KR102100654B1 - 폴리머 연마패드의 원심주조를 위한 방법 및 시스템 및 상기 방법으로 만들어진 연마패드 - Google Patents

Abstract

본 발명은 중심축에 대하여 실린더를 회전시키는 단계를 포함하는 연마패드의 제조방법에 관한 것이다. 상기 실린더 내부 공간에는 폴리머 혼합물이 봉입된다. 본 발명의 제조방법은 또한 상기 폴리머 혼합물이 겔화된 후, 형성된 폴리머 중 적어도 일부로부터 상기 연마패드를 형성하는 단계를 포함한다. 상기 실린더의 회전은 상기 폴리머 혼합물이 겔화될 때까지 계속될 수 있다. 본 발명의 제조방법은 적어도 2개의 상이한 폴리머 혼합물(들)을 순차적으로 주조하고 겔화함으로써 상기 연마패드 내에 적어도 2개의 구별되는 층(들)을 성형하는 단계를 포함할 수 있다. 연마패드를 제조하기 위한 시스템은 회전하는데 적합한 원심주조기를 포함한다. 본 발명의 제조방법으로 만들어진 연마패드가 제공된다.

Description

폴리머 연마패드의 원심주조를 위한 방법 및 시스템 및 상기 방법으로 만들어진 연마패드 {METHODS AND SYSTEMS FOR CENTRIFUGAL CASTING OF POLYMER POLISH PADS AND POLISHING PADS MADE BY THE METHODS}

관련 출원들에 대한 상호참조

본원은 2012년 4월 2일에 출원한 미국 가출원 제61/619,328호에 대한 우선권 주장의 이익을 향유하며, 상기 가출원은 본원에 참고문헌으로 통합된다.

발명의 분야

본 발명은 일반적으로 유리, 반도체 웨이퍼, 금속, 유전체, 자성체와 광학체와 같은 광범위한 기판들 상에 부드러운 평탄 표면을 생성하는데 사용되는 연마패드와 관련이 있다. 더 구체적으로, 본 발명은 원심주조기(centrifugal caster)를 사용하여 폴리머 연마패드를 주조하기 위한 방법과 시스템과 관련이 있다. 또 본 발명은 원심주조기를 사용하여 형성된 폴리머 연마패드의 특성과 관련이 있다.

연마는 반도체, 하드디스크 드라이브, 광학 제품의 제조에 흔히 사용되는 공정단계이다. 연마 공정은 일반적으로 폴리머 패드에 기판을 문지르거나, 또는 그 반대 과정으로 이루어진다. 일반적으로 미세한 입자(슬러리)를 함유하는, 화학 용액은 기판(substrate)과 폴리머 패드 사이의 인터페이스에 존재한다. 폴리머 패드는 단일층 또는 서로 서로 적층된 복수의 층들로 구성될 수 있다. 층들은 접착제를 사용하여 서로 결합된다. 연마하는 층은 연마층, 상부 패드(top pad) 또는 패드 표면으로 지칭된다. 상부 패드 재료 그 자체는, 비록 다양한 범위의 다른 연마패드 재료를 사용할 수 있지만, 대개 폴리우레탄에 기반한다. 오픈(open) 및 클로즈드(closed) 마이크로셀룰라 패드, 비-셀룰라 패드(고체 패드), 직물 및 부직포 구성 둘 모두의 화이버 패드, 엠베디드 연마제를 채용한 충진 패드가 기판을 연마하는데 사용되고 있거나, 사용되어 왔다. 폴리머 연마패드의 연마 표면 상에 유동 채널(들)이 제공될 수 있다. 이들 유동 채널들은 여러가지 기능들을 갖지만, 주로 슬러리 플로우를 개선시켜 폴리머 연마패드의 모든 면 상에 틀림없이 슬러리가 존재하도록 보장하는데 사용된다. 유동 채널은 기판 상에서 연마 속도를 증가시킬 수 있는 연마 공정 진행 중에 더 높은 접촉 압력을 야기시키기도 한다. 뿐만 아니라, 유동 채널은 연마 단계가 완료된 후, 패드 헹굼이 더 빨리 진행되도록 하는데 사용될 수 있다. 이들 유동 채널들은 연마패드 상의 매크로텍스처로 고려될 수 있다. 매크로텍스처는 전형적으로 폴리머 연마패드를 사용하기에 앞서 적용된다.

연마 공정 진행중, 또는 기판 연마 사이사이에, 마이크로텍스처가 폴리머 연마패드의 표면 상에 형성된다. 이러한 마이크로텍스처 형성 공정은 가장 흔히 콘디셔닝(conditioning)으로 불리운다. 예컨대, 고주파로 패드 표면을 콘디셔닝함으로써, 폴리머 패드 표면 상에 균일한 마이크로텍스처를 유지하는 것이 가능하다. 마이크로텍스처가 폴리머 패드 표면과 기판 사이에 슬러리를 위한 미니 유동 채널을 생성시키기 때문에, 균일한 연마 품질을 유지하는 것은 중요하다. 연마 진행중, 위에서 언급한 유동 채널과 마이크로텍스처는 공생 관계를 이루어 연마 진행중에 양호한 유체 역학을 보장한다.

가장 일반적으로는 다이아몬드 콘디셔너를 사용하여 폴리머 연마패드의 콘디셔닝을 수행한다. 다이아몬드의 크기, 형상, 밀도와 돌출 수준은 상이한 다이아몬드 콘디셔너 성능을 발휘하도록 변형된다. 연마 공정을 개발할 때, 정교한 다이아몬드 콘디셔너 배열을 사용하여 채택된 폴리머 연마패드의 유형으로부터 최적의 연마 성능을 얻는 것이 중요하다.

발명의 요약

본 발명의 연마패드 제조방법은 실린더를 중심축에 대하여 회전시키는 단계를 포함한다. 실린더의 내부 공간에는 폴리머 혼합물(본원에서 폴리머 전구체 또는 폴리우레탄 프리폴리머 혼합물로도 지칭됨)가 봉입(enclosure)된다. 본 발명의 제조방법은 또한 폴리머 혼합물이 겔화된 후, 형성된 폴리머의 적어도 일부로부터 연마패드를 성형하는 단계를 포함한다.

실린더의 회전은 폴리머가 겔화될 때까지 지속될 수 있다. 본 발명의 제조방법은 적어도 2개의 상이한 폴리머 층들을 순차적으로 주조 및 겔화시킴으로써 연마패드 내에 2개 이상의 구별되는 층들을 형성시키는 단계를 포함할 수 있다. 상기 층들은 이러한 층들의 일부 또는 전부에서 동일한 폴리머 혼합물 또는 상이한 폴리머 혼합물들을 겔화시키는 것으로부터 형성될 수 있다.

본 발명의 제조방법은 회전의 동작 시간 중 적어도 일부 시간 동안 화씨 50도 내지 500도 사이의 온도로 실린더를 가열하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 온도는 화씨 약 140도 내지 212도의 온도일 수 있다.

폴리머 전구체는 폴리우레탄, 폴리우리아-우레탄, 폴리카보네이트, 폴리아미드, 폴리아크릴레이트 및/또는 폴리에스터를 포함할 수 있다.

본 발명의 제조방법은 디이소시아네이트, 2관능성 이소시아네이트 및/또는 다관능성 이소시아네이트와 제1 폴리올을 혼합하여 폴리머 전구체를 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 본 발명의 제조방법은 또한 폴리머 전구체를 실린더의 내부 공간으로 분산시키는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 제조방법은 필러, 마이크로엘리먼트(microelements), 연마제, 화이버, 계면활성제 및/또는 가소제를 폴리머 전구체에 첨가하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 제조방법은 폴리머 혼합물을 내부 공간으로 분산시키기 전에 실린더의 내부 공간의 표면을 이형제로 처리하는 단계를 포함할 수 있다. 본 발명의 제조방법은 폴리머가 겔화된 후 실린더 내부 공간으로부터 폴리머의 적어도 일부를 제거하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 연마패드 제조용 시스템은 회전에 적합한 원심주조기를 포함한다. 원심주조기는 원통형 내부 공간을 규정한다. 본 발명의 시스템은 또 폴리머 혼합물을 원심주조기로 도입하는데 적합한 디스펜서를 포함한다. 연마패드는 폴리머 혼합물이 겔화된 후, 형성된 폴리머의 적어도 일부로부터 형성될 수 있다.

본 발명의 시스템은 폴리머 전구체를 형성하기 위해 적어도 제1 디이소시아네이트와 제1 폴리올을 혼합하는데 적합한 믹서를 포함할 수 있다.

원심주조기는 폴리머 전구체를 가열하는데 적합할 수 있다. 원통형 내부 공간의 표면은 폴리머를 유입하는데 적합한 텍스처를 포함할 수 있다: 연마패드의 작업 표면에 그루브 텍스처; 및/또는 연마패드의 바깥쪽 모서리를 경계지우는 천공(perforation). 추가로 또는 대안적으로, 텍스처는 폴리머를 유입하는데 적합할 수 있다: 연마패드와 접착체 간의 접착력을 향상시키기 위해 작업 표면에 대향되는 연마패드의 후면에 거친 텍스처.

본 발명의 제조방법으로 만들어진 연마패드가 제공된다. 본 발명의 제조방법은 중심축에 대하여 실린더를 회전시키는 단계를 포함한다. 본 발명의 제조방법은 연마패드의 표면에 그루브를 형성시키는 단계를 포함할 수 있다. 본 발명의 제조방법은 2가지 이상의 성분들을 혼합하여 폴리머 전구체를 형성시키는 단계, 및 상기 폴리머 전구체를 실린더의 내부로 도입시키는 단계를 포함할 수 있다.

연마패드는 실질적으로 평평하고/거나, 실질적으로 균일하고/거나 투명할 수 있다. 연마패드는 횡절단면(cross-sectional cut)의 대부분에 세공(pores)이 실질적으로 부재하고, 그 두께는 20밀(mils)을 초과할 수 있다. 연마패드는 그 경도가 20 Shore A 내지 90 Shore D이고, 불투명하고/거나, 비등방성일 수 있다. 본 발명의 제조방법은 완전히 겔화되기 전에 폴리머 혼합물 상에 화이버 네트워크를 정치(positioning)시키는 단계와, 후속하여 상기 네트워크의 상부에 추가의 층을 형성시키는 단계를 포함할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 예시적인 원심주조기 시스템을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 도 1에 도시한 예시적인 원심주조기를 도시한 도면이다.
도 3은 도 2에 도시한 예시적인 원심주조기의 횡단면을 도시한 도면이고, 본 발명에 따른 예시적인 이형제와 폴리우레탄 주조를 보여준다.
도 4는 예시적인 구체예에 따른 컴퓨터 시스템을 도시한다.
도 5는 본 발명에 따른 연마패드를 제조하기 위한 예시적인 방법을 도시한 플로우 차트이다.

본 발명은 의심할 여지 없이 다수의 다른 유형으로 구현되나, 본 발명은 본 명세서의 도면에 제시되고 이해를 돕기 위해 몇가지 특정 구체예들로 상세히 설명하게 될 것이나, 본 발명의 개시사항은 본 발명의 원리들에 대한 예시로 간주되어야 하며, 예시된 구체예들로 본 발명을 국한시키려는 의도는 전혀 없다. 예시적인 구체예들에 따르면, 본 발명은 일반적으로 연마패드에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본 발명은 고체 균질 폴리머 연마패드를 제조하기 위한 시스템과 그러한 방법을 제공한다.

반도체 산업에서 연마는 화학적 기계적 연마(Chemical Mechanical Planarization; CMP)로 지칭된다. 지금까지 수년동안, CMP에 사용되어 온 폴리머 연마패드는 주로 클로즈드 셀(closed cell) 폴리우레탄 소재이다. CMP에 사용되는 연마패드 중 작은 비율은 폴리머 또는 연마형 연마패드로 충진된 폴리머로 함침된 오픈쎌(open cell), 화이버를 채용하고 있다. 그러한 패드들의 표면은 마이크로텍스처를 함유한다. 이러한 고유한 마이크로텍스처는 콘디셔닝 프로세스와, 궁극적으로 패드의 연마 성능을 보완한다. 이러한 고유한 마이크로구조에서의 불균일함(inconsistencies)은 패드의 연마 성능에서의 편차를 야기시킨다. 이러한 이유로, 패드 제조업자들은 패드 제조공정들을 개선하여 제품 편차를 줄이는데 노력을 기울여 왔다. 반면, 고체 균질 폴리머 연마패드는 고유한 마이크로구조를 함유하지 않는다. 대신, 이 연마패드는 패드 표면 상에 마이크로텍스처를 부여하기 위해 사용되는 동안의 콘디셔닝 공정에 좌우된다.

통상적인 상부 패드 클로즈드쎌 소재 제조 공정들은 다음 공정들 중의 한 공정을 이용하는 것을 채택하고 있다: 1. 열가소성 사출성형(Thermoplastic injection molding), 2. 열경화성 사출성형(Thermoset injection molding)(종종, "반응사출성형(reaction injection molding)" 또는 "RIM"이라고 지칭함) 3. 열가소성 또는 열경화성 사출중공성형(injection blow molding), 4. 압축성형(Compression molding), 5. 재료가 배치되고 고상화되는 유사한 공정. 이러한 방법들은 클로즈드 캐스트 시스템을 사용하는 것으로 설명할 수 있다.

원심주조는 대칭축 주위를 회전하는 원통형 몰드에 액체를 쏟아붓는 단계를 포함한다. 이 몰드는 재료가 고체화될 때까지 계속해서 회전된다. 본 발명의 제조방법은 폴리머 연마패드를 제조하는데 채용되는 원심주조기의 용도를 제공한다. 원심주조기는 오픈 캐스트 방법으로 설명할 수 있다.

원심주조 기술은 철파이프, 부싱, 휠, 그리고 대칭축을 갖는 다른 부품들을 제조하는데 사용된다. 금속의 원심주조에서, 영구 몰드는 용융된 금속이 부어지자마자 고속(300 내지 3000 RPM)으로 이의 축을 기준으로 회전한다. 용융된 금속은 내부 몰드 벽 쪽으로 원심적으로 쏠리게 되고, 이 벽에서 상기 금속은 냉각후 고체화된다. 이 공정으로 주조될 수 있는 전형적인 금속 재료는 철, 강철, 스테인리스 강철, 그리고 알루미늄, 구리 및 니켈의 합금이다.

원심주조는 폴리머 부품의 제조에도 사용될 수 있다. 예를 들어, 특수한 용도의 폴리우레탄 타이밍 벨트는 원심주조를 이용하여 생산될 수 있다. 이 벨트는 특별한 코팅을 지니고, 특별한 트랜스미션 어플리케이션에 적합하도록 강화된다. 이 벨트는 원심주조 공정과 고성능 폴리우레탄을 사용하여 형성되고 몰딩된 것이다. 이 벨트는 매립된 강철, Kevlar®, 폴리에스터, 스테인리스 강철 또는 강화 유리 섬유를 지닐 수 있다. 이 벨트는 포장기계, 분류기계, 그리고 조립기계와 같은 애플리케이션에 리니어 드라이브(linear drives)로 사용될 수 있다.

폴리머 연마패드를 제조하기 위해 필요한 원재료의 제조는 혼합물에 일정한 비율의 원재료 유입을 보장하기 위해 상당한 제어를 요구한다. 이 원재료는 혼합하기 전에 각각 가열될 필요가 있을 수 있다. 또한, 이 원재료는 혼합물 내에서 균일하게 분산되도록 하기 위해 완전히 혼합하는 것이 바람직할 수 있다. 이 원재료는 혼합시 기포를 형성할 수 있고, 그 결과 기포를 제거하기 위한 시스템을 통과하는 것이 필요할 수 있다. 더욱이, 이 재료는 이후 겔화 개시 전에 몰드로 전달될 필요가 있다. 이 공정은 혼합물의 "포트 수명(pot life)"이 짧은 경우, 더 복잡해질 수 있다. "포트 수명"을 넘어서게 되면, 이후 혼합물은 경화되기 시작할 것이고, 더 이상 유용하지 않다.

고체 균질 폴리머 연마패드의 성형을 위해, 고체층 내에 세공들의 형성을 방지하는데 관심이 고조되어 왔다. 이것은 "포트 수명"이 짧은 경우 특히 문제된다. 이것은 흔히 그러한 고체 균질 폴리머 연마패드를 만드는데 통상의 클로즈드 주조 시스템의 사용은 많은 제약을 수반하게 되고, 몇몇 경우에, 그러한 클로즈드 주조 시스템은 사용될 수 없다는 것을 의미한다. 예를 들어, 재료 두께는 일반적으로 허용가능한 연마패드 보다 훨씬 더 두꺼울 필요가 있는데, 이는 혼합물이 주조기를 확실하게 채울 수 있도록 하기 위해서이다. 이것은 폐기물을 증가시켜 패드 제조 공정에 비용 부담을 가중시킨다. 몰딩 공정의 수율은 타이트한 생산 윈도우에 의해 영향을 받을 수 있고, 수율의 손실 역시 패드 제조 공정에 비용 부담을 가중시킨다. 불균일은 또한 타이트한 생산 윈도우의 결과로 재료의 개발(development)에서도 목격될 수 있다.

본 발명에 따른, 고체 균질 폴리머 연마패드는 원심주조를 이용하여 생산된다. 본 발명의 공정은 폴리머 혼합물(액체일 수 있음)을 거대한 회전 드럼으로 도입하는 단계를 포함한다. 원심력은 드럼 안쪽 표면으로 폴리머 혼합물을 밀어 붙이고, 폴리머 혼합물이 겔화되고 고체화되면, 고체 균질 폴리머의 직사각형 벨트가 획득될 수 있다. 폴리머 혼합물이 원심주조기의 회전 드럼에 도입되면, 폴리머 혼합물 재료는 드럼 벽에 퍼지고 들러붙는다. 폴리머 혼합물이 겔화되고 고체화되면, 재료 횡단면의 대부분에 걸쳐서 실질적으로 세공들은 존재하지 않는다. 존재하는 임의의 세공들은 드럼의 내벽에 대향되거나 가장 먼 쪽에 있는 시트의 표면에 격리될 것이고, 그러므로 성형, 제조(preparation) 및/또는 콘디셔닝 도중에 쉽게 제거될 수 있다.

고체 균질 폴리머 시트를 제조하기 위한 원심주조는 공동(voids)이 없는 연마패드의 제조를 가능케 한다. 또한, 본 발명의 공정은 재료의 두께불균일도(total thickness variation; TTV)가 아주 작게 되도록 하기 위해 조정될 수 있다. 연마패드를 제조하는데 사용되는 원심주조기의 온도와 속도(RPM)는 원하는 패드 특성과 사용되는 폴리머 전구체의 유형에 따라 변형될 수 있다.

본원에서 제공하는 원심주조 시스템과 방법은 낮은 TTV를 지니는 고체 균질 폴리머의 얇은 시트의 형성을 가능케한다. 폴리머(예를 들어, 폴리우레탄)의 얇은 시트는 공동 또는 세공이 없는 고체 폴리머 연마패드로 쉽게 전환될 수 있다.

본원에서 제공하는 원심주조 시스템과 방법은 폴리머 혼합물 제조에 의해 야기되는 세공 또는 공동의 존재 없이, 고체 연마패드의 형성, 심지어 신속한 겔화 또는 짧은 "포트 수명" 폴리머 혼합물을 보장한다. 더 구체적으로, 본 발명의 기술은 짧은 "포트 수명" 폴리머 혼합물로의 고체 균질 폴리머 패드의 비제한적 형성을 가능하게 하고, 폴리머 혼합물의 혼합 도중에 형성될 수 있는 기포를 제거하기 위한 시스템에 폴리머 혼합물을 통과시킬 필요성을 없앨 수 있다.

본 발명의 기술은 상이한 폴리머 제형들로 다층 연마패드의 형성을 가능하게 하고, 전구체 혼합물이 필러, 연마제 및/또는 화이버를 함유하는 경우 상 분리를 유도하는데 사용될 수 있다. 더욱이, 본 발명의 기술은 폴리머 시트에 미리결정되거나 요망되는 비등방성 사슬 구조를 유도하는데 사용될 수 있다.

연마패드 작제에 사용되는 접착제의 성능을 개선하기 위해, 주조기의 내부 표면은 부드럽거나, 달리 대안적으로 텍스처가 연마패드의 작업 표면에 그루브 또는 채널을 부가하는데 사용될 수 있다.

원심주조 동안 가열은 주조 드럼을 에워싸거나 이에 인접해 있는 가열부재(드럼과 이 드럼 안의 공기를 가열시킴)에 의해 수행될 수 있다. 전형적으로, 드럼은 폴리머 전구체를 도입하기 전에 예열된다. 추가 공정들을 주조 조작에 부가하여 제품 성능을 개선시킬 수 있다.

패드 재료에 존재하는 고유의 마이크로텍스처는 연마패드의 연마 성능을 향상시킬 수 있다. 그러한 마이크로텍스처는 불균일한 연마 성능을 방지하기 위해 패드 재료 내에 균일하게 존재할 필요가 있다. 고체 균질 패드는 콘디셔닝 진행 중에 도입되는 마이크로텍스처에 전적으로 좌우된다. 패드 재료 내에 세공 또는 세공들이 존재하여야 한다면, 이것은 증가된 수준의 연마속도를 야기시킬 수 있다. 이러한 증가된 수준의 연마 속도는 오랫동안 지속되지 못할 것인데, 그 이유는 세공들이 층 내에 균일하게 존재하지 않기 때문이다. 이러한 이유로, 고체 균질 연마패드가 세공들을 드물게 함유하거나 함유하지 않는 것이 중요하다. 세공들 없이 고체 균질 폴리머 패드를 제조하려는 노력은 대개 효과가 없었다. 대조적으로, 원심주조기의 사용은 폴리머 혼합물, 심지어 짧은 "포트 수명" 폴리머 혼합물과 관련한 이슈들을 해결하며, 동시에 무공동(void-free) 폴리머 시트를 보장한다. 원심력은 전구체 물질을 원심주조기의 내부 벽쪽으로 쏠리게 하기 때문에, 원심주조기는 폴리머 시트 내의 세공들 또는 공동들을 감소시키거나 제거시키며, 동시에 공동들 중의 임의의 세공들을 대향면으로 이동시킬 것이다. 이것은 세공들 또는 공동들이 폴리머 혼합물보다 더 가볍기 때문에 가능할 것이다.

기포(Bubbles)는 폴리머의 경화 진행중 표면으로 이동하고, 경화후 상기 표면 상에 잔존할 수 있다. 이러한 기포는 연마패드의 작업 표면으로 사용될 수 있는, 벨트의 내부 표면을 기계가공함으로써 기계로부터 제거될 수 있다. 이러한 기계가공은 전형적으로 1인치의 1/1000 내지 1/4000 또는 달리 1인치의 15/1000일 수 있다.

고체 균질 폴리머 시트의 원심주조는 예외적으로 평평한 폴리머 시트를 생성시키는 예기치못한 이점을 제공한다. 극도의 평평함은 기계가공에 대한 요구를 감소시키고, 결과적으로 재고 손실과, 기계가공의 시간과 비용을 줄인다. 둘째, 본 발명의 기술은 폴리머 전구체가 원심력으로 인해 드럼 표면으로 이동되기 때문에 폴리머 주조에서 세공들을 감소시키거나 제거시키며, 동시에 세공들은 이동하지 않고, 결과적으로 폴리머 전구체 밖으로 압출된다. 세공들의 실질적 부재는 처음 사용할 때부터 마지막 사용할 때까지 균일 연마패드(또한, 다른 연마 애플리케이션이 본 발명의 교시에 수반되지만, CMP 패드로 지칭됨)를 제공한다. 연마패드는 1인치의 1/80,000 두께이거나 이보다 더 얇을 수 있고, 패드가 사용되면, 더 얇아진다.

원심주조에 의해 형성된 폴리머 연마패드는 실질적으로 또는 완전히 세공들 또는 공동들이 비존재할 수 있고, 실질적으로 균일한 두께일 수 있다. 폴리머 시트는 짧은 "포트 수명" 전구체를 사용하여 형성될 수 있으나, 이것은 또한 실질적으로 또는 완전히 세공들이 결여되어 있을 수 있다. 결과적으로, 매우 높은 제조 스루풋(throughput)이 본 발명의 기술을 이용하여 달성될 수 있는데, 폴리머가 매우 오랫동안 주조기 내에 있을 필요가 없기 때문이다.

통상적인 CMP 패드 제조는, 상부에서 하부까지 실질적으로 균일함(이것은 어려움)이 요구되는, 슬라이스된 고체 폴리머의 케이크 또는 잉곳의 형성을 포함할 수 있다. 반대로, 원심주조를 사용한 본 발명에 따른 예시적인 방법에서, 생산된 고체 균질 폴리머는 극도로 평평하고, 패드의 극한 두께(ultimate thickness) 보다 극히 최소로(bare minimum) 더 두껍다. 임의의 적절한 방법으로 절단하거나 천공함으로써 다수의 상부 패드들을 만드는데 사용할 수 있는 매우 큰 벨트가 생산되며, 매우 균일한 제품과 실질적으로 비존재하는 다공성과 함께 높은 스루풋을 가능케한다.

본원에 개시한 예시적인 방법은 2개 이상의 다른 폴리머 혼합물들을 순차적으로 주조하고 겔화함으로써 2개 이상의 분리되고 구분되는 층들을 형성하는데 이용될 수 있다. 이러한 구체예는 클로즈드 캐스트 시스템에서는 불가능하다.

강화된 패드는 부분적으로 겔화된 처음의 폴리머 시트 상에 섬유 네트워크를 위치시키고, 후속하여 상기 네트워크의 상부에 추가의 층을 형성함으로써 본 발명의 기술을 이용하여 형성될 수 있다. 폴리머 혼합물 제형과 연계된 원심주조기의 최적 세팅은 비등방성 폴리머 시트의 형성을 가능하게 한다. 고체 균질 폴리머 연마패드를 사용할 때, 이것은 더 균일한 사슬 구조의 혜택을 제공한다. 이것은 패드 콘디셔너로 더 균일한 마이크로텍스처 형성을 가능케 할 수 있다. 폴리머 시트의 트랜스미션 특성은 이러한 더 규칙적인 구조로 나아질 수 있다.

본 발명의 예시적인 변형은 드림 내부를 약간 거칠게 만듦으로써 접착제(감압 접착제 또는 핫멜트 접착제)와 폴리머 패드 간의 개선된 접착을 이용한다. 빈약한 접착은 결과적으로 연마 진행 중 패드 박리(delamination)를 초래한다. 이것은 결국 연마기(polisher)에 대한 손상, 연마되는 기판의 흠집, 그리고 연마기에 대한 상당한 다운타임(downtime)을 초래하여, 효율에 영향을 줄 것이다.

도 1은 폴리머 혼합물 콘테이너(110)와 원심주조기(140)를 포함하는 스핀 주조 시스템(100)을 도시한 도면이다. 혼합물 콘테이너(110)는 폴리머 혼합물(130)을 담는다. 폴리머 혼합물 콘테이너(110)는 혼합장치를 포함하고, 가열된 유체가 통과되도록 하기 위한 도관들을 지니는 가열부재(heated element)일 수 있는, 재킷(120) 및/또는 전기 가열부재를 포함할 수 있다. 폴리머 혼합물(130)은 폴리머 혼합물 콘테이너(110)로부터 원심주조기(140)의 드럼(150)으로 쏟아 부어질 수 있고, 동시에 드럼(150)은 회전 방향(160)으로 축(170) 주위에서 회전한다. 폴리머 혼합물(130)은 원심력 때문에 넓게 퍼져나와 드럼(150)의 내부 표면 상에 폴리머 시트(180)를 형성할 수 있다. 드럼(150)의 경우, 폴리머 시트(180)는 원통형 형상일 수 있다. 드럼(150)은 회전할 수 있고, 어떤 속도로든 드럼(150)을 회전시키고, 드럼(150) 내로 도입 후 폴리머 혼합물(130)이 겪게 되는 원심력이 균일한 두께의 폴리머 시트(180)를 생성하기에 충분하고 추가적으로 폴리머 시트(180)의 겔화 전에 드럼(150) 내부와 인터페이스를 이루는 폴리머 시트(180)의 표면으로부터 멀리 떨어지게 하는 폴리머 혼합물(130) 내의 임의의 세공들을 초래하기에 충분한 그러한 직경을 가질 수 있다. 드럼(150)은 가열될 수 있다.

드럼(150)은 부드러운 내부 드럼면을 지니거나, 달리 연마패드에 사용되는 접착제의 성능을 개선하는 텍스처드(textured) 드럼면을 지닐 수 있는데, 이러한 드럼면은 본 발명에 따라 제조되는 연마패드의 표면에 그루브를 제공하고/거나 본 발명의 방법으로 형성된 주조되고 겔화된 폴리머 시트로부터 연마패드를 형성하고/거나 분리하는 것을 용이하게 한다.

예시적인 구체예로, 원심주조기(140)는 드럼(150)을 포함할 수 있고, 다른 예시적 구체예로, 드럼 대신 와이어 또는 샤프트에 의해 축(170) 부근에 배치된 회전 내부 부재(spinning interior element)에 연결되는 몰드를 포함할 수 있다. 원심주조기(140)의 몰드는 싱글 몰드 또는 복수의 몰드일 수 있는데, 이러한 몰드는 고정되거나 제거될 수 있고, 고정된 거리를 지니거나 주조 공정 진행 중 폴리머가 겪게되는 원심력의 크기를 변화시키기 위해 축(170)으로부터 가변 거리를 지닐 수 있다. 원심주조기(140)의 몰드 또는 몰드들은 CMP 패드의 윤곽(outline)을 형성할 수 있고, 드럼(150)에 관하여 위에서 논의한 바와 같은 텍스처드 표면을 지닐 수 있다.

도 2는 원심주조기(140)를 도시한 도면이다. 드럼(150)은 콘테이너(200) 내부에 설치되고, 상기 콘테이너는 단열 콘테이너이거나, 달리 그 대신 회전방향(160)으로 축(170) 주위에서 드럼(150)을 회전시킬 수 있는 프레임일 수 있다. 원심주조기(140)는 가열부재(210)를 포함할 수 있는데, 이 가열부재는 드럼(150) 아래 영역에 배치되고/거나, 드럼(150) 주위에 배치되고/거나, 드럼(150)의 몸체 내에 통합될 수 있다. 가열부재(210)는 고온 유체 도관, 전기 가열부재, 또는 온풍기(hot air blowers)를 포함하는 임의의 다른 적절한 가열부재일 수 있다. 열분배기(Heat distributor)(220)는 드럼(150)에 균등한 열분포를 촉진하기 위해 가열부재(210)와 드럼(150) 사이에 설치될 수 있다. 가열부재(210)는 폴리머 시트(180)를 제조하기 위한 겔화 공정을 가속화시키기 위해 드럼(150) 내로 폴리머 혼합물을 쏟아붓기 전에 드럼(150)을 가열하는데 사용될 수 있다. 폴리머 시트(180)가 형성된 후, 다층 폴리머 패드를 제조하기 위하여 동일하거나 다른 폴리머 혼합물 또는 또다른 재료의 제2 층이 폴리머 시트(180)의 상부 상에 주조될 수 있다. 연이은 층들은 상술한 것과 같이 동일하거나 다른 폴리머 혼합물을 첨가함으로써 형성될 수 있다.

또 다른 구체예에서, 드럼(140)에 혼합물(130)을 쏟아붓기 전에, 화이버 층은 드럼(140)의 내부 표면 상에 설치되거나 형성될 수 있다. 이러한 다른 방법에서, 다층 폴리머 패드는 싱글 또는 다수의 주조로 형성될 수 있다. 다층 폴리머 패드는 혼합물(130)이, 상이한 밀도를 지니는 입자화된 또는 분해되지 않은 부재들을 포함하는 경우, 단일 주조 작업으로 단일 혼합물(130)로부터 형성될 수도 있다.

폴리머시트(180)가 형성된 후, 드럼(150)은 정지될 수 있고, 폴리머시트(180)는 드럼(150)에서 제거될 수 있다. 폴리머 시트(180) 제거는 축(170)에 평행한 선을 따라 폴리머 시트(180)를 커팅하는 단계를 포함할 수 있는데, 이 커팅은 원통형 벨트 형상부터 직사각형 형상까지 폴리머 시트(180)의 변형을 초래한다. 폴리머 패드는 폴리머 시트(180)에서 커팅되거나 펀칭될 수 있다. 폴리머 패드의 윤곽을 형성한 후, 폴리머 시트(180)의 표면은 더 균일한 두께를 형성하고/거나 임의의 결함을 제거하기 위해 기계가공될 수 있다. 또한, 폴리머 시트(180)는 폴리머시트(180)의 표면 상에 그루브 패턴을 만들기 위해 폴리머 패드의 윤곽을 형성하기 전에 또는 그 후에 기계가공될 수 있고, 유사하게 표면은 폴리머 패드 상에 스크래치 패턴을 형성하기 위해 콘디셔닝될 수 있다.

도 3은 원심주조기(140)의 횡단면을 도시하는 도면이고, 이형제(300)와 폴리머시트(180)를 보여준다. 드럼(150)은 회전방향(160)으로 축(170) 주위를 회전한다. 이형제(300)는 주조 후 고체 폴리머의 방출을 용이하게 하기 위해 원심주조기 내에서 영구적(예를 들어, Teflon®), 반영구적(예를 들어, Teflon® 스프레이), 또는 일시적 코팅일 수 있다. 특히, 드럼(150)의 내부 표면은 특정 회수의 주조, 예를 들어, 20회 주조 후 Teflon® 코팅으로 분무될 수 있다. 원심주조기에서 폴리머시트 주조과 관련된 또 다른 고려사항들은 몰드 방출을 포함한다.

본 방법에서, 실린더는 회전 작동 시간의 적어도 일정 시간 동안 분당 300회 이상 회전할 수 있다. 급속 겔화 프리폴리머/경화성 혼합물(curative mixture)로부터 폴리우레탄 시트(또는 다른 폴리머 시트)를 형성하는 방법이 제공된다. 이 방식으로, 단단한 패드가 더 높은 제조 스루풋으로 획득될 수 있는데, 그 이유는 폴리우레탄(또는 다른 폴리머)가 긴 시간 동안 캐스터 내에 존재할 필요가 없기 때문이다. 원심주조기를 사용하여 급속 혼합이 가능하다.

도 4는 예시적인 구체예에 따른 컴퓨터 시스템을 도시한다. 예를 들어, 컴퓨터(400)는 원심주조 시스템(100) 및/또는 가열부재(210)의 제어 부재(control element)일 수 있다. 또한, 컴퓨터(400)는 본원에 기재된 단계들을 수행할 수 있다(예를 들어, 도 5 참조). 컴퓨터(400)는 컴퓨터-판독가능 기록 매체에 저장될 수 있고, 동작을 규정하는 컴퓨터 프로그램 명령어들을 실행함으로써 컴퓨터(400)의 동작을 제어하는 프로세서(410)를 포함한다. 컴퓨터 프로그램 명령어들은 스토리지(420)(예를 들어, 자기 디스크, 데이타베이스)에 저장되고 컴퓨터 프로그램 명령어들의 실행이 요구될 때 메모리(430)로 로딩될 수 있다. 따라서, 컴퓨터 동작은 메모리(430) 및/또는 스토리지(420)에 저장된 컴퓨터 프로그램 명령어들에 의해 규정될 것이고, 컴퓨터(400)는 컴퓨터 프로그램 명령을 실행하는 프로세서(410)에 의해 제어될 것이다. 컴퓨터(400)는 또한 다른 장치들, 예를 들어, 다른 컴퓨터들, 서버들, 또는 웹사이트들과 통신을 위한 하나 이상의 네트워크 인터페이스(440)를 포함한다. 네트워크 인터페이스(440)는, 예를 들어, 로컬 네트워크, 무선 네트워크, 인트라넷, 또는 인터넷일 수 있다. 컴퓨터(400)는 또한 입력/출력(450)을 포함하는데, 이것은 컴퓨터(400)(예를 들어, 디스플레이, 키보드, 마우스, 스피커, 버튼, 웹캠 등)과 사용자 상호작용을 가능케 하는 장치를 나타낸다. 통상의 기술자는 실제 컴퓨터의 실행은 다른 구성요소들을 포함할 것이고, 도 4는 예시적인 목적을 위한 그러한 컴퓨터의 구성요소들 중 일부에 대한 높은 수준으로 대표하고 있다는 것을 인지할 것이다.

상기한 기능들 중 일부는 스토리지 매체(예를 들어, 컴퓨터-판독가능 매체)에 저장되는 명령어들을 구성할 수 있다. 명령어들은 프로세서에 의해 검색되고 실행될 수 있다. 스토리지 매체의 일예에는 메모리 장치, 테이프, 디스크 등이 있다. 명령어들은 본 발명에 따라 작동되도록 프로세서를 구동시키기 위해 프로세서에 의해 실행될 때 작동가능하다.

본 명세서에 기술한 프로세싱을 수행하는데 적합한 임의의 하드웨어 플랫폼이 본 발명과 함께 사용하기에 적합하다는 것을 주목할 필요가 있다. 본원에 사용된, 용어 "컴퓨터-판독가능 스토리지 매체" 및 "컴퓨터-판독가능 스토리지 매체들"은 실행을 위한 CPU에 명령을 제공하는데 관여하는 임의의 매체 또는 매체들을 의미한다. 그러한 매체는, 비휘발성 매체, 휘발성 매체 및 전송 매체를 포함하지만, 이로만 국한되지 않는, 여러가지 형태를 취할 수 있다. 비휘발성 매체는, 예를 들어, 광학 또는 자기 디스크, 예컨대, 고정 디스크를 포함한다. 휘발성 매체는 동적 메모리, 예컨대, 시스템 RAM을 포함한다. 전송 매체는 버스(bus)의 일 구체예를 포함하는 와이어를 포함하는, 다른 것들 중에서, 동축 케이블, 구리 전선과 화이버 옵틱스를 포함한다. 전송 매체는 또한 음파 또는 광파, 예컨대, 무선주파수(radio frequency; RF)와 적외선(IR) 데이타 통신 동안 생성되는 그러한 파의 형태를 취할 수 있다. 컴퓨터-판독가능 매체의 흔한 유형은, 예를 들어, 플로피 디스크, 플렉시블 디스크, 하드 디스크, 자기 테이프, 임의의 다른 자기 매체, CD-ROM 디스크, 디지탈 비디오 디스크(DVD), 임의의 다른 광학 매체, 마크 또는 홀의 패턴을 지니는 임의의 다른 물리적 매체, RAM, PROM, EPROM, EEPROM, FLASHEPROM, 임의의 다른 메모리 칩 또는 카트리지, 캐리어 파, 또는 컴퓨터가 읽을 수 있는 임의의 다른 매체를 포함한다.

컴퓨터-판독가능 매체의 다양한 유형은 실행용 CPU에 하나 이상의 명령어들에 관한 하나 이상의 시퀀스들을 전달하는데 관여할 수 있다. 버스는 데이타를 시스템 RAM에 전달하고, 이로부터 CPU는 명령을 검색하고 실행한다. 시스템 RAM에 의해 검색된 명령은 선택적으로 CPU에 의한 실행 전 또는 후에 고정 디스크에 저장될 수 있다.

도 5는 폴리우레탄을 사용하는 본 발명에 따른 방법(500)을 도시한다. 그러나, 이 방법은 본 명세서에 논의된 것과 같은, 다른 폴리머에도 적용가능하다. 본 발명의 방법(500)은 시작 명령(start oval)(510)에서 시작하여 동작(520)을 진행하는데, 이 동작은 제1 디이소시아네이트와 제1 폴리올을 혼합하여 폴리우레탄 프리폴리머 혼합물을 형성하는 것을 의미한다. 동작(520)으로부터, 플로우는 동작(530)을 진행하는데, 이 동작은 폴리우레탄 프리폴리머 혼합물을 실린더의 내부 공간으로 분산시키는 것을 의미한다. 동작(530)으로부터, 플로우는 동작(540)을 진행하는데, 이 동작은 중심축에 대해 실린더를 회전시키는 것을 의미하며, 이 실린더 내부 공간에는 폴리우레탄 프리폴리머 혼합물이 봉입된다. 동작(540)으로부터, 플로우는 동작(550)으로 진행하는데, 이 동작은 회전의 동작 시간의 적어도 일부 시간 동안 화씨 140도 내지 212도의 온도로 실린더를 가열하는 것을 의미한다. 동작(550)으로부터, 플로우는 동작(560)을 진행하는데, 이 동작은 폴리우레탄 프리폴리머 혼합물이 겔화된 후 형성된 폴리우레탄 중 적어도 일부로부터 연마패드를 형성시키는 것을 의미한다. 동작(560)으로부터, 플로우는 종료 명령(570)을 진행한다.

폴리머(예를 들어, 폴리우레탄, 또는 PU라고도 지칭됨) 주조 시스템은 사슬 연장제 및 가소제와 함께 PU 프리폴리머(전구체로도 지칭됨)을 혼합하는 단계를 포함한다. 프리폴리머는, 다른 디이소시아네이트 또는 다른 폴리이소시아네이트가 사용될 수 있지만, TDI(디이소시아네이트)와 PGMEA(폴리올)일 수 있고, 유사하게, 다른 폴리올이 사용될 수 있다. TDI와 PGMEA의 비율은 대략 몰비 2:1의 비율에서 달라질 수 있는데, 그리하여, 유리, 또는 반응하지 않은 이소시아네이트 비율이 2.5 내지 9.5%에서 달라진다. 사슬 연장제, 예컨대, MOCA는 반응하지 않은 이소시아네이트와 함께 약 1:1의 몰비로 프리폴리머에 부가될 수 있다. 이제, 반응하지 않은 이소시아네이트에 대한 MOCA의 혼합비는 0.95:1이다.
본 발명의 예시적인 구체예에서, 경화제(curative agent)는 폴리우레탄 전구체를 형성하기 위해 반응하지 않은 폴리이소시아네이트에 대해 약 0.7 내지 1.25:1의 몰비로 폴리우레탄 프리폴리머에 첨가될 수 있다. 예를 들어, MOCA는 반응하지 않은 디이소시아네이트에 대하여 0.95:1의 비율로 폴리우레탄 프리폴리머와 혼합될 수 있다. 가소제는 폴리우레탄 프리폴리머와 사슬 연장제에 대한 중량 기준으로 첨가될 수 있다. 가소제의 비율은 폴리우레탄 프리폴리머와 경화제에 대한 중량비로 0% 내지 30%의 범위일 수 있다.
세바케이트, 아디페이트, 글루터레이트(gluterates), 프탈레이트, 아제레이트(azelates), 말레에이트(maleates), 벤조에이트를 포함하는 다양한 가소제가 있다. 예를 들어, Benzoflex™ 와 같은 벤조에이트가 본 발명의 구체예에서 사용될 수 있다. 가소제는 상기 물질들의 중량을 기준으로 첨가될 수 있고, 비율은 0 내지 30%의 범위, 바람직하게는, 5 내지 20%의 범위일 수 있다.
이상의 상세한 설명은 예시적인 것이고, 제한적인 것이 아니다. 당업계의 통상의 기술자는 본원의 개시내용을 참조하여 본 발명에 대한 다양한 변형이 이루어질 것임을 명확하게 인식할 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명을 참조하여 결정되어서는 아니되며, 오히려 그 대신 첨부된 특허청구범위의 청구항들과 이들의 완전한 균등범위를 참조하여 결정되어야 한다.

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Claims (24)

1. 원심주조를 사용하여 반도체 웨이퍼를 연마하기 위한 화학적 기계적 연마(CMP) 연마패드 재료의 제조방법으로서,
   폴리우레탄 프리폴리머 및 경화제를 혼합하여 폴리머 혼합물을 형성하는 단계;
   가소제를 폴리머 혼합물에 혼합하는 단계로서, 상기 가소제는 벤조에이트계 가소제이고, 상기 가소제는 상기 폴리머 혼합물의 중량 기준 5 내지 20%의 범위로 상기 폴리머 혼합물에 첨가되는 단계;
   실린더를 중심축에 대하여 회전시켜 원심주조하는 단계;
   공동을 가진 폴리머 혼합물을 상기 실린더에 부착되지 않은 디스펜서에 의해 도입하고, 상기 폴리머 혼합물은 상기 폴리머 혼합물의 포트 수명을 초과하지 않으면서 상기 실린더 내에 둘러싸인 내부 공간으로 반응하기 시작하고, 상기 원심주조로부터의 원심력은 상기 실린더의 내부 벽의 표면 상에 상기 폴리머 혼합물의 균일한 층을 생성하고, 상기 원심주조는 상기 실린더를 중심축에 대하여 회전시킴으로써 상기 실린더의 내부 벽의 표면 상에 대향하는 외부 표면에서 상기 폴리머 혼합물의 공동을 격리시키는 단계;
   적어도 하나의 가열부재를 사용하여 상기 실린더를 가열하는 단계;
   적어도 하나의 열분배기를 사용하여 상기 실린더에 열을 균등하게 분배하는 단계;
   상기 폴리머 혼합물의 겔화를 통해 비다공성 고체 균질 폴리머 시트를 형성하는 단계;
   상기 비다공성 고체 균질 폴리머 시트의 상부에서 제2 층을, 상기 실린더를 중심축에 대하여 회전시킴으로써 원심주조하는 단계로서, 상기 제2 층은 다층 폴리머 패드용인 단계;
   상기 제2 층을 갖는 비다공성 고체 균질 폴리머 시트를 상기 실린더로부터 제거하는 단계; 및
   상기 제2 층을 갖는 비다공성 고체 균질 폴리머 시트로부터, 반도체 웨이퍼를 연마하기 위한 비다공성이고 균일한 두께의 복수의 다층 CMP 연마패드를 성형하는 단계
   를 포함하는, 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 실린더의 회전은 상기 폴리머 혼합물이 겔화될 때까지 지속되는, 제조방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 다층 CMP 연마패드 내의 적어도 2개의 개별 층들은, 적어도 2개의 폴리머 층들을 순차적으로 주조하고 겔화함으로써 형성되는, 제조방법.
4. 제3항에 있어서, 상기 다층 CMP 연마패드 내의 적어도 2개의 개별 층들은 상기 폴리머 혼합물과 적어도 하나의 추가 폴리머 혼합물을 포함하는, 제조방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 회전의 동작 시간 중 적어도 일부 시간 동안 화씨 50도 내지 500도의 온도로 상기 실린더를 가열하는 단계를 더 포함하는, 제조방법.
6. 제1항에 있어서, 상기 폴리머 혼합물은 폴리우레탄, 폴리우리아-우레탄(polyuria-urethane), 폴리카보네이트, 폴리아미드, 폴리아크릴레이트 및 폴리에스터 중 적어도 1종을 포함하는, 제조방법.
7. 제1항에 있어서, 디이소시아네이트, 2관능성 이소시아네이트 및 다관능성 이소시아네이트 중 적어도 1종과 제1 폴리올을 혼합하여 상기 폴리머 혼합물을 형성하는 단계; 및 상기 폴리머 혼합물을 상기 실린더의 내부 공간으로 분산시키는 단계를 더 포함하는, 제조방법.
8. 제7항에 있어서, 필러, 마이크로엘리먼트, 연마제, 화이버, 계면활성제 및 가소제 중 적어도 1종을 상기 폴리머 혼합물에 첨가하는 단계를 더 포함하는, 제조방법.
9. 제7항에 있어서, 상기 폴리머 혼합물을 상기 내부 공간으로 분산시키는 단계 이전에 이형제로 상기 실린더의 내부 벽의 표면을 처리하는 단계를 더 포함하는, 제조방법.
10. 제1항에 있어서, 상기 폴리머가 겔화된 후, 상기 실린더의 내부 공간으로부터 상기 폴리머 중 적어도 일부를 제거하는 단계를 더 포함하는, 제조방법.
11. 제1항에 있어서, 상기 폴리머 혼합물의 겔화를 통해 비다공성 고체 균질 폴리머 시트를 형성하는 단계는
    상기 폴리머 혼합물의 겔화를 통해 비다공성 고체 균질 폴리머 시트를 형성하는 단계, 및
    상기 폴리머 시트 내에서 공동을 기계가공하여 비다공성 고체 균질 폴리머 시트를 생성하는 단계를 포함하는, 제조방법.
12. 제1항에 있어서, 회전 작동의 적어도 일부에 대해 분당 300 내지 500 회전의 속도로 실린더를 중심축에 대하여 회전시키는 단계를 포함하는, 제조방법.
13. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 가열부재를 사용하여 상기 실린더를 가열하는 단계는, 상기 폴리머 시트의 겔화를 제어하기 위해 상기 실린더에 상기 폴리머 혼합물을 도입하기 전에 일어나는, 제조방법.
14. 제1항에 있어서, 상기 폴리머 혼합물은 폴리우레탄 프리폴리머를 사슬 연장제 및 가소제와 함께 포함하는, 제조방법.
15. 원심주조를 사용하여 반도체 웨이퍼를 연마하기 위한 화학적 기계적 연마(CMP) 연마패드 재료를 제조하기 위한 시스템으로서,
    폴리머 혼합물의 포트 수명을 초과하지 않고 반응하기 시작하는, 공동을 가진 폴리머 혼합물;
    상기 공동을 가진 폴리머 혼합물을 원심주조기 내로 도입하도록 되어 있고, 원심주조기에 부착되지 않은 디스펜서;
    드럼을 포함하는 상기 원심주조기로서, 상기 드럼은 내부 벽을 가지며 원통형 내부 공간을 규정하고 중심축에 대하여 회전 속도로 회전하도록 되어 있고, 상기 원심주조기의 드럼의 중심축에 대한 회전으로부터의 원심력은 상기 드럼의 내부 벽의 표면에 대하여 상기 폴리머 혼합물의 균질한 비다공성 단일 층을 형성하고, 상기 원심력은 추가로 상기 드럼의 내부 벽에 대향하는 외부 표면에서 상기 폴리머 혼합물의 공동을 격리시키는 원심주조기;
    상기 폴리머 혼합물을 가열하기 위한 적어도 하나의 가열부재; 및
    상기 드럼에 열의 균일한 분배를 촉진시키기 위한 적어도 하나의 열분배기
    를 포함하는, 시스템.
16. 제15항에 있어서, 프리폴리머 및 경화제를 상기 폴리머 혼합물에 혼합하도록 구성된 믹서를 더 포함하는, 시스템.
17. 제15항에 있어서, 상기 적어도 하나의 가열부재는 고온 유체 도관, 전기 가열부재 및 온풍기 중 적어도 하나를 포함하는, 시스템.
18. 제15항에 있어서, 상기 적어도 하나의 가열부재는 상기 드럼 아래, 상기 드럼 주위 또는 상기 드럼 내에 배치되는, 시스템.
19. 제15항에 있어서, 상기 적어도 하나의 열분배기는 상기 적어도 하나의 가열부재와 상기 드럼 사이에 배치되는, 시스템.
20. 원심주조를 사용하여 반도체 웨이퍼를 연마하기 위한 화학적 기계적 연마(CMP) 연마패드 재료를 제조하기 위한 시스템으로서,
    폴리머 혼합물의 포트 수명을 초과하지 않고 반응하기 시작하는, 공동을 가진 폴리머 혼합물;
    상기 공동을 가진 폴리머 혼합물을 원심주조기 내로 도입하도록 되어 있고, 원심주조기에 부착되지 않은 디스펜서;
    드럼을 포함하는 상기 원심주조기로서, 상기 드럼은 내부 벽을 가지며 원통형 내부 공간을 규정하고 중심축에 대하여 회전 속도로 회전하도록 되어 있고, 상기 원심주조기의 드럼의 중심축에 대한 회전으로부터의 원심력은 상기 드럼의 내부 벽의 표면에 대하여 상기 폴리머 혼합물의 균질한 비다공성 단일 층을 형성하고, 상기 원심력은 추가로 상기 드럼의 내부 벽에 대향하는 외부 표면에서 상기 폴리머 혼합물의 공동을 격리시키는 원심주조기;
    상기 폴리머 혼합물을 가열하기 위한 적어도 하나의 가열부재;
    상기 드럼에 열의 균일한 분배를 촉진시키기 위한 적어도 하나의 열분배기; 및
    상기 원심주조기 및 상기 적어도 하나의 가열부재에 통신가능하게 연결된 컴퓨터로서, 상기 컴퓨터는 상기 원심주조기의 회전 속도 및 상기 적어도 하나의 가열부재의 온도를 조정하는 단계를 포함하는 작동을 수행하기 위한 컴퓨터-판독가능 매체 상에 컴퓨터 프로그램 명령을 저장하는 컴퓨터
    를 포함하는, 시스템.
21. 제20항에 있어서, 프리폴리머 및 경화제를 혼합하여 상기 폴리머 혼합물을 형성하도록 구성된 믹서를 더 포함하는, 시스템.
22. 제20항에 있어서, 상기 적어도 하나의 가열부재는 고온 유체 도관, 전기 가열부재 및 온풍기 중 적어도 하나를 포함하는, 시스템.
23. 제20항에 있어서, 상기 적어도 하나의 열분배기는 상기 적어도 하나의 가열부재와 상기 드럼 사이에 배치되는, 시스템.
24. 삭제

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