KR20060048061A - 화학 기계 연마용 패드 - Google Patents

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KR20060048061A
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고우지 가와하라
고우 하세가와
후지오 사꾸라이
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제이에스알 가부시끼가이샤
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Abstract

본 발명은 금속막의 연마나 절연막의 연마에 바람직하게 적응할 수 있고, 평탄한 연마면이 얻어짐과 동시에, 슬러리 제거가 효율적으로 행해지며, 충분한 수명을 가지고, 높은 연마 속도를 제공할 수 있으며, 스크래치 저감 효과를 갖는 화학 기계 연마용 패드를 제공한다.
본 발명의 연마 패드는 연마면상에 홈을 갖고, 상기 홈은 연마면의 중심부에서 주변부로 향하는 1개의 가상 직선과 홈이 복수회 교차하도록 연마면상에 설치되어 있으며, 홈 폭이 0.1 내지 1.5 mm의 범위에 있고, 홈 깊이가 0.9 내지 9.8 mm의 범위에 있으며, 상기 가상 직선과 교차하는 인접 교차점간의 최소 거리가 0.3 내지 2.0 mm의 범위에 있으며, 이 연마 패드의 두께에 대한 상기 깊이의 비가 1/7 내지 1/1.1의 범위에 있는 것을 특징으로 한다.
화학 기계 연마용 패드, 금속막, 절연막

Description

화학 기계 연마용 패드{Chemical Mechanical Polishing Pad}
[문헌 1] 일본 특허 공개(평)11-70463호 공보
[문헌 2] 일본 특허 공개(평)8-216029호 공보
[문헌 3] 일본 특허 공개(평)8-39423호 공보
본 발명은 화학 기계 연마용 패드에 관한 것이다.
반도체 장치의 제조에서 우수한 평탄성을 갖는 표면을 형성할 수 있는 연마 방법으로서, 화학 기계 연마(Chemical Mechanical Polishing="CMP")가 주목받고 있다. 화학 기계 연마는 연마 패드와 피연마면을 접동시키면서, 화학 기계 연마용 패드 표면에 화학 기계 연마용 수계 분산체, 예를 들면 지립(砥粒)이 분산된 수계 분산체를 유하시켜 연마를 행하는 기술이다. 이 화학 기계 연마에서는 연마 패드의 성상 및 특성 등에 의해 연마 결과가 크게 좌우되는 것으로 알려져 있다.
종래, 화학 기계 연마에서는 미세한 기포를 함유하는 폴리우레탄폼을 연마 패드로서 사용하고, 이 수지의 표면에 개구된 구멍(이하, "세공"이라 함)에 슬러리를 유지시켜 연마를 행한다. 이 때, 화학 기계 연마용 패드 표면의 연마면에 홈을 설치하면 연마 속도 및 연마 결과가 향상된다는 것이 알려져 있다 (일본 특허 공개 (평)11-70463호 공보, 일본 특허 공개 (평)8-216029호 공보 및 일본 특허 공개 (평)8-39423호 공보 참조).
그러나 최근 반도체 장치의 고성능·소형화에 따라 배선의 미세화 및 다적층화가 진행되고 있어 화학 기계 연마 및 화학 기계 연마용 패드에 대한 요구 성능이 높아지고 있다. 상기 일본 특허 공개 (평)11-70463호 공보에는 화학 연마용 패드의 디자인이 상세히 기재되어 있지만, 연마 속도 및 연마 후 피연마면의 상태는 아직 만족스럽지 못하다. 특히, 긁혀서 손상된 상태의 표면 결함(이하, "스크래치"라 함)이 발생하는 경우가 있어 개선이 요망되고 있다.
또한, 통상 피연마물의 화학 기계 연마를 연속하여 행하면 연마 속도가 서서히 저하되며, 피연마면의 표면 상태도 악화되기 때문에, 일정 수의 피연마물을 화학 기계 연마할 때마다 인터벌 드레싱(interval dressing)을 행할 필요가 있다. 즉, 화학 기계 연마 공정을 중단하고, 패드 표면의 퇴적물을 제거하는 것 등을 행하고 추가로 패드 표면을 재생하기 위해, 다이아몬드 절삭기 등의 드레서에 의해 소위 "날을 세우는 공정(toothing)"을 행할 필요가 있다. 종래 알려져 있는 화학 기계 연마용 패드에서는, 이 인터벌 드레싱이 1 내지 5 장을 연마할 때마다 필요하며, 제품의 수율상 문제가 있었다. 또한, 빈번한 인터벌 드레싱이 필요하기 때문에 화학 기계 연마용 패드의 수명도 짧았다.
본 발명의 목적은 금속막의 연마나 절연막의 연마에 바람직하게 적응할 수 있고, 평탄한 연마면이 얻어짐과 동시에 슬러리의 제거가 효율적으로 행해져 충분한 수명을 갖고, 높은 연마 속도를 제공할 수 있으며, 스크래치 저감 효과를 갖는 화학 기계 연마용 패드를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 다른 목적 및 이점은 이하의 설명으로부터 명백하게 될 것이다.
본 발명에 의하면, 본 발명의 상기 목적 및 이점은 연마면상에 1개 또는 복수개의 홈을 갖고, 상기 홈은 연마면의 중심부에서 주변부로 향하는 1개의 가상 직선과 홈이 복수회 교차하도록 연마면상에 설치되어 있고, 홈 폭이 0.1 내지 1.5 mm의 범위에 있으며, 홈 깊이가 0.9 내지 9.8 mm의 범위에 있고, 상기 가상 직선과 교차하는 인접 교차점간의 최소 거리가 0.3 내지 4.0 mm의 범위에 있으며, 이 연마 패드의 두께에 대한 상기 홈 깊이의 비가 1/7 내지 1/1.1의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 연마 패드에 의해 달성된다.
<발명을 실시하기 위한 최선의 형태>
상기 홈은 화학 기계 연마용 패드의 연마면에 개구한다. 이 홈은 연마시에 공급되는 슬러리를 유지하고, 슬러리를 연마면에 보다 균일하게 분배하는 기능을 갖는다. 또한 연마에 의해 발생된 마모 잔여물이나 사용 종료 슬러리 등의 폐기물을 일시적으로 체류시키고, 이 폐기물을 외부로 배출시키기 위한 배출 경로로서의 기능을 갖는다.
이 홈의 연마면상에서의 형상은 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, 연마면의 중심부에서 주변부를 향해서 점차 확대되는 1개 이상, 예를 들면 1개 또는 2 개의 나선, 또는 상호 교차하지 않으며 동심상으로 배치된 복수개의 환 또는 다각형일 수 있다. 환상 홈은, 예를 들면 원형, 타원형 등일 수 있고, 다각형 홈은 예를 들면 4각형, 5각형 이상의 다각형일 수 있다.
이들 홈은 연마면의 중심부에서 주변부로 향하는 1개의 가상 직선과 홈이 복수회 교차하도록 연마면상에 설치되어 있다. 예를 들면 홈의 형상이 상기 복수개의 환상 홈으로 이루어진 경우, 2개의 환상 홈에서는 교차점이 2개이고, 3개의 환상 홈에서는 3개가 되며, 마찬가지로 n개의 환상 홈에서는 n개가 된다. 또한, 1개의 나선의 경우에는, 나선의 감은 수(360도 감은 것이 한 번임)가 2번일 때 교차점이 2개가 되고, n번 감았을 때는 n개가 되지만, 2개의 나선의 경우에는 2번째 감기 전에 교차점의 수가 2개이고, 2번째 감았을 때 교차점이 3개일 수 있으며, n번 감았을 때는 (n+1)개일 수 있다.
복수개의 다각형상 홈으로 이루어질 때에도, 복수개의 환상 홈으로 이루어진 경우와 마찬가지이다.
복수개의 환상 홈이나 다각형상 홈으로 이루어질 때, 복수개의 환상 홈이나 다각형은 상호 교차하지 않도록 배치되며, 그 배치는 동심이든 편심이든 상관없지만, 동심인 것이 바람직하다. 복수개의 환상 홈이 복수개의 원환상 홈으로 이루어지는 것이 바람직하고, 이들의 원환상 홈이 동심에 배치되는 것이 보다 바람직하다. 원환상 홈이 동심상으로 배치되어 있는 연마 패드는 다른 것과 비교하여 상기 기능이 우수하다. 또한, 동심원상인 것에 의해 이들 기능이 더욱 우수하며, 홈의 제조도 보다 용이해진다.
또한, 홈의 폭 방향, 즉 홈 방향으로 직각 방향에서의 단면 형상은 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, 평탄한 측면과 밑면에 의해 형성된 삼면 이상의 다면 형상, U자 형상, V자 형상 등으로 할 수 있다.
홈의 폭은 0.1 내지 1.5 mm의 범위에 있고, 바람직하게는 0.1 내지 1.4 mm의 범위에 있으며, 더욱 바람직하게는 0.2 내지 1.2 mm의 범위에 있다. 폭이 0.1 mm 미만인 홈을 형성하면 슬러리의 유지력이 극단적으로 저하됨과 동시에 기술적으로 곤란해지는 경향이 있다.
또한, 홈의 깊이는 0.9 내지 9.8 mm의 범위이고, 바람직하게는 1.0 내지 7.0 mm의 범위이며, 더욱 바람직하게는 1.4 내지 4.5 mm의 범위이다. 홈의 깊이가 0.9 mm 미만이면 연마 패드의 수명이 과도하게 짧아지기 때문에 바람직하지 않다.
또한, 홈의 간격은 연마면의 중심부에서 주변부로 향하는 가상 직선과 교차하는 인접 교차점간의 최소 거리가 0.3 내지 4.0 mm이며, 또한 홈의 간격은 인접하는 홈 사이의 최소 거리가 0.3 내지 4.0 mm의 범위에 있으며, 바람직하게는 0.5 내지 3.0 mm의 범위에 있고, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 2.0 mm의 범위에 있다.
또한, 깊이/연마 패드 두께의 비는 1/7 내지 1/1.1의 범위에 있고, 바람직하게는 1/6 내지 1/1.2의 범위에 있으며, 더욱 바람직하게는 1/4 내지 1/1.3의 범위에 있다. 깊이/연마 패드 두께의 비가 1/7 미만인 경우에는 연마용 패드의 두께가 극단적으로 두껍게 되어 실제 사용이 불가능해진다. 또한, 1/1.1보다 큰 경우에는 홈과 연마용 패드의 두께가 거의 동일해지고, 홈 사이의 부분이 쓰러져서 홈을 유지할 수 없게 되는 경우가 있다.
연마면은 이들 홈 이외에, 오목부를 구비할 수 있다. 또한, 오목부로는 원형이나 다각형 등의 평면 형상으로 개구하는 오목부인 예를 들면 도트 패턴을 들 수 있다.
상기한 바와 같은 홈을 구비한 연마 패드는, 연마 패드로서의 기능을 발휘할 수 있는 것이면 어떠한 소재로부터 구성되어도 좋다. 연마 패드로서의 기능 중에서도, 특히 연마시에 슬러리를 유지하고, 연마 잔여물을 일시적으로 체류시키는 등의 기능을 갖는 세공이 연마시까지 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이 때문에, 수용성 입자와 수용성 입자가 분산된 비수용성 매트릭스를 포함하는 소재나, 공동(空洞)과 공동이 분산된 비수용성 매트릭스재를 포함하는 소재, 예를 들면 발포체 등을 구비하는 것이 바람직하다.
이 중, 수용성 입자와 수용성 입자가 분산된 비수용성 매트릭스를 포함하는 소재는 수용성 입자가 연마시에 수계 분체와 고형분을 함유하는 슬러리의 수계 매체와 접촉하고, 용해 또는 팽윤하여 이탈하며, 이탈에 의해 형성된 세공에 슬러리를 유지할 수 있다. 한편, 공동과 공동이 분산된 비수용성 매트릭스재를 포함하는 소재는 공동으로서 미리 형성되어 있는 세공에 슬러리를 유지할 수 있다.
상기 "비수용성 매트릭스"를 구성하는 재료는 특별히 한정되지 않지만, 소정의 형상 및 성상으로의 성형이 용이하고, 적절한 경도나 적절한 탄성 등을 부여할 수 있다는 점에서 유기 재료가 바람직하게 사용된다. 유기 재료로는, 예를 들면 열가소성 수지, 엘라스토머, 고무, 예를 들면 가교 고무, 및 경화 수지, 예를 들면 열경화성 수지, 광경화성 수지 등, 열, 빛 등에 의해 경화된 수지 등을 단독으로 또는 조합하여 사용할 수 있다.
이 중, 열가소성 수지로는, 예를 들면 1,2-폴리부타디엔 수지, 폴리에틸렌과 같은 폴리올레핀 수지, 폴리스티렌 수지, 폴리아크릴 수지, 예를 들면 (메트)아크릴레이트계 수지 등, 비닐에스테르 수지(아크릴 수지는 제외함), 폴리에스테르 수지, 폴리아미드 수지, 폴리불화비닐리덴과 같은 불소 수지, 폴리카르보네이트 수지, 폴리아세탈 수지 등을 들 수 있다.
엘라스토머로는, 예를 들면 1,2-폴리부타디엔과 같은 디엔 엘라스토머, 폴리올레핀 엘라스토머(TPO), 스티렌-부타디엔-스티렌 블럭 공중합체(SBS), 그의 수소 첨가 블럭 공중합체(SEBS)와 같은 스티렌계 엘라스토머, 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머(TPU), 열가소성 폴리에스테르 엘라스토머(TPEE), 폴리아미드 엘라스토머(TPAE)와 같은 열가소성 엘라스토머, 실리콘 수지 엘라스토머, 불소 수지 엘라스토머 등을 들 수 있다. 고무로는, 예를 들면 부타디엔 고무, 예를 들면 고 시스부타디엔 고무, 저 시스부타디엔 고무 등, 이소프렌 고무, 스티렌-부타디엔 고무, 스티렌-이소프렌 고무와 같은 공액 디엔 고무, 아크릴로니트릴-부타디엔 고무와 같은 니트릴 고무, 아크릴 고무, 에틸렌-프로필렌 고무, 에틸렌-프로필렌-디엔 고무와 같은 에틸렌-α-올레핀 고무 및 부틸 고무나, 실리콘 고무, 불소 고무와 같은 그 밖의 고무를 들 수 있다.
경화 수지로는, 예를 들면 우레탄 수지, 에폭시 수지, 아크릴 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 폴리우레탄-우레아 수지, 우레아 수지, 규소 수지, 페놀 수지, 비닐에스테르 수지 등을 들 수 있다.
또한, 이들 유기 재료는 산 무수물기, 카르복실기, 히드록실기, 에폭시기, 아미노기 등에 의해 변성된 것일 수도 있다. 변성에 의해 후술하는 수용성 입자나 슬러리와의 친화성을 조절할 수 있다.
이들 유기 재료는 1종만을 사용하여도 좋고, 2종 이상을 병용하여도 좋다.
또한, 이들 유기 재료는 그의 일부 또는 모두가 가교된 가교 중합체여도 좋고, 비가교 중합체여도 좋다. 따라서, 비수용성 매트릭스는 가교 중합체만을 포함하고 있어도 좋고, 가교 중합체와 비가교 중합체의 혼합물일 수도 있으며, 비가교 중합체만을 포함하여도 좋다. 그러나, 가교 중합체만을 포함하거나, 가교 중합체와 비가교 중합체의 혼합물을 포함하는 것이 바람직하다. 가교 중합체를 함유함으로써, 비수용성 매트릭스에 탄성 회복력이 부여되어 연마시에 연마 패드에 이러한 전단 응력에 의한 변위가 작아지도록 억제시킬 수 있다. 또한, 연마시 및 드레싱시에 비수용성 매트릭스가 과도하게 연장되어 소성 변형하여 세공이 메워지는 것, 추가로 연마 패드 표면에 과도하게 보풀이 이는 것 등을 효과적으로 억제시킬 수 있다. 따라서, 드레싱시에도 세공이 효율적으로 형성되고, 연마시의 슬러리 유지성의 저하를 방지할 수 있으며, 보풀이 적게 일어 연마 평탄성이 저해되지 않는다. 또한, 상기 가교를 행하는 방법은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 유기 과산화물, 황, 황 화합물 등을 사용한 화학 가교, 전자선 조사 등에 의한 방사선 가교 등에 의해 행해질 수 있다.
이러한 가교 중합체로는, 상기 유기 재료 중에서도 가교 고무, 경화 수지, 가교된 열가소성 수지 및 가교된 엘라스토머 등을 사용할 수 있다. 또한, 이들 중 에서도, 많은 슬러리 중에 함유되어 있는 강산이나 강알칼리에 대하여 안정적이며, 흡수에 의한 연화가 적다는 점에서 가교 열가소성 수지 및(또는) 가교 엘라스토머가 바람직하다. 또한, 가교 열가소성 수지 및 가교 엘라스토머 중에서도, 유기 과산화물을 사용하여 가교된 것이 보다 바람직하며, 가교 1,2-폴리부타디엔이 특히 바람직하다.
이들 가교 중합체의 함유량은 특별히 한정되지는 않지만, 비수용성 매트릭스 전체의 바람직하게는 30 부피% 이상, 보다 바람직하게는 50 부피% 이상, 더욱 바람직하게는 70 부피% 이상이고 100 부피%여도 좋다. 비수용성 매트릭스 중 가교 중합체의 함유량이 30 부피% 미만이면 가교 중합체를 함유하는 효과를 충분히 발휘시킬 수 없는 경우가 있다.
가교 중합체를 함유하는 비수용성 매트릭스는, JIS K 6251에 준하여 비수용성 매트릭스를 포함하는 시험편을 80 ℃에서 파단시킨 경우, 파단 후에 잔류하는 신도(이하, 간단히 "파단 잔류 신도"라 함)를 100 % 이하로 할 수 있다. 즉, 파단한 후의 표선간 합계 거리가 파단전의 표선간 거리의 2배 이하가 된다. 이 파단 잔류 신도는 바람직하게는 30 % 이하, 더욱 바람직하게는 10 % 이하, 특히 바람직하게는 5 % 이하이다. 파단 잔류 신도가 100 %를 초과하면 연마시 및 면 갱신시에 연마 패드 표면에서 긁혀지거나 연장된 미세편이 세공을 막기 쉬워지는 경향이 있어 바람직하지 않다. 이 "파단 잔류 신도"란, JIS K 6251 "가황 고무의 인장 시험 방법"에 준하여, 시험편 형상 덤벨상 3호형, 인장 속도 500 mm/분, 시험 온도 80 ℃의 인장 시험에서 시험편을 파단시킨 경우, 파단하여 분할된 시험편 각각의 표선 으로부터 파단부까지의 합계 거리에서 시험전의 표선간 거리를 뺀 신도이다. 또한, 실제 연마에서는 접동에 의해 열이 발생되기 때문에 80 ℃의 온도에서 시험한다.
상기 "수용성 입자"는, 연마 패드 중에서 수계 분산체인 슬러리와 접촉함으로써 비수용성 매트릭스로부터 이탈하는 입자이다. 이러한 이탈은 슬러리 중에 함유된 물 등과의 접촉에 의해 용해함으로써 발생하여도 좋고, 물 등을 함유하여 팽윤하고, 겔상이 됨으로써 발생하는 것이어도 좋다. 또한, 이러한 용해 또는 팽윤은 물에 의한 것뿐만 아니라, 메탄올 등의 알코올계 용제를 함유하는 수계 혼합 매체와의 접촉에 의한 것이어도 좋다.
이 수용성 입자는, 세공을 형성하는 효과 이외에도, 연마 패드 중에서 연마 패드의 압입 경도를 크게하는 효과를 갖는다. 예를 들면, 수용성 입자를 함유함으로써 본 발명의 연마 패드의 쇼어 D 경도를 바람직하게는 35 내지 100, 보다 바람직하게는 40 내지 90, 더욱 바람직하게는 45 내지 85로 만들 수 있다. 쇼어 D 경도가 35를 초과하면 피연마체에 부하할 수 있는 압력을 높일 수 있고, 이에 따라 연마 속도를 향상시킬 수 있다. 또한 추가로, 높은 연마 평탄성이 얻어진다. 따라서, 이 수용성 입자는 연마 패드에서 충분한 압입 경도를 확보할 수 있는 중실체(中實體)인 것이 특히 바람직하다.
이 수용성 입자를 구성하는 재료는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 유기 수용성 입자 및 무기 수용성 입자를 들 수 있다. 유기 수용성 입자의 소재로는, 예를 들면 당류, 예를 들면 전분, 덱스트린 및 시클로덱스트린과 같은 다당류, 젖 당, 마니톨 등, 셀룰로오스류, 예를 들면 히드록시프로필셀룰로오스, 메틸셀룰로오스 등, 단백질, 폴리비닐 알코올, 폴리비닐피롤리돈, 폴리아크릴산, 폴리에틸렌옥시드, 수용성 감광성 수지, 술폰화폴리이소프렌, 술폰화폴리이소프렌 공중합체 등을 들 수 있다. 또한, 무기 수용성 입자의 소재로는, 예를 들면 아세트산칼륨, 질산칼륨, 탄산칼륨, 탄산수소칼륨, 염화칼륨, 브롬화칼륨, 인산칼륨, 질산마그네슘 등을 들 수 있다. 이들 수용성 입자는, 상기 각 소재를 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 또한, 소정의 소재를 포함하는 1종의 수용성 입자일 수도 있고, 다른 소재를 포함하는 2종 이상의 수용성 입자일 수도 있다.
또한, 수용성 입자의 평균 입경은 바람직하게는 0.1 내지 500 ㎛, 보다 바람직하게는 0.5 내지 100 ㎛이다. 세공의 크기는, 바람직하게는 0.1 내지 500 ㎛, 보다 바람직하게는 0.5 내지 100 ㎛이다. 수용성 입자의 평균 입경이 0.1 ㎛ 미만이면 형성되는 세공의 크기가 사용하는 지립보다 작아지기 때문에 슬러리를 충분히 유지할 수 있는 연마 패드를 얻기 어려워지는 경향이 있다. 한편, 500 ㎛를 초과하면 형성되는 세공의 크기가 너무 커져서 얻어지는 연마 패드의 기계적 강도 및 연마 속도가 저하되는 경향이 있다.
이 수용성 입자의 함유량은 비수용성 매트릭스와 수용성 입자와의 합계를 100 부피%로 한 경우, 수용성 입자는 바람직하게는 1 내지 90 부피%, 보다 바람직하게는 1 내지 60 부피%, 더욱 바람직하게는 1 내지 40 부피%이다. 수용성 입자의 함유량이 1 부피% 미만이면 얻어지는 연마 패드에서 세공이 충분히 형성되지 않고 연마 속도가 저하되는 경향이 있다. 한편, 수용성 입자를 90 부피%를 초과하여 함 유하는 경우에는, 얻어지는 연마 패드에서 연마 패드 내부에 존재하는 수용성 입자가 팽윤 또는 용해되는 것을 충분히 방지하기가 어려워지는 경향이 있고, 연마 패드의 경도 및 기계적 강도를 적정한 값으로 유지하기가 어려워진다.
또한, 수용성 입자는 연마 패드내에서 표층에 노출된 경우에만 물에 용해되고, 연마 패드 내부에서는 흡습하여 추가로 팽윤되지 않는 것이 바람직하다. 이 때문에 수용성 입자는 최외부의 적어도 일부에 흡습을 억제하는 외피를 구비할 수 있다. 이 외피는 수용성 입자에 물리적으로 흡착하고 있어도, 수용성 입자와 화학 결합하고 있어도, 추가로 이 모두에 의해 수용성 입자에 접하고 있어도 좋다. 이러한 외피를 형성하는 재료로는, 예를 들면 에폭시 수지, 폴리이미드, 폴리아미드, 폴리실리케이트 등을 들 수 있다. 또한, 이 외피는 수용성 입자의 일부에만 형성되어 있어도 충분히 상기 효과를 얻을 수 있다.
상기 비수용성 매트릭스는 수용성 입자와의 친화성 및 비수용성 매트릭스 중에서의 수용성 입자의 분산성을 제어하기 때문에, 상용화제를 함유할 수 있다. 상용화제로는, 예를 들면 산 무수물기, 카르복실기, 히드록실기, 에폭시기, 옥사졸린기 및 아미노기 등에 의해 변성된 중합체, 블럭 공중합체, 및 불규칙 공중합체, 또한 다양한 비이온계 계면활성제, 커플링제 등을 들 수 있다.
한편, 후자의 공동이 분산하여 형성된 비수용성 매트릭스재, 예를 들면 발포체 등이 구비된 연마 패드를 구성하는 비수용성 매트릭스재로는, 예를 들면 폴리우레탄, 멜라민 수지, 폴리에스테르, 폴리술폰, 폴리비닐아세테이트 등을 들 수 있다.
이들 비수용성 매트릭스재 중에 분산된 공동의 크기는, 평균값으로 바람직하게는 0.1 내지 500 ㎛, 보다 바람직하게는 0.5 내지 100 ㎛이다.
또한, 비수용성 매트릭스는 상기 상용화제 이외에도, 종래부터 슬러리에 함유되어 있는 지립, 산화제, 알칼리 금속의 수산화물, 산, pH 조절제, 계면활성제 및 스크래치 방지제 등의 1종 또는 2종 이상을 함유할 수 있다. 이에 따라 연마시에 물만을 공급하여 연마를 행하는 것도 가능해진다.
상기 지립으로는, 예를 들면 실리카, 알루미나, 세리아, 지르코니아 및 티타니아 등을 포함하는 입자를 들 수 있다. 이들은 1종 또는 2종 이상을 사용할 수 있다.
상기 산화제로는, 예를 들면 과산화수소, 과아세트산, 과벤조산, tert-부틸히드로퍼옥시드와 같은 유기 과산화물, 과망간산칼륨과 같은 과망간산 화합물, 중크롬산칼륨과 같은 중크롬산 화합물, 요오드산칼륨과 같은 할로겐산 화합물, 질산 및 질산철과 같은 질산 화합물, 과염소산과 같은 과할로겐산화합물, 과황산암모늄과 같은 과황산염, 및 헤테로폴리산 등을 들 수 있다. 이들 산화제 중에서, 분해 생성물이 무해한 과산화수소 및 유기 과산화물 이외에, 과황산암모늄과 같은 과황산염이 특히 바람직하다. 이들은 1종 또는 2종 이상을 사용할 수 있다.
상기 알칼리 금속의 수산화물로는, 예를 들면 수산화나트륨, 수산화칼륨, 수산화 루비듐 및 수산화세슘 등을 들 수 있다. 이들은 1종 또는 2종 이상을 사용할 수 있다.
상기 산으로는 유기산 및 무기산 중 어느 것도 좋다. 이 중 유기산으로는, 예를 들면 파라톨루엔술폰산, 도데실벤젠술폰산, 이소프렌술폰산, 글루콘산, 락트산, 시트르산, 주석산, 말산, 글리콜산, 말론산, 포름산, 옥살산, 숙신산, 푸마르산, 말레산 및 프탈산 등을 들 수 있다. 또한, 무기산으로는, 예를 들면 질산, 염산 및 황산 등을 들 수 있다. 이들 산은 1종 또는 2종 이상을 사용할 수 있다.
상기 계면활성제로는, 예를 들면 양이온계 계면활성제 및 음이온계 계면활성제 등을 들 수 있다. 이 중 음이온계 계면활성제로는, 예를 들면 지방산 비누, 알킬에테르카르복실산염과 같은 카르복실산염, 알킬벤젠술폰산염, 알킬나프탈렌술폰산염, α-올레핀술폰산염과 같은 술폰산염, 고급 알코올황산에스테르염, 알킬에테르황산염, 폴리옥시에틸렌 알킬페닐에테르황산염과 같은 황산 에스테르염, 알킬 인산에스테르염과 같은 인산에스테르염 등을 들 수 있다. 이들은 1종 또는 2종 이상을 사용할 수 있다.
상기 스크래치 방지제로는, 예를 들면 비페놀, 비피리딜, 2-비닐피리딘 및 4-비닐피리딘, 살리실알독심, o-페닐렌디아민 및 m-페닐렌디아민, 카테콜, o-아미노페놀, 티오 요소, N-알킬기 함유 (메트)아크릴아미드, N-아미노알킬기 함유 (메트)아크릴아미드, 7-히드록시-5-메틸-1,3,4-트리아자인돌리진, 5-메틸-1H-벤조트리아졸, 프탈라진, 멜라민 및 3-아미노-5,6-디메틸-1,2,4-트리아진 등을 들 수 있다. 이들은 1종 또는 2종 이상을 사용할 수 있다.
또한, 비수용성 매트릭스는 상기 상용화제, 상기 종래부터 슬러리에 함유되어 있는 각종 재료 이외에 충전제, 연화제, 산화 방지제, 자외선 흡수제, 대전 방지제, 윤활제, 가소제 등의 각종 첨가제를 함유할 수 있다. 이 중 충전제로는, 예 를 들면 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 탈크, 클레이와 같은 강성을 향상시키는 재료, 및 실리카, 알루미나, 세리아, 지르코니아, 산화티탄, 산화지르코늄, 이산화망간, 삼산화이망간, 탄산바륨과 같은 연마 효과를 구비한 재료 등을 사용하여도 좋다.
본 발명의 연마 패드는 연마면, 그것에 대향하는 비연마면 및 연마면과 비연마면을 한정하는 측면을 포함한다. 그 형상은 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, 원반상, 다각기둥상 등을 들 수 있다. 연마 장치에 따라 적절하게 선택하는 것이 바람직하다. 또한, 사용전의 연마 패드의 크기도 특별히 한정되지 않는다. 원반상의 연마 패드에서 직경은 예를 들면 0.5 내지 500 cm, 바람직하게는 1.0 내지 250 cm, 더욱 바람직하게는 20 내지 200 cm이고, 두께는 예를 들면 0.1 mm 초과 100 mm 이하, 바람직하게는 특히 1 내지 10 mm일 수 있다.
본 발명의 연마 패드의 제조 방법은 특별히 한정되지 않고, 연마 패드가 갖는 홈의 형성 방법도 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, 미리 연마 패드가 되는 연마 패드용 조성물을 준비하고, 이 조성물을 원하는 형태의 개형으로 성형한 후, 절삭 가공에 의해 홈을 형성할 수 있다. 또한, 홈이 되는 패턴이 형성된 금형을 사용하여 연마 패드용 조성물을 금형 성형함으로써, 연마 패드의 개형과 함께 홈을 동시에 형성할 수 있다. 또한, 금형 성형을 사용하면 용이하게 홈 내면의 표면 조도를 20 ㎛ 이하로 만들 수 있다.
또한, 연마 패드용 조성물을 얻는 방법은 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, 소정의 유기 재료 등의 필요한 재료를 혼련기 등을 사용하여 혼련함으로써 얻을 수 있다. 혼련기로는 종래부터 공지된 것을 사용할 수 있다. 예를 들면, 롤, 니이더, 벤버리 믹서, 압출기(단축, 다축) 등의 혼련기를 들 수 있다.
또한, 수용성 입자를 함유하는 연마 패드를 얻기 위한 수용성 입자를 함유하는 연마 패드용 조성물은, 예를 들면 비수용성 매트릭스, 수용성 입자 및 그 밖의 첨가제 등을 혼련하여 얻을 수 있다. 단, 통상 혼련시에는 가공하기 쉽도록 가열하여 혼련되지만, 이 때의 온도에서 수용성 입자는 고체인 것이 바람직하다. 고체이기 때문에, 비수용성 매트릭스와의 상용성의 크기에 관계없이 수용성 입자를 상기 바람직한 평균 입경으로 분산시킬 수 있다.
따라서, 사용하는 비수용성 매트릭스의 가공 온도에 의해 수용성 입자의 종류를 선택하는 것이 바람직하다.
본 발명의 화학 기계 연마용 패드는 상기한 바와 같은 패드의 비연마면측에 지지층을 구비하는 다층형 패드일 수도 있다.
상기 지지층은 화학 기계 연마용 패드를 연마면의 이면측에서 지지하는 층이다. 이 지지층의 특성은 특별히 한정되지 않지만, 패드 본체와 비교하여 보다 연질인 것이 바람직하다. 보다 연질인 지지층을 구비함으로써, 패드 본체의 두께가 얇은 경우 예를 들면, 1.0 mm 이하에서도 연마시에 패드 본체가 유리되거나, 연마층의 표면이 만곡하는 것 등을 방지할 수 있어 안정적으로 연마를 행할 수 있다. 이 지지층의 경도는, 패드 본체의 쇼어 D 경도의 90 % 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 50 내지 90 %이고, 더욱 바람직하게는 50 내지 80 %이며, 특히 50 내지 70 %가 가장 바람직하다.
또한, 지지층은 다공질체(발포체)일 수도, 비다공질체일 수도 있다. 또한, 그 평면 형상은 특별히 한정되지 않고, 연마층과 동일하거나 상이할 수 있다. 이 지지층의 평면 형상으로는, 예를 들면 원형, 다각형(사각형 등) 등을 들 수 있다. 또한, 그 두께도 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 0.1 내지 5 mm가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 2 mm로 할 수 있다.
지지층을 구성하는 재료도 특별히 한정되지 않지만, 소정의 형상 및 성상으로의 성형이 용이하고, 적절한 탄성 등을 부여할 수 있기 때문에 유기 재료를 사용하는 것이 바람직하다.
상기한 바와 같은 본 발명의 화학 기계 연마용 패드는, 평탄한 피연마면을 제공함과 동시에, 높은 연마 속도를 제공할 수 있으며, 충분한 수명을 갖는다.
본 발명의 화학 기계 연마용 패드는, 시판되고 있는 연마 장치에 장착하고, 공지된 방법에 의해 화학 기계 연마에 사용할 수 있다.
그 경우의 피연마면, 사용하는 화학 기계 연마용 수계 분산체의 종류는 관계없다.
<실시예>
이하, 실시예에 의해 본 발명을 구체적으로 설명한다.
[1] 연마 패드의 제조
<실시예 1>
가교되어 비수용성 매트릭스가 되는 1,2-폴리부타디엔(JSR(주)제, 상품명 "JSR RB830") 70 부피부와, 수용성 입자인 β-사이클로덱스트린((주)요코하마 고꾸사이 바이오 겡뀨쇼제, 상품명 "덱시펄 β-100", 평균 입경 20 ㎛) 30 부피부를 160 ℃로 온도 조정된 루더에 의해 혼련하여 백색 펠릿을 얻었다. 그 후, 유기 과산화물(닛본 유시(주)제, 상품명 "파크밀 D-40") 0.3 부피부를 배합하고, 120 ℃에서 추가로 혼련하며, 계속해서 혼합물을 금형내에서 압출시키고, 170 ℃에서 18 분간 가열하고, 가교시켜 직경 60 cm, 두께 3.0 mm 원반상의 성형체를 얻었다. 그 후, 이 성형체의 일면측에 절삭 가공기((주)가토 기까이제)를 이용하여 폭이 0.25 mm, 깊이가 1.5 mm, 피치가 2.00 mm, 인접하는 홈 사이의 최소 거리가 1.75 mm인 동심원상의 홈을 형성하였다 (홈 깊이/연마층 두께=1/2.0).
<실시예 2>
실시예 1과 동일하게 성형한 두께 3.0 mm 원반상 성형체의 일면측에 절삭 가공기((주)가토 기까이제)를 이용하여 폭이 0.25 mm, 깊이가 2.31 mm, 피치가 2.00 mm, 인접하는 홈 사이의 최소 거리가 1.75 mm인 동심원상의 홈을 형성하였다 (홈 깊이/연마층 두께=1/1.3).
<실시예 3>
실시예 1과 동일하게 성형한 두께 6.0 mm 원반상 성형체의 일면측에 절삭 가공기((주)가토 기까이제)를 이용하여 폭이 0.25 mm, 깊이가 1.5 mm, 피치가 2.25 mm, 인접하는 홈 사이의 최소 거리가 2.00 mm인 동심원상의 홈을 형성하였다 (홈 깊이/연마층 두께=1/4.0).
<실시예 4>
실시예 1과 동일하게 성형한 두께 6.0 mm 원반상 성형체의 일면측에 절삭 가공기((주)가토 기까이제)를 이용하여 폭이 1.00 mm, 깊이가 3.0 mm, 피치가 2.00 mm, 인접하는 홈 사이의 최소 거리가 1.00 mm인 동심원상의 홈을 형성하였다 (홈 깊이/연마층 두께=1/2.0).
<실시예 5>
실시예 1과 동일하게 성형한 두께 6.0 mm 원반상 성형체의 일면측에 절삭 가공기((주)가토 기까이제)를 이용하여 폭이 0.25 mm, 깊이가 4.5 mm, 피치가 2.25 mm, 인접하는 홈 사이의 최소 거리가 2.00 mm인 동심원상의 홈을 형성하였다 (홈 깊이/연마층 두께=1/1.3).
<실시예 6>
실시예 1과 동일하게 성형한 두께 9.0 mm 원반상 성형체의 일면측에 절삭 가공기((주)가토 기까이제)를 이용하여 폭이 0.25 mm, 깊이가 1.5 mm, 피치가 2.00 mm, 인접하는 홈 사이의 최소 거리가 1.75 mm인 동심원상의 홈을 형성하였다 (홈 깊이/연마층 두께=1/6.0).
<실시예 7>
실시예 1과 동일하게 성형한 두께 9.0 mm 원반상 성형체의 일면측에 절삭 가공기((주)가토 기까이제)를 이용하여 폭이 0.25 mm, 깊이가 2.25 mm, 피치가 2.00 mm, 인접하는 홈 사이의 최소 거리가 1.00 mm인 동심원상의 홈을 형성하였다 (홈 깊이/연마층 두께=1/4.0).
<실시예 8>
실시예 1과 동일하게 성형한 두께 9.0 mm 원반상 성형체의 일면측에 절삭 가공기((주)가토 기까이제)를 이용하여 폭이 0.25 mm, 깊이가 8.18 mm, 피치가 2.00 mm, 인접하는 홈 사이의 최소 거리가 1.75 mm인 동심원상의 홈을 형성하였다 (홈 깊이/연마층 두께=1/1.1).
<실시예 9>
분자의 양쪽 말단에 2개의 수산기를 갖는 수 평균 분자량 650의 폴리테트라메틸렌글리콜(미쯔비시 가가꾸(주)제, 품명 "PTMG650") 28.2 질량부와 4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트(스미까 바이엘우레탄(주)제, 품명 "스미듈 44S") 21.7 질량부를 반응 용기에 넣고, 교반하면서 90 ℃에서 3 시간 보온하여 반응시킨 후 냉각하여 양쪽 말단 이소시아네이트 예비 중합체를 얻었다.
가교제로서 3개의 수산기를 갖는 수 평균 분자량 330의 폴리프로필렌글리콜(닛본 유시(주)제, 품명 "유니올 TG330", 글리세린과 프로필렌옥시드의 부가 반응 생성물) 21.6 질량부와 폴리테트라메틸렌글리콜 "PTMG650" 6.9 질량부를 사용하고, 이것에 수용성 입자인 β-사이클로덱스트린((주)요코하마 고꾸사이 바이오 겡뀨쇼사제, 품명 "덱시펄 β-100", 평균 입경 20 ㎛) 14.5 질량부를 교반하여 분산시키고, 추가로 반응 촉진제로서 2-메틸트리에틸렌디아민(에어프로덕츠 재팬(주)제, 품명 "Me-DABCO") 0.1 질량부를 교반하여 용해시켰다. 이 혼합물을 상기 양쪽 말단 이소시아네이트 예비 중합체의 반응 용기에 첨가하였다.
또한 4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트 "스미듈 44S" 21.6 질량부를 상기 양쪽 말단 이소시아네이트 예비 중합체의 반응 용기에 첨가하고, 실온에서 2 분간 200 회전으로 교반하고, 추가로 감압 탈포하여 원료 혼합물을 얻었다.
이 원료 혼합물을 직경 60 cm, 두께 3 mm의 금형에 주입하고, 80 ℃에서 20 분간 유지하여 폴리우레탄의 중합을 행하고, 추가로 110 ℃에서 5 시간 동안 후경화를 행하여 직경 60 cm, 두께 3 mm의 연마 패드를 얻었다. 그 후, 이 성형체의 일면측에 절삭 가공기((주)가토 기까이제)를 이용하여 폭이 0.25 mm, 깊이가 1.5 mm, 피치가 2.00 mm, 인접하는 홈 사이의 최소 거리는 1.75 mm인 동심원상의 홈을 형성하였다 (홈 깊이/연마층 두께=1/2.0).
<실시예 10>
65 ℃의 온도하에 폴리에테르계 우레탄 예비 중합체인 아디프렌 L-325(유니로얄사제) 2997 g을 4,4'-메틸렌-비스(2-클로로아닐린) 768 g과 혼합한 후, 엑스판셀 511DE(엑스판셀사제) 69 g을 분산시켜 원료 혼합물을 얻었다.
이 원료 혼합물을 직경 60 cm, 두께 3.0 mm의 금형에 주입하고, 80 ℃에서 20 분간 유지하여 폴리우레탄화 반응을 행하고, 추가로 110 ℃에서 5 시간 동안 후경화를 행하여 직경 60 cm, 두께 3.0 mm 원반상의 성형체를 얻었다. 그 후, 이 성형체의 일면측에 절삭 가공기((주)가토 기까이제)를 이용하여 폭이 0.25 mm, 깊이가 1.5 mm, 피치가 2.00 mm, 인접하는 홈 사이의 최소 거리가 1.75 mm인 동심원상의 홈을 형성하였다 (홈 깊이/연마층 두께=1/2.0).
또한, 상기에서 제조한 연마 패드의 매트릭스 중에 분산된 공동의 평균 직경은 10 ㎛였다.
<실시예 11>
가교되어 비수용성 매트릭스가 되는 1,2-폴리부타디엔(JSR(주)제, 상품명 "JSR RB830") 99 부피부와, 수용성 입자인 β-사이클로덱스트린((주)요코하마 고꾸 사이 바이오 겡뀨쇼제, 상품명 "덱시펄 β-100", 평균 입경 20 ㎛) 1 부피부를 160 ℃로 온도 조정된 루더로 혼련하여 백색 펠릿을 얻었다. 그 후, 실시예 1과 동일하게 배합, 혼련, 성형하여 직경 60 cm, 두께 3.0 mm 원반상의 성형체를 얻었다. 이 성형체의 일면측에 절삭 가공기((주)가토 기까이제)를 이용하여 폭이 0.25 mm, 깊이가 1.5 mm, 피치가 2.0 mm, 인접하는 홈 사이의 최소 거리가 1.75 mm인 동심원상의 홈을 형성하였다 (홈 깊이/연마층 두께=1/2.0).
<실시예 12>
가교되어 비수용성 매트릭스가 되는 1,2-폴리부타디엔(JSR(주)제, 상품명 "JSR RB830") 90 부피부와, 수용성 입자인 β-사이클로덱스트린((주)요코하마 고꾸사이 바이오 겡뀨쇼제, 상품명 "덱시펄 β-100", 평균 입경 20 ㎛) 10 부피부를 160 ℃로 온도 조정된 루더로 혼련하여 백색 펠릿을 얻었다. 그 후, 실시예 1과 동일하게 배합, 혼련, 성형하여 직경 60 cm, 두께 3.0 mm 원반상의 성형체를 얻었다. 이 성형체의 일면측에 절삭 가공기((주)가토 기까이제)를 이용하여 폭이 0.35 mm, 깊이가 1.5 mm, 피치가 4.0 mm, 인접하는 홈 사이의 최소 거리가 3.5 mm인 동심원상의 홈을 형성하였다 (홈 깊이/연마층 두께=1/2.0).
<비교예 1>
실시예 1과 동일하게 성형한 두께 3.0 mm 원반상 성형체의 일면측에 절삭 가공기((주)가토 기까이제)를 이용하여 폭이 0.25 mm, 깊이가 2.90 mm, 피치가 2.00 mm, 인접하는 홈 사이의 최소 거리가 1.75 mm인 동심원상의 홈을 형성하였다 (홈 깊이/연마층 두께=1/1.05).
<비교예 2>
실시예 1과 동일하게 성형한 두께 3.0 mm 원반상 성형체의 일면측에 절삭 가공기((주)가토 기까이제)를 이용하여 폭이 0.25 mm, 깊이가 0.75 mm, 피치가 2.00 mm, 인접하는 홈 사이의 최소 거리는 1.75 mm인 동심원상의 홈을 형성하였다 (홈 깊이/연마층 두께=1/4.0).
<비교예 3>
실시예 1과 동일하게 성형한 두께 3.0 mm 원반상 성형체의 일면측에 절삭 가공기((주)가토 기까이제)를 이용하여 폭이 0.25 mm, 깊이가 0.38 mm, 피치가 2.00 mm, 인접하는 홈 사이의 최소 거리가 1.75 mm인 동심원상의 홈을 형성하였다 (홈 깊이/연마층 두께=1/8.0).
<비교예 4>
실시예 10과 동일하게 성형한 두께 2.0 mm 원반상 성형체의 일면측에 절삭 가공기((주)가토 기까이제)를 이용하여 폭이 0.50 mm, 깊이가 0.85 mm, 피치가 3.00 mm, 인접하는 홈 사이의 최소 거리가 2.50 mm인 동심원상의 홈을 형성하였다 (홈 깊이/연마층 두께=1/2.35).
[2] 연마 성능의 평가
(1) 인터벌 드레싱의 평가
실시예 1 내지 12 및 비교예 1 내지 4에서 얻어진 각 연마 패드를 각각 연마기((주)에바라 세이사꾸쇼제, 형식 EPO112)의 정반상에 장착하고, 정반 회전수 100 rpm, 헤드 회전수 105 rpm, 슬러리의 유량 200 ㎖/분, 연마 가중 105 hPa의 조건으 로 60 초간 8 인치 구리막 부착 웨이퍼를 연마하며, 연마 속도가 5 % 이상 변동한 시점에서의 연마 매수를 기준으로 하였다. 또한, 슬러리로서 iCue5003(캐보트·마이크로 일렉트로닉스사제)를 사용하였다. 연마 속도는 KLA-Tencor사제, 형식 "옴니맵 RS75"로 측정하였다.
(2) 화학 기계용 연마 패드 수명의 평가
상기한 연마 조건하에서, 8 인치 구리막 부착 웨이퍼를 연속하여 화학 기계 연마하였다. 여기서, 이온 교환수를 100 ㎖/분의 속도로 공급하면서, 100 메쉬의 다이아몬드를 사용한 드레서로 정반 회전수 20 rpm, 드레서 회전수 19 rpm, 드레서 가중 60 N의 조건으로 30 초간 인터벌 드레싱을 행하였다.
연마한 웨이퍼 50 장마다 연마 속도를 산출하고, 이전회까지의 연마 속도의 평균값으로부터 15 % 이상 감소된 연마 속도가 2회 연속하여 기록된 시점을 화학 기계용 연마 패드의 수명이라 하였다.
(3) 스크래치의 평가
상기한 연마 조건하에서, 8 인치 구리막 부착 웨이퍼를 연속하여 화학 기계 연마하였다. 이렇게 연마한 후의 웨이퍼를 KLA-Tencor사제, 형식 "SP1"을 사용하여 스크래치의 평가를 실시하였다. 스크래치의 평가는 웨이퍼의 피연마면 전체에 대한 것이다.
상기 평가 (1) 내지 (3)의 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
Figure 112005026783993-PAT00001
본 발명에 의하면, 평탄한 연마면이 얻어짐과 동시에 슬러리 제거가 효율적으로 행해져 충분한 수명을 갖고, 높은 연마 속도를 제공할 수 있으며, 스크래치 저감 효과를 갖는 화학 기계 연마용 패드가 제공된다. 이 화학 기계 연마용 패드를 사용함으로써, 피연마면을 높은 연마 속도로 연마하여 양호한 표면 상태를 제공하는 화학 기계 연마 방법을 실시할 수 있다.

Claims (7)

  1. 연마면상에 1개 또는 복수개의 홈을 갖고, 상기 홈은 연마면의 중심부에서 주변부로 향하는 1개의 가상 직선과 홈이 복수회 교차하도록 연마면상에 설치되어 있고, 홈 폭이 0.1 내지 1.5 mm의 범위에 있으며, 홈 깊이가 0.9 내지 9.8 mm의 범위에 있고, 상기 가상 직선과 교차하는 인접 교차점간의 최소 거리가 0.3 내지 4.0 mm의 범위에 있으며, 이 연마 패드의 두께에 대한 상기 홈 깊이의 비가 1/7 내지 1/1.1의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 연마 패드.
  2. 제1항에 있어서, 상기 홈의 연마면상에서의 형상이 연마면의 중심부에서 주변부를 향해서 점차 확대되는 1개 이상의 나선, 또는 상호 교차하지 않으며 원심상으로 배치된 복수개의 환 또는 다각형인 연마 패드.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 가교 중합체를 함유하는 비수용성 매트릭스 및 상기 비수용성 매트릭스 중에 분산된 수용성 입자를 포함하는 소재로 형성되어 있는 연마 패드.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 홈 폭이 0.2 내지 1.2 mm의 범위에 있는 연마 패드.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 홈 깊이가 1.4 내지 4.5 mm의 범위에 있는 연마 패드.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 가상 직선과 교차하는 인접 교차점간의 최소 거리가 0.5 내지 3.0 mm의 범위에 있는 연마 패드.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 연마 패드의 두께에 대한 홈 깊이의 비가 1/4 내지 1/1.3의 범위에 있는 연마 패드.
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Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110092988A1 (en) * 2002-10-29 2011-04-21 Microfabrica Inc. Microdevices for Tissue Approximation and Retention, Methods for Using, and Methods for Making
TWI455795B (zh) * 2007-10-18 2014-10-11 Iv Technologies Co Ltd 研磨墊及研磨方法
US8052507B2 (en) * 2007-11-20 2011-11-08 Praxair Technology, Inc. Damping polyurethane CMP pads with microfillers
US8398462B2 (en) 2008-02-21 2013-03-19 Chien-Min Sung CMP pads and method of creating voids in-situ therein
US9180570B2 (en) 2008-03-14 2015-11-10 Nexplanar Corporation Grooved CMP pad
TWI409137B (zh) * 2008-06-19 2013-09-21 Bestac Advanced Material Co Ltd 研磨墊及其微型結構形成方法
TWM352127U (en) * 2008-08-29 2009-03-01 Bestac Advanced Material Co Ltd Polishing pad
TWM352126U (en) * 2008-10-23 2009-03-01 Bestac Advanced Material Co Ltd Polishing pad
TWI510328B (zh) * 2010-05-03 2015-12-01 Iv Technologies Co Ltd 基底層、包括此基底層的研磨墊及研磨方法
US20120009847A1 (en) * 2010-07-06 2012-01-12 Applied Materials, Inc. Closed-loop control of cmp slurry flow
JP2012056021A (ja) * 2010-09-09 2012-03-22 Jsr Corp 化学機械研磨パッドおよびそれを用いた化学機械研磨方法
US9211628B2 (en) * 2011-01-26 2015-12-15 Nexplanar Corporation Polishing pad with concentric or approximately concentric polygon groove pattern
CN103666276A (zh) * 2012-09-25 2014-03-26 安集微电子（上海）有限公司 一种化学机械抛光液
CN104745092A (zh) * 2013-12-26 2015-07-01 安集微电子（上海）有限公司 一种应用于sti领域的化学机械抛光液及其使用方法
US9649741B2 (en) * 2014-07-07 2017-05-16 Jh Rhodes Company, Inc. Polishing material for polishing hard surfaces, media including the material, and methods of forming and using same
US9748090B2 (en) * 2015-01-22 2017-08-29 Toshiba Memory Corporation Semiconductor manufacturing apparatus and manufacturing method of semiconductor device

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5650039A (en) * 1994-03-02 1997-07-22 Applied Materials, Inc. Chemical mechanical polishing apparatus with improved slurry distribution
JPH08216029A (ja) 1995-02-07 1996-08-27 Daiki:Kk 精密研磨シート
US5921855A (en) * 1997-05-15 1999-07-13 Applied Materials, Inc. Polishing pad having a grooved pattern for use in a chemical mechanical polishing system
CN1345264A (zh) * 1999-03-30 2002-04-17 株式会社尼康 抛光盘、抛光机、抛光方法及制造半导体器件的方法
US6869343B2 (en) * 2001-12-19 2005-03-22 Toho Engineering Kabushiki Kaisha Turning tool for grooving polishing pad, apparatus and method of producing polishing pad using the tool, and polishing pad produced by using the tool
US6736709B1 (en) * 2000-05-27 2004-05-18 Rodel Holdings, Inc. Grooved polishing pads for chemical mechanical planarization
JP3925041B2 (ja) * 2000-05-31 2007-06-06 Ｊｓｒ株式会社 研磨パッド用組成物及びこれを用いた研磨パッド
US6641471B1 (en) * 2000-09-19 2003-11-04 Rodel Holdings, Inc Polishing pad having an advantageous micro-texture and methods relating thereto
TWI228768B (en) 2002-08-08 2005-03-01 Jsr Corp Processing method of polishing pad for semiconductor wafer and polishing pad for semiconductor wafer
JP4039214B2 (ja) 2002-11-05 2008-01-30 Ｊｓｒ株式会社 研磨パッド
US20040224622A1 (en) 2003-04-15 2004-11-11 Jsr Corporation Polishing pad and production method thereof
JP4292025B2 (ja) 2003-05-23 2009-07-08 Ｊｓｒ株式会社 研磨パッド
EP1561541B1 (en) 2004-02-05 2008-04-30 JSR Corporation Chemical mechanical polishing pad and polishing process

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