KR20060051394A - 화학 기계 연마 패드 및 화학 기계 연마 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 초기 부하: 10O g, 최대 왜곡: 0.01 ％, 주파수: 0.2 Hz의 조건하에서, 연마 기판의 30 ℃ 및 60 ℃에서의 저장 탄성률을 측정했을 경우, 30 ℃에서의 저장 탄성률 E'(30 ℃)가 120 MPa 이하이고, 30 ℃에서의 저장 탄성률 E'(30 ℃)와 60 ℃에서의 저장 탄성률 E'(60 ℃)의 비(E'(30 ℃) /E'(60 ℃))가 2.5 이상인 화학 기계 연마 패드에 관한 것이다.
본 발명의 화학 기계 연마 방법은 상기한 화학 기계 연마 패드를 사용하는 것이다.
상기 화학 기계 연마 패드는 화학 기계 연마 공정에서 피연마면의 스크래치의 발생을 억제할 수 있고 고품위의 피연마면을 제공할 수 있으며, 상기 화학 기계 연마 방법은 상기 화학 기계 연마 패드를 사용하여 고품위의 피연마면을 제공할 수 있다.
화학 기계 연마 패드, 연마 방법, 피연마면, 저장 탄성률, 다마신 배선
Description
[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
[문헌 4] 일본 특허 공개 (평)8-500622호 공보
[문헌 5] 일본 특허 공개 제2000-34416호 공보
[문헌 6] 일본 특허 공개 제2000-33552호 공보
[문헌 7] 일본 특허 공개 제2001-334455호 공보
[문헌 8] 일본 특허 공개 제2002-36097호 공보
본 발명은 화학 기계 연마 패드 및 화학 기계 연마 방법에 관한 것이다.
반도체 장치의 형성에 있어서, 실리콘 기판 또는 그 위에 배선 또는 전극이 형성된 실리콘 기판 (이하 "반도체 웨이퍼"라고 함)에 대하여, 우수한 평탄성을 갖는 표면을 형성할 수 있는 연마 방법으로서 화학 기계 연마 방법(Chemical Mechanical Polishing; 일반적으로 CMP라고 약칭됨)이 주목받고 있다. 화학 기계 연마 방법은 화학 기계 연마 패드와 피연마면을 접동시키면서 패드 표면에 화학 기계 연마용 수계 분산체 (지립(연마 입자)이 분산된 수계 분산체)를 유하시켜 연마하는 기술이다. 이 화학 기계 연마 방법에 있어서는, 화학 기계 연마 패드의 성상 및 특성에 따라 연마 결과가 크게 좌우되는 것으로 알려져 있으며, 종래부터 여러가지 화학 기계 연마 패드가 제안되어 왔다.
예를 들면, 미세한 기포를 함유하는 폴리우레탄 발포체를 화학 기계 연마 패드로서 사용하고, 이 패드 표면에 개구된 구멍 (이하, "세공"이라고 함)에 화학 기계 연마용 수계 분산체를 유지시켜 연마를 행하기 위한 화학 기계 연마 패드가 오래전부터 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) (본원에서 사용되는 "일본 특허 공개"는 "미심사된 일본 특허 출원 공개"를 의미함).
최근에는, 발포체를 사용하지 않고 세공을 형성할 수 있는 연마 패드로서, 매트릭스 수지 중에 수용성 중합체를 분산시킨 연마 패드가 개시되어 있다 (일본 특허 공개 (평)8-500622호 공보, 일본 특허 공개 제2000-34416호 공보, 일본 특허 공개 제2000-33552호 공보 및 일본 특허 공개 제2001-334455호 공보 참조). 이 기술은 매트릭스 수지 중에 분산된 수용성 중합체가 연마시에 화학 기계 연마용 수계 분산체 또는 물과 접촉하여 용해됨으로써 세공을 형성하는 것이다.
화학 기계 연마법에 의해 피연마면의 연마를 행할 때, 사용하는 화학 기계 연마용 수계 분산체 내에 함유되어 있는 지립이 응집하여 조대 입자가 되는 경우, 이물질로서 작용하여 피연마면의 표면에 "스크래치"라고 불리우는 긁힌 자국 형태의 결함을 발생시키는 경우가 있어 개선이 요구되고 있다. 또한, 연마 패드 조성물이 딱딱해지거나 지립이 응집하고 연마 패드 조성물이 딱딱해지는 경우에도 스크래치가 발생하는 경우가 있어 개선이 요구되고 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해, 패드 배면 (비연마면측)에 유연한 완충층을 적층한 복층형 패드가 제안되어 있다 (일본 특허 공개 제2002-36097호 공보 참조). 그러나, 상기 복층형 패드는 상기 문제를 어느 정도는 개선할 수는 있지만, 근본적인 해결에는 이르지 못한다. 제조 공정이 번잡해지기 때문에 비용의 증대나 품질 관리상의 문제가 발생하는 것으로 알려져 있다.
한편, 반도체 소자의 성능 개선 측면에서 통상의 절연막 (SiO2 막) 대신에 저 유전상수를 갖는 절연막의 사용이 주목받고 있다. 이러한 저유전율의 절연막으로서는, 예를 들어 실세스퀴옥산 (유전상수: 약 2.6 내지 3.0), 불소 첨가 SiO2 (유전상수: 약 3.3 내지 3.5), 폴리이미드계 수지 (유전상수: 약 2.4 내지 3.6), 히다치 가가꾸 가부시끼가이샤(Hitachi Chemical Co., Ltd.)의 PIQ(상표명), 알리드 시그날 캄파니(Allied Signal Co., Ltd.)의 FLARE(상표명), 벤조시클로부텐 (유전상수: 약 2.7), 다우 케미칼 캄파니(Dow Chemical Co., Ltd.)의 BCB(상표명), 수소 함유 SOG (유전 상수: 약 2.5 내지 3.5) 및 유기 SOG (유전상수: 약 2.9), 히다치 가가꾸 가부시끼가이샤의 HSGR7(상표명) 절연막이 현재까지 개발되고 있다. 그러나, 이러한 절연막은 기계적 강도가 낮고 SiO2 막에 비해 더 연질이고 깨지기 쉽기 때문에, 통상적으로 알려진 화학 기계 연마 패드를 사용하여 화학 기계 연마를 수행하는 경우에는 공지된 절연막이 연마되는 경우보다 스크래치가 더 쉽게 생성되고, 피연마면인 저유전율의 절연막과 기저층 사이의 계면에서 박리가 일어난다.
상기한 바와 같은 저유전율의 절연막, 홈 및 장벽 금속막을 갖는 반도체 기판의 전체 표면상에 배선 재료로서 금속을 침착시켜 코팅된 피연마물에 대해 화학 기계 연마를 수행하는 경우, 저유전율의 기저 절연막의 박리가 저유전율의 절연막이 피연마면에 노출되지 않는 단계에서 상부층 또는 기저층과의 계면에서 일어날 수 있다, 즉, 단지 배선 재료로서의 금속의 화학 기계 연마가 수행된다.
본 발명의 목적은 상기한 과제를 해결하여 화학 기계 연마 공정에서 피연마면의 스크래치의 발생 및 저유전율의 절연막의 박리를 억제할 수 있고, 고품위의 피연마면을 제공할 수 있는 화학 기계 연마 패드, 및 그 화학 기계 연마 패드를 이용하여 고품위의 피연마면을 제공하는 화학 기계 연마 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명에 따르면, 본 발명의 상기 과제는, 첫째로 초기 부하: 10O g, 최대 왜곡: 0.01 ％, 주파수: 0.2 Hz의 조건하에서, 연마 기판의 30 ℃ 및 60 ℃에서의 저장 탄성률을 측정했을 경우, 30 ℃에서의 저장 탄성률 E'(30 ℃)가 120 MPa 이하이고, 30 ℃에서의 저장 탄성률 E'(30 ℃)와 60 ℃에서의 저장 탄성률 E'(60 ℃)의 비 (E'(30 ℃) /E'(60 ℃))가 2.5 이상인 화학 기계 연마 패드에 의해 달성된다.
본 발명의 상기 과제는, 둘째로 상기한 화학 기계 연마 패드를 사용하여 화 학 기계 연마 공정을 행하는 화학 기계 연마 방법에 의해 달성된다.
<바람직한 실시양태의 상세한 설명>
본 발명의 화학 기계 연마 패드는 적어도 연마 기판을 포함하며, 초기 부하: 10O g, 최대 왜곡: 0.01 ％, 주파수: 0.2 Hz의 조건하에서, 상기 연마 기판의 30 ℃ 및 60 ℃에서의 저장 탄성률을 측정했을 경우, 30 ℃에서의 저장 탄성률 E'(30 ℃)가 120 MPa 이하이고, 30 ℃에서의 저장 탄성률 E'(30 ℃)와 60 ℃에서의 저장 탄성률 E'(60 ℃)의 비 (E'(30 ℃) /E'(60 ℃))가 2.5 이상인 것을 특징으로 한다.
상기 30 ℃에서의 저장 탄성률 E'(30 ℃)는 바람직하게는 30 내지 120 MPa이고, 30 ℃에서의 저장 탄성률 E'(30 ℃)와 60 ℃에서의 저장 탄성률 E'(60 ℃)의 비 (E'(30 ℃)/E'(60 ℃))는 바람직하게는 2.5 내지 10이다. 상기 60 ℃에서의 저장 탄성률 E'(60 ℃)로서는 3 내지 48 MPa이 바람직하다.
또한, 본 발명의 화학 기계 연마 패드의 연마 기판은 쇼어 D 경도가 35 이상인 것이 바람직하다. 이 쇼어 D 경도는 35 내지 100이 보다 바람직하고, 35 내지 70이 가장 바람직하다. 쇼어 D 경도를 상기 범위로 함으로써, 피연마물에 대한 부하 압력을 크게 할 수 있고, 이에 따라 연마 속도를 향상시킬 수 있다.
본 발명의 화학 기계 연마 패드의 연마 기판은, 상기 요건을 구비하고 있고 화학 기계 연마 패드로서의 기능을 발휘할 수 있는 것이라면 어떠한 재료로 구성되어도 상관없다. 화학 기계 연마 패드로서의 기능 중에서도, 화학 기계 연마시에 화학 기계 연마용 수계 분산체를 유지하고, 연마 찌꺼기를 일시적으로 체류시키는 기능을 갖는 세공 (미세한 빈 구멍)이 연마시까지 형성되는 것이 바람직하다. 따 라서, 연마 기판은 (I) 수불용성 부재와 상기 수불용성 부재 중에 분산된 수용성 입자를 구성하는 재료, 또는 (II) 수불용성 부재와 상기 수불용성 부재 중에 분산된 세공을 구성하는 재료로 이루어지는 것이 바람직하다.
이 중, 상기 재료 (I)은 화학 기계 연마 공정시, 수용성 입자가 화학 기계 연마용 수계 분산체와 접촉하여 용해 또는 팽윤되어 이탈함으로써 수불용성 부재에 형성되는 세공에 화학 기계 연마용 수계 분산체를 유지할 수 있게 된다. 한편, 재료 (II)는 세공으로서 형성되어 있는 부분이 화학 기계 연마용 수계 분산체를 유지하는 능력을 갖는다.
이하, 이들 재료에 대하여 상술한다.
(I) 수불용성 부재와 상기 수불용성 부재 중에 분산된 수용성 입자를 구성하는 재료
(A) 수불용성 부재
상기 (A) 수불용성 부재를 구성하는 재료는 특별히 한정되지 않지만, 소정의 형상 및 성상으로의 성형이 용이하고, 적절한 경도나 적절한 탄성을 부여할 수 있다는 등의 이유로 유기 재료가 바람직하게 사용된다. 유기 재료로서는, 예를 들면 열가소성 수지, 엘라스토머 또는 생고무 또는 경화 수지를 들 수 있다.
상기 열가소성 수지로서는, 예를 들면 올레핀계 수지(예를 들면, 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌), 스티렌계 수지(예를 들면, 폴리스티렌), 아크릴계 수지(예를 들면, (메트)아크릴레이트계 수지), 비닐 에스테르 수지(단, (메트)아크릴레이트계 수지는 제외함), 폴리에스테르 수지(단, 비닐 에스테르 수지는 제외함), 폴리아미 드 수지, 불소 수지, 폴리카보네이트 수지 및 폴리아세탈 수지를 들 수 있다.
상기 엘라스토머 또는 생고무로서는 예를 들어 디엔계 엘라스토머(예를 들면, 1,2-폴리부타디엔), 올레핀계 엘라스토머(예를 들면, 에틸렌-프로필렌 고무와 폴리프로필렌 수지를 동적으로 가교한 것), 우레탄계 엘라스토머, 우레탄계 고무(예를 들면, 우레탄 고무), 스티렌계 엘라스토머(예를 들면, 스티렌-부타디엔-스티렌블럭 공중합체(이하, "SBS"라고도 함) 및 스티렌-부타디엔-스티렌 블럭 공중합체의 수소 첨가물(이하, "SEBS"라고도 함)), 공액 디엔계 고무(예를 들면, 고 시스 부타디엔 고무, 저 시스 부타디엔 고무, 이소프렌 고무, 스티렌-부타디엔 고무, 스티렌-이소프렌 고무, 아크릴로니트릴-부타디엔 고무 및 클로로프렌 고무), 에틸렌-α-올레핀 고무(예를 들면, 에틸렌-프로필렌 고무, 에틸렌-프로필렌-비공액 디엔고무), 부틸 고무 및 그 밖의 고무(예를 들면 실리콘 고무, 불소 고무, 니트릴 고무, 클로로술폰화 폴리에틸렌, 아크릴 고무, 에피클로로히드린 고무 및 다황화 고무) 를 들 수 있다. 상기 경화 수지로서는, 예를 들어 열경화 수지, 광경화 수지 등을 들 수 있으며, 이들의 구체예로서는, 예를 들면 우레탄 수지, 에폭시 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 폴리우레탄-요소 수지, 요소 수지, 규소 수지, 페놀 수지 등을 들 수 있다.
이들 유기 재료는 1종만을 사용할 수도 있고, 2종 이상을 병용할 수도 있다.
또한, 이들 유기 재료는 적당한 관능기를 갖도록 변성된 것일 수도 있다. 여기서 적당한 관능기로서는, 예를 들면 산무수물 구조를 갖는 기, 카르복실기, 히드록실기, 에폭시기 및 아미노기를 들 수 있다.
이들 유기 재료는 그 일부 또는 전부가 가교된 것이 바람직하다. 수불용성 부재가 가교된 유기 재료를 함유하는 경우, 수불용성 부재에 적합한 탄성 회복력이 부여되고, 화학 기계 연마시에 화학 기계 연마 패드에 걸리는 전단 응력에 의한 변위를 억제할 수 있다. 또한, 화학 기계 연마 공정 또는 드레싱(화학 기계 연마와 교대 또는 동시에 행해지는 화학 기계 연마 패드의 드레싱)시에 수불용성 부재가 과도하게 연장되어 소성 변형됨으로써 세공이 채워지는 것과 화학 기계 연마 패드 표면에 과도하게 부풀어지는 것을 효과적으로 억제할 수 있다. 따라서, 드레싱시에도 세공이 효율적으로 형성되어 연마시의 화학 기계 연마용 수계 분산체를 유지하는 능력의 저하를 방지할 수 있고, 거의 부풀어지지 않는 연마 평탄성을 장기간에 걸쳐 유지할 수 있는 화학 기계 연마 패드를 얻을 수 있다.
상기 가교된 유기 재료로서는 가교된 열가소성 수지 및 가교된 엘라스토머 또는 가교된 고무 (여기서, "가교된 고무"란, 상기 "생고무"의 가교물을 의미함) 로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 함유하는 것이 바람직하고, 가교된 디엔계 엘라스토머, 가교된 스티렌계 엘라스토머 및 가교된 공액 디엔계 고무로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 함유하는 것이 보다 바람직하며, 가교된 1,2-폴리부타디엔, 가교된 SBS, 가교된 SEBS, 가교된 스티렌 부타디엔 고무, 가교된 스티렌-이소프렌 고무 및 가교된 아크릴로니트릴-부타디엔 고무로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 함유하는 것이 더욱 바람직하고, 가교된 1,2-폴리부타디엔, 가교된 SBS 및 가교된 SEBS로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 함유하는 것이 특히 바람직하다.
유기 재료의 일부가 가교된 것이고, 나머지가 비가교된 것인 경우에는, 이러한 비가교 유기 재료로서는 비가교 열가소성 수지 및 비가교 엘라스토머 및 생고무로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 함유하는 것이 바람직하고, 비가교 올레핀계 수지, 비가교 스티렌계 수지, 비가교 디엔계 엘라스토머, 비가교 스티렌계 엘라스토머, 비가교 공액 디엔계 고무 및 비가교 부틸 고무로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 함유하는 것이 보다 바람직하며, 비가교 폴리스티렌, 비가교 1,2-폴리부타디엔, 비가교 SBS, 비가교 SEBS, 비가교 스티렌-부타디엔 고무, 비가교 스티렌-이소프렌 고무 및 비가교 아크릴로니트릴-부타디엔 고무로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 함유하는 것이 더욱 바람직하고, 비가교 폴리스티렌, 비가교 1,2-폴리부타디엔, 비가교 SBS 및 비가교 SEBS로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 함유하는 것이 특히 바람직하다.
유기 재료의 일부가 가교된 것이고, 나머지가 비가교된 것인 경우에는, 수불용성 부재 중에 차지하는 가교된 유기 재료의 비율이 30 질량％ 이상인 것이 바람직하고, 50 질량％ 이상인 것이 보다 바람직하며, 70 질량％ 이상인 것이 특히 바람직하다.
유기 재료는 그 일부 또는 전부가 가교된 것인 경우, 가교 방법은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 화학 가교법, 방사선 가교법 또는 광 가교법의 방법에 따를 수 있다. 상기 화학 가교법으로서는, 가교제로서 예를 들면 유기 과산화물, 황 또는 황 화합물을 이용하여 행할 수 있다. 상기 방사선 가교법은 전자선 조사의 적용에 의해 행할 수 있다. 상기 광 가교법은 자외선 조사의 적용에 의해 행할 수 있다.
이들 중에서 화학 가교법에 의한 것이 바람직하며, 취급성이 양호하고, 화학 기계 연마 공정에서의 피연마물에 대한 오염성이 없다는 점에서 유기 과산화물을 사용하는 것이 바람직하다. 유기 과산화물로서는, 예를 들면 과산화 디쿠밀, 과산화 디에틸, 과산화 디-t-부틸, 과산화 디아세틸 및 과산화 디아실을 들 수 있다.
가교가 화학 가교법에 의한 경우, 가교제의 사용량으로서는 가교 반응에 사용하는 수불용성 부재 100 질량부에 대하여 0.01 내지 0.6 질량부가 바람직하다. 상기 범위의 사용량으로 함으로써, 화학 기계 연마 공정에서 스크래치의 발생을 억제하는 화학 기계 연마 패드를 얻을 수 있다.
또한, 가교는 수불용성 부재를 구성하는 재료 전부에 대하여 일괄적으로 행할 수도 있고, 수불용성 부재를 구성하는 재료의 일부에 대하여 가교를 행한 후에 잔부와 혼합할 수도 있다. 또한, 상이한 각각의 방법으로 가교를 행한 몇 종의 가교물을 혼합할 수도 있다.
또한, 가교가 화학 가교법에 의한 경우에는 가교제의 사용량이나 가교의 조건을 조정함으로써 또는 가교가 방사선 가교법에 의한 경우에는 방사선의 조사량을 조정함으로써, 1회의 가교 조작에 의해 일부가 가교되고 다른 부분이 비가교된 유기 재료를 쉽게 얻을 수 있다.
(A) 수불용성 부재는, 후술하는 (B) 수용성 입자와의 친화성 및 수불용성 부재 중의 (B) 수용성 입자의 분산성을 제어하기 위해, 적당한 상용화제를 함유할 수 있다. 여기서 상용화제로서는, 예를 들면 비이온계 계면활성제 또는 커플링제를 들 수 있다.
(B) 수용성 입자
(B) 수용성 입자는, 화학 기계 연마 패드에서 화학 기계 연마용 수계 분산체와 접촉함으로써 수불용성 부재로부터 이탈하는 경우, 수불용성 부재 중에 세공을 형성하는 것 외에, 화학 기계 연마 패드의 연마 기판의 압입 경도를 크게 하는 효과를 가지며, 상기 연마 기판에 대한 쇼어 D 경도를 제공한다.
상기 이탈은 화학 기계 연마용 수계 분산체 내에 함유되는 물 또는 수계 혼합 매체와의 접촉에 의한 용해 또는 팽윤에 의해 발생한다.
(B) 수용성 입자는, 상기 화학 기계 연마 패드의 연마 기판의 압입 경도를 확보하기 위해 고체인 것이 바람직하다. 따라서, 상기 수용성 입자는 화학 기계 연마 패드에 있어서 충분히 큰 압입 경도를 확보할 수 있는 고체인 것이 특히 바람직하다.
(B) 수용성 입자를 구성하는 재료는 특별히 한정되지 않지만, 유기 수용성 입자 또는 무기 수용성 입자를 들 수 있다. 상기 유기 수용성 입자로서는, 예를 들면 당류 (다당류 (예를 들면, 전분, 덱스트린 및 시클로덱스트린), 젖당 및 만니톨), 셀룰로오스류 (예를 들면, 히드록시프로필 셀룰로오스 및 메틸 셀룰로오스), 단백질, 폴리비닐알코올, 폴리비닐피롤리돈, 폴리아크릴산, 폴리에틸렌옥시드, 수용성의 감광성 수지, 술폰화 폴리이소프렌 및 술폰화 폴리이소프렌 공중합체를 들 수 있다. 상기 무기 수용성 입자로서는, 예를 들면 아세트산칼륨, 질산칼륨, 탄산칼륨, 중탄산칼륨, 염화칼륨, 브롬화칼륨, 인산칼륨 및 질산마그네슘을 들 수 있 다. 이들 중에서 유기 수용성 입자가 바람직하고, 다당류가 보다 바람직하며, 시클로덱스트린이 더욱 바람직하고, β-시클로덱스트린이 특히 바람직하다.
이들 수용성 입자는, 상기 각 재료를 단독 또는 2종 이상을 조합하여 형성할 수 있다. 또한, 소정의 재료를 포함하는 1종의 수용성 입자일 수도 있고, 다른 재료를 포함하는 2종 이상의 수용성 입자일 수도 있다.
(B) 수용성 입자의 평균 입경은 바람직하게는 0.1 내지 500 ㎛, 보다 바람직하게는 0.5 내지 100 ㎛이다. (B) 수용성 입자가 이 범위의 입경이므로써, (B) 수용성 입자의 이탈에 의해 생기는 세공의 크기를 적당한 범위로 제어할 수 있고, 이에 따라 화학 기계 연마 공정시의 화학 기계 연마용 수계 분산체의 유지능 및 연마 속도가 우수하고, 기계적 강도가 우수한 화학 기계 연마 패드를 얻을 수 있다.
(B) 수용성 입자의 함유량은, (A) 수불용성 부재와 (B) 수용성 입자의 합계에 대하여 바람직하게는 1 내지 90 부피％이고, 보다 바람직하게는 1 내지 60 부피％이며, 더욱 바람직하게는 3 내지 40 부피％이다. (B) 수용성 입자의 함유량을 상기 범위로 함으로써, 기계적 강도와 연마 속도와의 균형이 우수한 화학 기계 연마 패드를 얻을 수 있다.
상기 (B) 수용성 입자는 화학 기계 연마 패드 내에서, 화학 기계 연마용 수계 분산체와 접촉하는 표층에 노출된 경우에만 물에 용해 또는 팽윤되어 이탈하고, 연마 기판 내부에서는 흡습되지 않는 것이 바람직하다. 따라서, (B) 수용성 입자는 최외부의 적어도 일부에 흡습을 억제하는 외피를 구비할 수도 있다. 이 외피는 수용성 입자에 물리적으로 흡착되거나, 수용성 입자와 화학적으로 결합되거나, 또 는 물리적 및 화학적으로 수용성 입자에 부착될 수도 있다. 이러한 외피를 형성하는 재료로서는, 예를 들면 에폭시 수지, 폴리이미드, 폴리아미드 또는 폴리실리케이트를 들 수 있다.
(II) 수불용성 부재와 상기 수불용성 부재 중에 분산된 세공을 구성하는 재료
본 발명의 화학 기계 연마 패드의 연마 기판이, 수불용성 부재와 상기 수불용성 부재중에 분산된 세공으로 이루어지는 경우, 연마 기판의 재료로서 폴리우레탄 발포체, 멜라민 수지, 폴리에스테르, 폴리술폰 또는 폴리비닐아세테이트를 들 수 있다.
상기와 같은 수불용성 부재 중에 분산되는 세공의 평균 직경으로서는, 0.1 내지 500 ㎛가 바람직하고, 0.5 내지 100 ㎛가 보다 바람직하다.
본 발명의 화학 기계 연마 패드의 연마 기판의 형상은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 원반형 또는 다각주형으로 할 수 있다. 이는 본 발명의 화학 기계 연마 패드를 장착하여 사용하는 연마 장치에 따라 적절하게 선택할 수 있다.
연마 기판의 크기도 특별히 한정되지 않는다. 원반형의 화학 기계 연마 패드의 경우, 직경을 150 내지 1200 mm, 특히 500 내지 800 mm, 두께를 1.0 내지 5.0 mm, 특히 1.5 내지 3.0 mm로 할 수 있다.
본 발명의 화학 기계 연마 패드의 연마 기판은 연마면 상에 홈(들)을 가질 수 있다. 이 홈(들)은 화학 기계 연마시에 공급되는 화학 기계 연마용 수계 분산체를 유지하고, 이것을 연마면에 의해 균일하게 분배함과 동시에 연마 찌꺼기나 사 용한 수계 분산체 등의 폐기물을 일시적으로 체류시켜 외부로 배출하기 위한 경로가 되는 기능을 갖는다.
상기 홈(들)의 형상은 특별히 제한되지 않지만, 예를 들면 소용돌이상, 동심원상 또는 방사상일 수 있다.
또한, 본 발명의 화학 기계 연마 패드의 연마 기판은, 비연마면(배면)에 오목부(들)을 가질 수도 있다. 이 오목부(들)은 화학 기계 연마시에 발생할 수 있는 국소적인 과대 응력을 완화시켜 피연마면의 스크래치와 같은 표면 결함의 발생을 보다 효과적으로 억제하는 기능을 갖는다.
상기 오목부(들)의 형상은 특별히 제한되지 않지만, 예를 들면 원형, 다각형, 소용돌이상, 동심원상 또는 방사상일 수 있다.
본 발명의 화학 기계 연마 패드는 연마부 이외에 다른 기능을 갖는 부분을 구비할 수 있다. 다른 기능을 갖는 부분으로서는, 예를 들면 광학식 종점 검출 장치를 이용하여 종점을 검출하기 위한 창부(window portion)를 들 수 있다. 창부로서는 두께 2 mm에 있어서 100 내지 300 nm 파장의 광 투과율이 0.1％ 이상(바람직하게는 2％ 이상)이거나, 또는 100 내지 3000 nm 파장의 적산 투과율이 0.1％ 이상(바람직하게는 2％ 이상)인 재료를 사용할 수 있다. 창부의 재료는 상기 광학 특성을 만족하는 것이라면 특별히 한정되지 않지만, 상기 연마 기판과 동일한 재료를 사용할 수 있다.
본 발명의 화학 기계 연마 패드를 구성하는 연마 기판의 제조 방법은 특별히 한정되지 않으며, 연마 기판이 임의적으로 가질 수도 있는 홈(들)이나 오목부(들)( 이하, 두가지를 함께 "홈들"이라고 함)의 형성 방법도 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, 화학 기계 연마 패드의 연마 기판이 되는 화학 기계 연마 패드용 조성물을 준비하고, 이 조성물을 원하는 형태로 성형한 후, 절삭 가공에 의해 성형품 내에 홈들을 형성할 수 있다. 또한, 홈들이 되는 패턴이 형성된 금형을 이용하여 화학 기계 연마 패드용 조성물을 성형함으로써, 연마 기판의 형성과 함께 홈들을 동시에 형성할 수 있다.
화학 기계 연마 패드용 조성물을 얻는 방법은 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, 소정의 유기 재료를 포함한 필요한 재료를 혼련기 등에 의해 혼련하여 얻을 수 있다. 혼련기로서는 종래부터 공지의 것을 사용할 수 있으며, 예를 들면, 롤, 혼련기, 벤버리 믹서 및 압출기(단축 또는 이축)를 들 수 있다.
수용성 입자를 함유하는 연마 패드를 얻기 위한 수용성 입자를 함유하는 연마 패드용 조성물은, 예를 들면 수불용성 매트릭스, 수용성 입자 및 그 밖의 첨가제 등을 혼련하여 얻을 수 있다. 통상, 혼련시에는 가공하기 쉽도록 가열하여 혼련되는데, 이 때의 온도에서 수용성 입자는 고체인 것이 바람직하다. 수용성 입자가 고체인 경우에는, 수불용성 매트릭스와의 상용성에 상관없이 수용성 입자를 상기 바람직한 평균 입경으로 분산시킬 수 있다. 따라서, 사용하는 수불용성 매트릭스의 가공 온도에 따라 수용성 입자의 종류를 선택하는 것이 바람직하다.
본 발명의 화학 기계 연마 패드는, 상기와 같은 연마 기판만을 포함하는 것일 수도 있고, 상기와 같은 연마 기판의 비연마면측에 지지층을 구비하는 다층형 패드일 수도 있다.
상기 지지층은 연마 기판을 연마면의 배면측에서 지지하는 층이다. 이 지지층의 특성은 특별히 한정되지 않지만, 연마 기판과 비교하여 보다 연질인 것이 바람직하다. 보다 연질인 지지층을 구비함으로써 연마 기판의 두께가 얇은 경우라도, 예를 들면, 1.0 mm 이하라도 연마시에 연마 기판이 부상하거나, 연마층의 표면이 만곡되는 것을 방지할 수 있고, 안정적으로 연마를 행할 수 있다. 상기 지지층의 경도는 연마 기판 경도의 90 ％ 이하가 바람직하고, 50 내지 90 ％가 보다 바람직하며, 50 내지 80 ％가 더욱 바람직하고, 50 내지 70 ％가 특히 바람직하다.
또한, 지지층은 다공질체 (발포체)일 수도 있고 비다공질체일 수도 있다. 또한, 지지층의 평면 형상은 특별히 한정되지 않으며, 연마층과 동일하거나 또는 상이할 수 있다. 상기 지지층의 평면 형상으로서는 원형 또는 다각형 (사각형 등)으로 할 수 있다. 지지층의 두께도 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 0.1 내지 5 mm가 바람직하며, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 2 mm가 더욱 바람직하다.
지지층을 구성하는 재료도 특별히 한정되지 않지만, 소정의 형상 및 특성을 갖도록 성형이 용이하고, 적절한 탄성을 부여할 수 있다는 것으로부터 유기 재료를 이용하는 것이 바람직하다.
상기와 같은 본 발명의 화학 기계 연마 패드는, 피연마면의 스크래치의 발생을 억제할 수 있고 고품위의 피연마면을 제공할 수 있다.
본 발명의 화학 기계 연마 패드는 시판 중인 연마 장치에 장착하여, 공지된 방법에 의해 화학 기계 연마 공정에 사용할 수 있다.
본 발명의 화학 기계 연마 패드는, 반도체 소자를 제조하기 위한 광범위한 화학 기계 연마 공정에 사용할 수 있다.
본 발명의 화학 기계 연마 패드를 사용하여 화학 기계 연마할 수 있는 피연마물로서는, 배선 재료로서의 금속, 장벽 금속 또는 절연막을 예로 들 수 있다. 상기 금속으로서는, 예를 들면 텅스텐, 알루미늄 및 구리 및 이들의 합금을 들 수 있다. 상기 장벽 금속으로서는, 예를 들면 탄탈, 질화탄탈, 티탄, 질화티탄 및 질화텅스텐을 들 수 있다. 상기 절연막으로서는, 예를 들면 화학 증착법과 같은 진공 공정으로 형성된 산화 실리콘막 (PETEOS막(Plasma Enhanced-TEOS막), HDP막(High Density Plasma Enhanced-TEOS막), 및 열 CVD법에 의해 얻어지는 산화 실리콘막), SiO2에 소량의 붕소 및 인을 첨가한 붕소 인 실리케이트막 (BPSG막), SiO2에 불소를 도핑한 FSG (Fluorine-doped silicate glass)라고 불리우는 절연막, SiON (옥시질화규소)라고 불리우는 절연막, 질화규소 및 저유전율의 절연막을 들 수 있다.
상기 저유전율의 절연막으로서는, 예를 들면 산소, 일산화탄소, 이산화탄소, 질소, 아르곤, H2O, 오존 또는 암모니아의 존재하에서, 알콕시실란, 실란, 알킬실란, 아릴실란, 실록산 또는 알킬실록산과 같은 규소 함유 화합물을 플라즈마 중합하여 얻어지는 중합체를 포함하는 절연막이나, 폴리실록산, 폴리실라잔, 폴리아릴렌에테르, 폴리벤족사졸, 폴리이미드 또는 실세스퀴옥산으로 제조되 절연막 및 저유전율의 산화규소계 절연막을 들 수 있다.
본 발명의 화학 기계 연마 패드는 상기한 바와 같이 광범위한 화학 기계 연 마 공정에 사용할 수 있지만, 특히 구리를 배선 재료로 하는 다마신 배선의 형성 공정에 바람직하게 사용할 수 있다. 구리를 배선 재료로 하는 다마신 배선의 형성 공정은 배선이 되는 부분에 홈(들)을 형성한 절연막의 홈부(들) 및 홈부(들) 이외의 부분에 장벽 금속층을 형성한 후, 배선 재료인 구리를 침착시킨 것을 피연마물로 하여, 잉여의 구리를 제거하는 공정 (제1 연마 처리 공정), 홈부(들) 위치 이외의 부분에서 장벽 금속을 제거하는 공정 (제2 연마 처리 공정) 및 절연막 부분을 약간 연마하는 공정 (제3 연마 처리 공정)을 거침으로써 평탄한 다마신 배선을 얻는 것이다. 본 발명의 화학 기계 연마 패드는, 상기 제1 내지 제3 연마 처리 공정 중 어느 하나의 공정에 이용하기 위한 화학 기계 연마 공정에도 사용할 수 있다.
또한, 상기 "구리"란 순동 외에, 구리와 알루미늄 또는 규소와의 합금으로서, 구리의 함유량이 95 질량％ 이상인 것도 포함하는 개념으로 이해되어야 한다.
본 발명에 따르면, 화학 기계 연마 공정에서 피연마면의 스크래치 발생을 억제할 수 있고 고품위의 피연마면을 제공할 수 있는 화학 기계 연마 패드, 및 그 화학 기계 연마 패드를 이용하는 고품위의 피연마면을 제공하는 화학 기계 연마 방법이 제공된다.
<실시예>
<실시예 1>
(1) 화학 기계 연마 패드의 제조
(1-1) 화학 기계 연마 패드용 조성물의 제조
1,2-폴리부타디엔 (JSR(주) 제조, 상품명 JSR RB830) 72.2 질량부 및 β-시 클로덱스트린 (바이오 리서치 코포레이션 오브 요꼬하마 제조, 상품명 덱시펄(Dexy Pearl) β-100, 평균 입경 20 ㎛) 27.2 질량부를 160 ℃로 온도 조정된 압출기에 의해 2 분간 혼련하였다. 이어서, 퍼쿠밀(Percumyl) D40 (상품명, NOF 코포레이션 제조, 디쿠밀 퍼옥시드를 40 질량％ 함유함) 0.45 질량부 (1,2-폴리부타디엔 100 질량부당 디쿠밀 퍼옥시드량으로 환산하여 0.25 질량부에 상당함)를 첨가하고, 120 ℃에서 60 rpm으로 2 분간 혼련하여 화학 기계 연마 패드용 조성물의 펠릿을 얻었다.
(1-2) 연마 기판의 저장 탄성률의 측정
상기 펠릿을 금형 내에서 170 ℃로 18 분간 가열하고 가교시켜 직경이 600 mm이고, 두께가 2.5 mm인 원반형의 성형체를 얻었다. 이것을 덤벨 코포레이션(Dumbbell Co., Ltd.) 제조의 평행 이동 커팅 장치 (SDL-200 STT)로 폭 2.5 mm×길이 30 mm×두께 1.0 mm의 스트립으로 절단하고, 이것을 시험편으로서 점탄성 측정 장치 (레오매트릭 사이언티픽사(Rheometric Scientific Co., Ltd.) 제조, 모델 RSAIII)를 사용하고, 30 ℃ 및 60 ℃에서 초기 부하 100 g, 최대 왜곡 0.01 ％, 주파수 0.2 Hz의 조건하에서 인장 모드로 저장 탄성률을 측정하였다. 30 ℃에서의 저장 탄성률은 89 MPa, 60 ℃에서는 23 MPa이고, 그 비는 3.9였다.
(1-3) 창부용 부재의 제조
1,2-폴리부타디엔 (JSR(주) 제조, 상품명 JSR RB830) 97 질량부 및 β-시클로덱스트린 (바이오 리서치 코포레이션 오브 요꼬하마 제조, 상품명 덱시 펄 β-100, 평균 입경 20 ㎛) 3 질량부를 160 ℃로 온도 조정된 압출기에 의해 2 분간 혼 련하였다. 이어서, 퍼쿠밀 D40 (상품명, NOF 코포레이션 제조, 디쿠밀퍼옥시드를 40 질량％ 함유함) 1.19 질량부 (1,2-폴리부타디엔 100 질량부당 디쿠밀퍼옥시드량으로 환산하여 0.5 질량부에 상당함)를 첨가하고, 추가로 120 ℃에서 60 rpm으로 2 분간 혼련하여 화학 기계 연마 패드용 조성물의 펠릿을 얻었다. 이 펠릿을 금형 내에서 170 ℃로 18 분간 가열하여 가교시킴으로써, 직경이 600 mm이고, 두께가 2.4 mm인 원반형의 성형체를 얻었다. 또한, 덤벨 코포레이션 제조의 덤벨 펀칭기(모델 SDL-200)로 폭 20 mm×길이 58 mm×두께 2.4 mm의 펀칭된 창부용 부재를 얻었다. 이 부재의 파장 670 nm에서의 투과율에 대하여, UV 흡광도계 ((주)히다치 세이사꾸쇼 제조, 모델 U-2010)를 이용하여 측정했더니 투과율은 40 ％였다.
(1-4) 화학 기계 연마 패드의 제조
상기 (1-2)와 동일하게 하여 직경이 600 mm이고, 두께가 2.5 mm인 원반형의 성형체를 얻었다. 이어서, 시판 중인 절삭 가공기를 이용하여, 상기 성형체의 연마면측에 폭이 0.5 mm이고, 피치가 2.0 mm이며, 깊이가 1.0 mm인 동심원상의 홈 (단면 형상은 구형임)을 형성하였다. 또한, 성형체의 중심 부분에서 72 mm 되는 곳에 폭 21 mm×길이 59 mm의 관통 구멍을 뚫었다. 홈이 형성된 면의 반대면 전면에 양면 테이프(세끼스이 가가꾸(주) 제조, 상품명 더블 태크 테이프 #512)를 접착하고, 상기 관통 구멍에는 (1-3)에서 제조한 창부용 부재를 삽입하였다. 또한, 성형체를 동심원상의 홈을 따라 직경 508 mm로 절단하여 화학 기계 연마 패드를 얻었다.
(2) 화학 기계 연마 성능의 평가
(2-1) 구리 및 저유전율의 절연막으로 이루어진 패턴을 갖는 웨이퍼를 연마한 예
상기 (1)과 같이 하여 제조한 화학 기계 연마 패드를 광학식 종점 검출기 부착 화학 기계 연마 장치 미라/메사(Mirra/Mesa; 어플라이드 마테리알스 인크.(Applied Materials Inc.) 제조)의 정반 상에 장착하고, 세마테크 800BDM001 (상품명, 인터네셔널 세마테크 인크.(International SEMATECH Inc.)제조, 실리콘 기판 상에 탄화규소층을 형성하고, 그 위에 배선이 되는 부분 이외의 부분에 저유전율의 절연막 블랙 다이아몬드(Black Diamond; 상품명, 어플라이드 마테리알스사 제조)의 층을 형성하고, 추가로 그 위에 장벽 금속으로서의 탄탈 및 배선 재료로서의 구리를 이 순서대로 퇴적한 테스트용 웨이퍼임)를 이하의 조건으로 2 단계로 화학 기계 연마하였다.
또한, 제1 단계 연마의 연마 시간은 화학 기계 연마 장치의 광학식 종점 검출기에 의해 레이저광의 반사율을 모니터링하고, 연마 개시로부터 반사율이 완전히 변한 시점 (즉, 장벽 금속이 노출된 시점)까지 걸린 시간의 1.2배로 하였다. 이와 같이 하여 설정된 본 실시예의 제1 단계의 연마 시간은 150 초였다.
제1 단계 연마의 조건
화학 기계 연마용 수계 분산체: iCue5003 (상품명, 캐보트 마이크로일렉트로닉스사 제조. 실리카를 지립으로서 함유함) 및 3O 질량％의 과산화수소수를 부피비로 11:1로서 혼합한 것.
수계 분산체 공급량: 300 mL/분
정반 회전수: 120 rpm
헤드 회전수: 108 rpm
헤드 가압
리테너(retainer) 링 압력: 5.5 psi
막 압력: 4.O psi
내부 튜브 압력: 3.0 psi
제2 단계 연마의 조건
화학 기계 연마용 수계 분산체: CMS-8301 (상품명, JSR(주) 제조)에 30 질량％의 과산화수소수를 1 질량％ 첨가하여 제조된 분산체.
수계 분산체 공급량: 200 mL/분
정반 회전수: 60 rpm
헤드 회전수: 54 rpm
헤드 가압
리테너 링 압력: 5.5 psi
막 압력: 3.0 psi
내부 튜브 압력: 0.0 psi
연마 시간: 100 초
연마 후의 웨이퍼 피연마면의 전면에 대하여, 웨이퍼 결함 검사 장치 (KLA-텐코르(Tencor)사 제조, 상표명 KLA2351)를 사용하여, 발생한 스크래치를 계측했더니 구리 배선 상에 3개, 저유전율의 절연막 상에 3개였다.
KLA 측정 조건
스펙트럼 모드: 가시광선
픽셀 크기: 0.62 ㎛
역치: 50
병합: 100
체 크기: 1 ㎛2
(3) 저유전율 절연막의 주변에서 박리 평가 (저유전율의 절연막이 피연마면인 경우)
(3-1) 저유전율 절연막의 제조
(i) 폴리실록산 졸의 제조
메틸 트리메톡시실란 101.5 g, 메틸 메톡시프로피오네이트 276.8 g 및 테트라이소프로폭시 티탄/에틸 아세토아세테이트 착물 9.7 g을 포함하는 용액을 60 ℃에서 가열하였다. γ-부티로락톤과 물의 혼합물 (중량비 4.58:1) 112.3 g을 상기 용액에 1 시간에 걸쳐 적가하였다. 혼합물에 첨가한 후, 이를 1 시간 동안 60 ℃에서 가열하여 폴리실록산 15 질량％를 함유한 폴리실록산 졸을 수득하였다.
(ii) 폴리스티렌 입자의 제조
스티렌 100 질량부, 아조계 중합 개시제 (와꼬 퓨어 케미칼 인더스트리즈(Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), 상표명 V60) 2 질량부, 칼륨 도데실벤젠술포네이트 0.5 질량부 및 이온 교환수 400 질량부를 플라스크에 주입하고, 질소 가스 분위기하에 교반하면서 70 ℃에서 가열하고, 상기 온도에서 6 시간 동안 교반을 계속하였다. 반응 혼합물을 여과하고 건조하여 수평균 직경이 150 nm인 폴리스티렌 입자를 수득하였다.
(iii) 저유전율 절연막의 제조
상기 (i)에서 수득된 폴리실록산 졸 15 g 및 상기 (ii)에서 수득된 폴리스티렌 입자 1 g을 함께 혼합하고, 수득된 혼합물을 스핀 코팅에 의해 열 산화 막을 갖는 8 인치 직경의 실리콘 기판 (아사히비 상요 가부시끼가이샤(Asahibi Sangyo Co., Ltd.))에 가하고, 80 ℃에서 5 분 동안 가열하여 두께가 1.39 ㎛인 코팅막을 형성하였다. 이후에, 코팅막을 200 ℃에서 5분 동안 가열한 다음 340 ℃, 360 ℃ 및 380 ℃ 및 5 torr의 압력에서 각각 30분 동안 가열하고, 450 ℃에서 1 시간 동안 더 가열하여 무색의 투명막을 형성하였다 (두께 2,000 Å).
상기 막의 절단면을 주사전자현미경으로 관찰하여 세공이 형성되었음을 확인하였다. 상기 막의 유전상수는 1.98, 탄성률은 3 GPa, 다공도 15 부피％이었다.
(3-2) 저유전율 절연막의 연마
피연마막으로서 상기와 같이 제조된 저유전율의 절연막 상에서 하기 조건하에 화학 기계 연마를 수행하였다. 하기 연마 시험은 저유전율 절연막의 박리가 용이하게 일어날 수 있는 조건 하에서의 가속 시험이었다.
화학 기계 연마 기계: 미라/메사 (어플라이드 마테리알스 인크. 제조)
화학 기계 연마용 수계 분산체의 유형: CMS-8301 (상표명, JSR(사) 제조, 콜로이드성 실리카를 지립으로서 함유함)
화학 기계 연마용 수계 분산체의 공급량: 100 ml/분
정반의 회전수: 60 rpm
헤드의 회전수: 54 rpm
헤드 가압
리테너 링 압력: 6.5 psi
막 압력: 5.O psi
내부 튜브 압력: 0.0 psi
연마 시간: 15 초
피연마면으로서 저유전율 절연막의 주변에서의 박리의 존재는 광학 현미경으로 관측하였다.
저유전율 절연막의 박리가 발생하였을 때 절연막의 주변에서부터 박리가 발생한 거리의 최대값을 하기 표 3에 나타내었다. 최대값 "0"은 박리가 일어나지 않았음을 나타낸다.
(4) 저유전율 절연막의 주변에서 박리 평가 (금속막이 피연마면이고 저유전율의 절연막이 기저층인 경우)
(4-1) 화학 기계 연마 성능의 평가
하기 조건하에 ATDF800LKD003 (상표명, 어드밴스드 테크놀로지 디벨롭프먼트 패실리티 인크.(Advanced Technology Development Facility Inc.), 실리콘 기판상에 탄화규소층을 형성하고, LKD5109 저유전율의 절연막 (상표명, JSR(주) 제조)을 층의 배선부 이외의 부분에서 형성한 다음, 장벽 금속으로서 탄탈, 배선 재료로서 구리를 저유전율의 절연막 상에 침착시켜서 얻어진 시험 웨이퍼) 상에서 화학 기계 연마를 수행하였다. 하기 연마 시험은 저유전율 절연막의 박리가 용이하게 일어날 수 있는 조건 하에서의 가속 시험이었다.
화학 기계 연마 기계: 미라/메사 (어플라이드 마테리알스 인크. 제조)
화학 기계 연마용 수계 분산체: iCue5003 (상품명, 캐보트 마이크로일렉트로닉스사 제조. 실리카를 지립으로서 함유함) 및 3O 질량％의 과산화수소수를 부피비로 11:1로서 혼합한 것.
수계 분산체 공급량: 300 mL/분
정반 회전수: 120 rpm
헤드 회전수: 108 rpm
헤드 가압
리테너 링 압력: 6.5 psi
막 압력: 5.O psi
내부 튜브 압력: 4.0 psi
연마 시간: 15 초
연마후 피연마면에 있어서, 기저부 저유전율의 절연막의 주변에서의 박리는 광학 현미경을 사용하여 확인하였다.
저유전율 절연막의 박리가 발생하였을 때 절연막의 주변에서부터 박리가 발생한 거리의 최대값을 하기 표 3에 나타내었다.
<실시예 2 내지 10>
(1-1) 화학 기계 연마 패드용 조성물의 제조에서 각 원료의 종류 및 사용량을 표 1과 같이 한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 실시하였다. 평가 결과는 하기 표 2 및 3에 나타내었다.
단, 표 1에서 사용한 약칭은 각각 이하를 나타낸다. 또한, 표 1에서의 수치는 질량부이다.
RB830: 1,2-폴리부타디엔 (JSR(주) 제조, 상품명 JSR RB830)
RB810: 1,2-폴리부타디엔 (JSR(주) 제조, 상품명 JSR RB810)
TR2827: 스티렌-부타디엔 블럭 공중합체 (크레이톤 JSR 엘라스토머(주) 제조, 상품명 TR2827)
HF55: 폴리스티렌 (PS 재팬(주) 제조, 상품명 HF55)
β-CD: β-시클로덱스트린 (바이오 리서치 코포레이션 오브 요꼬하마 제조, 상품명 덱시 펄 β-40, 평균 입경 20 ㎛)
D40: NOF 코포레이션 제조, 상품명 퍼쿠밀 D40, 디쿠밀퍼옥시드를 40 질량％ 함유함.
PHR: 수불용성 부재의 원료 100 질량부당 유기 과산화물량 (유기 과산화물 순품으로 환산한 질량부임).
<비교예 1>
화학 기계 연마용 패드로서 (주) 로델&닛타(Rodel & Nitta Co., Ltd.) 제조의 품명 IC1000을 사용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 화학 기계 연마를 행하여 평가하였다. 결과를 표 2 및 3에 나타내었다. 또한, IC1000은 광학식 종점 검출기의 검출광을 통과시키기 위한 창부가 없고, 광학식 종점 검출기를 사용할 수 없기 때문에, 제1 단계 연마 시간은 실시예 1에 준하여 150 초로 하였다.
본 발명에 따르면, 화학 기계 연마 공정에서 피연마면의 스크래치 발생을 억제할 수 있고 고품위의 피연마면을 제공할 수 있는 화학 기계 연마 패드, 및 그 화학 기계 연마 패드를 이용하는 고품위의 피연마면을 제공하는 화학 기계 연마 방법이 제공된다.
Claims (4)
- 초기 부하: 10O g, 최대 왜곡: 0.01 ％, 주파수: 0.2 Hz의 조건하에서, 연마 기판의 30 ℃ 및 60 ℃에서의 저장 탄성률을 측정했을 경우, 30 ℃에서의 저장 탄성률 E'(30 ℃)가 120 MPa 이하이고, 30 ℃에서의 저장 탄성률 E'(30 ℃)와 60 ℃에서의 저장 탄성률 E'(60 ℃)의 비 (E'(30 ℃) /E'(60 ℃))가 2.5 이상인 화학 기계 연마 패드.
- 제1항에 있어서, 연마 기판이 수불용성 부재와 상기 수불용성 부재 중에 분산된 수용성 입자로 이루어지고, 수불용성 부재는, 유기 재료를 가교제 0.01 내지 0.6 질량부 (유기 재료 100 중량부를 기준으로 함)와 가교시켜 얻어진 가교된 유기 재료, 또는 상기 가교된 유기 재료와 비가교된 유기 재료를 포함하는 화학 기계 연마 패드.
- 제1항 또는 제2항에 기재된 화학 기계 연마 패드를 사용하여 화학 기계 연마 공정을 행하는 것을 포함하는 화학 기계 연마 방법.
- 제3항에 있어서, 화학 기계 연마 공정이 구리를 배선 재료로 하는 다마신 배선을 형성하는 공정인 화학 기계 연마 방법.
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