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KR102329099B1 - Cmp 응용들을 위한 얇은 플라스틱 연마 물품 - Google Patents

Cmp 응용들을 위한 얇은 플라스틱 연마 물품 Download PDF

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KR102329099B1
KR102329099B1 KR1020197024322A KR20197024322A KR102329099B1 KR 102329099 B1 KR102329099 B1 KR 102329099B1 KR 1020197024322 A KR1020197024322 A KR 1020197024322A KR 20197024322 A KR20197024322 A KR 20197024322A KR 102329099 B1 KR102329099 B1 KR 102329099B1
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KR
South Korea
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abrasive article
abrasive
polishing
platen
advanced
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KR1020197024322A
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English (en)
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KR20190100446A (ko
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로버트 디. 톨레스
그레고리 이. 멩크
에릭 데이비
유 왕
후옌 카렌 트란
프레드 씨. 레데커
비에라 라가바 레디 카키레디
에카테리나 미카일리첸코
제이 구루사미
Original Assignee
어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
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Publication date
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Abstract

중합체 시트의 표면 상에 형성된 융기된 표면 텍스처를 갖는 중합체 시트를 포함하는 연마 물품을 포함하는, 기판을 연마하기 위한 장치 및 방법이 제공된다. 본 개시내용의 하나 이상의 구현에 따르면, 연마 패드 컨디셔닝을 요구하지 않는 진보된 연마 물품이 개발되었다. 본 개시내용의 일부 구현들에서, 진보된 연마 물품은 융기된 표면 텍스처 또는 "미소 피쳐들"을 갖는 연마 표면 및/또는 연마 표면에 형성된 복수의 홈들 또는 "거대 피쳐들"을 갖는 중합체 시트를 포함한다. 일부 구현들에서, 융기된 표면 텍스처는 진보된 연마 물품을 연마 시스템에 설치하고 사용하기 전에 연마 표면에 양각되거나, 식각되거나, 기계가공되거나, 다른 방식으로 형성된다. 일 구현에서, 융기된 피쳐들은 연마 동안 기판으로부터 제거된 피쳐들의 열 배 내의 높이를 갖는다.

Description

CMP 응용들을 위한 얇은 플라스틱 연마 물품
본원에 설명된 구현들은 일반적으로, 기판들 또는 웨이퍼들의 연마를 위한 장치 및 방법들에 관한 것으로, 더 구체적으로, 연마 물품 및 연마 물품을 제조하고 사용하는 방법에 관한 것이다.
화학적 기계적 연마(CMP)는 기판들의 표면들을 평탄화하기 위해 다수의 상이한 산업계들에서 사용되는 종래의 프로세스이다. 반도체 산업계에서, 디바이스 피쳐 크기들이 계속하여 감소함에 따라, 연마 및 평탄화의 균일성은 점점 더 중요해져 왔다. CMP 프로세스 동안, 규소 웨이퍼와 같은 기판은 디바이스 표면을 이동하는 연마 패드에 맞닿아 위치시킨 상태로 캐리어 헤드 상에 장착된다. 캐리어 헤드는, 연마 패드에 대하여 기판의 디바이스 표면을 누르기 위해, 제어 가능한 부하를 기판 상에 제공한다. 연마될 기판과 반응하도록 설계된 화학 작용제에 미세한 연마 입자들을 함유하는 연마 액체, 예컨대, 슬러리가 캐리어 헤드 및 이동하는 연마 패드의 표면에 공급된다. 연마 슬러리는 전형적으로, 연마 패드와 기판 사이의 계면에 연마 화학 용액을 제공하기 위해 연마 패드에 공급된다. 연마 슬러리는 전형적으로, 기판과 연마 패드 사이에 얇은 경계 층을 형성한다. 연마 슬러리에 의해 형성된 얇은 경계 층의 존재에도 불구하고, 연마 패드 및 기판은 밀접한 미끄럼 접촉을 이룬다. 연마 패드 및 캐리어 헤드는 기판에 기계적 에너지를 인가하고, 그러면서 패드는 또한, 연마 프로세스 동안 기판과 상호작용하는 슬러리의 수송을 제어하는 것을 돕는다. 효과적인 CMP 프로세스는, 높은 연마율을 제공할 뿐만 아니라, 소규모 거칠기가 없고 최소한의 결함들을 포함하며 평평한, 즉, 대규모 토포그래피가 없는 기판 표면을 제공한다.
연마 시스템에서 수행되는 CMP 프로세스들은 전형적으로, 전체 연마 프로세스의 상이한 부분들을 수행하는 다수의 연마 패드들을 포함할 것이다. 연마 시스템은 전형적으로, 제1 플래튼 상에 배치된 제1 연마 패드를 포함하고, 제1 연마 패드는 기판의 표면 상에 제1 물질 제거율 및 제1 표면 마감 및 제1 평평도를 생성한다. 제1 연마 프로세스는 전형적으로, 거친 연마 단계로 알려져 있고, 일반적으로, 높은 연마율로 수행된다. 시스템은 또한 전형적으로, 적어도 추가적인 플래튼 상에 배치된 적어도 하나의 추가적인 연마 패드를 포함할 것이고, 이 연마 패드는 기판의 표면 상에 제2 물질 제거율 및 제2 표면 마감 및 평평도를 생성한다. 제2 연마 단계는 전형적으로, 미세 연마 단계로 알려져 있고, 이는 일반적으로, 거친 연마 단계보다 더 느린 속도로 수행된다. 일부 구성들에서, 시스템은 또한, 제3 플래튼 상에 배치된 제3 연마 패드를 포함할 수 있고, 제3 연마 패드는 기판의 표면 상에 제3 제거율 및 제3 표면 마감 및 평평도를 생성한다. 제3 연마 단계는 전형적으로, 물질 소거 또는 버핑 단계로서 공지되어 있다. 일부 구성들에서, 버핑 단계는 별개의 툴 상에서 수행된다. 다중-패드 연마 프로세스가 다단계 프로세스에 사용될 수 있는데, 여기서 패드들은 상이한 연마 특성들을 갖고 기판들은 점진적으로 더 미세한 연마를 겪거나, 연마 특성들은 연마 동안 만나게 되는 상이한 층들, 예를 들어, 산화물 표면 아래의 금속 라인들을 보상하도록 조정된다.
역사적으로, CMP 연마 패드들은 반도체 웨이퍼들을 연마하기 위해 요구되는 원하는 표면 및 기계적 구조를 제공하기 위해 다양한 필러들 및 다공성을 갖는 폴리우레탄으로 만들어졌다. 이러한 연마 패드들은 전형적으로, "적층식 패드"를 형성하기 위해, 더 연질의 아래놓인 패드 위에 위치되고 그에 영구적으로 결합된 경질 최상부 패드를 포함한다. 연마 패드는 전형적으로, 표면 홈형성을 갖는데, 이는 패드 컨디셔닝 동안 패드 파편을 수집할 뿐만 아니라 슬러리 수송에서 역할을 한다. CMP 프로세스에서의 적층식 연마 패드의 기능은 적어도 이중적이다. 첫째, 연마 패드는 연마 동안 기판에 가해지는 기계적 부하를 부여하고 분배한다. 둘째, 연마 패드는 화학물질 및 슬러리 입자들을 기판 및 연마 패드 계면에 수송하고 분배한다.
CMP에서 재발되는 문제점은 기판의 표면에 걸친 연마율의 불균일성이다. 추가적으로, 종래의 연마 패드들은 일반적으로, 패드 표면 상의 연마 부산물들의 축적 및/또는 마모로 인해, 연마 동안 자연적으로 열화된다. 반복되거나 연속적인 연마 동안, 종래의 연마 패드는 특정 개수의 기판들을 연마한 후에 마모되거나 "광택화"되고(glazed), 그 다음, 교체되거나 재컨디셔닝될 필요가 있다. 광택화는 기판이 패드에 대해 눌려지는 영역들에서 종래의 연마 패드가 가열되고 압축될 때 발생한다. 발생된 열 및 가해진 힘들로 인해, 종래의 연마 패드 상의 고지점들이 압축되고 펴져서, 고지점들 사이의 지점들이 채워지고, 따라서 종래의 연마 패드 표면이 더 평활해지고 연마성이 더 적어지게 되도록 만든다. 더 평활해지고 연마성이 더 적어지게 되는 것 이외에도, 종래의 연마 패드가 광택화됨에 따라, 종래의 연마 패드는 또한, 소수성이 증가할 수 있고, 이는 연마 패드에 점착되는 슬러리의 능력을 감소시킨다. 결과적으로, 연마 시간이 증가한다. 그러므로, 종래의 연마 패드의 연마 표면은, 종래의 연마 패드를 그의 친수성 상태로 복귀시키고 높은 연마율을 유지하기 위해, 연마 조건으로 주기적으로 복귀되거나, "컨디셔닝된"다. 종래에, 연마 컨디셔닝 디스크는, 종래의 연마 패드의 연마 표면의 최상부 층을, 기판 상에서 바람직한 연마 결과들이 다시 한번 달성될 수 있는 상태로 본질적으로 "흠집을 내거나" 또는 "마모시키는" 데에 사용된다.
연마 패드 컨디셔닝은 다변수 복합 프로세스이다. 전형적으로 다이아몬드 디스크들을 통한 컨디셔닝의 적용은, 종래의 연마 패드의 연마 표면으로부터 물질을 제거하고, 이에 의해 시간에 따라 새로운 패드 물질을 노출시킨다. 연마 패드 컨디셔닝은, 연마 성능에서 강한 역할을 하는 표면 돌기들을 생성한다. 연마 패드 컨디셔닝의 행위는 종래의 연마 패드의 연마 속성들을 극적으로 변화시키고, 따라서 패드 컨디셔닝 직전에 실시된 기판들에 대한 연마 프로세스 결과들은 패드 컨디셔닝 이후에 실시된 기판들과 비교해 상이한 연마 결과들을 갖는다. 추가적으로, 연마 컨디셔닝에 노출된 동일 패드 상에서 실시된 기판들과 비교해, 새로운 패드 상에서 실시된 기판들에 대한 연마 결과들은, 패드 컨디셔닝 프로세스에 의해 종래의 패드의 표면에 생성된 손상 및 패드 두께의 차이로 인해, 상이할 것이다. 따라서, 연마 패드 컨디셔닝은 기판들 간의 연마율들의 불균일성 및 연마 동안 기판의 표면에 흠집을 낼 수 있는 입자들의 생성에 기여한다.
그러므로, 전술된 관심사들 중 일부를 해결하는, 개선된 CMP 연마 패드 및 개선된 CMP 연마 패드를 사용하는 방법들이 필요하다.
본원에 설명된 구현들은 일반적으로, 기판들 및/또는 웨이퍼들의 연마를 위한 장치 및 방법들에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본원에 설명된 구현들은 일반적으로, 연마 물품 및 연마 물품을 제조하고 사용하는 방법에 관한 것이다. 일 구현에서, 기판의 표면을 연마하기 위해 사용되는 연마 물품이 제공된다. 연마 물품은 일반적으로, 연마 표면 및 대향하는 바닥 표면을 갖는 중합체 시트를 포함한다. 일 구현에서, 연마 물품은, 공극이 없고 따라서 물질의 두께 내에 그리고/또는 표면에 유의한 양의 공극률 또는 공극 체적을 갖지 않는 중실 물질(solid material)로 형성된다. 연마 물품의 연마 표면은, 연마 표면 상에 형성되고 연마 표면으로부터 상방으로 연장되는 복수의 개별 요소들을 포함한다.
다른 구현에서, 연마 모듈이 제공된다. 연마 모듈은 플래튼 조립체, 연마 물품, 및 기판을 연마 물품 쪽으로 압박하고 유지하기 위한 캐리어 헤드를 포함한다. 연마 물품은 연마 표면 및 대향하는 바닥 표면을 갖는 중합체 시트를 포함한다. 연마 표면은, 연마 표면 상에 형성되고 연마 표면으로부터 상방으로 연장되는 복수의 개별 요소들을 포함한다.
또 다른 구현에서, 기판으로부터 물질을 제거하는 방법이 제공된다. 방법은, 플래튼 상에 배치된 중합체 시트 쪽으로 기판을 압박하는 단계를 포함한다. 중합체 시트는 공급 롤과 권취 롤 사이에 배치된다. 중합체 시트는, 연마 표면 상에 형성되고 연마 표면으로부터 상방으로 연장되는 복수의 균일한 개별 요소들을 포함하는 연마 표면을 갖는다. 방법은, 플래튼 및 공급 롤 및 권취 롤을 기판에 대해 회전시키는 단계를 더 포함한다. 방법은 기판의 표면으로부터 물질을 제거하는 단계, 및 기판으로부터 물질을 제거한 후에 중합체 시트를 플래튼에 대해 전진시키는 단계를 더 포함한다.
본 개시내용의 실시예들은, 연마 표면과 대향하는 바닥 표면 사이에 한정된 두께, 연마 표면에 실질적으로 평행한 제1 방향으로 연장되는 길이, 연마 표면에 실질적으로 평행하고 제1 방향에 수직인 제2 방향으로 연장되는 폭 ― 폭은 길이보다 적어도 2배 더 작음 ―, 실질적으로 공극이 없는 중실 중합체 물질, 연마 표면 상에 형성된 복수의 개별 요소들, 및 연마 표면에 형성된 홈들의 어레이 ― 홈들의 어레이는 제1 방향 또는 제2 방향에 대해 정렬됨 ― 를 포함하는 중합체 시트를 포함하는 연마 물품을 제공할 수 있다. 홈들의 어레이에 있는 홈들은 연마 표면으로부터 연마 표면 아래의 깊이까지 연장될 수 있고, 두께는 약 0.48 mm 이하일 수 있다. 대향하는 바닥 표면은 또한, 0.05 마이크로미터 내지 5.08 마이크로미터의 산술 평균 높이(Sa)를 갖는 표면 거칠기를 포함할 수 있다.
본 개시내용의 실시예들은, 실질적으로 공극이 없는 중실 중합체 물질, 연마 표면과 대향하는 바닥 표면 사이에 한정된 두께 ― 두께는 약 0.46 mm 미만임 ―, 및 연마 표면에 형성된 복수의 개별 요소들 ― 연마 표면에 형성된 개별 요소들은 40 ㎛ 미만의 피쳐 경간, 및 2 내지 7 ㎛의 산술 평균 높이(Sa)를 가짐- 을 포함하는 패드 몸체를 갖는 중합체 시트를 포함하는 연마 물품을 더 제공할 수 있다. 대향하는 바닥 표면은 2 마이크로인치(0.05 마이크로미터) 내지 200 마이크로인치(5.08 마이크로미터)의 산술 평균 높이(Sa)를 갖는 표면 거칠기를 포함할 수 있다. 연마 표면에 형성된 개별 요소들은 45% 내지 65%의 계면 면적 비율, 1 밀리미터당 30 내지 35의 평균 피크 밀도, 30 내지 50 ㎛의 최대 피크 높이(Sp), 및 30 내지 80 ㎛의 최대 피트 높이(Sv)를 더 포함할 수 있다.
본 개시내용의 실시예들은 연마 프로세스 동안 플래튼 위에 배치된 연마 물품을 지지하도록 구성된 지지 요소를 더 제공할 수 있고, 이 지지 요소는 제1 표면과 대향하는 제2 표면 사이에 한정된 두께를 갖는 중합체 물질을 포함하는 플래튼 계면 몸체 ― 플래튼 계면 몸체의 대향하는 제2 표면은 플래튼 위에 위치되고 플래튼의 표면을 향함 ―, 및 제1 표면 상에 배치된 해제가능한 접합 층 ― 해제가능한 접합 층은, 제1 표면에 대향하는, 해제가능한 접합 층의 측 상에 있고 연마 처리 동안 연마 물품을 지지하도록 구성된 계면 표면을 가짐 ― 을 포함한다. 계면 표면은 1.51 초과의 정지 마찰 계수를 가질 수 있고, 정지 마찰 계수는 5.08 마이크로미터의 산술 평균 높이(Sa)를 갖는 연마 물품의 표면을 계면 표면에 대해 압박함으로써 측정된다. 계면 표면은 측방 인치당 약 25 온스 미만인 접착 접합 강도를 가질 수 있다. 해제가능한 접합 층은 스티렌 부타디엔(SBR), 폴리아크릴들, 폴리비닐 아세테이트(PVA) 및 실리콘으로 이루어진 군으로부터 선택된 물질을 포함할 수 있다. 섬유 매트는 제곱 야드당 약 2 내지 약 8 온스(OSY)의 기본 중량 및 약 0.13 mm 내지 약 1.3 mm의 두께를 가질 수 있다.
본 개시내용의 실시예들은, 연마 물품의 배면 ― 연마 물품의 배면은, 연마 물품의 연마 표면에 대향하는, 연마 물품의 측 상에 있음 ― 을 플래튼 계면 몸체의 해제가능한 접합 층의 표면 상에 위치시키는 것을 포함하는, 연마 물품을 사용하여 기판으로부터 물질을 제거하는 방법을 더 제공할 수 있다. 그 다음, 제1 기판을 연마 물품의 연마 표면에 대해 압박함으로써 제1 기판의 표면을 연마한다. 연마 물품의 배면을 해제가능한 접합 층의 표면으로부터 분리하고, 그 다음, 연마 물품을 해제가능한 접합 층의 표면에 대해 재위치시키고, 연마 물품을 재위치시키는 것은 연마 물품을 제1 방향으로 제1 거리만큼 병진시키는 것을 포함한다. 그 다음, 연마 물품을 재위치시킨 이후에, 연마 물품의 배면을 해제가능한 접합 층의 표면 상에 위치시키고, 그 다음, 제2 기판을 재위치된 연마 물품의 연마 표면에 대해 압박함으로써 제2 기판의 표면을 연마한다. 제1 거리는 약 0.1 mm 내지 약 20 mm이다. 해제가능한 접합 층의 표면은 1.51 초과의 정지 마찰 계수를 가질 수 있고, 정지 마찰 계수는 5.08 마이크로미터의 산술 평균 높이(Sa)를 갖는 대상물의 표면을 계면 표면에 대해 압박함으로써 측정된다. 해제가능한 접합 층의 표면은 측방 인치당 약 25 온스 미만인 접착 접합 강도를 가질 수 있다.
본 개시내용의 실시예들은, 중합체 시트를 포함하는 연마 물품을 플래튼 위에 위치시키는 것을 포함하여, 연마 물품을 사용하여 기판으로부터 물질을 제거하는 방법을 더 제공할 수 있고, 중합체 시트는 공급 롤과 권취 롤 사이에 위치되고, 실질적으로 공극이 없는 중실 중합체 물질, 연마 표면과 대향하는 바닥 표면 사이에 한정된 두께 ― 두께는 약 0.025 인치 미만임 ―; 및 연마 표면에 형성된 복수의 개별 요소들 ― 연마 표면에 형성된 개별 요소들은 40 ㎛ 미만의 피쳐 경간, 및 2 내지 7 ㎛의 산술 평균 높이(Sa)를 가짐- 을 포함한다. 그 다음, 연마 물품이 중심 축을 중심으로 플래튼 위에 위치된 이후에 연마 물품, 플래튼, 공급 롤 및 권취 롤을 회전시킨다.
본 개시내용의 위에서 언급된 특징들이 상세히 이해될 수 있도록, 위에 간략히 요약된 구현들의 더 구체적인 설명이 구현들을 참조하여 이루어질 수 있으며, 이들 중 일부는 첨부 도면들에 예시된다. 그러나, 본 개시내용은 동등한 효과의 다른 구현들을 허용할 수 있으므로, 첨부 도면들은 본 개시내용의 전형적인 구현들만을 예시하며, 그러므로 그의 범위를 제한하는 것으로 간주되어서는 안 된다는 점에 주목해야 한다.
도 1은, 본원에 개시된 하나 이상의 구현에 따른, 진보된 연마 물품을 갖는 예시적인 화학적 기계적 연마 모듈의 평면도이고;
도 2는, 본원에 개시된 하나 이상의 구현에 따른, 도 1의 모듈의 예시적인 처리 스테이션의 개략적인 단면도이고;
도 3a는, 본원에 개시된 하나 이상의 구현에 따른, 도 1의 모듈과 함께 사용될 수 있는 다른 예시적인 처리 스테이션의 개략적인 단면도이고;
도 3b는, 본원에 설명된 하나 이상의 구현에 따른, 도 3a에 예시된 연마 스테이션에 위치된 연마 헤드 및 연마 물품 구성의 일부의 개략적인 단면도이고;
도 4a는, 본원에 설명된 하나 이상의 구현에 따른, 진보된 연마 물품의 일 구현의 확대된 개략적인 측면도이고;
도 4b는, 본원에 설명된 하나 이상의 구현에 따른, 진보된 연마 물품의 일 구현의 확대된 개략적인 측면도이고;
도 4c는, 본원에 설명된 하나 이상의 구현에 따른, 진보된 연마 물품이 전진되는 것을 허용하기 위해 플래튼 계면 물질(들)로부터 분리된 진보된 연마 물품의 확대된 개략적인 측면도이고;
도 4d는, 본원에 설명된 하나 이상의 구현에 따른, 도 4c에 예시된 진보된 연마 물품의 영역의 확대된 개략적인 측면도이고;
도 4e는, 본원에 설명된 하나 이상의 구현에 따른, 도 4a에 예시된 진보된 연마 물품의 영역의 확대된 개략적인 측면도이고;
도 5a는, 본원에 설명된 하나 이상의 구현에 따른, 진보된 연마 물품의 다른 구현의 확대된 개략적인 측면도이고;
도 5b는, 본원에 설명된 하나 이상의 구현에 따른, 도 5a에 예시된 진보된 연마 물품의 영역의 확대된 개략적인 측면도이고;
도 6a 및 6b는, 본원에 설명된 하나 이상의 구현에 따른, 홈들이 표면에 형성된 텍스처링된 표면들을 갖는 연마 물품 설계들의 개략적인 상면도들이고;
도 6c는, 본원에 설명된 하나 이상의 구현에 따른, 원하는 방향에 대해 정렬된 홈들이 표면에 형성된 텍스처링된 표면들을 갖는 연마 물품 설계의 개략적인 상면도이고;
도 6d는, 본원에 설명된 하나 이상의 구현에 따른, 원하는 방향에 대해 정렬된 홈들이 표면에 형성된 텍스처링된 표면들을 갖는 연마 물품 설계의 개략적인 상면도이고;
도 6e는, 본원에 설명된 하나 이상의 구현에 따른, 원하는 방향에 대해 정렬된 홈들이 표면에 형성된 텍스처링된 표면들을 갖는 연마 물품 설계의 개략적인 상면도이고;
도 6f는, 본원에 설명된 하나 이상의 구현에 따른, 원하는 방향에 대해 정렬된 홈들이 표면에 형성된 텍스처링된 표면들을 갖는 연마 물품 설계의 개략적인 상면도이고;
도 6g는, 본원에 설명된 하나 이상의 구현에 따른, 도 6f의 연마 물품의 일부의 개략적인 분해 상면도이고;
도 7a는, 본원에 설명된 하나 이상의 구현에 따른, 진보된 연마 물품으로 연마하는 방법을 도시하는 흐름도이고;
도 7b는, 본원에 개시된 하나 이상의 구현에 따른, 제1 구성 위치의 도 1의 모듈의 예시적인 처리 스테이션의 개략적인 단면도이고;
도 7c는, 본원에 개시된 하나 이상의 구현에 따른, 제2 구성 위치의 도 1의 모듈의 예시적인 처리 스테이션의 개략적인 단면도이고;
도 7d는, 본원에 개시된 하나 이상의 구현에 따른, 도 1의 모듈의 처리 스테이션의 구성의 개략적인 등각도이고;
도 7e는, 본원에 개시된 하나 이상의 구현에 따른, 도 7d에 제1 구성 위치로 예시된 처리 스테이션의 개략적인 측단면도이고;
도 7f는, 본원에 개시된 하나 이상의 구현에 따른, 도 7d에 제2 구성 위치로 예시된 처리 스테이션의 개략적인 측단면도이고;
도 7g는, 본원에 개시된 하나 이상의 구현에 따른, 도 7f에 예시된 처리 스테이션의 일부의 근접 측단면도이고;
도 8은, 본원에 설명된 하나 이상의 구현에 따른, 진보된 연마 물품에 사용될 수 있는 물질들에 대한 변위 대 응력의 플롯을 예시하고;
도 9는, 본원에 설명된 하나 이상의 구현에 따른 진보된 연마 물품에 사용될 수 있는 물질 대 현재 이용가능한 연마 물품들에 사용된 물질에 대한 변위 대 응력의 다른 플롯을 예시한다.
이해를 용이하게 하기 위해, 가능한 경우, 도면들에 공통된 동일한 요소들을 지시하는 데에 동일한 참조 번호들이 사용되었다. 일 구현의 요소들 및 특징들이 추가의 언급 없이 다른 구현들에 유익하게 포함될 수 있다는 것이 고려된다.
본원에 설명된 구현들은 일반적으로, 기판들 또는 웨이퍼들의 연마를 위한 장치 및 방법들에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본원에 설명된 구현들은 일반적으로, 연마 물품 및 연마 물품을 제조하고 사용하는 방법에 관한 것이다. 본 개시내용의 구현들은 일반적으로, 중합체 시트를 포함하는, 화학적 기계적 연마(CMP)를 위한 진보된 연마 물품들을 포함할 수 있고, 진보된 연마 물품은 텍스처링된 연마 표면을 포함한다. 일부 구현들에서, 진보된 연마 물품은, 공극이 없고 따라서 물질의 두께 내에 그리고/또는 표면에 유의한 양의 공극률 또는 공극 체적을 갖지 않는 얇은 중실 물질로 형성된다. 본 개시내용의 구현들은 또한, 이러한 진보된 연마 물품들을 사용하기 위한 방법들 및 시스템들을 제공할 수 있다.
본 개시내용의 다양한 구현들의 완전한 이해를 제공하기 위해, 특정 세부사항들이 이하의 설명 및 도 1-9에 열거된다. 다양한 구현들의 설명을 불필요하게 모호하게 하는 것을 피하기 위해, 연마 프로세스들 및 연마 물품 제조와 종종 연관된 잘 공지되어 있는 구조들 및 시스템들을 설명하는 다른 세부사항들은 이하의 본 개시내용에 열거되지 않는다. 도면들에 도시된 세부사항들, 치수들, 각도들 및 다른 특징들 중 다수는 단지 특정 구현들을 예시할 뿐이다. 이에 따라, 다른 구현들은 본 개시내용의 사상 또는 범위를 벗어나지 않고 다른 세부사항들, 구성요소들, 치수들, 각도들 및 특징들을 가질 수 있다. 추가적으로, 본 개시내용의 추가의 구현들은 아래에 설명되는 세부사항들 중 몇몇 없이 실시될 수 있다.
본원에 설명되는 연마 물품들은 종종 연마 패드들로서 지칭되지만, 본원에 설명되는 구현들은 또한, 예를 들어, 버핑 패드들을 포함하는 다른 연마 물품들에 적용가능하다는 것을 이해해야 한다. 추가로, 본원에 설명되는 연마 물품들은 화학적 기계적 연마 프로세스에 관련하여 논의되지만, 본원에 설명되는 연마 물품들 및 연마 물품들을 사용하는 방법들은 또한, 연마 렌즈들을 포함하는 다른 연마 프로세스들 및 연마재 및 비-연마재 슬러리 시스템들 둘 모두를 포함하는 다른 프로세스들에 적용 가능하다. 부가적으로, 본원에 설명되는 연마 물품들은 적어도 다음 산업계들: 특히, 항공우주, 세라믹들, 하드 디스크 드라이브(HDD), MEMS 및 나노 기술, 금속 공업, 광학 및 전자 광학, 및 반도체에서 사용될 수 있다.
본 개시내용의 하나 이상의 구현에 따르면, 연마 패드 컨디셔닝을 요구하지 않는 진보된 연마 물품이 개발되었다. 본원에 설명되는 일부 구현들에서, 진보된 연마 물품은, 부분적으로, 연마 프로세스로부터 초래되는 최소 마모 및 연마 패드 컨디셔닝에 의해 전형적으로 야기되는 파괴적 부식이 없음으로 인해, 종래의 연마 물품들에 비해 연장된 패드 수명을 보여준다. 본 개시내용의 일부 구현들에서, 진보된 연마 물품은 융기된 표면 텍스처 또는 "미소 피쳐들"을 갖는 연마 표면 및/또는 연마 표면에 형성된 복수의 홈들 또는 "거대 피쳐들"을 갖는 중합체 시트를 포함한다. 일부 구현들에서, 융기된 표면 텍스처는 진보된 연마 물품을 연마 시스템에 설치하고 사용하기 전에 연마 표면에 양각되거나, 식각되거나, 기계가공되거나, 다른 방식으로 형성된다. 일 구현에서, 융기된 피쳐들은 연마 동안 기판으로부터 제거된 피쳐들의 열 배 내의 높이를 갖는다. 예를 들어, 연마 물품의 표면 위로 높이가 대략 5 마이크로미터(㎛)인 융기된 피쳐는, 높이가 대략 0.5 ㎛인, 기판 상의 피쳐들을 제거하거나 평탄화하는 데에 사용될 수 있다. 이론에 얽매이지는 않지만, 형성된 융기된 표면 텍스처의 최적 크기는 연마 물품과 웨이퍼 사이의 연마 슬러리 전달 및 접촉 면적을 최대화하는 것과 관련된 것으로 여겨진다. 예를 들어, 융기된 표면 텍스처의 측방향 치수가 더 작을수록, 연마 물품과 연마되고 있는 웨이퍼 사이의 접촉 면적이 더 커진다. 융기된 표면 텍스처는 슬러리를 중합체 시트의 표면 상에 다소간 "유지"하는 역할을 하여 연마 동안 슬러리가 기판 아래에서 끌리는 것을 허용한다. 이론에 얽매이지는 않지만, 연마 물품 상의 미세한 토포그래피는, 슬러리가 이러한 형성된 융기된 표면 텍스처 피쳐들에 점착하고, 유지 링이 연마 물품 표면을 가로질러 횡단한 이후에 피쳐들 사이의 골들에 남는 것을 허용하는 것으로 여겨진다.
추가로, 일부 구현들에서, 중합체 시트의 표면 상에 형성된 융기된 표면 텍스처 패턴, 예컨대, 양각된 패턴은 융기된 피쳐들의 첨단들의 실질적으로 전부가, 비교적 균일한 측방향 간격(예를 들어, 피쳐 경간) 및 연마 물품에 걸친 균일한 피크 높이를 갖는 표면 텍스처(도 4e 및 5b 참고)를 제공한다. 형성된 텍스처의 상대적인 피크 높이 변동 및 측방향 간격의 균일한 성질은 연마 동안 연마 물품의 표면에 대해 이러한 형성된 피쳐들의 첨단들의 비교적 균일한 기계적 부하를 초래할 수 있다. 이론에 얽매이지는 않지만, 균일한 표면 텍스처에 의해 제공되는 균일한 부하는 비-다공성 연마 물품 표면의 열화/기계적 마모의 느린 속도 및 시간에 따른 일관된 연마율을 유지하는 연마 물품의 능력에서의 개선에 기여한다고 여겨진다. 본원에 설명된 형성된 표면 텍스처 또는 피쳐들은, 종래의 연마 프로세스들에 요구되는 종래의 패드 컨디셔닝 기법들에 의해 형성된 무작위 크기의 하중 지지 표면 토포그래피와 다르다.
일부 구현들에서, 본원에 설명된 진보된 연마 물품의 표면 토포그래피는, 형성된 융기된 표면 텍스처(예를 들어, 양각된 텍스처)의 패턴에 주로 기초하여, 슬러리를 포획하고 진보된 연마 물품과 기판 사이의 계면에 전달한다. 일부 구현들에서, 융기된 표면 텍스처는 연마 물품의 슬러리 수송을 증진시키기 위해 반복된 일련의 피쳐들을 포함한다. 일부 구현들에서, 피쳐들은 일관된 패턴을 생성하기 위해 연마 물품의 길이 및 폭에 걸쳐 선형 패턴으로 형성된다. 이는, 전형적으로, 융기된 표면 텍스처를 의도적으로 제공하지 않고, 연마 물품의 연마 표면에서의 변동을 제공하기 위해 홈들의 방사상 패턴들을 개별적으로 사용하는 종래의 연마 물품들과 대조적이다. 일부 구현들에서, 피쳐들은 미시적 규모(예를 들어, 기판 크기보다 더 작은 연마 물품의 영역들)로 무작위 패턴으로 형성되지만, 형성된 연마 물품의 길이 및/또는 폭에 걸쳐 더 큰 거시적 규모로 반복된다.
일부 구현들에서, 진보된 연마 물품은 연마 물품에 의한 슬러리의 수송 및 유지를 허용하는 연마 표면에 형성된 복수의 홈들을 포함한다. 이러한 구성에서, 연마 표면에 형성된 홈들은, 형성된 홈들에 슬러리가 유지되기 때문에, 연마 슬러리를 위한 국부적인 저장소들이 된다. 이론에 얽매이지는 않지만, 진보된 연마 물품 내의 얕은 홈들의 패턴, 형상 및/또는 간격을 제어함으로써, "과잉 슬러리"가 홈들 내로 보내지는 것을 허용하고 이에 의해 패드/기판 계면에 걸쳐 더 균일한 경계 층을 허용하는 것에 의해 연마 슬러리의 경계 층이 등화되는 것을 허용할 것으로 여겨진다. 진보된 연마 물품이 기판 아래에 있는 동안, 얕은 홈 깊이는 연마 동안 홈들이 슬러리로 실질적으로 가득 채워지는 것을 허용한다. 따라서, 진보된 연마 물품의 얕은 홈들은 슬러리를 분배하는 것 및 과잉 슬러리를 수용하는 것 둘 모두를 하는 저장소로서 기능한다. 일부 구현들에서, 진보된 연마 물품의 얕은 홈들은 기판 아래를 지나가도록 설계되고, 이에 의해, 종래의 연마 패드의 더 깊은 홈들과 같은 작은 미소-저장소들에서 슬러리를 포획하기보다는, 슬러리를 위한 "자유 경로"로서 작용한다. 대조적으로, 전형적으로, 깊은 동심 링 홈들의 어레이를 포함하는 종래의 연마 패드들의 깊은 홈들은, 연마 슬러리를 포획하지만, 홈들의 크기 및 형상으로 인해, 연마 동안에 슬러리를 패드/웨이퍼 계면에 일관되게 공급하지 않는다. 깊은 홈에 포획된 슬러리는, 얕은 홈이 슬러리를 패드/웨이퍼 계면에 제공하는 것과 동일한 방식으로, 2개의 표면들 사이의 계면에서 패드 또는 웨이퍼와 상호작용하지 않을 것이고/거나 동일한 방식으로 슬러리가 패드/웨이퍼 계면에 공급되지 않는다. 또한, 파괴적 패드 컨디셔닝에 의해 종래의 연마 패드 상에 형성된 텍스처는 바람직하지 않은데, 이는, 이러한 텍스처링된 영역들이 웨이퍼에 걸쳐 불균일한 방식으로 형성되고 불균일하고/거나 비제어된 슬러리 수송으로 이어지기 때문이다. 추가적으로, 패드 컨디셔닝의 작용은 본원에 설명된 얇은 진보된 연마 물품의 얕은 홈을 빠르게 침식시킬 것이다. 이러한 이유들로 인해, 균일한 슬러리 수송이 요구되는 경우, 본원에 개시된 진보된 연마 물품에서 발견되는 바와 같은, 파괴적 패드 컨디셔닝이 없이 얕은 홈들과 미소 피쳐 표면 텍스처의 조합이 바람직하다.
추가적으로, 연마 패드가 제조 프로세스 동안 한정된 사전 텍스처를 갖고 그 다음에 파괴적 패드 컨디셔닝에 노출되는 경우, 파괴적 패드 컨디셔닝에 의해 생성되는 텍스처는 연마 프로세스 동안 사실상의 텍스처가 된다. 따라서, 단지 파괴적 패드 컨디셔닝을 제거함으로써, 제조 동안 연마 물품 내에 가공된 사전 텍스처가 처리 동안 장기 연마 조건을 한정하는 텍스처가 될 수 있다.
CMP 하드웨어 구현 예들
도 1은, 본원에 개시된 하나 이상의 구현에 따른, 진보된 연마 물품(123)을 갖는 연마 모듈(106)의 평면도를 도시한다. 연마 모듈(106)은 리플렉션®(REFLEXION®) 화학적 기계적 연마기, 예컨대, 리플렉션® WEBB™ 시스템, 리플렉션® LK CMP 시스템, 리플렉션® LK 프라임™(PRIME™) CMP 시스템의 일부일 수 있으며, 이들 모두는 캘리포니아주 산타 클라라에 위치한 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드(Applied Materials, Inc.)에 의해 제조된다. 본원에 설명되는 구현들 중 하나 이상은 이러한 연마 시스템 상에서 사용될 수 있다. 그러나, 관련 기술분야의 통상의 기술자는 본원에 교시되고 설명된 바와 같은 구현들을 연마 물품들, 특히, 롤-투-롤 또는 둥근 연마 물품 형식의 연마 물품들을 활용하는, 다른 제조업자들에 의해 제조된 다른 유형들의 연마 디바이스들에 채용되도록 유리하게 적응시킬 수 있다. 본원에 설명된 장치 설명은 예시적이며, 본원에 설명된 구현들의 범위를 제한하는 것으로서 해석되거나 이해되어서는 안 된다.
연마 모듈(106)은 일반적으로, 로딩 로봇(104), 제어기(108), 이송 스테이션(136), 복수의 처리 또는 연마 스테이션들, 예컨대, 플래튼 조립체들(132), 복수의 연마 또는 캐리어 헤드들(152)(도 1에는 오직 1개만 도시됨)을 지지하는 캐러셀(134) 및 베이스(140)를 포함한다. 일반적으로, 로딩 로봇(104)은, 팩토리 인터페이스(도시되지 않음)와 연마 모듈(106) 사이의 기판(122)의 이송을 용이하게 하기 위해, 팩토리 인터페이스 및 연마 모듈에 근접하여 배치된다.
이송 스테이션(136)은 일반적으로, 이송 로봇(146), 입력 버퍼 스테이션(142), 출력 버퍼(144), 및 로드 컵 조립체(148)를 포함한다. 입력 버퍼 스테이션(142)은 로딩 로봇(104)으로부터 기판(122)을 수용한다. 이송 로봇(146)은 기판(122)을 입력 버퍼 스테이션(142)으로부터, 기판(122)이 캐리어 헤드(152)로 이송될 수 있는 로드 컵 조립체(148)로 이동시킨다.
위에서 설명된 바와 같은 연마 모듈(106)의 제어를 용이하게 하기 위해, 제어기(108)는 중앙 처리 유닛(CPU)(110), 지원 회로들(114), 및 메모리(112)를 포함한다. CPU(110), 또는 프로세서(110)는 다양한 연마기들, 드라이브들, 로봇들, 및 하위 프로세서들을 제어하기 위해 산업 현장에서 사용될 수 있는 임의의 형태의 컴퓨터 프로세서 중 하나일 수 있다. 비휘발성 메모리(112)가 CPU(110)에 결합된다. 메모리(112), 또는 컴퓨터 판독가능 매체는, 쉽게 입수가능한 메모리, 예컨대, 랜덤 액세스 메모리(RAM), 판독 전용 메모리(ROM), 플로피 디스크, 하드 디스크, 또는 임의의 다른 형태의 로컬 또는 원격 디지털 저장소 중 하나 이상일 수 있다. 지원 회로들(114)은 통상적인 방식으로 프로세서를 지원하기 위해 CPU(110)에 결합된다. 이러한 회로들은 캐시, 전력 공급부, 클럭 회로들, 입력/출력 회로망, 하위시스템들 등을 포함한다. 제어기(108)는 지원 회로들(114) 및 비휘발성 메모리(112)에서 발견되는 입력/출력(I/O) 디바이스들에 결합되는 중앙 처리 유닛(CPU)(110)을 포함할 수 있다. 비휘발성 메모리(112)는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션, 예컨대, 제어 소프트웨어 프로그램을 포함할 수 있다. 메모리(112)는 또한, 본원에 설명된 방법들 중 하나 이상을 수행하기 위해 CPU(110)에 의해 사용되는 저장된 매체 데이터를 포함할 수 있다. CPU(110)는 소프트웨어 애플리케이션들을 실행할 수 있고 데이터를 처리할 수 있는 하드웨어 유닛 또는 하드웨어 유닛들의 조합일 수 있다. 일부 구성들에서, CPU(110)는 중앙 처리 유닛(CPU), 디지털 신호 프로세서(DSP), 주문형 집적 회로(ASIC) 및/또는 그러한 유닛들의 조합을 포함한다. CPU(110)는 일반적으로, 메모리(112) 내에 각각 포함될 수 있는, 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 실행하고 저장된 매체 데이터를 처리하도록 구성된다.
일반적으로, 캐러셀(134)은 복수의 암들(150)을 갖고, 복수의 암들은 각각, 캐리어 헤드들(152) 중 하나를 지지한다. 캐리어 헤드들(152)은 트랙(107)을 통해 암(150)을 따라 이동가능하다. 도 1에 도시된 암들(150) 중 2개는 플래튼 조립체들(132) 중 하나 상에 또는 그 위에 배치된 진보된 연마 물품(123) 및 이송 스테이션이 보일 수 있도록 환상으로 도시된다. 캐러셀(134)은 캐리어 헤드들(152)이 플래튼 조립체들(132)과 이송 스테이션(136) 사이에서 이동될 수 있도록 색인가능하다. 다른 구현에서, 캐러셀(134)은 원형 트랙 및 캐리어 헤드들(152)로 대체되고, 원형 트랙을 따라 이동가능하다. 전형적으로, 화학적 기계적 연마 프로세스는, 캐리어 헤드(152)에 유지된 기판(122)을 플래튼 조립체(132) 상에 지지된 진보된 연마 물품(123)에 대하여 이동시키는 것에 의해, 각각의 플래튼 조립체(132)에서 수행된다.
일부 구현들에서, 연마 프로세스가 플래튼 조립체(132) 상의 진보된 연마 물품(123)의 표면 상에서 수행될 수 있도록, 진보된 연마 물품(123)은 플래튼 조립체(132)에 걸쳐, 그리고 공급 조립체(156)와 권취 조립체(158) 사이에 위치될 수 있다. 공급 조립체(156) 및 권취 조립체(158)는 그러한 조립체들 사이에 배치된 진보된 연마 물품(123)의 노출된 부분을 조이고/거나 신장시키기 위해, 진보된 연마 물품(123)에 반대 편향을 제공할 수 있다. 일부 구현들에서, 진보된 연마 물품(123)은 일반적으로, 공급 조립체(156)와 권취 조립체(158) 사이에서 신장될 때 평평한 또는 평탄한 표면 토폴로지를 가질 수 있다. 추가적으로, 진보된 연마 물품(123)은, 진보된 연마 물품(123)의 새로운 또는 미사용 영역이 공급 조립체(156)로부터 해제될 수 있도록, 플래튼 조립체(132)에 걸쳐서 전진되고/거나 플래튼 조립체에 해제가능하게 고정될 수 있다. 전형적으로, 진보된 연마 물품(123)은 진보된 연마 물품(123)의 하부 표면에 가해지는 진공 압력에 의해, 기계적 클램프들에 의해, 또는 다른 유지 방법들에 의해, 플래튼 조립체(132)에 해제가능하게 고정될 수 있다.
위에서 논의되고 아래에서 더 논의될 바와 같이, 연마 물품, 예컨대, 진보된 연마 물품(123)은, 예를 들어, 도 4e 및 5b에 예시된 바와 같이, 연마 표면 상에 형성된 융기된 표면 텍스처(예를 들어, 양각된 텍스처), 예컨대, 개별 연장된 요소들을 포함할 것이다. 일부 실시예들에서, 진보된 연마 물품(123)은 추가적으로, 아래에서 더 논의되는, 진보된 연마 물품의 연마 표면 상에 형성된 거대 피쳐들(예를 들어, 도 4a 및 5a에 예시된 부분들(447 및 547))을 포함할 것이다. 위에서 언급되고 아래에서 더 논의되는 바와 같이, 일 구성에서, 진보된 연마 물품(123)의 몸체, 예컨대, 패드 몸체(430)(도 4)는 패드 몸체의 적어도 하나의 표면 상에 형성된 표면 텍스처를 포함하는 중실 비-다공성 중합체 물질로 형성된다.
연마 프로세스는 기판(122)을 연마하는 데에 도움을 주기 위해 유체 노즐들(154)에 의해 연마 물품의 표면에 전달되는 연마 입자들을 포함하는 슬러리를 활용할 수 있다. 대안적으로, 유체 노즐들(154)은 탈이온수(DIW)를 단독으로, 또는 연마 화학물질들과 함께 전달할 수 있다. 유체 노즐들(154)은 도시된 방향으로, 도시된 바와 같이 플래튼 조립체들(132)이 없는 위치까지, 플래튼 조립체들(132) 각각의 위의 위치까지 회전할 수 있다. 일 구현에서, 유체 노즐들(154)은, 슬러리가 캐리어 헤드(152)에 인접하여 퇴적되도록, 캐리어 헤드(152)의 스위핑 운동을 추적한다.
일부 구현들에서, 연마 모듈(106)은 그의 표면 에너지를 조정하기 위해, 진보된 연마 물품(123)의 표면을 처리하기 위한 코로나 방전 처리 모듈(160)을 더 포함한다. 일 구현에서, 코로나 방전 처리 모듈은 진보된 연마 물품(123)의 표면을 오존으로 처리한다. 일 구현에서, 코로나 방전 처리 모듈은 이원자 산소를 음으로 대전된 산소 원자들로 분할하는 대기 플라즈마를 사용하고, 이러한 산소 원자들은 다른 산소 분자와 결합하여 오존을 생성한다. 진보된 연마 물품(123)의 표면을 처리하기 위해 다른 적합한 코로나 방전 기법들이 사용될 수 있다. 이론에 얽매이지는 않지만, 코로나 방전 처리는 진보된 연마 물품(123)의 표면의 습윤성을 증진시키는 것으로 여겨진다.
도 2는, 플래튼(230)에 걸친 진보된 연마 물품(123)의 위치를 예시하는, 플래튼 조립체(132) 및 예시적인 공급 조립체(156) 및 권취 조립체(158)의 측면도를 도시한다. 일반적으로, 공급 조립체(156)는, 플래튼 조립체(132)의 측벽(203) 사이에 배치된, 공급 롤(254), 상부 안내 부재(204) 및 하부 안내 부재(205)를 포함한다. 일반적으로, 권취 조립체(158)는, 모두 측벽들(203) 사이에 배치된, 권취 롤(252), 상부 안내 부재(214) 및 하부 안내 부재(216)를 포함한다. 권취 롤(252)은 일반적으로, 진보된 연마 물품(123)의 사용된 부분을 포함하고, 권취 롤(252)이 사용된 진보된 연마 물품(123)으로 일단 채워지면, 유지보수 활동 동안에, 빈 권취 롤로 쉽게 교체되도록 구성된다. 상부 안내 부재(214)는 진보된 연마 물품(123)을 플래튼(230)으로부터 하부 안내 부재(216)로 안내하도록 위치된다. 하부 안내 부재(216)는 진보된 연마 물품(123)을 권취 롤(252) 상으로 안내한다.
플래튼 조립체(132)는 또한, 진보된 연마 물품(123)의 최상부 표면에 대해 압박되는 기판에 대해 수행되는 연마 프로세스에 대한 종료점을 검출하기 위한 광학 신호들을 송신 및 수신하도록 적응된 광학 감지 디바이스(220), 예컨대, 레이저를 포함할 수 있다. 일부 구현들에서, 광학 감지 디바이스(220)는 진보된 연마 물품(123)의 두께를 통해 기판의 표면을 광학적으로 검사하도록 구성된다. 일 구성에서, 다양한 진보된 연마 물품(123) 지지 구성요소들(예를 들어, 판(236) 및/또는 플래튼 계면 요소(240))을 통해 형성된 개구부(220A)는, 광학 감지 디바이스(220)가, 진보된 연마 물품(123)의 최상부 표면 상에 위치된 기판을 광학적으로 검사하는 것을 허용한다. 이러한 구성에서, 광학 감지 디바이스(220)는 진보된 연마 물품(123)을 통해 방사선을 투사하고, 기판의 표면으로부터 반사되고 진보된 연마 물품(123)을 다시 통과하는 임의의 방사선을 검출기(도시되지 않음)에서 수신한다. 본 개시내용의 일부 구현들에서, 진보된 연마 물품(123)의 중합체 물질이, 원하는 파장 범위 내에서 광학적으로 투명하기 때문에, 광학 감지 디바이스(220)를 사용하는, 연마 동안의 기판의 표면의 광학 모니터링이 가능하다.
공급 롤(254)은 일반적으로, 연마 물품(123)의 미사용 부분을 포함하고, 공급 롤(254) 상에 배치된 진보된 연마 물품(123)이 일단 연마 또는 평탄화 프로세스에 의해 소비되면, 새로운 진보된 연마 물품(123)을 포함하는 다른 공급 롤(254)로 쉽게 교체될 수 있도록 구성된다. 일반적으로, 진보된 연마 물품(123)의 총 길이는 공급 롤(254) 상에 배치되는 물질의 양, 권취 롤(252) 상에 배치되는 양, 및 공급 롤(254)과 권취 롤(252) 사이에서 연장되는 양을 포함한다. 전형적으로, 총 길이는 다수의 기판들(122)(도 1)의 연마된 표면의 크기보다 더 크고, 예를 들어, 수 미터 내지 수십 미터 길이일 수 있다. 일반적으로, 진보된 연마 물품(123)의 길이는 연마 표면에 평행한 방향으로 측정되고, 진보된 연마 물품(123)의 폭은 연마 표면에 평행하고 길이 방향에 수직인 방향으로 측정된다. 일부 실시예들에서, 진보된 연마 물품(123)의 폭은 약 6 인치(150 밀리미터(mm)) 내지 약 50 인치(1,016 mm), 예컨대, 약 12 인치 내지 약 40 인치이다. 일 실시예에서, 진보된 연마 물품(123)의 길이는 약 6.5 피트(1,981 mm) 내지 약 100 피트(30,480 mm), 예컨대, 약 7 피트 내지 약 100 피트이다. 다른 실시예에서, 진보된 연마 물품(123)의 길이는 진보된 연마 물품(123)의 폭의 적어도 2배이거나, 폭의 적어도 5배, 폭의 적어도 10배이다.
진보된 연마 물품(123)은 일반적으로, 진보된 연마 물품(123)을 플래튼 계면 조립체(226)에 걸쳐 X 방향으로 제어가능하게 전진시키도록 구성된다. 진보된 연마 물품(123)은 일반적으로, 공급 조립체(156)에 결합된 모터(222)와 권취 조립체(158)에 결합된 모터(224) 사이에서 힘들의 균형을 맞춤으로써 플래튼(230)에 대해 이동된다. 플래튼 계면 조립체(226)에 대한 진보된 연마 물품(123)의 측방향 위치를 고정시키기 위해, 래칫 메커니즘들 및/또는 제동 시스템들(도시되지 않음)이 공급 조립체(156) 및 권취 조립체(158) 중 하나 또는 둘 모두에 결합될 수 있다. 플래튼(230)은 측방향들(X 및/또는 Y 방향들)에 일반적으로 직교하는 중앙 회전 축(235)을 중심으로 플래튼 조립체(132)를 회전시키는 회전식 액추에이터(228)에 작동가능하게 결합될 수 있다. 일부 구현들에서, 도 2에 도시된 요소들 전부는 회전 축(235)을 중심으로 회전한다.
유체 관리 시스템(232)은 회전식 액추에이터(228)와 플래튼 계면 조립체(226) 사이에 결합될 수 있다. 유체 관리 시스템(232)은 진보된 연마 물품(123)의 위치를 플래튼(230) 상에 고정시키는 데에 사용될 수 있다. 유체 관리 시스템(232)은 플래튼 계면 조립체(226) 아래에 배치된 판(236)에 형성된 채널들(234)을 포함할 수 있다. 일 구현에서, 플래튼 계면 조립체(226)는 플래튼 계면 요소(240) 및 보조판(238)을 포함할 수 있고, 이들 각각은 개구부들(242)을 갖고, 개구부들(242)은 플래튼 계면 요소(240) 및 보조판(238)을 통해 형성되며 채널들(234) 및 유체 관리 시스템(232)과 유체 연통한다. 유체 관리 시스템(232)은 압축된 가스를 사용하여 채널들(234)에 가스를 제공하거나 진공 펌프를 사용하여 채널들(234)에 진공을 인가할 수 있다.
일부 구현들에서, 도시된 바와 같이, 보조판(238)은 플래튼 계면 요소(240) 아래에 위치될 수 있다. 보조판(238)은, 처리 동안 진보된 연마 물품(123)의 상부 표면(221) 상에 배치된 기판에 부하가 가해질 때 플래튼 계면 요소(240) 및 진보된 연마 물품(123)에 대한 지지를 보조판(238)이 제공하도록 플래튼 계면 요소(240)보다 구조적으로 및/또는 물리적으로 강성인 물질(예를 들어, 금속, 중합체, 세라믹)을 포함할 수 있다. 보조판(238)은 플래튼 계면 요소(240)의 표면을 지지하고 플래튼(230)에 결합하도록 구성된다.
일반적으로, 플래튼 계면 요소(240)의 경도, 두께 및 경도계는 처리 동안 진보된 연마 물품(123), 플래튼 계면 요소(240) 및 보조판(238)에 대해 압박되는 기판에 대해 바람직한 연마 결과를 생성하기 위해 바람직한 기계적 및 물질 속성들을 갖는다. 플래튼 계면 요소(240)는 일반적으로, 기판의 전역적 평탄화를 촉진하기 위해, 진보된 연마 물품(123)의 상부 표면(221)을 기판(도시되지 않음)의 평면에 평행한(예를 들어, X-Y 평면에 평행한) 평면에 유지한다. 아래에 더 논의될 바와 같이, 플래튼 계면 요소(240)는 연마된 기판에 대한 바람직한 연마 결과들을 촉진하도록 선택된 물질의 하나 이상의 층을 포함한다. 일 구성에서, 플래튼 계면 요소(240)는 1 mm 내지 2 mm의 두께, 및 약 50-65 쇼어(Shore) D의 경도를 갖는 중합체 물질로 만들어진다. 일부 구현들에서, 플래튼 계면 요소(240)는 중합체, 엘라스토머, 직조 섬유 및/또는 플라스틱 물질로 형성된다. 예를 들어, 플래튼 계면 요소(240)는, 폴리에틸렌(PE), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리프로필렌(PP), 폴리아미드들(예를 들어, 나일론-66), 폴리우레탄, 또는 이들의 조합들을 포함할 수 있지만 이에 제한되지는 않는 물질의 하나 이상의 층으로 형성될 수 있다. 일 구현에서, 플래튼 계면 요소(240)는 폴리프로필렌을 포함하는 직조 섬유로 형성된다. 다른 구현에서, 플래튼 계면 요소(240)는, 도 2의 Z 방향으로 측정된 바와 같이, 물질의 두께 전체에 걸쳐 원하는 공극률 또는 공극 체적을 갖는 물질로 형성된다.
플래튼 조립체(132) 및 진보된 연마 물품(123)의 일부 대안적인 실시예들에서, 일체형 계면 층(250)(점선들로 도시됨)이, 진보된 연마 물품(123)의 하부 표면 상에 형성되거나 그에 접합된다. 일체형 계면 층(250)의 경도, 두께 및 경도계는 진보된 연마 물품(123)과 조합하여 사용될 때 기판에 대해 바람직한 연마 결과를 생성하기 위해 바람직한 기계적 및 물질 속성들을 갖도록 선택된다. 이러한 구성에서, 플래튼 계면 요소(240) 및 보조판(238)은 처리 동안 존재하거나 설치될 필요가 없고, 따라서 일체형 계면 층(250)은 처리 동안 강성 지지 판(도시되지 않음) 상에 배치된다. 일부 구현들에서, 일체형 계면 층(250)은 1 mm 내지 2 mm의 두께, 및 약 50-65 쇼어 D의 경도를 갖는 중합체 물질로 만들어지고, 플래튼 계면 요소(240) 대신에 사용될 수 있다. 일체형 계면 층(250)을 형성하기 위한 예시적인 중합체 물질들은, 폴리에틸렌(PE), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리프로필렌(PP), 폴리아미드들(예를 들어, 나일론-66), 폴리우레탄, 또는 이들의 조합들을 포함하지만 이에 제한되지는 않는다.
대안적으로, 플래튼(230) 및 진보된 연마 물품(123)의 다른 구성에서, 진보된 연마 물품(123)의 일체형 계면 층(250) 및 플래튼 계면 요소(240)가 연마 프로세스 동안 조합하여 사용될 수 있다. 일 구현에서, 플래튼 계면 요소(240) 및/또는 일체형 계면 층(250)은 각각, 폴리프로필렌을 포함하는 직조 섬유로 형성된다. 다른 구현에서, 플래튼 계면 요소(240) 및/또는 일체형 계면 층(250)은, 도 2의 Z 방향으로 측정된 바와 같이, 물질의 두께 전체에 걸쳐 원하는 공극률 또는 공극 체적을 갖는 물질로 형성된다.
플래튼 계면 요소(240) 및/또는 일체형 계면 층(250)은 친수성 또는 소수성일 수 있다. 대부분의 액체들이 잘 압축되지 않기 때문에, 전형적으로, 플래튼 계면 요소(240) 및/또는 일체형 계면 층(250)이 소수성인 것이 바람직하다. 그러나, 플래튼 계면 요소(240) 및/또는 일체형 계면 층(250)이 친수성인 경우, 플래튼 계면 요소(240) 및/또는 일체형 계면 층(250)은 균일한 방식으로 액체를 흡수하도록 구성되어야 한다.
본원에 설명되는 일부 구현들에 따르면, 진보된 연마 물품(123)은 비교적 얇고 강직하고, 플래튼 계면 요소(240)는, 아래에 더 논의되는 바와 같이, 진보된 연마 물품(123)의 연마 성능을 개선하고/거나 조정하기 위해, 필요한 기계적 순응도를 제공하는 데에 활용된다. 일부 구현들에서, 진보된 연마 물품(123)의 경도(예를 들어, 경도계)는 플래튼 계면 요소(240)보다 더 크다. 일부 구현들에서, 플래튼 계면 요소(240)는 진보된 연마 물품(123)의 기계적 무결성을 증가시킨다. 추가적으로 또는 대안적으로, 플래튼 계면 요소(240)의 소수성 또는 친수성 성질은 슬러리를 더 균일하게 유지하고/거나 분산시킬 수 있다.
일부 구현들에서, 플래튼 계면 요소(240)는, 다양한 피치로 30 마이크로미터 내지 200 마이크로미터의 직경들을 갖는 필러들의 어레이 또는 동심 홈들을 포함하여, 진보된 연마 물품(123)과 접촉하는 표면에 걸쳐 형성된 다양한 홈형성을 가질 수 있다. 일부 구성들에서, 홈들은 유체 관리 시스템(232) 내의 진공 공급원과 개구부들(242)을 통해 연통하고, 따라서 처리 동안 진보된 연마 물품(123)의 하부 표면에 인가되는 진공 압력을 분배하는 것을 돕는 데에 사용될 수 있다. 일부 구성들에서, 홈들은 유체 관리 시스템(232) 내에 배치된 정압 가스 공급원과 개구부들(242)을 통해 연통하고, 따라서 연마 프로세스를 수행하기 이전에, 동안에, 또는 이후에 진보된 연마 물품(123)의 하부 표면에 정압 가스를 분배하는 것을 돕는 데에 사용될 수 있다. 기판에 대해 수행되는 연마 프로세스 동안 정압 가스를 전달하는 것은 연마 프로세스 결과들을 제어하는 것을 돕는 데에 사용될 수 있다.
다른 구현에서, 플래튼 계면 요소(240)는, 제1 플래튼 계면이 중합체 물질로 이루어지고 1-2 mm의 두께 및 50 쇼어 D 미만의 경도를 가지며 홈형성 패턴을 갖지 않는 2가지 유형들의 플래튼 계면 요소들의 조합을 포함한다. 제1 플래튼 계면 요소의 중합체 물질은 제2 플래튼 계면 요소의 중합체 물질과 상이하다. 일부 구현들에서, 단일 플래튼 계면 요소, 또는 위에 설명된 제1 및 제2 플래튼 계면 요소들의 조합이 사용될 수 있다. 제2 플래튼 계면은 약 60 쇼어 A 내지 약 30 쇼어 D의 경도 및 1-2 mm의 두께를 포함할 수 있다. 이러한 제2 플래튼 계면 요소는 제1 플래튼 계면 요소 위에 직접 배치될 수 있다. 아래에 더 논의될 바와 같이, 일부 실시예들에서, 진보된 연마 물품(123)은 플래튼 계면 요소에 대해 후속하여 배치될 수 있고/거나 해제가능하게 접착될 수 있다.
전형적으로, 종래의 CMP 연마 패드들은 이러한 물질들을 성형, 주조, 압출, 웹 코팅, 또는 소결함으로써 만들어진다. 종래의 연마 패드들은 한번에 하나씩 만들어질 수 있거나, 후속하여 개별 패드 기판들로 슬라이싱되는 케이크로서 만들어질 수 있다. 그 다음, 이러한 기판들은 최종 두께로 기계가공되고, 홈들이 그러한 기판들 상에 더 기계가공된다. 전형적인 중합체 또는 중합체/섬유 원형 최상부 패드들은 약 0.050 인치 내지 약 0.125 인치 두께의 두께를 갖는다. 전형적인 중합체 또는 중합체/섬유 원형 패드 적층체들(예를 들어, 결합된 최상부 패드 및 바닥 패드)은 약 0.1 인치 내지 약 0.2 인치 두께의 두께를 갖는다.
종래의 중합체 기재의 CMP 연마 패드들은 전형적으로, PSA(감압성 접착제)를 사용하여 CMP 기계 내의 평평한 회전식 원형 테이블에 접착된다. 연마 패드에서 발견되는 층들 각각, 예컨대, 종래의 패드에서 전형적으로 발견되는, 연마 층, 중간 접착 접합 층, 하위 패드 및 패드 대 플래튼 접합 접착 층은, 기판의 표면 상에 배치된 원하는 물질을 연마하는 데에 사용되는 연마 패드의 연마 특성들에 영향을 미칠 것이다. 처리 동안 기판은 화학적 기계적 활성 슬러리의 존재 시에 약 1 psi 내지 약 6 psi의 하방력을 사용하여 종래의 패드와 접촉하여 배치되고, 이는 기판으로부터의 막의 제거를 초래한다. 종래의 연마 패드들은 전형적으로, 막 제거율을 안정화하기 위해 패드 컨디셔닝과 함께 사용된다. 패드 표면이, 바람직하고/거나 안정적인 연마 성능을 더 이상 유지할 수 없는 정도까지 연마 부산물들로 채워지거나 마모되었을 때, 패드는 제거되고 다른 새로운 패드로 교체되어야 하며, 기계는 생산을 위해 재검정되어야 한다. 원하는 연마 성능을 달성하기 위해 요구되는 패드 물질 및 패드 컨디셔닝의 유형은 연마기가 디바이스 제조 공장에서 사용되기 위한 가용성에 대한 핵심요소이다. 짧은 패드 수명 및 빈번한 패드 교체는 연마 툴의 가용성을 감소시키고, 또한 연마 툴의 소유 비용을 증가시킨다. 위에서 언급된 바와 같이, 종래의 CMP 연마 패드들은 수용가능한 제거율들을 유지하기 위해 주기적인 컨디셔닝을 필요로 하고, 컨디셔닝은 바람직하지 않은 파편을 발생시키고/거나 패드의 수명을 단축시킬 수 있다. 파편은, 미소 흠집들을 포함하는 더 높은 결함 수준들에 기여하는 것으로 알려져 있다. 추가적으로, 원하는 강도를 달성하고 다른 연마 관련 속성들을 개선하기 위해, 종래의 패드들은 비교적 기계적으로 강직하며(예를 들어, 굽힘 강성), 두꺼운 단면을 갖는다. 종래의 연마 패드들의 이러한 강성 및 두께는 종래의 연마 패드들을 롤-투-롤 응용들에 적합하지 않게 한다. 이러한 단점들 중 하나 이상은 정지시간 및/또는 항복을 증가시키고, 이는 소유 비용을 증가시킨다.
그러나, 본원에 설명된 바와 같은 진보된 연마 물품(123)은 일반적으로, 종래의 CMP 연마 패드들보다 더 얇으면서, 바람직한 연마 특성들 및 물질 속성들(예를 들어, 습윤성, 강도)을 유지하고, 패드 컨디셔닝을 필요로 하지 않는다. 종래의 연마 패드 물질들과 대조적으로, 진보된 연마 물품(123)은 연마 부산물들을 제거하기 위해 물 제트 또는 물 유동을 이용한 물 헹굼 및/또는 소프트 브러쉬의 사용 이외의 컨디셔닝을 필요로 하지 않을 수 있다. 따라서, 종래의 연마 패드들과 함께 사용되는 다이아몬드 디스크들에서 볼 수 있는 바와 같은 어떠한 파괴적 패드 컨디셔닝도 필요하지 않다.
본원에 설명된 바와 같은 연마 물품(123)은, 일반적으로 종래의 CMP 연마 패드보다 작은 두께를 포함하고, 이는 더 긴 길이의 연마 물품 물질이, 동일한 크기의 공급 롤 상에 배치되는 것을 허용한다. 연마 물품의 두께는 일반적으로, 연마되고 있을 때 기판에 의해 연마 물품(123)에 힘이 가해지는 방향에 평행한 방향으로 측정된다. 일부 구현들에서, 연마 물품(123)은, 종래의 연마 패드(예를 들어, 다우®(Dow®) IC1010™ 패드)의 연마 층(예를 들어, 상부 패드)만의 두께(예를 들어, 0.050 내지 0.125 인치) 미만인 두께(예를 들어, 0.001 내지 0.025 인치(0.0254 mm 내지 0.635 mm), 또는 0.010 내지 0.020 인치(0.254 mm 내지 0.508 mm), 또는 0.010 내지 0.018 인치(0.254 mm 내지 0.460 mm))를 갖는다. 일부 구현들에서, 연마 물품(123)은, 종래의 연마 패드(예를 들어, 다우® IC1010™ 패드)의 연마 층(예를 들어, 상부 패드)의 두께보다 5배 내지 10배 더 얇은 두께를 갖는다. 일부 구성들에서, 연마 물품(123)은 아래에 더 논의될 바와 같이, 비-다공성 중합체 물질로 형성된다. 사용가능한 더 긴 길이가 위에 배치된 공급 롤은, 연장된 기간 동안 연마 툴 내에서 연마될 수 있는 기판들의 개수를 늘릴 것인데, 이는, 공급 롤에서 사용가능한 물질이 소진될 때마다 새로운 길이의 공급 롤 물질을 교체하고 검정하는 데에 요구되는 오버헤드 시간이 최소화되기 때문이다. 추가적으로, 본원에 설명되는 바와 같은 연마 물품(123)은 충분한 기계적 무결성을 포함하고, 연마 화학물질들에 화학적으로 내성이 있으며(즉, CMP 연마에 사용되는 공격적인 슬러리 화학물질들을 열화, 박리, 발포, 또는 왜곡 없이 견뎌낼 수 있음), 수성계 연마재 함유 슬러리가 연마 물품의 표면을 충분히 습윤하도록 충분히 친수성일 수 있다. 일부 구현들에서, 연마 물품(123)은 물을 약 10 도, 예컨대, 약 10 도 내지 약 90 도, 또는 약 10 도 내지 약 30 도, 또는 약 30 도 내지 약 70 도, 또는 약 70 도 내지 약 90 도의 연마 물품 표면 동적 접촉 각도 상으로 나타낼 수 있다. 본원에 설명된 바와 같은 연마 물품(123)은, 습윤 시에 기계적 속성들을 유지하고 연마 동안 과잉 연마 물품 마모를 방지하기 위해 양호한 내마모성, 평탄성을 위한(연마되고 있는 물질에 따른) 수용가능한 수준들의 경도 및 계수, 연마 동안의 찢어짐에 저항하기 위한 높은 강도를 보유한다.
본원에 설명된 바와 같은 진보된 연마 물품(123)은 연마 물품을 컨디셔닝할 필요성을 경감시킬 수 있고, 따라서 연마기 가용성 및 연마기 성능을 최대화할 수 있다. 예를 들어, 진보된 연마 물품(123)은, 연마 컨디셔닝을 수행할 필요성 대신에 새로운 연마 물질의 일부를 제시하기 위해 기판의 크기(예를 들어, 직경)보다 더 작은 거리를 증분적으로 전진될 수 있다. 진보된 연마 물품(123)의 증분적 전진은, 권취 롤(252) 또는 공급 롤(254)(도 2)에 결합된 하나 이상의 액추에이터의 사용에 의해, 진보된 연마 물품 상에서 기판이 연마되기 전에, 동안에, 또는 이후에 수행될 수 있다. 일 구현에서, 진보된 연마 물품은 웨이퍼당 약 0.1 밀리미터 내지 웨이퍼당 약 10 밀리미터(예를 들어, 웨이퍼당 1 밀리미터 내지 웨이퍼당 약 5 밀리미터)를 증분적으로 전진된다.
도 3a는 본원에 설명된 구현들에 따라 형성된 진보된 연마 물품(323)을 갖는, 도 1의 모듈(106)과 함께 사용될 수 있는 다른 예시적인 연마 스테이션(300)의 개략적인 단면도이다. 연마 스테이션(300)은, 다수의 연마 스테이션들, 예컨대, 모듈(106)을 포함하는 더 큰 화학적 기계적 연마(CMP) 시스템 내에 위치될 수 있다. 연마 스테이션(300)은 플래튼(302)을 포함한다. 플래튼(302)은 중심 축(304)을 중심으로 회전할 수 있다. 진보된 연마 물품(323)은 플래튼(302) 상에 배치될 수 있다. 본원에 제공되는 본 개시내용을 제한하려고 의도하지 않지만, 전형적으로, 진보된 연마 물품(323)은, 연마 스테이션(300)에서 처리될 기판(122)의 크기(예를 들어, 기판 직경)보다 적어도 1배 내지 2배 더 큰 플래튼(302)의 상부 표면(303)을 커버한다. 일 예에서, 진보된 연마 물품(323) 및 플래튼(302)은 직경이 약 6 인치(150 밀리미터) 내지 약 50 인치(1,016 밀리미터), 예컨대, 약 12 인치 내지 약 40 인치이다. 다른 예에서, 진보된 연마 물품(323) 및 플래튼(302)은 직경이 약 20 인치(508 밀리미터) 내지 약 30 인치(762 밀리미터)이다. 또 다른 예에서, 진보된 연마 물품(323) 및 플래튼(302)은 직경이 약 23 인치(584 밀리미터) 내지 약 26 인치(660 밀리미터)이다. 진보된 연마 물품(323)은 하나 이상의 기판(122)과 접촉하여 이를 처리하도록 구성된 연마 표면(312)을 포함한다. 일 구현에서, 연마 표면(312)은, 예를 들어, 도 4a-4c 및 도 5a에서, 본원에 설명된 바와 같이, 융기된 표면 텍스처, 표면에 형성된 홈들, 또는 융기된 표면 텍스처 및 홈들 둘 모두를 갖는다.
플래튼(302)은 진보된 연마 물품(323)을 지지하고 연마 동안 진보된 연마 물품(323)을 회전시킨다. 캐리어 헤드(308)는 진보된 연마 물품(323)의 연마 표면(312)에 대해 처리되고 있는 기판(122)을 유지할 수 있다. 연마 표면(312)과 기판(122) 사이에 연마 계면(330)이 형성된다. 캐리어 헤드(308)는 전형적으로, 진보된 연마 물품(323) 및 유지 링(309)에 대해 기판(122)을 압박하는 데에 사용되는 가요성 격막(311)을 포함한다. 가요성 격막(311)은 연마 프로세스 동안 기판의 표면에 걸쳐 발견되는 임의의 고유하게 불균일한 압력 분포를 보정하는 데에 사용될 수 있다. 처리 동안, 기판은 슬러리의 존재 시에 약 0.5 psi 내지 약 8 psi 사이의 하방력, 예컨대, 약 2 psi 내지 약 6 psi의 하방력을 사용하여, 진보된 연마 물품(323)과 접촉하여 배치된다. 캐리어 헤드(308)는 기판(122)과 진보된 연마 물품(323) 사이에 상대 운동들을 발생시키기 위해 스위핑 운동으로 이동하고/거나 중심 축(314)을 중심으로 회전할 수 있다.
연마 동안, 연마 유체(316), 예컨대, 연마재 슬러리 또는 비-연마재 슬러리는 전달 암(318)에 의해 연마 표면(312)에 공급될 수 있다. 연마 유체(316)는, 기판의 화학적 기계적 연마를 가능하게 하기 위해, 화학적 활성 성분들, pH 조정제 및/또는 연마 입자들을 포함할 수 있다. 연마 유체(316)의 슬러리 화학물질은, 금속들, 금속 산화물들, 및 반금속 산화물들을 포함할 수 있는 기판 표면들 및/또는 피쳐들을 연마하도록 설계된다. 진보된 연마 물품(323)의 표면 토포그래피가, 연마 프로세스 동안 기판(122)과 상호작용하는 연마 유체(316)(예를 들어, 슬러리)의 수송을 제어하는 데에 사용된다는 점을 주목할 것이다. 예를 들어, 진보된 연마 물품(323)의 표면 토폴로지는 융기된 표면 텍스처(예를 들어, 양각부) 및 선택적으로 거대 피쳐들(예를 들어, 거대 홈들, 홀들, 채널들 또는 다른 돌기들)을 포함할 수 있고, 이들은 진보된 연마 물품(323) 위에, 상에 그리고 내부에 배치될 수 있다.
처리 동안, 진보된 연마 물품(323) 및 캐리어 헤드(308)는 기계적 에너지를 기판(122)에 가하고, 이는 연마 유체(316)의 화학물질들 및 연마재 성분들과 조합하여 기판(122)의 표면이 평탄화되게 한다.
도 3b는 진보된 연마 물품(123, 323) 및 캐리어 헤드(308)의 일부의 개략적인 단면도이다. 명확성을 위해, 가요성 격막(311) 및 캐리어 헤드(308)의 상부 부분은 도 3b로부터 벗어나 있다. 작동 동안, 가요성 격막(311)(도 3a)은 기판(122)을 진보된 연마 물품(123, 323)에 대해 압박하도록 위치되고, 캐리어 헤드(308)의 장착 부분(도시되지 않음)에 결합되는 캐리어 헤드 액추에이터(도시되지 않음)는 캐리어 헤드(308) 및 유지 링(309)을 연마 물품의 표면에 대해 개별적으로 압박하도록 구성된다. 도 3b에 도시된 바와 같이, 가요성 격막(도시되지 않음)은 가해진 힘(F2)에 의해 예시된 압력을 기판(122)의 배면에 가하도록 구성되고, 캐리어 헤드 액추에이터는 유지 링(309)에 힘(F1)을 가하도록 구성된다. 종래의 구성에서, 기판(122)은, 연마 프로세스 동안, 진보된 연마 물품(123, 323) 대신에 위치된 종래의 연마 물품의 일부 위에 그리고 캐리어 헤드(308) 내에 위치된다. 본원에 개시된 진보된 연마 물품 설계에 대하여 종래의 연마 물품들을 사용하는 CMP 프로세스들은, 처리 동안에 동일한 연마 프로세스 파라미터들이 사용되는 경우 상당히 상이한 기판 연마 프로세스 결과들을 제공한다는 것이 밝혀졌다. 본원에 개시된 진보된 연마 물품(123, 323, 400, 500, 600a, 600b, 600c, 600d, 600e, 600f)의 구조 대 종래의 연마 패드의 기계적 속성들에서의 차이들에 의해 야기되는 상이한 연마 결과들은, 종래의 CMP 프로세스들을 괴롭히는 공통의 문제점들, 예컨대, 전역적 평탄화, 평탄화 효율 및 디싱 중 일부를 해결하는 데에 사용될 수 있다. 일 예에서, 연마 동안 기판(122)에 가해지는 부하는, 본원에 개시된 연마 물품의 구현들 중 하나 이상에 대해 종래의 연마 패드가 사용될 때, 기판(122)에 대해 상이한 에지 효과 결과들을 제공한다. 대부분의 CMP 프로세스들에서, 연마 동안 에지 효과를 보상하기 위해, 기판(122)의 에지에서 공통으로 발견되는 더 큰 고유의 연마 불균일성을 보상하기 위해 힘(F1)이 유지 링(309)에 가해진다. 도 3b에 예시된 바와 같이, 연마 물품이, 훨씬 더 두껍고/거나 순응하는 연마 물품을 포함하는 구성들에서, 힘(F1)이 유지 링(309)에 의해 더 두꺼운 연마 물품들, 예컨대, 적층된 종래의 연마 패드(예를 들어, 경질 패드 및 플래튼 계면 적층체) 및 단일 층 설계들에 가해질 때, 패드 반동 또는 국부 압력 집중 리지(307A)가 형성된다. 국부 압력 집중 리지(307A)의 형성은 일반적으로, 기판의 에지가 기판의 중심보다 더 빠르게 연마되게 하는 가해진 힘(F1)으로 인한 연마 물품의 변형(307B)에 관련된다. 기판(110)의 에지에서의 더 높은 연마율은 "전역적인" CMP 평탄화 불균일성(예를 들어, 기판에 걸친 불균일성)으로 이어진다. 그러나, 본원에 설명된 연마 물품, 예컨대, 진보된 연마 물품(123, 323)의 구현들 중 하나 이상의 얇은 성질로 인해, 종래의 연마 물품에 비해 진보된 연마 물품(123, 323)의 상이한 복합 기계적 구조 및 성능 때문에, 진보된 연마 물품(123, 323)의 감소된 허용가능한 변형으로 인해, 현저한 국부 압력 집중 리지(307A)를 형성할 수 없다.
도 4a는, 본원에 설명된 하나 이상의 구현에 따른, 패드 몸체(430) 상에 형성된 융기된 표면 텍스처를 갖는 진보된 연마 물품(400)의 일 구현의 확대된 개략적인 측면도이다. 일 구현에서, 진보된 연마 물품(400)은 진보된 연마 물품(123) 또는 진보된 연마 물품(323) 중 어느 하나의 대체물로서 사용될 수 있거나 그러한 대체물의 일부를 형성할 수 있다. 진보된 연마 물품(400)은 패드 몸체(430)를 갖는 최상부 패드(410)를 포함하고, 패드 몸체(430)는 최상부 패드(410) 아래에 위치되는 플래튼 계면 조립체(420) 위에 배치된다. 최상부 패드(410)는, 패드 몸체(430)의 적어도 일부를 한정하는, 텍스처링된 연마 표면(412) 및 대향하는 바닥 표면(414)을 갖는다. 플래튼 계면 조립체(420)는 위에서 설명된 플래튼 계면 요소(240)에 대한 대체물로서 사용될 수 있거나 그러한 대체물의 적어도 일부를 형성할 수 있다. 플래튼 계면 조립체(420)는 전형적으로, 보조판(238)을 통해 플래튼 조립체(예를 들어, 플래튼(230) 또는 플래튼(302))의 표면에 결합된다. 플래튼 조립체(132)의 일 구성에서, 최상부 패드(410)는 플래튼 계면 조립체(420)에 대해 자유롭게, X-Y 평면 내에 배치된 하나 이상의 방향으로 미끄러진다.
일 구현에서, 플래튼 계면 조립체(420)는, 제1 플래튼 계면(450), 제2 플래튼 계면(460), 및 플래튼 조립체 내의 지지 요소들, 예컨대, 도 2의 판(236), 도 3의 플래튼(302) 또는 도 7b-7c의 플래튼 지지 조립체(755)에 결합되는 제3 플래튼 계면(470) 중 적어도 하나를 포함한다. 도 4a에 도시된 바와 같이, 플래튼 계면 조립체(420)는 다층 플래튼 계면 적층체 또는 "샌드위치" 적층체이다. 3층 플래튼 계면 적층체로서 도시되었지만, 원하는 압축성 및 연마 속성들을 달성하는, 임의의 개수의 플래튼 계면 층들이 사용될 수 있다는 점을 이해해야 한다. 일 구현에서, 플래튼 계면 조립체(420)는, 제1 플래튼 계면(450), 제2 플래튼 계면(460), 및 제3 플래튼 계면(470) 중 적어도 하나를 포함한다. 다수의 플래튼 계면 층들이 사용되는 구성들에서, 플래튼 계면들은 단일 플래튼 계면 조립체를 형성하기 위해 임의의 적합한 부착 방법들(예를 들어, 적층, 열 접합, 접착, 양면 테이프, 감압성 접착제들 등)에 의해 함께 접착될 수 있다.
제1 플래튼 계면(450)은, 플래튼 계면 몸체(456)를 한정하는, 제1 표면(452) 및 대향하는 제2 표면(454)을 포함한다. 일 구현에서, 제1 플래튼 계면의 제1 표면(452)은 제1 표면(452)에 형성된 복수의 홈들(예를 들어, 도 2의 부분(들)(242)을 참고)을 갖는다. 다른 구현에서, 제1 플래튼 계면(450)의 제1 표면(452)은 홈형성 패턴을 갖지 않는다. 일 구현에서, 제1 표면(452)은 미소텍스처링된 표면이다. 일 구현에서, 미소텍스처는 텍스처링된 연마 표면(412) 상에 형성된 미소텍스처와 유사하다.
일부 구현들, 예컨대, 롤-투-롤이 아닌 구성들에서, 최상부 패드(410)는 플래튼 계면 조립체(420)에 접착된다. 이 구성에서, 제1 플래튼 계면(450)의 제1 표면(452)은 최상부 패드(410)의 바닥 표면(414)에 고정적으로 부착된다. 제1 플래튼 계면(450)의 제1 표면(452)은 임의의 적합한 부착 방법들(예를 들어, 적층, 열 접합, 접착, 양면 테이프, 감압성 접착제들 등)에 의해 최상부 패드(410)의 바닥 표면(414)에 접착될 수 있다.
제1 플래튼 계면(450)의 플래튼 계면 몸체(456)는 전형적으로, 중합체 물질로 만들어진다. 일 구현에서, 플래튼 계면 몸체(456)는 폴리프로필렌 시트이다. 플래튼 계면 몸체(456)는 약 0.001 인치 내지 약 0.030 인치(예를 들어, 약 0.005 인치 내지 약 0.025 인치, 약 0.010 인치 내지 약 0.025 인치, 또는 약 0.010 인치 내지 약 0.020 인치)의 두께(Z 방향)를 가질 수 있다. 플래튼 계면 몸체(456)는 약 50-65 쇼어 D의 경도를 갖는 물질로 형성될 수 있다. 일 구현에서, 제1 플래튼 계면(450)의 플래튼 계면 몸체(456)는, 중합체 물질로 구성된 섬유 함유 매트 물질, 예컨대, 방적되고/거나 성형된 폴리프로필렌 섬유 매트 물질을 포함한다.
일 구현에서, 플래튼 계면 조립체(420)는, 플래튼 계면 몸체(466)를 한정하는, 제1 표면(462) 및 대향하는 제2 표면(464)을 포함하는 제2 플래튼 계면(460)을 선택적으로 포함한다. 이 경우, 제1 표면(462)은 제1 플래튼 계면(450)의 제2 표면(454)에 접착된다. 일 구현에서, 제2 플래튼 계면(460)의 플래튼 계면 몸체(466)는, 중합체 물질로 구성된 섬유 매트 물질이다. 일 구현에서, 플래튼 계면 몸체(466)는 방적되고/거나 성형된 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 또는 폴리에스테르 섬유 매트이다. 일 구현에서, 플래튼 계면 몸체(466)는 제곱 야드당 약 2 내지 약 8 온스(OSY)의 밀도, 또는 기본 중량, 예컨대, 약 3.0 내지 약 4.0 OSY의 기본 중량을 가질 수 있다. 일 구현에서, 제2 플래튼 계면(460)은 약 0.005 인치 내지 약 0.050 인치(예를 들어, 약 0.010 인치 내지 약 0.040 인치, 또는 약 0.010 인치 내지 약 0.030 인치)의 두께(Z 방향)를 갖는다. 제2 플래튼 계면(460)은 일반적으로, 제1 플래튼 계면(450)과 상이한 물리적 및/또는 기계적 속성들을 갖는다. 일 예에서, 플래튼 계면 몸체(456)는 중합체 시트를 포함하는 제1 플래튼 계면 몸체 및 섬유 매트를 포함하는 제2 플래튼 계면 몸체를 포함한다. 일 예에서, 플래튼 계면 몸체(456)는 폴리프로필렌 시트를 포함하고, 플래튼 계면 몸체(466)는 방적되고/거나 성형된 폴리프로필렌 섬유 매트를 포함한다.
다른 구현에서, 플래튼 계면 조립체(420)는 제3 플래튼 계면(470)을 선택적으로 포함한다. 제3 플래튼 계면은, 플래튼 계면 몸체(476)를 한정하는, 제1 표면(472) 및 대향하는 제2 표면(474)을 포함한다. 일 구현에서, 제1 표면(472)은 제2 플래튼 계면(460)의 제2 표면(464)에 접착된다. 제3 플래튼 계면(470)의 제2 표면(474)은 플래튼 또는 판 조립체에 접착될 수 있다. 제3 플래튼 계면(470)의 플래튼 계면 몸체(476)는 전형적으로, 중합체 물질로 만들어진다. 일 구현에서, 플래튼 계면 몸체(476)는 폴리프로필렌 시트이다. 일 구현에서, 플래튼 계면 몸체(476)는 약 0.005 인치 내지 약 0.050 인치(예를 들어, 약 0.010 인치 내지 약 0.040 인치, 또는 약 0.020 인치 내지 약 0.030 인치)의 두께(Z 방향)를 갖는다. 일 구현에서, 제1 플래튼 계면(450) 및 제3 플래튼 계면(470)은 동일한 중합체 물질을 포함한다. 플래튼 계면 몸체(476)는, 약 50-65 쇼어 D의 경도를 갖는 물질로 형성될 수 있다. 일부 구현들에서, 제1 플래튼 계면(450) 및 제3 플래튼 계면(470)은, 제2 플래튼 계면(460)을 물과 연마 슬러리로부터 분리해 밀봉함으로써 제2 플래튼 계면(460)을 건조한 상태로 유지하는 것을 돕는다. 일 구현에서, 진보된 연마 패드 상에서 연마되고 있는 기판에 바람직한 정적 및 동적 기계적 속성들을 제공하기 위해, 제1 플래튼 계면(450) 및 제3 플래튼 계면(470)은 약 0.005 인치 내지 약 0.040 인치의 두께를 갖는 폴리프로필렌으로 만들어지고, 제2 플래튼 계면(460)은 2.5 내지 4.0 OSY의 기본 중량 및 약 0.010 인치 내지 약 0.040 인치의 두께를 갖는 방적된 폴리프로필렌 섬유 매트로 만들어진다.
다른 구현에서, 플래튼 계면 조립체(420)는 복수의 플래튼 계면들의 조합이고, 각각의 플래튼 계면은 다른 플래튼 계면들과 상이한 경도를 갖는다. 다른 구현에서, 플래튼 계면 조립체(420)는 복수의 플래튼 계면들의 조합이고, 복수의 플래튼 계면들의 플래튼 계면들 중 2개 이상은 플래튼 계면 조립체(420) 내의 다른 플래튼 계면들과 상이한 기계적 속성들(예를 들어, 경도, 저장 탄성률(E'), 손실 탄성률(E"), tan δ)을 갖는다. 일 구현에서, 제1 플래튼 계면은 50 쇼어 D 미만의 경도를 갖고 제2 플래튼 계면은 50-65 쇼어 D 초과의 경도를 갖는다. 일 구현에서, 플래튼 계면은 0.5 내지 2 mm(예를 들어, 1-2 mm)의 두께를 갖는 제1 중합체 물질로 만들어지고, 제2 플래튼 계면은 0.5 내지 2 mm(예를 들어, 1-2 mm)의 두께를 갖는 제2 중합체 물질로 만들어진다. 일부 구현들에서, 단일 플래튼 계면, 또는 제1 플래튼 계면과 제2 플래튼 계면의 조합이 사용될 수 있고, 약 60 쇼어 A 내지 약 30 쇼어 D의 경도를 포함할 수 있다.
일부 구성들에서, 도 4b 및 4c에 예시된 바와 같이, 플래튼 계면 조립체(420)의 상부 표면은, 본원에서 해제가능한 접합 층(455)으로도 지칭되는 해제가능한 부착 층에 의해, 최상부 패드(410)의 바닥 표면(414)에 해제가능하게 접착된다. 이 구성에서, 플래튼 계면 조립체(420)는 보조판(238)을 통해 플래튼 계면 조립체(420) 아래에 배치된 플래튼 조립체 구성요소들(예를 들어, 판(236) 및/또는 플래튼(230))의 표면에 고정적으로 부착되거나, 접합되거나(예를 들어, 접착식으로 접합되거나), 접착된다. 도 4b에 예시된 바와 같이, 최상부 패드(410)는 최상부 패드(410)의 바닥 표면(414)과 접촉하는 해제가능한 접합 층(455)을 포함하는 플래튼 계면 조립체(420)에 의해 지지되는 동안, 기판(499)은 최상부 패드(410)의 최상부 표면(즉, 텍스처링된 연마 표면(412)), 및 플래튼 계면 몸체(456)의 최상부 표면 상에 연마되고 있다. 해제가능한 접합 층(455)은 연마 프로세스 동안 플래튼 계면 조립체(420) 상의 원하는 위치에 최상부 패드(410)를 기계적으로 지지하고 측방향으로 유지하는 데에 사용된다. 진보된 연마 물품(400)이 웹 연마 시스템에서 사용되는 일부 롤-투-롤 구현들(도 2 및 7b-7c)에서, 최상부 패드(410)의 바닥 표면(414)은, 도 4c에 예시된 바와 같이, 최상부 패드(410)가 플래튼 계면 조립체(420)에 대해 방향(A)으로 색인되는 것을 허용하기 위해, 해제가능한 접합 층(455)의 최상부 표면(455A)으로부터 분리가능하도록 구성된다. 아래에서 더 논의될 바와 같이, 일부 실시예에서, 최상부 패드(410)는, 플래튼 계면 조립체(420)로부터 최상부 패드(410)의 계면에 제공되는 가스를 사용하고/거나, 표면(455A)의 표면 속성들(예를 들어, 표면 에너지)로 인해 최상부 패드(410)의 바닥 표면(414)과 해제가능한 접합 층(455)의 최상부 표면(455A) 사이에 형성된 "해제가능한 접합"력(예를 들어, 약한 접착력들, 분자 접착 유형의 힘들 등)을 극복할 수 있는 액추에이터(771)(도 7b 내지 도 7c)를 사용하여, 플래튼 계면 조립체(420)로부터 분리될 수 있다. 일단, 해제가능한 접합 층(455)의 최상부 표면으로부터 최상부 패드(410)가 분리되고 최상부 패드(410)가 플래튼 계면 조립체(420)에 대해 소정의 거리만큼 색인되면, 해제가능한 접합 층(455)의 표면 속성들이 후속 연마 작동 동안 최상부 패드(410)를 유지하고 지지하는 데에 사용될 수 있도록, 최상부 패드(410) 및 플래튼 계면 조립체(420)가 다시 접촉하게 될 수 있다. 색인 프로세스 동안, 최상부 패드(410)가 플래튼 계면 조립체(420)에 대해 자유롭게 이동하는 것을 허용하기 위해 최상부 패드(410)와 플래튼 계면 조립체(420) 사이에 갭(425)이 형성된다.
일 실시예에서, 도 4d에 예시된 바와 같이, 해제가능한 접합 층(455)은, 최상부 표면(455A)을 포함하는 계면 층(457A), 및 계면 층(457A)을 플래튼 계면 몸체(456)에 접착식으로 접합시키는 접착 층(457B)을 포함한다. 이 구성에서, 계면 층(457A)의 표면에 대한 접착 층(457B)의 접착 강도 및 플래튼 계면 몸체(456)에 대한 접착 층(457B)의 접착 강도 양쪽 모두는, 계면 층(457A)의 최상부 표면(455A)과 최상부 패드(410)의 바닥 표면(414) 사이에 형성된 임의의 해제가능한 접합보다 상당히 더 높다. 일부 실시예들에서, 접착 층(457B)은 감압성 접착제 물질, 예컨대, 아크릴레이트 중합체, 고무 중합체, 및/또는 합성 열가소성 엘라스토머를 포함한다. 계면 층(457A) 및 플래튼 계면 몸체(456)와 접착 층(457B)의 표면들 사이에 형성된 상당히 더 높은 접착 강도는, 연마 시스템에서 처리되는 모든 기판들에 대해 연마 프로세스가 일관된 것을 보장하는 데에 사용된다. 이 경우에, 플래튼 계면 몸체(456) 및 계면 층(457A)에 대한 접착 층(457B)의 접착 강도를, 해제가능한 접합 층(455)의 최상부 표면(455A)과 최상부 패드(410) 사이에 형성된 해제가능한 접합보다, 예컨대, 약 2배, 약 5배, 또는 심지어 약 10배 초과만큼 더 크게 하는 것이 바람직하다. 아래놓인 플래튼 계면 몸체(456)와 해제가능한 접합 층(455) 사이의 더 높은 접착 접합 강도는, 해제가능한 접합 층(455)의 부분들(예를 들어, 접착 층(457B) 및/또는 계면 층(457A))이 최상부 패드(410)에 바람직하게 부착되는 것, 및 또한, 해제가능한 접합 층(455) 및 최상부 패드(410)가, 최상부 패드(410)를 색인하는 프로세스 동안 서로로부터 분리될 때, 플래튼 계면 몸체(456)로부터 분리되는 것을 방지할 것이다. 해제가능한 접합 층(455)의 부분들이 최상부 패드(410)에 부착된 상태로 유지되고 다른 부분들이 플래튼 계면 몸체(456)에 부착된 상태로 유지된다면, 하나 이상의 연마 프로세스 및 후속 색인 단계들 동안, 최상부 패드(410)에 부착된 해제가능한 접합 층(455)의 부분들이 플래튼 계면 조립체(420)에 걸쳐 증분적으로 색인됨에 따라 플래튼 계면 조립체(420)의 다양한 국부화된 영역들에서의 층들의 적층체에서의 변동으로 인해 웨이퍼-대-웨이퍼 처리 결과 문제들이 발생할 수 있다. 최상부 패드(410) 및 플래튼 계면 조립체(420)의 적층체 및/또는 적층체에서의 변동들이, 진보된 연마 물품의 최상부 패드(410)의 얇은 성질로 인해, (예를 들어, 웨이퍼의 그리고 웨이퍼마다의) 연마 프로세스 결과들 및 패드 속성들에 대해 상당한 영향을 미칠 수 있다는 것이 발견되었다.
최상부 패드(410)의 표면(414)에 대한, 대 아래놓인 플래튼 계면 몸체(456)에 대한, 해제가능한 접합 층(455)의 우선적인 부착은 또한, 플래튼 계면 몸체(456) 및 최상부 패드(410) 둘 모두를 형성하는 데에 사용되는 적절한 물질들의 선택, 최상부 패드(410)의 표면(414)의 표면 속성들 및 플래튼 계면 몸체(456)의 표면(452)의 표면 속성들을 조정하는 것, 및/또는 최상부 패드(410)의 표면(414) 및 플래튼 계면 몸체(456)의 표면(452)과 접하는 해제가능한 접합 층(455)의 표면의 속성들을 조정하는 것에 의해 제어될 수 있다. 최상부 패드(410)의 표면(414) 및 플래튼 계면 몸체(456)의 표면(452)의 표면 속성들은 원하는 표면들의 표면 에너지 또는 물리적 토포그래피를 조정하는 화학적 또는 기계적 처리를 사용하여 조정될 수 있다.
일부 구성들에서, 해제가능한 접합 층(455)이 최상부 패드(410)의 표면(414)으로부터 분리가능한 것과, 또한, 연마 동안에 최상부 패드(410)를 제 위치에 유지할 수 있는 것을 보장하기 위해, 해제가능한 접합 층(455)은, 산업 표준 PSTC-1 시험 방법을 사용하여 측정될 때 측방 인치당 약 25 온스 미만의 접합 강도, 예컨대, 약 1 온스/인치 내지 25 온스/인치의 접합 강도, 또는 심지어 약 1 온스/인치 내지 20 온스/인치의 접합 강도와 등가인, 최상부 패드(410)의 표면(414)과 해제가능한 접합 층(455)의 표면(455A) 사이의 계면에서의 접착 결합 강도를 형성하도록 구성된다. 최상부 패드(410)의 표면(414)과 해제가능한 접합 층(455)의 표면(455A) 사이에 형성된 접합 강도를 제어하려는 노력으로, 표면(414)에서의 최상부 패드 물질의 표면 속성들은 원하는 접합 강도를 달성하도록 조정될 수 있다. 일 구성에서, 최상부 패드(410)의 표면(414)의 표면 거칠기는 표면(414)과 해제가능한 접합 층(455) 사이의 원하는 접합 강도를 달성하도록 제어된다. 일 구성에서, 표면(414)은 원하는 접합 강도를 달성하기 위해 약 2 마이크로인치 내지 약 250 μ-in의 산술 평균 높이(Sa), 예컨대, 약 8 내지 약 200 μ-in의 Sa 표면 거칠기, 약 85 내지 약 200 μ-in의 표면 거칠기, 또는 심지어 약 100 내지 약 180 μ-in의 표면 거칠기를 달성하도록 의도적으로 변경된다. 일반적으로, 표면이 더 거칠수록 중실 PSA 층 물질의 표면과 그의 짝맞춤 접촉 표면(즉, 표면(414)) 사이에 더 낮은 접합 강도가 생성되는 경향이 있을 것이라는 점이 밝혀졌다.
플래튼 계면 조립체(420)의 일부 대안적인 실시예들에서, 계면 층(457A)은, 계면 층(457A)을 플래튼 계면 몸체(456)의 표면에 직접 부착하는 데에 사용되는 프로세스 동안에 계면 층(457A)과 플래튼 계면 몸체(456)의 계면에서 생성되는 화학 결합, 사슬 엉킴, 및/또는 분자 규모 혼합에 의해, 플래튼 계면 몸체(456)를 형성하는 데에 사용되는 물질에 직접 접합된다. 일부 실시예들에서, 계면 층(457A) 및 플래튼 계면 몸체(456)를 형성하는 데에 사용되는 물질들은, 계면 층(457A) 및 플래튼 계면 몸체(456)를 형성하는 데에 사용되는 물질들 사이에서 분자 규모 혼합, 사슬 엉킴 및/또는 화학 결합이 발생할 수 있도록 물질들이 서로 양립가능하거나 유사한 단량체 또는 중합체 구조를 갖도록 선택된다.
플래튼 계면 조립체(420)의 일부 구현들에서, 해제가능한 접합 층(455)의 계면 층(457A)은 실리콘 기재의 물질, 천연 고무 또는 합성 고무와 같은 물질을 포함할 수 있는 중실 층을 포함한다. 일 실시예에서, 계면 층(457A)은 스티렌 부타디엔(SBR), 폴리아크릴들, 폴리비닐 아세테이트(PVA) 또는 실리콘으로부터 선택된 물질을 포함한다. 일 예에서, 계면 층(457A)은 쇼어 A 척도에 대해 20-50 사이의 경도계를 갖는 실리콘 기재의 물질, 예컨대, 쇼어 A 척도에 대해 40-50의 경도계를 갖는 실리콘 물질을 포함한다. 그러나, 플래튼 계면 조립체(420)의 표면(455A)과 최상부 패드(410)를 해제가능하게 결합하기 위해 다른 적합한 물질들이 실리콘 대신에 사용될 수 있다. 해제가능한 접합 층(455)의 경도가, 최상부 패드(410) 및 선택적인 플래튼 계면 조립체(420)의 적층체의 압축적 정적 및 동적 기계적 속성들에 대한 영향으로 인해 연마 프로세스 균일성 및 전역적 평탄화에 상당한 영향을 미칠 수 있다는 것이 밝혀졌다. 일부 구성들에서, 해제가능한 접합 층(455)은, 해제가능한 접합 층(455)의 기계적 속성들이 최상부 패드(410), 해제가능한 접합 층(455) 및 다른 플래튼 계면 조립체(420) 구성요소들 적층체의 속성들을 지배하지 않도록, 최상부 패드(410)의 두께 이하의 두께를 갖는다. 일 구현에서, 해제가능한 접합 층(455)은 0.030 인치 이하, 예컨대, 약 0.010 인치 이하의 두께를 갖는다. 일부 구성들에서, 해제가능한 접합 층(455)은, 약 0.010 인치 이하이지만 최상부 패드(410) 및 플래튼 계면 조립체(420) 적층체의 표면에 걸친 연마 속성들이 균일하다는 것을 보장하기 위해 플래튼 계면 몸체(456)의 표면(452)을 완전히 덮기에 충분히 두꺼운 두께를 갖는 것이 바람직하다.
연마 동안에 최상부 패드(410), 플래튼 계면 조립체(420) 및 해제가능한 접합 층(455)을 포함하는 바람직하게 구성된 진보된 연마 물품 조립체가 압축 상태로(예를 들어, 도 3b 및 4b에서 힘들(F1 및 F2)) 배치되는 경우, 해제가능한 접합 층(455)의 표면 속성들(즉, 표면(455A))이, 연마 프로세스 동안 최상부 패드(410)와 플래튼 계면 조립체(420) 사이의 측방향 이동 또는 미끄러짐을 방지할 상당한 정지 마찰력(Fs)(즉, 반응력(Fs))(도 4b 참고(예를 들어, 비-동적 마찰력))을 생성하도록 선택될 수 있다는 점이 발견되었다. 정지 마찰력 Fs = μs·N이고, 여기서 μs는 정지 마찰 계수이고 N은 마찰력이 발생되고 있는 표면들에 가해지는 수직 항력이다. 또한, 최상부 패드(410)와 플래튼 계면 조립체(420) 사이에 충분히 큰 정지 마찰력(Fs)(즉, 반응력(Fs)(도 4b에서의 하부 마찰력(Fs))을 형성함으로써, 연마 프로세스 동안 최상부 패드(410)의 최상부 표면과 유지 링 및 기판의 표면 사이에 생성된 마찰력들(즉, 도 4b에서 상부 마찰력(Fs)) 때문에 최상부 패드(410)의 연마 표면에 형성된 전단 응력으로 인해 국부 리지들 또는 주름들이, 얇은 최상부 패드(410)에 형성되는 것이 방지될 수 있다는 것이 밝혀졌다. 최상부 패드(410)와 플래튼 계면 조립체(420)의 계면에 형성된 생성된 정지 마찰력에 의해 최상부 패드(410)에 공급된 지지는, 연마 프로세스 동안 최상부 패드(410)의 최상부 표면에 대한 기판 및 유지 링의 이동에 의해 생성된 전단 응력으로 인해, 최상부 패드(410)의 연마 표면(412) 및 패드 몸체(430)를 형성하는 데에 사용되는 중합체 물질(들)에 대한 손상을 방지하는 데에 중요한 인자이다. 중합체 물질들에 대한 손상은, 개별 요소들(440) 및 패드 몸체(430)를 형성하는 데에 사용되는 물질의 찢어짐 또는 신장을 야기할 수 있는 항복을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, ASTM 1894-14 표준에 따라 측정될 때 약 1.51 내지 약 1.65의 정지 마찰 계수(μs) 값이 이 물질들에 의해 달성되도록, 표면(414)에서의 최상부 패드(410)의 물질 및 표면 속성들 및 표면(455A)에서의 계면 층(457A)의 물질 및 표면 속성들을 선택하는 것이 바람직하다. 그러나, 일반적으로, 측정된 정지 마찰 계수가 약 1.51 초과, 예컨대, 1.58 초과, 또는 심지어 1.65 초과인 것이 바람직하다. 이러한 측정된 정지 마찰 계수들을 달성하는 데에 사용되는 표면(414)의 거칠기는 약 200 마이크로인치(μ-in)의 산술 평균 높이(Sa) 값을 가졌다. 정지 마찰 계수 측정들을 수행하는 데에 사용된 최상부 패드(410)는 측정시 약 20 ℃의 온도에 있던 물질의 0.010 인치 두께의 폴리프로필렌 시트를 포함하였다. 그러므로, 일 예에서, ASTM 1894-14 측정 표준에 따라 200 그램(g) 부하를 사용하여 측정될 때 약 2.9 뉴튼(N) 내지 약 3.2 N의 정지 마찰력이 달성되도록, 표면(414)에서의 최상부 패드(410)의 물질 및 표면 속성들 및 표면(455A)에서의 계면 층(457A)의 물질 및 표면 속성들을 선택하는 것이 바람직하다. 계면 층(457A)의 표면(455A)과 접촉하여 배치되는 표면(414)의 거칠기를 변화시키는 것은, 측정된 마찰 계수들 및 측정된 마찰력들로 하여금 변화되게 할 것이다. 예를 들어, 표면(414) 상의 더 평활한 표면 마감이, 아마도 짝맞춤 표면들 사이의 접촉 면적의 증가로 인해, 측정된 마찰 계수들 및 측정된 마찰력이 증가되게 할 것으로 여겨진다. 그러나, 본원에 제공된 방법론은, 계면 층(457A)의 표면(455A)의 표면 에너지 및/또는 계면 층(457A)의 사용에 의해 생성된 마찰 계수가, 일반적인 연마 프로세스 동안 유지 링 및 기판에 의해 연마 표면(412)에 가해지거나 생성된 마찰력들로 인해 짝맞춤 표면들에서의 미끄럼을 방지하기에 충분히 큰지를 정량화하는 방법을 제공한다고 여겨진다. 즉, 일반적인 연마 프로세스 동안 유지 링 및 기판에 의해 생성된 마찰력들은, 동일한 부하 하에서 생성될 정지 마찰력들 미만일 것이다.
일 구성에서, 최상부 패드(410)의 표면(414)의 표면 거칠기 및/또는 플래튼 계면 몸체(456)의 표면(456A)(도 4b)의 표면 거칠기는, 표면(414)과 해제가능한 접합 층(455)의 표면(455A) 사이의 측방향 미끄럼 이동을 방지하기 위해 표면(414)과 해제가능한 접합 층(455) 사이의 충분히 큰 정지 마찰력(Fs)을 달성하도록 제어된다. 정지 마찰력은, 최상부 패드(410)의 표면과 해제가능한 접합 층(455) 사이에 형성된 해제가능한 접합의 접착 강도를 제어함(예를 들어, 증가시킴)으로써 증진될 수 있다. 일 구성에서, 표면(456A)은 표면(414)과 해제가능한 접합 층(455) 사이의 충분히 큰 정지 마찰력을 달성하기 위해 약 32 마이크로인치 내지 약 1000 μ-in의 산술 평균 높이(Sa), 예컨대, 약 64 내지 약 500 μ-in의 산술 평균 높이(Sa), 약 125 내지 약 500 μ-in의 Sa 표면 거칠기, 또는 심지어 약 250 μ-in 내지 약 500 μ-in의 Sa 표면 거칠기를 달성하도록 의도적으로 변경된다. 이러한 구성에서, 표면(456A) 상에 형성된 큰 거칠기는, 해제가능한 접합 층(455)을 통한 거칠기 피크들의 일부의 돌출, 또는 표면(456A) 상의 형성된 거칠기 때문에, 해제가능한 접합 층(455)의 평활하지 않은 토포그래피 때문에, 표면(414)과 해제가능한 접합 층(455)의 접촉 면적을 제어하는 데에 사용될 수 있다.
최상부 패드의 배면에 진공 압력을 가하는 것에 의해 생성되는 진공 힘들이, 연마 프로세스 동안 생성되는 발생된 마찰력들(즉, 도 4b의 상부 마찰력(Fs)) 때문에 최상부 패드(410)의 X 및/또는 Y 방향들로의 측방향 변형으로 인해, 최상부 패드(410)에서의 국부 리지들 또는 주름들의 형성을 방지하는 데에 완전히 효과적이지는 않다는 것이 밝혀졌다. 기판 연마 프로세스 동안의 최상부 패드(410)의 원치 않는 측방향 변형은, 최상부 패드(410)의 텍스처링된 연마 표면(412)에 손상을 야기하고 최상부 패드(410)/기판 계면에 입자들을 생성하고, 연마되고 있는 기판의 표면 상에 흠집들을 생성할 수 있다. 유체 관리 시스템(232)에 의해 생성된 진공 발생된 힘은 또한, 플래튼 계면 조립체(420) 내의 구성요소들이 진공 발생된 부하로 인해 압축되게 할 것이고, 따라서 연마 동안 지지 요소들의 적층체에서의 그들의 효율성을 제한할 것이다. 진공 발생된 부하로 인한 플래튼 계면 조립체(420)의 압축된 상태는, 그의 사전 부하된 상태로 인해 플래튼 계면 조립체(420)의 정적 및 동적 속성들에 영향을 줄 수 있다.
본원에 제공된 논의는 일반적으로, 해제가능한 접합 층(455)이 플래튼 계면 몸체(456)에 우선적으로 접합되는 것으로 그리고 따라서, 최상부 패드(410)의 하부 표면에 해제가능하게 부착되는 것으로 설명하지만, 이 구성은 본원에 제공된 개시내용의 범주를 제한하도록 의도되지 않는데, 이는, 본원에 제공된 개시내용의 범위를 제한하지 않고, 해제가능한 접합 층(455)이 대안적으로, 플래튼 계면 조립체(420)의 표면(452)에 해제가능하게 부착될 수 있도록, 해제가능한 접합 층(455)이 대안적으로, 최상부 패드(410)의 하부 표면에 접합될 수 있기 때문이다. 그러나, 진보된 연마 물품(123)의 이러한 대안적 구성은 롤-투-롤 구성으로 사용될 때 몇몇 단점들을 가질 수 있다. 예를 들어, 해제가능한 접합 층(455)의 노출된 표면은, 공급 및 권취 롤들(254 및 252) 사이에서 연장되는 최상부 패드(410)의 비보호 길이로 인해, 플래튼 계면 조립체(420)와 접촉하여 배치되기 전에 그리고 그 후에 연마 환경에 노출될 것이다.
진보된 연마 물품 구성 예들
도 4a 내지 도 4c를 다시 참조하면, 진보된 연마 물품(400)은, 연마 동안 플래튼 계면 조립체(420) 위에 배치된 패드 몸체(430)를 갖는 최상부 패드(410)를 포함한다. 최상부 패드(410)는, 패드 몸체(430)를 한정하는, 텍스처링된 연마 표면(412) 및 대향하는 바닥 표면(414)을 갖는다. 도 4e는 도 4a에 예시된 진보된 연마 물품(400)의 텍스처링된 연마 표면(412)의 영역의 확대된 개략적인 측면도이다. 텍스처링된 연마 표면(412)은 진보된 연마 물품(400)의 텍스처링된 연마 표면(412)으로부터 연장되는 복수의 미소 피쳐들 또는 개별 요소들(440)을 포함한다. 일 구현에서, 텍스처링된 연마 표면(412)은 양각, 기계가공, 적층 제조 기법들, 식각 또는 최상부 패드(410)의 표면 상에 융기된 표면 텍스처를 형성하는 다른 방법들에 의해 형성된다. 일 구현에서, 텍스처링된 연마 표면(412)의 개별 요소들(440)은 약 1 미크론 내지 약 50 미크론(예를 들어, 약 5 미크론 내지 약 30 미크론, 약 10 미크론 내지 약 20 미크론, 또는 약 5 미크론 내지 약 10 미크론)의 평균 높이("h")를 갖는다. 일부 구현들에서, 융기된 표면 텍스처에 의해 형성된 텍스처는 최상부 패드(410)의 연마 표면에 평행한 평면에 걸쳐 균일한 높이를 갖는다. 개별 요소들(440)의 균일한 높이는 평균 감소된 피크 높이(Spk)의 ± 20% 내에 속하는 개별 요소들(440)의 실질적으로 전부로서 정의될 수 있고, 이는 아래에 더 논의된다. 일 예에서, 균일한 개별 요소 높이들은 6 ㎛의 감소된 피크 높이(Spk)에 대해 ± 1.2 ㎛의 범위 내에 속하는 개별 요소들(440)의 실질적으로 전부를 요구할 것이다. 추가적으로, 일부 구현들에서, 융기된 표면 텍스처에 의해 형성된 텍스처는 최상부 패드(410)의 연마 표면에 평행한 평면에서 공간적으로 균일하거나 실질적으로 공간적으로 균일하다. 일부 구현들에서, 개별 요소들(440)은 최상부 패드(410)의 연마 표면에 평행한 평면에서 서로에 대해 공간적으로 변화되거나 실질적으로 공간적으로 변화된다.
일부 구현들에서, 텍스처링된 연마 표면은 약 1 ㎛ 내지 약 30 ㎛(예를 들어, 약 1 ㎛ 내지 약 20 ㎛, 약 1 ㎛ 내지 약 10 ㎛, 약 4 ㎛ 내지 약 7 ㎛, 약 5 ㎛ 내지 약 7 ㎛, 약 4 ㎛ 내지 약 6 ㎛, 또는 약 5 ㎛ 내지 약 10 ㎛)의 감소된 피크 높이(Spk)를 갖는다.
도 4a에 예시된 바와 같이, 텍스처링된 연마 표면(412)은 함몰된 영역(449)에 의해 적어도 부분적으로 둘러싸인 돌출 영역(448)을 각각 포함하는 복수의 거대 피쳐들(447)을 선택적으로 더 포함할 수 있다. 선택적인 거대 피쳐들(447)은 연마 표면(412) 상에 형성된 개별 요소들(440)보다 높이 및 측방향 폭이 상당히 더, 예컨대, 백 배, 천 배, 또는 만 배 더 크다. 선택적인 거대 피쳐들(447)은 연마 동안에 연마 표면(412)에 걸친 그리고 진보된 연마 물품의 표면에 걸쳐 형성된 인접한 홈들(예를 들어, 도 6a 내지 도 6g의 홈들(632, 642, 654, 664, 674, 또는 684)) 사이의 슬러리 물질의 채널링을 증진시키기 위해 형성될 수 있다. 도 4a는 거대 피쳐들(447)을 포함하는 진보된 연마 물품(400)을 예시하지만, 이 구성은, 진보된 연마 물품(400)이 거대 피쳐들(447)을 포함할 필요가 없고 따라서 도 4b-4c에 예시된 바와 같이, 연마 표면(412) 상에 형성된 복수의 개별 요소들(440)을 포함하는 일반적으로 평면인 연마 표면(412)을 가질 것이기 때문에, 본원에 제공된 개시내용에 대한 제한을 의도한 것은 아니다. 도 4b-4c에 예시된 진보된 연마 물품(400)의 텍스처링된 연마 표면(412)이, 도 4e에 도시된 연마 표면(412)의 근접도에 예시된 복수의 개별 요소들(440)을 유사하게 포함한다는 점을 주목할 것이다.
최상부 패드(410)는 전형적으로, 합성 물질들로 형성된다. 적합한 합성 물질들의 비제한적인 예들은 막들, 예컨대, 중합체 또는 열가소성 막들, 지속가능한 중합체들을 포함하는 웹들 등을 포함한다. 적합한 전구체 웹들은 이러한 물질들의 적층물 또는 배합물들을 더 포함한다. 일 구현에서, 최상부 패드(410)는 중합체 시트 또는 막이다. 일부 비제한적인 구현들에서, 최상부 패드(410)는 비-다공성 중합체 물질을 포함한다. 적합한 중합체 막들은, 중합체 물질들, 예컨대, 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리스티렌, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리비닐 알콜(PVA), 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)(예를 들어, 테플론(TEFLON)), 폴리아미드들(예를 들어, 나일론), 폴리우레탄, 또는 이들의 조합들로 구성된 열가소성 막들을 포함한다. 적합한 중합체 막들은 중합체의 배합물들 또는 혼합물들을 포함할 수 있다. 일 구현에서, 최상부 패드(410)는 폴리프로필렌 기재의 시트이다. 일 실시예에서, 최상부 패드(410)는 폴리프로필렌(PP)을 본질적으로 포함한다.
일부 구현들에서, 본원에 설명된 진보된 연마 물품은, 실질적으로 투명하고 따라서, 종료점 검출 시스템의 광학 검출기에 의해 사용되는 광 빔의 파장 범위에 걸쳐 적어도 약 25%(예를 들어, 적어도 약 50%, 적어도 약 80%, 적어도 약 90%, 또는 적어도 약 95%)의 광 투과를 투과할 수 있는 중합체 물질로 형성될 수 있다. 전형적인 광학 종료점 검출 파장 범위들은, 가시 스펙트럼(예를 들어, 약 400 nm 내지 약 800 nm), 자외선(UV) 스펙트럼(예를 들어, 약 280 nm 내지 약 400 nm), 및/또는 적외선 스펙트럼(예를 들어, 약 800 nm 내지 약 1550 nm)을 포함한다. 일 구현에서, 진보된 연마 물품은 280-800 nm의 파장들에서 >35 %의 투과율을 갖는 중합체 물질로 형성된다. 일 구현에서, 진보된 연마 물품은 280-399 nm의 파장들에서 >35 %의 투과율, 및 400-800 nm의 파장들에서 >70 %의 투과율을 갖는 중합체 물질로 형성된다. 일부 구현들에서, 진보된 연마 물품은, 공기/패드/물 계면으로부터의 반사들을 감소시키고 진보된 연마 물품을 통한 기판으로의/기판으로부터의 광의 투과를 개선하기 위해, 높은 광학적 투명도를 가지며 연마 슬러리의 굴절률과 대략 동일한 낮은 굴절률을 가진 중합체 물질로 형성된다. 일부 구현들에서, 진보된 연마 물품은, 광학 검사 빔의 하나 이상의 파장(예를 들어, UV 파장)에 대한 장기간 노출로 인해 황변하거나 호박색으로 변하지 않는 중합체 물질로 형성된다.
일부 구현들에서, 최상부 패드(410)의 패드 몸체(430)의 두께("T")는 전형적으로, 약 0.001 인치 내지 약 0.035 인치 범위일 것이다. 일부 구현들에서, 패드 몸체(430)의 두께("T")는 전형적으로, 약 0.001 인치(0.0254 mm) 내지 약 0.025 인치(0.635 mm)(예를 들어, 약 0.012 인치(0.305 mm) 내지 약 0.025 인치, 약 0.015 인치(0.381 mm) 내지 약 0.020 인치(0.508 mm), 약 0.003 인치(0.076 mm) 내지 약 0.019 인치(0.483 mm), 약 0.006 인치(0.152 mm) 내지 약 0.018 인치(0.460 mm), 또는 약 0.010 인치(0.254 mm) 내지 약 0.017 인치(0.432 mm)) 범위일 것이다. 다른 구현들에서, 패드 몸체(430)의 두께("T")는 약 0.64 mm 이하, 약 0.51 mm 이하, 또는 약 0.48 mm 이하, 또는 심지어 약 0.46 mm 이하이다. 최상부 패드(410)의 원하는 속성들에 따라, 다른 적합한 두께들이 사용될 수 있다.
일 구현에서, 최상부 패드(410)는 시트에 형성된 물질의 단일 층을 포함한다. 다른 구현에서, 최상부 패드(410)는 2개 이상의 물질들의 적층을 포함하고, 공동압출된 적층형 조립체일 수 있다. 예를 들어, 최상부 패드(410)는 2개 이상의 층들을 포함할 수 있는데, 예컨대, 최상부 패드(410)는 3개의 층들을 포함할 수 있고, 여기서 최내측 층은 코어 층으로 지칭되고, 2개의 최외측 층들은 외피 층들로서 지칭된다. 일 구현에서, 최상부 패드(410)는 약 0.001 인치 내지 약 0.035 인치 범위의 전체 두께를 갖는 2층 공동압출된 적층을 포함한다. 일부 구현들에서, 최상부 패드(410)는 약 0.001 인치 내지 약 0.025 인치, 또는 약 0.003 인치 내지 약 0.018 인치, 또는 약 0.006 인치 내지 약 0.018 인치, 또는 약 0.010 인치 내지 약 0.017 인치, 또는 약 0.012 인치 내지 약 0.016 인치 범위의 전체 두께를 갖는 2층 공동압출된 적층을 포함한다.
일 구현에서, 최상부 패드(410)의 적층 버전의 층들은, 상이한 기계적 속성들, 예컨대, 응력 변형, 탄성 속성들 및/또는 동적 기계적 속성들을 각각 갖는 중합체 층들 또는 시트들을 포함할 수 있다. 최상부 패드(410)는 중합체 막들을 생성하기 위해 종래의 절차들을 사용하여 만들어질 수 있다. 최상부 패드(410)의 텍스처링된 연마 표면(412) 및 대향하는 바닥 표면(414)은 각각, 이러한 피쳐들(예를 들어, 개별 요소들(440))을 형성하는 데에 사용되는 하나 이상의 절차, 예컨대, 식각 또는 기계적 프로세스, 예컨대, 중합체 막들의 표면의 양각을 사용하여 텍스처링될 수 있다.
복수의 개별 연장된 요소들(440)은 최상부 패드(410)의 돌출된 연장부로서, 일반적으로 최상부 패드의 텍스처링된 연마 표면(412) 상에 형성된다. 텍스처링된 연마 표면(412) 상의 복수의 개별 연장된 요소들(440)의 개수, 크기 및 분포는 최상부 패드(410)의 원하는 연마 특성들에 기초하여 미리 결정될 수 있다. 대부분의 연마 응용들의 경우, 복수의 개별 연장된 요소들(440)이 최상부 패드(410)의 오직 하나의 표면(예를 들어, 최상부 표면)으로부터만 돌출되는 것이 바람직할 수 있다. 일부 구현들에서, 최상부 패드(410)는 실질적으로 유사한 높이들 및 다양한 측방향 간격을 갖는 미소 피쳐들(예를 들어, 연장된 요소들(440))의 무작위, 반-무작위, 또는 균일한(예를 들어, 장거리 반복) 텍스처를 포함한다.
도 4a-4c 및 4e를 참조하면, 일부 구현들에서, 복수의 개별 연장된 요소들(440)은 패드 몸체(430)의 연마 표면(412)으로부터 돌출되는 것으로 설명될 수 있다. 이로써, 복수의 개별 연장된 요소들(440)은 패드 몸체(430)와 일체형인 것으로 설명될 수 있다. 일부 구현들에서, 복수의 개별 연장된 요소들(440)은 패드 몸체(430)의 영구적인 국부 소성 변형에 의해 형성된다. 일부 구현들에서, 복수의 개별 연장된 요소들(440)은 성형 제조 기법들을 사용하여 형성된다. 복수의 개별 연장된 요소들(440)은 개방된 근위 부분 및 개방된 또는 폐쇄된 원위 단부(444)를 한정하는 측벽(들)(442)을 갖는 것으로 설명될 수 있다. 개별 연장된 요소들(440) 각각은, 인접한 연장된 요소들 사이의 최소 진폭("A최소")으로부터 개방된 또는 폐쇄된 원위 단부(444)에서의 최대 진폭("A최대")까지 측정된 높이("h")(도 4e)를 갖는다. 복수의 개별 연장된 요소들(440)은, 일반적으로 원통형 구조의 경우 측방향 단면에서 외측 직경인 직경("d")을 가질 수 있다. "측방향"은 연마 표면(412)의 평면(즉, 도 4a의 X-Y 평면)에 일반적으로 평행한 것을 의미한다. 개별 연장된 요소들(440)의 비원통형 구조들, 및/또는 불균일한 측방향 단면들을 갖는 일반적으로 기둥형 개별 연장된 요소들(440)의 경우, 직경("d")은 개별 연장된 요소의 높이("h")의 1/2에서 평균 측방향 단면 치수로서 측정될 수 있다. 따라서, 각각의 개별 연장된 요소에 대해, h/d로서 정의된 종횡비가 결정될 수 있다. 개별 연장된 요소는 적어도 약 0.2, 적어도 약 0.3, 적어도 약 0.5, 적어도 약 0.75, 적어도 약 1, 적어도 약 1.5, 적어도 약 2, 적어도 약 2.5, 또는 적어도 약 3의 종횡비(h/d)를 가질 수 있다. 일 구현에서, 복수의 개별 연장된 요소들(440)은 전형적으로, 연마 동안 기판으로부터 제거된 피쳐들의 열 배 내의 높이("h")를 가질 것이다. 복수의 개별 연장된 요소들(440)은 전형적으로, 적어도 약 1 마이크로미터 내지 100 마이크로미터(예를 들어, 약 5 마이크로미터 내지 약 50 마이크로미터, 약 5 마이크로미터 내지 약 30 마이크로미터, 약 5 마이크로미터 내지 약 20 마이크로미터, 약 5 마이크로미터 내지 약 10 마이크로미터, 또는 약 1 마이크로미터 내지 약 10 마이크로미터)의 높이("h")를 가질 것이다. 개별 연장된 요소들(440)은 전형적으로, 약 1 마이크로미터 내지 약 1,000 마이크로미터, 약 5 마이크로미터 내지 약 500 마이크로미터, 약 5 마이크로미터 내지 약 200 마이크로미터, 약 65 마이크로미터 내지 약 100 마이크로미터, 또는 약 75 마이크로미터 내지 약 100 마이크로미터의 직경("d")을 가질 것이다.
일반적으로, 임의의 개개의 개별 확장된 요소의 실제 높이("h")가 결정되기 어려울 수 있고, 실제 높이가 변할 수 있기 때문에, 복수의 개별 연장된 요소들(440)의 평균 높이("h평균")가, 텍스처링된 연마 표면(412)의 미리 결정된 영역에 걸쳐 평균 최소 진폭("A최소") 및 평균 최대 진폭("A최대")을 결정하는 것에 의해 결정될 수 있으며, 여기서 치수들은 표면의 평균 피크-대-피크(예를 들어, 평균 피크-대-골) 변동의 절반인 표면으로부터 측정된다. 그러한 평균 높이("h평균")는 전형적으로, 위에서 설명된 높이들의 범위들 내에 속할 것이다. 마찬가지로, 다양한 단면 치수들에 대해, 평균 직경("d평균")이 복수의 개별 연장된 요소들(440)에 대해 결정될 수 있다. 그러한 평균 직경("d평균")은 전형적으로, 위에서 설명된 직경들의 범위들 내에 속할 것이다. 그러한 진폭 및 다른 치수 측정들은, 관련 기술분야에 알려진 임의의 방법에 의해, 예컨대, 컴퓨터 보조 주사 현미경 및 데이터 처리에 의해 이루어질 수 있다. 그러므로, 양각된 최상부 패드(410)의 미리 결정된 부분에 대한 개별 연장된 요소들(440)의 평균 종횡비("AR평균")는 h평균/d평균으로서 표현될 수 있다.
일 구현에서, 개별 연장된 요소(440)의 직경은 진폭이 증가함에 따라 감소하거나 일정하다(진폭은 폐쇄된 또는 개방된 원위 단부(444)에서 최대까지 증가함). 개별 연장된 요소들(440)의 직경 또는 평균 측방향 단면 치수는, 근위 부분에서 최대일 수 있고 측방향 단면 치수는 원위 단부(444)까지 꾸준히 감소한다. 다른 구현에서, 개별 연장된 요소들(440)의 직경은 증가하는 진폭에 따라 증가한다. 예를 들어, 개별 연장된 요소들(440)은 버섯 형상을 가질 수 있다.
텍스처링된 연마 표면(412)의 단위 면적당 개별 연장된 요소들(440)의 개수인, 개별 연장된 요소들(440)의 "면적 밀도"가 최적화될 수 있다. 일 구현에서, 텍스처링된 연마 표면(412)은, 텍스처링된 연마 표면(412)의 제곱 센티미터당 약 4 내지 약 10,000, 약 95 내지 약 10,000, 약 240 내지 약 10,000, 약 350 내지 약 10,000, 약 500 내지 약 5,000, 또는 약 700 내지 약 3,000 개의 개별 연장된 요소들(440)을 포함한다. 일반적으로, 중심간 간격은, 연마 슬러리의 적절한 유지를 위해 최적화될 수 있고, 그러면서 동시에, 미립자들, 예컨대, 연마된 기판으로부터 제거된 물질들의, 개별 연장된 요소들(440) 사이에서의 포획을 최소화할 수 있다. 인접한 개별 연장된 요소들(440) 사이의 중심간 간격은 약 100 마이크로미터 내지 약 1,000 마이크로미터, 약 30 마이크로미터 내지 약 800 마이크로미터, 약 150 마이크로미터 내지 약 600 마이크로미터, 또는 약 180 마이크로미터 내지 약 500 마이크로미터일 수 있다.
표면 거칠기를 특징화하기 위한 기법들 및 시스템들은 관련 기술분야에 잘 알려져 있다. 예를 들어, 표면의 일부는 임의의 적합한 방법에 의해(예를 들어, 전자 현미경 이미지 분석에 의해, 원자력 현미경에 의해, 3D 현미경에 의해 등) 특징화될 수 있다. 일 구현에서, 거칠기 분석은, 미국 뉴저지의 엘름우드 파크 소재의 키엔스 코포레이션 오브 아메리카(KEYENCE Corporation of America)에 의해 생산된, 0.5nm Z-축 분해능을 갖는 VK-X 시리즈 3D UV 레이저 주사 현미경을 사용하여 수행될 수 있다. 표면 형상 측정 현미경(예를 들어, 미국 뉴저지의 엘름우드 파크 소재의 키엔스 코포레이션 오브 아메리카의 제품인 초심 형상 측정 장치)에 의해 다음의 파라미터들이 결정되었다.
진보된 연마 물품의 일부 구현들의 특성들은 아래의 표 1에 더 설명된다.
Figure 112019085327818-pct00001
양각 영역(%), 또는 Sdr(즉, 현상된 계면 면적 비율) 값은 ISO 25178에 명시된 바와 같이 막 표면 거칠기의 표시자이다. Sdr은 측정 영역의 크기인 이상적인 평면과 비교하여, 텍스처에 의해 기여된 추가적인 표면적의 백분율로서 표현된다. 예를 들어, 정의된 측정 영역 내에서 큰 표면적 불규칙성들을 갖는 계면은 큰 Sdr 값을 갖는 반면에, 동일한 크기의 측정 영역 내에서 완전히 수평인 표면의 Sdr 값은 0이다. Sdr 값은 레이저 주사 공초점 현미경(예를 들어, 키엔스)을 사용하여 측정되었다. 일부 구현들에서, 텍스처링된 연마 표면은 70% 미만(예를 들어, 60% 미만, 50% 미만, 또는 40% 미만)의 Sdr을 갖는다. 일부 구현들에서, 텍스처링된 연마 표면은 약 5% 내지 약 70%, 예컨대, 약 10% 내지 약 65%, 약 20% 내지 약 50%, 약 20% 내지 약 40%, 약 60% 내지 약 65%, 약 55% 내지 약 60%, 또는 약 40% 내지 약 50%의 Sdr을 갖는다. 이론에 얽매이지는 않지만, Sdr이 70% 이하일 때, 텍스처링된 연마 표면은, 바람직한 물질의 양을 제거하면서 연마 슬러리를 만족스럽게 유지하는 표면 거칠기를 갖고, 반면에 Sdr이 70% 초과일 때, 슬러리 유지 및 연마 특성들은 악화되는 것으로 여겨진다. "양각 영역"이라는 문구는 연마 패드의 연마 표면의 속성을 설명하는 데에 사용되지만, 이 문구의 사용은 연마 표면 상에 형성된 설명된 피쳐들 또는 텍스처의 특징화된 표면 속성들을 양각 프로세스에 의해 형성된 피쳐들 또는 텍스처로만 제한하도록 의도되지 않으며, 따라서 "양각 영역"은 임의의 바람직한 피쳐 또는 텍스처 형성 방법에 의해 형성된 피쳐들 또는 텍스처를 설명하는 데에 사용될 수 있다.
일반적으로, 본원에서 "피쳐 경간(feature span)"으로 또한 지칭되는 양각 경간(embossing span)은, 측정 영역 내의 조면화된 표면의 피크들 사이의 평균 거리의 척도이다. 일부 구현들에서, 텍스처링된 연마 표면은 90 ㎛ 미만, 예컨대, 80 ㎛ 미만, 또는 70 ㎛ 미만, 또는 60 ㎛ 미만의 "양각 경간"을 갖는다. 일부 구현들에서, 텍스처링된 연마 표면은 약 5 ㎛ 내지 약 80 ㎛, 예컨대, 약 10 ㎛ 내지 약 70 ㎛, 또는 약 10 ㎛ 내지 약 60 ㎛, 또는 약 20 ㎛ 내지 약 40 ㎛의 양각 경간을 갖는다. 이론에 얽매이지는 않지만, 양각 경간이 80 ㎛ 이하일 때, 텍스처링된 연마 표면은, 바람직한 물질의 양을 제거하면서 연마 슬러리를 만족스럽게 유지하는 양각 경간을 갖고, 반면에 양각 경간이 90 ㎛ 초과일 때, 슬러리 유지 및 연마 특성들은 악화되는 것으로 여겨진다. 위에서 유사하게 논의된 바와 같이, "양각 경간" 또는 "피쳐 경간"이라는 문구는 연마 패드의 연마 표면의 속성을 설명하는 데에 사용되지만, 이 문구의 사용은 연마 표면 상에 형성된 설명된 피쳐들 또는 텍스처의 특징화된 표면 속성들을 양각 프로세스에 의해 형성된 피쳐들 또는 텍스처로만 제한하도록 의도되지 않으며, 따라서 "양각 경간"은 임의의 바람직한 피쳐 또는 텍스처 형성 방법에 의해 형성된 피쳐들 또는 텍스처를 설명하는 데에 사용될 수 있다.
산술 평균 높이(Sa)는 ISO 25178에 명시된 바와 같이 막 표면 거칠기의 표시자이다. Sa는 표면에 대한 Ra(라인의 산술 평균 높이)의 연장이다. Sa는 표면의 산술 평균과 비교하여 각각의 지점의 높이에서의 차이를 절대값으로서 표현한다. 일부 구현들에서, 텍스처링된 연마 표면은 30 ㎛ 미만(예를 들어, 20 ㎛ 미만, 10 ㎛ 미만, 또는 5 ㎛ 미만)의 산술 평균 높이(Sa)를 갖는다. 일부 구현들에서, 텍스처링된 연마 표면은 약 1 ㎛ 내지 약 30 ㎛(예를 들어, 약 1 ㎛ 내지 약 20 ㎛, 약 1 ㎛ 내지 약 10 ㎛, 약 2 ㎛ 내지 약 7 ㎛, 약 4 ㎛ 내지 약 7 ㎛, 약 5 ㎛ 내지 약 7 ㎛, 약 4 ㎛ 내지 약 6 ㎛, 또는 약 5 ㎛ 내지 약 10 ㎛)의 산술 평균 높이(Sa)를 갖는다. 일부 구현들에서, 텍스처링된 연마 표면은 약 10 ㎛ 미만, 예컨대, 약 7 ㎛ 미만, 또는 심지어 약 5 ㎛ 미만의 산술 평균 높이(Sa)를 갖는다.
최대 피크 높이(Sp)는 ISO 25178에 명시된 바와 같이 막 표면 거칠기의 표시자이다. 최대 피크 높이(Sp)는 정의된 영역 내의 최고 피크를 표시한다. 일부 구현들에서, 텍스처링된 연마 표면은 60 ㎛ 미만(예를 들어, 50 ㎛ 미만, 40 ㎛ 미만, 또는 30 ㎛ 미만)의 최대 피크 높이(Sp)를 갖는다. 일부 구현들에서, 텍스처링된 연마 표면은 약 5 ㎛ 내지 약 60 ㎛(예를 들어, 약 10 ㎛ 내지 약 50 ㎛, 약 20 ㎛ 내지 약 50 ㎛, 약 40 ㎛ 내지 약 50 ㎛, 약 40 ㎛ 내지 약 60 ㎛, 약 30 ㎛ 내지 약 50 ㎛, 또는 약 20 ㎛ 내지 약 40 ㎛)의 최대 피크 높이(Sp)를 갖는다.
최대 피트 높이(Sv)는 ISO 25178에 명시된 바와 같이 막 표면 거칠기의 표시자이다. 최대 피트 높이(Sv)는 정의된 영역 내의 최대 피트의 절대값을 표시한다. 최대 피트 높이(Sv)는 평균 라인을 따라 평가 길이(L)에 대응하는 거칠기 프로파일 곡선의 일부에서 관찰되는 가장 깊은 골의 깊이를 나타낸다. 용어 "골"은 평균 라인 아래의 깊이 프로파일에서 관찰되는 오목한 부분을 의미한다. 일부 구현들에서, 텍스처링된 연마 표면은 80 ㎛ 미만(예를 들어, 70 ㎛ 미만, 60 ㎛ 미만, 50 ㎛ 미만, 40 ㎛ 미만, 또는 30 ㎛ 미만)의 최대 피트 높이(Sv)를 갖는다. 일부 구현들에서, 텍스처링된 연마 표면은 약 20 ㎛ 내지 약 80 ㎛(예를 들어, 약 30 ㎛ 내지 약 80 ㎛, 약 70 ㎛ 내지 약 80 ㎛, 약 30 ㎛ 내지 약 70 ㎛, 약 30 ㎛ 내지 약 50 ㎛, 또는 약 40 ㎛ 내지 약 50 ㎛)의 최대 피트 높이(Sv)를 갖는다.
그리드 높이, 또는 Spk(감소된 피크 높이)는 ISO 25178에 명시된 바와 같이 막 표면 거칠기의 표시자이다. 감소된 피크 높이(Spk)는 평균 피크-대-피크 값보다 높은 돌출 피크의 평균 높이의 척도이다. 일부 구현들에서, 텍스처링된 연마 표면은 30 ㎛ 미만(예를 들어, 20 ㎛ 미만, 10 ㎛ 미만, 또는 5 ㎛ 미만)의 감소된 피크 높이(Spk)를 갖는다. 일부 구현들에서, 텍스처링된 연마 표면은 약 1 ㎛ 내지 약 30 ㎛(예를 들어, 약 1 ㎛ 내지 약 20 ㎛, 약 1 ㎛ 내지 약 10 ㎛, 약 4 ㎛ 내지 약 7 ㎛, 약 5 ㎛ 내지 약 7 ㎛, 약 4 ㎛ 내지 약 6 ㎛, 또는 약 5 ㎛ 내지 약 10 ㎛)의 감소된 피크 높이(Spk)를 갖는다.
본원에 설명된 유형의 진보된 연마 물품의 사용에 의해 달성되는 프로세스 결과들이, 연마 표면 상에 형성된 표면 텍스처가, 위에 설명된 측정된 값들의 적어도 하나 이상의 원하는 범위들 내에 속하는 속성들을 갖는다는 것을 보장하는 것에 의존한다는 것이 밝혀졌다. 그러나, 표면 텍스처가, 원하는 범위 내의 위에서 설명된 측정된 값들 중 오직 하나만을 갖는 것을 보장하는 것은 일반적으로, 양호한 연마 프로세스 결과들이 달성될 수 있다는 것을 충분히 보장하기에는 충분하지 않다는 것이 밝혀졌다. 진보된 연마 물품의 표면 속성들이, 위에 설명된 파라미터들 중 적어도 2개 이상의 원하는 범위들 내에 속하도록 형성될 필요가 있을 수 있다는 것을 이해할 것이다. 유전체들(예를 들어, 산화물들, 질화물들 등) 또는 금속(예를 들어, 텅스텐, 구리 등) 반도체 웨이퍼들에 대한 바람직한 프로세스 결과들을 제공하는 데에 사용될 수 있는 측정된 값들의 조합들의 예들이 아래에 개략적으로 기술된다.
일 구현에서, 진보된 연마 물품은: 45% 내지 65%의 양각 영역, 20 ㎛ 내지 40 ㎛의 양각 경간, 1 밀리미터당 30 내지 35의 평균 피크 밀도, 4 ㎛ 내지 7 ㎛의 산술 평균 높이(Sa), 30 ㎛ 내지 50 ㎛의 최대 피크 높이(Sp), 및 30 ㎛ 내지 80 ㎛의 최대 피트 높이(Sv) 중 적어도 하나를 갖는 거친 연마 표면을 갖는다.
다른 구현에서, 진보된 연마 물품은, 20 ㎛ 내지 40 ㎛의 양각 경간, 1 밀리미터당 30 내지 35의 평균 피크 밀도, 및 4 ㎛ 내지 7 ㎛의 산술 평균 높이(Sa)를 갖는 거친 연마 표면을 갖는다.
또 다른 구현에서, 진보된 연마 물품은 70% 미만의 양각 영역, 40 ㎛ 미만의 양각 경간, 1 밀리미터당 30 초과의 평균 피크 밀도, 및 10 ㎛ 미만의 산술 평균 높이(Sa)를 갖는 거친 연마 표면을 갖는다.
또 다른 구현에서, 진보된 연마 물품은: 60% 내지 65%의 양각 영역, 20 ㎛ 내지 40 ㎛의 양각 경간, 1 밀리미터당 30 내지 35의 평균 피크 밀도, 5 ㎛ 내지 7 ㎛의 산술 평균 높이(Sa), 40 ㎛ 내지 60 ㎛의 최대 피크 높이(Sp), 및 70 ㎛ 내지 80 ㎛의 최대 피트 높이(Sv) 중 적어도 하나를 갖는 거친 연마 표면을 갖는다.
또 다른 구현에서, 진보된 연마 물품은: 60% 내지 65%의 양각 영역, 20 ㎛ 내지 40 ㎛의 양각 경간, 1 밀리미터당 30 내지 35의 평균 피크 밀도, 4 ㎛ 내지 6 ㎛의 산술 평균 높이(Sa), 20 ㎛ 내지 40 ㎛의 최대 피크 높이(Sp), 및 30 ㎛ 내지 50 ㎛의 최대 피트 높이(Sv) 중 적어도 하나를 갖는 거친 연마 표면을 갖는다.
또 다른 구현에서, 진보된 연마 물품은: 55% 내지 60%의 양각 영역, 20 ㎛ 내지 40 ㎛의 양각 경간, 1 밀리미터당 30 내지 35의 평균 피크 밀도, 5 ㎛ 내지 7 ㎛의 산술 평균 높이(Sa), 40 ㎛ 내지 50 ㎛의 최대 피크 높이(Sp), 및 40 ㎛ 내지 50 ㎛의 최대 피트 높이(Sv) 중 적어도 하나를 갖는 거친 연마 표면을 갖는다.
또 다른 구현에서, 진보된 연마 물품은: 40% 내지 50%의 양각 영역, 20 ㎛ 내지 40 ㎛의 양각 경간, 1 밀리미터당 30 내지 35의 평균 피크 밀도, 4 ㎛ 내지 6 ㎛의 산술 평균 높이(Sa), 40 ㎛ 내지 50 ㎛의 최대 피크 높이(Sp), 및 40 ㎛ 내지 50 ㎛의 최대 피트 높이(Sv) 중 적어도 하나를 갖는 거친 연마 표면을 갖는다.
대안적인 최상부 패드 구성 예들
본원에 설명된 구현들에 따르면, 최상부 패드(410)는 비교적 얇고, 플래튼 계면, 예컨대, 도 2에 도시된 일체형 계면 층(250)은 연마 물품(400)의 기계적 무결성을 증가시키고/거나 연마 물품(400)의 연마 성능을 개선하고/거나 조정하기 위해 필요한 순응도를 제공하는 데에 활용된다. 추가적으로 또는 대안적으로, 일체형 계면 층(250)의 경도 및/또는 구조는 연마 동안 연마 물품(400)에 추가적인 순응도를 제공할 수 있다.
하나의 대안적인 구현에서, 일체형 계면 층(250)은 연마 물품(400) 내에 배치되는 최상부 패드(410)의 표면(414) 상에 배치된다. 일 구현에서, 일체형 계면 층(250)은 중합체 물질로 만들어진다. 다른 구현에서, 일체형 계면 층(250)은 제1 플래튼 계면(450), 선택적인 제2 플래튼 계면(460), 및 제3 플래튼 계면(470)와 유사한 적어도 하나의 층을 포함하도록 구성되고, 따라서 보조판(238)(도 2) 또는 플래튼 조립체(도시되지 않음) 상에 배치될 중복 플래튼 계면 조립체(420) 구성요소들은 존재할 필요가 없다. 일 구현에서, 플래튼 계면은 다층 플래튼 계면이다. 일 구현에서, 플래튼 계면은 약 0.005 인치 내지 약 0.070 인치(예를 들어, 약 0.006 인치 내지 약 0.060 인치, 약 0.010 인치 내지 약 0.050 인치, 또는 약 0.030 인치 내지 약 0.050 인치)의 두께를 갖는다. 일부 구현들에서, 최상부 패드(410)는 플래튼 계면 조립체(420)의 일부에 후속으로 접착될 수 있다. 일부 구현들에서, 최상부 패드(410)는 플래튼 계면 조립체(420)로부터 분리된다.
도 5a는, 본원에 설명된 하나 이상의 구현에 따른, 진보된 연마 물품(500)의 다른 구현의 확대된 개략적인 측면도이다. 일 구현에서, 진보된 연마 물품(500)은 진보된 연마 물품(123) 또는 진보된 연마 물품(323) 대신에 사용된다. 진보된 연마 물품(500)은 텍스처링된 연마 표면(512)을 갖는 최상부 패드 조립체(510)를 포함하고, 선택적으로, 플래튼 계면 조립체(420)는 최상부 패드 조립체(510) 아래에 위치된다. 최상부 패드 조립체(510)는 최상부 패드 층(530) 및 바닥 패드 층(520)을 포함한다. 플래튼 계면 조립체(420)가 바닥 패드 층(520)의 바닥 표면(514)에 접착되는 것으로 도시되어 있지만, 진보된 연마 물품(500)이 웹 연마 시스템(예를 들어, 도 2에 도시된 롤-투-롤 구성)에서 사용되는 일부 구현들에서, 선택적 플래튼 계면 조립체(420)는, 도 2에 도시된 진보된 연마 물품(123)으로부터 분리되는 플래튼 계면 요소(240)와 유사하게, 최상부 패드 조립체(510)로부터 분리된다.
대안적인 롤-투-롤 구현에서, 진보된 연마 물품(500)은, 도 2에 도시된 진보된 연마 물품(123)과 일체형인 일체형 계면 층(250)과 유사하게, 선택적인 플래튼 계면 조립체(420)가 최상부 패드 조립체(510)와 일체형으로 만들어지도록 형성된다.
진보된 연마 물품(500)은, 진보된 연마 물품(500)이 2층 최상부 패드 조립체(510)를 갖는다는 점을 제외하고는, 진보된 연마 물품(400)과 유사하다. 최상부 패드 조립체(510)는 최상부 패드 층(530) 및 바닥 패드 층(520)을 포함한다. 최상부 패드 층(530)은 텍스처링된 연마 표면(412)과 유사한 텍스처링된 연마 표면(512)을 가지며, 텍스처링된 연마 표면(512)에 형성된 복수의 거대 피쳐들 및 홈들(532)을 포함한다. 바닥 패드 층(520)은 연속 층이다. 최상부 패드 층(530) 및 바닥 패드 층(520)은 임의의 적합한 부착 방법들(예를 들어, 적층, 열 접합, 접착, 양면 테이프, 감압성 접착제들 등)에 의해 함께 접착될 수 있다. 일부 대안적인 구현들에서, 최상부 패드 층(530) 및 바닥 패드 층(520)은 그를 통해 부분적으로 연장하는 홈들(532)을 갖는 단일체 패드로서 제조될 수 있다. 단일체 패드는 약 0.001 인치 내지 약 0.025 인치, 예컨대, 약 0.010 인치 내지 약 0.020 인치, 또는 약 0.010 인치 내지 약 0.018 인치의 총 두께를 가질 수 있다. 어느 경우에든, 최상부 패드 층(530)에 형성된 홈들(532)은, 적어도 패드 몸체(534)의 일부를 통해, 그리고 연마 표면(512)으로부터 연장되는 측벽들(532A)에 의해 적어도 부분적으로 한정된다. 홈(532)의 양 측 상에 형성되는 에지들(532B)은 홈(532)의 측벽들(532A)과 연마 표면(512)의 접합부에 형성된다.
최상부 패드 층(530)에 형성된 홈들(532)은 연마 프로세스 동안의 연마 슬러리를 위한 국부 저장소들로서 기능할 수 있다. 홈들(532)은 임의의 적합한 홈 형성 방법들(예를 들어, 레이저 절단, 물 제트 절단, 다이 절단, 스탬핑, 펀치 프레스 등)을 사용하여 최상부 패드 층(530)에 형성될 수 있다. 연속 바닥 패드 층(520)은 액체들, 예컨대, 연마 슬러리 또는 물이 바닥 패드 층(520)을 관통하는 것을 방지한다. 이 구성에서, 최상부 패드 층(530)을 통해 형성된 홈들(532)은, 형성된 홈들에 슬러리가 유지되고 연마 슬러리는 일반적으로 바닥 패드 층(520)을 관통하지 않을 것이기 때문에, 연마 슬러리를 위한 국부적인 저장소들이 된다. 연마기 청결도 및 연마 동안 패드를 유지하는 것을 포함하는 다수의 이유들 때문에, 슬러리가 최상부 패드 층(530)의 홈들(532)을 통해 최상부 패드 조립체(510)를 관통하여 플래튼 계면 조립체(420) 구성요소들 내로 이동하는 것은 바람직하지 않다.
도 5a에 예시된 바와 같이, 텍스처링된 연마 표면(512)은 또한, 함몰된 영역(549)에 의해 적어도 부분적으로 둘러싸인 돌출 영역(548)을 각각 포함하는 복수의 거대 피쳐들(547)을 선택적으로 더 포함할 수 있다. 연마 표면(412)에 형성된 거대 피쳐들(447)과 마찬가지로, 선택적인 거대 피쳐들(547)은 연마 표면(512) 상에 형성된 개별 요소들(540)보다 높이 및 측방향 폭이 상당히 더, 예컨대, 백 배, 천 배, 또는 만 배 더 크다. 도 5a는 거대 피쳐들(547)을 포함하는 진보된 연마 물품(500)을 예시하지만, 이 구성은, 진보된 연마 물품(500)이 거대 피쳐들(547)을 포함할 필요가 없고 따라서, 연마 표면(512) 상에 형성된 복수의 개별 요소들(540)을 포함하는 일반적으로 평면인 연마 표면(512)을 가질 것이기 때문에, 본원에 제공된 개시내용에 대한 제한을 의도한 것은 아니다.
도 5b는 도 5a에 예시된 진보된 연마 물품(500)의 최상부 패드 층(530)의 텍스처링된 연마 표면(512)의 영역의 확대된 개략적인 측면도이다. 최상부 패드 층(530)은, 패드 몸체(534)를 한정하는, 텍스처링된 연마 표면(512) 및 대향하는 바닥 표면(536)을 갖는다. 텍스처링된 연마 표면(412)과 유사하게, 텍스처링된 연마 표면(512)은 진보된 연마 물품(500)의 텍스처링된 연마 표면(512)을 한정하는 복수의 미소 피쳐들 또는 개별 요소들(540)을 포함한다. 복수의 개별 연장된 요소들(540)은 개방된 근위 부분 및 개방된 또는 폐쇄된 원위 단부(544)를 한정하는 측벽(들)(542)을 갖는 것으로 설명될 수 있다. 일 구현에서, 텍스처링된 연마 표면(512)의 개별 요소들(540)은 약 1 미크론 내지 약 50 미크론(예를 들어, 약 1 미크론 내지 약 30 미크론, 약 5 미크론 내지 약 30 미크론, 약 10 미크론 내지 약 20 미크론, 또는 약 5 미크론 내지 약 10 미크론)의 평균 높이("h")를 갖는다. 일 구현에서, 융기된 표면 텍스처는 양각 프로세스를 사용하여 형성된다. 일 구현에서, 융기된 표면 텍스처에 의해 형성된 텍스처는 균일하거나 실질적으로 균일하다.
최상부 패드 층(530)은 전형적으로, 합성 물질들을 포함한다. 적합한 합성 물질들의 비제한적인 예들은 막들, 예컨대, 중합체 또는 열가소성 막들, 지속가능한 중합체들을 포함하는 웹들 등을 포함한다. 적합한 전구체 웹들은 이러한 물질들의 적층물 또는 배합물들을 더 포함한다. 일 구현에서, 최상부 패드 층(530)은 중합체 시트 또는 막이다. 적합한 중합체 막들은 물질들, 예컨대, 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리스티렌, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리비닐 알콜(PVA), 폴리아미드들(예를 들어, 나일론), 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)(예를 들어, 테플론(TEFLON)), 폴리아미드들, 폴리우레탄, 또는 이들의 조합들로 형성된 열가소성 막들을 포함한다. 적합한 중합체 막들은 중합체의 배합물들 또는 혼합물들을 포함할 수 있다. 일 구현에서, 최상부 패드 층(530)은 폴리프로필렌 기재의 시트이다. 일 실시예에서, 최상부 패드 층(530)은 폴리프로필렌(PP)을 본질적으로 포함한다.
본 개시내용의 하나 이상의 실시예에 따르면, 최상부 패드(510) 또는 최상부 패드(410)의 바닥 패드 몸체(524) 및/또는 패드 몸체(534) 또는 패드 몸체(430)는 각각 적층 제조 프로세스, 예컨대, 3차원(3D) 프린팅 프로세스에 의해 형성될 수 있다. 본 개시내용의 실시예들은, 관능성 중합체들, 관능성 올리고머들, 단량체들, 반응성 희석제들, 유동 첨가제들, 경화제들, 광개시제들, 및 경화 상승작용제들을 포함하지만 이에 한정되지는 않는 "수지 전구체 성분들"을 포함하는 수지 전구체 조성물들, 또는 전구체들로 형성된 하나 이상의 물질로 형성된, 불연속 피쳐들 및 기하형상들을 갖는 진보된 연마 물품을 제공한다. 수지 전구체 성분들은 또한, 화학적으로 활성인 물질들 및/또는 화합물들, 예컨대, 적어도 일관능성일 수 있는, 관능성 중합체들, 관능성 올리고머들, 단량체들, 및 반응성 희석제들을 포함할 수 있고, 자유 라디칼들, 루이스 산들, 및/또는 전자기 방사선에 노출될 때 중합을 겪을 수 있다. 일 예로서, 진보된 연마 물품들은, 적어도 하나의 경화 단계가 후속되는, 적어도 하나의 수지 전구체 조성물의 자동화된 순차적 퇴적에 의해 복수의 중합체 층들로 형성될 수 있고, 여기서, 각각의 층은 적어도 하나의 중합체 조성물, 및/또는 상이한 조성물들의 영역들을 나타낼 수 있다. 일부 실시예들에서, 진보된 연마 패드의 층들 및/또는 영역들은, 복합 물질 구조, 예컨대, 적어도 하나의 충전제, 예컨대, 금속, 반금속 산화물들, 탄화물들, 질화물들 및/또는 중합체 입자들을 함유하는 방사선 경화된 중합체를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 진보된 연마 패드의 층들 및/또는 영역들은, 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리스티렌, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리비닐 알콜(PVA), 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 폴리아미드들(예를 들어, 나일론) 및 폴리우레탄으로 구성되는 군으로부터 선택되는 물질을 포함하는 복합 물질 구조를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 진보된 연마 패드는 50% 초과의 폴리프로필렌(PP), 예컨대, 70% 초과의 폴리프로필렌(PP), 또는 90% 초과의 폴리프로필렌(PP), 또는 99% 초과의 폴리프로필렌(PP)을 포함하는 중합체 물질을 포함한다. 일 실시예에서, 진보된 연마 패드는 폴리프로필렌(PP)을 본질적으로 포함한다.
텍스처링 이전에 최상부 패드 조립체(510)의 최상부 패드 층(530)은 전형적으로, 약 0.001 인치 내지 약 0.025 인치(예를 들어, 약 0.012 인치 내지 약 0.025 인치, 약 0.015 인치 내지 약 0.025 인치, 약 0.003 인치 내지 약 0.017 인치, 약 0.006 인치 내지 약 0.017 인치, 또는 약 0.010 인치 내지 약 0.015 인치) 범위의 두께("TTL")를 가질 것이다. 최상부 패드 조립체(510)의 원하는 속성들에 따라, 다른 적합한 두께가 사용될 수 있다.
일부 구현들에서, 복수의 홈들(532)은, 최상부 패드 조립체(510)의 최상부 패드 층(530)의 패드 몸체(534)의 두께("TTL")를 완전히 통하여, 바람직하게는 횡방향으로 또는 거의 횡방향으로 통과한다. 그러나, 최상부 패드 층(530)은 홈들을 채용할 수 있고, 이 홈들은 최상부 패드 층(530)의 두께("TTL")를 통해 전부를 통과하지 않지만, 텍스처링된 연마 표면(512)으로부터 최상부 패드 층(530)의 패드 몸체(534) 내로의 원하는 거리까지 최상부 패드 층(530) 내로 연장된다. 일 구현에서, 홈(532)은 약 0.003 인치 내지 약 0.025 인치, 예를 들어, 약 0.010 인치의 깊이를 갖는다. 일부 구현들에서, 홈들(532)의 바닥 표면은 연마 표면(512)으로부터, 패드 몸체(534)의 두께 미만인 깊이까지 연장된다. 복수의 홈들(532)이 패드 몸체(534)의 두께("TTL")를 완전히 통하여 연장되는 일부 구현들에서, 바닥 패드 층(520)의 최상부 표면(522)은 홈들(532)의 바닥을 한정한다. 일 구현에서, 홈(532)은 최상부 패드 조립체(510)를 통해, 예컨대, 텍스처링된 연마 표면(512)으로부터 바닥 표면(514)까지 연장된다.
일 구현에서, 홈(532)은 약 0.05 인치 내지 약 0.50 인치(예를 들어, 약 0.10 인치 내지 약 0.40 인치, 약 0.15 인치 내지 약 0.30 인치, 약 0.15 인치 내지 약 0.20 인치, 또는 약 0.18 인치 내지 약 0.20 인치)의 폭을 갖는다. 일 구현에서, 인접한 홈들(532) 사이의 간격은 약 0.5 인치 내지 약 2.5 인치(예를 들어, 약 1 인치 내지 약 2 인치, 약 1 인치 내지 약 2 인치, 또는 약 1 인치 내지 약 1.5 인치)이다.
바닥 패드 층(520)은, 바닥 패드 몸체(524)를 한정하는, 최상부 표면(522) 및 대향하는 바닥 표면(514)을 갖는다. 일부 구현들에서, 최상부 표면(522)은 텍스처링된다. 최상부 표면(522)의 텍스처는 텍스처링된 연마 표면(412) 및 텍스처링된 연마 표면(512)의 텍스처와 유사할 수 있다. 일부 구현들에서, 홈들(532)의 바닥은 바닥 패드 층(520)의 최상부 표면(522)에 의해 한정된다. 일부 구성들에서, 최상부 표면(522)은, 홈들(532)의 바닥 표면에서 바닥 패드 몸체(524)의 적어도 노출된 부분이 텍스처링되도록 텍스처링된다. 이론에 얽매이지는 않지만, 홈들(532)의 바닥 표면에서 바닥 패드 몸체(524)의 노출된 부분의 영역을 텍스처링하는 것은, 노출된 텍스처링된 부분이 처리 동안 슬러리의 유체와 같은 움직임에 대한 장애물로서 작용하는 경향이 있을 것이므로, 연마 슬러리를 홈들에 유지하고 따라서 슬러리를 "붙잡는" 것을 돕는 것으로 여겨진다.
최상부 패드 조립체(510)의 바닥 패드 층(520)은 전형적으로, 약 0.001 인치 내지 약 0.025 인치(예를 들어, 약 0.003 인치 내지 약 0.017 인치, 약 0.006 인치 내지 약 0.017 인치, 또는 약 0.010 인치 내지 약 0.015 인치) 범위의 두께("TTL")를 가질 것이다. 최상부 패드 조립체(510)의 원하는 속성들에 따라, 다른 적합한 두께가 사용될 수 있다.
바닥 패드 층(520)은 전형적으로, 합성 물질들을 포함한다. 적합한 합성 물질들의 비제한적인 예들은 막들, 예컨대, 중합체 또는 열가소성 막들, 지속가능한 중합체들을 포함하는 웹들 등을 포함한다. 적합한 전구체 웹들은 이러한 물질들의 적층물 또는 배합물들을 더 포함한다. 일 구현에서, 바닥 패드 층(520)은 중합체 시트 또는 막이다. 적합한 중합체 막들은, 물질들, 예컨대, 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리스티렌, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리비닐 알콜(PVA), 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)(예를 들어, 테플론(TEFLON)), 폴리아미드들(예를 들어, 나일론), 폴리우레탄, 또는 이들의 조합들로 구성된 열가소성 막들을 포함한다. 적합한 중합체 막들은 중합체의 배합물들 또는 혼합물들을 포함할 수 있다. 일 구현에서, 바닥 패드 층(520)은 폴리프로필렌 기재의 시트이다.
일부 구현들에서, 최상부 패드 층(530)은 임의의 적합한 부착 방법들(예를 들어, 적층, 접착, 양면 테이프, 감압성 접착제들 등)에 의해 바닥 패드 층(520)에 접착된다. 예를 들어, 바닥 패드 층(520)의 최상부 표면(522)은 최상부 패드 층(530)의 바닥 표면(536)에 접착될 수 있다.
일부 구현들에서, 최상부 패드 조립체(510)는 임의의 적합한 부착 방법들(예를 들어, 적층, 접착, 양면 테이프, 감압성 접착제들 등)에 의해 플래튼 계면 조립체(420)에 접착된다. 예를 들어, 제1 플래튼 계면(450)의 제1 표면(452)은 바닥 패드 층(520)의 바닥 표면(514)에 접착될 수 있다.
일부 구현들에서, 제1 플래튼 계면(450)의 제1 표면(452) 상의 실리콘의 층은 연마 동안 플래튼 계면 조립체(420)를 최상부 패드 조립체(510)와 결합시키지만, 플래튼 계면 조립체(420) 및 최상부 패드 조립체(510)가 연마 부하 하에 있지 않을 때 서로로부터 해제되는 것을 허용하고 그에 의해 연마 패드가 웨이퍼들 사이에서 전진하는 것을 허용하는 이점을 갖는다. 일부 구현들에서, 실리콘은 40-50 경도계 쇼어 A 실리콘이며, 이는 압축 하에 배치될 때, 최상부 패드 조립체(510)의 바닥 표면(514)과 플래튼 계면 조립체(420)를, 이들이 단일 물품인 것처럼 함께 효과적으로 결합시키는 극히 높은 측방향 마찰을 제공한다.
일부 구현들에서, 제1 플래튼 계면(450)의 제1 표면(452)은, 본원에서 논의되는 바와 같이 해제가능한 접합 층(455)(도 4b-4c)과 유사한 해제가능한 부착 층에 의해 최상부 패드 조립체(510)의 바닥 표면(514)에 해제가능하게 접착된다. 이 구성에서, 플래튼 계면 조립체(420)는 플래튼 계면 조립체(420) 아래에 배치된 플래튼 조립체(도시되지 않음)의 표면에 고정적으로 부착되거나, 접합되거나, 접착된다.
도 6a는, 홈들(632)이 표면에 형성된 텍스처링된 연마 표면(612)을 갖는 진보된 연마 물품(600a)의 개략적인 상면도이다. 일 구현에서, 진보된 연마 물품(600a)이, 진보된 연마 물품(123), 진보된 연마 물품(323), 진보된 연마 물품(400) 또는 진보된 연마 물품(500) 대신에 사용될 수 있거나 그의 일부를 형성할 수 있다. 텍스처링된 연마 표면(612)은 도 4e 및 5b에 예시된 바와 같이, 텍스처링된 연마 표면(412) 및 텍스처링된 연마 표면(512)의 텍스처와 유사할 수 있다. 위에서 논의된 바와 같이, 홈들(632)은 진보된 연마 물품(500)의 홈들(532)과 유사한 물리적 치수들 및 속성들을 가질 수 있다. 진보된 연마 물품(600a)의 홈들(632)의 패턴은 2-방향 홈들(예를 들어, x 방향 및 y 방향 양쪽 모두로 연장되는 홈들)을 포함한다. X-Y 홈 패턴이 도 6a에 도시되지만, 본원에 설명되는 구현들은, 사인파, 톱니, 나선, 육각형, 원형, 및 연마 프로세스 동안 연마되고 있는 기판(122) 아래에 포획되는 연마 슬러리의 "배출"을 허용하는 임의의 다른 홈 패턴을 포함하는 다른 홈 패턴들을 고려한다. 추가적으로, 홈들(632) 중 각각의 홈의 에지들이 직선 에지들로 도시되지만, 본원에 설명되는 구현들은 하나 이상의 만곡된 에지들, 원형 에지들, 사인파 에지들, 및 임의의 다른 비-직선 에지들을 포함하는 다른 에지 설계들을 고려하는 것이 이해되어야 한다. 홈의 에지들의 형상을 구성하는 것은, 연마 동안 패드 표면에 대해 이동되고 있는 연마 물품(예를 들어, 기판 또는 웨이퍼)의 에지들이, 물품이 패드 표면에 대해 눌려지고 홈 및 홈 에지들에 대해 횡방향(예를 들어, 평행하지 않은 방향)으로 이동될 때 홈의 에지(예를 들어, 홈의 후단 에지)와 충돌하는 것을 방지하는 데에 유익하다. 이론에 얽매이지는 않지만, 기판 아래의 과잉 연마 슬러리가 연마 프로세스 동안 기판 아래로부터 밀어내질 수 있도록, 홈들이, 연마되고 있는 기판 아래에 있지 않은 영역과 연통해야 한다고 여겨진다.
일부 구현들에서, 수평 홈 길이(621)(예를 들어, X-Y 평면 내의 길이), 연마 동안 기판의 이동의 축(625)에 대한 홈 배향, 진보된 연마 물품이 롤-투-롤 패드 구성에서 색인되는 축(즉, 도 6c의 색인 축(626))에 대한 홈 배향, 및 진보된 연마 물품에 형성된 홈들의 큰 비율의 홈 패턴이, 연마되고 있는 기판 아래에 포획된 슬러리가 탈출하기 위한 경로를 제공하도록 구성된다는 것을 보장하는 것이 바람직하다. 이동하는 기판 아래에 포획된 슬러리를 위한 탈출 경로를 제공하는 것은, 기판이, 진보된 연마 물품의 표면 상에 형성된 텍스처의 피크들과 더 균일하게 접촉하는 것을 허용할 것으로 여겨지는데, 그 이유는, 대부분의 수성 슬러리 물질들의 비압축성 성질이, 슬러리를 위한 탈출 경로가 제공되지 않는 경우, 기판으로 하여금 진보된 연마 물품 표면에 걸쳐 "수상 활주"하게 하는 경향이 있기 때문이다. 그러므로, 일부 구현들에서, 진보된 연마 물품은 기판의 주 치수(D)(도 6c)(예를 들어, 둥근 반도체 기판의 직경)보다 더 긴 적어도 하나의 홈, 및 일부 경우들에서, 처리 동안 기판(122)을 둘러싸는 유지 링(309)의 외측 직경을 포함한다. 일부 구현들에서, 진보된 연마 물품은, 진보된 연마 물품에 대해 기판이 이동되는 동안 항상 각각의 홈의 적어도 일부가 기판의 에지를 지나 연장되도록 서로에 대해 배향되는 2개 이상의 홈들을 포함한다. 일 구현에서, 2개 이상의 홈들은, 2개 이상의 홈들이 각각, 처리 동안 진보된 연마 물품에 대해 기판이 이동될 때 반대 방향들로 기판의 에지를 지나 연장되도록 서로에 대해 배향된다.
도 6b는, 홈들(642)이 표면에 형성된 텍스처링된 연마 표면(622)을 갖는 진보된 연마 물품(600b)의 개략적인 상면도이다. 일 구현에서, 진보된 연마 물품(600b)이, 진보된 연마 물품(123), 진보된 연마 물품(323), 진보된 연마 물품(400) 또는 진보된 연마 물품(500) 대신에 사용될 수 있거나 그의 일부를 형성할 수 있다. 텍스처링된 연마 표면(622)은 진보된 연마 물품(400)의 텍스처링된 연마 표면(412) 및 진보된 연마 물품(500)의 텍스처링된 연마 표면(512)의 텍스처와 유사할 수 있다. 홈들(642)은 진보된 연마 물품(500)의 홈들(532)과 유사하다. 진보된 연마 물품(600b)의 홈들(642)은 홈들(642)의 톱니 패턴을 형성한다.
도 6c는, 홈들(654)의 어레이가 표면에 형성된 텍스처링된 연마 표면(652)을 갖는 진보된 연마 물품(600c)의 롤-투-롤 유형의 일부의 개략적인 상면도이다. 일 구현에서, 진보된 연마 물품(600c)이, 진보된 연마 물품(123), 진보된 연마 물품(323), 진보된 연마 물품(400) 또는 진보된 연마 물품(500) 대신에 사용될 수 있거나 그의 일부를 형성할 수 있다. 텍스처링된 연마 표면(652)은 진보된 연마 물품(400)의 텍스처링된 연마 표면(412) 및 진보된 연마 물품(500)의 텍스처링된 연마 표면(512)의 텍스처와 유사할 수 있다. 홈들(654)은 진보된 연마 물품(500)의 홈들(532)과 유사하다. 진보된 연마 물품(600c)의 홈들(654)은 색인 축(626)에 수직으로(예를 들어, 진보된 연마 물품(600c)의 길이 방향에 수직으로) 그리고/또는 이동의 축(625)에 평행하게 정렬된 홈들(654)의 톱니 패턴을 형성한다. 홈들(654)은 진보된 연마 물품(600d)의 폭 방향을 따라 연장되고, 색인 축(626) 방향으로 이격된다. 일 구현에서, 홈들(654)은 각각의 개별 홈의 폭보다 더 큰 (인접한 홈들의 중심간에 측정된) 홈 간격을 갖는다. 일 구현에서, 홈 패턴의 홈들(654)은 약 0.030 인치 내지 약 0.190 인치의 폭, 및 약 0.5 인치 내지 약 2.5 인치의 (인접한 홈들의 중심간) 홈 간격 또는 홈 피치를 갖는다. 다른 구현에서, 각각의 개별 홈(654)의 폭은 인접한 홈들 사이의 홈 간격보다 더 크다.
위에서 논의된 바와 같이, 일부 구현들에서, 수평 홈 길이(621)(예를 들어, X-Y 평면 내의 방향), 연마 동안 기판의 이동의 축(625)에 대한 홈 배향, 진보된 연마 물품이 롤-투-롤 패드 구성에서 색인되는 축에 대한 홈 배향, 및 진보된 연마 물품에 형성된 홈들의 큰 비율의 홈 패턴이, 연마되고 있는 기판 아래에 포획된 슬러리가 탈출하기 위한 경로를 제공하도록 구성된다는 것을 보장하는 것이 바람직하다. 롤-투-롤 구성에 사용되는 진보된 연마 물품의 일부 구현들에서, 형성된 홈들의 어레이의 이동의 축(625)에 대한 홈 패턴 및 홈 배향(예를 들어, 홈들(654)의 톱니 패턴)이, 심지어 연마 동안 연마 패드가, 원하는 거리만큼 증가되더라도, 진보된 연마 물품의 롤의 상이한 부분들 상에서 처리되는 각각의 기판이, 실질적으로 동일한 연마 표면 및 홈들의 개수를 만나도록 하는 것임을 보장하는 것이 바람직하다.
도 6d는, 홈들(664)의 어레이가 표면에 형성된 텍스처링된 연마 표면(662)을 갖는 진보된 연마 물품(600d)의 롤-투-롤 유형의 일부의 개략적인 상면도이다. 일 구현에서, 진보된 연마 물품(600d)이, 진보된 연마 물품(123), 진보된 연마 물품(323), 진보된 연마 물품(400) 또는 진보된 연마 물품(500) 대신에 사용될 수 있거나 그의 일부를 형성할 수 있다. 텍스처링된 연마 표면(662)은 진보된 연마 물품(400)의 텍스처링된 연마 표면(412) 및 진보된 연마 물품(500)의 텍스처링된 연마 표면(512)의 텍스처와 유사할 수 있다. 홈들(664)은 진보된 연마 물품(500)의 홈들(532)과 유사하다. 진보된 연마 물품(600d)의 홈들(664)의 어레이는, 색인 축(626)에 평행하고 이동의 축(625)에 수직으로 배향된 홈들(654)의 톱니 패턴을 포함한다. 홈들(654)은 진보된 연마 물품(600d)의 길이 방향을 따라(예를 들어, 이동의 방향에 평행하게) 연장된다. 일 구현에서, 홈들(664)은 각각의 개별 홈의 폭보다 더 큰 (인접한 홈들의 중심간에 측정된) 홈 간격을 갖는다. 홈들(664)의 홈 간격은 폭 방향으로 정렬된다. 일 구현에서, 홈 패턴의 홈들(664)은 약 0.060 인치의 폭 및 (인접한 홈들의 중심간) 약 0.5 인치의 홈 간격을 갖는다. 다른 구현에서, 각각의 개별 홈(664)의 폭은 인접한 홈들 사이의 홈 간격보다 더 크다.
진보된 연마 물품(600d)의 일부 구현들에서, 색인 축(626)을 따라 정렬된 홈들(664)의 하나 이상의 행은 색인 축(626)에 평행한 경로(670)를 제공하기 위해 이격된다. 일 예에서, 도 6d에 도시된 바와 같이, 경로(670)는, 어떠한 홈도 진보된 연마 물품(600d)의 중심에 위치되지 않도록, 진보된 연마 물품(600d)의 중심에 위치된다. 경로(670)는, 광학 감지 디바이스(220)가, 진보된 연마 물품(600d) 내의 피쳐들(예를 들어, 홈들, 표면 토포그래피)로부터의 장애물들 없이 기판(122)을 보기 위한 광학 경로를 제공한다. 일부 구현들에서, 이 경로(670)는, 진보된 연마 물품(600d)이 색인 축(626)을 따라 증분적으로 색인될 때, 광학 종료점 검출기에 의해 제공되는 검사 빔이 경로(670)의 일부를 통과하는 것만 허용하고 따라서 홈의 일부를 통과하는 것은 허용하지 않는 폭을 갖는다. 일 예에서, 이 경로(670)는 약 1 mm 내지 약 5 mm의 폭을 갖는다. 진보된 연마 물품에 광학 경로가 존재하지 않는 일부 구현들에서, 홈 간격은 진보된 연마 물품(600d)의 표면에 걸쳐 일관될 수 있다. 이 경우에, 광학 종료점 검출기에 의해 제공되는 광학 검사 빔이, 진보된 연마 물품이 연마 순서의 상이한 단계들 동안 증분적으로 색인될 때, 진보된 연마 물품(600d)의 영역들을 통과하고 또한, 홈의 하나 이상의 부분을 통과하는 경우, 제어기는, 예를 들어, 홈의 존재 또는 부재에 의해 도입되는 물질 적층체의 변동들로 인한 검사 빔의 강도의 변동들을 피하기 위해, 기판이 연마되고 있을 때 검사 빔이, 진보된 연마 물품(600d)의 영역을 항상 통과하도록 패드를 가변 거리만큼 색인하게 프로그래밍될 수 있다.
도 6e는, 홈들(664)의 어레이가 표면에 형성된 텍스처링된 연마 표면(672)을 갖는 진보된 연마 물품(600e)의 롤-투-롤 유형의 일부의 개략적인 상면도이다. 일 구현에서, 진보된 연마 물품(600e)이, 진보된 연마 물품(123), 진보된 연마 물품(323), 진보된 연마 물품(400) 또는 진보된 연마 물품(500) 대신에 사용될 수 있거나 그의 일부를 형성할 수 있다. 텍스처링된 연마 표면(672)은 진보된 연마 물품(400)의 텍스처링된 연마 표면(412) 및 진보된 연마 물품(500)의 텍스처링된 연마 표면(512)의 텍스처와 유사할 수 있다. 홈들(674)은 진보된 연마 물품(500)의 홈들(532)과 유사하다. 진보된 연마 물품(600e)의 홈들(674)의 어레이는, 색인 축(676)에 평행하게 그리고 진보된 연마 물품(600e)의 길이 방향에 평행하게 연장되는 홈들(674)의 사인파 패턴을 형성한다. 일부 구현들에서, 사인파의 주기는 사인파의 진폭의 1배 내지 5배이다. 홈들(674)은 진보된 연마 물품(600e)의 길이를 따라(예를 들어, 이동의 방향(예를 들어, 도 4c에서의 방향(A))에 평행하게) 연장된다. 일 구현에서, 홈들(674)은 각각의 개별 홈의 폭보다 더 큰 (인접한 홈들의 중심간에 측정된) 홈 간격을 갖는다. 일 구현에서, 홈 패턴의 홈들(674)은 약 0.060 인치의 폭 및 (인접한 홈들의 중심간) 약 0.5 인치의 홈 간격을 갖는다. 다른 구현에서, 각각의 개별 홈(674)의 폭은 인접한 홈들 사이의 홈 간격보다 더 크다. 일부 구현들에서, 색인 축(676)을 따른 중심선에서의 홈들의 행들은, 홈들이 없는 진보된 연마 물품(600e)의 중심 아래로 경로(680)를 갖도록 이격된다. 일부 구현들에서, 이 경로(680)는 약 1 mm 내지 약 5 mm의 폭을 갖는다. 이 경로(680)는, 광학 감지 디바이스(220)가 기판(122)을 보기 위한 광학 경로를 제공한다. 광학 종료점이 사용되지 않는 일부 구현들에서, 홈 간격은 진보된 연마 물품(600e)의 표면에 걸쳐 일관될 수 있다.
도 6f는, 홈들(684)의 어레이가 표면에 형성된 텍스처링된 연마 표면(682)을 갖는 진보된 연마 물품(600f)의 롤-투-롤 유형의 일부의 개략적인 상면도이다. 도 6g는, 본원에 설명된 하나 이상의 구현에 따른, 도 6f의 진보된 연마 물품(600f)의 일부의 개략적인 분해 상면도이다. 일 구현에서, 진보된 연마 물품(600f)이, 진보된 연마 물품(123), 진보된 연마 물품(323), 진보된 연마 물품(400) 또는 진보된 연마 물품(500) 대신에 사용될 수 있거나 그의 일부를 형성할 수 있다. 텍스처링된 연마 표면(682)은 진보된 연마 물품(400)의 텍스처링된 연마 표면(412) 및 진보된 연마 물품(500)의 텍스처링된 연마 표면(512)의 텍스처와 유사할 수 있다. 진보된 연마 물품(600f)의 홈들(684)은 색인 축(686) 및 길이 방향에 수직으로 연장되는 홈들(684)의 톱니 패턴을 형성한다. 그러나, 진보된 연마 물품(600c)의 홈들(654)과 달리, 홈들(684) 중 각각의 홈의 각각의 에지(688)는 임의의 평평한 또는 직선 에지들을 갖지 않고, 대신에 에지들(688)은 하나 이상의 만곡된 형상을 갖는다. 홈들(684)은, 도 6g에 예시된 바와 같이, 전형적으로 연마 표면(682)에 수직으로 배열된, 연마 표면(682)으로부터 연장되는 측벽들(684A)에 의해 적어도 부분적으로 한정된다. 홈(684)의 양 측 상에 형성되는 에지들(688)은 홈(684)의 측벽들(684A)과 연마 표면(682)의 접합부에 형성된다. 일 구성에서, 홈들(684)은, 연마 표면(682)에 인접하여 각각 위치되고 연마 표면(682)으로부터 연장되며 연마 표면(682)에 평행한 평면(예를 들어, 도 6f의 X-Y 평면) 내에서 연장되는 길이를 갖는 측벽(684A)을 포함하고, 측벽들은 비-직선형이고 따라서 만곡된다. 일부 구현들에서, 각각의 에지(288)는 홈들(654)의 톱니 패턴 상에 중첩되는 사인파 설계를 갖는 것으로 설명된다. 본 발명자들은, 연마되고 있는 기판의 선단 에지가, 평평한 또는 직선 에지들을 갖는 횡방향으로 배향된 홈의 에지와 충돌할 것이고 이는 연마 프로세스를 방해하고 기판 상에 입자들 또는 흠집들을 생성할 수 있다는 것을 밝혀냈다. 그러나, 홈들의 에지 내로 내삽될 때 기판의 에지로 만곡되는 것으로 보이는 에지들, 또는 만곡된 표면들을 포함하는 홈들(684)은, 이동하는 기판의 선단 에지를 위한 "도입부"로서 작용하는 홈의 부분들을 포함할 것이고, 따라서 처리 동안 기판의 선단 에지가 홈의 에지(예를 들어, 연마 동안 기판의 운동의 방향에 대한 홈의 후단 에지)와 충돌하는 것을 방지할 것이다.
일부 실시예들에서, 홈들(684)은 진보된 연마 물품(600f)의 폭 방향을 따라(예를 들어, 이동의 방향에 수직으로) 연장된다. 일 구현에서, 홈들(684)은 각각의 개별 홈의 폭보다 더 큰 (인접한 홈들의 중심간에 측정된) 홈 간격을 갖는다. 일 구현에서, 홈 패턴의 홈들(684)은 약 0.060 인치의 폭 및 (인접한 홈들의 중심간) 약 0.5 인치의 홈 간격을 갖는다. 다른 구현에서, 각각의 개별 홈(684)의 폭은 인접한 홈들 사이의 홈 간격보다 더 크다. 일부 구현들에서, 색인 축(686)을 따른 중심선에서의 홈들의 행들은, 경로(680)와 유사하게, 홈들이 없는 진보된 연마 물품(600f)의 중심 아래로 경로(도시되지 않음)를 갖도록 이격된다. 다른 실시예에서, 홈들(684)은 홈들의 톱니 패턴이, 색인 축(686)에 평행한 방향을 따라 연장되도록 배향된다.
도 7a는, 본원에 설명된 하나 이상의 구현에 따른, 진보된 연마 물품을 사용하여 연마하는 방법(700)을 도시하는 흐름도이다. 진보된 연마 물품은 본원에 설명된 진보된 연마 물품들(예를 들어, 진보된 연마 물품(123), 진보된 연마 물품(323), 진보된 연마 물품(400), 또는 진보된 연마 물품(500)) 중 임의의 것일 수 있다. 방법은, 전술한 진보된 연마 물품들 중 임의의 것을 사용하여, 도 1-3에 도시된 연마 모듈들 중 임의의 것을 이용해 수행될 수 있다. 그러나, 논의의 명확성을 위해, 도 7b-7c는 도 7a에 예시된 프로세스 단계들 중 하나 이상을 수행하는 데에 사용될 수 있는 롤-투-롤 구성을 예시한다.
도 7b-7c는 상이한 구성 위치들에 있는 도 1의 연마 프로세스 모듈의 플래튼 조립체(132)의 버전의 개략적인 단면도들이다. 본원에서 플래튼 조립체(732)로 지칭되는, 도 7b 및 7c에 도시된 플래튼 조립체(132)의 수정된 버전은 도 2에 도시된 플래튼 조립체(132)와 유사하고, 따라서, 위에서 설명된 유사한 구성요소들은 유사한 참조 번호들을 갖고 그러므로 여기서 재설명되지 않을 것이다. 플래튼 조립체(732)는 일반적으로, 플래튼 지지 조립체(755), 및 진보된 연마 물품(123)의 텍스처링된 연마 표면(412)에 대해 캐리어 헤드(308)를 사용하여 압박되는 기판에 대해 연마 프로세스를 수행하는 데에 사용되는 연마 물품 제어 조립체(756)를 포함한다. 플래튼 지지 조립체(755)는 일반적으로, 플래튼 계면 요소(240) 및 플래튼 계면 조립체(226)의 보조판(238)을 지지하는 데에 사용되는, 플래튼 계면 지지부(774), 장착 판(772) 및 회전 지지 요소들(773)을 포함한다. 플래튼 계면 지지부(774) 및 장착 판(772)은 위에서 설명된 보조판(238)과 유사하고, 따라서, 유체 관리 시스템(232)에 결합되는 유체 제공 요소들 및 유사한 피쳐들을 포함하는 구조적 요소들이다. 회전 지지 요소들(773)은 일반적으로, 플래튼 지지 조립체(755) 및 연마 물품 제어 조립체(756) 구성요소들이 회전 축(235)을 중심으로 회전식 액추에이터(228)에 의해 회전되는 것을 허용하면서 캐리어 헤드(308)(도 7b)에 의해 플래튼 지지 조립체(755)에 가해지는 부하(들)를 지지할 수 있는 하나 이상의 베어링 또는 유사한 디바이스를 포함한다.
연마 물품 제어 조립체(756)는 일반적으로, 공급 롤(254), 모터(222), 상부 안내 부재들(204 및 214), 권취 롤(252), 모터(224), 및 롤들(252, 254) 각각에 위치되고 롤들 사이에 연장되는 진보된 연마 물품(123)의 길이를 구조적으로 지지하고 유지하도록 구성되는 패드 지지 요소(758)를 포함한다. 도 7b 및 7c에 도시된 바와 같이, 액추에이터(771)는 패드 지지 요소(758), 및 패드 지지 요소가 지지하는 구성요소들을 장착 판(772)에 대해 상승 및 하강시키도록 구성된다. 액추에이터(771)는, 진보된 연마 물품(123)이 모터들(222 및 224)에 의해 원하는 거리로 색인되는 것을 허용하기 위해, 진보된 연마 물품(123)이 플래튼 계면 요소(240)의 상부 표면으로부터 분리되게 할 것이다. 위에서 논의된 바와 같이, 일부 구성들에서, 액추에이터(771)는, 갭(425)이 형성되는 것을 허용하기 위해, 적어도, 진보된 연마 물품(123)의 최상부 패드(예를 들어, 최상부 패드(410) 또는 최상부 패드 조립체(510))의 표면과 플래튼 계면 요소(240) 내의 해제가능한 접합 층(455) 사이에 형성된 접착 접합을 파괴하는 데에 요구되는 힘만큼 큰 부하를 가하도록 구성된다. 모터들(222 및 224)은 각각, 작동(740) 동안에 액추에이터(771)가, 진보된 연마 물품(123)의 최상부 패드를 플래튼 계면 요소(240)로부터 분리할 때, 진보된 연마 물품(123)이 권취 롤(252) 및 공급 롤(254)로부터 권출되는 것을 방지할 유지력을 생성하는 크기를 가지며, 이는 아래에서 더 논의된다.
도 7a를 다시 참조하면, 작동(710)에서, 기판(122)은 진보된 연마 물품(123) 쪽으로 압박된다. 연마 물품(123)은, 중합체 시트로 형성되고 연마 표면으로부터 상방으로 연장되는 미소텍스처(예를 들어, 복수의 개별 요소들)를 포함하는 텍스처링된 연마 표면(예를 들어, 텍스처링된 연마 표면(412 또는 512))을 갖는 중합체 시트를 포함한다. 일 구현에서, 미소텍스처는 바람직한 형성 기법(예를 들어, 양각)에 의해 형성된다. 일부 구현들에서, 중합체 시트는 연마 표면에 형성된 복수의 거대 피쳐들(예를 들어, 홈들)을 더 포함한다. 일 구현에서, 도 7b에 도시된 바와 같이, 중합체 시트는 공급 롤과 권취 롤(예를 들어, 플래튼 조립체(132)의 공급 조립체(156)와 권취 조립체(158)) 사이에 배치되고, 기판은 캐리어 헤드(308)(도 7b)에 의해, 진보된 연마 물품(123) 쪽으로 압박된다. 일 구현에서, 중합체 시트는 공급 롤 상에 배치된다. 일 구현에서, 중합체 시트는 약 20 피트 내지 약 100 피트의 길이를 포함한다.
기판(122)은, 필요에 따라, 규소 기재의 물질 또는 임의의 적합한 절연 물질들 또는 전도성 물질들일 수 있다. 일 구현에서, 기판(122)은 물질, 예컨대, 결정질 규소(예를 들어, Si<100> 또는 Si<111>), 산화규소, 응력가해진 규소, 규소 게르마늄, 도핑되거나 도핑되지 않은 폴리규소, 도핑되거나 도핑되지 않은 규소 웨이퍼들 및 패터닝되거나 패터닝되지 않은 웨이퍼들 절연체상 규소(SOI), 탄소 도핑된 산화규소들, 질화규소, 도핑된 규소, 게르마늄, 비화갈륨, 유리, 사파이어일 수 있다. 기판(122)은, 직사각형 또는 정사각형의 패널들뿐만 아니라, 다양한 치수들, 예컨대, 200 mm, 300 mm, 450 mm 또는 다른 직경의 웨이퍼들을 가질 수 있다. 다르게 언급되지 않는 한, 본원에 설명된 예들 및 구현들은 200 mm 직경, 300 mm 직경, 또는 450 mm 직경의 기판인 기판들 상에 수행된다.
연마 슬러리는 텍스처링된 연마 표면에 전달된다. 연마된 물질들과 양립가능한 임의의 적합한 연마 슬러리가 사용될 수 있다. 일 구현에서, 연마 슬러리는 산화제들, 패시베이션 작용제들, pH 완충제들, 금속 착물화제들, 계면활성제들 및 연마재들 중 적어도 하나를 포함한다. 일 구현에서, 연마 슬러리는 유체 노즐(예를 들어, 유체 노즐(154))을 통해, 텍스처링된 연마 표면에 전달된다. 일부 구현들에서, 기판(122)은 연마 슬러리의 전달 이후에, 텍스처링된 연마 표면과 접촉한다. 일부 구현들에서, 기판(122)은 연마 슬러리의 전달 이전에, 텍스처링된 연마 표면과 접촉한다. 일부 구현들에서, 기판(122)은 연마 슬러리의 전달 동안에, 텍스처링된 연마 표면과 접촉한다.
기판(122)은 제곱 인치당 약 10 파운드(psig) 미만(예를 들어, 약 9 psig 미만, 약 7 psig 미만, 약 5 psig 미만, 또는 약 2.5 psig 미만)의 힘으로, 텍스처링된 연마 표면에 대해 압박될 수 있다. 일 구현에서, 힘은 약 1 psig 내지 6 psig, 예를 들어, 약 1.8 psig이다.
다음으로, 작동(720)에서, 기판(122)과 텍스처링된 연마 표면 사이에 상대 운동이 제공된다. 일 구현에서, 캐리어 헤드(308)가 약 50 내지 100 rpm으로, 예를 들어, 약 30 내지 60 rpm으로 회전되는 동안, 텍스처링된 연마 표면은 회전식 액추에이터(228)를 사용하여 약 50 내지 100 rpm으로, 예를 들어, 약 7 내지 35 rpm으로 회전된다. 선형 연마기가 사용되는 일부 구현에서, 플래튼, 공급 롤 및 권취 롤은 Z 축을 중심으로 기판(122)에 대해 회전된다.
작동(730)에서, 기판(122)의 표면에 압력을 가하고, 이로써 기판(122)이 중합체 시트의 표면에 대해 압박되어, 기판(122)의 표면으로부터 물질이 제거된다. 물질은 전도성 물질(예를 들어, 구리), 유전체 물질(예를 들어, 산화물 또는 질화물 함유), 또는 전도성 물질 및 유전체 물질 양쪽 모두일 수 있다. 본원에 설명된 진보된 연마 물품들은, 100-300 ml/분 범위이고 150 ml/분이 매우 일반적인 값인 슬러리 유량들을 전형적으로 갖는 종래의 폴리우레탄 연마 물품들과 비교하여, 슬러리 유량들이 100 ml/분 미만일 때 연마 성능에 거의 영향을 미치지 않았다.
작동(740)에서, 선형 연마 프로세스가 사용되는 일부 구현들에서, 중합체 시트는 공급 롤에 결합된 액추에이터 및/또는 권취 롤에 결합된 액추에이터를 사용하여, 기판(122)으로부터 물질을 제거하기 전에, 동안에, 및/또는 이후에 플래튼 계면 조립체(420)에 대해 전진된다. 일 구현에서, 전진은 플래튼 계면 조립체(420)에 대해 약 1 mm 내지 약 5 mm의 증분 차이로 중합체 시트를 전진시키는 것을 포함한다.
방법(700)의 일 실시예에서, 작동(740)에서 중합체 시트는 하나 이상의 기판들(122)로부터 물질을 제거하기 전에 및/또는 이후에 플래튼에 대해서 전진만 된다(예를 들어, 색인된다). 작동(740)의 이러한 버전은 일반적으로, 해제가능한 접합 층(455)이 플래튼 계면 조립체(420)의 표면과 중합체 시트(예를 들어, 최상부 패드(410))의 배면 사이에 배치되고 이들과 접촉하는 경우에 요구되는데, 이는 중합체 시트와 해제가능한 접합 층(455)의 표면 사이의 계면에서의 물질들의 접착 및/또는 약한 접착 속성들을 극복하기 위해 요구되는 높은 전단력 때문이다. 중간 내지 낮은 접착 접합 강도들에서도, 연마 프로세스 동안 및/또는 중합체 시트가, 해제가능한 접합 층(455)과 접촉하는 동안에 중합체 시트와 플래튼 계면 조립체(420) 사이의 이동을 야기하는 데에 요구되는 힘은, 얇은 진보된 연마 물품(123)이 항복하고/거나 찢어지게 할 것이고, 또한, 중합체 시트를 색인하기 위해 요구되는 모터들(222 및 224)의 크기 및 비용을 크게 증가시킬 것이다. 그러므로, 작동(740) 동안, 작동들(710-730)의 물질 제거 프로세스가 완료된 후에, 기판(122) 및 캐리어 헤드(308)는 진보된 연마 물품(123)의 중합체 시트의 표면으로부터 제거되고, 그 다음, 연마 모듈(106)(도 1) 내의 다른 처리 스테이션으로 이송된다. 그 다음, 플래튼 계면 조립체(420)의 최상부 표면과 접촉하는, 중합체 시트의 부분은, 도 7c에 예시된 바와 같이, 갭(425)을 형성하기 위해 플래튼 계면 조립체(420)의 최상부 표면으로부터 분리된다. 액추에이터(771)의 사용에 의해 지지 요소(758)가 플래튼 계면 조립체(420)의 표면에 대해 이동하게 함으로써 갭(425)이 형성된다. 그 다음, 중합체 시트는 공급 롤에 결합된 액추에이터 및/또는 권취 롤에 결합된 액추에이터의 사용에 의해 플래튼 계면 조립체(420)에 대해 증분 거리만큼 전진된다. 그 다음, 중합체 시트는, 액추에이터(771)가 지지 요소(758)를 재위치시키고 따라서 갭(425)을 제거하게 함으로써 플래튼 계면 조립체(420)와 다시 접촉하게 된다. 그 다음, 작동(740)이 다시 완료되기 전에, 작동들(710-730)의 물질 제거 프로세스들이 적어도 하나의 추가적인 기판(122)에 대해 완료된다.
일부 실시예들에서, 유체 관리 시스템(232)은, 적어도, 플래튼 계면 조립체(420)에 형성된 채널들(234) 및 개구부들(242)을 사용하여 중합체 시트와 해제가능한 접합 층(455)의 계면에 가스(예를 들어, 질소)를 정압으로 전달함으로써, 해제가능한 접합 층(455)으로부터 중합체 시트(예를 들어, 최상부 패드(410))의 분리를 보조하도록 구성된다. 일부 실시예들에서, 유체 관리 시스템(232)은, 해제가능한 접합 층(455)과 중합체 시트의 계면으로의 가스의 전달로 인해, 작동(740) 동안 해제가능한 접합 층(455)으로부터 중합체 시트의 분리를 야기하도록 구성된다. 해제가능한 접합 층(455)으로부터 중합체 시트를 완전히 분리하지 못하는 것은 중합체 시트를 색인하는 시스템의 능력을 억제할 것이라는 점을 주목할 것이다.
도 7b-7c에 예시된 플래튼 조립체(732)의 패드 지지 요소(758) 및 롤들(252, 254)의 구성은, 갭(425)을 생성하기 위해 진보된 연마 물품(123)이 플래튼 계면 조립체(420)에 대해 그리고 또한 권취 롤(252) 및 공급 롤(254)에 대해 상승되거나 또는 재위치될 것을 요구하는 다른 구성들에 비해 장점을 갖는데, 이는, 도 7b-7c에 예시된 구성이, 진보된 연마 물품이 권취 롤(252) 및/또는 공급 롤(254)로부터 권출된 다음에 작동(740) 동안 권취 롤(252) 및/또는 공급 롤(254) 상에 재권취되는 것을 요구하지 않기 때문이다. 작동(740) 동안, 진보된 연마 물품(123)의 일부를 권취 롤(252) 및/또는 공급 롤(254)로부터 권출한 다음에, 진보된 연마 물품(123)을 권취 롤(252) 및/또는 공급 롤(254) 상에 재권취하는 프로세스는, 후속 연마 단계를 수행하기 위해 중합체 시트가 플래튼 계면 조립체(420)와 다시 접촉하게 될 때, X 방향으로, 진보된 연마 물품(123)의 사용된 부분 및 사용되지 않은 부분의, 플래튼 계면 요소(240) 상의 원하는 또는 이전에 알려진 측방향 위치 또는 지점에 대한 원하는 상대 위치에 불확실성을 생성할 수 있다.
도 7d는, 본원에 개시된 하나 이상의 구현에 따른, 위에서 설명된 플래튼 조립체(732)의 대안적인 또는 추가의 수정된 버전을 예시한다. 이 구성에서, 플래튼 계면 요소(240)는, 진보된 연마 물품(123)이 위에 배치되는 함몰된 영역(761)을 형성하고/거나 적어도 부분적으로 한정하기 위해, 플래튼 지지 조립체(755) 내에 함몰된다. 도 7e 및 7f는, 본원에 개시된 하나 이상의 구현에 따른, 2개의 상이한 구성 위치들로 도 7d에 예시된 처리 스테이션의 개략적인 측단면도들이다. 도 7e는, 작동들(720 및 730) 동안 캐리어 헤드(308)가 기판(122)을 진보된 연마 물품(123)의 연마 표면(412)에 대해 압박하게 하는 작동이, 진보된 연마 물품(123)의 일부가 함몰된 영역(765) 내에 그리고 플래튼 계면 요소(240)의 상부 표면에 대해 위치되게 하는 플래튼 조립체(732)의 구성을 예시한다. 그러므로, 플래튼 계면 요소(240)의 일 실시예에서, 기판(122)이 연마 표면(412)에 대해 눌려질 때, 진보된 연마 물품(123)의 배면(414)은 함몰된 영역(765)의 표면을 한정하는 해제가능한 접합 층(455)의 상부 표면(455A)의 적어도 일부에 대해 눌려진다. 해제가능한 접합 층(455)의 상부 표면(455A)이 플래튼 지지 조립체(755)의 최상부 표면(763) 아래로 함몰되는 거리(762)는 약 0.010 인치 내지 약 0.25 인치일 수 있다. 일부 구현들에서, 거리(762)는 대략 패드 몸체(430)의 두께("T")와 패드 몸체(430)의 두께("T")의 약 10배 사이이도록 크기를 갖는다.
방법(700)의 다른 실시예에서, 작동(740)에서 중합체 시트는, 권취 롤(252) 및 공급 롤(254)에 각각 부착된 모터들(224 및 222)을 사용하여, 하나 이상의 기판들(122)로부터 물질을 제거하기 전에 및/또는 이후에 플래튼 조립체(732)의 대안적인 또는 수정된 버전에 대해서 전진될(예를 들어, 색인될) 수 있다. 도 7f에 도시된 바와 같이, 대향하는 방향들로 권취 롤(252) 및 공급 롤(254)에 토크를 가함으로써, 진보된 연마 물품(123)에 인장력(F3)이 공급되고, 이는 진보된 연마 물품(123)의 배면(414)이, 진보된 연마 물품(123)의 "느슨한 부분"이 제거될 때, 해제가능한 접합 층(455)의 상부 표면(455A)으로부터 분리되게 하고, 따라서 갭(425)이 형성되는 것을 허용한다. 일단, 진보된 연마 물품(123)이, 해제가능한 접합 층(455)의 상부 표면(455A)으로부터 분리되면, 진보된 연마 물품(123)은 원하는 거리로 전진될 수 있다. 일부 실시예들에서, 유체 관리 시스템(232)은, 적어도, 함몰된 플래튼 계면 조립체(420)에 형성된 개구부들(242)의 어레이(도 7d)를 사용하여 중합체 시트와 해제가능한 접합 층(455)의 계면에 가스(예를 들어, 질소)를 정압으로 전달함으로써, 해제가능한 접합 층(455)으로부터 중합체 시트(예를 들어, 최상부 패드(410))의 분리를 보조하도록 구성된다. 일부 구성들에서, 도 7g에 도시된 바와 같이, 밀봉이 플래튼 지지 조립체(755)와 진보된 연마 물품(123)의 배면(414) 사이에 형성되는 것을 허용하기 위해, 순응성 엘라스토머 밀봉부(759)가 플래튼 지지 조립체(755)의 함몰된 영역(761)의 에지(764)에 또는 그 근처에 배치된다. 플래튼 지지 조립체(755)와 진보된 연마 물품(123)의 배면(414) 사이에 형성된 밀봉은, 작동(740) 동안 중합체 시트와 해제가능한 접합 층(455)의 계면에 가스가 제공될 때, 진보된 연마 물품의 배면(414)과 해제가능한 접합 층(455)의 상부 표면(455A) 사이에 제어가능한 분리 압력이 형성되는 것을 허용할 것이다.
도 8은, 본원에 설명된 하나 이상의 구현에 따른, 다수의 응력 주기들에 걸쳐 측정되는, 진보된 연마 물품에 사용될 수 있는 플래튼 계면 물질들에 대한 변위 대 응력의 플롯(800)을 예시한다. 플롯(800)은 진보된 연마 물품과 함께 사용되는 플래튼 계면(예를 들어, 백색 섬유 성분)에 대한, 기간에 걸쳐 측정된 복수의 변위 대 응력 곡선들(810-850)을 예시한다. 곡선(810)은 연마 물품이 새 것인 경우, 0.2 psi 내지 4.5 psi의 일정한 힘을 가함으로써 측정된 변위 대 응력을 예시한다. 곡선(810)이, 약 0.2 psi 내지 3.5 psi 범위의 시험 부하에 걸쳐 응력에 대해, 다수의 사용 주기들 이후에 동일 패드보다 더 높은 변위를 갖는다는 점을 주목할 것이다. 곡선(820, 830, 840) 및 최종적으로 곡선(850)은, 증가된 횟수의 응력 주기들이 수행될 ‹š, 플래튼 계면 물질을 사용하여 곡선(810)을 형성하기 위해 가해진 것과 동일한 일정한 힘을 가함으로써 측정된 변위 대 응력을 예시한다. 이 예에서, 주기들의 횟수가 증가함에 따라 플래튼 계면 물질에서 측정된 변위 대 응력의 변화가 감소함을 알 수 있다. 본원에 설명된 플래튼 계면 물질을 사용할 때 발견되는 시간에 따른 변위 대 응력 곡선에서의 작은 상대적 변화는, 종래의 연마 물품들 및 플래튼 계면들에 비해, 더 높은 프로세스 반복성 및/또는 감소된 프로세스 드리프트의 형태로 상당한 장점을 제공할 수 있다고 여겨진다. 약 0.014 인치의 두께를 갖는 백색 섬유 플래튼 계면을 포함하는, 도 8에 예시된 예는 플래튼 계면 물질의 수명에 걸쳐 약 2.75 psi의 적용 응력에서의 편향 대 응력의 약 33% 변화만을 포함할 것이다. 이는, 종래의 연마 물품들(예를 들어, 다우® IC1010™ 패드)의 수명에 걸쳐 백분율 변화에서 수 자릿수의 차이를 가질 수 있는 종래의 연마 물품들에서 사용되는 플래튼 계면들에 대해 상당한 차이일 것으로 여겨진다.
도 9는, 본원에 설명된 하나 이상의 구현에 따른 진보된 연마 물품에 사용될 수 있는 플래튼 계면 물질 대 현재 이용가능한 종래의 연마 물품들에 사용된 물질에 대한 변위 대 응력의 다른 플롯(900)을 예시한다. 선(910)은 상업적으로 이용가능한 연마 물품에 사용되는 물질에 대한 응력의 함수로서 변위를 나타낸다. 선(920)은 본원에 설명된 진보된 연마 물품들과 함께 사용될 수 있는 백색 섬유 플래튼 계면의 응력의 함수로서 변위를 나타낸다. 발포체 함유 플래튼 계면을 갖는 IC1010의 연마 물품 적층체의 편향은, 약 2.75 psi에서 약 187.5 미크론 편향되고, 진보된 연마 물품은 그 부하 조건의 편향에서 약 112.5 미크론, 또는 약 186% 변화만큼 편향된다. 감소된 편향 대 응력은 종래의 연마 물품들(예를 들어, 다우® IC1010™ 패드)로부터 상당한 차이이고, 전체 CMP 연마 프로세스의 안정성을 개선하는 것을 도울 수 있다고 여겨진다. "더 강직한" 진보된 연마 물품을 사용할 때의 CMP 연마 프로세스 결과들은 예상 밖인데, 이는 그것이 오늘날 반도체 기판들 상에 형성되는 산화물 및 금속 층들을 연마할 때 공통적으로 발견되는 디싱 및 장거리 평탄성 문제들을 해결하기 위해 연마 물품을 측방향으로 순응적으로 만들려고 시도하는 종래의 이론들에 반하기 때문이다.
그러므로, 본 개시내용의 이점들 중 일부는 CMP 이후 웨이퍼들 상에서 측정된 결함들의 감소를 포함한다. CMP 이후 웨이퍼들 상에서 측정된 결함들은 패드 컨디셔닝 파편에 의해 그리고 아마도 (덜 빈번하게) 다이아몬드 디스크로부터의 물질에 의해 부정적으로 영향을 받는다. 본원에 설명된 진보된 연마 물품들은, 연마 다이아몬드 디스크 컨디셔닝을 요구하지 않고 웨이퍼 결함들에서의 대응하는 감소를 산출한다. 추가적으로, 본원에 설명된 진보된 연마 물품들의 사용은 연마 프로세스 동안 사용되는 연마 슬러리의 양의 감소로 이어진다. 전형적인 폴리우레탄 연마 물품들 상에서, 동심 링들은 대략 3 밀리미터 피치로 연마 물품 표면 내로 절단된다. 이러한 홈들은 슬러리를 유지하고 패드 컨디셔닝으로부터 패드 파편을 포획한다. 종래의 연마 패드가 헹굼될 때, 헹굼 물은 패드 홈들로부터 파편을 제거한다. 그러나, 일부 물이 홈들에 남는데, 이는 다음 웨이퍼 연마 단계가 개시될 때 연마 슬러리의 초기 희석에 기여할 수 있다. 본원에 설명된 일 구현에서, 진보된 연마 물품은, 홈들을 갖지 않고 따라서 패드 파편을 갖지 않고 잔류된 물로부터의 슬러리 희석에 대한 어떠한 가능성도 없는 단일 층 중합체 시트이다. 다른 구현에서, 진보된 연마 물품은, 하나 이상의 홈, 약 0.001 인치 내지 약 0.020 인치의 전체 두께, 및 약 1 내지 약 50 미크론, 예컨대, 약 5 미크론 내지 10 미크론의 평균 높이("h")를 갖는 연마 표면 텍스처를 갖는 적어도 하나 이상의 중합체 시트로부터 형성된다. 본원에 설명된 일 구현에서, 진보된 연마 물품은 이중 층 패드의 최상부 층에 홀들을 갖는 이중 층 최상부 패드를 갖는다.
본 개시내용의 일부 구현들의 추가적인 이점들은 개선된 종료점 검출을 포함한다. 일부 연마 프로세스들에서, 종료점 검출은 연마 동안 기판의 표면에서의 변화들에 기초하여 속성들을 측정하는 데에 사용된다. 현재, 이들 종료점 기법들은 프로세스 제어를 위한 복잡한 광학 종료점 개념들을 사용한다. 현재 적층된 폴리우레탄 연마 물품들은 본질적으로 불투명하기 때문에, 이러한 종료점 기법들은 전형적으로, 폴리우레탄 연마 물품 표면에 설치된 투명 윈도우 또는 윈도우들을 통해 연마 동안 기판의 표면을 모니터링한다. 본 개시내용의 일부 구현들에서, 진보된 연마 물품의 중합체 물질은 광학적으로 투명하여, 현재의 종료점 하드웨어를 사용하여, 연마 동안 기판의 표면의 광학 모니터링을 허용한다. 일부 구현들에서, 중합체 시트의 표면은, 연마 동안 기판의 표면을 모니터링하기 위해, 특히 광학 종료점 하드웨어를 위해, 양각된 영역들 및 양각되지 않은 영역들을 갖는다.
본 개시내용 또는 예시적인 양상들 또는 그의 구현(들)의 요소들을 도입할 때, 단수형은 하나 이상의 요소가 있다는 것을 의미하도록 의도된다.
"포함" 및 "갖는"이라는 용어들은 포괄적인 것으로 의도되고, 나열된 요소들 이외의 추가적인 요소들이 존재할 수 있다는 것을 의미한다.
전술한 내용은 본 발명의 구현들에 관한 것이지만, 본 발명의 다른 및 추가적인 구현들은 그의 기본 범위로부터 벗어나지 않고 안출될 수 있으며, 그의 범위는 이하의 청구항들에 의해 결정된다.

Claims (37)

  1. 연마 물품으로서,
    중합체 시트를 포함하고, 상기 중합체 시트는:
    상기 중합체 시트의 연마 표면 및 상기 연마 표면에 대향하는 상기 중합체 시트의 바닥 표면 사이로 정의되는 두께;
    상기 연마 표면에 평행한 제1 방향으로 연장되는 길이;
    상기 연마 표면에 평행하고 상기 제1 방향에 수직인 제2 방향으로 연장되는 폭 ― 상기 길이는 상기 폭보다 적어도 2배 더 큼 ―;
    공극이 없는 중실 중합체 물질;
    상기 연마 표면 상에 형성되고 상기 연마 표면으로부터 상방으로 연장된 복수의 개별 요소들; 및
    상기 연마 표면에 형성된 홈들의 어레이 ― 상기 홈들의 어레이는 상기 제1 방향 또는 상기 제2 방향에 평행하게 정렬됨 ― 를 포함하고,
    상기 개별 요소들은:
    40 ㎛ 미만의 피쳐 경간; 및
    2 내지 7 ㎛의 산술 평균 높이(Sa)를 가지며,
    상기 바닥 표면은 2 마이크로인치(0.05 마이크로미터) 내지 200 마이크로인치(5.08 마이크로미터)의 산술 평균 높이(Sa)를 갖는 표면 거칠기를 포함하는, 연마 물품.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 홈들 각각은 상기 연마 표면으로부터 상기 연마 표면 아래로 상기 중합체 시트의 상기 두께 미만의 깊이까지 연장되고, 상기 중합체 시트의 상기 두께는 0.48 mm 이하인, 연마 물품.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 중합체 시트는 폴리프로필렌 및 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)으로 구성된 군으로부터 선택된 물질을 포함하는, 연마 물품.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 연마 물품으로서,
    중합체 시트를 포함하고, 상기 중합체 시트는:
    상기 중합체 시트의 연마 표면 및 상기 연마 표면에 대향하는 상기 중합체 시트의 바닥 표면 사이로 정의되는 두께;
    상기 연마 표면에 평행한 제1 방향으로 연장되는 길이;
    상기 연마 표면에 평행하고 상기 제1 방향에 수직인 제2 방향으로 연장되는 폭 ― 상기 길이는 상기 폭보다 적어도 2배 더 큼 ―;
    공극이 없는 중실 중합체 물질;
    상기 연마 표면 상에 형성되고 상기 연마 표면으로부터 상방으로 연장된 복수의 개별 요소들; 및
    상기 연마 표면에 형성된 홈들의 어레이 ― 상기 홈들의 어레이는 상기 제1 방향 또는 상기 제2 방향에 평행하게 정렬됨 ― 를 포함하고,
    상기 중합체 시트는 상기 중합체 시트의 상기 바닥 표면을 향하는 제1 표면 및 상기 제1 표면에 대향하여 배치된 제2 표면을 갖는 해제가능한 접합 층 상에 배치되어, 상기 중합체 시트의 상기 연마 표면 및 상기 제2 표면이 서로 다른 방향을 향하도록 하고,
    상기 제2 표면은 1.51 초과의 정지 마찰 계수를 갖고,
    상기 정지 마찰 계수는 200 마이크로인치(5.08 마이크로미터)의 산술 평균 높이(Sa)를 갖는 대상물의 표면을 상기 제2 표면에 대해 압박함으로써 측정되는, 연마 물품.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 홈들은 상기 연마 표면으로부터 상기 바닥 표면을 향해 연장되고, 상기 홈들은 상기 연마 표면에 반복 홈 패턴을 한정하는, 연마 물품.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 홈들은 상기 연마 표면으로부터 상기 바닥 표면을 향해 연장되고,
    상기 홈들은 제1 측벽 및 제2 측벽을 포함하며, 상기 제1 측벽 및 상기 제2 측벽은 각각 상기 연마 표면에 인접하여 위치되고 상기 연마 표면으로부터 연장되며 상기 연마 표면에 평행한 평면 내에서 연장되는 길이를 갖고,
    상기 제1 측벽 및 제2 측벽은 만곡되는, 연마 물품.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 연마 표면에 형성된 상기 개별 요소들은:
    45% 내지 65%의 계면 면적 비율;
    1 밀리미터당 30 내지 35의 평균 피크 밀도;
    30 내지 50 ㎛의 최대 피크 높이(Sp); 및
    30 내지 80 ㎛의 최대 피트 높이(Sv)를 더 포함하는, 연마 물품.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 연마 표면에 형성된 상기 개별 요소들은:
    20 내지 40 ㎛의 피쳐 경간; 및
    1 밀리미터당 30 내지 35의 평균 피크 밀도를 더 포함하는, 연마 물품.
  11. 연마 물품으로서,
    패드 몸체를 갖는 중합체 시트를 포함하고, 상기 패드 몸체는,
    공극이 없는 중실 중합체 물질;
    상기 패드 몸체의 연마 표면 및 상기 연마 표면에 대향하는 상기 패드 몸체의 바닥 표면 사이로 정의되는 두께 ― 상기 두께는 0.46 mm 미만임 ―; 및
    상기 연마 표면에 형성되고 상기 연마 표면으로부터 상방으로 연장된 복수의 개별 요소들을 포함하고, 상기 연마 표면에 형성된 상기 개별 요소들은:
    40 ㎛ 미만의 피쳐 경간; 및
    2 내지 7 ㎛의 산술 평균 높이(Sa)를 가지며,
    상기 바닥 표면은 2 마이크로인치(0.05 마이크로미터) 내지 200 마이크로인치(5.08 마이크로미터)의 산술 평균 높이(Sa)를 갖는 표면 거칠기를 포함하는, 연마 물품.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 패드 몸체는 폴리프로필렌 및 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)으로 구성된 군으로부터 선택된 물질을 포함하는, 연마 물품.
  13. 삭제
  14. 제11항에 있어서,
    상기 중합체 시트는 상기 중합체 시트의 상기 바닥 표면을 향하는 제1 표면 및 상기 제1 표면에 대향하여 배치된 제2 표면을 갖는 해제가능한 접합 층 상에 배치되어, 상기 중합체 시트의 상기 연마 표면 및 상기 제2 표면이 서로 다른 방향을 향하도록 하고,
    상기 제2 표면은 1.51 초과의 정지 마찰 계수를 갖고,
    상기 정지 마찰 계수는 200 마이크로인치(5.08 마이크로미터)의 산술 평균 높이(Sa)를 갖는 대상물의 표면을 상기 제2 표면에 대해 압박함으로써 측정되는, 연마 물품.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 중합체 시트는 상기 연마 표면으로부터 상기 패드 몸체 내의 깊이까지 연장되는 복수의 홈들을 더 포함하고, 상기 홈들은 상기 연마 표면에 반복 홈 패턴을 한정하는, 연마 물품.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 중합체 시트는 상기 연마 표면으로부터 상기 바닥 표면을 향해 연장되는 복수의 홈들을 더 포함하고,
    상기 홈들은 제1 측벽 및 제2 측벽을 포함하며, 상기 제1 측벽 및 상기 제2 측벽은 각각 상기 연마 표면에 인접하여 위치되고 상기 연마 표면으로부터 연장되며 상기 연마 표면에 평행한 평면 내에서 연장되는 길이를 갖고,
    상기 제1 측벽 및 제2 측벽은 만곡되는, 연마 물품.
  17. 제11항에 있어서,
    상기 연마 표면에 형성된 상기 개별 요소들은:
    45% 내지 65%의 계면 면적 비율;
    1 밀리미터당 30 내지 35의 평균 피크 밀도;
    30 내지 50 ㎛의 최대 피크 높이(Sp); 및
    30 내지 80 ㎛의 최대 피트 높이(Sv)를 더 포함하는, 연마 물품.
  18. 제11항에 있어서,
    상기 연마 표면에 형성된 상기 개별 요소들은:
    20 내지 40 ㎛의 피쳐 경간; 및
    1 밀리미터당 30 내지 35의 평균 피크 밀도를 더 포함하는, 연마 물품.
  19. 연마 프로세스 동안 플래튼 위에 배치된 연마 물품을 지지하도록 구성된 지지 요소로서,
    제1 표면과 대향하는 제2 표면 사이로 정의되는 두께를 갖는 중합체 물질을 포함하는 플래튼 계면 몸체 ― 상기 플래튼 계면 몸체의 상기 대향하는 제2 표면은 상기 플래튼의 표면 위에 배치되고 상기 플래튼의 표면을 향함 ―; 및
    상기 제1 표면 상에 배치된 해제가능한 접합 층 ― 상기 해제가능한 접합 층은, 상기 플래튼 계면 몸체와 다른 방향을 향하며 연마 처리 동안 상기 연마 물품을 지지하도록 구성된 상부 표면을 가짐 ― 을 포함하고,
    상기 상부 표면은 1.51 초과의 정지 마찰 계수를 갖고, 상기 정지 마찰 계수는 200 마이크로인치(5.08 마이크로미터)의 산술 평균 높이(Sa)를 갖는 상기 연마 물품의 표면을 상기 상부 표면에 대해 압박함으로써 측정되는, 지지 요소.
  20. 삭제
  21. 제19항에 있어서,
    상기 상부 표면은 측방 인치당 25 온스 미만인 접착 접합 강도를 갖는, 지지 요소.
  22. 제19항에 있어서,
    상기 해제가능한 접합 층은 스티렌 부타디엔(SBR), 폴리아크릴들, 폴리비닐 아세테이트(PVA) 및 실리콘으로 이루어진 군으로부터 선택된 물질을 포함하는, 지지 요소.
  23. 연마 프로세스 동안 플래튼 위에 배치된 연마 물품을 지지하도록 구성된 지지 요소로서,
    제1 표면과 대향하는 제2 표면 사이로 정의되는 두께를 갖는 중합체 물질을 포함하는 플래튼 계면 몸체 ― 상기 플래튼 계면 몸체의 상기 대향하는 제2 표면은 상기 플래튼의 표면 위에 배치되고 상기 플래튼의 표면을 향함 ―; 및
    상기 제1 표면 상에 배치된 해제가능한 접합 층 ― 상기 해제가능한 접합 층은, 상기 플래튼 계면 몸체와 다른 방향을 향하며 연마 처리 동안 상기 연마 물품을 지지하도록 구성된 상부 표면을 가짐 ― 을 포함하고,
    상기 제1 표면은 2 마이크로인치(0.05 마이크로미터) 내지 200 마이크로인치(5.08 마이크로미터)의 산술 평균 높이(Sa)를 갖는 표면 거칠기를 포함하는, 지지 요소.
  24. 제19항에 있어서,
    상기 플래튼 계면 몸체는 중합체 시트를 포함하는 제1 플래튼 계면 몸체 및 섬유 매트를 포함하는 제2 플래튼 계면 몸체를 포함하는, 지지 요소.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 제1 플래튼 계면 몸체의 중합체 시트는 0.001 인치(0.025 mm) 내지 0.030 인치(0.762 mm)의 두께 및 50 내지 65 쇼어 D의 경도를 갖는, 지지 요소.
  26. 제24항에 있어서,
    상기 섬유 매트는 제곱 야드당 2 내지 8 온스(OSY)의 중량 및 0.005 인치(0.13 mm) 내지 0.050 인치(1.3 mm)의 두께를 갖는, 지지 요소.
  27. 제19항에 있어서,
    상기 대향하는 제2 표면은, 상기 플래튼의 표면에 결합된 보조판에 결합되는, 지지 요소.
  28. 연마 물품을 사용하여 기판으로부터 물질을 제거하는 방법으로서,
    연마 물품의 배면 ― 상기 연마 물품의 배면은 상기 연마 물품의 연마 표면에 대향함 ― 을 플래튼 계면 몸체의 해제가능한 접합 층의 표면 상에 위치시키는 단계;
    제1 기판을 상기 연마 물품의 연마 표면에 대해 압박함으로써 상기 제1 기판의 표면을 연마하는 단계;
    상기 연마 물품의 배면을 상기 해제가능한 접합 층의 표면으로부터 분리시키는 단계;
    상기 연마 물품을 상기 해제가능한 접합 층의 표면에 대해 재위치시키는 단계 ― 상기 연마 물품을 재위치시키는 단계는 상기 연마 물품을 제1 방향으로 제1 거리만큼 병진시키는 것을 포함함 ―;
    상기 연마 물품을 재위치시킨 후에 상기 해제가능한 접합 층의 표면 상에 상기 연마 물품의 배면을 위치시키는 단계; 및
    제2 기판을 상기 재위치된 연마 물품의 연마 표면에 대해 압박함으로써 상기 제2 기판의 표면을 연마하는 단계를 포함하고,
    상기 배면은 2 마이크로인치(0.05 마이크로미터) 내지 200 마이크로인치(5.08 마이크로미터)의 산술 평균 높이(Sa)를 갖는 표면 거칠기를 포함하는, 연마 물품을 사용하여 기판으로부터 물질을 제거하는 방법.
  29. 제28항에 있어서,
    상기 제1 거리는 0.1 mm 내지 20 mm인, 연마 물품을 사용하여 기판으로부터 물질을 제거하는 방법.
  30. 제28항에 있어서,
    상기 연마 물품의 연마 표면은 상기 연마 표면 상에 형성되고 상기 연마 표면으로부터 상방으로 연장되는 복수의 개별 요소들을 포함하고, 상기 복수의 개별 요소들은:
    40 ㎛ 미만의 피쳐 경간; 및
    2 내지 7 ㎛의 산술 평균 높이(Sa)를 갖는, 연마 물품을 사용하여 기판으로부터 물질을 제거하는 방법.
  31. 연마 물품을 사용하여 기판으로부터 물질을 제거하는 방법으로서,
    연마 물품의 배면 ― 상기 연마 물품의 배면은 상기 연마 물품의 연마 표면에 대향함 ― 을 플래튼 계면 몸체의 해제가능한 접합 층의 표면 상에 위치시키는 단계;
    제1 기판을 상기 연마 물품의 연마 표면에 대해 압박함으로써 상기 제1 기판의 표면을 연마하는 단계;
    상기 연마 물품의 배면을 상기 해제가능한 접합 층의 표면으로부터 분리시키는 단계;
    상기 연마 물품을 상기 해제가능한 접합 층의 표면에 대해 재위치시키는 단계 ― 상기 연마 물품을 재위치시키는 단계는 상기 연마 물품을 제1 방향으로 제1 거리만큼 병진시키는 것을 포함함 ―;
    상기 연마 물품을 재위치시킨 후에 상기 해제가능한 접합 층의 표면 상에 상기 연마 물품의 배면을 위치시키는 단계; 및
    제2 기판을 상기 재위치된 연마 물품의 연마 표면에 대해 압박함으로써 상기 제2 기판의 표면을 연마하는 단계를 포함하고,
    상기 해제가능한 접합 층의 표면은 1.51 초과의 정지 마찰 계수를 갖고, 상기 정지 마찰 계수는 200 마이크로인치(5.08 마이크로미터)의 산술 평균 높이(Sa)를 갖는 상기 연마 물품의 표면을 상기 해제가능한 접합 층의 표면에 대해 압박함으로써 측정되는, 연마 물품을 사용하여 기판으로부터 물질을 제거하는 방법.
  32. 제28항에 있어서,
    상기 해제가능한 접합 층의 표면은 측방 인치당 25 온스 미만인 접착 접합 강도를 갖는, 연마 물품을 사용하여 기판으로부터 물질을 제거하는 방법.
  33. 제28항에 있어서,
    상기 해제가능한 접합 층은 스티렌 부타디엔(SBR), 폴리아크릴들, 폴리비닐 아세테이트(PVA) 및 실리콘으로 이루어진 군으로부터 선택된 물질을 포함하는, 연마 물품을 사용하여 기판으로부터 물질을 제거하는 방법.
  34. 삭제
  35. 연마 물품을 사용하여 기판으로부터 물질을 제거하는 방법으로서,
    중합체 시트를 포함하는 연마 물품을 플래튼 위에 위치시키는 단계 ― 상기 중합체 시트는 공급 롤과 권취 롤 사이에 위치되고,
    공극이 없는 중실 중합체 물질;
    상기 중합체 시트의 연마 표면 및 상기 연마 표면에 대향하는 상기 중합체 시트의 바닥 표면 사이로 정의되는 두께 ― 상기 두께는 0.025 인치 미만임 ―; 및
    상기 연마 표면에 형성되고 상기 연마 표면으로부터 상방으로 연장된 복수의 개별 요소들 ― 상기 연마 표면에 형성된 상기 개별 요소들은:
    40 ㎛ 미만의 피쳐 경간; 및
    2 내지 7 ㎛의 산술 평균 높이(Sa)를 가짐 ― 을 포함함 ―; 및
    상기 연마 물품이 중심 축을 중심으로 플래튼 위에 위치된 이후에 상기 연마 물품, 상기 플래튼, 상기 공급 롤 및 상기 권취 롤을 회전시키는 단계를 포함하고,
    상기 바닥 표면은 2 마이크로인치(0.05 마이크로미터) 내지 200 마이크로인치(5.08 마이크로미터)의 산술 평균 높이(Sa)를 갖는 표면 거칠기를 포함하는, 연마 물품을 사용하여 기판으로부터 물질을 제거하는 방법.
  36. 제35항에 있어서,
    상기 연마 물품, 상기 플래튼, 상기 공급 롤 및 상기 권취 롤이 회전하는 동안, 기판을 상기 플래튼 위에 위치된 상기 연마 물품의 일부에 대해 압박하는 단계; 및
    상기 기판이 상기 연마 물품의 일부에 대해 압박된 후에 상기 중합체 시트를 상기 플래튼에 대해 전진시키는 단계를 더 포함하고, 상기 중합체 시트를 전진시키는 단계는 상기 중합체 시트를 상기 플래튼에 대해 제1 방향으로 0.1 mm 내지 20 mm만큼 전진시키는 것을 포함하는, 연마 물품을 사용하여 기판으로부터 물질을 제거하는 방법.
  37. 제35항에 있어서,
    상기 복수의 개별 요소들은 양각 프로세스에 의해 형성되는, 연마 물품을 사용하여 기판으로부터 물질을 제거하는 방법.
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