KR20080071934A - 슬러리 소비를 감소시키기 위한 홈을 갖는 연마 패드 - Google Patents

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KR20080071934A
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그레고리 피. 멀다우니
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롬 앤드 하스 일렉트로닉 머티리얼스 씨엠피 홀딩스, 인코포레이티드
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    • B24B37/11—Lapping tools
    • B24B37/20—Lapping pads for working plane surfaces
    • B24B37/26—Lapping pads for working plane surfaces characterised by the shape of the lapping pad surface, e.g. grooved

Abstract

본 발명은 환상 연마 트랙 및 동심원 중심 O를 갖는 화학적 기계적 연마 패드에 관한 것이다. 이러한 연마 패드는 이에 형성된 복수의 패드 홈을 갖는 연마층을 포함한다. 연마 패드는 복수의 캐리어 홈을 갖는 연마 고리를 포함하는, 캐리어, 예를 들면 웨이퍼 캐리어와 함께 사용하고자 한다. 각각의 복수의 패드 홈은 연마중에 캐리어 고리의 선행 엣지상의 캐리어 고리의 아래에 있는 연마 매체의 수송을 향상시키기 위한 캐리어 컴패티블(compatible) 홈 형상을 갖는다.
연마 패드, 캐리어 컴패티블 홈, 캐리어 고리

Description

슬러리 소비를 감소시키기 위한 홈을 갖는 연마 패드 {POLISHING PAD WITH GROOVES TO REDUCE SLURRY CONSUMPTION}
본 발명은 일반적으로 화학적 기계적 연마(CMP) 분야에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 슬러리 소비를 감소시키는 홈을 갖는 CMP 패드에 관한 것이다.
반도체 웨이퍼상의 집적 회로 및 기타의 전자 장치의 제조에서, 전도성, 반도성 및 유전 물질의 복수의 층을 증착시키고, 웨이퍼로부터 에칭 처리한다. 이러한 물질의 박층을 여러 가지 증착 기법에 의하여 증착시킬 수 있다. 현대의 웨이퍼 처리에서의 통상의 증착 기법은 물리적 증착(PVD)(또한 스퍼터링으로 공지됨), 화학적 증착(CVD), 플라즈마 화학 기상 증착(PECVD) 및 전기화학 도금 등이 있다. 통상의 에칭 기법에는 무엇보다도 습식 및 건식 등방성 및 이방성 에칭이 있다.
소재 층이 순차적 적층 및 에칭 처리됨에 따라 웨이퍼의 표면은 평면이 아니게 된다. 차후의 반도체 처리(예, 포토리토그래피)는 웨이퍼가 평면을 가질 것을 요구하기 때문에, 웨이퍼는 주기적으로 평탄화시켜야만 한다. 평탄화는 원치 않는 표면 토포그래피뿐 아니라, 표면 결함, 예컨대 거친 표면, 응집된 물질, 결정 격자 손상, 스크래치 및 오염된 층 및 물질을 제거하기에 유용하다.
화학적 기계적 평탄화 또는 화학적 기계적 연마(CMP)는 반도체 웨이퍼 및 기타의 가공물을 평탄화시키는데 사용되는 통상의 기법이다. 이중-축 회전 연마기를 사용한 통상의 CMP에서, 웨이퍼 캐리어 또는 연마 헤드는 캐리어 어셈블리에 장착된다. 연마 헤드는 웨이퍼를 수용하여, 연마기내에서 연마 패드의 연마층과 접하도록 위치시킨다. 연마 패드는 평탄화되는 웨이퍼 직경의 2배보다 더 큰 직경을 갖는다. 연마중에, 연마 패드 및 웨이퍼는 웨이퍼가 연마층과 맞물리는 동안 각각의 동심원 중심 주위에서 회전한다. 웨이퍼의 회전축은, 패드의 회전이 패드의 연마층상에서 환상 "웨이퍼 트랙"을 일소시키도록 웨이퍼의 반경보다 더 큰 거리만큼 연마 패드의 회전축에 대하여 오프셋된다. 웨이퍼의 유일한 이동이 회전인 경우, 웨이퍼 트랙의 폭은 웨이퍼의 직경에 해당한다. 그러나, 일부의 이중-축 연마기에서, 웨이퍼는 이의 회전 축에 대하여 수직인 면에서 진동한다. 이러한 경우, 웨이퍼 트랙의 폭은 진동으로 인한 이동에 해당하는 양만큼 웨이퍼의 직경보다 더 넓다. 캐리어 어셈블리는 웨이퍼 및 연마 패드 사이의 조절 가능한 압력을 제공한다. 연마중에, 슬러리 또는 기타의 연마 매체는 연마 패드상에서 그리고, 웨이퍼와 연마층 사이의 간극으로 유동된다. 웨이퍼면을 연마 처리하고, 표면상의 연마 매체 및 연마층의 화학적 그리고 기계적 작용에 의하여 평면이 되도록 한다.
CMP 중에 연마층, 연마 매체 및 웨이퍼면 사이의 상호작용은 연마 패드 디자인을 최적화 하기 위한 시도로서 점차로 연구되고 있다. 수년간에 걸친 대부분의 연마 패드 개발은 본래 실험에 의한 것이었었다. 연마면 디자인 또는 층의 다수는 슬러리 이용 및 연마 균일성을 개선시키기 위한 것으로 청구된 홈의 배열 및 공극의 다양한 패턴을 갖는 층을 제공하는 것에 촛점이 맞춰졌었다. 수년에 걸쳐, 상당수의 각종 홈 및 공극 패턴 및 배열이 실시되어 왔었다. 종래의 홈 패턴으로는 방사상, 동심원 원형, 데카르트 격자 및 나선형 등이 있다. 종래의 홈 구조는 모든 홈의 폭 및 깊이가 모든 홈 및 구조에서 일정한 구조, 및 홈의 폭 및 깊이가 홈들 서로 간에 변경되는 구조를 포함한다.
그러나, 이러한 홈 패턴 및 구조는 활성 웨이퍼 캐리어 고리를 갖는 CMP 연마기와 관련된 슬러리의 사용을 간과한다. 초기 세대의 CMP 연마 장치와는 달리, 이러한 캐리어 고리는 연마되는 웨이퍼보다 상당히 더 높은 압력하에서 독립적으로 연마면과 대면하게 된다. 이러한 요인은 종종 웨이퍼의 선행 엣지에서 고무 롤러 효과를 생성하며, 여기서 패드 텍스쳐상에서의 유체막, 예를 들면 슬러리 막의 대부분은 캐리어 고리에 의하여 일소된다. 이러한 잠재적으로 사용 가능한 슬러리의 손실은 연마 공정의 효율성 및 예측 가능성을 감소시키면서 상당한 추가 공정 비용을 초래할 수 있다. 현재, 미국 캘리포니아주 산타 클라라에 소재하는 애플라이드 머티리얼즈, 인코포레이티드로부터 입수 가능한 특정의 웨이퍼 캐리어는 웨이퍼 표면 아래의 부위로 추가의 슬러리를 유입하여 고무 롤러 효과를 감소시킬 수 있는 홈을 포함하는 캐리어 고무를 갖는다.
연마 패드는 여러 가지의 홈 패턴을 지니며, 이러한 홈 패턴의 효과는 패턴 에 따라 그리고 연마 공정에 따라 달라지게 된다. 연마 패드 연구자들은 종래의 연마 패드 디자인에 비하여 훨씬 더 효과적이며 유용한 연마 패드를 생성하는 홈 패턴을 지속적으로 연구하였다.
본 발명의 한 구체예에서, 연마 패드 및 캐리어 고리가 연마 매체의 존재하에서 자기, 광학 및 반도체 기판 중 1 이상을 연마시키기 위하여 사용될 경우 연마 패드에 대한 선행 엣지 및 1 이상의 캐리어 홈을 갖는 캐리어 고리와 함께 사용하며, 상기 1 이상의 캐리어 홈은 캐리어 고리에 대하여 배향을 지니며, 연마 패드는 연마 패드의 중심으로부터 연장되는 길이를 가지는 반경을 지니며,
a) 연마중에 환상 연마 트랙을 갖는 원형 연마면을 포함하며, 연마 매체의 존재하에서 자기, 광학 및 반도체 기판 중 1 이상을 연마하기 위한 연마층 및
b) 연마 트랙내에 캐리어 컴패티블 홈 형상을 갖고, 상기 캐리어 컴패티블 홈 형상은 적어도 일부분이 방사상 또는 굽은 방사상이며, 연마 패드의 반경에 대하여 반경의 길이를 따른 1 이상의 위치에서 접하고, 상기 캐리어 컴패티블 홈 형상은 1 이상의 캐리어 홈이 연마중에 캐리어 고리의 선행 엣지상에 있을 때, 캐리어 컴패티블 홈 형상을 따른 복수의 위치에서 1 이상의 패드 홈과 정렬되도록 1 이상의 캐리어 홈의 배향에 대한 함수로서 결정되는 것인 1 이상의 패드 홈을 포함하는 연마 패드에 관한 것이다.
본 발명의 또다른 구체예에서, 연마 패드 및 캐리어 고리가 연마 매체의 존재하에서 자기, 광학 및 반도체 기판 중 1 이상을 연마시키기 위하여 사용될 경우 연마 패드에 대한 선행 엣지 및 1 이상의 캐리어 홈을 갖는 캐리어 고리와 함께 작동하며, 상기 1 이상의 캐리어 홈은 캐리어 고리에 대하여 배향을 지니며, 연마 패드는 연마 패드의 중심으로부터 연장되는 길이를 가지는 반경을 지니며,
a) 연마중에 환상 연마 트랙을 갖는 원형 연마면을 포함하며, 연마 매체의 존재하에서 자기, 광학 및 반도체 기판 중 1 이상을 연마하기 위한 연마층 및
b) 연마층에 형성된 2 이상의 패드 홈을 가지며, 상기 2 이상의 패드 홈 각각은 캐리어 컴패티블 홈 형상을 지니고, 상기 캐리어 컴패티블 홈 형상은 적어도 일부분이 방사상이거나 또는 굽은 방사상이며, 연마 패드의 반경에 대하여 반경의 길이를 따른 1 이상의 위치에서 접하고, 상기 연마 트랙의 상기 캐리어 컴패티블 홈 형상은 1 이상의 캐리어 홈이 연마중에 캐리어 고리의 선행 엣지를 따라 위치할 때, 1 이상의 캐리어 홈의 배향의 함수로서 1 이상의 캐리어 홈과 정렬되는 것인 1 이상의 패드 홈 세트를 포함하는 연마 패드에 관한 것이다.
본 발명의 또다른 구체예에서, 연마 패드 및 캐리어 고리가 연마 매체의 존재하에서 자기, 광학 및 반도체 기판 중 1 이상을 연마시키기 위하여 사용될 경우 연마 패드에 대한 선행 엣지 및 1 이상의 캐리어 홈을 갖는 캐리어 고리와 함께 사용하며, 상기 1 이상의 캐리어 홈은 캐리어 고리에 대하여 배향을 지니며, 연마 패드는 연마 패드의 중심으로부터 연장되는 길이를 가지는 반경을 지니며,
a) 1 이상의 캐리어 홈이 연마중에 캐리어 고리의 선행 엣지를 따라 위치할 때, 1 이상의 캐리어 홈의 배향의 함수로서 1 이상의 캐리어 홈과 함께 실질적으로 정렬되는 캐리어 컴패티블 홈 형상을 결정하는 단계; 및
b) 캐리어 컴패티블 홈 형상을 갖고, 상기 캐리어 컴패티블 홈 형상은 적어도 일부가 방사상 또는 굽은 방사상이며, 연마 패드의 반경에 대하여 반경의 길이를 따라 1 이상의 위치에서 접하는 것인 1 이상의 패드 홈을 회전 연마 패드에 형성하는 단계를 포함하는 회전 연마 패드의 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명의 연마 패드를 사용한 캐리어 홈-패드 홈 정렬은 기판 제거 속도를 실질적으로 증가시킬 수 있다. 제거 속도에서의 이와 같은 증가는 캐리어 홈과 주기적으로 정렬되지 않는 원형 홈을 사용하여 얻은 것과 등가의 제거 속도를 달성하는데 적은 슬러리를 사용할 수 있게 한다.
이제, 도면을 살펴보면, 도 1은 본 발명에 의하여 제조된 연마 패드(100)의 실시양태를 도시한다. 하기에서 논의하는 바와 같이, 연마 패드(100)는 특히 연마중에 연마 패드와 대면하는 복수의 캐리어 홈(112)을 포함하는 캐리어 고리(108)를 갖는 각각의 캐리어(104), 예를 들면 웨이퍼 캐리어와 함께 작동하도록 설계되었다. 보다 구체적으로, 연마 패드(100)가 캐리어(104)의 아래에서 일소함에 따라, 연마 패드(100)는 연마 매체(도시하지 않음), 예를 들면 슬러리가 연마 처리하고자 하는 물품, 예를 들면 반도체 웨이퍼(120)에 더욱 용이하게 도달되도록 하기 위하여 캐리어 홈(112)과 함께 작동되도록 구조된 복수의 패드 홈(116)을 포함한다. 일반적으로, 패드 홈(116) 및 캐리어 홈(112) 사이의 협력은, 연마 패드(100) 및 캐리어(104)가 각각 소정의 방향 D pad , D carrier 로 회전함에 따라 캐리어 홈 및 패드 홈 중 하나가 선행 엣지(124)의 적어도 일부분을 따라 서로 정렬되는 형태로 발생한다. 본 발명의 경우, 패드 홈과 캐리어 홈의 정렬이라는 것은, 캐리어 링의 외부로부터 내부를 통과하는 연마 매체를 위한 유동 채널의 가용 높이가 캐리어 홈 단독의 높이보다 더 높도록, 캐리어 고리 홈의 전체 길이가 연마 패드 홈과 폭의 적어도 일부분 위에 중첩되어 캐리어 고리 외부의 연마 패드면으로부터 캐리어 고리 내부의 기판까지 연속적인 경로가 형성되는 연마중의 순간적인 조건을 지칭한다. 패드 홈(116)과 캐리어 홈(112)의 정렬은, 2 개의 홈이 정렬되는 경우에 발생하는 각각의 홈의 홈 체적의 추가로 인하여, 캐리어 고리(108)를 통하여, 상기와 같은 정렬이 없이 발생하는 것보다 더 커다란 흐름 통과를 효과적으로 제공한다. 캐리어 고리(108)에서의 캐리어 홈(112)의 각종 기하형태에 부합되도록 연마 패드(100)에서의 패드 홈(116)의 각종 예시적 기하형태에 대한 상세한 설명을 하기에 설명하고자 한다. 그러나, 예시의 또다른 구체예에서의 패드 홈(116) 및 기타의 유사한 홈의 기하형태의 유래를 설명하기 이전에, 연마 패드(100)의 특정의 물리적 성질을 하기에서 설명하고자 한다.
도 2 및 도 1을 살펴보면, 도 2에서 알 수 있는 바와 같이, 연마 패드(100)는 연마면(132)을 갖는 연마층(128)을 더 포함할 수 있다. 일례로서, 연마층(128)은 연마층(128)과 일체형으로 형성될 수 있거나 또는 연마층(128)과는 별도로 형성될 수 있는 백킹층(136)에 의하여 지지될 수 있다. 연마 패드(100)는 통상적으로 연마면(132)이 동심원 중심 O 및 원형 외주(140)를 갖도록 원형 디스크 형상을 갖는다. 상기 원형 외주(140)는 특정의 길이를 갖는 반경 R pad 로 예시한 바와 같이 O로부터의 방사상 거리에 위치할 수 있다. 캐리어 컴패티블 홈(116)의 적어도 일부분은 방사상 또는 굽은 방사상 형상을 갖는다. 본 발명의 경우, 방사상 또는 굽은 방사상 형상은 연마 패드(100)의 반경 R pad 에, 반경 R pad 의 길이를 따른 1 이상의 위치에서 접한다. 연마층(128)은 반도체 웨이퍼, 자기 매체 물품, 예를 들면 컴퓨터 하드 드라이브의 디스크 또는 렌즈, 예를 들면 굴절 렌즈, 반사 렌즈, 평면 반사경 또는 투명 평면 물품과 같은 연마 처리하고자 하는 물품을 연마 처리하기에 적절한 임의의 소재로 생성될 수 있다. 연마층(128) 소재의 예로는 무엇보다도 각종 중합체 플라스틱, 예컨대 폴리우레탄, 폴리부타디엔, 폴리카보네이트 및 폴리메틸아크릴레이트 등을 들 수 있으나, 이들은 예시를 위한 것이며, 이로써 본 발명을 제한하여서는 아니된다.
패드 홈(116)은 임의의 다수의 적절한 방법으로 연마면(132)상에서 정렬될 수 있다. 일례에서, 패드 홈(116)은 예를 들면 일정한 각도 피치를 사용하여 동심원 중심 O의 원주 주위에서 단일의 홈 형상을 반복한 결과가 될 수 있다. 도 1에 도시한 또다른 예에서, 패드 홈(116)은 예를 들면 일정한 각도 피치에서 동심원 중심 O의 원주 주위에서 반복되는 1 이상의 홈 세트(144)로 정렬될 수 있다. 일례에서, 홈 세트(144)는 유사한 형상을 공유하지만 상이한 양으로 연장된 복수의 개개의 패드 홈(116)을 포함한다. 주지하는 바와 같이, 연마 패드(100)의 원형 성질로 인하여, 패드의 근접한 동심원 중심 O로부터 패드의 외주로 또는 외주 부근으로 연장되고 그리고, 일정한 각도 피치를 갖는 복수의 홈 사이의 거리는 자연적으로 패드의 외주를 향하여 갈수록 증가하게 된다. 그 결과, 더욱 균일한 홈 형성을 제공하기 위하여, 특정의 설계에서는, 상기 거리가 소정 양을 초과하는 경우 더 많기는 하나 더 짧은 패드 홈(116)를 갖는 연마 패드(100)를 제공하는 것이 바람직하다. 여러 개의 홈 세트(144)는 필요한 만큼 동심원 중심 O의 주위에서 형성될 수 있는 것으로 이해한다.
추가로, 도 1 이외에 도 2를 살펴보면, 복수의 홈(116) 각각은 절삭, 성형 등과 같은 임의의 적절한 방법으로 연마층(132)에 형성될 수 있다. 설계 기준의 특정 세트에 부합하도록 필요한 만큼 단면 형상(148)을 갖는 복수의 패드 홈(116) 각각을 형성할 수 있다. 일례에서, 복수의 패드 홈(116) 각각은 직사각형 단면 형상, 예를 들면 홈 단면 형상(148a)을 지닐 수 있다(도 2). 또다른 예에서, 각각의 패드 홈(116)의 단면 형상(148)은 홈의 길이를 따라 변경될 수 있다. 또다른 예에서, 단면 형상(148)은 패드 홈(116) 서로 간에 변경될 수 있다. 또다른 예에서, 복수의 홈 세트(144)가 제공될 경우, 단면 형상(148)은 홈 세트 서로 간에 변경될 수 있다. 당업자라면, 설계자가 패드 홈(116)의 단면 형상(148)을 실시하는데 있어서 광범위한 단면 형상을 이해할 것이다.
이제, 도 3을 살펴보면, 각각의 패드 홈(116)(도 1)에는 캐리어 홈(112)의 구조에 대한 함수로서 정의되는 캐리어 컴패티블 홈 형상(152)가 제공된다. 높은 레벨에서, 캐리어 컴패티블 홈 형상(152)은 각각의 해당 홈(116)의 방향, 위치 및 윤곽을 설명하는 복수의 포인트(156)에 의하여 정의될 수 있다. 각각의 포인트(156)는 예를 들면 수평축(160)과 같은 축으로부터 측정한 국소 홈 각도 φ 및, 동심원 중심 O로부터 측정한 패드 반경 r로 정의될 수 있다. 일례에서, 캐리어 컴패티블 홈 형상(152)은 연마면(132)의 전체 또는 실질적으로 전체의 방사상 거리, 즉 R pad 에 대하여 정의될 수 있다. 또다른 일례에서, 캐리어 컴패티블 홈 형상(152)은 연마 처리하는 물품, 예를 들면 웨이퍼(120)의 위치에 대하여 정의될 수 있다. 또다른 예에서, 캐리어 컴패티블 홈 형상(152)은 연마면(132)상의 연마 트랙(164)의 일부분, 즉 연마중에 연마 처리되는 웨이퍼(120) 또는 기타 물품과 대면하는 연마면의 구역내에서 정의될 수 있다. 연마 트랙(164)은 내부 경계(164a) 및 외부 경계(164b)에 의하여 정의될 수 있다. 당업계에서 통상의 지식을 가진 자는 내부 경계(164a) 및 외부 경계(164b)가 대개 원형이기는 하나, 이들 경계는 연마 처리되는 물품 및/또는 연마 패드(100)에 궤도 또는 진동 운동을 부여하는 연마기의 경우에는 파상형이 될 수도 있다는 것을 숙지할 것이다.
전술한 바와 같이, 캐리어 컴패티블 홈 형상(152)은 축, 예를 들면 수평축(160)과의 국소 각도 θ c 를 형성하는 방식으로 캐리어 고리(108)상에서 배항되는 것으로 간주할 수 있는 캐리어 홈(112)의 배향의 함수로서 결정될 수 있다. 캐리어 홈(112)이 도시한 바와 같이 배향되는 경우에서, 캐리어 홈(112a)의 국소 각도 θ c 가 0°이며, 캐리어 홈(112b)의 국소 각도 θ c 가 45°이고, 캐리어 홈(112c)의 국소 각도 θ c 는 -45°이다. 당업자라면, 도시한 캐리어 홈(112) 중 나머지 하나에 대한 국소 각도 θ c 를 측정하는 방법을 숙지할 것이다. 또다른 캐리어 홈 배향을 갖는 또다른 캐리어 고리의 캐리어 홈의 국소 각도 θ c 는 동일한 방법으로 용이하게 결정될 수 있다.
추가로, 캐리어 컴패티블 홈 형상(152)을 갖는 캐리어 홈(112) 각각의 일부 또는 전체를 따른 각각의 포인트는 수평축(160)상에 위치하는 웨이퍼 캐리어(104)의 회전 중심 O'에 대하여 측정되며 캐리어 반경 R c 에 의하여 범위가 정해지는 캐리어 각도 φ c 로 설명될 수 있다. 통상적으로, 캐리어 반경 R c 는 회전 중심 O'로부터 측정시 캐리어 고리(108)의 외부 반경을 나타낸다. 그러나, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자는 도 3에서 도시한 바와 같이, 캐리어 반경 R c 는 회전 중심 O'로부터 캐리어 고리(108)상의 또다른 부위까지의 방사상 거리, 예를 들면 캐리어 고리(108)의 중간 폭 또는, 캐리어 고리의 내부 반경을 나타낼 수 있다.
통상적으로 그러나 반드시 그러한 것은 아니나, 캐리어 홈(112)은 캐리어 고리(108)에서 대칭으로 배치될 수 있다. 일반적으로 국소 각도 θ c 와 캐리어 각도 φ c 사이에서 고정된 오프셋이 존재하며, 예를 들면 국소 각도 θ c 가 수평축(160)에 대하여 45°인 경우, 캐리어 각도 φ c 은 일반적으로 하기 수학식 1에 의하여 설명될 수 있다:
Figure 112008007971916-PAT00001
또한, 패드 반경 r은 하기 수학식 2에 제시한 바와 같이 방사상 거리 R, 캐리어 반경 R c 및 캐리어 각도 φ c 의 함수로서 설명될 수 있다:
Figure 112008007971916-PAT00002
국소 각도 θ c 는 수학식 1 및 수학식 2를 합하여 하기 수학식 3을 구하여 패드 반경 r, 캐리어 반경 R c 및 방사상 거리 R의 함수로서 나타낼 수 있다:
Figure 112008007971916-PAT00003
전술한 바와 같이, 캐리어 컴패티블 홈 형상(152)의 목적은 캐리어(104) 및 연마 패드(100)가 연마중에 회전됨에 따라 이의 길이를 따른 다양한 포인트에서 캐리어 고리(108)의 선행 엣지(124)상에서의 캐리어 홈(112)중 하나와 서로 정렬된다는 것이다. 이러한 방법으로, 해당 각각의 패드 홈(116)의 전체 높이는, 2 개의 홈이 서로를 지나침에 따라 캐리어 홈(112)의 높이의 추가에 의하여 효과적으로 증가하게 된다. 이러한 예에서, 캐리어 고리(108)의 선행 엣지(124)상의 캐리어 홈(112)과 캐리어 컴패티블 홈 형상(152)의 정렬은 국소 홈 각도 φ가 캐리어 각도 φ c 와 동일하도록 함으로써 달성될 수 있다. 전반적으로, 이와 같은 동일화는 하기 수학식 4에 제시한 바와 같이 국소 홈 각도 φ에서 지향하는 증분의 방사상 스텝을 취함으로써 얻을 수 있다:
Figure 112008007971916-PAT00004
증분 스텝은 반경 R pad 에 걸쳐 O로부터 외주(140)까지의 국소 홈 각도 φ를 적분하여 연속 홈 궤적을 형성하도록 할 수 있다. 이러한 적분은 하기 수학식 5로 규정하는 바와 같이 일련의 포인트(r,φ)(도시하지 않음)로서 캐리어 컴패티블 홈 형상(152)을 제공한다. 도 1의 패드 홈(116) 각각은 전체 길이를 따라 하기 수학식 5에 의하여 제시되며, 즉 패드 홈 각각의 전체 길이는 도 3의 캐리어 컴패티블 홈 형상(152)에 의하여 제시된다:
Figure 112008007971916-PAT00005
상기 수학식에서,
Figure 112008007971916-PAT00006
이다.
도 4 내지 도 7은 도 1의 연마 패드(100)에 대하여 전술한 일반적인 원리에 의하여 제조된 또다른 2 개의 캐리어 컴패티블 연마 패드(200, 300)를 도시한다. 일반적으로, 이들 실시태양은 수평축(160)에 대하여 45°를 제외한 국소 각도 θ c 를 갖는 캐리어 홈을 포함하는 예시의 캐리어 고리로부터 생성된, 캐리어 컴패티블 홈 형상 및 각각의 해당 홈을 도시한다.
도 4 및 도 5의 실시양태에서, 캐리어(204)는 수평축(160)에 대하여 0°의 균일한 국소 각도 θ c 를 갖는 캐리어 홈(212)을 갖는 캐리어 고리(208)를 포함한다. 도시된 캐리어 홈(212)의 경우(도 5), 수학식 5를 사용하여 결정된 해당 캐리어 컴패티블 홈 형상(216)을 도 5에 도시한다. 상기에서 설명한 일반적인 원리에 의하면, 도 4에 도시한 바와 같이 캐리어(204)가 회전하고 그리고 연마 패드(200)가 방향(228)로 회전함에 따라, 캐리어 컴패티블 홈 형상(216)을 사용하여 캐리어 고리(208)의 선행 엣지(224)상의 캐리어 홈(216)과 함께 정렬되는 복수의 패드 홈(220)(도 4)을 제시할 수 있다. 도 4에서 패드 홈(220)의 세트는 일정한 각도 피치에서 연마 패드(200)의 원주 주위에서 캐리어 컴패티블 홈 형상(216)(도 5)의 반복의 결과인 것으로 이해하여야 한다. 물론, 기타의 실시태양에서, 추가의 그러나 더 짧은 홈(도시하지 않음)은 패드 홈(220)의 이웃한 것들 사이의 공간을 감소시키고자 원하는 만큼 제공될 수 있다. 이와 같은 추가의 홈은 캐리어 컴패티블 홈 형상(216)을 포함할 수 있거나 또는 포함하지 않을 수 있다.
도 1의 패드 홈(116)과 같이, 도 4의 패드 홈(220)은 이의 전체 길이를 따라 캐리어 컴패티블 홈 형상(216)을 갖는 것에 유의한다. 물론, 기타의 실시양태에서 이것이 필요하지 않을 수도 있다. 예를 들면, 연마 트랙(도 3, 부호 164 참조)의 중앙의 2/3만이 캐리어 컴패티블 홈 형상(216)을 포함하는 것이 바람직할 수 있다. 또다른 예는 연마 트랙의 50% 이상을 가로지른 패드 홈-캐리어 홈 정렬을 갖는 캐리어 컴패티블 홈 형상(216)을 갖는 것이 있다. 예를 들면, 캐리어 컴패티블 홈 형상(216)은 연마 트랙의 적어도 50% 또는 80%를 횡단할 수 있다. 이러한 경우, 홈 형상(216)을 갖는 홈의 일부분의 방사상 안쪽으로 그리고 바깥쪽으로의 패드 홈(220) 각각의 부분은 원하는 임의의 형상이 될 수 있다. 연마 패드(200)의 기타의 물리적 양상은 연마 패드(100)에 대하여 전술한 물리적 양상과 동일할 수 있다.
도 6 및 도 7을 살펴보면, 본 실시양태의 캐리어(304)는 캐리어 홈(312)이 수평축(160)에 대하여 -45°의 균일한 국소 각도 θ c , 즉 도 1에 도시한 것을 거의 반전시킨 국소 각도 θ c 을 갖도록 하는 캐리어 고리(308)를 포함한다. 예시한 캐리어 홈(312)의 경우, 수학식 5를 사용하여 결정한 해당 캐리어 컴패티블 홈 형상(316)은 도 7에 도시한다. 다시, 전술한 일반적인 원리에 의하면, 캐리어(304)가 회전하고, 연마 패드(300)가 도 6에 도시한 방향(328)으로 회전됨에 따라, 캐리어 컴패티블 홈 형상(316)을 사용하여 캐리어 고리(308)의 선행 엣지(324)상에서의 캐리어 홈(316)과 함께 정렬되는 복수의 패드 홈(320)(도 6)을 제시할 수 있다. 도 6에서의 패드 홈(320)의 세트는 일정한 각도 피치에서 연마 패드(300)를 원주 주위에서 캐리어 컴패티블 홈 형상(316)을 반복한 결과인 것을 알 수 있다. 물론, 기타의 실시양태에서, 추가의 그러나 더 짧은 홈(도시하지 않음)은 패드 홈(320)의 이웃한 것들 사이의 공간을 감소시키고자 원하는 만큼 제공될 수 있다. 이러한 추 가의 홈은 캐리어 컴패티블 홈 형상(316)을 포함할 수 있거나 또는 포함하지 않을 수도 있다.
도 1의 패드 홈(116)과 같이, 도 6의 패드 홈(320)은 이의 전체 길이를 따라 캐리어 컴패티블 홈 형상(316)을 갖는 것에 유의한다. 물론, 기타의 구체예에서, 이것이 필요하지 않을 수도 있다. 예를 들면, 연마 트랙(도 3, 부호 164 참조)의 중앙 2/3만이 캐리어 컴패티블 홈 형상(316)을 포함하는 것이 바람직할 수 있다. 이러한 경우에서, 홈 형상(316)을 갖는 홈의 일부분의 방사상 안쪽으로 그리고 바깥쪽으로의 패드 홈(320) 각각의 부분은 원하는 임의의 형상이 될 수 있다. 연마 패드(300)의 기타의 물리적 양상은 연마 패드(100)에 대하여 전술한 물리적 양상과 동일할 수 있다.
일반적으로, 상기 수학식 5는 캐리어 고리의 선행 엣지상에서 캐리어 홈의 실제의 위치에 기초한 적절한 캐리어 컴패티블 홈 형상을 결정하는 것에 기초한다. 그 결과, 수학식 5는 매우 정확한 캐리어 컴패티블 홈 형상을 제공한다. 그러나, 홈이 형성된 캐리어 고리의 선행 엣지를 통하여 연마 처리하는 물품에 도달하는 연마 매체의 양을 증가시키는 목적한 결과를 달성하는 만족스러운 캐리어 컴패티블 홈 형상을 결정하는 또다른 방법이 존재하는 것에 유의한다. 예를 들면, 도 3을 다시 살펴보면, 투사된 캐리어 홈(112a', 112b', 112c', 1112d')에서와 같이, 선행 엣지(124)로부터 수평축(160)에로 캐리어 홈을 투사하는 경우, 캐리어 홈(112)의 배향에 의하여 또다른 캐리어 컴패티블 홈 형상(도시하지 않음)이 대략적으로 결정될 수 있다. 이러한 대체예에서, 패드 반경 r은 하기 수학식 6에 나타낸 바와 같 이 방사상 거리 R, 캐리어 반경 R c 및 캐리어 각도 φ c 의 함수로서 일반적으로 나타낸다:
Figure 112008007971916-PAT00007
국소 각도 θ c 는 하기 수학식 7에 나타낸 바와 같이 수학식 1 및 수학식 2를 합하여 패드 반경 r, 캐리어 반경 R c 및 방사상 거리 R의 함수로서 나타낼 수 있다:
Figure 112008007971916-PAT00008
이러한 대체예에서, 반경 R pad 에 대하여 O로부터 외주(140)까지의 국소 홈 각도 φ의 적분은 하기 수학식 8에 의하여 정의되는 일련의 포인트(r,φ)(도시하지 않음)로서 캐리어 컴패티블 홈 형상을 규정한다:
Figure 112008007971916-PAT00009
도 8 내지 도 13은 도 1의 연마 패드(100)에 대하여 전술한 일반적인 원리에 의하여 제조한 3 가지 또다른 캐리어 컴패티블 연마 패드(400, 500, 600)를 도시하며, 이는 캐리어 고리의 선행 엣지상의 캐리어 홈의 투사된 위치에 기초한 캐리어 컴패티블 홈 형상을 갖는다. 일반적으로, 이러한 실시양태는 예시의 캐리어 고리로부터 생성된, 캐리어 컴패티블 홈 형상 및, 해당 각각의 홈을 예시한다.
다시 도면으로 돌아가서, 도 8 및 도 9는 캐리어 홈(412)이 수평축(160)에 대하여 0°의 균일한 국소 각도 θ c 을 갖게 하는 캐리어 고리(408)를 포함하는 캐리어(404)를 갖는 실시양태를 예시한다. 예시된 캐리어 홈(412)의 경우, 수학식 8을 사용하여 결정한 해당 캐리어 컴패티블 홈 형상(416)을 도 9에 도시하였다. 다시, 전술한 일반적인 원리에 의하여, 캐리어(404)가 회전하며, 연마 패드(400)가 도 8에 도시한 방향(428)으로 회전함에 따라, 캐리어 컴패티블 홈 형상(416)을 사용하여 캐리어 고리(408)의 선행 엣지(424)에서의 캐리어 홈(416)과 함께 정렬되는 복수의 패드 홈(420)(도 8)을 제시할 수 있다. 도 8의 패드 홈(420)의 세트는 일정한 각도 피치에서 연마 패드(400)의 원주 주위에서 캐리어 컴패티블 홈 형상(416)(도 9)을 반복한 결과인 것으로 이해한다. 물론, 기타의 구체예에서, 추가의 그러나, 더 짧은 홈(도시하지 않음)은 패드 홈(420)의 이웃한 것들 사이의 공간을 감소시키고자 원하는 만큼 제공될 수 있다. 이러한 추가의 홈은 캐리어 컴패티블 홈 형상(416)을 포함할 수 있거나 또는 포함하지 않을 수 있다.
도 1의 패드 홈(116)과 같이, 도 8의 패드 홈(420)은 이의 전체 길이를 따라 캐리어 컴패티블 홈 형상(416)을 갖는 것에 유의한다. 물론, 기타의 실시양태에서 이것이 필요하지 않을 수도 있다. 예를 들면, 연마 트랙(도 3, 부호 164 참조)의 중앙의 2/3만이 캐리어 컴패티블 홈 형상(416)을 포함하는 것이 바람직할 수 있다. 이러한 경우, 홈 형상(416)을 갖는 홈의 일부분의 방사상 안쪽으로 그리고 바깥쪽으로의 패드 홈(420) 각각의 부분은 원하는 임의의 형상이 될 수 있다. 연마 패드(400)의 기타의 물리적 양상은 연마 패드(100)에 대하여 전술한 물리적 양상과 동일할 수 있다.
도 10 및 도 11의 실시양태에서, 캐리어(504)는, 캐리어 홈(512)이 수평축(160)에 대하여 -45°의 균일한 국소 각도 θ c 를 갖도록 하는 캐리어 고리(508)를 포함한다. 예시한 캐리어 홈(512)(도 11)의 경우, 수학식 8을 사용하여 결정한 해당 캐리어 컴패티블 홈 형상(516)은 도 11에 도시하였다. 전술한 일반적인 원리에 의하면, 캐리어(504)가 회전하며, 연마 패드(500)가 도 10에 도시한 방향(528)으로 회전함에 따라, 캐리어 컴패티블 홈 형상(516)은 캐리어 고리(508)의 선행 엣지(524)상의 캐리어 홈(516)과 함께 정렬되는 복수의 패드 홈(520)(도 10)을 제시할 수 있다. 도 10에서의 패드 홈(520)의 세트는 일정한 각도 피치에서 연마 패드(500)의 원주 주위에서 캐리어 컴패티블 홈 형상(516)(도 11)을 반복한 결과인 것을 알 수 있다. 물론, 기타의 실시양태에서, 추가의 그러나 더 짧은 홈(도시하지 않음)은 패드 홈(520)의 이웃한 것들 사이의 공간을 감소시키고자 원하는 만큼 제공될 수 있다. 이러한 추가의 홈은 캐리어 컴패티블 홈 형상(516)을 포함할 수 있거나 또는 포함하지 않을 수도 있다.
도 1의 패드 홈(116)과 같이, 도 10의 패드 홈(520)은 이의 전체 길이를 따라 캐리어 컴패티블 홈 형상(516)을 갖는 것에 유의한다. 물론, 기타의 구체예에 서, 이것이 필요하지 않을 수도 있다. 예를 들면, 연마 트랙(도 3, 부호 164 참조)의 중앙 2/3만이 캐리어 컴패티블 홈 형상(516)을 포함하는 것이 바람직할 수 있다. 이러한 경우에서, 홈 형상(516)을 갖는 홈의 일부분의 방사상 안쪽으로 그리고 바깥쪽으로의 패드 홈(520) 각각의 부분은 필요할 경우 원하는 임의의 형상이 될 수 있다. 연마 패드(500)의 기타의 물리적 양상은 연마 패드(100)에 대하여 전술한 물리적 양상과 동일할 수 있다.
도 12 및 도 13은 캐리어 홈(612)이 수평축(160)에 대하여 45°의 균일한 국소 각도 θ c 를 갖도록 하는 캐리어 고리(608)를 포함하는 캐리어(604)를 갖는 또다른 실시양태를 도시한다. 예시한 캐리어 홈(612)의 경우, 수학식 8을 사용하여 결정한 해당 캐리어 컴패티블 홈 형상(616)은 도 13에 도시하였다. 다시, 전술한 일반적인 원리에 의하면, 캐리어(604)가 회전하며, 연마 패드(600)가 도 12에 도시한 방향(628)으로 회전함에 따라, 캐리어 컴패티블 홈 형상(616)을 사용하여 캐리어 고리(608)의 선행 엣지(624)상의 캐리어 홈(616)과 함께 정렬되는 복수의 패드 홈(620)(도 12)을 제시할 수 있다. 도 12에서의 패드 홈(620)의 세트는 일정한 각도 피치에서 연마 패드(600)를 원주 주위에서 캐리어 컴패티블 홈 형상(616)(도 13)을 반복한 결과인 것을 알 수 있다. 물론, 기타의 실시양태에서, 추가의 그러나 더 짧은 홈(도시하지 않음)은 패드 홈(620)의 이웃한 것들 사이의 공간을 감소시키고자 원하는 만큼 제공될 수 있다. 이러한 추가의 홈은 캐리어 컴패티블 홈 형상(616)을 포함할 수 있거나 또는 포함하지 않을 수도 있다.
도 1의 패드 홈(116)과 같이, 도 12의 패드 홈(620)은 이의 전체 길이를 따라 캐리어 컴패티블 홈 형상(616)을 갖는 것에 유의한다. 물론, 기타의 구체예에서, 이것이 필요하지 않을 수도 있다. 예를 들면, 연마 트랙(도 3, 부호 164 참조)의 중앙 2/3만이 캐리어 컴패티블 홈 형상(616)을 포함하는 것이 바람직할 수 있다. 이러한 경우에서, 홈 형상(616)을 갖는 홈의 일부분의 방사상 안쪽으로 그리고 바깥쪽으로의 패드 홈(620) 각각의 부분은 원하는 임의의 형상이 될 수 있다. 연마 패드(600)의 기타의 물리적 양상은 연마 패드(100)에 대하여 전술한 물리적 양상과 동일할 수 있다.
도 14 및 도 15는 수학식 5의 실시양태에 의한 연마 패드(700) 및 캐리어 고리(708) 사이의 부분 정렬을 갖는 실시양태를 도시한다. 연마 패드(700)는 연마 패드를 통하여 홈 밀도의 균일도를 증가시키기 위한 각종 길이를 갖는 홈(720)의 복수의 세트를 포함한다. 특히 패드 홈(720)은 연마 패드(700)의 중심 O로부터의 서로 다른 방사상 거리에서 종료되어, 중심 O 부근에서 홈이 중첩되는 것을 방지한다. 연마중에, 하기와 같은 3 가지의 상태가 패드 홈(720) 및 캐리어 홈(712) 사이에서 발생한다: 첫째, 일부 패드 홈(720A)은 캐리어 홈(712A)과 완전 정렬되며; 둘째, 일부 캐리어 홈(712B)은 패드 홈(720)과 정렬 실패되며; 셋째, 일부 패드 홈(720B)은 캐리어 홈(712)과 정렬 실패된다. 패드(700) 및 패드 고리(708)가 방향(728)으로 회전함에 따라, 각각의 캐리어 홈(712)은 패드 홈(720)과의 정렬 및 패드 홈(720)과의 비정렬 사이를 주기적으로 반복한다. 이러한 실시양태의 효과는 1 이상의 홈(720)이 1 이상의 캐리어 고리 홈(712)과 함께 정렬될 경우, 슬러리 유 동이 부분적으로 증가되도록 한다. 홈 길이를 따른 완전 정렬을 갖는 이와 같은 실시양태 이외에, 수학식 8로부터 야기되는 바와 같은 패드 홈의 길이를 따른 부분 정렬만의 실시양태를 갖는 이와 같은 패드 홈-캐리어 홈 구조를 사용할 수 있다.
도 16 및 도 17은 수학식 5의 실시양태에 의하여 연마 패드(800) 및 캐리어 고리(808) 사이의 완전 주기적인 정렬을 갖는 실시양태를 도시한다. 연마 패드(800)는 연마 패드를 통하여 홈 밀도의 균일도를 증가시키기 위한 서로 다른 길이를 갖는 홈(820)의 복수의 세트를 포함한다. 특히 패드 홈(820)은 연마 패드(800)의 중심 O로부터의 서로 다른 방사상 거리에서 종료되어, 중심 O 부근에서 홈이 중첩되는 것을 방지한다. 연마중에, 하기와 같은 2 가지의 상태가 패드 홈(820) 및 캐리어 홈(812) 사이에서 발생한다: 첫째, 모든 캐리어 홈(812)은 동시에 패드 홈(820A)과 완전 정렬되며, 그후 모든 캐리어 홈(812)은 임의의 패드 홈(820)과 정렬 실패된다. 패드(800) 및 캐리어 고리(808)가 방향(828)으로 회전함에 따라, 모든 캐리어 홈(812)은 패드 홈(820)과의 정렬 및 패드 홈(820)과의 비정렬 사이를 주기적으로 변경한다. 이러한 실시양태의 효과는 모든 캐리어 홈(812)이 패드 홈(820)과 함께 정렬될 경우, 슬러리 유동이 주기적으로 또는 파동식으로 증가되도록 한다. 이러한 실시양태는 모든 선행 엣지 캐리어 홈(812)을 통하여 불연속적인 간격으로 슬러리 유동을 증가시킬 수 있다. 이러한 유형의 슬러리 진입은 특정의 화학적 부산물의 존재하에서 더욱 이롭게 작동되는 슬러리 화학을 갖거나 또는, 온도의 변화가 화학적 활성 또는 반응 역학을 증가시키는데 기여하게 되는 CMP 시스템에서 이로울 수 있다. 홈 길이를 따른 완전 정렬을 갖는 이 와 같은 실시양태 이외에, 수학식 8로부터 야기되는 바와 같은 패드 홈의 길이를 따른 부분 정렬만의 실시양태를 갖는 패드 홈-캐리어 홈 구조를 사용할 수 있다.
도 18은 도 1 내지 도 13의 연마 패드(100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800) 또는, 웨이퍼(908)와 같은 물품을 연마 처리하기 위한, 본 개시에서의 기타의 연마 패드 중 하나가 될 수 있는 연마 패드(904)와 함께 사용하기에 적절한 연마기(900)를 도시한다. 연마기(900)는 연마 패드(904)를 장착한 플래튼(912)을 포함할 수 있다. 플래튼(912)은 플래튼 드라이버(도시하지 않음)에 의하여 회전축(A1)의 주위에서 회전 가능하다. 연마기(900)는, 연마 처리중에 웨이퍼(908)를 지지하며 플래튼(912)의 회전축(A1)으로부터 이격되어 그에 평행하게 위치한 회전축(A2)의 주위에서 회전 가능한 웨이퍼 캐리어(920)를 더 포함할 수 있다. 웨이퍼 캐리어(920)는 웨이퍼(908)가 연마 패드(904)의 연마면(924)에 대하여 약간 평행하지 않은 양상을 가정하도록 하는 짐발(gimbal) 결합(도시하지 않음)을 특징으로 할 수 있으며, 이 경우, 회전축(A1, A2)은 서로에 대하여 약간 경사를 형성할 수 있다. 웨이퍼(908)는 연마면(924)과 대면하여 연마 처리중에 평탄화되는 연마 처리 면(928)을 포함한다. 웨이퍼 캐리어(920)는, 웨이퍼(908)를 회전시키고 소정의 압력이 연마중에 연마 처리된 면 및 패드 사이에 존재하도록 연마 패드(904)에 대하여 연마 처리된 면(924)을 가압시키는 하향력(F)을 제공하기에 적절한 캐리어 지지 어셈블리(도시하지 않음)에 의하여 지지될 수 있다. 또한, 연마기(900)는 연마 매체(936)를 연마면(924)에 제공하기 위한 연마 매체 투입구(932)를 포함할 수 있다.
당업자라면 알 수 있는 바와 같이, 연마기(900)는 시스템 제어기, 연마 매체 저장 및 분배 시스템, 가열 시스템, 헹굼 시스템 및, 예를 들면 (1) 웨이퍼(908) 및 연마 패드(904)의 회전 속도 중 하나 또는 모두에 대한 속도 조절기 및 선택기; (2) 패드로의 연마 매체(936)의 전달 속도 및 위치를 변경시키기 위한 조절기 및 선택기; (3) 웨이퍼 및 연마 패드 사이에 인가된 힘(F)의 크기를 조절하기 위한 조절기 및 선택기; 및 (4) 패드의 회전축(A1)에 대하여 웨이퍼의 회전축(A2)의 위치를 조절하기 위한 조절기, 작동기 및 선택기와 같은 연마 공정의 각종 양상을 조절하기 위한 각종 조절을 비롯한 기타의 부품(도시하지 않음)을 포함할 수 있다. 이들의 상세한 설명이 당업자가 본 발명을 이해하고 실시하는데 반드시 필요하지 않도록, 당업자는 이와 같은 부품을 구조하고 그리고 실행하는 방법을 이해할 것이다.
연마 처리중에, 연마 패드(904) 및 웨이퍼(908)는 각각의 회전축(A1, A2)의 주위에서 회전하며, 연마 매체(936)는 연마 매체 투입구(932)로부터 회전중인 연마 패드로 분배된다. 연마 매체(936)는 웨이퍼(908) 및 연마 패드(904) 사이의 간극을 포함한 연마면(924)에 퍼지게 된다. 연마 패드(904) 및 웨이퍼(908)는 통상적으로 0.1 rpm 내지 750 rpm의 소정의 속도로 회전되나, 반드시 그럴 필요는 없다. 힘(F)은 연마 패드(904) 및 웨이퍼(908) 사이에서 0.1 psi 내지 15 psi(6.9 내지 103 ㎪)의 소정의 압력을 유도하도록 선택된 크기를 지니나, 반드시 그럴 필요는 없다. 캐리어 홈-패드 홈 정렬은 기판 제거 속도를 실질적으로 증가시킬 수 있다. 제거 속도에서의 이와 같은 증가는 캐리어 홈과 주기적으로 정렬되지 않는 원형 홈을 사용하여 얻은 것과 등가의 제거 속도를 달성하는데 적은 슬러리를 사용할 수 있게 한다.
도 1은 홈이 형성된 캐리어의 존재하에 본 발명에 의하여 생성된 연마 패드의 상면도를 도시한다.
도 2는 도 1의 라인 2-2를 따라 취한 도 1의 연마 패드의 확대 단면도를 도시한다.
도 3은 도 1의 홈이 형성된 캐리어 및 연마 패드의 홈의 기하형태를 도시하는 상면도를 도시한다.
도 4는 하나의 홈을 나타내는 본 발명에 의하여 생성된 또다른 연마 패드의 상면도를 도시한다.
도 5는 연마 패드의 완전한 형성을 나타내는 도 4의 연마 패드의 평면도를 도시한다.
도 6은 하나의 홈을 나타내는 본 발명에 의하여 생성된 또다른 연마 패드의 상면도를 도시한다.
도 7은 연마 패드의 완전한 형성을 나타내는 도 6의 연마 패드의 평면도를 도시한다.
도 8은 하나의 홈을 나타내는 본 발명에 의하여 생성된 또다른 연마 패드의 상면도를 도시한다.
도 9는 연마 패드의 완전한 형성을 나타내는 도 8의 연마 패드의 평면도를 도시한다.
도 10은 하나의 홈을 나타내는 본 발명에 의하여 생성된 또다른 연마 패드의 상면도를 도시한다.
도 11은 연마 패드의 완전한 형성을 나타내는 도 10의 연마 패드의 평면도를 도시한다.
도 12는 하나의 홈을 나타내는 본 발명에 의하여 생성된 또다른 연마 패드의 상면도를 도시한다.
도 13은 연마 패드의 완전한 형성을 나타내는 도 12의 연마 패드의 평면도를 도시한다.
도 14는 부분 패드-캐리어 홈 정렬을 나타내는 본 발명에 의하여 생성된 또다른 대체의 연마 패드의 상면도를 도시한다.
도 15는 부분 패드-캐리어 홈 정렬을 예시하는 도 14의 연마 패드의 부분 확대도를 도시한다.
도 16은 완전 패드-캐리어 홈 정렬을 나타내는 본 발명에 의하여 생성된 또다른 대체의 연마 패드의 상면도를 도시한다.
도 17은 완전 패드-캐리어 홈 정렬을 예시하는 도 16의 연마 패드의 부분 확대도를 도시한다.
도 18은 본 발명에 의한 연마계의 개략도를 도시한다.

Claims (10)

  1. 연마 패드 및 캐리어 고리가 연마 매체의 존재하에서 자기, 광학 및 반도체 기판 중 1 이상을 연마시키기 위하여 사용될 경우 연마 패드에 대한 선행 엣지 및 1 이상의 캐리어 홈을 갖는 캐리어 고리와 함께 사용하며, 상기 1 이상의 캐리어 홈은 캐리어 고리에 대하여 배향을 지니며, 연마 패드는 연마 패드의 중심으로부터 연장되는 길이를 가지는 반경을 지니며,
    a) 연마중에 환상 연마 트랙을 갖는 원형 연마면을 포함하며, 연마 매체의 존재하에서 자기, 광학 및 반도체 기판 중 1 이상을 연마하기 위한 연마층 및
    b) 연마 트랙내에 캐리어 컴패티블 홈 형상을 갖고, 상기 캐리어 컴패티블 홈 형상은 적어도 일부분이 방사상 또는 굽은 방사상이며, 연마 패드의 반경에 대하여 반경의 길이를 따른 1 이상의 위치에서 접하고, 상기 캐리어 컴패티블 홈 형상은 1 이상의 캐리어 홈이 연마중에 캐리어 고리의 선행 엣지상에 있을 때, 캐리어 컴패티블 홈 형상을 따른 복수의 위치에서 1 이상의 패드 홈과 정렬되도록 1 이상의 캐리어 홈의 배향에 대한 함수로서 결정되는 것인 1 이상의 패드 홈
    을 포함하는 연마 패드.
  2. 제1항에 있어서, 상기 캐리어 컴패티블 홈 형상이 하기 수학식 5에 의하여 정의되는 곡선에 해당하는 것인 연마 패드:
    <수학식 5>
    상기 수학식에서,
    Figure 112008007971916-PAT00011
    이고,
    R은 연마 패드의 동심원 중심으로부터 캐리어 고리의 중심까지의 방사상 거리이며, R c 는 캐리어 고리의 반경이며, R pad 는 연마 패드의 반경이고, r은 연마 패드의 동심원 중심으로부터 캐리어 컴패티블 홈 형상에서의 포인트까지의 방사상 거리이다.
  3. 제1항에 있어서, 상기 캐리어 컴패티블 홈 형상이 하기 수학식 8에 의하여 정의되는 곡선에 해당하는 것인 연마 패드:
    <수학식 8>
    Figure 112008007971916-PAT00012
    R은 연마 패드의 동심원 중심으로부터 캐리어 고리의 중심까지의 방사상 거리이며, R c 는 캐리어 고리의 반경이며, R pad 는 연마 패드의 반경이고, r은 연마 패드의 동심원 중심으로부터 캐리어 컴패티블 홈 형상에서의 포인트까지의 방사상 거리 이다.
  4. 제1항에 있어서, 상기 캐리어 컴패티블 홈 형상이 연마 트랙의 50% 이상을 횡단하는 것인 연마 패드.
  5. 제1항에 있어서, 상기 연마 패드가 캐리어 컴패티블 홈 형상을 갖는 복수의 패드 홈을 갖고, 상기 복수의 패드 홈은 연마 패드의 원주 주위에 분산되어 있는 것인 연마 패드.
  6. 연마 패드 및 캐리어 고리가 연마 매체의 존재하에서 자기, 광학 및 반도체 기판 중 1 이상을 연마시키기 위하여 사용될 경우 연마 패드에 대한 선행 엣지 및 1 이상의 캐리어 홈을 갖는 캐리어 고리와 함께 작동하며, 상기 1 이상의 캐리어 홈은 캐리어 고리에 대하여 배향을 지니며, 연마 패드는 연마 패드의 중심으로부터 연장되는 길이를 가지는 반경을 지니며,
    a) 연마중에 환상 연마 트랙을 갖는 원형 연마면을 포함하며, 연마 매체의 존재하에서 자기, 광학 및 반도체 기판 중 1 이상을 연마하기 위한 연마층 및
    b) 연마층에 형성된 2 이상의 패드 홈을 가지며, 상기 2 이상의 패드 홈 각각은 캐리어 컴패티블 홈 형상을 지니고, 상기 캐리어 컴패티블 홈 형상은 적어도 일부분이 방사상이거나 또는 굽은 방사상이며, 연마 패드의 반경과 반경의 길이를 따라 1 이상의 위치에서 접하고, 상기 연마 트랙의 상기 캐리어 컴패티블 홈 형상 은 1 이상의 캐리어 홈이 연마중에 캐리어 고리의 선행 엣지를 따라 위치할 때, 1 이상의 캐리어 홈의 배향의 함수로서 1 이상의 캐리어 홈과 정렬되는 것인 1 이상의 패드 홈 세트
    를 포함하는 연마 패드.
  7. 제6항에 있어서, 상기 캐리어 컴패티블 홈 형상이 하기 수학식 5에 의하여 정의되는 곡선에 해당하는 것인 연마 패드:
    <수학식 5>
    Figure 112008007971916-PAT00013
    상기 수학식에서,
    Figure 112008007971916-PAT00014
    이고,
    R은 연마 패드의 동심원 중심으로부터 캐리어 고리의 중심까지의 방사상 거리이며, R c 는 캐리어 고리의 반경이며, R pad 는 연마 패드의 반경이고, r은 연마 패드의 동심원 중심으로부터 캐리어 컴패티블 홈 형상에서의 포인트까지의 방사상 거리이다.
  8. 제6항에 있어서, 상기 캐리어 컴패티블 홈 형상이 하기 수학식 8에 의하여 정의되는 곡선에 해당하는 것인 연마 패드:
    <수학식 8>
    Figure 112008007971916-PAT00015
    R은 연마 패드의 동심원 중심으로부터 캐리어 고리의 중심까지의 방사상 거리이며, R c 는 캐리어 고리의 반경이며, R pad 는 연마 패드의 반경이고, r은 연마 패드의 동심원 중심으로부터 캐리어 컴패티블 홈 형상에서의 포인트까지의 방사상 거리이다.
  9. 제6항에 있어서, 상기 캐리어 컴패티블 홈 형상이 연마 트랙의 50% 이상을 횡단하는 것인 연마 패드.
  10. 연마 패드 및 캐리어 고리가 연마 매체의 존재하에서 자기, 광학 및 반도체 기판 중 1 이상을 연마시키기 위하여 사용될 경우 연마 패드에 대한 선행 엣지 및 1 이상의 캐리어 홈을 갖는 캐리어 고리와 함께 사용하며, 상기 1 이상의 캐리어 홈은 캐리어 고리에 대하여 배향을 지니며, 연마 패드는 연마 패드의 중심으로부터 연장되는 길이를 가지는 반경을 지니며,
    a) 1 이상의 캐리어 홈이 연마중에 캐리어 고리의 선행 엣지를 따라 위치할 때, 1 이상의 캐리어 홈의 배향의 함수로서 1 이상의 캐리어 홈과 함께 실질적으로 정렬되는 캐리어 컴패티블 홈 형상을 결정하는 단계; 및
    b) 캐리어 컴패티블 홈 형상을 갖고, 상기 캐리어 컴패티블 홈 형상은 적어도 일부분이 방사상 또는 굽은 방사상이며, 연마 패드의 반경에 대하여 반경의 길이를 따라 1 이상의 위치에서 접하는 것인 1 이상의 패드 홈을 회전 연마 패드에 형성하는 단계를 포함하는 회전 연마 패드의 제조 방법.
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