KR101646781B1 - 집적 식별 특징부가 있는 화학 기계 연마 패드 - Google Patents

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롬 앤드 하스 일렉트로닉 머티리얼스 씨엠피 홀딩스, 인코포레이티드
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Abstract

기판을 연마하도록 구성된 연마 표면이 있는 연마층을 구비한 화학 기계 연마 패드를 제공하는데, 연마층은 고유 집적 식별 특징부를 포함하고; 고유 집적 식별 특징부는 비-연마 활성이고, 고유 집적 식별 특징부는 적어도 두 개의 시각적으로 구별되는 특성을 포함하고, 적어도 두 개의 시각적으로 구별되는 표시 중 적어도 하나는 비-색 기반 표시이고, 적어도 두 개의 시각적으로 구별되는 표시 중 적어도 하나는 색 기반 표시이고, 적어도 두 개의 시각적으로 구별되는 특성은 화학 기계 연마 패드를 복수의 타입의 화학 기계 연마 패드로부터 선택한 한 타입의 화학 기계 연마 패드로서 고유하게 식별하도록 선택되고; 연마층은 기판을 연마하도록 구성된 연마 표면을 갖는다. 또한, 이러한 연마층을 제조하는 방법과, 연마층을 사용하여 기판을 연마하는 방법을 제공한다.
기판, 연마 패드, 연마층, 연마 표면, 식별

Description

집적 식별 특징부가 있는 화학 기계 연마 패드{A CHEMICAL MECHANICAL POLISHING PAD HAVING INTEGRAL IDENTIFICATION FEATURE}
본 발명은 일반적으로 화학 기계 연마 분야에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 집적 식별 특징부를 구비한 화학 기계 연마 패드 및 이를 제조 및 사용하는 방법에 관한 것이다.
화학 기계 평탄화, 또는 화학 기계 연마(CMP)는 반도체 웨이퍼와 같은 기판을 연마하는 데 이용하는 일반적인 기법이다. 이중-축 회전 연마기를 사용하는 종래의 CMP에 있어서, 웨이퍼 캐리어, 또는 연마 헤드가 캐리어 조립체에 장착된다. 연마 헤드는 웨이퍼를 고정하고, 연마기 내 연마 패드의 연마층과 접촉하도록 웨이퍼를 위치시킨다. 연마 패드는 통상적으로 평탄화되는 웨이퍼 직경의 2배 초과의 직경을 나타낸다. 연마 동안, 연마 패드와 웨이퍼 각각은 개별 중심축 주변을 회전함과 동시에 웨이퍼는 연마층과 맞물린다. 웨이퍼의 중심축은 연마 패드의 중심축에 대하여 웨이퍼의 반경보다 큰 거리만큼 오프셋되어, 회전하는 패드는 연마 동안 웨이퍼와 접촉하는 연마 표면상의 영역인 링 형상의 "웨이퍼 트랙"을 쓸고 지나간다. 웨이퍼의 유일한 운동이 회전 운동인 경우, 웨이퍼 트랙의 폭은 웨이퍼의 직경과 동일하다. 그러나 몇몇 이중-축 연마기에서 웨이퍼는 회전축에 수직인 평면에서 진동한다. 이 경우, 웨이퍼 트랙의 폭은 진동으로 인한 변위에 해당하는 양만큼 웨이퍼의 직경보다 넓다.
예를 들어 집적회로와 다른 전자 디바이스의 제조에서 실시되는 점증하는 수의 다양한 연마 공정을 촉진하기 위하여, 다수의 다양한 화학 기계 연마 패드가 이미 개발되었고, 활발하게 개발중이다. 현재 화학 기계 연마 패드 옵션 세트는, 다공성 및 비-다공성 중합체, 필름 및 펠트 기반의 다공질 물질 및 다양한 표면 개질 옵션(예를 들어, 그루브 패턴)을 포함하는 연마층을 포함한다. 다양한 연마층 옵션은 다양한 서브패드 및 중간층 옵션, 다양한 스택 접착제, 윈도 옵션 등과 조합할 수도 있다. 이들 다양한 옵션 각각은 결과로서 생기는 화학 기계 연마 패드의 연마 특성을 변경시키는 잠재성이 있다. 적당한 화학 기계 연마 패드의 선택과 설치는 원하는 연마 결과를 달성하는 데 중요하다. 부적절한 화학 기계 연마 패드의 부주의한 설치는 상당한 시간 손실을 초래할 수 있고, 비용이 많이 드는 디바이스 손상 및 수율 손실을 야기할 수도 있다. 이러한 문제는 실질적으로 상이한 연마 특성을 갖는 수많은 화학 기계 연마 패드가 비슷한 외관을 가질 수 있다는 사실로 인해 더욱 나빠진다. 따라서, 반도체 제조 설비 운영자가 화학 기계 연마 패드를 신속하고 쉽게 식별하는 효과적인 수단을 구비하는 것에 대한 관심이 커지고 있다.
연마 패드의 식별을 촉진하는 한 접근법은 섀모우일란(Shamouillan) 등의 미국특허번호 5,533,923 및 5,584,146에 개시되어 있다. 섀모우일란 등은 화학 기계 연마를 위한 연마 패드로서 유용한 (a) 복수의 도관; 및 (b) 상기 도관과 접촉하고 이를 지지하며 연마 패드를 형성하도록 형상화된 물질의 매트릭스를 포함하는 구조체를 개시하는데; 상기 도관은 상기 지지 매트릭스로서 사용하는 제2 물질과 상이한 제1 물질로부터 구성하고, 상기 도관은 상기 도관의 세로 중심선이 상기 연마 패드의 작용 표면과 대체로 약 60°내지 약 120°범위의 각도를 형성하는 방식으로 상기 지지 매트릭스 내에 위치하고, 사용자가 수행될 연마 공정과 양립가능한 패드를 사용자의 재고품 목록으로부터 쉽게 선택할 수 있도록 연마 패드는 패드의 화학적 양립성을 식별하도록 컬러 코딩된다.
그럼에도 불구하고, 주어진 연마 공정에서 부적절한 화학 기계 연마 패드를 연마기상에 설치할 가능성을 줄이고, 부적절한 타입의 화학 기계 연마 패드의 부주의한 설치를 포함한 오작동 사건을 방지할 가능성을 높이도록 다양한 화학 기계 연마 패드를 식별 및 구별하는 개선된 방법에 대한 필요성이 여전히 존재한다.
본 발명의 한 양상에서, 자성 기판, 광학 기판 및 반도체 기판으로부터 선택한 기판을 연마하기 위한 화학 기계 연마 패드로서, 기판을 연마하도록 구성된 연마 표면 및 고유 집적 식별 특징부를 구비한 연마층을 포함하고, 고유 집적 식별 특징부는 비-연마 활성이고, 고유 집적 식별 특징부는 적어도 두 개의 시각적으로 구별되는 특성을 포함하고, 적어도 두 개의 시각적으로 구별되는 특성 중 적어도 하나는 비-색 기반 표시이고, 적어도 두 개의 시각적으로 구별되는 특성 중 적어도 하나는 색 기반 표시이고, 적어도 두 개의 시각적으로 구별되는 특성은 화학 기계 연마 패드를 복수의 타입의 화학 기계 연마 패드로부터 선택한 한 타입의 화학 기계 연마 패드로서 고유하게 식별하도록 선택되고, 연마층은 기판을 연마하도록 구성된 연마 표면을 갖는 화학 기계 연마 패드를 제공한다.
본 발명의 다른 양상에서, 화학 기계 연마 패드 제조 방법으로서, 집적 플러그를 제공하는 단계; 몰드를 제공하는 단계; 유동성 화학 기계 연마층 전구체 물질을 제공하는 단계; 유동성 화학 기계 연마층 전구체 물질을 몰드에 도입하는 단계; 집적 플러그를 유동성 화학 기계 연마층 전구체 물질에 도입하는 단계; 유동성 화학 기계 연마층 전구체 물질을 반응시켜 응고된 케이크를 형성하는 단계; 응고된 케이크를 복수의 개별 화학 기계 연마층으로 절단하는 단계를 포함하고, 각각의 개별 화학 기계 연마층은 연마 표면 및 적어도 두 개의 시각적으로 구별되는 표시를 나타내는 고유 집적 식별 특징부를 포함하고, 적어도 두 개의 시각적으로 구별되는 표시는 복수의 화학 기계 연마층 각각에 대하여 실질적으로 동일하고, 연마 표면은 기판을 연마하도록 구성된 방법을 제공한다.
본 발명의 또 다른 양상에서, 자성 기판, 광학 기판 및 반도체 기판으로부터 선택한 기판의 화학 기계 연마 방법으로서, 플레이튼을 갖는 화학 기계 연마 장치를 제공하는 단계; 자성 기판, 광학 기판 및 반도체 기판으로부터 선택한 적어도 하나의 기판을 제공하는 단계; 적어도 두 연마 공정을 제공하는 단계; 복수의 타입의 화학 기계 연마 패드를 제공하는 단계로서, 각 타입의 화학 기계 연마 패드는 상이한 연마 특성 및 각 타입의 화학 기계 연마 패드를 복수의 타입의 화학 기계 연마 패드 중 다른 타입의 화학 기계 연마 패드로부터 구별하는 고유 집적 식별 특징부를 포함하고, 고유 집적 식별 특징부는 비-연마 활성이고, 고유 집적 식별 특징부는 적어도 두 개의 시각적으로 구별되는 표시를 포함하고, 적어도 두 개의 시각적으로 구별되는 표시 중 적어도 하나는 비-색 기반 표시이고, 적어도 두 개의 시각적으로 구별되는 표시 중 적어도 하나는 색 기반 표시이고, 적어도 두 개의 시각적으로 구별되는 특성은 복수의 타입의 화학 기계 연마 패드 중 각 타입의 화학 기계 연마 패드를 관찰가능하고 고유하게 식별하도록 선택되는, 복수의 타입의 화 학 기계 연마 패드를 제공하는 단계; 적어도 두 연마 레시피를 제공하는 단계로서, 각각의 연마 레시피는 적어도 두 연마 공정 중 하나에 대응하고, 각각의 연마 레시피는 사용될 화학 기계 연마 패드의 타입에 대해 적어도 두 개의 시각적으로 구별되는 표시의 식별을 포함하는, 적어도 두 연마 레시피를 제공하는 단계; 적어도 두 연마 공정으로부터 수행할 연마 공정("선택한 연마 공정") 및 대응 연마 레시피("선택한 레시피")를 선택하는 단계; 선택한 레시피에서 식별된 타입의 화학 기계 연마 패드를 플레이튼에 설치하는 단계; 설치된 화학 기계 연마 패드의 고유 집적 식별 특징부를 관찰하고, 고유 집적 식별 특징부에 포함된 적어도 두 개의 시각적으로 구별되는 표시가 선택한 레시피에서 식별된 표시와 대응하는지를 검증하는 단계; 및 선택한 연마 공정을 적어도 하나의 기판상에서 수행하는 단계를 포함하는 방법을 제공한다.
화학 기계 연마 패드 또는 연마 패드 구성요소(예를 들어, 연마층(10))와 관련하여 본원 및 첨부한 특허청구범위에서 사용하는 "실질적으로 원형 단면"이란 용어는, 연마 패드 구성요소의 중심축(12)으로부터 외주연(15)까지의 단면의 가장 긴 반지름(r)이 중심축(12)으로부터 외주연(15)까지의 단면의 가장 짧은 반지름(r)보다 20% 이하 더 길다는 점을 의미한다(도 1 참조).
본원 및 첨부한 특허청구범위에서 사용하는 "연마 매질"이란 용어는 입자 함유 연마 용액 및 입자 비함유 용액, 예컨대 무연마재 용액 및 반응성 액체 연마 용액을 포함한다.
본원 및 첨부한 특허청구범위에서 사용하는 "색 기반 표시"라는 용어는, 정상 색각을 갖는 인간 관찰자가 검출할 수 있고, 고유 집적 식별 특징부의 다른 색 기반 표시의 색 및 연마층의 연마 표면(고유 집적 식별 특징부가 차지한 연마 표면의 영역을 제외함)에서 나타나는 색을 정상 색각을 갖는 인간 관찰자가 구별할 수 있는, 연마층의 고유 집적 식별 특징부 중 적어도 일부의 색을 의미한다.
본원 및 첨부한 특허청구범위에서 사용하는 "중심 색 기반 표시"라는 용어는, 연마층의 중심축에서 연마층의 연마 표면에 존재하는 색 표시를 의미한다.
색 표시에 관하여 본원 및 첨부한 특허청구범위에서 사용하는 "변색이 없는"이란 용어는, 표시의 색이 연마 동안 번지거나 바래지 않는다는 점을 의미한다.
고유 집적 식별 특징부의 주어진 시각적으로 구별되는 표시에 관하여 본원 및 첨부한 특허청구범위에서 사용하는 "관찰가능한"이란 용어는, 인간 관찰자(색각 장애가 있는 관찰자를 포함함)가 고유 집적 식별 특징부 및 주변 연마 표면의 나머지의 시각적으로 구별되는 다른 표시로부터 주어진 표시를 알아볼 수 있고 구별할 수 있다는 점을 의미한다.
본원 및 첨부한 특허청구범위에서 사용하는 "폴리(우레탄)"이란 용어는, (a) (ⅰ) 이소시아네이트와 (ⅱ) 폴리올(디올을 포함함)의 반응으로부터 형성된 폴리우레탄; 및 (b) (ⅰ) 이소시아네이트와 (ⅱ) 폴리올(디올을 포함함) 및 (ⅲ) 물, 아민 또는 물과 아민의 조합물의 반응으로부터 형성된 폴리(우레탄)을 포함한다.
본 발명의 화학 기계 연마 패드는 연마 패드 타입(예를 들어, 롬 앤드 하스(Rohm and Haas)로부터 입수가능한 IC1000®)에 의해 화학 기계 연마 패드의 고 유한 식별을 촉진하고, 다른 타입의 화학 기계 연마 패드(예를 들어, 롬 앤드 하스로부터 입수가능한 비전패드(VisionPad)® 5000)와 구별하도록 고유 집적 식별 특징부를 포함한다. 몇몇 보고서에 따르면, 남성 인구의 8 퍼센트 정도 및 여성 인구의 1 퍼센트 미만은 몇 가지 색각 장애의 형태를 갖는다는 점을 아는 것이 중요하다. 색각 장애는 장애가 있는 개인에 의해 색이 지각되는 방식을 변경한다. 색각 장애의 타입 및 중증도에 따라, 정상 색각을 가진 개인이 쉽게 구별할 수 있는 색을 색각 손상된 개인은 구별할 수 없을 수도 있다. 화학 기계 연마 장치상에 화학 기계 연마 패드의 수동 설치를 촉진하고, 인간 운영자에 의한 간단한 색 식별과 관련된 잠재적인 문제를 완화하기 위하여, 본 발명은 색 및 비-색 기반 시각 표시의 조합을 사용하여, 색각 장애가 있는 인간을 비롯한 인간 관찰자가 상이한 타입의 화학 기계 연마 패드를 식별하도록 한다.
본 발명의 고유 집적 식별 특징부는 비-연마 활성 특징부이다. 즉, 고유 집적 식별 특징부는 연마 시 연마 표면의 나머지와 상이한 고유한 물리적 또는 화학적 효과를 나타내지 않는다. 바람직하게는, 고유 집적 식별 특징부가 차지한 연마층의 부분은 웨이퍼 트랙 외부이다. 그럼에도 불구하고, 연마 동안 고유 집적 식별 특징부와 기판 간의 접촉은 배제되지 않는다.
고유 집적 식별 특징부는 화학 기계 연마 패드의 사용 수명 동안 연마 표면상에서 관찰가능한 적어도 두 개의 시각적으로 구별되는 특성을 포함하는데, 적어도 두 개의 시각적으로 구별되는 특성 중 적어도 하나는 색 기반 표시이고, 적어도 두 개의 시각적으로 구별되는 특성 중 적어도 하나는 비-색 표시이고, 적어도 두 개의 시각적으로 구별되는 특성은 인간 관찰자(색각 장애가 있는 관찰자를 포함함)가 화학 기계 연마 패드 타입에 의해 화학 기계 연마 패드를 고유하게 식별하도록 선택된다.
비-색 표시는 화학 기계 연마 패드의 사용 수명 동안 연마 표면상에서 관찰가능한 2차원 형상이다. 바람직한 2차원 형상은 다각형, 륄로 다각형, 원형, 달걀 모양, 타원형, 렌즈, 활꼴, 수퍼 타원형, 손톱 모양, 사각모양 원, 4차 평면 곡선, 프랙탈형, 심벌(예를 들어, 문자, 캐릭터, 숫자) 및 상술한 형상 중 적어도 두 형상의 조합으로부터 선택한다. 2차원 형상은 윤곽 형태일 수 있고, 그 형상의 외주연은 연마 표면의 나머지의 색과 상이한 색을 갖는다. 2차원 형상은 또한 충진된 형태일 수 있는데, 전체 2차원 형상은 연마 표면의 나머지와는 상이한 주어진 색으로 충진된다. 2차원 형상의 조합을 이용하는 경우, 그 조합은 인접하거나 중첩될 수 있다. 조합이 중첩되는 경우, 형상의 중첩된 부분은 비-중첩된 부분과 상이한 색일 수 있다.
본 발명과 함께 사용하는 데 적합한 비-색 표시는 화학 기계 연마 패드의 사용 수명 동안 연마 표면상에서 관찰가능하다. 바람직하게는, 비-색 표시는 다각형, 륄로 다각형, 원형, 달걀 모양, 타원형, 렌즈, 활꼴, 수퍼 타원형, 손톱 모양, 사각모양 원, 4차 평면 곡선 및 심벌로부터 선택한다. 더욱 바람직하게는, 비-색 표시는 륄로 삼각형, 삼각형, 원형, 륄로 정사각형, 사각모양 원, 손톱 모양, 정사각형 및 심벌로부터 선택한 2차원 형상이다. 더욱 바람직하게는, 비-색 표시는 륄로 삼각형, 삼각형, 원형, 륄로 정사각형, 사각모양 원, 손톱 모양 및 정사각형으 로부터 선택한 2차원 형상이다. 더욱 바람직하게는, 비-색 표시는 원형이다.
비-색 표시는 화학 기계 연마 패드의 사용 수명 동안 연마 표면상에서 관찰가능한 적어도 두 개의 비-색 표시를 임의로 포함할 수 있다. 적어도 두 개의 비-색 표시는 동일하거나 상이한 형상일 수 있다(예를 들어, 두 개의 인접한 원 형상의 표시; 또는 정사각형 형상의 표시 내 원 형상의 표시). 비-색 표시는 한가지 색의 비-색 표시의 경계 및 또 다른 색의 표시의 중심을 갖는 윤곽 형태일 수 있다. 비-색 표시는 한가지 색의 전체 비-색 표시를 갖는 충진된 형태일 수 있다. 적어도 두 개의 비-색 표시는 서로 중첩될 수 있다. 바람직하게는, 적어도 두 개의 비-색 표시 중 적어도 하나의 비-중첩 부분은 중첩 부분과 상이한 색일 수 있다. 바람직하게는, 적어도 두 개의 비-색 표시는 화학 기계 연마 패드의 사용 수명 동안 연마 표면상에서 관찰가능한 2차원 형상의 조합으로부터 선택한다. 적어도 두 개의 비-색 표시는 다각형, 륄로 다각형, 원형, 달걀 모양, 타원형, 렌즈, 활꼴, 수퍼 타원형, 손톱 모양, 사각모양 원, 4차 평면 곡선, 프랙탈, 및 심벌로부터 각각 선택한다. 바람직하게는, 적어도 두 개의 비-색 표시는 다각형, 륄로 다각형, 원형, 달걀 모양, 타원형, 렌즈, 활꼴, 수퍼 타원형, 손톱 모양, 사각모양 원, 4차 평면 곡선, 프랙탈 또는 심벌 내에 둘러싸인 다각형, 륄로 다각형, 원형, 달걀 모양, 타원형, 렌즈, 활꼴, 수퍼 타원형, 손톱 모양, 사각모양 원, 4차 평면 곡선, 프랙탈 또는 심벌을 포함한다. 더욱 바람직하게는, 적어도 두 개의 비-색 표시는 륄로 삼각형, 삼각형, 원형, 륄로 정사각형, 사각모양 원, 손톱 모양, 정사각형 또는 심벌 내에 둘러싸인 륄로 삼각형, 삼각형, 원형, 륄로 정사각형, 사각모 양 원, 손톱 모양, 정사각형 또는 심벌로부터 선택한다. 더욱 바람직하게는, 적어도 두 개의 비-색 표시는 원형 내에 둘러싸인 륄로 삼각형, 삼각형, 원형, 륄로 정사각형, 사각모양 원, 손톱 모양 또는 심벌로부터 선택한다.
색 기반 표시는, 정상 색각을 갖는 인간 관찰자가 검출할 수 있고, 화학 기계 연마 패드의 사용 수명 동안 고유 집적 식별 특징부를 구성하는 다른 색 기반 표시의 색 및 연마층의 연마 표면(고유 집적 식별 특징부가 차지한 연마 표면의 영역을 제외함)에 나타나는 색(들)을 정상 색각을 갖는 인간 관찰자가 구별할 수 있는 색이다.
적어도 하나의 색 기반 표시는 적어도 두 개의 색 기반 표시를 임의로 포함할 수 있다. 적어도 두 개의 색 기반 표시는 인간 관찰자(색각 장애가 있는 개인을 포함함)가 두 개의 구별되는 표시로서 관찰가능하도록 선택될 수 있다. 이러한 관찰가능한 색 기반 표시의 선택을 돕는 다양한 툴이 개발되었다. 예를 들어, 씬시아 브루어(Cynthia Brewer)와 마크 해로어(Mark Harrower)가 개발한 "컬러브루어(ColorBrewer)"가 있다(http://www.personal.psu.edu/cab38/ColorBrewer/ColorBrewer.html).
본 발명의 화학 기계 연마 패드는, 고유 집적 식별 특징부(11), 연마 표면(14), 중심축(12) 및 두께 T를 갖고, 중심축 둘레를 회전하도록 구성된 연마층(10)을 포함한다(도 1 참조). 바람직하게는, 화학 기계 연마 패드의 연마층(10)은 중심축(12)에 실질적으로 수직인(즉, 수직으로부터 ±10°) 면이다. 바람직하게는, 연마층(10)은 중심축(12)에 대하여 85°내지 95°, 더욱 바람직하게는 중심 축(12)으로부터 90°의 각도(γ)에 있는 면에서 회전하도록 구성된다. 바람직하게는, 연마층(10)은 중심축(12)에 대하여 수직인 실질적으로 원형 단면을 갖는 연마 표면(14)을 구비한다. 중심축(12)에 대하여 수직인 연마 표면(14)의 단면에 대하여 가장 긴 반지름(r)은 바람직하게는 단면에 대하여 가장 짧은 반지름(r)보다 20% 이하 더 길다.
선택적으로, 화학 기계 연마 패드는 연마 표면을 갖는 연마층을 포함하는데, 연마층은 실질적으로 원형 단면을 갖고, 적어도 하나의 색 기반 표시는 중심 색 기반 표시를 포함한다. 중심 색 기반 표시는 연마층의 중심축으로부터 30㎜ 이하, 바람직하게는 1㎜ 내지 30㎜, 더욱 바람직하게는 2㎜ 내지 20㎜, 가장 바람직하게는 2㎜ 내지 10㎜ 연장되는 연마 표면의 영역을 포함한다. 중심 색 기반 표시는 연마 표면상의 색 충진 원을 포함한다. 고유 집적 식별 특징부는 바람직하게는 연마층의 중심축으로부터 30㎜ 이하, 더욱 바람직하게는 1㎜ 내지 30㎜, 더욱 바람직하게는 2㎜ 내지 20㎜, 가장 바람직하게는 2㎜ 내지 10㎜ 연장되는 영역에 위치하고, 고유 집적 식별 특징부의 중심 색 기반 표시는 연마층의 중심축으로부터 30㎜ 이하, 바람직하게는 1㎜ 내지 30㎜, 더욱 바람직하게는 2㎜ 내지 20㎜, 가장 바람직하게는 2㎜ 내지 10㎜ 연장되는 연마층의 영역을 차지한다.
선택적으로, 화학 기계 연마 패드는 연마 표면을 갖는 연마층을 포함하고, 연마층은 실질적으로 원형 단면을 갖고, 색 기반 표시는 중심 색 기반 표시이고, 중심 색 기반 표시는 중심축으로부터 30㎜ 이하의 영역을 차지하고, 색 기반 표시는 폴리올에 화학적으로 결합한 발색단을 포함하는 반응성 중합체 착색제를 포함한 다.
색 및 비-색 기반 시각 표시의 조합을 이용함으로써 인간 관찰자(색각 장애가 있는 관찰자를 포함함)가 상이한 타입의 화학 기계 연마 패드의 식별을 촉진함에도 불구하고, 바람직하게는 고유 집적 식별 특징부의 중심 색 기반 표시만으로 화학 기계 연마 패드를 머신 감지를 목적으로 주어진 타입의 화학 기계 연마 패드로서 충분히 고유하게 식별하도록 선택된다. 본 발명에 사용하는 데 적합한 다양한 색 센서를 상업적으로 입수가능하다. 상업적으로 입수가능한 색 센서의 몇몇 예로는 뉴욕의 샐릭 피츠포드(Saelig Pittsford)로부터 입수가능한 PCS-II USB-커넥티드 퍼셉티브(PCS-II USB-Connected Perceptive) 색 센서(1ΔE 미만의 색 해상도를 갖는 최대 255개의 사용자 정의된 색을 인지하는 것으로 보고됨) 및 캐나다, 온타리오, 오크빌, JR 테크니컬 서비시즈 인크.(JR Technical Services Inc.)로부터 상업적으로 입수가능한 X-라이트®베리컬러®(X-Rite®Vericolor®) 비-접촉 색 센서(0.25ΔE의 색 해상도를 갖는 최대 50개의 활성 색에 대한 정보를 저장하는 것으로 보고됨)가 있다.
화학 기계 연마 패드는 연마 표면을 갖는 연마층을 포함하고, 연마층은 바람직하게는 실질적으로 원형 단면과 중심축을 갖는다. 고유 집적 식별 특징부는 연마층의 중심축으로부터 30㎜ 이하, 바람직하게는 1㎜ 내지 30㎜, 더욱 바람직하게는 2㎜ 내지 20㎜, 가장 바람직하게는 2㎜ 내지 10㎜의 영역에 임의로 위치한다. 바람직하게는, 고유 집적 식별 특징부는, 연마 표면에 평행하고, 연마 표면과 일치하는 실질적으로 원형 단면을 나타낸다. 실질적으로 원형 단면은 바람직하게는 연 마층의 중심축으로부터 30㎜ 이하, 더욱 바람직하게는 1㎜ 내지 30㎜, 더욱 바람직하게는 2㎜ 내지 20㎜, 가장 바람직하게는 2㎜ 내지 10㎜의 평균 반지름을 갖는다.
고유 집적 식별 특징부는, 고유 집적 식별 특징부를 포함하는 연마층의 나머지의 평균 밀도와 평균 경도에 필적하는 평균 밀도와 평균 경도를 나타낸다. 고유 집적 식별 특징부는, 고유 집적 식별 특징부를 포함하는 연마층의 나머지의 평균 밀도의 ±10%; 바람직하게는 ±5%; 더욱 바람직하게는 ±2%; 더욱 바람직하게는 ±1% 내의 평균 밀도를 임의로 갖는다. 고유 집적 식별 특징부는, 바람직하게는 (a) 고유 집적 식별 특징부를 포함하는 연마층의 나머지의 평균 밀도의 ±10%; 바람직하게는 ±5%; 더욱 바람직하게는 ±2%; 더욱 바람직하게는 ±1% 내의 평균 밀도 및 (b) 고유 집적 식별 특징부를 포함하는 연마층의 나머지의 평균 쇼어(Shore) D 경도의 ±10%; 바람직하게는 ±5%; 더욱 바람직하게는 ±2%; 더욱 바람직하게는 ±1% 내의 쇼어 D 경도를 갖는다.
고유 집적 식별 특징부는, 임의로 연마층에 도입되고, 연마층의 전체 두께를 통해 연장되는 집적 플러그로 구현된다. 집적 플러그는 높이, 상면 및 저면을 갖는 입체를 형성하고; 상면은 연마층의 연마 표면과 일치하고, 저면은 연마 표면과 평행한 연마층의 비-연마 표면과 일치한다. 바람직하게는, 집적 플러그는 상면에 평행한 단면을 나타내는데, 이는 집적 플러그의 높이에 있는 모든 지점에서 동일하다. 단면은 다각형, 륄로 다각형, 원형, 달걀 모양, 타원형, 렌즈, 활꼴, 수퍼 타원형, 손톱 모양, 사각모양 원, 4차 평면 곡선 및 심벌로부터 선택할 수 있다. 바람직하게는, 단면은 륄로 삼각형, 삼각형, 원형, 륄로 정사각형, 사각모양 원, 손 톱 모양, 정사각형 및 심벌로부터 선택한다. 바람직하게는, 집적 플러그는 직원기둥, 비-직원기둥(예를 들어, 타원기둥), 직평행 육면체(예를 들어, 직사각 프리즘) 및 다면체(예를 들어, 균일 프리즘)로부터 선택한 3차원 형상을 갖는다. 더욱 바람직하게는, 집적 플러그는 직원기둥이다.
집적 플러그는 반투명, 투명, 불투명, 또는 그 조합일 수 있다(예를 들어, 집적 플러그는 불투명한 부분과 반투명한 부분을 포함할 수 있다). 바람직하게는, 집적 플러그는 반투명, 불투명, 또는 그 조합이다. 더욱 바람직하게는, 집적 플러그는 불투명이다.
집적 플러그는 폴리(우레탄), 폴리술폰, 폴리에테르 술폰, 나일론, 폴리에테르, 폴리에스테르, 폴리스티렌, 아크릴 중합체, 폴리우레아, 폴리아미드, 폴리비닐 클로라이드, 폴리비닐 플루오라이드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부타디엔, 폴리에틸렌 이민, 폴리아크릴로니트릴, 폴리에틸렌 옥사이드, 폴리올레핀, 폴리(알킬)아크릴레이트, 폴리(알킬)메타크릴레이트, 폴리에테르 이미드, 폴리케톤, 에폭시, 실리콘, 에틸렌 프로필렌 디엔 단량체의 중합체, 단백질, 다당류, 폴리아세테이트 및 상술한 물질 중 적어도 두 물질의 조합물로부터 선택한 중합체를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 집적 플러그는 폴리(우레탄), 폴리비닐 클로라이드 또는 폴리(우레탄)과 폴리비닐 클로라이드의 조합물을 포함한다. 더욱 바람직하게는, 집적 플러그는 폴리(우레탄)을 포함한다. 더욱 바람직하게는, 집적 플러그는 폴리우레탄을 포함한다.
집적 플러그는 적어도 하나의 착색 첨가제를 임의로 더 포함한다. 집적 플 러그는 적어도 두 개의 착색 첨가제를 포함할 수 있다. 집적 플러그의 상이한 부분들은 상이한 농도의 적어도 하나의 착색 첨가제를 임의로 포함할 수 있다.
본 발명에 사용하는 데 적합한 착색 첨가제는 집적 플러그에 색을 부여할 수 있는 물질을 포함하는데, 그 물질은 화학 기계 연마 패드의 제조에 사용한 다른 물질과 양립할 수 있고, 그 물질을 포함하는 화학 기계 연마 패드를 설계하기 위한 연마 공정에 부정적인 영향을 끼치지 않는다. 바람직한 착색 첨가제는 폴리올에 화학적으로 결합한 발색단을 포함하는 반응성 중합체 착색제(예를 들어, 밀리켄 케미컬즈(Milliken Chemicals)로부터 상업적으로 입수가능한 리액틴트(Reactint)® 착색제)를 포함한다.
집적 플러그는 유동성 화학 기계 연마층 전구체 물질과 반응하는 반응성 잔기를 표면상에 임의로 포함하여, 집적 플러그가 도입된 연마층에 물리적 및 화학적으로 결합한다.
집적 플러그는 화학 기계 연마 패드에 도입하기 위한 원하는 형상으로 몰딩할 수 있다.
집적 플러그는 화학 기계 연마 패드에 도입하기 위한 원하는 형상을 제공하도록 기계가공 또는 형상화할 수 있다.
본 발명의 화학 기계 연마 패드 제조 방법은, 집적 플러그를 제공하는 단계; 몰드를 제공하는 단계; 유동성 화학 기계 연마층 전구체 물질을 제공하는 단계; 유동성 화학 기계 연마층 전구체 물질을 몰드에 도입하는 단계; 집적 플러그를 유동성 화학 기계 연마층 전구체 물질에 도입하는 단계; 유동성 화학 기계 연마층 전구 체 물질을 반응시켜 응고된 케이크를 형성하는 단계; 응고된 케이크를 복수의 개별 화학 기계 연마층으로 절단하는 단계를 포함하고, 각각의 개별 화학 기계 연마층은 연마 표면 및 적어도 두 개의 시각적으로 구별되는 표시를 나타내는 고유 집적 식별 특징부를 포함하고, 적어도 두 개의 시각적으로 구별되는 표시는 복수의 화학 기계 연마층 각각에 대하여 실질적으로 동일하고, 연마 표면은 기판을 연마하도록 구성된다. 바람직하게는, 각각의 개별 화학 기계 연마층에 포함된 집적 플러그의 일부는, 연마 표면에 평행하고, 연마 표면과 일치하는 단면을 나타내는 고유 집적 식별 특징부이고, 단면은 적어도 두 개의 시각적으로 구별되는 특성을 나타내고, 적어도 두 개의 시각적으로 구별되는 특성 중 적어도 하나는 비-색 기반 표시이고, 적어도 두 개의 시각적으로 구별되는 특성 중 적어도 하나는 색 기반 표시이고, 적어도 두 개의 시각적으로 구별되는 특성은 인간 관찰자(색각 장애가 있는 개인을 포함함)가 연마층을 포함하는 화학 기계 연마 패드를 복수의 타입의 화학 기계 연마 패드로부터 한 타입의 화학 기계 연마 패드로서 고유하게 식별하도록 선택된다. 색 기반 표시만으로 정상 색각을 가진 인간 관찰자 및 광전 색 센서 중 적어도 하나가 화학 기계 연마 패드의 타입을 고유하게 식별할 수 있도록 색 기반 표시가 임의로 선택된다. 기판은 자성 기판, 광학 기판 및 반도체 기판으로부터 선택할 수 있다. 바람직하게는, 기판은 반도체 기판이다. 더욱 바람직하게는, 기판은 반도체 웨이퍼이다.
유동성 화학 기계 연마층 전구체 물질은 폴리(우레탄), 폴리술폰, 폴리에테르 술폰, 나일론, 폴리에테르, 폴리에스테르, 폴리스티렌, 아크릴 중합체, 폴리우 레아, 폴리아미드, 폴리비닐 클로라이드, 폴리비닐 플루오라이드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부타디엔, 폴리에틸렌 이민, 폴리아크릴로니트릴, 폴리에틸렌 옥사이드, 폴리올레핀, 폴리(알킬)아크릴레이트, 폴리(알킬)메타크릴레이트, 폴리아미드, 폴리에테르 이미드, 폴리케톤, 에폭시, 실리콘, 에틸렌 프로필렌 디엔 단량체로부터 형성한 중합체, 단백질, 다당류, 폴리아세테이트 및 상술한 물질 중 적어도 두 물질의 조합물로부터 선택한 물질을 형성하도록 중합된다. 바람직하게는, 유동성 화학 기계 연마층 전구체 물질은 폴리(우레탄)을 포함하는 물질을 형성하도록 중합된다. 더욱 바람직하게는, 유동성 화학 기계 연마층 전구체 물질은 폴리우레탄을 포함하는 물질을 형성하도록 중합된다. 가장 바람직하게는, 유동성 화학 기계 연마층 전구체 물질은 폴리우레탄을 형성하도록 중합된다.
유동성 화학 기계 연마층 전구체 물질은 복수의 미소요소를 임의로 더 포함한다. 바람직하게는, 복수의 미소요소는 유동성 화학 기계 연마층 전구체 물질 내에 균일하게 분산된다. 복수의 미소요소는 포획된 기체 방울, 중공 코어 중합체 물질, 액체 충진 중공 코어 중합체 물질, 수용성 물질 및 불용성 상 물질(예를 들어, 미네랄 오일)로부터 선택할 수 있다. 바람직하게는, 복수의 미소요소는 유동성 화학 기계 연마층 전구체 물질 전체에 균일하게 분산된 중공 코어 중합체 물질을 포함한다. 더욱 바람직하게는, 복수의 미소요소는 유동성 화학 기계 연마층 전구체 물질 전체에 균일하게 분산된 아크릴로니트릴과 비닐리덴 클로라이드의 중공 코어 공중합체(예를 들어, 악조 노벨(Akzo Nobel)로부터 입수가능한 익스팬셀(Expancel)®)를 포함한다. 이러한 미소요소를 포함하는 유동성 화학 기계 연마 층 전구체 물질을 집적 플러그 주변에 붓는 것과 관련된 문제는, 외부 유동 전면상의 물질이 몰드를 채움에 따라 반응하여 점도가 증가하기 시작하여, 집적 플러그를 둘러싸는 물질 내 중합체 미소요소의 농도의 불균질성을 야기하고, 제한 영역 주변을 흐른 후 전면에서 물질의 불량 혼합을 야기한다는 점이다. 이러한 불균질성은 연마 성능에 부정적인 영향을 주는 것으로 관찰되는 결함을 최종 케이크에 야기한다. 그러나 이러한 불균질성은 먼저 유동성 전구체 물질을 몰드에 붓고난 다음 집적 플러그를 부은 물질에 삽입함으로써 방지할 수 있다는 점을 발견하였다.
별법으로, 본 발명의 화학 기계 연마 패드 제조 방법은, 구멍이 있는 응고된 케이크를 제공하는 단계; 유동성 집적 플러그 전구체 물질을 제공하는 단계; 유동성 집적 플러그 전구체 물질을 구멍에 도입하는 단계; 유동성 집적 플러그 전구체 물질을 반응시켜 케이크 내에 응고된 집적 플러그를 형성하는 단계; 응고된 케이크를 복수의 개별 화학 기계 연마층으로 절단하는 단계를 포함하고, 각각의 개별 화학 기계 연마층은 연마 표면 및 적어도 두 개의 시각적으로 구별되는 표시를 나타내는 고유 집적 식별 특징부를 포함하고, 적어도 두 개의 시각적으로 구별되는 표시는 복수의 화학 기계 연마층 각각에 대하여 실질적으로 동일하고, 연마 표면은 기판을 연마하도록 구성된다. 응고된 케이크는 유동성 집적 플러그 전구체 물질과 반응하는 반응성 잔기를 표면상에 임의로 포함하여, 응고된 집적 플러그가 도입된 연마층에 물리적 및 화학적으로 결합한다. 선택적으로, 응고된 집적 플러그는 둘 이상의 부분을 포함할 수 있는데, 각 부분은, 복수의 구멍을 케이크에 제공하고, 유동성 집적 플러그 전구체 물질로 구멍을 채우고, 집적 플러그의 응고된 부분을 형성하도록 전구체 물질을 반응시킴으로써 형성한다. 선택적으로, 각각의 응고된 부분은 상이한 색 기반 표시를 포함할 수 있다. 선택적으로, 케이크에 제공된 복수의 구멍 중 둘 이상은 교차한다. 바람직하게는, 각각의 개별 화학 기계 연마층에 포함된 집적 플러그의 부분은, 연마 표면에 평행하고, 연마 표면과 일치하는 단면을 나타내는 고유 집적 식별 특징부이고, 단면은 적어도 두 개의 시각적으로 구별되는 특성을 나타내고, 적어도 두 개의 시각적으로 구별되는 특성 중 적어도 하나는 비-색 기반 표시이고, 적어도 두 개의 시각적으로 구별되는 특성 중 적어도 하나는 색 기반 표시이고, 적어도 두 개의 시각적으로 구별되는 특성은 인간 관찰자(색각 장애가 있는 개인을 포함함)가 연마층을 포함하는 화학 기계 연마 패드를 복수의 타입의 화학 기계 연마 패드로부터 한 타입의 화학 기계 연마 패드로서 고유하게 식별하도록 선택된다. 색 기반 표시만으로 정상 색각을 가진 인간 관찰자 및 광전 색 센서 중 적어도 하나가 화학 기계 연마 패드의 타입을 고유하게 식별할 수 있도록 색 기반 표시가 임의로 선택된다. 기판은 자성 기판, 광학 기판 및 반도체 기판으로부터 선택할 수 있다. 바람직하게는, 기판은 반도체 기판이다. 더욱 바람직하게는, 기판은 반도체 웨이퍼이다.
몇몇 실시양태에서, 구멍이 있는 응고된 케이크를 제공하는 단계는, 몰드를 제공하는 단계; 유동성 화학 기계 연마층 전구체 물질을 제공하는 단계; 유동성 화학 기계 연마층 전구체 물질을 몰드에 도입하는 단계; 유동성 화학 기계 연마층 전구체 물질을 반응시켜 응고된 케이크를 형성하는 단계; 및 응고된 케이크에 구멍을 만드는 단계를 포함한다. 응고된 케이크 물질의 연마 특성을 저하시키기 않는, 응 고된 케이크에 구멍을 만드는 임의의 종래 방법을 이용할 수 있다(예를 들어, 드릴링, 다이 절단, 밀링, 레이저 절단, 나이프 절단).
몇몇 실시양태에서, 구멍이 있는 응고된 케이크를 제공하는 단계는, 몰드를 제공하는 단계; 유동성 화학 기계 연마층 전구체 물질을 제공하는 단계; 몰드 삽입물을 제공하는 단계; 유동성 화학 기계 연마층 전구체 물질을 몰드에 도입하는 단계; 몰드 삽입물을 몰드에 삽입하는 단계; 유동성 화학 기계 연마층 전구체 물질을 반응시켜 응고된 케이크를 형성하는 단계; 및 응고된 케이크로부터 몰드 삽입물을 분리하여 응고된 케이크에 구멍을 남기는 단계를 포함한다. 몰드 삽입물은 유동성 화학 기계 연마층 전구체 물질을 몰드에 도입하기 전에 몰드에 삽입할 수 있다. 바람직하게는, 몰드 삽입물은 유동성 화학 기계 연마층 전구체 물질을 몰드에 도입한 후에 몰드에 삽입할 수 있다.
자성 기판, 광학 기판 및 반도체 기판으로부터 선택한 기판의 화학 기계 연마 방법은, 플레이튼이 있는 화학 기계 연마 장치를 제공하는 단계; 자성 기판, 광학 기판 및 반도체 기판으로부터 선택한 적어도 하나의 기판을 제공하는 단계; 적어도 두 연마 공정을 제공하는 단계; 복수의 타입의 화학 기계 연마 패드를 제공하는 단계로서, 각 타입의 화학 기계 연마 패드는 상이한 연마 특성 및 각 타입의 화학 기계 연마 패드를 복수의 타입의 화학 기계 연마 패드 중 다른 타입의 화학 기계 연마 패드로부터 구별하는 고유 집적 식별 특징부를 포함하고, 고유 집적 식별 특징부는 비-연마 활성이고, 고유 집적 식별 특징부는 적어도 두 개의 시각적으로 구별되는 표시를 포함하고, 적어도 두 개의 시각적으로 구별되는 표시 중 적어도 하나는 비-색 기반 표시이고, 적어도 두 개의 시각적으로 구별되는 표시 중 적어도 하나는 색 기반 표시이고, 적어도 두 개의 시각적으로 구별되는 특성은 복수의 타입의 화학 기계 연마 패드 중 각 타입의 화학 기계 연마 패드를 관찰가능하고 고유하게 식별하도록 선택되는, 복수의 타입의 화학 기계 연마 패드를 제공하는 단계; 적어도 두 연마 레시피를 제공하는 단계로서, 각각의 연마 레시피는 적어도 두 연마 공정 중 하나에 대응하고, 각각의 연마 레시피는 사용될 화학 기계 연마 패드의 타입에 대해 적어도 두 개의 시각적으로 구별되는 표시의 식별을 포함하는, 적어도 두 연마 레시피를 제공하는 단계; 적어도 두 연마 공정으로부터 수행할 연마 공정("선택한 연마 공정") 및 대응 연마 레시피("선택한 레시피")를 선택하는 단계; 선택한 레시피에서 식별된 타입의 화학 기계 연마 패드("제1 설치된 연마 패드")를 플레이튼에 설치하는 단계; 제1 설치된 연마 패드의 고유 집적 식별 특징부를 관찰하고, 고유 집적 식별 특징부에 포함된 적어도 두 개의 시각적으로 구별되는 표시가 선택한 레시피에서 식별된 표시와 대응하는지를 검증하는 단계; 및 선택한 연마 공정을 적어도 하나의 기판상에서 수행하는 단계를 포함한다. 본 방법은, 적어도 두 연마 공정으로부터의 후속 연마 공정("후속 연마 공정") 및 대응 후속 연마 레시피("후속 레시피")를 선택하는 단계; 후속 레시피에서 식별된 타입의 화학 기계 연마 패드("후속 설치된 연마 패드")를 플레이튼에 설치하는 단계; 후속 설치된 연마 패드의 고유 집적 식별 특징부를 관찰하고, 고유 집적 식별 특징부에 포함된 적어도 두 개의 시각적으로 구별되는 표시가 후속 레시피에서 식별된 표시와 대응하는지를 검증하는 단계; 및 적어도 하나의 기판상에서 후속 연마 공정을 수행하는 단계를 임의로 더 포함할 수도 있다. 복수의 연마 공정은 단일 화학 기계 연마 장치를 사용하여 수행할 수 있는데, 복수의 연마 공정은 적어도 두 개의 상이한 타입의 화학 기계 연마 패드를 사용하여 동일한 기판상에서 수행한다(예를 들어, 주어진 반도체 기판상의 복수의 연마 공정). 복수의 연마 공정은 동일한 화학 기계 연마 장치상에서 수행할 수 있는데, 복수의 연마 공정은 상이한 기판상에서 수행하고, 적어도 두 개의 상이한 타입의 화학 기계 연마 패드를 사용한다. 또한, 복수의 화학 기계 연마 장치를 사용할 수 있다. 복수의 장치를 사용하는 경우, 각 장치는 동일한 타입의 연마 공정을 수행하는 데 사용할 수 있고, 또는 상이한 타입의 연마 공정을 수행하도록 설정할 수 있다. 바람직하게는, 기판은 반도체 기판이다. 더욱 바람직하게는, 기판은 반도체 웨이퍼이다.
자성 기판, 광학 기판 및 반도체 기판으로부터 선택한 기판의 화학 기계 연마 방법은, 플레이튼이 있는 화학 기계 연마 장치를 제공하는 단계; 자성 기판, 광학 기판 및 반도체 기판으로부터 선택한 적어도 하나의 기판을 제공하는 단계; 적어도 두 연마 공정을 제공하는 단계; 적어도 두 타입의 화학 기계 연마 패드를 제공하는 단계로서, 각 타입의 화학 기계 연마 패드는 상이한 연마 특성 및 고유 집적 식별 특징부를 포함하고, 고유 집적 식별 특징부는 비-연마 활성이고, 고유 집적 식별 특징부는 적어도 두 개의 시각적으로 구별되는 표시를 포함하고, 적어도 두 개의 시각적으로 구별되는 표시 중 적어도 하나는 비-색 기반 표시이고, 적어도 두 개의 시각적으로 구별되는 표시 중 적어도 하나는 중심 색 기반 표시이고, 적어도 두 개의 시각적으로 구별되는 특성은 복수의 타입의 화학 기계 연마 패드 중 각 타입의 화학 기계 연마 패드를 관찰가능하고 고유하게 식별하도록 선택되는, 적어도 두 타입의 화학 기계 연마 패드를 제공하는 단계; 적어도 두 연마 레시피를 제공하는 단계로서, 각각의 연마 레시피는 적어도 두 연마 공정 중 하나에 대응하고, 각각의 연마 레시피는 사용될 화학 기계 연마 패드의 타입에 대해 적어도 두 개의 시각적으로 구별되는 표시의 식별을 포함하는, 적어도 두 연마 레시피를 제공하는 단계; 중심 색 기반 표시의 식별을 포함하는 단계; 화학 기계 연마 장치를 제어하기 위한 제어 시스템을 제공하는 단계; 복수의 타입의 화학 기계 연마 패드 중 각 타입의 화학 기계 연마 패드를 위한 중심 색 기반 표시를 인지 및 구별할 수 있는 색 센서를 제공하는 단계; 수행할 연마 공정("선택한 연마 공정") 및 대응 연마 레시피("선택한 레시피")를 선택하는 단계; 선택한 레시피에서 식별된 타입의 화학 기계 연마 패드("제1 설치된 패드")를 플레이튼에 설치하는 단계; 제1 설치된 패드를 위한 중심 색 기반 표시의 색을 색 센서를 사용하여 감지하고, 제어 시스템에 색 입력을 제공하는 단계; 색 입력을 선택한 레시피에서 식별된 중심 색 기반 표시와 비교함으로써 제1 설치된 패드가 선택한 레시피에서 식별된 타입의 화학 기계 연마 패드인지를 자동으로 검증하는 단계; 및 선택한 연마 공정을 적어도 하나의 기판상에서 수행하는 단계를 포함한다. 본 방법은 인터로크(interlock)를 제공하는 단계를 임의로 더 포함할 수도 있는데, 인터로크는, 입력된 색이 선택된 레시피에서 식별된 중심 색 기반 표시와 대응하지 않는 경우, 화학 기계 연마 장치가 선택된 연마 공정을 수행하지 못하게 한다. 본 방법은, 적어도 두 연마 공정으로부터의 또 다른 연마 공정("후속 연마 공정) 및 대응 후속 연마 레시피("후속 레시피 ")를 선택하는 단계; 후속 레시피에서 식별된 타입의 화학 기계 연마 패드("후속 설치된 패드")를 인쇄판에 설치하는 단계; 후속 연마 공정을 위하여 후속 설치된 패드에 대하여 중심 색 기반 표시의 색이 후속 레시피에서 식별된 중심 색 기반 표시와 대응하는지를 센서를 사용하여 자동으로 검증하는 단계; 후속 레시피에서 식별된 타입의 화학 기계 연마 패드가 설치되는 경우 적어도 하나의 기판상에서 후속 연마 공정을 수행하는 단계를 임의로 더 포함할 수도 있다. 본 방법은, 설치된 화학 기계 연마 패드의 고유 집적 식별 특징부를 관찰하고, 고유 집적 식별 특징부에 포함된 적어도 두 개의 시각적으로 구별되는 표시가 수행할 연마 공정을 위한 레시피에서 식별된 표시와 대응하는지를 검증하는 단계; 및 설치된 화학 기계 연마 패드 타입이 수행할 연마 공정을 위한 레시피에서 식별된 타입인 경우 적어도 하나의 기판상에서 연마 공정을 수행하는 단계를 임의로 더 포함할 수도 있다. 복수의 연마 공정은 화학 기계 연마 장치를 사용하여 수행할 수도 있는데, 복수의 연마 공정은 적어도 두 개의 상이한 타입의 화학 기계 연마 패드를 사용하여 동일한 기판상에서 수행한다(예를 들어, 주어진 반도체 기판상의 복수의 연마 공정). 바람직하게는, 복수의 연마 공정은 화학 기계 연마 장치상에서 수행하는데, 복수의 연마 공정은 상이한 기판상에서 수행하고, 적어도 두 개의 상이한 타입의 화학 기계 연마 패드를 사용한다. 바람직하게는, 기판은 반도체 기판이다. 더욱 바람직하게는, 기판은 반도체 웨이퍼이다.
이제, 본 발명의 몇몇 실시양태를 다음의 실시예에서 상세하게 기술한다.
실시예
80℃로 가열한 톨루엔 디이소시아네이트 말단 폴리에테르 예비중합체 50g을 중공 코어 중합체 미소요소(즉, 익스팬셀®) 1.4g과 혼합함으로써 원기둥형 중심 색 기반 표시를 준비하였다. 이어서, 그 혼합물에 용융된 4,4'-메틸렌-비스(2-클로로아닐린) 11.9g 및 리액틴트®바이올렛(Violet)X80LT 0.13g을 첨가하였다. 이어서, 그 혼합물을 원기둥형 몰드에 붓고, 겔화 및 실온으로 냉각하였다. 이어서, 원기둥형 중심 색 기반 표시를 몰드로부터 제거하였다. 이어서, 케이크가 여전히 유동성인 동안에 툴루엔 디이소시아네이트 말단 폴리에테르 예비중합체, 중공 코어 중합체 미소요소 및 4,4'-메틸렌-비스(2-클로로아닐린)의 혼합물을 포함하는 케이크에 원기둥형 중심 색 기반 표시를 삽입하였다. 이어서, 케이크를 경화시켰다. 이어서, 경화된 케이크를 복수의 연마층으로 얇게 잘랐고, 각각의 연마층은 원형 단면을 갖는 보라색 중심 색 기반 표시를 포함한다.
도 1은 실질적으로 원형 단면을 갖는 본 발명의 화학 기계 연마층의 사시 평면/측면 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10: 연마층
11: 고유 집적 식별 특징부
12: 중심축
14: 연마 표면
15: 외주연

Claims (10)

  1. 자성 기판, 광학 기판 및 반도체 기판으로부터 선택한 기판을 연마하기 위한 화학 기계 연마 패드로서,
    기판을 연마하도록 구성된 연마 표면 및 고유 집적 식별 특징부를 구비한 연마층을 포함하고,
    고유 집적 식별 특징부는 비-연마 활성이고, 고유 집적 식별 특징부는 적어도 두 개의 시각적으로 구별되는 표시를 포함하고, 적어도 두 개의 시각적으로 구별되는 표시 중 적어도 하나는 비-색 기반 표시이고, 적어도 두 개의 시각적으로 구별되는 표시 중 하나는 색 기반 표시이고, 적어도 두 개의 시각적으로 구별되는 표시는 화학 기계 연마 패드를 복수의 타입의 화학 기계 연마 패드로부터 선택한 한 타입의 화학 기계 연마 패드로서 고유하게 식별하도록 선택되며, 고유 집적 식별 특징부는 연마 표면의 나머지와 달리 연마에 고유한 물리적 또는 화학적 효과를 나타내지 않고, 적어도 두 개의 시각적으로 구별되는 표시는 화학 기계 연마 패드의 사용 수명 동안 연마 표면 상에서 관찰가능하며,
    연마층은 기판을 연마하도록 구성된 연마 표면을 갖는 화학 기계 연마 패드.
  2. 제1항에 있어서,
    고유 집적 식별 특징부는, 연마 표면에 평행하고, 연마 표면과 일치하는 단면을 갖고, 단면은 다각형, 륄로 다각형, 원형, 달걀 모양, 타원형, 렌즈, 활꼴, 수퍼 타원형, 사각모양 원, 및 4차 평면 곡선으로부터 선택하는 화학 기계 연마 패드.
  3. 제1항에 있어서,
    고유 집적 식별 특징부는 연마층의 전체 두께를 통해 연장되는 화학 기계 연마 패드.
  4. 제1항에 있어서,
    고유 집적 식별 특징부는 연마 트랙 외부에 있는 화학 기계 연마 패드.
  5. 제1항에 있어서,
    고유 집적 식별 특징부는, 고유 집적 식별 특징부를 포함하는 연마층의 나머지의 평균 밀도의 ±10% 내의 평균 밀도를 갖는 화학 기계 연마 패드.
  6. 제1항에 있어서,
    고유 집적 식별 특징부는 연마층의 나머지의 평균 밀도의 ±10% 내의 평균 밀도를 갖고, 연마층의 나머지의 평균 쇼어(Shore) D 경도의 ±10% 내의 쇼어 D 경도를 갖는 화학 기계 연마 패드.
  7. 제1항에 있어서,
    연마층은 실질적으로 원형인 단면 및 중심축을 갖고, 고유 집적 식별 특징부는 중심축으로부터 30㎜ 이하의 영역에 위치하는 화학 기계 연마 패드.
  8. 제7항에 있어서,
    색 기반 표시는 중심 색 기반 표시이고, 중심 색 기반 표시는 중심축으로부터 30㎜ 이하의 영역을 차지하고, 색 기반 표시는 폴리올에 화학적으로 결합한 발색단을 포함하는 반응성 중합체 착색제를 포함하는 화학 기계 연마 패드.
  9. 제1항의 화학 기계 연마 패드의 제조 방법으로서,
    집적 플러그를 제공하는 단계;
    몰드를 제공하는 단계;
    유동성 화학 기계 연마층 전구체 물질을 제공하는 단계;
    유동성 화학 기계 연마층 전구체 물질을 몰드에 도입하는 단계;
    집적 플러그를 유동성 화학 기계 연마층 전구체 물질에 도입하는 단계;
    유동성 화학 기계 연마층 전구체 물질을 반응시켜 응고된 케이크를 형성하는 단계;
    응고된 케이크를 복수의 개별 화학 기계 연마층으로 절단하는 단계
    를 포함하고,
    각각의 개별 화학 기계 연마층은 연마 표면 및 집적 플러그의 일부를 포함하고, 각각의 개별 화학 기계 연마층에 포함된 집적 플러그의 일부는, 연마 표면에 평행하고, 연마 표면과 일치하는 단면을 나타내는 고유 집적 식별 특징부이고, 단면은 적어도 두 개의 시각적으로 구별되는 표시를 나타내고, 적어도 두 개의 시각적으로 구별되는 표시 중 적어도 하나는 비-색 기반 표시이고, 적어도 두 개의 시각적으로 구별되는 표시 중 적어도 하나는 색 기반 표시이고, 적어도 두 개의 시각적으로 구별되는 표시는 인간 관찰자가 연마층을 포함하는 화학 기계 연마 패드를 복수의 타입의 화학 기계 연마 패드로부터 한 타입의 화학 기계 연마 패드로서 고유하게 식별하도록 선택되고,
    연마 표면은 기판을 연마하도록 구성된 방법.
  10. 자성 기판, 광학 기판 및 반도체 기판으로부터 선택한 기판의 화학 기계 연마 방법으로서,
    플레이튼이 있는 화학 기계 연마 장치를 제공하는 단계;
    자성 기판, 광학 기판 및 반도체 기판으로부터 선택한 적어도 하나의 기판을 제공하는 단계;
    적어도 두 연마 공정을 제공하는 단계;
    복수의 타입의 화학 기계 연마 패드를 제공하는 단계로서, 각 타입의 화학 기계 연마 패드는 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 화학 기계 연마 패드인, 복수의 타입의 화학 기계 연마 패드를 제공하는 단계;
    적어도 두 연마 레시피를 제공하는 단계로서, 각각의 연마 레시피는 적어도 두 연마 공정 중 하나에 대응하고, 각각의 연마 레시피는 사용될 화학 기계 연마 패드의 타입에 대해 적어도 두 개의 시각적으로 구별되는 표시의 식별을 포함하는, 적어도 두 연마 레시피를 제공하는 단계;
    적어도 두 연마 공정으로부터 수행할 연마 공정 및 대응 연마 레시피를 선택하는 단계;
    선택한 레시피에서 식별된 타입의 화학 기계 연마 패드를 플레이튼에 설치하는 단계;
    설치된 화학 기계 연마 패드의 고유 집적 식별 특징부를 관찰하고, 고유 집적 식별 특징부에 포함된 적어도 두 개의 시각적으로 구별되는 표시가 선택한 레시피에서 식별된 표시와 대응하는지를 검증하는 단계; 및
    선택한 연마 공정을 적어도 하나의 기판상에서 수행하는 단계
    를 포함하는 방법.
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