KR102376599B1 - Centrifugal casting of polymer polish pads - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따르면, 다층 연마 패드를 제조하는 방법은 원통을, 중심 축을 중심으로 회전시키는 단계를 포함한다. 원통은 원심력 하에 상 분리되는 단일의 고분자 혼합물을 내부 공간에 가둔다. 본 방법은, 고분자 혼합물이 반응한 후에 형성된 고분자의 적어도 일부로부터 연마 패드를 형성하는 단계를 또한 포함한다. 본 방법은, 적어도 2개의 다른 고분자를 성형하고 연속적으로 겔 상태로 만듦으로써 연마 패드 내에 적어도 2개의 개별 층을 형성하는 단계를 포함한다. According to the present invention, a method of manufacturing a multilayer polishing pad includes rotating a cylinder about a central axis. The cylinder traps a single polymer mixture in an interior space that phase-separates under centrifugal force. The method also includes forming a polishing pad from at least a portion of the polymer formed after the polymer mixture has reacted. The method includes forming at least two separate layers in a polishing pad by molding and subsequently gelling at least two different polymers.

Description

고분자 연마 패드의 원심 성형법{Centrifugal casting of polymer polish pads}Centrifugal casting of polymer polish pads

본 발명은 일반적으로 연마 패드에 관한 것이다. 더욱 구체적으로, 본 발명은 원심 캐스터(centrifugal caster)를 이용하여 고분자 연마 패드를 성형하기 위한 방법 및 시스템에 관한 것이다. [0001] The present invention relates generally to a polishing pad. More particularly, the present invention relates to a method and system for forming a polymer polishing pad using a centrifugal caster.

연마('평탄화'라고도 함)는 반도체, 하드 디스크 드라이브 및 광학 제품의 제조에 통상적으로 이용되는 처리 공정이다. 연마 처리는 일반적으로 기판을 고분자 패드를 향해 문지르는 작업, 또는 고분자 패드를 기판을 향해 문지르는 작업으로 이루어진다. 통상적으로 미세 입자(슬러리; slurry)를 함유하는 화학 용액은 기판과 고분자 패드 사이의 계면에 존재한다. BACKGROUND Polishing (also referred to as 'planarization') is a processing process commonly used in the manufacture of semiconductors, hard disk drives, and optical products. The polishing process generally consists of rubbing the substrate against a polymer pad, or rubbing the polymer pad against the substrate. Typically, a chemical solution containing fine particles (slurry) exists at the interface between the substrate and the polymer pad.

본 발명에 따르면, 금형을, 축을 중심으로 회전시키는 단계를 포함하는 방법이 제공된다. 금형은 고밀도 물질 및 저밀도 물질을 포함하는 고분자 혼합물을 가둔다. 본 방법은 원심력의 영향 하에서 고분자 혼합물을, 고밀도 물질을 포함하는 제 1 층과 저밀도 물질을 포함하는 제 2 층으로 분리하는 단계를 또한 포함한다. 금형은 원통을 포함하고, 상기 축은 원통의 중심 축이다. 일부 실시형태들에 있어서, 원통은 회전가능한 원심 캐스터를 포함한다. 원심 캐스터는 원통형 내부 공간을 가진다. According to the present invention, there is provided a method comprising the step of rotating a mold about an axis. The mold encloses a polymer mixture comprising a high-density material and a low-density material. The method also comprises the step of separating the polymer mixture under the influence of centrifugal force into a first layer comprising a high-density material and a second layer comprising a low-density material. The mold comprises a cylinder, the axis being the central axis of the cylinder. In some embodiments, the cylinder includes a rotatable centrifugal caster. The centrifugal caster has a cylindrical interior space.

본 방법은, 고분자 혼합물이 분리되고 반응한 후에, 2개 이상의 개별 층을 포함하는 다층 연마 패드를 형성하는 단계를 선택적으로 포함한다. 제 1 층은 다층 연마 패드의 연마 패드로서 이용되고, 제 2 층은 다층 연마 패드의 서브 패드(sub-pad)로서 이용된다. 저밀도 물질은 가스를 둘러싼 미소 구체들(microspheres)을 포함한다. The method optionally includes forming a multilayer polishing pad comprising two or more separate layers after the polymer mixture has been separated and reacted. The first layer is used as a polishing pad of the multi-layer polishing pad, and the second layer is used as a sub-pad of the multi-layer polishing pad. A low-density material contains microspheres surrounding a gas.

일부 실시형태들에 있어서, 본 방법은 제 2 고분자 혼합물을 금형 내에 주입하는 단계 및 금형을 추가로 회전시키는 단계를 포함한다. 제 2 고분자 혼합물은 단일 밀도 물질, 또는 제 2 고밀도 물질 및 제 2 저밀도 물질을 포함한다. 제 2 고분자 혼합물이 단일 밀도 물질이라면, 제 2 고분자 혼합물은, 제 1 층 또는 제 2 층이 개별적인 경우 또는 결합되어 있는 경우보다 더 딱딱하거나, 더 부드럽거나, 더 두꺼우거나, 더 얇을 수 있다. 제 2 고분자 혼합물에 의해 형성된 층은 연마면 또는 서브 패드로서 작용할 수 있다. 제 2 고분자 혼합물은, 금형을 추가로 회전시키는 단계 동안, 원심력의 영향 하에서 제 2 고밀도 물질을 포함하는 제 3 층과 제 2 저밀도 물질을 포함하는 제 4 층으로 분리된다. 제 3 층은 제 2 층과 제 4 층 사이에 위치한다. 제 2 저밀도 물질은 가스를 둘러싸는 미소 구체들을 포함한다. In some embodiments, the method comprises injecting a second polymer mixture into the mold and further rotating the mold. The second polymer mixture comprises a single density material, or a second high density material and a second low density material. If the second polymer mixture is a single density material, the second polymer mixture may be harder, softer, thicker, or thinner than if the first or second layers were individually or combined. The layer formed by the second polymer mixture may act as a polishing surface or sub-pad. The second polymer mixture is separated under the influence of centrifugal force into a third layer comprising a second high-density material and a fourth layer comprising a second low-density material during the step of further rotating the mold. The third layer is located between the second and fourth layers. The second low density material includes microspheres surrounding the gas.

일부 실시형태들에 있어서, 본 방법은, 제 2 고분자 혼합물을 금형 내에 주입하기 전에, 제 2 층 상에 추가 층을 형성하기 위해 제 2 층 상에 폴리에스테르 층, 직물 층, 또는 도전성 물질 층을 위치시키는 단계를 포함한다. 본 방법은, 제 2 고분자 혼합물을 금형 내에 주입하기 전에, 제 2 층의 표면에 액체를 분무(spraying)하는 단계를 포함할 수 있다. 액체는 접착제 및/또는 도전 층이다. 선택적으로, 폴리에스테르 층, 직물 층 또는 도전성 물질 층이 제 2 층 상에 위치된다. 이러한 단계 이전에, 액체가 제 2 층의 표면에 부여될 수 있다. 또한, 추가 층이 추가되지 않을 수도 있다. In some embodiments, the method comprises, prior to injecting the second polymer mixture into the mold, a polyester layer, a fabric layer, or a layer of conductive material on the second layer to form an additional layer on the second layer. positioning step. The method may include spraying a liquid on the surface of the second layer prior to injecting the second polymer mixture into the mold. The liquid is an adhesive and/or a conductive layer. Optionally, a polyester layer, a fabric layer or a layer of conductive material is positioned on the second layer. Prior to this step, a liquid may be applied to the surface of the second layer. Also, no additional layers may be added.

디스펜서(dispenser)는 고분자 혼합물을 원심 캐스터 내에 주입한다. 본 방법은, 회전시키는 단계가 이루어지는 시간의 일부 또는 전부 동안 금형을 가열하는 단계를 선택적으로 포함한다. 본 방법은, 고분자 혼합물을 금형 내에 주입하기 전에, 금형의 표면을 금형 이형제로 처리하는 단계를 선택적으로 포함한다. A dispenser injects the polymer mixture into a centrifugal caster. The method optionally includes heating the mold for some or all of the time during which the rotating step occurs. The method optionally includes treating the surface of the mold with a mold release agent before injecting the polymer mixture into the mold.

일부 실시형태들에 있어서, 본 방법은 금형의 표면, 및/또는 라이너(liner) 또는 삽입물에 조직(texture)을 형성하는 단계를 포함한다. 라이너 또는 삽입물은 조직을 포함할 것이다. 금형의 표면 상에 위치된 라이너 또는 삽입물은 하부 라이너 또는 삽입물로 칭해진다. 또한, 고분자 혼합물이 금형, 및/또는 하부 라이너 또는 삽입물에 도포된 후에, 제 2 라이너 또는 삽입물이 금형 내에 위치될 수도 있다. 이러한 제 2 라이너 또는 삽입물은 상부 라이너 또는 삽입물로 칭해진다. 라이너 또는 삽입물의 조직은 다층 연마 패드의 작업면 상의 홈 조직, 다층 연마 패드의 바깥 테두리에 형성된 천공, 및/또는 작업면에 대향하는 패드 표면과 접착제 및/또는 서브 패드와의 사이의 접착을 향상시키기 위한, 패드 표면의 배면 상의 거친 조직을 형성한다. In some embodiments, the method includes forming a texture on the surface of the mold, and/or on a liner or insert. The liner or insert will comprise tissue. A liner or insert placed on the surface of the mold is referred to as a bottom liner or insert. Also, after the polymer mixture has been applied to the mold and/or the lower liner or insert, a second liner or insert may be placed in the mold. This second liner or insert is referred to as a top liner or insert. The texture of the liner or insert enhances the grooving texture on the working surface of the multilayer polishing pad, perforations formed in the outer rim of the multilayer polishing pad, and/or adhesion between the adhesive and/or sub-pad and the pad surface opposite the working surface. to form a rough texture on the back side of the pad surface.

본 방법은, 고분자 혼합물을 주형 내에 주입하기 전에, 금형의 표면 상에 하나 이상의 창(window)을 위치시키는 단계를 포함한다. The method includes positioning one or more windows on the surface of the mold prior to pouring the polymer mixture into the mold.

본 발명에 따르면, 다층 연마 패드를 제조하기 위한 시스템이 제공된다. 본 시스템은 회전 축을 가진 금형을 포함한다. 금형의 저면 상의 실질적으로 모든 점들은 회전 축을 중심으로 한 회전 중에 회전축으로부터 실질적으로 등거리이다. 금형은, 금형이 회전하고 있을 때, 고분자 혼합물을 가두고 있다. 본 시스템은 고분자 혼합물을 금형 내에 주입하는 디스펜서를 더 포함한다. In accordance with the present invention, a system for manufacturing a multilayer polishing pad is provided. The system includes a mold having an axis of rotation. Substantially all points on the bottom surface of the mold are substantially equidistant from the axis of rotation during rotation about the axis of rotation. The mold traps the polymer mixture while the mold is rotating. The system further comprises a dispenser for dispensing the polymer mixture into the mold.

선택적으로, 본 시스템은, 내부 공간의 고분자 혼합물의 최상층의 표면 상에 고체 삽입물을 위치시키기 위해 중심 축을 따라 삽입가능한 맨드릴(mandrel)을 포함한다. 고체 삽입물은 폴리에스테르, 직물, 도전성 물질, 및/또는 고분자 혼합물의 표면에 조직을 부여하기 위한 상부 라이너이다. Optionally, the system comprises a mandrel insertable along a central axis for positioning the solid insert on the surface of the uppermost layer of the polymer mixture in the interior space. A solid insert is a top liner for imparting texture to the surface of a polyester, textile, conductive material, and/or polymer mixture.

본 시스템은 금형의 내부에 액체를 분무하는 분무기를 포함한다. 액체는 금형 이형제, 접착제, 및/또는 도전층이다. The system includes a nebulizer that sprays a liquid into the interior of the mold. The liquid is a mold release agent, an adhesive, and/or a conductive layer.

일부 실시형태들에 있어서, 본 시스템은 고분자 혼합물을 회전시키고 반응시키는 시간의 일부 또는 전부 동안 금형을 가열하는 가열기를 포함한다. In some embodiments, the system includes a heater that heats the mold for some or all of the time to rotate and react the polymer mixture.

도 1은, 예시적인 일 실시형태에 따른 원심 성형 시스템을 도시하는 개략 단면도이다.
도 2는, 예시적인 일 실시형태에 따른, 예시적인 고분자 혼합물이 상 분리를 겪고 2개의 개별 층을 형성한 후의 도 1에 도시된 원심 캐스터를 도시하는 개략 단면도이다.
도 3은, 예시적인 일 실시형태에 따른 도 2에 도시된 예시적인 원심 캐스터의 단면을 도시하고, 예시적인 하부 라이너 또는 삽입물 및 폴리우레탄 성형을 보여주는 개략도이다.
도 4는, 예시적인 일 실시형태에 따른 예시적인 다층 고분자 패드의 단면을 도시하는 개략도이다.
도 5는, 예시적인 일 실시형태에 따른 예시적인 원심 캐스터의 단면을 도시하고, 상부 라이너 또는 삽입물 및 폴리우레탄 성형을 보여주는 개략도이다.
도 6은, 예시적인 일 실시형태에 따른, 예시적인 원심 캐스터의 예시적인 드럼(drum)의 내벽(하부 라이너/삽입물)에 막을 형성하는 예시적인 금형 삽입물을 가진 원심 성형 시스템을 도시하는 개략 단면도이다.
도 7은, 예시적인 일 실시형태에 따른 예시적인 드럼의 단면을 도시하고, 예시적인 금형 삽입물 및 창을 보여주는 개략도이다.
도 8은, 예시적인 일 실시형태에 따른, 예시적인 원심 캐스터를 포함하는 예시적인 회전 성형 시스템을 도시하는 개략도이다.
도 9는, 예시적인 일 실시형태에 따른 다층 연마 패드를 제조하기 위한 예시적 방법을 도시하는 순서도이다.
도 10은, 예시적인 일 실시형태에 따른 다층 연마 패드를 제조하기 위한 선택적인 예시적 방법을 도시하는 순서도이다.
1 is a schematic cross-sectional view illustrating a centrifugal molding system according to an exemplary embodiment.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view illustrating the centrifugal caster shown in FIG. 1 after an exemplary polymer mixture has undergone phase separation and formed two separate layers, in accordance with one exemplary embodiment.
3 is a schematic diagram illustrating a cross-section of the exemplary centrifugal caster shown in FIG. 2 and showing an exemplary lower liner or insert and polyurethane molding in accordance with one exemplary embodiment.
4 is a schematic diagram illustrating a cross-section of an exemplary multilayer polymer pad according to an exemplary embodiment.
5 is a schematic diagram illustrating a cross-section of an exemplary centrifugal caster in accordance with one exemplary embodiment, showing a top liner or insert and polyurethane molding.
6 is a schematic cross-sectional view illustrating a centrifugal molding system with an exemplary mold insert that forms a film on the inner wall (lower liner/insert) of an exemplary drum of an exemplary centrifugal caster, in accordance with one exemplary embodiment; .
7 is a schematic diagram illustrating a cross-section of an exemplary drum and showing exemplary mold inserts and windows in accordance with one exemplary embodiment.
8 is a schematic diagram illustrating an exemplary rotational molding system including an exemplary centrifugal caster, in accordance with one exemplary embodiment.
9 is a flow chart illustrating an exemplary method for manufacturing a multilayer polishing pad in accordance with an exemplary embodiment.
10 is a flow chart illustrating an alternative exemplary method for making a multilayer polishing pad in accordance with one exemplary embodiment.

본 개시는 많은 다른 형태의 실시형태를 허용할 수 있으며, 본 개시의 원리의 예시로서 고려되고, 본 개시를 설명된 실시형태들로 제한하려는 의도가 없다는 것을 이해하면서, 도면을 참조하여, 이하에서 상세한 개별적 구체적인 실시형태들로 설명될 것이다. 예시적인 실시형태들에 따르면, 본 발명은 일반적으로 연마 패드에 관한 것이다. 더욱 구체적으로, 본 발명은 고체 다층 고분자 연마 패드를 제조하기 위한 방법을 제공한다. This disclosure is susceptible to many other forms of embodiment, and with reference to the drawings, the following Detailed description will be given of individual specific embodiments. According to exemplary embodiments, the present invention relates generally to a polishing pad. More specifically, the present invention provides a method for manufacturing a solid multilayer polymer polishing pad.

반도체 산업에 있어서의 연마는 화학적 기계적 평탄화(Chemical Mechanical Planarization; CMP)로 칭해진다. CMP에 사용되는 고분자 연마 패드는, CMP에 사용되는 일부 연마 패드가 개방 셀 폴리우레탄 물질(open cell polyurethane material)을 이용하지만, 닫힌 셀 폴리우레탄 물질(closed cell polyurethane material) 또는 발포 폴리우레탄을 통상적으로 이용한다. 추가적으로, 고분자 또는 연마재와 결합된 고분자를 가진 섬유가 이용될 수 있다. 이러한 패드의 표면은 미세 조직을 가질 수 있다. 미세 조직은 패드의 연마 성능과 관련되어 있다. 미세 조직은 컨디셔닝 처리(conditioning process)에 의해 유지된다. 이러한 내재된 미세 조직의 비일관성은 패드의 연마 성능에서의 편차를 일으킨다. 이러한 이유 때문에, 패드 제조업자들은 그들의 제품에서의 편차를 감소시키기 위해 패드 제조 공정을 개선하는 작업을 해 왔다. 이에 반하여, 고체 고분자 연마 패드는 내재된 미세 조직을 가지고 있지 않으며, 대신에, 미세 조직을 패드 표면에 부여하기 위해, 사용하는 동안 컨디셔닝 처리에 의존한다. 고체 고분자 패드에 사용되는 제제는 통상의 컨디셔닝 처리와의 상호양립성의 관점에서 핵심적이다. Polishing in the semiconductor industry is referred to as Chemical Mechanical Planarization (CMP). Polymeric polishing pads used in CMP are usually made of closed cell polyurethane material or foamed polyurethane, although some polishing pads used in CMP use an open cell polyurethane material. use it Additionally, fibers with polymers or polymers associated with abrasives may be used. The surface of such a pad may have a microstructure. The microstructure is related to the polishing performance of the pad. The microstructure is maintained by a conditioning process. This inherent microstructure inconsistency causes variations in the polishing performance of the pad. For this reason, pad manufacturers have been working to improve their pad manufacturing processes to reduce variation in their products. In contrast, solid polymer polishing pads do not have an inherent microstructure, and instead rely on conditioning treatment during use to impart microstructure to the pad surface. The formulation used in the solid polymer pad is key in terms of compatibility with conventional conditioning treatments.

고분자 패드는 단일층의 고체 고분자 물질 또는 서로 적층된 복수층의 고체 고분자 물질을 전형적으로 포함한다. 선택적으로, 일부 비고체층(들)이 이용될 수도 있다. 층들은 접착제를 이용하여 서로 결합되어 있다. 연마하는 층은 연마층, 상부 패드 또는 패드 표면으로 칭해진다. 상부 패드 물질 자체는, 앞에서 설명한 바와 같이 넓은 범위의 다른 연마 패드 물질이 이용될 수 있더라도, 전형적으로 폴리우레탄에 기초한다. 유로(flow channels)가 고분자 연마 패드의 연마면 상에 형성될 수도 있다. 이러한 유로는 많은 기능을 가지고 있지만, 고분자 연마 패드의 전체 영역에 슬러리가 존재하는 것을 보장하도록 슬러리 흐름을 개선하는 데에 주로 이용된다. 또한, 유로는 연마 처리 동안 접촉 압력을 더욱 높임으로써, 기판의 연마 속도 또는 평탄화 속도를 증가시킬 수 있다. 또한, 유로는 연마 단계가 종료된 후에, 패드 세척을 가속화하는 데에 사용될 수 있다. 이러한 유로는 연마 패드 상의 거시 조직으로 고려될 수 있다. 거시 조직은 전형적으로 고분자 연마 패드의 사용 전에 적용된다. Polymeric pads typically include a single layer of solid polymer material or multiple layers of solid polymer material stacked on top of each other. Optionally, some non-solid layer(s) may be used. The layers are bonded to each other using an adhesive. The abrasive layer is referred to as the abrasive layer, the top pad or the pad surface. The top pad material itself is typically based on polyurethane, although a wide range of other polishing pad materials may be used as discussed above. Flow channels may be formed on the polishing surface of the polymer polishing pad. These flow channels have many functions, but are primarily used to improve the slurry flow to ensure the presence of slurry over the entire area of the polymer polishing pad. Further, the flow path can further increase the contact pressure during the polishing process, thereby increasing the polishing rate or the planarization rate of the substrate. Also, the flow path can be used to accelerate pad cleaning after the polishing step is finished. These passages can be considered as macroscopic structures on the polishing pad. The macrostructure is typically applied prior to use of the polymer polishing pad.

연마 처리 동안 또는 기판 연마 중간에, 거시 조직이 고분자 연마 패드의 표면 상에 형성된다. 이러한 거시 조직을 형성하는 처리는 통상적으로 컨디셔닝이라 칭해진다. 짧은 주기로 패드 표면을 컨디셔닝함으로써, 고분자 패드 표면 상의 일관된 거시 조직을 유지하는 것이 가능하다. 미세 조직은 고분자 패드 표면과 기판 사이의 슬러리를 위한 작은 유로를 생성하기 때문에, 일관된 연마 성능을 유지하는 것이 중요하다. 연마 동안, 상술한 유로 및 미세 조직은 연마 동안의 양호한 유체 유동성을 보장하는 데에 공생 관계를 형성한다. During the polishing process or in the middle of substrate polishing, a macrostructure is formed on the surface of the polymer polishing pad. This macro-organization process is commonly referred to as conditioning. By conditioning the pad surface with a short cycle, it is possible to maintain a consistent macrostructure on the polymer pad surface. Because the microstructure creates a small flow path for the slurry between the polymer pad surface and the substrate, it is important to maintain consistent polishing performance. During polishing, the aforementioned flow path and microstructure form a symbiotic relationship to ensure good fluid flowability during polishing.

고분자 연마 패드의 컨디셔닝은 전형적으로 다이아몬드 컨디셔너(diamond conditioner)를 이용하여 수행된다. 다이아몬드 크기, 모양, 밀도 및 돌출 수준은 다른 다이아몬드 컨디셔너 성능을 발휘하기 위해 변경된다. Conditioning of the polymer polishing pad is typically performed using a diamond conditioner. Diamond size, shape, density and level of protrusion are varied to demonstrate different diamond conditioner performance.

통상의 상부 패드 닫힌 셀 물질 제조 공정은 다음의 공정 중 하나를 이용한다: (1) 열가소성 사출 성형; (2) 열경화성 사출 성형(종종 "반응 사출 성형(Reaction Injection Molding)" 또는 "RIM"이라고 함); (3) 열가소성 또는 열경화성 사출 중공 성형; (4) 압축 성형; 및 (5) 물질이 위치되고 고체화되는 유사한 공정. 이러한 방법들은 닫힌 금형 시스템을 이용하여 설명된다. A typical top pad closed cell material manufacturing process utilizes one of the following processes: (1) thermoplastic injection molding; (2) thermosetting injection molding (sometimes referred to as “reaction injection molding” or “RIM”); (3) thermoplastic or thermoset injection blow molding; (4) compression molding; and (5) a similar process in which the material is placed and solidified. These methods are demonstrated using a closed mold system.

원심 성형은 대칭 축을 중심으로 회전하는 원통형 금형 내에 액체를 붓는 공정과 관련된다. 금형은, 물질이 고체화될 때까지, 계속해서 회전한다. 본 기술은 고분자 연마 패드를 제조하는 데에 이용되는 원심 캐스터의 이용을 가능하게 한다. 원심 캐스터는 개방 성형 방법으로서 설명된다. Centrifugal molding involves pouring a liquid into a cylindrical mold that rotates about an axis of symmetry. The mold continues to rotate until the material solidifies. The present technology enables the use of centrifugal casters used to make polymer polishing pads. Centrifugal casters are described as an open forming method.

원심 성형 기술은 철 파이프, 부싱(bushing), 바퀴, 및 축 대칭을 가지는 다른 부품을 제조하는 데에 이용된다. 금속의 원심 성형에 있어서, 영구적인 금형은, 용융된 금속이 부어짐에 따라, 높은 속도(300 내지 3000 RPM)로 금형의 축을 중심으로 회전한다. 용융된 금속은 원심력에 의해 금형의 내벽을 향해 던져지고, 냉각된 후 고체화된다. 이러한 처리로 성형될 수 있는 전형적인 금속 물질은 철, 강(steel), 스테인리스 스틸, 및 알루미늄, 구리 및 니켈의 합금이다. Centrifugal forming techniques are used to manufacture iron pipes, bushings, wheels, and other parts with axisymmetrical symmetry. In centrifugal forming of metal, a permanent mold rotates about the axis of the mold at a high speed (300 to 3000 RPM) as the molten metal is poured. The molten metal is thrown towards the inner wall of the mold by centrifugal force, cools and then solidifies. Typical metallic materials that can be formed with this treatment are iron, steel, stainless steel, and alloys of aluminum, copper and nickel.

원심 성형은 또한 고분자 부품의 제조에 이용될 수도 있다. 예를 들어, 특별한 적용예를 위한 폴리우레탄 타이밍 벨트(timing belt)가 원심 성형을 이용하여 제조된다. 타이밍 벨트는 특정 전달 적용예에 맞도록 특별한 코팅 및 보강을 가진다. 타이밍 벨트는 일체로 성형되고, 원심 성형 처리 및 고성능 우레탄을 이용하여 형성된다. 타이밍 벨트는 강, Kevlar®, 폴리에스테르, 스테인리스 스틸 또는 유리 섬유 보강재가 박혀 있다. 타이밍 벨트는 포장, 분류, 및 조립 기계와 같은 적용예에서 선형 구동장치와 함께 이용된다. Centrifugal molding can also be used in the manufacture of polymeric parts. For example, polyurethane timing belts for special applications are manufactured using centrifugal molding. Timing belts have special coatings and reinforcements to suit specific transfer applications. The timing belt is integrally molded and formed using a centrifugal molding process and high-performance urethane. Timing belts are studded with steel, Kevlar®, polyester, stainless steel or fiberglass reinforcement. Timing belts are used with linear drives in applications such as packaging, sorting, and assembly machines.

고분자 연마 패드를 제조하는 데에 필요한 원료의 준비는, 일관된 원료 비율이 혼합물에 적용되는 것을 보장하기 위한 상당한 제어가 필요하다. 원료는 혼합되기 전에 개별적으로 가열되는 것이 필요하다. 게다가, 원료는, 바람직하게는, 혼합물 내에서 고르게 분산되도록 철저하게 혼합된다. 사용되는 혼합 기술에 따라서, 원료는 혼합될 때 발포될 수 있다. 혼합물은 포말을 제거하는 시스템을 통해 처리될 수 있다(이러한 처리는 이하에서 설명되는 고분자 혼합물에 포말을 첨가하는 과정과 혼동되어서는 안됨). 그 다음에, 원료는 반응을 위한 금형으로 이송되는 것이 필요하다. 이러한 처리는, 혼합물의 가용 시간(pot life; 즉, 고분자가 경화될 때까지의 시간)이 짧을 때, 더 복잡해질 수 있다. 가용 시간이 초과된다면, 혼합물은 겔(gel) 상태가 되기 시작할 것이고, 더 이상 원하는 형태로 변형될 수 없을 것이다. The preparation of the raw materials needed to make the polymer polishing pad requires considerable control to ensure that a consistent raw material ratio is applied to the mixture. The raw materials need to be individually heated before being mixed. Furthermore, the raw materials are, preferably, thoroughly mixed to be evenly dispersed in the mixture. Depending on the mixing technique used, the raw materials may foam when mixed. The mixture can be processed through a foam removal system (this treatment should not be confused with the process of adding foam to the polymer mixture described below). Then, the raw material needs to be transferred to the mold for reaction. This treatment can be more complicated when the pot life of the mixture (ie, time until the polymer cures) is short. If the pot life is exceeded, the mixture will begin to gel and will no longer be able to deform into the desired shape.

반응하는 고분자 화합물이 반응 개시제와 혼합된 후에 의도된 사용에 적합하게 남아 있는 기간이 "가용 시간"이다. 겔화점(gel point; 또는 겔화 시간)은 액체가 의탄성을 나타내기 시작하는 상태를 의미한다. 폴리우레탄이 겔 상태가 된(또한 '반응된'이라고도 함) 후에, 원료는 계속 형태를 유지하면서, 금형 또는 원심분리기로부터 제거되기에 충분하게 고체화된다. The period during which the reactive polymer compound remains suitable for its intended use after being mixed with the reaction initiator is the "pot life". The gel point (or gelation time) refers to a state in which a liquid begins to exhibit pseudoelasticity. After the polyurethane has gelled (also referred to as 'reacted'), the raw material solidifies enough to be removed from the mold or centrifuge while still maintaining its shape.

고체 고분자 연마 패드의 형성을 위해, 이러한 처리는 고체층 내의 공극(pore) 형성을 방지해야 하는 추가적인 관심사를 가진다. 이것은 가용 시간이 짧을 때 특히 어렵다. 이것은, 종종, 이러한 고체 고분자 연마 패드를 제조하는 통상의 닫힌 성형 시스템의 사용이 많은 제한에 부딪친다는 것, 및 일부의 경우, 닫힌 성형 시스템이 사용될 수 없다는 것을 의미한다. 예를 들어, 원료 두께는, 혼합물이 금형을 채우는 것을 보장하기 위해, 허용가능한 연마 패드보다 훨씬 더 커지는 것을 통상적으로 필요로 한다. 이것은 낭비를 증가시킴으로써 패드 제조 처리에 경제적인 부담을 증가시킨다. 금형 처리의 수율은 빽빽한 제조용 창에 의해 영향받을 수 있고, 수율의 손실은 패드 제조 처리에 대한 경제적인 부담을 또한 증가시킨다. 빽빽한 제조용 창으로 인하여 비일관성이 원료에서 나타나는 것으로 이해될 수 있다. For the formation of solid polymer polishing pads, this treatment has the additional concern of preventing the formation of pores in the solid layer. This is especially difficult when the uptime is short. This means that, often, the use of conventional closed molding systems for making such solid polymer polishing pads encounters many limitations, and in some cases, closed molding systems cannot be used. For example, the raw material thickness typically needs to be much larger than an acceptable polishing pad to ensure that the mixture fills the mold. This increases the waste, thereby increasing the economic burden on the pad manufacturing process. The yield of mold processing can be affected by the dense manufacturing window, and the loss of yield also increases the economic burden on the pad manufacturing process. It can be understood that inconsistencies appear in the raw material due to the tight manufacturing window.

본 기술에 따르면, 고체 고분자 연마 패드는 원심 성형을 이용하여 제조된다. 이러한 처리는 액체인 고분자 혼합물을 큰 회전 드럼 내에 주입하는 공정과 관련된다. 원심력은 고분자 혼합물을 드럼의 내면을 향하여 몰아 가고, 고분자 혼합물이 반응하고 고체화될 때, 고체 고분자의 직사각형 벨트가 얻어진다. 고분자 혼합물이 원심 캐스터의 회전하는 드럼 내에 주입될 때, 고분자 혼합물은 드럼의 벽에 퍼지면서 부착된다. 고분자 혼합물이 반응하고 고체화되었을 때, 고분자 혼합물의 대부분의 단면에 있어서 실질적으로 공극이 존재하지 않는다. 존재하는 어떠한 공극도, 드럼의 내벽과 대향하거나 드럼의 내벽으로부터 가장 먼 시트의 표면으로 격리되고, 이에 따라, 형성, 준비 및/또는 컨디셔닝 동안 쉽게 제거된다. According to the present technology, a solid polymer polishing pad is manufactured using centrifugal molding. This treatment involves injecting a liquid polymer mixture into a large rotating drum. The centrifugal force drives the polymer mixture towards the inner surface of the drum, and when the polymer mixture reacts and solidifies, a rectangular belt of solid polymer is obtained. When the polymer mixture is poured into the rotating drum of the centrifugal caster, the polymer mixture spreads and adheres to the walls of the drum. When the polymer mixture reacts and solidifies, there are substantially no voids in most of the cross-sections of the polymer mixture. Any voids present are isolated to the surface of the sheet that faces or is furthest from the inner wall of the drum and is thus easily removed during formation, preparation and/or conditioning.

고체 고분자 시트를 제조하기 위한 원심 성형은 공동(void)이 없는 연마 패드의 제조를 가능하게 한다. 또한, 원심 성형 처리는 고분자 혼합물의 전체 두께 편차(TTV; Total Thickness Variation)가 매우 작아지는 것을 보장하도록 조정될 수 있다. 연마 패드를 제조하는 데에 사용된 원심 캐스터의 온도 및 속도(분당 회전수; Rotation Per Minute; RPM)는 원하는 패드 특성 및 사용되는 고분자 혼합물에 따라 변경될 수 있다. Centrifugal molding to produce solid polymer sheets enables the production of void-free polishing pads. In addition, the centrifugal molding process can be adjusted to ensure that the Total Thickness Variation (TTV) of the polymer mixture is very small. The temperature and speed (Rotation Per Minute; RPM) of the centrifugal caster used to make the polishing pad can be varied depending on the desired pad properties and the polymer mixture used.

본 명세서에서 제공되는 원심 성형 시스템 및 방법은 낮은 TTV를 가진 얇은 시트의 고체 고분자를 형성할 수 있게 한다. 얇은 시트의 고분자(예를 들어, 폴리우레탄)는 공동 또는 공극이 없는 고체 고분자 연마 패드로 쉽게 변환될 수 있다. The centrifugal molding systems and methods provided herein allow the formation of thin sheets of solid polymers with low TTV. A thin sheet of polymer (eg, polyurethane) can be easily converted into a solid polymer polishing pad with no voids or voids.

본 명세서에서 제공된 원심 성형 방법은, 원심 성형 시스템에서의 상 분리를 이용하여 고체층, 및 밀집되게 가득찬 미소 구체들을 가진 다공층을 가진 다층 연마 패드의 형성을 보장한다. 상 분리는, 혼합물이 충전재, 연마재, 및/또는 섬유를 함유할 때 야기될 수 있다. 미소 구체들은 전형적으로 플라스틱이고, 크기가 서로 다르며, 확대될 수 있거나 확대가 가능하지 않을 수 있고, 둘러싸여진 가스 또는 발포제를 가지며, 그리고/또는 속이 꽉 차 있거나 중공이다. The centrifugal forming method provided herein uses phase separation in a centrifugal forming system to ensure the formation of a multilayer polishing pad having a solid layer and a porous layer with densely packed microspheres. Phase separation can occur when the mixture contains fillers, abrasives, and/or fibers. The microspheres are typically plastic, differ in size, may or may not be expandable, have an enclosed gas or foaming agent, and/or are solid or hollow.

본 기술은 층들 사이에 접착제를 추가함으로써 서로 다른 고분자 제제를 이용하여 다층 연마 패드를 형성할 수 있다. 또한, 본 기술은 고분자 시트 내에 미리 결정되거나 원하는 이방성 사슬 구조를 야기하는 데에 이용될 수 있다. The present technology can form multi-layer polishing pads using different polymer formulations by adding an adhesive between the layers. In addition, the present technique can be used to give rise to a predetermined or desired anisotropic chain structure in a polymer sheet.

연마 패드( 또는 서브 패드)의 다공층은, 밀집되게 가득찬 공극들로부터 기인한 물질의 압축성 때문에 연마에 유리하다. 추가적으로, 닫힌 셀 공극 구조는, 연마 성능에 영향을 줄 수 있는 유체의 서브 패드로의 위킹(wicking)을 방지한다. The porous layer of the polishing pad (or sub-pad) is advantageous for polishing because of the compressibility of the material resulting from the densely packed pores. Additionally, the closed cell pore structure prevents wicking of fluid into the sub-pad, which can affect polishing performance.

캐스터의 내면은 매끄럽거나, 선택적으로, 연마 패드의 작업면에 홈 또는 유로를 추가하고 그리고/또는 연마 패드 구성에 사용되는 접착제의 성능을 향상시키는 조직이 사용된다. 홈은 성형 처리 동안 또는 성형 처리 후에 연마 패드에 추가될 수 있고, 캐스터 벽에 대향하는 표면 상에 형성될 수 있다. 홈은 슬러리의 흐름을 증진시키기 때문에 연마 패드의 사용 동안, 즉 CMP 작업 동안 유용하다. 예시적 실시형태에 있어서, 복수 층들을 가진 패드가 형성되고, 그 다음에, 이러한 층들 중 일부 또는 전부는 그루빙(grooving) 처리를 통해 홈 영역에서 드러난다. 예를 들어, 홈은, 홈 측면 및 최상층과 구별되는 홈 바닥에서 다른 구조를 드러낸다. 일부의 경우, 홈의 바닥에서 새롭게 노출된 층은 더 딱딱하거나, 더 부드럽거나, 그리고/또는 슬러리 흐름을 도모하는 공극을 가진다. 다른 홈 단면 모양, 홈에 노출되는 다른 층 물질, 및/또는 다른 홈 기하학적 구조(예를 들어, 나선형 또는 x-y 패턴)는 슬러리의 흐름에 영향을 주고 그리고/또는 연마 패드의 연삭 능률을 변경하는 데에 이용된다. The inner surface of the caster may be smooth or, optionally, a texture may be employed to add grooves or flow paths to the working surface of the polishing pad and/or to enhance the performance of the adhesive used in the construction of the polishing pad. The grooves may be added to the polishing pad during or after the molding process and may be formed on the surface opposite the caster wall. The grooves are useful during use of the polishing pad, ie, during CMP operations, because they enhance the flow of the slurry. In an exemplary embodiment, a pad having a plurality of layers is formed, and then some or all of these layers are exposed in the groove region through a grooving process. For example, the groove reveals a different structure at the groove side and at the bottom of the groove, which is distinct from the top layer. In some cases, the newly exposed layer at the bottom of the groove is stiffer, softer, and/or has pores to facilitate slurry flow. Different groove cross-section shapes, different layer materials exposed in the grooves, and/or other groove geometries (eg, spiral or xy patterns) can be used to influence the flow of the slurry and/or change the grinding efficiency of the polishing pad. is used for

원심 성형 동안의 가열은, 성형 드럼을 둘러싸거나 성형 드럼에 인접한 구성요소를 가열하여 드럼 및/또는 드럼 내의 공기를 가열함으로써 수행된다. 전형적으로, 드럼은 고분자 혼합물의 주입 이전에 예열된다. 추가적인 처리가 제품 성능을 향상시키기 위해 성형 작업 동안 실시될 수도 있다. Heating during centrifugal forming is effected by heating the drum and/or the air in the drum by heating components surrounding or adjacent to the forming drum. Typically, the drum is preheated prior to injection of the polymer mixture. Additional treatments may be performed during the forming operation to improve product performance.

패드 물질 내의 미세 조직의 존재는 연마 패드의 연마 성능을 향상시킨다. 이러한 미세 조직은 비일관된 연마 성능을 방지하기 위해 패드 물질 내에서 일관되어야 한다. 고체 패드는 성형 또는 컨디셔닝 동안 도입된 미세 조직에 의존한다. 공극 또는 공극들이 패드 물질 내에 존재한다면, 이것은 증가된 수준의 연마 속도를 야기한다. 이러한 증가된 수준의 연마 속도는, 공극들이 층 내에 일관되게 존재하지 않기 때문에, 일부의 경우 지속가능하지 않다. 이러한 이유 때문에, 고체 연마 패드가 공극을 거의 또는 전혀 포함하지 않는 것이 중요하다. 공극이 없는 고체 고분자 패드를 제조하려는 노력은 대체로 효과가 없었다. 반면에, 원심 캐스터의 사용은, 짧은 가용 시간을 가진 고분자 혼합물을 이용하더라도 공동이 없는 고분자 시트를 보장하면서, 고분자 혼합물에 관한 문제점을 극복한다. 원심 캐스터는, 원심력이 고분자 혼합물을 원심 캐스터의 내벽으로 이동시키면서, 공극 또는 공동이 고분자 혼합물보다 가벼우므로 공극 또는 공동이 반대측 표면으로 이동하기 때문에, 고분자 시트 내의 공극 또는 공동을 감소시키거나 제거한다. The presence of microstructure in the pad material enhances the polishing performance of the polishing pad. This microstructure must be consistent within the pad material to avoid inconsistent polishing performance. The solid pad relies on the microstructure introduced during shaping or conditioning. If a void or voids are present in the pad material, this results in an increased level of polishing rate. This increased level of polishing rate is not sustainable in some cases because voids are not consistently present in the layer. For this reason, it is important that the solid polishing pad contain little or no voids. Efforts to fabricate void-free solid polymer pads have largely been ineffective. On the other hand, the use of centrifugal casters overcomes the problems associated with polymer mixtures while ensuring void-free polymer sheets even when using polymer mixtures with short pot life. Centrifugal casters reduce or eliminate voids or voids in the polymer sheet as centrifugal force moves the polymer mixture to the inner wall of the centrifugal caster, while the voids or cavities are lighter than the polymer mixture and thus move to the opposite surface.

성형 동안, 포말 및/또는 공극은 고분자의 경화 동안 표면으로 이동하고, 경화 후에 표면에 남아 있을 수 있다. 이러한 포말 및/또는 공극은, 연마 패드의 작업면으로 사용되는 벨트의 내면을 박형화함으로써 제거될 수 있다. 이러한 박형화는 1/1000 내지 4/1000 인치, 또는 선택적으로 15/1000 인치까지의 제거를 전형적으로 필요로 한다. During molding, foam and/or voids migrate to the surface during curing of the polymer and may remain on the surface after curing. These foams and/or voids can be removed by thinning the inner surface of the belt used as the working surface of the polishing pad. Such thinning typically requires removal of 1/1000 to 4/1000 inches, or optionally up to 15/1000 inches.

고체 고분자 시트의 원심 성형은 유난히 편평한 고분자 시트를 생성하는 예기치 못한 장점을 제공한다. 극평탄화(extreme flatness)는 박형화의 필요를 감소시키고, 결과적으로, 박형화로 인한 원료, 시간 및 비용의 손실을 방지한다. 추가적으로, 본 기술은, 고분자 혼합물이 원심력으로 인해 드럼 표면으로 이동하면서, 공극은 이동하지 않아 결과적으로 고분자 혼합물 밖으로 밀려나기 때문에, 고분자 성형체 내에서 공극을 감소시키거나 제거한다. 공극의 실질적인 부존재는 초기 사용으로부터 최종 사용까지 일관된 연마 패드(본 명세서에 선택적인 연마 적용예가 포함되어 있더라도, 'CMP 패드'라고도 함)를 제공한다. 연마 패드는 80/1000 인치 이하의 두께를 전형적으로 가지고, 연마 패드가 사용됨에 따라, 연마 패드는 컨디셔닝 처리 및 사용 동안의 마모로 인하여 더 얇아진다. Centrifugal molding of solid polymer sheets offers unexpected advantages in producing exceptionally flat polymer sheets. Extreme flatness reduces the need for thinning, and consequently prevents loss of raw materials, time and cost due to thinning. Additionally, the present technology reduces or eliminates voids in the polymer molded body as the polymer mixture moves to the drum surface due to centrifugal force, but the voids do not move and are consequently pushed out of the polymer mixture. The substantial absence of voids provides a consistent polishing pad from initial use to final use (also referred to herein as a 'CMP pad', although optional polishing applications are included herein). Polishing pads typically have a thickness of 80/1000 inches or less, and as the polishing pad is used, the polishing pad becomes thinner due to conditioning treatment and wear during use.

원심 성형에 의해 형성된 고분자 연마 패드는 공극 또는 공동이 실질적으로 또는 전혀 없으며, 두께가 실질적으로 균일하다. 또한, 짧은 가용 시간을 가진 혼합물을 이용하여, 공극이 실질적으로 또는 전혀 없는 고분자 시트가 형성된다. 결과적으로, 높은 제조 수율이 본 기술을 이용하여 성취될 수 있다. The polymer polishing pad formed by centrifugal molding is substantially free of voids or voids and has a substantially uniform thickness. In addition, using mixtures with short pot lives, polymer sheets are formed that are substantially or completely free of voids. Consequently, high manufacturing yields can be achieved using the present technology.

통상의 CMP 패드 제조는 잘려진 고체 고분자의 케이크(cake) 또는 잉곳(ingot)의 형성을 포함하는데, 이러한 형성은 상부로부터 하부까지 실질적인 균일성을 필요로 하며, 곤란하다. 이에 반하여, 원심 성형을 이용한 본 기술에 따른 예시적 방법의 경우, 제조된 고체 고분자는 극평탄화되어 있으며, CMP 패드의 목표 두께보다 최소량만 더 두껍다. 적절한 방법을 이용하여 절단하거나 펀칭함으로써 많은 상부 패드( 또는 서브 패드)를 만드는 데에 사용될 수 있는 매우 커다란 벨트가 제조되는데, 이것은 다공성이 실질적으로 존재하지 않는 매우 일관된 제품을 제공할 뿐만 아니라 수율을 높일 수 있다. Conventional CMP pad fabrication involves the formation of a cut solid polymer cake or ingot, which requires substantial uniformity from top to bottom and is difficult. In contrast, in the case of the exemplary method according to the present technology using centrifugal molding, the produced solid polymer is hyper-planarized and is only a minimum amount thicker than the target thickness of the CMP pad. By cutting or punching using suitable methods, very large belts are made that can be used to make many top pads (or sub pads), which will increase yield as well as provide a very consistent product that is substantially free of porosity. can

본 명세서에 개시된 예시적 방법은, 2개 이상의 다른 고분자 혼합물을 성형하고 겔 상태로 만듦으로써 2개 이상의 분리되고 구별되는 층을 형성하는 데에 이용된다. 이러한 실시형태는 닫힌 성형 시스템에서는 가능하지 않다. Exemplary methods disclosed herein are used to form two or more separate and distinct layers by molding and gelling a mixture of two or more different polymers. This embodiment is not possible in a closed forming system.

보강된 패드는, 섬유 망을 부분적으로 반응된 초기 고분자 시트 상에 위치시키고 이어서 추가적인 층을 섬유 망 상에 형성함으로써, 본 기술을 이용하여 형성될 수 있다. 고분자 혼합물 제제를 이용한 원심 캐스터 세팅의 최적화는 이방성 고분자 시트의 형성을 가능하게 한다. 고체 고분자 연마 패드를 이용할 때, 이것은 더욱 일관된 사슬 구조 방향의 장점을 제공한다. 이것은 패드 컨디셔너를 이용한 더욱 일관된 미세 조직 형성을 가능하게 한다. 고분자 시트의 전달 특성은 이러한 더욱 규칙적인 구조를 이용하여 도모될 수 있다. Reinforced pads can be formed using the present technology by placing a fiber mesh on top of a partially reacted initial polymer sheet and then forming an additional layer on the fiber mesh. Optimization of the centrifugal caster setting using the polymer mixture formulation allows the formation of anisotropic polymer sheets. When using a solid polymer polishing pad, this offers the advantage of a more consistent chain structure orientation. This allows for more consistent microstructure formation with the pad conditioner. The transfer properties of the polymer sheet can be achieved using this more regular structure.

본 기술의 예시적 변형예는 드럼 내면을 살짝 거칠게 함으로써 접착제(압력 감응 접착제 또는 핫 멜트 접착제(hot melt adhesive))와 고분자 패드 사이의 접착을 향상시킨다. 접착 불량은 연마 동안의 패드박리를 일으킬 수 있다. 이것은 연마기에 대한 손상, 연마되는 기판의 긁힘, 및 효율에 영향을 미칠 연마기의 상당한 고장 시간을 일으킬 것이다. An exemplary variant of the present technology improves the adhesion between the adhesive (pressure sensitive adhesive or hot melt adhesive) and the polymer pad by slightly roughening the inner surface of the drum. Poor adhesion can cause pad peeling during polishing. This will cause damage to the grinder, scratches on the substrate being polished, and significant downtime of the grinder which will affect efficiency.

도 1은 원심 캐스터(102) 및 고분자 디스펜서(104)를 포함하는 회전 성형 시스템(100)을 도시하는 개략도이다. 고분자 디스펜서(104)는 고분자 혼합물(106)을 수용하고 있다. 고분자 디스펜서(104)는 혼합 장치를 포함하고, 가열된 유체가 흐르는 도관을 가진 가열 요소를 가지거나 가지고 있지 않은 재킷(jacket), 및/또는 전기적 가열 요소를 포함한다. 고분자 혼합물(106)은 원심력 하에서만 복수의 층들로 상 분리되고, 주위의 압력이 없는 조건에서는 상 분리가 없는 고분자 혼합물이다. 고분자 혼합물(106)은 고분자 혼합물의 밀도를 변화시키기 위해 첨가되는 미소 구체들을 가진 하나의 폴리우레탄 혼합물일 수 있다. 선택적으로, 고분자 혼합물(106)은 2개 이상의 고분자를 포함하고, 고분자 혼합물 내에 포말을 첨가함으로써 원심 캐스터(102) 내에서 생성되는 고분자 복합체를 포함한다. 연마 패드와 관련된 용어 '발포'는 닫힌 셀 또는 개방 셀 구조를 가지는 폴리우레탄(PolyUrethane; 'PU'라고도 함) 패드를 의미한다. 셀은 폴리우레탄에 의해 둘러싸인 미소 구체, 폴리우레탄에 의해 둘러싸인 공동 또는 폴리우레탄을 통과하는 개방 공동일 수 있다. 다공성 패드 물질은 '발포 패드'로 칭해진다. 미소 구체를 첨가하지 않고 발포 제품을 제조하는 2가지 방법으로서, 1) 폴리우레탄 혼합물에 발포제를 첨가하는 방법, 및 2) 가스(예를 들어, N2 또는 CO2)를 혼합물에 주입하는 방법이 있다. 1 is a schematic diagram illustrating a rotational molding system 100 including a centrifugal caster 102 and a polymer dispenser 104 . Polymer dispenser 104 contains polymer mixture 106 . The polymer dispenser 104 includes a mixing device, a jacket with or without a heating element having a conduit through which the heated fluid flows, and/or an electrical heating element. The polymer mixture 106 is a polymer mixture that is phase-separated into a plurality of layers only under centrifugal force, and has no phase separation in the absence of ambient pressure. Polymer mixture 106 may be a single polyurethane mixture with microspheres added to change the density of the polymer mixture. Optionally, the polymer mixture 106 includes two or more polymers, and a polymer composite produced in the centrifugal caster 102 by adding foam to the polymer mixture. The term 'foam' associated with a polishing pad refers to a polyurethane (PolyUrethane; also referred to as 'PU') pad having a closed-cell or open-cell structure. Cells can be microspheres surrounded by polyurethane, cavities surrounded by polyurethane, or open cavities passing through polyurethane. The porous pad material is referred to as a 'foam pad'. There are two methods for making foamed products without adding microspheres, 1) adding a blowing agent to the polyurethane mixture, and 2) injecting a gas (eg N 2 or CO 2 ) into the mixture. there is.

고분자 혼합물(106)은, 드럼(110)이 축(112)을 중심으로 회전 방향(114)을 따라 회전하는 동안, 고분자 디스펜서(104)로부터, 고분자 혼합물(106)을 원심 캐스터(102)의 드럼(110) 내로 안내하는 주입 경로(108)로 흘러나온다. 고분자 혼합물(106)은, 원심력으로 인하여 고분자 시트(116)를 드럼(110)의 내면에 형성하도록 널리 퍼진다. 드럼(110)의 경우, 고분자 시트(116)는 원통형 모양을 가진다. 드럼(110)은 회전하고, 드럼(110)이 어떠한 회전 속도로 회전하더라도, 드럼(110) 내로 주입된 고분자 혼합물(106)이 겪는 원심력이 고분자 시트(116)의 균일한 두께를 생성하고 추가적으로 상 분리를 일으키기에 충분한 직경을 가진다. 상 분리는 원심력 하에서 일어나고, 고분자 혼합물(106)이 2개 이상의 고분자 층, 및/또는 순수한 고분자 층과 미소 구체가 주입된 고분자 층으로 분리되게 한다. The polymer mixture 106 is transferred from the polymer dispenser 104 to the drum of the centrifugal caster 102 while the drum 110 rotates along the rotational direction 114 about the axis 112 . It flows into an injection path 108 leading into 110 . The polymer mixture 106 spreads to form a polymer sheet 116 on the inner surface of the drum 110 due to centrifugal force. In the case of the drum 110, the polymer sheet 116 has a cylindrical shape. The drum 110 rotates, and no matter what rotation speed the drum 110 rotates, the centrifugal force experienced by the polymer mixture 106 injected into the drum 110 creates a uniform thickness of the polymer sheet 116 and additionally It has a diameter sufficient to cause separation. Phase separation occurs under centrifugal force and causes the polymer mixture 106 to separate into two or more polymer layers, and/or a pure polymer layer and a polymer layer infused with microspheres.

일부 실시형태들에 있어서, 드럼(110)은 가열된다. 드럼(110)은 매끄러운 내부의 드럼 표면을 가질 수도 있고, 선택적으로 드럼(110)은, 연마 패드에 사용되는 접착제의 성능을 향상시키고, 본 방법에 따라 제조된 연마 패드의 표면에 홈을 제공하고, 그리고/또는 본 방법에 의해 형성된 반응 성형된 고분자 시트로부터 연마 패드의 분리 및/또는 형성을 도모하는 조직화된 드럼 표면을 가질 수도 있다. In some embodiments, drum 110 is heated. The drum 110 may have a smooth inner drum surface, and optionally the drum 110 improves the performance of the adhesive used in the polishing pad, provides grooves in the surface of the polishing pad made according to the present method, and , and/or a textured drum surface that facilitates separation and/or formation of the polishing pad from the reaction molded polymer sheet formed by the method.

도 2는, 고분자 혼합물이 상 분리를 겪고 2개의 개별 층을 형성한 후의 원심 캐스터(102)를 도시하는 개략 단면도이다. 고분자 혼합물(106)은, 드럼(110) 내에서 원심력을 받은 후, 2개의 개별 층: 연질의 고분자 층(200) 및 고밀도의 고분자 층(202)으로 상 분리된다. 상 분리 동안, 원심력은 고분자를 고분자 시트(116)의 일 측으로 몰아가고, 미소 구체는 고분자보다 밀도가 낮기 때문에 고분자 시트(116)의 표면을 향하여 떠오르게 된다. 이러한 상 분리는 고밀도층과 다공층을 생성한다. 고밀도 고분자 층(202)은 밀도가 더 높은 층이고, 연마 패드의 경질의 패드를 형성한다. 고밀도 고분자 층(202)은 고체 폴리우레탄 층이다. 연질의 고분자 층(200)은 빽빽히 밀집된 미소 구체로 채워진 다공층이고, 연마 패드의 서브 패드를 형성한다. 고밀도 고분자 층(202)은 드럼(110)의 내면과 접촉하는 내층이다. 2 is a schematic cross-sectional view showing the centrifugal caster 102 after the polymer mixture has undergone phase separation and has formed two separate layers. The polymer mixture 106 is subjected to centrifugal force in the drum 110 and then phase separated into two separate layers: a soft polymer layer 200 and a high density polymer layer 202 . During phase separation, the centrifugal force drives the polymer to one side of the polymer sheet 116 , and the microspheres float toward the surface of the polymer sheet 116 because the density is lower than that of the polymer. This phase separation produces a dense layer and a porous layer. The high-density polymer layer 202 is the denser layer and forms the hard pad of the polishing pad. The high-density polymer layer 202 is a solid polyurethane layer. The soft polymer layer 200 is a porous layer filled with densely packed microspheres, and forms a sub-pad of the polishing pad. The high-density polymer layer 202 is an inner layer in contact with the inner surface of the drum 110 .

고분자 시트(116)는, 고분자 시트(116)의 표면에 홈 패턴을 형성하도록 고분자 패드의 윤곽을 형성하기 전 또는 후에 박형화될 수 있다. 유사하게, 고분자 시트(116)의 표면은 고분자 패드 상에 스크래치 패턴을 형성하도록 컨디셔닝된다. The polymer sheet 116 may be thinned before or after forming the outline of the polymer pad to form a groove pattern on the surface of the polymer sheet 116 . Similarly, the surface of the polymer sheet 116 is conditioned to form a scratch pattern on the polymer pad.

일 실시형태에 있어서, 고분자 시트(116)의 고밀도의 고분자 층(202) 및 연질의 고분자 층(200)이 형성된 후, 동일하거나 다른 고분자 또는 또 다른 물질의 제 3 층은, 3개 (또는 그보다 많은) 층 고분자 패드를 만들기 위해 고분자 시트(116) 상에 성형된다. 필요하다면, 그 다음의 층이, 위에서 설명된 바와 같이, 동일하거나 다른 고분자 층을 추가함으로써 형성된다. In one embodiment, after the high-density polymer layer 202 and the soft polymer layer 200 of the polymer sheet 116 are formed, a third layer of the same or different polymer or another material comprises three (or more) Many) layers are molded onto the polymer sheet 116 to make the polymer pad. If necessary, subsequent layers are formed by adding the same or different polymer layers, as described above.

도 3은, 원심 캐스터(102)의 단면을 도시하고, 삽입물(300), 및 고밀도 고분자 층(202)과 연질의 고분자 층(200)을 가진 고분자 시트(116)를 보여주는 개략도이다. 드럼(110)은 축(112)을 중심으로 회전 방향(114)으로 회전한다. 삽입물(300)은 드럼(110)의 내벽에 막을 형성한다. 일 실시형태에 있어서, 삽입물(300)은, 성형 후의 고체 고분자의 이형을 도모하는, 원심 캐스터(102) 내에서의 영구적인(예를들어, Teflon®), 반영구적인(예를 들어, Teflon® 분무), 또는 임시적인 코팅인 금형 이형제이다. 특히, 일부의 경우에, 드럼(110)의 내면은 예를 들어 20개의 성형과 같은 특정 개수의 성형 후에 Teflon® 코팅으로 분무된다. 선택적으로, 삽입물(300)은, 고밀도 폴리에틸렌(High-Density PolyEthylene; HDPE), 열가소성 물질, 폴리테트라플루오로에틸렌(PolyTetraFluoroEthylene; PTFE) 또는 실리콘으로 이루어진 금형 이형 시트이다. 특정한 경우, 삽입물(300)은 드물게, 예를 들어 몇달에 한번 교체된다. 3 is a schematic diagram showing a cross-section of a centrifugal caster 102 , showing an insert 300 , and a polymer sheet 116 having a high density polymer layer 202 and a soft polymer layer 200 . The drum 110 rotates about an axis 112 in a rotational direction 114 . The insert 300 forms a film on the inner wall of the drum 110 . In one embodiment, the insert 300 is permanent (eg, Teflon®), semi-permanent (eg, Teflon®) within the centrifugal caster 102 to facilitate release of the solid polymer after molding. spray), or as a temporary coating, a mold release agent. In particular, in some cases, the inner surface of the drum 110 is sprayed with a Teflon® coating after a certain number of moldings, such as, for example, 20 moldings. Optionally, the insert 300 is a mold release sheet made of High-Density PolyEthylene (HDPE), a thermoplastic material, PolyTetraFluoroEthylene (PTFE), or silicone. In certain instances, the insert 300 is replaced infrequently, for example once every few months.

또 다른 실시형태에 있어서, 고밀도 고분자 층(202) 상에 형성되는 삽입물(300)은 고분자 시트(116)의 표면 상에 홈 패턴을 형성하도록 홈이 형성되어 있다. 추가적인 실시형태들에 있어서, 삽입물(300)은 서로 다른 종류의 연마 패드를 형성하기 위해 유로를 가진다. In another embodiment, the insert 300 formed on the high density polymer layer 202 is grooved to form a groove pattern on the surface of the polymer sheet 116 . In further embodiments, the insert 300 has flow paths for forming different types of polishing pads.

도 4는 고분자 패드(400)의 단면을 도시하는 개략도이다. 고밀도 고분자 층(202) 및 연질의 고분자 층(200)이 형성된 후, 드럼(110)은 정지하고, 2개의 층을 포함하는 고분자 시트(116)는 드럼(110)으로부터 제거된다. 고분자 시트(116)를 제거하는 공정은 고분자 시트(116)를 축(112)에 평행한 선을 따라 절단하는 공정을 포함하고, 이에 따라, 고분자 시트(116)가 원통 벨트 형태로부터 직사각 형태로 변형된다. 선택적으로, 절단 공정은 원심 캐스터 외부에서 수행될 수 있다. 고분자 패드(400)는 고분자 시트(116)로부터 잘려 나가거나 펀칭되어 나간다. 제거된 고분자 패드(400)는 서브 패드(402) 및 경질의 패드(404)를 포함한다. 경질의 패드(404)는, 서브 패드(402)가 연질의 고분자 층(200)으로부터 형성되는 동안, 고밀도 고분자 층(202)으로부터 형성된다. 경질의 패드(404) 및 서브 패드(402)는 모두 연마를 위해 사용될 수 있다. 다공 측(서브 패드(402); 연마 용도일 때에는 서브 패드가 아닐지라도)은, 고체 측(경질의 패드(404))이 통상적으로 연마에 사용될지라도, 연마에 사용될 수 있으며, 미소 구체의 빽빽한 밀집으로 인하여 균일한 연마를 제공한다. 서브 패드(402)는 극심하게 밀집된 공극들을 가짐으로써 압축률이 더욱 커지고, 위킹을 방지한다. 고분자 패드를 형성하기 전 또는 후에, 고분자 시트(116)의 표면은, 양쪽 층이 더욱 균일한 두께를 가지게 하도록 그리고/또는 표면 결점을 제거하도록 박형화된다. 추가적으로, 서브 패드는, 윤곽을 형성하는 공정 및/또는 박형화 하는 공정 전 또는 후에, 이러한 조립체의 한쪽에 추가될 수 있다. 4 is a schematic diagram showing a cross-section of the polymer pad 400 . After the high-density polymer layer 202 and the soft polymer layer 200 are formed, the drum 110 is stopped and the polymer sheet 116 comprising the two layers is removed from the drum 110 . The process of removing the polymer sheet 116 includes a process of cutting the polymer sheet 116 along a line parallel to the axis 112, and accordingly, the polymer sheet 116 is deformed from a cylindrical belt shape to a rectangular shape. do. Optionally, the cutting process may be performed outside the centrifugal caster. The polymer pad 400 is cut out or punched out from the polymer sheet 116 . The removed polymer pad 400 includes a sub pad 402 and a hard pad 404 . The hard pad 404 is formed from the high-density polymer layer 202 while the sub-pad 402 is formed from the soft polymer layer 200 . Both the hard pad 404 and the sub pad 402 can be used for polishing. The perforated side (sub-pad 402; not sub-pad for polishing applications) can be used for polishing, although the solid side (hard pad 404) is typically used for polishing, and is a dense cluster of microspheres. As a result, uniform grinding is provided. Since the sub pad 402 has extremely dense pores, the compression ratio is further increased and wicking is prevented. Before or after forming the polymer pad, the surface of the polymer sheet 116 is thinned so that both layers have a more uniform thickness and/or to eliminate surface imperfections. Additionally, sub-pads may be added to one side of this assembly either before or after the contouring and/or thinning process.

도 5는 원심 캐스터(102)의 단면을 도시하고, 삽입물(500), 및 고밀도 고분자 층(202)과 연질의 고분자 층(200)을 가진 고분자 시트(116)를 보여주는 개략도이다. 내부 삽입물(500)은 HDPE, 열가소성 물질, PTFE 또는 실리콘으로 이루어진 시트이고, 삽입물(300)과 유사한 홈 패턴을 가진다. 내부 삽입물(500)은 고분자 시트(116)에 놓여 있고, 수작업에 의해 또는 맨드릴을 사용하여 드럼(110) 내에 위치된다. 맨드릴을 이용할 때, 내부 삽입물(500)은 드럼(110) 내에 쉽게 위치될 수 있도록 맨드릴을 감싸게 된다. 특히, 드럼(110)은, 드럼(110)과 동일한 RPM으로 회전하는 내부 삽입물(500)을 가진 맨드릴이 축(112)을 따라 드럼(110)의 중심으로 삽입되는 동안, 낮은 RPM으로 느리게 회전한다. 드럼(110)의 RPM은 본래의 회전 속도로 다시 증가하여, 내부 삽입물(500)을 맨드릴로부터 고분자 시트(116)를 향하여 잡아당기기에 충분히 큰 원심력을 생성한다. 5 is a schematic diagram illustrating a cross-section of a centrifugal caster 102 , showing an insert 500 , and a polymer sheet 116 having a high density polymer layer 202 and a soft polymer layer 200 . The inner insert 500 is a sheet made of HDPE, thermoplastic, PTFE, or silicone, and has a groove pattern similar to that of the insert 300 . The inner insert 500 is placed on the polymer sheet 116 and placed into the drum 110 either by hand or using a mandrel. When using a mandrel, the inner insert 500 surrounds the mandrel so that it can be easily positioned within the drum 110 . In particular, the drum 110 rotates slowly at a low RPM while a mandrel with an inner insert 500 rotating at the same RPM as the drum 110 is inserted into the center of the drum 110 along axis 112 . . The RPM of the drum 110 increases back to its original rotational speed, creating a centrifugal force large enough to pull the inner insert 500 away from the mandrel toward the polymer sheet 116 .

도 6은, 원심 캐스터(102)의 드럼(110)의 내벽에 막을 형성하는 금형 삽입물(600)을 가진 원심 성형 시스템을 도시하는 개략 단면도이다. 금형 삽입물(600)은 드럼(110)의 내벽에 막을 형성하는 Teflon®, HDPE, 열가소성 물질, PTFE 또는 실리콘으로 이루어진 시트이다. 금형 삽입물(600)은 연마 패드의 적어도 하나의 금형을 가지고, 금형의 개수는 드럼(110)의 크기 및 연마 패드의 크기에 의존한다. 금형 삽입물(600)의 금형은 단일의 금형일 수도 있고, 고정되거나 착탈가능하고, 성형 처리 동안 고분자가 겪을 원심력의 양을 변화시키도록 축(112)으로부터의 거리가 가변적이거나 고정적인 복수의 금형일 수도 있다. 금형 삽입물(600)의 금형 또는 금형들은 CMP 패드의 윤곽을 형성하고, 드럼(110), 삽입물(300), 및/또는 내부 삽입물(500)과 관련하여 위에서 설명된 바와 같이 조직화된 표면을 가진다. 일부 실시형태들에 있어서, 금형 삽입물(600)은 드럼(110)에 막을 형성하는 시트 상의 4개의 금형을 가지고, 이에 따라, 하나의 성형에서 4개의 연마 패드를 생산할 수 있다. 이러한 실시형태의 경우, 고분자 혼합물(106)은 각각의 금형 내에 개별적으로 부어지고, 고분자 시트로부터 연마 패드를 잘라 내거나 펀칭해 낼 필요가 없어진다. 이러한 실시형태의 방법을 통해, 폐기물이 감소될 수 있다. 6 is a schematic cross-sectional view illustrating a centrifugal molding system having a mold insert 600 that forms a film on the inner wall of the drum 110 of the centrifugal caster 102 . The mold insert 600 is a sheet made of Teflon®, HDPE, thermoplastic, PTFE or silicone that forms a film on the inner wall of the drum 110 . The mold insert 600 has at least one mold of a 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 mold insert 600 may be a single mold, or it may be a plurality of molds that are fixed or removable and whose distance from axis 112 is variable or fixed to vary the amount of centrifugal force the polymer will experience during the molding process. . The mold or molds of mold insert 600 define the CMP pad and have a textured surface as described above with respect to drum 110 , insert 300 , and/or internal insert 500 . In some embodiments, mold insert 600 has four molds on a sheet that form a film on drum 110 , thus producing four polishing pads in one mold. For this embodiment, the polymer mixture 106 is poured into each mold individually, eliminating the need to cut or punch the polishing pad from the polymer sheet. Through the method of this embodiment, waste can be reduced.

도 7은, 드럼(110)의 단면을 도시하고, 금형 삽입물(600) 및 창(700)을 보여주는 개략도이다. 창(700)은, 광학 종점 기술(optical endpoint technology)의 실시를 가능하게 하는 투명 물질(예를 들어, 우레탄)이다. 창(700)은, 고분자 혼합물이 개별적인 금형 내로 보내지기 전에, 금형 삽입물(600)의 금형들 내에 위치된다. 고분자 혼합물은 창(700)의 측면을 둘러싼다. 창(700)은, 연마 패드가 금형으로부터 제거될 때, 창으로서 연마 패드 내에 포함될 수도 있고, 연마 패드 내에 삽입될 창을 위한 공간을 남기기 위해 연마 패드로부터 분리될 수도 있다. 7 is a schematic diagram showing a cross-section of the drum 110 and showing the mold insert 600 and the window 700 . Window 700 is a transparent material (eg, urethane) that enables implementation of optical endpoint technology. Window 700 is placed in the molds of mold insert 600 before the polymer mixture is sent into individual molds. A polymer mixture surrounds the sides of the window 700 . Window 700 may be included within the polishing pad as a window when the polishing pad is removed from the mold, or may be separated from the polishing pad to leave room for a window to be inserted into the polishing pad.

도 8은, 성형 금형(802)을 포함하는 다축 회전 성형 시스템(800)을 도시하는 개략도이다. 성형 금형(802)은 2개의 금형 부분: 상부 금형 부분(804) 및 하부 금형 부분(806)을 포함한다. '상부' 및 '하부'는, 본 명세서에서 단지 참조를 위해 사용되는 것일 뿐, 예시적 실시형태를 제한하기 위한 것이 아니다. 따라서, 상부 금형 부분(804)이 하부 영역에 위치될 수도 있고, 하부 금형 부분(806)이 상부 영역에 위치될 수도 있다. 고분자 혼합물(808)은, 상부 금형 부분(804) 및 하부 금형 부분(806)이 분리되어 있는 동안 상부 금형 부분(804) 및 하부 금형 부분(806) 중 한쪽 또는 양쪽 내에 제공되고, 그 다음에, 상부 금형 부분(804) 및 하부 금형 부분이 도 8에 도시된 바와 같이 결합된다. 성형 금형(802)의 내부 공간(810)은 공간을 포함하거나, 선택적으로 고분자 혼합물(808)로 완전히 채워진다. 상부 금형 부분(804) 및 하부 금형 부분(806)은 성형 금형(802)을 형성하는 금형화 이전에 함께 밀봉된다. 성형 금형(802)은 축(812)을 중심으로 방향(814)으로 회전하고, 축(816)을 중심으로 방향(818)으로 회전한다. 축(812)은 성형 금형(802)을 2등분하는 것으로 도시되어 있고, 그러나, 선택적으로 성형 금형(802)으로부터 벗어나 있을 수도 있다. 이와 유사하게, 축(816)은 성형 금형(802)으로부터 벗어나 있는 것으로 도시되어 있고, 그러나, 선택적으로 성형 금형(802)을 2등분할 수도 있다. 이러한 회전 중 한쪽 또는 양쪽은, 성형 금형(802)의 내면의 피복을 증진시키기 위해 초기에 느린 속도로 실시된다. 추가적이며 선택적인 실시형태에 있어서, 하나 이상의 방향에서의 진동이 금형 표면의 젖음을 증진시키기 위해 추가적으로 또는 선택적으로 사용된다. 상기 회전 중 한쪽 또는 양쪽은, 내면을 향한 미소 구체의 이동을 증진시키기 위해, 그리고/또는 성형 금형(802)의 내면의 평탄화를 증진시키기 위해 높은 회전 속도로 실시된다. 성형 금형은 원통 형태 또는 다른 적절한 형태를 형성한다. 성형 금형(802)은 가열될 수 있고, 매끄러운 내부의 드럼 표면을 가지거나, 선택적으로, 연마 패드에 사용되는 접착제의 성능을 향상시키고, 본방법에 따라 제조된 연마 패드의 표면에 홈을 제공하고, 그리고/또는 본 방법에 의해 형성된 반응 성형 고분자 시트로부터 연마 패드의 분리 및/또는 형성을 도모하는 조직화된 드럼 표면을 가진다. 8 is a schematic diagram illustrating a multi-axis rotational molding system 800 including a molding die 802 . The forming mold 802 includes two mold parts: an upper mold part 804 and a lower mold part 806 . The terms 'top' and 'bottom' are used herein for reference only and are not intended to limit the exemplary embodiment. Accordingly, the upper mold portion 804 may be located in the lower region, and the lower mold portion 806 may be located in the upper region. Polymer mixture 808 is provided in one or both of upper mold portion 804 and lower mold portion 806 while upper mold portion 804 and lower mold portion 806 are separated, and then: The upper mold part 804 and the lower mold part are joined as shown in FIG. 8 . The interior space 810 of the molding mold 802 contains the space or is optionally completely filled with the polymer mixture 808 . The upper mold portion 804 and the lower mold portion 806 are sealed together prior to molding to form the forming mold 802 . The molding mold 802 rotates about an axis 812 in a direction 814 , and rotates about an axis 816 in a direction 818 . The axis 812 is shown as bisecting the forming mold 802 , but may optionally be offset from the forming mold 802 . Similarly, the shaft 816 is shown as being off from the forming mold 802 , however, it is possible to optionally bisect the forming mold 802 . One or both of these rotations are initially performed at a slow speed to promote coverage of the inner surface of the forming mold 802 . In a further and optional embodiment, vibration in one or more directions is additionally or optionally used to promote wetting of the mold surface. One or both of the rotations are performed at high rotational speeds to promote movement of the microspheres towards the inner surface and/or to promote flattening of the inner surface of the forming mold 802 . The forming mold forms a cylindrical shape or other suitable shape. The forming mold 802 can be heated, has a smooth inner drum surface, or, optionally, improves the performance of the adhesive used in the polishing pad, provides grooves in the surface of the polishing pad made according to the present method, and , and/or a textured drum surface that facilitates separation and/or formation of the polishing pad from the reactive molded polymer sheet formed by the method.

도 9는, 폴리우레탄을 이용한 본 기술에 따른 방법(900)을 도시하는 처리 순서도이다. 그러나, 본 방법은, 본 명세서에 기술된 것처럼, 다른 고분자에 또한 적용될 수 있다. 도 9에 도시된 것처럼, 본 방법(900)은 단계 902에서 시작되는데, 혼성 혼합물을 형성하기 위해 미소 구체를 폴리우레탄 혼합물 내에 혼합시킨다. 단계 902로부터 단계 904로 진행되어, 혼성 혼합물을 원통의 내부 공간으로 주입한다. 단계 904로부터 단계 906으로 진행되어, 혼합물이 2개의 개별 층으로 상 분리될 때까지 내부 공간에 혼성 혼합물을 가두고 있는 원통을 중심 축을 중심으로 회전시킨다. 단계 906으로부터 단계 908로 진행되어, 회전 단계가 이루어지는 시간의적어도 일부 동안 화씨 140 내지 212도의 온도로 원통을 가열한다. 단계 908로부터 단계 910으로 진행되어, 혼성 혼합물이 2개의 층으로 분리되고 반응한 후에 형성된 폴리우레탄 시트로부터 연마 패드를 형성한다. 처리 순서는 단계 910 이후에 종료한다. 9 is a process flow diagram illustrating a method 900 according to the present technology using polyurethane. However, the method can also be applied to other polymers, as described herein. As shown in FIG. 9 , the method 900 begins at step 902 in which microspheres are mixed into a polyurethane mixture to form a hybrid mixture. Proceeding from step 902 to step 904, the hybrid mixture is injected into the interior space of the cylinder. Proceeding from step 904 to step 906, the cylinder containing the hybrid mixture in the interior space is rotated about a central axis until the mixture phase separates into two separate layers. Proceeding from step 906 to step 908, the cylinder is heated to a temperature of 140 to 212 degrees Fahrenheit for at least a portion of the time during which the rotating step occurs. Proceeding from step 908 to step 910, a polishing pad is formed from the polyurethane sheet formed after the hybrid mixture is separated into two layers and reacted. The processing sequence ends after step 910 .

고분자(예를 들어, 폴리우레탄(PolyUrethane; PU)) 성형 시스템은 고분자 복합체를 함께 형성하는 2개 이상의 고분자를 혼합시키는 공정과 관련된다. 고분자 복합체를 형성하기 위해, 포말은, 원심 캐스터를 이용하여 형성된 다른 고분자 혼합물을 분리시키도록, 중간에 추가된다. Polymer (eg, PolyUrethane (PU)) molding systems involve the process of mixing two or more polymers together to form a polymer composite. To form the polymer composite, foam is added in between, using a centrifugal caster to separate the other polymer mixture formed.

도 10은, 폴리우레탄을 이용한 본 기술에 따라 다층 연마 패드를 형성하는 선택적인 방법(1000)을 도시하는 처리 순서도이다. 그러나, 본 방법은 본 명세서에 기재된 바와 같이, 다른 고분자에도 적용될 수 있다. 도 10에 도시된 바와 같이, 본 방법(1000)은 단계 1002에서 시작하는데, 복합체 혼합물을 원통의 내부 공간에 주입한다. 단계 1002로부터 단계 1004로 진행되어, 내부 공간에 복합체 혼합물을 가두는 실린더를 중심 축을 중심으로 회전시킨다. 단계 1004로부터 단계 1006으로 진행되어, 회전 단계가 이루어지는 시간의 적어도 일부 동안 화씨 104 내지 212도의 온도로 원통을 가열한다. 단계 1006으로부터 단계 1008로 진행되어, 복합체 혼합물이 겔 상태가 된 후, 원통의 내부 공간에 경질의 폴리우레탄 혼합물을 주입한다. 단계 1008로부터 단계 1010으로 진행되어, 경질의 폴리우레탄과 복합체 혼합물이 반응하고 2개의 층을 가진 폴리우레탄 시트를 형성할 때까지, 원통을 회전시키고 가열한다. 경질의 폴리우레탄을 주입하기 전에, 겔로 고체화된('반응된'이라고도 함) 복합체 혼합물을 이용하면, 경질의 폴리우레탄 층은, 2개의 층을 접합하기 위한 압력 감응 접착제(Pressure Sensitive Adhesive; PSA)의 필요 없이 연질의 폴리우레탄 층과 화학적으로 접합될 것이다. 단계 1010으로부터 단계 1012로 진행되어, 2개의 층을 포함하는 폴리우레탄 시트로부터 연마 패드를 형성한다. 처리 순서는 단계 1012 이후에 종료한다. 10 is a process flow diagram illustrating an alternative method 1000 of forming a multilayer polishing pad in accordance with the present techniques using polyurethane. However, the method can also be applied to other polymers, as described herein. As shown in FIG. 10 , the method 1000 begins at step 1002 by injecting a composite mixture into the interior space of a cylinder. Proceeding from step 1002 to step 1004, the cylinder confining the composite mixture in the interior space is rotated about a central axis. Proceeding from step 1004 to step 1006, heating the cylinder to a temperature between 104 and 212 degrees Fahrenheit for at least a portion of the time during which the rotating step occurs. Proceeding from step 1006 to step 1008, after the composite mixture is in a gel state, the rigid polyurethane mixture is injected into the inner space of the cylinder. Proceeding from step 1008 to step 1010, the cylinder is rotated and heated until the rigid polyurethane and composite mixture react and form a two-layer polyurethane sheet. Using a composite mixture that has solidified into a gel (also referred to as 'reacted') prior to injection of the rigid polyurethane, the rigid polyurethane layer is formed using a Pressure Sensitive Adhesive (PSA) to bond the two layers together. It will be chemically bonded to the flexible polyurethane layer without the need for Proceeding from step 1010 to step 1012, a polishing pad is formed from a polyurethane sheet comprising two layers. The processing sequence ends after step 1012 .

또 다른 실시형태에 있어서, 경질의 폴리우레탄 혼합물은, 복합체 혼합물을 원통 내에 주입하기 전에, 원통 내에 주입되어 겔 상태가 된다. In another embodiment, the rigid polyurethane mixture is injected into the cylinder to gel before the composite mixture is injected into the cylinder.

추가적인 실시형태에 있어서, 박층은, 복합체 혼합물을 원통 내에 붓기 전에, 연질의 폴리우레탄 층의 표면 상에 설치되거나 형성된다. 박층은 폴리에스테르, 직물, 또는 도전성 물질로 이루어진다. 선택적으로, 폴리에스테르, 나일론, 직물, 또는 도전성 물질의 박층은 엮여 있거나 엮여 있지 않고, 폴리우레탄 시트의 측면에 있거나 폴리우레탄 시트를 둘러싸고 있을 수 있다. 추가적인 실시형태에 있어서, 도전성 물질은, 연마 패드를 형성하기 전에, 폴리우레탄 시트를 또한 (예를 들어, 액체, 분무, 또는 에어로졸화(aerosolized)) 피복한다. 이러한 선택적인 방법에 있어서, 다층 고분자 패드는 단일 또는 복수의 성형으로 형성된다. In a further embodiment, the thin layer is installed or formed on the surface of the flexible polyurethane layer prior to pouring the composite mixture into the cylinder. The thin layer is made of polyester, fabric, or a conductive material. Optionally, a thin layer of polyester, nylon, fabric, or conductive material may or may not be woven, flanked by or surrounding the polyurethane sheet. In a further embodiment, the conductive material also covers (eg, liquid, sprayed, or aerosolized) the polyurethane sheet prior to forming the polishing pad. In this alternative method, the multilayer polymer pad is formed from a single or a plurality of moldings.

위의 설명은 예시적인 것이며, 제한적인 것이 아니다. 본 개시의 변형예들은, 본 개시를 검토해 보면 당업자에게 자명할 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 위의 상세한 설명을 참조하여 결정되는 것이 아니라, 첨부된 청구범위와 이의 균등물의 전 범위를 참조하여 결정되어야 한다. The above description is illustrative and not restrictive. Variations of the present disclosure will become apparent to those skilled in the art upon review of the present disclosure. Accordingly, the scope of the present invention should not be determined with reference to the above detailed description, but should be determined with reference to the full scope of the appended claims and their equivalents.

Claims (28)

원심성형법을 이용하여 다층 화학적 기계적 평탄화 패드를 제조하기 위한 방법에 있어서,
상기 방법은
드럼 내에 창을 포함하는 화학적 기계적 평탄화 패드의 적어도 하나의 윤곽을 갖는 원통형 금형 삽입물을 중심축 및 제 2 축을 중심으로 회전시킴으로써 적어도 고분자 화합물 및 복수의 미소 구체들을 포함하는 제 1 고분자 혼합물을 다축 및 다방향(multi-directional) 회전 원심성형하는 단계;
상기 다축 및 상기 다방향 회전 원심성형하는 단계에 의한 원심력의 영향 하에서 상기 제 1 고분자 혼합물을 상기 고분자 화합물만을 포함하고 미소 구체들을 함유하지 않으며 공극 또는 공동이 없고 실질적으로 균일한 두께를 갖는 고체, 비다공성의 제 1 층과 상기 복수의 미소 구체들을 포함하는 제 2 층으로 분리하는 단계;
상기 제 1 고분자 혼합물의 겔화(gelling)를 통해 다층 고분자 시트를 형성하는 단계;
상기 제 1 고분자 혼합물이 겔 상태가 되고 상기 제 1 고분자 혼합물이 경화되기 전에 상기 드럼 내의 상기 원통형 금형 삽입물 내로 제 2 고분자 혼합물을 주입하는 단계;
상기 드럼 내의 상기 원통형 금형 삽입물을 상기 중심축을 중심으로 회전시킴으로써 상기 제 2 고분자 혼합물을 추가로 다축 및 다방향 회전 원심성형하는 단계;
상기 원통형 금형 삽입물로부터 상기 다층 고분자 시트를 제거하는 단계; 및
상기 고분자 시트로부터 복수의 다층 화학적 기계적 평탄화 패드를 성형하는 단계;
를 포함하고,
상기 다축 및 상기 다방향 회전 원심성형하는 단계는 상기 드럼 내의 상기 원통형 금형 삽입물을 상기 중심축을 중심으로 제 1 방향 및 상기 제 2 축을 중심으로 제 2 방향으로 회전시키는 단계를 포함하고, 상기 드럼 내의 상기 원통형 금형 삽입물을 상기 제 1 방향을 중심으로 회전시키는 단계는 상기 드럼 내의 상기 원통형 금형 삽입물을 상기 제 2 축을 중심으로 제 2 방향으로 회전시키는 단계보다 더 높은 회전 속도로 회전하며,
여기서 상기 창은 광학 종점 기술을 가능하게 하는 것을 특징으로 하는 방법.
A method for manufacturing a multilayer chemical mechanical planarization pad using a centrifugal molding method, the method comprising:
the method
A first polymer mixture comprising at least a polymer compound and a plurality of microspheres is multi-axially and multi-axially rotated about a central axis and a second axis by rotating at least one contoured cylindrical mold insert of a chemical mechanical planarization pad comprising a window in the drum. directional (multi-directional) rotational centrifugal molding;
Under the influence of centrifugal force by the multiaxial and multi-directional rotational centrifugal molding step, the first polymer mixture contains only the polymer compound, does not contain microspheres, does not contain voids or voids, and has a substantially uniform thickness. separating into a porous first layer and a second layer comprising the plurality of microspheres;
forming a multilayer polymer sheet through gelling of the first polymer mixture;
injecting a second polymer mixture into the cylindrical mold insert in the drum before the first polymer mixture is in a gel state and the first polymer mixture is cured;
further multiaxial and multidirectional rotational centrifugal molding of the second polymer mixture by rotating the cylindrical mold insert in the drum about the central axis;
removing the multilayer polymer sheet from the cylindrical mold insert; and
forming a plurality of multilayer chemical mechanical planarization pads from the polymer sheet;
including,
The multi-axis and multi-directional rotational centrifugal forming step comprises rotating the cylindrical mold insert in the drum in a first direction about the central axis and in a second direction about the second axis, wherein the rotating the cylindrical mold insert about the first direction rotates at a higher rotational speed than rotating the cylindrical mold insert within the drum in a second direction about the second axis;
wherein said window enables optical endpoint technology.
제 1 항에 있어서, 상기 복수의 미소 구체들은 가스를 둘러싸는 것을 특징으로 하는 방법. The method of claim 1 , wherein the plurality of microspheres surround a gas. 제 1 항에 있어서,
상기 제 2 고분자 혼합물은 적어도 고밀도 물질 및 저밀도 물질을 포함하고; 및
상기 제 2 고분자 혼합물은, 상기 추가로 다축 및 다방향 회전 원심성형 단계 동안, 원심력의 영향 하에서 상기 고밀도 물질을 포함하는 제 3 층과 상기 저밀도 물질을 포함하는 제 4 층으로 분리되며,
상기 제 3 층은 상기 제 2 층과 상기 제 4 층 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 방법.
The method of claim 1,
the second polymer mixture comprises at least a high-density material and a low-density material; and
said second polymer mixture is separated into a third layer comprising said high-density material and a fourth layer comprising said low-density material under the influence of centrifugal force during said further step of multiaxial and multidirectional rotational centrifugation,
and the third layer is located between the second layer and the fourth layer.
제 3 항에 있어서, 상기 저밀도 물질은 가스를 둘러싼 미소 구체들을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법. 4. The method of claim 3, wherein the low density material comprises microspheres surrounding a gas. 제 1 항에 있어서,
상기 제 2 고분자 혼합물을 상기 원통형 금형 삽입물 내에 주입하는 단계 이전에, 상기 제 2 층의 표면 상에 고체 삽입물을 위치시키는 단계를 추가로 포함하고,
상기 고체 삽입물은 폴리에스테르, 직물, 및 도전성 물질 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 방법.
The method of claim 1,
prior to injecting the second polymer mixture into the cylindrical mold insert, further comprising placing a solid insert on the surface of the second layer;
wherein the solid insert is at least one of polyester, fabric, and a conductive material.
제 1 항에 있어서,
상기 제 2 고분자 혼합물을 상기 원통형 금형 삽입물 내에 주입하는 단계 이전에, 상기 제 2 층의 표면에 액체를 분무하는 단계를 추가로 포함하고,
상기 액체는 접착제 및 도전층 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 방법.
The method of claim 1,
Prior to injecting the second polymer mixture into the cylindrical mold insert, further comprising the step of spraying a liquid on the surface of the second layer,
wherein the liquid is at least one of an adhesive and a conductive layer.
제 1 항에 있어서,
상기 원통형 금형 삽입물 및 드럼은 회전가능한 원심 캐스터를 형성하고, 상기 원심 캐스터는 원통형 내부 공간을 가지며, 디스펜서가 상기 원심 캐스터의 상기 금형 삽입물 내에 상기 제 1 고분자 혼합물을 주입하는 것을 특징으로 하는 방법.
The method of claim 1,
wherein the cylindrical mold insert and the drum form a rotatable centrifugal caster, the centrifugal caster having a cylindrical interior space, and a dispenser injecting the first polymer mixture into the mold insert of the centrifugal caster.
제 1 항에 있어서, 상기 방법은,
상기 회전시키는 단계 동안 상기 원통형 금형을 화씨 140 내지 212도의 온도로 가열하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
The method of claim 1, wherein the method comprises:
and heating said cylindrical mold to a temperature of 140 to 212 degrees Fahrenheit during said rotating step.
제 1 항에 있어서,
상기 고분자 혼합물을 상기 원통형 금형 삽입물 내에 주입하기 이전에 상기 원통형 금형 삽입물의 표면을 금형 이형제로 처리하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
The method of claim 1,
The method of claim 1, further comprising treating the surface of the cylindrical mold insert with a mold release agent prior to injecting the polymer mixture into the cylindrical mold insert.
제 1 항에 있어서,
상기 원통형 금형 삽입물의 표면, 및 상기 제 1 고분자 혼합물의 표면 상에 위치된 상부 라이너 중 적어도 하나에 조직을 형성하는 단계를 추가로 포함하고,
상기 조직은
상기 다층 화학적 기계적 평탄화 패드의 바깥 테두리에 형성된 천공을 형성하는 것을 특징으로 하는 방법.
The method of claim 1,
forming tissue on at least one of the surface of the cylindrical mold insert and a top liner positioned on the surface of the first polymer mixture;
the organization
Method according to claim 1, characterized in that the perforations formed in the outer rim of the multi-layer chemical mechanical planarization pad are formed.
제 1 항에 있어서,
상기 고분자 혼합물을 상기 원통형 금형 내에 주입하기 이전에 상기 원통형 금형 삽입물의 표면 상에 다른 창을 위치시키는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
The method of claim 1,
and placing another window on the surface of the cylindrical mold insert prior to injecting the polymer mixture into the cylindrical mold.
제 1 항에 있어서,
상기 제 2 층을 포함하는 상기 복수의 미세 구체들은 압축성인 것을 특징으로 하는 방법.
The method of claim 1,
wherein said plurality of microspheres comprising said second layer are compressible.
원심성형법을 이용하여 다층 화학적 기계적 평탄 패드를 제조하기 위한 시스템에 있어서, 상기 시스템은
적어도 고밀도 및 저밀도 물질을 포함하는 복수의 고분자 혼합물들- 여기서 상기 고분자 혼합물들은 주위 조건 하에서 상 분리되지 않음;
다축 및 다방향 회전 원심 성형법을 위해 구성된 다축 및 다방향 회전 원심 캐스터
를 포함하고,
상기 다축 및 상기 다방향 회전 원심성형법은 드럼 내의 원통형 금형 삽입물을 중심축 및 제 2 축을 중심으로 각각 제1 방향 및 제 2 방향으로 회전시키는 단계를 포함하고, 상기 드럼 내의 상기 원통형 금형 삽입물을 상기 중심축을 중심으로 상기 제 1 방향으로 회전시키는 단계는 상기 드럼 내의 상기 원통형 금형 삽입물을 상기 제 2 축을 중심으로 상기 제 2 방향으로 회전시키는 단계보다 더 높은 회전 속도로 회전하며,
여기서 상기 다축 및 다방향 회전 원심 캐스터는:
내벽을 갖는 드럼; 및
상기 드럼의 상기 내벽을 라이닝하는 창을 포함하는 화학적 기계적 평탄화 패드의 적어도 하나의 윤곽을 갖는 금형 삽입물- 여기서 상기 창은 광학 종점 기술을 가능하게 함;
상기 복수의 고분자 혼합물들을 상기 금형 삽입물 내로 주입하는 상기 금형 삽입물 외부의 디스펜서;
상기 금형 삽입물 외부의 상기 디스펜서에 의해 주입된 상기 복수의 고분자 혼합물들을 상기 금형 삽입물 내부로 안내하는 주입 경로
를 포함하고,
상기 금형은, 상기 금형 삽입물이 회전하고 있을 때, 상기 고분자 혼합물을 가두고 있고, 서로 다른 종류의 화학적 기계적 평탄화 패드를 형성하고 상기 다층 화학적 기계적 평탄화 패드의 전체 영역에 슬러리가 존재하는 것을 보장하도록 슬러리 흐름을 개선하기 위한 채널을 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
A system for manufacturing a multilayer chemical mechanical planarization pad using centrifugal molding, the system comprising:
a plurality of polymer mixtures comprising at least a high-density and low-density material, wherein the polymer mixtures do not phase separate under ambient conditions;
Multi-axis and multi-directional rotary centrifugal casters configured for multi-axis and multi-directional rotary centrifugal forming methods
including,
The multi-axis and the multi-directional rotational centrifugal molding method includes rotating a cylindrical mold insert in a drum in first and second directions about a central axis and a second axis, respectively, wherein the cylindrical mold insert in the drum is rotated about the central axis and the second axis. rotating the cylindrical mold insert in the drum in the first direction about an axis rotates at a higher rotational speed than rotating the cylindrical mold insert in the drum in the second direction about the second axis;
wherein the multi-axis and multi-directional rotating centrifugal caster comprises:
drum having an inner wall; and
a mold insert having at least one contour of a chemical mechanical planarization pad comprising a window lining the inner wall of the drum, wherein the window enables optical endpoint technology;
a dispenser outside the mold insert for injecting the plurality of polymer mixtures into the mold insert;
An injection path for guiding the plurality of polymer mixtures injected by the dispenser outside the mold insert into the mold insert
including,
The mold holds the polymer mixture and forms different types of chemical mechanical planarization pads and slurry to ensure that the entire area of the multilayer chemical mechanical planarization pad is covered with the slurry when the mold insert is rotating. A system comprising a channel for improving flow.
제 13 항에 있어서,
상기 중심 축은 상기 원심 캐스터에 의해 형성된 원통의 중심 축이고;
상기 디스펜서는 상기 복수의 고분자 혼합물들을 상기 원심 캐스터의 내부 공간으로 주입하는 것을 특징으로 하는 시스템.
14. The method of claim 13,
the central axis is the central axis of the cylinder formed by the centrifugal caster;
wherein the dispenser injects the plurality of polymer mixtures into the interior space of the centrifugal caster.
제 14 항에 있어서,
상기 중심 축을 따라 삽입가능한 맨드릴, 및상기 고분자 혼합물의 표면으로 조직을 부여하기 위한 상부 라이너를 추가로 포함하고,
상기 맨드릴은 상기 내부 공간 내의 상기 복수의 고분자 혼합물들의 최상층의 표면 상에 고체 삽입물을 위치시키기 위한 것이고, 상기 고체 삽입물은 폴리에스테르, 직물, 도전성 물질 중 적어도 하나를 포함하고,
여기서 상기 금형 삽입물은 더 낮은 회전 속도로 느려지며 상기 맨드릴은 동일한 회전 속도로 회전하고,
여기서 상기 맨드릴의 상기 회전 속도는 상기 맨드릴로부터 상기 고체 삽입물을 당기는(pulling) 원심력을 생성하기 위해 이어서(subsequently) 증가되는 것을 특징으로 하는 시스템.
15. The method of claim 14,
a mandrel insertable along the central axis, and a top liner for imparting tissue to the surface of the polymer mixture;
wherein the mandrel is for positioning a solid insert on a surface of an uppermost layer of the plurality of polymer mixtures in the interior space, the solid insert comprising at least one of a polyester, a fabric, and a conductive material;
wherein the mold insert is slowed down to a lower rotational speed and the mandrel rotates at the same rotational speed,
wherein said rotational speed of said mandrel is subsequently increased to create a centrifugal force pulling said solid insert from said mandrel.
제 13 항에 있어서,
상기 금형 삽입물의 내부에 액체를 분무하는 분무기를 더 포함하고, 상기 액체는 금형 이형제, 접착제, 및 도전층 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 시스템.
14. The method of claim 13,
The system of claim 1, further comprising a sprayer for spraying a liquid inside the mold insert, wherein the liquid is at least one of a mold release agent, an adhesive, and a conductive layer.
제 13 항에 있어서,
상기 고분자 혼합물을 회전시키고 겔 상태로 만드는 동안 상기 금형을 가열하는 가열기를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
14. The method of claim 13,
and a heater for heating the mold while rotating and gelling the polymer mixture.
제 13 항에 있어서,
상기 금형 삽입물은 상기 금형 삽입물의 표면 상의 조직을 포함하고,
상기 조직은:
상기 다층 화학적 기계적 평탄화 패드의 바깥 테두리에 형성된 천공; 및
상기 작업면에 대향하는 패드 표면과 접착제 및 서브 패드 중 하나 이상과의 사이의 접착을 향상시키기 위한, 상기 패드 표면의 배면 상의 거친 조직 중 하나 이상을 형성하는 것을 특징으로 하는 시스템.
14. The method of claim 13,
wherein the mold insert comprises tissue on a surface of the mold insert;
The organization is:
a perforation formed in the outer rim of the multi-layer chemical mechanical planarization pad; and
and forming at least one of a roughening texture on the back side of the pad surface for enhancing adhesion between the pad surface opposite the working surface and the at least one of an adhesive and a sub pad.
제 13 항에 있어서,
상기 금형 삽입물은, 상기 복수의 고분자 혼합물들을 상기 금형 삽입물 내에 주입하기 이전에 상기 금형 삽입물의 표면 상에 탈착가능한 다른 창을 수용하고,
상기 탈착가능한 창은 겔 상태가 된 상기 고분자 혼합물로부터 형성된 다층 화학적 기계적 평탄화 패드 내에 일체화되는 것을 특징으로 하는 시스템.
14. The method of claim 13,
wherein the mold insert accommodates another window detachable on a surface of the mold insert prior to injecting the plurality of polymer mixtures into the mold insert;
wherein said removable window is integrated into a multilayer chemical mechanical planarization pad formed from said polymer mixture that has been gelled.
다축 및 다방향 회전 원심성형법을 이용하여 다층 화학적 기계적 평탄화 패드를 제조하기 위한 방법으로서,
창을 포함하는 화학적 기계적 평탄화 패드의 적어도 하나의 윤곽을 갖는 금형 삽입물 내에 적어도 고분자 화합물 및 복수의 미소 구체들을 포함하는 고분자 혼합물을 주입하는 단계;
상기 금형 삽입물이 상기 고분자 혼합물을 가두도록 상기 금형 삽입물을 밀봉하는 단계;
상기 금형 삽입물을 분할하는 복수의 축을 중심으로 상기 금형 삽입물을 회전시킴으로써 상기 고분자 혼합물을 다축 및 다방향 회전 원심성형하는 단계; 상기 다축 및 상기 다방향 회전 원심 성형단계에 의한 원심력의 영향 하에서 상기 고분자 혼합물을 상기 고분자 화합물만을 포함하고 미소 구체들을 포함하지 않으며 공극 또는 공동이 없고 실질적으로 균일한 두께를 갖는 고체, 비다공성의 제 1 층과 상기 복수의 미소 구체들을 포함하는 제 2 층으로 분리하는 단계;
상기 고분자 혼합물의 겔화를 통해 다층 고분자 시트를 형성하는 단계;
상기 금형 삽입물로부터 상기 다층 고분자 시트를 제거하는 단계; 및
상기 고분자 시트로부터 복수의 다층 화학적 기계적 평탄화 패드를 성형하는 단계;
를 포함하고,
상기 다축 및 상기 다방향 회전 원심성형하는 단계는 상기 창을 갖는 상기 금형을 중심축 및 제 2 축을 중심으로 제 1 방향 및 제 2 방향으로 회전시키는 단계를 포함하고, 상기 금형 삽입물을 상기 중심 축을 중심으로 제 1 방향으로 회전시키는 단계는 상기 금형 삽입물을 상기 제2 축을 중심으로 제 2 방향으로 회전시키는 단계보다 더 높은 회전 속도로 회전하며,
여기서 상기 창은 과학 종점 기술을 가능하게 하는 것을 특징으로 하는 방법.
A method for manufacturing a multilayer chemical mechanical planarization pad using multiaxial and multidirectional rotational centrifugation, comprising:
injecting a polymer mixture comprising at least a polymer compound and a plurality of microspheres into a mold insert having at least one contour of a chemical mechanical planarization pad comprising a window;
sealing the mold insert such that the mold insert confines the polymer mixture;
multiaxial and multidirectional rotational centrifugal molding of the polymer mixture by rotating the mold insert around a plurality of axes dividing the mold insert; Under the influence of centrifugal force by the multi-axial and multi-directional rotational centrifugal molding step, the polymer mixture is prepared as a solid, non-porous product having only the polymer compound, no microspheres, no voids or voids, and a substantially uniform thickness. separating into a first layer and a second layer comprising the plurality of microspheres;
forming a multilayer polymer sheet through gelation of the polymer mixture;
removing the multilayer polymer sheet from the mold insert; and
forming a plurality of multilayer chemical mechanical planarization pads from the polymer sheet;
including,
The multi-axis and multi-directional rotational centrifugal molding includes rotating the mold having the window in first and second directions about a central axis and a second axis, and rotating the mold insert about the central axis. rotating the mold insert in a first direction with a higher rotational speed than rotating the mold insert in a second direction about the second axis,
wherein said window enables scientific endpoint description.
제 20 항에 있어서, 상기 복수의 미세 구체들은 가스를 둘러싸는 것을 특징으로 하는 방법.21. The method of claim 20, wherein the plurality of microspheres surround a gas. 제 20 항에 있어서, 상기 중심 축은 상기 제 2 축에 대하여 수직인 것을 특징으로 하는 방법. 21. The method of claim 20, wherein the central axis is perpendicular to the second axis. 제 20 항에 있어서, 상기 복수의 축들은 상기 금형을 분할하는 것을 특징으로 하는 방법. 21. The method of claim 20, wherein the plurality of axes divide the mold. 제 20 항에 있어서, 상기 금형은 상기 금형의 내부 공간을 상기 고분자 혼합물로 코팅하기 위해 진동되는 것을 특징으로 하는 방법.
21. The method of claim 20, wherein the mold is vibrated to coat the interior space of the mold with the polymer mixture.
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10022842B2 (en) 2012-04-02 2018-07-17 Thomas West, Inc. Method and systems to control optical transmissivity of a polish pad material
KR102100654B1 (en) 2012-04-02 2020-04-14 토마스 웨스트 인코포레이티드 Methods and systems for centrifugal casting of polymer polish pads and polishing pads made by the methods
US10722997B2 (en) 2012-04-02 2020-07-28 Thomas West, Inc. Multilayer polishing pads made by the methods for centrifugal casting of polymer polish pads
TWI717183B (en) * 2020-01-03 2021-01-21 銓科光電材料股份有限公司 Wafer polishing pad
DE102022126743A1 (en) * 2022-10-13 2024-04-18 Ernst-Abbe-Hochschule Jena Körperschaft des öffentlichen Rechts Tool for material removal and method for its manufacture

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080207100A1 (en) * 2003-03-25 2008-08-28 Roy Pradip K Customized polishing pads for CMP and methods of fabrication and use thereof
JP2010513046A (en) 2006-12-21 2010-04-30 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー Abrasive article and method for producing the same

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7374644B2 (en) * 2000-02-17 2008-05-20 Applied Materials, Inc. Conductive polishing article for electrochemical mechanical polishing
JP3377780B2 (en) * 2000-09-05 2003-02-17 ヤマウチ株式会社 Method for producing elastic cylinder, method for producing elastic roll, elastic cylinder and elastic roll
WO2003103959A1 (en) * 2002-06-07 2003-12-18 Praxair S.T. Technology, Inc. Controlled penetration subpad
US8602851B2 (en) * 2003-06-09 2013-12-10 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. Controlled penetration subpad
US6752690B1 (en) * 2002-06-12 2004-06-22 Clinton O. Fruitman Method of making polishing pad for planarization of semiconductor wafers
TWI264043B (en) * 2002-10-01 2006-10-11 Tokyo Electron Ltd Method and system for analyzing data from a plasma process
AU2004225931A1 (en) * 2003-03-25 2004-10-14 Neopad Technologies Corporation Chip customized polish pads for chemical mechanical planarization (CMP)
US6986705B2 (en) * 2004-04-05 2006-01-17 Rimpad Tech Ltd. Polishing pad and method of making same
US20080274674A1 (en) * 2007-05-03 2008-11-06 Cabot Microelectronics Corporation Stacked polishing pad for high temperature applications
KR101021783B1 (en) * 2009-02-25 2011-03-17 엠.씨.케이 (주) Polishing pad manufacturing device and manufacturing process using it
TWI396602B (en) * 2009-12-31 2013-05-21 Iv Technologies Co Ltd Method of manufacturing polishing pad having detection window and polishing pad having detection window
KR102100654B1 (en) * 2012-04-02 2020-04-14 토마스 웨스트 인코포레이티드 Methods and systems for centrifugal casting of polymer polish pads and polishing pads made by the methods

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080207100A1 (en) * 2003-03-25 2008-08-28 Roy Pradip K Customized polishing pads for CMP and methods of fabrication and use thereof
JP2010513046A (en) 2006-12-21 2010-04-30 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー Abrasive article and method for producing the same

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