 아크릴아미드 부분을 포함한다. 패드 재료는 다공성이거나 비다공성일 수 있다. 한 실시태양에서는 매트릭스가 비다공성이며, 다른 실시태양에서는 매트릭스가 비다공성이면서 섬유 보강을 하지 않은 것이다. 패드 재료는 또한 마모재를 포함할 수 있다.Preferred pad materials include urethane, carbonate, amide, sulfone, vinyl chloride, acrylate, methacrylate, vinyl alcohol, ester or acrylamide moieties. The pad material may be porous or nonporous. In one embodiment the matrix is nonporous and in another embodiment the matrix is nonporous and without fiber reinforcement. The pad material may also include wear material.

바람직한 실시태양에서는 연마 재료가 (1) 연마시에 소성 유동에 견디는 단단한 도메인 다수 및 (2) 연마시 소성 유동에 내성이 덜한 덜 단단한 도메인 다수를 포함한다. 이런 복합적 성질은 이산화규소, 유전체 물질 및 금속의 연마에서 특히 유리한 것으로 밝혀진 이중 메카니즘을 제공한다.In a preferred embodiment, the abrasive material comprises (1) a number of hard domains that withstand plastic flow during polishing and (2) a number of less hard domains that are less resistant to plastic flow during polishing. This complex property provides a dual mechanism that has been found to be particularly advantageous in polishing silicon dioxide, dielectric materials and metals.

이 단단한 상 크기는 어느 치수나 (높이, 너비 또는 길이) 100 마이크론 미만인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 50 마이크론 미만, 더욱더 바람직하게는 25 마이크론 미만, 가장 바람직하게는 10 마이크론 미만이다. 이와 마찬가지로 단단하지 않은 상도 바람직하게는 100 마이크론 미만, 더욱 바람직하게는 50 마이크론 미만, 더욱더 바람직하게는 25 마이크론 미만, 가장 바람직하게는 10 마이크론 미만이다. 바람직한 이중 상 재료로는 연질 세그먼트 (단단하지 않은 상을 제공) 및 경질 세그먼트 (단단한 상을 제공)를 갖는 폴리우레탄 중합체 등이 있다. 이 도메인들은 두 (경질 및 연질) 중합체 세그먼트 사이의 불혼화성으로 인한 상 분리에 의해 생겨난 재료로서 제조된다.This rigid phase size is preferably less than 100 microns in any dimension (height, width or length), more preferably less than 50 microns, even more preferably less than 25 microns and most preferably less than 10 microns. Likewise the non-solid phase is preferably less than 100 microns, more preferably less than 50 microns, even more preferably less than 25 microns, most preferably less than 10 microns. Preferred dual phase materials include polyurethane polymers having soft segments (providing a hard phase) and hard segments (providing a hard phase). These domains are prepared as materials resulting from phase separation due to incompatibility between two (hard and soft) polymer segments.

경질 및 연질 세그먼트가 있는 그 외의 중합체도 적절할 수 있으며, 예를 들면 에틸렌 공중합체, 공폴리에스테르, 블록 공중합체, 폴리술폰 공중합체 및 아크릴 공중합체 등이 있다. 패드 재료 내의 경질 및 연질 도메인도 또한 (1) 중합체 골격을 따라서 존재하는 경질 및 연질 세그먼트에 의해, (2) 패드 재료 내의 결정 영역과 비결정 영역에 의해, (3) 경질 중합체와 연질 중합체를 알로이로 만들거나 (4) 중합체를 유기 또는 무기 충전제와 합함으로써 만들어질 수 있다.Other polymers with hard and soft segments may also be suitable, for example ethylene copolymers, copolyesters, block copolymers, polysulfone copolymers and acrylic copolymers. The hard and soft domains in the pad material are also (1) hard and soft segments present along the polymer backbone, (2) crystalline and amorphous regions in the pad material, and (3) hard and soft polymers into alloys. Or by (4) combining the polymer with an organic or inorganic filler.

본 발명의 연마용 재료는 미국 특허 제4,972,432호 (Budinger et al.)에 기재된 바와 같이 섬유 기판 상에 중합체를 합체시켜 만든 펠트-기재 연마용 패드를 포함하지 않는다.The abrasive material of the present invention does not include felt-based polishing pads made by incorporating a polymer onto a fiber substrate as described in US Pat. No. 4,972,432 to Budinger et al.

본 발명의 패드는 (마모 입자를 포함할 수 있는) 연마용 유체와 병용하여 사용하는 하는 것이 바람직하다. 연마시에 연마용 유체는 패드의 연마 표면 및 연마될 작업편 사이에 위치한다. 패드와 기판 사이의 상대적 위치가 변화됨에 따라서 표면 형태는 패드와 연마될 기판 사이의 계면을 따라 연마용 유체가 더 잘 흐르도록 하며, 평활화 및 평탄화를 촉진한다. 연마용 유체의 흐름 및 패드와 기판 사이의 상호작용이 개선됨으로써, 연마 성능은 대체로 더 효율적이고 효과적이 될 수 있다.The pad of the present invention is preferably used in combination with a polishing fluid (which may include wear particles). During polishing, the polishing fluid is located between the polishing surface of the pad and the workpiece to be polished. As the relative position between the pad and the substrate changes, the surface shape allows the polishing fluid to flow better along the interface between the pad and the substrate to be polished and promotes smoothing and flattening. By improving the flow of polishing fluid and the interaction between the pad and the substrate, polishing performance can generally be more efficient and effective.

본 발명의 패드는 사용시 플래튼에 부착시켜서 연마될 작업편과 충분히 가깝게 하는 것이 바람직하다. 표면 불균일성은 작업편 표면에 가해지는 패드 압력 (또는 그 반대의 압력), 패드와 작업편이 서로 상대적으로 움직이는 속도, 연마용 유체의 성분을 비롯한 많은 파라미터에 따라 달라지는 속도로 작업편으로부터 제거된다. 일반적으로 작업편과 연마층 사이의 압력은 0.1 kg/㎡ 보다 크다.The pad of the invention is preferably attached to the platen in use so as to be close enough to the workpiece to be polished. Surface non-uniformity is removed from the workpiece at a speed that depends on many parameters, including the pad pressure (or vice versa) applied to the workpiece surface, the speed at which the pad and the workpiece move relative to each other, and the composition of the polishing fluid. Generally the pressure between the workpiece and the abrasive layer is greater than 0.1 kg / m 2.

연마용 유체는 바람직하게는 물을 기재로 한 것이며, 마모 입자는 연마층의 조성에 따라서 필요하거나 그렇지 않을 수도 있다. 예를 들면 마모 입자를 포함하는 연마층은 연마용 유체에서 마모 입자를 필요로 하지 않을 수 있다.The polishing fluid is preferably water based and wear particles may or may not be necessary depending on the composition of the polishing layer. For example, an abrasive layer comprising wear particles may not require wear particles in the polishing fluid.

다음의 실시예는 연마 표면을 엠보싱 처리한 연마용 패드의 사용례를 보여준다.The following examples show the use of polishing pads with embossed polishing surfaces.

<실시예 1><Example 1>

이 실시예는 경도가 낮은, 엠보싱 처리된 패드를 알루미늄 등의 연질 금속을 연마하는데 사용한 예를 보여준다.This example shows an example of using a low-embossed pad to polish a soft metal such as aluminum.

경도가 85 쇼어 A인 열가소성 폴리우레탄 (MP-1880, J.P. Stevens)을 고온에서 25 밀(mil) 시트로 압출했다. 그 다음 이 시트를 승온에서 6각형 패턴으로 엠보싱처리하여 시트 표면이 양각의 6각면으로 구성되도록 했다. 표면을 가로지르는 슬러리 흐름을 촉진하기 위해 각각의 6각면에는 더 미세한 그루브를 포함시킨다. 6각면의 직경은 대략 5 mm이며, 0.5 mm 채널에 의해 떨어져 있다. 엠보싱 처리된 폴리우레탄 시트를 감압성(感壓性) 접착제로 적층시키고, 원형으로 절단하여 연마용 패드로 사용할 수 있게 했다. 생성된 패드는 웨스텍 (Westech) 372U 연마기를 이용한 알루미늄 CMP 연마에 사용했다. 하향압력, 담체 및 플래튼 속도 등의 전형적인 연마 조건을 사용했을 때, 알루미늄 및 산화물 제거 속도는 각기 2280 A/min 및 70 A/min이었고, Al : Ox의 선택도는 32 : 1이었다.Thermoplastic polyurethane (MP-1880, J. P. Stevens) with a hardness of 85 Shore A was extruded into 25 mil sheets at high temperature. The sheet was then embossed in a hexagonal pattern at elevated temperature so that the sheet surface consisted of a raised hexagonal face. Each hexagonal surface contains finer grooves to facilitate slurry flow across the surface. The hexagons are approximately 5 mm in diameter and are separated by 0.5 mm channels. The embossed polyurethane sheet was laminated with a pressure-sensitive adhesive, cut into circles, and used as a polishing pad. The resulting pad was used for aluminum CMP polishing using a Westech 372U polisher. Using typical polishing conditions such as down pressure, carrier and platen rates, aluminum and oxide removal rates were 2280 A / min and 70 A / min, respectively, and the selectivity of Al: Ox was 32: 1.

<실시예 2><Example 2>

이 실시예는 엠보싱 처리된 고경도 패드를 사용하여 산화물 내부층 유전체를 연마한 사용례를 보여준다.This example shows an example in which an oxide inner layer dielectric is polished using an embossed high hardness pad.

경도가 70 쇼여 D인 열가소성 폴리우레탄 (Texin 470D, Miles Inc. 제품)을 고온에서 50 밀의 시트로 압출했다. 그 다음 이 시트를 실시예 1에 기재된 것과 유사한 패턴을 사용하여 승온에서 엠보싱 처리했다. 엠보싱 처리된 폴리우레탄 시트를 감압성 접착제로 적층시키고, 원형으로 절단하여 연마용 패드로 사용할 수 있게 만들었다. 생성된 패드를 ILD1300 슬러리 (Rodel Inc. 제품)과 병용하여, 웨스텍 372U 연마기를 이용한 가열 산화물 (Thermal Oxide) CMP 연마에 사용했다. 하향압력, 담체 및 플래튼 속도 등의 전형적인 연마 조건을 사용했을 때, 산화물 제거 속도는 각기 2000 A/min보다 컸고, 웨이퍼 전체의 불균일성은 10 % 미만이었다.A thermoplastic polyurethane (Texin 470D, manufactured by Miles Inc.) with a hardness of 70 Sho D was extruded into a 50 mil sheet at high temperature. This sheet was then embossed at elevated temperature using a pattern similar to that described in Example 1. The embossed polyurethane sheet was laminated with a pressure sensitive adhesive, cut into circles and made available as a polishing pad. The resulting pads were used in combination with an ILD1300 slurry (Rodel Inc.) to heat Thermal Oxide CMP polishing using a Westtec 372U polisher. Using typical polishing conditions such as down pressure, carrier and platen speed, the oxide removal rates were greater than 2000 A / min, respectively, and the overall nonuniformity of the wafer was less than 10%.

상기한 설명 및 실시예는 어떤 식으로든 제한적인 것으로 이해되어서는 않된다. 본 발명의 범위는 청구의 범위에 의해서만 결정된다.The foregoing description and examples should not be understood as limiting in any way. The scope of the invention is only determined by the claims.

이 출원은 미국 가출원 제60/054,906호 (출원일 1997년 8월 6일)에 대한 이익을 청구한다.This application claims the benefit for US Provisional Application No. 60 / 054,906, filed August 6, 1997.

발명의 배경Background of the Invention

Claims (18)

(i) 밀도가 0.5 g/㎤보다 크고, (ii) 임계 표면 장력이 34 mN/m 이상이며, (iii) 인장 탄성율이 0.02 내지 5 기가파스칼이며, (iv) 30 ℃에서의 인장 탄성율 대 60 ℃에서 인장 탄성율의 비율이 1.0 내지 2.5이고, (v) 경도가 25 내지 80 쇼어(Shore) D이며, (vi) 항복 응력이 약 2.1 내지 41.4 메가파스칼 (300 내지 6000 psi)이고, (vii) 인장 강도가 7 내지 105 메가파스칼 (1000 내지 15,000 psi)이고, (viii) 파단 신장율이 500 %이하이며, 우레탄, 카르보네이트, 아미드, 에스테르, 에테르, 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 아크릴산, 메타크릴산, 술폰, 아크릴아미드, 할라이드 및 히드록시드로 구성된 군에서 선택된 적어도 하나의 잔기를 포함하며, 또한 열성형법에 의해 발현된 표면 형태 (이 형태는 적어도 하나의 치수가 0.01 mm 보다 크고 연마용 유체의 흐름을 용이하게 하고 반도체 소자 또는 반도체 소자 전구체의 화학적 기계적 연마를 용이하게 함)가 다수 존재하는 연마 표면을 갖는 친수성 재료를 포함하는 연마용 패드.(i) a density greater than 0.5 g / cm 3, (ii) a critical surface tension of at least 34 mN / m, (iii) a tensile modulus of 0.02 to 5 gigapascals, and (iv) a tensile modulus at 30 ° C. versus 60 The tensile modulus of elasticity at 1.0 ° C. is 1.0 to 2.5, (v) hardness is 25 to 80 Shore D, (vi) yield stress is about 2.1 to 41.4 megapascals (300 to 6000 psi), and (vii) Tensile strength is 7-105 megapascals (1000-15,000 psi), (viii) elongation at break is 500% or less, urethane, carbonate, amide, ester, ether, acrylate, methacrylate, acrylic acid, methacryl A surface morphology comprising at least one moiety selected from the group consisting of acids, sulfones, acrylamides, halides and hydroxides, and also expressed by thermoforming methods, which have at least one dimension greater than 0.01 mm and To facilitate the flow of semiconductor devices or Polishing pad comprising a hydrophilic material having a polishing surface in which a plurality of semiconductor device precursors facilitate chemical mechanical polishing). 제1항에 있어서, 상기 친수성 재료가 평균 크기가 100 μ 미만인 경질 도메인 다수 및 연질 도메인 다수를 더 포함하는 것인 연마용 패드.The polishing pad of claim 1, wherein the hydrophilic material further comprises a plurality of hard domains and a plurality of soft domains having an average size of less than 100 μ. 제2항에 있어서, 상기 경질 도메인 및 연질 도메인이 상기 친수성 재료가 생성될 때 상 분리에 의해 생성된 것이고, 상기 친수성 재료가 다수의 경질 세그먼트 및 다수의 연질 세그먼트를 갖는 중합체를 포함하는 것인 연마용 패드.3. The polishing of claim 2 wherein said hard domains and soft domains are produced by phase separation when said hydrophilic material is produced and said hydrophilic material comprises a polymer having a plurality of hard segments and a plurality of soft segments. Pad. 제1항에 있어서, 상기 친수성 재료가 본질적으로 2상 폴리우레탄으로 이루어진 것인 연마용 패드.The polishing pad of claim 1, wherein said hydrophilic material consists essentially of two-phase polyurethane. 제1항에 있어서, 상기 친수성 재료가 마모 입자를 더 포함하는 것인 연마용 패드.The polishing pad of claim 1, wherein the hydrophilic material further comprises wear particles. 제1항에 있어서, 상기 친수성 재료가 본질적으로, 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리비닐 클로라이드, 폴리술폰, 나일론, 폴리카르보네이트, 폴리우레탄, 에틸렌 공중합체, 폴리에테르 이미드, 폴리에틸렌 이민, 폴리케톤 및 이의 조합물로 구성된 군에서 선택된 재료로 이루어진 것인 연마용 패드.The method of claim 1 wherein the hydrophilic material is essentially polymethyl methacrylate, polyvinyl chloride, polysulfone, nylon, polycarbonate, polyurethane, ethylene copolymer, polyether imide, polyethylene imine, polyketone And a material selected from the group consisting of combinations thereof. 제1항에 있어서, 압출법에 의해 시트로서 성형된 연마용 패드.The polishing pad according to claim 1, which is molded as a sheet by an extrusion method. 제7항에 있어서, 상기 시트가 시작 말단 및 종결 말단이 있고, 이 양 말단이 결합되어 연속 벨트를 형성하는 것인 연마용 패드.8. The polishing pad of claim 7, wherein the sheet has a starting end and a ending end, wherein both ends are joined to form a continuous belt. 제7항에 있어서, 상기 시트가 절단되어 임의의 크기 또는 모양의 패드를 형성하는 것인 연마용 패드.8. The polishing pad of claim 7, wherein the sheet is cut to form a pad of any size or shape. 제1항에 있어서, 압착 성형에 의해 제조된 연마용 패드.The polishing pad of claim 1 produced by compression molding. 제1항에 있어서, 상기 열성형 방법이 엠보싱 방법인 연마용 패드.2. The polishing pad of claim 1 wherein said thermoforming method is an embossing method. 제11항에 있어서, 상기 표면이 온도 증가에 의해 연화되어, 연마 재료에 엠보싱 패턴을 유지시키는 온도로 냉각된 엠보싱 롤러에 의해 가해진 압력으로 인해 표면이 엠보싱 처리된 것인 연마용 패드.12. The polishing pad of claim 11 wherein said surface is softened by an increase in temperature such that the surface is embossed due to the pressure applied by the embossing roller cooled to a temperature that maintains the embossing pattern on the abrasive material. 제1항에 있어서, 열성형 다이를 사용하여 높이, 폭 또는 깊이가 25 μ이하인 작은 치수의 형태를 포함하는 표면 형태를 발현시키고, 상기 열성형 다이는 패드 재료에 대해 저친화성 부분 및 고친화성 부분을 갖고 있어서 패드의 부분들을 선택적으로 이형시켜, 작은 치수의 표면 형태를 전체에 걸쳐 또는 일부에 발현시키는 것인 연마용 패드.The die-forming die of claim 1, wherein the thermoforming die is used to express a surface morphology comprising small dimension shapes having a height, width, or depth of 25 μ or less, wherein the thermoforming die has a low affinity portion and a high affinity portion for pad material. A polishing pad having a portion to selectively release portions of the pad to express a small dimensional surface shape in whole or in part. 제1항에 있어서, 열성형 다이를 사용하여 높이, 폭 또는 깊이가 25 μ이하인 작은 치수의 형태를 포함하는 표면 형태를 발현시키고, 상기 열성형 다이는 패드 재료에 의해 둘러싸였을 때 재료의 이형을 방해하는 모양의 돌출부가 있어서 패드의 부분들을 선택적으로 이형시켜, 작은 치수의 표면 형태를 전체에 걸쳐 또는 일부에 형성하는 것인 연마용 패드.The method of claim 1, wherein the thermoforming die is used to express a surface morphology comprising small dimension shapes having a height, width, or depth of 25 μ or less, wherein the thermoforming die is capable of releasing material release when surrounded by pad material. An abrasive pad with an obtrusive shaped protrusion to selectively release portions of the pad to form small or large surface shapes over or in part. 제1항에 있어서, 열성형 다이를 사용하여 높이, 폭 또는 깊이가 25 μ이하인 작은 치수의 형태를 포함하는 표면 형태를 발현시키고, 상기 열성형 다이는 패드 재료에 대해 친화도가 더 큰 재료로 이루어진 돌출부가 있어서 패드의 부분들을 선택적으로 이형시켜, 작은 치수의 표면 형태를 전체에 걸쳐 또는 일부에 발현시키는 것인 연마용 패드.The method of claim 1, wherein the thermoforming die is used to express a surface morphology comprising small dimension shapes having a height, width, or depth of 25 μ or less, wherein the thermoforming die is made of a material having a higher affinity for pad material. And wherein the protrusions are provided to selectively release portions of the pad to express a small dimension of the surface shape in whole or in part. (a) (i) 밀도가 0.5 g/㎤보다 크고, (ii) 임계 표면 장력이 34 mN/m 이상이며, (iii) 인장 탄성율이 0.02 내지 5 기가파스칼이며, (iv) 30 ℃에서의 인장 탄성율 대 60 ℃에서 인장 탄성율의 비율이 1.0 내지 2.5이고, (v) 경도가 25 내지 80 쇼어(Shore) D이며, (vi) 항복 응력이 약 2.1 내지 41.4 메가파스칼 (300 내지 6000 psi)이고, (vii) 인장 강도가 7 내지 105 메가파스칼 (1000 내지 15,000 psi)이고, (viii) 파단 신장율이 500 %이하이며, 우레탄, 카르보네이트, 아미드, 에스테르, 에테르, 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 아크릴산, 메타크릴산, 술폰, 아크릴아미드, 할라이드 및 히드록시드로 구성된 군에서 선택된 적어도 하나의 잔기를 포함하는 친수성 재료를 포함하는 것이며, 또한 열성형법에 의해 발현된, 작업편의 연마를 용이하게 하는 표면 형태를 갖는 연마 표면을 포함하는 연마용 패드를 제공하는 단계,(a) (i) density is greater than 0.5 g / cm 3, (ii) critical surface tension is at least 34 mN / m, (iii) tensile modulus is from 0.02 to 5 gigapascals, and (iv) tensile at 30 ° C. The elastic modulus to tensile modulus at 60 ° C. is 1.0 to 2.5, (v) hardness is 25 to 80 Shore D, (vi) yield stress is about 2.1 to 41.4 megapascals (300 to 6000 psi), (vii) tensile strength of 7 to 105 megapascals (1000 to 15,000 psi), (viii) elongation at break of 500% or less, urethane, carbonate, amide, ester, ether, acrylate, methacrylate, acrylic acid A surface morphology comprising a hydrophilic material comprising at least one residue selected from the group consisting of methacrylic acid, sulfone, acrylamide, halides and hydroxides, and also expressed by thermoforming methods to facilitate polishing of the workpiece. For polishing comprising a polishing surface having a Providing a pad, (b) 상기 작업편을 상기 패드에 밀착시켜 놓는 단계,(b) bringing the workpiece into close contact with the pad, (c) 상기 작업편과 패드 사이에 연마용 유체를 도입하는 단계, 및(c) introducing a polishing fluid between the workpiece and the pad, and (d) 상기 패드와 작업편 사이에 상대적 운동을 유발하는 단계를 포함하는, 반도체 소자 또는 반도체 소자 전구체의 화학적 기계적 연마 방법.(d) causing a relative motion between the pad and the workpiece, the method of chemical mechanical polishing of a semiconductor device or a semiconductor device precursor. (a) 본래는 연마용 유체의 흡수 또는 운반 능력이 없는 친수성 연마 표면에 열성형을 통해 작은 치수 표면 형태를 발현시키고,(a) thermoforming a small dimensional surface morphology on a hydrophilic polishing surface that is inherently incapable of absorbing or transporting polishing fluids; (b) 연마 표면과 작업편 사이의 압력을 0.1 kg/㎡ 보다 크게 하여 연마 표면으로 작업편을 연마하는 것을 포함하는 기판의 연마 방법.(b) A method of polishing a substrate comprising polishing the workpiece with the polishing surface by making the pressure between the polishing surface and the workpiece greater than 0.1 kg / m 2. 제17항에 있어서, 상기 작업편의 연마 도중 마모 매질을 상기 연마 표면에 대고 상대적으로 이동시켜 상기 작은 치수의 표면 형태를 주기적으로 재생하는 것을 추가로 포함하는 방법.18. The method of claim 17, further comprising periodically regenerating the small dimensional surface form by moving a wear medium relative to the polishing surface during polishing of the workpiece.
KR10-2000-7001162A 1997-08-06 1998-08-05 Improved Polishing Pads And Methods Relating Thereto KR100499601B1 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US5490697P 1997-08-06 1997-08-06
US60/054,906 1997-08-06
PCT/US1998/016289 WO1999007515A1 (en) 1997-08-06 1998-08-05 Improved polishing pads and methods relating thereto

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20010022571A KR20010022571A (en) 2001-03-26
KR100499601B1 true KR100499601B1 (en) 2005-07-07

Family

ID=21994291

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR10-2000-7001162A KR100499601B1 (en) 1997-08-06 1998-08-05 Improved Polishing Pads And Methods Relating Thereto

Country Status (6)

Country Link
EP (1) EP1011919B1 (en)
JP (1) JP2001513450A (en)
KR (1) KR100499601B1 (en)
CN (1) CN1265618A (en)
DE (1) DE69827147T2 (en)
WO (1) WO1999007515A1 (en)

Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100485847B1 (en) * 1997-04-04 2005-04-28 롬 앤드 하스 일렉트로닉 머티리얼스 씨엠피 홀딩스, 인코포레이티드 Improved Polishing Pads and Methods Relating Thereto
JP3918359B2 (en) * 1998-05-15 2007-05-23 Jsr株式会社 Polymer composition for polishing pad and polishing pad
JP4954377B2 (en) * 2000-02-04 2012-06-13 東洋ゴム工業株式会社 Polishing pad and manufacturing method thereof
EP1284842B1 (en) * 2000-05-27 2005-10-19 Rohm and Haas Electronic Materials CMP Holdings, Inc. Polishing pads for chemical mechanical planarization
US6477926B1 (en) 2000-09-15 2002-11-12 Ppg Industries Ohio, Inc. Polishing pad
US6679769B2 (en) 2000-09-19 2004-01-20 Rodel Holdings, Inc Polishing pad having an advantageous micro-texture and methods relating thereto
SG131737A1 (en) * 2001-03-28 2007-05-28 Disco Corp Polishing tool and polishing method and apparatus using same
US6568997B2 (en) 2001-04-05 2003-05-27 Rodel Holdings, Inc. CMP polishing composition for semiconductor devices containing organic polymer particles
US7214623B2 (en) * 2003-10-13 2007-05-08 International Business Machines Corporation Planarization system and method using a carbonate containing fluid
SG160370A1 (en) 2005-03-08 2010-04-29 Toyo Tire & Rubber Co Polishing pad and process for producing the same
KR100949560B1 (en) 2005-05-17 2010-03-25 도요 고무 고교 가부시키가이샤 Polishing pad
JP4884725B2 (en) 2005-08-30 2012-02-29 東洋ゴム工業株式会社 Polishing pad
JP4898172B2 (en) * 2005-09-08 2012-03-14 日本ミクロコーティング株式会社 Polishing pad, method for producing the same, and polishing method
JP5031236B2 (en) 2006-01-10 2012-09-19 東洋ゴム工業株式会社 Polishing pad
US20070197147A1 (en) 2006-02-15 2007-08-23 Applied Materials, Inc. Polishing system with spiral-grooved subpad
US7963827B2 (en) 2006-07-14 2011-06-21 Saint-Gobain Abrastives, Inc. Backingless abrasive article
KR101107043B1 (en) 2006-08-28 2012-01-25 도요 고무 고교 가부시키가이샤 Polishing pad
JP5008927B2 (en) 2006-08-31 2012-08-22 東洋ゴム工業株式会社 Polishing pad
JP5078000B2 (en) 2007-03-28 2012-11-21 東洋ゴム工業株式会社 Polishing pad
JP5314353B2 (en) * 2008-08-05 2013-10-16 旭ダイヤモンド工業株式会社 Super abrasive tip and super abrasive tool
US8512427B2 (en) * 2011-09-29 2013-08-20 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. Acrylate polyurethane chemical mechanical polishing layer
FR3025741B1 (en) 2014-09-15 2019-05-24 Airbus Group Sas MULTIFUNCTIONAL ADHESIVE FILM FOR SURFACE PROTECTION OF WORKPIECES
CN104889874B (en) * 2015-06-25 2017-08-04 蓝思科技(长沙)有限公司 A kind of sapphire polishing absorption layer and preparation method thereof
WO2017053685A1 (en) 2015-09-25 2017-03-30 Cabot Microelectronics Corporation Polyurethane cmp pads having a high modulus ratio
JP6380333B2 (en) * 2015-10-30 2018-08-29 株式会社Sumco Wafer polishing apparatus and polishing head used therefor
CN105538047B (en) * 2015-12-11 2017-09-22 中国航空工业集团公司北京航空材料研究院 A kind of surface polishing method of the organic transparent products of aviation
US20180134918A1 (en) * 2016-11-11 2018-05-17 Jh Rhodes Company, Inc. Soft polymer-based material polishing media
US20200130133A1 (en) * 2017-07-11 2020-04-30 3M Innovative Properties Company Abrasive articles including conformable coatings and polishing system therefrom
CN109794863A (en) * 2019-03-05 2019-05-24 北京国瑞升精机科技有限公司 A kind of hydrophily polished film and preparation method thereof
CN110744444B (en) * 2019-10-29 2022-02-15 武汉新芯集成电路制造有限公司 Polishing pad and polishing apparatus

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4129457A (en) * 1977-05-23 1978-12-12 International Business Machines Corporation Post-polishing cleaning of semiconductor surfaces
US4581287A (en) * 1984-06-18 1986-04-08 Creative Products Resource Associates, Ltd. Composite reticulated foam-textile cleaning pad
US4787732A (en) * 1986-04-24 1988-11-29 Nick Siviglia Contact lens and method of making same
US5007128B1 (en) * 1989-01-18 1993-12-07 Minnesota Mining And Manufacturing Company Compounding,glazing or polishing pad
US5396737B1 (en) * 1989-01-18 1997-12-23 Minnesota Mining & Mfg Compound glazing or polishing pad
US5157877A (en) * 1990-04-27 1992-10-27 Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. Method for preparing a semiconductor wafer
JP2632738B2 (en) * 1990-04-27 1997-07-23 信越半導体 株式会社 Packing pad and method for polishing semiconductor wafer
MY114512A (en) * 1992-08-19 2002-11-30 Rodel Inc Polymeric substrate with polymeric microelements
US5704987A (en) * 1996-01-19 1998-01-06 International Business Machines Corporation Process for removing residue from a semiconductor wafer after chemical-mechanical polishing

Also Published As

Publication number Publication date
JP2001513450A (en) 2001-09-04
EP1011919A1 (en) 2000-06-28
DE69827147T2 (en) 2006-03-02
DE69827147D1 (en) 2004-11-25
EP1011919B1 (en) 2004-10-20
EP1011919A4 (en) 2000-11-02
CN1265618A (en) 2000-09-06
WO1999007515A1 (en) 1999-02-18
KR20010022571A (en) 2001-03-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100499601B1 (en) Improved Polishing Pads And Methods Relating Thereto
US6739962B2 (en) Polishing pads and methods relating thereto
US6022268A (en) Polishing pads and methods relating thereto
US6682402B1 (en) Polishing pads and methods relating thereto
EP1015176B1 (en) Improved polishing pads and methods relating thereto
KR100571448B1 (en) Polishing pads with advantageous microstructure
KR100585480B1 (en) Improved polishing pads and method of polishing a substrate
US6328634B1 (en) Method of polishing
US6648733B2 (en) Polishing pads and methods relating thereto
US20020042200A1 (en) Method for conditioning polishing pads
JP2002535843A5 (en)
WO1995027595A1 (en) Improved polishing pads and methods for their use

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130604

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140609

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150602

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160527

Year of fee payment: 12

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170601

Year of fee payment: 13

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180529

Year of fee payment: 14

EXPY Expiration of term