KR20100082765A - Polishing pad and method of use - Google Patents

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세미퀘스트, 인코포레이티드
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Abstract

A polishing pad has one or more polishing elements made from a hydrogel material having an intrinsic ability to absorb water. The hydrogel material may or may not have micropores, but has a water absorption capability of 4%-60% by weight, a wet tensile strength greater than 1000 psi, a flexural modulus greater than 2000 psi, and a wet Shore D hardness between 25-80, inclusive. The hydrogel material may be made from one or a combination of the following moeties: urethane, alkylene oxides, esters, ethers, acrylic acids, acrylamides, amides, imides, vinylalcohols, vinylacetates, acrylates, methacrylates, sulfones, urethanes, vinylchlorides, etheretherketones, and/or carbonates.

Description

폴리싱 패드 및 사용 방법 {POLISHING PAD AND METHOD OF USE}Polishing Pads and How to Use {POLISHING PAD AND METHOD OF USE}

본 발명은, 본 명세서에 그 전체가 참조로서 병합되는 미국 특허 출원 제11/846,304호(2007년 8월 28일 출원)에 대해 우선권을 주장한다.This invention claims priority to US patent application Ser. No. 11 / 846,304, filed August 28, 2007, which is hereby incorporated by reference in its entirety.

본 발명은 화학 기계적 평탄화(chemical mechanical planarization; CMP) 분야, 보다 구체적으로는 결함이 감소된 CMP 패드에 관한 것이다.The present invention relates to the field of chemical mechanical planarization (CMP), and more particularly to CMP pads with reduced defects.

최신 집적회로(IC) 제조에 있어서, 반도체 웨이퍼 상에 형성된 매립 구조체(embedded structures)에 물질의 층이 도포된다. 화학 기계적 평탄화(CMP)는 이러한 층들을 제거하고 웨이퍼의 표면을 닦아내는데(polish) 사용되는 연마 프로세스이다. CMP는 산화물 및 금속 모두에 대해 실행될 수 있으며 일반적으로 웨이퍼에 대해 운동하는(예를 들어, 패드는 주로 웨이퍼에 대해 회전 운동을 한다) 폴리싱 패드와 함께 적용되는 화학적 슬러리(chemical slurry)의 사용을 수반한다. 결과적인 유연하고 평평한 표면은 후속적인 웨이퍼 프로세싱 단계에 대해 포토리소그래픽 초점 심도(depth of focus)를 유지하는데 필요하며, 금속 인터커넥트(interconnects)가 윤곽 단계(contour step)에 걸쳐 변형되지 않는 것을 보장하는데 필요하다. 다마신 프로세싱(damascene processing)에서는, CMP를 이용하여, 인터커넥트 구조물을 형성하기 위해 유전체의 상부 표면으로부터 텅스텐이나 구리와 같은 금속을 제거할 필요가 있다.In modern integrated circuit (IC) fabrication, a layer of material is applied to embedded structures formed on a semiconductor wafer. Chemical mechanical planarization (CMP) is a polishing process used to remove these layers and polish the surface of the wafer. CMP can be implemented for both oxides and metals and generally involves the use of chemical slurry applied in conjunction with a polishing pad that moves with respect to the wafer (e.g., the pad is primarily rotating with respect to the wafer). do. The resulting smooth and flat surface is necessary to maintain the photolithographic depth of focus for subsequent wafer processing steps and to ensure that metal interconnects are not deformed over the contour step. need. In damascene processing, CMP requires the removal of metals such as tungsten or copper from the top surface of the dielectric to form interconnect structures.

폴리싱 패드(polishing pad)는 통상적으로, 미세 기공성 요소가 채워진 주물의 형태나 또는 폴리우레탄이 코팅된 부직 펠트(non-woven felt)로부터, 우레탄으로 제조된다. 사용시에 있어서 패드는, 역시 회전하고 있는 웨이퍼와 접촉하면서 회전되어 폴리싱(polishing)을 실행한다. 통상적으로, 하드(hard) 폴리싱 패드와 소프트(soft) 폴리싱 패드의 두 종류의 폴리싱 패드가 사용된다. 하드 패드는 통상적으로 웨이퍼 표면상의 미소 규모의 피처(micro-scale features)의 평탄화를 필요로 하는 응용 분야에 사용되는 반면, 소프트 패드는 평탄화가 요구되지 않을 경우에 사용된다. 예를 들어, 소프트 패드는 표면을 평탄화시키기 위하여 웨이퍼가 먼저 하드 패드로 폴리싱되고 이후 부드러운 마무리(smooth finish)를 형성하기 위하여 소프트 패드로 폴리싱되는 다단계 폴리싱 프로세스에서 사용될 수 있다. 하드 패드는 통상적으로 미세 스크래치(micro-scratches)와 같은 표면 결함을 형성하며, 슬러리 입자(slurry particles)의 제거를 실행하는데 있어서는 효과적이지 않다. 따라서, 소프트 패드는 미세 스크래치를 매끄럽게 할 뿐만 아니라 입자 결함의 보다 효율적인 제거를 가능하게 하기 위하여 웨이퍼의 표면을 폴리싱하는데 사용된다.Polishing pads are typically made of urethane from the form of castings filled with microporous elements or from non-woven felt coated with polyurethane. In use, the pad is rotated in contact with the rotating wafer to perform polishing. Typically, two kinds of polishing pads are used, a hard polishing pad and a soft polishing pad. Hard pads are typically used in applications requiring planarization of micro-scale features on the wafer surface, while soft pads are used when planarization is not required. For example, soft pads can be used in a multi-step polishing process in which a wafer is first polished to a hard pad to planarize the surface and then to a soft pad to form a smooth finish. Hard pads typically form surface defects, such as micro-scratches, and are not effective in carrying out the removal of slurry particles. Thus, soft pads are used to polish the surface of the wafer to not only smooth fine scratches but also to enable more efficient removal of particle defects.

본 발명의 실시예에서는 물을 흡수할 수 있는 고유 능력(intrinsic ability)을 가지는 하이드로겔(hydrogel) 물질로 제조되는 하나 또는 다수의 폴리싱 부재(예를 들어, 단일 폴리싱 표면이나 다수의 폴리싱 표면 또는 부재)를 가지는 폴리싱 패드를 제공한다. 상기 하이드로겔 물질은 총괄적으로 4 중량% 내지 60 중량%의 물 흡수 능력, 1000 psi 보다 큰 습식 인장 강도(wet tensile strength), 2000 psi 보다 큰 굴곡 탄성율(flexural modulus), 및 25-80 사이의 습식 쇼어 D 경도(set Shore D hardness)를 가질 수 있으며, 미세 다공(micro-porosity)은 가지지 않을 수 있다. 다른 실시예에서는, 하이드로겔 물질이 총괄적으로 4 중량% 내지 60 중량%의 물 흡수 능력, 1 체적% 내지 20 체적%의 미세 다공, 20-100 마이크론의 미세 기공, 1000 psi 보다 큰 습식 인장 강도, 2000 psi 보다 큰 굴곡 탄성율, 및 25-80 사이의 습식 쇼어 D 경도를 가질 수 있다. 어느 경우에건, 하이드로겔 물질은 다음 부분(moieties) 중 하나 또는 이들의 결합으로부터 제조된다: 우레탄(urethane), 알킬렌 옥사이드(alkylene oxides), 에스테르(esters), 에테르(ethers), 아크릴산(acrylic acids), 아크릴아미드(acrylamides), 아미드(amides), 이미드(imides), 비닐 알코올(vinylalcohols), 비닐 아세테이트(vinylacetates), 아크릴산염(acrylates), 메타크릴산염(methacrylates), 술폰(sulfones), 우레탄들(urethanes), 염화 비닐(vinylchlorides), 에테르에테르케톤(etheretherketones), 및/또는 탄산염(carbonates).In an embodiment of the present invention, one or more polishing members (eg, a single polishing surface or multiple polishing surfaces or members) made of a hydrogel material having an intrinsic ability to absorb water. It provides a polishing pad having a). The hydrogel materials collectively have a water absorption capacity of 4% to 60% by weight, wet tensile strength of greater than 1000 psi, flexural modulus of greater than 2000 psi, and wet between 25-80. It may have a Shore D hardness and may not have micro-porosity. In another embodiment, the hydrogel material collectively has a water absorption capacity of 4% to 60% by weight, microporosity of 1% to 20% by volume, micropores of 20-100 microns, wet tensile strength of greater than 1000 psi, Flexural modulus greater than 2000 psi, and wet Shore D hardness between 25-80. In either case, the hydrogel material is prepared from one of the following moieties or combinations thereof: urethanes, alkylene oxides, esters, ethers, acrylic acid acids, acrylamides, amides, imides, vinylalcohols, vinyl acetates, acrylates, methacrylates, sulfones, Urethanes, vinylchlorides, etheretherketones, and / or carbonates.

본 발명의 실시예에 따르면, 물을 흡수할 수 있는 고유 능력을 가지는 물질로 제조된 폴리싱 패드를, 반도체 웨이퍼 상에 놓인 상부 층과 상기 폴리싱 패드 사이에 배치되는 폴리싱 조성물(polishing composition)의 존재하에서, 상기 반도체 웨이퍼 부근에 위치시키고, 상기 웨이퍼 상에 놓인 상부 층(예를 들어, 구리)의 일부 또는 전부의 제거를 실행하도록 상기 웨이퍼 및 상기 폴리싱 패드를 서로에 대해 회전시킴으로써 폴리싱이 실행될 수 있다. 폴리싱 작업을 개시하기에 앞서서 상기 폴리싱 패드가 용액(예를 들어, 물, 폴리싱 조성물, 황산구리(copper sulfate)와 같은 전해질 용액 등) 내에서 적셔질 수 있다. 전해질 용액이 사용되는 경우에, 폴리싱 패드는 폴리싱 작업 동안 전기 공급원에 연결될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a polishing pad made of a material having an inherent ability to absorb water is provided in the presence of a polishing composition disposed between an upper layer overlying a semiconductor wafer and the polishing pad. Polishing may be performed by rotating the wafer and the polishing pad relative to each other, located near the semiconductor wafer and performing removal of some or all of the top layer (eg, copper) overlying the wafer. Prior to initiating the polishing operation, the polishing pad may be wetted in a solution (eg, water, polishing composition, electrolyte solution such as copper sulfate, etc.). If an electrolyte solution is used, the polishing pad can be connected to an electrical source during the polishing operation.

일부 경우에는, 외부 수단에 의해 음극성 바이어스(cathodic bias)가 제공되면서, 폴리싱 패드(또는 그 폴리싱 표면)에 양극성(anodic) 전류가 가해지며, 반도체 웨이퍼는 폴리싱 표면에 대해 압착된다. 다른 경우에는, 외부 수단에 의해 양극성 바이어스가 제공되면서, 폴리싱 패드 또는 표면에 음극성 전류가 가해지며, 반도체 웨이퍼는 폴리싱 표면에 대해 압착된다.In some cases, an anodic current is applied to the polishing pad (or its polishing surface) while a cathodic bias is provided by external means, and the semiconductor wafer is pressed against the polishing surface. In other cases, a cathode current is applied to the polishing pad or surface, with a bipolar bias being provided by external means, and the semiconductor wafer is pressed against the polishing surface.

물을 흡수할 수 있는 고유 능력을 가지는 물질로 구성된 폴리싱 표면을 가지는 폴리싱 패드는 사출성형(injection molding), 압출(extrusion), 반동 사출성형(reaction injection molding) 또는 소결(sintering) 중 하나를 이용하여 제조될 수 있다. 제조 단계 중에 폴리싱 패드의 폴리싱 표면상에 표면 피처(surface features)가 형성될 수 있다.Polishing pads having a polishing surface composed of a material having an inherent ability to absorb water may be subjected to one of injection molding, extrusion, reaction injection molding or sintering. Can be prepared. Surface features may be formed on the polishing surface of the polishing pad during the manufacturing step.

본 발명은 첨부된 도면을 예로 들어 설명되나, 이에 제한되는 것은 아니다.
도 1A는 본 발명의 일 실시예에 따라 물을 흡수할 수 있는 고유 능력을 가지는 하이드로겔 물질로 구성된 폴리싱 표면을 포함할 수 있는, 종래 형태의 종래 폴리싱 패드를 도시한다.
도 1B는 다수의 폴리싱 부재를 가지는 폴리싱 패드로서, 폴리싱 부재 중 하나 또는 다수가 본 발명의 다른 실시예에 따라 물을 흡수할 수 있는 고유 능력을 가지는 하이드로겔 물질로 구성되는, 폴리싱 패드를 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 물을 흡수할 수 있는 고유 능력을 가지는 하이드로겔 물질로 제조된 폴리싱 표면을 구비하여 형성되는 폴리싱 패드를 사용하는 방법을 도시한다.
The present invention will be described with reference to the accompanying drawings, but is not limited thereto.
1A illustrates a conventional polishing pad of a conventional type, which may include a polishing surface comprised of a hydrogel material having an inherent ability to absorb water in accordance with one embodiment of the present invention.
1B illustrates a polishing pad having a plurality of polishing members, wherein one or more of the polishing members are made of a hydrogel material having inherent ability to absorb water in accordance with another embodiment of the present invention. .
2 illustrates a method of using a polishing pad formed with a polishing surface made of a hydrogel material having an inherent ability to absorb water in accordance with one embodiment of the present invention.

본 명세서에서는 결함이 감소된 폴리싱 패드, 이러한 패드를 사용하는 방법, 그리고 결함이 감소된 CMP 폴리싱 패드를 제조하는데 유용한 재료가 설명된다. 앞서 설명한 바와 같이, CMP는 웨이퍼에 대해 폴리싱 패드를 압착시키고 폴리싱 조성물(polishing compositions)(예를 들어 슬러리)의 존재하에서 이러한 부재들을 서로에 대해 회전시킴으로써 웨이퍼의 표면으로부터 막을 제거하는 과정을 수반한다. 폴리싱 프로세스 동안에, 슬러리 층이 웨이퍼와 패드 사이에 형성되어 유체역학적 경계 층(hydrodynamic boundary layer)을 형성한다. 폴리싱 과정 동안에 패드와 웨이퍼 사이에 균일한 유체 층을 유지하는 것이 중요하다. 경계 층이 최소화되거나 완전히 제거되는 경우에는, 패드가 웨이퍼와 직접 접촉하게 되어 더 큰 결함을 야기하는 2개 본체의 상호 작용을 초래하게 된다. 대조적으로, 상당한 윤활이 이루어지는 인터페이스는 보다 균일한 폴리싱을 가능하게 할 뿐만 아니라 결함을 최소화시킬 것이다. 이는 폴리싱되는 막이 매우 유연하여(soft) 직접적인 웨이퍼-패드 접촉에 의하여 쉽게 긁힐 수 있는 구리 CMP의 경우에 특히 중요하다.Described herein are polishing pads with reduced defects, methods of using such pads, and materials useful for making CMP polishing pads with reduced defects. As previously described, CMP involves the process of removing the film from the surface of the wafer by pressing the polishing pad against the wafer and rotating these members relative to each other in the presence of polishing compositions (eg slurry). During the polishing process, a slurry layer is formed between the wafer and the pad to form a hydrodynamic boundary layer. It is important to maintain a uniform fluid layer between the pad and the wafer during the polishing process. If the boundary layer is minimized or completely removed, the pads will come into direct contact with the wafer resulting in the interaction of the two bodies, causing larger defects. In contrast, an interface with significant lubrication will not only enable more uniform polishing but also minimize defects. This is particularly important in the case of copper CMP where the film to be polished is very soft and can be easily scratched by direct wafer-pad contact.

통상적인 폴리싱 패드는 폴리싱 프로세스 동안에 웨이퍼 아래에 슬러리를 분배(distribution)하기 위한 수단을 제공하는 구조물을 가지는 폴리머, 통상적으로는 우레탄으로 제조된다. 이러한 구조물은 빈 공간(void)이나 미세 기공(micro-pore)을 포함하는데, 이들은 미국 특허 US 5,578,362호에 개시된 바와 같이 중공의 미세 부재를 추가함으로써 또는 주조(casting) 프로세스 동안에 형성되는 기포의 도입을 통하여 포함되게 된다. 미국 특허 US 6,896,593호에서는 성형(molding) 프로세스 동안에 기공을 형성하기 위하여 초임계의(supercritical) CO2 사용에 관해 개시하고 있다.Conventional polishing pads are made of a polymer, typically urethane, having a structure that provides a means for distributing the slurry under the wafer during the polishing process. Such structures include voids or micro-pores, which prevent the introduction of bubbles formed during the casting process or by adding hollow micro members as disclosed in US Pat. No. 5,578,362. Included throughout. US Pat. No. 6,896,593 discloses the use of supercritical CO 2 to form pores during the molding process.

일단 패드가 형성되면, 홈을 추가하기 위하여 기계적 또는 레이저 수단에 의하여 상부 표면이 추가적으로 가공될 수 있다. 예를 들어, 미국 특허 US 5,489,233호에서는 슬러리를 흡수하거나 운반할 수 있는 고유 능력이 없는 단단한(solid) 플라스틱 시트와, 웨이퍼를 가로질러 슬러리를 운반하기 위한 유동 채널을 구비하며 폴리싱을 가능하게 하는 표면 조직(texture) 또는 패턴을 사용하는 것을 개시한다. 표면 조직은 기계 가공을 통해 패드 상에 기계적으로 형성된다.Once the pad is formed, the top surface can be further processed by mechanical or laser means to add grooves. For example, US Pat. No. 5,489,233 discloses a surface having a solid plastic sheet without the inherent ability to absorb or transport the slurry, and a flow channel for transporting the slurry across the wafer and enabling polishing. Discuss the use of textures or patterns. Surface tissue is mechanically formed on the pad through machining.

폴리싱 과정 동안에, 패드는 미세한, 다이아몬드가 코팅된 디스크를 사용하여 미세 조직을 형성하도록 조절(condition)될 수 있으며, 이러한 미세 조직은 웨이퍼 아래에서 슬러리 분배를 추가로 강화시키기 위한 미세 홈 채널을 형성한다. 웨이퍼 폴리싱 프로세스 동안에, 패드는 또한 소성 변형을 겪게 되는데, 이는 슬러리 분포를 감소시켜 재료 제거 및 제거 균일성이 나빠지게 한다. 컨디셔닝(conditioning) 프로세스는 소성 변형 층을 제거하며 폴리싱 성능을 복원시킨다.During the polishing process, the pads can be conditioned to form microstructures using fine, diamond coated discs, which form microgroove channels to further enhance slurry distribution under the wafer. . During the wafer polishing process, the pads also undergo plastic deformation, which reduces the slurry distribution, resulting in poor material removal and removal uniformity. The conditioning process removes plastic strained layers and restores polishing performance.

종래의 패드에서는, 상당한 물이나 폴리싱 용액을 흡수하는 고유 능력 및 슬러리 분배에 능동적으로 참여하는 미세 기공, 홈 및 미세 홈을 재료 자체가 가지지는 않는다. 슬러리 분배 능력은 재료 제거 균일성을 위해서뿐만 아니라 결함을 위해서도 중요하다. 패드와 웨이퍼 사이의 슬러리 분배가 열악한 경우에는, 웨이퍼 아래의 슬러리가 불충분한 영역(slurry-poor region)에서 직접적인 패드-웨이퍼 접촉을 야기하여 결함을 초래할 가능성이 있다.In conventional pads, the material itself does not have micropores, grooves and microgrooves that actively participate in slurry distribution and the inherent ability to absorb significant water or polishing solutions. Slurry distribution capacity is important for defects as well as for material removal uniformity. If the slurry distribution between the pad and the wafer is poor, there is a possibility that the slurry under the wafer will cause direct pad-wafer contact in an insufficient slurry-poor region resulting in a defect.

일 실시예에서, 본 발명은 폴리싱 용액이나 물을 흡수하여 매우 낮은 결함의 폴리싱 표면을 제공하는 고유 능력을 가지는 폴리머 폴리싱 패드를 제공한다. 이러한 폴리싱 패드는 5-60 중량% 범위의 폴리싱 용액이나 물을 흡수할 수 있는 능력을 가지는 하이드로겔(hydrogel) 물질로부터 제조될 수 있다. 물 흡착 능력은 재료 합성 과정 중에 조절된다. 물이나 폴리싱 용액을 흡수하는 고유 능력을 가지는 패드 재료는 폴리싱 프로세스 동안에 매끄러운(lubricious) 표면을 제공하며 직접적인 패드-웨이퍼 접촉의 가능성을 최소화시키며, 나아가 결함 특히 스크래치(scratch) 결함을 제거하거나 최소화시킬 것이다. 친수성(hydrophilic) 우레탄 제제(formulation)를 제조하는 방법은 미국 특허 US 5,859,166; 5,763,682; 5,424,338; 5,334,691; 5,120,816; 5,118,779; 및 4,008,189호에 개시되어 있으며, 이들 각각은 본 명세서에 참조로서 병합된다.In one embodiment, the present invention provides a polymer polishing pad having inherent ability to absorb a polishing solution or water to provide a very low defect polishing surface. Such polishing pads can be prepared from a hydrogel material having the ability to absorb polishing solutions or water in the range of 5-60% by weight. The water adsorption capacity is controlled during the material synthesis process. Pad materials with an inherent ability to absorb water or polishing solutions will provide a lubricious surface during the polishing process and will minimize the possibility of direct pad-wafer contact, further eliminating or minimizing defects, particularly scratch defects. . Methods for preparing hydrophilic urethane formulations are described in US Pat. No. 5,859,166; 5,763,682; 5,424,338; 5,334,691; 5,120,816; 5,118,779; And 4,008,189, each of which is incorporated herein by reference.

패드 재료 특성은 웨이퍼 표면상에 야기되는 결함에 중요한 역할을 한다. 하드(hard) 패드는 통상적으로 더 큰 결함, 실질적으로는 스크래치 결함과 관련되는 반면, 소프트(soft) 패드는 통상적으로 더 적은 결함과 관련된다. 소프트 패드의 한 가지 중요한 측면은 웨이퍼와 패드 표면 사이의 "단단한 접촉(hard contact)"을 방지하도록 패드 표면이 국부적으로 정합(conform)할 수 있다는 것이다. 국부적인 표면 정합성(conformality)의 다른 측면은 수성 인터페이스(aqueous interface)를 유지하는 패드-물 인터페이스의 능력이다. 수성 인터페이스는 물과 패드 사이에 필요한 윤활성(lubricity)을 제공하여 스크래치를 야기할 가능성을 제거하거나 최소화시킨다. 물을 흡수할 수 있는 폴리머 재료는 매우 안정된 폴리싱 인터페이스를 제공하여 결함에 대한 가능성을 최소화시킨다.Pad material properties play an important role in defects caused on the wafer surface. Hard pads are typically associated with larger defects, substantially scratch defects, while soft pads are typically associated with fewer defects. One important aspect of a soft pad is that the pad surface can be locally conformed to prevent "hard contact" between the wafer and the pad surface. Another aspect of local surface conformality is the pad-water interface's ability to maintain an aqueous interface. The aqueous interface provides the necessary lubricity between the water and the pad to eliminate or minimize the possibility of causing scratches. Water absorbent polymer materials provide a very stable polishing interface to minimize the possibility of defects.

미국 특허 US 5,763,682호는 종래의 많은 이소시아네이트계(isocyanate-based) 폼(foam)이 비-친수성(non-hydrophilic)(즉, 비교적 소수성(hydrophobic))이라고 기재하고 있다. 통상적인 우레탄-계 폼은 수성 유체에 대해 비친화성(aversion)을 나타내며, 따라서 이러한 폼은 상당한 양의 수성 유체를 흡수하거나 수집할 수 없게 된다. 따라서, 통상적인 폴리우레탄 폼은 큰 윤활성을 가지는 폴리싱 인터페이스를 제공하기에 부적당한 것으로 간주될 수 있다.US Pat. No. 5,763,682 describes that many conventional isocyanate-based foams are non-hydrophilic (ie, relatively hydrophobic). Conventional urethane-based foams exhibit aversion to aqueous fluids, and thus such foams are unable to absorb or collect significant amounts of aqueous fluids. Thus, conventional polyurethane foam can be considered inadequate to provide a polishing interface with great lubricity.

우레탄은 이소시아네이트와 폴리올(polyol)의 반응으로 제조되므로, 최종 폴리머 체인의 친수성 측면은 폴리올의 선택에 의해 제어될 수 있다. 미국 특허 US 5,859,166; 5,763,682; 5,424,338; 5,334,691; 5,120,816; 5,118,779; 및 4,008,189호는 우레탄 성분의 친수성을 향상시키는 방법을 개시한다. 친수성의 폴리우레탄은 폴리올 분자에 에틸렌 옥사이드 유닛(ethylene oxide units)과 알킬렌 옥사이드 유닛(alkylene oxide units)을 추가함으로써 제조될 수 있다.Since urethanes are made by the reaction of isocyanates with polyols, the hydrophilic aspect of the final polymer chain can be controlled by the choice of polyols. U.S. Patent US 5,859,166; 5,763,682; 5,424,338; 5,334,691; 5,120,816; 5,118,779; And 4,008,189 disclose methods of improving the hydrophilicity of urethane components. Hydrophilic polyurethanes can be prepared by adding ethylene oxide units and alkylene oxide units to the polyol molecule.

폴리올의 전체 하이드록실(hydroxyl) 함량도 역시 폴리우레탄의 친수성에 있어서 중요한 인자이다. 본 발명의 기술 분야에서는, 폼 내에 충분한 친수성을 얻기 위해서, 사용되는 폴리하이드릭(polyhydric) 알코올-알킬렌 옥사이드 부가생성물(adduct) 반응 물질이 분자 내에 일정한 비율의 에틸렌 옥사이드를 포함해야만 한다는 것이 알려져 있다. 본 명세서에 참조로서 병합되는 미국 특허 US 3,457,203호를 참고한다. 초기의 친수성 폴리우레탄 폼은, 에틸렌 옥사이드와 프로필렌 옥사이드(propylene oxide)와 같은 고차(higher) 알킬렌 옥사이드의 혼합물과 폴리하이드릭 알코올을 축합한(condensing) 생성물인 이러한 부가생성물로부터 마련되었다. 그러나 젖었을 경우에 이러한 성분들은 기계적 특성에서의 열화(deterioration)를 나타내었다.The total hydroxyl content of the polyols is also an important factor in the hydrophilicity of the polyurethanes. In the technical field of the present invention, it is known that the polyhydric alcohol-alkylene oxide adduct reactant used must contain a certain proportion of ethylene oxide in the molecule in order to obtain sufficient hydrophilicity in the foam. . See US Pat. No. 3,457,203, which is incorporated herein by reference. Early hydrophilic polyurethane foams were prepared from this adduct, a product of a mixture of polyhydric alcohols and mixtures of higher alkylene oxides such as ethylene oxide and propylene oxide. However, when wet, these components showed deterioration in mechanical properties.

미국 특허 US 4,008,189호는 3개의 옥시알킬레이티드(oxyalkylated) 폴리에테르 폴리올 반응물질로 이루어진 폴리올 혼합물을 사용하여 물리적 특성에서의 이러한 열화를 최소화시킬 수 있는 조성물을 개시한다. 이들 중 첫 번째는 트리하이드록시 알코올 핵(trihydroxy alcohol nucleus), 그 일 단부를 통해서 상기 핵에 부착되는 폴리옥시에틸렌 체인 세그먼트(polyoxyethylene chain segments), 그리고 그 일 단부를 통해서 상기 폴리옥시에틸렌 체인 세그먼트에 부착되는 폴리옥시프로필렌 체인 세그먼트(polyoxypropylene chain segments)를 특징으로 한다. 이러한 폴리올은 트리올 개시제(triol initiator)가, KOH와 같은 알칼리성 촉매의 존재하에서, 먼저 에틸렌 옥사이드와 그리고 이후에 프로필렌 옥사이드와 순차적으로 축합하는, 본 발명의 기술 분야에서 잘 알려진 방법에 의해 마련될 수 있다.US Pat. No. 4,008,189 discloses compositions that can minimize such degradation in physical properties using a polyol mixture consisting of three oxyalkylated polyether polyol reactants. The first of these is a trihydroxy alcohol nucleus, a polyoxyethylene chain segment attached to the nucleus through one end thereof, and a polyoxyethylene chain segment through one end thereof. It features polyoxypropylene chain segments to be attached. Such polyols can be prepared by methods well known in the art, in which the triol initiator condenses sequentially in the presence of an alkaline catalyst such as KOH, first with ethylene oxide and then with propylene oxide. have.

이러한 조성물은 높은 윤활성 폴리싱 인터페이스를 가능하게 하므로 폴리싱 응용 분야에 특히 적합할 것으로 기대된다. 더욱이, 열가소성 제제(thermoplastic formulations)가 사용될 수 있기는 하나, 교차 결합된 폴리머 네트워크는 최상의 특성을 제공할 것으로 기대된다. Lubrizol Corp 의 Tecophilic® Extrusion Molding 제제가 이러한 클래스의 재료의 하나이다. 이러한 재료는 20 중량% 내지 100 중량% 사이의 물을 흡수하도록 조절된다. 물의 흡수도는 기계적 특성의 손실과 연관되어 있어서, 흡수된 물의 중량 퍼센트가 높을수록 기계적 강도의 손실이 더 커지게 된다. 따라서, 100 중량% 만큼 큰 물 흡수작용이 이용될 수 있기는 하나, 대략 5-20 중량%의 물을 흡수하는 제제를 사용하는 것이 유리할 것이다.Such compositions are expected to be particularly suitable for polishing applications as they allow for a high lubricity polishing interface. Moreover, although thermoplastic formulations can be used, cross-linked polymer networks are expected to provide the best properties. Lubrizol Corp's Tecophilic ® Extrusion Molding formulation is one of this class of materials. Such materials are adjusted to absorb between 20% and 100% by weight of water. The absorbency of water is associated with the loss of mechanical properties, so the higher the weight percentage of water absorbed, the greater the loss of mechanical strength. Thus, although water absorption as high as 100% by weight can be used, it would be advantageous to use an agent that absorbs approximately 5-20% by weight of water.

도 1A는 Rohm and Haas에서 제공하는 IC 1000 패드와 같은 종래의 폴리싱 패드(100)의 단면도이다. 폴리싱 패드(100)는, 폴리우레탄일 수 있는, 폴리머 매트릭스(104)에 매설된 미세 부재(microelements)(102)를 포함한다. 패드의 표면은 폴리싱 프로세스 동안에 슬러리의 운반을 위한 홈(106)을 포함한다. 이와 같이 상업적으로 유용한 폴리싱 패드는 패드의 표면을 가로지르는 슬러리 분배에 영향을 주기 위하여 다수의 표면 변경사항을 포함할 수 있다.1A is a cross-sectional view of a conventional polishing pad 100, such as an IC 1000 pad provided by Rohm and Haas. The polishing pad 100 includes microelements 102 embedded in the polymer matrix 104, which may be polyurethane. The surface of the pad includes grooves 106 for the transport of the slurry during the polishing process. Such commercially useful polishing pads may include a number of surface modifications to affect slurry distribution across the surface of the pad.

도 1B는 SemiQuest, Inc. 에 의해 제조되었고, 본 발명의 출원인에게 양도되었으며 본 명세서에 참조로 병합되는 미국 특허 출원 US 11/697,622호(2007. 4. 6 출원)에 개시된 폴리싱 패드(108)의 단면도를 도시한다. 패드(108)는 폴리싱 부재(110)로 구성되는데, 이는 가이드 플레이트(guide plate)(114)의 아래에 배치되는 압축성 하부 폼(compressible under-foam)(112) 상에 지지된다. 폴리싱 작용은 단단한 폴리머 재료로 제조되는 폴리싱 부재에 의해 제공되는 반면, 슬러리 분배는 폴리싱 부재 사이의 개방된 공간에 의해 실행된다. 개방된 공간은 개방된 셀 폼(open cell foam)으로 채워진다.1B shows SemiQuest, Inc. Shows a cross-sectional view of the polishing pad 108, which is prepared by US Patent Application US 11 / 697,622, filed Apr. 6, 2007, which is assigned to the applicant of the present invention and incorporated herein by reference. The pad 108 consists of a polishing member 110, which is supported on a compressible under-foam 112 disposed below the guide plate 114. The polishing action is provided by a polishing member made of a rigid polymer material, while slurry distribution is performed by open spaces between the polishing members. The open space is filled with open cell foam.

본 발명의 실시예에서, 상술한 패드 모두 또는 그 중 하나의 폴리싱 표면(104 및/또는 110)은 친수성 폴리머 재료로 제조될 수 있다. 예를 들어, 이러한 폴리싱 표면은 4-60 중량% 범위의 물 또는 폴리싱 용액을 흡수할 수 있는 하이드로겔 물질로 형성될 수 있다. 이러한 하이드로겔 물질은 다음의 부분(moieties)들 중 하나 또는 이들의 결합일 수 있다: 우레탄(urethane), 알킬렌 옥사이드(alkylene oxides), 에스테르(esters), 에테르(ethers), 아크릴산(acrylic acids), 아크릴아미드(acrylamides), 아미드(amides), 이미드(imides), 비닐 알코올(vinylalcohols), 비닐 아세테이트(vinylacetates), 아크릴산염(acrylates), 메타크릴산염(methacrylates), 술폰(sulfones), 우레탄들(urethanes), 염화 비닐(vinylchlorides), 에테르에테르케톤(etheretherketones), 및/또는 탄산염(carbonates). 이미드는 1차 아민(primary amine) 또는 암모니아에 결합된(bound), 하나의 디카르복시산(dicarboxylic acid) 또는 2개의 카르복시산 그룹으로 이루어진 기능적 그룹(functional group)이며, 일반적으로 암모니아나 1차 아민, 그리고 산(들) 또는 그 산 무수물(acid anhydrides)로부터 직접 마련된다.In embodiments of the present invention, the polishing surfaces 104 and / or 110 of all or one of the pads described above may be made of hydrophilic polymer material. For example, such a polishing surface may be formed of a hydrogel material capable of absorbing water or polishing solution in the range of 4-60% by weight. Such hydrogel material may be one or a combination of the following moieties: urethane, alkylene oxides, esters, ethers, acrylic acids , Acrylamides, amides, imides, vinyl alcohols, vinyl acetate, vinyl acetates, acrylates, methacrylates, sulfones, urethanes (urethanes), vinyl chlorides, etheretherketones, and / or carbonates. The imide is a functional group consisting of a primary amine or ammonia, bound to one dicarboxylic acid or two carboxylic acid groups, typically ammonia or primary amine, and Prepared directly from the acid (s) or acid anhydrides thereof.

본 발명의 특정 실시예에서는, 패드의 폴리싱 표면이 미세 다공(micro-porosity)을 갖지 않으며, 총괄적으로 1000 psi 보다 더 큰 습식 인장 강도(wet tensile strength), 2000 psi 보다 더 큰 굴곡 탄성율(flexural modulus), 및/또는 25-80 사이의 습식 쇼어 D 경도(wet Shore D hardness)를 가지는 하이드로겔로 제조될 수 있다. 다른 경우에는, 하이드로겔 물질이 총괄적으로 약 1 체적% - 20 체적%의 미세 다공, 약 20-100 마이크론 사이의 미세기공, 1000 psi 보다 더 큰 습식 인장 강도, 2000 psi 보다 더 큰 굴곡 탄성율, 및 25-80 사이의 습식 쇼어 D 경도를 가질 수 있다.In certain embodiments of the invention, the polishing surface of the pad does not have micro-porosity, and collectively wet tensile strength greater than 1000 psi, flexural modulus greater than 2000 psi ), And / or hydrogels having wet Shore D hardness between 25-80. In other cases, the hydrogel material may collectively comprise about 1% by volume to 20% by volume of micropores, between about 20-100 microns of micropores, wet tensile strength greater than 1000 psi, flexural modulus greater than 2000 psi, and It can have a wet Shore D hardness between 25-80.

폴리싱 작업 중에, 본 발명에 따라 하이드로겔 물질로 구성된 폴리싱 패드는, 폴리싱 화합물의 존재하에서, 반도체 웨이퍼(예를 들어, 그 위에 배치되는 하나 또는 다수의 박막, 산화물 및/또는 금속 층을 가지는 웨이퍼)의 표면과 접촉하게 되며, 이들 둘은 웨이퍼 기판의 표면 위에 배치된 상부 층 중 일부 또는 전부의 제거를 실행하기 위하여 서로에 대해 회전하게 된다. 도 2는 이러한 배치를 도시한다. 폴리싱 패드(200)는 턴테이블(turntable)(202)에 부착되어 플래튼(platen)(206) 상에 있는 웨이퍼(204)에 근접 위치하게 된다. 슬러리나 기타 폴리싱 화합물(208)이 폴리싱 패드와 웨이퍼 사이로 도입되고, 패드 및/또는 웨이퍼가 서로에 대해 회전한다.During a polishing operation, a polishing pad made of a hydrogel material according to the present invention is a semiconductor wafer (eg, a wafer having one or more thin films, oxides and / or metal layers disposed thereon) in the presence of a polishing compound. The two surfaces are rotated relative to each other to effect the removal of some or all of the top layer disposed on the surface of the wafer substrate. 2 illustrates this arrangement. The polishing pad 200 is attached to a turntable 202 and placed in proximity to the wafer 204 on the platen 206. Slurry or other polishing compound 208 is introduced between the polishing pad and the wafer and the pad and / or wafer rotate relative to each other.

일부 경우에는, 폴리싱 패드가 폴리싱 작업에 사용되기에 앞서서 물이나 폴리싱 용액으로 적셔질 수 있다. 예를 들어, 패드는 웨이퍼를 처리하기에 앞서서 안정적인 폴리싱 표면을 형성하도록 일정 기간(예를 들어, 10분 이상) 동안 적셔질 수 있다.In some cases, the polishing pad may be wetted with water or polishing solution prior to use in the polishing operation. For example, the pad may be wetted for a period of time (eg, 10 minutes or more) to form a stable polishing surface prior to processing the wafer.

더욱이, 본 발명에 따라 구성된 폴리싱 패드는 전도성 매트릭스 및 표면을 형성하기 위하여 전해질 용액에 적셔질 수 있다. 이러한 전해질 용액의 한 가지 예는 황산구리이다. 이러한 패드는 폴리싱 작업 중에 외부 전기 공급원에 부착될 수 있다. 이러한 연결은 양극성(anodic)일 수 있으며, 양극성 또는 음극성(cathodic) 바이어스가 외부 수단에 의해 가해질 수 있다. 이러한 방식으로 (황산구리와 같은) 전해질 용액으로 포화되어, 음극성 바이어스가 외부 수단에 의해 제공되면서 양극성 전류가 가해지는 폴리싱 패드는 전도성 층의 제거에 영향을 주도록 하부의 막 내부로 형성된 구조물을 채우기 위하여 (구리와 같은) 상부 전도성 층이 증착된 반도체 웨이퍼에 대해 압착될 수 있다. 대안적으로, 본 발명에 따라 구성되고 (황산구리와 같은) 전해질 용액으로 포화된 폴리싱 패드는, 양극성 바이어스가 외부 수단에 의해 가해지면서 양극성 전류가 가해질 수 있다. 패드는 전도성 층의 증착에 영향을 주도록 하부의 막 내부로 형성된 구조물을 채우기 위하여 (구리와 같은) 상부 전도성 층이 증착된 반도체 웨이퍼에 대해 압착될 수 있다.Moreover, the polishing pad constructed in accordance with the present invention can be soaked in the electrolyte solution to form the conductive matrix and the surface. One example of such an electrolyte solution is copper sulfate. Such pads may be attached to an external electrical source during polishing operations. Such a connection may be anodic, and a bipolar or cathodic bias may be applied by external means. In this way, a polishing pad saturated with an electrolyte solution (such as copper sulphate), subjected to an anodic current while a negative bias is provided by external means, fills the structure formed into the underlying film to affect removal of the conductive layer. An upper conductive layer (such as copper) may be pressed against the deposited semiconductor wafer. Alternatively, a polishing pad constructed in accordance with the present invention and saturated with an electrolyte solution (such as copper sulfate) may be subjected to a bipolar current while a bipolar bias is applied by external means. The pad may be pressed against the semiconductor wafer on which the top conductive layer (such as copper) is deposited to fill the structure formed into the underlying film to affect the deposition of the conductive layer.

본 발명에 따라 하이드로겔 물질로 구성된 폴리싱 패드는 사출 성형(injection molding), 압출(extrusion), 반동 사출성형(reaction injection molding)이나 소결(sintering)을 이용하여 제조될 수 있다. 표면 피처(features)는 제조 프로세스 중에 이러한 패드 상에 형성될 수 있다. 이러한 피처는 폴리싱 작업 중에 슬러리 분배를 보조할 수 있다.Polishing pads composed of hydrogel materials in accordance with the present invention can be prepared using injection molding, extrusion, reaction injection molding or sintering. Surface features may be formed on such pads during the manufacturing process. Such features can assist in slurry distribution during polishing operations.

이와 같이, 감소된 결함을 가지는 폴리싱 패드, 이러한 패드를 이용하고 제조하는 방법, 이러한 패드를 제조하는데 유용한 재료가 설명되었다. 특정한 도해 실시예를 참조하여 설명되었으나, 본 발명이 이에 의해 제한되어서는 안 되며, 이하의 청구범위와 관련하여서만 판단되어야 한다.As such, polishing pads having reduced defects, methods of using and manufacturing such pads, and materials useful for making such pads have been described. Although described with reference to certain illustrative embodiments, the present invention should not be limited thereby, and should only be determined in connection with the following claims.

Claims (27)

폴리싱 패드로서,
하나 또는 다수의 폴리싱 부재를 포함하며,
상기 폴리싱 부재가 물을 흡수할 수 있는 고유 능력을 가지며 미세 다공을 가지지 않는 하이드로겔 폴리머로 제조되며,
상기 하이드로겔 물질이 총괄적으로 4 중량% 내지 60 중량%의 물 흡수 능력, 1000 psi 보다 큰 습식 인장 강도, 2000 psi 보다 큰 굴곡 탄성율, 및 25-80 사이의 습식 쇼어 D 경도를 가지는,
폴리싱 패드.
As a polishing pad,
One or more polishing members,
The polishing member is made of a hydrogel polymer that has a unique ability to absorb water and does not have fine pores,
The hydrogel material collectively has a water absorption capacity of 4% to 60% by weight, wet tensile strength greater than 1000 psi, flexural modulus greater than 2000 psi, and wet Shore D hardness between 25-80,
Polishing pads.
제1항에 있어서,
상기 하이드로겔 물질이 다음 부분(moieties):
우레탄(urethane), 알킬렌 옥사이드(alkylene oxides), 에스테르(esters), 에테르(ethers), 아크릴산(acrylic acids), 아크릴아미드(acrylamides), 아미드(amides), 이미드(imides), 비닐 알코올(vinylalcohols), 비닐 아세테이트(vinylacetates), 아크릴산염(acrylates), 메타크릴산염(methacrylates), 술폰(sulfones), 우레탄들(urethanes), 염화 비닐(vinylchlorides), 에테르에테르케톤(etheretherketones), 및/또는 탄산염(carbonates)
중 하나 또는 이들의 결합으로 제조되는,
폴리싱 패드.
The method of claim 1,
The hydrogel material has the following moieties:
Urethanes, alkylene oxides, esters, ethers, acrylic acids, acrylamides, amides, imides, vinyl alcohols ), Vinyl acetates, acrylates, methacrylates, sulfones, urethanes, vinyl chlorides, etheretherketones, and / or carbonates carbonates)
Made of one or a combination thereof,
Polishing pads.
웨이퍼 폴리싱 방법으로서,
물을 흡수할 수 있는 고유 능력을 가지는 물질로 제조된 폴리싱 패드를, 반도체 웨이퍼 상에 놓인 상부 층과 상기 폴리싱 패드 사이에 배치되는 폴리싱 조성물의 존재하에서, 상기 반도체 웨이퍼 부근에 위치시키는 단계, 및
상기 웨이퍼 상에 놓인 상부 층의 일부 또는 전부의 제거를 실행하도록 상기 웨이퍼 및 상기 폴리싱 패드를 서로에 대해 회전시키는 단계를 포함하는,
웨이퍼 폴리싱 방법.
As a wafer polishing method,
Placing a polishing pad made of a material having an inherent ability to absorb water, in the presence of a polishing composition disposed between the polishing pad and an upper layer overlying the semiconductor wafer, and
Rotating the wafer and the polishing pad relative to each other to effect removal of some or all of the top layer overlying the wafer,
Wafer Polishing Method.
제3항에 있어서,
폴리싱 작업을 개시하기에 앞서서 상기 폴리싱 패드를 용액 내에서 적시는 단계를 더 포함하는,
웨이퍼 폴리싱 방법.
The method of claim 3,
Further comprising soaking the polishing pad in solution prior to initiating a polishing operation,
Wafer Polishing Method.
제4항에 있어서,
상기 용액이 물을 포함하는,
웨이퍼 폴리싱 방법.
The method of claim 4, wherein
Wherein the solution comprises water,
Wafer Polishing Method.
제4항에 있어서,
상기 용액이 폴리싱 조성물을 포함하는,
웨이퍼 폴리싱 방법.
The method of claim 4, wherein
Wherein the solution comprises a polishing composition,
Wafer Polishing Method.
제4항에 있어서,
상기 적시는 단계가 10분 이상 지속되는,
웨이퍼 폴리싱 방법.
The method of claim 4, wherein
The soaking step lasts more than 10 minutes,
Wafer Polishing Method.
제4항에 있어서,
상기 용액이 전해질 용액인,
웨이퍼 폴리싱 방법.
The method of claim 4, wherein
The solution is an electrolyte solution,
Wafer Polishing Method.
제8항에 있어서,
상기 전해질 용액이 황산구리인,
웨이퍼 폴리싱 방법.
The method of claim 8,
The electrolyte solution is copper sulfate,
Wafer Polishing Method.
제9항에 있어서,
상기 폴리싱 작업 중에, 상기 폴리싱 패드가 전기 공급원에 연결되는,
웨이퍼 폴리싱 방법.
10. The method of claim 9,
During the polishing operation, the polishing pad is connected to an electrical source,
Wafer Polishing Method.
제10항에 있어서,
상기 패드에 대한 전기적 연결이 양극성(anodic)인,
웨이퍼 폴리싱 방법.
The method of claim 10,
The electrical connection to the pad is anodic,
Wafer Polishing Method.
제10항에 있어서,
상기 패드에 대한 전기적 연결이 음극성(cathodic)인,
웨이퍼 폴리싱 방법.
The method of claim 10,
The electrical connection to the pad is cathodic,
Wafer Polishing Method.
폴리싱 패드로서,
하나 또는 다수의 폴리싱 부재를 포함하며,
상기 폴리싱 부재가 하이드로겔 물질로 제조되며,
상기 하이드로겔 물질이 총괄적으로 4 중량% 내지 60 중량%의 물 흡수 능력, 1 체적% 내지 20 체적%의 미세 다공, 20-100 마이크론의 미세 기공, 1000 psi 보다 큰 습식 인장 강도, 2000 psi 보다 큰 굴곡 탄성율, 및 25-80 사이의 습식 쇼어 D 경도를 가지는,
폴리싱 패드.
As a polishing pad,
One or more polishing members,
The polishing member is made of a hydrogel material,
The hydrogel material collectively has a water absorption capacity of 4% to 60% by weight, microporosity of 1% by volume to 20% by volume, micropores of 20-100 microns, wet tensile strength of greater than 1000 psi, greater than 2000 psi Having flexural modulus, and wet Shore D hardness between 25-80,
Polishing pads.
제13항에 있어서,
상기 하이드로겔 물질이 다음 부분(moieties):
우레탄(urethane), 알킬렌 옥사이드(alkylene oxides), 에스테르(esters), 에테르(ethers), 아크릴산(acrylic acids), 아크릴아미드(acrylamides), 아미드(amides), 이미드(imides), 비닐 알코올(vinylalcohols), 비닐 아세테이트(vinylacetates), 아크릴산염(acrylates), 메타크릴산염(methacrylates), 술폰(sulfones), 우레탄들(urethanes), 염화 비닐(vinylchlorides), 에테르에테르케톤(etheretherketones), 및/또는 탄산염(carbonates)
중 하나 또는 이들의 결합으로 제조되는,
폴리싱 패드.
The method of claim 13,
The hydrogel material has the following moieties:
Urethanes, alkylene oxides, esters, ethers, acrylic acids, acrylamides, amides, imides, vinyl alcohols ), Vinyl acetates, acrylates, methacrylates, sulfones, urethanes, vinyl chlorides, etheretherketones, and / or carbonates carbonates)
Made of one or a combination thereof,
Polishing pads.
웨이퍼 폴리싱 방법으로서,
물을 흡수할 수 있는 고유 능력을 가지는 물질로 제조된 폴리싱 표면을 가지는 폴리싱 패드를 전해질 용액 내에서 적시는 단계,
상기 폴리싱 패드의 폴리싱 표면을, 반도체 웨이퍼 상에 놓인 상부 층과 상기 폴리싱 패드 사이에 배치되는 폴리싱 조성물의 존재하에서, 상기 반도체 웨이퍼 부근에 위치시키는 단계, 및
상기 웨이퍼 상에 놓인 상부 층의 일부 또는 전부의 제거를 실행하도록 상기 웨이퍼 및 상기 폴리싱 패드를 서로에 대해 회전시키는 단계를 포함하는,
웨이퍼 폴리싱 방법.
As a wafer polishing method,
Soaking a polishing pad in an electrolyte solution having a polishing surface made of a material having an inherent ability to absorb water,
Positioning the polishing surface of the polishing pad near the semiconductor wafer in the presence of a polishing composition disposed between the polishing pad and an upper layer overlying the semiconductor wafer, and
Rotating the wafer and the polishing pad relative to each other to effect removal of some or all of the top layer overlying the wafer,
Wafer Polishing Method.
제15항에 있어서,
상기 전해질 용액이 황산구리인,
웨이퍼 폴리싱 방법.
16. The method of claim 15,
The electrolyte solution is copper sulfate,
Wafer Polishing Method.
제15항에 있어서,
상기 폴리싱 표면이 폴리싱 작업 동안에 전기 공급원에 부착되는,
웨이퍼 폴리싱 방법.
16. The method of claim 15,
Wherein the polishing surface is attached to an electrical source during the polishing operation,
Wafer Polishing Method.
제17항에 있어서,
상기 폴리싱 표면에 대한 전기적 연결이 양극성(anodic)인,
웨이퍼 폴리싱 방법.
The method of claim 17,
Wherein the electrical connection to the polishing surface is anodic
Wafer Polishing Method.
제17항에 있어서,
상기 폴리싱 표면에 대한 전기적 연결이 음극성(cathodic)인,
웨이퍼 폴리싱 방법.
The method of claim 17,
The electrical connection to the polishing surface is cathodic
Wafer Polishing Method.
제15항에 있어서,
외부 수단에 의해서 음극성 바이어스가 제공되면서, 상기 폴리싱 표면에 양극성 전류를 가하는 단계 및 상기 반도체 웨이퍼를 상기 폴리싱 표면에 대해 압착하는 단계를 더 포함하는,
웨이퍼 폴리싱 방법.
16. The method of claim 15,
Applying a bipolar current to the polishing surface while providing a negative bias by external means, and pressing the semiconductor wafer against the polishing surface,
Wafer Polishing Method.
제20항에 있어서,
상기 전해질 용액이 황산구리인,
웨이퍼 폴리싱 방법.
The method of claim 20,
The electrolyte solution is copper sulfate,
Wafer Polishing Method.
제20항에 있어서,
상기 상부 층이 구리인,
웨이퍼 폴리싱 방법.
The method of claim 20,
The top layer is copper,
Wafer Polishing Method.
제15항에 있어서,
외부 수단에 의해서 양극성 바이어스가 제공되면서, 상기 폴리싱 표면에 양극성 전류를 가하는 단계 및 상기 반도체 웨이퍼를 상기 폴리싱 표면에 대해 압착하는 단계를 더 포함하는,
웨이퍼 폴리싱 방법.
16. The method of claim 15,
Applying a bipolar current to the polishing surface while being provided by a bipolar bias by external means, and pressing the semiconductor wafer against the polishing surface,
Wafer Polishing Method.
제23항에 있어서,
상기 전해질 용액이 황산구리인,
웨이퍼 폴리싱 방법.
The method of claim 23, wherein
The electrolyte solution is copper sulfate,
Wafer Polishing Method.
제23항에 있어서,
상기 상부 층이 구리인,
웨이퍼 폴리싱 방법.
The method of claim 23, wherein
The top layer is copper,
Wafer Polishing Method.
사출성형, 압출, 반동 사출성형 또는 소결 중 하나를 이용하여, 물을 흡수할 수 있는 고유 능력을 가지는 물질로 제조된 폴리싱 표면을 가지는 폴리싱 패드를 제조하는 단계를 포함하는,
방법.
Manufacturing a polishing pad having a polishing surface made of a material having an inherent ability to absorb water using one of injection molding, extrusion, reaction injection molding, or sintering,
Way.
제26항에 있어서,
상기 제조 단계 중에 상기 폴리싱 패드의 폴리싱 표면상에 표면 피처를 형성하는 단계를 더 포함하는,
방법.
The method of claim 26,
Further comprising forming a surface feature on the polishing surface of the polishing pad during the manufacturing step,
Way.
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Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110183583A1 (en) * 2008-07-18 2011-07-28 Joseph William D Polishing Pad with Floating Elements and Method of Making and Using the Same
WO2011077999A1 (en) * 2009-12-22 2011-06-30 Jsr株式会社 Pad for chemical mechanical polishing and method of chemical mechanical polishing using same
KR101775464B1 (en) * 2011-05-31 2017-09-07 삼성전자주식회사 Retainer ring in Chemical Mechanical Polishing machine
US10076155B2 (en) 2014-08-27 2018-09-18 Nike, Inc. Article of footwear with soil-shedding performance
GB2532837B (en) * 2014-08-27 2017-10-25 Nike Innovate Cv Article of footwear with soil-shedding performance
EP3169175B1 (en) 2014-08-27 2020-06-17 NIKE Innovate C.V. Articles of footwear, apparel, and sports equipment with water absorbtion properties
US10675609B2 (en) 2016-03-02 2020-06-09 Nike, Inc. Articles with soil-shedding performance
US10531705B2 (en) 2016-03-02 2020-01-14 Nike, Inc. Hydrogel tie layer
GB201622439D0 (en) * 2016-12-30 2017-02-15 3M Innovative Properties Co Abrasive article and method of use
CN107214639B (en) * 2017-06-20 2019-05-14 同济大学 A kind of production method of the quartz glass cylindrical surface polishing disk based on gel base
CN110202492B (en) * 2018-02-28 2021-05-14 常州市达蒙砂轮制造有限公司 Grinding wheel with potassium-sulfur compound
CN109894990B (en) * 2019-03-22 2020-12-18 湖南科技大学 Flexible grinding tool with dilatant characteristic and polishing method thereof

Family Cites Families (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3857123A (en) * 1970-10-21 1974-12-31 Monsanto Co Apparatus for waxless polishing of thin wafers
US5212910A (en) * 1991-07-09 1993-05-25 Intel Corporation Composite polishing pad for semiconductor process
GB9309972D0 (en) * 1993-05-14 1993-06-30 De Beers Ind Diamond Tool insert
US5489233A (en) * 1994-04-08 1996-02-06 Rodel, Inc. Polishing pads and methods for their use
US5589058A (en) * 1994-10-28 1996-12-31 M. J. Bauer Company, Inc. Apparatus for treatment of water
US6024630A (en) * 1995-06-09 2000-02-15 Applied Materials, Inc. Fluid-pressure regulated wafer polishing head
US5609517A (en) * 1995-11-20 1997-03-11 International Business Machines Corporation Composite polishing pad
US6090475A (en) * 1996-05-24 2000-07-18 Micron Technology Inc. Polishing pad, methods of manufacturing and use
US5795218A (en) * 1996-09-30 1998-08-18 Micron Technology, Inc. Polishing pad with elongated microcolumns
WO1998050201A1 (en) * 1997-05-09 1998-11-12 Rodel Holdings, Inc. Mosaic polishing pads and methods relating thereto
JP2918883B1 (en) * 1998-07-15 1999-07-12 日本ピラー工業株式会社 Polishing pad
US6407360B1 (en) * 1998-08-26 2002-06-18 Samsung Electronics, Co., Ltd. Laser cutting apparatus and method
US6184139B1 (en) * 1998-09-17 2001-02-06 Speedfam-Ipec Corporation Oscillating orbital polisher and method
JP2001223190A (en) * 2000-02-08 2001-08-17 Hitachi Ltd Method and device for evaluating surface state of polishing pad, and method and device for manufacturing thin-film device
US6498101B1 (en) * 2000-02-28 2002-12-24 Micron Technology, Inc. Planarizing pads, planarizing machines and methods for making and using planarizing pads in mechanical and chemical-mechanical planarization of microelectronic device substrate assemblies
US20010039175A1 (en) * 2000-02-29 2001-11-08 Reza Golzarian Polishing pad surface on hollow posts
US6641471B1 (en) * 2000-09-19 2003-11-04 Rodel Holdings, Inc Polishing pad having an advantageous micro-texture and methods relating thereto
US7192340B2 (en) * 2000-12-01 2007-03-20 Toyo Tire & Rubber Co., Ltd. Polishing pad, method of producing the same, and cushion layer for polishing pad
US6612916B2 (en) * 2001-01-08 2003-09-02 3M Innovative Properties Company Article suitable for chemical mechanical planarization processes
US6692524B2 (en) * 2001-01-19 2004-02-17 Georges Baikoff Techniques and implants for correcting presbyopia
US20020098790A1 (en) * 2001-01-19 2002-07-25 Burke Peter A. Open structure polishing pad and methods for limiting pore depth
US6383065B1 (en) * 2001-01-22 2002-05-07 Cabot Microelectronics Corporation Catalytic reactive pad for metal CMP
JP2004537175A (en) * 2001-08-02 2004-12-09 エスケーシー カンパニー,リミテッド Method for manufacturing chemical mechanical polishing pad using laser
US6685540B2 (en) * 2001-11-27 2004-02-03 Cabot Microelectronics Corporation Polishing pad comprising particles with a solid core and polymeric shell
US6722946B2 (en) * 2002-01-17 2004-04-20 Nutool, Inc. Advanced chemical mechanical polishing system with smart endpoint detection
JP2004186493A (en) * 2002-12-04 2004-07-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd Method and arrangement for chemomechanical polishing
US6910951B2 (en) * 2003-02-24 2005-06-28 Dow Global Technologies, Inc. Materials and methods for chemical-mechanical planarization
US20060189269A1 (en) * 2005-02-18 2006-08-24 Roy Pradip K Customized polishing pads for CMP and methods of fabrication and use thereof
US6986705B2 (en) * 2004-04-05 2006-01-17 Rimpad Tech Ltd. Polishing pad and method of making same
US20060079159A1 (en) * 2004-10-08 2006-04-13 Markus Naujok Chemical mechanical polish with multi-zone abrasive-containing matrix
US7846008B2 (en) * 2004-11-29 2010-12-07 Semiquest Inc. Method and apparatus for improved chemical mechanical planarization and CMP pad
US7815778B2 (en) * 2005-11-23 2010-10-19 Semiquest Inc. Electro-chemical mechanical planarization pad with uniform polish performance

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