KR100707959B1 - 연마 패드 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른, 연마 유체와 함께 사용하기 위한 연마 패드는 연마층(10), 연마층을 통과하는 개구부(16) 내의 윈도우(30) 및 연마층, 윈도우와 개구부를 가로질러 연장되어 있어 연마 유체의 누출에 대한 비단절 연속 차단층을 제공하는 유체 불투과층(40)을 가지며, 유체 불투과층은 그 상부에 연마층 및 윈도우와 함께 접합 밀봉부를 형성하는 접착제를 갖는다.
연마 패드, 접합 밀봉부, 유체 불투과층, 연마층, 투명 윈도우, 연마 유체.

Description

연마 패드{Polishing pad}
본 발명은, 연마 작업 동안 가공품의 상태를 검측하기 위해 광학 장치에 광학 빔이 투과되도록 광학 빔을 통과시키는 투명 윈도우를 갖는 연마 패드에 관한 것이다.
미국 특허 제5,893,796호에는 연마 유체와 함께 사용하기 위한 연마 패드가 기재되어 있는데, 연마 패드는 연마층 및 이러한 연마층을 통한 개구부 내에 존재하는 윈도우를 갖는다. 윈도우는 CMP 연마 작업에 의해 반도체 웨이퍼로부터 제거된 두께를 갖는 재료의 존재 또는 부존재를 검측하기 위해 광학 빔을 투과시킨다. 당면한 문제들 중의 하나는 연마 유체가 연마층을 넘쳐 누출됨으로써 윈도우에 의해 투과되는 광학 빔을 광학적으로 간섭하는 것을 방지하는 것이다. 누출을 방지하기 위해, 접착성 밀봉부(adhesive seal)를 윈도우와 유체 불투과층 사이의 개구부에 혼입시킨다. 그러나, 밀봉부는 접착성 밀봉부 내의 작은 공극 또는 틈으로 인한 누출 경로를 가짐으로 인해 손상될 수 있다. 추가로, 연마 패드는 얇아서 굴곡되기 쉬우며, 연마 패드의 통상적인 취급 동안 굴곡으로 인해 또는 연마 패드를 사용하는 동안 가해지는 연마 압력으로 인해 개구부측으로부터 접착제가 분리되거나 균열되는 경향이 있다.
본 발명은, 연마층, 연마층을 통과하는 개구부 중의 윈도우, 및 연마 유체의 누출을 차단하는 비단절 연속 차단층을 제공하며 연마층, 윈도우 및 개구부에 걸쳐 연장되어 있는 유체 불투과층(유체 불투과층 위에는 연마층 및 윈도우와 접합 밀봉부를 형성하는 접착제가 도포되어 있다)을 갖는, 연마 유체와 함께 사용하기 위한 연마 패드에 관한 것이다.
단절되지 않는 유체 불투과층(40)은 통상적인 취급 동안 굴곡으로 인해, 또한 연마 패드를 사용하는 동안 가해지는 연마 압력으로 인해, 또는 접착제 중의 작은 공극 또는 틈으로 인해 누출 경로가 생성되는 경향을 피할 수 있다는 이점이 있다. 추가의 이점은, 접합 밀봉부가, 연마층(10), 윈도우(30) 및 유체 불투과층(40) 각각과 접착제(41) 사이의 계면이 연마 유체로 습윤되는 것을 최소화한다는 점이다.
본 발명은 이제 첨부되는 도면을 참고로 하여 예시, 기술될 것이다.
도 1은 투명 윈도우를 갖는 연마 패드의 평면도이다.
도 2는 투명 윈도우와 성공적이지 못한 밀봉부를 갖는 연마 패드 일부의 확대 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 투명 윈도우와 비단절 밀봉부를 추가로 나타내는 도 1에 도시된 연마 패드 일부의 확대 단면도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 성공적이지 못한 연마 패드는 IC1000 재료의 상부 연마층(10)과 수바(Suba) IV 재료의 하부 지지층(20)을 포함하는 2층 패드이며, 이들 층의 재료는 둘 다 로델 인코포레이티드(Rodel, Inc.)에서 제조된 것이다. 투명 윈도우(30)는 연마 패드의 연마층(10)에서 개구부(16)에 설치된 광투과성 중합체 재료편으로부터 제조된다. 하부 지지층(20)의 개구부(18)는 개구부(16)와 정렬되어 있으며 개구부(16)보다 작아서, 윈도우(30)에 대한 시트(seat)로서 작용하는 렛지(26; ledge)를 형성한다. 밀봉부는 윈도우(30)와 렛지(26) 사이에 도입되어, 슬러리 및/또는 탈이온수 형태의 연마 유체가 윈도우(30)를 통해 누출되는 것을 방지하고 광학 장치로부터의 광학 빔과의 간섭이 일어나는 것을 방지할 것이다. 이전에 밀봉부는 하부 지지층(20) 내의 개구부(18)와 매칭된 컷아웃(34;cutout)과 함께 구성된 접착제 필름(32)에 의해 윈도우(30)와 렛지(26) 사이에 구축되었으며, 윈도우(30)는 하부 지지층(20) 상의 렛지(26) 위에 덮여진 접착성 밀봉부에 의해 밀봉된다. 그러나, 접착성 밀봉부가 접착제 중의 작은 공극 또는 갭으로 손상되거나 연마 패드의 통상적인 취급 및 사용 동안 가해지는 연마 압력과 연마 패드의 굴곡에 의해 손상되는 경우 여전히 누출 가능성이 존재한다.
본 발명은 도 3을 참고로 하여 기술될 것이다. 한 양태에 따르면, 본 발명은 연마층(10), 및 연마층(10)을 통과하는 개구부(16) 내의 윈도우(30)를 갖는 연마 패드를 제공하며, 이들 연마층(10)과 윈도우(30)는 이들과 함께 접합 밀봉부를 형성하는 접착제(41)를 갖는 기저 연속 광투과성 유체 불투과층(40)으로 덮여있다. 접합 밀봉부는 연마층(10), 윈도우(30) 및 유체 불투과층(40) 각각과 접착제(41) 사이의 계면의 연마 유체에 의하여 습윤되지 않는다.
본 발명에 따른 연마 패드의 다른 양태는 연마층(10) 및 연마층(10)을 통과하는 개구부(16) 속의 윈도우(30)와 함께 하부 지지층(20)을 포함하며, 이때 연마층(10) 및 윈도우(30)는 기저 유체 불투과층(40)에 의해 덮여 있으며 유체 불투과층(40)의 양 측부 상의 접착제(41)에 대해 접합 밀봉되어 있다. 유체 불투과층(40)의 양측부상의 접착제(41)는 하부 지지층(20), 연마층(10) 및 윈도우(30)와 함께 접합 밀봉부를 형성한다. 지지층(20)은 상부면(22)과 하부면(24)을 갖는다. 접합 밀봉부는 연마층(10), 윈도우(30), 유체 불투과층(40) 및 지지층(20) 각각과 접착제(41) 사이의 계면의 연마 유체에 의한 습윤에 영향을 받지 못한다. 연마층(10)과 지지층(20)은 접착제(41)를 포함하는 유체 불투과층(40)에 의해 서로 접착된다.
연마층(10)은 IC1000 재료 층이며, 지지층(20)은 수바 IV 재료 층이고, 이들 재료는 둘 다 미국 델라웨어주 뉴워크 소재의 로델 인코포레이티드(Rodel, Inc.)에 의해 제조된 것이다. 연마층(10)은 상부 연마면(12)과 하부면(14)을 갖는다.
연마층(10) 및 지지층(20)은 거의 불투명하다. 투명 윈도우(30)는 연마층(10) 내의 개구부(16)에 배치된다. 투명 윈도우(30)는 연마 패드가 가공품(도시되지 않음)을 연마하는데 사용되는 동안 공지된 광학 장치 또는 설비로부터의 광학 빔이 연마 패드를 통과하도록 광투과성 또는 투광성 재료로 구성된다. 광투과성 재료는 미국 특허 제5,893,796호로부터 공지되어 있다.
개구부(16)는 상부 연마면(12)으로부터 하부면(14)으로 연마층(10)의 두께 를 통해 연장하며, 투명 윈도우(30)는 이러한 두께 이내에서 개구부(16) 속에 배치된다. 개구부(16)는 상부면(22)으로부터 하부면(24)으로 지지층(20)의 두께를 통해 연장되어 있는 개구부(18) 위에 축방향으로 정렬한다.
개구부(18)의 원주는 개구부(16)의 원주보다 짧다. 개구부(18) 둘레의 지지층(20)은 투명 윈도우(30) 및 유체 불투과층(40)에 대한 시트로서 작용하는 원주상 렛지(26)를 형성한다.
본 발명에 따라, 유체 불투과층(40)은 투명 윈도우(30) 밑의 개구부(16) 및 개구부(18) 사이의 영역으로 연장됨에 따라 단절되지 않는다. 유체 불투과층이 단절되지 않는다는 것은, 연마 유체가 개구부(16)으로부터 개구부(18)까지 유체 불투과층(40)을 통해 유동할 수 있는 구멍 또는 통로 없이 연속적임을 의미한다.
예를 들면, 유체 불투과층(40)은, 광학적 투명성을 극대화시킬 수 있는 최소화된 두께로 사용되는 광투과성 소수성 중합체 재료(예: 폴리에틸렌테레프탈레이트)의 가요성 박막을 포함하며, 이는 대면하는 주요 표면에 접착제(41) 박층으로 피복된다.
접착제(41)는 소수성이고 광학적 투명성을 극대화시키도록 최소화된 두께로 사용되는 감압성 접착제이며, 예를 들면, 미국 델라웨어주 뉴워크 소재의 로델 인코포레이티드로서 공지된 합성 고무계 접착제, 미국 미네소타주 미네아폴리스 소재의 3M 컴파니에서 시판 중인 3M 442로서 공지된 것, 및 추가로 예를 들면 미국 델라웨어주 뉴워크 소재의 로델 인코포레이티드에서 시판 중인 로델 PSA V, 아드켐 2019로서 공지된 아크릴계 접착제, 미국 델라웨어주 뉴워크 소재의 로델 인코포레이티드로부터 시판 중인 로델 PSA VII, 접착제 연구 개발품 8049-28로서 공지된 금속 비함유 아크릴계 접착제, 미국 델라웨어주 뉴워크 소재의 로델 인코포레이티드에서 시판 중인 로델 PSA VII, 접착제 연구 개발품 8119-28로서 공지된 금속 비함유 아크릴계 접착제이다. 추가로, 예를 들면, 유체 불투과층(40)은 필름에 영구 접착되는 접착제(41)를 갖는 양면을 구비한 필름으로서 제조되며, 양측부의 각 측부 상의 접착제(41)는 도시되지 않은 박리형 커버링 필름으로 덮여서 보호된다.
박리형 커버링 필름을 제거하여, 연마층(10)의 하부면(14)과 투명 윈도우(30)의 전체 하부면과의 접촉을 적용하기 위하여 유체 불투과층(40) 상의 접착제(41)을 노출시킨다. 가압하여, 발수 소수성 접합 밀봉부를 갖는 윈도우(30) 및 연마층(10)에 접착제(41)를 접착시킨다. 특히, 접착제(41)는 하부면(14)에 접착시키고, 컷아웃(34)의 주변 둘레를 둘러싸서 투명 윈도우(30)의 전체 하부면에 접착시킨다. 박리형 커버링 필름을 제거하여 유체 불투과층(40) 바닥면 위의 접착제(41)를 노출시켜 연마 패드를 도시되지 않은 공지된 연마기의 압반에 접착시키거나, 연마 패드를 공지된 연마기의 압반에 탑재된 지지층(20)에 접착시킨다.
한 양태에 따르면, 본 발명은 연마층(10), 및 연마층(10)을 통과하는 개구부(16) 내의 윈도우(30)를 갖는 연마 패드를 제공하며, 이들 연마층(10)과 윈도우(30)는 양면에 접착제(41)가 도포된 기저 유체 불투과층(40)으로 덮여져 기저 유체 불투과층에 접합 밀봉된다. 슬러리 또는 탈이온수와 같은 연마 유체는 연마면(12)에 전달된다. 연마층(10)과 투명 윈도우(30)의 하부면에 접착식으로 접합 밀봉되는 유체 불투과층(40)은 투명 윈도우(30) 둘레의 개구부(16)로 누출되거나 연마층(10) 밑으로 누출되는 연마 유체에 대한 비단절 연속 유체 불투과 차단층으로서 작용한다.
연마층(10) 또는 윈도우(30)와 접착제(41)에 의해 제공되는 접합 밀봉부에 틈이 있는 경우, 이러한 틈을 통과하여 누출되는 연마 유체는 개구부(16), 연마층(10)의 하부면(14) 및 윈도우(30)의 배면을 가로질러 연장되어 커버링하는 유체 불투과층(40)에 의해 제공되는 비단절 연속 유체 불투과 차단층에 대하여 함유될 것이다.
비단절 유체 불투과층(40)은 윈도우(30)와 연마층(10) 사이의 개구부(16)에 함입된 이전에 사용된 밀봉부에 대한 의존성을 제거한다.

Claims (3)

  1. 연마층, 연마층을 통과하는 개구부 내의 윈도우, 및 연마층을 넘는 연마 유체의 누출을 방지하는 밀봉부를 포함하며, 밀봉부는 상부에 연마층(10) 및 윈도우(30)와 함께 접합 밀봉부를 형성하는 접착제(41)를 갖는 유체 불투과층(40)이고, 유체 불투과층(40)은 연마층(10), 윈도우(30) 및 개구부(16)를 가로질러 연장되어 있으며 연마 유체의 누출을 차단하는 연속 차단층을 제공하는 것을 특징으로 하는, 연마 유체와 함께 사용하기 위한 연마 패드.
  2. 제1항에 있어서, 지지층(20)이 연마층(10)과 반대 부분 상에서 유체 불투과층(40)에 접착되어 있고, 지지층(20)을 통과하는 개구부(18)가 연마층(10)을 통과하는 개구부(16)와 함께 정렬되어 있는 것을 특징으로 하는 연마 패드.
  3. 제2항에 있어서, 지지층(20)을 통과하는 개구부(18) 둘레의 지지층(20)이 윈도우(30) 및 유체 불투과층(40)에 대한 시트로서 작용하는 원주상 렛지(26)를 형성하는 연마 패드.
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