KR101789762B1 - 화학-기계적 평탄화 패드의 그루빙 방법 - Google Patents

화학-기계적 평탄화 패드의 그루빙 방법 Download PDF

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Abstract

화학 기계적 연마 패드의 형성 방법이 개시된다. 상기 방법은 하나 또는 그 이상의 폴리머 전구체들을 중합하고, 표면을 갖는 화학-기계적 평탄화 패드를 형성하는 단계, 그루브들 사이의 랜드들을 정의하는 상기 표면 내에 제1 폭을 가지는 그루브들을 형성하는 단계, 그리고 상기 랜드들을 상기 표면에서 제1 랜드 길이(L1)로부터 상기 표면에서 제2 랜드 길이(L2)까지 수축시키는 단계를 포함하며, 상기 제2 랜드 길이(L2)는 상기 제2 랜드 길이(L1) 보다 작고 상기 그루브들은 제2 폭(W2)을 가지며, (W1)≤(X)(W2)이고 (X)는 0.01 내지 0.75 범위의 값을 가진다.

Description

화학-기계적 평탄화 패드의 그루빙 방법{METHOD OF GROOVING A CHEMICAL-MECHANICAL PLANARIZATION PAD}
본 발명은 반도체 웨이퍼들의 화학-기계적 평탄화(chemical-mechanical planarization: CMP)에 유용한 연마 패드들 상에 그루브들(grooves)을 형성하는 방법에 관한 것이다. 개별적인 패드들은 연속적인 폴리머 매트릭스에 매립된 연마 정지점 검출 원도우(end point detection window) 또는 그리드 네트워크(grid network)를 선택적으로 포함할 수 있다.
반도체 장치들은 실리콘과 같은 평탄하고 얇은 반도체 물질로부터 형성된다. 상기 장치들과 상호 접속하는 회로들의 층들이 상기 웨이퍼 상에 증착되면, 다음의 층이 증착되기 전에 최소한의 결함들을 갖는 충분하게 평탄한 표면이 구현되도록 각 층이 연마되어야 한다. 다양한 화학적, 전기 화학적 및 화학-기계적 연마 기술들이 상기 웨이퍼들을 연마하기 위해 적용된다.
화학-기계적 평탄화(CMP)에 있어서, 폴리우레탄(polyurethane)과 같은 폴리머 물질로 만들어진 연마 패드는 상기 웨이퍼들을 연마하기 위한 슬러리(slurry)와 함께 사용될 수 있다. 상기 슬러리는 알루미늄 산화물, 세륨 산화물 또는 실리카 입자들과 같은 수용성 매체 내에 분산된 연마 입자들을 포함한다. 상기 연마 입자들은 일반적으로 20 나노미터(㎚) 내지 200 나노미터(㎚)의 범위에 있다. 표면 작용제들, 산화제들 또는 pH 조절제들과 같은 다른 제제들은 통상적으로 상기 슬러리 내에 존재한다. 상기 패드는 또한 상기 패드 및 웨이퍼에 대한 상기 슬러리의 분배와 상기 슬러리와 그로부터의 부산물의 제거를 돕도록 그루브들 또는 천공들을 갖는 바와 같이 텍스처(texture)화될 수 있다.
예를 들면, 개시된 사항들이 여기서 참조로 기재된 미국 특허 제6,656,018호에서, 슬러리의 존재에서 기판을 연마하기 위한 패드가 개시되어 있으며, 상기 슬러리는 연마 입자들과 분산제를 함유할 수 있다. 상기 패드 자체는 작업 표면과 배면 표면을 포함할 수 있다. 상기 패드는 제1 성분이 가용성 성분을 포함하고, 제2 성분이 폴리머 매트릭스 성분을 포함하는 2-성분계로부터 형성될 수 있으며, 상기 가용성 성분이 적어도 상기 작업 표면에 전체적으로 분산되고, 상기 가용성 성분은 상기 작업 표면 내에 보이드 구조(void structure)를 형성하도록 상기 슬러리 내에 용해되는 섬유상의 물질들을 포함할 수 있다.
상기 기판의 표면으로부터 물질이 원하는 양으로 제거되었을 때에 화학-기계적 평탄화(CMP) 공정을 종료하는 것이 유용하다. 일부 시스템들에 있어서, 상기 화학-기계적 평탄화(CMP) 공정은 상기 공정을 중단시키지 않고 언제 상기 기판의 표면으로부터 물질이 원하는 양으로 제거되었는지를 결정하기 위하여 지속적으로 모니터된다. 이는 통상적으로 인-시튜(in-situ) 광학적 연마 정지점 검출에 의해 이루어진다. 인-시튜 광학적 연마 정지점 검출은 광학적(또는 일부 다른) 광을 내측의 패턴으로부터 연마 패드 내의 개구나 윈도우를 통해 투영하는 것을 수반하여, 상기 광학적 광이 상기 기판의 연마된 표면으로부터 반사되고 상기 웨이퍼 표면의 평탄화 정도를 모니터하기 위해 검출기에 의해 수집된다.
본 발명의 목적은 화학-기계적 평탄화(CMP)에 유용한 화학-기계적 평탄화 패드를 형성하는 방법을 제공하는 것이다.
본 출원의 일 측면은 화학 기계적 연마 패드의 형성 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 하나 또는 그 이상의 폴리머 전구체들(polymer precursors)을 중합하는 단계 및 표면을 포함하는 화학-기계적 평탄화 패드를 형성하는 단계를 구비할 수 있다. 상기 방법은 또한 그루브들(grooves) 사이의 표면을 정의하는 랜드들(lands) 내에 그루브들을 형성하는 단계를 포함할 수 있으며, 상기 그루브들은 제1 폭(W1)을 가진다. 또한, 상기 방법은 상기 표면에서의 제1 랜드 길이(L1)로부터 상기 표면에서의 제2 랜드 길이(L2)로 상기 랜드들을 수축시키는 단계를 포함할 수 있고, 상기 표면에서의 제2 랜드 길이(L2)는 상기 제1 랜드 길이(L1) 보다 작으며, 상기 그루브들은 제2 폭(W2)을 가지고, 여기서 (W1)≤(X)(W2)이며, (X)는 0.01 내지 0.75 범위의 값이다.
본 발명의 다른 측면은 화학-기계적 평탄화 패드의 형성 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 표면을 구비하는 화학-기계적 평탄화 패드를 형성하는 방법을 포함할 수 있으며, 상기 화학-기계적 평탄화 패드는 선택된 중합 전환율(degree of conversion)까지 폴리머 전구체들을 중합하여 형성된다. 상기 방법은 또한 상기 화학-기계적 평탄화 패드의 표면 내로 하나 또는 그 이상의 그루브들을 형성하는 단계를 포함할 수 있고, 상기 그루브들은 제1 길이(W1)와 제1 깊이(D1)를 가지며 상기 그루브들 사이의 랜드들을 정의한다. 또한, 상기 방법은 상기 표면 내에 형성된 그루브들을 갖는 상기 화학-기계적 평탄화 패드를 열처리하는 단계, 중합 전환율을 증가시키는 단계 및 상기 랜드들을 수축시키는 단계를 포함할 수 있으며, 상기 그루브들은 제1 폭(W2)과 제2 깊이(D2)를 나타내고, 상기 제2 폭(W2)은 상기 제1 폭(W1) 보다 크며 상기 제2 깊이(D2)는 상기 제1 깊이(D1) 보다 크다.
전술한 본 발명의 특징들 및 기타 특징들과 이들을 수득하는 방식들은 첨부된 도면들과 함께 여기에 기재되는 다음의 실시예들에 대한 상세한 설명을 참조하여 보다 명백해지고 잘 이해될 수 있을 것이다. 첨부된 도면들에 있어서,
도 1은 연마 패드의 일예를 나타내고,
도 2는 연마 패드 내에 포함되는 매립 구조물을 나타내며,
도 3은 연마 패드의 일예의 상면도이고,
도 4는 열적 어닐링 이전의 확대한 도 3의 연마 패드의 단면도이고,
도 5는 열적 어닐링 이후의 확대한 도 3의 연마 패드의 단면도이며,
도 6은 SX1122-21의 제거율(RR)을 위해 옹스트롱/분으로 제거율(RR)을 나타내고,
도 7은 IC-1010에 대한 SX1122 패드에 관한 비교 데이터를 나타내며,
도 8은 주어진 패드 내의 3차원 구조물을 포함하는 패드의 매립 구조물 부분의 예를 나타낸다.
본 출원은 화학-기계적 평탄화(chemical-mechanical planarization: CMP) 패드 및 화학-기계적 평탄화(CMP) 패드를 형성하는 방법에 관한 것이다. 여기서의 연마 패드의 일예가 도 1에 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 상기 패드(10)는 선택적으로 다음에 보다 상세하게 설명하는 매립 구조물(embedded structure)(12)을 포함할 수 있으며, 상기 구조물은 패드 폴리머 매트릭스 내에 분산된 복수의 교차 위치들(intersection location)(14)을 정의할 수 있다. 또한, 상기 매립 구조물은 상기 매립 구조물이 존재하지 않는 하나 또는 그 이상의 윈도우 영역들(16)을 포함하도록 제공될 수 있다.
상기 폴리머 매트릭스는 이후에 기판의 연마된 표면에서 반사되는 상기 윈도우(16)를 통해 레이저나 일부 다른 광의 이용을 거쳐 광학적 연마 정지점 검출(end point detection)을 제공할 수 있는 폴리머 레진으로부터 선택될 수 있다. 이에 따라, 상기 폴리머 매트릭스는 광학적 방사선(radiation)을 포함하여 입사되는 방사선의 적어도 일부를 전달할 수 있다. 입사되는 방사선은 상기 폴리머 매트릭스의 표면에 영향을 미치는 광과 같은 방사선으로 이해될 수 있다. 상기 방사선의 적어도 1% 또는 그 이상이 1% 내지 99% 범위 내의 모든 값들과 증가분들을 포함하여 상기 패드의 두께를 통하는 바와 같이 상기 폴리머 매트릭스의 일부를 통해 전달될 수 있다.
상기 윈도우(16)는 원형, 타원형, 정방형, 직사각형, 다면체 등과 같은 임의의 원하는 기하학적 구조로 상정될 수 있다. 또한, 도 2에 예시한 바와 같이, 상기 매립 구조물은 또한 윈도우 영역(16)을 다시 포함하는 비-상호 연결 형태의 패턴(16)에 이를 수 있다. 상기 매립 구조물은 또한 임의의 형태의 패턴에 이를 수 있다.
상기 매립 구조물은 그 자체가 섬유들, 보다 상세하게는 부직포, 직물 및/또는 편물 형태의 구성으로 이루어질 수 있다. 이러한 섬유들의 네트워크는 상기 패드의 특정한 특성들을 향상시킬 수 있다. 이러한 특징들은, 예를 들면, 패드 표면 경도 및/또는 체적 탄성률 및/또는 강성률을 포함할 수 있다. 또한, 상기 섬유 네트워크는 주어진 연마 패드 제품을 위하여 요구될 수 있는 바에 따라 이러한 특징들을 다르게 향상시키도록 구성될 수 있다. 이에 따라, 여기서의 패드들은 윈도우 연마 정지점 검출 능력뿐만 아니라 연마된 반도체 웨이퍼의 보다 나은 전체적인 균일성과 국부적인 평탄성을 제공하도록 원하는 바에 따라 구성될 수 있다. 상술한 바에 부연하여, 매립 구조물을 위한 다른 유용한 물질들은 개방-세포 중합체 폼들 및 스펀지들, 중합체 필터들(예를 들면, 여과지 및 섬유상 필터들) 그리드들 및 스크린들을 포함할 수 있다. 상기 매립 구조물은 이에 따라 정의된 2차원 또는 3차원 패턴을 가질 수 있다. 상기 매립 구조물은 이에 따라 상기 구조물이 존재하지 않는 선택적인 영역을 갖는 상기 패드 내에 분산된 임의의 물질로서 이해될 수 있으며, 상기 영역은 주어진 연마 동장의 연마 정지점 검출을 위한 윈도우 위치를 정의한다. 추가적인 실시예들에 있어서, 상기 매립 구조물은 상기 패드의 몸체 전체에 분산된 입자들을 포함할 수 있다. 상기 입자들은 형성되는 네트워크를 상호 연결 또는 접촉시키거나, 상대적으로 고립될 수 있다.
이제 이해될 수 있는 바와 같이, 윈도우가 상기 패드 구조물에 일체로 되는 것으로 간주될 수 있도록 제공(즉, 단일 구성으로 된 패드)되도록 매립 구조물을 상기 패드를 형성하는 데 사용되는 상기 폴리머 매트릭스 내로 포함시킴에 의하여, 상기 패드가 형성된 후에 윈도우를 상기 패드 내로 별도로 설치하는 것과 관련된 일부 문제점들을 방지할 수 있다. 예를 들면, 패드가 윈도우를 포함하도록 제조될 때, 통상적으로 상기 패드 내에 개구부를 절단할 수 있고 투명한 부분의 물질을 설치할 수 있다. 그러나, 이는 이후에 윈도우 삽입의 단부들 주위의 부적절한 설치로 인하여 슬러리의 누출을 야기할 수 있다.
상기 매립 구조물뿐만 아니라 폴리머 물질들은, 이에 제한되는 것은 아니지만, 다양한 특정 폴리머 레진들로부터 공급될 수 있다. 예를 들면, 상기 폴리머 레진들은 폴리비닐알코올(polyvinylalcohol), 폴리아크릴레이트(polyacrylate), 폴리아크릴산들(polyacrylic acids), 하이드록시에틸셀룰로스(hydroxyethylcellulose), 하이드록시메틸셀룰로스(hydroxylmethylcellulose), 메틸셀룰로스(methylcellulose), 카르복시메틸셀룰로스(carboxymethylcellulose), 폴리에틸렌 글리콜(polyethylene glycol), 전분(starch), 말레산 공중합체(maleic acid copolymer), 다당류(polysaccharide), 펙틴(pectin), 알긴산(alginate), 폴리우레탄(polyurethane), 폴리에틸렌 산화물(polyethylene oxide), 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리에스테르(polyester), 폴리아미드(polyamide), 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리아크릴아미드(polyacrylamide), 폴리아민들(polyamines)뿐만 아니라 전술한 레진들의 임의의 공중합체들과 유도체들을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 폴리머 매트릭스가 폴리우레탄으로 형성된 경우, MDI- 또는 TDI-말단의(terminated) 폴리에스테르 혹은 폴리에스테르 프리-폴리머들(pre-polymers)과 같은 프리-폴리머들은 가교 또는 경화제(curing agent)와 결합될 수 있다. 폴리우레탄 프리-폴리머들의 예들은 켐투라(Chemtura)의 아디프렌(ADIPRENE) LF 750D, 코임(COIM)의 이무탄(IMUTHANE) APC-504 및 이들의 혼합물들로부터 공급될 수 있다. 경화제들은 비스(bis)- 또는 트리(tri)-작용기의 아민들, 4,4'-메틸렌(methylene)-비스(bis)-(오(o)-클로로아닐린(chloroaniline)) 혹은 다른 비(bi)- 또는 트리(tri)-작용기의 경화제들을 포함할 수 있다.
상기 화학-기계적 평탄화(CMP) 패드는 수많은 공정들에 의해 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 화학-기계적 평탄화 패드들은 사출 성형 또는 캐스트 성형을 이용하여 상기 패드들을 성형함에 의해 형성될 수 있다. 매립 구조물을 추가할 때, 상기 매립 구조물은 몰드를 폴리머 매트릭스로 충전하기 이전에 상기 몰드 내로 먼저 놓여질 수 있다. 상기 폴리머 물질들 및 특히 프리-폴리머들의 사용에 따라, 상기 폴리머 매트릭스는 고체 구조를 얻도록 경화될 필요가 있을 수 있다. 경화(curing)는 반응하는 상기 폴리머 매트릭스를 위해 가능한 충분한 온도들과 시간 간격 이상으로 오븐 또는 다른 가열된 환경 내에서 일어날 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 폴리머 매트릭스는 210°F(99°C)와 같이 그 범위들과 모든 값들을 포함하여 150°F 내지 250°F(65°C 내지 122°C)에서 16 시간 내지 24 시간과 같이 그 범위들과 모든 값들을 포함하여 10 시간 내지 30 시간의 시간 간격 이상으로 경화될 수 있다. 상기 화학-기계적 평탄화 패드와 특히 상기 폴리머 매트릭스는 전체적인 패드 형상의 형성에 따라 98.00% 내지 99.9% 범위 내의 범위들과 모든 값들을 포함하여 98.00% 또는 그 보다 큰 범위의 중합 전환율을 나타낼 수 있다. 상기 화학-기계적 평탄화 패드들의 표면이 형성되면, 패드들은 관련없는 표면 특성을 제거하도록 닦여질 수 있다.
도 3에 예시한 바와 같이, 여기서의 상기 패드들(10)은 적어도 하나의 표면(22) 상에 하나 또는 그 이상의 그루브들(20)을 선택적으로 포함할 수 있으며, 상기 그루브들(20)은 상기 표면(22)이나 부근에서 이들 사이에 랜드들(lands)(24)을 정의할 수 있다. 예를 들면, 상기 그루브들은 상기 패드의 작업 표면상에 형성될 수 있으며, 그 표면은 연마 또는 평탄화되는 대상에 접촉될 수 있다. 이러한 그루빙(grooving)은 전술한 바와 같은 윈도우를 기초로 하는 패드들 및/또는 심지어 이러한 윈도우 구성을 포함하지 않는 패드들에도 적용될 수 있다. 동심원형, 나선형, 양 및 음의 로그(반시계 방향 및 시계 방향) 및/또는 이들의 조합들과 같은 다양한 그루브 패턴들이 상기 패드들 상에 형성될 수 있다. 최종적인 그루브 치수들은 0.004 밀스(mils)(0.10㎛) 및 그 이상의 깊이, 0.004 밀스(0.10㎛) 및 그 이상의 폭, 그리고 0.004 밀스(0.10㎛) 및 그 이상의 피치(인접하는 그루브들의 중심으로부터 중심까지의 거리)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 여기서의 상기 패드들은 2 밀스 내지 197 밀스(50㎛ 내지 5000㎛)의 최종적인 그루브 깊이들, 2 밀스 내지 197 밀스(50㎛ 내지 5000㎛)의 최종적인 폭들 그리고 2 밀스 내지 102 밀스(50㎛ 내지 2600㎛)의 최종적인 피치를 포함할 수 있다. 이러한 값들 모두를 위하여, 본 발명이 언급된 특정한 범위들 내의 모든 값들과 증가분들을 포함하는 점을 이해할 수 있을 것이다. 특히, 여기서의 상기 그루브들의 피치는 그 범위 내의 모든 값들과 증가분들을 포함하여 59 밀스 내지 89 밀스(1500 미크론 내지 2250 미크론)의 값을 가질 수 있다.
본 발명은 상기 패드 내에서 단절되거나 진전되는 전술한 물리적 특징들 중에서 어떤 것이 원하는 상기 최종적인 치수 보다 작은 치수에서 초기에 제공될 수 있는 점을 인지한다. 상기 최종적인 치수들이 이후에 열적 처리로 인하여 상기 패드의 수축을 야기하는 것 같은 상기 패드의 치수들 내의 물리적인 변화를 야기함에 의해 상기 패드 내에서 진전될 수 있으므로, 원하는 물리적인 특징(예를 들면, 최종적인 그루브 폭 및/또는 깊이 및/또는 길이 및/또는 피치)이 이후에 제공된다.
따라서, 일 실시예에 있어서, 상기 화학-기계적 평탄화 패드의 그루빙은 그루브들을 치수들(예를 들면, 깊이, 길이, 폭, 부피 및/또는 피치를 포함하여)의 제1 세트를 갖는 상기 패드 내로 절단하는 단계와 상기 절단된 패드가 가열된 액체 또는 기체 상태의 매체 혹은 매체들에 노출시키는 단계를 포함할 수 있다. 상기 가열된 액체 또는 기체 상태의 매체에 노출됨에 따라, 상기 화학-기계적 평탄화 패드는 크기 변화를 겪을 수 있으며 이에 따라 상기 그루브들의 크기(깊이, 길이 및/또는 폭)가 변경된다. 냉각(cooling)은 이후에 이러한 크기 변화를 고정할 수 있으므로 상기 패드는 이제 효과적인 화학-기계적 평탄화 연마를 위한 최종적인 그루브 치수를 가진다. 또한, 상기 크기 변화가 상기 패드를 형성하는 데 활용되는 임의의 폴리머 전구체들의 더한 중합의 결과가 될 수 있는 점 및/또는 상기 크기 변화가 상기 패드를 형성하는 데 이용되는 성분들의 열적 수축의 결과가 될 수 있는 점을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로, 상기 패드에 대한 전체적인 형상을 제공하도록 화학-기계적 평탄화 패드의 형성 및 경화 후에, 상기 화학-기계적 평탄화 패드는 라우터들(routers), 선반 절삭 날들, 밀링 커터들(milling cutter) 또는 다른 절단 시스템들과 같은 절단 장치들을 활용하여 절단될 수 있는 점을 인식할 수 있을 것이다. 상기 패드의 전체적인 형상은 외측 직경, 두께 등과 같은 상기 패드의 외부 치수들을 포함할 수 있다. 상술한 바와 같이, 다양한 기하학적 형상들의 하나 또는 그 이상의 그루브들이 도 3에 예시한 바와 같이 십자형의 그루브들, 평행선 그루브들 또는 동심원의 일 그루브들을 을 포함하는 패드 내로 절단될 수 있다. 다른 기하학적 형상들은 또한 일부 또는 상기 전체적인 패드 표면 상부로 연장되는 나선형들, 균일하거나 불균일한 반복되는 패턴들로 이격된 V자형 무늬들, 임의의 패턴들 또는 이들의 조합을 포함하여 제공될 수 있다.
그루브의 다양한 특징들의 예가 도 3의 단면도인 도 4에 예시되어 있다. 화학-기계적 평탄화(CMP) 표면(22) 내로 절단됨에 따라, 최초의 그루브들은 일반적으로 폭(W1), 깊이(D1) 및 랜딩(L1)을 가질 수 있다. 상기 폭(W1)은 상기 그루브들이 상기 표면(22)을 가로지르는 지점에서 그루브를 정의하는 벽들 사이의 거리로서 이해될 수 있다. 상기 절단된 그루브 폭은 5 밀스 내지 10 밀스(127㎛ 내지 254㎛), 6 밀스 내지 12 밀스(152.4㎛ 내지 304.8㎛), 약 10 밀스(254㎛) 등과 같이 그 범위들과 모든 값들을 포함하여 1 밀스 내지 30 밀스(25.4㎛ 내지 762㎛)의 범위가 될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 폭은 상기 그루브 깊이(D1)를 따라 상기 그루브의 바닥을 향하여 보다 좁아지거나 보다 넓어지는 바와 같이 변화될 수 있다. 상기 절단된 그루브 깊이(D1)는 상기 그루브가 상기 표면(22)을 가로지르는 지점에서 상기 그루브의 바닥으로부터의 거리로 이해될 수 있다. 상기 그루브 깊이는 30 밀스(762㎛), 40 밀스(1016㎛), 60 밀스(1524㎛) 등과 같이 그 범위들과 모든 값들을 포함하여 10 밀스 내지 80 밀스(254㎛ 내지 2032㎛)의 범위가 될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 절단된 그루브 깊이는 전체 패드 두께의 1/3 내지 1/2 정도가 될 수 있다. 그루브 랜딩들(L1)은 상기 화학-기계적 평탄화 패드 표면(22)을 따르거나 실질적으로 평행한 인접하는 그루브들의 인접하는 벽들 사이의 거리로 이해될 수 있다. 또한, 전체적인 보이드 부피 또는 그루브 부피는 상기 화학-기계적 평탄화(CMP) 패드의 표면(22) 내의 상기 그루브들에 의해 정의될 수 있다.
상기 절단 장치는 다양한 형상들을 갖는 그루브들을 가져오는 다양한 절삭 비트(cutting bit) 기하학적 형상들을 이용하여 상기 그루브들을 절단할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 절삭 비트는 뾰족한 바닥을 갖는 "V"자 형상의 그루브를 형성하는 테이퍼진(tapered) 절단기 및/또는 축을 가질 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 상기 절삭 비트의 적어도 평탄한 절삭 표면을 가질 수 있고, 일부가 날카로운 코너들 또는 반경을 갖는 코너들을 포함하는 "U"자 형상의 그루브를 형성한다. 따라서, 상기 그루브의 바닥은 평탄하거나, 뾰족하거나 원형이거나 수많은 다른 기하학적 형상으로 상정된다.
최초의 절단된 그루부의 기하학적 형상이 상기 화학-기계적 평탄화 패드 내에 만들어지면, 상기 화학-기계적 평탄화 패드는 열처리될 수 있다. 상기 화학-기계적 평탄화 패드를 열처리하기 위하여, 상기 화학-기계적 평탄화 패드는 가열된 환경에 부분적으로 또는 완전히 함침될 수 있고 이후에 냉각된다. 가열(heating)은 경화되고 결국 크기가 축소되는 상기 화학-기계적 평탄화 패드를 위하여 충분한 온도에서와 충분한 기간 동안 일어날 수 있다. 이에 따라, 일부 실시예들에 있어서, 냉각은 상기 폴리머 매트릭스의 음의 열적 팽창(또는 수축)을 위해 가능한 충분한 속도로 일어날 수 있다. 다른 실시예들에 있어서, 냉각은 상기 열적으로 팽창된 상태에 있는 상기 화학-기계적 평탄화 패드를 급속히 냉각시키기에 충분한 속도로 일어날 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 화학-기계적 평탄화 패드는 탈-이온수 배스(bath)와 같은 액체 배스 또는 대류 오븐과 같은 오븐 내에 위치할 수 있다. 상기 배스 또는 오븐 온도는 160°F 내지 190°F(71°C 내지 88°C) 등과 같이 그 범위들과 모든 값들을 포함하여 110°F 내지 400°F(43°C 내지 205°C) 범위가 될 수 있다. 상기 패드는 16 시간 내지 90 시간과 같이 그 범위들과 모든 값들을 포함하여 10 시간 내지 120 시간과 같이 10 시간 또는 그 이상 동안 침지될 수 있다. 오븐을 활용할 때, 상기 오븐 내에 진공이 유도되거나, 불활성 기체 또는 기체 혼합물이 상기 오븐 내에 제공될 수 있다. 상기 불활성 기체들은 질소, 아르곤 등을 포함할 수 있다. 상기 화학-기계적 평탄화 패드를 가열하면서 압력이 또한 상기 화학-기계적 평탄화 패드에 인가될 수 있다. 예를 들면, 압력은 상기 액체 배스 내의 액체를 통하여, 오븐 내의 가스들을 통해 또는 프레스의 사용을 통해 상기 패드에 인가될 수 있다. 압력은 상기 가열 사이클의 전체 또는 일부 동안 유지될 수 있다. 예를 들면, 일 실시예에 있어서, 압력은 상기 가열 사이클의 말단에 또는 이를 향해 인가될 수 있다.
가열 후에, 상기 화학-기계적 평탄화 패드는 냉각될 수 있다. 냉각은 상기 화학-기계적 평탄화 패드를 가열된 환경으로부터 제거하고 주위 온도들에서 상기 화학-기계적 평탄화 패드를 저장하는 것만으로 일어날 수 있다. 다른 실시예들에 있어서, 냉각은 또한 상기 화학-기계적 평탄화 패드가 주어진 시한 동안 하나 또는 그 이상의 중간 온도(intermediate temperature)들에서 유지될 수 있는 단계들에서 일어날 수도 있다. 중간 온도는 주위 온도와 최대 가열 온도 사이의 온도로서 이해될 수 있다. 냉각은 액체 배스 또는 대류 오븐과 같은 오븐 내에서 수행될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 냉각 온도는 100°F 내지 130°F(37°C 내지 55°C) 등과 같이 그 범위들과 모든 값들을 포함하여 80°F 내지 150°F(26°C 내지 66°C) 정도의 범위가 될 수 있다. 냉각은 10 분 내지 120 분 정도의 범위 등과 같이 10분 또는 그 이상 동안 일어날 수 있다. 상기 화학-기계적 평탄화 패드는 이후에 사용이나 다른 공정까지 68°F 내지 77°F(20°C 내지 25°C) 정도의 주위 온도들에 노출될 수 있다.상기 화학-기계적 평탄화 패드들은 또한 추가적인 어닐링(annealing) 공정들이나 열적 사이클들에 노출될 수 있으며, 이는 상기 화학-기계적 평탄화 패드가 주위 온도들로 냉각이 가능하기 전이나 후에 일어날 수 있다.
상기 열처리 및 냉각 공정들 동안, 상기 화학-기계적 평탄화 패드는 수축(음의 열적 팽창)을 겪을 수 있으며, 또한 상기 화학-기계적 평탄화 패드는 잔류 폴리머 전구체들로부터 폴리머를 형성하는 더한 수축 및 유사한 수축을 겪을 수 있다. 중합이 있을 경우에 추가적인 중합 전환율은 그 범위들과 모든 값들을 포함하여 0.01% 내지 1.99% 정도의 범위와 같이 적어도 0.01% 또는 그 이상이 될 수 있다. 열처리 후에, 상기 그루브 깊이와 그루브 폭은 도 5에 예시한 바와 같이 동일한 양으로 혹은 서로 다른 양들로 확장될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 절단된 그루브(W1) 및 상기 최종적인 폭(W2)(더한 경화 및/또는 열처리에 기인하는)을 위한 최초의 폭 치수 사이의 관계는 다음과 같이 나타낼 수 있다. (W1)≤(X)(W2), 여기서 (X)의 값은 0.01의 증가분들로 0.01 내지 0.75 정도의 범위 내에 있다. 바람직하게는, 상기 (X)의 값은 0.01의 증가분들로 0.50 내지 0.75의 범위 내에 있다. 이와 유사하게, 깊이의 경우에 있어서, 상기 절단된 그루브(D1) 및 상기 최종적인 폭(D2)(경화 및/또는 열처리로 인한)을 위한 최초의 깊이 치수의 관계는 다음과 같이 나타낼 수 있다. (D1)≤(Y)(D2), 여기서 (Y)의 값은 0.01의 증가분들로 0.80 내지 0.95 정도의 범위 내에 있다. 랜드 길이의 경우, 상기 최초의 랜드 길이(L1)와 상기 최종 랜드 길이(L2)(경화 및/또는 열처리에 기안하는) 사이의 관계는 다음과 같이 나타낼 수 있다. (L1)≥(Z)(L2), 여기서 (Z)는 0.01의 증가분들로 1.1 내지 1.4 정도의 값을 가진다.
그러므로, 일예에 있어서, 상기 최초 그루브 폭(W1)은 5 밀스 내지 10 밀스(127㎛ 내지 254㎛) 정도의 범위가 될 수 있고, 열처리 후에는 10 밀스 내지 20 밀스(254㎛ 내지 508㎛) 정도의 제2 그루브 폭(W2)을 나타낼 수 있다. 상기 최초 그루브 깊이(D1)는 40 밀스(1016㎛) 정도가 될 수 있으며, 열처리 후에는 45 밀스(1143㎛) 정도의 제2 그루브 깊이(D2)를 나타낼 수 있다. 상기 최초 랜드 길이(L1)는 95 밀스 내지 120 밀스(2413㎛ 내지 3048㎛) 정도가 될 수 있고, 열처리 후에는 85 밀스 내지 90 밀스(2159㎛ 내지 2286㎛) 정도의 길이(L2)를 나타낼 수 있다. 특히, 상기 그루브와 상기 패드 표면의 교차점에서 상기 절단된 그루브 깊이(D1)가 깊어질수록 상기 최종 그루브의 폭(W2)이 넓어질 수 있는 점을 유의해야 할 것이다.
어떤 이론적인 한계에 구애되지 않고, 상기 열처리 공정은 상기 그루브들 사이의 상기 랜드들의 수축을 가져올 수 있다. 이에 따라, 그루브 치수들을 전체적으로 조절함에 의하여, 물질의 제거뿐만 아니라 상기 그루브들 사이의 상기 랜드들의 수축을 통해 상기 패드로부터 보다 적은 물질이 제거될 수 있다. 이는 절삭 날들을 보존하여 상기 화학-기계적 평탄화 패드들의 제공에서의 비용과 생산성 손실들을 감소시키며, 절삭 날의 수명을 연장시키고 그루브 시간을 감소시킨다. 일부 예들에 있어서, 특정한 최종 그루브 부피를 얻기 위하여, 상기 패드 표면으로부터 물질 부피의 50% 이하로 제거될 필요가 있음을 이해할 수 있을 것이다.
이러한 관점에서, 기준에 도 6에서 만들어지고, 508 미크론의 그루브 폭, 762 미크론의 그루브 깊이 및 2159 미크론의 피치를 갖는 SX1122-21의 제거율(removal rate)을 위해 옹스트롱/분 단위로 제거율(RR)에 예시된다. 볼 수 있는 바와 같이, IC-1010의 제거율(RR)에 비교할 때에 상대적으로 높은 제거율로 제공된 이러한 패드 특성들은 508 미크론의 그루브 폭, 762 미크론의 그루브 깊이, 2286 미크론의 피치를 가진다. 또한, 6.0% 보다 작은 비-균일성(non-uniformity: NU)을 유지하는 SX1122-21은 패드 연마를 위해 용인될 수 있는 것으로 간주될 수 있음에 유의할 것이다. 매개 변수 비-균일성(NU)에 대한 기준은 연마된 웨이퍼의 두께 변화와 관련된다.
다음으로, 롬 앤드 하스(Rohm & Haas)로부터 입수 가능한 IC-1010에 대한 앞서 언급한(2개의 패드 샘플들) SX1122 패드에 관한 다른 비교 데이터를 제공하는 도 7에 주목할 수 있다. 평가된 매개 변수들은 인접하는 0.5 미크론 도전성 트레이스(trace)에 대한 상기 패드 상의 절연 영역의 상부 사이의 거리인 "리세스(Recess) 0.5"이었다. 볼 수 있는 바와 같이, IC1010은 400 옹스트롱까지의 이러한 수직 측정을 나타내었지만, 상기 SX1122는 150-200 옹스트롱 사이의 수직 측정을 나타내었다. "침식(Erosion)"의 매개 변수도 도시되어 있으며, 이는 절연층의 원하지 않는 과도한 제거로 이해될 수 있다. 볼 수 있는 바와 같이, IC1010은 약 175 옹스트롱의 수직 측정을 가졌으나, 상기 SX1122는 약 100 옹스트롱(패드 1)의 수직 측정 또는 약 150 옹스트롱(패드 2)의 수직 측정을 나타내었다. EOE 또는 "침식 상의 단부(Edge on Erosion)"의 매개 변수는 주어진 패드의 매개 변수 상의 비-효과적인 연마 영역을 반영하는 수평 측정을 가리킨다. 볼 수 있는 바와 같이, IC1010은 약 425 옹스트롱의 EOE를 가졌지만, 상기 SX122는 약 200-225 옹스트롱의 값들을 나타내었다.
앞에서 시사한 바와 같이, 여기서의 상기 패드의 매립 구조물 부분은 도 8에 일예로서 도시된 주어진 패드를 갖는 3차원 구조물을 포함하는 것으로 이해될 수 있다. 볼 수 있는 바와 같이, 이는 복수의 접합 위치들(32)과 함께 상호 연결 폴리머 요소(30)를 포함할 수 있다. 상기 3차원 구조물 내(즉, 간극)는 특정한 중합 결합제 물질(34)(즉, 상기 폴리머 매트릭스)이 될 수 있으며, 상기 3차원 상호 연결 폴리머 요소들(30)과 결합할 때에 이는 연마 패드 기판을 제공할 수 있다. 또한, 비록 네트워크가 상대적으로 정방형이나 직사각형 기하학적 형상으로 도시되지만, 이는, 이에 한정되는 것은 아니지만, 원형, 다각형 등의 다른 유형들의 구조들이 될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
또한, 본 발명의 다른 측면은 일체로 형성된 윈도우와 함께 다중 3차원 매립 구조물 네트워크들을 사용하는 것이며, 네트워크는 동일한 패드 내의 다른 물리적 및 화학적 성질의 도메인들에 영향을 미칠 수 있다. 이에 따라, 매립 구조물 요소들(30) 및/또는 이러한 요소들의 물리적 특징들을 위해 전술한 화학적(중합) 조성물을 변경할 수 있을 것이다. 이러한 물리적인 특징들은 다음에 보다 상세하게 설명하는 바와 같이 상기 요소들(30)의 간격 및/또는 상기 매립 구조물 요소들의 전체적인 형상을 포함할 수 있다.
진전된 반도체 기술이 반도체 웨이퍼 상에 수많은 소형의 장치들의 패킹(packing)을 요구하는 점에 주목할 가치가 있다. 보다 큰 장치 밀도는 순차적으로 보다 사진 식각에서의 초점 심도의 이유들로 상기 웨이퍼에 대해 큰 정도의 국부 평탄도와 전체적인 균일성을 요구한다. 본 발명에서의 상기 3차원 구조의 네트워크 및 윈도우 구성은 이에 따라 종래의 비-네트워크계의 화학-기계적 평탄화 패드 구조들에 비해 상기 화학-기계적 평탄화 패드의 기계적 및 치수적인 안정성을 향상시킬 수 있다. 일체로 형성된 윈도우를 갖는 여기서의 상기 3차원 매립 구조물은 또한 연마 동작의 압축 및 점성 전단 응력을 보다 잘 견딜 수 있으며, 상기 패드의 표면 변형이 감소되면서 원하는 정도의 국부 평탄도 및 전체적인 균일성뿐만 아니라 낮은 웨이퍼 스크래치 결함들을 가져올 수 있다.
앞에서 시사한 바와 같이, 상기 패드 내의 실질적인 3차원 매립 구조물은 또한 특정한 화학-기계적 평탄화 응용을 위해 중합 물질들의 유형, 상호 연결 및 매립 요소들의 치수들 그리고 상기 요소들을 변경함에 의해 주문 제작될 수 있다. 또한, 이에 제한되는 것은 아니지만, 계면 활성제들, 안정화제들, 억제제들, pH 완충제들, 응고 방지제들, 킬레이트제들(chelating agents), 촉진제들 및 분산제들을 포함하는 다양한 화학 제제들이 상기 패드의 표면이나 몸체에 첨가될 수 있으므로 이들이 화학-기계적 평탄화 성능과 안정성을 향상시키도록 연마 슬러리 또는 연마 유체 내로 조절되거나 조절되지 않은 방식으로 방출될 수 있다.
본 발명의 하나의 예시적인 실시예는 분산되며 수용성(예를 들면, 폴리아크릴레이트)의 매립되고 상호 연결하는 매립된 구조물 요소들로 구성된 3차원 네트워크의 간격을 부분적으로 또는 완전히 채우는 폴리우레탄 물질을 포함한다. 상기 패드 내 및 상기 폴리머 매트릭스 내에 분산된 상호 연결 요소들은 1 미크론(예를 들면, 0.1 미크론)으로부터 약 1000 미크론 이하의 직경들을 갖는 실린더 형상을 가질 수 있으며, 인접하는 상호 연결 연접들 사이의 수평 길이로서 기재될 수 있는 것은 0.1 미크론 및 그 이상의 범위(예를 들면, 이들 사이에 그 범위들과 모든 값들을 포함하여 0.1 미크론 내지 20㎝ 범위의 수평 길이를 갖는 연접들)이다. 상호 연결 연접들 사이의 이러한 길이는 도 8에 항목 "A"로 도시되어 있다. 또한, 상호 연결 연접들 사이의 수직 거리로서 기재되는 것은 도 8에 항목 "B"로 도시되어 있고, 이는 또한 원하는 바에 따라 0.1 미크론으로부터 그 이상(예를 들면, 그 범위들과 모든 값들을 포함하여 0.1 미크론으로부터 20㎝ 범위의 이들 사이의 수직 길이를 갖는 연접들)으로 변화될 수 있다. 최종적으로, 연접들 사이의 길이로서 기재되는 것에 이 도 8에 항목 "C"로 도시되어 있으며, 이는 또한 원하는 바에 따라 0.1 미크론으로부터 그 이상(예를 들면, 그 범위들과 모든 값들을 포함하여 0.1 미크론으로부터 20㎝ 범위의 이들 사이의 깊이 거리를 갖는 연접들)으로 변화될 수 있다.
상기 3차원 매립 구조물 자체는 그 범위들과 모든 값들을 포함하여 10 밀스 내지 6000 밀스의 범위, 바람직하게는 60 밀스 내지 130 밀스 사이의 두께와 20 평방 인치 내지 4000 평방 인치 사이의, 바람직하게는 100 평방 인치 내지 1600 평방 인치 사이의 면적을 갖는 얇은 정방형 또는 원형 평판의 형태로 형성될 수 있다. 경화제와 혼합된 우레탄 프리-폴리머는 상기 매립 구조물의 간격을 채우는 데 사용될 수 있으며, 상기 합성물은 이후에 우레탄 프리-폴리머의 경화 반응을 완료하도록 오븐 내에서 경화된다. 통상적인 경화 온도는 실온으로부터 800°F까지의 범위이며, 통상적인 경화 시간은 1 시간 이내의 가능한 작은 시간으로부터 24 시간의 범위이다. 상기 결과적인 합성물은 이후에 버핑(buffing), 스키빙(skiving), 라미네이팅(laminating), 그루빙(grooving) 및 천공(perforating)과 같은 종래의 패드 변환 공정들을 이용하여 화학-기계적 평탄화 패드로 변환된다.
상기 매립 구조물은 또한 전술한 실시예에서 실린더 또는 직사각형 블록의 형태로 사용 가능하다. 이에 수반하여, 그러면 여기서의 경화제와 혼합된 우레탄 프리-폴리머로 채워진 상기 매립 구조물을 포함하는 합성물도 실린더 혹은 직사각형 블록의 형태로 경화될 수 있다. 이 경우에 있어서, 경화된 합성물 실린더 또는 블록은 변환되기 전에 개별적인 패드들을 산출하도록 먼저 스키빙될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예는 다른 두께들을 갖는 둘 또는 그 이상의 매립 구조물들을 포함하며, 상기 매립 구조물들은 그 내부에 함유되는 중합 물질의 유형들에 의해 더 서로 구별된다. 예를 들면, 각기 그 내의 모든 값들과 증가분들을 포함하여 제1 매립 구조물을 포함하는 패드의 일부는 1-20 센티미터의 두께를 가질 수 있고 제2 매립 구조물을 포함하는 패드의 제2 부분은 1-20㎝의 두께를 가질 수 있다. 동일한 화학-기계적 평탄화 패드 내의 상기 매립 구조물들은 그러면 상기 매립 구조물들의 물리적 또는 화학적 성질들의 선택된 차이로 인하여 다른 물리적 및 화학적 성질들을 갖는 다른 패드 도메인들을 정의할 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 매립 구조물은 제1 폴리머로부터 선택될 수 있고, 상기 제2 매립 구조물은 제2 폴리머로부터 선택될 수 있으며, 상기 폴리머들은 화학적인 반복 단위체 구조가 상이하다. 화학적 반복 단위체 조성물의 차이는 2개의 폴리머들이 선택될 때에 반복 단위체의 적어도 하나에서의 차이, 또는 상기 반복 단위체들 내의 원소들의 숫자의 차이로 이해될 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 및 제2 폴리머는 폴리에스테르들(polyesters), 나일론들(nylons), 셀룰로스 화합물들(cellulosics), 폴리올레핀들(polyolefins), 폴리아크릴레이트들(polyacrylates), 폴리아크릴로니트릴계 섬유들(polyacrylonitrile based fibers)과 같은 모드 아크릴 섬유들(modified acrylic fibers), 폴리우레탄들(polyurethanes) 등과 같은 폴리머들로부터 선택될 수 있다.
일예는, 제1 폴리아크릴레이트 섬유들의 네트워크에 관해 동일한 치수들을 갖는 동일한 실린더 형상의 폴리에스테르 섬유들을 포함하는 제2 매립 구조물 상에 적층되는, 10 미크론의 직경과 50 미크론 내지 150 미크론으로 서로 이격된 상대적으로 작은 실린더 형상의 가용성 폴리아크릴레이트 섬유들의 매립된 구조물을 포함하는 20 밀스 두께의 영역을 가지는 화학-기계적 평탄화 패드를 포함할 수 있다. 경화제와 혼합된 우레탄 프리-폴리머가 이후에 상기 적층된 섬유 네트워크의 간격을 채우도록 사용될 수 있고, 전체적인 합성물은 상술한 바와 같이 경화된다. 결과적인 합성물은 이후에 버핑, 스키빙, 라미네이팅, 그루빙 및 천공과 같은 종애의 패드 변환 공정들을 이용하여 화학-기계적 평탄화 패드로 변환된다. 이러한 방식으로 만들어진 상기 화학-기계적 평탄화 패드는 따라서 서로 상에 적층된 2개의 구별되는 다르지만 부착된 구조물 층들을 가진다. 화학-기계적 평탄화에 있어서, 가용성 폴리아크릴레이트 섬유상 요소들을 포함하는 상기 층은 연마 층으로서 사용될 수 있다. 상기 가용성 폴리아크릴레이트 요소들은 연마 입자들을 함유하는 수용성 슬러리에 용해될 수 있고, 상기 패드를 통한 슬러리의 균등한 분산을 위해 마이크로 크기의 채널들과 터널들을 생성하는 상기 패드 표면 상 또는 아래의 보이드 공간들을 남길 수 있다. 반면에, 상대적으로 불용성인 폴리에스테르 요소들을 함유하는 상기 층은 화학-기계적 평탄화의 기계적 안정성과 체적 패드 성질들을 유지하도록 지지층으로 적용될 수 있다.
상술한 실시예들에도 불구하고, 화학-기계적 평탄화 패드 설계 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 구조물의 네트워크를 화학-기계적 평탄화 패드에 포함시켜 예상치 않은 성질들을 수득하는 제조와 응용이 용이하게 수행될 수 있는 점과 본 발명을 기초로 하여 특정한 화학-기계적 평탄화 응용에 대한 요구들을 만족시키는 동일한 패드 내의 네트워크 물질들, 구조물들 및 중합 물질들의 다양한 유향들에 대한 동일한 개념을 이용하여 수많은 패드 설계들을 용이하게 도출할 수 있는 점을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (20)

  1. 화학-기계적 평탄화 패드의 형성 방법에 있어서,
    하나 또는 그 이상의 폴리머 전구체들을 중합하며, 표면을 갖는 화학-기계적 평탄화 패드를 형성하는 단계;
    상기 패드의 표면으로부터 물질을 제거하여, 상기 표면 내에 그루브들 및 상기 그루브들 사이의 랜드들(lands)을 형성하는 단계로서, 상기 그루브들은 제1 폭(W1)을 가지며; 및
    상기 랜드들을 상기 표면에서 제1 랜드 길이(L1)로부터 상기 표면에서 제2 랜드 길이(L2)까지 수축시키는 단계를 포함하며,
    상기 제2 랜드 길이(L2)는 상기 제1 랜드 길이(L1) 보다 작고, 상기 그루브들은 제2 폭(W2)을 가지며, (W1)≤(X)(W2)이고, (X)는 0.01 내지 0.75 범위의 값을 가지는 것이고,
    상기 랜드들을 수축시키는 단계는 상기 표면 내에 그루브들을 형성한 후에 상기 폴리머 전구체들을 더 중합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 그루브들은 제1 깊이(D1)를 가지고, 수축 후에 제2 깊이(D2)를 가지며, (D1)≤(Y)(D2)이고 (Y)는 0.80 내지 0.95 범위의 값을 가지는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 (L1)≥(Z)(L2)이고 (Z)는 1.1 내지 1.4 범위의 값을 가지는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 랜드들을 수축시키는 단계는 110°F 내지 400°F 범위의 온도에서 상기 화학-기계적 평탄화(CMP) 패드를 가열하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 랜드들을 수축시키는 단계는 80°F 내지 150°F의 온도에서 상기 화학-기계적 평탄화 패드를 냉각하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 화학-기계적 평탄화 패드는 폴리머 매트릭스 내에 적어도 하나의 매립 구조물을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 매립 구조물은 상기 폴리머 매트릭스의 적어도 일부 내에는 존재하지 않으며, 상기 화학-기계적 평탄화 패드는 상기 매립 구조물이 존재하지 않는 상기 패드의 상기 일부에 의해 정의되는 상기 패드에 일체인 윈도우를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 7 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 매립 구조물은 가용성 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 화학-기계적 평탄화 패드의 형성 방법에 있어서,
    표면을 갖는 화학-기계적 평탄화 패드를 형성하는 단계를 포함하고, 상기 화학-기계적 평탄화 패드는 선택된 중합 전환율(degree of conversion)로 폴리머 전구체들을 중합하여 형성되며;
    상기 패드의 표면으로부터 물질을 제거하여, 상기 표면 내에 하나 또는 그 이상의 그루브들 및 상기 그루브들 사이의 랜드들을 형성하는 단계로서, 상기 그루브들은 제1 폭(W1) 및 제1 깊이(D1)를 가지며; 및
    상기 표면 내에 형성된 상기 그루브들을 갖는 상기 화학-기계적 평탄화 패드를 열처리하고, 상기 중합 전환율을 상승시키고 상기 랜드들을 수축시키는 단계를 포함하며,
    상기 그루브들은 제2 폭(W2) 및 제2 깊이(D2)를 나타내고, 상기 제2 폭(W2)은 상기 제1 폭(W1)보다 크며, 상기 제2 깊이(D2)는 상기 제1 깊이(D1) 보다 큰 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 랜드들은 상기 표면에서 제1 길이(L1)를 가지고, 상기 수축 이후에 상기 표면에서 제2 길이(L2)를 가지며, 상기 랜드의 상기 제2 길이(L2)가 상기 랜드의 상기 제1 길이(L1) 보다 작고, (L1)≥(Z)(L2)이며 (Z)는 1.1 내지 1.4 범위의 값을 가지는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 10 항에 있어서, 상기 화학-기계적 평탄화 패드를 열처리하는 단계는 액체 배스 또는 오븐 내에 상기 화학-기계적 평탄화 패드를 적어도 부분적으로 함침시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제 10 항에 있어서, 상기 화학-기계적 평탄화 패드를 열처리하는 단계는 상기 패드를 110°F 내지 400°F의 범위의 온도에서 10 시간 또는 그 이상의 기간 동안 가열하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제 10 항에 있어서, 상기 화학-기계적 평탄화 패드를 열처리하는 단계는 상기 패드를 160°F 내지 190°F 범위의 온도에서 16 시간 내지 90 시간의 기간 동안 가열하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제 10 항에 있어서, 상기 화학-기계적 평탄화 패드를 열처리하는 단계는 상기 화학-기계적 평탄화 패드를 80°F 내지 150°F 범위의 중간 온도에서 10 분 또는 그 이상의 기간 동안 냉각하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제 10 항에 있어서, 상기 화학-기계적 평탄화 패드를 열처리하는 단계는 상기 화학-기계적 평탄화 패드를 100°F 내지 130°F 범위의 중간 온도에서 10 분 내지 120 분의 기간 동안 냉각하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제 10 항에 있어서, 상기 화학-기계적 평탄화 패드는 폴리머 매트릭스 내에 적어도 하나의 매립 구조물을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 매립 구조물은 상기 폴리머 매트릭스의 적어도 일부 내에는 존재하지 않으며, 상기 화학-기계적 평탄화 패드는 상기 매립 구조물이 존재하지 않는 상기 패드의 상기 일부에 의해 정의되는 상기 패드에 일체인 윈도우를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제 17 항에 있어서, 상기 매립 구조물은 하나 또는 복수의 섬유들을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제 17 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 매립 구조물은 가용성 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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