KR101650195B1 - 화학 기계 연마 패드 제조 조립체 - Google Patents

화학 기계 연마 패드 제조 조립체 Download PDF

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롬 앤드 하스 일렉트로닉 머티리얼스 씨엠피 홀딩스, 인코포레이티드
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Abstract

상면 및 하면을 갖는 서브패드 층, 상면 및 하면을 갖는 배킹 플레이트, 및 상기 배킹 플레이트에 대한 상기 서브패드 층의 부착을 용이하게 하도록 설계된 2개 이상의 리세스 영역을 갖는 희생층을 포함하고, 상기 서브패드 층은 상기 배킹 플레이트의 상면에 배치되고, 상기 희생층은 상기 배킹 플레이트의 하면에 배치되며, 2개 이상의 랩 어라운드 탭이 상기 배킹 플레이트의 하면까지 연장되는 화학 기계 연마 패드 제조 조립체가 제공된다. 또한, 상기 화학 기계 연마 패드 제조 조립체를 이용한 화학 기계 연마 패드의 제조 방법이 제공된다.
화학 기계 연마 패드, 서브패드 층, 배킹 플레이트, 평행 라인 패턴, 감압 접착제

Description

화학 기계 연마 패드 제조 조립체{CHEMICAL MECHANICAL POLISHING PAD MANUFACTURING ASSEMBLY}
본 발명은 통상 화학 기계 연마 분야에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 화학 기계 연마 패드의 제조에 유용한 화학 기계 연마 패드 제조 조립체에 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 재료 와 같은 표면 결함을 제거하는데 유용하다.
화학 기계 평탄화, 또는 화학 기계 연마(CMP)는, 반도체 웨이퍼와 같은 작업편을 평탄화 또는 연마하는데 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 연마하는데 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 중 내적 파괴(즉, 박리)에 저항하는 탄성 다중층 적층 화학 기계 연마 패드 및 이러한 탄성 다중층 적층 화학 기계 연마 패드의 제조에 유용한 개선된 화학 기계 연마 패드 조립체가 지속적으로 요구되고 있다.
본 발명의 일 양태에서는, 상면, 하면 및 2개 이상의 랩 어라운드 탭을 갖는 서브패드 층, 상면 및 하면을 갖는 배킹 플레이트, 상기 배킹 플레이트에 상기 서브패드 층을 용이하게 부착하도록 설계된 2개 이상의 리세스 영역을 갖는 희생층을 포함하고, 상기 서브패드 층은 상기 배킹 플레이트의 상면에 배치되고, 상기 희생층은 상기 배킹 플레이트의 하면에 배치되며, 상기 2개 이상의 랩 어라운드 탭은 상기 배킹 플레이트의 하면까지 연장되는 화학 기계 연마 패드 제조 조립체가 제공된다.
본 발명의 또 다른 양태에서는, 상면, 하면 및 2개 이상의 랩 어라운드 탭을 갖는 서브패드 층(상기 2개 이상의 랩 어라운드 탭은 2개 이상의 랩 어라운드 탭을 서브패드 층으로부터 용이하게 제거하도록 천공됨); 상면 및 하면을 갖는 배킹 플레이트; 상기 배킹 플레이트에 상기 서브패드 층을 용이하게 부착하도록 설계된 2개 이상의 리세스 영역을 갖는 희생층; 상기 서브패드 층의 상면에 평행 라인 패턴으로 적용된 비경화 반응성 핫 멜트 접착제; 상기 서브패드 층의 하면에 적용된 제1 감압 접착제; 이형 라이너(상기 제1 감압 접착제는 상기 서브패드 층의 하면과 상기 이형 라이너 사이에 개재되고, 상기 이형 라이너는 상기 2개 이상의 랩 어라운드 탭에는 부재하여, 상기 2개 이상의 랩 어라운드 탭에 적용된 상기 제1 감압 접착제를 상기 배킹 플레이트 쪽으로 노출시킴); 및 상기 희생층과 상기 배킹 플레이트의 하면 사이에 개재되고 상기 제1 감압 접착제와 조성상 동일 또는 상이한 제2 감압 접착제를 포함하고, 상기 서브패드 층은 상기 배킹 플레이트의 상면에 배치되고 상기 2개 이상의 천공된 랩 어라운드 탭은 상기 배킹 플레이트의 하면까지 연장되며, 상기 2개 이상의 랩 어라운드 탭에 적용되어 상기 배킹 플레이트 쪽으로 노출된 상기 제1 감압 접착제는 상기 2개 이상의 랩 어라운드 탭을 상기 배킹 플레이트에 고정시키고, 상기 제2 감압 접착제는 상기 희생층을 상기 배킹 플레이트에 고정시키는, 화학 기계 연마 패드 제조 조립체가 제공된다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 연마층을 제공하는 단계; 상면, 하면 및 2개 이상의 랩 어라운드 탭을 갖는 서브패드 층, 상면 및 하면을 갖는 배킹 플레이트, 상기 배킹 플레이트에 상기 서브패드 층을 용이하게 부착하도록 설계된 2개 이상의 리세스 영역을 갖는 희생층, 및 상기 서브패드 층의 상면에 평행 라인 패턴으로 적용된 비경화 반응성 핫 멜트 접착제를 포함하는 화학 기계 연마 패드 제조 조립체를 제공하는 단계로서, 상기 서브패드 층은 상기 배킹 플레이트의 상면에 배치되고 상기 희생층은 상기 배킹 플레이트의 하면에 배치되고, 상기 2개 이상의 랩 어라운드 탭은 상기 배킹 플레이트의 하면까지 연장되는, 화학 기계 연마 패드 제조 조립체를 제공하는 단계; 상기 연마층과 상기 서브패드 층 사이에 상기 비경화 반응성 핫 멜트 접착제가 개재된 상태로 상기 연마층과 상기 화학 기계 연마 패드 제조 조립체를 적층하는 단계; 상기 스택에 축방향 힘을 가하는 단계; 상기 비경화 반응성 핫 멜트 접착제를 경화시켜 상기 서브패드 층과 연마층 사이에 반응성 핫 멜트 접착제 결합을 형성하는 단계; 상기 2개 이상의 랩 어라운드 탭을 상기 서브패드 층으로부터 분리하는 단계; 및 상기 연마층이 부착된 상태의 서브패드 층을 화학 기계 연마 패드 제조 조립체로부터 제거하여 다중층 화학 기계 연마 패드를 제공하는 단계를 포함하는, 화학 기계 연마 패드의 제조 방법이 제공된다.
화학 기계 연마 패드 제조 조립체 또는 그 구성요소와 관련하여 본원 및 첨부된 특허청구범위에서 사용하는 "실질적으로 원형 단면"이란 용어는, 중심축으로부터 화학 기계 연마 패드 제조 조립체 또는 그 구성요소의 외주까지의 단면의 장반경(r)이 중심축으로부터 외주까지의 단면의 단반경(r) 보다 20% 이하 더 긴 것을 의미한다(도 6 참조).
본 발명의 일부 실시양태에서, 실질적으로 원형 단면을 나타내는 화학 기계 연마 패드 제조 조립체가 제공된다.
본 발명의 일부 실시양태에서, 2개 이상의 랩 어라운드 탭과 배킹 플레이트의 하면 사이에 개재된 감압 접착제를 포함하며, 상기 감압 접착제는 2개 이상의 랩 어라운드 탭을 배킹 플레이트에 고정시키는, 화학 기계 연마 패드 제조 조립체가 제공된다. 이들 실시양태 중의 일부의 양태에서, 상기 서브패드 층은 상기 2개 이상의 랩 어라운드 탭의 제거를 용이하게 하도록 천공된다.
본 발명의 일부 실시양태에서는 상면, 하면 및 2개 이상의 랩 어라운드 탭을 갖는 서브패드 층; 상면 및 하면을 갖는 배킹 플레이트; 상기 서브패드 층의 하면에 적용되는 감압 접착제; 및 상기 감압 접착제가 상기 서브패드 층의 하면과 이형 라이너 사이에 개재되도록 상기 감압 접착제 위에 적용되는 이형 라이너; 상기 배킹 플레이트에 상기 서브패드 층을 용이하게 부착하도록 설계된 2개 이상의 리세스 영역을 갖는 희생층을 포함하고, 상기 서브패드 층은 상기 배킹 플레이트의 상면에 배치되고 상기 희생층은 상기 배킹 플레이트의 하면에 배치되고, 상기 2개 이상의 랩 어라운드 탭은 상기 배킹 플레이트의 하면까지 연장되는, 화학 기계 연마 패드 제조 조립체가 제공된다. 이들 실시양태 중의 일부 양태에서, 상기 이형 라이너는 상기 2개 이상의 랩 어라운드 탭으로부터 제거되거나 또는 부재한다. 이들 실시양태 중의 일부 양태에서, 상기 2개 이상의 랩 어라운드 탭에 적용된 감압 접착제는 2개 이상의 랩 어라운드 탭 및 배킹 플레이트의 하면과 접착성 접촉을 형성한다. 이들 실시양태 중의 일부 양태에서, 상기 감압 접착제는 상기 2개 이상의 랩 어라운드 탭을 상기 배킹 플레이트의 하면에 고정시킴으로써, 상기 서브패드 층을 상기 배킹 플레이트에 고정시킨다. 이들 실시양태 중의 일부의 양태에서, 상기 서브패드 층은 상기 2개 이상의 랩 어라운드 탭의 제거를 용이하게 하도록 천공된다.
본 발명의 일부 실시양태에서, 서브패드 층은 하나 이상의 개구를 더 포함한다. 이들 실시양태 중의 일부 양태에서, 적어도 하나의 개구는 화학 기계 연마 공정의 현장 모니터링이 가능한 창을 구비한 화학 기계 연마 패드의 제조를 용이하게 한다. 이들 실시양태 중 일부의 양태에서는, 하나 이상의 개구는 원형 단면, 타원형 단면 및 사각타원형(squoval) 단면 중에서 선택되는 단면을 갖는다. 이들 실시 양태 중의 일부의 양태에서, 상기 하나 이상의 개구는 원형 단면을 갖는다. 이들 실시양태 중의 일부 양태에서, 상기 하나 이상의 개구는 타원형 단면을 갖는다. 이들 실시양태 중의 일부 양태에서, 상기 하나 이상의 개구는 사각타원형 단면을 갖는다.
본 발명의 일부 실시양태에서, 서브패드 층은 화학 기계 연마 패드에서 사용하기 적합한 임의의 재료를 포함한다. 이들 실시양태 중 일부의 양태에서는, 서브패드 층은 탄성 중합체 재료를 포함한다. 이들 실시양태 중의 일부 양태에서, 서브패드 층은 폴리우레탄 함침 펠트 및 폴리우레탄 폼 중에서 선택되는 재료를 포함한다. 이들 실시양태 중의 일부 양태에서, 서브패드 층은 폴레우레탄 함침 펠트이다. 이들 실시양태 중의 일부 양태에서, 서브패드 층은 폴리우레탄 폼이다. 이들 실시양태 중의 일부 양태에서, 서브패드 층은 버핑된 고밀도 우레탄 폼이다. 이들 실시양태 중의 일부 양태에서, 서브패드 층은 폐쇄 기공 폴리우레탄 폼이다.
당업자는 소정의 연마 공정에서 사용하는 소정의 다중층 화학 기계 연마 패드에 목적하는 기계적 특성을 제공하기에 적합한 두께를 갖는 서브패드 층을 선택한다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 본 발명의 일부 실시양태에서, 서브패드 층은 0.75 내지 2.5 ㎜, 바람직하게는 0.75 내지 2.0 ㎜의 두께를 갖는다.
본 발명의 일부 실시양태에서, 상면, 하면 및 2개 이상의 랩 어라운드 탭을 갖는 서브패드 층; 상기 서브패드 층의 상면에 적용되는 비경화 반응성 핫 멜트 접착제; 상면 및 하면을 갖는 배킹 플레이트; 및 상기 배킹 플레이트에 상기 서브패드 층을 용이하게 부착하도록 설계된 2개 이상의 리세스 영역을 갖는 희생층을 포 함하고, 상기 서브패드 층은 상기 배킹 플레이트의 상면에 배치되고 상기 희생층은 상기 배킹 플레이트의 하면에 배치되며, 상기 2개 이상의 랩 어라운드 탭은 상기 배킹 플레이트의 하면까지 연장하고, 상기 비경화 반응성 핫 멜트 접착제는 평행 라인 패턴으로 적용되는, 화학 기계 연마 패드 제조 조립체가 제공된다. 이들 실시양태 중의 일부 양태에서, 서브패드 층은 2개 이상의 랩 어라운드 탭의 제거를 용이하게 하도록 천공된다. 이들 실시양태 중의 일부 양태에서, 상기 비경화 반응성 핫 멜트 접착제는 서브패드 층의 상면에 6,500 내지 13,940 g/cm2, 바람직하게는 8,350 내지 12,100 g/cm2의 코팅량으로 적용된다. 이들 실시양태 중의 일부 양태에서, 평행 라인 패턴은 서로 평행한 복수개의 개별 라인을 포함한다. 이들 실시양태 중의 일부 양태에서, 상기 개별 라인의 두께는 0.05 내지 0.20 ㎜, 바람직하게는 0.0762 내지 0.172 ㎜이고; 폭은 1.5 내지 3.25 ㎜, 바람직하게는 1.58 내지 3.18 ㎜이고; 상기 평행 라인 패턴의 개별 라인 사이의 간격은 1.5 내지 3.25 ㎜, 바람직하게는 1.58 내지 3.18 ㎜이다. 이들 실시양태 중의 일부 양태에서, 상기 개별 라인 사이에는 비경화 반응성 핫 멜트 접착제가 결여된 골(valley)이 존재한다. 이들 실시양태 중의 일부 양태에서는, 상기 개별 라인 사이에는 비경화 반응성 핫 멜트 접착제가 결여되지 않은 골이 존재하고, 상기 골의 중심에서 측정할 경우, 상기 비경화 반응성 핫 멜트 접착제의 두께는 상기 개별 라인의 중심에서 측정된 비경화 반응성 핫 멜트의 두께의 5% 이하이다. 이들 실시양태 중의 일부 양태에서, 비경화 반응성 핫 멜트 접착제는 50 내지 150 ℃, 바람직하게는 115 내지 135 ℃의 용융 온도 및 용융 후 90분 이하의 가사 시간을 갖는다. 이들 실시양태 중의 일부 양태에서, 비경화 상태의 비경화 반응성 핫 멜트 접착제는 폴리우레탄 수지(예를 들어, 롬 앤 하스사로부터 입수가능한 (Mor-MeltTM R5003)를 포함한다.
본 발명의 일 양태에서는, 상면, 하면 및 2개 이상의 랩 어라운드 탭을 갖는 서브패드 층; 상면 및 하면을 갖는 배킹 플레이트; 상기 배킹 플레이트에 상기 서브패드 층을 용이하게 부착하도록 설계된 2개 이상의 리세스 영역을 갖는 희생층; 및 상기 희생층과 상기 배킹 플레이트의 하면 사이에 개재되는 감압 접착제층을 포함하고, 상기 서브패드 층은 상기 배킹 플레이트의 상면에 배치되고, 상기 감압 접착제층은 상기 희생층을 상기 배킹 플레이트의 하면에 고정시키고, 상기 2개 이상의 랩 어라운드 탭은 상기 배킹 플레이트의 하면까지 연장되는, 화학 기계 연마 패드 제조 조립체가 제공된다. 이들 실시양태 중의 일부 양태에서, 서브패드 층은 2개 이상의 랩 어라운드 탭의 제거를 용이하게 하도록 천공된다.
본 발명의 일 양태에서는, 상면, 하면 및 2개 이상의 랩 어라운드 탭을 갖는 서브패드 층; 상면 및 하면을 갖는 배킹 플레이트; 및 상기 배킹 플레이트에 상기 서브패드 층을 용이하게 부착하도록 설계된 2개 이상의 리세스 영역을 갖는 희생층을 포함하고, 상기 서브패드 층은 상기 배킹 플레이트의 상면에 배치되고, 상기 희생층은 상기 배킹 플레이트의 하면에 배치되고, 상기 2개 이상의 랩 어라운드 탭은 상기 배킹 플레이트의 하면까지 연장되고, 상기 2개 이상의 랩 어라운드 탭은 상기 희생층의 2개 이상의 리세스 영역과 맞물리는(engage), 화학 기계 연마 패드 제조 조립체가 제공된다. 이들 실시양태 중의 일부 양태에서, 2개 이상의 랩 어라운드 탭은 희생층과 물리적으로 접촉하지 않는다. 이들 실시양태 중의 일부 양태에서, 2개 이상의 랩 어라운드 탭은 희생층의 2개 이상의 리세스 영역과 인터로킹(interlock)된다. 이들 실시양태 중의 일부 양태에서, 2개 이상의 랩 어라운드 탭과 희생층의 2개 이상의 리세스 영역과의 인터로킹은 서브패드 층을 배킹 플레이트에 고정시킨다. 이들 실시양태 중의 일부 양태에서, 서브패드 층은 2개 이상의 랩 어라운드 탭의 제거를 용이하게 하도록 천공된다.
본 발명의 실시에 있어서, 본원에 개시된 교시에 의하면, 당업자는 적합한 두께와 구성 재료를 갖는 배킹 플레이트을 선택한다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 본 발명의 일부 실시양태에서, 배킹 플레이트은 2.54 내지 5.1 ㎜의 두께를 갖는다. 이들 실시양태 중의 일부 양태에서, 배킹 플레이트은 알루미늄 및 아크릴 시트 중에서 선택되는 재료로 구성된다.
본 발명의 일부 실시양태에서, 배킹 플레이트는 실질적으로 원형 단면을 갖는다. 당업자는 비경화 반응성 핫 멜트 접착제의 적용에 사용되는 코팅기의 크기에 의해 배킹 플레이트의 직경이 제한되는 것을 이해할 수 있다. 이들 실시양태 중의 일부 양태에서, 배킹 플레이트는 600 내지 1,600 ㎜; 바람직하게는 600 내지 1,200 ㎜의 직경을 갖는다.
본 발명의 일부 실시양태에서, 상면, 하면 및 2개 이상의 랩 어라운드 탭을 갖는 서브패드 층; 상면 및 하면을 갖는 배킹 플레이트; 상기 배킹 플레이트에 상기 서브패드 층을 용이하게 부착하도록 설계된 2개 이상의 리세스 영역을 갖는 희생층; 상기 서브패드 층의 상면에 평행 라인 패턴으로 적용된 비경화 반응성 핫 멜트 접착제; 상기 서브패드 층의 하면에 적용된 제1 감압 접착제; 이형 라이너(상기 제1 감압 접착제는 상기 서브패드 층의 하면과 상기 이형 라이너 사이에 개재되고, 상기 이형 라이너는 상기 2개 이상의 랩 어라운드 탭에는 부재하여, 상기 2개 이상의 랩 어라운드 탭에 적용된 상기 제1 감압 접착제를 상기 배킹 플레이트 쪽으로 노출시킴); 및 상기 희생층과 상기 배킹 플레이트의 하면 사이에 개재되고, 상기 제1 감압 접착제와 조성상 동일 또는 상이한 제2 감압 접착제를 포함하고, 상기 서브패드 층은 상기 배킹 플레이트의 상면에 배치되고, 상기 2개 이상의 천공된 랩 어라운드 탭은 상기 배킹 플레이트의 하면까지 연장되며, 상기 2개 이상의 랩 어라운드 탭에 적용되어 상기 배킹 플레이트 쪽으로 노출된 상기 제1 감압 접착제는 상기 2개 이상의 랩 어라운드 탭을 상기 희생층의 리세스 영역을 통해 상기 배킹 플레이트의 하면에 고정시키고; 상기 제2 감압 접착제는 상기 희생층을 상기 배킹 플레이트의 하면에 고정시키는, 화학 기계 연마 패드 제조 조립체가 제공된다. 이들 실시양태 중의 일부 양태에서, 서브패드 층은 2개 이상의 랩 어라운드 탭의 제거를 용이하게 하도록 천공된다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 도면에 도시하여 설명하고 있는 화학 기계 연마 패드 제조 조립체는 단면이 실질적으로 원형이다. 그러나, 본원에 제공된 교시에 의하면 당업자는 예를 들어 다각형, 환형, 타원형 및 무정형과 같은 다른 기하학적 단면을 이용하는 방법을 이해할 수 있을 것이다.
도 1의 (a)에는, 본 발명의 화학 기계 연마 패드 제조 조립체의 저면도가 도시된다. 특히, 도 1의 (a)는 리세스 부분(48)을 갖는 희생층(40)을 도시한다. 또 한, 도 1의 (a)는 희생층(40)의 리세스 영역(48)과 맞물려 있는 서브패드 층(20)의 랩 어라운드 탭(26)도 도시한다.
도 1의 (b)에는, 도 1의 (a)의 화학 기계 연마 패드 제조 조립체의 A-A선을 따른 측단면도를 도시한다. 특히, 도 1의 (b)는 천공부(28)를 갖는 랩 어라운드 탭(26)과 함께, 상면(21)과 하면(23)을 갖는 서브패드 층(20)을 도시하며, 상기 천공부는 서브패드 층(20)으로부터 랩 어라운드 탭(26)의 제거를 용이하게 한다. 서브패드 층(20)의 하면(23)에는 제1 감압 접착제(22)가 적용된다. 제1 감압 접착제(22)는 서브패드 층(20)의 하면(23)과 이형 라이너(24) 사이에 개재된다. 이형 라이너는 제1 갑압성 접착제(22)와 배킹 플레이트(30)의 상면(32) 사이에 개재된다. 제2 감압 접착제층(44)으로 희생층(40)이 배킹 플레이트(30)의 하면(35)에 부착된다. 희생층(40)은 리세스 영역(48)을 갖는다. 이형 라이너(24)는 랩 어라운드 탭(26)의 하면(25)에 적용된 제1 감압 접착제(22)가 부재하여, 제1 감압 접착제(22)는 랩 어라운드 탭(26)과 배킹 플레이트(30)의 하면(35) 사이를 접착성 접촉시킨다. 랩 어라운드 탭(26)은 배킹 플레이트(30)의 외주(36) 둘레로 연장하고 희생층(40)에 있는 리세스 영역(48)과 맞물린다.
도 2는, 도 1의 (a) 및 도 1의 (b)에 도시된 화학 기계 연마 패드 제조 조립체의 서브패드 층(20)의 평면도를 도시한다. 특히, 도 2는 천공부(28) 및 랩 어라운드 탭(26)을 갖는 서브패드 층(20)의 평면도이다. 본 발명의 일부 실시양태에서, 서브패드 층(20)의 랩 어라운드 탭(26)은 길이 L(서브패드 층의 천공부(28)로부터 10 내지 50 ㎜)로 연장하고, 거리 D(서브패드 층의 천공부(28)를 따라 50 내 지 200 ㎜, 바람직하게는 50 내지 100 ㎜)로 연장한다.
도 3에는, 도 1의 (a) 및 도 1의 (b)에 도시된 화학 기계 연마 패드 제조 조립체의 희생층(40)의 평면도가 도시된다. 특히, 도 3은 도 2에 도시된 바와 같이 서브패드 층(20)의 랩 어라운드 탭(26)과 맞물리도록 설계된 리세스 부분(48)을 갖는 희생층(40)의 평면도를 도시한다.
도 4에는, 도 1의 (a) 및 도 1의 (b)에 도시된 화학 기계 연마 패드 제조 조립체의 배킹 플레이트(30)의 평면도를 도시한다. 특히, 도 4는 외주(36)를 갖고, 실질적으로 원형의 단면을 갖는 배킹 플레이트(30)의 평면도를 도시한다.
도 5의 (a)에는, 비경화 반응성 핫 멜트 접착제가 서브패드 층(120)의 상면(121)에 적용된 화학 기계 연마 패드 제조 조립체의 평면도를 도시한다. 특히, 도 5의 (a)는 서브패드 층(120) 및 서브패드 층(120)의 상면(121)에 적용된 비경화 반응성 핫 멜트 접착제(150)의 개개의 평행 라인 패턴을 도시한다. 패턴(150)에서 비경화 핫 멜트 접착제의 개개의 평행 라인은 폭이 W이고 이웃하는 라인간의 간격이 S이다.
도 5의 (b)에는, 도 5의 (a)에 도시된 화학 기계 연마 패드 제조 조립체의 B-B선을 따른 단면도가 도시된다. 특히, 도 5의 (b)는 천공부(128)를 갖는 랩 어라운드 탭(126)과 함께 상면(121) 및 하면(123)을 갖는 서브패드 층(120)을 도시하는데, 천공부(128)는 서브패드 층(120)으로부터 랩 어라운드 탭(126)의 후속 제거를 용이하게 한다. 서브패드 층(120)의 하면(123)에는 제1 감압 접착제(122)가 적용된다. 제1 감압 접착제(122)는 서브패드 층(120)의 하면(123)과 이형 라이 너(124) 사이에 개재되고, 이형 라이너는 제1 감압 접착제(122)와 배킹 플레이트(130)의 상면(132) 사이에 개재된다. 희생층(140)이 제2 감압 접착제(144)에 의해 배킹 플레이트(130)의 하면(135)에 부착된다. 희생층(140)은 리세스 영역(148)을 갖는다. 이형 라이너(124)는 랩 어라운드 탭(126)의 하면(125)에 적용된 제1 감압 접착제(122)가 부재하여, 제1 감압 접착제(122)는 랩 어라운드 탭(126)과 배킹 플레이트(130)의 하면(135) 사이를 접착성 접촉시킨다. 천공된 랩 어라운드 탭(126)은 배킹 플레이트(130)의 외주(136) 둘레로 연장하고 희생층(140)의 리세스 영역(148)과 맞물린다. 도 5의 (b)에 도시된 본 발명의 특정 실시양태에서, 화학 기계 연마 패드 제조 조립체는 서브패드 층(120)의 상면(121)에 적용된 비경화 반응성 핫 멜트 접착제의 개별 평행 라인(155)의 패턴을 갖는다. 패턴에서 비경화 반응성 핫 멜트 접착제의 개별 평행 라인(155)은 두께가 T이다.
도 6에는, 본 발명의 일부 실시양태에 따른 화학 기계 연마 패드 제조 조립체의 사시도가 도시된다. 특히, 도 6은 화학 기계 연마 패드 제조 조립체의 중심축(212)에 실질적으로 수직한 평면에 있는 화학 기계 연마 패드 제조 조립체(210)의 서브패드 층(220)의 상면(221)을 도시한다. 이들 실시양태 중의 일부 양태에서, 화학 기계 연마 패드 제조 조립체는 중심축(212)에 수직한 실질적으로 원형의 단면을 갖는다. 이들 실시양태 중의 일부 양태에서, 중심축(212)으로부터, 중심축(212)에 수직한 평면에 있는 화학 기계 연마 패드 제조 조립체(210)의 단면의 외주(250)까지의 가장 긴 반경(r)은 가장 짧은 반경(r) 보다 20% 이하, 바람직하게는 10% 이하 더 길다. 이들 실시양태 중의 일부 양태에서, 단면의 반경(r)은 300 내 지 600 ㎜이다. 이들 실시양태 중의 일부 양태에서, 서브패드 층(220)의 랩 어라운드 탭(226)은 서브패드 층의 천공부(228)로부터 연장하고 배킹 플레이트(230)의 외주(236)를 둘러싸고 희생층(240)의 리세스 부분(248)과 맞물린다.
본 발명의 화학 기계 연마 패드 제조 조립체는 연마층, 임의로 하나 이상의 중간층 및 서브패드 층을 포함하는 다중층 화학 기계 연마 패드의 제조에 유용하다.
본 발명의 일부 실시양태에서, 화학 기계 연마 패드 제조 조립체는 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 조합 중에서 선택된 중합체를 포함하는 중합체 재료로 제조된 연마층을 포함하는 다중층 화학 기계 연마 패드로 합체된다. 이들 실시양태 중의 일부 양태에서, 연마층은 폴리우레탄을 포함한다.
당업자라면 소정의 연마 작업을 위한 소정의 다중층 화학 기계 연마 패드에 사용하기에 적합한 두께를 갖는 연마층을 선택하는 것을 이해할 수 있다. 본 발명의 일부 실시양태에서, 화학 기계 연마 패드 제조 조립체는 20 내지 150 밀의 평균 두께를 나타내는 연마층을 포함하는 다중층 화학 기계 연마 패드로 합체된다. 이들 실시양태 중의 일부 양태에서, 연마층은 30 내지 125 밀의 평균 두께를 갖는다. 이들 실시양태 중의 일부 양태에서, 연마층은 40 내지 120 밀의 평균 두께를 갖는 다.
본 발명의 일부 실시양태에서, 연마층을 제공하는 단계; 상면, 하면 및 2개 이상의 랩 어라운드 탭을 갖는 서브패드 층; 상면 및 하면을 갖는 배킹 플레이트; 상기 배킹 플레이트에 상기 서브패드 층을 용이하게 부착하도록 설계된 2개 이상의 리세스 영역을 갖는 희생층; 및 상기 서브패드 층의 상면에 평행 라인 패턴으로 적용된 비경화 반응성 핫 멜트 접착제를 포함하는 화학 기계 연마 패드 제조 조립체를 제공하는 단계로서, 상기 서브패드 층은 상기 배킹 플레이트의 상면에 배치되고 상기 희생층은 상기 배킹 플레이트의 하면에 배치되고, 상기 2개 이상의 랩 어라운드 탭은 상기 배킹 플레이트의 하면까지 연장되는, 화학 기계 연마 패드 제조 조립체를 제공하는 단계; 스택을 형성하는 상기 연마층과 상기 서브패드 층 사이에 상기 비경화 반응성 핫 멜트 접착제가 개재된 상태로 상기 연마층과 상기 화학 기계 연마 패드 제조 조립체를 적층하는 단계; 상기 스택에 축방향 힘을 가하는 단계; 상기 비경화 반응성 핫 멜트 접착제를 경화시켜 상기 서브패드 층과 연마층 사이에 반응성 핫 멜트 접착제 결합을 형성하는 단계; 상기 2개 이상의 랩 어라운드 탭을 상기 서브패드 층으로부터 분리하는 단계; 및 상기 연마층이 결합된 상태의 서브패드 층을 화학 기계 연마 패드 제조 조립체로부터 제거하여 다중층 화학 기계 연마 패드를 제공하는 단계를 포함하는 다중층 화학 기계 연마 패드의 제조 방법이 제공된다. 이들 실시양태 중의 일부 양태에서, 2개 이상의 랩 어라운드 탭은 서브패드 층으로부터 절단된다. 이들 실시양태 중의 일부 양태에서는, 다이를 사용하여 스택을 스탬핑/절단하여 연마층에 결합된 서브패드 층을 포함하는 다중층 화학 기계 연마 패드를 제공한다. 이들 실시양태 중의 일부 양태에서는, 2개 이상의 랩 어라운드 탭의 제거를 용이하게 하기 위해 서브패드 층이 천공된다.
도 1의 (a)는 본 발명의 화학 기계 연마 패드 제조 조립체의 저면도이다.
도 1의 (b)는 도 1의 (a)의 화학 기계 연마 패드 제조 조립체의 A-A선을 따른 입단면도이다.
도 2는 도 1의 (a) 및 도 1의 (b)에 도시된 화학 기계 연마 패드 제조 조립체로 합체되도록 설계된 서브패드 층의 평면도이다.
도 3은 도 1의 (a) 및 도 1의 (b)에 도시된 화학 기계 연마 패드 제조 조립체로 합체되도록 설계된 희생층의 평면도이다.
도 4는 도 1의 (a) 및 도 1의 (b)에 도시된 화학 기계 연마 패드 제조 조립체로 합체되도록 설계된 배킹 플레이트의 평면도이다.
도 5의 (a)는 비경화 반응성 핫 멜트 접착제를 서브패드 층의 상면에 적용한 화학 기계 연마 패드 제조 조립체의 평면도이다.
도 5의 (b)는 도 5의 (a)의 화학 기계 연마 패드 제조 조립체의 B-B선을 따른 단면의 입면도이다.
도 6은 본 발명의 화학 기계 연마 패드 제조 조립체의 사시도이다.

Claims (10)

  1. 상면, 하면 및 2개 이상의 랩 어라운드 탭을 갖는 서브패드 층;
    상면 및 하면을 갖는 배킹 플레이트; 및
    상기 서브패드 층을 상기 배킹 플레이트에 부착할 수 있도록 설계된 2개 이상의 리세스 영역을 갖는 희생층을 포함하고,
    상기 서브패드 층은 상기 배킹 플레이트의 상면에 배치되고 상기 희생층은 상기 배킹 플레이트의 하면에 배치되며, 상기 2개 이상의 랩 어라운드 탭은 상기 희생층의 리세스 영역을 통해 상기 배킹 플레이트의 하면까지 연장되는,
    화학 기계 연마 패드 제조 조립체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 서브패드 층의 상면에 적용된 비경화 반응성 핫 멜트 접착제를 더 포함하고, 상기 비경화 반응성 핫 멜트 접착제는 평행 라인 패턴으로 적용된,
    화학 기계 연마 패드 제조 조립체.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 서브패드 층은 상기 2개 이상의 랩 어라운드 탭의 용이한 제거를 위한 천공부를 갖는,
    화학 기계 연마 패드 제조 조립체.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 2개 이상의 랩 어라운드 탭의 하면과 상기 배킹 플레이트의 하면 사이에 개재되는 감압 접착제를 더 포함하고, 상기 감압 접착제는 상기 2개 이상의 랩 어라운드 탭을 상기 희생층의 리세스 영역을 통해 상기 배킹 플레이트의 하면에 고정시키는,
    화학 기계 연마 패드 제조 조립체.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 서브패드 층의 하면에 적용된 감압 접착제 및 이형 라이너를 더 포함하고, 상기 이형 라이너가 상기 감압 접착제와 상기 배킹 플레이트의 상면 사이에 개재되며, 상기 이형 라이너는 상기 2개 이상의 랩 어라운드 탭에는 부재하여 상기 서브패드 층의 하면에 적용된 감압 접착제가 상기 2개 이상의 랩 어라운드 탭을 상기 희생층의 리세스 영역을 통해 상기 배킹 플레이트의 하면에 고정시키는,
    화학 기계 연마 패드 제조 조립체.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 희생층과 상기 배킹 플레이트의 하면 사이에 개재된 감압 접착제층을 더 포함하고, 상기 감압 접착제는 상기 희생층을 상기 배킹 플레이트의 하면에 고정시키는,
    화학 기계 연마 패드 제조 조립체.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 2개 이상의 랩 어라운드 탭은 상기 희생층의 2개 이상의 리세스 영역과 맞물리는(engage),
    화학 기계 연마 패드 제조 조립체.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 2개 이상의 랩 어라운드 탭은 상기 희생층의 2개 이상의 리세스 영역과 인터로킹(interlock)되는,
    화학 기계 연마 패드 제조 조립체.
  9. 상면, 하면 및 2개 이상의 천공된 랩 어라운드 탭을 갖는 서브패드 층;
    상면 및 하면을 갖는 배킹 플레이트;
    상기 서브패드 층을 상기 배킹 플레이트에 부착할 수 있도록 설계된 2개 이상의 리세스 영역을 갖는 희생층;
    상기 서브패드 층의 상면에 평행 라인 패턴으로 적용된 비경화 반응성 핫 멜트 접착제;
    상기 서브패드 층의 하면에 적용된 제1 감압 접착제;
    이형 라이너(상기 제1 감압 접착제는 상기 서브패드 층의 하면과 상기 이형 라이너 사이에 개재되고, 상기 이형 라이너는 제1 감압 접착제와 배킹 플레이트의 상면 사이에 개재되고, 상기 이형 라이너는 상기 2개 이상의 천공된 랩 어라운드 탭에는 부재하여, 상기 제1 감압 접착제가 상기 배킹 플레이트의 하면 쪽으로 노출됨); 및
    상기 희생층과 상기 배킹 플레이트의 하면 사이에 개재되고, 상기 제1 감압 접착제와 조성이 동일 또는 상이한 제2 감압 접착제를 포함하고,
    상기 서브패드 층은 상기 배킹 플레이트의 상면에 배치되고; 상기 2개 이상의 천공된 랩 어라운드 탭은 상기 배킹 플레이트의 하면까지 연장되며; 상기 2개 이상의 천공된 랩 어라운드 탭을 거쳐 상기 배킹 플레이트의 하면 쪽으로 노출된 상기 제1 감압 접착제는 상기 2개 이상의 천공된 랩 어라운드 탭을 상기 희생층의 리세스 영역을 통해 상기 배킹 플레이트의 하면에 고정시키고; 상기 제2 감압 접착제는 상기 희생층을 상기 배킹 플레이트의 하면에 고정시키는,
    화학 기계 연마 패드 제조 조립체.
  10. 연마층을 제공하는 단계;
    상면, 하면 및 2개 이상의 랩 어라운드 탭을 갖는 서브패드 층; 상면 및 하면을 갖는 배킹 플레이트; 상기 배킹 플레이트에 대한 상기 서브패드 층의 부착을 용이하게 하도록 설계된 2개 이상의 리세스 영역을 갖는 희생층; 상기 서브패드 층의 상면에 평행 라인 패턴으로 적용된 비경화 반응성 핫 멜트 접착제를 포함하는 화학 기계 연마 패드 제조 조립체를 제공하는 단계로서, 상기 서브패드 층은 상기 배킹 플레이트의 상면에 배치되고 상기 희생층은 상기 배킹 플레이트의 하면에 배치되고, 상기 2개 이상의 랩 어라운드 탭은 상기 배킹 플레이트의 하면까지 연장되는, 화학 기계 연마 패드 제조 조립체를 제공하는 단계;
    상기 연마층과 상기 서브패드 층 사이에 상기 비경화 반응성 핫 멜트 접착제가 개재된 상태로 상기 화학 기계 연마 패드 제조 조립체와 연마층을 적층하여 스택을 형성하는 단계;
    상기 스택에 축방향 힘을 가하는 단계;
    상기 비경화 반응성 핫 멜트 접착제를 경화시켜 상기 서브패드 층과 연마층 사이에 반응성 핫 멜트 접착제 결합을 형성하는 단계;
    상기 2개 이상의 랩 어라운드 탭을 상기 서브패드 층으로부터 분리하는 단계; 및
    상기 연마층이 결합된 상태의 서브패드 층을 상기 배킹 플레이트로부터 제거하는 단계를 포함하는,
    화학 기계 연마 패드의 제조 방법.
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