DE102016000936A1

DE102016000936A1 - Polierschichtanalysator und Verfahren

Info

Publication number: DE102016000936A1
Application number: DE102016000936.5A
Authority: DE
Inventors: Scott Chang; Jeff Tsai; Francis V. Acholla; Andrew R. Wank; Mark Gazze; William A. Heeschen; James David Tate; Leo H. Chiang; Swee-Teng Chin
Original assignee: Rohm and Haas Electronic Materials CMP Holdings Inc; Dow Global Technologies LLC
Current assignee: Rohm and Haas Electronic Materials CMP Holdings Inc; Dow Global Technologies LLC
Priority date: 2015-01-30
Filing date: 2016-01-28
Publication date: 2016-08-04
Also published as: KR20160094294A; CN105842255B; JP2016173357A; FR3032274A1; TW201627658A; CN105842255A

Abstract

Es wird ein Polierschichtanalysator bereitgestellt, worin der Analysator konfiguriert ist, Makroinhomogenitäten in Polymerbahnen zu erkennen und die Polymerbahnen entweder als akzeptabel oder suspekt zu klassifizieren.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf das Gebiet der Herstellung chemisch-mechanischer Polierkissen. Insbesondere ist die vorliegende Erfindung auf einen Polierschichtanalysator und verwandte Verfahren gerichtet.
Bei der Herstellung von integrierten Schaltungen und anderen elektronischen Vorrichtungen werden mehrere Schichten aus leitenden, halbleitenden und dielektrischen Materialien auf einer Oberfläche eines Halbleiterwafers abgeschieden oder von dieser entfernt. Dünne Schichten aus leitenden, halbleitenden und dielektrischen Materialien können mittels unterschiedlicher Abscheidungstechniken abgeschieden werden. Bei der modernen Verarbeitung übliche Abscheidungstechniken beinhalten physikalische Gasphasenabscheidung (”physical vapor deposition”, PVD), auch als Sputtern bekannt, chemische Gasphasenabscheidung (”chemical vapor deposition”, CVD), plasmaunterstützte chemische Gasphasenabscheidung (”plasma-enhanced chemical vapor deposition”, PECVD) und elektrochemisches Plattieren (ECP).
Mit dem sequentiellen Abscheiden und Entfernen von Materialschichten wird die oberste Fläche des Wafers uneben. Da die nachfolgende Halbleiterverarbeitung (zum Beispiel Metallisierung) es erfordert, dass der Wafer eine flache Oberfläche hat, muss der Wafer planarisiert werden. Das Planarisieren ist nützlich, indem es unerwünschte Flächentopographien und Flächendefekte, wie raue Flächen, agglomerierte Materialien, Kristallgitterdefekte, Kratzer und kontaminierte Schichten oder Materialien entfernt.
Chemisch-mechanisches Planarisieren oder chemisch-mechanisches Polieren (CMP) ist eine übliche Technik, um Substrate, wie Halbleiterwafer, zu planarisieren. Beim herkömmlichen CMP wird ein Wafer auf einer Trägerbaugruppe befestigt und in Kontakt mit einem Polierkissen in einer CMP Vorrichtung positioniert. Die Trägerbaugruppe übt einen steuerbaren und/oder regelbaren Druck auf den Wafer aus, der gegen das Polierkissen gedrückt wird. Das Kissen wird mittels einer externen Antriebskraft relativ zum Wafer bewegt (zum Beispiel rotiert). Gleichzeitig dazu wird eine chemische Zusammensetzung (”Schlämme”) oder eine andere Polierlösung zwischen den Wafer und das Polierkissen gegeben. Die Oberfläche des Wafers wird daher durch die chemische und die mechanische Wirkung von Kissenfläche und Schlämmen poliert und plan gebildet.
In dem US Patent Nr. 5,578,362 offenbaren Reinhardt et al. ein im Stand der Technik bekanntes beispielhaftes Polierkissen. Das Polierkissen von Reinhardt umfasst eine Polymermatrix, in der durchgehend Mikrosphären dispergiert sind. Im Allgemeinen werden die Mikrosphären mit einem flüssigen Polymermaterial vermengt und gemischt und werden in eine Form zum Aushärten verbracht. Der geformte Artikel wird dann geschnitten, um Polierschichten zu bilden. Unglücklicherweise können auf diese Weise hergestellte Polierschichten unerwünschte Defekte aufweisen, welche, wenn sie in ein Polierkissen inkorporiert werden, Defekte in einem damit polierten Substrat verursachen können.
Ein behaupteter Ansatz, um diesen Bedenken bezüglich potentieller Defekte in den Polierschichten von chemisch-mechanischen Polierkissen zu begegnen, wird in dem US Patent Nr. 7,027,640 von Park et al. offenbart. Park et al. offenbaren eine Vorrichtung zum Erkennen oder Inspizieren von Defekten auf einem Kissen zur Verwendung beim Ausführen von chemisch-mechanischem Polieren eines Wafers, umfassend: eine Kissenantriebsvorrichtung, um das Kissen darauf zu laden und das Kissen zu bewegen; eine Kamera, die so installiert ist, dass sie dem Kissen gegenüber liegt, zum Umwandeln eines Bildes des Kissens in ein elektrisches Signal und zum Ausgeben des umgewandelten elektrischen Signals; eine Vorrichtung zum Erfassen digitaler Bilddaten zum Umwandeln des von der Kamera übertragenen elektrischen Signals in ein digitales Signal; und eine Bilddatenverarbeitungseinheit zum Verarbeiten der Bilddaten und zum Erkennen der Defekte auf dem Kissen, worin die Bilddatenverarbeitungseinheit einen oder mehrere quantitative charakteristische Werte von Licht berechnet basierend auf den Bilddaten auf jedem der Punkte, die von der Bilddatenerfassungseinrichtung erfasst werden, und eine Position auf dem Kissen, wo eine Differenz zwischen einem Niveauwert, der erhalten wird durch Kombinieren von einem oder mehreren der erfassten quantitativen charakteristischen Werte, und einem Niveauwert, der von einer normalen Fläche des Kissens erhalten wurde, größer als ein vorbestimmter Wert ist, als einen Defekt bestimmt.
Dennoch ist die Vorrichtung und das Verfahren, die von Park et al. beschrieben werden, für die Inspektion von vollständigen chemisch-mechanischen Polierkissen gedacht, die sich in einer für das Polieren vorbereiteten Konfiguration befinden, wobei reflektiertes Licht verwendet wird. Die Verwendung von reflektiertem Licht zum Inspizieren von chemisch-mechanischen Polierkissen und insbesondere der in diesen Kissen enthaltenen Polierschichten hat jedoch signifikante Nachteile. Mit der Verwendung von reflektiertem Licht ist es nur in begrenztem Maße möglich, Defekte unterhalb der Oberfläche in den enthaltenen Polierschichten zu erkennen, welche Defekte nicht nahe der Oberfläche der Polierschicht sind. Mit der Verwendung eines chemisch-mechanischen Polierkissens nutzt sich die Oberfläche der Polierschicht jedoch nach und nach ab. Defekte, die sich anfänglich in einem Abstand von der Oberfläche einer Polierschicht eines gegebenen chemisch-mechanischen Polierkissens befunden haben, kommen daher während der Nutzungsdauer des Kissens der Polierfläche immer näher. Darüber hinaus beinhalten chemisch-mechanische Polierkissen in einer zum Polieren vorbereiteten Konfiguration herkömmlicherweise Modifikationen an der Polierfläche, um das Polieren eines Substrats zu ermöglichen (zum Beispiel Rillen, Perforationen), welche Modifikationen die automatische Erkennung von Defekten unter der Verwendung einer Grauskala wie von Park et al. beschrieben erschweren.
Es besteht daher weiterhin ein Bedürfnis nach verbesserten Verfahren zum Herstellen von chemisch-mechanischen Polierkissen mit Polierschichten, die geringe Defekte aufweisen, unter Verwendung von automatisierten Inspektionsvorrichtungen und Verfahren mit verbesserten Fähigkeiten, Polierschichtdefekte zu identifizieren.
Die vorliegende Erfindung stellt einen Polierschichtanalysator zum Analysieren von Polymerfolien bzw. -bahnen zur Verwendung als Polierschichten in chemisch-mechanischen Polierkissen bereit, wobei der Polierschichtanalysator umfasst: ein Magazin; und eine Vielzahl von Spannvorrichtungen, worin jede Spannvorrichtung der Vielzahl von Spannvorrichtungen: (a) umfasst: einen zentralen transparenten Abschnitt mit einer oberen Fläche, einer unteren Fläche und einer Umfangskante; worin die obere Fläche im Wesentlichen parallel zu der unteren Fläche ist; und worin die obere Fläche im Wesentlichen glatt ist; und einen Haltebereich, welcher die Umfangskante des zentralen transparenten Abschnitts umgibt; worin der Haltebereich eine Kontaktfläche, eine Vielzahl von konzentrischen Nuten, und eine Vielzahl von Vakuumanschlüssen umfasst; wobei die Vielzahl von Vakuumanschlüssen in Verbindung mit der Vielzahl von konzentrischen Nuten steht, um es zu ermöglichen, ein Vakuum auf die Vielzahl von konzentrischen Nuten anzuwenden; worin die Kontaktfläche im Wesentlichen plan zur oberen Fläche des zentralen transparenten Abschnitts ist; wobei die Vielzahl von konzentrischen Nuten eine Nutenbreite, W, und einen Nutenabstand, P, aufweist; und worin W < P; und (b) konfiguriert ist, um eine Polymerbahn im Wesentlichen flach gegen die obere Fläche des zentralen transparenten Abschnitts zu halten; worin die Polymerbahn (i) umfasst: einen Polymer-Mikroelement-Verbund, umfassend: ein Polymer und eine Vielzahl von Mikroelementen, wobei die Vielzahl von Mikroelementen in dem Polymer dispergiert ist; und (ii) eine Transmissionsfläche, eine Auftrefffläche und eine Dicke, T_S, zwischen der Transmissionsfläche und der Auftrefffläche aufweist; worin die Transmissionsfläche und die Auftrefffläche im Wesentlichen parallel sind; worin das Magazin eine Kapazität zum Lagern der Vielzahl von Spannvorrichtungen aufweist; und worin das Magazin entworfen ist, die Vielzahl von Spannvorrichtungen zu laden, zu lagern und abzugeben, um eine Analyse einer Vielzahl von Polymerbahnen zu ermöglichen.
Die vorliegende Erfindung stellt einen Polierschichtanalysator bereit zum Analysieren von Polymerbahnen zur Verwendung als Polierschichten in chemisch-mechanischen Polierkissen, wobei der Polierschichtanalysator umfasst: ein Magazin; und eine Vielzahl von Spannvorrichtungen, worin jede Spannvorrichtung der Vielzahl von Spannvorrichtungen: (a) umfasst: einen zentralen transparenten Abschnitt mit einer oberen Fläche, eine untere Fläche und eine Umfangskante; worin die obere Fläche im Wesentlichen parallel zu der unteren Fläche ist; und worin die obere Fläche im Wesentlichen glatt ist; und einen Haltebereich, welcher die Umfangskante des zentralen transparenten Abschnitts umgibt; worin der Haltebereich eine Kontaktfläche, eine Vielzahl von konzentrischen Nuten, und eine Vielzahl von Vakuumanschlüssen umfasst; wobei die Vielzahl von Vakuumanschlüssen in Verbindung mit der Vielzahl von konzentrischen Nuten steht, um ein Vakuum auf die Vielzahl von konzentrischen Nuten anwenden zu können; worin die Kontaktfläche im Wesentlichen plan mit der oberen Fläche des zentralen transparenten Abschnitts ist; wobei die Vielzahl von konzentrischen Nuten eine Nutenbreite, W, und einen Nutenabstand, P, aufweist; und worin W < P; und (b) konfiguriert ist, eine Polymerbahn im Wesentlichen flach gegen die obere Fläche des zentralen transparenten Abschnitts zu halten; worin die Polymerbahn (i) umfasst: einen Polymer-Mikroelement-Verbund, umfassend: ein Polymer und eine Vielzahl von Mikroelementen, wobei die Vielzahl von Mikroelementen in dem Polymer dispergiert ist; und (ii) eine Transmissionsfläche, eine Auftrefffläche und eine Dicke, T_S, zwischen der Transmissionsfläche und der Auftrefffläche aufweist; worin die Transmissionsfläche und die Auftrefffläche im Wesentlichen parallel sind; einen Sequenzer; eine Lichtquelle, worin die Lichtquelle einen Strahl emittiert; einen Lichtdetektor; eine Vorrichtung zur Erfassung digitaler Bilddaten, die mit dem Lichtdetektor verbunden ist; und eine Bilddatenverarbeitungseinheit, die mit der Vorrichtung zur Erfassung digitaler Bilddaten verbunden ist; worin das Magazin eine Kapazität zum Lagern der Vielzahl von Spannvorrichtungen aufweist; worin das Magazin entworfen ist, die Vielzahl von Spannvorrichtungen zu laden, zu lagern und abzugeben, um eine Analyse einer Vielzahl von Polymerbahnen zu ermöglichen; worin der Sequenzer konfiguriert ist, die Vielzahl von Spannvorrichtungen aus dem Magazin zu entnehmen und, eine nach der anderen, zu einer Position zu befördern, die zwischen der Lichtquelle und dem Lichtdetektor gelegen ist; worin der von der Lichtquelle emittierte Strahl so ausgerichtet ist, dass er durch den zentralen transparenten Abschnitt hindurch verläuft und auf die Auftrefffläche auftrifft; und worin der Lichtdetektor so ausgerichtet ist, ein transmittiertes Licht von dem Strahl, der durch den zentralen transparenten Abschnitt und die Dicke, T_S, hindurch und aus der Transmissionsfläche heraus transmittiert wird, zu erfassen; worin der Lichtdetektor konfiguriert ist, eine Intensität des transmittierten Lichts in ein elektrisches Signal zu wandeln; worin die Vorrichtung zur Erfassung digitaler Bilddaten, die mit dem Lichtdetektor verbunden ist, konfiguriert ist, das elektrische Signal von dem Lichtdetektor in ein elektrisches Signal zu wandeln; worin die Bilddatenverarbeitungseinheit, die mit der Vorrichtung zur Erfassung digitaler Bilddaten verbunden ist, konfiguriert ist, das digitale Signal von der Vorrichtung zur Erfassung digitaler Bilddaten zu verarbeiten, um Makroinhomogenitäten zu erkennen und um Polymerbahnen als entweder akzeptabel zur Verwendung als eine Polierschicht in einem chemisch-mechanischen Polierkissen, oder als suspekt zu klassifizieren; wobei die Vielzahl von Polymerbahnen in eine Population akzeptabler Bahnen und eine Population suspekter Bahnen unterteilt ist.
Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zum Analysieren von Polymerbahnen zur Verwendung als Polierschichten in chemisch-mechanischen Polierkissen bereit, umfassend: Bereitstellen einer Vielzahl von Polymerbahnen, worin jede Polymerbahn der Vielzahl von Polymerbahnen (i) umfasst: einen Polymer-Mikroelement-Verbund, umfassend: ein Polymer und eine Vielzahl von Mikroelementen, wobei die Vielzahl von Mikroelementen in dem Polymer dispergiert ist; und (ii) eine Transmissionsfläche, eine Auftrefffläche und eine Dicke, T_S, zwischen der Transmissionsfläche und der Auftrefffläche aufweist; worin die Transmissionsfläche und die Auftrefffläche im Wesentlichen parallel sind; Bereitstellen eines Polierschichtanalysator, umfassend: ein Magazin; und eine Vielzahl von Spannvorrichtungen, worin jede Spannvorrichtung der Vielzahl von Spannvorrichtungen: (a) umfasst: einen zentralen transparenten Abschnitt mit einer oberen Fläche, eine untere Fläche und eine Umfangskante; worin die obere Fläche im Wesentlichen parallel zu der unteren Fläche ist; und worin die obere Fläche im Wesentlichen glatt ist; und einen Haltebereich, welcher die Umfangskante des zentralen transparenten Abschnitts umgibt; worin der Haltebereich eine Kontaktfläche, eine Vielzahl von konzentrischen Nuten, und eine Vielzahl von Vakuumanschlüssen umfasst; wobei die Vielzahl von Vakuumanschlüssen in Verbindung mit der Vielzahl von konzentrischen Nuten steht, um ein Vakuum auf die Vielzahl von konzentrischen Nuten anwenden zu können; worin die Kontaktfläche im Wesentlichen plan mit der oberen Fläche des zentralen transparenten Abschnitts ist; wobei die Vielzahl von konzentrischen Nuten eine Nutenbreite, W, und einen Nutenabstand, P, aufweist; und worin W < P; und (b) konfiguriert ist, eine einzelne Polymerbahn aus der Vielzahl von Polymerbahnen im Wesentlichen flach gegen die obere Fläche des zentralen transparenten Abschnitts zu halten; eine Lichtquelle, worin die Lichtquelle einen Strahl emittiert; einen Lichtdetektor; eine Vorrichtung zur Erfassung digitaler Bilddaten; und eine Bilddatenverarbeitungseinheit; Paaren der Vielzahl von Polymerbahnen mit der Vielzahl von Spannvorrichtungen, um eine Vielzahl von mit einer Bahn versehenen Spannvorrichtungen bereitzustellen; worin jede mit einer Bahn versehene Spannvorrichtung der Vielzahl mit einer Bahn versehenen Spannvorrichtungen eine zugeordnete Polymerbahn umfasst, die durch den Haltebereich daran gehalten wird, so dass die Auftrefffläche der zugeordneten Polymerbahn flach gegen die obere Fläche gehalten wird; Befördern der Vielzahl mit einer Bahn versehenen Spannvorrichtungen, eine nach der anderen, zwischen die Lichtquelle und den Lichtdetektor; worin der von der Lichtquelle emittierte Strahl so ausgerichtet ist, dass er durch den zentralen transparenten Abschnitt verläuft und auf die Auftrefffläche trifft; und worin der Lichtdetektor so ausgerichtet ist, ein transmittiertes Licht von dem Strahl zu erfassen, der durch den zentralen transparenten Abschnitt und die Dicke, T_S, und aus der Transmissionsfläche heraus transmittiert wurde; worin das transmittierte Licht zumindest eine detektierbare Eigenschaft aufweist; worin die zumindest eine detektierbare Eigenschaft eine Intensität des transmittierten Lichts umfasst; worin die Intensität des transmittierten Lichts durch den Lichtdetektor in ein elektrisches Signal gewandelt wird; worin das elektrische Signal von dem Lichtdetektor durch die Vorrichtung zur Erfassung digitaler Bilddaten in ein digitales Signal gewandelt wird; und worin das digitale Signal von der Vorrichtung zur Erfassung digitaler Bilddaten durch die Bilddatenverarbeitungseinheit verarbeitet wird, worin die Bilddatenverarbeitungseinheit konfiguriert ist, Makroinhomogenitäten zu erkennen und Polymerbahnen als entweder akzeptabel oder suspekt zu klassifizieren; und wobei die Vielzahl von Polymerbahnen in eine Population akzeptabler Bahnen und eine Population suspekter Bahnen unterteilt ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Darstellung einer perspektivischen Ansicht einer Polymerbahn.
2 ist eine Darstellung einer perspektivischen Ansicht einer Polymerbahn.
3 ist eine Darstellung einer perspektivischen Ansicht einer Polymerbahn, die flach gegen die obere Fläche einer Spannvorrichtung gehalten wird.
4 ist eine Darstellung einer Draufsicht einer Spannvorrichtung entlang der Linie 203-203 in 3.
5 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie B-B in 4.
6 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie C-C in 4.
7 ist eine Darstellung in einer teilweisen Querschnittsansicht eines chemisch-mechanischen Polierkissens, das eine Polymerbahn als eine Polierschicht inkorporiert.
Detaillierte Beschreibung
Das Verfahren der vorliegenden Erfindung bietet eine signifikante Verbesserung der Qualität von fertigen (zur Verwendung bereiten) chemisch-mechanischen Polierkissen. Das Verfahren der vorliegenden Erfindung verbessert in großem Maße die Aspekte der Qualitätskontrolle der Herstellung von chemisch-mechanischen Polierkissen, welche Polymerbahnen verwenden, die aus einem Polymer-Mikroelement-Verbund gebildet sind, welcher ein Polymer und eine Vielzahl von Mikroelementen, die in dem Polymer dispergiert ist, umfasst, indem zuerst eine Inspektion der Polymerbahnen vorgenommen wird, um aus einer Vielzahl von Polymerbahnen akzeptable Bahnen zu identifizieren, und die Transmissionsflächen suspekter Bahnen abzubilden, um eine fokussierte visuelle Inspektion von Abschnitten der suspekten Bahnen zu ermöglichen, welche Makroinhomogenitäten enthalten. Auf diese Weise wird eine Ermüdung von Bedienern stark vermindert (das heißt, dass es für Benutzer nicht notwendig ist, dass diese stundenlang auf Polymerbahnen starren, um Makroinhomogenitäten zu lokalisieren). Es wird daher möglich, dass die Bediener sich mehr auf das fokussieren, was am nützlichsten ist (das heißt, spezifische Inhomogenitäten in Polymerbahnen zu evaluieren, um die Eignung zur Verwendung zu bestimmen).
Der Ausdruck ”Poly(urethan)”, wie hierin und in den beigefügten Ansprüchen verwendet, umfasst (a) Polyurethane, die gebildet sind aus der Reaktion von (i) Isocyanaten und (ii) Polyolen (einschließlich Diolen); und (b) Poly(urethane), die gebildet sind aus der Reaktion von (i) Isocyanaten mit (ii) Polyolen (einschließlich Diolen) und (iii) Wasser, Aminen oder einer Kombination von Wasser und Aminen.
Der Ausdruck ”durchschnittliche Polymerbahnendicke, T_S-avg”, wie hierin und in den beigefügten Ansprüchen verwendet in Bezug auf eine Polymerbahn (20) mit einer Transmissionsfläche (14) und einer Auftrefffläche (17), bedeutet den Durchschnitt der Dicke, T_S, der Polymerbahn (20) gemessen in einer Richtung senkrecht zu der Ebene (28) der Transmissionsfläche (14) von der Transmissionsfläche (14) zu der Auftrefffläche (17) der Polymerbahn (20). (Siehe 1–2).
Der Ausdruck ”durchschnittliche Basisschichtdicke, T_B-avg”, wie hierin und in den beigefügten Ansprüchen verwendet in Bezug auf ein chemisch-mechanisches Polierkissen (110) mit einem Subkissen (125), das mit einer Polymerbahn, die als eine Polierschicht (120) mit einer Polierfläche (114) inkorporiert ist, gekoppelt ist, bedeutet den Durchschnitt der Dicke, T_B, des Subkissens (125), gemessen in einer Richtung senkrecht zur Polierfläche (114) von der unteren Fläche (127) des Subkissens (125) zu der oberen Fläche (126) des Subkissens (125). (Siehe 7).
Der Ausdruck ”durchschnittliche Gesamtdicke, T_T-avg”, wie hierin und in den beigefügten Ansprüchen verwendet in Bezug auf ein chemisch-mechanisches Polierkissen (110) mit einer Polymerbahn, die als eine Polierschicht (120) mit einer Polierfläche (114) inkorporiert ist, bedeutet der Durchschnitt der Dicke, T_T, des chemisch-mechanischen Polierkissens (110) gemessen in einer Richtung senkrecht zur Polierfläche (114) von der Polierfläche (114) zu der unteren Fläche (127) des Subkissens (125). (Siehe 7).
Der Ausdruck ”im Wesentlichen kreisförmiger Querschnitt”, wie hierin und in den beigefügten Ansprüchen verwendet in Bezug auf eine Polymerbahn (20), bedeutet dass der längste Radius, r, der Polymerbahn (20) projiziert auf die Ebene (28) der Transmissionsfläche (14) der Polymerbahn (20) von einer zentralen Achse, A, zu dem äußeren Umfang (15) der Polymerbahn (20) = 20% länger ist als der kürzeste Radius, r, der Polymerbahn (20) projiziert auf die Ebene (28) der Transmissionsfläche (14) der Polymerbahn (20) von der zentralen Achse, A, zu dem äußeren Umfang (15) der Polymerbahn (20). (Siehe 1 und 2).
Der Ausdruck ”im Wesentlichen parallel”, wie hierin und in den beigefügten Ansprüchen verwendet in Bezug auf eine Polymerbahn (20), bedeutet, dass die zentrale Achse, A, (und alle dazu parallelen Linien), die senkrecht zu einer Ebene (30) der Auftrefffläche (17) der Polymerbahn (20) ist, eine Ebene (28) der Transmissionsfläche (14) in einem Winkel, γ, schneiden wird; worin der Winkel, γ, zwischen 89 und 91° ist. (Siehe 1 und 2).
Der Ausdruck ”im Wesentlichen glatt”, wie hierin und in den beigefügten Ansprüchen verwendet, bedeutet, dass die Oberfläche auf ±0,001 mm glatt ist.
Der Ausdruck ”im Wesentlichen planar”, wie hierin und in den beigefügten Ansprüchen verwendet, bedeutet, dass die in Bezug genommenen Oberflächen auf ±0,001 mm plan sind.
Der Ausdruck ”im Wesentlichen flach”, wie hierin und in den beigefügten Ansprüchen verwendet in Bezug auf eine Polymerbahn, die gegen eine obere Fläche eines zentralen transparenten Abschnitts einer Spannvorrichtung gehalten wird, bedeutet, dass die Transmissionsfläche der Polymerbahn auf ±1 mm flach ist.
Der Ausdruck ”im Wesentlichen kreisförmig”, wie hierin und in den beigefügten Ansprüchen verwendet in Bezug auf einen zentralen transparenten Abschnitt (220) der Spannvorrichtung (200), bedeutet, dass die Umfangskante (235) eine Kreisförmigkeit von = 0,6 aufweist (Siehe 3 bis 6).
Der Ausdruck ”essentiell kreisförmig”, wie hierin und in den beigefügten Ansprüchen verwendet in Bezug auf einen zentralen transparenten Abschnitt (220) der Spannvorrichtung (200), bedeutet, dass die Umfangskante (235) eine Kreisförmigkeit von = 0,9 aufweist. (Siehe 3 bis 6).
Der Ausdruck ”steifes Material”, wie hierin und in den beigefügten Ansprüchen verwendet in Bezug auf ein Fertigungsmaterial eines Haltebereichs (240) einer Spannvorrichtung (200), bedeutet, dass sich das Fertigungsmaterial nicht unter den Bedingungen der hierin angedachten Verwendung verformt.
Der Ausdruck ”Makroinhomogenität”, wie hierin und in den beigefügten Ansprüchen verwendet, bedeutet einen lokalisierten Bereich auf der Transmissionsfläche einer Polymerbahn, der umgeben ist von einem benachbarten Bereich auf der Transmissionsfläche der Polymerbahn, worin die erkannte Intensität des Lichts, das durch den lokalisierten Bereich transmittiert wird, um einen Betrag von = 0,1% des von dem Lichtdetektor erfassbaren Intensitätsbereichs größer oder kleiner ist als die erkannte Intensität von Licht, das durch den benachbarten Bereich transmittiert wird; und worin der lokalisierte Bereich einen Teil der Transmissionsfläche umfasst, der groß genug ist, um einen Kreis mit einem Durchmesser von 15,875 mm in der Ebene der Transmissionsfläche zu bedecken.
Der Ausdruck ”Dichtedefekt”, wie hierin und in den beigefügten Ansprüchen verwendet, bezieht sich auf eine Makroinhomogenität in einer Polymerbahn mit einer signifikant verringerten Mikroelementkonzentration relativ zu dem umgebenden Bereich der Polymerbahn. Dichtedefekte zeigen eine merkbar höhere Transparenz (das heißt, höhere erfasste Intensität von transmittiertem Licht) im Vergleich zu dem umgebenden Bereich der Polymerbahn.
Der Ausdruck ”Luftloch”, wie hierin und in den beigefügten Ansprüchen verwendet, bezieht sich auf eine Makroinhomogenität in einer Polymerbahn mit einem Lufteinschluss, der in einer merkbar höheren Transparenz resultiert (das heißt, höhere erfasste Intensität von transmittiertem Licht) im Vergleich zu dem umgebenden Bereich der Polymerbahn.
Der Ausdruck ”Einschlussdefekt”, wie hierin und in den beigefügten Ansprüchen verwendet, bezieht sich auf eine Makroinhomogenität in einer Polymerbahn mit einer verunreinigenden Fremdsubstanz, die in einer merkbar verringerten Transparenz resultiert (das heißt, einer geringeren erkannten Intensität von transmittiertem Licht) im Vergleich zu dem umgebenden Bereich der Polymerbahn.
Bevorzugt umfasst der Polierschichtanalysator der vorliegenden Erfindung: ein Magazin; und eine Vielzahl von Spannvorrichtungen, worin jede Spannvorrichtung der Vielzahl von Spannvorrichtungen: (a) umfasst: einen zentralen transparenten Abschnitt (worin der zentrale transparente Abschnitt bevorzugt ein senkrechter zylindrischer transparenter Abschnitt ist) (220) mit einer oberen Fläche (225), einer unteren Fläche (230) und einer Umfangskante (235); worin die obere Fläche im Wesentlichen parallel zu der unteren Fläche ist; (worin die Umfangskante bevorzugt im Wesentlichen kreisförmig ist; worin die Umfangskante weiter bevorzugt essentiell kreisförmig ist); und worin die obere Fläche im Wesentlichen glatt ist; und einen Haltebereich (240), welcher die Umfangskante des zentralen transparenten Abschnitts umgibt; worin der Haltebereich (240) eine Kontaktfläche (245), eine Vielzahl von konzentrischen Nuten (250), und eine Vielzahl von Vakuumanschlüssen (260) umfasst; wobei die Vielzahl von Vakuumanschlüssen in Verbindung mit der Vielzahl von konzentrischen Nuten (250) stehen, um ein Vakuum auf die Vielzahl von konzentrischen Nuten (250) anwenden zu können; worin die Kontaktfläche (245) im Wesentlichen plan mit der oberen Fläche (225) des zentralen transparenten Abschnitts (220) ist; wobei die Vielzahl von konzentrischen Nuten (250) eine Nutenbreite, W, und einen Nutenabstand, P, aufweist; und worin W < P (worin bevorzugt W < ½P; worin weiter bevorzugt W < 1/3P; worin am meisten bevorzugt W < ¼P); und (b) konfiguriert ist, eine Polymerbahn im Wesentlichen flach gegen die obere Fläche (225) des zentralen transparenten Abschnitts (220) zu halten; worin die Polymerbahn (i) umfasst: einen Polymer-Mikroelement-Verbund, umfassend: ein Polymer und eine Vielzahl von Mikroelementen, wobei die Vielzahl von Mikroelementen in dem Polymer dispergiert ist; und (ii) eine Transmissionsfläche, eine Auftrefffläche und eine Dicke, T_S, zwischen der Transmissionsfläche und der Auftrefffläche aufweist; worin die Transmissionsfläche und die Auftrefffläche im Wesentlichen parallel sind; worin das Magazin eine Kapazität zum Lagern der Vielzahl von Spannvorrichtungen aufweist; und worin das Magazin entworfen ist, die Vielzahl von Spannvorrichtungen zu laden, zu lagern und abzugeben, um eine Analyse einer Vielzahl von Polymerbahnen zu ermöglichen. (Siehe 3–6).
Bevorzugt ist das Magazin entworfen, eine Vielzahl von Spannvorrichtungen zu halten, zu lagern und abzugeben. Weiter bevorzugt ist das Magazin entworfen, eine Vielzahl von Spannvorrichtungen zu halten, zu lagern und abzugeben, worin jeder Spannvorrichtung der Vielzahl von Spannvorrichtungen eine Polymerbahn zugeordnet ist, so dass die Polymerbahn im Wesentlichen flach gegen die obere Fläche von deren zentralem transparenten Abschnitt gehalten wird. Bevorzugt hat das Magazin eine Entwurfskapazität, um wenigstens 10 Spannvorrichtungen mit zugeordneten Polymerbahnen zu halten (weiter bevorzugt wenigstens 15 Spannvorrichtungen mit zugeordneten Polymerbahnen; nochmals weiter bevorzugt wenigstens 20 Spannvorrichtungen mit zugeordneten Polymerbahnen; am meisten bevorzugt wenigstens 30 Spannvorrichtungen mit zugeordneten Polymerbahnen). Die Magazinentwurfskapazität ermöglicht es einem Bediener, eine Vielzahl von Spannvorrichtungen mit zugeordneten Polymerbahnen in ein automatisiertes Inspektionssystem zu laden. Sobald die Vielzahl von Spannvorrichtungen mit zugeordneten Polymerbahnen in das Magazin geladen ist, kann der Bediener dann andere Aufgaben ausführen, während das automatisierte Inspektionssystem die zugeordneten Polymerbahnen verarbeitet und entweder als akzeptabel oder als suspekt klassifiziert.
Bevorzugt weist jede Spannvorrichtung (200) einen Haltebereich (240) auf, welcher die Umfangskante (235) des zentralen transparenten Abschnitts (220) umgibt; worin der Haltebereich (240) eine Kontaktfläche (245), eine Vielzahl von konzentrischen Nuten (250), und eine Vielzahl von Vakuumanschlüssen (260) aufweist; worin jede konzentrische Nut (250) ein Paar von Seitenwänden (255) und eine Basis (253) aufweist. Weiter bevorzugt weist jede Spannvorrichtung (200) einen Haltebereich (240) auf, welcher die Umfangskante (235) des zentralen transparenten Abschnitts (220) umgibt; worin der Haltebereich (240) eine Kontaktfläche (245), eine Vielzahl von konzentrischen Nuten (250), und eine Vielzahl von Vakuumanschlüssen (260) aufweist; worin jede konzentrische Nut (250) ein Paar von Seitenwänden (255) und eine Basis (253) aufweist; worin jede Seitenwand (255) im Wesentlichen senkrecht zur Kontaktfläche (245) ist.
Bevorzugt weist jede Spannvorrichtung (200) einen Haltebereich (240) auf, welcher die Umfangskante (235) des zentralen transparenten Abschnitts (220) umgibt; worin der Haltebereich (240) eine Kontaktfläche (245), eine Vielzahl von konzentrischen Nuten (250), und eine Vielzahl von Vakuumanschlüssen (260) aufweist; wobei die Vielzahl von Vakuumanschlüssen in Verbindung mit der Vielzahl von konzentrischen Nuten (250) steht, um ein Vakuum auf die Vielzahl von konzentrischen Nuten anwenden zu können (250); und worin jede konzentrische Nut (250) mit wenigstens einem Vakuumanschluss (260) in Verbindung steht, um es zu ermöglichen, ein Vakuum darin zu ziehen, wenn eine Polymerbahn (20) gegen den Haltebereich (240) angeordnet ist. (Siehe 3). Weiter bevorzugt weist jede konzentrische Nut (250) 4 bis 20 Vakuumanschlüsse (260) auf. Am meisten bevorzugt weist jede konzentrische Nut (250) 4 bis 20 Vakuumanschlüsse (260) auf, die gleichmäßig entlang der Basis (253) jeder konzentrischen Nut (250) verteilt sind. Bevorzugt weist jeder Vakuumanschluss (260) eine Öffnung (265) in der Basis (253) der konzentrischen Nut (250) auf. Bevorzugt weist jede Öffnung (265) in der Basis (253) der konzentrischen Nut (250) einen kreisförmigen Querschnitt mit einem Durchmesser, D, auf; worin 0,75·W = D = W ist (worin bevorzugt 0,9·W = D = W ist; worin weiter bevorzugt 0,95·W = D = W ist; worin am meisten bevorzugt D = W ist).
Bevorzugt weist jede Spannvorrichtung (200) einen Haltebereich (240) auf; worin der Haltebereich (240) aus einem steifen Material gefertigt ist. Bevorzugt ist der Haltebereich (240) aus einem Material gefertigt aus der Gruppe bestehend aus Metallen; Steinmaterialien (zum Beispiel Granit und Marmor); Keramikmaterialien; und Hartkunststoffen (zum Beispiel aliphatische Polyamide wie Nylon 6-6). Weiter bevorzugt ist der Haltebereich (240) aus einem Material gefertigt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einer Metalllegierung. Nochmals weiter bevorzugt ist der Haltebereich (240) aus einer Metalllegierung gefertigt, worin die Metalllegierung ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Aluminiumlegierungen, Kohlenstofflegierungen (zum Beispiel Werkzeugstahl), Eisenlegierungen, Nickellegierungen (zum Beispiel Edelstahl (wie Edelstahl 304, Edelstahl 316); Hastelloy^® 1

1: Hastelloy ist eine eingetragene Marke der Haynes International, Inc., und umfasst eine Vielzahl von korrosionsbeständigen nickelhaltigen Metalllegierungen.

^®

240

Bevorzugt weist jede Spannvorrichtung (200) einen zentralen transparenten Abschnitt (220) auf, worin der zentrale transparente Abschnitt (220) eine Transmittanz von = 90% für den von der Lichtquelle emittierten Strahl aufweist. Weiter bevorzugt weist jede Spannvorrichtung (200) einen zentralen transparenten Abschnitt (220) auf, worin der zentrale transparente Abschnitt (220) eine Transmittanz von = 90% für Licht aufweist, das eine Wellenlänge von 440 bis 490 nm hat.
Bevorzugt weist jede Spannvorrichtung (200) einen zentralen transparenten Abschnitt (220) auf, der aus einem Material gebildet ist, das ausgewählt ist aus Glas, Quarz und Kunststoff. Weiter bevorzugt weist jede Spannvorrichtung (200) einen zentralen transparenten Abschnitt (220) auf, der aus einem Material gebildet ist, das ausgewählt ist aus Glas und Quarz. Am meisten bevorzugt weist jede Spannvorrichtung (200) einen zentralen transparenten Abschnitt (220) auf, der aus Glas gebildet ist.
Bevorzugt weist jede Spannvorrichtung (200) einen Haltebereich (240) auf, worin der Haltebereich (240) ringförmig ist.
Bevorzugt weist jede Spannvorrichtung (200) einen Haltebereich (240) auf, worin der Haltebereich (240) weiter einen Vorsprung (247) umfasst, der sich von der Umfangskante (235) des zentralen transparenten Abschnitts (220) entlang eines Teils der unteren Fläche (230) erstreckt. Weiter bevorzugt weist jede Spannvorrichtung (200) einen Haltebereich (240) auf, worin der Haltebereich (240) weiter einen Vorsprung (247) umfasst, der sich von der Umfangskante (235) des zentralen transparenten Abschnitts (220) entlang eines Teils der unteren Fläche (230) erstreckt, und worin der zentrale transparente Abschnitt (220) mittels eines Haftmittels an den Vorsprung (247) des Haltebereichs (240) befestigt ist. (Siehe 5 bis 6).
Jede Spannvorrichtung (200) der Vielzahl von Spannvorrichtungen ist konfiguriert, eine Polymerbahn (20) im Wesentlichen flach gegen die obere Fläche (225) des zentralen transparenten Abschnitts (220) zu halten; worin die Polymerbahn (20) (i) umfasst: einen Polymer-Mikroelement-Verbund, umfassend: ein Polymer und eine Vielzahl von Mikroelementen, wobei die Vielzahl von Mikroelementen in dem Polymer dispergiert ist; und (ii) eine Transmissionsfläche (14), eine Auftrefffläche (17) und eine Dicke, T_S, zwischen der Transmissionsfläche (14) und der Auftrefffläche (17) aufweist; worin die Transmissionsfläche (14) und die Auftrefffläche (17) im Wesentlichen parallel sind. Bevorzugt weist jede Polymerbahn (20) eine durchschnittliche Dicke, T_S-avg, von 500 bis 5.000 μm auf (bevorzugt 750 bis 4.000 μm; weiter bevorzugt 1.000 bis 3.000 μm; am meisten bevorzugt 1.200 bis 2.100 μm). Bevorzugt weist jede Polymerbahn (20) einen durchschnittlichen Radius, r_avg, von 20 bis 100 cm auf (weiter bevorzugt von 25 bis 65 cm; am meisten bevorzugt von 40 bis 60 cm). (Siehe 1 bis 3).
Bevorzugt umfasst jede Polymerbahn (20) einen Polymer-Mikroelement-Verbund; worin der Polymer-Mikroelement-Verbund umfasst: ein Polymer und eine Vielzahl von Mikroelementen; und wobei die Vielzahl von Mikroelementen in dem Polymer dispergiert ist. Bevorzugt umfasst der Polymer-Mikroelement-Verbund: ein Polymer und eine Vielzahl von Mikroelementen, wobei die Vielzahl von Mikroelementen in dem Polymer in einem Muster dispergiert sind. Weiter bevorzugt umfasst der Polymer-Mikroelement-Verbund: ein Polymer und eine Vielzahl von Mikroelementen, wobei die Vielzahl von Mikroelementen in dem Polymer in einem Muster dispergiert sind, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus einem gleichmäßigen Muster und einem Gradientenmuster. Am meisten bevorzugt umfasst der Polymer-Mikroelement-Verbund: ein Polymer und eine Vielzahl von Mikroelementen, wobei die Vielzahl von Mikroelementen in dem Polymer gleichmäßig dispergiert sind. Bevorzugt wird der Polymer-Mikroelement-Verbund unter Verwendung eines flüssigen Prepolymers angefertigt, wobei die Vielzahl von Mikroelementen in dem flüssigen Prepolymer dispergiert wird; und worin das flüssige Prepolymer dann ausgehärtet wird, um das Polymer zu bilden.
Bevorzugt polymerisiert das flüssige Prepolymer, das bei der Bereitung des Polymer-Mikroelement-Verbunds verwendet wird, um ein Material zu bilden, das ausgewählt ist aus Poly(urethan), Polysulfon, Polyethersulfon, Nylon, Polyether, Polyester, Polystyren, ein Acrylpolymer, Polyharnstoffe, Polyamid, Polyvinylchlorid, Polyvinylfluorid, Polyethylen, Polypropylen, Polybutadien, Polyethylenimin, Polyacrylnitril, Polyethylenoxid, Polyolefin, Poly(alkyl)acrylat, Poly(alkyl)methacrylat, Polyamid, Polyetherimid, Polyketon, Epoxid, Silikon, ein Polymer, das aus Ethylenpropylendienmonomer gebildet wird, Protein, Polysaccharid, Polyacetat und einer Kombination von wenigstens zweier der zuvor genannten. Bevorzugt polymerisiert das flüssige Prepolymer, das bei der Bereitung des Polymer-Mikroelement-Verbunds verwendet wird, um ein Material zu bilden, das ein Polyurethan) umfasst. Weiter bevorzugt polymerisiert das flüssige Prepolymer, das bei der Bereitung des Polymer-Mikroelement-Verbunds verwendet wird, um ein Material zu bilden, das ein Polyurethan umfasst. Am meisten bevorzugt polymerisiert (härtet aus) das flüssige Prepolymer, das bei der Bereitung des Polymer-Mikroelement-Verbunds verwendet wird, um ein Polyurethan zu bilden.
Bevorzugt umfasst das flüssige Prepolymer, das in der Bereitung des Polymer-Mikroelement-Verbunds verwendet wird, ein Material, das Polyisocyanat enthält. Weiter bevorzugt umfasst das flüssige Prepolymer, das in der Bereitung des Polymer-Mikroelement-Verbunds verwendet wird, das Reaktionsprodukt von einem Polyisocyanat (zum Beispiel Diisocyanat) und einem Material, das Hydroxyl enthält.
Bevorzugt ist das flüssige Prepolymer, das in der Bereitung des Polymer-Mikroelement-Verbunds verwendet wird, ausgewählt aus Methylen-bis-4,4'-cyclohexylisocyanat; Cyclohexyldiisocyanat; Isophorondiisocyanat; Hexamethylendiisocyanat; Propylen-1,2-dissocyanat; Tetramethylen-1,4-diisocyanat; 1,6-hexamethylendiisocyanat; Dodecan-1,12-diisocyanat; Cyclobutan-1,3-diisocyanat; Cyclohexan-1,3-diisocyanat; Cyclohexane-1,4-diisocyanat; 1-isocyanat-3,3,5-trimethyl-5-isocyanatmethylcyclohexan; Methylcyclohexylendiisocyanat; Triisocyanat von Hexamethylendiisocyanat; Triisocyanat von 2,4,4-trimethyl-1,6-hexandiisocyanat; Uretdion von Hexamethylendiisocyanat; Ethylendiisocyanat; 2,2,4-Trimethylhexamethylendiisocyanat; 2,4,4-tri-methylhexamethylendiisocyanat; Dicyclohexylmethandiisocyanat; und Kombinationen davon. Am meisten bevorzugt ist das Polyisocyanat, das bei der Bereitung des Polymer-Mikroelement-Verbunds verwendet wird, aliphatisch und weist weniger als 14 Prozent unreagierter Isocyanatgruppen auf.
Bevorzugt ist das Material, das ein Hydroxyl enthält, das mit der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ein Polyol. Beispielhafte Polyole beinhalten zum Beispiel Polyetherpolyole, Hydroxy-terminiertes Polybutadien (einschließlich teilweiser und vollständig hydrierter Derivate), Polyesterpolyole, Polycaprolactonpolyole, Polycarbonatpolyole, und Mischungen davon.
Bevorzugte Polyole beinhalten Polyetherpolyole. Beispiele von Polyetherpolyol beinhalten Polytetramethylenetherglykol (”PTMEG”), Polyethylenpropylenglykol, Polyoxypropylenglykol, und Mischungen davon. Die Kohlenwasserstoffkette kann gesättigte und ungesättigte Bindungen und substituierte oder nicht substituierte aromatische und zyklische Gruppen aufweisen. Bevorzugt beinhaltet das Polyol der vorliegenden Erfindung PTMEG. Geeignete Polyesterpolyole beinhalten, ohne Beschränkung, Polyethylenadipatglykol; Polybutylenadipatglykol; Polyethylenpropylenadipatglykol; o-phthalat-1,6-hexanediol; Poly(hexamethylenadipat)glykol; und Mischungen davon. Die Kohlenwasserstoffkette kann gesättigte und ungesättigte Bindungen oder substituierte oder nicht substituierte aromatische und zyklische Gruppen aufweisen. Geeignete Polycaprolactonpolyole beinhalten, ohne Beschränkung, 1,6-hexanediol-initiiertes Polycaprolacton; Diethylenglykol initiiertes Polycaprolacton; Trimethylolpropan initiiertes Polycaprolacton; Neopentylglykol initiiertes Polycaprolacton; 1,4-butanediol-initiiertes Polycaprolacton; PTMEG-initiiertes Polycaprolacton; und Mischungen davon. Die Kohlenwasserstoffkette kann gesättigte oder ungesättigte Bindungen oder substituierte oder nicht substituierte aromatische und zyklische Gruppen aufweisen. Geeignete Polycarbonate beinhalten, ohne Beschränkung, Polyphthalatcarbonat und Poly(hexamethylencarbonat)glykol.
Bevorzugt ist die Vielzahl von Mikroelementen, die in der Bereitung des Polymer-Mikroelement-Verbunds verwendet werden, ausgewählt aus Gasblasen, Hohlkern-Polymermaterialien (das heißt Mikrosphären), fluidbefüllte Hohlkern-Polymermaterialien, wasserlösliche Materialien (zum Beispiel Cyclodextrin) und ein unlösliches Phasenmaterial (zum Beispiel Mineralöl). Bevorzugt ist die Vielzahl von Mikroelementen, die in der Bereitung des Polymer-Mikroelement-Verbunds verwendet wird, Mikrosphären, wie beispielsweise Polyvinylalkohole, Pektin, Polyvinylpyrrolidon, Hydroxyethylcellulose, Methylcellulose, Hydropropylmethylcellulose, Carboxymethylcellulose, Hydroxypropylcellulose, Polyacrylsäuren, Polyacrylamid, Polyethylenglykol, Polyhydroxyetheracrylit, Stärken, Maleinsäure-Copolymere, Polyethylenoxid, Polyurethane, Cyclodextrin und Kombinationen davon (zum Beispiel Expancel^TM von Akzo Nobel aus Sundsvall, Schweden). Die Mikrosphären können chemisch modifiziert werden, um die Löslichkeit, Schwellen und andere Eigenschaften zu verändern, beispielsweise durch verzweigen, blockieren und vernetzen. Bevorzugt weisen die Mikrosphären einen mittleren Durchmesser von weniger als 150 μm auf, und weiter bevorzugt einen mittleren Durchmesser von weniger als 50 μm. Am meisten bevorzugt weisen die Mikrosphären einen mittleren Durchmesser von weniger als 15 μm auf. Es sei bemerkt, dass der mittlere Durchmesser variiert werden kann, und dass unterschiedliche Größen oder Mischungen unterschiedlicher Mikrosphären 48 verwendet werden können. Ein am meisten bevorzugtes Material für die Mikrosphären ist ein Copolymer aus Acrylnitril und Vinylidenchlorid (zum Beispiel Expancel^®, das von Akzo Nobel erhältlich ist).
Das flüssige Prepolymer, das in der Bereitung des Polymer-Mikroelement-Verbunds der vorliegenden Erfindung benutzt wird, umfasst weiter ein Vernetzungsmittel. Bevorzugte Vernetzungsmittel beinhalten Diamine. Geeignete Polydiamine beinhalten sowohl primäre als auch sekundäre Amine. Bevorzugte Polydiamine beinhalten, ohne Beschränkung, Diethyltoluendiamin (”DETDA”); 3,5-Dimethylthio-2,4-toluendiamin und Isomere davon; 3,5-Diethyltoluen-2,4-diamin und Isomere davon (zum Beispiel 3,5-Diethyltoluen-2,6-diamin); 4,4'-Bis-(sec-butylamin)-diphenylmethan; 1,4-Bis-(sec-butylamin)-benzen; 4,4'-Methylen-bis-(2-chloranilin); 4,4'-Methylen-bis-(3-chlor-2,6-diethylanilin) (”MCDEA”); Polytetramethylenoxid-di-p-aminbenzoat; N,N'-Dialkyldiamindiphenylmethan; p,p'-Methylendianilin (”MDA”); m-Phenylendiamin (”MPDA”); Methylen-bis 2-chloranilin (”MBOCA”); 4,4'-Methylen-bis-(2-chloranilin) (”MOCA”); 4,4'-Methylen-bis-(2,6-diethylanilin) (”MDEA”); 4,4'-Methylen-bis-(2,3-dichloranilin) (”MDCA”); 4,4'-Diamino-3,3'-diethyl-5,5'-dimethyldiphenylmethan, 2,2',3,3'-Tetrachlordiamindiphenylmethan; Trimethylenglykoldi-p-aminbenzoat; und Mischungen davon. Bevorzugt ist das Diaminvernetzungsmittel ausgewählt aus 3,5-Dimethylthio-2,4-toluendiamin und Isomeren davon.
Vernetzungsmittel können auch Diole, Triole, Tetraole und Hydroxy-terminierte Vernetzungsmittel umfassen. Geeignete Diole, Triole und Tetraolgruppen beinhalten Ethylenglykol; Diethylenglykol; Polyethylenglykol; Propylenglykol; Polypropylenglykol; Polytetramethylenetherglykol geringerer molarer Masse; 1,3-Bis(2-hydroxyethoxy)benzen; 1,3-Bis-[2-(2-hydroxyethoxy)ethoxy]benzen; 1,3-Bis-{2-[2-(2-hydroxyethoxy)ethoxy]ethoxy}benzen; 1,4-Butandiol; 1,5-Pentandiol; 1,6-Hexandiol; Resorcinol-di-(β-hydroxyethyl)ether; Hydrochinon-di-(β-hydroxyethyl)ether; und Mischungen davon. Bevorzugte hydroxy-terminierte Vernetzungsmittel beinhalten 1,3-Bis(2-hydroxyethoxy)benzen; 1,3-Bis-[2-(2-hydroxyethoxy)ethoxy]benzen; 1,3-Bis-{2-[2-(2-hydroxyethoxy)ethoxy]ethoxy}benzen; 1,4-Butanediol; und Mischungen davon. Die hydroxy-terminierten und Diamin-Vernetzungsmittel können eine oder mehrere gesättigte, ungesättigte, aromatische und zyklische Gruppen beinhalten. Zusätzlich können die hydroxy-terminierten und Diamin-Vernetzungsmittel eine oder mehrere Halogengruppen beinhalten.
Bevorzugt umfasst der Polierschichtanalysator der vorliegenden Erfindung weiter: einen Sequenzer; eine Lichtquelle, worin die Lichtquelle einen Strahl emittiert; einen Lichtdetektor; eine Vorrichtung zur Erfassung digitaler Bilddaten, die mit dem Lichtdetektor verbunden ist; und eine Bilddatenverarbeitungseinheit, die mit der Vorrichtung zur Erfassung digitaler Bilddaten verbunden ist; worin der Sequenzer konfiguriert ist, die Vielzahl von Spannvorrichtungen aus dem Magazin zu entnehmen und, eine nach der anderen, zu einer Position zu befördern, die zwischen der Lichtquelle und dem Lichtdetektor angeordnet ist; worin der von der Lichtquelle emittierte Strahl so ausgerichtet ist, dass er durch den zentralen transparenten Abschnitt verläuft und auf die Auftrefffläche auftrifft; und worin der Lichtdetektor so ausgerichtet ist, ein transmittiertes Licht von dem Strahl zu erfassen, der durch den zentralen transparenten Abschnitt und die Dicke, T_S, und aus der Transmissionsfläche heraus transmittiert wird; worin der Lichtdetektor konfiguriert ist, eine Intensität des transmittierten Lichts in ein elektrisches Signal zu wandeln; worin die Vorrichtung zur Erfassung digitaler Bilddaten, die mit dem Lichtdetektor verbunden ist, konfiguriert ist, das elektrische Signal von dem Lichtdetektor in ein elektrisches Signal zu wandeln; worin die Bilddatenverarbeitungseinheit, die mit der Vorrichtung zur Erfassung digitaler Bilddaten verbunden ist, konfiguriert ist, das digitale Signal von der Vorrichtung zur Erfassung digitaler Bilddaten zu verarbeiten, um Makroinhomogenitäten zu erkennen und um Polymerbahnen entweder als akzeptabel zur Verwendung als eine Polierschicht in einem chemisch-mechanischen Polierkissen, oder als suspekt zu klassifizieren; wobei die Vielzahl von Polymerbahnen in eine Population akzeptabler Bahnen und eine Population suspekter Bahnen unterteilt ist.
Bevorzugt ist der Sequenzer konfiguriert, Spannvorrichtungen in das Magazin zu laden und aus diesem zu entnehmen. Bevorzugt ist der Sequenzer konfiguriert, Spannvorrichtungen einzeln in das Magazin zu laden und aus diesem zu entnehmen. Bevorzugt ist der Sequenzer weiter konfiguriert, Spannvorrichtungen mit zugeordneten Polymerbahnen, eine nach der anderen, zu einer Position zu befördern, die zwischen einer Lichtquelle und einem Lichtdetektor liegt; und die Spannvorrichtungen mit den zugeordneten Polymerbahnen, eine nach der anderen, zurück in das Magazin zu befördern. Bevorzugt beinhaltet der Sequenzer wenigstens einen Linearmotor. Weiter bevorzugt beinhaltet der Sequenzer wenigstens einen Linearmotor mit einer Linearmaßstabauflösung von = 1 μm.
Bevorzugt emittiert die Lichtquelle einen Strahl. Bevorzugt weist der von der Lichtquelle emittierte Strahl ein Emissionsspektrum auf, das Wellenlängen beinhaltet, die ausgewählt sind aus zumindest einem von dem sichtbaren, ultravioletten und infraroten Bereich. Bevorzugt ist die Lichtquelle ausgewählt aus einer breitbandigen Quelle (zum Beispiel eine weiße Lichtquelle) und einer schmalbandigen Quelle (zum Beispiel eine schmalbandige blaue Lichtquelle). Weiter bevorzugt ist die Lichtquelle eine schmalbandige blaue Lichtquelle. Nochmals weiter bevorzugt ist die Lichtquelle eine schmalbandige blaue Lichtquelle, die einen Strahl emittiert, worin der Strahl ein Emissionsspektrum eine Spitzenwellenlänge 460 bis 490 nm (bevorzugt 460 bis 480 nm; weiter bevorzugt 460 bis 470 nm; am meisten bevorzugt 463 bis 467 nm) und eine volle breite Bei halber maximaler Intensität (”full width at half maximum intensity”, FWHM) von = 50 nm (bevorzugt = 40 nm; weiter bevorzugt = 35 nm; am meisten bevorzugt = 30 nm) aufweist. Ein Fachmann wird in der Lage sein, eine geeignete Lichtquelle auszuwählen, um einen Strahl mit einem Emissionsspektrum in dem gewünschten Bereich bereitzustellen. Bevorzugt umfasst in dem Verfahren der vorliegenden Erfindung das automatisierte Inspektionssystem eine Lichtquelle, worin die Lichtquelle eine Leuchtdiode ist.
Bevorzugt ist der Lichtdetektor eingerichtet, zumindest eine detektierbare Eigenschaft eines transmittierten Lichts von einem Strahl zu wandeln, der durch die Dicke, TS, und aus der Transmissionsfläche einer Polymerbahn heraus transmittiert wird. Weiter bevorzugt ist der Lichtdetektor eingerichtet, eine Intensität des transmittierten Lichts von dem Strahl zu wandeln, der durch die Dicke, TS, und aus der Transmissionsfläche einer Polymerbahn heraus transmittiert wird. Am meisten bevorzugt ist der Lichtdetektor eingerichtet, eine Intensität und ein Wellenlängenspektrum des transmittierten Lichts von dem Strahl zu wandeln, der durch die Dicke, TS, und aus der Transmissionsfläche einer Polymerbahn heraus transmittiert wird. Bevorzugt ist der Lichtdetektor eine optoelektrische Wandlervorrichtung, welche die zumindest eine detektierbare Eigenschaft des transmittierten Lichts, das auf diese scheint, in ein elektrisches Signal wandelt. Bevorzugt ist der Lichtdetektor ein Feld von ladungsgekoppelten Vorrichtungen (”charge coupled devices”, CCDs). Bevorzugt sind die verwendeten CCDs ausgewählt aus monochromatischen und Farb-CCDs. Weiter bevorzugt umfasst der Lichtdetektor ein Feld von wenigstens 5 (am meisten bevorzugt zumindest 8) optoelektrischen Wandlervorrichtungen. Am meisten bevorzugt umfasst der Lichtdetektor ein Feld von wenigstens 8 CCD-Bildsensoren mit einer Auflösung von = 20 μm (bevorzugt = 16 μm) und einem Sichtfeld von = 100 mm (bevorzugt = 120 mm).
Bevorzugt wandelt die Vorrichtung zur Erfassung digitaler Bilddaten das von dem Lichtdetektor ausgegebene elektrische Signal in ein digitales Signal um. Vorrichtungen zur Erfassung digitaler Bilddaten, die geeignet zur Verwendung mit der vorliegenden Erfindung sind, sind im Stand der Technik wohlbekannt.
Die heterogene zusammengesetzte Natur von Polymerbahnen, die einen Polymer-Mikroelement-Verbund umfassen, macht einen Bezug auf eine hypothetische Standardbahn unpraktisch bzw. unmöglich. Das heißt, die Existenz von verschiedenen, harmlosen Produktionsartefakten in derartigen Polymerbahnen macht einen einfachen Grauskalenvergleich mit einem Standardwert ineffektiv zur Verwendung in einem automatisierten System zum Inspizieren von Polymerbahnen zur Inkorporation als Polierschichten in chemisch-mechanischen Polierkissen.
Allzweck- und Spezial-Bilddatenverarbeitungseinheiten, die geeignet sind zur Verwendung mit der vorliegenden Erfindung, sind im Stand der Technik wohlbekannt. Bevorzugt umfasst die Bilddatenverarbeitungseinheit in dem automatisierten Inspektionssystem, das in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, eine zentrale Rechnereinheit, die mit einer nichtflüchtigen Datenspeichereinheit gekoppelt ist.
Bevorzugt ist die zentrale Rechnereinheit weiter mit einer oder mit mehreren Benutzereingabeschnittstellensteuereinheiten (zum Beispiel Maus, Tastatur) und mit zumindest einer Ausgabeanzeige verbunden.
Bevorzugt ist die Bilddatenverarbeitungseinheit konfiguriert, Makroinhomogenitäten in den Polymerbahnen zu erkennen und die Polymerbahnen als entweder akzeptabel oder suspekt zu klassifizieren. Bevorzugt wird die Klassifikation der Polymerbahnen als akzeptabel oder suspekt durch die Bilddatenverarbeitungseinheit ausgeführt basierend auf einem Menü von Kriterien zur Qualitätskontrolle. Eine Vielzahl von Defekten kann während der Herstellung der Polymerbahnen auftreten, einschließlich zum Beispiel Dichtedefekten, Luftlochdefekten und Einschlussdefekten. Es sei bemerkt, dass jeder dieser Defekte oder eine Kombination davon eine Makroinhomogenität in einer Polymerbahn bilden kann, abhängig von der Größe des betroffenen Abschnitts auf der Transmissionsfläche. Es sei bemerkt, dass sich die verschiedenen Defekttypen für den Lichtdetektor unterschiedlich darstellen. Für Dichtedefekte und Luftlöcher wird der defekte Bereich transparenter sein als der umgebende Bereich der Polymerbahn. Für Einschlussdefekte wird der defekte Bereich weniger transparent sein als der umgebende Bereich der Polymerbahn. Ob solche Defekte akzeptabel sind, hängt von einer Anzahl an Bedingungen ab, einschließlich zum Beispiel dem Substrat, welches mit dem chemisch-mechanischen Polierkissen, das die Polymerbahn inkorporiert, poliert werden soll. Gewisse Substrate sind empfindlicher als andere und erfordern ein strengeres Kontrollieren der Homogenität der Polymerbahnen zur Verwendung als Polierschichten in chemisch-mechanischen Polierkissen, die zu deren Polieren hergestellt werden.
Bevorzugt ist in dem Polierschichtanalysator der vorliegenden Erfindung die Bilddatenverarbeitungseinheit bevorzugt weiter konfiguriert, eine Karte der zumindest einen suspekten Bahn zu erzeugen und in einem nichtflüchtigen Speicher zu speichern, worin die Population suspekter Bahnen wenigstens eine suspekte Bahn umfasst und worin die zumindest eine suspekte Bahn wenigstens eine erkannte Makroinhomogenität enthält; worin ein Ort für die zumindest eine erkannte Makroinhomogenität positioniert ist.
Bevorzugt ist in dem Polierschichtanalysator der vorliegenden Erfindung die Bilddatenverarbeitungseinheit bevorzugt weiter konfiguriert, eine Karte der zumindest einen suspekten Bahn zu erzeugen und in einem nichtflüchtigen Speicher zu speichern, worin die Population suspekter Bahnen wenigstens eine suspekte Bahn umfasst und worin die zumindest eine suspekte Bahn wenigstens eine erkannte Makroinhomogenität enthält; worin ein Ort für die zumindest eine erkannte Makroinhomogenität positioniert ist; und worin der Analysator weiter umfasst: eine Anzeige; worin ein Bild der ausgewählten Bahn auf der Anzeige angezeigt wird. Das auf der Anzeige angezeigte Bild der ausgewählten Bahn kann ein Bild der Gesamtheit der Transmissionsfläche der ausgewählten Bahn sein. Bevorzugt ist das Bild der ausgewählten Bahn ein teilweises Bild, das eine Vergrößerung der zumindest einen erkannten Makroinhomogenität zeigt. Bevorzugt enthält das teilweise Bild der ausgewählten Bahn, das auf der Anzeige angezeigt wird, die Gesamtheit der Makroinhomogenität und den umgebenden Bereich der Transmissionsfläche der ausgewählten Bahn. Bevorzugt kann das auf der Anzeige angezeigte teilweise Bild der ausgewählten Bahn vergrößert werden, um das Detail des angezeigten Bildes zu erhöhen, um eine visuelle Inspektion der ausgewählten Bahn zu ermöglichen bzw. zu erleichtern.
Bevorzugt umfasst das Verfahren der vorliegenden Erfindung zum Analysieren von Polymerbahnen zur Verwendung als Polierschichten in chemisch-mechanischen Polierkissen: Bereitstellen einer Vielzahl von Polymerbahnen, worin jede Polymerbahn der Vielzahl von Polymerbahnen (i) umfasst: einen Polymer-Mikroelement-Verbund, umfassend: ein Polymer und eine Vielzahl von Mikroelementen, wobei die Vielzahl von Mikroelementen in dem Polymer dispergiert ist; und (ii) weist eine Transmissionsfläche, eine Auftrefffläche und eine Dicke, T_S, zwischen der Transmissionsfläche und der Auftrefffläche auf; worin die Transmissionsfläche und die Auftrefffläche im Wesentlichen parallel sind; Bereitstellen eines Polierschichtanalysators, umfassend: ein Magazin; und eine Vielzahl von Spannvorrichtungen, worin jede Spannvorrichtung der Vielzahl von Spannvorrichtungen: (a) umfasst: einen zentralen transparenten Abschnitt mit einer oberen Fläche, eine untere Fläche und eine Umfangskante; worin die obere Fläche im Wesentlichen parallel zu der unteren Fläche ist; und worin die obere Fläche im Wesentlichen glatt ist; und einen Haltebereich, welcher die Umfangskante des zentralen transparenten Abschnitts umgibt; worin der Haltebereich eine Kontaktfläche, eine Vielzahl von konzentrischen Nuten, und eine Vielzahl von Vakuumanschlüssen umfasst; wobei die Vielzahl von Vakuumanschlüssen in Verbindung mit der Vielzahl von konzentrischen Nuten steht, um ein Vakuum auf die Vielzahl von konzentrischen Nuten anwenden zu können; worin die Kontaktfläche im Wesentlichen plan mit der oberen Fläche des zentralen transparenten Abschnitts ist; wobei die Vielzahl von konzentrischen Nuten eine Nutenbreite, W, und einen Nutenabstand, P, aufweist; und worin W < P; und (b) konfiguriert ist, eine einzelne Polymerbahn von der Vielzahl von Polymerbahnen im Wesentlichen flach gegen die obere Fläche des zentralen transparenten Abschnitts zu halten; eine Lichtquelle, worin die Lichtquelle einen Strahl emittiert; einen Lichtdetektor; eine Vorrichtung zur Erfassung digitaler Bilddaten; und eine Bilddatenverarbeitungseinheit; Paaren der Vielzahl von Polymerbahnen mit der Vielzahl von Spannvorrichtungen, um eine Vielzahl von mit einer Bahn versehenen Spannvorrichtungen bereitzustellen; worin jede mit einer Bahn versehene Spannvorrichtung der Vielzahl mit einer Bahn versehenen Spannvorrichtungen eine zugeordnete Polymerbahn umfasst, die durch den Haltebereich daran gehalten wird, so dass die Auftrefffläche der zugeordneten Polymerbahn im Wesentlichen flach gegen die obere Fläche gehalten wird; Befördern der Vielzahl mit einer Bahn versehenen Spannvorrichtungen, eine nach der anderen, zwischen die Lichtquelle und den Lichtdetektor; worin der von der Lichtquelle emittierte Strahl so ausgerichtet ist, dass er durch den zentralen transparenten Abschnitt verläuft und auf die Auftrefffläche auftrifft; und worin der Lichtdetektor so ausgerichtet ist, ein transmittiertes Licht von dem Strahl, der durch den zentralen transparenten Abschnitt und die Dicke, T_S, und aus der Transmissionsfläche heraus transmittiert wird, zu erfassen; worin das transmittierte Licht zumindest eine detektierbare Eigenschaft aufweist; worin die zumindest eine detektierbare Eigenschaft eine Intensität des transmittierten Lichts umfasst; worin die Intensität des transmittierten Lichts von dem Lichtdetektor in ein elektrisches Signal gewandelt wird; worin das elektrische Signal von dem Lichtdetektor durch die Vorrichtung zur Erfassung digitaler Bilddaten in ein digitales Signal gewandelt wird; und worin das digitale Signal von der Vorrichtung zur Erfassung digitaler Bilddaten durch die Bilddatenverarbeitungseinheit verarbeitet wird, worin die Bilddatenverarbeitungseinheit konfiguriert ist, Makroinhomogenitäten zu erkennen und Polymerbahnen als entweder akzeptabel oder suspekt zu klassifizieren; und wobei die Vielzahl von Polymerbahnen in eine Population akzeptabler Bahnen und eine Population suspekter Bahnen unterteilt ist.
Bevorzugt umfasst in dem Verfahren der vorliegenden Erfindung zum Analysieren von Polymerbahnen zur Verwendung als Polierschichten in chemisch-mechanischen Polierkissen der Polierschichtanalysator ein Magazin, das entworfen ist, eine Vielzahl mit einer Bahn versehenen Spannvorrichtungen zu halten, zu lagern und abzugeben. Bevorzugt ist das Magazin entworfen, eine Vielzahl mit einer Bahn versehenen Spannvorrichtungen zu halten, zu lagern und abzugeben, worin jede mit einer Bahn versehene Spannvorrichtung eine gebundene Polymerbahn umfasst, die daran von dem Haltebereich so gehalten ist, dass die Auftrefffläche der gebundenen Polymerbahn im Wesentlichen flach gegen die obere Fläche gehalten wird. Bevorzugt weist das Magazin eine Entwurfskapazität auf, um wenigstens 10 mit einer Bahn versehene Spannvorrichtungen (weiter bevorzugt wenigstens 15 mit einer Bahn versehene Spannvorrichtungen; nochmals weiter bevorzugt wenigstens 20 mit einer Bahn versehene Spannvorrichtungen; am meisten bevorzugt wenigstens 30 mit einer Bahn versehene Spannvorrichtungen) zu halten. Die Magazinentwurfskapazität ermöglicht es einem Bediener, eine Vielzahl mit einer Bahn versehenen Spannvorrichtungen in einen Polierschichtanalysator zu laden. Sobald die Vielzahl von Spannvorrichtungen mit zugeordneten Polymerbahnen in das Magazin geladen ist, kann der Bediener dann andere Aufgaben ausführen, während der Polierschichtanalysator die Vielzahl von Polymerbahnen, die mit der Vielzahl von Spannvorrichtungen gepaart sind als entweder akzeptabel oder suspekt klassifiziert.
Bevorzugt weist in dem Verfahren der vorliegenden Erfindung zum Analysieren von Polymerbahnen zur Verwendung als Polierschichten in chemisch-mechanischen Polierkissen jede Spannvorrichtung (200) der Vielzahl von Spannvorrichtungen einen Haltebereich (240), welcher eine Umfangskante (235) eines zentralen transparenten Abschnitts (220) umgibt, auf; worin der Haltebereich (240) eine Kontaktfläche (245), eine Vielzahl von konzentrischen Nuten (250), und eine Vielzahl von Vakuumanschlüssen (260) aufweist; worin jede konzentrische Nut (250) ein Paar von Seitenwänden (255) und eine Basis (253) aufweist. Weiter bevorzugt weist jede Spannvorrichtung (200) einen Haltebereich (240) auf, welcher die Umfangskante (235) des zentralen transparenten Abschnitts (220) umgibt; worin der Haltebereich (240) eine Kontaktfläche (245), eine Vielzahl von konzentrischen Nuten (250), und eine Vielzahl von Vakuumanschlüssen (260) aufweist; worin jede konzentrische Nut (250) ein Paar von Seitenwänden (255) und eine Basis (253) aufweist; worin jede Seitenwand (255) im Wesentlichen senkrecht zur Kontaktfläche (245) ist.
Bevorzugt umfasst in dem Verfahren der vorliegenden Erfindung zum Analysieren von Polymerbahnen zur Verwendung als Polierschichten in chemisch-mechanischen Polierkissen der Polierschichtanalysator weiter einen Sequenzer; worin der Sequenzer konfiguriert ist, mit einer Bahn versehene Spannvorrichtungen zu laden und aus dem Magazin zu entnehmen. Bevorzugt ist der Sequenzer konfiguriert, mit einer Bahn versehene Spannvorrichtungen eine nach der anderen zu laden und aus dem Magazin zu entnehmen. Bevorzugt ist der Sequenzer weiter konfiguriert, die mit einer Bahn versehenen Spannvorrichtungen, eine nach der anderen, zu einer Position zu befördern, die zwischen einer Lichtquelle und einem Lichtdetektor angeordnet ist; und die mit einer Bahn versehenen Spannvorrichtungen, eine nach der anderen, zurück in das Magazin zu befördern. Bevorzugt beinhaltet der Sequenzer wenigstens einen Linearmotor. Weiter bevorzugt beinhaltet der Sequenzer wenigstens einen Linearmotor mit einer Auflösung eines Linearmaßstabs von = 1 μm.
Bevorzugt umfasst in dem Verfahren der vorliegenden Erfindung zum Analysieren von Polymerbahnen zur Verwendung als Polierschichten in chemisch-mechanischen Polierkissen der Polierschichtanalysator weiter einen Sequenzer, worin der Sequenzer konfiguriert ist, mit einer Bahn versehene Spannvorrichtungen aus dem Magazin zu entnehmen und, eine nach der anderen, zu einer Position zu befördern, die zwischen der Lichtquelle und dem Lichtdetektor angeordnet ist; worin der von der Lichtquelle emittierte Strahl so ausgerichtet ist, dass er durch den zentralen transparenten Abschnitt der mit einer Bahn versehenen Spannvorrichtung verläuft und auf die Auftrefffläche der gebundenen Polymerbahn auftrifft; und worin der Lichtdetektor so ausgerichtet ist, ein transmittiertes Licht von dem Strahl zu erfassen, der durch die Dicke, T_S, und aus der Transmissionsfläche heraus transmittiert wird; worin der Lichtdetektor konfiguriert ist, eine Intensität des transmittierten Lichts in ein elektrisches Signal zu wandeln; worin die Vorrichtung zur Erfassung digitaler Bilddaten, die mit dem Lichtdetektor verbunden ist, konfiguriert ist, das elektrische Signal von dem Lichtdetektor in ein elektrisches Signal zu wandeln; worin die Bilddatenverarbeitungseinheit, die mit der Vorrichtung zur Erfassung digitaler Bilddaten verbunden ist, konfiguriert ist, das digitale Signal von der Vorrichtung zur Erfassung digitaler Bilddaten zu verarbeiten, um Makroinhomogenitäten zu erkennen und um Polymerbahnen als entweder akzeptabel zur Verwendung als eine Polierschicht in einem chemisch-mechanischen Polierkissen, oder als suspekt zu klassifizieren; wobei die Vielzahl von Polymerbahnen unterteilt ist in eine Population akzeptabler Bahnen und eine Population suspekter Bahnen.
In dem Verfahren der vorliegenden Erfindung zum Analysieren von Polymerbahnen zur Verwendung als Polierschichten in chemisch-mechanischen Polierkissen emittiert die Lichtquelle bevorzugt einen Strahl. Bevorzugt weist der von der Lichtquelle emittierte Strahl ein Emissionsspektrum auf, das Wellenlängen enthält, die ausgewählt sind aus zumindest einem von dem sichtbaren, ultravioletten und infraroten Bereich. Bevorzugt ist die Lichtquelle ausgewählt von einem von einer breitbandigen Quelle (z. B. einer Quelle weißen Lichts) und einer schmalbandigen Quelle (z. B. eine Quelle schmalbandigen blauen Lichts). Weiter bevorzugt ist die Lichtquelle eine schmalbandige blaue Lichtquelle. Nochmals weiter bevorzugt ist die Lichtquelle eine schmalbandige blaue Lichtquelle, welche einen Strahl emittiert, wobei der Strahl ein Emissionsspektrum aufweist, das eine Spitzenwellenlänge von 460 bis 490 nm (bevorzugt 460 bis 480 nm; weiter bevorzugt 460 bis 470 nm; am meisten bevorzugt 463 bis 467 nm) und eine volle Breite bei halber maximaler Intensität (”full width at half maximum Intensität”, FWHM), von = 50 nm (bevorzugt = 40 nm; weiter bevorzugt = 35 nm; am meisten bevorzugt = 30 nm) aufweist. Ein Fachmann wird in der Lage sein, eine geeignete Lichtquelle auszuwählen, welche einen Strahl mit einem Emissionsspektrum in dem gewünschten Bereich bereitstellt. In dem Verfahren der vorliegenden Erfindung umfasst das automatisierte Inspektionssystem bevorzugt eine Lichtquelle, worin die Lichtquelle eine Leuchtdiode ist.
In dem Verfahren der vorliegenden Erfindung zum Analysieren von Polymerbahnen zur Verwendung als Polierschichten in chemisch-mechanischen Polierkissen ist der Lichtdetektor bevorzugt eingerichtet, die zumindest eine detektierbare Eigenschaft des transmittierten Lichts von dem Strahl zu wandeln, der durch die Dicke, TS, und aus der Transmissionsfläche einer Polymerbahn heraus transmittiert wird. Weiter bevorzugt ist in dem Verfahren der vorliegenden Erfindung zum Analysieren von Polymerbahnen zur Verwendung als Polierschichten in chemisch-mechanischen Polierkissen der Lichtdetektor eingerichtet, eine Intensität des transmittierten Lichts von dem Strahl zu wandeln, der durch die Dicke, TS, und aus der Transmissionsfläche einer Polymerbahn heraus transmittiert wird. In dem Verfahren der vorliegenden Erfindung zum Analysieren von Polymerbahnen zur Verwendung als Polierschichten in chemisch-mechanischen Polierkissen ist der Lichtdetektor am meisten bevorzugt eingerichtet, eine Intensität und ein Wellenlängenspektrum des transmittierten Lichts von dem Strahl, der durch die Dicke, TS, und aus der Transmissionsfläche einer Polymerbahn heraus transmittiert wird, zu wandeln. Bevorzugt ist der Lichtdetektor eine optoelektrische Wandlervorrichtung, welche die zumindest eine detektierbare Eigenschaft des transmittierten Lichts, das auf diese scheint, in ein elektrisches Signal wandelt. Bevorzugt ist der Lichtdetektor ein Feld von ladungsgekoppelten Vorrichtungen (”charge coupled devices”, CCDs). Bevorzugt sind die verwendeten CCDs ausgewählt aus monochromatischen und Farb-CCDs. Weiter bevorzugt umfasst der Lichtdetektor ein Feld von wenigstens 5 (am meisten bevorzugt zumindest 8) optoelektrischen Wandlervorrichtungen. Am meisten bevorzugt umfasst der Lichtdetektor ein Feld von wenigstens 8 CCD Bildsensoren mit einer Auflösung von = 20 μm (bevorzugt = 16 μm) und einem Sichtfeld von = 100 mm (bevorzugt = 120 mm).
Die Vorrichtung zur Erfassung digitaler Bilddaten wandelt das von dem Lichtdetektor ausgegebene elektrische Signal in ein digitales Signal. Vorrichtungen zur Erfassung digitaler Bilddaten, die geeignet sind zur Verwendung mit der vorliegenden Erfindung, sind im Stand der Technik wohlbekannt.
Die heterogen zusammengesetzte Natur von Polymerbahnen, welche einen Polymer-Mikroelement-Verbund umfassen, macht den Bezug auf eine hypothetische Standardbahn unpraktisch bzw. unmöglich. Das heißt, das Vorhandensein von verschiedenen unschädlichen Produktionsartefakten in derartigen Polymerbahnen führt dazu, dass ein einfacher Grauskalenvergleich mit einem Standardwert ineffektiv ist zur Verwendung in einem automatisierten System zum Inspizieren von Polymerbahnen zum Inkorporieren als Polierschichten in chemisch-mechanischen Polierkissen.
Allzweck- und Spezial-Bilddatenverarbeitungseinheiten, die geeignet sind zur Verwendung mit der vorliegenden Erfindung, sind im Stand der Technik wohlbekannt. Bevorzugt umfasst die Bilddatenverarbeitungseinheit in dem automatisierten Inspektionssystem, das in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, eine zentrale Rechnereinheit, die mit einer nichtflüchtigen Datenspeichereinheit gekoppelt ist.
Bevorzugt ist die zentrale Rechnereinheit weiter mit einer oder mit mehreren Benutzereingabeschnittstellensteuereinheiten (zum Beispiel Maus, Tastatur) und mit zumindest einer Ausgabeanzeige verbunden.
Bevorzugt ist die Bilddatenverarbeitungseinheit konfiguriert, Makroinhomogenitäten in den Polymerbahnen zu erkennen und die Polymerbahnen als entweder akzeptabel oder suspekt zu klassifizieren. Bevorzugt ist die Bilddatenverarbeitungseinheit konfiguriert, Makroinhomogenitäten in den Polymerbahnen zu erkennen und die Polymerbahnen als entweder akzeptabel oder suspekt zu klassifizieren. Bevorzugt wird die Klassifikation der Polymerbahnen als akzeptabel oder suspekt durch die Bilddatenverarbeitungseinheit ausgeführt basierend auf einem Menü von Kriterien zur Qualitätskontrolle. Eine Vielzahl von Defekten kann während der Herstellung der Polymerbahnen auftreten, einschließlich zum Beispiel Dichtedefekten, Luftlochdefekten und Einschlussdefekten. Es sei bemerkt, dass jeder dieser Defekte oder eine Kombination davon eine Makroinhomogenität in einer Polymerbahn bilden kann, abhängig von der Größe des betroffenen Abschnitts auf der Transmissionsfläche. Es sei bemerkt, dass sich die verschiedenen Defekttypen für den Lichtdetektor unterschiedlich darstellen. Für Dichtedefekte und Luftlöcher wird der defekte Bereich transparenter sein als der umgebende Bereich der Polymerbahn. Für Einschlussdefekte wird der defekte Bereich weniger transparent sein als der umgebende Bereich der Polymerbahn. Ob solche Defekte akzeptabel sind, hängt von einer Anzahl an Bedingungen ab, einschließlich zum Beispiel dem Substrat, welches mit dem chemisch-mechanischen Polierkissen, das die Polymerbahn inkorporiert, poliert werden soll. Gewisse Substrate sind empfindlicher als andere und erfordern ein strengeres Kontrollieren der Homogenität der Polymerbahnen zur Verwendung als Polierschichten in chemisch-mechanischen Polierkissen, die zu deren Polieren hergestellt werden.
Bevorzugt ist in dem Verfahren der vorliegenden Erfindung zum Analysieren von Polymerbahnen zur Verwendung als Polierschichten in chemisch-mechanischen Polierkissen, worin die Population suspekter Bahnen zumindest eine suspekte Bahn umfasst und worin die zumindest eine suspekte Bahn wenigstens eine erkannte Makroinhomogenität enthält, die Bilddatenverarbeitungseinheit bevorzugt weiter konfiguriert, eine Karte der zumindest einen suspekten Bahn zu erstellen und in einem nichtflüchtigen Speicher zu speichern, worin ein Ort für die zumindest eine erkannte Makroinhomogenität positioniert ist.
Bevorzugt umfasst in dem Verfahren der vorliegenden Erfindung zum Analysieren von Polymerbahnen zur Verwendung als Polierschichten in chemisch-mechanischen Polierkissen, worin die Population suspekter Bahnen zumindest eine suspekte Bahn umfasst und worin die zumindest eine suspekte Bahn wenigstens eine erkannte Makroinhomogenität enthält, das Verfahren weiter: Auswählen einer ausgewählten Bahn aus der Population suspekter Bahnen; worin die Bilddatenverarbeitungseinheit bevorzugt weiter konfiguriert ist, eine Karte der zumindest einen suspekten Bahn zu erstellen und in einem nichtflüchtigen Speicher zu speichern, worin ein Ort für die zumindest eine erkannte Makroinhomogenität positioniert ist.
Bevorzugt umfasst in dem Verfahren der vorliegenden Erfindung zum Analysieren von Polymerbahnen zur Verwendung als Polierschichten in chemisch-mechanischen Polierkissen, worin die Population suspekter Bahnen zumindest eine suspekte Bahn umfasst und worin die zumindest eine suspekte Bahn wenigstens eine erkannte Makroinhomogenität enthält, das Verfahren weiter: Auswählen einer ausgewählten Bahn aus der Population suspekter Bahnen; worin die Bilddatenverarbeitungseinheit bevorzugt weiter konfiguriert ist, eine Karte der zumindest einen suspekten Bahn zu erstellen und in einem nichtflüchtigen Speicher zu speichern, worin ein Ort für die zumindest eine detektierte Makroinhomogenität positioniert ist; und worin der Polierschichtanalysator weiter umfasst: eine Anzeige; worin ein Bild der ausgewählten Bahn auf der Anzeige angezeigt wird. Das auf der Anzeige angezeigte Bild der ausgewählten Bahn kann ein Bild der Gesamtheit der Transmissionsfläche der ausgewählten Bahn sein. Bevorzugt ist das Bild der ausgewählten Bahn ein teilweises Bild, das eine Vergrößerung von zumindest einer erkannten Makroinhomogenität zeigt. Bevorzugt enthält das teilweise Bild der ausgewählten Bahn, das auf der Anzeige angezeigt wird, die gesamte Makroinhomogenität und den umgebenden Bereich der Transmissionsfläche der ausgewählten Bahn. Bevorzugt kann das Teilbild der ausgewählten Bahn, das auf der Anzeige angezeigt wird, vergrößert werden, um das Detail des angezeigten Bildes zu vergrößern, um eine visuelle Inspektion der ausgewählten Bahn zu ermöglichen bzw. zu erleichtern. Bevorzugt umfasst das Verfahren der vorliegenden Erfindung weiter: Ausführen einer visuellen Inspektion der ausgewählten Bahn, worin die visuelle Inspektion durch das Bild der ausgewählten Bahn ermöglicht wird, das auf der Anzeige angezeigt wird; und entweder (i) Um klassifizieren der ausgewählten Bahn, basierend auf der visuellen Inspektion, als akzeptabel, worin die ausgewählte Bahn dann der Population akzeptabler Bahnen hinzugefügt wird; oder, (ii) Klassifizieren der ausgewählten Bahn, basierend auf der visuellen Inspektion, als defekt, worin die ausgewählte Bahn dann einer Population defekter Bahnen hinzugefügt wird.
Bevorzugt umfasst das Verfahren der vorliegenden Erfindung zum Analysieren von Polymerbahnen zur Verwendung als Polierschichten in chemisch-mechanischen Polierkissen, weiter: Verarbeiten zumindest einer akzeptablen Bahn, um eine Polierschicht (120) eines chemisch-mechanischen Polierkissens (110) auszubilden; worin die Polierschicht (120) eingerichtet ist zum Polieren eines Substrats; worin das Verarbeiten umfasst: Ausbilden einer Polierfläche (114) durch zumindest eines von (a) Ausbilden zumindest einer Rille in der akzeptablen Bahn durch maschinelles Bearbeiten, um ein Polierrillenmuster auszubilden und (b) Ausbilden von Perforationen, die sich zumindest teilweise durch die Dicke, T_s, der akzeptablen Bahn erstrecken. Weiter bevorzugt umfasst das Verfahren weiter: Verarbeiten zumindest einer akzeptablen Bahn, um eine Polierschicht (120) eines chemisch-mechanischen Polierkissens (110) auszubilden; worin die Polierschicht (120) eingerichtet ist zum Polieren eines Substrats; worin das Verarbeiten umfasst Ausbilden einer Polierfläche (114), indem durch maschinelles Bearbeiten zumindest eine Polierrille in der akzeptablen Bahn ausgebildet wird, um ein Polierrillenmuster auszubilden. Am meisten bevorzugt umfasst das Verfahren weiter: Verarbeiten zumindest einer akzeptablen Bahn, um eine Polierschicht (120) eines chemisch-mechanischen Polierkissens (110) zu bilden; worin die Polierschicht (120) eingerichtet ist zum Polieren eines Substrats; worin das Verarbeiten umfasst Ausbilden einer Polierfläche (114), indem durch maschinelles Bearbeiten zumindest eine Polierrille in der akzeptablen Bahn ausgebildet wird, um ein Polierrillenmuster auszubilden; worin das Polierrillenmuster angepasst ist zum Polieren des Substrats. (Siehe 7).
Bevorzugt stellt das Verfahren der vorliegenden Erfindung ein chemisch-mechanisches Polierkissen (110) bereit, das bevorzugt angepasst ist, um eine zentrale Achse (112) zu rotieren. (Siehe 7). Bevorzugt ist die zumindest eine Polierrille so angeordnet, eine Polierfläche (114) so zu bilden, dass bei einer Rotation des Kissens (110) um die zentrale Achse (112) während des Polierens zumindest eine Polierrille über das Substrat streift. Bevorzugt ist die zumindest eine Polierrille ausgewählt aus gekrümmten Polierrillen, geraden Polierrillen und Kombinationen davon. Bevorzugt weist die zumindest eine Polierrille eine Tiefe von = 10 mils bzw. 0,254 mm (bevorzugt 10 bis 150 mils bzw. 0,254 bis 3,81 mm) auf. Bevorzugt bildet die zumindest eine Polierrille ein Polierrillenmuster, welches wenigstens zwei Polierrillen umfasst, die eine Kombination von Tiefen haben ausgewählt aus = 10 mils bzw. 0,254 mm, = 15 mils bzw. 0,381 mm und 15 bis 150 mils bzw. 0,381 bis 3,81 mm; eine Breite ausgewählt aus = 10 mils bzw. 0,254 mm und 10 bis 100 mils bzw. 0,254 bis 2,54 mm; und einen Abstand ausgewählt aus = 30 mils bzw. 0,762 mm, = 50 mils bzw. 1,27 mm, 50 bis 200 mils bzw. 1,27 bis 5,08 mm, 70 bis 200 mils bzw. 1,78 bis 5,08 mm, und 90 bis 200 mils bzw. 2,29 bis 5,08 mm.
Bevorzugt enthält die Polymerbahn, die als Polierschicht (120) in das chemisch-mechanische Polierkissen (110) inkorporiert ist, < 1 ppm an darin eingeschlossenen abrasiven Partikeln.
Bevorzugt umfasst in dem Verfahren der vorliegenden Erfindung das Verarbeiten der zumindest einen akzeptablen Bahn weiter: Bereitstellen eines Subkissens (125), das eine obere Fläche (126) und eine untere Fläche (127) aufweist; Bereitstellen eines Haftmittels (123) (worin das Haftmittel bevorzugt ausgewählt ist aus zumindest einem von einem Haftklebstoff, einem Schmelzklebstoff und einem Kontaktklebstoff; worin das Haftmittel weiter bevorzugt ausgewählt ist aus einem Haftklebstoff und einem Schmelzklebstoff; worin das Haftmittel am meisten bevorzugt ein Schmelzklebstoff ist); und Laminieren der oberen Fläche (126) des Subkissens (125) auf die Basisfläche (117) der Polierschicht (120) unter Verwendung des Haftmittels (123). (Siehe 7).
Bevorzugt umfasst in dem Verfahren der vorliegenden Erfindung das Verarbeiten der zumindest einen akzeptablen Bahn, um die Polierschicht (120) des chemisch-mechanischen Polierkissens (110) zu bilden; worin die Polierschicht (120) eingerichtet ist zum Polieren eines Substrats, weiter: Bereitstellen einer Haftkleberplattenschicht (170), die auf die untere Fläche (127) des Subkissens (125) angewandt ist.
Bevorzugt umfasst in dem Verfahren der vorliegenden Erfindung das Verarbeiten der zumindest einen akzeptablen Bahn, um die Polierschicht (120) des chemisch-mechanischen Polierkissens (110) zu bilden; worin die Polierschicht (120) eingerichtet ist zum Polieren eines Substrats, weiter: Bereitstellen einer Haftkleberplattenschicht (170), die auf die untere Fläche (127) des Subkissens (125) angewandt ist; und Bereitstellen einer Trennfolie bzw. eines Trennpapiers (175), die bzw. das über die Haftkleberplattenschicht (170) angewandt ist, worin die Haftkleberplattenschicht (170) zwischen er unteren Fläche (127) des Subkissens (125) und der Trennfolie bzw. dem Trennpapier (175) angeordnet ist. (Siehe 7).
Die Inkorporation eines Subkissens (125) in ein chemisch-mechanisches Polierkissen (110) der vorliegenden Erfindung ist für bestimmte Polieranwendungen wünschenswert. Ein Fachmann wird wissen, wie ein geeignetes Konstruktionsmaterial und eine Subkissendicke, T_B, für das Subkissen (125) zur Verwendung in dem beabsichtigten Polierprozess zu wählen sind. Bevorzugt weist das Subkissen (150) eine durchschnittliche Subkissendicke, T_B-avg, von = 15 mils bzw. 0,381 mm (weiter bevorzugt 30 bis 100 mils bzw. 0,762 bis 2,54 mm; am meisten bevorzugt 30 bis 75 mils bzw. 0,762 bis 1,91 mm) auf.
Bevorzugt ist das Haftmittel (123) ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Haftklebstoff, einem Schmelzklebstoff, einem Kontaktklebstoff und Kombinationen davon. Weiter bevorzugt ist das Haftmittel (123) ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Haftklebstoff und einem Schmelzklebstoff. Am meisten bevorzugt ist das Haftmittel (123) ein Schmelzklebstoff.
Bevorzugt umfasst in dem Verfahren der vorliegenden Erfindung das Verarbeiten der zumindest einen akzeptablen Bahn, um die Polierschicht (120) des chemisch-mechanischen Polierkissens (110) zu bilden, worin die Polierschicht (120) eingerichtet ist zum Polieren eines Substrats, weiter: Bereitstellen zumindest einer zusätzlichen Schicht (nicht dargestellt) verbunden mit und angeordnet zwischen der Polierschicht (120) und der Haftkleberplattenschicht (170). Die zumindest eine zusätzliche Schicht (nicht dargestellt) kann in das chemisch-mechanische Polierkissen (110) inkorporiert werden unter Verwendung eines Haftmittels (nicht dargestellt) für die zusätzliche Schicht. Das Haftmittel für die zusätzliche Schicht kann ausgewählt sein aus Haftklebern, Schmelzklebern, Kontaktklebern und Kombinationen davon. Bevorzugt ist das Haftmittel für die zusätzliche Schicht ein Schmelzkleber oder ein Haftkleber. Weiter bevorzugt ist das Haftmittel für die zusätzliche Schicht ein Schmelzkleber.
Bevorzugt stellt das Verfahren der vorliegenden Erfindung chemisch-mechanische Polierkissen (110) bereit, die spezifisch entworfen sind, um das Polieren eines Substrats zu ermöglichen, das ausgewählt ist aus zumindest einem von einem magnetischen Substrat, einem optischen Substrat und einem Halbleitersubstrat. Bevorzugt sind die Polymerbahnen zum Polieren eines Substrats angepasst, das ausgewählt ist aus zumindest einem von einem magnetischen Substrat, einem optischen Substrat und einem Halbleitersubstrat (weiter bevorzugt einem Halbleitersubstrat; am meisten bevorzugt ein Halbleiterwafer).
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 5578362 [0005]
US 7027640 [0006]

Claims

Polierschichtanalysator zum Analysieren von Polymerbahnen zur Verwendung als Polierschichten in chemisch-mechanischen Polierkissen, wobei der Polierschichtanalysator umfasst: ein Magazin; und eine Vielzahl von Spannvorrichtungen, worin jede Spannvorrichtung der Vielzahl von Spannvorrichtungen: (a) umfasst: einen zentralen transparenten Abschnitt mit einer oberen Fläche, einer unteren Fläche und einer Umfangskante; worin die obere Fläche im Wesentlichen parallel zu der unteren Fläche ist; und worin die obere Fläche im Wesentlichen glatt ist; und einen Haltebereich, welcher die Umfangskante des zentralen transparenten Abschnitts umgibt; worin der Haltebereich eine Kontaktfläche, eine Vielzahl von konzentrischen Nuten, und eine Vielzahl von Vakuumanschlüssen umfasst; wobei die Vielzahl von Vakuumanschlüssen in Verbindung mit der Vielzahl von konzentrischen Nuten ist, um ein Vakuum auf die Vielzahl von konzentrischen Nuten anwenden zu können; worin die Kontaktfläche im Wesentlichen plan mit der oberen Fläche des zentralen transparenten Abschnitts ist; wobei die Vielzahl von konzentrischen Nuten eine Nutenbreite, W, und einen Nutenabstand, P, aufweist; und worin W < P; und (b) konfiguriert ist, eine Polymerbahn im Wesentlichen flach gegen die obere Fläche des zentralen transparenten Abschnitts zu halten; worin die Polymerbahn (i) umfasst: einen Polymer-Mikroelement-Verbund, umfassend: ein Polymer und eine Vielzahl von Mikroelementen, wobei die Vielzahl von Mikroelementen in dem Polymer dispergiert ist; und (ii) eine Transmissionsfläche, eine Auftrefffläche und eine Dicke, T_S, zwischen der Transmissionsfläche und der Auftrefffläche aufweist; worin die Transmissionsfläche und die Auftrefffläche im Wesentlichen parallel sind; worin das Magazin eine Kapazität zum Lagern der Vielzahl von Spannvorrichtungen aufweist; und worin das Magazin entworfen ist, die Vielzahl von Spannvorrichtungen zu laden, zu lagern und abzugeben, um eine Analyse einer Vielzahl von Polymerbahnen zu ermöglichen.
Polierschichtanalysator nach Anspruch 1, weiter umfassend: einen Sequenzer; eine Lichtquelle, worin die Lichtquelle einen Strahl emittiert; einen Lichtdetektor; eine Vorrichtung zur Erfassung digitaler Bilddaten, die mit dem Lichtdetektor gekoppelt ist; und eine Bilddatenverarbeitungseinheit, die mit der Vorrichtung zur Erfassung digitaler Bilddaten gekoppelt ist; worin der Sequenzer konfiguriert ist, die Vielzahl von Spannvorrichtungen aus dem Magazin zu entnehmen und eine nach der anderen zu einer Position, die zwischen der Lichtquelle und dem Lichtdetektor gelegen ist, zu befördern; worin der von der Lichtquelle emittierte Strahl so ausgerichtet ist, dass er durch den zentralen transparenten Abschnitt hindurch passiert und auf die Auftrefffläche auftrifft; und worin der Lichtdetektor so ausgerichtet ist, ein transmittiertes Licht von dem Strahl zu erfassen, das durch den zentralen transparenten Abschnitt und die Dicke, T_S, hindurch und aus der Transmissionsfläche heraus transmittiert wird; worin der Lichtdetektor konfiguriert ist, eine Intensität des transmittierten Lichts in ein elektrisches Signal zu wandeln; worin die Vorrichtung zur Erfassung digitaler Bilddaten, die mit dem Lichtdetektor verbunden ist, konfiguriert ist, das elektrische Signal von dem Lichtdetektor in ein elektrisches Signal zu wandeln; worin die Bilddatenverarbeitungseinheit, die mit der Vorrichtung zur Erfassung digitaler Bilddaten verbunden ist, konfiguriert ist, das digitale Signal von der Vorrichtung zur Erfassung digitaler Bilddaten zu verarbeiten, um Makroinhomogenitäten zu erkennen und um Polymerbahnen als entweder akzeptabel zur Verwendung als eine Polierschicht in einem chemisch-mechanischen Polierkissen, oder als suspekt zu klassifizieren; wobei die Vielzahl von Polymerbahnen unterteilt ist in eine Population akzeptabler Bahnen und eine Population suspekter Bahnen.
Polierschichtanalysator nach Anspruch 2, worin der Sequenzer weiter konfiguriert ist, die Vielzahl von Spannvorrichtungen in das Magazin zurück zu verbringen.
Polierschichtanalysator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Vielzahl von Spannvorrichtungen wenigstens 10 Spannvorrichtungen umfasst.
Polierschichtanalysator nach einem der Ansprüche 2 bis 4, weiter umfassend: eine Anzeige, um eine visuelle Inspektion der Vielzahl von Polymerbahnen zu ermöglichen.
Verfahren zum Analysieren von Polymerbahnen zur Verwendung als Polierschichten in chemisch-mechanischen Polierkissen, umfassend: Bereitstellen einer Vielzahl von Polymerbahnen, worin jede Polymerbahn der Vielzahl von Polymerbahnen (i) umfasst: einen Polymer-Mikroelement-Verbund, umfassend: ein Polymer und eine Vielzahl von Mikroelementen, wobei die Vielzahl von Mikroelementen in dem Polymer dispergiert ist; und (ii) eine Transmissionsfläche, eine Auftrefffläche und eine Dicke, T_S, zwischen der Transmissionsfläche und der Auftrefffläche umfasst; worin die Transmissionsfläche und die Auftrefffläche im Wesentlichen parallel sind; Bereitstellen eines Polierschichtanalysators, umfassend: ein Magazin; und eine Vielzahl von Spannvorrichtungen, worin jede Spannvorrichtung der Vielzahl von Spannvorrichtungen: (a) umfasst: einen zentralen transparenten Abschnitt mit einer oberen Fläche, einer unteren Fläche und einer Umfangskante; worin die obere Fläche im Wesentlichen parallel zu der unteren Fläche ist; und worin die obere Fläche im Wesentlichen glatt ist; und einen Haltebereich, welcher die Umfangskante des zentralen transparenten Abschnitts umgibt; worin der Haltebereich eine Kontaktfläche, eine Vielzahl von konzentrischen Nuten, und eine Vielzahl von Vakuumanschlüssen umfasst; wobei die Vielzahl von Vakuumanschlüssen in Verbindung mit der Vielzahl von konzentrischen Nuten ist, um ein Vakuum auf die Vielzahl von konzentrischen Nuten anwenden zu können; worin die Kontaktfläche im Wesentlichen plan mit der oberen Fläche des zentralen transparenten Abschnitts ist; wobei die Vielzahl von konzentrischen Nuten eine Nutenbreite, W, und einen Nutenabstand, P, aufweist; und worin W < P; und (b) konfiguriert ist, eine einzelne Polymerbahn aus der Vielzahl von Polymerbahnen im Wesentlichen flach gegen die obere Fläche des zentralen transparenten Abschnitts zu halten; eine Lichtquelle, worin die Lichtquelle einen Strahl emittiert; einen Lichtdetektor; eine Vorrichtung zur Erfassung digitaler Bilddaten; und eine Bilddatenverarbeitungseinheit; Paaren der Vielzahl von Polymerbahnen mit der Vielzahl von Spannvorrichtungen, um eine Vielzahl von mit Bahnen versehenen Spannvorrichtungen bereitzustellen; worin jede mit einer Bahn versehene Spannvorrichtung der Vielzahl mit einer Bahn versehenen Spannvorrichtungen eine zugeordnete Polymerbahn umfasst, die mittels des Haltebereichs so an diese gehalten wird, dass die Auftrefffläche der zugeordneten Polymerbahn im Wesentlichen flach gegen die obere Fläche gehalten wird; Befördern der Vielzahl mit einer Bahn versehenen Spannvorrichtungen, eine nach der anderen, zwischen die Lichtquelle und den Lichtdetektor; worin der von der Lichtquelle emittierte Strahl so ausgerichtet ist, dass er durch den zentralen transparenten Abschnitt passiert und auf die Auftrefffläche auftrifft; und worin der Lichtdetektor so ausgerichtet ist, dass er ein transmittiertes Licht von dem Strahl erfasst, der durch den zentralen transparenten Abschnitt und die Dicke, T_S, hindurch und aus der Transmissionsfläche heraus transmittiert wird; worin das transmittierte Licht zumindest eine detektierbare Eigenschaft aufweist; worin die zumindest eine detektierbare Eigenschaft eine Intensität des transmittierten Lichts umfasst; worin die Intensität des transmittierten Lichts durch den Lichtdetektor in ein elektrisches Signal gewandelt wird; worin das elektrische Signal von dem Lichtdetektor durch die Vorrichtung zur Erfassung digitaler Bilddaten in ein digitales Signal gewandelt wird; und worin das digitale Signal von der Vorrichtung zur Erfassung digitaler Bilddaten von der Bilddatenverarbeitungseinheit verarbeitet wird, worin die Bilddatenverarbeitungseinheit konfiguriert ist, Makroinhomogenitäten zu erkennen und Polymerbahnen als entweder akzeptabel oder suspekt zu klassifizieren; und wobei die Vielzahl von Polymerbahnen in eine Population akzeptabler Bahnen und eine Population suspekter Bahnen unterteilt wird.
Verfahren nach Anspruch 6, weiter umfassend: Auswählen einer ausgewählten Bahn aus der Population suspekter Bahnen.
Verfahren nach Anspruch 7, worin der Polierschichtanalysator weiter umfasst: eine Anzeige; worin ein Bild der ausgewählten Bahn auf der Anzeige angezeigt wird.
Verfahren nach Anspruch 8, weiter umfassend: Ausführen einer visuellen Inspektion der ausgewählten Bahn, worin die visuelle Inspektion ermöglicht wird durch das Bild der ausgewählten Bahn, das auf der Anzeige angezeigt wird; und entweder (i) Umklassifizieren der ausgewählten Bahn, basierend auf der visuellen Inspektion, als akzeptabel, worin die ausgewählte Bahn dann der Population akzeptabler Bahnen hinzugefügt wird; oder, (ii) Klassifizieren der ausgewählten Bahn, basierend auf der visuellen Inspektion, als defekt, worin die ausgewählte Bahn dann einer Population defekter Bahnen hinzugefügt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, weiter umfassend: Formen einer Polierfläche, indem durch maschinelle Bearbeitung zumindest eine Rille in einer akzeptablen Bahn ausgebildet wird, um ein Rillenmuster zu bilden; worin das Rillenmuster zum Polieren eines Substrats eingerichtet ist; und Inkorporieren der akzeptablen Bahn in ein chemisch-mechanisches Polierkissen als die Polierschicht.