JP2007512984A - Process and apparatus for continuously forming uniform sheet used as polishing pad for semiconductor - Google Patents

Process and apparatus for continuously forming uniform sheet used as polishing pad for semiconductor Download PDF

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Abstract

研磨パッド、特に化学的機械的研磨(CMP)のための研磨パッドとして使用される、ポリウレタンシートの連続製造のための工程及び装置が開示されている。この工程は、ポリマー配合物を供給し、この配合物を硬化剤と混合し、混合物を鋼の二重ベルト式圧縮機の供給端に投与する工程パラメータの精密な制御を備える。さらに、シートは所定の寸法に切断され、表面を研磨パッドを形成するように調整されても良い。この工程は特に安定な製品の大量生産に向いており、製品の安定性は研磨の効率に直接の影響を及ぼす。  Disclosed are processes and apparatus for continuous production of polyurethane sheets used as polishing pads, particularly polishing pads for chemical mechanical polishing (CMP). This process comprises precise control of the process parameters of supplying a polymer blend, mixing the blend with a curing agent, and dispensing the mixture to the feed end of a steel double belt compressor. Further, the sheet may be cut to a predetermined size and the surface may be adjusted to form a polishing pad. This process is particularly suitable for mass production of stable products, and the stability of the products directly affects the efficiency of polishing.

Description

本発明は、研磨及び平坦化に用いられる研磨パッド作製の分野に関し、特に、集積回路、半導体、ハードディスク、磁気記録ヘッド、およびシリコンウェーハ等のような電子デバイスの化学的機械的平坦化(CMP)に関し、詳細には、均一な厚みの、高度に効率的な研磨パッドを生産する連続工程に関する。   The present invention relates to the field of making polishing pads used for polishing and planarization, and in particular, chemical mechanical planarization (CMP) of electronic devices such as integrated circuits, semiconductors, hard disks, magnetic recording heads, and silicon wafers. In particular, it relates to a continuous process for producing a highly efficient polishing pad of uniform thickness.

長年にわたって、精密光学装置、クオーツクリスタル、セラミック、金属合金、シリコンウェーハ、ハードディスク、及び集積回路等は化学的機械的手段によって研磨されてきている。近年では、この技法は、集積回路装置を種々の基板上に構成する際に、集積回路装置内の二酸化ケイ素の金属間誘電体層の平坦化の方法、及び導電層の一部を除去する方法として適用されている。   Over the years, precision optical devices, quartz crystals, ceramics, metal alloys, silicon wafers, hard disks, integrated circuits, and the like have been polished by chemical mechanical means. In recent years, this technique has been used to planarize a silicon dioxide intermetal dielectric layer in an integrated circuit device and to remove a portion of a conductive layer when the integrated circuit device is constructed on various substrates. As applied.

例えば、二酸化ケイ素の絶縁保護層は、該層の上面が下層に設けられた金属配線の高さと幅に対応する一連の平坦ではない凹凸によって特徴付けられるように、金属配線を覆っていても良い。上面の平坦ではない微細構成(topography)は、それから化学的機械的平坦化(CMP)の手法によって平板化され、または平坦化され、後続の誘電体層および内部接続配線が追加されるのを可能としている。   For example, an insulating protective layer of silicon dioxide may cover the metal wiring such that the upper surface of the layer is characterized by a series of uneven irregularities corresponding to the height and width of the metal wiring provided in the lower layer. . Non-planar topography can then be planarized or planarized by chemical mechanical planarization (CMP) techniques to add subsequent dielectric layers and interconnects It is said.

半導体技術における迅速な進歩によって、より膨大なデバイスを半導体基板のより小さい面積に詰め込むことによって得られた大規模集積回路(VLSI)および超大規模集積回路(ULSI)が出現してきた。多層の内部接続回路に組み合わされたデバイスの密度が大きくなればなるほど、進歩した集積回路の製造におけるフォトリソグラフィー工程の焦点深度を維持するためのトポグラフィーの平坦度への要求も増大する。さらに、その低い固有抵抗の故に、銅が内部接続にますます使用されてきている。従来から、エッチング技法が導電体(金属)および絶縁体の表面の平坦化に使用されている。しかしながら、内部接続配線に使用される際の望ましい導電特性を有する特定の金属(例えば、金(Au)、銀(Ag)、そして銅(Cu))は、複雑な酸化物副産物の迅速な生成の故に容易にはエッチングできず、そのため、化学的機械的研磨(CMP)がこれらの副産物を研磨表面から除去するために採用されている。   Rapid advances in semiconductor technology have led to the emergence of large scale integrated circuits (VLSI) and ultra large scale integrated circuits (ULSI) obtained by packing larger devices into smaller areas of a semiconductor substrate. The greater the density of devices combined with multilayer interconnect circuits, the greater the demand for topography flatness to maintain the depth of focus of the photolithography process in advanced integrated circuit manufacturing. In addition, due to its low resistivity, copper is increasingly being used for internal connections. Traditionally, etching techniques have been used to planarize the surfaces of conductors (metals) and insulators. However, certain metals (eg, gold (Au), silver (Ag), and copper (Cu)) that have desirable conductive properties when used in interconnect wiring can lead to rapid generation of complex oxide by-products. Therefore, it cannot be easily etched, so chemical mechanical polishing (CMP) has been employed to remove these by-products from the polishing surface.

一般に、種々の金属配線がリソグラフィーの工程、またはダマシン工程を通して形成される。例えば、リソグラフィーの工程では、第1のブランケット金属層は第1の絶縁層上に堆積され、続いて電気配線が第1のマスクを通してサブトラクティブエッチングによって形成される。第2の層は、第1の金属層の上に形成され、孔が第2の絶縁層に第2のマスクを用いて形成される。金属のカラムまたはプラグはこの孔を金属で充填することによって形成される。第2のブランケット金属層は、第2の絶縁層上に形成され、プラグは第1の金属層と第2の金属層とを電気的に接続している。第2の金属層は、第2の電気配線のセットを形成するために、マスクをかけられエッチングされる。この工程は所望のデバイスを生成するために必要なだけ繰り返される。ダマシン技法は特許文献1に記載されている。   In general, various metal wirings are formed through a lithography process or a damascene process. For example, in a lithographic process, a first blanket metal layer is deposited on a first insulating layer, and then electrical wiring is formed by subtractive etching through a first mask. The second layer is formed on the first metal layer, and the hole is formed in the second insulating layer using the second mask. Metal columns or plugs are formed by filling the holes with metal. The second blanket metal layer is formed on the second insulating layer, and the plug electrically connects the first metal layer and the second metal layer. The second metal layer is masked and etched to form a second set of electrical wiring. This process is repeated as necessary to produce the desired device. The damascene technique is described in Patent Document 1.

現在では、VLSIは、エッチングに対する敏感性の故に、配線にアルミニウムを使用し、プラグにはタングステンを使用している。しかしながら、銅の固有抵抗はアルミニウムまたはタングステンのどちらよりも優れており、その使用が望まれているが、銅はエッチングの観点からは望ましい特性を備えていない。   At present, VLSI uses aluminum for wiring and tungsten for plugs because of its sensitivity to etching. However, the resistivity of copper is superior to either aluminum or tungsten and its use is desired, but copper does not have desirable properties from an etching point of view.

金属間誘電層の上面の高さのばらつきはいくつかの望ましくない特徴を有する。後続のフォトリソグラフィーのプロセスステップの焦点深度は、平坦ではない誘電層の表面によって低下する。焦点深度の低下は配線が印刷されることのできる分解能を低下させる。さらに、段差の高さが高い所では、誘電層上の第2の層の被覆が不完全となり得、断線を引き起こし得る。   Variation in the height of the top surface of the intermetal dielectric layer has several undesirable characteristics. The depth of focus of subsequent photolithography process steps is reduced by the surface of the dielectric layer which is not flat. A reduction in the depth of focus reduces the resolution with which the wiring can be printed. Further, where the step height is high, the coating of the second layer on the dielectric layer can be incomplete and can cause a break.

これらの問題の観点から、複数の方法が金属層と誘電体層との上面を平坦化するように進化している。そのような技法の1つが、回転するパッドによって作用する砥粒研磨剤を使用する化学的機械的平坦化もしくは研磨(CMP)である。化学的機械的研磨法は特許文献2に記載されている。従来の研磨パッドは、相対的に少量のポリウレタンからなる接着性の結合剤によって相互接続された不織繊維のような相対的に柔らかな、柔軟性の材料で作られている。また、パッドの厚みに亘って物理的特性が変化する積層された層から構成されても良い。多層パッドは一般的に固い材料の層によって支持された柔軟な上部研磨層を備えている。   In view of these problems, a plurality of methods have evolved to planarize the upper surfaces of the metal layer and the dielectric layer. One such technique is chemical mechanical planarization or polishing (CMP) using an abrasive abrasive that acts by a rotating pad. A chemical mechanical polishing method is described in Patent Document 2. Conventional polishing pads are made of a relatively soft, flexible material such as nonwoven fibers interconnected by a relatively small amount of polyurethane adhesive binder. It may also be composed of stacked layers whose physical properties vary over the thickness of the pad. Multilayer pads generally comprise a flexible upper polishing layer supported by a layer of hard material.

また、研磨パッドはポリウレタン成分のような均一な材料で作られても良く、典型的には反応前駆体を閉塞された金型の中に入れ、この前駆体を反応させ、熱硬化させてパッド材料を形成する。次いで、パッド材料は所定の大きさと形に打ち抜かれ、研磨パッドを形成するように上面を調整されても良い。選択的には、反応性の前駆体は丸太状、またはローフ状の塊を形成するように筒状の容器に入れられても良く、次いで研磨パッドとして使用され得るように、薄片に切られても良い。また、形成された研磨パッドは、焼鈍、圧縮、エンボス加工、鋳造、焼結、またはフォトリソグラフィーの工程によってその特性を幾分変えられても良い。   The polishing pad may also be made of a uniform material, such as a polyurethane component, and typically the reaction precursor is placed in a closed mold and the precursor is reacted and heat cured to provide a pad. Form material. The pad material may then be punched into a predetermined size and shape and the top surface adjusted to form a polishing pad. Optionally, the reactive precursor may be placed in a cylindrical container to form a log or loaf-like lump and then cut into slices so that it can be used as a polishing pad. Also good. Also, the characteristics of the formed polishing pad may be changed somewhat by annealing, compression, embossing, casting, sintering, or photolithography.

上述の工程は典型的にはバッチ式の工程であり、一のパッド、またはシート材に次いで別の一のパッドが生産される、ステップ式動作で生産される。この方法では、通常、パッドとパッド、またはシートとシートとの物理化学的及び/又は形態学的両方の特性と寸法とのバラツキが生じる。研磨パッドのこれらの特性及び/又は寸法の不安定性は、研磨中、特に電子デバイスのCMP中の不均一性と欠陥を生じさせる。   The process described above is typically a batch process and is produced in a step-wise operation where one pad or sheet material is followed by another pad. This method typically results in variations in both physicochemical and / or morphological characteristics and dimensions of the pad to pad or sheet to sheet. These characteristics and / or dimensional instabilities of the polishing pad cause non-uniformities and defects during polishing, particularly during CMP of electronic devices.

研磨パッドを生産するいくつかの工程が従来技術に開示されている。カボート社(Cabot Corporation)所有の特許である、特許文献3、特許文献4および特許文献5は、ベルトライン方式の焼結方法を開示している。これらの特許文献は、熱可塑性焼結方法を、“基板の所望の空孔サイズ、空孔度、密度、および厚みを得るために、大気圧を越えた最小の圧力をかける、もしくは大気圧を超える圧力をかけない方法”と定義している。これらの特許文献には、Congoleum社所有の特許である、特許文献6が引用されており、この特許文献6には、無端ベルトの使用方法、すなわち、ベルトを予熱し、熱可塑性チップを載置し、ベルト上のチップを固め、このチップをベルトの下に設置された加熱器とベルトの上に設置された加熱器とによって加熱する方法が開示されている。この後、チップを、ニップローラを通して圧縮してシートを形成し、シートを加熱し、カレンダーに通し、次いでニップローラを介してシートを艶出しし、冷却液をスプレーし、ストリップする。   Several processes for producing polishing pads are disclosed in the prior art. Patents 3, 3, and 5 which are patents owned by Cabot Corporation disclose a beltline-type sintering method. These patent documents describe a thermoplastic sintering method that “applies a minimum pressure above atmospheric pressure or reduces atmospheric pressure to obtain the desired pore size, porosity, density, and thickness of the substrate. It is defined as “a method that does not apply pressure exceeding”. In these patent documents, Patent Document 6, which is a patent owned by Congoleum, is cited. In Patent Document 6, a method of using an endless belt, that is, a belt is preheated and a thermoplastic chip is placed. A method is disclosed in which a chip on the belt is hardened and the chip is heated by a heater installed under the belt and a heater installed on the belt. After this, the chips are compressed through a nip roller to form a sheet, the sheet is heated and passed through a calendar, then the sheet is polished through the nip roller, sprayed with coolant and stripped.

2001年11月27日付で出願され、“固体の核とポリマーの殻とからなる粒状体から構成される研磨パッド”の名称である特許文献7は、ポリマーの殻で被包された固体の核を備え、これら核と殻との2物質が異なると記載されたパッドに関連している。固体の核は研磨剤であるとされている。適用については、連続工程を介する焼結だけでなく、密閉型モールドの焼結技法を参照している。   Patent Document 7, filed on November 27, 2001, which is the name of “a polishing pad composed of a granular material composed of a solid core and a polymer shell”, describes a solid core encapsulated in a polymer shell. In relation to a pad described as having two different materials, the core and the shell. The solid core is said to be an abrasive. For application, reference is made to a closed mold sintering technique as well as sintering through a continuous process.

ロデル(Rodel)が所有する特許である特許文献8は、“ポリマーもしくはポリマー複合材料の研磨パッドの製造方法”の名称である。これは半導体基板の研磨のための研磨パッドの製造を指向したものであり、“搬送される支持層を逐次製造のステーションに形成する、連続する物体の搬送手段、すなわち、液層ポリマー成分を、搬送される支持層上に供給し、ポリマーを成形し、硬化炉中で熱硬化するという搬送手段”に頼っている。   Patent document 8 which is a patent owned by Rodel is the name of “a method for producing a polishing pad of a polymer or a polymer composite material”. This is directed to the manufacture of a polishing pad for polishing a semiconductor substrate, and “conveying means of continuous objects, ie a liquid layer polymer component, which forms a support layer to be transferred at a sequential manufacturing station, It relies on a transport means "that is fed onto a transported support layer, molded into a polymer and thermally cured in a curing oven."

また、ロデル(Rodel)が所有する特許である特許文献9は、“研磨パッドの印刷”の名称である。アプリケーションには、“パッドの製造工程には均一な表面を備えるパッドを形成することが必要とされ、特に、連続工程には均一な表面を備えるシートを形成することが必要とされる。”と記述されている。アプリケーションはこの挑戦に解決法を提示するのに役立ち、(パッド上に印刷するパターンを有する)シリンダーとローラとの間を通過することによって連続的に印刷される“柔軟なベースシートの使用を強調している。   Patent document 9 which is a patent owned by Rodel is the name of “printing of polishing pad”. For applications, “the pad manufacturing process requires the formation of a pad with a uniform surface, especially the continuous process requires the formation of a sheet with a uniform surface”. is described. The application helps present a solution to this challenge, highlighting the use of a “flexible base sheet that is printed continuously by passing between a cylinder and a roller (with a pattern to print on the pad) is doing.

これらの参考文献のそれぞれは、かなり複雑で製品の最適な均一度を確保するための重要な工程パラメータの制御にかける工程を開示している。従って、必要とされるのは研磨パッドを供給する工程であり、この研磨パッドは、化学的機械的研磨に使用されても良く、基本的に連続して製造され、工程制御によって均一な表面、均一な厚み、及び高度に効率的な研磨特性を備える。
米国特許第4789648号明細書 米国特許第4944836号明細書 米国特許第6126532号明細書 米国特許第6117000号明細書 米国特許第6062968号明細書 米国特許第3835212号明細書 米国特許出願第09/995025号明細書 米国特許第6428586号明細書 米国特許出願第09/766155号明細書
Each of these references discloses a process that is subject to control of important process parameters to ensure optimal uniformity of the product, which is rather complex. Therefore, what is needed is a process of supplying a polishing pad, which may be used for chemical mechanical polishing, is basically manufactured continuously, and has a uniform surface by process control, With uniform thickness and highly efficient polishing characteristics.
US Pat. No. 4,789,648 U.S. Pat. No. 4,944,836 US Pat. No. 6,126,532 US Patent No. 6117000 US Pat. No. 6,062,968 US Pat. No. 3,835,212 US patent application Ser. No. 09/995025 US Pat. No. 6,428,586 US patent application Ser. No. 09/766155

本発明は研磨パッドを作製する連続工程に関し、特に化学的機械的平坦化(CMP)に有用な研磨パッドを作製する連続工程に関する。本発明の工程は2段階のアプローチからなり、この2段階のアプローチは、シート表面の均一度を確保するための一連のネットワーク化された工程制御とフィードバックループとであり、これらによって特性および寸法の両面において高度に均一な研磨パッドの効率的で連続した生産が可能となる。   The present invention relates to a continuous process for producing a polishing pad, and more particularly to a continuous process for producing a polishing pad useful for chemical mechanical planarization (CMP). The process of the present invention consists of a two-stage approach, which is a series of networked process controls and feedback loops to ensure sheet surface uniformity, which allows for characteristics and dimensions. Efficient and continuous production of highly uniform polishing pads on both sides is possible.

第1のステップでは、1以上の高粘度のポリマー前駆体が1以上のフィラーと、真空下において制御された温度で混合され、制御された粘度とコンシステンシーを備える液体混合物が生成される。この液体ポリマーは化学的に活性な機能グループ(functional group)を備えている。そのような化学的に活性なポリマー(前駆体と称される)は、モノマー、オリゴマー、プレポリマー、および有機物起源または無機物起源の高分子量ポリマーの範囲を包含している。さらに、濃縮剤、希釈剤、着色料、対紫外線剤および熱安定剤、表面張力改質剤(表面活性剤)等の種々の改質剤が混合物に添加されて良い。第2のステップでは、硬化剤または熱硬化剤が液体ポリマーと化学的に反応するようにポリマー混合物の中に均一に分散される。硬化剤または熱硬化剤の量は、望ましい製品特性を達成するために、ポリマー混合物に対して特定の比率に精密に制御される。さらに、周囲圧力と雰囲気だけでなく反応体混合物の温度と粘度が所定の仕様に精密に制御される。典型的には、混合工程の全体の間、水柱28インチより高い高真空にされていても良く、もし混合物が延長された期間保存されなければならないならば、窒素ガスが“ブランケット(blanket)”として使用されても良い。   In the first step, one or more high viscosity polymer precursors are mixed with one or more fillers at a controlled temperature under vacuum to produce a liquid mixture with controlled viscosity and consistency. This liquid polymer has a chemically active functional group. Such chemically active polymers (referred to as precursors) encompass a range of monomers, oligomers, prepolymers, and high molecular weight polymers of organic or inorganic origin. Furthermore, various modifiers such as a thickener, a diluent, a colorant, an anti-ultraviolet agent and a heat stabilizer, a surface tension modifier (surface active agent) may be added to the mixture. In the second step, the curing agent or thermosetting agent is uniformly dispersed in the polymer mixture so that it chemically reacts with the liquid polymer. The amount of curing agent or thermosetting agent is precisely controlled to a specific ratio relative to the polymer mixture to achieve the desired product properties. In addition, the temperature and viscosity of the reactant mixture as well as the ambient pressure and atmosphere are precisely controlled to predetermined specifications. Typically, a high vacuum higher than 28 inches of water may be applied during the entire mixing process, and if the mixture has to be stored for an extended period of time, nitrogen gas will be “blankted”. May be used as

反応性の混合物は、垂直方向に重ねられた一対の無端鋼のベルトの間に形成され、前以て設定された間隙の中に投与されても良く、一対の鋼のベルトは、一方または両方のベルトの背面に加熱器を備え、均一なシートを形成するためのコンベア速度、ベルト圧力、温度、およびベルト間隙のようなパラメータのフィードバック制御を備えていても良い。次いで、シートは所定の長さに切断され、炉の中で後硬化され、本発明の研磨パッドを形成するように打ち抜かれる。   The reactive mixture may be formed between a pair of endless steel belts stacked vertically and dispensed into a pre-set gap, the pair of steel belts being one or both A heater may be provided on the back of the belt to provide feedback control of parameters such as conveyor speed, belt pressure, temperature, and belt gap to form a uniform sheet. The sheet is then cut to length and post-cured in an oven and stamped to form the polishing pad of the present invention.

従って、本発明の目的は、インラインで、自動及び/又は手動のネットワーク化された一連の工程制御と、試験及び検査の度量衡機器とによって構成され、特に化学的機械的平坦化のための均一な研磨パッドを形成するための連続工程を供給することである。   The object of the present invention is therefore constituted by an in-line, automated and / or manual networked series of process controls and test and inspection metrology instruments, especially for chemical mechanical planarization. It is to provide a continuous process for forming a polishing pad.

また、本発明の目的は、一連のネットワーク化された工程制御からなり、均一な研磨パッド、特に化学的機械的平坦化のための研磨パッドを形成する連続工程で使用される装置を供給することである。   It is also an object of the present invention to provide an apparatus for use in a continuous process that comprises a series of networked process controls and forms a uniform polishing pad, particularly a polishing pad for chemical mechanical planarization. It is.

さらに、本発明の目的は、それぞれのパッド内およびパッドとパッドとの間の均一度が高い、特に化学的機械的平坦化のための研磨パッドであって、製品の均一度を確保するための一連の工程制御によって生産された研磨パッドを供給することである。   It is a further object of the present invention to provide a polishing pad for high chemical uniformity within each pad and between pads, particularly for chemical mechanical planarization, to ensure product uniformity. A polishing pad produced by a series of process control is supplied.

また、本発明の目的は、高い均一度の研磨パッドを提供するための自動化された2つのステップからなる工程を提供することである。   It is also an object of the present invention to provide an automated two-step process for providing a highly uniform polishing pad.

また、本発明の目的は、すべての原材料および工程中の材料が、良く制御された密閉環境に保持され、異質な物質による、最終の研磨への適用に対して有害となり得る偶発的な汚染を回避された研磨パッドを提供することである。   It is also an object of the present invention to prevent accidental contamination where all raw materials and in-process materials are kept in a well-controlled sealed environment and can be detrimental to the final polishing application by foreign materials. It is to provide an avoided polishing pad.

さらに、本発明の他の目的と利点は、本発明を実施するよう意図された最良の形態の実例として本発明の好ましい形態を示され、かつ、記載された、後述の詳細な説明から当業者には容易に明白となるであろう。本発明は、本発明の技術的範囲内で、他の異なる形態が可能であり、そのいくつかの詳細は種々の明白な観点での変更が可能であることは自明である。従って、記載は本質的には例証的なものであり、限定的なものではない。   In addition, other objects and advantages of the present invention will become apparent to those skilled in the art from the following detailed description, wherein the preferred form of the invention is shown and described by way of illustration of the best mode contemplated for carrying out the invention. Will be readily apparent. It will be apparent that the invention is capable of other and different forms, and its several details are capable of modifications in various obvious respects, within the scope of the invention. Accordingly, the description is exemplary in nature and not limiting.

本発明の特徴、作用、及び利点は、添付された図面と共に後述の好ましい形態の詳細な説明からより良く理解されることができ、図1は本発明に係る連続工程の一般的な特徴を示すブロック図である。   The features, functions, and advantages of the present invention can be better understood from the following detailed description of the preferred embodiments, taken in conjunction with the accompanying drawings, wherein FIG. 1 illustrates the general features of a continuous process according to the present invention. It is a block diagram.

図2は本発明に係る研磨パッドの連続製造のための装置の概要図である。   FIG. 2 is a schematic view of an apparatus for continuous production of a polishing pad according to the present invention.

本発明は、化学的機械的研磨に使われる研磨パッドを形成するための、本質的には連続した大量生産工程に向けられたものである。工程に対する一つのキーは、製品が生産されている時にリアルタイムでモニターし、情報をフィードバックするために使用される、ネットワークで結ばれた多くのプロセスコントロールである。これにより、成分、特性、厚み、及び表面均一性の点から極めて安定した(consistent)シート状の材料が提供され、結果として、研磨パッドに高度の研磨安定性(consistency)と効率とが提供される。   The present invention is directed to an essentially continuous mass production process for forming polishing pads used in chemical mechanical polishing. One key to the process is the many networked process controls that are used to monitor and feed back information in real time as the product is being produced. This provides a highly sheet-like material in terms of composition, properties, thickness and surface uniformity, resulting in a high degree of polishing stability and efficiency for the polishing pad. The

図1に図解するように、本発明の製造工程は2つの基本的なステップから構成される。ステップAは、好適な高粘度の液状ポリマー前駆体の混合であり、ステップBは、硬化剤と混合された液状ポリマー前駆体の連続的な吐出及びシート形成である。次いで、シート材料は所望の長さに切断され、最適の特性を確立するために後硬化され、研磨パッドを形成する形状に切断される。   As illustrated in FIG. 1, the manufacturing process of the present invention consists of two basic steps. Step A is the mixing of a suitable high viscosity liquid polymer precursor and Step B is the continuous discharge and sheet formation of the liquid polymer precursor mixed with the curing agent. The sheet material is then cut to the desired length, post-cured to establish optimal properties, and cut into a shape that forms a polishing pad.

ステップA(図1参照)、すなわち混合ステップでは、液状ポリマーの高度に粘度の高い混合物、好ましくはポリウレタンは、最初に真空中で数時間昇温されて平衡状態にされる。このようなポリマーの供給源の例はそれぞれクロンプトンコーポレーションから提供されるアジプレンポリウレタンプレポリマー(Adiprene Polyurethane Pre−polymer)及びエアプロダクト社のエアタンポリウレタンプレポリマー(Airthane Polyurethane Pre−polymer)である。発泡防止剤、対UV安定剤、対熱安定剤、そして表面張力改質剤など要求されるいかなる添加物もまた、ポリマー混合物中に均一に混ぜ合わされる。可溶性または不溶性であって種々の粒子形状及びサイズの有機物または無機物のいかなる要求されるフィラー材料も、次いで、好ましくは真空下または窒素ガスのガスシール(blanket)下で付加され、混合物中に均一に分散される。温度、混合物全体の粘度、(混合容器のヘッドスペースの)真空度または周囲窒素濃度もまた、混合、保存およびその後の工程を通して精密に制御され続ける。   In Step A (see FIG. 1), the mixing step, a highly viscous mixture of liquid polymers, preferably polyurethane, is first heated to equilibration in vacuum for several hours. Examples of such polymer sources are Adiprene Polyurethane Pre-polymer provided by Crompton Corporation and Airtan Polyurethane Pre-polymer from Air Products. Any required additives such as antifoaming agents, anti-UV stabilizers, anti-thermal stabilizers, and surface tension modifiers are also mixed uniformly into the polymer mixture. Any required filler material, organic or inorganic, of various particle shapes and sizes, soluble or insoluble, is then added, preferably under vacuum or under a nitrogen gas blanket, uniformly in the mixture Distributed. The temperature, the overall viscosity of the mixture, the degree of vacuum (in the mixing vessel headspace) or the ambient nitrogen concentration also continue to be precisely controlled throughout the mixing, storage and subsequent steps.

さらに、混合物全体中のすべての成分の量と相対比率は精密に測定され、制御される。   In addition, the amounts and relative proportions of all components in the overall mixture are precisely measured and controlled.

また、上記のように、フィラー成分が任意に含まれても良く、直径が20ミクロンから90ミクロンのエクスパンセル社からの中空のエクスパンセット@ミクロスフェアを配合物の約1〜5重量%、好ましくは3重量%の濃度で含まれるのが好ましい。乾燥フィラー成分は、1立方センチメータあたり約0.03グラムから約0.12グラムの比重を有するのが好ましい。乾燥フィラー成分の1つの目的は、研磨パッドに、使用のために調整された後に多孔性の表面を提供することである。パッドの最表面を削り落とすことによる表面の調整は、反応したポリマーの薄い層を除去し、制御された多孔性のレベルを提供するように表面の微小球体を破壊する。あるいは、他の材料が研磨パッドの特定の研磨特性または多孔性の特性を提供するためのフィラー成分として使用されてもよい。例えば、水溶性のファイバー、及び、多孔性の表面を作るための表面バフィング(buffing)後に洗い流すことのできる、塩のような溶解性の生成物、粒子状または粉状のポリマー等が使われてもよいが、これらに限定されるわけではない。   In addition, as described above, a filler component may optionally be included, and about 1 to 5% by weight of the hollow expanset @microspheres from Expansel Corporation having a diameter of 20 to 90 microns. Preferably, it is contained at a concentration of 3% by weight. The dry filler component preferably has a specific gravity of about 0.03 grams to about 0.12 grams per cubic centimeter. One purpose of the dry filler component is to provide the polishing pad with a porous surface after it has been conditioned for use. Conditioning the surface by scraping off the outermost surface of the pad removes a thin layer of reacted polymer and destroys the surface microspheres to provide a controlled level of porosity. Alternatively, other materials may be used as filler components to provide specific polishing or porous properties of the polishing pad. For example, water soluble fibers and soluble products such as salts, particulate or powdered polymers that can be washed away after surface buffing to create a porous surface are used. However, it is not limited to these.

ステップAにおいて混合される均一な液状の前駆体は、好ましくは1立方センチメータあたり約0.50グラムから約1.2グラムの比重を有し、連続工程の段階(ステップB)で使用されるために25〜40℃で保存される。   The uniform liquid precursor mixed in Step A preferably has a specific gravity of about 0.50 grams to about 1.2 grams per cubic centimeter and is used in a continuous process stage (Step B). Therefore, it is stored at 25-40 ° C.

ここで吐出及びシート形成の連続工程に転じると、ステップBは図2の簡単化された図表に示される。液状ポリマーの前躯体は、好ましくはポリウレタンプレポリマー、添加剤、およびこの添加剤中に分散されたフィラー成分からなり、好ましくは真空状態、もしくは不活性ガス(例えば窒素ガス)雰囲気中に、好ましくは約20〜40℃で保持された、連続的に補給される供給タンク10にポンプ供給、もしくは重力供給される。硬化剤もしくは熱硬化剤、例えば(MOCAまたはエタキュア(Ethacure))は、空気または窒素ガスでガスシールされた(blanketed)タンク20の中に保存される。反応のために、熱硬化剤および液状ポリマー前駆体はコリオリ流量計で12.22に正確に測定され、好ましくは連続的な静的混合器もしくは動的混合器の中にポンプ供給される。ポリウレタン前駆体に対する熱硬化剤の化学量論的比率は、好ましくは0.85から1.05の間である。この比率と工程条件のセットによって、混合物の粘度は好ましくは20,000〜400,000パスカル秒となる。   Turning now to the continuous process of ejection and sheet formation, step B is shown in the simplified diagram of FIG. The precursor of the liquid polymer preferably comprises a polyurethane prepolymer, an additive, and a filler component dispersed in the additive, preferably in a vacuum or in an inert gas (eg nitrogen gas) atmosphere, preferably Pumped or gravity fed to a continuously replenished supply tank 10 held at about 20-40 ° C. Curing agents or thermosetting agents, such as (MOCA or Ethacure), are stored in a tank 20 that is blanketed with air or nitrogen gas. For the reaction, the thermosetting agent and liquid polymer precursor are accurately measured at 12.22 with a Coriolis flow meter and are preferably pumped into a continuous static or dynamic mixer. The stoichiometric ratio of thermosetting agent to polyurethane precursor is preferably between 0.85 and 1.05. Depending on the set of ratios and process conditions, the viscosity of the mixture is preferably between 20,000 and 400,000 Pascal seconds.

動的混合器または静的混合器は最小限の空気が導入される条件で使用されても良い。   Dynamic mixers or static mixers may be used in conditions where minimal air is introduced.

混合器から出されると、反応成分32は鋼製の二重ベルトプレス40の供給端42の中に均一に供給される。二重ベルトプレス自体だけでなく二重ベルトプレスの供給端もまた、圧搾され熱せられた区画の前で、均一な温度と圧力に雰囲気を制御されたチャンバー60の下に好ましく保持され、昇温中のより十分な重合を確実にする。   When discharged from the mixer, the reaction component 32 is uniformly fed into the feed end 42 of the steel double belt press 40. The supply end of the double belt press as well as the double belt press itself is also preferably held under a chamber 60 controlled to a uniform temperature and pressure in front of the squeezed and heated compartment, To ensure a more thorough polymerization inside.

二重ベルトプレス40は、一般的に反対方向に回転するローラによって駆動される2つの無端鋼製ベルトで構成され、両ベルトの外面は互いに対向し、これらの間を通過する材料をプレスする。昇温は、圧搾領域の背面に設けられた一以上の温度制御されたプレス板、プレスチャンバー、または赤外線ヒータによって達成される。連続的に成形されたウレタンシートの上面と底面とを形成する鋼のベルトは、昇温され、定圧条件下でウレタンが重合し固体の化合物になるように、好ましくは80〜110℃に保持されることができる。圧縮領域44は、圧縮ベルトの相互に対向する外面の間に形成される。   The double belt press 40 is generally composed of two endless steel belts driven by rollers rotating in opposite directions, with the outer surfaces of both belts facing each other and pressing the material passing between them. The temperature increase is achieved by one or more temperature-controlled press plates, press chambers, or infrared heaters provided at the back of the squeeze area. The steel belt forming the top and bottom surfaces of the continuously formed urethane sheet is preferably heated and maintained at 80-110 ° C. so that the urethane polymerizes into a solid compound under constant pressure conditions. Can be. The compression region 44 is formed between the mutually opposing outer surfaces of the compression belt.

前記無端ベルトは、好ましくは鋼製であり、好ましくは約4MPa(550〜600psi)の圧力レベルに精密に制御されて保持されることができるが、本発明においては、圧力は1〜10MPa(1.45psi〜1450psi)の範囲にあっても良い。圧力は無端ベルトの上部ユニット板の重量によって、及び/又は機械的な、または水力による方法によって発生させても良い。成形されたシートは対向する鋼のベルトの間を動くので、シートは、符号44における好ましくは約4.5メータの距離を越えて、最終的な厚みまで圧縮され、熱せられたベルトから供給される熱によって固化される。本発明の好ましい実施形態において、熱硬化工程は、ウレタンとアミンとの反応の発熱反応による熱によって、および無端ベルトからの熱によって開始される。   The endless belt is preferably made of steel and preferably can be maintained in a precisely controlled pressure level of about 4 MPa (550-600 psi), but in the present invention the pressure is 1-10 MPa (1 .45 psi to 1450 psi). The pressure may be generated by the weight of the upper unit plate of the endless belt and / or by a mechanical or hydraulic method. As the formed sheet moves between opposing steel belts, the sheet is preferably compressed over a distance of about 4.5 meters at 44 and is compressed to a final thickness and fed from a heated belt. It is solidified by heat. In a preferred embodiment of the invention, the thermosetting process is initiated by heat from the exothermic reaction of the urethane and amine reaction and by heat from the endless belt.

連続する均一なシートを形成する工程は、機械的部品の間の相互に作用する情報交換で完全にPLC制御されていて良く、それぞれの機械的部品は、工程制御、データのトレンド、および工程の拡張のための作り付けの手段を備えていて良い。固体だけでなくすべての液体の原材料は、正確な温度と粘度にモニターされ、配合と混合のために投与される。システムは、好ましくは、すべてのシステムの要素をモニターし、制御するために、迅速なコミュニケーションプロトコル“PROFIBUS”を使用しても良い。システムは、作業者が簡単に制御できるように構築され、インターフェースは、タッチスクリーンを介して工程パラメータをモニターし、調整するように構築される。工程内に組み込まれて、厚み、密度、硬度、圧縮度、および表面粗さのような材料特性をモニターするための、及び画像システムによる汚染検査のための、リアルタイム試験及び検査・計測機器は、完全に統合されることができる。また、システムは、オンラインの連続的なデータの記憶、統計的分析、傾向分析およびCRT表示を工程逸脱の際の作業者への警報とともに組み入れている。   The process of forming a continuous uniform sheet may be fully PLC controlled with an interactive exchange of information between mechanical parts, each mechanical part having process control, data trends, and process There may be built-in means for expansion. All liquid ingredients, not just solids, are monitored for accurate temperature and viscosity and administered for compounding and mixing. The system may preferably use the rapid communication protocol “PROFIBUS” to monitor and control all system elements. The system is built for easy operator control and the interface is built for monitoring and adjusting process parameters via a touch screen. Real-time testing and inspection / measurement equipment incorporated into the process for monitoring material properties such as thickness, density, hardness, compressibility, and surface roughness, and for contamination inspection by imaging systems, Can be fully integrated. The system also incorporates on-line continuous data storage, statistical analysis, trend analysis and CRT display along with alarms to workers in case of process deviations.

ベルトプレス40は、使用の際の工程制御によって、好ましくは1.0g/cc以下の密度を有する、連続したウレタンシート32Aを生産することができる。平方ヤードあたりの測定された密度の変化は2.0%以下である。シートの厚みは、マイクロメータ調整器によって50mmから50+/−0.05mmに制御されている。上述のように形成されたシート32Aの基準厚みは好ましくは1mmと、3mmまたはそれ以上との間であってよい。   The belt press 40 can produce a continuous urethane sheet 32A having a density of 1.0 g / cc or less, preferably by process control during use. The measured density change per square yard is 2.0% or less. The thickness of the sheet is controlled from 50 mm to 50 +/− 0.05 mm by a micrometer adjuster. The reference thickness of the sheet 32A formed as described above may preferably be between 1 mm and 3 mm or more.

結果として得られたウレタンシート32Aは、離脱端でベルトプレス40から取り出され、好ましくは、62と符号をつけられたローラ刃切断機を使用して所定の長さに切断される。また、他の型の切断機が使用されても良い。所定の長さに切断されたシート32Bは次いで70に積み重ねられ、好ましくは16〜24時間、与えられた型のウレタンと熱硬化剤とに対して特定された温度での後熱硬化のためにオーブン80に移される。ここで、前記温度は典型的には150°Fから450°Fまで変化する。   The resulting urethane sheet 32A is removed from the belt press 40 at the release end and is preferably cut to a predetermined length using a roller blade cutter labeled 62. Other types of cutting machines may also be used. Sheets 32B cut to length are then stacked in 70, preferably for post-heat curing at a temperature specified for a given type of urethane and thermosetting agent, preferably for 16-24 hours. Moved to oven 80. Here, the temperature typically varies from 150 ° F to 450 ° F.

熱硬化されたウレタンシートは、次いで制御された冷却速度で周囲温度まで冷却され、試験され、および再度検査され、そしてあらゆる表面のポリマーの“肌”を除去し、シートの本体構造を露出するためにバフ研磨され、もしくは目立てされることができる。また、バフ研磨もしくは目立ては、ウレタンシートの表面に、最終的な使用である研磨への適用において慣らし運転の時間を削減する、前もって決められたミクロ構造を与えるように設計され、制御される。   The heat-cured urethane sheet is then cooled to ambient temperature at a controlled cooling rate, tested and re-inspected to remove any surface polymer “skin” and expose the body structure of the sheet Can be buffed or sharpened. Also, the buffing or sharpening is designed and controlled to give the urethane sheet surface a predetermined microstructure that reduces the run-in time in the final use polishing application.

本発明の研磨パッドを連続的に生産するために好ましい材料組成はフィラーと液体の混合物であるが、他の材料の前躯体の組成もまた本発明の装置を通して処理されても良く、限定されるわけではないが、乾燥ポリマー、粉体、他の固体の化合物、およびフィラーを含有しても良く、これらは可溶性であっても不溶性であっても良い。これらの材料の練り込みは工程温度および他のパラメータに、相応な変更を要しても良い。   The preferred material composition for continuous production of the polishing pad of the present invention is a mixture of filler and liquid, but precursor compositions of other materials may also be processed through the apparatus of the present invention and are limited. However, it may contain dry polymers, powders, other solid compounds, and fillers, which may be soluble or insoluble. The kneading of these materials may require corresponding changes in process temperature and other parameters.

表1に、本発明の連続工程による製造のために予想され、目標とされた、いくつかの研磨パッドの特性値を列挙する。   Table 1 lists several polishing pad property values that were anticipated and targeted for production by the continuous process of the present invention.

Figure 2007512984
Figure 2007512984

*平坦面からの撓みについて得られた値は、パッドの1メータx1メータの範囲に亘って測定されたものであることに注意すべきである。従って、端部と本体部とのうねりが<0.5“である場合には、この値は、平坦におかれた場合の上向きの撓み、またはパッド中のうねりが0.5”を越えない、好ましくは<0.1“である、パッドの1メータx1メータの範囲に対応している。 * Note that the values obtained for deflection from a flat surface are measured over the 1 meter x 1 meter range of the pad. Therefore, if the undulation between the end and the body is <0.5 ", this value does not exceed the upward deflection or undulation in the pad when placed flat. Corresponds to a 1 meter x 1 meter range of pads, preferably <0.1 ".

この連続工程の大きさと本質の故に、最終製品の組成及び特性のばらつきは最小化される。原材料は大量に配合されることができ、再循環供給システムによって混合器へ連続的に供給されることができる。   Because of the size and nature of this continuous process, variations in the composition and properties of the final product are minimized. Raw materials can be blended in large quantities and can be continuously fed to the mixer by a recycle feed system.

それゆえに、これらの材料は温度、真空度、比率、および粘度の精密な制御の下で配合されることができる。工程が供給温度、ベルトの温度、圧力、供給速度、コンベア速度、シートの厚み、および密度に関するモニターデータおよびフィードバックデータを制御するので、シート形成工程の連続的であるという本質によって、均一なシートを生産するための精密な制御が可能となっている。   Therefore, these materials can be formulated under precise control of temperature, vacuum, ratio, and viscosity. Due to the essence of the sheet forming process, the process controls the feed temperature, belt temperature, pressure, feed speed, conveyor speed, sheet thickness and density monitoring data and feedback data so that uniform sheets can be produced. Precise control for production is possible.

シートからは、ほとんどばらつきの無い大量の研磨パッドが切断され得る。   A large number of polishing pads with little variation can be cut from the sheet.

上述の形態は単に発明の例を記述されたに過ぎず、その範囲に限ろうとするものではない。記述された本実施形態は当業者によって変更されることができるので、本発明の技術的範囲は、本発明の精神若しくは技術的範囲内に含まれるそのようなすべての変更を包含するものである。   The above forms are merely examples of the invention and are not intended to limit the scope thereof. Since the described embodiments can be modified by those skilled in the art, the technical scope of the present invention includes all such modifications that are within the spirit or technical scope of the present invention. .

本発明に係る連続工程の一般的な特徴を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the general characteristic of the continuous process which concerns on this invention. 本発明に係る研磨パッドの連続製造のための装置の概要図である。1 is a schematic view of an apparatus for continuous production of a polishing pad according to the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

10・・・供給タンク
20・・・N2雰囲気タンク
30・・・混合機
32A・・ウレタンシート
32B・・切断されたシート
40・・・二重鋼ベルトプレス
42・・・供給端
44・・・圧縮領域
60・・・チャンバー
80・・・オーブン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Supply tank 20 ... N2 atmosphere tank 30 ... Mixer 32A ... Urethane sheet 32B ... Cut sheet 40 ... Double steel belt press 42 ... Supply end 44 ... Compression region 60 ... Chamber 80 ... Oven

Claims (22)

研磨パッドとして使用される前記ポリマーシートを連続的に形成する方法であって、
(a)制御された雰囲気下で一方のベルトが他方のベルトの上に重ねられ、前記重ねられたベルトは共通の供給端と共通の取り出し端とを備える、一対の無端圧縮ベルトを準備する工程と、
(b)前駆体と硬化剤とを有する反応性の配合物を前記ベルトに供給する工程と、
(c)前記一対の重ねられた無端圧縮ベルトを前記前駆体および前記硬化剤の硬化温度まで加熱する工程と、
(d)前記ベルトの間の前記反応性の混合物を圧縮し、圧力をかけ、選択された厚みでポリマーシートを形成するために、前記重ねられた無端圧縮ベルトを選択された速度で、前記供給端から前記取り出し端に向かって互いに近づく方向に回転する工程と、
(e)前記ポリマーシートを前記対向する無端ベルトの前記取り出し端を通じて受け渡す工程と、
を備えてなる、研磨パッドとして使用される前記ポリマーシートを連続的に形成する方法。
A method of continuously forming the polymer sheet used as a polishing pad,
(A) A step of preparing a pair of endless compression belts, wherein one belt is stacked on the other belt in a controlled atmosphere, and the stacked belts have a common supply end and a common take-out end. When,
(B) supplying a reactive compound having a precursor and a curing agent to the belt;
(C) heating the pair of stacked endless compression belts to the curing temperature of the precursor and the curing agent;
(D) compressing the reactive mixture between the belts, applying pressure, and feeding the stacked endless compression belts at a selected speed to form a polymer sheet with a selected thickness; Rotating in a direction approaching each other from the end toward the take-out end;
(E) passing the polymer sheet through the take-out end of the opposed endless belt;
A method for continuously forming the polymer sheet used as a polishing pad.
前記制御された雰囲気は、不活性ガスからなることを特徴とする請求項1に記載の方法。   The method of claim 1, wherein the controlled atmosphere comprises an inert gas. 前記前駆体と硬化剤とからなる反応性の配合物は、室温において約20,000パスカル秒〜400,000パスカル秒の範囲内の粘度を有する液体であることを特徴とする請求項1に記載の方法。   The reactive formulation comprising a precursor and a curing agent is a liquid having a viscosity in the range of about 20,000 Pascal seconds to 400,000 Pascal seconds at room temperature. the method of. 前記工程(d)はさらに、前記ポリマーシートの厚み、前記ベルトの温度、前記ベルトの間の前記シートにかかる圧力、及び前記ベルトの速度のうちの一以上をクローズドループの工程制御システムを介して連続的にモニターする工程を含み、前記クローズドループの工程制御システムが、厚み、温度、圧力、及び/又は速度の値を選択された目標値の範囲と比較し、かつ、前記厚み、温度、圧力、及び/又は速度を前記目標値の範囲内に入っている状態に維持することを特徴とする、請求項1に記載の方法。   In the step (d), one or more of the thickness of the polymer sheet, the temperature of the belt, the pressure applied to the sheet between the belts, and the speed of the belt are further controlled via a closed loop process control system. The closed loop process control system compares thickness, temperature, pressure, and / or speed values with a selected range of target values and includes the thickness, temperature, pressure And / or maintaining the speed within a range of the target value. さらに、(i)前記ポリマーシートを望ましい長さに切断する工程、及び(ii)前記シートの最終的な特性を確立するために前記ポリマーシートを後硬化する工程の少なくとも一方の工程を有することを特徴とする、請求項1に記載の方法。   And (ii) cutting the polymer sheet to a desired length, and (ii) at least one of the steps of post-curing the polymer sheet to establish the final properties of the sheet. The method of claim 1, characterized in that 前記対向する無端ベルトは、鋼製の二重ベルトプレスから構成されることを特徴とする請求項1に記載の方法。   The method according to claim 1, wherein the opposed endless belts are constructed of a steel double belt press. 前記ポリマーシートはポリウレタンからなることを特徴とする請求項1に記載の方法。   The method of claim 1, wherein the polymer sheet comprises polyurethane. 工程(c)は、溶融した前駆体を供給する工程を備えることを特徴とする請求項1に記載の方法。   The method of claim 1, wherein step (c) comprises providing a molten precursor. 前記ポリウレタンは、イソフェロンジイソシアネートプレポリマーと配合されたトルエンジイソシアネートプレポリマーからなることを特徴とする、請求項7に記載の方法。   8. The method of claim 7, wherein the polyurethane comprises a toluene diisocyanate prepolymer blended with an isoferon diisocyanate prepolymer. 前記前駆体と硬化剤とからなる前記反応性配合物を前記ベルトに供給する工程は、前記反応性混合物を前記ベルトに供給する前に、前記前駆体と硬化剤とを混合器中で混合する工程を含むことを特徴とする、請求項1に記載の方法。   The step of supplying the reactive compound comprising the precursor and the curing agent to the belt is performed by mixing the precursor and the curing agent in a mixer before supplying the reactive mixture to the belt. The method according to claim 1, comprising steps. 前記混合器は静的混合器、若しくは動的混合器のどちらかであることを特徴とする請求項10に記載の方法。   The method of claim 10, wherein the mixer is either a static mixer or a dynamic mixer. 反応物質の配合物は、1MPaと10MPaとの間の圧力で圧縮されることを特徴とする請求項1に記載の方法。   The method of claim 1, wherein the reactant blend is compressed at a pressure between 1 MPa and 10 MPa. 工程(b)の前記前躯体は、さらにフィラーを含有することを特徴とする請求項1に記載の方法。   The method according to claim 1, wherein the precursor in the step (b) further contains a filler. 前記フィラーは中空の微小球を備えることを特徴とする請求項13に記載の方法。   The method of claim 13, wherein the filler comprises hollow microspheres. 前記フィラーは水溶性のポリマーを含むことを特徴とする請求項13に記載の方法。   The method of claim 13, wherein the filler comprises a water soluble polymer. さらに、(i)前記ポリマーシートを、上面を備える研磨パッドに切断する工程、及び(ii)前記研磨パッドを、前記上面を研削することによって調整する工程の少なくとも一方の工程を有することを特徴とする請求項3に記載の方法。   And (ii) cutting the polymer sheet into a polishing pad having an upper surface, and (ii) adjusting at least one of the polishing pad by grinding the upper surface. The method according to claim 3. 請求項16に記載の方法による化学的機械的研磨用の研磨パッド。   A polishing pad for chemical mechanical polishing according to the method of claim 16. (a)不活性ガス雰囲気中の炉の中で一方のベルトが他方のベルトの上に重ねられ、前記重ねられたベルトは共通の供給端と共通の取り出し端とを備える、一対の無端圧縮ベルトを準備する工程と、
(b)ポリウレタン前駆体と硬化剤とからなる反応性の配合物を前記ベルトに供給する工程と、
(c)前記一対の重ねられた無端圧縮ベルトを前記ポリウレタン前駆体および前記硬化剤の硬化温度まで加熱する工程と、
(d)前記ベルトの間の前記反応物質の配合物を圧縮し、圧力をかけて、所定の厚み、密度及び硬度のポリウレタンシートを形成するために、前記重ねられた無端一対の圧縮ベルトを選択された速度で、前記供給端から前記取り出し端に向かって互いに近づく方向に回転する工程と、
(e)前記ポリウレタンシートを前記対向する無端ベルトの前記取り出し端を通じて受け渡す工程と、
を備えてなり、
工程(b)において、前記反応性配合物は約20,000パスカル秒〜400,000パスカル秒の範囲内の粘度を有し、前記反応性配合物は選択された熱硬化温度を有し、
工程(d)において、(i)前記所定の厚みは、約10mil〜130milの範囲内であり、(ii)前記所定の密度は、0.3g/cc〜1.2g/ccの範囲内であり、(iii)前記所定の硬度は、ショアーD硬度で約30〜80である、
研磨パッドとして使用されるポリウレタンシートを連続的に形成する方法。
(A) A pair of endless compression belts in which one belt is stacked on the other belt in a furnace in an inert gas atmosphere, and the stacked belts have a common supply end and a common take-out end. The process of preparing
(B) supplying a reactive compound comprising a polyurethane precursor and a curing agent to the belt;
(C) heating the pair of stacked endless compression belts to a curing temperature of the polyurethane precursor and the curing agent;
(D) Select the pair of endless compression belts stacked to compress and apply pressure to form the polyurethane sheet of a predetermined thickness, density and hardness between the belts Rotating at a speed that is close to each other from the supply end toward the take-out end;
(E) delivering the polyurethane sheet through the take-out end of the opposed endless belt;
With
In step (b), the reactive formulation has a viscosity in the range of about 20,000 Pascal seconds to 400,000 Pascal seconds, the reactive formulation has a selected thermosetting temperature;
In step (d), (i) the predetermined thickness is in the range of about 10 mil to 130 mil, and (ii) the predetermined density is in the range of 0.3 g / cc to 1.2 g / cc. (Iii) The predetermined hardness is about 30 to 80 in Shore D hardness.
A method of continuously forming a polyurethane sheet used as a polishing pad.
さらに、前記ポリウレタンシートは、(iv)約10.0%までの圧縮率を有し、(v)全体積の約15%〜60%の範囲内の空孔体積を有し、(vi)<0,5“の平坦面からの撓み量を有することを特徴とする請求項18に記載の方法。   Further, the polyurethane sheet has (iv) a compressibility up to about 10.0%, (v) has a void volume in the range of about 15% to 60% of the total volume, and (vi) < 19. A method according to claim 18, having a deflection from a flat surface of 0.5 ". 研磨パッドとして使用されるポリマーシートを形成するための装置であって、
一方のベルトが他方のベルトの上に対抗するように配置され、前記対向されたベルトは、供給端と、共通の取り出し端とを備える、一対の無端圧縮ベルトと、
一以上の前駆体を前記対向する無端圧縮ベルトの前記供給端に供給する供給システムと、
前記無端圧縮ベルト同士を前記供給端から前記取り出し端に向かって互いに近づくように回転させる、制御雰囲気と、
を備え、
前記ポリマーシートの厚み、前記ベルトの温度、前記ベルト間の前記シートにかかる圧力、前記ベルトの速度の一以上が、クローズドループの工程制御システムを介して連続的に監視され、
前記クローズドループの工程制御が、厚み、温度、圧力、及び/又は速度の値を選択された目標値の範囲と比較するとともに、前記厚み、温度、圧力、及び/又は速度を前記目標値の範囲に入るように維持する、
研磨パッドとして使用されるポリマーシートを形成するための装置。
An apparatus for forming a polymer sheet used as a polishing pad,
A pair of endless compression belts arranged such that one belt opposes the other belt, the opposed belts having a supply end and a common take-out end;
A supply system for supplying one or more precursors to the supply ends of the opposed endless compression belts;
A control atmosphere that rotates the endless compression belts toward each other from the supply end toward the take-out end; and
With
One or more of the thickness of the polymer sheet, the temperature of the belt, the pressure applied to the sheet between the belts, the speed of the belt is continuously monitored via a closed loop process control system,
The closed-loop process control compares thickness, temperature, pressure, and / or speed values to a selected target value range, and compares the thickness, temperature, pressure, and / or speed to the target value range. To keep in,
An apparatus for forming a polymer sheet used as a polishing pad.
特に化学的機械的平坦化のための研磨パッドを作るシステムであって、
(a)混合前の原材料の保存及び調整の手段と、
(b)前記原材料からなる前駆体を供給するために、温度制御しつつ真空化で配合する手段と、
(c)前記前駆体を補給するために前記前駆体を再循環する手段と、
(d)一方のベルトが他方のベルトの上に対向するように配置され、前記対向されたベルトは、供給端と、共通の取り出し端とを備え、前記ベルトは、前記ベルトの間を圧縮し、前記ベルトの間に圧力を供給するために、選択された速度で、前記供給端から前記取り出し端に向かって互いに近づく方向に回転するように構成された一対の無端圧縮ベルトと、
(e)成形されたポリマーシートを形成するために、前記一対の金属製の無端ベルトの前記供給端に、制御された条件下で、前記前駆体を供給する混合器と、
(f)前記一対の対向する金属製の圧縮ベルトの前記供給端を取り囲む不活性ガス雰囲気と、
(g)前記ポリマーシートの厚み、前記ベルトの温度、前記ベルトの間の前記シートにかかる圧力、前記ベルトの速度、のうちの一以上を連続的にモニターし、厚み、温度、圧力、及び/又は速度の値を選択された目標値の範囲と比較するとともに、前記厚み、温度、圧力、及び/又は速度を前記目標値の範囲に入るように維持する、クローズドループの工程制御と、
(h)前記ポリマーシートを特定の長さに切断する手段と、
(i)前記シートを研磨パッドにするために前記ポリマーシートの寸法を制御する手段と、
を備えて成る、特に化学的機械的平坦化のための研磨パッドを作るシステム。
In particular, a system for making a polishing pad for chemical mechanical planarization,
(A) means for storing and adjusting the raw material before mixing;
(B) means for blending in a vacuum while controlling the temperature in order to supply a precursor composed of the raw materials;
(C) means for recycling the precursor to replenish the precursor;
(D) One belt is disposed so as to face the other belt, and the opposed belt includes a supply end and a common take-out end, and the belt compresses between the belts. A pair of endless compression belts configured to rotate in a direction approaching each other from the supply end toward the removal end at a selected speed to supply pressure between the belts;
(E) a mixer for supplying the precursor under controlled conditions to the supply ends of the pair of metal endless belts to form a molded polymer sheet;
(F) an inert gas atmosphere surrounding the supply ends of the pair of opposed metal compression belts;
(G) continuously monitoring one or more of the thickness of the polymer sheet, the temperature of the belt, the pressure applied to the sheet between the belts, the speed of the belt, and the thickness, temperature, pressure, and / or Or closed loop process control that compares the speed value with a selected target value range and maintains the thickness, temperature, pressure, and / or speed within the target value range;
(H) means for cutting the polymer sheet to a specific length;
(I) means for controlling the dimensions of the polymer sheet to make the sheet a polishing pad;
A system for making a polishing pad, especially for chemical mechanical planarization, comprising:
前記研磨パッドは上面を有するとともに、望ましい表面のミクロ構造を供給するためのバフ研磨または目立ての調整方法を、さらに備えることを特徴とする請求項21に記載のシステム。   The system of claim 21, wherein the polishing pad has a top surface and further comprises a buffing or sharpening adjustment method to provide a desired surface microstructure.
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