KR20070057157A - 연마 패드 및 패드 제거 속도와 평탄화의 개선 방법 - Google Patents

Abstract

패드의 제거 속도를 향상시키는 방법은 믹스로부터 폴리우레탄의 패드 바디를 제조하는 단계와 상기 믹스에 화학-기계적 평탄화 제거 속도를 증가시키기 위해 패드의 탄성 반발을 감소시키는 첨가제를 도입하는 단계; 및 첨가제로서 적어도 전분을 함유하는 물질을 사용하는 단계를 포함한다. 또 다른 실시형태에 있어서, 우레탄 연마 패드의 평탄화는 기초 수지와 이소시아네이트를 배합하여 패드를 형성함으로써 향상되며, 여기에서 이소시아네이트는 기초 수지의 6.5 내지 약 11.0 중량% 농도를 가진다. 또 다른 실시 형태에서, 벌크 구리 제거 공정 후 배리어 제거 및 폴리우레탄 버핑 단계를 포함하는 CMP 공정에서, 쇼어 D 경도가 35% 이하이고, 몰랄 농도를 달성하기 위하여 6.5% 내지 11.0%의 이소시아네이트 농도와 배합된 프리폴리머, 및 실질적으로 동일 몰랄 농도를 달성하기 위한 이소시아네이트와 배합된 모노머 중 적어도 하나로 이루어진 믹스로 제조된 적어도 하나의 층을 구비하는 패드가 사용된다.

연마 패드, 이소시아네이트, 폴리우레탄, 평탄화 제거 속도

Description

연마 패드 및 패드 제거 속도와 평탄화의 개선 방법{POLISHING PAD AND METHODS OF IMPROVING PAD REMOVAL RATES AND PLANARIZATION}

본 발명은 일반적으로 연마 패드, 특히 슬러리를 이용한 화학-기계적 연마(CMP)에 관한 것이다. 좀더 구체적으로 말해서, 본 발명은 연마 패드의 CMP 제거 속도를 증가시키고, 연마 패드에 의한 피가공재의 평탄화를 향상시키고, 연마 패드의 일반 평탄화 효율을 향상시키는 방법에 관한 것이다.

CMP는 일반적으로 반도체 웨이퍼 제조의 불가분적 일부가 되어 온 반도체 제작 수순에 있어서의 공정 단계이다. CMP는 반도체 제작 수순에 있어서 다양한 적용에 이용되고 있다. 예를 들면, CMP는 "산화물" 또는 "ILD/PMD", "STI", "구리", "배리어(barrier)", "폴리(poly)" 및 "텅스텐"으로 불리는 적용에 사용되고 있다. 이들 용어는 일반적으로 제거 대상이 되는 재료의 유형을 나타낸다. CMP 공정은 바람직하게는 무-결점 및 무-오염 상태가 되도록 하면서 대상 물질을 적절히 제거하고 표면을 평탄화하도록 구성된다. 이들 적용 각각은 상이한 종류의 슬러리를 사용할 수 있으며, 이에 따라 제거 메커니즘은 일반적으로 각 적용에 따라 상이해진다. 이러한 이유로 해서, 각각의 적용에 대한 최적의 조건 또한 상이해지는 경향이 있다.

이러한 CMP 공정 각각에서, 실리콘 기판은 이동하는 연마 패드와 직접 접촉 상태에 있도록 배치된다. 웨이퍼 캐리어는 통상적으로는 패드를 동시에 회전시키면서, 기판의 배면에 소정의 압력을 가하게 된다. 이러한 공정 중에 슬러리가 이용될 수 있도록 제조되어, 일반적으로는 패드의 운동에 의해 웨이퍼와 패드 사이에 운반된다. 슬러리의 조성은 개개의 CMP 적용에 따라 변동될 수 있다. 일반적으로, 절연체를 제거하도록 디자인되는 슬러리는 물, 연마제, 및 절연체를 가수분해하도록 디자인된 알칼리 제형으로 구성된다. 한편, 구리 슬러리는 일반적으로, 물, 산화제, 착화제, 및 표면 패시바이징(passivize) 화학 약품의 조합으로 구성된다. 전형적인 슬러리는 종종 제거 대상이 아닌 재료에 대해 매우 낮은 제거 속도를 갖는다.

CMP 연마 패드는 바람직하게는 복수의 공학처리 기능을 수행한다. 패드는 바람직하게는 높은 제거 속도로 연마를 하고, 단거리(100 마이크로미터 미만)를 평탄화하고, 실리콘 기판의 재질에 의해 결정되는 특정 평탄화 길이(하기 참조)까지 장거리(100 마이크로미터 이상)를 평탄화하되 그 길이를 넘어서는 평탄화를 하지 않으며, 슬러리를 운반하고, 순차적으로 연마되는 웨이퍼에 대하여 수백 개의 웨이퍼에 대해 중단됨이 없이 웨이퍼와의 동일한 마찰을 유지하며, 웨이퍼 표면을 세정하되 웨이퍼 표면을 스크래칭시키지 않으며, 최소 시간으로 교환 가능하고, 그외 기능을 수행하도록 구성될 수 있다.

따라서, 연마 패드의 이러한 기능 중 한 가지 이상을 개선할 수 있는 패드의 제조 방법 개발이 요망된다. 특히, 연마 패드의 제거 속도를 증가시키고, 피가공 재의 평탄화를 향상시키고, 연마 패드의 제반적인 평탄화 효율을 향상시키는 것이 바람직하다.

이와 관련하여, 본 발명의 다양한 일면은 단거리 및 장거리 평탄화 모두를 고려한다. 보편적으로, 장거리 평탄화는 패드의 벌크 특성에 의해 제어되고 단거리 평탄화는 패드의 표면 특성에 의해 제어된다. 장거리 평탄화를 기술하는 데 유용한 개념은 패드 평탄화능의 측방 치수 특징으로서 정의되는 평탄화 길이(L)이다. 이 개념에 고유한 점은 연마시에 제거 속도가 힘에 비례함을 지지하는 프레스톤 공식(Preston's equation)이다. 이러한 상관관계에 대해서는 상당한 편차가 있기는 하지만 일반적으로는 유효하다. 평탄화시키고자 하는 특징부(feature)는 융기 소자(upraised element)로서 모델링 될 수 있다. 연마 패드는 이러한 특징부를 연마하려 할 것이며, 특징부 상단에 패드에 의해 인가되는 압력이 특징부 인근에 인가되는 압력을 초과할 때 그러한 평탄화가 잘 이루어지게 될 것이다. 프레스톤 공식에 따르면, 특징부 상단에서의 제거 속도는 특징부 인근의 제거 속도를 초과하게 되고, 시간이 경과함에 따라 특징부는 연마에 의해 높이가 감소하게 된다. 평탄화 길이의 일 정의는 압력이 증가하는 특징부에서 이 특징부로부터 무한대로 떨어져 있는 압력의 1/e까지의 길이이다(e는 In(10)이다).

단거리 평탄화는 L과 유사성이 없다. 단거리 평탄화는 표면 특성에 의해 영향을 받기 때문에, 패드 표면의 조도에 영향을 주는 행위인, 패드에 가해지는 다이아몬드 컨디셔닝의 양을 변화시킴으로써 동일 연마 패드를 사용하여 현격하게 변화될 수 있다. 그러나, 일반적으로는 패드 표면은 제거 속도 유지를 목적으로 컨디 셔닝된다. 따라서, 단거리 평탄화의 경우, 패드에 부과되는 공학적 제약은 어느 정도까지는 결과 지향적이다(result-oriented). 서면상으로 기재되어 있을 경우, 다음과 같이 알게 될 것이다: "표준 컨디셔닝 공정을 일관성 있게 사용할 경우, 패드는 단거리 평탄화뿐만 아니라 적정한 제거 속도를 보여야 한다.....". 이러한 이유 때문에, 단거리 평탄화 요건은 일반적으로 경험적인 결과로부터 획득된다. 구리 적용의 경우, 이러한 결과는 통상적으로 협폭의 구리 도선으로부터 제거되는 물질의 양을 서술하는 디싱(dishing)으로 표현된다. 산화물 적용의 경우, 결과는 통상적으로, 단거리 평탄화를 측정하도록 디자인된 시험 구조의 평탄화 성능에 의해 표시된다.

다양한 US 특허가 평탄화 개선을 도모하고 있다. 예를 들면, James의 US 특허 No. 6,454,634, 6,582,283, 6,736,709 and 6,749,485 참조. James는 그가 주장하는 바에 의하면 목적하는 높은 KEL 값을 달성하는 첨가제의 일례를 제공하고 있지만, 교시내용과 데이터는 단거리 평탄화, 즉 100 마이크로미터 미만의 거리에 걸쳐서 일어나는 평탄화에 대해 전술한 경우에 한하여 목적하는 성질을 지지한다.

따라서, 단거리 및 장거리 평탄화 모두를 개선할 제형의 개발이 바람직하다.

CMP의 특정 적용은 반도체 웨이퍼의 피가공면 상에 증착되는 구리 막의 연마를 수반하는 "구리 CMP"로서 공지되어 있다. 구리는 통상적으로 전착의 이용을 통해 증착되며, 하부 산화물층 내 서브마이크론 채널이 생성되는 표면에 보통 증착된다. 구리는 채널뿐만 아니라 채널간 영역("필드, field")의 상부에도 증착된다. 채널간 필드에 증착되는 구리는 종종 오버버든(overburden)으로 불린다. "배리어 층(barrier layer)은 구리를 증착시키기 전에 산화물 표면에 제공되는데, 그렇게 하지 않을 경우 구리는 산화물층 중으로 확산하여 잠재적으로는 그 밑에 있는 민감한 실리콘 기판에 도달하여 결국에는 트랜지스터를 파괴하게 된다. 따라서, 배리어층은 구리 채널을 클래딩하여 산화물 중으로 구리의 확산을 방지하게 된다. 배리어층을 위한 전형적인 재료는 탄탈룸(Ta) 및 질화 탄탈룸(TaN)이다. 구리 CMP 동안, 구리 오버버든과 배리어층 양자 모두는 연마에 의해 필드로부터 제거되어, 도전성 배선으로 작용하게 될 구리를 채널에 남기게 된다.

CMP 공정의 목적은 필드 영역으로부터 실질적으로 모든 구리를 제거하고 산화물 수준에서 트렌치에 구리를 남기는 것이다. 채널내 구리의 표면은 바람직하게는 편평하고 그 표면에서는 실질적으로 산화, 오염 또는 부식이 발생하지 않는다. 이러한 조건은 또한 프로브가 도전체와 접촉하도록 해주고 통상적으로 크기가 100 ㎛ x 50-70 ㎛인, "본드 패드(bond pad)"로 알려져 있는 구리의 더 넓은 면적에 대해서도 바람직하다. 공정은 보통 시판 CMP 공구에서 통상적으로 보이는 3개의 회전 플래튼을 포함하는, 3 단계로 수행된다. 이러한 단계는 1) 벌크 구리의 제거; 2) 배리어층의 제거; 및 3) 실질적으로 모든 잔여물을 제거하고 구리 표면을 패시베이션하기 위한 최종 표면의 버핑(buffing)을 포함한다. 이들 3 단계 후에, 웨이퍼는 추가 공정 처리에 앞서 세정 및 건조시킬 수 있다. 종종, 구리 제거 단계는 두 단계로 세분된다. 제 1 단계에서, 구리막의 절반 이상이 제거되어 실질적으로 평탄한 표면이 남게 된다. 제 2 단계에서, 구리의 나머지 부분이 제거되어 배리어 물질만이 남게 된다.

따라서, 통상의 구리 CMP를 수행하는 동안 3개의 플래튼 공구상에서 두 주요 공정 순서가 사용된다. 첫 번째 순서인 Sequence #1에서, Platen 1은 벌크 구리를 배리어 물질쪽으로 제거하고, Platen 2는 배리어 물질을 제거하며, Platen 3은 버핑을 수행한다. 두 번째 순서인 Sequence #2에서, Platen 1은 벌크 구리를 제거하고, Platen 2는 구리 제거를 마무리하며, Platen 3은 배리어 물질을 제거하고 버핑을 수행한다. 이들 두 순서에서도 약간의 변동이 존재하여, 사용되는 화학반응과 슬러리, 공정 조건과 시간, 및 모든 요구되는 단계의 정확한 분할에 있어서의 변동이 포함될 수 있다. 이들 세 단계에 사용되는 연마 패드와 슬러리/화학반응은 일반적으로 상이하다.

일례로서, 공정 Sequence #1을 수행하기 위한 전형적인 방식은 다음을 사용하는 것일 수 있다: Platen 1) IC1000 패드(Rohm and Haas 제품) 및 Cabot 5001 같은 구리 슬러리; Platen 2) IC1000 패드 및 Hitachi T-605와 같은 배리어 슬러리; 및 Platen 3) Politex 패드(Rohm and Haas 제품)과 물 또는 물과 패시바이즈 화학약품, 예를 들면 BTA. 이와 달리, 공정 Sequence #2을 수행하기 위한 전형적인 방식은 다음을 사용하는 것일 수 있다: Platen 1) IC1000 패드 및 Cabot 5001 같은 구리 슬러리; Platen 2) IC1000 패드 및 Cabot 5001 같은 구리 슬러리; 및 Platen 3) Politex 패드와 Hitachi T-605와 같은 배리어 슬러리, 이어서 패시베이션을 위한 수세 또는 물과 BTA 세정.

마지막 경우에서의 단계 3 또한 IC1000 패드로 수행될 수는 있지만, Politex 패드로 수행되는 것이 훨씬 더 일반적이다. 이러한 목적에 Politex를 사용하는 경 우의 단점은 패드가 적용하기에는 기본적으로 너무 연질이라는 점이다. 전형적인 Politex 패드는 수 개의 층으로 구성되어 있다. 바닥층은 폴리우레탄 함침 폴리에스테르 펠트이다. 그 다음 층은 매우 다공성인 우레탄이며, 최상층은 하부로 갈수록 넓어지고 상부로 갈수록 좁아지는 테이퍼형 기공을 갖는 수직 우레탄 구조로 구성되어 있다.

비록 패드의 유연성은 깨끗하고 스크래치가 없는 매우 양호한 최종 표면(버프)을 산출하는 데에는 유리하지만, 배리어 제거 단계를 위한 이러한 패드를 이용한 최종 결과는 웨이퍼의 최종 평탄성이 불량하게 된다는 사실이다. 배리어 제거기로서, 패드를 먼저 구리와 탄탈룸 모두에 동시에 노출시키고 난 다음에, 배리어가 제거되면 산화물, 구리 및 탄탈룸에 도시에 노출시킨다. 평탄화 특성이 불량한 패드는 이들 물질을 균일하게 제거하는 기능을 충분하게 수행하지 못할 것이다. 이러한 비-평탄성은 브리징(제거되어야 할 도전재가 잔류하여 바람직하지 않은 전기적 접촉을 초래하는 것), 디싱/침식(적소에 남아 있어야 할 물질이 공정에 의해 제거되어, 물질이 구리인 경우 저항의 증가를 초래하거나 물질이 산화물인 경우 단락을 초래하는 것), 또는 브리징을 조장하는 바람직하지 않은 표면 특징을 유발할 수 있다.

Politex 패드의 사용과 관련한 또 다른 문제점은 패드의 비교적 짧은 수명이다. 특정 화학약품의 존재하에서, 패드는 완전성을 쉽게 상실하게 되어 수명의 단축을 초래한다. 일반적으로, 블로운(blown) 폴리우레탄 물질은 화학적으로 불활성이고, CMP 동안 통상적으로 노출되는 임의 화학약품의 존재하에서 분해되지 않는 것으로 알려져 있다.

이와 달리 제 3 플래튼 상에 고-평탄화, 고-불활성의 IC1000을 사용하는 경우 전술한 문제점이 없이 매우 평탄한 표면이 달성되겠지만, 스크래치 발생율이 훨씬 더 높아진다. 스크래칭 역시 단락(브리징)과 오픈(opens)(도전선의 단로)을 초래할 수 있으므로 용인될 수 없다. 따라서, Politex 및 IC1000 패드에 의해 제공되는 특성 간의 범위내에서 다양한 특성을 갖춘 패드가 필요하다.

이러한 문제점에 비추어 볼 때, Sequence #1은 명백하게 모든 요건을 충족하지만; 매우 느리다는 단점이 있다. 훨씬 느린 처리량("tpt")을 보임에 따라 연마 설비는 불충분하게 이용된다. 임의의 조립 라인과 마찬가지로, 공구의 tpt는 이의 가장 느린 단계의 함수이다. 일반적으로, 그러한 공구(예를 들면, Mira Mesa, Applied Materials) 상에서 스테이션에서 스테이션으로 웨이퍼를 이동시키는 로봇은 빠르다. 가장 느린 단계는 전형적으로 플래튼 단계의 가장 느린 단계이다.

Sequence #1은 제 1 플래튼에서 구리의 벌크 제거를 수반하고, 그 플래튼은 tpt 제한자(limiter)일 가능성이 높다. 이러한 첫 번째 단계에 3분 또는 4분 소요되는 것이 드문 일이 아니어서, 공구의 최대 tpt는 시간당 15 내지 20 웨이퍼("wph")가 된다. 더 높은 tpt가 일반적으로 요망된다.

따라서, 개선된 CMP 및 증가된 tpt와 향상된 벌크 구리 제거 및/또는 평탄화를 제공하는 구리 CMP의 개선된 방법이 필요한 실정이다.

따라서, 본 발명의 목적은 연마 패드의 화학-기계적 평탄화 제거 속도를 향상시키는 방법, 화학적 기계적 연마의 개선된 방법, 및 개선된 연마 패드를 제공하는 것이다.

본 발명의 예시적인 실시형태의 일면에 따르면, 패드의 제거 속도를 향상시키는 방법은 적어도 상부층이 폴리우레탄인 패드 본체를 제조하고; 본체에 화학-기계적 평탄화 제거 속도를 증가시키기 위해 패드의 ER을 감소시키는 첨가제를 도입한 다음; 첨가제로 적어도 전분을 함유하는 물질을 사용하는 단계를 포함한다. 본 발명의 추가적인 특징에 따르면, 상기 첨가제 사용 단계는 25 파운드 믹스 중 실질적으로 1 파운드의 전분을 도입하여 탄성 반발(elastic rebound)을 대략 8% 포인트까지 감소시키는 단계를 포함한다.

본 발명의 다양한 일면에 따르면, 패드의 폴리우레탄 바디에 전분을 함유하는 적어도 1종의 물질을 도입하면 탄성 반발성이 감소하고, 그 결과 패드의 화학-기계적 평탄화 제거 속도가 증가된다.

이들 목적 및 이하에서 자명해지게 될 다른 목적에 맞춰, 본 발명의 일 특징은 반도체 웨이퍼의 표면상에 증착된 구리 필름용 구리 CMP 방법을 포함한다. 본 방법은 벌크 구리를 배리어쪽으로 제거하고; 실질적으로 배리어를 제거한 다음; 버핑하는 단계를 포함하며, 여기에서 상기 배리어 제거 및 버핑은 프리폴리머와 약 6.5 내지 약 11.0% 농도의 이소시아네이트로 이루어진 혼합물로부터, 또는 단량체와 실질적으로 동일한 몰랄 농도를 달성하기 위하여 이소시아네이트를 첨가하여 제조된 적어도 하나의 층을 갖는 폴리우레탄 연마 패드의 사용을 포함하며, 여기에서 층의 쇼어 D 경도는 약 35% 이하이다.

본 발명의 예시적인 실시예는 반도체 웨이퍼의 표면상에 증착된 구리막의 CMP에서 배리어의 제거 및 후속 버핑을 위한 연마 패드를 포함한다. 연마 패드는 폴리머와 약 6.5 내지 약 11.0% 농도의 이소시아네이트로 이루어진 혼합물로부터, 또는 단량체와 실질적으로 동일한 몰랄 농도를 달성하기 위하여 이소시아네이트를 첨가하여 제조되며, 약 35% 이하의 쇼어 D 경도를 갖는다.

본 발명의 특징으로 생각되는 신규한 특질은 특히 첨부 특허청구범위에 기재되어 있다. 그러나, 발명 자체는 이의 부가적인 목적 및 장점과 함께 그의 구성 및 작동 방법 모두에 관하여, 첨부 도면과 함께 정독할 때 특정 실시예의 하기 상세한 설명으로부터 가장 잘 이해될 것이다.

첨부 도면과 함께 고찰할 때, 상세한 설명 및 특허청구범위를 참조함으로써 본 발명의 좀더 완전한 이해가 도출될 수 있다.

도 1은 본 발명에 따라 제조된 NCO 농도의 함수로서 우레탄 연마 패드의 평탄화를 도시한다.

도 2는 패드의 경도와 스크래치의 수의 관계를 설명하는 플롯이다.

하기의 상세한 설명은 어떠한 식으로도 본 발명의 범위, 이용 가능성 또는 구성을 제한하지 않으며; 본 발명의 다양한 실시형태를 구현하기 위한 편의상의 설명을 제공하기 위한 것이다. 자명해지는 바와 같이, 본 발명의 범위로부터 일탈함이 없이 이들 실시형태에 기재된 요소의 기능과 배치에 있어 다양한 변화가 가해질 수 있다. 본원에 기재된 상세한 설명은 상이한 형상, 성분 등을 구비한 다르게 구성된 패드와 사용되도록 적응시킬 수 있으며, 이들 또한 본 발명의 범주 안에 포함된다. 따라서, 본원 기재의 상세한 설명은 제한의 의도 없이 단지 설명의 목적상 제시된다.

본 발명의 예시적인 실시형태의 일면에 따르면, 연마 패드의 제거 속도를 향상시키는 방법이 제공된다. 비록 제거 속도는 패드와 사용되는 슬러리의 조성에 의해 영향을 받을 수 있지만, 여러 패드-관련 인자 역시도 제거 속도에 영향을 미친다. 예를 들면, 홈(grooves)은 예를 들면 슬러리를 웨이퍼-패드 계면에 전달함으로써 제거 속도를 향상시킬 수 있다. 이러한 홈의 다양한 패턴, 피치, 폭 및 깊이도 제거 속도에 영향을 줄 수 있다. 제거 속도는 또한 슬러리의 존재하에 웨이퍼와 패드간에 존재하는 마찰과도 관련이 있다. 이러한 마찰은 상이한 패드에 따라 달라지고 패드내 기공의 크기, 패드의 밀도, 패드의 재료 조성 등과 같이 다양한 요인에 의해 영향을 받을 수 있다.

일반적으로, CMP용으로 사용되는 패드는 비-탄성 재질이다. 비-탄성재는 탄성 및 비탄성 모두를 보인다. 재료의 비탄성량의 척도는 탄성 반발성 또는 탄성 회복(ER)이다. 압축하였다가 풀었을 때, 일정 기간 경과 후의 회복의 분할량(fractional amount)이 ER이다. 탄성 반발이 높아질수록, 재료는 더 탄성을 띠게 되는 반면에, 탄성 반발이 낮을수록, 재료는 더 가소성을 띤다. 본 발명의 예시적인 실시형태의 일면에 따르면, 폴리우레탄 패드 및 산화물 웨이퍼는 ER과 긴밀하게 음의 상관관계가 있는 것으로 밝혀진 CMP 제거 속도를 보인다.

따라서, 본 발명의 예시적인 실시형태의 일면에 따르면, 연마 패드의 제거 속도를 개선하는 방법은 패드가 더 낮은 ER과 그에 따라 더 높은 제거 속도를 갖도록 제작하는 것을 포함한다. 패드 성분(이하에서 좀더 상세히 설명)의 혼합 중에 패드 성분에 전분을 첨가함으로써 패드의 ER을 낮출 수 있음이 밝혀졌다.

비록 우레탄 믹스에 전분을 도입하는 것이 다양한 목적을 위해 알려져 있지만, 연마 패드의 제거 속도를 향상시키는 데에는 사용되어 오지 않았다. 전분은 예를 들면 생분해성을 증가시키고(예를 들면, US 특허 No. 6,228,969), 난연성을 향상시키고 발포를 증진시키기(예를 들면, US 특허 No. 4,374,208) 위한 공지의 우레탄 첨가제이다.

본 발명의 예시적인 실시형태의 일면에 따르면, CMP 패드는 전분 외에도 타 성분을 포함할 수 있다. 예를 들면, CMP 패드는 20 파운드의 ADIPRENE L325 액상 폴리에테르 우레탄(Crompton Uniroyal), 4.7 파운드의 MOCA(4,4-메틸렌-비스-클로로아닐린), 0.5 파운드의 L-6100 실리콘 계면활성제(GE Silicones) 및 1 파운드의 전분을 포함할 수 있다.

또한, 상기 성분들은 다른 양으로 사용될 수 있으며, 상대적인 비율도 변동될 수 있다. 또한, 전분이 폴리우레탄 패드 제조에 통상적으로 사용되는 성분의 다른 조합에도 첨가될 수 있음이 감지될 것이다. 본 발명의 예시적인 일 실시형태에 따르면, 방법은 전분(또는 전분-함유 첨가제)를 L325 액상 폴리에테르 우레탄 및 L-6100 실리콘 계면활성제와 약 5분간 혼합하는 단계를 포함한다. 방법은 또한MOCA와 같은 가속제를 혼합된 전분/L-325/L-6100과 (추가로 약 1분간) 혼합하는 단 계를 추가로 포함할 수 있다. 방법은 생성되는 믹스를 금형에 붓고, 이를 실온에서 15분간 경화시키고, 이를 대략 250℉ 온도의 오븐에서 대략 8시간 동안 넣어두고, 생성되는 케이크를 냉각한 다음 이를 스카이빙형(skiving-type) 블레이드로 슬라이싱하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 이어서, 슬라이스를 그루빙(grooving), 접착제 도포 및/또는 서브패드 도포와 같은 부가적인 단계를 통해 연마 패드에 성형시킨다.

본 발명의 예시적인 일 실시형태에 따르면, 전분의 첨가 없이 동일 성분으로 제조된 패드와 비교하여, 1 파운드의 전분이 믹스에 도입될 때, 패드의 탄성 반발은 약 95%에서 약 86%로 8% 포인트까지 감소하며, r-square 값은 대략 66%이다. 또다른 예시적인 실시형태에 따르면, 믹스에 첨가되는 전분의 양이 0.5 파운드의 전분에 불과하면, 비-전분 패드에 비하여 ER이 대략 94%에서 대략 90%로 감소될 수 있다.

따라서, 제거 속도를 향상시키는 신 방법이 제안되었다. CMP 제거 속도는 패드의 형성 중에 패드에 전분이나 전분성 물질의 첨가를 통해 패드의 탄성 반발을 감소시킴으로써 증가된다. 또한, 본 발명의 다양한 일면에 따르면, 피가공재의 평탄화도 향상될 수 있다.

상이한 피치와 폭의 범위로 배치된 규칙적이고 주기적인 배열을 포함하는 지형 구조물인 평탄화 시험 구조물을 이용하여 평탄화를 측정할 수 있다. 도량형에 관계된 실제적 제한요건에 기인하여, 정확한 측정을 산출하기 위한 이들의 최소치는 50% 밀도(즉, 동일 폭의 교번형 고-저 구조)에서 100 마이크로미터 피치를 가지 고 최대치는 50% 밀도에서 500 마이크로미터 피치를 갖는다. 평탄화능은 잔류 진폭과 제거된 산화물의 평균량이 각 단계마다 기록되는 반복되는 순차적인 연마/측정 활동에 의해 측정된다. 순서는 구조물이 "노이즈" 수준 이하로 평탄화될 때 완료된다. 이러한 순서는 평탄화 효율로 불리는 평탄화의 단일 성능 지수로 추가로 변환될 수 있는 곡선을 산출한다. 단거리 및 장거리 평탄화 모두를 함께 포착하기 위하여, 및 본 발명의 예시적인 실시형태의 일면에 따라, 단거리 및 장거리 효율의 평균으로 이루어지는 일반 평탄화 효율(GPE)로 불리는 파라미터를 개발하였다. GPE는 0% 내지 100% 범위이며, 여기에서 0%는 전혀 평탄화가 이루어지지 않았음을 의미하고(즉, 완전 에칭), 100%는 완전 평탄화(물질이 고-영역으로부터 제거되고 저-영역으로부터는 제거되지 않음)를 나타낸다. 본 발명의 예시적인 실시형태에서, GPE는 본원에 기재된 방법을 통해 향상된다.

이와 관련하여, 및 본 발명의 예시적인 실시형태의 또 다른 일면에 따르면, 우레탄 연마 패드는 기초 폴리올 수지를 이소시아네이트("NCO")와 배합함으로써 제조된다. 전체 패드가 이러한 방식으로 제조될 수 있거나, 패드가 다층 패드일 경우에는 이의 작업층(working layer)만이 제조될 수 있음을 이해하여야 한다. 새롭고 특수한 방식으로, 이소시아네이트는 약 6.5% 내지 약 11.0%의 농도로 기초 수지에 도입된다.

본 발명에 따라 제조된 패드의 평탄화를 측정하기 위하여 시험을 수행하였다. 4종의 연마 패드, 특히 이소시아네이트 농도가 4.0%인 연마 패드 L-100, 이소시아네이트 농도가 7.5%인 연마 패드 L-200 및 이소시아네이트 농도가 9.5%인 L- 325(Adiprene 시리즈), 및 이소시아네이트 농도가 11.6%인 수지 2505(Royalcast 시리즈)(이들 모두는 Crompton Uniroyal Chemical로부터 입수)를 시험하였다. 도 1에 도시된 바와 같이, 이소시아네이트 농도가 약 6.5% 내지 약 11.0%인 우레탄 연마 패드를 시험하였을 때, 이들은 약 72% 내지 약 95% 범위내 평탄화를 달성하였다.

데이터를 보통 평탄화에 영향을 미칠 것으로 예상되는 그룹으로 분할하였으나 결과에는 변화가 없었다. 예를 들면, 그루빙은 표면을 구조적으로 약화시킴으로써 패드의 GPE에 악영향을 미치는 것으로 일반적으로 알려져 있다. 그러나, 전술한 평탄화 범위는 그루빙 처리한 패드 및 비처리 패드 모두에 대해 들어맞는 것으로 나타났다. 연질 서브패드의 사용도 (장거리 평탄화에 미치는 영향에 의해) GPE에 악영향을 미치는 것으로 또한 알려져 있다. 이 경우에도 솔로 패드와 패드 스택을 따로따로 고려하였을 때 역시 결과는 영향을 받지 않았다. 따라서, NCO 농도는 단거리 및 장거리 평탄화능 모두에 영향을 주는 패드의 물리적 성질을 조절하는 것으로 이해된다.

본 발명의 유리한 특질에 따르면, 이소시아네이트의 농도는 약 6.5 내지 약 8.5% 범위내 일 수 있다. 이 경우에, 우레탄 패드 또는 이의 작업층은 좀더 연질이고 배리어 버프용으로 적합하다. 본 발명의 또 다른 바람직한 특질에 따르면, 이소시아네이트 농도는 약 8.5 내지 약 11.0% 범위내 일 수 있다. 이 경우에, 우레탄 패드 또는 이의 작업층은 더 경질이고 층간 유전층용으로 적합하다.

우레탄 패드 또는 이의 층은 폴리에스테르 폴리우레탄 또는 폴리에테르 폴리 우레탄으로 구성될 수 있다. 더욱이, 우레탄 패드 또는 이의 작업층은 하기 성분 중 하나 이상을 포함할 수 있는 연마 입자를 함유할 수 있다: 실리카, 알루미나, 세리아, 티타니아, 다이아몬드, 및 실리콘 카바이드. 이와 달리, 우레탄 패드 또는 이의 작업층에는 연마 입자가 존재하지 않을 수 있다. 아울러, 본 발명에 따른 우레탄 패드 또는 이의 작업층은 충전제를 포함할 수 있다.

평탄화의 상기 제시된 범위는 우레탄 연마 패드용으로 매우 효율적이다. 알 수 있는 바와 같이, 이러한 이소시아네이트 농도가 약 6.5%보다 적고 약 11.0%보다 많을 경우, 우레탄 연마 패드의 평탄화 성질은 악화된다.

더욱이, 구리의 CMP에 관하여 본 발명의 예시적인 일 실시형태에서, 반도체 웨이퍼의 표면에 증착된 구리막의 CMP를 향상시키는 방법이 제공된다. 상기 방법은 예를 들면, 벌크 구리를 배리어쪽으로 제거하는 단계; 배리어를 제거하는 단계 및 이어서 버핑하는 단계를 포함할 수 있으며, 여기에서 상기 배리어 제거 및 버핑은 프리폴리머 또는 모노머와, 실질적으로 동일 몰랄 농도가 되도록 이소시아네이트를 첨가하여 제작된 폴리우레탄 연마 패드의 사용을 포함하며, 여기에서 쇼어 D 경도는 약 35% 이하이다. 바람직한 실시형태에서, 이소시아네이트 농도는 약 6.5 내지 약 8.5%이고, 값이 작을수록 일반적으로 연질 연마 패드가 된다.

본 발명은 또한 반도체 웨이퍼의 표면에 증착된 구리막의 화학적 기계적 연마 공정에서 배리어의 제거 및 후속 버핑을 위한 폴리우레탄 연마 패드에 관한 것으로, 연마 패드는 프리폴리머와 약 6.5% 내지 약 11.0% 농도의 이소시아네이트로이루어진 믹스로부터 또는 모노머에 실질적으로 동일 몰랄 농도에 이르는 농도로 이소시아네이트를 첨가하여 제작되며, 여기에서 쇼어 D 경도는 약 35% 이하이다. 바람직한 실시형태에서, 패드는 이소시아네이트 농도가 약 6.5% 내지 약 8.5%인 폴리우레탄 믹스로부터 제조되며, 이에 따라 패드는 경도 스펙트럼의 연질측에 있게 된다.

본 발명의 방법 및 패드의 개발에 있어서, 경도는 스크래칭 예측에 있어서 중요한 파라미터인 것으로 결정되었다. 이는 도 2에 도해되어 있는데, 여기에서 y축은 스크래치의 수이고 x축은 쇼어 D 경도이다. 스크래치의 수는 다양한 경우에서 스크래치를 도출하도록 개발된 시험으로부터, 심지어는 가장 연질인 패드로부터 생기는 것이다. 시험은 일반적으로 구리를 제거하지 못하는 공지의 공격적인 배리어 슬러리를 이용하고, 이를 연마전(pre-polish) 스크래치의 수가 이미 결정된 무-오염 블랭킷 구리막을-상당히 높은 하강력(4 psi)으로-연마하는 것으로 이루어진다. 구리 웨이퍼는 1분간 연마한 다음 스크래치를 (암시아 현미경을 사용하여 저배율에서) 재측정한다. 이어서, 스크래치 수의 증가를 플로팅한다:

그래프는 패드의 바람직한 경도는 쇼어 D 스케일에서 대략 35 이하임을 시사한다. Politex는 이러한 스케일로 동일 측정에 의해 25인 것으로 측정되었고(그패프 상에 표시) , 참고로 IC1000은 56인 것으로 측정되었으며(그패프 상에 표시), Rohm and Haas Corporation에 의해 발행된 자료에는 55인 것으로 보고되어 있다.

일반 평탄화 효율(GPE)로 불리는 평탄화 성능 지수는 어떤 물질이 평탄화를 지배하는지를 정확히 결정하기 위하여 개발되었다. GPE는 기초 수지의 이소시아네이트(NCO) 농도의 함수인 것으로 결정되었다. 6.5% 내지 11.0% 범위 내에 들어오 는 수지는 높은 GPE를 전달하였고, 그 범위를 벗어난 수지는 낮은 GPE를 초래하였다.

일 실시형태에서, 화학적 불활성 블로운 폴리우레탄을 본 발명의 패드용으로 선택된다. 따라서, 본 발명에 따르면, 상기 폴리우레탄 연마 패드뿐만 아니라 상기 배리어 제거 및 버핑 방법이 제안된다.

다양한 실시형태에서, 폴리우레탄 연마 패드는 메틸 알코올이나 물, 또는 옥수수 전분을 포함한 임의 종류의 전분을 포함한 첨가제를 포함할 수 있다. 패드는 10 mils 내지 200 mils의 두께, 바람직하게는 80 mils의 두께를 가질 수 있다.

본 발명의 예시적인 실시형태의 다양한 일면에 따르면, 패드는 서브패드 상에 적층될 수 있거나 패드는 단층 패드일 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 패드는 그루빙 처리되거나 되지 않을 수 있고 천공처리 되거나 되지 않을 수 있다.

본 발명에 따른 패드의 예시적인 제조 방법이 이하에서 제공된다. 먼저, 모든 우레탄의 경우에, 조성은 약 6.5% 내지 약 11.0%의 NCO 농도를 갖는 프리폴리머 수지로, 또는 폴리올과 동일 몰랄 농도를 달성하는 데 요구되는 양의 이소시아네이트로 시작한다. 플리폴리머를 약 100℉로 예열하고, 이 온도에 이를 때까지 혼합시킬 수 있다. 이어서, 첨가제를 필요에 따라 첨가할 수 있다. 예시적인 첨가제로는 물과 같은 개시제, Vazo와 같은 발포제, 3급 아민 같은 촉매, L-6100 같은 계면활성제, 및 Crompton에 의해 공급된 셀 사이즈를 조절하기 통상적으로 사용되는 실리콘 계면활성제가 포함된다. 발열 반응이 일단 개시되면, 쇄 연장제로도 알려져 있는 MOCA(4,4'-메틸렌비스-[o-클로로아닐린])가 첨가된다.

일 실시형태에서, 패드는 적어도 하나의 프리폴리머를 몰랄 농도 달성을 위해 약 6.5% 내지 약 11.0%의 이소시아네이트 농도와 함께 포함하는 믹스, 또는 모노머를 실질적으로 동일 몰랄 농도 달성을 위해 충분량의 이소시아네이트와 함께 포함하는 믹스로부터 형성된다.

기공은 혼합 중에 공기를 혼입하거나 Reinhardt의 US 특허 No. 5,578,362에 교시된 바와 같이 마이크로벌룬 같은 기공 생성제를 첨가하여 생성시킬 수 있다. 믹스를 금형에 붓되, 금형은 미리 가열될 수 있다. 발열 반응이 케이크의 중앙 온도가 270℉ 정도에 이르고 이에 따라 반응을 완료하도록 하기에 충분해지는 반면에, 표면 냉각은 케이크 외측이 적정 기간에서 반응되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 케이크는 오븐에서 경화시킬 수 있다. 경화는 통상적으로 약 240℉의 온도에서 약 6시간 동안 수행된다. 이어서, 케이크를 냉각시킨 다음 슬라이싱하여 연마 패드를 제작한다.

경화 후, 케이크를 냉각시키고, 일단 냉각되면 예를 들어 고정 스카이빙 블레이드와 가동형 테이블을 이용하여 슬라이싱한다. 이어서, 케이크의 사용 가능한 슬라이스는 일면에 접착제를 도포하고, 서브패드에 고정하고, 필요에 따라 사용 가능한 표면을 그루빙 처리하고, 평활 공정으로 마무리한 다음 검사, 및/또는 패드 포장에 의해 패드로 제조된다.

종종, 패드가 평탄화 처리를 거치고 스크래치-유발 시험을 통과하면, 버프만이 필요한 적용에도 사용될 수 있다. 이와 같이, 일부 패드는 포스트-옥사이드 버프(post-oxide buff)와 같은 부가적인 용도를 가질 수 있다. 또한, 반도체 제작 환경에서 통상적으로 수행되는 기타 단순한 비-CMP 세정 적용을 생각해 볼 수 있다.

또한, 패드가 평탄화되므로, 예를 들면 잔류 구리를 배리어쪽으로 제거하는 데 이를 사용하는 것도 고려해 볼 수 있다. 이 경우에, 패드는 1차 패드보다 연질이므로, 동일한 장거리 평탄화를 갖게 되지는 않을 것이다. 그러나, 제 1 구리 제거 단계가 경질 패드로 수행되면, 구리 표면은 잘 평탄화되어, 약간 더 연질인 패드의 사용을 가능하게 한다. 이러한 패드의 또 다른 잠재적인 적용은 1차 구리 CMP이다.

일반적으로, 및 본 발명의 예시적인 실시형태의 추가적인 일면에 따르면, 패드는 베어(bare) 실리콘 웨이퍼, 반도체 장치 웨이퍼, 자기 메모리 디스크 등 다양한 기판에 사용될 수 있다. 더욱이, 패드는 캐스팅, 압축, 사출 성형, 압출, 웹-코팅, 및 소결 등 다양한 폴리머 가공 방법에 의해 제조될 수 있으며 이에 제한되지 않는다. 패드의 적어도 하나의 층은 단일상 또는 다중상일 수 있고, 제 2 상은 폴리머 마이크로벌룬, 가스 또는 유체를 포함한다. 제 2 상은 실리카, 알루미나, 탄산칼슘, 세리아, 티타니아, 게르마늄, 다이아몬드, 실리콘 카바이드 또는 이들의 조합과 같은 연마제일 수 있다.

상기 요소들 각각, 또는 둘 이상이 함께 전술한 유형과는 상이한 다른 유형의 제작에서 유용한 적용을 모색할 수 있음이 이해될 것이다. 본 발명은 화학 기계적 연마 방법, 및 그에 따라 제공되는 패드로 구현되는 것으로 예시하고 설명되 었지만, 본 발명은 예시된 세부사항에 제한되지 않으며, 본 발명의 취지로부터 일탈함이 없이 다양하게 변형 구조적 변화를 가할 수 있다.

추가 분석 없이, 선행 기술의 관점에서 볼 때, 명백하게 본 발명의 일반적인 또는 특정 일면의 필수적인 특징을 구성하는 특질의 제외 없이 다양한 적용에 현 지식을 적용하여, 상기 내용을 적응시킬 수 있는 본 발명의 요지를 완전히 드러낼 것이다.

상기 요소들 각각, 또는 둘 이상이 함께 전술한 유형과는 상이한 다른 적용 및 다른 유형의 제작에서의 용도를 모색할 수 있음이 이해될 것이다. 본 발명은 폴리우레탄 연마 패드 및 이를 제조하는 방법으로 구현되는 것으로 예시하고 설명되었지만, 본 발명은 예시된 세부사항에 제한되지 않는다. 본 발명의 범주로부터 일탈함이 없이 다양한 변형과 구조적 변화, 본원에서 논의된 각종 성분과 단계의 선택, 설계 및 배치의 변화를 꾀할 수 있다. 예를 들면, 다양한 성분이 대안의 방식으로 구현될 수 있다. 이들 대체물은 특정 적용에 따라 또는 시스템 작동과 연관된 임의 요소를 고려하여 적당히 선택될 수 있다. 또한, 본원에 기재된 기술은 타 유형의 장치와 사용을 위해 확장 또는 변형될 수 있다. 이들 및 기타 변화 또는 수정 또한 본 발명의 범주 안에 포함시키고자 한다.

Claims (46)

1. 패드를 포함하는 연마 패드에 있어서,

   상기 패드는 우레탄, 전분, 및 이소시아네이트를 포함하고;

   우레탄은 기초 수지를 포함하며;

   전분은 전분을 포함하지 않는 유사 우레탄 패드에 비하여, 패드의 탄성 반발을 감소시키고 패드의 CMP 제거 속도를 향상시키도록 구성되며;

   이소시아네이트의 농도는 패드내 우레탄의 6.5% 내지 11.0% 범위인 연마 패드.
2. 제 1 항에 있어서, 글로벌 평탄화 효율이 75% 내지 90%인 연마 패드.
3. 연마 패드의 제거 속도를 향상시키는 방법에 있어서, 패드의 적어도 하나의 층이 믹스로부터 폴리우레탄의 패드 바디를 제조하는 단계; 상기 믹스에 화학-기계적 평탄화 제거 속도를 증가시키기 위해 패드의 탄성 반발을 감소시키는 첨가제를 도입하는 단계; 및 첨가제로서 적어도 전분을 함유하는 물질을 사용하는 단계를 포함하여 제작되는 방법.
4. 패드의 적어도 하나의 층이 믹스로부터 폴리우레탄의 패드 바디를 제조하는 단계; 상기 믹스에 화학-기계적 평탄화 제거 속도를 증가시키기 위해 패드의 탄성 반발을 감소시키는 첨가제를 도입하는 단계; 및 첨가제로서 적어도 전분을 함유하는 물질을 사용하는 단계를 포함하여 제작되는 연마 패드.
5. 제 3 항에 있어서, 상기 첨가제 사용 단계는 25 파운드 믹스 중 실질적으로 1 파운드의 전분을 도입하여 패드의 탄성 반발을 대략 8% 포인트까지 감소시키는 단계를 포함하는 방법.
6. 제 3 항에 있어서, 상기 층은 폴리에테르 우레탄, 폴리에스테르 폴리우레탄, 및 폴리카보네이트 중 적어도 하나를 포함하는 패드.
7. 제 3 항에 있어서, 상기 층은 실리카, 알루미나, 세리아, 티타니아, 다이아몬드, 및 실리콘 카바이드 중에서 선택되는 연마 입자를 함유하는 패드.
8. 제 3 항에 있어서, 상기 층은 충전제 및 나일론 중 적어도 하나를 포함하는 패드.
9. 제 3 항에 있어서, 상기 층은 연마재가 부재하는 패드.
10. 기초 수지를 배합하는 단계; 상기 기초 수지에 이소시아네이트를 도입하여 우레탄 연마 패드를 형성하는 단계; 및 이소시아네이트의 농도를 상기 기초 수지의 약 6.5% 내지 11.0% 범위내에 들어오도록 선택하여 고-평탄화 성질을 수득하는 단계를 포함하는, 우레탄 연마 패드의 평탄화를 향상시키는 방법.
11. 제 10 항에 있어서, 상기 선택 단계가 6.5% 내지 8.5% 범위의 이소시아네이트 농도를 선택하는 방법.
12. 제 10 항에 있어서, 상기 선택 단계가 8.5% 내지 11.0% 범위의 이소시아네이트 농도를 선택하는 방법.
13. 제 10 항에 있어서, 상기 층은 폴리에테르 폴리우레탄 및 폴리에스테르 폴리우레탄으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 폴리우레탄으로 구성되는 방법.
14. 제 10 항에 있어서, 복수개의 연마 입자를 상기 기초 수지 및 이소시아네이트와 배합하는 단계를 추가로 포함하며, 복수개의 연마 입자는 실리카, 알루미나, 세리아, 티타니아, 다이아몬드, 및 실리콘 카바이드로 이루어진 그룹 중에서 선택되는 방법.
15. 제 10 항에 있어서, 상기 방법은 연마 입자를 상기 기초 수지 및 이소시아네이트와 배합하는 단계를 포함하지 않는 방법.
16. 제 10 항에 있어서, 충전제를 상기 기초 수지 및 이소시아네이트와 배합하는 단계를 포함하는 방법.
17. 기초 수지를 갖는 적어도 하나의 층 및 상기 기초 수지에 도입된 이소시아네이트를 포함하고, 기초 수지내 이소시아네이트 농도는 6.5% 내지 11.0% 범위인 우레탄 연마 패드.
18. 제 17 항에 있어서, 기초 수지내 이소시아네이트 농도는 6.5% 내지 8.5% 범위인 우레탄 연마 패드.
19. 제 17 항에 있어서,기초 수지내 이소시아네이트 농도는 8.5% 내지 11.0% 범위인 우레탄 연마 패드.
20. 제 17 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 층은 폴리에테르 폴리우레탄 및 폴리에스테르 폴리우레탄으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 폴리우레탄을 포함하는 우레탄 연마 패드.
21. 제 17 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 층은 실리카, 알루미나, 세리아, 티타니아, 다이아몬드, 및 실리콘 카바이드로 이루어진 그룹 중에서 선택되는 연마 입자를 함유하는 우레탄 연마 패드.
22. 제 17 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 층은 연마 입자가 부재하는 우레탄 연마 패드.
23. 제 17 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 층은 충전제를 포함하는 우레탄 연마 패드.
24. 벌크 구리층을 배리어쪽으로 제거하는 단계;

    배리어를 제거하는 단계; 및

    버핑하는 단계를 포함하고,

    여기에서, 배리어 제거 및 버핑 단계는 약 35% 이하의 쇼어 D 경도를 가지고, (i) 몰랄 농도를 달성하기 위하여 6.5% 내지 11.0%의 이소시아네이트 농도와 배합된 프리폴리머, 및 (ii) (i)에서와 같이 실질적으로 동일 몰랄 농도를 달성하기 위한 충분량의 이소시아네이트와 배합된 모노머 중 적어도 하나를 포함하는 믹스로 제조된 층을 구비하는 폴리우레탄 연마 패드의 사용을 포함하는, 반도체 웨이퍼 표면에 증착된 구리막의 화학적 기계적 연마 방법.
25. 제 24 항에 있어서, 패드는 메틸 알코올, 물 및 전분 중 적어도 하나를 포함하는 첨가제를 포함하는 방법.
26. 제 24 항에 있어서, 패드는 10 mils 내지 200 mils의 두께를 갖는 방법.
27. 제 26 항에 있어서, 패드는 40 mils 내지 100 mils의 두께를 갖는 방법.
28. 제 24 항에 있어서, 패드는 단일 개방층 패드인 방법.
29. 제 24 항에 있어서, 패드는 서브 패드 상에 적층되거나 부착되는 방법.
30. 제 24 항에 있어서, 패드는 그루브를 포함하는 방법.
31. 제 24 항에 있어서, 패드는 천공을 포함하는 방법.
32. 제 24 항에 있어서, 상기 층은 폴리에테르 폴리우레탄 및 폴리에스테르 폴리우레탄 중 적어도 하나를 포함하는 방법.
33. 제 24 항에 있어서, 상기 층에 실리카, 알루미나, 세리아, 티타니아, 다이아몬드, 및 실리콘 카바이드 중 적어도 하나를 포함하는 연마 입자를 도입하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
34. 제 24 항에 있어서, 충전제를 상기 믹스에 도입하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
35. 반도체 웨이퍼 표면에 증착된 구리막의 화학적 기계적 연마에서 배리어쪽으로 벌크 구리 제거 후 배리어의 제거 및 버핑을 위한 연마 패드에 있어서,

    연마 패드는 약 35% 이하의 쇼어 D 경도를 가지고, (i) 몰랄 농도를 달성하기 위하여 6.5% 내지 11.0%의 이소시아네이트 농도를 갖는 프리폴리머, 및 (ii) (i)에서와 같이 실질적으로 동일 몰랄 농도를 달성하기 위한 충분량의 이소시아네이트와 배합된 모노머 중 적어도 하나를 포함하는 믹스로 제조된 적어도 하나의 층을 구비하는 연마 패드.
36. 제 35 항에 있어서, 패드는 메틸 알코올, 물 및 전분 중 적어도 하나를 포함하는 첨가제를 포함하는 패드.
37. 제 36 항에 있어서, 패드는 단일 개방층 패드인 패드.
38. 제 35 항에 있어서, 패드는 10 mils 내지 200 mils의 두께를 갖는 패드.
39. 제 35 항에 있어서, 패드는 40 mils 내지 100 mils의 두께를 갖는 패드.
40. 제 35 항에 있어서, 패드는 서브 패드 상에 적층되거나 부착되는 패드.
41. 제 35 항에 있어서, 패드는 그루브를 포함하는 패드.
42. 제 35 항에 있어서, 패드는 천공을 포함하는 패드.
43. 제 35 항에 있어서, 상기 층은 폴리에테르 폴리우레탄 및 폴리에스테르 폴리우레탄 중 적어도 하나를 포함하는 패드.
44. 제 35 항에 있어서, 실리카, 알루미나, 세리아, 티타니아, 다이아몬드, 및 실리콘 카바이드 중 적어도 하나를 포함하는 연마 입자를 추가로 포함하는 패드.
45. 제 35 항에 있어서, 충전제를 상기 믹스에 도입하는 단계를 추가로 포함하는 패드.
46. 벌크 구리를 배리어쪽으로 제거하는 단계;

    배리어를 제거하는 단계; 및

    버핑하는 단계를 포함하고,

    여기에서, 배리어 제거 및 버핑 단계는 약 35% 이하의 쇼어 D 경도를 가지고, (i) 몰랄 농도를 달성하기 위하여 6.5% 내지 8.5%의 이소시아네이트 농도를 갖는 프리폴리머, 및 (ii) 실질적으로 동일 몰랄 농도를 달성하기 위한 충분량의 이 소시아네이트와 배합된 모노머 중 적어도 하나를 포함하는 믹스로 제조된 층을 구비하는 폴리우레탄 연마 패드의 사용을 포함하는, 반도체 웨이퍼 표면에 증착된 구리막의 화학적 기계적 연마 방법.

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