KR101620636B1 - 다중층 화학 기계 연마 패드 제조 공정 - Google Patents

다중층 화학 기계 연마 패드 제조 공정 Download PDF

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브렌다 하딩
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롬 앤드 하스 일렉트로닉 머티리얼스 씨엠피 홀딩스, 인코포레이티드
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Abstract

연마층을 제공하는 단계, 서브패드층을 제공하는 단계, 임의로 추가 층을 제공하는 단계, 비경화 반응성 핫 멜트 접착제를 제공하는 단계, 적어도 하나의 층의 표면상에 비경화 반응성 핫 멜트 접착제를 패턴으로 적용하는 단계, 다른 층 중 하나를 비경화 반응성 핫 멜트 접착제의 패턴 위에 적용하는 단계, 비경화 반응성 핫 멜트 접착제가 그 사이에 개재되도록 두 개의 층을 함께 압착하는 단계, 비경화 반응성 핫 멜트 접착제를 경화시켜 두 층 간에 반응성 핫 멜트 접착제 결합을 형성하는 단계를 포함하는, 다중층 화학 기계 연마 패드 제조 방법이다.
연마층, 서브패드층, 비경화 반응성 핫 멜트 접착제, 압착, 반응성 핫 멜트 접착제 결합

Description

다중층 화학 기계 연마 패드 제조 공정{A MULTILAYER CHEMICAL MECHANICAL POLISHING PAD MANUFACTURING PROCESS}
본 발명은 통상 화학 기계 연마 분야에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 화학 기계 연마 패드의 제조에 유용한 다중층 화학 기계 연마 패드 제조 공정에 관한 것이다.
집적 회로 및 기타 전자 소자의 제조에 있어서, 도체, 반도체 및 유전체 재료의 다중층이 반도체 웨이퍼의 표면상에 증착되고 또한 표면으로부터 제거된다. 도체, 반도체 및 유전체 재료의 박층은 다수의 증착 기술을 이용하여 증착될 수 있다. 현대 웨이퍼 가공에 있어서 통상의 증착 기술은, 특히 스퍼터링이라고도 알려진 물리 증착(PVD), 화학 증착(CVD), 플라즈마-증진 화학 증착(PECVD) 및 전기화학 도금을 포함한다. 통상의 제거 기술은, 특히 습식 및 건식의 등방성 및 이방성 에칭을 포함한다.
재료층이 순차적으로 증착 및 제거됨에 따라, 웨이퍼의 최외곽 표면은 평탄하지 않다. 후속 반도체 가공(예를 들어, 금속화)은 웨이퍼가 평탄한 표면을 가질 것을 요구하므로, 웨이퍼를 평탄화시켜야 한다. 평탄화는 바람직하지 않은 표면 지형 및 거친 표면, 응집 재료, 결정 격자 손상, 스크래치 및 오염된 층 또는 재료와 같은 표면 결함을 제거하는 데 유용하다.
화학 기계 평탄화, 또는 화학 기계 연마(CMP)는, 반도체 웨이퍼와 같은 작업편을 평탄화 또는 연마하는 데 사용되는 일반적인 기술이다. 종래의 CMP에 있어서, 웨이퍼 캐리어, 또는 연마 헤드가 캐리어 조립체에 장착된다. 연마 헤드는 웨이퍼를 고정시키고, CMP 장치내의 플래튼 또는 테이블에 장착된 연마 패드의 연마층과 접촉하도록 웨이퍼를 위치시킨다. 캐리어 조립체는 웨이퍼와 연마 패드 사이에 조절가능한 압력을 제공한다. 동시에, 연마 매질이 연마 패드상에 분배되고 웨이퍼와 연마층 사이의 갭으로 도입된다. 연마를 위해, 연마 패드와 웨이퍼는 통상 서로 상대 회전운동한다. 연마 패드가 웨이퍼 아래에서 회전함에 따라, 웨이퍼는 통상 환 형상의 연마 트랙, 또는 웨이퍼 표면이 연마층과 직접 대면하는 연마 영역을 쓸고 지나간다. 웨이퍼 표면은 연마층과 표면상의 연마 매질의 화학적 및 기계적 작용에 의해 연마되어 평탄화된다.
러더포드(Rutherford) 등의 미국특허 제6,007,407호는 상이한 재료로 된 2개의 층이 함께 적층되어 있는 다중층, 화학 기계 연마 패드를 개시하고 있다. 전형적인 2-층 연마 패드는 기판 표면을 연마하는 데 적합한 폴리우레탄과 같은 재료로 형성된 상부 연마층을 포함한다. 상부 연마층은 상기 연마층을 지지하기에 적합한 재료로 형성된 하부층 또는 "서브 패드"에 부착된다. 통상적으로, 상기 2개의 층은 감압 접착제를 이용하여 함께 결합된다. 그러나, 일부 연마 응용에서, 감압 접착제를 이용하여 함께 적층된 다중층 화학 기계 연마 패드는 연마 중에 박리되어, 연마 패드를 쓸모없게 만들고 연마 공정을 방해하는 경향을 갖는다.
상기 박리 문제를 해결하고자 하는 하나의 접근법이 로버트(Roberts) 등에게 허여된 미국특허 제7,101,275호에 개시되어 있다. 로버트 등은 화학 기계 연마용으로 탄성 적층 연마 패드를 개시하였는데, 패드는 감압 접착제가 아닌 반응성 핫 멜트 접착제에 의해 연마층에 결합된 베이스 층을 포함한다.
그러나, 사용 중의 내적 파괴(즉, 박리)에 저항하는 탄성 다중층 적층 화학 기계 연마 패드 및 이의 제조 방법이 지속적으로 요구되고 있다.
본 발명의 한 양태에 따르면, 연마층을 제공하는 단계; 서브패드층을 제공하는 단계; 비경화 반응성 핫 멜트 접착제를 제공하는 단계; 비경화 반응성 핫 멜트 접착제를 서브패드층에 평행한 라인 패턴으로 적용하는 단계; 연마층을 비경화 반응성 핫 멜트 접착제의 평행한 라인 패턴 위에 배치하여 연마 패드 스택을 형성하는 단계; 연마 패드 스택에 힘을 인가하여 연마층 및 서브패드층을 함께 압착하는 단계; 및 비경화 반응성 핫 멜트 접착제를 경화시켜 연마층과 서브패드층 간에 반응성 핫 멜트 접착제 결합을 형성하여 다중층 화학 기계 연마 패드를 형성하는 단계를 포함하는, 다중층 화학 기계 연마 패드 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 연마층을 제공하는 단계; 상면, 하면 및 적어도 두 개의 랩 어라운드 탭을 갖는 서브패드층을 제공하는 단계; 상면 및 하면을 갖는 배킹 플레이트를 제공하는 단계; 비경화 반응성 핫 멜트 접착제를 제공하는 단계; 서브패드층의 하면이 배킹 플레이트의 상면을 향하도록 서브패드층을 배킹 플레이트상에 배치하는 단계; 적어도 두 개의 랩 어라운드 탭을 배킹 플레이트의 하면까지 주위에 감싸고, 적어도 두 개의 랩 어라운드 탭을 배킹 플레이트의 하면에 고정하는 단계; 비경화 반응성 핫 멜트 접착제를 서브패드층의 상면에 평행한 라인 패턴으로 적용하는 단계; 연마층을 비경화 반응성 핫 멜트 접착제의 평행한 라인 패턴 위에 배치하여 연마 패드 스택을 형성하는 단계; 연마 패드 스택에 힘을 인가하여 연마층 및 서브패드층을 함께 압착하는 단계; 비경화 반응성 핫 멜트 접착제를 경화시켜 연마층과 서브패드층 간에 반응성 핫 멜트 접착제 결합을 형성하는 단계; 및 적어도 두 개의 랩 어라운드 탭을 서브패드층으로부터 제거하고, 서브패드층을 배킹 플레이트로부터 분리하는 단계를 포함하는, 다중층 화학 기계 연마 패드 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 연마층을 제공하는 단계; 상면, 하면 및 적어도 두 개의 랩 어라운드 탭을 갖는 서브패드층을 제공하는 단계; 상면 및 하면을 갖는 중간층을 제공하는 단계; 상면 및 하면을 갖는 배킹 플레이트를 제공하는 단계; 제1 비경화 반응성 핫 멜트 접착제를 제공하는 단계; 제2 비경화 반응성 핫 멜트 접착제를 제공하는 단계; 서브패드층의 하면이 배킹 플레이트의 상면을 향하도록 서브패드층을 배킹 플레이트상에 배치하는 단계; 적어도 두 개의 랩 어라운드 탭을 배킹 플레이트의 하면까지 주위에 감싸 적어도 두 개의 랩 어라운드 탭을 배킹 플레이트의 하면에 고정하는 단계; 제1 비경화 반응성 핫 멜트 접착제를 서브패드층의 상면에 제1 평행 라인 패턴으로 적용하는 단계; 중간층의 하면이 제1 평행 라인 패턴을 향하도록 중간층을 제1 평행 라인 패턴 위에 배치하는 단계; 제2 비경화 반응성 핫 멜트 접착제를 중간층의 상면에 제2 평행 라인 패턴으로 적용하는 단계; 연마층을 제2 평행 라인 패턴 위에 배치하여 연마 패드 스택을 형성하는 단계; 연마 패드 스택에 힘을 인가하여 연마층 및 서브패드층을 서로에 대하여 압착하는 단계; 제1 비경화 반응성 핫 멜트 접착제 및 제2 비경화 반응성 핫 멜트 접착제를 경화시켜 서브패드층과 중간층 간에 제1 반응성 핫 멜트 접착제 결합 및 중간층과 연마층 간에 제2 반응성 핫 멜트 접착제 결합을 형성하는 단계; 및 적어도 두 개의 랩 어라운드 탭을 서브패드층으로부터 제거하고, 서브패드층을 배킹 플레이트로부터 분리하는 단계를 포함하는, 다중층 화학 기계 연마 패드 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 또 다른 양상에 따르면, 연마층을 제공하는 단계; 상면, 하면 및 적어도 두 개의 천공된 랩 어라운드 탭을 갖는 서브패드층을 제공하는 단계; 상면 및 하면을 갖는 배킹 플레이트를 제공하는 단계; 서브패드층을 배킹 플레이트에 용이하게 부착하도록 설계된 적어도 두 개의 리세스 영역을 갖는 희생층을 제공하는 단계; 비경화 반응성 핫 멜트 접착제를 제공하는 단계; 제1 감압 접착제를 제공하는 단계; 제2 감압 접착제를 제공하는 단계; 이형 라이너를 제공하는 단계; 제1 감압 접착제를 서브패드층의 하면에 적용하는 단계; 제1 감압 접착제가 이형 라이너와 서브패드층의 하면 사이에 배치되도록 이형 라이너를 제1 감압 접착제 위에 배치하는 단계; 제2 감압 접착제를 희생층에 적용하는 단계; 제2 감압 접착제가 희생층과 배킹 플레이트의 하면 사이에 개재되고, 제2 감압 접착제가 희생층을 배킹 플레이트의 하면에 고정하도록 희생층을 배킹 플레이트의 하면상에 배치하는 단계; 이형 라이너를 적어도 두 개의 랩 어라운드 탭으로부터 제거하여 적용된 제1 감압 접착제를 노출하는 단계; 서브패드층의 하면이 배킹 플레이트의 상면을 향하도록 서브패드층을 배킹 플레이트상에 배치하는 단계; 적어도 두 개의 랩 어라운드 탭을 배킹 플레이트의 하면까지 주위에 감싸고, 제1 감압 접착제를 사용하여 적어도 두 개의 랩 어라운드 탭을 배킹 플레이트의 하면에 고정하는 단계; 비경화 반응성 핫 멜트 접착제를 서브패드층의 상면에 평행 라인 패턴으로 적용하는 단계; 연마층을 비경화 반응성 핫 멜트 접착제의 평행 라인 패턴 위에 배치하여 연마 패드 스택을 형성하는 단계; 연마 패드 스택에 힘을 인가하여 연마층 및 서브패드층을 함께 압착하는 단계; 비경화 반응성 핫 멜트 접착제를 경화시켜 연마층과 서브패드층 간에 반응성 핫 멜트 접착제 결합을 형성하는 단계; 및 적어도 두 개의 랩 어라운드 탭을 서브패드층으로부터 제거하고, 서브패드층을 배킹 플레이트로부터 분리하는 단계를 포함하는, 다중층 화학 기계 연마 패드 제조 방법을 제공한다.
화학 기계 연마 패드 또는 연마 패드 구성요소(예를 들어, 연마층, 서브패드층, 희생층, 연마 패드 스택)와 관련하여 본원 및 첨부된 특허청구범위에서 사용하는 "실질적으로 원형 단면"이란 용어는, 연마 패드 또는 연마 패드 구성요소의 중심축으로부터 외주연까지의 단면의 가장 긴 반지름(r)이 중심축으로부터 외주연까지의 가장 짧은 반지름(r)보다 20% 이하 더 길다는 점을 의미한다(도 5 참조).
본 발명의 다중층 화학 기계 연마 패드 제조 방법에 대한 몇몇 예시적인 실시양태가 본 명세서에 기재되어 있다. 본 명세서에 기재한 예시적인 실시양태 중 하나 이상을 포함하는 조합을 구체적으로 고려하고, 본 명세서에 기재한 소정의 내용은 본 기술분야의 당업자에게는 명백하다.
몇몇 실시양태에서, 본 발명의 방법은, 연마층을 제공하는 단계; 서브패드층을 제공하는 단계; 비경화 반응성 핫 멜트 접착제를 제공하는 단계; 비경화 반응성 핫 멜트 접착제를 서브패드층에 평행한 라인 패턴으로 적용하는 단계; 연마층을 비경화 반응성 핫 멜트 접착제의 평행한 라인 패턴 위에 배치하여 연마 패드 스택을 형성하는 단계; 연마 패드 스택에 힘을 인가하여 연마층 및 서브패드층을 함께 압착하는 단계; 및 비경화 반응성 핫 멜트 접착제를 경화시켜 연마층과 서브패드층 간에 반응성 핫 멜트 접착제 결합을 형성하여 다중층 화학 기계 연마 패드를 형성하는 단계를 포함한다. 이러한 실시양태의 일부에서, 본 방법은, 서브패드층에 적어도 두 개의 랩 어라운드 탭을 제공하는 단계; 상면 및 하면을 갖는 배킹 플레이트를 제공하는 단계; 비경화 반응성 핫 멜트 접착제를 적용하기 전에, 서브패드층의 하면이 배킹 플레이트의 상면을 향하고, 적어도 두 개의 랩 어라운드 탭을 배킹 플레이트의 하면까지 주위에 감싸고, 적어도 두 개의 랩 어라운드 탭을 배킹 플레이트의 하면에 고정하도록 서브패드층을 배킹 플레이트상에 배치하는 단계; 및 연마층과 서브패드층 간에 반응성 핫 멜트 접착제 결합을 형성한 후에, 적어도 두 개의 랩 어라운드 탭을 서브패드층으로부터 제거하고, 연마 패드 스택을 배킹 플레이트로부터 분리하는 단계를 더 포함한다.
몇몇 실시양태에서, 본 발명의 방법은 공지된 방법을 이용하여 랩 어라운드 탭을 배킹 플레이트에 고정하는 단계를 포함한다. 이러한 실시양태의 일부에서, 본 방법은, 테이프, 스테이플, 접착제, 후크 및 루프 패스너(예를 들어 벨크로(Velcro)®), 버튼, 후크, 및 배킹 플레이트의 하면에 고정된 희생층의 리세스 영역으로의 랩 어라운드 탭의 형태 맞물림 중 적어도 하나를 사용하여 랩 어라운드 탭을 배킹 플레이트에 고정하는 단계를 포함한다.
몇몇 실시양태에서, 본 발명의 방법은 비경화 반응성 핫 멜트 접착제를 서브패드층의 상면에 평행한 라인 패턴으로 적용하는 단계를 포함한다. 이러한 실시양태의 일부에서, 본 방법은 비경화 반응성 핫 멜트 접착제를 10 라인 이상; 바람직하게는 20 라인 이상; 더욱 바람직하게는 40 라인 이상; 더욱 바람직하게는 60 라인 이상을 포함하는 패턴으로 비경화 반응성 핫 멜트 접착제를 적용하는 단계를 포함한다. 이러한 실시양태의 일부에서, 본 방법은 비경화 반응성 핫 멜트 접착제를 6,500 내지 14,000 g/㎠, 바람직하게는 8,350 내지 12,100 g/㎠의 코팅량으로 적용하는 단계를 포함한다. 이러한 실시양태의 일부에서, 본 방법은 평행한 라인 패턴을 적용하는 단계를 포함하고, 패턴의 각 라인은 0.05 내지 0.20㎜, 바람직하게는 0.0762 내지 0.172㎜의 두께로 적용된다. 이러한 실시양태의 일부에서, 본 방법은 평행한 라인 패턴을 적용하는 단계를 포함하고, 패턴의 각 라인은 1.5 내지 3.25㎜, 바람직하게는 1.58 내지 3.18㎜의 폭으로 적용된다. 이러한 실시양태의 일부에서, 본 방법은 평행한 라인 패턴을 적용하는 단계를 포함하고, 패턴의 각 라인은 1.5 내지 3.25㎜, 바람직하게는 1.58 내지 3.18㎜의 인접 라인 간 간격으로 적용된다. 이러한 실시양태의 일부에서, 본 방법은 평행한 라인 패턴을 적용하는 단계를 포함하고, 패턴의 각 라인은 0.05 내지 0.20㎜, 바람직하게는 0.0762 내지 0.172㎜의 두께; 1.5 내지 3.25㎜, 바람직하게는 1.58 내지 3.18㎜의 폭; 및 1.5 내지 3.25㎜, 바람직하게는 1.58 내지 3.18㎜의 인접 라인 간 간격으로 적용된다. 이러한 실시양태의 일부에서, 본 방법은 평행한 라인 패턴을 적용하는 단계를 포함하고, 평행한 라인 패턴은 평행한 라인 사이에 배치되는 골(valley)을 갖는다. 이러 한 실시양태의 일부에서, 본 방법은 평행한 라인 패턴을 적용하는 단계를 포함하고, 각 골의 중심에서 평행한 라인 사이의 골에 적용되는 비경화 반응성 핫 멜트 접착제의 두께는 각 라인의 중심에서 적용된 비경화 반응성 핫 멜트 접착제 두께의 5% 이하이다. 이러한 실시양태의 일부에서, 본 방법은 50 내지 150℃, 바람직하게는 115 내지 135℃의 용융 온도 및 용융후 90분 이하의 가사 시간을 나타내는 비경화 반응성 핫 멜트 접착제를 적용하는 단계를 포함한다. 이러한 실시양태의 일부에서, 본 방법은 폴리우레탄 수지(예를 들어, 롬 앤드 하스 컴퍼니(Rohm and Haas Company)로부터 입수가능한 모르-멜트(Mor-Melt)TM R5003)를 포함한 비경화 반응성 핫 멜트 접착제를 적용하는 단계를 포함한다.
몇몇 실시양태에서, 본 발명의 방법은 적어도 하나의 반응성 핫 멜트 접착제 결합을 형성하는 단계를 포함한다. 이러한 실시양태의 일부에서, 본 방법은 적어도 하나의 반응성 핫 멜트 접착제 결합을 형성하는 단계를 포함하고, 적어도 하나의 결합을 형성하는 경화된 반응성 핫 멜트 접착제의 두께는 적어도 하나의 결합에 걸쳐 균일하다. 이러한 실시양태의 일부에서, 경화된 반응성 핫 멜트 접착제의 두께는 적어도 하나의 결합에 걸쳐 1% 이하, 바람직하게는 0.5% 이하로 다양하다. 이러한 실시양태의 일부에서, 본 방법은 적어도 하나의 완전 피복 반응성 핫 멜트 접착제 결합을 형성하는 단계를 포함하고, 적어도 하나의 완전 피복 반응성 핫 멜트 접착제 결합을 형성하는 경화된 반응성 핫 멜트 접착제의 두께는 적어도 하나의 결합에 걸쳐 1% 이하, 바람직하게는 0.5% 이하로 다양하고, 적어도 하나의 완전 피 복 결합은 결합된 인접 연마 패드층의 대향 표면의 95% 이상, 바람직하게는 98% 이상, 더욱 바람직하게는 99% 이상으로 접착제와 접촉하게 한다. 이러한 실시양태의 일부에서, 본 방법은 다중층 화학 기계 연마 패드의 임의의 층 사이에 반응성 핫 멜트 접착제 결합을 형성하는 단계를 포함하고, 반응성 핫 멜트 접착제 결합은 ASTM 1876-01에 의해 결정된 바와 같이 305 ㎜/분에서 111N 이상의 T-박리 강도를 보인다. 이러한 실시양태의 일부에서, 본 방법은 ASTM 1876-01에 의해 결정된 바와 같이 305 ㎜/분에서 111N 내지 180N의 T-박리 강도를 갖는 반응성 핫 멜트 접착제 결합을 형성하는 단계를 포함한다. 이러한 실시양태의 일부에서, 본 방법은 결합된 층 중 적어도 하나의 인열 강도를 초과하는 T-박리 강도를 갖는 반응성 핫 멜트 접착제 결합을 형성하는 단계를 포함한다.
몇몇 실시양태에서, 본 발명의 방법은, 두 개의 닙 롤러를 제공하는 단계; 및 연마 패드 스택을 두 개의 닙 롤러 사이에 통과시켜 반응성 핫 멜트 접착제 결합에 의해 결합되는 층 사이의 공기 방울을 제거하는 단계를 더 포함한다.
몇몇 실시양태에서, 본 발명의 방법은, 서브패드층을 배킹 플레이트에 용이하게 고정하도록 설계된 적어도 두 개의 리세스 영역을 갖는 희생층을 제공하는 단계; 및 희생층을 배킹 플레이트의 하면상에 배치하는 단계를 더 포함한다.
몇몇 실시양태에서, 본 발명의 방법은, 적어도 두 개의 랩 어라운드 탭과 맞물리도록 설계된 적어도 두 개의 리세스 영역을 갖는 희생층을 제공하는 단계; 희생층을 배킹 플레이트의 하면상에 배치하는 단계; 및 적어도 두 개의 랩 어라운드 탭을 적어도 두 개의 리세스 영역과 맞물리게 하는 단계를 더 포함한다. 이러한 실시양태의 일부에서, 적어도 두 개의 랩 어라운드 탭은 희생층과 물리적으로 접촉하지 않는다.
몇몇 실시양태에서, 본 발명의 방법은, 적어도 두 개의 랩 어라운드 탭과 맞물림 결합하도록 설계된 적어도 두 개의 리세스 영역을 갖는 희생층을 제공하는 단계; 희생층을 배킹 플레이트의 하면상에 배치하는 단계; 및 적어도 두 개의 랩 어라운드 탭을 적어도 두 개의 리세스 영역과 맞물리게 하는 단계를 더 포함한다.
몇몇 실시양태에서, 본 발명의 방법은, 적어도 두 개의 랩 어라운드 탭과 맞물리도록 설계된 적어도 두 개의 리세스 영역을 갖는 희생층을 제공하는 단계; 감압 접착제를 제공하는 단계; 희생층과 배킹 플레이트의 하면 사이에 감압 접착제가 개재되도록 희생층을 배킹 플레이트의 하면상에 배치하는 단계; 및 적어도 두 개의 랩 어라운드 탭을 적어도 두 개의 리세스 영역과 맞물리게 하는 단계를 더 포함하고, 감압 접착제는 희생층을 배킹 플레이트에 고정시킨다. 이러한 실시양태의 일부에서, 적어도 두 개의 랩 어라운드 탭은 희생층과 물리적으로 접촉하지 않는다. 이러한 실시양태의 일부에서, 적어도 두 개의 랩 어라운드 탭은 적어도 두 개의 리세스 영역과 결합하도록 설계되고, 적어도 두 개의 랩 어라운드 탭을 적어도 두 개의 리세스 영역과 맞물리게 하는 단계는 적어도 두 개의 리세스 영역을 적어도 두 개의 랩 어라운드 탭과 맞물리게 하는 단계를 포함한다.
몇몇 실시양태에서, 본 발명의 방법은 적어도 두 개의 랩 어라운드 탭을 용이하게 제거하도록 서브패드층에 천공부를 제공하는 단계를 더 포함한다.
몇몇 실시양태에서, 본 발명의 방법은 적어도 두 개의 랩 어라운드 탭과 배 킹 플레이트의 하면 사이에 개재되는 감압 접착제를 제공하는 단계를 더 포함하고, 감압 접착제는 적어도 두 개의 랩 어라운드 탭을 배킹 플레이트에 고정시킨다.
몇몇 실시양태에서, 본 발명의 방법은, 서브패드층의 하면에 적용되는 감압 접착제를 제공하는 단계; 및 이형 라이너를 제공하는 단계를 더 포함하고, 감압 접착제는 이형 라이너와 서브패드층의 하면 사이에 개재되고, 이형 라이너는 감압 접착제와 배킹 플레이트의 상면 사이에 개재된다.
몇몇 실시양태에서, 본 발명의 방법은, 서브패드층의 하면에 적용되는 감압 접착제를 제공하는 단계; 및 이형 라이너를 제공하는 단계를 더 포함하고, 감압 접착제는 서브패드층의 하면과 이형 라이너 사이에 개재되고, 이형 라이너는 감압 접착제와 배킹 플레이트의 상면 사이에 개재되고, 적어도 두 개의 랩 어라운드 탭에 적용되는 감압 접착제가 적어도 두 개의 랩 어라운드 탭을 배킹 플레이트의 하면에 고정하도록 적어도 두 개의 랩 어라운드 탭에는 이형 라이너가 부재한다.
몇몇 실시양태에서, 본 발명의 방법은, 연마층을 제공하는 단계; 상면, 하면 및 적어도 두 개의 천공된 랩 어라운드 탭을 갖는 서브패드층을 제공하는 단계; 상면 및 하면을 갖는 배킹 플레이트를 제공하는 단계; 서브패드층을 배킹 플레이트에 용이하게 부착하도록 설계된 적어도 두 개의 리세스 영역을 갖는 희생층을 제공하는 단계; 비경화 반응성 핫 멜트 접착제를 제공하는 단계; 제1 감압 접착제를 제공하는 단계; 제2 감압 접착제를 제공하는 단계; 이형 라이너를 제공하는 단계; 제1 감압 접착제를 서브패드층의 하면에 적용하는 단계; 제1 감압 접착제가 이형 라이너와 서브패드층의 하면 사이에 배치되도록 이형 라이너를 제1 감압 접착제 위에 배치하는 단계; 제2 감압 접착제를 희생층에 적용하는 단계; 제2 감압 접착제가 희생층과 배킹 플레이트의 하면 사이에 개재되고, 제2 감압 접착제가 희생층을 배킹 플레이트의 하면에 고정하도록 희생층을 배킹 플레이트의 하면상에 배치하는 단계; 이형 라이너를 적어도 두 개의 랩 어라운드 탭으로부터 제거하여 적용된 제1 감압 접착제를 노출하는 단계; 서브패드층의 하면이 배킹 플레이트의 상면을 향하도록 서브패드층을 배킹 플레이트상에 배치하는 단계; 적어도 두 개의 랩 어라운드 탭을 배킹 플레이트의 하면까지 주위에 감싸고, 제1 감압 접착제를 사용하여 적어도 두 개의 랩 어라운드 탭을 배킹 플레이트의 하면에 고정하는 단계; 비경화 반응성 핫 멜트 접착제를 서브패드층의 상면에 바람직하게는 10 이상의 평행 라인, 더욱 바람직하게는 20 이상의 평행 라인, 더욱 바람직하게는 40 이상의 평행 라인, 더욱 바람직하게는 10 내지 200 평행 라인 패턴으로 적용하는 단계; 연마층을 비경화 반응성 핫 멜트 접착제의 평행 라인 패턴 위에 배치하는 단계; 연마층 및 서브패드층을 함께 압착하고, 비경화 반응성 핫 멜트 접착제를 경화시켜 연마층과 서브패드층 간에 반응성 핫 멜트 접착제 결합 - 상기 반응성 핫 멜트 접착제 결합의 T-박리 강도는 ASTM 1876-01에 따라 결정되는 바와 같이 305 ㎜/분에서 111N 이상, 바람직하게는 305 ㎜/분에서 111N 내지 180N 임 - 을 형성하는 단계; 및 적어도 두 개의 랩 어라운드 탭을 서브패드층으로부터 제거하고, 서브패드층을 배킹 플레이트로부터 분리하는 단계를 포함한다. 이러한 실시양태의 일부에서, 형성된 반응성 핫 멜트 접착제 결합의 T-박리 강도는 반응성 핫 멜트 접착제 결합에 의해 결합되는 층 중 적어도 하나의 인열 강도를 초과한다. 이러한 실시양태의 일부에서, 반응성 핫 멜 트 접착제 결합에 의해 결합되는 다중층 화학 기계 연마 패드의 층은 서브패드층 및 연마층을 포함한다.
몇몇 실시양태에서, 본 발명의 방법은, 연마층을 제공하는 단계; 상면, 하면 및 적어도 두 개의 랩 어라운드 탭을 갖는 서브패드층을 제공하는 단계; 상면 및 하면을 갖는 중간층을 제공하는 단계; 상면 및 하면을 갖는 배킹 플레이트를 제공하는 단계; 제1 비경화 반응성 핫 멜트 접착제를 제공하는 단계; 제2 비경화 반응성 핫 멜트 접착제를 제공하는 단계; 서브패드층의 하면이 배킹 플레이트의 상면을 향하도록 서브패드층을 배킹 플레이트상에 배치하는 단계; 적어도 두 개의 랩 어라운드 탭을 배킹 플레이트의 하면까지 주위에 감싸 적어도 두 개의 랩 어라운드 탭을 배킹 플레이트의 하면에 고정하는 단계; 제1 비경화 반응성 핫 멜트 접착제를 서브패드층의 상면에 제1 평행 라인 패턴으로 적용하는 단계; 중간층의 하면이 제1 평행 라인 패턴을 향하도록 중간층을 제1 평행 라인 패턴 위에 배치하는 단계; 제2 비경화 반응성 핫 멜트 접착제를 중간층의 상면에 제2 평행 라인 패턴으로 적용하는 단계; 연마층을 제2 평행 라인 패턴 위에 배치하여 연마 패드 스택을 형성하는 단계; 연마 패드 스택에 힘을 인가하여 연마층 및 서브패드층을 서로에 대하여 압착하는 단계; 제1 비경화 반응성 핫 멜트 접착제 및 제2 비경화 반응성 핫 멜트 접착제를 경화시켜 서브패드층과 중간층 간에 제1 반응성 핫 멜트 접착제 결합 및 중간층과 연마층 간에 제2 반응성 핫 멜트 접착제 결합을 형성하는 단계; 및 적어도 두 개의 랩 어라운드 탭을 서브패드층으로부터 제거하고, 서브패드층을 배킹 플레이트로부터 분리하는 단계를 포함한다. 이러한 실시양태의 일부에서, 제1 비경화 반응성 핫 멜트 접착제로서 사용하기 위하여 선택된 비경화 반응성 핫 멜트 접착제는 제2 비경화 반응성 핫 멜트 접착제로서 사용하기 위하여 선택된 비경화 반응성 핫 멜트 접착제와 성분상 동일하거나 상이하다. 이러한 실시양태의 일부에서, 제1 비경화 반응성 핫 멜트 접착제는 제2 비경화 반응성 핫 멜트 접착제가 적용되는 평행 라인 패턴과 동일하거나 상이한 평행 라인 패턴으로 적용된다. 본 기술분야의 당업자는 상이한 반응성 핫 멜트 접착제 결합은 상술한 바와 같이 동시에 또는 연속하여(예를 들어, 제1 반응성 핫 멜트 접착제 결합을 형성하고, 제2 비경화 반응성 핫 멜트 접착제를 적용하고, 연마층/중간층을 제2 비경화 반응성 핫 멜트 접착제 위에 배치하고, 힘을 인가하고, 제2 비경화 반응성 핫 멜트 접착제를 경화시켜 제2 반응성 핫 멜트 접착제 결합을 형성함) 형성될 수 있다는 점을 이해한다. 이러한 실시양태의 일부에서, 본 방법은, 연마 패드 스택의 서브패드층과 연마층 사이에 배치되는 적어도 하나의 추가 중간층을 제공하고, 적어도 하나의 추가 중간층을 연마 패드 스택의 서브패드층, 연마층, 중간층 또는 또 다른 추가 중간층에 결합하는 단계를 더 포함한다. 이러한 실시양태의 일부에서, 적어도 하나의 추가 중간층은 감압 접착제 결합, 반응성 핫 멜트 접착제 결합 및 접촉 접착제 결합 중 적어도 하나를 이용하여 연마 패드 스택에서 결합된다.
몇몇 실시양태에서, 본 발명의 방법은, 화학 기계 연마 작업의 현장 모니터링을 가능하게 하는 창을 갖는 다중층 화학 기계 연마 패드의 제조를 용이하게 하도록 적어도 하나의 개구를 연마 패드 스택에 제공하는 단계를 더 포함한다. 이러한 실시양태의 일부에서, 본 방법은, 원형 단면, 타원형 단면 및 사각타원 형(squoval) 단면으로부터 선택된 단면을 갖는 적어도 하나의 개구를 제공하는 단계를 포함한다. 이러한 실시양태의 일부에서, 본 방법은 원형 단면을 갖는 적어도 하나의 개구를 제공하는 단계를 포함한다. 이러한 실시양태의 일부에서, 본 방법은 타원형 단면을 갖는 적어도 하나의 개구를 제공하는 단계를 포함한다. 이러한 실시양태의 일부에서, 본 방법은 사각타원형 단면을 갖는 적어도 하나의 개구를 제공하는 단계를 포함한다. 이러한 실시양태의 일부에서, 본 방법은, 서브패드층, 연마층 및 임의의 중간층을 제공하는 단계를 포함하고, 이와 같은 각 층은 적어도 하나의 개구를 제공하여 창의 도입을 용이하게 한 후 연마 패드 스택에 도입된다. 이러한 실시양태의 일부에서, 본 방법은, 서브패드층, 연마 패드층 및 임의의 중간층으로부터 선택된 적어도 하나의 층을 제공하는 단계를 포함하고, 이와 같은 적어도 하나의 층은 개구를 제공하지 않는다(예를 들어, 이와 같은 층은 현장 모니터링에 사용한 광의 파장에 투명할 수 있다). 이러한 실시양태의 일부에서, 본 발명의 방법은, 각 층을 조합하여 연마 패드 스택을 형성한 후, 창의 도입을 용이하게 하도록 절단, 연소 또는 연마 패드 스택에 적어도 하나의 개구를 형성하는 단계를 더 포함한다.
몇몇 실시양태에서, 본 발명의 방법은, 생성된 다중층 화학 기계 연마 패드에 창 블록을 도입하는 단계를 더 포함한다. 이러한 실시양태의 일부에서, 본 방법은, 창 블록을 연마 패드 스택의 홀에 삽입한 후 연마 패드 스택에 힘을 인가하여 비경화 반응성 핫 멜트 접착제를 경화시키는 단계를 더 포함한다. 이러한 실시양태의 일부에서, 본 방법은, 창 접착제를 제공하는 단계; 반응성 핫 멜트 접착제 결합이 형성된 후 창 블록을 연마 패드 스택의 홀에 삽입하는 단계; 및 창 접착제로 창 블록을 홀에 고정하는 단계를 더 포함한다. 이러한 실시양태의 일부에서, 본 방법은, 감압 접착제, 접촉 접착제 및 반응성 핫 멜트 접착제로부터 선택된 창 접착제를 제공하는 단계를 더 포함한다.
몇몇 실시양태에서, 본 발명의 방법은, 화학 기계 연마 패드에 사용하기 적절한 물질로부터 선택된 서브패드층을 제공하는 단계를 포함한다. 이러한 실시양태의 일부에서, 본 방법은 탄성 중합체 물질을 포함한 서브패드층을 제공하는 단계를 포함한다. 이러한 실시양태의 일부에서, 본 방법은 폴리우레탄 함침 펠트 및 폴리우레탄 폼으로부터 선택한 물질을 포함한 서브패드층을 제공하는 단계를 포함한다. 이러한 실시양태의 일부에서, 본 방법은 폴레우레탄 함침 펠트로부터 선택된 서브패드층을 제공하는 단계를 포함한다. 이러한 실시양태의 일부에서, 본 방법은 폴리우레탄 폼으로부터 선택된 서브패드층을 제공하는 단계를 포함한다. 이러한 실시양태의 일부에서, 본 방법은 폐쇄 기공 폴리우레탄 폼으로부터 선택된 서브패드층을 제공하는 단계를 포함한다. 이러한 실시양태의 일부에서, 본 방법은 버핑된 고밀도 우레탄 폼으로부터 선택된 서브패드층을 제공하는 단계를 포함한다.
본 발명의 방법을 실시 시, 본 기술분야의 당업자는 소정의 연마 작업에 사용하기 위한 소정의 다중층 화학 기계 연마 패드에 목적하는 기계적 특성을 제공하기 적합한 두께를 갖는 서브패드층을 선택한다는 것을 이해한다. 이러한 실시양태의 일부에서, 본 발명의 방법은 0.75 내지 2.5㎜, 바람직하게는 0.75 내지 2.0㎜의 두께를 갖는 서브패드층을 제공하는 단계를 포함한다.
본 발명의 방법을 실시 시, 본 기술분야의 당업자는 적절한 두께 및 구성 물질을 갖는 배킹 플레이트를 제공한다는 것을 이해한다. 이러한 실시양태의 일부에서, 본 방법은 2.54 내지 5.1㎜의 두께를 갖는 배킹 플레이트를 제공하는 단계를 포함한다. 몇몇 실시양태에서, 본 발명의 방법은 알루미늄 및 아크릴 시트로부터 선택된 물질로 구성된 배킹 플레이트를 제공하는 단계를 포함한다.
몇몇 실시양태에서, 본 발명의 방법은, 폴리카보네이트, 폴리술폰, 나일론, 폴리에테르, 폴리에스테르, 폴리스티렌, 아크릴 중합체, 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리비닐클로라이드, 폴리비닐플루오라이드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부타디엔, 폴리에틸렌 이민, 폴리우레탄, 폴리에테르 술폰, 폴리아미드, 폴리에테르 이미드, 폴리케톤, 에폭시, 실리콘, EPDM 및 이들의 조합으로부터 선택된 중합체를 포함하는 중합체 물질로부터 제조된 연마층을 제공하는 단계를 포함한다. 이러한 실시양태의 일부에서, 본 방법은 폴리우레탄을 포함하는 연마층을 제공하는 단계를 포함한다.
본 발명의 방법을 실시 시, 본 기술분야의 당업자는 소정의 연마 작업을 위한 소정의 다중층 화학 기계 연마 패드에 사용하기 적합한 두께를 갖는 연마층을 선택하는 것을 이해할 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 본 발명의 방법은 20 내지 150 밀의 평균 두께를 나타내는 연마층을 제공하는 단계를 포함한다. 이러한 실시양태의 일부에서, 본 방법은 30 내지 125 밀, 더욱 바람직하게는 40 내지 120 밀의 평균 두께를 나타내는 연마층을 제공하는 단계를 포함한다.
몇몇 실시양태에서, 본 발명의 방법은, 배킹 플레이트, 서브패드층, 연마층, 희생층 및 임의의 중간층으로부터 선택된 적어도 하나의 층을 제공하는 단계를 포함하고, 적어도 하나의 층은 실질적으로 원형 단면을 갖는다. 이러한 실시양태의 일부에서, 본 방법은, 실질적으로 원형 단면을 갖는 다중층 화학 기계 연마 패드를 제공하도록 연마 패드 스택을 커팅, 다이 스탬핑, 기계 가공하는 단계를 더 포함한다. 이러한 실시양태의 일부에서, 본 방법은 600 내지 1,600㎜, 바람직하게는 600 내지 1,200㎜ 직경의 실질적으로 원형 단면을 갖는 다중층 화학 기계 연마 패드를 제공하는 단계를 포함한다.
본 기술분야의 당업자는 다양한 연마 패드층을 연마 패드 스택에 상이하게 배향할 수 있다는 점을 이해한다. 예를 들어, 본 발명의 방법에 관한 몇몇 실시양태에서, 적어도 두 개의 랩 어라운드 탭을 갖는 서브패드층은 배킹 플레이트에 고정된 적어도 두 개의 랩 어라운드 탭을 갖는 연마층과 교체할 수 있고, 연마층은 서브패드층과 교체하여 연마 패드 스택을 형성할 수 있다.
이제, 본 발명의 몇몇 실시양태에 대하여 이하의 실시예에서 상세하게 기술한다. 실시예는 중심축(52) 및 반지름(r)(예를 들어, 도 5를 참조)과 실질적으로 원형 단면을 갖는 다중층 화학 기계 연마 패드의 제조를 포함한다. 그러나, 본 명세서에서 제공한 내용을 기초로, 본 기술분야의 당업자는, 예를 들어 다각형, 환형, 타원형 및 무정형과 같은 다른 기하학적 단면을 갖는 다중층 화학 기계 연마 패드를 제조하는 데 본 발명의 방법을 이용한다는 점을 이해할 것이다.
실시예
실시예에서 기술하는 다중층 화학 기계 연마 패드는 블랙 브라더즈(Black Brothers) 775 핫 멜트 스프레더(Hot Melt Spreader) 및 에어-포드 프레스(air-pod press)를 사용하여 제조하였다. 블랙 브라더즈 775 핫 멜트 스프레더는 3 롤 시스템, 즉 탑 코팅 롤, 탑 닥터 롤 및 보텀 롤을 갖추고 있는데, 닥터 롤의 온도는 제어되었다. 탑 닥터 롤 및 보텀 롤은 둘 다 크롬이었다. 탑 코팅 롤은 실리콘 고무 코팅을 갖는다. 롤의 길이는 44"이고, 탑 코팅 롤 및 보텀 롤의 직경은 7.5"이다. 알루미늄 및 아크릴 배킹 플레이트를 사용하였다. 사용된 배킹 플레이트의 두께는 0.125"이었다. 실시예에서 사용된 반응성 핫 멜트 접착제는 (롬 앤드 하스(Rohm and Haas)로부터 상업적으로 입수가능한) 모르-멜트(Mor-Melt)TM R-5003이었다.
블랙 브라더즈 775 핫 멜트 스프레더(100)를 작동시키고, 닥터 롤을 가열하였다. 닥터 롤의 온도가 증가함에 따라, 닥터 롤에 인접한 코팅 롤의 온도도 증가하였다. 코팅 롤이 230oF의 온도에 도달할 때까지 시스템을 작동시켰다. 이어서, 비경화 반응성 핫 멜트 접착제를 탑 코팅 롤(130)과 탑 닥터 롤(120) 사이에 형성된 트러프(trough)(140)에 공급하였다(도 6 참조). 7 내지 15 g/ft2의 코팅량(coat weight)을 제공하도록 닥터 롤의 온도가 조정되었다. 이어서, 목적하는 접착제 라인 폭을 갖는 비경화 반응성 핫 멜트의 패턴을 서브패드층에 용이하게 전사하도록 탑 코팅 롤과 보텀 롤 사이의 갭이 조정되었다. 코팅 롤 간의 갭이 0으로부터 증가함에 따라, 서브패드로 전사되는 비경화 핫 멜트 접착제는 균일한 비패턴화층으로부터 평행한 접착제 라인의 패턴을 포함한 텍스처화층으로 변한다. 갭이 더욱 증가하면 접착제 라인은 더 가늘어지고, 그 사이의 간격은 더 커진다.
(도 4a 내지 7b에 도시한 바와 같이) 화학 기계 연마 패드 제조 조립체(40)를 제공하였다. 특히, (도 1, 4b, 5, 7a 및 7b에 도시한 바와 같이) 하면(12), 상면(16) 및 외주부(15)를 갖는 배킹 플레이트(10)를 제공하였다. 상술한 바와 같이, 사용된 배킹 플레이트는 알루미늄 또는 아크릴 시트이고, 그 두께는 0.125"이었다. (도 2, 4b, 5, 7a 및 7b에 도시한 바와 같이) 상면(21), 하면(23) 및 두 개의 랩 어라운드 탭(wrap around tab)(26)을 갖는 서브패드층(20)을 제공하였는데; 두 개의 랩 어라운드 탭(26)은 서브패드층(20)으로부터 두 개의 랩 어라운드 탭(26)의 분리를 용이하게 하는 천공부(28)를 갖고; 랩 어라운드 탭은 서브패드층의 외주(29)를 따라 거리 D만큼 연장되고, 천공부(28)로부터 길이 L만큼 연장되고, 랩 어라운드 탭은 배킹 플레이트(10)의 외주부(15) 주위를 감싸고, 배킹 플레이트(10)의 하면(12)을 따라 적어도 부분적으로 연장되도록 설계되었다. (도 4b, 7a 및 7b에 도시한 바와 같이) 제1 감압 접착제(22) 및 이형 라이너(24)를 제공하였다. 제1 감압 접착제(22)는 서버패드층(20)의 하면(23)에 적용되고, 이형 라이너(24)는 제1 감압 접착제 위에 적용되었다. (도 3 내지 5, 7a 및 7b에 도시한 바와 같이) 두 개의 랩 어라운드 탭(26)과 맞물리도록 설계된 리세스 영역(38)을 갖도록 희생층(30)을 제공하였다. 제2 감압 접착제(32)를 제공하였다. 제2 감압 접착제(32)는 희생층(30)에 적용되었다. 서브패드층(20)의 하면(23)이 배킹 플레이트(10)의 상면(16)을 향하도록 배킹 플레이트(10)상에 서브패드층(20)을 배치하였다. 이형 라이너(24)를 두 개의 랩 어라운드 탭(26)으로부터 제거하였다. 두 개 의 랩 어라운드 탭(26)을 배킹 플레이트(10)의 외주부(15) 주위에 배킹 플레이트(10)의 하면(12)까지 감싸고, 제1 감압 접착제에 의해 제자리에 고정시켰다. 리세스 영역(38)이 랩 어라운드 탭(26)과 맞물리도록 제2 감압 접착제(32)를 사용하여 배킹 플레이트(10)의 하면(12)에 희생층(30)을 고정시켜 화학 기계 연마 패드 제조 조립체(40)를 형성하였다.
18 ft/분의 코팅기 속도로 (상술한 바와 같이 설정된) 블랙 브라더즈 775 핫 멜트 스프레더(100)를 통해 화학 기계 연마 패드 제조 조립체(40)를 이송하여 비경화 반응성 핫 멜트 접착제를 조립체(40)의 서브패드층 상면에 전사하여 (도 7a 및 7b에 도시한 바와 같이) 평행 라인(50)의 패턴으로 적용된 비경화 반응성 핫 멜트 접착제를 갖는 조립체(200)를 형성하였다. 비경화 반응성 핫 멜트 접착제 도포 장치(100)는 닥터 롤(120), 코팅 롤(130) 및 보텀 롤(150)을 포함하였다. 보텀 롤(150)은 (도 6에 도시한 바와 같이) 화학 기계 연마 패드 제조 조립체(40)를 지지하고 도포 장치(100)를 통해 이송하였다. 닥터 롤(120) 및 코팅 롤(130)은 비경화 반응성 핫 멜트 접착제를 위한 트러프(140)를 형성하였다. 비경화 반응성 핫 멜트 접착제로 코팅 롤(130)을 코팅하고, 비경화 반응성 핫 멜트 접착제를 화학 기계 연마 패드 제조 조립체(40)에 전사하여 적용된 비경화 반응성 핫 멜트 접착제를 갖는 화학 기계 연마 패드 제조 조립체(200)를 형성하였다. 구체적으로, 서브패드층(20)이 코팅 롤(130)의 방향으로 위를 향하고, 조립체(40)의 랩 어라운드 탭(26) 측이 코팅 롤(130)과 보텀 롤(150) 사이에 이송된 조립체(40)의 제1 부분이 되도록 화학 기계 연마 패드 제조 조립체(40)를 배향하여 적용된 비경화 반응성 핫 멜트 접착제를 갖는 화학 기계 연마 패드 제조 조립체(200)를 제공하였다.
도 7a는 평행 라인(50)의 패턴으로 적용된 비경화 반응성 핫 멜트 접착제를 갖는 화학 기계 연마 패드 제조 조립체(200)의 평면도를 제공한다. 구체적으로, 도 7a는 평행 라인(50)의 패턴으로 적용된 비경화 반응성 핫 멜트 접착제를 갖는 상면(21)을 갖는 서브패드층(20)을 도시한다. 도 7b는 도 7a의 화학 기계 연마 패드 제조 조립체의 B-B 측면도를 제공한다. 구체적으로, 도 7b는 두께 T를 갖는 평행 라인(50)의 패턴으로 적용된 비경화 반응성 핫 멜트 접착제를 갖는 상면(21)을 갖는 서브패드층(20)을 도시한다. 형성된 평행 라인은 두께가 3 내지 5밀이고, 폭이 1/16 내지 1/8"이고, 1/16 내지 1/8" 떨어져 있다.
이어서, 서브패드층 상면의 평행한 라인 패턴 위에 연마층을 배치하여 스택을 형성하였다. 이어서, 스택을 프레스에 배치하고 1분 동안 20psi로 압착하였다. 이어서, 압착된 스택을 프레스로부터 제거하고, 서브패드층으로부터 두 개의 랩 어라운드 탭을 분리함으로써 스택을 배킹 플레이트로부터 제거하여 다중층 화학 기계 연마 패드를 제공하였다.
비교예
비경화 반응성 핫 멜트 접착제를 비텍스처화 평탄층(즉, 평행한 라인 패턴이 아님)으로 서브패드층 상면에 동일한 코팅량으로 전사한 점을 제외하고는 실시예 1에서 기술한 바와 동일한 공정을 이용하였다.
테스트
실시예 1 및 비교예에 따라 제조한 다중층 화학 기계 연마 패드를 분석하여 서브패드층과 연마층 간에 형성된 반응성 핫 멜트 접착제 결합의 한 방향(one way) T-박리 강도를 결정하였다. MTS 시스템 모델 번호 QTEST/1L 테스터를 사용하여 접착제의 박리 저항성에 대한 ASTM 표준 테스트 방법(ASTM D1876-01)에 따라 T-박리 데이터를 얻었다. 테스트 전에 샘플을 24시간 동안 조절하였다는 점을 알아야 한다(대상 접착제에 대하여 7일 숙성 기간은 불필요함). 비경화 반응성 핫 멜트 접착제의 평행 라인 패턴이 있는 실시예 1에 따라 제조한 다중층 화학 기계 연마 패드는 기판 인열 또는 분할을 초래하는데, 이는 바람직한 불합격 모드이다. 비경화 반응성 핫 멜트 접착제의 평행 라인 패턴을 사용하여 제조한 다중층 화학 기계 연마 패드 샘플의 경우 깨끗한 분리를 위한 T-박리 강도는 305 ㎜/분에서 111 뉴튼이상이고, 비경화 반응성 핫 멜트 접착제의 비텍스처화층을 사용하여 제조한 다중층 화학 기계 연마 패드 샘플의 경우 305 ㎜/분에서 41 내지 100 뉴튼이었다(도 8 참조).
도 1은 본 발명의 방법에 따라 사용하는 배킹 플레이트의 평면도이다.
도 2는 본 발명의 방법에 따라 사용하는 서브패드층의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 방법에 따라 사용하는 희생층의 평면도이다.
도 4a는 본 발명의 방법에 따라 사용하는 화학 기계 연마 패드 제조 조립체의 저면도이다.
도 4b는 도 4a의 화학 기계 연마 패드 제조 조립체의 A-A를 따라 절취한 정면도이다.
도 5는 본 발명의 방법에 사용하는 화학 기계 연마 패드 제조 조립체의 사시도/단면도이다.
도 6은 본 발명의 방법에 사용하는 비경화 반응성 핫 멜트 접착제 도포 장치의 도면이다.
도 7a는 평행 라인 패턴으로 상면에 적용되는 비경화 반응성 핫 멜트 접착제를 갖는 화학 기계 연마 패드 제조 조립체의 평면도이다.
도 7b는 평행 라인 패턴으로 상면에 적용되는 비경화 반응성 핫 멜트 접착제를 갖는 도 7a의 화학 기계 연마 패드 제조 조립체의 B-B를 따라 절취한 측면도이다.
도 8은 실시예 1 및 비교예에 대한 테스트 결과를 도시하는 그래프이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10: 배킹 플레이트
20: 서브패드층
22: 제1 감압 접착제
24: 이형 라이너
26: 랩 어라운드 탭
28: 천공부
30: 희생층
32: 제2 감압 접착제
38: 리세스 영역

Claims (10)

  1. 연마층을 제공하는 단계,
    상면 및 하면을 갖는 서브패드층을 제공하는 단계,
    비경화 반응성 핫 멜트 접착제를 제공하는 단계,
    상기 비경화 반응성 핫 멜트 접착제를 상기 서브패드층의 상면에 평행한 라인 패턴으로 적용하는 단계,
    상기 연마층을 상기 비경화 반응성 핫 멜트 접착제의 평행한 라인 패턴 위에 배치하여 연마 패드 스택을 형성하는 단계,
    상기 연마 패드 스택에 힘을 인가하여 상기 연마층 및 서브패드층을 함께 압착하는 단계, 및
    상기 비경화 반응성 핫 멜트 접착제를 경화시켜 상기 연마층과 상기 서브패드층 간에 반응성 핫 멜트 접착제 결합을 형성하는 단계
    를 포함하는, 다중층 화학 기계 연마 패드 제조 방법.
  2. 연마층을 제공하는 단계,
    상면 및 하면을 갖는 서브패드층을 제공하는 단계,
    비경화 반응성 핫 멜트 접착제를 제공하는 단계,
    상기 서브패드층에 적어도 두 개의 랩 어라운드 탭을 제공하는 단계,
    상면 및 하면을 갖는 배킹 플레이트를 제공하는 단계,
    상기 비경화 반응성 핫 멜트 접착제를 적용하기 전에, 상기 서브패드층의 하면이 상기 배킹 플레이트의 상면을 향하고, 상기 적어도 두 개의 랩 어라운드 탭을 상기 배킹 플레이트의 하면까지 주위에 감싸고, 상기 적어도 두 개의 랩 어라운드 탭을 상기 배킹 플레이트의 하면에 고정하도록 상기 서브패드층을 상기 배킹 플레이트상에 배치하는 단계,
    상기 비경화 반응성 핫 멜트 접착제를 상기 서브패드층의 상면에 평행한 라인 패턴으로 적용하는 단계,
    상기 연마층을 상기 비경화 반응성 핫 멜트 접착제의 평행한 라인 패턴 위에 배치하여 연마 패드 스택을 형성하는 단계,
    상기 연마 패드 스택에 힘을 인가하여 상기 연마층 및 서브패드층을 함께 압착하는 단계,
    상기 비경화 반응성 핫 멜트 접착제를 경화시켜 상기 연마층과 상기 서브패드층 간에 반응성 핫 멜트 접착제 결합을 형성하는 단계, 및
    상기 연마층과 상기 서브패드층 간에 상기 반응성 핫 멜트 접착제 결합을 형성한 후에, 상기 적어도 두 개의 랩 어라운드 탭을 상기 서브패드층으로부터 제거하고, 상기 서브패드층을 상기 배킹 플레이트로부터 분리하는 단계
    를 포함하는, 다중층 화학 기계 연마 패드 제조 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 서브패드층을 상기 배킹 플레이트에 용이하게 고정하도록 설계된 적어도 두 개의 리세스 영역을 갖는 희생층을 제공하는 단계, 및
    상기 희생층을 상기 배킹 플레이트의 하면상에 배치하는 단계
    를 더 포함하는, 다중층 화학 기계 연마 패드 제조 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 적어도 두 개의 랩 어라운드 탭과 맞물리도록 설계된 적어도 두 개의 리세스 영역을 갖는 희생층을 제공하는 단계,
    상기 희생층을 상기 배킹 플레이트의 하면상에 배치하는 단계, 및
    상기 적어도 두 개의 랩 어라운드 탭을 상기 적어도 두 개의 리세스 영역과 맞물리게 하는 단계
    를 더 포함하는, 다중층 화학 기계 연마 패드 제조 방법.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 적어도 두 개의 랩 어라운드 탭과 맞물리도록 설계된 적어도 두 개의 리세스 영역을 갖는 희생층을 제공하는 단계,
    감압 접착제를 제공하는 단계,
    상기 희생층과 상기 배킹 플레이트의 하면 사이에 상기 감압 접착제가 개재되도록 상기 희생층을 상기 배킹 플레이트의 하면상에 배치하는 단계, 및
    상기 적어도 두 개의 랩 어라운드 탭을 상기 적어도 두 개의 리세스 영역과 맞물리게 하는 단계
    를 더 포함하는, 다중층 화학 기계 연마 패드 제조 방법.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 적어도 두 개의 랩 어라운드 탭을 용이하게 제거하도록 상기 서브패드층에 천공부를 제공하는 단계를 더 포함하는, 다중층 화학 기계 연마 패드 제조 방법.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 적어도 두 개의 랩 어라운드 탭과 상기 배킹 플레이트의 하면 사이에 개재되는 감압 접착제를 제공하는 단계를 더 포함하고, 상기 감압 접착제는 상기 적어도 두 개의 랩 어라운드 탭을 상기 배킹 플레이트에 고정하는, 다중층 화학 기계 연마 패드 제조 방법.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 서브패드층의 하면에 적용되는 감압 접착제를 제공하는 단계, 및
    이형 라이너를 제공하는 단계를 더 포함하고,
    상기 감압 접착제는 상기 이형 라이너와 상기 서브패드층의 하면 사이에 개재되고, 상기 이형 라이너는 상기 감압 접착제와 상기 배킹 플레이트의 상면 사이에 개재되는, 다중층 화학 기계 연마 패드 제조 방법.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 서브패드층의 하면에 적용되는 감압 접착제를 제공하는 단계, 및
    이형 라이너를 제공하는 단계를 더 포함하고,
    상기 감압 접착제는 상기 서브패드층의 하면과 상기 이형 라이너 사이에 개재되고, 상기 이형 라이너는 상기 감압 접착제와 상기 배킹 플레이트의 상면 사이에 개재되고, 상기 적어도 두 개의 랩 어라운드 탭에 적용되는 상기 감압 접착제가 상기 적어도 두 개의 랩 어라운드 탭을 상기 배킹 플레이트의 하면에 고정하도록 상기 적어도 두 개의 랩 어라운드 탭에는 상기 이형 라이너가 부재하는, 다중층 화학 기계 연마 패드 제조 방법.
  10. 연마층을 제공하는 단계,
    상면, 하면 및 적어도 두 개의 랩 어라운드 탭을 갖는 서브패드층을 제공하는 단계,
    상면 및 하면을 갖는 중간층을 제공하는 단계,
    상면 및 하면을 갖는 배킹 플레이트를 제공하는 단계,
    제1 비경화 반응성 핫 멜트 접착제를 제공하는 단계,
    제2 비경화 반응성 핫 멜트 접착제를 제공하는 단계,
    상기 서브패드층의 하면이 상기 배킹 플레이트의 상면을 향하도록 상기 서브패드층을 상기 배킹 플레이트상에 배치하는 단계,
    상기 적어도 두 개의 랩 어라운드 탭을 상기 배킹 플레이트의 하면까지 주위에 감싸 상기 적어도 두 개의 랩 어라운드 탭을 상기 배킹 플레이트의 하면에 고정하는 단계,
    상기 제1 비경화 반응성 핫 멜트 접착제를 상기 서브패드층의 상면에 제1 평행 라인 패턴으로 적용하는 단계,
    상기 중간층의 하면이 상기 제1 평행 라인 패턴을 향하도록 상기 중간층을 상기 제1 평행 라인 패턴 위에 배치하는 단계,
    상기 제2 비경화 반응성 핫 멜트 접착제를 상기 중간층의 상면에 제2 평행 라인 패턴으로 적용하는 단계,
    상기 연마층을 상기 제2 평행 라인 패턴 위에 배치하여 연마 패드 스택을 형성하는 단계,
    상기 연마 패드 스택에 힘을 인가하여 상기 연마층 및 서브패드층을 서로에 대하여 압착하는 단계,
    상기 제1 비경화 반응성 핫 멜트 접착제 및 상기 제2 비경화 반응성 핫 멜트 접착제를 경화시켜 상기 서브패드층과 상기 중간층 간에 제1 반응성 핫 멜트 접착제 결합 및 상기 중간층과 상기 연마층 간에 제2 반응성 핫 멜트 접착제 결합을 형성하는 단계, 및
    상기 적어도 두 개의 랩 어라운드 탭을 상기 서브패드층으로부터 제거하고, 상기 서브패드층을 상기 배킹 플레이트로부터 분리하는 단계
    를 포함하는, 다중층 화학 기계 연마 패드 제조 방법.
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