KR102362562B1 - Method and systems to control optical transmissivity of a polish pad material - Google Patents

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Abstract

연마 패드 소재의 광 투과율을 제어하기 위한 방법 및 시스템이 제공된다. 방법과 시스템은 연마 패드 소재의 광 투과율을 결정하기 위해 제어 파라미터들을 조정하는 것을 포함할 수 있다. 제어 파라미터들은 또한 전처리 제어, 주조 제어, 및/또는, 경화 제어를 포함할 수 있다. 방법과 시스템은 또한 연마 패드의 광 투과율을 제어하는 연마 패드를 조립하기 위해 제공된다. 부가적으로, 제어된 광투과율을 가지는 연마 패드가 제공된다.A method and system are provided for controlling the light transmittance of a polishing pad material. The method and system may include adjusting control parameters to determine the light transmittance of the polishing pad material. Control parameters may also include pretreatment control, casting control, and/or curing control. Methods and systems are also provided for assembling a polishing pad for controlling light transmittance of the polishing pad. Additionally, a polishing pad having controlled light transmittance is provided.

Description

연마 패드 소재의 광 투과율을 제어하기 위한 방법 및 시스템{METHOD AND SYSTEMS TO CONTROL OPTICAL TRANSMISSIVITY OF A POLISH PAD MATERIAL}METHOD AND SYSTEMS TO CONTROL OPTICAL TRANSMISSIVITY OF A POLISH PAD MATERIAL

관련된 출원에 대한 상호 참조CROSS-REFERENCE TO RELATED APPLICATIONS

본 미국 특허 출원은 2014년 2월 20일에 출원된 특허 가출원 번호 61/942,457의 이익을 주장한다. 본 미국 특허 출원은 2013년 4월 1일에 출원된 미국 특허 출원 번호 13/854,856, 및 2012년 4월 2일에 출원된 미국 특허 가출원 번호 61/619,328에 관련이 되어 있으며, 모든 목적을 위해 그 전체가 본 명세서에 참조로서 포함된다.This US patent application claims the benefit of Provisional Patent Application No. 61/942,457, filed on February 20, 2014. This U.S. patent application is related to U.S. Patent Application No. 13/854,856, filed April 1, 2013, and U.S. Provisional Patent Application No. 61/619,328, filed April 2, 2012, and for all purposes It is incorporated herein by reference in its entirety.

본 발명은 일반적으로 연마 패드와 관련이 있다. 더 세부적으로, 본 발명은 연마 패드 소재의 광 투과율을 제어하기 위한 방법과 관련이 있다.FIELD OF THE INVENTION The present invention relates generally to polishing pads. More specifically, the present invention relates to a method for controlling the light transmittance of a polishing pad material.

연마(또한 평탄화로도 일컬어진다)는 반도체, 하드 디스크 드라이브, 및 광학 제품의 생산에서 공통적으로 사용되는 공정 단계이다. 반도체 장치들의 생산에 이용되는 연마 공정은 일반적으로 기판을 폴리머 패드에 마찰시키는 단계 또는 이와는 반대의 단계로 구성된다. 일반적으로 미세 입자(슬러리)를 포함하는, 화학적 용해가 기판과 폴리머 패드 사이의 경계면에 존재한다.Polishing (also referred to as planarization) is a process step commonly used in the production of semiconductors, hard disk drives, and optical products. The polishing process used in the production of semiconductor devices generally consists of rubbing a substrate against a polymer pad or vice versa. A chemical dissolution, usually containing fine particles (slurry), is present at the interface between the substrate and the polymer pad.

연마는 또한 화학적 기계 연마(CMP)로 일컬어질 수 있다. CMP를 위해 사용된 일부 연마 패드는 열린 셀 폴리우레탄 소재들을 사용하는 반면에, CMP를 위해 사용된 폴리머 연마 패드는 닫힌 셀 폴리우레탄 소재들을 사용할 수 있다. 부가적으로, 폴리머(예를 들어, 용융된 소재)가 침투한 섬유, 또는 연마제와 결합된 폴리머가 사용될 수 있다. 그러한 패드의 표면은 미세조직을 포함할 수 있다. 미세 조직은 조건화 공정(conditioning process)을 보완할 수 있으며 궁극적으로는 패드의 연마 작업을 보완할 수 있다. 이러한 본질적인 미세 구조 내의 불일치는 패드의 연마 작업의 편차로 이어질 수 있다. 이러한 이유로 인하여, 패드 제조업자들은 그들의 생산품에서 그러한 편차를 감소시키기 위해 패드 생산 공정을 개량하는 작업을 하였다. 대조적으로, 균일한 고체 폴리머 연마 패드는 고유의 미세 조직을 포함하지 않으며, 대신에 고유의 미세 조직은 일반적으로 미세 조직을 패드 표면에 전달하기 위한 조절 공정에 종속된다. 연마 패드는 하나 이상의 층을 가질 수 있다. 연마 패드가 하나 이상의 층들을 가지는 경우에, 연마 표면은 상부 패드로 일컬어지며, 다른 층(들)은 서브 패드 또는 서브 패드 스택으로 일컬어진다. 열린 셀 구조 또는 닫힌 셀 구조를 포함하지 않거나 셀 구조가 연마 슬러리로 용해된, 적어도 하나의 단일한 연마층을 포함하는 연마 패드는 고체 패드로 일컬어진다.Polishing may also be referred to as chemical mechanical polishing (CMP). Some polishing pads used for CMP use open cell polyurethane materials, whereas polymer polishing pads used for CMP may use closed cell polyurethane materials. Additionally, fibers impregnated with a polymer (eg, a molten material), or polymer bound with an abrasive may be used. The surface of such a pad may include a microstructure. The microstructure can complement the conditioning process and ultimately the polishing of the pad. Inconsistencies within these essential microstructures can lead to variations in the polishing operation of the pad. For this reason, pad manufacturers have worked to refine their pad production processes to reduce such variations in their products. In contrast, a uniform solid polymer polishing pad does not contain an intrinsic microstructure, which instead is generally subject to a conditioning process for transferring the microstructure to the pad surface. A polishing pad may have one or more layers. When the polishing pad has one or more layers, the polishing surface is referred to as the top pad and the other layer(s) is referred to as the sub pad or sub pad stack. A polishing pad comprising at least one single polishing layer that does not contain an open cell structure or a closed cell structure, or in which the cell structure is dissolved into a polishing slurry, is referred to as a solid pad.

CMP 공정을 위한 연마 엔트포인트 검출은 "직접 관찰(look and see)" 모델에서 발달하였으며, 현장 시스템에서 연마/평탄화 공정의 중단을 방지한다. 2개의 주요 엔드포인트 검출 시스템은 1) 광학적 엔드포인트 검출, 및 2) 모터 전류/토크 엔드포인트 검출 시스템이다. 연마기 도구에서 광학적 엔드포인트 검출 시스템을 사용할 수 있게 하기 위하여, 그러한 시스템과 사용되어야 하는 연마기 패드는 광선이 관통하여 전송될 수 있는 영역을 포함해야 한다. 패드상의 이러한 영역은 연마 도구에 있는 엔드포인트 검출 시스템의 위치에 정렬하는 것을 필요로 한다. 일반적으로, 광선이 통과하는 패드상의 이러한 영역은 윈도우로 일컬어진다. 윈도우를 연마 패드 안으로 전달하기 위한 다양한 종류의 방법이 사용된다. 이들은 상부에 구멍을 생성하고 투명한 소재를 삽입하는 것을 포함한다. 사용되는 또다른 방법은 투명한 소재를 상부 패드의 컷 아웃 윈도우 영역에서 중합(polymerize)시키는 것이다. 모든 경우들에서, 서브 패드층 내에 대응하는 구멍이 생성되어야 할 필요가 있다. 많은 경우들에서, 상부 패드 소재 내 윈도우에 대한 지지대를 제공하기 위하여, 투명한 플러그 소재는 서브 패드층 내에 생성된 구멍에 삽입될 것이다.Polishing endpoint detection for CMP processes has evolved from a “look and see” model, avoiding disruption of the polishing/planarization process in an in situ system. The two main endpoint detection systems are 1) optical endpoint detection, and 2) motor current/torque endpoint detection systems. In order to be able to use an optical endpoint detection system in a grinder tool, the grinder pad to be used with such a system must include an area through which a light beam can be transmitted. This area on the pad requires alignment with the location of the endpoint detection system on the abrasive tool. Generally, this area on the pad through which the light beam passes is referred to as a window. Various types of methods are used for transferring the window into the polishing pad. These involve creating a hole in the top and inserting a transparent material. Another method used is to polymerize a transparent material in the area of the cut-out window of the upper pad. In all cases, a corresponding hole needs to be created in the sub pad layer. In many cases, a transparent plug material will be inserted into the hole created in the sub pad layer to provide support for the window in the upper pad material.

연마 패드 소재의 광 투과율을 제어하기 위한 방법 및 시스템은 연마 패드 소재의 광 투과율을 결정하기 위한 제어 파라미터들을 조정하는 것을 포함할 수 있으며 전처리 제어, 주조 제어(casting controls), 및/또는 경화 제어(curing coltrols)를 더 포함할 수 있다. 방법은 또한 화학 성분들 및/또는 화학 성분들의 질량의 하드 세그먼트(hard segments) 대 소프트 세그먼트(soft segments)의 비율에 부분적으로 기초할 수 있는 연마 패드 소재를 형성하기 위해 화학 성분들을 선택하는 것을 포함할 수 있다. 화학 성분들은 크로스링커(cross-linker), 체인익스텐더(chain extender), 및/또는 가소제 (plasticizer)를 포함할 수 있다. 화학 성분들을 선택하는 것은 이소시아네이트 타입(isocyanate type), 이성질체 구조(isomer structure), 및/또는 폴리올 타입(polyol type)일 수 있는 고분자 구조의 기능일 수 있다.Methods and systems for controlling light transmittance of a polishing pad material may include adjusting control parameters for determining light transmittance of a polishing pad material and may include preprocessing controls, casting controls, and/or curing controls ( curing coltrols) may be further included. The method also includes selecting the chemical components to form a polishing pad material that may be based in part on a ratio of hard to soft segments of the chemical components and/or the mass of the chemical components. can do. The chemical components may include a cross-linker, a chain extender, and/or a plasticizer. The selection of chemical components may be a function of the polymer structure, which may be of an isocyanate type, an isomer structure, and/or a polyol type.

다양한 예시적 실시예에서, 방법은 화학 성분들의 혼합물 내에서 균등한 분산이 이루어지도록 화학 성분들을 혼합하는 것을 포함한다. 제어 파라미터들은, 화학 성분들을 혼합하기 이전에 화학 성분들의 온도를 개별적으로 제어하는 제1 온도 제어와 혼합하는 동안에 화학 성분들의 온도를 제어하는 제2 온도 제어 중 적어도 하나를 포함하는 전처리 제어를 포함할 수 있다. 제1 온도 제어 및/또는 제2 온도 제어는 온도 변화율을 제어하는 것을 포함할 수 있다.In various exemplary embodiments, the method includes mixing the chemical components to achieve an even dispersion within the mixture of chemical components. The control parameters may include a pretreatment control comprising at least one of a first temperature control individually controlling the temperature of the chemical components prior to mixing and a second temperature control controlling the temperature of the chemical components during mixing. can The first temperature control and/or the second temperature control may include controlling a rate of change of temperature.

연마 패드 소재를 형성하기 위한 화학 성분들을 선택하는 것은 화학 성분들보다 낮은 밀도를 가지는 소재를 화학 성분들에 첨가하는 것을 포함할 수 있다. 낮은 밀도를 가지는 소재는 미세구체(microspheres)들일 수 있다.Selecting the chemical components for forming the polishing pad material may include adding a material having a lower density than the chemical components to the chemical components. A material having a low density may be microspheres.

다양한 예시적 실시에에서, 제어 파라미터들은 주조 작업을 하는 동안 연마 패드 소재의 온도 및/또는 압력을 포함하는 주조 제어를 포함한다. 주조 온도 제어는 온도 변화율을 제어하는 것을 포함할 수 있다. 주조 제어는 또한 실린더 내에서 회전하는 연마 패드 소재로에서의 원심력을 포함할 수 있으며, 연마 패드의 두께 변화는 실린더 내에서 회전하는 연마 패드 소재에서의 원심력의 함수일 수 있다.In various exemplary embodiments, the control parameters include casting control, including temperature and/or pressure of the polishing pad material during the casting operation. Casting temperature control may include controlling the rate of change of temperature. Casting control may also include centrifugal force in the polishing pad material rotating within the cylinder, and the change in thickness of the polishing pad may be a function of centrifugal force in the polishing pad material rotating in the cylinder.

제어 파라미터들은 부가적으로 경화 제어를 포함할 수 있으며, 경화 제어는 시간, 온도, 및/또는 경화를 하는 동안 연마 패드 소재의 압력을 포함할 수 있다. 경화 제어의 온도 제어는 온도 변화율을 포함할 수 있다.The control parameters may additionally include curing control, which may include time, temperature, and/or pressure of the polishing pad material during curing. The temperature control of the curing control may include a rate of change of temperature.

본 기술의 방법과 시스템은 연마 패드의 광 투과성을 제어하는 연마 패드를 조립하기 위한 방법을 포함한다. 방법은 원심 주조기 내의 몰드 내에서 서브 패드를 위한 제1 폴리머 전구체(polymer precursor)를 배열하는 단계, 서브 패드를 형성하기 위해 원심 주조기를 회전시키는 단계, 서브 패드 상단의 몰드 내에서 상단 패드를 위한 제2 폴리머 전구체를 배열하는 단계, 및 제1 폴리머 전구체, 원심 주조기의 회전, 및/또는 제2 폴리머 전구체의 제어 파라미터들을 조정하는 것을 포함할 수 있다. 방법은 몰드, 레이저 가공, 및/또는 기계적 가공을 사용하여 광선의 상부 패드를 통한 광 투과를 용이하게 하기 위해 서브 패드 내에서 윈도우(window)를 형성하는 것을 더 포함할 수 있다.Methods and systems of the present technology include a method for assembling a polishing pad for controlling light transmittance of the polishing pad. The method includes arranging a first polymer precursor for a sub-pad in a mold in a centrifugal casting machine, rotating the centrifugal casting machine to form a sub-pad, and a second for the top pad in a mold on top of the sub-pad. arranging two polymer precursors, and adjusting control parameters of the first polymer precursor, rotation of the centrifugal casting machine, and/or the second polymer precursor. The method may further include forming a window within the sub pad to facilitate transmission of light through the upper pad of the light beam using a mold, laser machining, and/or mechanical machining.

본 기술의 실시예들은 실질적으로 균일하고 낮은 두께 다양성을 가지며, 공간이 없고, 가시광선이 실질적으로 투과할 수 있는 고분자층을 가지는 상부 패드층을 포함하는 제어된 광 투과성을 가지는 연마 패드를 포함한다. 연마 패드는 또한 다른 밀도의 소재를 가지고 윈도우를 포함할 수 있는 서브 패드층을 포함할 수 있다. 다른 밀도를 가지는 소재들은 미세구체들을 포함할 수 있으며 윈도우는 서브 패드의 투과율보다 큰 투과율을 가지는 제2 폴리머를 포함할 수 있다.Embodiments of the present technology include a polishing pad having a substantially uniform, low thickness variation, void-free, and controlled light transmittance comprising a top pad layer having a polymer layer substantially transparent to visible light. . The polishing pad may also include sub-pad layers that may include windows with different densities of material. Materials having different densities may include microspheres, and the window may include a second polymer having a transmittance greater than that of the sub pad.

도 1은, 예시적인 실시예에 따라, 주조 시스템을 나타내는 개략도이다.
도 2는, 예시적인 실시예에 따라, 예시적인 폴리머 패드의 단면을 나타내는 개략도이다.
도 3은, 예시적인 실시예에 따라, 예시적인 드럼의 단면과 예시적 몰드 삽입부 및 윈도우를 나타내는 개략도이다.
도 4는, 예시적인 실시예에 따라, 다층 연마 패드를 제작하기 위한 예시적인 방법을 도시하는 흐름도이다.
1 is a schematic diagram illustrating a casting system, according to an exemplary embodiment.
2 is a schematic diagram illustrating a cross-section of an exemplary polymer pad, in accordance with an exemplary embodiment.
3 is a schematic diagram illustrating a cross-section of an exemplary drum and exemplary mold inserts and windows, in accordance with exemplary embodiments.
4 is a flow diagram illustrating an exemplary method for fabricating a multilayer polishing pad, in accordance with an exemplary embodiment.

본 명세서에 사용된 광선은 가시적인 파장에 제한되지 않으며, 190 nm 내지 3500 nm 사이의 임의의 파장으로 이루어질 수 있다. 본 명세서에서 사용된 투명하다는 것은 반투명한 것도 포함하며, 특히, 특정한 파장에 대하여 임의의 비-제로(non-zero) 투과율을 포함한다.Light rays as used herein are not limited to visible wavelengths and may consist of any wavelength between 190 nm and 3500 nm. As used herein, transparent includes translucent and in particular any non-zero transmittance for a particular wavelength.

고체 연마 패드의 개발에 의하여, 패드를 통한 광선의 전송이 가능하고 엔드포인트 검출에 효율적이다. 광선의 반사, 흡수, 및 비-고형 패드에서의 산란은 엔드포인트 검출을 위해 사용 가능한 레벨 아래로 신호의 강도를 감소시킨다. 광학적 투과율은 바람직한 예시적 실시예이며, 본 명세서에서의 참조는 투과율을 포함하지만, 광학적 투과율에만 제한되지는 않는다. 본 기술에 따르면, 연마 패드의 투과율은 제어될 수 있고, 따라서, 특정한 요구 사항에 대해 조정될 수 있다. 주조 및 중합 시스템의 입력 공정 파라미터들을 조정함으로써, 연마 패드 소재의 광학적 투과율은 제어될 수 있다. 대표적으로, 그러나 배타적이지는 않게, 파라미터들은 중합체 혼합물을 위한 화학적 원료를 선택하는 것을 포함하도록 조정될 수 있다. 또한, 주조의 제어 파라미터들 및 중합 시스템은 온도와 압력을 포함하도록, 그리고, 원심 주조기의 경우에는 회전 속력을 포함하도록 조정될 수 있다.With the development of a solid polishing pad, the transmission of light rays through the pad is possible and efficient for endpoint detection. The reflection, absorption, and scattering of the light rays at the non-solid pad reduces the intensity of the signal below the level usable for endpoint detection. Optical transmittance is a preferred exemplary embodiment, and reference herein includes, but is not limited to, optical transmittance. According to the present technology, the transmittance of the polishing pad can be controlled and thus adjusted for specific requirements. By adjusting the input process parameters of the casting and polymerization system, the optical transmittance of the polishing pad material can be controlled. Representatively, but not exclusively, parameters may be adjusted to include selecting a chemical raw material for the polymer mixture. In addition, the control parameters of the casting and the polymerization system can be adjusted to include temperature and pressure, and in the case of a centrifugal casting machine, to include rotational speed.

폴리머들을 통과하는 광선은 폴리머의 결정에 영향을 받는다. 비결정질의 폴리머들은 폴리머 체인들이 무작위로 무질서하게 얽혀 있는 특징을 가지고 있다. 접혀지거나 또는 적재된 체인 영역들 내에서 체인들의 정렬의 결과로서, 결정질의 폴리머들은 순서에서 높은 우선순위를 가진다. 일부 폴리머들은 완전히 비결정질인 반면에, 대부분의 폴리머들은 적어도 일부의 결정질 영역들을 가지고 있다.Light rays passing through the polymers are affected by the crystals of the polymer. Amorphous polymers are characterized by randomly and disorderly entangled polymer chains. As a result of the alignment of chains within folded or loaded chain regions, crystalline polymers have a high priority in order. While some polymers are completely amorphous, most polymers have at least some crystalline regions.

폴리머 내의 결정질 영역들은 비결정질의 영역들에 대해 다른 굴절률을 가지며, 이는 폴리머를 통과하는 광선의 굴절 및 산란으로 이어진다. 이러한 이유로 인하여, 결정질 폴리머들이 반투명하거나 불투명한 반면에 비결정질의 폴리머들은 흔히 투명하다.The crystalline regions in the polymer have different refractive indices relative to the amorphous regions, which leads to refraction and scattering of light rays passing through the polymer. For this reason, amorphous polymers are often transparent while crystalline polymers are translucent or opaque.

일부 폴리머들은 비결정질(예를 들어, 폴리카보네이트, 폴리(메탈크릴산), 폴리스티렌)인 성향이 있으며 일부는 결정질(예를 들어, 나일론, 폴리프로필렌)인 성향이 있다. 그러나, 대부분의 폴리머들은 폴리머 구조(예를 들어, 체인 길이, 크로스 링킹의 정도, 사이드 그룹의 존재, 등)에 따라 서로 다른 결정화도를 가질 수 있다. 이러한 것들의 예시는 폴리에틸렌이며, 더 많은 결정질 버전들(예를 들어, 고밀도 폴리에틸렌(HDPE))은 반투명한 반면에, 더 많은 비결정질 버전들(예를 들어, 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE))은 투명하다.Some polymers tend to be amorphous (eg polycarbonate, poly(methacrylic acid), polystyrene) and some tend to be crystalline (eg nylon, polypropylene). However, most polymers may have different degrees of crystallinity depending on the polymer structure (eg chain length, degree of cross-linking, presence of side groups, etc.). An example of these is polyethylene, where more crystalline versions (e.g. high density polyethylene (HDPE)) are translucent, while more amorphous versions (e.g. low density polyethylene (LDPE), linear low density polyethylene ( LLDPE)) is transparent.

본 기술의 실시예들은 결정화도가 다양한 공정 조건을 사용한다. 예를 들어, 용융액에 존재하는 용융된 열가소성 플라스틱의 빠른 냉각은 비결정질의 배향으로 굳어지는 반면에, 느린 냉각은 결정질 구조가 형성되는데 더 많은 시간을 허용한다. 압출 또는 블로 몰딩(blow molding)과 같은, 기계적 공정들은 방향력을 적용하여 폴리머 사슬을 배향하는 성향이 있으며 결정화도를 증가시킨다.Embodiments of the present technology use process conditions with various degrees of crystallinity. For example, rapid cooling of a molten thermoplastic present in a melt solidifies in an amorphous orientation, whereas slow cooling allows more time for a crystalline structure to form. Mechanical processes, such as extrusion or blow molding, tend to orient the polymer chains by applying a directional force and increase the degree of crystallinity.

본 기술의 예시적 실시예들은 패드 소재들을 연마하기 위하여 사용된 폴리머들의 투명도를 제어하기 위하여 이러한 동작들을 이용한다. 구멍 또는 패드의 기계적 특성을 제어하기 위해 사용된 다른 필러들에 의한 산란 및 흡수로 인하여 패드의 대부분은 본질적으로 윈도우 소재로서 사용하기에는 적합하지 않다. 이러한 경우들에서, 투과에 최적화된, 그러나 양호한 연마 특성을 부여하지는 않는, 대안적인 윈도우 소재가 별도로 패드에 부가된다.Exemplary embodiments of the present technology use these operations to control the transparency of the polymers used to polish the pad materials. Most of the pads are inherently unsuitable for use as window materials due to scattering and absorption by holes or other fillers used to control the mechanical properties of the pad. In these cases, an alternative window material that is optimized for transmission, but does not impart good polishing properties, is separately added to the pad.

본 기술의 다양한 실시예들은 폴리우레탄의 화학적 구조를 이용한다. 두 개의 별개의 영역들에 나타난, 패드를 연마하기 위해 사용된 폴리우레탄 엘라스토머(polyurethane elastomers)에 존재하는 구성들은 폴리머 사슬들(이소시안산(예를 들어, 우레탄) 및 사슬 연장 그룹에 의해 반응되어 형성된 단단한 하드 세그먼트와, 폴리올(polyols)(예를 들어, 폴리에테르, 폴리에스테르)에 의해 형성된 유연한 소프트 세그먼트) 내에 존재한다. 소프트 세그먼트가 비결정질을 유지하는 반면, 우레탄 그룹들 사이에는 강한 수소결합을 하기 때문에, 하드 세그먼트는 정렬된 결정질 영역을 형성하는 성향이 있다.Various embodiments of the present technology utilize the chemical structure of polyurethane. The constituents present in the polyurethane elastomers used to polish the pad, shown in two separate regions, were reacted by polymer chains (isocyanic acid (e.g., urethane)) and chain extension groups. It is present in hard hard segments formed and soft soft segments formed by polyols (eg polyethers, polyesters). Because the soft segment remains amorphous, while strong hydrogen bonds between the urethane groups, the hard segment tends to form ordered crystalline regions.

본 기술의 실시예들은 폴리머 내의 구조도를 제어하고 투명도에 영향을 주기 위하여 폴리우레탄 내에 존재하는 단단한 부분과 부드러운 부분의 비율을 이용한다. 이러한 비율은 또한 폴리머의 기계적 동작을 포함하는 다른 많은 특성에 영향을 주며, 따라서 연마 패드를 위한 폴리머의 전체적인 요구사항에 대한 변화들이 신중하게 고려된다. 단단한/부드러운 부분의 비율을 단순히 변경하는 것 이상으로, 주조 폴리우레탄의 투명도에 영향을 주기 위한 다양한 실시예들에서, 이소시아네이트 타입(예를 들어, MDI, TDI, 등) 이성질체 구조(예를 들어, 2,4-톨루엔 디 이소시아네이트(2,4-Toluene diisocynate) 대 2,6-톨루엔 디이소시아네이트(2,6-Toluene diisocynate)), 폴리올 타입(예를 들어, 폴리에테르, 폴리에스테르), 및 크로스 링커들 및 체인익스텐더들의 선택을 포함하는, 폴리머 구조의 다른 변경들이 이용된다.Embodiments of the present technology utilize the ratio of hard and soft parts present in polyurethane to control structure and affect transparency in the polymer. This ratio also affects many other properties, including the mechanical behavior of the polymer, so changes to the polymer's overall requirements for the polishing pad are carefully considered. In various embodiments to affect the transparency of the cast polyurethane beyond simply changing the ratio of hard/soft parts, the isocyanate type (e.g., MDI, TDI, etc.) isomeric structure (e.g., 2,4-Toluene diisocyanate (2,4-Toluene diisocynate) to 2,6-Toluene diisocyanate (2,6-Toluene diisocynate)), polyol types (eg polyethers, polyesters), and cross linkers Other modifications of the polymer structure are used, including selection of chains and chain extenders.

본 기술의 다양한 실시예들에서, 공정 조건은 투명도에 영향을 준다. 처리 온도는 사슬들이 배향하는 성향과 반응 속도에 영향을 미침으로써 배향된 구조들이 형성되기 위한 가능한 시간 모두에 영향을 주기 때문에, 폴리우레탄의 경우, 구성요소들이 반응하는 온도는 투명도에 강한 영향을 준다. 본 기술에서는 일부 폴리머 타입들 및 투과성 레벨에 대해 일정한 결과를 유지하기 위하여 ±1℃ 내의 폴리머 전구체 및 몰드/주조 온도의 제어가 이용된다.In various embodiments of the present technology, process conditions affect transparency. In the case of polyurethanes, the temperature at which the components react strongly affects the transparency, as processing temperature affects both the propensity of the chains to orient and the rate of reaction, thereby affecting both the possible time for oriented structures to form. . Control of the polymer precursor and mold/cast temperature within ±1° C. is used in the present technology to maintain consistent results for some polymer types and permeability levels.

본 기술의 실시예들은 열경화성 플라스틱군을 이용한다. 주어진 폴리머 조성에 대하여, 온도, 원심력 및 경화 조건들(예를 들어, 시간, 온도, 압력, 등)과 같은 제어 파라미터들의 변경은 열경화성 플라스틱을 사용하여 제조된 CMP 패드 소재의 투과 특성에 대한 변화를 유발한다. 투과 및 파라미터들에 대한 민감도를 제어하는 능력, 투과 제어는 사용된 열가소성 플라스틱의 화학적 성질에 종속된다. 예를 들어, 온도에서 ±1℃의 변화는 30%에서 45%까지의 투과율의 변화를 유발할 수 있다. 다른 화학적 폴리머 및/또는 폴리머 전구체의 사용은 이러한 민감도를 증가시키거나 감소시킬 수 있다.Embodiments of the present technology use a group of thermosetting plastics. For a given polymer composition, changing control parameters such as temperature, centrifugal force and curing conditions (eg, time, temperature, pressure, etc.) cause. The ability to control transmission and sensitivity to parameters, transmission control depends on the chemistry of the thermoplastic used. For example, a change of ±1°C in temperature can cause a change in transmittance from 30% to 45%. The use of other chemical polymers and/or polymer precursors may increase or decrease this sensitivity.

예시적인 실시예들은 CMP 패드의 투과율을 제어하기 위하여 몰드된(즉, 중합된) 소재의 두께를 이용한다. 발열 처리에 대하여, 중합이 시작될 때, 혼합물에서 에너지는 증가하며, 따라서, 온도가 증가한다. 일반적으로, 반대의 경우가 사실인 것이 가능하다고 하더라도, 소재가 두꺼워질수록, 투과율은 낮아진다. CMP를 위해 사용된 소재가 얇아짐에 따라, 일반적으로 투과는 한도 내에서 증가할 것이다. 만일 몰드된 소재가 높은 투과레벨을 가진다면, 소재가 얇아질 때, 투과 레벨은 약간 감소하거나, 변화없이 유지되거나, 단지 약간 증가할 것이다. 예를 들어, 100%의 투과율(즉, 투명하다)을 가지는 소재의 투과율은 100%보다 크게 증가될 수 없다. 소재의 두께는 투과율과 상호관계가 있을 수 있기 때문에, 전체 두께 편차(TTV)의 제어는 연마 패드 소재의 광 투과 특성 제어의 맥락에서 중요할 수 있다. 따라서, 예를 들어, 0% 내지 100% 사이의 특정한 비율로 광 투과율을 제어하는 것은 두께의 변화가 매우 낮은 것을 필요로 할 수 있다. 낮은 TTV는 2013년 4월 1일에 출원된 "Methods and Systems for Centrifugal Casting of Polymer Polish pads and Polishing Pads Made by the Methods(폴리머 연마 패드의 원심 주조를 위한 방법 과 시스템 및 상기 방법에 의해 제조된 연마 패드)"라는 명칭의 미국 특허출원 13/854,856에서 논의된 원심 주조 방법을 이용하여 취득될 수 있으며, 낮은 TTV는 광 투과 특성의 제어에 도움을 준다. Exemplary embodiments use the thickness of the molded (ie, polymerized) material to control the transmittance of the CMP pad. With respect to the exothermic treatment, when polymerization begins, the energy in the mixture increases and thus the temperature increases. In general, the thicker the material, the lower the transmittance, although it is possible that the opposite is true. As the material used for CMP becomes thinner, transmission will generally increase within limits. If the molded material has a high transmission level, when the material is thinned, the transmission level will decrease slightly, remain unchanged, or increase only slightly. For example, the transmittance of a material having a transmittance of 100% (ie, transparent) cannot be increased to greater than 100%. Since the thickness of the material can be correlated with the transmittance, controlling the overall thickness variation (TTV) can be important in the context of controlling the light transmittance properties of the polishing pad material. Thus, for example, controlling the light transmittance to a specific ratio between 0% and 100% may require very low variations in thickness. Low TTV refers to “Methods and Systems for Centrifugal Casting of Polymer Polish pads and Polishing Pads Made by the Methods,” filed April 1, 2013. pad) can be obtained using the centrifugal casting method discussed in U.S. Patent Application 13/854,856 entitled "The low TTV aids in control of the light transmission properties.

다양한 예시적 실시예들에서, 폴리머 연마 패드를 생산하기 위한 원료 소재의 준비는 일정한 비율로 원료 소재들이 혼합물에 첨가되는 것을 보증하기 위한 중요한 제어를 요구한다. 예를 들어, 원료 소재들은 혼합되기 이전에 개별적으로 가열이 될 필요가 있다. 또한, 바람직하게, 원료 소재들은 완전히 혼합되어 혼합물 내에 균일하게 분산될 수 있다.In various exemplary embodiments, the preparation of raw materials for producing a polymer polishing pad requires significant control to ensure that raw materials are added to the mixture at a constant ratio. For example, raw materials need to be individually heated before being mixed. Also, preferably, the raw materials are thoroughly mixed so that they can be uniformly dispersed in the mixture.

일부 실시예들에서, 예를 들어, 단단한 균일한 폴리머 연마 패드 또는 연마 패드층은 원심 주조에 의하여 생산될 수 있다. 원심 주조에 의한 단단한 균일한 폴리머 시트의 생산은 빈 공간이 없는 연마 패드의 생산을 가능하게 한다. 연마 패드 또는 연마 패드층을 제조하기 위해 사용된 원심 주조기의 온도 및 속력(분당 회전수(RPM))은 투과율을 포함하는 목표 패드 특성 또는 목표 패드층 특성에 따라 변경될 수 있다. 부가적으로 또는 개별적으로, 투과율을 변경하기 위해서는 사용되고 있는 폴리머 전구체의 타입은 또한 다양할 수 있다.In some embodiments, for example, a hard uniform polymeric polishing pad or polishing pad layer may be produced by centrifugal casting. The production of rigid uniform polymer sheets by centrifugal casting enables the production of void-free polishing pads. The temperature and speed (revolutions per minute (RPM)) of the centrifugal casting machine used for producing the polishing pad or polishing pad layer may be changed according to target pad properties including transmittance or target pad layer properties. Additionally or separately, the type of polymer precursor being used to modify the transmittance may also vary.

본 기술의 다양한예시적 실시예들에서, 원심 주조 시스템 및 방법은 낮은 전체 두께 변화를 가지는 단단한 균일한 폴리머의 얇은 시트의 형성을 가능하게 한다. 폴리머의 얇은 시트(예를 들어, 폴리우레탄)는 비어있는 공간 또는 구멍이 없는 단단한 폴리머 연마 패드 또는 패드층으로 용이하게 변환될 수 있다. 일반적으로, 비어있는 공간 또는 구멍의 존재는 투과율에 영향을 준다.In various exemplary embodiments of the present technology, centrifugal casting systems and methods enable the formation of thin sheets of rigid, uniform polymer with low overall thickness variation. A thin sheet of polymer (eg, polyurethane) can be easily converted into a hard polymer polishing pad or pad layer without voids or voids. In general, the presence of voids or holes affects the transmittance.

예시적 실시예들에서, 주조 드럼을 둘러싸거나 주조 드럼에 인접한 원소들을 가열함으로써 원심 주조를 하는 동안의 가열이 행해진다. 그러한 가열 원소들은 드럼 및/또는 드럼 내의 공기를 가열시킨다. 일반적으로, 폴리머 전구체의 도입 이전에 드럼은 예열된다. 제품 특성을 향상하고/하거나 CMP 패드의 투과율을 변경 또는 조정하기 위해서 부가적인 단계들이 주조 동작에 추가될 수 있다.In exemplary embodiments, heating during centrifugal casting is done by heating elements surrounding or adjacent to the casting drum. Such heating elements heat the drum and/or the air within the drum. Typically, the drum is preheated prior to introduction of the polymer precursor. Additional steps may be added to the casting operation to improve product properties and/or change or adjust the transmittance of the CMP pad.

도 1은 원심 주조기(102) 및 폴리머 컨테이너(104)를 포함하는 스핀 주조 시스템(100)을 도시하는 개략도이다. 폴리머 컨테이너(104)는 폴리머 혼합물(106)을 포함한다. 폴리머 컨테이너(104)는 혼합 장치를 포함할 수 있고 가열된 유체가 흐르는 도관을 가지는 가열된 원소일 수 있는 덮개 및/또는 전기 가열 원소를 포함할 수 있다. 폴리머 혼합물(106)은 원심력의 영향에서 다층의 상(phase)으로 분리되는 폴리머 혼합물일 수 있다. 폴리머 혼합물(106)은, 혼합물의 밀도를 변화시키기 위해 첨가된, 미세 구체 (또는 유사한 밀도가 낮은 소재)를 가지는 하나의 폴리우레탄 혼합물일 수 있다.1 is a schematic diagram illustrating a spin casting system 100 including a centrifugal caster 102 and a polymer container 104 . The polymer container 104 contains a polymer mixture 106 . The polymer container 104 may contain a mixing device and may include an electric heating element and/or a sheath that may be a heated element having a conduit through which the heated fluid flows. The polymer mixture 106 may be a polymer mixture that separates into multiple phases under the influence of centrifugal force. Polymer mixture 106 may be a single polyurethane mixture with microspheres (or similar low density material) added to change the density of the mixture.

드럼(110)이 회전 방향(114)으로 축(112) 주위를 돌고 있을 동안에, 폴리머 혼합물(106)은 폴리머 컨테이너(104)에서 푸어링 스파우트(108)에 부어져서 폴리머 혼합물(106)은 원심 주조기(102)의 드럼(110)에 직접 흘러간다. 원심력으로 인하여폴리머 혼합물(106)은 드럼(110)의 내부 표면에 폴리머 시트(116)를 형성하기 위해 확산될 수 있다. 드럼(110)의 경우에, 폴리머 시트(116)는 원통 모양일 수 있다. 드럼(110)은 회전할 수 있고 어떠한 회전 속도로 드럼(110)이 회전하더라도 균일한 두께의 폴리머 시트(116)를 생성하여, 폴리머 혼합체(106)를 드럼(110) 내에 도입한 이후에 발생하는, 부가적인 상 분리(phase separation)가 일어나기 위한 원심력이 충분하도록 하는 직경을 가질 수 있다. 상 분리는 원심력의 영향에서 발생할 수 있으며 폴리머 혼합물(106)을 순수한 폴리머층 및 미세 구체가 주입된 폴리머층으로 분리하기 위한 폴리머 혼합물(106)을 생성할 수 있다.While drum 110 is rotating about shaft 112 in direction of rotation 114 , polymer mixture 106 is poured from polymer container 104 into pouring spout 108 so that polymer mixture 106 is placed in a centrifugal casting machine. It flows directly to the drum (110) of (102). The centrifugal force allows the polymer mixture 106 to diffuse to form a polymer sheet 116 on the inner surface of the drum 110 . In the case of drum 110 , polymer sheet 116 may be cylindrical in shape. The drum 110 can rotate, and no matter what rotation speed the drum 110 rotates, the polymer sheet 116 of a uniform thickness is created, which occurs after introducing the polymer mixture 106 into the drum 110 . , can have a diameter such that the centrifugal force is sufficient for additional phase separation to occur. Phase separation may occur under the influence of centrifugal force and may produce a polymer mixture 106 for separating the polymer mixture 106 into a pure polymer layer and a polymer layer impregnated with microspheres.

드럼(110)은 가열될 수 있다. 드럼(110)은 부드러운 내부 드럼면을 가질 수 있거나, 대안적으로는 연마 패드 내에 사용된 접착제의 작용을 향상시키는 조직된 드럼면을 가질 수 있거나, 방법에 따라 제조된 연마 패드의 표면에 홈을 제공하고/거나, 방법에 의해 경화되어 주조된 폴리머 시트로부터 연마 패드의 분리 및/또는 형성을 용이하게 할 수 있다.The drum 110 may be heated. The drum 110 may have a smooth inner drum surface, or alternatively may have a textured drum surface that enhances the action of the adhesive used in the polishing pad, or may have grooves in the surface of a polishing pad made according to the method. and/or may be cured by a method to facilitate separation and/or formation of a polishing pad from a cast polymer sheet.

폴리머 전구체들의 타입 및 비율, (전구체, 폴리머 혼합체, 드럼 주조기, 및/또는 중합 또는 주조 조건의) 가열, 및/또는 (원심 주조기의 경우) 드럼 회전 속력을 포함하는, 전술한 동작과 관련된 공정 파라미터들을 조정함으로써, 공정 중에 생성된 연마 패드의 투과율은 조정되고 제어될 수 있다. 투과율은 빛의 파장에 따라 다양하다. 따라서, 투과율은 파장의 함수로써 조정될 수 있다. 높은 투과율은 특정한 연마 장치들을 위한 엔드포인트 검출 동작에 도움을 줄 수 있다.Process parameters associated with the aforementioned operation, including type and proportion of polymer precursors, heating (of precursor, polymer blend, drum caster, and/or polymerization or casting conditions), and/or drum rotation speed (in the case of centrifugal caster) By adjusting these parameters, the transmittance of the polishing pad produced during the process can be adjusted and controlled. Transmittance varies depending on the wavelength of light. Thus, the transmittance can be adjusted as a function of wavelength. High transmittance can aid in endpoint detection operation for certain polishing apparatuses.

도 2는 고밀도 폴리머층(204)(또한 단단한 패드(204)로도 일컬어진다)과 다공성 폴리머층(202)(또한 서브패드(202)로도 일컬어진다)을 포함하는 폴리머 패드(200)의 단면도를 도시하는 개략도이다. 폴리머 패드(200)는 절단되거나 폴리머 시트(116)의 외부에서 천공될 수 있다. 제거된 폴리머 패드(200)는 서브패드(202)와 하드패드(204)를 포함한다. 서브패드(202)는 다공성 폴리머층(202)으로부터 형성되는 반면에, 하드패드(204)는 밀도가 높은 폴리머층(204)으로부터 생성된다. 하드패드(204)와 서브패드(202) 모두는 연마를 위해 사용될 수 있다. 단단한 측면 (하드패드(204))이 기존에 연마를 위해 사용되었다고 하더라도, 다공성 측면(서브패드(202), 이러한 사용이 서브패드가 아니라 하더라도)이 사용될 수 있다. 서브패드(202)는 높은 압축성을 가지게 하는 매우 촘촘하게 가득 채워진 기공을 가질 수 있다. 기공의 닫힌 셀(closed cell) 속성은 CMP 공정 유체가 서브패드를 통하여 위킹(wicking)되는 것을 방지한다. 광선(210)은 서브패드(202)에 투사될 수 있고 투과된 광선(212)으로서 폴리머 패드(200)를 통과할 수 있다. 반사, 흡수, 및/또는 서브패드(202)와 하드패드(204) 중 어느 하나 또는 양쪽 모두에서의 회절에 의해 유발된 전송 손실로 인하여, 광선(212)은 광선(210)의 약화된 버전을 나타낼 수 있다. 광선(212)은 웨이퍼(212)에 반사되어 직접적으로 검출될 수 있고, 반사되어 검출될 수 있으며/있거나, 하드패드(204)와 서브패드(202)를 통해 전송될 수 있다. 광선(212)의 반사는 CMP 공정의 엔드포인트를 결정하기 위해 이용될 수 있다.FIG. 2 shows a cross-sectional view of a polymer pad 200 including a high-density polymer layer 204 (also referred to as rigid pad 204) and a porous polymer layer 202 (also referred to as sub-pad 202). is a schematic diagram of The polymer pad 200 may be cut or perforated on the outside of the polymer sheet 116 . The removed polymer pad 200 includes a sub pad 202 and a hard pad 204 . The subpad 202 is formed from the porous polymer layer 202 , while the hard pad 204 is formed from the dense polymer layer 204 . Both hardpad 204 and subpad 202 may be used for polishing. Although the hard side (hardpad 204) has previously been used for polishing, the porous side (subpad 202, even if this use is not a subpad) may be used. The sub-pad 202 may have very densely filled pores to have high compressibility. The closed cell nature of the pores prevents the CMP process fluid from wicking through the subpad. A light beam 210 may be projected onto the subpad 202 and may pass through the polymer pad 200 as a transmitted light beam 212 . Due to transmission losses induced by reflection, absorption, and/or diffraction at either or both subpad 202 and hardpad 204 , ray 212 causes an attenuated version of ray 210 . can indicate Rays 212 may be reflected off wafer 212 and detected directly, reflected and detected, and/or transmitted through hardpad 204 and subpad 202 . The reflection of light ray 212 may be used to determine an endpoint of the CMP process.

부가적으로, 서브패드(202)는 하나 이상의 윈도우를 가질 수 있으며, 윈도우는 패드 중합 또는 몰드를 통한 주조 공정 동안에 형성될 수 있거나(아래 참조), 가공에 의해서 또는 윈도우의 형성 이후에 서브 패드 내에 구멍을 뚫음으로써 형성될 수 있다. 구멍은 투명한 플러그로 채워질 수 있거나 빈 공간으로 남겨질 수 있다. 서브패드(202)에 윈도우 또는 빈 공간을 가지거나 윈도우 또는 빈 공간을 가지지 않고, 폴리머 패드(200)의 투과율은 0% 내지 100%의 임의의 값이 될 수 있다. 임의의 특정한 파장에서, 일반적으로 폴리머 패드(200)의 투과율은 30% 내지 40%의 값이 될 수 있다. 본 명세서에서 논의된 임의의 파라미터들을 조정함으로써, 투과율 또한 조정될 수 있다. 본 기술은 연마 패드 소재의 광 투과 특성을 통한 높은 수준의 제어를 취득하기 위해 이용될 수 있다.Additionally, subpad 202 may have one or more windows, which windows may be formed during pad polymerization or casting through mold processes (see below), or within the subpads either by machining or after formation of the windows. It can be formed by drilling a hole. The hole may be filled with a transparent plug or left blank. With or without a window or empty space in the sub pad 202 , the transmittance of the polymer pad 200 may be any value from 0% to 100%. At any particular wavelength, in general, the transmittance of the polymer pad 200 can be in the range of 30% to 40%. By adjusting any of the parameters discussed herein, the transmittance can also be adjusted. The present technique can be used to obtain a high degree of control over the light transmission properties of the polishing pad material.

도 3은 몰드 삽입부(300)(선이 있는 부분으로, 원심 주조기의 드럼(110)의 내벽)를 가지는 드럼(110)을 도시하는 개략도이다. 몰드 삽입부(300)는 폴리머, 금속 도는 세라믹 시트(선이 있는 부분으로, 드럼(110)의 내벽)와 같은, 그러나 이들에 제한되지는 않는, 임의의 열적으로 안정적이고 화학적으로 호환되는 소재일 수 있다. 몰드 삽입부는 테플론, HDPE, 열가소성 물질 또는 PTFE와 같은, 그러나 이들에 제한되지는 않는, 소재로 이루어질 수 있다. 몰드 삽입부와 함께 이형제(release agent)의 사용은 주조 폴리머의 제거를 용이하게 하는 데 도움을 줄 수 있다. 몰드 삽입부(300)는 적어도 하나의 연마 패드의 몰드를 가질 수 있으며, 몰드의 수는 드럼(110)의 크기와 연마 패드의 크기에 종속된다. 몰드 삽입부(300)의 몰드는 단일 몰드 또는 복수의 몰드들일 수 있으며, 몰드들은 고정되거나 제거가능할 수 있으며 주조 공정 동안 축으로부터 고정되거나 변할 수 있는 거리만큼 떨어져서 다양한 양의 원심력이 폴리머에 의해 생성할 수 있다. 몰드 삽입부(300)의 몰드 또는 몰드들은 CMP 패드의 윤곽을 형성할 수 있으며, 드럼(110)에 대하여 조직화된 표면을 가질 수 있다. 예를 들어, 몰드 삽입부(300)는 드럼(110)을 선으로 표시하는 시트에 4개의 몰드들을 가질 수 있다. 따라서, 잠재적으로 단 한번의 주조로 4개의 연마 패드를 생성할 수 있다. 이러한 실시예에서, 폴리머 혼합물은 각각의 몰드에 개별적으로 부어질 수 있으며, 폴리머 시트로부터 연마 패드를 절단하거나 구멍을 뚫을 필요가 없어진다. 대안적으로, 몰드 삽입부(300)는 폴리머 혼합물이 CMP 패드의 모양 안으로 흘러가게 할 수 있으며 소재가 폴리머 혼합물이 사이 영역으로 흘러가서 낭비되는 것을 방지하거나 피할 수 있다. 이러한 예시적인 방법들을 통해, 소재의 낭비를 줄일 수 있다. 윈도우 몰드(310)는 CMP 패드 내에 하나 이상의 윈도우를 형성하기 위해 몰드 삽입부(300)에 형성된 하나 이상의 윈도우 몰드일 수 있다. 윈도우 몰드(310)는 임의의 바람직한 방식으로 위치될 수 있다. 부가적으로, 윈도우의 투과율을 변경하고, 이에 따라, 윈도우를 가지는 CMP 패드의 투과율을 변경하기 위한 본 기술을 이용하여 윈도우 패널들 자체가 제작될 수 있다.3 is a schematic diagram showing the drum 110 having the mold insert 300 (the lined portion, the inner wall of the drum 110 of the centrifugal casting machine). The mold insert 300 may be any thermally stable and chemically compatible material, such as, but not limited to, a polymer, metal, or ceramic sheet (the lined portion, the inner wall of the drum 110 ). can The mold insert may be made of a material such as, but not limited to, Teflon, HDPE, thermoplastic, or PTFE. The use of a release agent with the mold insert can help facilitate removal of the cast polymer. The mold insert 300 may have at least one mold of the polishing pad, and the number of molds depends on the size of the drum 110 and the size of the polishing pad. The mold of the mold insert 300 may be a single mold or a plurality of molds, the molds may be fixed or removable and may be fixed or variable distance apart from the axis during the casting process such that varying amounts of centrifugal force are generated by the polymer. can The mold or molds of the mold insert 300 may outline the CMP pad and may have a textured surface with respect to the drum 110 . For example, the mold inserting unit 300 may have four molds on a sheet indicating the drum 110 as a line. Thus, it is potentially possible to produce four polishing pads in a single casting. In this embodiment, the polymer mixture can be poured into each mold individually, eliminating the need to cut or drill a polishing pad from the polymer sheet. Alternatively, the mold insert 300 may allow the polymer mixture to flow into the shape of the CMP pad and material may prevent or avoid wastage of the polymer mixture flowing into the intervening region. Through these exemplary methods, it is possible to reduce material wastage. The window mold 310 may be one or more window molds formed in the mold insert 300 to form one or more windows in the CMP pad. Window mold 310 may be positioned in any desired manner. Additionally, window panels themselves can be fabricated using the present technology to change the transmittance of the window and thus the transmittance of a CMP pad having a window.

예시적인 공정에서, 서브패드는, 윈도우 몰드(310)의 상부의 레벨까지 서브패드 충전 몰드 삽입부(300)를 형성하기 위해 사용된 예비폴리머와 함께, 몰드 삽입부(300)와 윈도우 몰드(310)를 이용한 주조에 의해서 형성될 수 있다. 서브 패드의 주조를 완료한 후에, 동일하거나 다른 예비폴리머를 서브패드를 덮고 있는 몰드 삽입부(300)에 부으며, 덮개 윈도우 몰드(310)는 상부패드를 형성할 수 있다. 상부패드는 특정한 투과율을 가지도록 조정될 수 있으며, 경화 후에, 상부패드는 압력에 민감한 접착제(PSA)를 사용하거나 부가적인 조작을 하지 않고 서브패드에 부착될 수 있다. 이러한 방법으로 제작된 CMP 패드는 서브패드와 반투명 또는 투명한 상부패드에 윈도우 슬롯을 가질 수 있다. 따라서, CMP 패드는 생산을 하는 동안에 서브패드와 상부패드를 정렬할 필요 없이 완전한 윈도우를 가질 수 있다.In the exemplary process, the subpad is formed into a mold insert 300 and a window mold 310 , along with the prepolymer used to form the subpad fill mold insert 300 to the level of the top of the window mold 310 . ) can be formed by casting using After the casting of the sub pad is completed, the same or different prepolymer is poured into the mold insert 300 covering the sub pad, and the cover window mold 310 may form the upper pad. The upper pad can be adjusted to have a specific transmittance, and after curing, the upper pad can be attached to the sub-pad without using a pressure sensitive adhesive (PSA) or additional manipulation. The CMP pad manufactured in this way may have a window slot in the sub pad and the translucent or transparent upper pad. Thus, the CMP pad can have a complete window without the need to align the subpad and the top pad during production.

부가적인 예서적 공정에서, 투명하거나 반투명한 미세구체가 예비폴리머 커서 내에서 사용될 때, 윈도우 몰드(310)는 제거될 수 있으며, 공정은 단순한 붓기 작업으로 축소될 수 있다. 이러한 방식으로, 상 분리가 CMP 패드의 원심 주로를 하는 동안에 발생할 수 있으며, 미세구체는 CMP 패드의 상부층으로 이동하여 서브패드를 형성할 수 있다. 본 명세서에서 논의된 바와 같이, 예비폴리머 자체와 주조 조건은 반투명하거나 투명한 CMP 패드를 생성하기 위해 조정될 수 있으며, 반투명하거나 투명한 미세구체는 서브패드 또한 반투명하게 할 수 있다. 광선의 굴절 및/또는 회절로 인하여 및/또는 미세구체를 통하여 투과율의 일부가 손실될 가능성이 있다. In an additional exemplary process, when transparent or translucent microspheres are used within the prepolymer cursor, the window mold 310 can be removed and the process can be reduced to a simple pouring operation. In this way, phase separation can occur during centrifugal passage of the CMP pad, and microspheres can migrate into the upper layer of the CMP pad to form subpads. As discussed herein, the prepolymer itself and the casting conditions can be adjusted to produce translucent or transparent CMP pads, and translucent or transparent microspheres can also make the subpad translucent. It is possible that some of the transmittance is lost due to refraction and/or diffraction of light rays and/or through the microspheres.

또 다른 실시예들에서, 본 기술은 생산 공정에서 답 패드 내 윈도우와 함께서브패드 내 윈도우를 정렬할 필요를 없앨 수 있으며, 따라서, CMP 패드의 생산이 간소화된다. 종래에는, 광학 엔드포인트 검출 시스템에서 상부패드를 관통하는 윈도우가 사용되었으며, 상부패드의 컷아웃의 측면들에 부착된 투명한 패널이나 플러그 소재를 포함할 수 있다. 서브패드는 또한 컷아웃을 가질 수 있으며, 컷아웃은 투명한 플러그를 포함하거나 포함하지 않을 수 있다. 압력에 민감한 접착제(PSA)층은 상부패드와 서브패드 사이에 위치하여 두개의 패드를 서로 부착되게 할 수 있다. 상부패드를 실질적으로 투명(또한 본 명세서에서는 반투명하거나 투과적이라고도 일컬어진다)하게 제작함으로써, 서브패드는 윈도우 또는 윈도우들로 이루어지거나, 또는 대안적으로 또한 실질적으로 투명하거나 반투명할 수 있다. 그러한 서브패드를 투명한 상부패드에 부착하는 것은 두개의 윈도우를 정렬하는 것을 필요로 하지 않을 것이며, 따라서, 자기정렬로 여겨질 수 있다. 예를 들어, 서브패드가 윈도우(들)을 가지는 경우에, PSA층을 적용한 이후에 서브패드를 천공함으로써 윈도우들이 형성될 수 있으며, 따라서 천공이 자동으로 서브패드의 윈도우(들)과 함께 정렬된 PSA 층 내에서 윈도우(들)을 형성하게 할 수 있다.In still other embodiments, the present technology may eliminate the need to align the window in the subpad with the window in the answer pad in the production process, thus simplifying the production of the CMP pad. Conventionally, a window penetrating the upper pad has been used in optical endpoint detection systems, and may include a transparent panel or plug material attached to the sides of the cutout of the upper pad. The subpad may also have a cutout, which may or may not include a transparent plug. A layer of pressure-sensitive adhesive (PSA) may be placed between the upper pad and the sub pad to attach the two pads to each other. By making the toppad substantially transparent (also referred to herein as translucent or translucent), the subpad may consist of a window or windows, or alternatively may also be substantially transparent or translucent. Attaching such a subpad to the transparent top pad would not require aligning the two windows, and thus can be considered self-aligning. For example, where the subpad has window(s), the windows may be formed by perforating the subpad after application of the PSA layer so that the perforations automatically align with the window(s) of the subpad. It is possible to form window(s) within the PSA layer.

도 4는 폴리우레탄을 사용하는 본 기술에 따른 방법(400)을 나타내는 공정 흐름도이다. 그러나, 본 명세서에서 논의된 바와 같이, 방법은 또한 다른 폴리머들에 적용가능하다. 도 4에 나타난 바와 같이, 방법(400)은 동작(402)에서 시작될 수 있으며, 동작(402)는 화학 성분을 선택하는 단계를 나타낸다. 흐름은 동작(402)로부터 동작(404)으로 진행한다. 동작(404)는 온도, 압력, 주조 소재의 두께 및 질량을 포함하는 제어 파라미터를 조정하는 단계를 나타낸다. 흐름은 동작(404)로부터 동작(406)으로 진행한다. 동작(406)은 몰드, 레이저 가공, 또는 기계적 가공을 사용하는 상부패드 소재를 통하여 광선의 광투과를 용이하게 하기 위해 서브패드에 적어도 하나의 개구부 또는 복수의 개구부들을 선택적으로 형성하는 단계를 나타낸다. 공정의 흐름은 동작(406) 이후에 종료된다.4 is a process flow diagram illustrating a method 400 according to the present technology using polyurethane. However, as discussed herein, the method is also applicable to other polymers. As shown in FIG. 4 , method 400 may begin at operation 402 , which represents selecting a chemical composition. The flow proceeds from operation 402 to operation 404 . Act 404 represents adjusting control parameters including temperature, pressure, thickness and mass of the cast material. The flow proceeds from operation 404 to operation 406 . Act 406 represents selectively forming at least one opening or a plurality of openings in the subpad to facilitate light transmission of a light beam through the upper pad material using a mold, laser machining, or mechanical machining. The flow of the process ends after operation 406 .

폴리머 주조 시스템은 예비폴리머(또한 전구체로도 얼컬어진다)를 체인 익스텐더 및 가소제와 혼합하는 것을 포함할 수 있다. MOCA와 같은 체인 익스텐더는 대략 1:1의 몰비(molar ratio)로 반응하지 않은 이소시아네이트와 함께 예비폴리머에 부가될 수 있다. 예를 들어, 반응되지 않은 이소시아네이트로, MOCA에 대한 혼합비 0.95:1이 사용될 수 있다. 예비폴리머는 TDI 또는 MDI 시스템일 수 있다. 대안적으로, 디이소시아네이트 또는 다른 폴리이소시아네이트가 선택적으로 폴리올과 반응될 수 있다. 또다른 실시예에서, 더 유연한 폴리우레탄 혼합물을 실린더로 분배하기 이전에, 더 단단한 폴리우레탄 혼합물이 실린더 및 경화체에 분배될 수 있다. 타입과 폴리머의 양, 및 타입과 미세구체의 양을 포함하는, 공정 조건 모두는 CMP 패드의 투과율을 조절하기 위해 조정될 수 있다.A polymer casting system may include mixing a prepolymer (also referred to as a precursor) with a chain extender and a plasticizer. A chain extender such as MOCA can be added to the prepolymer along with the unreacted isocyanate in a molar ratio of approximately 1:1. For example, as unreacted isocyanate, a mixing ratio of 0.95:1 to MOCA can be used. The prepolymer may be a TDI or MDI system. Alternatively, a diisocyanate or other polyisocyanate may optionally be reacted with the polyol. In another embodiment, prior to dispensing the more flexible polyurethane mixture into the cylinder, a harder polyurethane mixture may be dispensed into the cylinder and the cured body. All of the processing conditions, including type and amount of polymer, and type and amount of microspheres, can be adjusted to control the transmittance of the CMP pad.

이러한 기술은 많은 다른 형태의 실시예의 영향을 받기 쉬우나, 본 명세서의 도면과 상세하게 서술될 특정한 실시예들은 본 기술의 원리의 예시로서 이해되며, 서술된 실시예들이 본 기술을 제한하는 것으로 의도된 것은 아니다.While this technology is susceptible to many other forms of embodiment, the drawings and the specific embodiments to be described in detail herein are to be understood as illustrative of the principles of the technology, and the described embodiments are intended to be limiting. it is not

Claims (20)

연마 패드 소재의 광투과율을 제어하기 위한 방법에 있어서, 상기 방법은,
상기 연마 패드 소재의 광투과율을 결정하기 위해 제어 파라미터들을 조정하는 단계를 포함하고,
상기 제어 파라미터들은 주조 제어(casting controls)를 포함하며,
상기 주조 제어는 실린더 내 회전하는 상기 연마 패드 소재로부터의 원심력, 및 상기 실린더 내에서 회전하는 연마 패드 소재로부터의 원심력의 함수인 상기 연마 패드 소재의 두께 변화를 포함하는 것을 특징으로 하는, 연마 패드 소재의 광투과율을 제어하기 위한 방법.
In the method for controlling the light transmittance of the polishing pad material, the method comprising:
adjusting control parameters to determine the light transmittance of the polishing pad material;
the control parameters include casting controls;
wherein the casting control includes a change in the thickness of the polishing pad material as a function of a centrifugal force from the polishing pad material rotating in a cylinder and a centrifugal force from the polishing pad material rotating in the cylinder. A method for controlling the light transmittance of
제1항에 있어서,
상기 연마 패드 소재를 형성하기 위한 화학 성분들을 선택하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 연마 패드 소재의 광투과율을 제어하기 위한 방법.
According to claim 1,
A method for controlling light transmittance of a polishing pad material, further comprising the step of selecting chemical components for forming the polishing pad material.
제2항에 있어서,
상기 선택하는 단계는 상기 화학 성분들의 하드 세그먼트(hard segments) 대 소프트 세그먼트(soft segments)의 비율, 및 상기 화학 성분들의 질량 중 적어도 하나에 부분적으로 기초하는 것을 특징으로 하는, 연마 패드 소재의 광투과율을 제어하기 위한 방법.
3. The method of claim 2,
wherein the selecting is based in part on a ratio of hard to soft segments of the chemical components, and on at least one of the mass of the chemical components. method to control.
제2항에 있어서,
상기 화학 성분들은 크로스 링커(cross-linker), 체인 익스텐더(chain extender), 및 가소제(plasticizer) 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는, 연마 패드 소재의 광투과율을 제어하기 위한 방법.
3. The method of claim 2,
The method for controlling light transmittance of a polishing pad material, wherein the chemical components include at least one of a cross-linker, a chain extender, and a plasticizer.
제2항에 있어서,
상기 화학 성분들을 선택하는 단계는 폴리머 구조(polymer structure)의 기능이며, 상기 폴리머 구조는 이소시아네이트 타입(isocyanate type), 이성질체 구조(isomer structure), 및 폴리올 타입(polyol type) 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는, 연마 패드 소재의 광투과율을 제어하기 위한 방법.
3. The method of claim 2,
The step of selecting the chemical components is a function of the polymer structure, characterized in that the polymer structure is at least one of an isocyanate type, an isomer structure, and a polyol type A method for controlling the light transmittance of the polishing pad material.
제2항에 있어서, 상기 화학 성분들의 혼합물 내에서의 균등한 분산이 이루어지도록, 상기 화학 성분들을 혼합하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 연마 패드 소재의 광투과율을 제어하기 위한 방법.The method for controlling light transmittance of a polishing pad material according to claim 2, further comprising the step of mixing the chemical components to achieve an even dispersion in the mixture of the chemical components. 제6항에 있어서, 상기 제어 파라미터들은 전처리(pre-processing) 제어를 더 포함하고,
상기 전처리 제어는,
상기 화학 성분들을 혼합하기 이전에 상기 화학 성분들의 온도를 개별적으로 제어하는 제1 온도 제어, 및
상기 화학 성분들을 혼합하는 동안에 상기 화학 성분들의 온도를 제어하는 제2 온도 제어
중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는, 연마 패드 소재의 광투과율을 제어하기 위한 방법.
7. The method of claim 6, wherein the control parameters further comprise pre-processing control;
The pre-processing control is
a first temperature control for individually controlling the temperature of the chemical components prior to mixing the chemical components, and
a second temperature control to control the temperature of the chemical components during mixing
A method for controlling the light transmittance of the polishing pad material, characterized in that it comprises at least one of.
제7항에 있어서,
상기 제1 온도 제어 및 상기 제2 온도 제어 중 적어도 하나는 온도 변화율을 제어하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는, 연마 패드 소재의 광투과율을 제어하기 위한 방법.
8. The method of claim 7,
wherein at least one of the first temperature control and the second temperature control includes controlling a rate of temperature change.
제2항에 있어서,
상기 화학 성분들보다 낮은 밀도를 가지는 소재를 상기 화학 성분들에 첨가하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 연마 패드 소재의 광투과율을 제어하기 위한 방법.
3. The method of claim 2,
The method for controlling the light transmittance of a polishing pad material, characterized in that it further comprises the step of adding a material having a lower density than the chemical components to the chemical components.
제9항에 있어서,
상기 화학 성분들보다 낮은 밀도를 가지는 소재는 미세구체(microspheres)들을 포함하는 것을 특징으로 하는, 연마 패드 소재의 광투과율을 제어하기 위한 방법.
10. The method of claim 9,
A method for controlling light transmittance of a polishing pad material, characterized in that the material having a lower density than the chemical components includes microspheres.
제1항에 있어서,
상기 주조 제어는 주조 작업을 하는 동안에 상기 연마 패드 소재의 온도 및 압력 중 적어도 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 연마 패드 소재의 광투과율을 제어하기 위한 방법.
According to claim 1,
The method for controlling the light transmittance of a polishing pad material, characterized in that the casting control further includes at least one of a temperature and a pressure of the polishing pad material during a casting operation.
제11항에 있어서,
상기 주조 제어는 온도 제어를 포함하고, 상기 온도 제어는 온도 변화율의 제어를 포함하는 것을 특징으로 하는, 연마 패드 소재의 광투과율을 제어하기 위한 방법.
12. The method of claim 11,
wherein the casting control includes temperature control, and the temperature control includes control of a rate of change of temperature.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 제어 파라미터들은 경화 제어를 더 포함하고,
상기 경화 제어는 경화를 하는 동안의 시간, 온도, 및 상기 연마 패드 소재의 압력 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는, 연마 패드 소재의 광투과율을 제어하기 위한 방법.
According to claim 1,
wherein the control parameters further include curing control;
The method for controlling light transmittance of a polishing pad material, characterized in that the curing control includes at least one of a time during curing, a temperature, and a pressure of the polishing pad material.
삭제delete 연마 패드의 광투과율을 제어하는 상기 연마 패드를 조립하기 위한 방법으로서, 상기 방법은,
원심 주조기 내 적어도 하나의 몰드 내에서 서브패드를 위한 제1 폴리머 전구체(polymer precursor)를 배열하는 단계;
상기 서브패드를 형성하기 위해 상기 원심 주조기를 회전시키는 단계;
상기 서브패드 상부의 상기 몰드 내에 상부패드를 위한 제2 폴리머 전구체를 배열하는 단계; 및
상기 제1 폴리머 전구체, 회전하는 상기 원심 주조기, 및 상기 제2 폴리머 전구체 중 적어도 하나의 제어 파라미터들을 조정하는 단계를 포함하고,
상기 연마 패드는 실린더 내에서 회전하며 원심력이 상기 연마 패드에 작용하고,
상기 연마 패드의 두께 변화는 상기 실린더 내에서 회전하는 상기 연마 패드의 원심력의 함수인 것을 특징으로 하는, 연마 패드를 조립하기 위한 방법.
A method for assembling a polishing pad for controlling light transmittance of the polishing pad, the method comprising:
arranging a first polymer precursor for the subpad in at least one mold in a centrifugal casting machine;
rotating the centrifugal casting machine to form the subpad;
arranging a second polymer precursor for an upper pad in the mold over the sub pad; and
adjusting control parameters of at least one of the first polymer precursor, the rotating centrifugal caster, and the second polymer precursor;
the polishing pad rotates in a cylinder and a centrifugal force acts on the polishing pad;
wherein the change in thickness of the polishing pad is a function of the centrifugal force of the polishing pad rotating within the cylinder.
제16항에 있어서,
몰드, 레이저 가공, 및 기계 가공 중 적어도 하나를 사용하여, 상기 상부패드를 통하는 광선의 광투과를 용이하게 하기 위하여, 상기 서브패드 내에 적어도 하나의 윈도우(window)를 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 연마 패드를 조립하기 위한 방법.
17. The method of claim 16,
forming at least one window in the subpad to facilitate light transmission of light rays through the upper pad using at least one of mold, laser machining, and machining; A method for assembling a polishing pad, characterized in that
제어된 광투과율을 가지는 연마 패드로서, 상기 연마 패드는,
폴리머층을 포함하는 상부패드층, 및
밀도가 다른 소재들과 적어도 하나의 윈도우를 포함하는 서브패드층을 포함하고,
상기 폴리머층은 균일하고 전체 두께 변화를 가지며 빈 공간이 없고 가시 광선이 투과하며,
상기 연마 패드는 실린더 내에서 회전하며 원심력이 상기 연마 패드에 작용하고,
상기 연마 패드의 두께 변화는 상기 실린더 내에서 회전하는 상기 연마 패드의 원심력의 함수인 것을 특징으로 하는, 연마 패드.
A polishing pad having controlled light transmittance, the polishing pad comprising:
an upper pad layer comprising a polymer layer, and
and a sub-pad layer comprising at least one window with materials having different densities,
The polymer layer is uniform and has an overall thickness variation, there is no void, and visible light is transmitted;
the polishing pad rotates in a cylinder and a centrifugal force acts on the polishing pad;
wherein the change in thickness of the polishing pad is a function of the centrifugal force of the polishing pad rotating within the cylinder.
제18항에 있어서,
상기 밀도가 다른 소재들 중 적어도 하나는 미세구체들을 포함하는 것을 특징으로 하는, 연마 패드.
19. The method of claim 18,
wherein at least one of the materials of different densities comprises microspheres.
제18항에 있어서,
상기 적어도 하나의 윈도우는 제2 폴리머를 포함하고,
상기 제2 폴리머의 투과율은 서브패드의 투과율보다 큰 것을 특징으로 하는, 연마 패드.
19. The method of claim 18,
the at least one window comprises a second polymer;
The polishing pad, characterized in that the transmittance of the second polymer is greater than the transmittance of the subpad.
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