KR20120033261A - 광 안정성 중합체 종점 검출 창을 구비한 화학 기계 연마 패드 및 이를 사용하여 연마하는 방법 - Google Patents

광 안정성 중합체 종점 검출 창을 구비한 화학 기계 연마 패드 및 이를 사용하여 연마하는 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20120033261A
KR20120033261A KR1020110097933A KR20110097933A KR20120033261A KR 20120033261 A KR20120033261 A KR 20120033261A KR 1020110097933 A KR1020110097933 A KR 1020110097933A KR 20110097933 A KR20110097933 A KR 20110097933A KR 20120033261 A KR20120033261 A KR 20120033261A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light
detection window
endpoint detection
substrate
chemical mechanical
Prior art date
Application number
KR1020110097933A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101749767B1 (ko
Inventor
아담 로약
알란 나카타니
메리 조 컬프
데이비드 지 켈리
Original Assignee
롬 앤드 하스 일렉트로닉 머티리얼스 씨엠피 홀딩스, 인코포레이티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 롬 앤드 하스 일렉트로닉 머티리얼스 씨엠피 홀딩스, 인코포레이티드 filed Critical 롬 앤드 하스 일렉트로닉 머티리얼스 씨엠피 홀딩스, 인코포레이티드
Publication of KR20120033261A publication Critical patent/KR20120033261A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101749767B1 publication Critical patent/KR101749767B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/11—Lapping tools
    • B24B37/20—Lapping pads for working plane surfaces
    • B24B37/205—Lapping pads for working plane surfaces provided with a window for inspecting the surface of the work being lapped
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/304—Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/005—Control means for lapping machines or devices
    • B24B37/013—Devices or means for detecting lapping completion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/04—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces
    • B24B37/042—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces operating processes therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/11—Lapping tools
    • B24B37/20—Lapping pads for working plane surfaces
    • B24B37/24—Lapping pads for working plane surfaces characterised by the composition or properties of the pad materials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B49/00—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation
    • B24B49/12—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation involving optical means

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)

Abstract

연마 표면을 갖는 연마층; 및 광 안정성 중합체 종점 검출 창을 포함하는 화학 기계 연마 패드가 제공되며; 광 안정성 중합체 종점 검출 창은, 아민 잔기 함유 방향족 폴리아민과 미반응 -NCO 잔기 함유 이소시아네이트 종결 예비중합체 폴리올의 폴리우레탄 반응 생성물; 및, UV 흡수제 및 힌더드 아민 광 안정화제 중 적어도 하나를 포함하는 광 안정화제 성분을 포함하고; 방향족 폴리아민 및 이소시아네이트 종결 예비중합체 폴리올은 95% 미만의 아민 잔기 대 미반응 -NCO 잔기 화학량론비로 제공되고; 광 안정성 중합체 종점 검출 창은 60℃의 항온 및 100분의 시점에서 1㎪의 일정한 축방향 인장 하중으로 측정 시 0.02% 이하의 경시 변형률 및 1.3㎜의 창 두께에 대하여 380㎚의 파장에서 15% 이상의 광학 이중 통과 투과율을 나타내고; 연마 표면은 자성 기재, 광학 기재 및 반도체 기재로부터 선택된 기재를 연마하도록 구성된다. 또한, 제공된 화학 기계 연마 패드를 사용하여 기재(바람직하게는 반도체 웨이퍼)를 연마하는 방법을 제공한다.

Description

광 안정성 중합체 종점 검출 창을 구비한 화학 기계 연마 패드 및 이를 사용하여 연마하는 방법{CHEMICAL MECHANICAL POLISHING PAD WITH LIGHT STABLE POLYMERIC ENDPOINT DETECTION WINDOW AND METHOD OF POLISHING THEREWITH}
본 발명은 일반적으로는 화학 기계 연마 분야에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 광 안정성 중합체 종점 검출 창을 구비한 화학 기계 연마 패드에 관한 것이다. 본 발명은 또한 광 안정성 중합체 종점 검출 창을 구비한 화학 기계 연마 패드를 사용하는, 기재의 화학 기계 연마 방법에 관한 것이다.
집적 회로 및 다른 전자 소자의 제조 시, 전도성 재료, 반도체 재료 및 유전성 재료의 다중층을 반도체 웨이퍼의 표면상에 침착시키거나 반도체 웨이퍼의 표면으로부터 제거한다. 전도성 재료, 반도체 재료 및 유전성 재료의 얇은 층을 다양한 침착 기법으로 침착시킬 수 있다. 최신 공정에서 통상적인 침착 기법은 스퍼터링으로도 공지된 물리 증착법(PVD), 화학 증착법(CVD), 플라스마-강화 화학 증착법(PECVD), 및 전기화학 도금법(ECP)을 포함한다.
재료의 층을 순차적으로 침착시키고 제거할 때, 웨이퍼의 최상부 표면은 비평면이 된다. 후속 반도체 공정(예컨대, 금속화)은 편평한 표면을 갖는 웨이퍼를 필요로 하기 때문에, 웨이퍼를 평탄화할 필요가 있다. 평탄화는 바람직하지 않은 표면 형태 및 표면 결함, 예컨대 거친 표면, 응집된 재료, 결정 격자 손상, 스크래치, 및 오염된 층 또는 재료를 제거하는 데 유용하다.
화학 기계 평탄화 또는 화학 기계 연마(CMP)는 반도체 웨이퍼와 같은 기재를 평탄화하는 데 이용하는 통상적인 기법이다. 통상의 CMP에서, 웨이퍼는 캐리어 조립체상에 장착되고, CMP 장치 내 연마 패드와 접촉하도록 배치된다. 캐리어 조립체는 제어가능한 압력을 웨이퍼에 제공하여, 웨이퍼를 연마 패드에 대해 가압한다. 패드는 외부 구동력으로 인해 웨이퍼에 대해 운동(예컨대, 회전)한다. 이와 동시에, 연마 매질(예컨대, 슬러리)을 웨이퍼와 연마 패드 사이에 제공한다. 따라서, 웨이퍼 표면은 패드 표면과 연마 매질의 화학 기계 작용으로 인해 연마되고 평탄화된다.
화학 기계 연마와 관련된 한 가지 문제점은 언제 기재가 원하는 정도로 연마되었는지를 결정하는 것이다. 연마 종점(endpoint)을 결정하기 현장(in situ)법이 개발되어 왔다. 현장 광학 종점 검출 기법은 두 가지 기본 범주, 즉 (1) 단일 파장의 반사된 광학 신호를 모니터하는 것 또는 (2) 복수의 파장으로부터 반사된 광학 신호를 모니터하는 것으로 분할할 수 있다. 광학 종점 검출에 사용된 일반적인 파장은 가시 스펙트럼(예컨대 400㎚ 내지 700㎚), 자외선 스펙트럼(315㎚ 내지 400㎚), 및 적외선 스펙트럼(예컨대 700㎚ 내지 1000㎚)의 파장을 포함한다. 미국특허번호 5,433,651에서 Lustig 등은, 레이저 광원으로부터의 광이 웨이퍼 표면상에 전달되고, 반사된 신호가 모니터되는, 단일 파장을 사용하는 중합체 종점 검출 방법을 개시하였다. 웨이퍼 표면에서의 조성이 하나의 금속으로부터 또 다른 것으로 변하기 때문에, 반사율이 변한다. 이어서 이러한 반사율 변화를 이용하여 연마 종점을 검출한다. 미국특허번호 6,106,662에서 Bibby 등은 분광계를 사용하여 광학 스펙트럼의 가시 범위에서 반사된 광의 세기 스펙트럼을 얻는 것을 개시하였다. 금속 CMP 응용에서 Bibby 등은 전체 스펙트럼을 이용하여 연마 종점을 검출하는 것을 교시하였다.
이러한 광학 종점 검출 기법을 수용하기 위하여, 창을 구비한 화학 기계 연마 패드가 개발되어 왔다. 예를 들어, 미국특허번호 5,605,760에서 Roberts는 패드의 적어도 일부가 소정의 파장 범위에서 레이저 광에 투명한 연마 패드를 개시한다. 몇몇 개시된 실시양태에서, Roberts는 불투명한 패드 내에 투명한 창 부분을 포함하는 연마 패드를 교시한다. 창 부분은 성형 연마 패드에서 투명한 중합체의 로드(rod) 또는 플러그(plug)일 수 있다. 로드 또는 플러그는 연마 패드 내에 삽입 성형할 수 있거나(즉, "일체형 창(integral window)"), 성형 작업 후 연마 패드의 절결부(cut out)에 설치할 수 있다(즉, "플러그 인 플레이스 창(plug in place window)").
미국특허번호 6,984,163에 기술된 것과 같은 지방족 이소시아네이트 기재 폴리우레탄 재료는 넓은 광 스펙트럼에 걸쳐 개선된 광 투과를 제공하였다. 불운하게도, 이러한 지방족 폴리우레탄 창은 힘든 연마 응용에 요구되는 필수적인 내구성이 부족한 경향이 있다.
통상의 중합체 기재 종점 검출 창은 330㎚ 내지 425㎚ 파장을 갖는 광에 노출 시 흔히 바람직하지 않은 열화를 나타낸다. 이는, 자외선 스펙트럼 내 광에 노출 시 분해되거나 노랗게 되는 경향이 있는 방향족 폴리아민으로부터 유도된 중합체 종점 검출 창인 경우에 특히 그러하다. 역사적으로는, 흔히 필터가 종점 검출 목적을 위하여 사용된 광의 경로에 사용되어, 종점 검출 창에 대한 노출 전에 그러한 파장을 갖는 광을 감쇄시킨다. 그러나 더 얇은 재료층 및 더 작은 소자 크기를 가능하게 하는 반도체 연마 응용 시 종점 검출 목적을 위하여 더 짧은 파장의 광을 사용하는 것에 대한 압력이 점점 더 커지고 있다.
따라서, 기재 연마 종점 검출 목적을 위하여 400㎚ 미만의 파장을 갖는 광을 사용할 수 있게 하고, 그러한 광에 노출 시 열화에 대한 내성이 있고, 바람직하지 않은 창 변형을 나타내지 않고, 연마 응용에 요구되는 내구성이 있는 광 안정성 중합체 종점 검출 창이 필요하다.
본 발명은 연마 표면을 갖는 연마층; 및 광 안정성 중합체 종점 검출 창을 포함하는 화학 기계 연마 패드를 제공하고; 광 안정성 중합체 종점 검출 창은, 아민 잔기 함유 방향족 폴리아민과 미반응 -NCO 잔기 함유 이소시아네이트 종결 예비중합체 폴리올의 폴리우레탄 반응 생성물; 및, UV 흡수제 및 힌더드 아민 광 안정화제 중 적어도 하나를 포함하는 광 안정화제 성분을 포함하고; 방향족 폴리아민 및 이소시아네이트 종결 예비중합체 폴리올은 95% 미만의 아민 잔기 대 미반응 -NCO 잔기 화학량론비로 제공되고; 광 안정성 중합체 종점 검출 창은 60℃의 항온 및 100분의 시점에서 1㎪의 일정한 축방향 인장 하중으로 측정 시 0.02% 이하의 경시 변형률(time dependent strain) 및 1.3㎜의 창 두께에 대하여 380㎚의 파장에서 15% 이상의 광학 이중 통과 투과율을 나타내고; 연마 표면은 자성 기재, 광학 기재 및 반도체 기재로부터 선택된 기재를 연마하도록 구성된다.
본 발명은, 플래튼(platen), 광원 및 광센서를 구비한 화학 기계 연마 장치를 제공하는 단계; 자성 기재, 광학 기재 및 반도체 기재로부터 선택된 적어도 하나의 기재를 제공하는 단계; 본 발명에 따른 화학 기계 연마 패드를 제공하는 단계; 플래튼상에 화학 기계 연마 패드를 장착하는 단계; 임의로 연마 표면과 기재 간의 계면에 연마 매질을 제공하는 단계; 연마 표면과 기재 간의 동적 접촉을 발생시키는 단계 - 적어도 일부 재료가 기재로부터 제거됨 -; 및 광원으로부터의 광을 광 안정성 중합체 종점 검출 창을 통과해 투과시키고, 기재의 표면으로부터 반사되어 다시 광 안정성 중합체 종점 검출 창을 통과해 광센서상에 입사하는 광을 분석함으로써 연마 종점을 결정하는 단계를 포함하는, 기재의 화학 기계 연마 방법을 제공한다.
도 1은 비-가교 점탄성 중합체 재료에 대한 일반적인 경시 변형률 응답의 개략적인 도면이다.
도 2는 제조 시 내크리프성 중합체 종점 검출 창 재료에 대한 경시 변형률 응답의 도면이다.
본 발명의 화학 기계 연마 패드는 자성 기재, 광학 기재 및 반도체 기재로부터 선택된 기재를 연마하는 데 유용하다. 특히, 본 발명의 화학 기계 연마 패드는 반도체 웨이퍼의 연마, 특히 종점 검출을 이용하는 고급 응용, 예컨대 구리-배리어 또는 쉘로 트렌치 분리(STI: shallow trench isolation) 응용에 유용하다.
본 명세서 및 첨부한 특허청구범위에서 사용하는 "연마 매질"이란 용어는 입자 함유 연마 용액 및 비-입자-함유 연마 용액, 예컨대 연마재 없는 용액 및 반응성 액체 연마 용액을 포함한다.
본 명세서 및 첨부한 특허청구범위에서 사용하는 "폴리(우레탄)"이란 용어는 (a) (ⅰ) 이소시아네이트와 (ⅱ) 폴리올(디올 포함)의 반응으로부터 형성된 폴리우레탄; 및 (b) (ⅰ) 이소시아네이트와 (ⅱ) 폴리올(디올 포함) 및 (ⅲ) 물, 아민(디아민 및 폴리아민 포함) 또는 물과 아민(디아민 및 폴리아민 포함)의 조합의 반응으로부터 형성된 폴리(우레탄)을 포함한다.
광 안정성 중합체 종점 검출 창에 관하여 본 명세서 및 첨부한 특허청구범위에서 사용하는 "이중 통과 투과율(double pass transmission)" 또는 "DPT"란 용어는 다음의 방정식을 이용하여 결정하는데,
Figure pat00001
여기서, SD1024F 분광기, 크세논 플래시 램프 및 3㎜ 광섬유 케이블을 포함하는 Verity SP2006 스펙트럼 간섭계를 사용하여, 원래 지점에서 광 안정성 중합체 종점 검출 창의 제1 면에 대해 (수직으로) 3㎜ 광섬유 케이블의 발광 표면을 배치하고, 창의 두께를 통과하도록 광을 방출하고, 제1 면에 실질적으로 평행한 광 안정성 중합체 종점 검출 창의 제2 면에 대해 배치된 표면으로부터 다시 창의 두께를 통과해 반사되는 380㎚ 광의 세기를 원래 지점에서 측정함으로써 IWSi, IWD, IASi, 및 IAD를 측정하고; 상기 식에서 IWSi는 원래 지점으로부터 창을 통과하고, 창의 제2 면에 대해 배치된 규소 블랭킷 웨이퍼의 표면으로부터 다시 창을 통과해 원래 지점으로 반사되는 380㎚ 광의 세기의 측정치이고; IWD는 원래 지점으로부터 창을 통과하고, 흑체의 표면으로부터 다시 창을 통과해 원래 지점으로 반사되는 380㎚ 광의 세기의 측정치이고; IASi는 원래 지점으로부터 광 안정성 중합체 종점 검출 창의 두께와 동일한 두께의 공기를 통과하고, 3㎜ 광섬유 케이블의 발광 표면에 수직으로 배치된 규소 블랭킷 웨이퍼의 표면으로부터 반사되고, 다시 공기의 두께를 통과해 원래 지점으로 반사되는 380㎚ 광의 세기의 측정치이고; IAD는 흑체로부터 반사된 380㎚ 광의 세기의 3㎜ 광섬유 케이블의 발광 표면에서의 측정치이다.
본 명세서 및 첨부한 특허청구범위에서 사용하는 "초기 이중 통과 투과율" 또는 "DPTI"이란 용어는, 500㎽/㎠의 세기를 제공하도록 조정된 5㎜ 직경 광섬유 원드를 통해 100W 수은 증기 쇼트 아크 램프가 제공한 높은 세기의 자외선 광에 노출되기 전에, 380㎚ 파장을 갖는 광에 대하여 제조된 광 안정성 중합체 종점 검출 창이 나타내는 DPT이다.
본 명세서 및 첨부한 특허청구범위에서 사용하는 "노출 이중 통과 투과율" 또는 "DPTE"란 용어는, 500㎽/㎠의 세기를 제공하도록 조정된 5㎜ 직경 광섬유 원드를 통해 100W 수은 증기 쇼트 아크 램프가 제공한 높은 세기의 자외선 광에 노출된 후에, 380㎚ 파장을 갖는 광에 대하여 광 안정성 중합체 종점 검출 창이 나타내는 DPT이다.
본 명세서 및 첨부한 특허청구범위에서 사용하는 "가속 광 안정성" 또는 "ALS"란 용어는 380㎚ 파장의 광에 대하여 다음의 방정식을 이용하여 결정한다.
Figure pat00002
광 안정성 중합체 종점 검출 창에 관하여 본 명세서 및 첨부한 특허청구범위에서 사용하는 "투명 창(clear window)"이란 용어는 광 안정성 중합체 종점 검출 창이 380㎚ 파장의 광에 대하여 15% 이상의 초기 이중 통과 투과율을 나타낸다는 점을 의미한다.
광 안정성 중합체 종점 검출 창에 관하여 본 명세서 및 첨부한 특허청구범위에서 사용하는 "내크리프성 창(creep resistant window)"이란 용어는 60℃의 항온 및 100분의 시점에서 1㎪의 일정한 축방향 인장 하중으로 측정할 때 광 안정성 중합체 종점 검출 창이 음의 변형률을 포함하는 0.02% 이하의 경시 변형률을 나타낸다는 점을 의미한다.
광 안정성 중합체 종점 검출 창에 관하여 본 명세서 및 첨부한 특허청구범위에서 "크리프 응답(creep response)" 및 "경시 변형률"이란 용어는 교환가능하게 사용하고, 60℃의 항온에서 1㎪의 일정한 축방향 인장 하중으로 측정한 경시 변형률을 의미한다.
본 발명의 화학 기계 연마 패드는 기재 연마 작업에 대한 광학 종점 검출을 가능하게 하는 광 안정성 중합체 종점 검출 창을 포함한다. 광 안정성 중합체 종점 검출 창은 바람직하게는, 허용가능한 광학적인 투과(즉 투명 창)를 포함하는 복수의 처리 기준, 즉 화학 기계 연마 패드로 연마되는 표면에 대한 낮은 결함 도입; 및 상당한 광학적인 열화 없이 330㎚ 내지 425㎚ 파장을 갖는 광에 대한 노출을 포함하는 연마 공정의 작업 환경을 견디는 능력(즉, 380㎚ 파장을 갖는 광에 대하여 0.65 이상의 ALS를 나타냄)을 나타낸다.
본 발명의 화학 기계 연마 패드의 광 안정성 중합체 종점 검출 창은, 아민 잔기 함유 방향족 폴리아민과 미반응 -NCO 잔기 함유 이소시아네이트 종결 예비중합체 폴리올의 폴리우레탄 반응 생성물; 및, UV 흡수제 및 힌더드 아민 광 안정화제 중 적어도 하나를 포함하는 광 안정화제 성분을 포함한다.
본 발명의 화학 기계 연마 패드의 광 안정성 중합체 종점 검출 창은, 0.65 이상(바람직하게는 0.70 이상, 더욱 바람직하게는 0.90 이상)의 가속 광 안정성; 및 380㎚ 파장을 갖는 광에 대하여 10% 이상(바람직하게는 10% 이상 100% 이하, 더욱 바람직하게는 15% 이상, 가장 바람직하게는 15% 이상 75% 이하)의 초기 이중 통과 투과율을 나타내도록 조성한다. 바람직하게는, 광 안정성 중합체 종점 검출 창은, 0.90 이상의 가속 광 안정성; 및 380㎚ 파장을 갖는 광에 대하여 15% 이상(가장 바람직하게는 15% 이상 75% 이하)의 초기 이중 통과 투과율을 나타낸다.
바람직하게는, 본 발명의 화학 기계 연마 패드의 광 안정성 중합체 종점 검출 창은 방향족 폴리아민과 이소시아네이트 종결 예비중합체 폴리올의 폴리우레탄 반응 생성물이고, 방향족 폴리아민 및 이소시아네이트 종결 예비중합체 폴리올은 95% 미만의 아민 잔기 대 미반응 -NCO 잔기 화학량론비로 제공된다. 이러한 화학량론은 그러한 화학량론 수준의 원료를 직접 제공함으로써, 또는 몇몇 -NCO를 수분에 의도적으로 혹은 우연히 노출시켜 물과 간접적으로 반응시킴으로써 달성할 수 있다.
바람직하게는, 0.95% 미만의 아민 잔기 대 미반응 -NCO 잔기 화학량론비를 이용하여 제조한 화학 기계 연마 패드의 광 안정성 중합체 종점 검출 창은 내크리프성 창이 되도록 조성한다. 더욱 바람직하게는, 내크리프성 창은 90% 이하(가장 바람직하게는 75% 내지 90%)의 아민 잔기 대 미반응 -NCO 잔기 화학량론비를 갖도록; 60℃의 항온에서 100분 동안 1㎪의 일정한 축방향 인장 하중으로 측정한 0.02% 이하의 경시 변형률을 나타내도록; ASTM D2240-05에 따라 측정한 45 내지 80의 쇼어 D 경도(바람직하게는 50 내지 80의 쇼어 D 경도, 가장 바람직하게는 55 내지 75의 쇼어 D 경도)를 나타내도록; 1.3㎜의 창 두께에 대하여 380㎚의 파장에서 15% 이상의 광학 이중 통과 투과율을 나타내도록 조성한다. 95% 미만의 화학량론비는 과잉 이소시아네이트기를 제공한다. 이러한 과잉 이소시아네이트기는 광 안정성 중합체 종점 검출 창에서 가교를 촉진한다. 가교는 광 안정성 중합체 종점 검출 창의 치수 안정성을 높이는 한편 300㎚ 내지 500㎚ 파장인 광의 적절한 투과를 유지하는 것으로 여겨진다.
60℃의 항온에서 100분 동안 1㎪의 일정한 축방향 인장 하중으로 측정한 0.02 이하의 경시 변형률은 광 안정성 중합체 종점 검출 창이 과도한 변형 없이 연마 작업 환경을 견디게 하는 것으로 여겨진다. 임의로, 준안정성 폴리우레탄은 중합체 종점 검출 창의 내크리프성을 더욱 증가시키는 역할을 한다. 이러한 사양을 위하여, "준안정성 폴리우레탄"은 온도, 응력 또는 온도와 응력의 조합을 이용하여 비탄성 방식으로 수축하는 폴리우레탄이다. 예를 들어, 광 안정성 중합체 종점 검출 창의 불완전한 경화 또는 그러한 창 제조와 관련된 변함없는 응력은 기재(특히 반도체 웨이퍼)의 연마와 관련된 응력 및 승온에 노출 시 창의 물리적 치수의 수축을 초래할 수 있다. 준안정성 폴리우레탄을 포함하는 광 안정성 중합체 종점 검출 창은 60℃의 항온 및 100분의 시점에서 1㎪의 일정한 축방향 인장 하중으로 측정 시 음의 경시 변형률을 나타낼 수 있다. 이러한 음의 경시 변형률은 우수한 내크리프성을 광 안전성 중합체 종점 검출 창에 제공한다.
본 발명의 중합체 종점 검출 창의 제조에 사용하기 적합한 방향족 폴리아민은 예를 들어 디에틸 톨루엔 디아민("DETDA"); 3,5-디메틸티오-2,4-톨루엔디아민 및 그의 이성질체; 3,5-디에틸톨루엔-2,4-디아민 및 그의 이성질체(예컨대, 3,5-디에틸톨루엔-2,6-디아민); 4,4'-비스-(sec-부틸아미노)-디페닐메탄; 1,4-비스-(sec-부틸아미노)-벤젠; 4,4'-메틸렌-비스-(2-클로로아닐린)("MOCA"); 4,4'-메틸렌-비스-(3-클로로-2,6-디에틸아닐린)("MCDEA"); 폴리테트라메틸렌옥사이드-디-p-아미노벤조에이트; N,N'-디알킬디아미노 디페닐 메탄; p,p'-메틸렌 디아닐린("MDA"); m-페닐렌디아민("MPDA"); 4,4'-메틸렌-비스-(2,6-디에틸아닐린)("MDEA"); 4,4'-메틸렌-비스-(2,3-디클로로아닐린)("MDCA"); 4,4'-디아미노-3,3'-디에틸-5,5'-디메틸 디페닐메탄; 2,2',3,3'-테트라클로로디아미노 디페닐메탄; 트리메틸렌 글리콜 디-p-아미노벤조에이트; 및 이들의 혼합물을 포함한다. 바람직하게는, 방향족 폴리아민은 DETDA를 포함한다. 가장 바람직하게는, 방향족 폴리아민은 DETDA이다.
본 발명의 광 안정성 중합체 종점 검출 창의 제조에 사용하기 적합한 미반응 -NCO 잔기 함유 이소시아네이트 종결 예비중합체 폴리올은 예비중합체 혼합물에서 지방족 또는 지환족 디이소시아네이트 및 폴리올의 반응을 통해 제조된다. 이소시아네이트 종결 예비중합체 폴리올은 분자당 평균 2 초과의 미반응 -NCO 잔기를 나타내어 광 안정성 중합체 종점 검출 창에서 가교를 촉진시킬 수 있다.
미반응 -NCO 잔기 함유 이소시아네이트 종결 예비중합체 폴리올의 제조에 사용하기 적합한 지방족 폴리이소시아네이트는 예를 들어 메틸렌-비스(4-시클로헥실이소시아네이트)("H12MDI"); 시클로헥실 디이소시아네이트; 이소포론 디이소시아네이트("IPDI"); 헥사메틸렌 디이소시아네이트("HDI"); 프로필렌-1,2-디이소시아네이트; 테트라메틸렌-1,4-디이소시아네이트; 1,6-헥사메틸렌-디이소시아네이트; 도데칸-1,12-디이소시아네이트; 시클로부탄-1,3-디이소시아네이트; 시클로헥산-1,3-디이소시아네이트; 시클로헥산-1,4-디이소시아네이트; 1-이소시아네이토-3,3,5-트리메틸-5-이소시아네이토메틸시클로헥산; 메틸 시클로헥실렌 디이소시아네이트; 헥사메틸렌 디이소시아네이트의 트리이소시아네이트; 2,4,4-트리메틸-1,6-헥산 디이소시아네이트의 트리이소시아네이트; 헥사메틸렌 디이소시아네이트의 우레트디온; 에틸렌 디이소시아네이트; 2,2,4-트리메틸헥사메틸렌 디이소시아네이트; 2,4,4-트리메틸헥사메틸렌 디이소시아네이트; 디시클로헥실메탄 디이소시아네이트; 및 이들의 혼합물을 포함한다. 바람직하게는, 지방족 폴리이소시아네이트는 14 중량% 미만의 미반응 이소시아네이트기를 갖는다.
미반응 -NCO 잔기 함유 이소시아네이트 종결 예비중합체 폴리올을 제조하는 데 적합한 폴리올은 예를 들어 폴리에테르 폴리올, 히드록시-종결 폴리부타디엔(부분/완전 수소화 유도체 포함), 폴리에스테르 폴리올, 폴리카프로락톤 폴리올, 및 폴리카르보네이트 폴리올을 포함한다. 폴리올에서 탄화수소 쇄는 포화 또는 불포화 결합 및 치환 또는 비치환 방향족 및 시클릭 기를 가질 수 있다. 바람직한 폴리올은 폴리테트라메틸렌 에테르 글리콜("PTMEG"); 폴리에틸렌 프로필렌 글리콜; 폴리옥시프로필렌 글리콜; 폴리에틸렌 아디페이트 글리콜; 폴리부틸렌 아디페이트 글리콜; 폴리에틸렌 프로필렌 아디페이트 글리콜; o-프탈레이트-1,6-헥산디올; 폴리(헥사메틸렌 아디페이트) 글리콜; 1,6-헥산디올-개시 폴리카프로락톤; 디에틸렌 글리콜 개시 폴리카프로락톤; 트리메틸올 프로판 개시 폴리카프로락톤; 네오펜틸 글리콜 개시 폴리카프로락톤; 1,4-부탄디올-개시 폴리카프로락톤; PTMEG-개시 폴리카프로락톤; 폴리프탈레이트 카르보네이트; 폴리(헥사메틸렌 카르보네이트) 글리콜; 1,4-부탄디올; 디에틸렌 글리콜; 트리프로필렌 글리콜 및 이들의 혼합물을 포함한다. 가장 바람직한 폴리올은 PTMEG이다.
본 발명의 광 안정성 중합체 종점 검출 창의 제조에 사용하기 적합한 선택적인 쇄 연장제는 예를 들어 히드록시 종결 디올, 트리올 및 테트롤을 포함한다. 바람직한 쇄 연장제는 에틸렌 글리콜; 디에틸렌 글리콜; 폴리에틸렌 글리콜; 프로필렌 글리콜; 폴리프로필렌 글리콜; 폴리테트라메틸렌 에테르 글리콜; 1,3-비스(2-히드록시에톡시) 벤젠; 1,3-비스-[2-(2-히드록시에톡시) 에톡시]벤젠; 1,3-비스-{2-[2-(2-히드록시에톡시) 에톡시]에톡시}벤젠; 1,4-부탄디올; 1,5-펜탄디올; 1,6-헥산디올; 레조르시놀-디-(베타-히드록시에틸) 에테르; 히드로퀴논-디-(베타-히드록시에틸) 에테르; 및 이들의 혼합물을 포함한다. 더욱 바람직한 쇄 연장제는 1,3-비스(2-히드록시에톡시) 벤젠; 1,3-비스-[2-(2-히드록시에톡시) 에톡시]벤젠; 1,3-비스-{2-[2-(2-히드록시에톡시) 에톡시]에톡시}벤젠; 1,4-부탄디올; 및 이들의 혼합물을 포함한다. 선택적인 쇄 연장제는 포화, 불포화, 방향족 및 시클릭 기를 포함할 수 있다. 또한, 선택적인 쇄 연장제는 할로겐을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 쇄 연장제는 분자당 -OH 및 -NH2로부터 선택된 적어도 3개의 반응성 잔기를 갖는다.
폴리우레탄 반응 생성물의 가교는 복수의 메커니즘을 통해 일어날 수 있다. 이러한 메커니즘 중 하나는 방향족 폴리아민에 존재하는 이소시아네이트 반응성 잔기(즉, -OH 및 -NH2) 및 폴리우레탄 반응 생성물의 제조에 사용된 임의의 선택적 쇄 연장제에 비해 예비중합체에서의 과잉 이소시아네이트기를 사용하는 것이다. 다른 메커니즘은 2 초과의 미반응 지방족 이소시아네이트기를 함유하는 예비중합체를 사용하는 것이다. 2 초과의 미반응 지방족 이소시아네이트기를 함유하는 예비중합체의 경화 반응은 더욱 가교되기 쉬운 유리한 구조를 생성한다. 또 다른 메커니즘은 2 초과의 이소시아네이트 반응성 잔기(즉, -OH 및 -NH2)를 갖는 가교 폴리올; 2 초과의 이소시아네이트 반응성 잔기(즉, -OH 및 -NH2)를 갖는 가교 폴리아민; 또는 이들의 조합을 사용하는 것이다. 임의로, 폴리우레탄 반응 생성물은, 향상된 가교를 나타내어 광 안정성 중합체 종점 검출 창에 내크리프성을 부여하도록 선택된다.
본 발명의 광 안정성 중합체 종점 검출 창의 제조에 사용하기 적합한 광 안정화제 성분은 예를 들어 370㎚ 내지 700㎚의 파장을 갖는 광의 투과를 강하게 감쇠시키지 않는 광 안정화제 화합물을 포함한다. 광 안정화제 성분은 힌더드 아민 화합물 및 UV 안정화제 화합물을 포함한다. 바람직한 광 안정화제 화합물은 힌더드 아민 화합물, 트리스-아릴 트리아진 화합물, 히드록시 페닐 트리아진, 벤조트리아졸 화합물, 벤조페논 화합물, 벤족사지논 화합물, 시아노아크릴레이트 화합물, 아미드 관능성 화합물 및 이들의 혼합물을 포함한다. 더욱 바람직한 광 안정화제 화합물은 힌더드 아민 화합물, 히드록시 페닐 트리아진 화합물, 벤조트리아졸 화합물, 벤조페논 화합물 및 이들의 혼합물을 포함한다. 가장 바람직한 광 안정화제 화합물은 힌더드 아민 화합물, 및 벤조페논 화합물, 벤조트리아졸 화합물 및 히드록시 페닐 트리아진 화합물 중 1종 이상의 조합을 포함한다.
본 발명의 화학 기계 연마 패드에 사용하는 광 안정성 중합체 종점 검출 창은 바람직하게는 0.1 내지 5 중량%의 광 안정화제 성분을 함유한다. 더욱 바람직하게는, 광 안정성 중합체 종점 검출 창은 0.2 내지 3 중량%(더욱 바람직하게는 0.25 내지 2 중량%, 가장 바람직하게는 0.3 내지 1.5 중량%)의 광 안정화제 성분을 함유한다.
본 발명의 화학 기계 연마 패드에 사용하는 광 안정성 중합체 종점 검출 창은 플러그-인-플레이스 창 및 일체형 창으로부터 선택된다.
본 발명의 화학 기계 연마 패드의 연마층은 폴리카르보네이트, 폴리술폰, 나일론, 폴리에테르, 폴리에스테르, 폴리스티렌, 아크릴 중합체, 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리비닐클로라이드, 폴리비닐플루오라이드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부타디엔, 폴리에틸렌 이민, 폴리우레탄, 폴리에테르 술폰, 폴리아미드, 폴리에테르 이미드, 폴리케톤, 에폭시, 실리콘, EPDM, 및 이들의 조합으로부터 선택된 중합체를 포함하는 중합체 재료이다. 바람직하게는, 연마층은 폴리우레탄을 포함한다. 당업자라면 소정의 연마 작업을 위한 화학 기계 연마 패드에 사용하기 적합한 두께를 갖는 연마층을 선택하는 것을 이해할 것이다. 바람직하게는, 연마층은 20밀 내지 150밀(더욱 바람직하게는 30밀 내지 125밀; 가장 바람직하게는 40밀 내지 120밀)의 평균 두께를 나타낸다.
본 발명의 화학 기계 연마 패드는 임의로 연마층과 접한 베이스층을 더 포함한다. 연마층은 임의로 접착제를 사용하여 베이스층에 부착될 수 있다. 접착제는 감압성 접착제, 핫멜트 접착제, 컨택트 접착제 및 이들의 조합으로부터 선택될 수 있다. 바람직하게는, 접착제는 핫멜트 접착제 또는 감압성 접착제이다. 더욱 바람직하게는, 접착제는 핫멜트 접착제이다.
본 발명의 화학 기계 연마 패드는 임의로 베이스층, 및 연마층과 베이스층 사이에 접하여 삽입된 적어도 하나의 추가 층을 더 포함한다. 다양한 층은 임의로 접착제를 사용하여 서로 부착될 수 있다. 접착제는 감암성 접착제, 핫멜트 접착제, 컨택트 접착제 및 이들의 조합으로부터 선택될 수 있다. 바람직하게는, 접착제는 핫멜트 접착제 또는 감압성 접착제이다. 더욱 바람직하게는, 접착제는 핫멜트 접착제이다.
본 발명의 화학 기계 연마 패드는 바람직하게는 연마기의 플래튼과 접하도록 구성된다. 본 발명의 화학 기계 연마 패드는 임의로 감압성 접착제 및 진공 중 적어도 하나를 이용하여 플래튼에 부착되도록 구성된다.
본 발명의 화학 기계 연마 패드의 연마층의 연마 표면은 임의로 기재의 연마를 용이하게 하는 마크로텍스쳐(macrotexture) 또는 마이크로텍스쳐(microtexture) 중 적어도 하나를 나타낸다. 바람직하게는, 연마 표면은 마크로텍스쳐를 나타내는데, 마크로텍스쳐는 (ⅰ) 수막현상 중 적어도 하나를 경감시키는 것; (ⅱ) 연마 매질 흐름에 영향을 미치는 것; (ⅲ) 연마층의 스티프니스(stiffness)를 변경시키는 것; (ⅳ) 에지 효과를 감소시키는 것; (ⅴ) 연마 표면과 기재 사이의 영역으로부터 멀리 연마 파편의 전달을 용이하게 하는 것 중 적어도 하나를 수행하도록 설계된다.
본 발명의 화학 기계 연마 패드의 연마층의 연마 표면은 임의로 구멍 및 홈 중 적어도 하나로부터 선택된 마크로텍스쳐를 나타낸다. 바람직하게는, 구멍은 연마 표면으로부터 연마층의 두께의 일부 또는 전부에 걸쳐 연장될 수 있다. 바람직하게는, 홈은 연마 동안 패드의 회전 시 적어도 하나의 홈이 기재를 쓸고 지나가도록(sweep over) 연마 표면상에 배열된다. 바람직하게는, 홈은 곡선 홈, 선형 홈 및 이들의 조합으로부터 선택된다. 홈은 10밀 이상; 바람직하게는 10밀 내지 150밀의 깊이를 나타낸다. 바람직하게는, 홈은 10밀 이상, 15밀 이상 및 15밀 내지 150밀로부터 선택된 깊이; 10밀 이상 및 10밀 내지 100밀로부터 선택된 폭; 및 30밀 이상, 50밀 이상, 50밀 내지 200밀, 70밀 내지 200밀, 및 90밀 내지 200밀로부터 선택된 피치의 조합을 갖는 적어도 2개의 홈을 포함하는 홈 패턴을 형성한다.
기재의 화학 기계 연마를 위한 본 발명의 방법은, 플래튼, 광원 및 광센서(바람직하게는 다중센서 분광기)를 구비한 화학 기계 연마 장치를 제공하는 단계; 자성 기재, 광학 기재 및 반도체 기재(바람직하게는 반도체 기판; 가장 바람직하게는 반도체 웨이퍼)로부터 선택된 적어도 하나의 기재를 제공하는 단계; 본 발명의 화학 기계 연마 패드를 제공하는 단계; 플래튼상에 화학 기계 연마 패드를 장착하는 단계; 임의로 연마 표면과 기재 간의 계면에 연마 매질을 제공하는 단계; 연마 표면과 기재 간의 동적 접촉을 발생시키는 단계 - 적어도 일부 재료가 기재로부터 제거됨 -; 및 광원으로부터의 광을 광 안정성 중합체 종점 검출 창을 통과해 투과시키고, 기재의 표면으로부터 반사되어 다시 광 안정성 중합체 종점 검출 창을 통과해 광센서상에 입사하는 광을 분석함으로써 연마 종점을 결정하는 단계를 포함한다. 바람직하게는, 기재의 표면으로부터 반사되어 광 안정성 중합체 종점 검출 창을 통과해 투과되는 광의 파장의 분석에 기초하여 연마 종점을 결정하는데, 광의 파장은 370㎚ 초과 400㎚ 이하의 파장이다. 더욱 바람직하게는, 기재의 표면으로부터 반사되어 광 안정성 중합체 종점 검출 창을 통과해 투과되는 광의 복수의 파장의 분석에 기초하여 연마 종점을 결정하는데, 분석된 파장 중 하나는 370㎚ 초과 400㎚ 이하의 파장이다. 바람직하게는, 본 발명의 방법에 사용한 화학 기계 연마 패드의 광 안정성 중합체 종점 검출 창은 내크리프성 창이다.
이제 본 발명의 몇몇 실시양태를 이하의 실시예에서 상세하게 기술할 것이다.
비교예 C 및 실시예 1 내지 10
종점 검출 창의 제조
화학 기계 연마층 내로 통합하기 위한 일체형 창으로서 종점 검출 창 블록을 다음과 같이 제조하였다. 표 1에 나타낸 안정화제 패키기("SP")를 표 1에 나타낸 양으로 방향족 폴리아민("AP")(즉, 디에틸 톨루엔 디아민 "DETDA")과 조합하였다. 이어서, 조합된 안정화제/방향족 폴리아민을 이소시아네이트 종결 예비중합체 폴리올("ITPP")(즉, Chemtura로부터 입수가능한 LW570)과 -NH2 대 -NCO의 화학양론비 80%로 조합하였다. 이러서, 생성된 재료를 주형에 도입하였다. 이어서, 주형의 내용물을 오븐에서 18시간 동안 경화시켰다. 오븐의 설정 온도를 처음 20분 동안은 93℃로 설정하였고; 그 다음 15시간 40분 동안은 104℃로 설정하였고; 이어서 마지막 2시간 동안은 21℃로 낮췄다. 이어서, 연마 패드 케이크(cake) 내로 혼입 가능하도록 통상의 수단을 사용해 창 블록을 플러그로 절단하였다.
Figure pat00003
실시예 11: 경도
실시예 5에 따라 제조된 광 안정성 중합체 종점 검출 창의 경도가 ASTM D2240-05에 따라 측정되고, 67 쇼어 D로 결정된다.
실시예 12: 투과 시험 및 가속 광 안정성
SD1024F 분광기, 크세논 플래시 램프 및 3㎜ 광섬유 케이블로 이루어진 Verity SP2006 스펙트럼 간섭계를 사용하여 투과 시험을 수행하였다. SpectraView 애플리케이션 소프트웨어 버전 4.40을 이용하여 데이터 분석을 수행하였다. Verity SP2006은 200㎚ 내지 800㎚의 동작 범위를 갖는다. 표 2에 보고된 가속 광 안정성("ALS") 데이터는 표준 2-통과 장치를 사용하여 380㎚ 파장을 갖는 광에 대하여 이루어진 광 투과율 측정치(즉, IWSi, IWD, IASi, 및 IAD)로부터 도출되었다. 즉, 광은 샘플을 통과해 투과되었고, IWSi 및 IWD의 경우 규소 블랭킷 웨이퍼로부터 또는 IASi 및 IAD의 경우 흑체로부터 반사되었고, 다시 샘플을 통과해 검출기에 전달되었는데, 검출기는 380㎚ 파장을 갖는 입사광의 세기를 측정하였다.
DPTI 계산에 이용된 투과율 측정치는 높은 세기의 자외선 광원에 노출되기 전 각 샘플에 대한 IWSi 및 IWD를 측정함으로써 결정하였다. DPTE 계산에 이용된 투과율 측정치는 500㎽/㎠의 세기를 제공하도록 조정된 5㎜ 직경 광섬유 원드를 통해 100W 수은 증기 쇼트 아크 램프가 제공한 높은 세기의 자외선 광에 노출된 후 각 샘플에 대한 IWSi 및 IWD를 측정함으로써 결정하였다. 각 경우, 샘플을 샘플 노출 테이블상에 배치하였고, 샘플 노출 테이블의 표면 위 2.54㎝에 배치된 5㎜ 직경 광섬유 원드로부터의 광에 2분 동안 노출시켰다. 이어서 다음의 방정식으로부터 각 샘플에 대한 ALS를 계산하였고, 그 결과를 표 2에 제공하였다.
Figure pat00004
표 2에 열거된 샘플에 대하여 보고된 투과 컷오프 파장("λco")은 계산된 DPTI이 0 이하인 파장이다. λco는 높은 세기의 자외선 광원에 노출되지 않은 샘플을 이용하여 결정하였음을 알아야 한다.
Figure pat00005
실시예 13: 내크리프성
실시예 5에서 기술한 절차에 따라 제조한 내크리프성의 광 안정성 중합체 종점 검출 창의 샘플에 대하여 인장 크리프 분석을 수행하여 일정한 인가 응력(σ0)하에서 샘플의 경시 변형률(ε(t))을 측정하였다. 경시 변형률은 샘플의 변형 정도의 측정치이고, 다음과 같이 정의한다.
Figure pat00006
인가된 응력은 인가된 힘(F)을 시편의 단면적으로 나눈 것으로서 정의한다. 인장 크리프 컴플라이언스(D(t))는 다음과 같이 정의한다.
Figure pat00007
크리프 컴플라이언스는 일반적으로 로그 스케일로 보고된다. 실험 변형률 값이 음이었고, 음수의 로그는 정의될 수 없기 때문에, 내크리프성의 광 안정성 중합체 종점 검출 창 재료에 대한 변형률 값이 크리프 컴플라이언스 대신 보고된다. 두 값 모두 일정한 응력하에서 동일하다. 따라서, 내크리프성의 광 안정성 중합체 종점 검출 창 재료의 측정된 변형률 값은 기술적인 의의를 갖는다.
크리프 컴플라이언스는 시간의 함수로서 도시하고, 시간의 함수로서 점탄성 중합체의 크리프 응답(변형률)의 교과서적인 예가 도 1에 도시되어 있다. t=0에서 응력(σ)을 인가한다. 중합체는 초기에 탄성 방식으로 변형되고, 시간이 지남에 따라 계속 서서히 신장(크리프)된다(좌측 곡선). 응력이 제거되면 중합체는 수축(recoil)된다(우측 곡선). 점탄성 재료는 완전히 수축되지 않는 반면, 순수한 탄성 재료는 초기 길이로 복귀한다.
인장 클램프 고정체를 사용하여 TA Instruments Q800 DMA에서 크리프 측정을 수행하였다. 연마 온도를 시뮬레이션하기 위하여 모든 크리프 실험을 60℃에서 수행하였다. 응력을 인가하기 전에 15분 동안 시험 샘플을 시험 온도로 평형화시켰다. 샘플에 인가된 응력은 1㎪이었다. 시험 전에 마이크로미터를 사용하여 시편의 치수를 측정하였다. 공칭 샘플 치수는 15㎜×5㎜×2㎜이었다. 120분 동안 샘플에 응력을 인가하였다. 120분 후 인가된 응력을 제거하였고, 추가 30분 동안 측정을 계속하였다. 크리프 컴플라이언스 및 샘플 변형률을 시간의 함수로 기록하였다. 시험에 공급된 내크리프성의 광 안정성 창 재료는 제조된 일체형 창 패드로부터 비롯되었다. 도 2는 제조 시의 상태인 내크리프성의 광 안정성 중합체 종점 검출 창 재료의 음의 경시 변형률 응답을 예시한다.

Claims (10)

  1. 화학 기계 연마 패드로서,
    연마 표면을 갖는 연마층; 및
    광 안정성 중합체 종점 검출 창
    을 포함하고,
    광 안정성 중합체 종점 검출 창은,
    아민 잔기 함유 방향족 폴리아민과 미반응 -NCO 잔기 함유 이소시아네이트 종결 예비중합체 폴리올의 폴리우레탄 반응 생성물; 및
    UV 흡수제 및 힌더드 아민 광 안정화제 중 적어도 하나를 포함하는 광 안정화제 성분
    을 포함하고,
    방향족 폴리아민 및 이소시아네이트 종결 예비중합체 폴리올은 95% 미만의 아민 잔기 대 미반응 -NCO 잔기 화학량론비로 제공되고; 광 안정성 중합체 종점 검출 창은 60℃의 항온 및 100분의 시점에서 1㎪의 일정한 축방향 인장 하중으로 측정 시 0.02% 이하의 경시 변형률 및 1.3㎜의 창 두께에 대하여 380㎚의 파장에서 15% 이상의 광학 이중 통과 투과율을 나타내고; 연마 표면은 자성 기재, 광학 기재 및 반도체 기재로부터 선택된 기재를 연마하도록 구성된 화학 기계 연마 패드.
  2. 제1항에 있어서,
    광 안정성 중합체 종점 검출 창은 0.1 내지 5 중량%의 광 안정화제 성분을 함유하는 화학 기계 연마 패드.
  3. 제2항에 있어서,
    광 안정성 중합체 종점 검출 창은 500㎽/㎠의 출력 세기를 제공하도록 조정된 5㎜ 직경의 광섬유 원드를 통해 100W 수은 증기 쇼트-아크 램프가 제공한 광에 노출 시 380㎚에서 측정된 0.65 이상의 가속 광 안정성을 나타내는 화학 기계 연마 패드.
  4. 제2항에 있어서,
    광 안정성 중합체 종점 검출 창은 380㎚ 광에 대하여 15% 이상의 초기 이중 통과 투과율을 나타내는 화학 기계 연마 패드.
  5. 제3항에 있어서,
    광 안정성 중합체 종점 검출 창은 음의 경시 변형률을 갖는 준안정성인 화학 기계 연마 패드.
  6. 제1항에 있어서,
    이소시아네이트 종결 예비중합체 폴리올은 분자당 평균 2 초과의 -NCO 잔기를 포함하는 화학 기계 연마 패드.
  7. 제1항에 있어서,
    광 안정성 중합체 종점 검출 창은 방향족 폴리아민, 이소시아네이트 종결 예비중합체 폴리올 및 쇄 연장제의 폴리우레탄 반응 생성물을 포함하고; 쇄 연장제는 분자당 적어도 3개의 반응성 잔기를 갖고; 쇄 연장제는 가교 폴리올, 가교 폴리아민, 및 이들의 조합으로부터 선택되는 화학 기계 연마 패드.
  8. 제1항에 있어서,
    방향족 폴리아민 및 이소시아네이트 종결 예비중합체 폴리올은 90% 미만의 아민 잔기 대 미반응 -NCO 잔기 화학량론비로 제공되고; 광 안정성 중합체 종점 검출 창은 60℃의 항온 및 100분의 시점에서 1㎪의 일정한 축방향 인장 하중으로 측정 시 음의 경시 변형률, 50 내지 80의 쇼어 D 경도 및 1.3㎜의 창 두께에 대하여 380㎚의 파장에서 15% 이상의 광학 이중 통과 투과율을 나타내는 화학 기계 연마 패드.
  9. 제1항에 있어서,
    광 안정성 중합체 종점 검출 창은 일체형 창인 화학 기계 연마 패드.
  10. 기재의 화학 기계 연마 방법으로서,
    플래튼, 광원 및 광센서를 구비한 화학 기계 연마 장치를 제공하는 단계;
    자성 기재, 광학 기재 및 반도체 기재로부터 선택된 적어도 하나의 기재를 제공하는 단계;
    제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 화학 기계 연마 패드를 제공하는 단계;
    플래튼상에 화학 기계 연마 패드를 장착하는 단계;
    임의로 연마 표면과 기재 간의 계면에 연마 매질을 제공하는 단계;
    연마 표면과 기재 간의 동적 접촉을 발생시켜 적어도 일부 재료가 기재로부터 제거되도록 하는 단계; 및
    광원으로부터의 광을 광 안정성 중합체 종점 검출 창을 통과해 투과시키고, 기재의 표면으로부터 반사되어 다시 광 안정성 중합체 종점 검출 창을 통과해 광센서상에 입사하는 광을 분석함으로써 연마 종점을 결정하는 단계
    를 포함하는 방법.
KR1020110097933A 2010-09-29 2011-09-28 광 안정성 중합체 종점 검출 창을 구비한 화학 기계 연마 패드 및 이를 사용하여 연마하는 방법 KR101749767B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12/893,656 US8257545B2 (en) 2010-09-29 2010-09-29 Chemical mechanical polishing pad with light stable polymeric endpoint detection window and method of polishing therewith
US12/893,656 2010-09-29

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120033261A true KR20120033261A (ko) 2012-04-06
KR101749767B1 KR101749767B1 (ko) 2017-06-21

Family

ID=45804955

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110097933A KR101749767B1 (ko) 2010-09-29 2011-09-28 광 안정성 중합체 종점 검출 창을 구비한 화학 기계 연마 패드 및 이를 사용하여 연마하는 방법

Country Status (7)

Country Link
US (1) US8257545B2 (ko)
JP (1) JP5871226B2 (ko)
KR (1) KR101749767B1 (ko)
CN (1) CN102554765B (ko)
DE (1) DE102011115152A1 (ko)
FR (1) FR2965204B1 (ko)
TW (1) TWI527836B (ko)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140144291A (ko) * 2012-04-11 2014-12-18 캐보트 마이크로일렉트로닉스 코포레이션 광-안정성 광-투과성 영역을 가진 연마 패드
KR20150112855A (ko) * 2014-03-28 2015-10-07 롬 앤드 하스 일렉트로닉 머티리얼스 씨엠피 홀딩스, 인코포레이티드 종점 검출 윈도우를 갖는 화학 기계적 연마 패드
KR20150123728A (ko) * 2014-04-25 2015-11-04 롬 앤드 하스 일렉트로닉 머티리얼스 씨엠피 홀딩스, 인코포레이티드 화학 기계적 연마 패드
KR20150124898A (ko) * 2014-04-29 2015-11-06 롬 앤드 하스 일렉트로닉 머티리얼스 씨엠피 홀딩스, 인코포레이티드 종점 검출 윈도우를 갖는 화학 기계적 연마 패드
US11566344B2 (en) 2020-06-16 2023-01-31 Senic Inc. Silicon carbide ingot, wafer, method for producing a silicon carbide ingot, and method for manufacturing a wafer

Families Citing this family (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI396602B (zh) * 2009-12-31 2013-05-21 Iv Technologies Co Ltd 具有偵測窗之研磨墊的製造方法及具有偵測窗之研磨墊
TWI671161B (zh) 2012-04-02 2019-09-11 美商湯瑪士衛斯有限公司 用於離心鑄造聚合物拋光墊之方法及系統及由該方法製得之拋光墊
US10722997B2 (en) 2012-04-02 2020-07-28 Thomas West, Inc. Multilayer polishing pads made by the methods for centrifugal casting of polymer polish pads
US10022842B2 (en) 2012-04-02 2018-07-17 Thomas West, Inc. Method and systems to control optical transmissivity of a polish pad material
US20140256226A1 (en) * 2013-03-07 2014-09-11 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. Broad spectrum, endpoint detection window chemical mechanical polishing pad and polishing method
WO2015127077A1 (en) * 2014-02-20 2015-08-27 Thomas West, Inc. Method and systems to control optical transmissivity of a polish pad material
US9259820B2 (en) 2014-03-28 2016-02-16 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. Chemical mechanical polishing pad with polishing layer and window
US9064806B1 (en) * 2014-03-28 2015-06-23 Rohm and Haas Electronics Materials CMP Holdings, Inc. Soft and conditionable chemical mechanical polishing pad with window
US9333620B2 (en) 2014-04-29 2016-05-10 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. Chemical mechanical polishing pad with clear endpoint detection window
US9873180B2 (en) 2014-10-17 2018-01-23 Applied Materials, Inc. CMP pad construction with composite material properties using additive manufacturing processes
US10821573B2 (en) 2014-10-17 2020-11-03 Applied Materials, Inc. Polishing pads produced by an additive manufacturing process
US11745302B2 (en) 2014-10-17 2023-09-05 Applied Materials, Inc. Methods and precursor formulations for forming advanced polishing pads by use of an additive manufacturing process
US10875153B2 (en) 2014-10-17 2020-12-29 Applied Materials, Inc. Advanced polishing pad materials and formulations
US10875145B2 (en) 2014-10-17 2020-12-29 Applied Materials, Inc. Polishing pads produced by an additive manufacturing process
US10399201B2 (en) 2014-10-17 2019-09-03 Applied Materials, Inc. Advanced polishing pads having compositional gradients by use of an additive manufacturing process
JP6545261B2 (ja) 2014-10-17 2019-07-17 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ 付加製造プロセスを使用する、複合材料特性を有するｃｍｐパッド構造
KR20230169424A (ko) 2015-10-30 2023-12-15 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 원하는 제타 전위를 가진 연마 제품을 형성하는 장치 및 방법
US10593574B2 (en) 2015-11-06 2020-03-17 Applied Materials, Inc. Techniques for combining CMP process tracking data with 3D printed CMP consumables
US10391605B2 (en) 2016-01-19 2019-08-27 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for forming porous advanced polishing pads using an additive manufacturing process
US10207388B2 (en) * 2017-04-19 2019-02-19 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. Aliphatic polyurethane optical endpoint detection windows and CMP polishing pads containing them
US10293456B2 (en) * 2017-04-19 2019-05-21 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. Aliphatic polyurethane optical endpoint detection windows and CMP polishing pads containing them
US10596763B2 (en) 2017-04-21 2020-03-24 Applied Materials, Inc. Additive manufacturing with array of energy sources
US11471999B2 (en) 2017-07-26 2022-10-18 Applied Materials, Inc. Integrated abrasive polishing pads and manufacturing methods
US11072050B2 (en) 2017-08-04 2021-07-27 Applied Materials, Inc. Polishing pad with window and manufacturing methods thereof
WO2019032286A1 (en) 2017-08-07 2019-02-14 Applied Materials, Inc. ABRASIVE DISTRIBUTION POLISHING PADS AND METHODS OF MAKING SAME
KR20210042171A (ko) 2018-09-04 2021-04-16 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 진보한 폴리싱 패드들을 위한 제형들
US11813712B2 (en) 2019-12-20 2023-11-14 Applied Materials, Inc. Polishing pads having selectively arranged porosity
US11806829B2 (en) 2020-06-19 2023-11-07 Applied Materials, Inc. Advanced polishing pads and related polishing pad manufacturing methods
US11878389B2 (en) 2021-02-10 2024-01-23 Applied Materials, Inc. Structures formed using an additive manufacturing process for regenerating surface texture in situ
WO2022202059A1 (ja) * 2021-03-24 2022-09-29 富士紡ホールディングス株式会社 研磨パッドの製造方法
TW202311334A (zh) * 2021-05-28 2023-03-16 美商3M新設資產公司 聚胺甲酸酯、拋光物品及由其製造之拋光系統及其使用方法

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5433651A (en) 1993-12-22 1995-07-18 International Business Machines Corporation In-situ endpoint detection and process monitoring method and apparatus for chemical-mechanical polishing
US5605760A (en) 1995-08-21 1997-02-25 Rodel, Inc. Polishing pads
WO1999054924A1 (fr) 1998-04-21 1999-10-28 Hitachi, Ltd. Dispositif et procede permettant de mesurer l'epaisseur d'un film mince, et procede et dispositif de production d'un film mince utilisant les premiers
US6106662A (en) 1998-06-08 2000-08-22 Speedfam-Ipec Corporation Method and apparatus for endpoint detection for chemical mechanical polishing
US6994607B2 (en) 2001-12-28 2006-02-07 Applied Materials, Inc. Polishing pad with window
US6190234B1 (en) 1999-01-25 2001-02-20 Applied Materials, Inc. Endpoint detection with light beams of different wavelengths
US6171181B1 (en) 1999-08-17 2001-01-09 Rodel Holdings, Inc. Molded polishing pad having integral window
US6685537B1 (en) 2000-06-05 2004-02-03 Speedfam-Ipec Corporation Polishing pad window for a chemical mechanical polishing tool
US6641470B1 (en) 2001-03-30 2003-11-04 Lam Research Corporation Apparatus for accurate endpoint detection in supported polishing pads
TWI243735B (en) * 2002-08-09 2005-11-21 Applied Materials Inc Method of polishing a substrate, polishing pad with window for the method and the manufacturing method thereof
JP3582790B2 (ja) * 2002-11-27 2004-10-27 東洋紡績株式会社 研磨パッド及び半導体デバイスの製造方法
US7704125B2 (en) 2003-03-24 2010-04-27 Nexplanar Corporation Customized polishing pads for CMP and methods of fabrication and use thereof
US7074115B2 (en) * 2003-10-09 2006-07-11 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. Polishing pad
US6984163B2 (en) 2003-11-25 2006-01-10 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. Polishing pad with high optical transmission window
US7147923B2 (en) 2003-12-19 2006-12-12 3M Innovative Properties Company Flexible polymer window
US7018581B2 (en) * 2004-06-10 2006-03-28 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. Method of forming a polishing pad with reduced stress window
JP5110677B2 (ja) * 2006-05-17 2012-12-26 東洋ゴム工業株式会社 研磨パッド
JP2007307639A (ja) * 2006-05-17 2007-11-29 Toyo Tire & Rubber Co Ltd 研磨パッド
JP5368716B2 (ja) * 2007-03-01 2013-12-18 花王株式会社 ポリウレタン成形品の製造方法
US7635290B2 (en) * 2007-08-15 2009-12-22 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. Interpenetrating network for chemical mechanical polishing
US20100035529A1 (en) 2008-08-05 2010-02-11 Mary Jo Kulp Chemical mechanical polishing pad
US8257544B2 (en) * 2009-06-10 2012-09-04 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. Chemical mechanical polishing pad having a low defect integral window
US8697217B2 (en) * 2010-01-15 2014-04-15 Rohm and Haas Electronics Materials CMP Holdings, Inc. Creep-resistant polishing pad window

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140144291A (ko) * 2012-04-11 2014-12-18 캐보트 마이크로일렉트로닉스 코포레이션 광-안정성 광-투과성 영역을 가진 연마 패드
KR20150112855A (ko) * 2014-03-28 2015-10-07 롬 앤드 하스 일렉트로닉 머티리얼스 씨엠피 홀딩스, 인코포레이티드 종점 검출 윈도우를 갖는 화학 기계적 연마 패드
KR20150123728A (ko) * 2014-04-25 2015-11-04 롬 앤드 하스 일렉트로닉 머티리얼스 씨엠피 홀딩스, 인코포레이티드 화학 기계적 연마 패드
KR20220088835A (ko) * 2014-04-25 2022-06-28 롬 앤드 하스 일렉트로닉 머티리얼스 씨엠피 홀딩스, 인코포레이티드 화학 기계적 연마 패드
KR20150124898A (ko) * 2014-04-29 2015-11-06 롬 앤드 하스 일렉트로닉 머티리얼스 씨엠피 홀딩스, 인코포레이티드 종점 검출 윈도우를 갖는 화학 기계적 연마 패드
US11566344B2 (en) 2020-06-16 2023-01-31 Senic Inc. Silicon carbide ingot, wafer, method for producing a silicon carbide ingot, and method for manufacturing a wafer

Also Published As

Publication number Publication date
JP5871226B2 (ja) 2016-03-01
US8257545B2 (en) 2012-09-04
TWI527836B (zh) 2016-04-01
FR2965204A1 (fr) 2012-03-30
JP2012071416A (ja) 2012-04-12
FR2965204B1 (fr) 2015-06-26
TW201219436A (en) 2012-05-16
CN102554765B (zh) 2015-07-08
US20120077418A1 (en) 2012-03-29
CN102554765A (zh) 2012-07-11
DE102011115152A1 (de) 2012-03-29
KR101749767B1 (ko) 2017-06-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101749767B1 (ko) 광 안정성 중합체 종점 검출 창을 구비한 화학 기계 연마 패드 및 이를 사용하여 연마하는 방법
KR102409773B1 (ko) 종점 검출 윈도우를 갖는 화학 기계적 연마 패드
JP4834887B2 (ja) 応力が軽減した窓を有する研磨パッド
US6984163B2 (en) Polishing pad with high optical transmission window
US9333620B2 (en) Chemical mechanical polishing pad with clear endpoint detection window
JP4761846B2 (ja) 圧力逃がし通路を有する研磨パッド
KR101911083B1 (ko) 내크리프성 연마 패드 창
KR102411323B1 (ko) 윈도우를 갖는 연질의 컨디셔닝가능한 화학 기계적 연마 패드
KR102390145B1 (ko) 종점 검출 윈도우를 갖는 화학 기계적 연마 패드

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right