KR101453565B1 - 화학적 기계적 연마 방법 - Google Patents
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Abstract
치밀화된 상태의 연마층을 갖는 형상 기억 화학적 기계적 연마 패드를 사용하며, 여기서 연마 패드 두께 및/또는 홈 깊이가 모니터링되고 연마층이 치밀화된 상태에서 복구된 상태로의 전이를 일으키는 활성화 자극에 선택적으로 노출되는, 형상 기억 화학적 기계적 연마 방법이 제공된다.
형상 기억 화학적 기계적 연마 패드, 치밀화, 패드 두께, 홈 깊이
Description
본 발명은 일반적으로 화학적 기계적 연마 분야에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 자기, 광학 및 반도체 기판의 화학적 기계적 연마 방법에 관한 것이다.
집적 회로 및 기타 전자 소자의 제조에서는, 전도성, 반전도성 및 유전성 물질의 다수의 층을 반도체 웨이퍼의 표면에 증착시키고 그 표면으로부터 제거한다. 전도성, 반전도성 및 유전성 물질의 박층은 다수의 증착 기법을 사용하여 증착시킬 수 있다. 현대의 웨이퍼 처리에서의 통상의 증착 기법으로는 스퍼터링으로도 공지된 물리적 증착(PVD), 화학적 증착(CVD), 플라즈마 증강 화학적 증착(PECVD) 및 전기화학적 도금 등이 있다. 통상의 제거 기법으로는 습식 및 건식 등방성 및 비등방성 에칭 등이 있다.
물질의 층이 순차적으로 증착 및 제거됨에 따라, 웨이퍼의 최상부의 표면은 비-평탄성이 된다. 후속 반도체 처리(예를 들면 금속화)를 위해서는 웨이퍼의 표면이 편평한 것이 요구되기 때문에, 웨이퍼는 평탄화되어야 한다. 평탄화는 원치 않는 표면 토포그래피 및 표면 결함, 예컨대 거친 표면, 응집된 물질, 결정 격자 손상, 스크래치 및 오염된 층 또는 물질을 제거하는데 유용하다.
화학적 기계적 평탄화 또는 화학적 기계적 연마(CMP)는 작업편, 예컨대 반도체 웨이퍼를 평탄화 또는 연마하는데 사용되는 통상의 기법이다. 통상의 CMP에서, 웨이퍼 캐리어 또는 연마 헤드를 캐리어 어셈블리에 장착시킨다. 연마 헤드는 웨이퍼를 지지하고, 웨이퍼를 CMP 장치내에서 테이블 또는 압반상에 장착되는 연마 패드의 연마층과 접촉하도록 위치시킨다. 캐리어 어셈블리는 웨이퍼 및 연마 패드 사이에 조절 가능한 압력을 제공한다. 동시에, 연마 매체(예를 들면 슬러리)가 연마 패드 상에 분배되어 웨이퍼 및 연마층 사이의 간극으로 보내어 진다. 연마를 실시하기 위하여, 연마 패드 및 웨이퍼는 통상적으로 서로에 대하여 회전하게 된다. 연마 패드가 웨이퍼 아래에서 회전함에 따라, 웨이퍼는 통상적으로 환상의 연마 트랙 또는 연마 영역을 휩쓸고 지나가게 되며, 이때 웨이퍼의 표면은 직접 연마층에 대면하게 된다. 웨이퍼 표면에서 연마층과 연마 매체의 화학적 및 기계적 작용에 의하여 표면이 연마되어 평탄화된다.
CMP 공정에서 기판 물질 제거율은 처리되는 회전 기판과 흐르는 연마 매체를 갖는 연마 패드 사이의 유체역학적 접촉 상태에 의해서 결정된다. 이러한 유체역학적 접촉 상태는 연마 패드와 기판 사이의 연마 매체 유체역학 및 접촉 역학 사이의 조화에 의해서 결정되고, 조화는 역 좀머펠트 수(inverse Sommerfeld number)를 특징으로 한다. 낮은 값의 역 좀머펠트 수는 미끄러지는 연마 패드의 표면을 가로지르는 기판의 히드로플레이닝(hydroplaning)과 낮은 기판 물질 제거율을 나타낸다. 높은 값의 역 좀머펠트 수는 연마 패드와 기판 사이의 보다 친밀한 접촉 및 증가된 기판 물질 제거율을 나타낸다. 역 좀머펠트 수는 연마 동안 연마 패드와 기판 사이의 간극 내에 단위 면적 당 연마 매체에 대해 가용한 전체 부피에 의해 결정된다.
연마 패드는 종종 하나 이상의 홈을 갖는 연마면을 갖는다. 연마 조건의 소정의 설정치 하에서, 연마 패드 중 미세조직의 부피 이외에 홈 부피(둘다 단위 면적당임)가 역 좀머펠트 수 및 연마 패드와 처리되는 기판 사이의 유체역학적 접촉 상태를 결정한다.
화학적 기계적 연마 패드에 연마면의 홈을 포함시키는 데에는,
(A) 연마되는 기판과 연마 패드 사이의 필요한 유체역학적 접촉 상태를 제공하고 (연마 패드가 홈이 없거나 천공되지 않은 경우, 히드로플레이닝을 유발하는 연마 매체의 연속층이 기판과 연마 패드 사이에 존재할 수 있으며, 이는 연마 패드와 기판 사이의 균일한 친밀한 접촉을 방해하고 기판 물질 제거율을 상당히 감소시킴); (B) 연마 매체가 연마 패드의 연마면을 가로질러 균일하게 분포되고 충분한 연마 매체가 기판의 중앙에 도달하는 것을 보장하고 (이는 반응성 금속, 예컨대 구리의 연마시 특히 중요하며, 이 때 연마의 화학적 성분은 기계적 성분만큼 중요하고; 기판을 가로지르는 균일한 연마 매체 분포는 기판의 중앙 및 가장자리에서 동일한 연마율을 달성하는데 필요하지만; 연마 매체 층의 두께는 연마 패드와 기판 사이의 직접 접촉을 막을 만큼 커서는 안됨); (C) 연마 패드의 전체 및 국부 경도 둘다를 제어하고 (이는 기판 표면 전역에서의 연마 균일성 및 연마 패드의 능력을 제어하여 상이한 높이의 기판 피쳐(feature)의 수준을 맞춰 매우 평탄한 표면을 제공함); (D) 연마 패드 표면으로부터의 연마 부스러기의 제거를 위한 채널로서 작용 하도록 하는 (부스러기의 축적은 기판 스크래치 및 다른 결함의 가능성을 증가시킴) 것을 포함하는 여러 이유가 있다.
홈이 파인 연마 패드의 연마 패드 수명을 결정하는 한 요인은 홈의 깊이이다. 즉, 허용가능한 연마 성능은 효과적으로 연마 매체를 분배하고 연마 부스러기를 제거하고 히드로플레이닝을 억제하기에 단지 홈이, 불충분한 남아있는 깊이를 갖는 지점까지 연마 패드가 마모될 때까지만 가능하다. 따라서, 보다 깊은 홈은 보다 긴 연마 패드 수명과 연관될 수 있다는 점은 명백할 것이다. 그러나, 홈이 얼마나 깊이 존재할 수 있느냐에 대해서는 실제적으로 한계가 있다. 연마층으로 홈을 파내는 것은 연마층의 경도를 효과적으로 감소시킨다. 즉, 연마 동안 연마면과 기판 사이의 동적 접촉에 의해 적용된 압력으로부터 발생한, 홈들 사이의 면의 일정량의 움직임이 있다. 어떤 지점에서, 홈 깊이의 증가는 연마 동안 연마 패드가 기판과 동적으로 접촉할 때 허용가능하지 않은 양의 홈들 사이의 면 전단력 또는 홈 측벽의 붕괴를 일으킬 것이다. 이러한 현상은 주어진 연마 적용에 대해 초기 홈 깊이를 사실상 제한한다. 또한, 깊은 홈은 패드 세척의 과제를 제공한다. 연마 매체 중 연마제 및 연마 부스러기는 홈에서 수집되는 경향이 있다. 홈이 깊어질수록, 홈으로부터 연마 부스러기를 제거하는 것이 더 문제가 되고, 이는 연마 결함 증가를 유발시킬 수 있다.
연마 패드면 "컨디셔닝(conditioning)" 또는 "드레싱(dressing)"은 안정한 연마 성능을 위한 일정한 연마면을 유지하는데 있어서 중요하다. 시간이 경과함에 따라, 연마 패드의 연마면은 마모되고, 연마면 미세조직이 무디어지게 되는데, 이 러한 현상을 "글레이징(glazing)"이라 지칭한다. 글레이징의 원인은 연마 패드와 작업편 사이의 접촉 지점에서 마찰 가열 및 전단력으로 인한 중합체 물질의 소성 흐름이다. 또한, CMP 공정으로부터의 연마 부스러기는 연마 매체가 연마면을 가로질러 흐르는 미세-채널뿐 아니라 표면 공극을 폐색시킬 수 있다. 폐색이 발생하는 경우, CMP 공정의 연마율은 감소되며, 그 결과 불균일한 연마가 초래될 수 있다. 컨디셔닝은 CMP 공정에서의 목적하는 연마율 및 균일성을 유지하는데 유용한 연마면에 새로운 조직을 생성한다.
통상적인 CMP에서의 연마 마모 및 표면 컨디셔닝은 시간이 지남에 따라 홈 깊이의 연속적인 감쇠를 유발한다. 다이아몬드 디스크를 사용한 통상적인 표면 컨디셔닝은 10 내지 50 마이크로미터/시간의 연마 패드 물질 두께 파내기 속도가 된다. 홈 깊이(즉, 단위 면적 당 홈 부피)는 시간이 지남에 따라 감소되기 때문에, 연마 패드와 연마되는 기판 사이의 유체역학적 접촉 상태는 감소한다. 따라서, 제거율과 균일성을 특징으로 하는 CMP 공정 성능은 홈 깊이의 연속적 감쇠와 함께 연속적으로 변한다.
CMP 공정 균일성을 향상시키는 하나의 접근법은 찬드라세카란(Chandrasekaran) 등의 미국 특허 공보 제2007/0238297호에 개시되어 있다. 찬드라세카란 등은 마이크로전자 소자의 제조시 기판의 기계적 및/또는 화학적-기계적 평탄화 또는 연마를 위한 처리 패드, 이 패드의 제조 방법, 및 이 처리 패드를 활용하고 도입하는 방법, 장치 및 시스템을 개시하고 있다. 특히, 처리 패드는 대략 패드 수명 동안 다중 처리 및 컨디셔닝을 위해 대략 일정한 깊이의 패드 개구부 및 패드의 연마면으로부터 대략 일정하거나 설정된 거리에서 고상 또는 부분적으로 고상의 필(fill)을 유지하도록 필요한 경우 선택적으로 제거될 수 있는 고상 또는 부분적으로 고상의 필 물질을 함유하는 연마면 중 홈 또는 다른 개구부를 포함한다.
그럼에도 불구하고, 보다 균일하고 일정한 기판 처리를 촉진하는 향상된 CMP 연마 패드 및 CMP 연마 방법에 대한 지속적인 수요가 있다.
본 발명은 일정한 연마 패드 두께 및/또는 홈 깊이를 다수의 연마 순환 동안 유지할 수 있는 기판의 연마 방법을 제공한다. 다수의 연마 순환 동안 일정한 연마 패드 깊이 및/또는 홈 깊이를 유지함으로써, 연마 패드 두께 및/또는 홈 깊이의 감쇠와 함께 통상적인 연마 패드의 수명 동안 전형적으로 관찰되는 변형을 완화시킬 수 있다. 예를 들면, 통상적인 화학적 기계적 연마 패드가 연마면의 홈을 가질 경우, 홈 부피 및 깊이는 연마 패드가 마모됨에 따라 둘다 감소된다. 따라서, 연마 전문가는 목적하는 유체역학적 상태를 유지하기 위해서 연마 과정에서 다른 공정 조건을 변화시켜야 한다. 본 발명은 연마 패드의 유용한 수명에 걸쳐 연마 동안 홈 부피 및 깊이 감소의 정도를 감소시키는 방법을 제공한다. 예를 들면, 감온 형상 기억 물질로 이루어진 열처리된(예비-압축된) 연마층을 갖는 본 발명의 형상 기억 화학적 기계적 연마 패드는, 연마 및 컨디셔닝으로 인한 홈 부피 및 깊이에서의 손실을 보상하도록 연마면에 근접한 구역을 우선적으로 가열함으로써 일정한 홈 부피 및 깊이를 유지하도록 처리할 수 있다. 연마 패드의 선택적인 표면 가열은 가열된 구역의 패드 물질을 치밀화된 상태로부터 복구된 상태로 전이시켜서, 홈 부피 및 깊이를 추가한다. 따라서, 유사한 조건 하에서, 연마 작업 동안 홈 부피 및 깊이 감소 속도는 형상 복구를 갖는 형상 기억 화학적 기계적 연마 패드를 사용하여 최소화되거나 제거될 수 있다.
본 발명의 일 면은 자기 기판, 광학 기판 및 반도체 기판 중 하나 이상으로부터 선택된 기판을 제공하고; 패드 두께 PT를 갖는 형상 기억 화학적 기계적 연마 패드를 제공하고, 여기서 연마 패드는 치밀화된 상태의 연마층을 포함하고, 연마층은 원래 형상 및 프로그래밍된 형상을 갖는 형상 기억 매트릭스 물질을 포함하고, 연마층은 형상 기억 매트릭스 물질이 원래 형상으로 존재할 때 원래 두께 OT를 나타내고, 형상 기억 매트릭스 물질이 프로그래밍된 형상으로 존재할 때 치밀화된 상태에서의 치밀화된 두께 DT를 나타내고, 여기서 DT는 OT의 80％ 이하이고; 연마층의 연마면과 기판 사이의 동적 접촉을 형성하여 기판의 표면을 연마하고; 연마 패 드 두께 및 하나 이상의 홈 깊이로부터 선택된 하나 이상의 연마 패드 특성을 모니터링하고; 연마면과 인접한 연마층의 적어도 일부를 활성화 자극에 노출시켜, 활성화 자극에 노출된 연마면과 인접한 연마층의 일부가 치밀화된 상태로부터 복구된 상태로 전이되는 것을 포함하는, 기판의 연마 방법을 제공한다.
본 발명의 또 다른 면은 자기 기판, 광학 기판 및 반도체 기판 중 하나 이상으로부터 선택된 기판을 제공하고; 패드 두께 PT를 갖는 형상 기억 화학적 기계적 연마 패드를 제공하고, 여기서 연마 패드는 치밀화된 상태의 연마층을 포함하고, 연마층은 원래 형상 및 프로그래밍된 형상을 갖는 형상 기억 매트릭스 물질을 포함하고, 연마층은 형상 기억 매트릭스 물질이 원래 형상으로 존재할 때 원래 두께 OT를 나타내고, 형상 기억 매트릭스 물질이 프로그래밍된 형상으로 존재할 때 치밀화된 상태에서의 치밀화된 두께 DT를 나타내고, 여기서 DT는 OT의 80％ 이하이고; 제어기를 제공하고; 연마 패드 두께 및 하나 이상의 홈 깊이로부터 선택된 하나 이상의 연마 패드 특성을 모니터링할 수 있는 측정 장치를 제공하고; 활성화 자극을 형성할 수 있는 소스를 제공하고; 기판을 연마하기 위해 연마면과 기판 사이에 동적 접촉을 생성하고; 하나 이상의 연마 패드 특성을 모니터링하고; 연마면과 인접한 연마층의 적어도 일부를 활성화 자극에 노출시키는 것을 포함하며, 여기서 연마 패드의 적어도 일부에 대한 하나 이상의 연마 패드 특성이 기판과의 동적 접촉 이후에 감소하고, 측정 장치 및 소스는 제어기와 소통하고, 측정 장치는 하나 이상의 연마 패드 특성에 관하여 정보를 제어기에 입력하고, 제어기는 측정 장치로부터의 정보 입력을 토대로 소스를 제어하여, 하나 이상의 연마 패드 특성이 증가하도록 활성화 자극에의 연마 패드의 적어도 일부의 선택적 노출을 용이하게 하는 것인, 기판의 연마 방법을 제공한다.
본 발명에 따라 연마 패드 두께 및/또는 홈 깊이가 모니터링되고 연마층이 치밀화된 상태에서 복구된 상태로의 전이를 일으키는 활성화 자극에 선택적으로 노출되는 것을 포함하는 형상 기억 화학적 기계적 연마 방법에 의해 안정한 연마 성능을 제공할 수 있다.
본 명세서 및 청구의 범위에서 사용한 바와 같이, 용어 "섬유상 형태"는 상 도메인이 하나의 방향에서 나머지 2 개의 방향에서보다 훨씬 더 큰 3차원 형상을 갖는 상의 형태를 지칭한다.
본 명세서 및 청구의 범위에서 사용한 바와 같이, 화학적 기계적 연마 패드와 관련하여 용어 "초기 두께"는 연마 패드와 연마할 제1 기판 사이의 제1 동적 상호작용 직전의 연마 패드의 평균 실제 두께를 의미한다.
본 명세서 및 청구의 범위에서 사용한 바와 같이, 화학적 기계적 연마 패드와 관련하여 용어 "초기 홈 깊이"는 연마 패드와 연마할 제1 기판 사이의 제1 동적 상호작용 직전의 연마 패드의 평균 실제 홈 깊이를 의미한다.
본 명세서 및 청구의 범위에서 사용한 바와 같이, CMP 공정과 관련하여 용어 "현장외"는 CMP 공정에서 연마가 중지될 때 간헐적인 중단 동안 수행되는 작용(예를 들면, 모니터링, 측정)을 기술한다.
본 명세서 및 청구의 범위에서 사용한 바와 같이, CMP 공정과 관련하여 용어 "현장내"는 CMP 공정이 진행되는 동안 연마가 일어날 때 수행되는 작용(예를 들면, 모니터링, 측정)을 기술한다.
본 명세서 및 청구의 범위에서 사용한 바와 같이, 용어 "연마 매체"는 입자 포함 연마 용액 및 입자 비포함 용액, 예컨대 무-연마제 및 반응성 액체 연마 용액을 포함한다.
본 명세서 및 청구의 범위에서 사용한 바와 같이, 용어 "실질적인 이완"은 그래니트 베이스 컴퍼레이터(granite base comparator)(예를 들어, 시카고 다이얼 인디케이터(Chicago Dial Indicator) Cat# 6066-10)를 사용하여 측정한 연마층의 평균 두께의 2％ 이상의 증가를 야기하기에 충분한 연마층 내 형상 기억 매트릭스 물질의 이완을 의미한다.
본 명세서 및 청구의 범위에서 사용한 바와 같이, 연마면과 관련하여 용어 "실질적으로 원형인 단면"은 중심축으로부터 연마면의 외연까지의 단면의 반경 r이 그 단면에 대해서 20％ 이하로 변한다는 것을 의미한다(도 4 참조).
본 발명의 형상 기억 매트릭스 물질의 유리 전이 온도("Tg")는 온도 변화 대 열 유동의 중간점을 Tg 값으로 취하는 시차 주사 열계량법(DSC)에 의해 측정한다.
본 발명의 형상 기억 화학적 기계적 연마 패드의 연마층과 관련하여 본 명세서 및 청구의 범위에서 사용한 바와 같이, 용어 "원래 상태"는 연마층을 치밀화된 상태로 셋팅하기 위해 외력에 적용하여 가역적인 형상 변형을 "고정화(lock-in)"하 기 전의 제조된 그대로의 상태를 의미한다.
본 명세서 및 청구의 범위에서 사용한 바와 같이, 연마면과 관련하여 용어 "미세조직"은 제조 후 연마면의 고유의 미시적 벌크 조직을 지칭한다. 연마면의 정적 형태 또는 미시적 벌크 조직에 영향을 미치는 요인 중 일부는 특성 및 곡선, 구멍, 주름, 능선, 긴 틈, 함몰, 돌출 및 틈을 포함하는 조직, 및 크기, 형상 및 분포, 개별적인 피쳐(feature) 또는 가공물(artifact)의 빈도 또는 간격이다. 미세조직은 전형적으로 매우 불규칙적이고 이는 연마층의 제조 방법에 내재된 요인의 결과이다.
본 명세서 및 청구의 범위에서 사용한 바와 같이, 연마면과 관련하여 용어 "조면조직"은 연마면의 엠보싱, 스카이빙(skiving), 천공 및/또는 기계가공에 의하여 부가될 수 있는 크기가 더 큰 조직화된 가공물을 지칭한다.
본 명세서 및 청구의 범위에서 사용한 바와 같이, 용어 "홈이 형성된 원주 구획" 또는 "CF"는 하기 수학식과 같이 정의된다.
CF가 소정의 형상 기억 화학적 기계적 연마 패드의 연마면에 대한 반경의 함수로서 일정한 경우, 소정의 반경에서 홈이 형성된(또는 홈이 형성되지 않은) 연마면의 구획 부분은 반경의 함수로서 또한 일정할 것이다.
본 명세서 및 청구의 범위에서 사용한 바와 같이, 용어 "형상 기억 매트릭스 물질"은 형상 기억 효과를 나타낼 수 있는 능력을 가지는 물질을 지칭한다. 즉, 하기 특성을 나타내는 임의의 물질 또는 물질의 조합이다: (1) 외력에 노출될 경우 하나 이상의 공간적인 치수가 변형될 수 있고, (2) 외력의 제거 후 하나 이상의 공간적인 치수의 변형 정도가 고정화 및 유지될 수 있고, (3) 활성화 자극을 받을 경우 하나 이상의 공간적인 치수의 복구를 나타낼 수 있다. 형상 기억 매트릭스 물질은 그의 환경의 변화에 따라 예정된 방식으로 반응하도록 설계 및 제조된 스마트 물질(smart material)의 일종이다. 형상 기억 매트릭스 물질은 원래 형상으로부터 변형되고 일시적인 (프로그래밍된) 형상으로 고정되고 활성화 자극에 노출시 반응하여 원래 형상과 가까운 복구된 형상으로 복구될 수 있다.
형상 기억 효과는 형상 기억 매트릭스 물질에서 "프로그래밍된 형상"을 프로그래밍하는 것 및 이어서 활성화 자극에의 형상 기억 매트릭스 물질의 노출 시 형상 기억 매트릭스 물질이 (원래 형상과 가까운) "복구된 형상"으로 복구되도록 하는 것을 포함한다. 형상 기억 매트릭스 물질은 통상적인 방법에 의해 그의 원래 형상으로 가공된다. 이어서 외력에 노출시켜 이를 변형시키고 목적하는 프로그래밍된 형상으로 고정시킨다. 나중 공정은 본원에서 프로그래밍이라고 언급한다.
본 발명의 형상 기억 매트릭스 물질에 대한 "저장 모듈러스"는 형상 기억 매트릭스 물질에서 저장된 탄성 에너지의 측정이다. 저장 모듈러스는 인가된 변형(strain)에 대한 상(변형이 있음)에서의 응력의 비율을 나타내고 장치의 단일-캔틸레버 클램프 셋업(single-cantilever clamp setup) 및 "다주파 변형" 시험 모드를 사용하여 TA Q800 동적 기계적 분석기(Dynamic Mechanical Analyzer)를 사용하 여 측정한다.
본 발명의 특정한 실시태양에는, 자기 기판, 광학 기판 및 반도체 기판 중 하나 이상으로부터 선택된 기판을 제공하고; 패드 두께 PT(pad thickness)를 갖는 형상 기억 화학적 기계적 연마 패드를 제공하며; 여기서 연마 패드는 치밀화된 상태의 연마층을 포함하고, 연마층은 원래 형상 및 프로그래밍된 형상을 갖는 형상 기억 매트릭스 물질을 포함하며; 형상 기억 매트릭스 물질이 그의 원래 형상으로 존재할 때 연마층은 원래 두께 OT(original thickness)를 나타내고; 형상 기억 매트릭스 물질이 프로그래밍된 형상으로 셋팅될 때 연마층은 치밀화된 상태에서의 치밀화된 두께 DT(densified thickness)를 나타내며; DT는 OT의 80％ 이하이고; 연마층의 연마면과 기판 사이에 동적 접촉을 형성하여 기판의 표면을 연마하고; 연마 패드 두께 및 하나 이상의 홈 깊이로부터 선택된 하나 이상의 연마 패드 특성을 모니터링하고; 연마면에 인접한 연마층의 적어도 일부를 활성화 자극에 노출시키고; 여기서 활성화 자극에 노출된 연마면과 인접한 연마층의 일부가 치밀화된 상태에서 복구된 상태로 전이되는 것을 포함하는 기판의 연마 방법이 제공된다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 연마 패드 특성 중 하나 이상의 모니터링은 연속적 모니터링, 주기적 모니터링 및 간헐적 모니터링으로부터 선택된다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 모니터링은 연속적 모니터링이다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 모니터링은 주기적 모니터링이다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 모니터링은 간헐적 모니터링이다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 모니터링은 현장내에서 실시된다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 모니터링은 현장외 에서 실시된다.
본 발명의 특정한 실시태양에서, 하나 이상의 연마 패드 특성의 모니터링은 하나 이상의 연마 패드 특성을 측정하는 것을 포함한다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 하나 이상의 연마 패드 특성은 연마 패드 상의 복수의 위치에서 측정된다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 복수의 위치에서의 연마 패드 특성의 측정은 연마면의 전역에서의 균일성을 측정하는데 사용된다.
본 발명의 특정한 실시태양에서, 하나 이상의 연마 패드 특성의 모니터링은 초음파 프로브 어셈블리를 사용하여 수행한다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 초음파 프로브 어셈블리는 초음파원 및 초음파 검출기를 포함한다. 초음파 프로브 어셈블리는 연마 패드의 연마면 상에 초음파 신호를 전달한다. 전달된 초음파 신호 중 일부는 연마면으로부터 반사되어 초음파 검출기에 의해 검출된다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 반사된 초음파 신호는 실시간으로 분석되어 현장내에서 연마 패드의 실시간 모니터링을 제공한다. 예를 들면, 연마 패드 등고선 지도 및 프로파일은 반사된 초음파 신호와 연마 패드 위치 데이터(즉, 측정이 실시되는 위치)를 서로 관련시켜 제공될 수 있다. 또한, 현장내에서 실시간의 연마 패드 특성(예를 들면, 패드 두께 및/또는 홈 깊이)이 반사된 초음파 신호로부터 측정될 수 있다.
본 발명의 특정한 실시태양에서, 기판의 연마 방법은 연마층의 연마면을 컨디셔닝하는 것을 추가로 포함한다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 컨디셔닝은 연삭 컨디셔닝이다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 컨디셔닝은 다이아몬 드 디스크 컨디셔닝 및 고압 워터 제트 컨디셔닝으로부터 선택된다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 컨디셔닝은 연마 패드의 유용한 수명을 위해서 연마 동안 패드 두께 및/또는 홈 깊이의 임의의 변화를 최소화시킨다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 연마 패드의 두께(및/또는 홈 깊이)는 연마 및 컨디셔닝 공정의 결과로 감소한다. 본 발명의 방법에서 연마층의 일부를 치밀화된 상태에서 복구된 상태로 전이시켜 연마 및 컨디셔닝 공정으로부터의 두께(및/또는 홈 깊이) 손실을 없앤다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 연마면의 컨디셔닝은 (a) 연마층의 적어도 일부를 활성화 자극에 노출시키는 동안; (b) 연마층의 적어도 일부를 활성화 자극에 노출시킨 후; (c) 연마층의 적어도 일부를 활성화 자극에 노출시킴과 동시에; 또는, (d) (a) 내지 (c) 중 2개 이상의 조합에서 발생한다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 연마면의 컨디셔닝은 연마층의 적어도 일부를 활성화 자극에 노출시킨 후 발생한다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 연마 패드 두께(및/또는 홈 깊이)의 감소는 활성화 자극에의 연마층의 노출 이후에 복구되는 것 이상이고; 이후에 연마 패드는 연삭 컨디셔닝을 실시하여 연마 패드의 증가된 두께(및/또는 홈 깊이)가 침식되어 활성화 자극 노출 및 후속적인 연마 컨디셔닝 후의 연마 패드의 두께(및/또는 홈 깊이)가 연마 패드의 유용한 수명을 위해(예를 들면, 후속 연마 >1,000 웨이퍼) 초기 두께(및/또는 초기 홈 깊이) ±5％; ±2％; ±1％와 동일해지도록 한다.
본 발명의 특정한 실시태양에서, 기판의 연마 방법은 활성화 자극을 형성할 수 있는 소스를 제공하는 것을 추가로 포함한다. 상기 실시태양의 특정의 구체예 에서, 연마 패드는 현장내에서, 현장외에서 또는 이들의 조합에서 활성화 자극에 노출된다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 활성화 자극은 열, 빛, 자기장, 전기장, 물, pH 및 이들의 조합에의 노출로부터 선택된다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 활성화 자극은 열에의 노출이다. 활성화 자극으로서는 열원으로 작동가능한 다양한 공지된 통상의 장치(예를 들면, 전자적으로 조절되는 적외선 기반 가열 장치, 모델 # GPIR, 마이크로피레틱스 히터 인터내셔널 인코포레이티드(오하이아주 소재)로부터 입수가능)가 있다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 활성화 자극은 열에의 노출이고 소스는 연마 매체를 가열하고, 연마면과 인접한 연마층을 이어서 가열하여 연마층의 일부를 복구된 상태로 전이시킨다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 활성화 자극은 열에의 노출이고 소스는 연마면과 인접한 연마층의 적어도 일부를 직접 가열하여 연마층의 일부를 복구된 상태로 전이시킨다.
본 발명의 특정한 실시태양에서, 기판을 연마하는 방법은, 제어기를 제공하고; 하나 이상의 연마 패드 특성을 모니터링할 수 있는 측정 장치를 제공하고; 활성화 자극을 형성할 수 있는 소스를 제공하는 것을 추가로 포함하고; 여기서 연마 패드의 적어도 일부에 대한 하나 이상의 연마 패드 특성이 CMP 공정 (예를 들어, 기판과의 연삭 접촉, 연삭 컨디셔닝) 동안에 힘을 변경 적용하고; 측정 장치 및 소스는 제어기와 소통하고; 측정 장치는 하나 이상의 연마 패드 특성에 관하여 제어기에 정보를 입력하고; 하나 이상의 연마 패드 특성이 증가되거나 일정하게 유지되도록, 활성화 자극에의 연마층의 적어도 일부의 선택적 노출을 용이하게 하는 제어기는 측정 장치의 정보 입력을 토대로 소스를 제어한다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 제어기는 시스템을 제어한다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 제어 시스템은 연마 패드 두께 (및/또는 홈 깊이)의 상대적 변화를 모니터링하고 연마면과 인접하는 연마층의 적어도 일부가 복구된 상태로 전이되게 하는 소스를 조정함으로써 상기 변화를 역전시키기 위한 제1 폐쇄-루프 피드백 공정을 함유한다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 제1 폐쇄-루프 피드백 공정은 i) 제어기에 제어 신호를 적용하고; ii) 제어기의 출력 신호를 처리하여 소스를 조정하는 것을 포함한다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 소스는 활성화 자극이 발생되고 연마면과 인접하는 연마층의 적어도 일부가 활성화 자극에 선택적으로 노출되도록 조정된다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서 소스는, 활성화 자극의 크기, 및 활성화 자극에의 연마층의 노출 시간, 부피 및 면적 정도가 제어되도록 조정된다.
본 발명의 특정한 실시태양에서, 자기 기판, 광학 기판 및 반도체 기판 중 하나 이상으로부터 선택된 기판을 제공하고; 패드 두께 PT를 갖는 형상 기억 화학적 기계적 연마 패드를 제공하고; 여기서, 연마 패드는 치밀화된 상태의 연마층을 포함하고, 연마층은 원래 형상 및 프로그래밍된 형상을 갖는 형상 기억 매트릭스 물질을 포함하고; 형상 기억 매트릭스 물질이 그의 원래 형상으로 존재할 때 연마층은 원래 두께 OT를 나타내고; 형상 기억 매트릭스 물질이 프로그래밍된 형상으로 셋팅될 때 연마층은 치밀화된 상태에서의 치밀화된 두께 DT를 나타내고; DT는 OT의 80％ 이하이고; 제어기를 제공하고; 연마 패드 두께 및 하나 이상의 홈 깊이로부터 선택된 하나 이상의 연마 패드 특성을 모니터링할 수 있는 측정 장치를 제공하고; 활성화 자극을 형성할 수 있는 소스를 제공하고; 연마층의 연마면과 기판 사이에 동적 접촉을 형성하여 기판의 표면을 연마하고; 하나 이상의 연마 패드 특성을 모니터링하고; 연마면과 인접하는 연마층의 적어도 일부를 활성화 자극에 노출시키고; 연마면을 연삭 컨디셔닝하는 것을 포함하고; 여기서 연마 패드의 적어도 일부에 대한 하나 이상의 연마 패드 특성이 연마 및 연삭 컨디셔닝 공정의 결과로서 감소되고; 측정 장치 및 소스는 제어기와 소통하고; 측정 장치는 하나 이상의 연마 패드 특성에 관하여 제어기에 정보를 입력하고; 하나 이상의 연마 패드 특성이 증가되도록 활성화 자극에의 연마 패드의 적어도 일부의 선택적 노출을 용이하게 하는 제어기는 측정 장치의 정보 입력을 토대로 소스를 제어하는 것인, 기판을 연마하는 방법이 제공된다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 활성화 자극에의 연마층의 적어도 일부의 노출에 이어 연삭 컨디셔닝한다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 활성화 자극에의 연마층의 적어도 일부의 노출 전에 연삭 컨디셔닝한다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 연마층은 연삭 컨디셔닝 및 활성화 자극에의 노출 둘 모두가 동시에 실시된다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 연삭 컨디셔닝은 다이아몬드 디스크 컨디셔닝 및 고압 워터 젯 컨디셔닝으로부터 선택된다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 제어기는 시스템을 제어한다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 제어 시스템은 상기 기재된 제1 폐쇄-루프 피드백 공정을 함유한다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 제어 시스템은 연마 패드 두께 (및/또는 홈 깊이)의 상대적 변화를 모니터링하고 연마 패드 컨디셔닝을 조정하기 위한 제2 폐쇄-루프 피드백 공정을 추가로 함유한다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 제2 폐쇄-루프 피드백 공정은 i) 제어기에 제어 신호를 적용하고; ii) 제어기의 출력 신호를 처리하여 연마 패드 컨디셔닝을 조정하는 것을 포함한다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 제어 시스템은 제1 폐쇄-루프 피드백 공정과 제2 폐쇄-루프 피드백 공정 사이에서 교대로 작동한다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 제어 시스템은 동시에 제1 폐쇄-루프 피드백 공정 및 제2 폐쇄-루프 피드백 공정으로 작동한다.
본 발명의 특정한 실시태양에서, 상기 방법은 형상 기억 화학적 기계적 연마 패드를 연마기의 압반과 연결하는 것을 추가로 포함한다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 상기 방법은 형상 기억 화학적 기계적 연마 패드를 감압 접착제 및 진공 중 하나 이상을 사용하여 연마기의 압반과 연결하는 것을 추가로 포함한다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 연마 패드 두께 및/또는 홈 깊이는 a) 센서에서 물체까지의 상대적 거리를 측정하는데 적합한 비접촉 측정 시스템을 제공하고; b) 연마 패드의 연마면에 인접한 센서를, 연마 패드가 연결되어 있는 압반으로부터의 설정 거리에 배치시키고; c) 센서에서 연마면까지의 거리를 측정하여 패드 두께 (즉, 초기 패드 두께) 및 하나 이상의 홈 깊이 (즉, 초기 홈 깊이)로부터 선택된 하나 이상의 연마 패드 특성의 초기 값을 결정하고; d) 하나 이상의 기판을 연마면을 사용하여 연마하고; e) 센서에서 연마면까지의 거리를 재측정하여 하나 이상의 연마 패드 특성의 변화를 측정하고; f) (1) 측정 (c)와 (e)에서의 재측정을 비교함으로써 연마 패드 조건을 결정하는 측정치의 비교를 토대로 활성화 자극의 소스를 제어하여 연마면과 인접하는 연마층의 적어도 일부를 활성화 자극에 선택적으로 노 출시키고; g) 다중 연마 작업을 위해서 (d)부터 (f)를 반복함으로써 모니터링 및 제어된다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, f)는 (2) 연삭 컨디셔닝 장치를 제어하여 연마면을 선택적으로 컨디셔닝하는 것을 추가로 포함한다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 폐쇄-루프 피드백 공정은 하나 이상의 연마 작업 동안의 하나 이상의 연마 패드 특성의 연속 모니터링 및 제어를 용이하게 한다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 측정 시스템은, 복사선의 소스를 제공하는 복사원을 포함한다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 복사선의 소스는 초음파 에너지 및 전자기 에너지 중 하나 이상을 생성한다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 전자기 에너지는 가시광선, 자외선 및 적외선의 군으로부터 선택된다.
도 21은 본 발명의 특정한 실시태양의 인지된 하나의 이점 (즉, 시간 경과에 따라 보다 일정한 연마 패드 홈 깊이, 이는 유용한 연마 패드의 수명 동안 보다 일정한 CMP 공정 성능을 성취하는 것을 도움)을 나타내는 예시적 그래프를 제공한다. 구체적으로, 도 21에 도시된 곡선은, 상이한 CMP 공정에 대해 시간 흐름에 따라 연마 패드의 홈 깊이가 얼마나 감쇠하는지를 보여준다. 도 21의 곡선 A는 연삭 컨디셔닝 없이 연마면의 형상 기억 복구를 사용하는 본 발명의 CMP 공정에 대해 시간 흐름에 따라 형상 기억 화학적 기계적 연마 패드의 홈 깊이가 얼마나 감쇠하는지를 나타내며, 여기서 홈 깊이는 연마로 시간 경과에 따라 감쇠되고 활성화 자극에의 연마면의 노출을 통해 주기적으로 복구된다. 도 21의 곡선 B는 연삭 컨디셔닝 (예를 들어, 다이아몬드 디스크 컨디셔닝)과 함께 연마면의 형상 기억 복구를 사용하는 본 발명의 CMP 공정에 대해 형상 기억 화학적 기계적 연마 패드의 홈 깊이가 시 간 흐름에 따라 얼마나 감쇠하는지를 나타내며, 여기서 홈 깊이는 연마로 시간 경과에 따라 감쇠되고 활성화 자극에의 연마면의 노출을 통해 주기적으로 복구되고 연삭 컨디셔닝을 통해 주기적으로 감쇠된다. 도 21의 곡선 C는 연삭 컨디셔닝 (예를 들어, 다이아몬드 디스크 컨디셔닝)을 사용하는 통상적인 CMP 공정에 대해 미세풍선이 달린 연마층을 갖는 통상적인 연마 패드의 홈 깊이가 시간 흐름에 따라 얼마나 감쇠하는지를 나타내며, 여기서 홈 깊이는 연마로 시간 경과에 따라 감쇠되고 연삭 컨디셔닝을 통해 주기적으로 감쇠된다. 이러한 통상적인 CMP 공정에서, 연마 패드 물질의 층을 미세풍선의 평균 직경에 필적할만한 두께 (예를 들어, 약 50 마이크로미터)로 마모시킴으로써 연마면을 주기적으로 재생시키는 것은 통상적인 실시이다.
본 발명의 특정한 실시태양에서, 기판을 연마하는 방법은 연마면과 기판의 표면 사이의 계면에 연마 매체를 제공하는 것을 추가로 포함한다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 연마 매체는 입자-포함 연마 용액 및 입자-비포함 용액 (예를 들어, 무-연마제 및 반응성-액체 연마 용액) 중 하나 이상이다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 연마 매체는 입자-함유 수성 슬러리이다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 연마 매체는 3.0 중량％ 미만의 연마제를 함유하는 반응성 액체 연마 용액이다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 연마 매체는 0.1 중량％ 미만의 연마제를 함유하는 반응성 액체 연마 용액이다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 연마 매체에는 연마제가 없다.
본 발명의 특정한 실시태양에서, 사용되는 형상 기억 화학적 기계적 연마 패 드는, 하나 이상의 중합체를 포함하는 형상 기억 매트릭스 물질을 포함하는 연마층을 포함한다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 형상 기억 매트릭스 물질은 하나 이상의 경질 분절 및 하나 이상의 연질 분절을 포함하는 분절화 블록 공중합체로부터 선택된 하나 이상의 중합체를 포함한다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 형상 기억 매트릭스 물질은 폴리에스테르 기재 열가소성 폴리우레탄; 폴리에테르 기재 폴리우레탄; 폴리에틸렌 옥사이드; 폴리 (에테르 에스테르) 블록 공중합체; 폴리아미드; 폴리(아미드 에스테르); 폴리(에테르 아미드) 공중합체; 폴리비닐 알콜; 폴리비닐 피롤리돈; 폴리비닐 피리딘; 폴리아크릴산; 폴리메타크릴산; 폴리아스파르트산; 말레산 무수물 메틸비닐 에테르 공중합체; 폴리아크릴산과 폴리아크릴산 에스테르의 폴리비닐 메틸 에테르 공중합체; 스티렌계 중합체; 에폭사이드 기재 중합체; 폴리시아누레이트; 및 이들의 조합 (예를 들어, 공중합체 및 블렌드)으로부터 선택된 하나 이상의 중합체를 포함한다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 형상 기억 매트릭스 물질은 하나 이상의 경질 분절 및 하나 이상의 연질 분절을 포함하는 분절화 블록 공중합체를 포함하며, 연질 분절, 경질 분절, 또는 둘 모두는 "자극 감응성"인, 즉 활성화 자극에 노출될 경우 목적하는 양의 형상 복구를 가능하게 하는 관능기 또는 수용체 자리를 함유한다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 활성화 자극은 열, 빛, 자기장, 전기장, 물, pH 및 이들의 조합에의 노출로부터 선택된다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 활성화 자극은 열에의 노출이다.
본 발명의 특정한 실시태양에서, 사용되는 형상 기억 화학적 기계적 연마 패 드는 분절화 블록 공중합체를 포함하는 형상 기억 매트릭스 물질을 포함하는 연마층을 포함한다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 분절화 블록 공중합체는 폴리우레탄 엘라스토머, 폴리에테르 엘라스토머, 폴리(에테르 아미드) 엘라스토머, 폴리에테르 폴리에스테르 엘라스토머, 폴리아미드-기재 엘라스토머, 열가소성 폴리우레탄, 폴리(에테르-아미드) 블록 공중합체, 열가소성 고무 (예를 들어, 비가교 폴리올레핀), 스티렌-부타디엔 공중합체, 실리콘 고무, 합성 고무 (예를 들어, 니트릴 고무 및 부틸 고무), 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체, 스티렌-이소프렌 공중합체, 스티렌-에틸렌-부틸렌 공중합체 및 이들의 조합으로부터 선택된다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 형상 기억 매트릭스 물질은 비엘라스토머성 중합체를 추가로 포함한다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 비엘라스토머성 중합체는 폴리에틸렌 옥사이드, 폴리락트산의 공중합체 및 이들의 조합으로부터 선택된다.
본 발명의 특정한 실시태양에서, 사용되는 형상 기억 화학적 기계적 연마 패드는 폴리우레탄을 포함하는 형상 기억 매트릭스 물질을 포함하는 연마층을 포함한다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 폴리우레탄은 폴리에스테르-기재 방향족 폴리우레탄, 폴리에스테르-기재 지방족 폴리우레탄, 폴리에테르-기재 지방족 및 방향족 폴리우레탄, 및 이들의 조합으로부터 선택된다.
본 발명의 특정한 실시태양에서, 형상 기억 매트릭스 물질은 폴리에테르-기재 톨루엔 디이소시아네이트 종결 액체 우레탄 예비중합체 및 4,4'-메틸렌-비스(2-클로로아닐린)을 포함하는 혼합물의 반응 생성물을 포함한다.
본 발명의 특정한 실시태양에서, 사용되는 형상 기억 화학적 기계적 연마 패드는 글리세롤 프로폭실레이트; 폴리카르보디이미드-개질 디페닐메탄 디이소시아네이트; 및 폴리테트라히드로푸란 및 폴리카프로락톤 중 하나 이상을 포함하는 혼합물의 반응 생성물을 포함하는 형상 기억 매트릭스 물질을 포함하는 연마층을 포함한다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 형상 기억 매트릭스 물질은 글리세롤 프로폭실레이트, 폴리카르보디이미드-개질 디페닐메탄 디이소시아네이트 및 폴리테트라히드로푸란을 포함하는 혼합물의 반응 생성물을 포함한다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 형상 기억 매트릭스 물질은 글리세롤 프로폭실레이트, 폴리카르보디이미드-개질 디페닐메탄 디이소시아네이트 및 폴리카프로락톤을 포함하는 혼합물의 반응 생성물을 포함한다.
본 발명의 특정한 실시태양에서, 사용되는 형상 기억 화학적 기계적 연마 패드는 상기한 형상 기억 매트릭스 물질 및 복수의 마이크로엘리먼트를 포함하는 연마층을 포함한다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 복수의 마이크로엘리먼트는 연마층 내에 균일하게 분산된다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 복수의 마이크로엘리먼트는 포획된 기포, 중공 코어 중합체 물질, 액체 충전된 중공 코어 중합체 물질, 수용성 물질 및 불용성 상 물질 (예를 들면, 광유)로부터 선택된다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 복수의 마이크로엘리먼트는 연마층 전체에 걸쳐 균일하게 분포되어 있는 중공 코어 중합체 물질을 포함한다.
본 발명의 특정한 실시태양에서, 사용되는 형상 기억 화학적 기계적 연마 패드는 치밀화된 상태의 연마층을 포함하며; 여기서, 연마층은 원래 형상 (즉, 제조 된 그대로의 형상)과 프로그래밍된 형상 사이에 변형가능한 형상 기억 매트릭스 물질을 포함하고; 연마층은 형상 기억 매트릭스 물질이 그의 원래 형상으로 존재할 때 원래 두께 OT를 나타내고; 연마층은 형상 기억 매트릭스 물질이 프로그래밍된 형상으로 존재할 때 치밀화된 상태에서의 치밀화된 두께 DT를 나타내고; DT는 OT의 80％ 이하이고; 연마층은 기판을 연마시키기에 적절한 연마면을 갖는다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 치밀화된 두께 DT는 원래 두께 OT의 70％ 이하이다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 치밀화된 두께 DT는 원래 두께 OT의 70 내지 40％이다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 기판은 반도체 기판이다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 기판은 반도체 웨이퍼이다.
본 발명의 특정한 실시태양에서, 사용되는 형상 기억 화학적 기계적 연마 패드는 Tg가 45℃ 이상 및 80℃ 이하를 나타내도록 선택된 형상 기억 매트릭스 물질을 포함하는 연마층을 포함하며; 여기서, 활성화 자극은 열에의 노출이다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 형상 기억 매트릭스 물질은 Tg가 45℃ 이상 및 75℃ 이하; 50℃ 이상 및 75℃ 이하; 55℃ 이상 및 75℃ 이하; 55℃ 이상 및 70℃ 이하; 또는 55℃ 이상 및 65℃ 이하를 나타내도록 선택된다.
본 발명의 특정한 실시태양에서, 사용되는 형상 기억 화학적 기계적 연마 패드는 치밀화된 상태의 연마층을 포함하며; 여기서, 상기 연마층은 원래 형상과 프로그래밍된 형상 사이에 변형가능한 형상 기억 매트릭스 물질을 포함하고; 연마층은 형상 기억 매트릭스 물질이 그의 원래 형상으로 존재할 때 원래 두께 OT를 나타 내고; 연마층은 형상 기억 매트릭스 물질이 프로그래밍된 형상으로 존재할 때 치밀화된 상태에서의 치밀화된 두께 DT를 나타내고; DT는 OT의 80％ 이하이고; 형상 기억 매트릭스 물질의 온도가 (Tg－20)℃에서 (Tg＋20)℃로 상승함에 따라 형상 기억 매트릭스 물질의 저장 모듈러스가 70％ 이상의 감소를 나타내고; 여기서, 활성화 자극은 열에의 노출이며; 연마층은 기판을 연마시키기에 적절한 연마면을 갖는다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 형상 기억 매트릭스 물질의 온도가 (Tg－20)℃에서 (Tg＋20)℃로; (Tg－10)℃에서 (Tg＋10)℃로; 또는 (Tg－5)℃에서 (Tg＋5)℃로 상승함에 따라 형상 기억 매트릭스 물질의 저장 모듈러스는 75％ 이상의 감소; 80％ 이상의 감소; 85％ 이상의 감소; 또는 90％ 이상의 감소를 나타낸다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 저장 모듈러스의 감소 크기는 800 MPa 이상; 900 MPa 이상; 1,000 MPa 이상; 800 MPa 이상 및 10,000 MPa 이하; 800 MPa 이상 및 5,000 MPa 이하; 또는 800 MPa 이상 및 2,500 MPa 이하이다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 형상 기억 매트릭스 물질의 온도가 (Tg－10)℃에서 (Tg＋10)℃로 상승함에 따라 형상 기억 매트릭스 물질의 저장 모듈러스는 90％ 이상의 감소를 나타내며; 여기서, 저장 모듈러스의 감소 크기는 800 MPa 이상이다.
본 발명의 특정한 실시태양에서, 사용되는 형상 기억 화학적 기계적 연마 패드는 중심축을 갖고, 중심축 주위에서의 회전에 적절하다 (도 4 참조). 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 형상 기억 화학적 기계적 연마 패드의 연마층 (210)은 중심축 (212)에 대하여 실질적으로 수직인 평면에 존재한다. 상기 실시태양의 특 정의 구체예에서, 연마층 (210)은 중심축 (212)에 대하여 80 내지 100°의 각도 γ를 이루는 면에서 회전에 적절하다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 연마층 (210)은 중심축 (212)에 대하여 85 내지 95°의 각도 γ를 이루는 면에서 회전에 적절하다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 중심축 (212)에 대하여 89 내지 91°의 각도 γ를 이루는 면에서 회전에 적절하다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 연마층 (210)은 중심축 (212)에 대하여 수직인 실질적으로 원형인 단면을 갖는 연마면 (214)를 갖는다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 중심축 (212)에 대하여 수직인 연마면 (214)의 단면의 반경 r은 단면에 대하여 20％ 이하만큼 변경된다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 중심축 (212)에 대하여 수직인 연마면 (214) 단면의 반경 r은 단면에 대하여 10％ 이하만큼 변경된다.
본 발명의 특정한 실시태양에서, 사용되는 형상 기억 화학적 기계적 연마 패드는 조면조직을 나타내는 연마면을 갖는다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 조면조직은 하나 이상의 히드로플레이닝을 완화시키고; 연마 매체 흐름에 영향을 주고; 연마층의 강성도를 변형시키고; 엣지 효과를 감소시키고; 그리고 연마면 및 기판 사이의 부위로부터 연마 부스러기의 전달을 촉진하도록 설계된다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 조면조직은 하나 이상의 홈을 포함한다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 하나 이상의 홈은 20 밀 이상의 초기 홈 깊이를 갖는다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 하나 이상의 홈은 20 내지 100 밀의 초기 깊이를 갖는다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 하나 이상의 홈은 20 내지 60 밀의 초기 홈 깊이를 갖는다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 하나 이 상의 홈은 20 내지 50 밀의 초기 홈 깊이를 갖는다.
본 발명의 특정한 실시태양에서, 사용되는 형상 기억 화학적 기계적 연마 패드는 홈 패턴을 포함하는 조면조직을 갖는 연마층을 포함한다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 홈 패턴은 하나 이상의 홈을 포함한다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 홈 패턴은 복수의 홈을 포함한다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 하나 이상의 홈은 굴곡 홈, 직선 홈 및 이들의 조합으로부터 선택된다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 홈 패턴은 예를 들면 동심 홈 (이는 원형 또는 나선형일 수 있음), 굴곡 홈, 망상선 홈 (예를 들면, 패드면을 통하여 X-Y 격자로서 배열됨), 기타의 규칙 디자인 (예를 들면, 육각형, 삼각형), 타이어-트레드형 패턴, 불규칙 디자인 (예를 들면, 프랙탈형 패턴) 및 이들의 조합을 비롯한 홈 디자인으로부터 선택된다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 홈 패턴은 랜덤형, 동심형, 나선형, 망상선형, X-Y 격자, 육각형, 삼각형, 프랙탈형 및 이들의 조합으로부터 선택된다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 홈 프로파일은 직선형 측벽을 갖는 직사각형으로부터 선택되거나 또는, 홈 단면은 V-자형, U-자형, 삼각형, 톱니형 및 이들의 조합이 될 수 있다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 홈 패턴은 연마면을 가로질러 변경되는 홈 디자인이다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 홈 디자인은 특정의 적용예에 따라 변경된다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 특정의 디자인에서의 홈 치수는 각종 홈 밀도를 갖는 영역을 생성하기 위하여 패드면에서 변경될 수 있다.
본 발명의 특정한 실시태양에서, 사용되는 형상 기억 화학적 기계적 연마 패 드는 하나 이상의 홈을 포함하는 홈 패턴을 포함하는 조면조직을 가지며, 여기서 대부분의 거리인 연마면의 외부 반경 RO에서 연마면의 중심에서의 원점 O로 연장되는 영역에서, CF는 여전히 연마 패드 반경 R에 따른 평균값의 25％ 이내, 바람직하게는 10％ 이내, 더 바람직하게는 5％ 이내이다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 베이스 반경 RB에서 외부 반경 RO로 연장되는 영역에서, CF는 여전히 연마 패드 반경 R에 따른 평균값의 25％ 이내, 바람직하게는 10％ 이내, 더 바람직하게는 5％ 이내이다 (예를 들어 도 9 참조).
본 발명의 특정한 실시태양에서, 사용되는 형상 기억 화학적 기계적 연마 패드는 패드를 통한 천공, 전도성-라이닝 홈의 도입부 또는, 도체, 예컨대 전도성 섬유, 전도성 망상조직, 금속 격자 또는 금속 와이어의 혼입부를 가지며, 이는 형상 기억 화학적 기계적 연마 패드를 eCMP ("전기화학적 기계적 평탄화") 연마 패드로 변형시킬 수 있다.
본 발명의 특정한 실시태양에서, 사용되는 형상 기억 화학적 기계적 연마 패드는 베이스 층과 연결된 연마층을 포함한다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 연마층은 접착제를 사용하여 베이스 층에 부착된다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 접착제는 고온 용융 접착제, 접촉형 접착제 및 이들의 조합으로부터 선택된다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 접착제는 고온 용융 접착제이다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 접착제는 접촉형 접착제이다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 접착제는 감압 접착제이다.
본 발명의 특정한 실시태양에서, 사용되는 형상 기억 화학적 기계적 연마 패드는 연마층, 베이스 층, 및 베이스 층과 연마층 사이에 배치된 하나 이상의 추가의 층을 포함한다.
본 발명의 특정한 실시태양에서, 사용되는 형상 기억 화학적 기계적 연마 패드는 연마기의 압반과 연결되도록 적합화된다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 형상 기억 화학적 기계적 연마 패드는 압반에 고정되도록 적합화된다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 형상 기억 화학적 기계적 연마 패드는 감압 접착제 및 진공 중 하나 이상을 사용하여 압반에 고정되도록 적합화된다.
본 발명의 특정한 실시태양에서, 사용된 형상 기억 화학적 기계적 연마 패드는 원래 형상과 프로그래밍된 형상 사이에 변형가능한 형상 기억 매트릭스 물질을 제공하고; 원래 형상의 형상 기억 매트릭스 물질을 포함하는, 원래 두께 OT를 나타내는 원래 상태의 연마층을 제조하고; 연마층의 적어도 일부를 (Tg+10)℃ 이상의 온도로 가열하고; 연마층을 축방향으로 압축하는 축방향력인 외력에 연마층을 적용시키고; 형상 기억 매트릭스 물질을 프로그래밍된 형상으로 셋팅하여, 치밀화된 두께 DT를 나타내는 치밀화된 상태의 연마층을 제공하고; 축방향력을 유지하면서 연마층을 (Tg―10)℃ 미만의 온도로 냉각시켜 연마층을 치밀화된 상태로 셋팅시키고; 외력을 제거하는 것을 포함하며; 여기서, 상기 Tg는 형상 기억 매트릭스 물질의 유리 전이 온도이고, 상기 DT는 OT의 80％ 이하이고, 상기 연마층은 자기 기판, 광학 기판 및 반도체 기판 중 하나 이상으로부터 선택된 기판을 연마시키기에 적절한 연마면 을 갖는 것인 방법에 의해 제조될 수 있다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 연마층은 (Tg+10)℃ 이상이지만 형상 기억 매트릭스 물질의 분해 온도 미만인 온도로 가열된다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 연마층은 형상 기억 매트릭스 물질의 프로그래밍을 용이하게 하고 연마층이 원래 상태에서 치밀화된 상태로 전이되도록, 가열되고 두께 방향으로 압축된다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 기판은 반도체 기판이다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 기판은 반도체 웨이퍼이다.
본 발명의 특정한 실시태양에서, 사용된 형상 기억 화학적 기계적 연마 패드는 원래 형상과 프로그래밍된 형상 사이에 변형가능한 형상 기억 매트릭스 물질을 제공하고; 원래 형상의 형상 기억 매트릭스 물질을 포함하는, 원래 두께 OT를 나타내는 원래 상태의 연마층을 제조하고; 연마층을 외력에 적용시키고; 형상 기억 매트릭스 물질을 프로그래밍된 형상으로 셋팅하여, 치밀화된 두께 DT를 나타내는 치밀화된 상태의 연마층을 제공하고; 외력을 제거하는 것을 포함하며; 여기서, 상기 DT는 OT의 80％ 이하이고, 상기 형상 기억 매트릭스 물질의 온도가 (Tg-20)℃에서 (Tg+20)℃로 상승함에 따라 형상 기억 매트릭스 물질의 저장 모듈러스가 70％ 이상 감소하고, 상기 연마층은 자기 기판, 광학 기판 및 반도체 기판 중 하나 이상으로부터 선택된 기판을 연마시키기에 적절한 연마면을 갖는 것인 방법에 의해 제조될 수 있다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 치밀화된 두께 DT는 원래 두께 OT의 70％ 이하이다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 치밀화된 두께 DT는 원래 두께 OT의 70 내지 40％이다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 상기 형상 기억 매트릭스 물질의 온도가 (Tg-20)℃에서 (Tg+20)℃로, (Tg-10)℃에서 (Tg+10)℃로, 또는 (Tg-5)℃에서 (Tg+5)℃로 상승함에 따라 형상 기억 매트릭스 물질의 저장 모듈러스는 75％ 이상, 80％ 이상, 85％ 이상 또는 90％ 이상 감소한다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 저장 모듈러스의 감소 크기는 800 MPa 이상, 900 MPa 이상, 1,000 MPa 이상, 800 MPa 이상 10,000 MPa 이하, 800 MPa 이상 5,000 MPa 이하, 또는 800 MPa 이상 2,500 MPa 이하이다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 형상 기억 매트릭스 물질의 온도가 (Tg-10)℃에서 (Tg+10)℃로 상승함에 따라 형상 기억 매트릭스 물질의 저장 모듈러스는 90％ 이상 감소하며, 여기서 저장 모듈러스의 감소 크기는 800 MPa 이상이다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 기판은 반도체 기판이다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 기판은 반도체 웨이퍼이다.
본 발명의 특정한 실시태양에서, 사용된 형상 기억 화학적 기계적 연마 패드는 연마층에 외력을 가하여 형상 기억 매트릭스 물질이 프로그래밍된 형상으로 셋팅되도록 하는 것을 포함하는 방법에 의해 제조된다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 외력은 150 psi 이상의 연마층 상의 공칭 압력을 부가하는 공칭의 축방향력이다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 연마층 상에 부가되는 공칭 압력은 300 psi 이상이다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 연마층 상에 부가되는 공칭 압력은 150 내지 10,000 psi이다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 연마 층 상에 부가되는 공칭 압력은 300 내지 5,000 psi이다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 연마층 상에 부가되는 공칭 압력은 300 내지 2,500 psi이다.
본 발명의 특정한 실시태양에서, 사용된 형상 기억 화학적 기계적 연마 패드는 공지된 임의의 방식에 의해 원래 형상의 형상 기억 매트릭스 물질을 사용하여 제조되어 원래 두께 OT를 나타내는 원래 상태의 연마층을 제공한다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 연마층은 캐스팅, 사출 성형 (반응 사출 성형을 포함함), 압출, 웹-코팅, 광중합, 소결, 인쇄 (잉크 젯 인쇄 및 스크린 인쇄를 포함함), 스핀-코팅, 제직, 스카이빙 및 이들의 조합 중에서 선택되는 방법에 의해 제조된다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 연마층은 캐스팅 및 스카이빙의 조합에 의해 제조된다.
본 발명의 특정한 실시태양에서, 사용된 형상 기억 화학적 기계적 연마 패드는 형상 기억 매트릭스 물질의 유리 전이 온도 Tg 근처 또는 이를 초과하는 온도에서 연마층을 압축시키는 힘을 가함으로써 연마층을 원래 두께 OT를 갖는 원래 상태로부터 치밀화된 두께 DT를 갖는 치밀화된 상태로 전환시키고; 연마층을 Tg 미만의 온도로 냉각시켜 치밀화된 두께 DT로 고정시키고; 연마층을 압축하기 위해 가한 힘을 제거하는 것을 포함하는 방법에 의해 제조된다.
본 발명의 특정한 실시태양에서, 사용된 형상 기억 화학적 기계적 연마 패드는 연마층 내에 도입된 조면조직을 갖는다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 조면조직은 연마층이 원래 상태로 존재할 때 연마층 내로 도입된다. 상기 실시태 양의 특정의 구체예에서, 조면조직은 연마층이 치밀화된 상태로 존재할 때 연마층 내로 도입된다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 조면조직의 일부는 연마층이 원래 상태로 존재할 때 연마층 내로 도입되고, 조면조직의 일부는 연마층이 치밀화된 상태로 존재할 때 연마층 내로 도입된다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 조면조직은 절삭 비트를 사용하여 연마층에 도입된다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 조면조직 도입 공정으로 인해 프로그래밍된 형상에서 복구된 형상으로 전이하는 형상 기억 매트릭스 물질의 양이 최소화되도록 절삭 비트 또는 연마층 또는 이들 둘 다를 냉각시키는 것이 바람직할 수 있다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 연마층에 조면조직을 도입하는 공정은 절삭 비트를 냉각시키는 것, 절삭 비트와 인접하는 연마층의 영역을 냉각시키는 것 또는 이들의 조합을 포함한다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 냉각은 다양한 기술, 예를 들면 대류가 촉진되도록 절삭 비트 상으로 압축 공기를 블로윙하는 것, 절삭 비트 상으로 냉각된 공기를 블로윙하는 것, 절삭 비트에 물을 분무하는 것, 또는 절삭 비트 상에 냉각된 기체를 블로윙하는 것을 통해 달성될 수 있다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 냉각은 절삭 비트, 절삭 비트와 인접하는 연마 패드의 영역 또는 이들의 조합 바로 위에 냉각, 액화 또는 극저온(cryogenic) 기체 (예를 들면, 아르곤, 이산화탄소, 질소)를 블로윙함으로써 달성된다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 빠르게 팽창하고 냉각하고 고체 결정 또는 액체를 형성하여 열 전달을 촉진하도록 냉각, 액화 또는 극저온 기체는 특수 노즐 또는 노즐을 통해 분무된다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 이러한 냉각 기술의 사용은 물질 (예를 들면, 기체, 액체 또는 결정)의 흐름의 생성, 그리고 상기 흐름이 절삭 비트, 절삭 비트와 인접하는 연마층의 영역 또는 이들 둘 다와 만나도록 유도하는 것과 관련되어 있다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 절삭 비트와 인접하는 연마 패드로 유도되는 물질의 흐름은 조면조직 도입 공정에서 형성되는 칩의 제거를 보조하는 추가적인 효과를 갖는다. 이러한 칩의 제거는 예를 들면 용융, 융합 또는 용접에 의해 칩이 연마층에 재부착될 가능성을 감소시킨다는 점에서 유익할 수 있다. 조면조직 도입 공정 동안 칩의 제거가 연마층에 재부착되는 칩의 개수를 감소시킨다는 점에서, 연마층을 사용하는 차후의 연마 작업에서의 결함이 회피될 수 있다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 전체 연마층은 극저온으로 냉각된다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 전체 연마층 및 절삭 비트에 동력을 공급하는데 사용되는 기계가공 고정장치(machining fixture)는 극저온으로 냉각된다.
도면을 참조하여 본원에 기재된 특정 실시태양에서, 활성화 자극은 열에 대한 노출이다. 그러나, 본원에 제공된 교시하에 당업자는 다른 활성화 자극, 예를 들어 빛, 자기장, 전기장 및/또는 물에 대한 노출을 사용하는 방법을 알 수 있을 것이다.
도 1에는 형상 기억 화학적 기계적 연마 패드의 연마층의 입면도의 비교 도면이 제공된다. 특히, 도 1은 원래 두께 OT를 갖는 원래 상태의 연마층(10)을 치밀화된 두께 DT를 갖는 치밀화된 상태의 동일한 연마층(20)과 비교한 것을 제공한다.
도 2에는 형상 기억 화학적 기계적 연마 패드의 연마층의 입면도의 비교 도 면이 제공된다. 특히, 도 2는 원래 두께 OT를 갖는 원래 상태의 연마층(30)을, 치밀화된 두께 DT를 갖는 치밀화된 상태의 동일한 연마층(40), 복구 두께(recovered thickness; RT)를 갖는 연마면(32)과 인접하는 복구된 부분을 갖고 전체 복구 두께(total recovered thickness; TRT)를 갖는 부분적으로 복구된 상태의 동일한 연마층(50)과 비교한 것을 제공한다. 도 2에 도시된 연마층은 형상 기억 매트릭스 물질(36) 내에 분산된 복수의 마이크로엘리먼트(34)를 포함한다.
도 3에는 형상 기억 화학적 기계적 연마 패드의 입면도가 제공된다. 특히, 도 3의 형상 기억 화학적 기계적 연마 패드(60)는 형상 기억 매트릭스 물질(74) 전체에 걸쳐 균일하게 분산된 복수의 마이크로엘리먼트(76)를 포함하는, 연마면(72)을 갖는 연마층(70)을 포함한다. 도 3의 형상 기억 화학적 기계적 연마 패드는 연마층(70)과 연결된 베이스 층(90)을 더 포함한다. 구체적으로, 베이스 층(90)은 접착층(80)에 의해 연마층(70)에 부착된다.
도 4에는 형상 기억 화학적 기계적 연마 패드의 측면 투시도가 제공된다. 특히, 도 4는 치밀화된 두께 DT를 갖는 치밀화된 상태의 단일층 형상 기억 화학적 기계적 연마 패드(210)를 도시한다. 형상 기억 화학적 기계적 연마 패드(210)는 연마면(214) 및 중심축(212)을 갖는다. 연마면(214)은 중심축(212)에 대하여 소정의 각도 γ를 갖는 면에서 중심축(212)으로부터 연마면의 외연(215)까지의 반경 r을 갖는 실질적으로 원형인 단면을 갖는다.
도 5에는 형상 기억 화학적 기계적 연마 패드의 상면도가 제공된다. 특히, 도 5는 복수의 굴곡 홈(305)의 홈 패턴을 갖는 연마면(302)을 갖는 형상 기억 화학 적 기계적 연마 패드(300)를 도시하고 있다.
도 6에는 형상 기억 화학적 기계적 연마 패드의 상면도가 제공된다. 특히, 도 6은 복수의 동심 원형 홈(315)의 홈 패턴을 갖는 연마면(312)을 갖는 형상 기억 화학적 기계적 연마 패드(310)를 도시하고 있다.
도 7에는 형상 기억 화학적 기계적 연마 패드의 상면도가 제공된다. 특히, 도 7은 X-Y 격자 패턴으로 복수의 선형 홈(325)의 홈 패턴을 갖는 연마면(322)을 갖는 형상 기억 화학적 기계적 연마 패드(320)를 도시하고 있다.
도 8에는 형상 기억 화학적 기계적 연마 패드의 상면도가 제공된다. 특히, 도 8은 복수의 천공(338) 및 복수의 동심 원형 홈(335)의 조합을 갖는 연마면(332)을 갖는 형상 기억 화학적 기계적 연마 패드(330)를 도시하고 있다.
도 9에는 연마 패드(400)가 하나 이상의 홈(404)을 포함하는 홈 패턴을 포함하는 조면조직을 갖는 본 발명의 특정한 실시태양의 형상 기억 화학적 기계적 연마 패드(400)의 상면도가 제공된다. 연마 패드(400)는 외부 반경(RO) 및 하나 이상의 홈(404)이 형성된 연마면(402)을 갖는다. 단지 하나의 홈(404)만이 도 9에 도시되어 있지만, 홈 패턴은 2개 이상의 홈(404)을 포함할 수 있다(예를 들어, 도 10 내지 12 참조). 연마 패드 반경(R)은 연마면(402)의 중심인 원점(O)으로부터 측정된다. 원주 2πR을 갖는 반경(R)에서 도시된 원 CR(점선) 또한 도 9에 도시되어 있다. 연마 패드(400)의 외부 반경은 RO이다. 홈(404)은 베이스 반경(RB)으로부터 외부 반경(RO)으로 연장되어 연마면(402)의 외연(406)을 한정한다. 상기 실시태양 의 특정의 구체예에서, 홈(들)(404)은 베이스 반경(RB)으로부터 외연(406)으로 연장된다(도 9 내지 12에 도시된 바와 같음). 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 홈(들)(404)은 원점(O)과 베이스 반경(RB) 사이의 특정 지점에서 외연(406)으로 연장된다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 홈(들)(404)은 원점(O)에서 외연(406)으로 연장된다. 도 13에는 홈(404)의 작은 미분 분절(410)을 나타내는, 도 9의 홈(404)의 홈 분절의 근접도가 도시되어 있다. 주어진 반경(R)에서, 홈(404)은 주어진 폭(W), 및 원점(O)과 주어진 반경(R)을 연결하는 반경 선(L)에 대해 각도 θ("홈 각도")를 형성하는 중심축(A)을 갖는다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 형상 기억 화학적 기계적 연마 패드는 대부분의 거리인 연마면의 외부 반경(RO)에서 원점(O)로 연장되는 영역에서 연마 패드 반경(R)의 함수로서 CF가 그의 평균 값의 25％, 바람직하게는 10％, 보다 바람직하게는 5％ 이내로 남아있는, 홈 패턴을 포함하는 조면조직을 갖는다. 상기 실시태양의 특정의 구체예에서, 형상 기억 화학적 기계적 연마 패드는 베이스 반경(RB)에서 외부 반경(RO)으로 연장되는 영역에서 연마 패드 반경(R)의 함수로서 CF가 그의 평균 값의 25％, 바람직하게는 10％, 보다 바람직하게는 5％ 이내로 남아있는, 홈 패턴을 포함하는 조면조직을 갖는다.
도 14에는 반도체 웨이퍼를 연마하기 위해 형상 기억 화학적 기계적 연마 패드를 사용하는 연마기의 도면이 제공된다. 특히, 도 14는 중심축(112)을 갖는 형상 기억 화학적 기계적 연마 패드(110), 연마면(118)을 갖는 연마층(116) 및 베이 스 층(114)을 갖는 연마 장치(100)를 도시하고 있다. 도 14는 베이스 층(114)이 부착된 연마 압반(120)을 또한 도시하고 있다. 연마 압반(120)은 연마 패드(110)의 중심축(112)과 상응하는 중심축(125)을 갖는다. 연마 장치(100)는 중심축(135)을 갖는 웨이퍼 캐리어(130)를 또한 포함한다. 웨이퍼 캐리어(130)는 반도체 웨이퍼(150)를 전달한다. 웨이퍼 캐리어(130)에는 웨이퍼 캐리어를 연마 패드(110)에 대해 옆으로 움직이기 위한 병진 암(translational arm) (140)이 장착되어 있다. 웨이퍼 캐리어(130) 및 압반(120) (연마 패드(110)가 부착되어 있음)은 개별 중심축 주위를 회전하면서 움직이고, 연마면(118)과 반도체 웨이퍼(150) 사이의 동적 접촉을 촉진하도록 디자인된다. 모니터(155)는 연마면에 대해 배치되어 (임의로 이동가능하게 배치됨) 연마 패드 두께 및 홈 깊이로부터 선택되는 하나 이상의 연마 패드 특성의 측정을 용이하게 한다. 소스(160)은 연마면(118)에 인접하게 이동가능하게 배치되어 연마층의 활성화 자극에 대한 선택적 노출을 용이하게 하여 연마층의 노출된 부분이 치밀화된 상태에서 복구된 상태로 전이되게 한다. 중심축(167)을 갖는 컨디셔닝 장치(165)는 연마면(118)에 대해 연마 컨디셔닝을 제공한다. 제어기(170)는 모니터(155), 소스(160) 및 컨디셔닝 장치(165)와 능동 소통되며, 일관된 연마 패드 두께 및/또는 홈 깊이를 유지하도록 프로그래밍된다.
도 15에서는, 연마 매체와 조합된 형상 기억 화학적 기계적 연마 패드를 사용한 연마 장치의 도면이 제공된다. 특히, 도 15는 연마면(214) 및 외연(215)을 갖는 단일층 형상 기억 화학적 기계적 연마 패드(210)를 포함하는 장치(200)를 도시하고 있다. 연마 패드(210)는 압반(220)과 연결되어 있다. 연마 패드(210)는 압반(220)의 중심축(225)에 상응하는 중심축(212)을 갖는다. 장치(200)는 중심축(235)을 갖는 웨이퍼 캐리어(230)를 추가로 포함한다. 웨이퍼 캐리어(230)는 반도체 웨이퍼(250)를 잡고 있다. 장치(200)는 또한 연마 매체(260) 및 연마 매체를 연마면(214) 위로 분배하기 위한 슬러리 분배기(270)를 포함한다. 반도체 웨이퍼(250)를 연마하는 동안, 압반(220) 및 연마 패드(210)는 개별 중심축 주위를 회전하고, 웨이퍼 캐리어는 그의 중심축 주위를 회전한다. 연마하는 동안, 연마 패드 및 웨이퍼는 서로 동적 접촉해 있고, 연마 매체는 반도체 웨이퍼와 연마 패드의 연마면 사이를 통과할 수 있도록 계에 도입된다. 모니터(280)는 연마면에 대해 배치되어 (임의로 이동가능하게 배치) 연마 패드 두께 및 홈 깊이로부터 선택되는 하나 이상의 연마 패드 특성의 측정을 용이하게 한다. 소스(285)는 연마면(214)과 인접하게 이동가능하게 배치되어 연마층의 활성화 자극에 대한 선택적 노출을 용이하게 하여 연마층의 노출된 부분이 치밀화된 상태에서 복구된 상태로 전이되게 한다. 중심축(295)을 갖는 컨디셔닝 장치(290)는 연마면(214)에 대한 연마 컨디셔닝을 제공한다. 제어기(298)는 모니터(280), 소스(285) 및 컨디셔닝 장치(290)와 능동 소통되며, 일관된 연마 패드 두께 및/또는 홈 깊이를 유지하도록 프로그래밍된다.
특정한 본 발명의 실시태양은 하기 실시예에서 자세히 설명될 것이다.
실시예
1:
형상 기억 연마 패드
시판용 충전된 폴리우레탄 연마 패드 (롬 앤드 하스 일렉트로닉 머티리얼스 씨엠피 인코포레이티드 (Rohm and Haas Electronic Materials CMP Inc.)로부터 IC1000(상표명)로서 입수가능함)로부터 시험 샘플을 제조하였다. 시험 샘플은 IC1000(상표명) 패드의 외부로 다이 스탬프된 직경이 약 12.7 mm인 원형 디스크를 포함하였다.
실시예
2:
형상 기억 연마 패드 물질 제조
약 50℃ 및 대기압에서 글리세롤 프로폭실레이트 (평균 Mn 약 266) 227 g, 폴리테트라히드로푸란 (평균 Mn 약 650) 279 g 및 폴리카르보디이미드 개질된 디페닐메탄 디이소시아네이트 (더 다우 케미칼 컴파니 (The Dow Chemical Company)로부터 이소네이트 (Isonate; 등록상표) 143L로서 입수가능함) 494 g을 혼합함으로써 형상 기억 매트릭스 물질을 제조하였다. 그 후, 비접촉 유성형 고전단 혼합기를 사용하여 이 혼합물에 중공 탄성 중합체 미소구체 (아크조 노벨 (Akzo Nobel)로부터 엑스판셀 (Expancel; 등록상표) 551DE로서 입수가능함) 18 g을 2000 rpm으로 블렌드하여 형상 기억 매트릭스 물질에 미소구체를 균일하게 분배하였다. 그 후, 최종 혼합물을 2.54 mm 떨어진 2개의 편평한 유리 표면 사이에 붓고, 형성된 약 254 mm 직경의 푸어 시트 (pour sheet)를 약 10분 동안 겔화시켰다. 그 후, 유리 표면을 따라 2.54 mm 두께의 푸어 시트를 경화 오븐에 넣고, 약 105℃에서 약 16 내지 18시간 동안 경화시켰다. 그 후, 경화된 시트를 시트 온도가 약 25℃가 될 때까지 실온에서 약 8시간 동안 냉각시켰다.
실시예
3:
형상 기억 연마 패드 물질 제조
약 50℃ 및 대기압에서 글리세롤 프로폭실레이트 (평균 Mn 약 266) 216 g, 폴리(카프로락톤) 디올 (평균 Mn 약 775) 315 g 및 폴리카르보디이미드 개질된 디페닐메탄 디이소시아네이트 (더 다우 케미칼 컴파니로부터 이소네이트(등록상표) 143L로서 입수가능함) 469 g을 혼합함으로써 형상 기억 중합체 매트릭스 물질을 제조하였다. 그 후, 비접촉 유성형 고전단 혼합기를 사용하여 이 혼합물에 중공 탄성 중합체 미소구체 (아크조 노벨로부터 엑스판셀(등록상표) 551DE로서 입수가능함) 18 g을 2000 rpm으로 블렌드하여 형상 기억 매트릭스 물질에 미소구체를 균일하게 분배하였다. 그 후, 최종 혼합물을 2.54 mm 떨어진 2개의 편평한 유리 표면 사이에 붓고, 형성된 약 254 mm 직경의 푸어 시트를 약 10분 동안 겔화시켰다. 시트를 실시예 2에서와 같이 경화시켰다.
실시예
4:
저장
모듈러스
대 온도 측정
동적 기계적 분석기 (DMA, TA 기기 Q800 모델)를 사용하여 롬 앤드 하스 일렉트로닉 머티리얼스 씨엠피 인코포레이티드로부터의 시판용 IC1000(상표명) 연마 패드에 사용된 형상 기억 매트릭스 물질 (엑스판셀(등록상표) 물질 첨가하지 않음)에 대한 저장 모듈러스 (MPa) 대 온도 (℃) 곡선을 플롯팅하였다. 플롯팅된 곡선은 도 16에 제공되어 있다.
실시예
5:
저장
모듈러스
대 온도 측정
기계적 분석기 (DMA, TA 기기 Q800 모델)를 사용하여 실시예 2 및 3에서 제조된 형상 기억 매트릭스 물질 (엑스판셀(등록상표) 물질 첨가하지 않음)에 대한 저장 모듈러스 (MPa) 대 온도 (℃) 곡선을 플롯팅하였다. 플롯팅된 곡선은 도 17 에 제공되어 있다.
실시예
6:
형상 기억 매트릭스 물질 제조
(약 50℃ 및 대기압에서) 글리세롤 프로폭실레이트 (평균 Mn 약 266) 175 g, 폴리카프로락톤 (평균 Mn 약 530-b-530) 349 g 및 폴리카르보디이미드 개질된 디페닐메탄 디이소시아네이트 (더 다우 케미칼 컴파니로부터 이소네이트(등록상표) 143L로서 입수가능함) 476 g을 혼합함으로써 형상 기억 매트릭스 물질을 제조하였다.
실시예
7:
저장
모듈러스
대 온도 측정
기계적 분석기 (DMA, TA 기기 Q800 모델)를 사용하여 실시예 6에서 제조된 형상 기억 매트릭스 물질에 대한 저장 모듈러스 (MPa) 대 온도 (℃) 곡선을 플롯팅하였다. 플롯팅된 곡선은 도 18에 제공되어 있다.
실시예
8:
치밀화된
상태의 연마 패드의 제조
실시예 1에 따라 제조된 형상 기억 화학적 기계적 연마 패드 샘플을 인스트론 테스터 (Instron Tester)의 2" 직경 상부 및 하부 압반 사이에 놓았다. 내부 온도가 제어가능한 가열된 챔버로 압반과 샘플 패드에 걸친 공간을 둘러쌌다. 샘플 패드를 20분 동안 120℃로 가열하고, 압반을 사용하여 축방향력을 샘플 패드에 적용하였다. 이러한 축방향력은 샘플 패드에 샘플 패드를 원래 두께의 약 50％로 압축시키기에 충분한 공칭 압력을 가하였다. 샘플 패드에 가해진 공칭 압력은 약 1,000 내지 5,000 psi이었다. 압력을 유지시키면서, 샘플 패드를 실온으로 냉각시 켜 내부의 형상 기억 매트릭스 물질을 프로그래밍된 형상으로 셋팅하고, 치밀화된 상태의 샘플 패드를 제공하였다.
실시예
9:
치밀화된
상태의 연마 패드 제공
실시예 2 및 3에 따라 제조된 시트의 외부로 12.5 mm 직경의 샘플 패드를 펀칭하였다. 그 후, 샘플을 인스트론 테스터의 2" 직경 상부 및 하부 압반 사이에 놓았다. 내부 온도가 제어가능한 가열된 챔버로 압반과 샘플 패드에 걸친 공간을 둘러쌌다. 그 후, 샘플 패드를 20분 동안 90℃로 가열하고, 압반을 사용하여 축방향력을 샘플 패드에 적용하였다. 이러한 축방향력은 샘플 패드에 샘플 패드를 원래 두께의 약 50％로 압축시키기에 충분한 공칭 압력을 가하였다. 축방향력에 의해 샘플 패드에 가해진 압력은 약 1,000 내지 5,000 psi이었다. 이러한 인가된 압력을 유지시키면서, 샘플 패드를 실온으로 냉각시켜 샘플 패드의 형상 기억 물질을 프로그래밍된 형상으로 셋팅하고, 치밀화된 상태의 샘플 패드를 제공하였다.
실시예
10:
연마 패드의 복구된 상태로의 복구
실시예 8에 따라 제조된 치밀화된 상태의 연마 패드 샘플을 120℃의 오븐에서 10 내지 20분 동안 가열시켰다. 그 후, 각각의 연마 패드 샘플의 두께를 측정하였다. 각각의 연마 패드 샘플은 그의 원래 두께의 99％ 초과의 최대 전체 복구 두께를 갖는 복구된 상태로 전이된 것으로 관찰되었다.
실시예
11:
연마 패드의 복구된 상태로의 복구
실시예 9에 따라 제조된 치밀화된 상태의 연마 패드 샘플을 90℃의 오븐에서 10 내지 20분 동안 가열시켰다. 그 후, 각각의 연마 패드 샘플의 두께를 측정하였 다. 각각의 연마 패드 샘플은 그의 원래 두께의 99％ 초과의 최대 전체 복구 두께를 갖는 복구된 상태로 전이된 것으로 관찰되었다.
실시예 12:
패드 두께 및 홈 깊이의 복구
시판용 충전된 폴리우레탄 연마 패드 (원형 홈이 절단됨, 롬 앤드 하스 일렉트로닉 머티리얼스 씨엠피 인코포레이티드로부터 IC1010(상표명)으로서 입수가능함)로부터 3개의 시험 샘플을 제조하였다. 시험 샘플은 IC1010(상표명) 패드의 외부로 다이-스탬프된 직경이 약 12.7 mm인 원형 디스크를 포함하였다. 상기 직경이 12.7 mm인 샘플 각각은 원래 패드로부터 원형 홈의 일부분을 가졌다. 이러한 샘플을 실시예 8에 기재된 방법에 따라 압축하고, 실시예 10에 기재된 방법에 따라 복구시켰다. 샘플 두께 및 홈 깊이 측정을 각각의 다음 상태에서 개별 샘플에 대해 수행하였다: 압축 전 각각 원래 두께(OT) 및 원래 홈 깊이(OGD); 압축 후 각각 치밀화된 두께(DT) 및 치밀화된 홈 깊이(DGD); 및 복구 후 각각 전체 복구 두께(TRT) 및 전체 복구 홈 깊이(TRGD). 광학 현미경을 사용하여 두께 및 홈 깊이를 모두 측정하였다. 데이터는 도 19 및 20에 그래프 형태로 도시되어 있다. 도 19 및 20에 나타낸 샘플 두께 및 홈 깊이는 압축전의 각각의 원래 값을 사용하여 표준화한 것임을 주의한다. 데이터는 압축의 다양한 정도에 대해 TRT가 OT의 95％ 이상이고, TRGD가 OGD의 91％ 이상임을 나타내었다.
도 1은 원래 상태 및 치밀화된 상태의 화학적 기계적 연마 패드의 연마층의 입면도를 비교하여 도시한 것이다.
도 2는 원래 상태, 치밀화 상태 및 부분 복구된 상태의 화학적 기계적 연마 패드의 연마층의 입면도를 비교하여 도시한 것이다.
도 3은 형상 기억 화학적 기계적 연마 패드의 입면도이다.
도 4는 형상 기억 화학적 기계적 연마 패드의 측면 투시도이다.
도 5는 연마면의 홈 패턴을 묘사하는 형상 기억 화학적 기계적 연마 패드의 상면도이다.
도 6은 연마면의 홈 패턴을 묘사하는 형상 기억 화학적 기계적 연마 패드의 상면도이다.
도 7은 연마면의 홈 패턴을 묘사하는 형상 기억 화학적 기계적 연마 패드의 상면도이다.
도 8은 연마면의 천공 및 홈 패턴의 조합을 묘사하는 형상 기억 화학적 기계적 연마 패드의 상면도이다.
도 9는 연마면에 홈 패턴을 갖는 본 발명의 일 실시태양의 형상 기억 화학적 기계적 연마 패드의 상면도이다.
도 10은 연마면에 홈 패턴을 갖고, 연마 패드가 24 인치 패드 외부 반경(RO), 10 인치 베이스 반경(RB) 및 8개의 만곡된 홈을 나타내는, 본 발명의 일 실 시태양의 형상 기억 화학적 기계적 연마 패드의 상면도이다.
도 11은 연마면에 홈 패턴을 갖고, 연마 패드가 24 인치의 패드 외부 반경(RO), 6 인치의 베이스 반경(RB), 및 8개의 만곡된 홈을 나타내는, 본 발명의 일 실시태양의 형상 기억 화학적 기계적 연마 패드의 상면도이다.
도 12는 연마면에 홈 패턴을 갖고, 연마 패드가 24 인치의 패드 외부 반경(RO), 및 2 인치의 베이스 반경(RB)을 나타내는, 본 발명의 일 실시태양의 형상 기억 화학적 기계적 연마 패드의 상면도이다.
도 13은 도 9의 홈(404)의 홈 분절의 확대도이다.
도 14는 형상 기억 화학적 기계적 연마 패드를 이용하여 반도체 웨이퍼를 연마하는 연마 장치를 도시한 것이다.
도 15은 형상 기억 화학적 기계적 연마 패드를 연마 슬러리와 함께 활용하여 반도체 웨이퍼를 연마하는 연마 장치를 도시한 것이다.
도 16은 시판중인 IC1000™ 연마 패드에 사용된 조성물에 대한 저장 모듈러스 대 온도 곡선을 제공하는 그래프이다.
도 17은 2개의 형상 기억 매트릭스 물질에 대한 저장 모듈러스 대 온도 곡선을 제공하는 그래프이다.
도 18은 또 다른 형상 기억 매트릭스 물질에 대한 저장 모듈러스 대 온도 곡선을 제공하는 그래프이다.
도 19는 롬 앤드 하스 일렉트로닉 머터리얼스 CMP사(Rohm and Haas Electronic Materials CMP Inc.)에서 시판중인 IC1010™ 연마 패드로부터 제조된 3개의 상이한 시험 샘플에 대한 원래 두께(OT), 치밀화된 두께(DT), 및 전체 복구 두께(TRT)를 나타내는 막대 그래프이다.
도 20은 롬 앤드 하스 일렉트로닉 머터리얼스 CMP사에서 시판중인 IC1010™ 연마 패드로부터 제조된 3개의 상이한 시험 샘플에 대한 원래 홈 깊이(OGD), 치밀화된 홈 깊이(DGD), 및 전체 복구된 홈 깊이(TRGD)를 나타내는 막대 그래프이다.
도 21은 본 발명의 하나의 인지된 이점(일정 시간에 걸쳐 보다 일정한 연마 패드 홈 깊이)을 예시적으로 그래프로 표시한 것이다.
Claims (10)
- 자기 기판, 광학 기판 및 반도체 기판 중 하나 이상으로부터 선택된 기판을 제공하고;패드 두께 PT(pad thickness)를 갖는 형상 기억 화학적 기계적 연마 패드를 제공하고, 여기서 연마 패드는 치밀화된 상태로 고정된 연마층을 포함하고, 연마층은 원래 형상 및 프로그래밍된 형상을 갖는 형상 기억 매트릭스 물질을 포함하고; 형상 기억 매트릭스 물질이 그의 원래 형상으로 존재할 때 연마층은 원래 두께 OT(original thickness)를 나타내고; 형상 기억 매트릭스 물질이 프로그래밍된 형상으로 고정될 때 연마층은 치밀화된 상태에서의 치밀화된 두께 DT(densified thickness)를 나타내고; DT는 OT의 80％ 이하이고;연마층의 연마면과 기판 사이에 동적 접촉을 생성하여 기판의 표면을 연마하고;연마 패드 두께를 모니터링하고;연마면에 인접하는 연마층의 적어도 일부를 활성화 자극에 노출시켜, 활성화 자극에 노출된 연마면과 인접하는 연마층의 일부가 치밀화된 상태에서 복구된 상태로 전이되는 것을 포함하는, 기판의 연마 방법.
- 제1항에 있어서, 연마층의 연마면을 컨디셔닝하는 것을 추가로 포함하며, 여 기서 컨디셔닝은 연삭 컨디셔닝인 방법.
- 제1항에 있어서,제어기를 제공하고;연마 패드 두께를 모니터링할 수 있는 측정 장치를 제공하고;활성화 자극을 생성할 수 있는 소스를 제공하는 것을 추가로 포함하며, 여기서 연마 패드의 적어도 일부에 대한 연마 패드 두께가 기판과의 동적 접촉 이후에 감소하고; 측정 장치 및 소스는 제어기와 소통하고; 측정 장치는 연마 패드 두께에 관하여 제어기에 정보를 입력하고; 제어기는 측정 장치로부터 입력된 정보를 토대로 소스를 제어하여, 연마 패드 두께가 증가하도록 활성화 자극에의 연마 패드의 적어도 일부의 선택적 노출을 용이하게 하는 것인 방법.
- 제1항에 있어서, 활성화 자극이 열, 빛, 자기장, 전기장, 물, pH 및 이들의 조합에의 노출로부터 선택되는 것인 방법.
- 자기 기판, 광학 기판 및 반도체 기판 중 하나 이상으로부터 선택된 기판을 제공하고;패드 두께 PT를 갖는 형상 기억 화학적 기계적 연마 패드를 제공하고, 여기서 연마 패드는 치밀화된 상태로 고정된 연마층을 포함하고, 연마층은 원래 형상 및 프로그래밍된 형상을 갖는 형상 기억 매트릭스 물질을 포함하고; 형상 기억 매트릭스 물질이 그의 원래 형상으로 존재할 때 연마층은 원래 두께 OT를 나타내고; 형상 기억 매트릭스 물질이 프로그래밍된 형상으로 고정될 때 연마층은 치밀화된 상태에서의 치밀화된 두께 DT를 나타내고; DT는 OT의 80％ 이하이고;제어기를 제공하고;연마 패드 두께를 모니터링할 수 있는 측정 장치를 제공하고;활성화 자극을 생성할 수 있는 소스를 제공하고;연마층의 연마면과 기판 사이에 동적 접촉을 생성하여 기판의 표면을 연마하고;연마 패드 두께를 모니터링하고;연마면에 인접하는 연마층의 적어도 일부를 활성화 자극에 노출시키는 것을 포함하며, 여기서 연마 패드의 적어도 일부에 대한 연마 패드 두께가 기판과의 동적 접촉 이후에 감소하고; 측정 장치 및 소스는 제어기와 소통하고; 측정 장치는 연마 패드 두께에 관하여 제어기에 정보를 입력하고; 제어기는 측정 장치로부터 입력된 정보를 토대로 소스를 제어하여, 연마 패드 두께가 증가하도록 활성화 자극에의 연마 패드의 적어도 일부의 선택적 노출을 용이하게 하는 것인, 기판의 연마 방법.
- 제5항에 있어서, 연마면을 컨디셔닝하는 것을 추가로 포함하며, 여기서 컨디 셔닝은 연삭 컨디셔닝인 방법.
- 제1항에 있어서, 연마 패드 두께가 다중 연마 작업 동안 초기 값의 ±5％ 이내에서 유지되는 것인 방법.
- 제1항에 있어서, 연마면과 기판의 표면 사이의 계면에 연마 매체를 제공하는 것을 추가로 포함하는 방법.
- 제1항에 있어서, 기판이 일련의 패턴화된 반도체 웨이퍼를 포함하는 것인 방법.
- 제1항에 있어서, 활성화 자극에 노출된 연마층의 일부가 형상 기억 매트릭스 물질의 Tg 온도 이상의 온도를 나타내는 것인 방법.
Applications Claiming Priority (4)
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