KR101576054B1 - 구멍을 가진 폴리싱 패드 - Google Patents

Abstract

본 발명은 구멍을 가진 폴리싱 패드를 개시한다. 본 발명은 또한 구멍을 가진 폴리싱 패드를 제조하는 방법을 기술한다.

Description

구멍을 가진 폴리싱 패드{POLISHING PAD WITH APERTURE}

본 발명의 실시예들은 화학적 기계적 연마(CMP) 분야에 관한 것이고, 특히, 구멍을 가진 폴리싱 패드에 관한 것이다.

통상적으로, CMP로 약칭되는, 화학적 기계적 평탄화가공 또는 화학적 기계적 연마는 반도체 웨이퍼 또는 다른 기판을 평탄화하기 위해 반도체 제조에 사용되는 기술이다.

상기 평탄화 공정은 통상적으로 반도체 웨이퍼보다 직경이 더 큰 폴리싱 패드 및 리테이닝 링과 함께 마모성이고 부식성의 화학적 슬러리(통상적으로, 콜로이드 상태)를 사용한다. 폴리싱 패드와 반도체 웨이퍼는 동적 폴리싱 헤드(dynamic polishing head)에 의해 함께 가압되고 플라스틱 리테이닝 링에 의해 제자리에 유지되어 있다. 폴리싱하는 동안 동적 폴리싱 헤드는 회전한다. 이러한 방식은 재료를 제거하는데 도움이 되며 임의의 불규칙적인 표면형태를 고르게 하여 반도체 웨이퍼를 편평하게 또는 평면으로 만든다. 이것은 부가적인 회로 요소의 형성을 위해 반도체 웨이퍼를 준비시키기 위해서 필수적인 것으로 될 수 있다. 예를 들면, 상기 평탄화 공정은 전체 표면을 포토리소그래피 시스템(photolithography system)의 피사계 심도(depth of field) 내에 있게 하거나 재료의 위치에 기초하여 재료를 선택적으로 제거하기 위해서 필수적인 것으로 될 수 있다. 전형적인 피사계 심도 요건은 최근의 서브-50 나노미터(sub-50 nanometer) 기술에 대해서 옹스트롬(Angstrom) 수준에 이른다.

재료 제거 공정은 목재에 사포를 문지르는 것과 같이 단지 연마제를 문지르는 것은 아니다. 상기 슬러리내의 화학물질은 또한 제거될 재료와의 반응 및/또는 제거될 재료를 약화시키는 작용을 한다. 연마제는 이러한 약화시키는 공정을 가속화하고 폴리싱 패드는 표면으로부터 반응이 이루어진 재료를 없애는데 도움이 된다. 슬러리 기술에서의 발전에 더하여, 폴리싱 패드는 점점 복잡해지는 CMP 작업에서 중요한 역할을 수행한다.

그러나, CMP 패드 기술의 발전에 있어서 부가적인 개선이 요구되고 있다.

본 발명은 구멍을 가진 폴리싱 패드를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 실시예들은 구멍을 가진 폴리싱 패드를 포함하고 있다.

하나의 실시예에서는, 기판을 폴리싱하는 폴리싱 장치가 폴리싱면과 뒷면을 가지고 있는 폴리싱 패드를 포함하고 있다. 상기 폴리싱면은 복수의 홈의 패턴을 포함하고 있다. 상기 뒷면으로부터 상기 폴리싱면까지 관통하여 상기 폴리싱 패드에 구멍이 배치되어 있다. 상기 구멍을 제외하고 상기 폴리싱 패드의 뒷면에 접착 시트가 배치되어 있다. 상기 접착 시트는 상기 폴리싱 패드의 뒷면에서 상기 구멍에 대해 불침투성 시일을 제공한다.

다른 실시예에서는, 기판을 폴리싱하는 폴리싱 패드가 폴리싱면과 뒷면을 가지고 있는 폴리싱 몸체를 포함하고 있다. 상기 폴리싱면은 복수의 홈의 패턴을 포함하고 있다. 상기 뒷면으로부터 상기 폴리싱면까지 관통하여 상기 폴리싱 몸체에 구멍이 배치되어 있다. 상기 구멍은, 상기 폴리싱 몸체의 뒷면에서 상기 구멍의 가장 좁은 구역을 제공하고 상기 폴리싱 몸체의 폴리싱면에서 상기 구멍의 가장 넓은 구역을 제공하는 경사면을 가진 경사부를 가지고 있는 측벽을 가지고 있다.

다른 실시예에서는, 기판을 폴리싱하는 폴리싱 패드가 폴리싱면과 뒷면을 가지고 있는 폴리싱 몸체를 포함하고 있다. 상기 폴리싱면은 복수의 홈의 패턴을 포함하고 있다. 상기 뒷면으로부터 상기 폴리싱면까지 관통하여 상기 폴리싱 몸체에 구멍이 배치되어 있다. 상기 복수의 홈의 패턴의 제1 홈은 상기 구멍의 제1 측벽에서는 상기 구멍과 연속이지만 상기 구멍의 제2 측벽과는 불연속인 원주방향의 홈이다. 상기 복수의 홈의 패턴의 제2 홈은 상기 제2 측벽에서 상기 구멍과 연속이다.

다른 실시예에서는, 기판을 폴리싱하는 폴리싱 패드가 폴리싱면과 뒷면을 가지고 있는 폴리싱 몸체를 포함하고 있다. 상기 폴리싱면은 복수의 홈의 패턴을 포함하고 있다. 상기 뒷면으로부터 상기 폴리싱면까지 관통하여 상기 폴리싱 몸체에 구멍이 배치되어 있다. 상기 복수의 홈의 패턴의 제1 홈은 상기 구멍의 제1 측벽에서 상기 구멍과 연속인 제1 반경방향의 홈이다. 상기 복수의 홈의 제2 홈은 상기 구멍의 제2 측벽에서 상기 구멍과 연속인 제2 반경방향의 홈이다. 상기 제1 측벽은 상기 제2 측벽의 반대쪽에 있다.

다른 실시예에서는, 기판을 폴리싱하는 방법이 폴리싱 패드를 화학적 기계적 폴리싱 장치의 플래튼 위에 배치시키는 것을 포함하고 있다. 상기 폴리싱 패드는 폴리싱면, 뒷면, 그리고 상기 뒷면으로부터 상기 폴리싱면까지 관통하여 상기 폴리싱 패드에 배치된 구멍을 가지고 있다. 상기 폴리싱면은 복수의 홈의 패턴을 포함하고 있다. 화학적 기계적 폴리싱 슬러리가 상기 폴리싱 패드의 폴리싱면에 제공된다. 상기 폴리싱 패드의 폴리싱면에 있는 상기 화학적 기계적 폴리싱 슬러리로 기판이 폴리싱된다. 상기 구멍을 통하여, 상기 플래튼과 결합된 광학적인 감시 장치로 기판을 폴리싱하는 것을 감시한다.

다른 실시예에서는, 기판을 폴리싱하는 폴리싱 패드를 제조하는 방법이 성형용 주형의 베이스에서 혼합물을 형성하기 위해 복수의 중합가능한 재료를 혼합하는 것을 포함하고 있다. 상기 성형용 주형의 뚜껑과 상기 혼합물이 함께 이동된다. 복수의 돌출부의 패턴과 상기 복수의 돌출부의 패턴보다 큰 높이를 가진 구멍 형성 돌출부가 상기 두껑에 배치되어 있다. 상기 뚜껑이 상기 혼합물내에 배치된 상태에서, 뒷면을 가지고 있는 성형된 균질한 폴리싱 몸체를 형성하기 위해서 적어도 부분적으로 상기 혼합물이 경화된다. 상기 성형된 균질한 폴리싱 몸체는 또한 복수의 홈의 패턴과 구멍 구역을 한정하는 개구부가 배치된 폴리싱면을 가지고 있다.

도 1은 내부에 배치된 창문부(window)를 가지고 있는 폴리싱 패드의 평면도를 나타내고 있다.
도 2a는 본 발명의 한 실시예에 따른, 관통 구멍을 가진 폴리싱 패드를 포함하는 폴리싱 장치의 평면도를 나타내고 있다.
도 2b는 본 발명의 한 실시예에 따른, 도 2a의 폴리싱 장치의 단면도를 나타내고 있다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른, 경사부를 가지고 있는 구멍을 가진 폴리싱 패드의 폴리싱면의 일부분의 평면도와 단면도를 나타내고 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른, 경사부를 가지고 있는 구멍을 가진 폴리싱 패드의 폴리싱면의 일부분의 평면도와 단면도를 나타내고 있다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른, 폴리싱면의 하나 이상의 홈과 연속인 구멍을 가진 폴리싱 패드의 폴리싱면의 일부분의 평면도(A, B, C)와 단면도(D)를 나타내고 있다.
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른, 구멍으로부터 차단되거나 구멍으로부터 다른 쪽으로 향하는 홈을 가지고 있는 폴리싱 패드의 폴리싱면의 일부분의 평면도를 나타내고 있다.
도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른, 하나 이상의 둥근 모서리를 가지고 있는 구멍을 가진 폴리싱 패드의 폴리싱면의 일부분의 평면도를 나타내고 있다.
도 8a는 본 발명의 한 실시예에 따른, 폴리싱 패드의 폴리싱면의 평면도로서, 상기 폴리싱면이 구멍 및 뒷면 이차 검출 구역을 가지고 있는, 폴리싱 패드의 폴리싱면의 평면도를 나타내고 있다.
도 8b는 본 발명의 한 실시예에 따른, 구멍을 가지고 있는 폴리싱면 및 이차 검출 구역을 가지고 있는 뒷면을 가진 폴리싱 패드의 단면도를 나타내고 있다.
도 9a 내지 도 9f는 본 발명의 한 실시예에 따른, 구멍을 가진 폴리싱 패드의 제조에 사용되는 작업의 단면도를 나타내고 있다.
도 10은 본 발명의 한 실시예에 따른, 구멍을 가지고 있는 폴리싱 패드에 적합한 폴리싱 장치의 사시도를 나타내고 있다.

구멍을 가진 폴리싱 패드가 본 명세서에 기술되어 있다. 아래의 설명에서는, 본 발명의 여러 실시예의 충분한 이해를 제공하기 위해서, 특정의 폴리싱 패드 구성 및 설계형태와 같은, 다수의 구체적인 상세한 내용이 개시되어 있다. 본 발명의 여러 실시예는 상기의 구체적인 상세한 내용없이도 실행될 수 있다는 것은 당해 기술분야의 전문가에게는 자명한 사실이다. 다른 예에서는, 본 발명의 실시예를 불필요하게 모호하지 않게 하기 위해서 기판의 CMP를 수행하기 위해 슬러리를 폴리싱 패드로 전달하는 것에 관한 상세한 내용과 같은, 잘 알려진 처리 기술이 상세하게 기술되어 있지 않다. 또한, 도면에 도시된 다양한 실시예들은 예시적인 것이며 반드시 일정한 비율로 도시되어 있지는 않다는 사실을 이해하여야 한다.

향상된 화학적 기계적 폴리싱 처리를 위해 여러가지 특징이 폴리싱 패드에 도입될 수 있다. 예를 들면, 불투명한 폴리싱 패드는 다양한 감시용 사용(monitoring application)을 위해 가시광선의 실질적인 투과를 허용하기 위해서 포함된 하나 이상의 "창문부(window)"를 가질 수 있다. 상기와 같은 감시용 사용은 화학적 기계적 폴리싱 장치의 내부나 표면에 장착된 광학 장치의 사용을 수반할 수 있다. 상기 광학 장치는, 예를 들면, 폴리싱을 받고 있는 기판의 반사도 변화에 의해 화학적 기계적 폴리싱 프로세스를 감시하는데 사용된다. 폴리싱이 폴리싱 패드의 상부 폴리싱면에서 이루어지기 때문에 상기 화학적 기계적 폴리싱 프로세스는 폴리싱 패드의 창문부를 통하여 감시된다. 상기 창문부는 통상적으로 폴리싱 패드에 투명 플러그(transparent plug)를 삽입하거나 제조시에 불투명한 패드에 투명 구역(예를 들면, 국소 투명 구역(local area transparency region) 즉 LAT)을 성형(molding)하는 것에 의해서 형성된다. 양 경우에 있어서, 상기 창문부는 폴리싱 패드에 포함된 별개의 재료로 이루어져 있다.

본 발명의 한 실시예에 따르면, 광학적인 감시에 적합한 "창문부가 없는" 폴리싱 패드가 제공된다. 하나의 예로서, 상기 폴리싱 패드를 통하여 광학적인 감시가 가능하도록 상기 폴리싱 패드에 구멍이 형성되어 있다. 하나의 실시예에서, 상기 구멍은 상기 폴리싱 패드의 전체에 걸쳐서 뻗어 있는 상기 폴리싱 패드에 형성된 개구부 즉 구멍이다. 따라서, 물질로 이루어진 창문부를 포함하는 폴리싱 패드에 비하여, 창문부가 없는 폴리싱 패드는 창문부에 해당하는 물질이 없는 것이 특징이다.

통상적으로, 폴리싱 패드에 형성된 단순한 구멍은 화학적 기계적 프로세스를 감시하는데 부적합할 수 있다. 예를 들면, 슬러리가 상기 폴리싱 패드를 통과하여 빠져나가서, 밑에 있는 광학적 감시 장치를 부식시킬 수 있다. 다른 예에서는, 불투명한 슬러리로 채워진 구멍이 광학적 검출을 하기에 충분한 빛의 투과를 가능하게 하기에 부적합할 수 있다. 그러나, 현재 테스트중에 있거나 사용되고 있는 개선된 슬러리는 비교적 투명하다.

따라서, 본 발명의 하나의 실시예에서, 슬러리로 구멍을 채우는 것은 광학적 검출에 유해하게 영향을 미치지 않는다. 게다가, 하나의 실시예에서는, 클리어 시트(clear sheet)(예를 들면, 압감 접착제(pressure sensitive adhesive) 즉 PSA)가 구멍을 가진 폴리싱 패드와 화학적 기계적 폴리싱 장치의 사이 포함되어 있다. 이러한 실시예에서는, 상기 클리어 시트가 상기 폴리싱 패드 아래에 플래튼을 보호하기 위한 시일과, 예를 들면, 석영 레이저 부위(quartz laser site)를 제공한다. 아래에 보다 상세하게 기술되어 있는 것과 같이, 다양한 구멍 형태가 제공된다. 몇 가지 실시예에서, 상기 구멍 형태는 폴리싱 프로세스 동안 슬러리가 개구부 또는 구멍을 가로질러서 쏟아지지 못하게 하는 구조를 포함하고 있다. 이러한 특정 실시예에 있어서, 슬러리가 쏟아지는 것에 대비하여 설계된 구멍은 폴리싱 찌꺼기가 축적되고, 응집되는 것을 방지하며 잠재적으로 레이저 신호나 다른 광학적 신호를 약화시키는 것을 방지하기 위해서 사용된다.

종래의 창문부가 있는 폴리싱 패드는 통상적으로 삽입물 또는 폴리싱 패드 내에 포함된 적절하게 투명한 재료로 이루어진 국소 투명 구역(LAT) 부분을 가지고 있다. 예를 들면, 도 1은 내부에 배치된 창문부를 가지고 있는 폴리싱 패드의 평면도를 나타내고 있다.

도 1을 참고하면, 폴리싱 패드(100)는 폴리싱면(102)과 뒷면(도시되어 있지 않음)을 가지고 있는 폴리싱 몸체를 포함하고 있다. 상기 폴리싱면(102)은 동심형의 원주방향의 홈(104)의 패턴을 가지고 있다. 또한 상기 홈의 패턴은 가장 안쪽의 원주방향의 홈으로부터 가장 바깥쪽의 원주방향의 홈까지 연속인 복수의 반경방향의 홈(106)을 포함하고 있다. 창문부(108)가 폴리싱 패드(100)에 포함되어 있으며 폴리싱면(102)에서 볼 수 있다. 상기 창문부는, 상기한 바와 같이, 플러그(또는 삽입물) 또는 국소 투명 구역(LAT) 부분과 같은 적절하게 투명한 재료로 이루어져 있다. 비록 반드시 그런 것은 아니지만, 종래의 폴리싱 패드는, 도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 통상적으로 동심형의 원형 홈 패턴을 가지고 있다.

본 발명의 한 실시형태에서는, 광학적인 감시에 적합한 창문부가 없는 폴리싱 패드는 관통 구멍을 포함하고 있다. 예를 들면, 도 2a 및 도 2b는, 본 발명의 한 실시예에 따른, 관통 구멍을 가진 폴리싱 패드를 포함하는 폴리싱 장치의 평면도와 단면도를 각각 나타내고 있다.

도 2a 및 도 2b를 참고하면, 기판을 폴리싱하는 폴리싱 장치(200)가 폴리싱 패드(201)를 포함하고 있다. 상기 폴리싱 패드(201)는 폴리싱면(202)과 뒷면(203)을 가지고 있다. 상기 폴리싱면은 둘레방향의 홈(204) 및 반경방향의 홈(206)과 같은, 홈의 패턴을 포함하고 있다. 구멍(208)이 뒷면(203)으로부터 폴리싱면(202)까지 관통하여 폴리싱 패드(201)에 배치되어 있다. 하나의 실시예에서, 상기 구멍(208)은 뒷면(203)과 폴리싱면(202) 사이에 어떠한 물질도 포함하고 있지 않다. 예를 들면, 도 2b에 도시되어 있는 바와 같이, 상기 구멍(208)의 위치에는 플러그, 삽입물 또는 국소 투명 구역(LAT) 부분이 없다.

도 2b을 참고하면, 폴리싱 장치(200)는 또한 상기 구멍(208)을 제외하고 상기 폴리싱 패드(201)의 뒷면(203)에 배치된 접착 시트(210)를 포함하고 있다. 하나의 실시예에서, 상기 접착 시트(210)는 폴리싱 패드(201)의 뒷면(203)에서 구멍(208)에 대해 불침투성 시일을 제공한다. 그러나, 한 실시예에서는, 상기 접착 시트(210)가 폴리싱 패드(201)의 일부분으로 간주되지 않는다. 예를 들면, 접착 시트(210)는 폴리싱면(202)의 폴리싱 특성에 실질적으로 기여하는 부분이 아니다. 접착 시트(210)는 성질 또는 특성에 있어서 폴리싱 패드(201)의 대부분과 유사하지 않다. 하나의 실시예에서는, 접착 시트(210)가 폴리싱 장치(200)의 폴리싱 특성에 어느 정도 또는 크게 기여하지 않기 때문에, 접착 시트(210)는 "서브 패드(sub-pad)" "베이스 패드(base-pad)" "제1 패드 레이어(pad layer)" 또는 이와 유사한 것으로 간주될 수 없다.

하나의 실시예에서는, 접착 시트(210)가 시트 부분을 폴리싱 패드(203)에 접착시키기 위해 접착 레이어를 포함하고 있다. 예를 들면, 하나의 실시예에서, 아크릴 접착제의 레이어(경계면(209)으로 도시되어 있음)가 폴리싱 패드(201)의 뒷면(203)에 배치되어 있고 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)의 레이어(본 실시예에서는 참고번호 210으로 표시되어 있음)가 아크릴 접착제의 레이어(209)에 배치되어 있다. 상기와 같은 특정 실시예에서는, 접착 시트(210)가 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)의 레이어(210)에 배치된, 아크릴 접착제의 제1 레이어(209)의 반대쪽에 있는 고무 접착제의 레이어(경계면(211)으로 도시되어 있음)를 더 포함하고 있다. 하나의 실시예에서는, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)의 3 밀(mil) 레이어와 같은, 일회용 레이어(212)가 사용되는데, 이 일회용 레이어(212)는 일회용 레이어(212)가 제거되는 장소에서, 폴리싱 장치(200)가 사용될 때까지 고무 접착제의 레이어(211)를 보호하기 위해서 사용된다.

하나의 실시예에서, 고무 접착제 레이어(211)는 폴리싱 패드(203)를 화학적 기계적 폴리싱 공구의 플래튼(platen)에 부착시키기 위한 것이다. 하나의 실시예에서, 아크릴 접착제 레이어(209)와 고무 접착제 레이어(211), 그리고 구멍(208)을 포함할 수 있는 접착 시트(210)를 통하여 광학적인 감시를 수행하기 위해서 접착 시트(210)는 충분히 투명하다. 이러한 실시예에서, 상기 접착 시트(210)는, 화학적 기계적 폴리싱 공구의 플래튼과 결합된 광학적인 감시 장치의 석영 레이저 부위(quartz laser site)를 보호하기 위한 것이다. 하나의 실시예에서는, 폴리싱 패드(203)와 플래튼의 사이, 특히 구멍(208)의 위치나 그 근처에 불침투성 시일(예를 들면, 슬러리에 대한 불침투성)을 형성하기 위해서 하나 이상의 접착 레이어를 포함할 수 있는 접착 시트(210)가 사용된다.

화학적 기계적 폴리싱 프로세스에 적합한 임의의 홈 패턴을 가진 폴리싱면을 가지고 있는 폴리싱 패드에 구멍이 포함될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 예를 들어, 도 2a를 참고하면, 폴리싱면(202)이 반경방향의 홈을 가진 (도 1에 도시된 것과 같은 동심형의 원과는 대조적인 것으로서)동심형의 다각형의 홈 패턴을 가지고 있다. 다시 말해서, 둘레방향의 홈(204)이 다각형의 꼭지점들을 지나서 뻗어 있는 반경방향의 홈(206)을 가진 동심형의 다각형을 형성한다. 예를 들면, 특정 실시예에서는, 동심형의 다각형의 홈 패턴이, 도 2a에 도시되어 있는 바와 같이, 동심형의 12각형의 홈 패턴이다.

둘레방향의 홈으로서 동심형의 다각형을 이루는 홈 패턴에 대해 고려된 가능한 실시예의 기본적인 예는 일련의 홈에 기초한 홈 패턴을 포함하고 있고, 상기 홈 패턴은 모두가 동일한 중심점을 가지며, 직선 부분이 평행하고 각도가 반경방향으로 정렬되도록 영도의 각도로 모두 정렬되어 있는 유사한 다각형을 형성한다. 포개진 삼각형, 사각형, 오각형, 육각형 등은 모두 본 발명의 기술사상과 기술영역 내에 있는 것으로 간주된다. 직선 부분의 최대 갯수가 있을 수 있고, 이 최대 갯수 이상에서는 다각형이 대략 원형이 된다. 바람직한 실시예는 상기 홈 패턴을 직선 부분의 갯수보다 작은 변의 갯수를 가진 다각형으로 제한하는 것을 포함할 수 있다. 이러한 방식에 대한 한 가지 이유는 폴리싱 잇점의 평균화를 향상시키는 것일 수 있는데, 이와 달리 각각의 다각형의 변의 갯수가 증가하여 원형 형상으로 접근함에 따라 폴리싱 잇점의 평균화가 감소될 수 있다. 다른 실시예는 폴리싱 패드 중심과 동일한 위치에 있지 않은 중심을 가진 동심형의 다각형을 가진 홈 패턴을 포함하고 있다. 물론, 다른 실시예에서는, 원형의 둘레방향의 홈을 가진 폴리싱 패드에 구멍이 형성될 수 있다.

도 2a를 다시 참고하면, 본 발명의 한 실시예에 따른, 특히 폴리싱면(202)에서 보았을 때의, 구멍(208)의 형상은 화학적 기계적 폴리싱 작업을 하는 동안 상기 구멍으로부터 슬러리가 쏟아질 수 있게 하는데 적합하다. 적합할 수 있는 구멍의 형태의 예는 도 3 내지 도 7과 관련하여 아래에 상세하게 기술되어 있다.

제1의 상기와 같은 예에서는, 도 3 및 도 4는, 본 발명의 한 실시예에 따른, 경사부를 가지고 있는 구멍을 가진 폴리싱 패드의 폴리싱면의 일부분의 평면도와 단면도를 나타내고 있다. 개구부의 하나 이상의 가장자리의 쐐기형상부 또는 경사부의 형상은 슬러리가 상기 구멍의 개구부로부터 유출되는 것을 용이하게 할 수 있다. 경사부가 개구부의 아래쪽이나 개구부의 바깥쪽 단부에 포함될 수 있다.

도 3 및 도 4를 참고하면, 폴리싱 패드(300 또는 400)의 일부분이 폴리싱면(302 또는 402)과 뒷면(도시되어 있지 않음)을 가지고 있는 폴리싱 몸체를 포함하고 있다. 상기 폴리싱면(302 또는 402)은 각각 홈의 패턴(304 또는 404)을 포함하고 있다. 구멍(306 또는 406)은 각각 상기 뒷면으로부터 폴리싱면(302 또는 402)까지 관통하여 상기 폴리싱 몸체에 배치되어 있다. 상기 구멍(306 또는 406)은 경사부(308 또는 408)를 각각 가지고 있는 측벽(307 또는 407)을 포함하고 있다. 도 3을 참고하면, 하나의 실시예에서, 복수의 홈(304) 중의 하나 이상의 홈(310)이 구멍(306)에 의해서 단절되어 있고 경사부(308)의 경사면과 평행하다. 도 4를 참고하면, 다른 실시예에서는, 복수의 홈(410) 중의 하나 이상의 홈이 구멍(406)에 의해서 단절되어 있고 경사부(408)의 경사면과 직교한다.

도 3 및 도 4를 참고하면, a-a'축과 b-b'축을 각각 따라서 가장 잘 도시되어 있는 것과 같이, 하나의 실시예에서는, 경사부(308 또는 408)의 경사면이 폴리싱 몸체의 뒷면(310 또는 410)에 구멍(306 또는 406)의 가장 좁은 구역을 제공하고 폴리싱 몸체의 폴리싱면(302 또는 402)에 구멍(306 또는 406)의 가장 넓은 구역을 제공한다. 하나의 실시예에서, 경사부(308 또는 408)는 슬러리가 각각의 구멍(306 또는 406)으로부터 유출되는 것을 용이하게 한다. 예를 들어, 도 3을 참고하면, 구멍(306)으로 이동하는 슬러리는 구멍(306)과 연속인(예를 들면, 상기 구멍속으로 개구부를 가지고 있는) 단부를 가진 홈을 따라서 화살표(312)의 방향을 따라 제거된다. 이러한 홈(314)의 위치는 a-a'축을 따라 도시한 단면도에 표시된 점선에 의해 도시되어 있다. 구멍(308)으로 진입하는 대응하는 홈은 불연속적이거나 연속적으로 될 수 있다(a-a'축을 따라 도시한 단면도에 표시된 점선에 의해 홈(316)에 대해서 연속적인 경우가 도시되어 있다). 다른 예에서는, 도 4를 참고하면, 구멍(406)으로 이동하는 슬러리가 구멍(406)과 연속인(예를 들면, 상기 구멍속으로 개구부를 가지고 있는) 측벽을 가진 홈(414)을 따라서 화살표(412)의 방향을 따라 제거된다.

제2의 상기와 같은 예에서, 도 5는, 본 발명의 한 실시예에 따른, 폴리싱면의 하나 이상의 홈과 연속인 구멍을 가진 폴리싱 패드의 폴리싱면의 일부분의 평면도(A, B, C) 및 단면도(D)를 나타내고 있다. 구멍의 개구부와 연결되거나 연속인 하나 이상의 홈, 예를 들면, 반경방향의 홈, 둘레방향의 홈, 또는 이들의 조합 형태는 구멍의 개구부를 가로지르는 슬러리 유동을 수용하기 위해서 사용될 수 있다. 상기 홈의 깊이는 개구부와 연속인 곳에서 개구부의 깊이와 대략 동일할 수 있고, 홈 바닥은 통상적인 홈 깊이로 되어 있다.

도 5A, 도 5B 및 도 5C를 참고하면, 폴리싱 패드(500A, 500B, 또는 500C)의 일부분이 폴리싱면(502A, 502B, 또는 502C)과 뒷면(도시되어 있지 않음)을 가지고 있는 폴리싱 몸체를 포함하고 있다. 상기 폴리싱면(502A, 502B, 또는 502C)은 홈의 패턴(504A, 504B, 또는 504C)을 각각 포함하고 있다. 구멍(506A, 506B, 또는 506C)이 상기 뒷면으로부터 폴리싱면(502A, 502B, 또는 502C)까지 관통하여 상기 폴리싱 몸체에 각각 배치되어 있다.

도 5A 및 도 5C를 참고하면, 홈 패턴(504A 또는 504C)의 제1 홈(508)은 구멍(506A 또는 506C)의 제1 측벽(510)에서는 구멍(506A 또는 506C)과 연속이지만 구멍(506A 또는 506C)의 제2 측벽(512)과는 불연속인 둘레방향의 홈이다. 홈 패턴(504A 또는 504C)의 제2 홈(514)은 상기 제2 측벽(512)에서 구멍(506A 또는 506C)과 각각 연속이다. 도 5A를 참고하면, 하나의 실시예에서, 제2 측벽(512)은 제1 측벽(510)의 반대쪽에 있고, 제2 홈(514)은 제1 측벽(510)에서 구멍(506A)과 불연속인 둘레방향의 홈이다. 도 5C를 참고하면, 다른 실시예에서는, 제2 측벽(512)이 제1 측벽(510)과 직교하고, 제2 홈(514)은 반경방향의 홈이다.

도 5B를 참고하면, 홈 패턴(504B)의 제1 홈(516)은 구멍(506B)의 제1 측벽(518)에서 구멍(506B)과 연속인 제1 반경방향의 홈이다. 복수의 홈(504B) 중의 제2 홈(520)은 구멍(506B)의 제2 측벽(522)에서 구멍(506B)과 연속인 제2 반경방향의 홈이다. 제1 측벽(518)은 제2 측벽(522)의 반대쪽에 있다. 상기 실시예에서, 제1 반경방향의 홈(516)은, 도 5B에 도시되어 있는 바와 같이, 제2 반경방향의 홈(520)과 어긋나게 배치되어 있다.

도 5A, 도 5B 및 도 5C를 참고하면, 하나의 실시예에서, 홈의 배치상태로 인해 슬러리가 각각의 구멍(506A, 506B, 또는 506C)으로부터 유출되는 것이 용이하게 된다. 예를 들면, 슬러리는 각각의 화살표(524, 526, 또는 528)의 방향으로 유동할 수 있다. 슬러리 유동은, 슬러리를 구멍(506A, 506B, 또는 506C)으로 향하게 안내하거나 구멍(506A, 506B, 또는 506C)으로부터 나오게 안내하는 홈들 중의 하나 이상에 경사부를 포함시키는 것에 의해서 향상될 수 있다. 예를 들어, 하나의 실시예에서, 도 5D을 참고하면, 구멍으로 진입하는 경사부(530) 또는 구멍에서 나오는 경사부(532), 또는 구멍으로 진입하는 경사부(530) 및 구멍에서 나오는 경사부(532)가 각각의 홈(550 또는 552)에 포함되어 있다. 홈(550)은 구멍(506A, 506B, 또는 506C)의 제1 측벽에서 구멍(506A, 506B, 또는 506C)쪽으로 경사진 경사부(530)를 가지고 있는 반면에, 제2 홈(552)은 구멍(506A, 506B, 또는 506C)의 제2 측벽에서 구멍(506A, 506B, 또는 506C)쪽으로 경사진 경사부(532)를 가지고 있다.

제3의 상기와 같은 예에서, 도 6은, 본 발명의 한 실시예에 따른, 구멍으로부터 차단되거나 구멍으로부터 다른 쪽으로 향하는 홈을 가지고 있는 폴리싱 패드의 폴리싱면의 일부분의 평면도를 나타내고 있다. 홈이 구멍의 개구부로 연결되지 않도록 상기 홈들 중의 하나 이상의 홈의 차단되거나 방향이 바뀐 유로가 사용될 수 있다.

도 6A를 참고하면, 차단된 홈의 개념의 설명을 용이하게 하기 위해서 도 5A의 폴리싱 패드(500A)의 일부분이 다시 도시되어 있다. 도 6A를 참고하면, 홈 패턴(504A)의 제1 홈(508)은 구멍(506A)의 제1 측벽(510)에서는 구멍(506A)과 연속이지만, 구멍(506A)의 제2 측벽(512)과는 불연속인 둘레방향의 홈이다. 홈 패턴(504A)의 제2 홈(514)은 제2 측벽(512)에서 구멍(506A)과는 연속이지만 제1 측벽(510)과는 불연속이다. 상기 제1 홈(508)과 상기 제2 홈(514)의 사이에 배치되어 있는 복수의 원주방향의 홈(560)은 제1 측벽(510) 및 제2 측벽(512) 모두와 불연속이다. 하나의 실시예에서, 도 6A의 홈의 배치구조는, 기본적으로 슬러리가 상기 제2 홈(514)을 통하여 구멍(506A)으로 진입만 할 수 있도록 슬러리 유동(524)을 제어하기 위해서 사용된다.

도 6B를 참고하면, 폴리싱 패드(600)의 일부분은 폴리싱면(602)과 뒷면(도시되어 있지 않음)을 가지고 있는 폴리싱 몸체를 포함하고 있다. 상기 폴리싱면(602)은 홈 패턴(604)을 포함하고 있다. 구멍(606)이 상기 뒷면으로부터 상기 폴리싱면(602)까지 관통하여 폴리싱 몸체에 배치되어 있다. 상기 홈 패턴(604)은 구멍(606)의 제1 측벽(672)과 평행한 방향전환 홈(670) 또는 구멍(606)의 제2 측벽(676)과 평행한 방향전환 홈(674) 중의 적어도 하나를 포함하고 있다. 상기의 특정 실시예에서, 홈 패턴(604)은, 도 6B에 도시되어 있는 바와 같이, 구멍(606)의 제1 측벽(672)과 평행한 방향전환 홈(670) 및 구멍(606)의 제2 측벽(676)과 평행한 방향전환 홈(674) 모두를 포함하고 있다. 하나의 실시예에서, 도 6B의 홈의 배치구조는, 기본적으로 슬러리가 홈(614)을 통하여 구멍(606)으로 진입만 할 수 있도록 슬러리 유동(624)을 제어하기 위해서 사용된다.

제4의 상기와 같은 예에서, 도 7은, 본 발명의 한 실시예에 따른, 하나 이상의 둥근 모서리를 가지고 있는 구멍을 가진 폴리싱 패드의 폴리싱면의 일부분의 평면도를 나타내고 있다. 구멍으로 향하는 개구부의 일부 모서리 또는 모든 모서리의 둥근 형상은, 폴리싱 프로세스 동안 찌꺼기가 상기 구멍에 축적되거나 응집될 수 있는 정체 지점이나 소용돌이부를 방지하기 위해서 사용될 수 있다.

도 7B를 참고하면, 폴리싱 패드의 구멍의 둥근 모서리의 개념의 설명을 용이하게 하기 위해서 도 5B의 폴리싱 패드(500B)의 일부분이 다시 도시되어 있다. 구멍(506B)은 제1 둥근 모서리(580), 또는 제2 둥근 모서리(582), 또는 도 7B에 도시되어 있는 바와 같이, 제1 둥근 모서리(580) 및 제2 둥근 모서리(582)를 포함하고 있다. 하나의 실시예에서, 상기 제1 둥근 모서리(580) 및 제2 둥근 모서리(582)는 슬러리에 대한 유동 패턴(526)에 있어서의 가능한 정체(stagnation)를 방지하기 위해서 슬러리에 대한 유동 패턴(526)과 관련하여 위치되어 있다. 도 7A를 참고하면, 유사한 방식으로, 도 5A 및 도 6A의 폴리싱 패드(500A)의 일부분과 유사한 폴리싱 패드(500A')의 일부분이 둥근 모서리(584, 586)를 가진 상태로 도시되어 있다. 하나의 실시예에서, 둥근 모서리(584, 586)는 슬러리에 대한 유동 패턴(524')에 있어서의 가능한 정체를 방지하기 위해서 슬러리에 대한 유동 패턴(524')과 관련하여 위치되어 있다.

도 7C를 참고하면, 폴리싱 패드(700)의 일부분의 홈 패턴(704)의 제1 홈(716)은 구멍(706)의 제1 측벽(718)에서 구멍(706)과 연속인 제1 반경방향의 홈이다. 복수의 홈(704) 중의 제2 홈(720)은 상기 구멍(706)의 제2 측벽(722)에서 상기 구멍(706)과 연속인 제2 반경방향의 홈이다. 제1 측벽(718)은 제2 측벽(722)의 반대쪽에 있다. 상기와 같은 실시예에서, 도 7C에 도시되어 있는 바와 같이, 제1 반경방향의 홈(716)은 제2 반경방향의 홈(720)과 정렬되어 있다. 상기 구멍(706)은 네 개의 둥근 모서리(788)를 포함하고 있는데, 예를 들면, 상기 구멍(706)의 모든 모서리가 둥글게 되어 있다. 하나의 실시예에서, 상기 둥근 모서리(788)는 슬러리에 대한 유동 패턴(790)에 있어서의 가능한 정체를 방지하기 위해서 슬러리에 대한 유동 패턴(790)과 관련하여 위치되어 있다.

하나의 실시예에서, 폴리싱 장치(200)의 폴리싱 패드(203)와 같은, 본 명세서에 기술된 폴리싱 패드는 기판을 폴리싱하는데 적합하다. 상기 기판은, 배치된 장치 또는 다른 레이어를 가지고 있는 실리콘 기판과 같이, 반도체 제조 산업에서 사용되는 것일 수 있다. 그러나, 상기 기판은, 비제한적인 예로서, MEMS 장치, 레티클(reticle), 또는 태양광 모듈용 기판과 같은 것이 될 수 있다. 따라서, 본 명세서에 사용된 "기판을 폴리싱하는 폴리싱 패드" 라는 용어는 이러한 가능성 및 이와 관련된 가능성을 포함하는 것이다.

또한, 폴리싱 장치(200)의 폴리싱 패드(203)와 같은, 본 명세서에 기술된 폴리싱 패드는 열경화성 폴리우레탄 재료로 된 균질한 폴리싱 몸체로 이루어질 수 있다. 한 가지 실시예에서, 상기 균질한 폴리싱 몸체는 열경화성의 폐쇄 셀 폴리우레탄 재료로 이루어져 있다. 하나의 실시예에서, "균질" 이라는 용어는 열경화성의 폐쇄 셀 폴리우레탄 재료의 구성이 폴리싱 몸체의 전체 구성에 걸쳐서 일정한 것을 나타내기 위해서 사용된다. 예를 들면, 하나의 실시예에서, "균질" 이라는 용어는, 예를 들면, 함침 펠트(impregnated felt) 또는 상이한 재료의 복수 레이어의 구성(합성물)으로 이루어진 폴리싱 패드를 배제한다. 하나의 실시예에서, "열경화성" 이라는 용어는 비가역적으로 경화되는, 예를 들면, 재료에 대한 전구체가 경화에 의해 불용해성의, 불용성 폴리머 망구조로 비가역적으로 변화하는 폴리머 재료를 나타내기 위해서 사용된다. 예를 들면, 하나의 실시예에서, "열경화성" 이라는 용어는, 예를 들면, "써모플라스트(thermoplast)" 재료 또는 "열가소성 수지" - 가열되면 액체상태로 돌아오고 충분히 냉각되면 매우 유리질의 상태로 돌아오는 폴리머로 이루어진 재료로 이루어진 폴리싱 패드는 배제한다. 열경화성 재료로 만들어진 폴리싱 패드는 통상적으로 화학 반응으로 폴리머를 형성하도록 반응하는 저분자량 전구체로 제조되는 반면에, 열가소성 재료로 만들어진 폴리싱 패드는 통상적으로 폴리싱 패드가 물리적인 공정으로 형성되도록 기존의 폴리머를 가열하여 상변화를 일으킴으로써 제조된다. 폴리우레탄 열경화성 폴리머는 안정적인 열적 특성 및 기계적 특성, 화학적 환경에 대한 저항성, 그리고 내마모성에 대한 경향에 기초하여 본 명세서에 기술된 폴리싱 패드를 제조하기 위해서 선택될 수 있다.

하나의 실시예에서, 폴리싱 장치(200)의 폴리싱 패드(203)와 같은, 본 명세서에 기술된 폴리싱 패드는 성형된 균질한 폴리싱 몸체를 포함한다. "성형된" 이라는 용어는, 도 9a 내지 도 9f와 관련하여 아래에서 보다 상세하게 기술되어 있는 바와 같이, 균질한 폴리싱 몸체가 성형용 주형으로 형성되는 것을 나타내기 위해서 사용된다. 하나의 실시예에서, 균질한 폴리싱 몸체는, 컨디셔닝(conditioning) 및/또는 폴리싱처리하면, 대략 1 미크론 내지 5 미크론 제곱 평균 제곱근(root mean square) 범위의 폴리싱면 거칠기를 가진다. 하나의 실시예에서, 균질한 폴리싱 몸체는, 컨디셔닝 및/또는 폴리싱처리하면, 대략 2.35 미크론 제곱 평균 제곱근의 폴리싱면 거칠기를 가진다. 하나의 실시예에서, 균질한 폴리싱 몸체는 섭씨 25도에서 대략 30 내지 120 메가파스칼(MPa) 범위의 저장 탄성률(storage modulus)을 가지고 있다. 다른 실시예에서는, 균질한 폴리싱 몸체가 섭씨 25도에서 대략 30 메가파스칼(MPa)보다 작은 저장 탄성률을 가지고 있다. 하나의 실시예에서는, 도 9a 내지 도 9f와 관련하여 기술되어 있는 것과 같이, 폴리싱 패드는 성형된 폴리싱 몸체로 이루어져 있고, 상기 폴리싱 패드에 포함된 구멍은 성형된 폴리싱 몸체를 형성하는 동안 형성된다. 그러나, 대체 실시예에서는, 폴리싱 패드의 몸체를 형성한 다음에 폴리싱 패드에 구멍이 형성된다.

하나의 실시예에서, 폴리싱 장치(200)의 폴리싱 패드(203)와 같은, 본 명세서에 기술된 폴리싱 패드는 복수의 폐쇄 셀 기공을 가지고 있는 폴리싱 몸체를 포함하고 있다. 한 가지 실시예에서, 복수의 폐쇄 셀 기공은 복수의 기공유도중합체(porogen)이다. 예를 들면, "기공유도중합체" 라는 용어는 "빈" 중심부를 가진 마이크로 단위 또는 나노 단위의 구형 또는 어느 정도 구형인 입자를 나타내기 위해서 사용될 수 있다. 상기 빈 중심부는 고체 물질로 채워져 있지 않지만, 가스 또는 액체 코어를 포함할 수 있다. 한 가지 실시예에서, 복수의 폐쇄 셀 기공은 폴리싱 패드의 균질한 폴리싱 몸체 전체에 걸쳐서 분포된 미리 팽창되어 있으며 가스가 충전된 EXPANCELTM(예를 들면, 부가적인 구성요소로서)로 이루어져 있다. 특정 실시예에서, EXPANCELTM은 펜탄(pentane)으로 채워져 있다. 하나의 실시예에서, 복수의 폐쇄 셀 기공의 각각은 대략 10 미크론 내지 100 미크론 범위의 직경을 가지고 있다. 하나의 실시예에서, 복수의 폐쇄 셀 기공은 서로 분리되어 있는 기공들을 포함하고 있다. 이것이 보통의 스폰지에 있는 기공에 대한 경우와 같이, 터널을 통하여 서로 연결될 수 있는 개방 셀 기공과 대비되는 것이다. 한 가지 실시예에서, 폐쇄 셀 기공의 각각은, 상기한 바와 같이, 기공유도중합체의 뼈대와 같은, 물리적인 뼈대를 포함하고 있다. 그러나, 다른 실시예에서는, 폐쇄 셀 기공의 각각이 물리적인 뼈대를 포함하고 있지 않다. 하나의 실시예에서, 복수의 폐쇄 셀 기공이 균질한 폴리싱 몸체의 열경화성 폴리우레탄 재료 전체에 걸쳐서 실질적으로 균일하게 분포되어 있다.

하나의 실시예에서, 균질한 폴리싱 몸체는 불투명하다. 한 가지 실시예에서, "불투명" 이라는 용어는 가시광선이 대략 10% 이하로 통과할 수 있는 재료를 나타내기 위해서 사용된다. 한 가지 실시예에서, 균질한 폴리싱 몸체가 불투명한 것은 대부분, 또는 전적으로 균질한 폴리싱 몸체의 균질한 열경화성 폐쇄 셀 폴리우레탄 재료 전체에 걸쳐서 불투명하게 하는 윤활유(예를 들면, 부가적인 구성요소로서)와 같은 입자 충전제(particle filler)를 포함하고 있기 때문이다. 특정 실시예에서, 상기 입자 충전제는, 비제한적인 예로서, 질화 붕소, 불화 세륨(cerium fluoride), 흑연, 흑연 불화물(graphite fluoride), 황화 몰리브덴(molybdenum sulfide), 니오븀 황화물(niobium sulfide), 활석, 탄탈룸 황화물(tantalum sulfide), 텅스텐 이황화물(tungsten disulfide), 또는 테플론(Teflon)과 같은 재료이다.

균질한 폴리싱 몸체의 사이징(sizing)은 사용처에 따라 바뀔 수 있다. 그럼에도 불구하고, 특정의 파라미터가 종래의 처리 장비에 적합하거나 심지어 종래의 화학적 기계적 처리 작용에 적합한 상기의 균질한 폴리싱 몸체를 포함하는 폴리싱 패드를 만들기 위해 사용될 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 한 실시예에 따르면, 균질한 폴리싱 몸체가 대략 0.075 인치 내지 0.130 인치의 범위, 예를 들면, 대략 1.9 밀리미터 내지 3.3 밀리미터의 범위의 두께를 가지고 있다. 한 가지 실시예에서, 균질한 폴리싱 몸체는 대략 20 인치 내지 30.3 인치의 범위, 예를 들면, 대략 50 센티미터 내지 77 센티미터의 범위, 그리고 아마도 대략 10 인치 내지 42 인치의 범위, 예를 들면, 대략 25 센티미터 내지 107 센티미터의 범위의 직경을 가지고 있다. 한 가지 실시예에서, 균질한 폴리싱 몸체는 대략 6% 내지 36% 범위의 총 공간 부피(total void volume), 그리고 아마도 대략 15% 내지 35% 범위의 총 공간 부피의 기공 밀도(pore density)를 가지고 있다. 한 가지 실시예에서, 균질한 폴리싱은, 상기한 바와 같이, 복수의 기공을 포함하는 것으로 인해, 폐쇄 셀 유형의 다공성(porosity)을 가지고 있다. 한 가지 실시예에서, 균질한 폴리싱 몸체는 대략 2.5%의 압축률을 가지고 있다. 한 가지 실시예에서, 균질한 폴리싱 몸체는 대략 0.70 g/cm3 내지 1.05 g/cm3 범위의 밀도를 가지고 있다.

다른 실시예에서는, 구멍을 가진 폴리싱면을 가지고 있는 폴리싱 패드가, 예를 들면, 와류 검출 시스템(eddy current detection system)에 사용할 이차 검출 구역을 더 포함하고 있다. 예를 들면, 도 8a 및 도 8b는, 본 발명의 한 실시예에 따른, 구멍을 가지고 있는 폴리싱면과 이차 검출 구역을 가지고 있는 뒷면을 가진 폴리싱 패드의 평면도와 단면도를 각각 나타내고 있다.

도 8a를 참고하면, 기판을 폴리싱하는 폴리싱 패드(800)가 제공되어 있다. 상기 폴리싱 패드(800)는 폴리싱면(802)을 가지고 있는 폴리싱 몸체를 포함하고 있다. 상기 폴리싱면(802)은 폴리싱 구역(804)을 가진 홈 패턴을 가지고 있다. 상기 홈 패턴은 복수의 반경방향의 홈(808)과 교차하는 복수의 원주방향의 홈(806)을 포함하고 있다. 상기 홈 패턴의 폴리싱 구역(804)은 전체 폴리싱 패드(800)를 관통하여 형성되어 있는 구멍(810)을 포함하고 있다. 다시 말해서, 폴리싱면(802)은 비-폴리싱 구역이 아닌 구역, 예를 들면, 버튼(812) 또는 최외측 구역(814)이 아닌 구역에 포함된 구멍(810)을 포함하고 있다. 비록 도 8a에 도시되어 있지는 않지만, 폴리싱 패드(800)는 뒷면도 가지고 있다. 상기 뒷면은, 도 8a에서는 이차 검출 구역(820)을 볼 수 없기 때문에 도 8a에 점선으로 표시된 이차 검출 구역(820)을 가질 수 있다.

도 8b를 참고하면, 도 8a의 a-a'축을 따라서 도시한 폴리싱 패드(800)의 단면이 도시되어 있다. 도 8b에서는, 폴리싱면(802), 뒷면(803), 폴리싱 구역(804), 버튼(812), 최외측 구역(814), 이차 검출 구역(820), 그리고 구멍(810)을 볼 수 있다. 하나의 실시예에서, 상기 구멍(810)은 도 8a에서는 볼 수 없는 이차 검출 구역(820)의 위치에 대한 정보를 제공한다. 와류(eddy current) 검출 구역과 같은, 적절한 이차 검출 구역의 예는 넥스플래너사(NexPlanar Corporation)에 양도된, 2010년 9월 30일자로 출원된 미국 특허출원 12/895,465호에 개시되어 있다.

본 발명의 한 실시형태에 있어서, 구멍을 가지고 있는 폴리싱 패드가 성형 공정으로 제조될 수 있다. 예를 들면, 도 9a 내지 도 9f는, 본 발명의 한 실시예에 따른, 구멍을 가진 폴리싱 패드의 제조에 사용되는 작업의 단면도를 나타내고 있다.

도 9a를 참고하면, 성형용 주형(900)이 제공되어 있다. 도 9b를 참고하면, 프리-폴리머(902)와 같은 복수의 중합가능한 재료와 경화제(904)가 혼합되어, 도 9c에 도시되어 있는 바와 같이, 성형용 주형(900) 내에서 혼합물(906)을 형성하고 있다. 하나의 실시예에서, 프리-폴리머(902)와 경화제(904)를 혼합하는 혼합공정은 이소시아네이트와 방향족 디아민 화합물을 각각 혼합하는 것을 포함한다. 한 가지 실시예에서, 상기 혼합공정은 최종적으로 불투명한 성형된 균질한 폴리싱 몸체를 제공하기 위하여 입자 충전제, 예를 들면, 불투명하게 하는 윤활유를 프리-폴리머(902)와 경화제(904)에 첨가하는 것을 더 포함한다. 특정 실시예에서, 상기 불투명하게 하는 윤활유는, 비제한적인 예로서, 질화 붕소, 불화 세륨, 흑연, 흑연 불화물, 황화 몰리브덴, 니오븀 황화물, 활석, 탄탈룸 황화물, 텅스텐 이황화물, 또는 테플론과 같은 재료이다.

하나의 실시예에서, 열경화성의 폐쇄 셀 폴리우레탄 재료로 이루어진 성형된 균질한 폴리싱 몸체를 최종적으로 형성하기 위해서 폴리싱 패드 전구체 혼합물(906)이 사용된다. 한 가지 실시예에서, 상기 폴리싱 패드 전구체 혼합물(906)은 최종적으로 경질 패드(hard pad)를 형성하기 위해서 사용되고 단 하나의 유형의 경화제가 사용된다. 다른 실시예에서는, 폴리싱 패드 전구체 혼합물(906)이 최종적으로 연질 패드(soft pad)를 형성하기 위해서 사용되고 1차 경화제와 2차 경화제의 조합물이 사용된다. 예를 들면, 특정 실시예에서, 프리-폴리머는 폴리우레탄 전구체를 포함하고 있고, 1차 경화제는 방향족 디아민 화합물(aromatic diamine compound)을 포함하고 있고, 그리고 2차 경화제는 에테르 결합을 가진 화합물을 포함하고 있다. 특정 실시예에서는, 폴리우레탄 전구체가 이소시아네이트이고, 1차 경화제는 방향족 디아민(aromatic diamine)이고, 그리고 2차 경화제는, 비제한적인 예로서, 폴리테트라메틸렌 글리콜(polytetramethylene glycol), 아미노-기능화 글리콜(amino-functionalized glycol), 또는 아미노-기능화 폴리옥시프로필렌(amino-functionalized polyoxypropylene)와 같은 경화제이다. 하나의 실시예에서, 프리-폴리머, 1차 경화제, 그리고 2차 경화제는 프리-폴리머 100, 1차 경화제 85, 그리고 2차 경화제 15의 대략적인 몰 비(molar ratio)를 가지고 있다. 상기 몰 비는, 변화하는 경도값을 가진 폴리싱 패드를 제공하기 위해서, 또는 프리-폴리머와 1차 경화제와 2차 경화제의 특성에 기초하여 변경될 수 있다는 사실을 이해하여야 한다.

도 9d를 참고하면, 성형용 주형(900)의 뚜껑(908)과 혼합물(906)이 함께 이동하는데, 예를 들면, 상기 뚜껑(908)이 상기 혼합물(906) 속으로 이동된다. 상기 뚜껑(908)의 평면도는 도 9d의 상부에 도시되어 있고, a-a' 축을 따르는 단면도는 도 9d의 하부에 도시되어 있다. 하나의 실시예에서, 상기 뚜껑(908)에는 돌출부(910)의 패턴과 구멍 형성부(911)가 배치되어 있다. 상기 돌출부(910)의 패턴은 성형용 주형(900)에서 형성된 폴리싱 패드의 폴리싱면에 홈의 패턴을 찍어내기 위해서 사용된다.

하나의 실시예에서, 상기 구멍 형성부(911)도 돌출부이다. 예를 들어, 하나의 실시예에서, 상기 구멍 형성부(911)는 상기 돌출부(910)의 패턴의 돌출부의 높이보다 더 높은 높이를 가지고 있는 구멍 형성 돌출부이다. 특정 실시예에서, 상기 구멍 형성부(911)는 상기 돌출부(910)의 패턴의 돌출부의 높이의 적어도 세 배의 높이를 가지고 있다.

성형용 주형(900)의 뚜껑(908)을 하강시키는 것을 기술하는 본 명세서에 기술된 실시예는 단지 성형용 주형(900)의 뚜껑(908)과 베이스를 결합시키는 것을 달성할 필요가 있다는 사실을 이해하여야 한다. 다시 말해서, 몇 가지 실시예에서, 성형용 주형(900)의 베이스를 성형용 주형의 뚜껑(908)쪽으로 상승시키는 반면에, 다른 실시예에서는 상기 성형용 주형(900)의 베이스를 성형용 주형(900)의 뚜껑(908)쪽으로 상승시킴과 동시에 성형용 주형(900)의 뚜껑(908)을 성형용 주형(900)의 베이스쪽으로 하강시킨다.

도 9e를 참고하면, 상기 혼합물(906)이 경화되어 성형용 주형(900) 내에 성형된 균질한 폴리싱 몸체(912)를 제공한다. 성형된 균질한 폴리싱 몸체(912)를 제공하기 위해서 상기 혼합물(906)이 압력하에서(예를 들면, 뚜껑(908)이 제위치에 있는 상태에서) 가열된다. 하나의 실시예에서, 성형용 주형(900)에서의 가열은 대략 화씨 200도 내지 260도 범위의 온도와 대략 2 내지 12 평방 인치당 파운드(pounds per square inch) 범위의 압력에서 성형용 주형(900) 내의 혼합물(906)을 둘러싸는 뚜껑(908)의 존재하에서 적어도 부분적으로 경화시키는 것을 포함한다.

도 9f를 참고하면, 별개의 성형된 균질한 폴리싱 몸체(912)를 제공하기 위해서 폴리싱 패드(또는 폴리싱 패드 전구체, 추가적인 경화가 필요한 경우)가 뚜껑(908)으로부터 분리되고 성형용 주형(900)으로부터 제거되어 있다. 성형된 균질한 폴리싱 몸체(912)의 평면도는 도 9f의 하부에 도시되어 있고, b-b'축을 따르는 단면도는 도 9f의 상부에 도시되어 있다. 가열을 통하여 더욱 경화시키는 것은 바람직할 수 있으며 폴리싱 패드을 오븐에 배치시켜서 가열하는 것에 의해서 달성될 수 있다. 따라서, 한 가지 실시예에서, 상기 혼합물(906)을 경화시키는 것은 먼저 성형용 주형(900) 내에서 부분적으로 경화시킨 다음 오븐에서 더욱 경화시키는 것을 포함한다. 어느 쪽이든, 최종적으로 폴리싱 패드가 제공되고, 폴리싱 패드의 성형된 균질한 폴리싱 몸체(912)는 폴리싱면(914)과 뒷면(916)을 가지고 있다. 하나의 실시예에서, 성형된 균질한 폴리싱 몸체(912)가 열경화성 폴리우레탄 재료와 이 열경화성 폴리우레탄 재료에 배치된 복수의 폐쇄 셀 기공으로 이루어져 있다.

성형된 균질한 폴리싱 몸체(912)는 상기 뚜껑(908)의 돌출부(910)의 패턴에 상응하는 홈 패턴(920)이 배치되어 있는 폴리싱면(914)을 포함하고 있다. 상기 홈의 패턴(920)은, 예를 들면, 도 1 내지 도 8에 대하여 상기한 바와 같은 홈의 패턴으로 될 수 있다. 부가적으로, 성형된 균질한 폴리싱 몸체(912)는 자신의 폴리싱면(914)에, 상기 뚜껑(908)의 구멍 형성부(911)에 대응하는, 구멍 구역(918)을 한정하는 개구부를 포함하고 있다.

하나의 실시예에서, 최종적으로 전체 폴리싱 몸체(912)를 관통하여 뻗어 있도록 구멍 구역(918)을 한정하는 개구부가 만들어져 있다. 구멍 구역(918)을 한정하는 개구부는 성형하는 동안 또는 이어서 폴리싱 몸체(912)의 재료의 일부분을 제거하는 동안 폴리싱 몸체(912)를 관통하여 뻗어 있도록 형성될 수 있다. 예를 들면, 하나의 실시예에서, 성형된 균질한 폴리싱 몸체(912)를 형성하는 것은, 성형시에 구멍 구역(918)에서 뒷면(916)으로부터 폴리싱면(914)까지 관통하여 상기 성형된 균질한 폴리싱 몸체(912)에 배치된 구멍을 형성하는 것을 포함한다. 그러나, 다른 실시예에서는, 제2 뒷면을 가지고 있는 폴리싱 패드를 형성하고 구멍 구역(918)에서 제2 뒷면으로부터 폴리싱면(914)까지 관통하여 상기 성형된 균질한 폴리싱 몸체(912)에 배치된 구멍을 형성하기 위해서 균질한 폴리싱 몸체(912)의 일부분이 뒷면(916)으로부터 제거된다. 다시 말해서, 상기 구멍은 뒷면으로부터 성형된 재료의 일부분을 제거하는 것에 의해서 형성된다. 상기와 같은 특정 실시예에서는, 성형된 재료의 일부분이 절삭에 의하거나 연삭에 의해 뒷면으로부터 제거된다.

하나의 실시예에서, 성형된 균질한 폴리싱 몸체(912)를 형성하는 것은, 적어도 도 3 및 도 4와 관련하여 상기한 바와 같이, 성형된 균질한 폴리싱 몸체(912)의 뒷면(916)에 근접하여 구멍 구역(918)의 가장 좁은 구역을 제공하고 성형된 균질한 폴리싱 몸체(912)의 폴리싱면(914)에 구멍 구역(918)의 가장 넓은 구역을 제공하는 경사면을 가진 경사부를 가지고 있는 측벽을 포함하도록 구멍 구역(918)을 형성하는 것을 포함한다. 다른 실시예에서, 성형된 균질한 폴리싱 몸체(912)를 형성하는 것은, 적어도 도 5A와 관련하여 상기한 바와 같이, 구멍 구역(918)의 제1 측벽에서 구멍 구역(918)과 연속이지만 구멍 구역(918)의 제2 측벽과는 불연속인 원주방향의 홈인 홈 패턴의 제1 홈과, 제2 측벽에서 구멍 구역(918)과 연속인 홈 패턴의 제2 홈을 포함하도록 폴리싱면(914)을 형성하는 것을 포함한다. 다른 실시예에서, 성형된 균질한 폴리싱 몸체(912)를 형성하는 것은, 구멍 구역(918)의 제1 측벽에서 구멍 구역(918)과 연속인 제1 반경방향의 홈인 홈 패턴의 제1 홈과, 구멍 구역(918)의 제2 측벽에서 구멍 구역(918)과 연속인 제2 반경방향의 홈인 복수의 홈 중의 제2 홈을 포함하도록 폴리싱면(914)을 형성하는 것을 포함하고, 이 경우 적어도 도 5B와 관련하여 상기한 바와 같이, 제1 측벽은 제2 측벽의 반대쪽에 있다.

하나의 실시예에서, 도 9b를 다시 참고하면, 상기 혼합공정은 최종적으로 형성된 폴리싱 패드에 폐쇄 셀 기공을 제공하기 위해서 복수의 기공유도중합체(922)를 프리-폴리머(902)와 경화제(904)에 첨가하는 것을 더 포함하고 있다. 따라서, 한 가지 실시예에서, 각각의 폐쇄 셀 기공은 물리적인 뼈대(physical shell)를 가지고 있다. 다른 실시예에서는, 도 9b를 다시 참고하면, 상기 혼합공정은 최종적으로 형성된 폴리싱 패드에 폐쇄 셀 기공을 제공하기 위해서 가스(924)를 프리-폴리머(902)와 경화제(904)에 주입하거나, 프리-폴리머(902)와 경화제(904)로부터 형성된 생산물에 주입하는 것을 더 포함하고 있다. 따라서, 한 가지 실시예에서, 각각의 폐쇄 셀 기공은 물리적인 뼈대를 가지고 있지 않다. 이들의 조합 실시예에서는, 상기 혼합공정이 각각 물리적인 뼈대를 가지고 있는 폐쇄 셀 기공의 제1 부분을 제공하기 위해서 복수의 기공유도중합체(922)를 프리-폴리머(902)와 경화제(904)에 첨가하는 것을 더 포함하고, 각각 물리적인 뼈대를 가지고 있지 않은 폐쇄 셀 기공의 제2 부분을 제공하기 위해서 가스(924)를 프리-폴리머(902)와 경화제(904)에 주입하거나, 프리-폴리머(902)와 경화제(904)로부터 형성된 생산물에 주입하는 것을 더 포함하고 있다. 또 다른 실시예에서는, 프리-폴리머(902)가 이소시아네이트이고 상기 혼합공정이 각각 물리적인 뼈대를 가지고 있지 않은 폐쇄 셀 기공을 제공하기 위해서 물(H20)을 프리-폴리머(902)와 경화제(904)에 첨가하는 것을 더 포함하고 있다.

따라서, 본 발명의 실시예에서 고려중인 홈 패턴은 현장에서 형성될 수 있다. 게다가, 구멍이 성형 제조 공정에서 동시에 형성될 수도 있다. 예를 들면, 상기한 바와 같이, 압축 성형 공정이, 구멍을 가지고 있는 홈이 형성된 폴리싱면을 가진 폴리싱 패드를 형성하기 위해서 사용될 수 있다. 성형 공정을 이용함으로써, 폴리싱 패드 내의 매우 일정한 홈 치수를 달성할 수 있다. 또한, 매우 매끈하고, 깨끗한 홈 표면과 함께 고도로 재현가능한 홈 치수가 만들어질 수 있다. 다른 장점은 결함의 감소 및 미세한 스크래치 그리고 매우 유용한 홈 깊이를 포함할 수 있다.

또한, 성형하는 동안 구멍이 형성되기 때문에, 주형 내에서 폴리싱 패드가 형성되는 동안 최종적인 폴리싱 패드의 위치결정(positioning)은 상기 폴리싱 패드가 주형으로부터 제거된 후에 결정될 수 있다. 다시 말해서, 상기 구멍이 성형 공정에 대한 추적성(traceability)을 제공할 수 있다. 따라서, 하나의 실시예에서, 폴리싱 패드의 폴리싱 몸체는 성형된 폴리싱 몸체이고, 폴리싱 몸체에 포함된 구멍은 성형된 폴리싱 몸체를 형성하기 위해 사용된 주형 내의 구역의 위치를 나타낸다.

폴리싱 패드에 있는 구멍의 위치나 그 근처에 홈을 포함하는, 본 명세서에 기술된 홈 패턴의 각각의 홈은 각각의 홈의 임의의 주어진 지점에서 약 4 내지 약 100 밀(mil)의 깊이로 될 수 있다. 몇 가지 실시예에서, 상기 홈은 각각의 홈의 임의의 주어진 지점에서 약 10 내지 약 50 밀(mil)의 깊이로 될 수 있다. 상기 홈은 일정한 깊이, 가변 깊이, 또는 이들의 조합으로 될 수 있다. 몇 가지 실시예에서는, 상기 홈들이 모두 일정한 깊이이다. 예를 들면, 홈 패턴의 홈들이 모두 동일한 깊이를 가질 수 있다. 몇 가지 실시예에서, 홈 패턴의 홈들 중의 몇 개는 일정한 깊이를 가질 수 있고 상기 홈 패턴의 다른 홈들은 상이한 일정한 깊이를 가질 수 있다. 예를 들면, 홈 깊이는 폴리싱 패드의 중심으로부터의 거리가 멀어짐에 따라 깊어질 수 있다. 그러나, 몇 가지 실시예에서는, 홈 깊이가 폴리싱 패드의 중심으로부터의 거리가 멀어짐에 따라 얕아질 수 있다. 몇 가지 실시예에서는, 일정한 깊이의 홈과 가변 깊이의 홈이 교대로 있다.

폴리싱 패드에 있는 구멍의 위치나 그 근처에 홈을 포함하는, 본 명세서에 기술된 홈 패턴의 각각의 홈은 각각의 홈의 임의의 주어진 지점에서 약 2 내지 약 100 밀(mil)의 폭으로 될 수 있다. 몇 가지 실시예에서는, 상기 홈이 각각의 홈의 임의의 주어진 지점에서 약 15 내지 약 50밀(mil)의 폭으로 될 수 있다. 상기 홈은 일정한 폭, 가변 폭, 또는 이들의 임의의 조합 형태로 될 수 있다. 몇 가지 실시예에서는, 동심형의 다각형 패턴의 홈이 모두 일정한 폭이다. 그러나, 몇 가지 실시예에서는, 동심형의 다각형 패턴의 홈들 중의 일부가 일정한 폭을 가지고, 상기 패턴의 다른 홈들은 상이한 일정한 폭을 가지고 있다. 몇 가지 실시예에서, 홈의 폭은 폴리싱 패드의 중심으로부터 거리가 증가함에 따라 증가한다. 몇 가지 실시예에서는, 홈의 폭이 폴리싱 패드의 중심으로부터 거리가 증가함에 따라 감소한다. 몇 가지 실시예에서는, 일정한 폭의 홈이 가변 폭의 홈과 교대로 있다.

상기한 깊이와 폭 치수에 따르면, 폴리싱 패드에 있는 구멍의 위치나 그 근처에 홈을 포함하는, 본 명세서에 기술된 홈 패턴의 각각의 홈은 일정한 체적, 가변 체적, 또는 이들의 임의의 조합 형태로 될 수 있다. 몇 가지 실시예에서, 상기 홈 모두가 일정한 체적이다. 그러나, 몇 가지 실시예에서는, 홈 체적이 폴리싱 패드의 중심으로부터 거리가 증가함에 따라 증가한다. 몇 가지 다른 실시예에서는, 홈 체적이 폴리싱 패드의 중심으로부터 거리가 증가함에 따라 감소한다. 몇 가지 실시예에서는, 일정한 체적의 홈과 가변 체적의 홈이 교대로 있다.

본 명세서에 기술된 홈 패턴의 홈은 약 30 내지 약 1000 밀(mil)의 피치를 가질 수 있다. 몇 가지 실시예에서는, 홈이 약 125 밀(mil)의 피치를 가지고 있다. 원형 폴리싱 패드에 대해서는, 홈 피치(groove pitch)가 원형 폴리싱 패드의 반경을 따라서 측정된다. CMP 벨트에서는, 홈 피치가 CMP 벨트의 중심으로부터 CMP 벨트의 모서리까지 측정된다. 상기 홈은 일정한 피치, 가변 피치, 또는 이들의 임의의 조합으로 될 수 있다. 몇 가지 실시예에서, 상기 홈은 모두 일정한 피치이다. 그러나, 몇 가지 실시예에서는, 홈 피치가 폴리싱 패드의 중심으로부터 거리가 증가함에 따라 증가한다. 몇 가지 다른 실시예에서는, 홈 피치가 폴리싱 패드의 중심으로부터 거리가 증가함에 따라 감소한다. 몇 가지 실시예에서는, 한 부분에서는 홈의 피치가 폴리싱 패드의 중심으로부터 거리가 증가함에 따라 변하는 반면에 인접한 부분에서는 홈의 피치가 일정하게 유지된다. 몇 가지 실시예에서는, 한 부분에서는 홈의 피치가 폴리싱 패드의 중심으로부터 거리가 증가함에 따라 증가하고 인접한 부분에서는 상이한 비율로 홈의 피치가 증가한다. 몇 가지 실시예에서는, 한 부분에서는 홈의 피치가 폴리싱 패드의 중심으로부터 거리가 증가함에 따라 증가하는 반면에 인접한 부분에서는 홈의 피치가 폴리싱 패드의 중심으로부터 거리가 증가함에 따라 감소한다. 몇 가지 실시예에서는, 일정한 피치의 홈이 가변 피치의 홈과 교대로 있다. 몇 가지 실시예에서는, 일정한 피치의 홈 부분이 가변 피치의 홈 부분과 교대로 있다.

본 명세서에 기술된 폴리싱 패드는 다양한 화학적 기계적 폴리싱 장치에 사용하기에 적합할 수 있다. 한 가지 예로서, 도 10은 본 발명의 한 실시예에 따른, 구멍을 가지고 있는 폴리싱 패드에 적합한 폴리싱 장치의 사시도를 나타내고 있다.

도 10을 참고하면, 폴리싱 장치(1000)가 플래턴(1004)을 포함하고 있다. 플래턴(1004)의 상부면(1002)은 관통하여 배치된 구멍을 가진 폴리싱 패드를 지지하는데 사용될 수 있다. 플래턴(1004)은 스핀들 회전(1006)과 슬라이더 진동(1008)을 제공하도록 구성될 수 있다. 샘플 캐리어(1010)는, 예를 들면, 반도체 웨이퍼(1011)를 폴리싱 패드로 폴리싱하는 동안 반도체 웨이퍼(1011)를 제위치에 유지시키는데 사용된다. 샘플 캐리어(1010)는 서스펜션 기구(1012)에 의해 지지되어 있다. 반도체 웨이퍼를 폴리싱하기 전과 반도체 웨이퍼를 폴리싱하는 동안 폴리싱 패드의 표면에 슬러리를 제공하기 위해서 슬러리 피드(1014)가 포함되어 있다. 컨디셔닝 유닛(conditioning unit)(1090)이 포함될 수도 있고, 한 가지 실시예에서는, 폴리싱 패드를 컨디셔닝처리하는 다이아몬드 팁을 포함하고 있다. 본 발명의 한 실시예에 따르면, 도 2 내지 도 8과 관련하여 기술한 구멍과 같은, 폴리싱 패드의 구멍이, 도 10에 도시되어 있는 것과 같은, 폴리싱 장치(1000)의 플래튼(1004)상에 또는 상기 플래튼 내에 배치된 광 검출 장치(optical detection device)(1099)와 정렬되도록 위치되어 있다. 하나의 실시예에서, 폴리싱 패드의 구멍은, 폴리싱 패드의 폴리싱 성능에 크게 영향을 미칠 정도로 크지 않은 광 검출 장치(1099)를 수용할 수 있는 크기로 되어 있다. 하나의 실시예에서, 구멍을 가진 폴리싱 패드를 상기 플래튼(1004)에 접합시키기 위해서 접착 시트가 사용된다.

상기한 바와 같이, 하나의 실시예에서, 초기 세대의 슬러리(early-generation slurry)는 다른 형태를 취할 수 있지만 현대의 슬러리(modern slurry)는 본질적으로 투명하고 검출 빔(detection beam)을 약화시키거나 산란시키지 않는다. 구멍의 개구부를 가로지르는 슬러리의 일정한 유동은 개구부에 찌꺼기가 남지 않게 할 수 있다. 하나의 실시예에서, 성형 공정은 성형하는 동안 개구부를 만드는데 적합하므로, 추가의 제작 작업이 필요하지 않다. 창문부가 없는 설계 구조에 대해서는, 하나의 실시예에서, 각 구조의 목적이 사용하는 동안 개구부에 슬러리가 계속 쏟아질 수 있게 하는 것이다. 상기 구조들은 개별적으로 또는 결합하여 사용될 수 있다. 상기한 바와 같이, 본 발명의 하나 이상의 실시예에 따르면, 상기 구조의 하나는 개구부의 하나 이상의 가장자리의 쐐기형상부 또는 경사부로 될 수 있다. 상기 구조의 다른 하나는 개구부와 연결된 하나 이상의 홈을 포함할 수 있다. 반경방향의 홈, 원주방향의 홈, 또는 이들의 조합 형태가 개구부와 연결되거나 연속될 수 있다. 상기 홈의 깊이는 개구부와 연결된 곳에서 개구부의 깊이와 동일할 수 있고, 홈 바닥은 통상적인 홈 깊이로 되어 있다. 홈이 개구부로 연결되지 않도록 몇 개의 홈의 차단되거나 방향이 바뀐 유로가 사용될 수 있다. 개구부의 몇 개의 모서리 또는 모든 모서리의 둥근 형상이 사용될 수도 있다.

폴리싱 장치(1000) 및 도 2 내지 도 8과 관련하여 기술된 하나 이상의 폴리싱 패드와 관련하여, 기판을 폴리싱처리하는 방법은 화학적 기계적 폴리싱 장치의 플래튼 위에 폴리싱 패드를 배치시키는 것을 포함한다. 상기 폴리싱 패드는 폴리싱면, 뒷면, 그리고 상기 뒷면으로부터 상기 폴리싱면까지 관통하여 폴리싱 패드에 배치된 구멍을 가지고 있다. 상기 폴리싱면은 홈 패턴을 가지고 있다. 화학적 기계적 폴리싱 슬러리는 폴리싱 패드의 폴리싱면에 제공되어 있다. 기판이 폴리싱 패드의 폴리싱면에서 화학적 기계적 폴리싱 슬러리에 의해 폴리싱처리된다. 기판의 폴리싱처리는, 상기 구멍을 통하여, 플래튼과 결합된 광학적인 감시 장치(optical monitoring device)에 의해 감시된다.

하나의 실시예에서, 플래튼 위에 폴리싱 패드를 배치시키는 것은 접착 시트로 폴리싱 패드를 플래튼에 부착시키는 것을 포함한다. 이러한 특정 실시예에 있어서, 접착 시트로 폴리싱 패드를 플래튼에 부착시키는 것은 광학적인 감시 장치의 석영 레이저 부위(quartz laser site)를 보호하기 위한 것이다. 다른 실시예에 있어서, 화학적 기계적 폴리싱 슬러리로 기판을 폴리싱처리하는 것은 화학적 기계적 폴리싱 슬러리를 상기 구멍으로부터 쏟아지게 하는 것을 포함한다. 다른 실시예에 있어서, 화학적 기계적 폴리싱 슬러리로 기판을 폴리싱처리하는 것은 광학적인 감시 장치로 기판의 폴리싱처리를 감시하기 위해서 충분히 투명한 슬러리를 제공하는 것을 포함한다. 이러한 특정 실시예에 있어서, 충분히 투명한 슬러리를 제공하는 것은 광학적인 감시 장치로부터 방출된 빛의 파장의 대략 80%보다 큰 투과율을 가지는 슬러리를 제공하는 것을 포함한다. 다른 하나의 이러한 특정 실시예에 있어서, 충분히 투명한 슬러리를 제공하는 것은 대략 1%보다 작은 불투명한 성분을 가지는 슬러리를 제공하는 것을 포함한다.

이와 같이, 구멍을 가진 폴리싱 패드를 개시하였다. 본 발명의 한 실시예에 따르면, 기판을 폴리싱하는 폴리싱 장치는 폴리싱면과 뒷면을 가지고 있는 폴리싱 패드를 포함하고 있다. 상기 폴리싱면은 홈 패턴을 포함하고 있다. 구멍이 상기 뒷면으로부터 상기 폴리싱면까지 관통하여 상기 폴리싱 패드에 배치되어 있다. 접착 시트가 상기 구멍을 제외한 폴리싱 패드의 뒷면에 배치되어 있다. 상기 접착 시트는 폴리싱 패드의 뒷면에서 상기 구멍에 대해 불침투성 시일을 제공한다. 하나의 실시예에서, 상기 구멍은, 폴리싱 패드의 뒷면에서 상기 구멍의 가장 좁은 구역을 제공하고 폴리싱 패드의 폴리싱면에서 상기 구멍의 가장 넓은 구역을 제공하는 경사면을 가진 경사부를 가지고 있는 측벽을 가지고 있다. 하나의 실시예에서, 홈 패턴의 제1 홈은 상기 구멍의 제1 측벽에서는 상기 구멍과 연속이지만 상기 구멍의 제2 측벽과는 불연속인 둘레방향의 홈이고, 홈 패턴의 제2 홈은 제2 측벽에서 상기 구멍과 연속이다. 하나의 실시예에서, 홈 패턴의 제1 홈은 상기 구멍의 제1 측벽에서 상기 구멍과 연속인 제1 반경방향의 홈이고, 복수의 홈 중의 제2 홈은 상기 구멍의 제2 측벽에서 상기 구멍과 연속인 제2 반경방향의 홈이고, 제1 측벽은 제2 측벽의 반대쪽에 있다.

Claims (57)

1. 기판을 폴리싱하는 폴리싱 장치로서,
   폴리싱면과 뒷면을 가지고 있으며, 상기 폴리싱면은 복수의 홈의 패턴을 포함하고 있는 폴리싱 패드;
   상기 뒷면으로부터 상기 폴리싱면까지 관통하여 상기 폴리싱 패드에 배치된 구멍; 그리고
   상기 구멍을 제외하고 상기 폴리싱 패드의 뒷면에 배치된 접착 시트;
   를 포함하고 있고,
   상기 접착 시트는 상기 폴리싱 패드의 뒷면에서 상기 구멍에 대해 불침투성 시일을 제공하고,
   상기 복수의 홈의 패턴의 제1 홈은 상기 구멍의 제1 측벽에서는 상기 구멍과 연속이지만 상기 구멍의 제2 측벽과는 불연속인 원주방향의 홈이고, 상기 복수의 홈의 패턴의 제2 홈은 상기 제2 측벽에서 상기 구멍과 연속인 것을 특징으로 하는 폴리싱 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 접착 시트는 상기 폴리싱 패드의 뒷면에 배치된 아크릴 접착제의 레이어 및 상기 아크릴 접착제의 레이어에 배치된 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)의 레이어를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리싱 장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 접착 시트는, 상기 아크릴 접착제의 레이어의 반대쪽에, 상기 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)의 레이어에 배치된 고무 접착제의 레이어를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리싱 장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 고무 접착제의 레이어는 상기 폴리싱 패드를 화학적 기계적 폴리싱 공구의 플래튼에 부착시키기 위한 것인 것을 특징으로 하는 폴리싱 장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 구멍은, 상기 폴리싱 패드의 뒷면에서 상기 구멍의 가장 좁은 구역을 제공하고 상기 폴리싱 패드의 폴리싱면에서 상기 구멍의 가장 넓은 구역을 제공하는 경사면을 가진 경사부를 가지고 있는 측벽을 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리싱 장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 복수의 홈 중의 하나 이상의 홈이 상기 구멍에 의해서 단절되어 있으며 상기 경사부의 경사면과는 평행한 것을 특징으로 하는 폴리싱 장치.
7. 제5항에 있어서, 상기 복수의 홈 중의 하나 이상의 홈이 상기 구멍에 의해서 단절되어 있으며 상기 경사부의 경사면과는 직교하는 것을 특징으로 하는 폴리싱 장치.
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9. 제1항에 있어서, 상기 제2 측벽은 상기 제1 측벽의 반대쪽에 있고, 상기 제2 홈은 상기 제1 측벽에서 상기 구멍과 불연속인 원주방향의 홈인 것을 특징으로 하는 폴리싱 장치.
10. 제9항에 있어서, 상기 복수의 홈의 패턴은 상기 구멍의 제1 측벽과 평행한 방향전환 홈과 상기 구멍의 제2 측벽과 평행한 방향전환 홈 중의 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리싱 장치.
11. 제10항에 있어서, 상기 복수의 홈의 패턴은 상기 구멍의 제1 측벽과 평행한 방향전환 홈과 상기 구멍의 제2 측벽과 평행한 방향전환 홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리싱 장치.
12. 제1항에 있어서, 상기 제2 측벽은 상기 제1 측벽과 직교하고, 상기 제2 홈은 반경방향의 홈인 것을 특징으로 하는 폴리싱 장치.
13. 제1항에 있어서, 상기 제1 홈은 상기 제1 측벽에서 상기 구멍쪽으로 경사진 경사부를 가지고 있고, 상기 제2 홈은 상기 제2 측벽에서 상기 구멍쪽으로 경사진 경사부를 가지고 있는 것을 특징으로 하는 폴리싱 장치.
14. 제1항에 있어서, 상기 구멍은 하나 이상의 둥근 모서리를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리싱 장치.
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20. 제1항에 있어서, 상기 접착 시트는, 상기 접착 시트와 상기 구멍을 통하여 광학적인 감시를 수행하기 위해 충분히 투명한 것을 특징으로 하는 폴리싱 장치.
21. 제20항에 있어서, 상기 접착 시트는 상기 폴리싱 패드를 플래튼에 부착시키기 위한 것이고 상기 플래튼과 결합된 광학적인 감시 장치의 석영 레이저 부위를 보호하기 위한 것인 것을 특징으로 하는 폴리싱 장치.
22. 제1항에 있어서, 상기 구멍은, 화학적 기계적 폴리싱 작업 동안 상기 구멍으로부터 슬러리가 쏟아지도록 하는 것을 특징으로 하는 폴리싱 장치.
23. 제1항에 있어서, 상기 폴리싱 패드는 열경화성 폴리우레탄 재료를 포함하는 균질한 폴리싱 몸체인 것을 특징으로 하는 폴리싱 장치.
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27. 기판을 폴리싱하는 폴리싱 패드로서,
    폴리싱면과 뒷면을 가지고 있으며, 상기 폴리싱면은 복수의 홈의 패턴을 포함하고 있는 폴리싱 몸체; 그리고
    상기 뒷면으로부터 상기 폴리싱면까지 관통하여 상기 폴리싱 몸체에 배치된 구멍;
    을 포함하고 있고,
    상기 복수의 홈의 패턴의 제1 홈은 상기 구멍의 제1 측벽에서는 상기 구멍과 연속이지만 상기 구멍의 제2 측벽과는 불연속인 원주방향의 홈이고, 상기 복수의 홈의 패턴의 제2 홈은 상기 제2 측벽에서 상기 구멍과 연속인 것을 특징으로 하는 폴리싱 패드.
28. 제27항에 있어서, 상기 제2 측벽은 상기 제1 측벽의 반대쪽에 있고, 상기 제2 홈은 상기 제1 측벽에서 상기 구멍과 불연속인 원주방향의 홈인 것을 특징으로 하는 폴리싱 패드.
29. 제28항에 있어서, 상기 복수의 홈의 패턴은 상기 구멍의 제1 측벽과 평행한 방향전환 홈과 상기 구멍의 제2 측벽과 평행한 방향전환 홈 중의 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리싱 패드.
30. 제29항에 있어서, 상기 복수의 홈의 패턴은 상기 구멍의 제1 측벽과 평행한 방향전환 홈과 상기 구멍의 제2 측벽과 평행한 방향전환 홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리싱 패드.
31. 제27항에 있어서, 상기 제2 측벽은 상기 제1 측벽과 직교하고, 상기 제2 홈은 반경방향의 홈인 것을 특징으로 하는 폴리싱 패드.
32. 제27항에 있어서, 상기 제1 홈은 상기 제1 측벽에서 상기 구멍쪽으로 경사진 경사부를 가지고 있고, 상기 제2 홈은 상기 제2 측벽에서 상기 구멍쪽으로 경사진 경사부를 가지고 있는 것을 특징으로 하는 폴리싱 패드.
33. 제27항에 있어서, 상기 구멍은 하나 이상의 둥근 모서리를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리싱 패드.
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46. 기판을 폴리싱하는 폴리싱 패드를 제조하는 방법으로서,
    성형용 주형의 베이스에서 혼합물을 형성하기 위해 복수의 중합가능한 재료를 혼합하는 것;
    복수의 돌출부의 패턴과 상기 복수의 돌출부의 패턴보다 큰 높이를 가진 구멍 형성 돌출부가 배치된, 상기 성형용 주형의 뚜껑과 상기 혼합물을 함께 이동시키는 것; 그리고,
    상기 뚜껑이 상기 혼합물내에 배치된 상태에서, 적어도 부분적으로 상기 혼합물을 경화시켜서 복수의 홈의 패턴과 구멍 구역을 한정하는 개구부가 배치된 폴리싱면과 뒷면을 포함하는 성형된 균질한 폴리싱 몸체를 형성하는 것;
    을 포함하고,
    성형된 균질한 폴리싱 몸체를 형성하는 것은 상기 구멍 구역의 제1 측벽에서 상기 구멍 구역과 연속이지만 상기 구멍 구역의 제2 측벽 구역과는 불연속인 원주방향의 홈인 복수의 홈의 패턴의 제1 홈과, 상기 제2 측벽에서 상기 구멍 구역과 연속인 복수의 홈의 패턴의 제2 홈을 포함하도록 상기 폴리싱면을 형성하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판을 폴리싱하는 폴리싱 패드를 제조하는 방법.
47. 제46항에 있어서, 성형된 균질한 폴리싱 몸체를 형성하는 것은 상기 구멍 구역에서 상기 뒷면으로부터 상기 폴리싱면까지 관통하여 상기 성형된 균질한 폴리싱 몸체에 배치된 구멍을 형성하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판을 폴리싱하는 폴리싱 패드를 제조하는 방법.
48. 제46항에 있어서,
    제2 뒷면을 가지고 있는 폴리싱 패드를 형성하고 상기 구멍 구역에서 상기 제2 뒷면으로부터 상기 폴리싱면까지 관통하여 상기 성형된 균질한 폴리싱 몸체에 배치된 구멍을 형성하기 위하여 상기 뒷면으로부터 균질한 폴리싱 몸체의 일부분을 제거하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판을 폴리싱하는 폴리싱 패드를 제조하는 방법.
49. 제46항에 있어서, 성형된 균질한 폴리싱 몸체를 형성하는 것은 상기 성형된 균질한 폴리싱 몸체의 뒷면에 근접하여 상기 구멍 구역의 가장 좁은 구역을 제공하고 상기 성형된 균질한 폴리싱 몸체의 폴리싱면에 상기 구멍 구역의 가장 넓은 구역을 제공하는 경사면을 가진 경사부를 가지고 있는 측벽을 포함하도록 상기 구멍 구역을 형성하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판을 폴리싱하는 폴리싱 패드를 제조하는 방법.
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52. 제46항에 있어서, 성형된 균질한 폴리싱 몸체를 형성하는 것은 열경화성 폴리우레탄 재료를 형성하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판을 폴리싱하는 폴리싱 패드를 제조하는 방법.
53. 제46항에 있어서, 복수의 중합가능한 재료를 혼합하는 것은, 성형된 균질한 폴리싱 몸체에 복수의 폐쇄 셀 기공을 형성하기 위해서, 복수의 중합가능한 재료에 기공유도중합체 재료를 첨가하는 것을 더 포함하고,
    각각의 폐쇄 셀 기공은 물리적인 뼈대를 가지고 있는 것을 특징으로 하는 기판을 폴리싱하는 폴리싱 패드를 제조하는 방법.
54. 제46항에 있어서, 복수의 중합가능한 재료를 혼합하는 것은 각각의 폐쇄 셀 기공이 물리적인 뼈대를 가지고 있지 않은 복수의 폐쇄 셀 기공을 성형된 균질한 폴리싱 몸체에 형성하기 위해서, 복수의 중합가능한 재료 또는 복수의 중합가능한 재료로 형성된 생산물에 가스를 주입하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판을 폴리싱하는 폴리싱 패드를 제조하는 방법.
55. 제46항에 있어서, 복수의 중합가능한 재료를 혼합하는 것은 이소시아네이트와 방향족 디아민 화합물을 혼합하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판을 폴리싱하는 폴리싱 패드를 제조하는 방법.
56. 제46항에 있어서, 복수의 중합가능한 재료를 혼합하는 것은 불투명한 성형된 균질한 폴리싱 몸체를 형성하기 위해서 복수의 중합가능한 재료에 불투명하게 하는 입자 충전제를 첨가하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판을 폴리싱하는 폴리싱 패드를 제조하는 방법.
57. 제46항에 있어서, 혼합물을 경화시키는 것은 먼저 상기 성형용 주형에서 부분적으로 경화시킨 다음 오븐에서 더욱 경화시키는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판을 폴리싱하는 폴리싱 패드를 제조하는 방법.

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