KR102664256B1 - 얇은 연마 패드 내의 윈도우 - Google Patents

얇은 연마 패드 내의 윈도우 Download PDF

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Abstract

연마 패드는 연마 층 스택을 포함하며, 그 연마 층 스택은 연마 표면, 하단 표면, 및 연마 표면으로부터 하단 표면까지의 개구를 갖는다. 연마 층 스택은 연마 표면을 갖는 연마 층을 포함한다. 유체-불침투성 층은 개구 및 연마 패드에 걸쳐 있다. 제1 접착 재료의 제1 접착 층은 연마 층의 하단 표면과 접촉하고, 연마 층의 하단 표면을 유체-불침투성 층에 고정시킨다. 제1 접착 층은 개구 및 연마 패드에 걸쳐 있다. 광-투과성 바디는 개구에 위치되고, 그리고 제1 접착 층과 접촉하고 제1 접착 층에 고정된 하부 표면을 갖고, 개구의 측벽으로부터 갭에 의해 이격된다. 상이한 제2 재료의 접착 밀봉재가 갭에 배치되고, 갭을 측방향으로 충전한다.

Description

얇은 연마 패드 내의 윈도우{WINDOW IN THIN POLISHING PAD}
윈도우(window)를 갖는 연마 패드(polishing pad), 그러한 연마 패드를 포함하는 시스템, 및 그러한 연마 패드를 제조하고 사용하기 위한 프로세스가 설명된다.
전형적으로, 집적 회로는 실리콘 웨이퍼 상에 전도성, 반전도성, 또는 절연성 층들을 순차적으로 증착함으로써 기판 상에 형성된다. 하나의 제작 단계는 비-평탄 표면 위에 충전재 층(filler layer)을 증착하고 그 충전재 층을 평탄화하는 것을 수반한다. 특정 애플리케이션들의 경우에, 충전재 층은 패터닝된 층의 상단 표면이 노출될 때까지 평탄화된다. 예컨대, 패터닝된 절연성 층 상에 전도성 충전재 층이 증착되어, 절연성 층 내의 트렌치들 또는 홀들을 충전할 수 있다. 평탄화 후에, 절연성 층의 융기된 패턴 사이에 남아있는 금속성 층의 부분들은 기판 상의 박막 회로들 사이의 전도성 경로들을 제공하는, 비아(via)들, 플러그(plug)들, 및 라인들을 형성한다. 다른 애플리케이션들, 이를테면 산화물 연마의 경우에, 충전재 층은 비-평탄 표면 위로 미리 결정된 두께가 남게 될 때까지 평탄화된다. 부가하여, 기판 표면의 평탄화는 일반적으로, 포토리소그래피를 위해 요구된다.
화학적 기계적 연마(CMP)는 평탄화의 하나의 용인된 방법이다. 이러한 평탄화 방법은 전형적으로, 캐리어 또는 연마 헤드 상에 기판이 탑재되는 것을 요구한다. 기판의 노출된 표면은 전형적으로, 회전 연마 패드에 대하여 배치된다. 캐리어 헤드는 연마 패드에 대하여 기판을 푸시(push)하기 위해 기판 상에 제어가능한 하중을 제공한다. 전형적으로, 연마재 연마 슬러리(abrasive polishing slurry)가 연마 패드의 표면에 공급된다.
일반적으로, 연마를 중단할지 여부를 결정하기 위해, 아래에 놓인 층이 노출된 때, 또는 원하는 표면 평탄도 또는 층 두께에 도달된 때를 검출할 필요가 있다. CMP 프로세스 동안의 엔드포인트들의 인-시튜 검출을 위한 여러 기법들이 개발되었다. 예컨대, 층의 연마 동안에 기판 상의 층의 균일성을 인-시튜로 측정하기 위한 광학 모니터링 시스템이 채용되었다. 광학 모니터링 시스템은, 연마 동안에 기판 쪽으로 광 빔을 지향시키는 광 소스, 기판으로부터 반사된 광을 측정하는 검출기, 및 검출기로부터의 신호를 분석하고 엔드포인트가 검출되었는지 여부를 계산하는 컴퓨터를 포함할 수 있다. 일부 CMP 시스템들에서, 광 빔은 연마 패드 내의 윈도우를 통해 기판 쪽으로 지향된다.
일 양상에서, 연마 패드는 연마 층 스택을 포함하며, 그 연마 층 스택은 연마 표면, 하단 표면, 및 연마 표면으로부터 하단 표면까지의 개구를 갖는다. 연마 층 스택은 연마 표면을 갖는 연마 층을 포함한다. 유체-불침투성 층은 개구 및 연마 패드에 걸쳐 있다. 제1 접착 재료의 제1 접착 층은 연마 층의 하단 표면과 접촉하고, 연마 층의 하단 표면을 유체-불침투성 층에 고정시킨다. 제1 접착 층은 개구 및 연마 패드에 걸쳐 있다. 광-투과성 바디는 개구에 위치되고, 그리고 제1 접착 층과 접촉하고 제1 접착 층에 고정된 하부 표면을 갖고, 개구의 측벽으로부터 갭에 의해 이격된다. 상이한 제2 재료의 접착 밀봉재가 갭에 배치되고, 갭을 측방향으로 충전한다.
구현들은 다음의 특징들 중 하나 또는 그 초과를 포함할 수 있다. 광-투과성 바디는 연마 층보다 더 연성일 수 있다. 접착 밀봉재는 광-투과성 바디와 대략 동일한 경도를 가질 수 있다. 연마 층은 약 58 내지 65 쇼어 D의 경도를 가질 수 있으며, 광-투과성 바디는 약 45 내지 60 쇼어 D의 경도를 가질 수 있다. 광-투과성 바디의 상단 표면은 연마 표면에 비하여 오목할 수 있다.
갭은 광-투과성 바디를 측면에서 완전히 둘러쌀 수 있다. 접착 밀봉재는 갭을 수직으로 완전히 충전할 수 있다. 접착 밀봉재는 광-투과성 바디 아래로 연장되지 않으면서 제1 접착 층과 접촉하도록 연장될 수 있다. 제2 접착 층은 제1 접착 층 반대편에 있는, 유체-불침투성 층의 측에 위치될 수 있고, 유체-불침투성 층과 접촉할 수 있다. 제1 접착 재료는 압감 접착제(pressure sensitive adhesive)일 수 있으며, 제2 접착 재료는 경화된 에폭시 또는 폴리우레탄일 수 있다. 제2 접착 층을 관통하는 개구는 광-투과성 바디와 정렬될 수 있다.
제거가능 라이너가 제2 접착 층을 덮을 수 있다. 연마 층 스택은 연마 층 및 배킹 층을 포함할 수 있다. 연마 층은 냅드 폴리우레탄(napped polyurethane)일 수 있으며, 배킹 층은 연마 층과 상이한 재료일 수 있다. 배킹 층 및 유체-불침투성 층 각각은 폴리에스테르일 수 있다. 연마 패드는 약 3 mm 미만의 총 두께를 가질 수 있다.
다른 양상에서, 연마 패드를 제조하는 방법은, 제1 접착 층을 노출시키기 위해, 연마 층 스택의 연마 표면으로부터 하단 표면까지 연마 층 스택을 관통하여 개구를 형성하는 단계를 포함하며, 제1 접착 층은 연마 층 스택의 하단 표면 상에 위치되고, 연마 층 스택의 하단 표면과 접촉하며, 개구 및 연마 패드에 걸쳐 있다. 연마 층 스택은 연마 표면을 갖는 연마 층을 포함한다. 제1 접착 층은 개구 및 연마 패드에 걸쳐 있는 유체-불침투성 층에 연마 층 스택의 하단 표면을 고정시킨다. 미리 형성된 광-투과성 바디가 연마 층 내의 개구에 위치되어, 광-투과성 바디의 하부 표면이 제1 접착 층과 접촉하고 제1 접착 층에 접착되도록 하며, 개구의 측벽들로부터 광-투과성 바디를 분리하는 갭 내에 접착 밀봉재가 분배(dispense)되어, 갭을 측방향으로 충전하고, 접착 밀봉재가 경화된다.
구현들은 다음의 특징들 중 하나 또는 그 초과를 포함할 수 있다. 접착 밀봉재를 분배하는 것은 갭을 수직으로 완전히 충전할 수 있다. 제1 접착 층 반대편에 있는, 유체-불침투성 층의 측에 위치되고, 유체-불침투성 층과 접촉하는 제2 접착 층의 부분이 제거될 수 있으며, 여기서, 그 부분은 투명한 바디와 정렬된다. 개구를 형성하는 것은, 개구에서 유체-불침투성 멤브레인 상에 제1 접착 층의 대부분을 남기면서, 제1 접착 층으로부터 연마 층 스택의 일부를 박리하는 것을 포함할 수 있다. 개구를 형성하는 것은, 개구에서 유체-불침투성 멤브레인 상에 제1 접착 층의 대부분을 남기면서, 제1 접착 층으로부터 폐기가능 커버(disposable cover)를 박리하는 것을 포함할 수 있다. 폐기가능 커버는 연마 층과 상이한 재료일 수 있다.
구현들은 다음의 이점들 중 하나 또는 그 초과를 포함할 수 있다. 연마 패드 내의 윈도우를 통한 액체의 누설의 리스크가 감소될 수 있다. 윈도우의 디라미네이션(delamination)의 리스크가 감소될 수 있고, 그리고/또는 디라미네이션의 리스크를 증가시키지 않으면서 윈도우의 사이즈가 증가될 수 있다. 윈도우가 휘어지게 될 리스크가 감소될 수 있다. 윈도우는 연성일 수 있지만, 연마 표면으로부터 오목하게 됨으로써, 컨디셔닝 프로세스가 윈도우 표면을 스크래칭하고 투명도를 감소시킬 리스크가 감소될 수 있다.
하나 또는 그 초과의 구현들의 세부사항들은 첨부 도면들 및 아래의 상세한 설명에서 제시된다. 다른 양상들, 특징들, 및 이점들은 상세한 설명 및 도면들로부터 그리고 청구항들로부터 명백할 것이다.
도 1은 연마 패드를 포함하는 CMP 장치의 단면도이다.
도 2는 윈도우를 갖는 연마 패드의 실시예의 평면도이다.
도 3은 도 2의 연마 패드의 단면도이다.
도 4 내지 도 8은 연마 패드를 형성하는 방법을 예시한다.
도 9는 연마 패드의 다른 구현의 단면도이다.
다양한 도면들 내의 유사한 참조 기호들은 유사한 엘리먼트들을 표시한다.
도 1에 도시된 바와 같이, CMP 장치(10)는 플래튼(16) 상의 연마 패드(18)에 대하여 반도체 기판(14)을 유지하기 위한 연마 헤드(12)를 포함한다. CMP 장치는 미국 특허 번호 제5,738,574호에서 설명된 바와 같이 구성될 수 있다.
예컨대, 기판은 (예컨대, 다수의 메모리 또는 프로세서 다이들을 포함하는) 제품 기판, 테스트 기판, 베어(bare) 기판, 및 게이팅(gating) 기판일 수 있다. 기판은 집적 회로 제작의 다양한 스테이지들에 있을 수 있는데, 예컨대, 기판은 베어 웨이퍼일 수 있거나, 또는 기판은 하나 또는 그 초과의 증착 및/또는 패터닝된 층들을 포함할 수 있다. 기판이라는 용어는 원형 디스크들 및 직사각형 시트들을 포함할 수 있다.
연마 패드(18)는 연마 층 스택(20)을 포함할 수 있다. 연마 층 스택(20)은 기판과 접촉하기 위한 연마 표면(24), 및 접착 구조(28)에 의해 플래튼(16)에 고정된 하단 표면(22)을 갖는다.
도 3을 참조하면, 연마 층 스택(20)은, 적어도, 연마 표면(24)을 제공하는 연마 층(70)을 포함하는 하나 또는 그 초과의 층들을 포함한다. 연마 층(70)은 스택(20) 내의 최상부 층이다. 연마 층은 화학적 기계적 연마 프로세스에 적합한 내구성 있는 재료로 형성된다. 연마 층(70)은 냅드 폴리머(napped polymer) 재료일 수 있다. 예컨대, 연마 층(70)은 탄소-분말 충전 폴리우레탄일 수 있다. 연마 층(70)은 쇼어 D 스케일 상에서 약 58 내지 65, 예컨대 62의 경도를 가질 수 있다.
연마 층(70)은 배킹 층(72) 위에 배치될 수 있다. 연마 층(70) 및 배킹 층(72)은 동일한 또는 상이한 재료들로 형성될 수 있다. 배킹 층(72)은 솔리드 시트(solid sheet) 또는 직조된 직물일 수 있다. 배킹 층(72)은 연마 층(70)보다 더 낮은 다공성 및 더 낮은 압축성을 가질 수 있다. 배킹 층(72)은 폴리에스테르, 예컨대 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)일 수 있다.
그러한 연마 층 스택을 갖는 연마 패드는, 예컨대 일본, 도쿄의 Fujibo로부터 상표명 H7000HN으로 입수가능하다.
대안적으로, 연마 층 스택(20)은 단지 단일 층, 즉 연마 층(70)만을 가질 수 있다. 따라서, 연마 층 스택은 동질 재료의 단일 층으로 형성될 수 있다.
접착 구조(28)는 양면 접착 테이프일 수 있다. 예컨대, 여전히 도 3을 참조하면, 접착 구조(28)는, 상부 접착 층(82) 및 하부 접착 층(84)으로 각각 코팅된 실질적으로 투명한 유체-불침투성 층(80)을 포함할 수 있다. 상부 접착 층(82)은 연마 층 스택(20)과 접하고, 연마 층 스택(20)에 접착 구조(28)를 본딩한다. 사용 시에, 하부 접착 층(84)은 플래튼(16)과 접하고, 플래튼(16)에 연마 패드(18)를 본딩한다. 상부 접착 층(82) 및 하부 접착 층 둘 모두는 압감 접착 재료일 수 있다. 상부 접착 층(82) 및 하부 접착 층(84)은 약 0.5 밀(1 인치의 1000분의 1) 내지 5 밀의 두께를 가질 수 있다. 유체-불침투성 층(80)은 폴리에스테르, 예컨대 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 예컨대 MylarTM일 수 있다. 유체-불침투성 층(80)은 약 1 밀 내지 7 밀의 두께를 가질 수 있다. 유체-불침투성 층(80)은 연마 층(20)보다 압축성이 더 낮을 수 있다.
도 2를 참조하면, 일부 구현들에서, 연마 패드(18)는 약 15 인치의 반경(R)을 갖는다. 예컨대, 연마 패드(18)는 15.0 인치(381.00 mm)의 반경(대응 직경은 약 30 인치임), 15.25 인치(387.35 mm)의 반경(대응 직경은 30.5 인치임), 또는 15.5 인치(393.70 mm)의 반경(대응 직경은 31 인치임)을 가질 수 있다. 당연히, 윈도우는 더 작은 패드 또는 더 큰 패드, 예컨대 42.5 인치의 직경을 갖는 패드에서 구현될 수 있다.
도 3을 참조하면, 일부 구현들에서, 연마 표면(24)에 그루브(groove)들(26)이 형성될 수 있다. 그루브들은 연마 표면을 직사각형, 예컨대 정사각형 영역들로 분할하는 수직 그루브들의 크로스-해치형(cross-hatched) 패턴으로 배열될 수 있다(도 3의 도면은 평행한 그루브들의 하나의 세트에 걸친 단면을 도시함). 대안적으로, 그루브들은 동심원들일 수 있다. 그루브들(26)의 측벽들은 연마 표면(24)에 수직일 수 있거나, 또는 그루브들은 경사진 측벽들을 가질 수 있다. 경사진 측벽들을 갖는 수직 그루브들의 크로스-해치형 패턴은 “와플(waffle)” 패턴이라고 호칭될 수 있다.
도 1로 돌아가면, 전형적으로, 연마 패드 재료는 연마재 입자들을 포함할 수 있는 화학 연마액(30)으로 습윤화된다. 예컨대, 슬러리는 KOH(수산화 칼륨) 및 훈증-실리카(fumed-silica) 입자들을 포함할 수 있다. 그러나, 일부 연마 프로세스들은 “무-연마재”이다. 연마액(30)은 연마 패드(18) 위에 위치된 포트(32)를 통해 전달될 수 있다.
연마 헤드(12)는 플래튼이 플래튼의 중심 축을 중심으로 회전하는 동안에 연마 패드(18)에 대하여 기판(14)에 압력을 가한다. 부가하여, 연마 헤드(12)는 일반적으로 연마 헤드(12)의 중심 축을 중심으로 회전되고, 구동 샤프트 또는 병진 암(36)을 통해 플래튼(16)의 표면에 걸쳐 병진 이동된다. 압력, 및 기판과 연마 표면 사이의 상대적인 모션은 연마 용액과 함께 기판의 연마를 발생시킨다.
광학 개구(42)가 플래튼(16)의 상단 표면에 형성된다. 광학 모니터링 시스템(40)이 플래튼(16)의 상단 표면 아래에 위치될 수 있으며, 그 광학 모니터링 시스템(40)은 광 소스(44), 이를테면 레이저, 및 검출기(46), 이를테면 광검출기를 포함한다. 예컨대, 광학 모니터링 시스템은 광학 개구(42)와 광학적으로 연통하는, 플래튼(16) 내부의 챔버에 위치될 수 있고, 플래튼과 함께 회전될 수 있다. 광학 개구(42)는 투명한 고체 단편, 이를테면 석영 블록으로 충전될 수 있거나, 또는 광학 개구(42)는 빈 홀일 수 있다. 광 소스(44)는 원적외선 내지 자외선의 파장, 이를테면 적색 광을 채용할 수 있지만, 광대역 스펙트럼, 예컨대 백색 광이 또한 사용될 수 있으며, 검출기는 분광계일 수 있다. 광은 광섬유들, 예컨대 분기형(bifurcated) 광섬유(48)에 의해, 광 소스(44)로부터 광학 개구(42)로 운반될 수 있고, 광학 개구(42)로부터 검출기(46)로 다시 운반될 수 있다.
일부 구현들에서, 광학 모니터링 시스템(40) 및 광학 개구(42)는 플래튼 내의 대응 오목부 내에 피팅되는 모듈의 일부로서 형성된다. 대안적으로, 광학 모니터링 시스템은 플래튼 아래에 위치된 고정형 시스템일 수 있으며, 광학 개구는 플래튼을 통해 연장될 수 있다.
위에 놓인 연마 패드(18)에 윈도우(50)가 형성되고, 플래튼 내의 광학 개구(42)와 정렬된다. 윈도우(50) 및 개구(42)는, 헤드(12)의 병진 위치와 상관 없이, 플래튼의 회전의 적어도 일부 동안에, 연마 헤드(12)에 의해 유지되는 기판(14)을 윈도우(50) 및 개구(42)가 볼 수 있도록 위치될 수 있다.
일부 구현들에서, 광학 개구(42)는 단순히 플래튼 내의 홀이며, 그 홀을 통해 광섬유(48)가 연장되고, 광섬유(48)의 단부가 윈도우(50)에 근접하거나 또는 윈도우(50)와 접촉한다.
광 소스(44)는, 적어도 윈도우(50)가 기판(14)에 인접해 있는 동안에, 광 빔을 개구(42) 및 윈도우(50)를 통해 투사하여, 위에 놓인 기판(14)의 표면에 충돌시킨다. 기판(14)으로부터 반사된 광은 검출기(46)에 의해 검출되는 결과적인 빔을 형성한다. 광 소스(44) 및 검출기(46)는 예시되지 않은 컴퓨터에 커플링되며, 그 컴퓨터는 검출기로부터 측정된 광 세기를 수신하고, 그리고 그 측정된 광 세기를 사용하여, 연마 균일성을 개선하기 위해 연마 파라미터들을 제어하고 그리고/또는 연마 엔드포인트를 결정한다.
매우 얇은 연마 층 내로 통상의 큰 직사각형 윈도우(예컨대, 2.25 인치 x 0.75 인치의 윈도우)를 배치하는 것에 있어서 하나의 문제점은 연마 동안의 디라미네이션이다. 특히, 연마 동안의 기판으로부터의 측방향 마찰력은 패드의 측벽에 대한 윈도우의 몰딩의 접착력보다 더 클 수 있다.
도 2로 돌아가면, 윈도우(50)는 (연마 패드를 회전시키는 경우에 반경을 따르는) 수직 방향에서보다, 연마 동안에 기판에 의해 가해지는 (연마 패드를 회전시키는 경우에 반경에 접하는) 마찰력의 방향을 따라 더 얇다. 예컨대, 윈도우(50)는 1 mm 내지 25 mm의 폭, 예컨대 약 4 mm의 폭과 5 mm 내지 75 mm의 길이, 예컨대 약 9.5 mm의 길이를 갖는 영역을 사용할 수 있다. 윈도우는 연마 패드(18)의 중심으로부터 6 인치 내지 12 인치, 예컨대 약 7.5 인치(190.50 mm)의 거리(D)에 중심이 놓일 수 있다.
윈도우(50)는 대략 직사각형 형상을 가질 수 있고, 그 직사각형 형상의 더 긴 치수는 윈도우의 중심을 통과하는 연마 패드의 반경에 실질적으로 평행하다. 일부 구현들에서, 윈도우(50)는 울퉁불퉁한(ragged) 둘레(52)를 가지며, 예컨대, 둘레는 유사하게 형성된 직사각형의 둘레보다 더 길 수 있다. 이는 연마 패드의 측벽과 윈도우가 접촉하기 위한 표면적을 증가시키고, 그에 의해, 연마 패드에 대한 윈도우의 접착을 개선할 수 있다. 그러나, 일부 구현들에서, 직사각형 윈도우(50)의 둘레(52)의 개별적인 세그먼트들은 평활하다.
윈도우(50)는 연마 층 스택(20) 내의 개구(54)에 피팅되는 고체 광-투과성 바디(60)를 포함한다. 광-투과성 바디(60)는 광 소스로부터의 광이 통과할 수 있을 정도로 충분히 투명하고, 그에 따라, 엔드포인트 신호가 검출기에 의해 검출될 수 있다. 일부 구현들에서, 광-투과성 바디는 가시 광에 대해 실질적으로 투명하며, 예컨대, 400 옹스트롬 내지 700 옹스트롬의 파장들에 대해 투과율이 적어도 80%이다.
광-투과성 바디는 연마 층(70)보다 더 연성일 수 있다. 예컨대, 광-투과성 바디(60)는 45 내지 60 쇼어 D, 예컨대 약 50 쇼어 D의 경도를 가질 수 있다. 광-투과성 바디(60)는 실질적으로 순수한 폴리우레탄으로 형성될 수 있다. 예컨대, 광-투과성 바디(60)는 “워터 클리어(water clear)” 폴리우레탄으로 형성될 수 있다.
광-투과 바디(60)는 상부 접착 층(82) 상에 놓이고, 상부 접착 층(82)에 본딩된다. 상부 접착 층(82)이 바디(60) 아래의 연속 층으로서 도시되어 있지만, 접착제가 디라미네이팅된 작은 영역들이 있을 수 있다. 그러나, 일반적으로, 접착제는 개구(54) 내의 영역을 적어도 대부분 커버할 수 있다.
유체-불침투성 층(80)은 개구(54)에 완전히 걸쳐 있다. 일부 구현들에서, 유체-불침투성 층(80)은 전체 연마 패드(18)에 걸쳐 있다. 유체-불침투성 층(80)이 개구(54)에 걸쳐 있기 때문에, 연마액이 누설될 리스크가 감소될 수 있다.
광-투과성 바디(60)는 두께가 연마 층 스택(20)보다 약간 더 얇다. 따라서, 광-투과성 바디(60)의 상단 표면(62)은 연마 표면(24)에 비하여, 예컨대 7.5 밀 내지 9.5 밀만큼, 약간 오목하다. 광-투과성 바디(60)를 연마 표면(24)으로부터 오목하게 함으로써, 컨디셔닝 프로세스가 윈도우 표면을 스크래칭하고 투명도를 감소시킬 리스크가 감소될 수 있다.
광-투과성 바디(60)는 연마 층 스택(20) 내의 개구(54)보다 약간 더 좁고, 그에 따라, 광-투과성 바디(60)와 연마 층(20) 사이의 모든 측면들에 작은 갭을 남긴다. 밀봉재(64)가 광-투과성 바디(60)의 모든 측면들에서 갭에 배치된다. 밀봉재(64)는 갭을 측방향으로 충전한다(즉, 광-투과성 바디(60)의 측벽으로부터 개구(54)의 측벽까지 연장됨). 그러나, 접착 밀봉재(64)는 광-투과성 바디(60) 아래로 연장되지 않는데, 즉, 광-투과성 바디(60)와 유체-불침투성 층(80) 사이로 연장되지 않는다. 부가하여, 접착 밀봉재(64)는 광-투과성 바디(60) 위로, 즉 상단 표면(62) 상으로 연장되지 않아야 한다. 그러나, 일부 접착 밀봉재(62)가 광-투과성 바디(60)의 둘레 근처에서 상단 표면(62) 상에 있고, 광 소스로부터의 광 빔이 통과될 중앙 섹션을 덮지는 않는 경우에, 이는 용인가능할 수 있다.
일부 구현들에서, 접착 밀봉재(64)는 개구(54)의 측벽과 광-투과성 바디(60) 사이의 갭을 수직으로 완전히 충전한다.
그러나, 일부 구현들에서, 접착 밀봉재(64)는 갭을 수직으로 완전히 충전할 필요가 없다. 예컨대, 도 9에 도시된 바와 같이, 상부 접착 층(82)과 접착 밀봉재(64) 사이의 수직 공간에 기포들 또는 공기 갭(66)이 남아 있을 수 있다.
도 3으로 돌아가면, 접착 밀봉재(64)는 연마 층(70)보다 더 연성일 수 있다. 일부 구현들에서, 접착 밀봉재(64)는 광-투과성 바디(60)와 대략 동일한 경도, 예컨대 약 50 쇼어 D이다. 접착 밀봉재(64)는 UV 또는 열 경화성 에폭시일 수 있다. 접착 밀봉재(64)는 상부 접착 층(82)의 접착제와 상이한 접착 재료일 수 있다.
일부 구현들에서, 하부 접착 층(84)은 광-투과성 바디(60) 아래의 구역(86)에서 제거된다. 하부 접착 층(84)이 존재하는 경우에, 광 소스(44)에 의해 생성된 광 빔으로부터의 열이 하부 접착 층(84)을 액화시킬 리스크가 있을 수 있으며, 이는 윈도우 조립체의 불투명도를 증가시킬 수 있다.
도 4를 참조하면, 플래튼 상의 설치 전에, 연마 패드(18)는 또한, 연마 패드의 하단 표면(22) 상에서 접착 층(28)에 걸쳐 있는 라이너(90)를 포함할 수 있다. 라이너는 비압축성일 수 있고, 일반적으로는 유체-불침투성 층, 예컨대 폴리에스테르 막, 예컨대 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 예컨대 MylarTM일 수 있다. 사용 시에, 라이너는 연마 패드로부터 수동으로 박리되고, 연마 층(20)은 압감 접착제(28)를 이용하여 플래튼에 적용된다. 일부 구현들에서, 라이너(90)는 윈도우(50)에 걸쳐 있지만, 일부 다른 구현들에서, 라이너는 윈도우(50)에 걸쳐 있지 않고, 윈도우(50)의 구역에서 그리고 윈도우(50)의 구역 직전의 주위에서 제거된다.
연마 패드(18)는 매우 얇고, 예컨대 두께가 3 mm 미만, 예컨대 1 mm 미만이다. 예컨대, 연마 층 스택(20)과 접착 구조(28)와 라이너(90)의 총 두께는 약 0.9 mm일 수 있다. 연마 층(20)의 두께가 약 0.8 mm일 수 있고, 접착제(28) 및 라이너(90)가 나머지 0.1 mm를 제공할 수 있다. 그루브들(26)은 연마 패드의 깊이의 대략 절반, 예컨대 대략적으로 0.5 mm일 수 있다.
광-투과성 바디(60)가 (유체-불침투성 층(80)에 바디(60)를 본딩하는) 상부 접착 층(82) 및 (연마 층(20)의 측벽에 바디(60)를 본딩하는) 접착 밀봉재(64) 둘 모두에 의해 연마 패드(18) 내에 유지되므로, 바디(60)는 고정적으로 부착될 수 있다. 따라서, 연마 패드가 얇은 경우에도, 윈도우의 디라미네이션의 리스크가 감소될 수 있고, 그리고/또는 디라미네이션의 리스크를 증가시키지 않으면서 윈도우의 사이즈가 증가될 수 있다.
도 5에 의해 도시된 바와 같이, 연마 패드를 제조하기 위해, 처음에, 연마 층 스택(20)이 형성되고, 연마 층(20)의 하단 표면이 접착 구조(28) 및 라이너(90)로 덮인다. 그루브들(26)은 패드 몰딩 프로세스의 일부로서 연마 층(20)에 형성될 수 있거나, 또는 연마 층 스택(20)이 형성된 후에 연마 층 스택(20) 내로 커팅될 수 있다. 그루브들은 접착 구조(28)(및 라이너)가 연마 층 스택(20)에 부착되기 전에 또는 부착된 후에 형성될 수 있다.
개구(54)가 전체 연마 층 스택(20)을 관통하여 형성되지만, 유체-불침투성 층(80) 내로는 형성되지 않는다. 예컨대, 다층 접착 구조(28)가 연마 층 스택(20)에 부착된 후에, 정밀 커팅이 개구(54)의 형상으로 연마 층 스택(20) 내로 행해질 수 있다. 이어서, 연마 층 스택(20)의 컷-아웃(cut-out) 부분이 유체-불침투성 층(80)으로부터 박리되어, 개구(54)를 남기고, 상부 접착 층(82)의 적어도 일부를 노출시킬 수 있다. 이상적으로, 컷-아웃 부분이 박리될 때, 상부 접착 층(82)은 유체-불침투성 층(80)에 부착된 상태로 유지되고, 컷-아웃 부분과 함께 박리되지 않는다. 따라서, 개구(54)는 상부 접착 층(82) 내로 연장되지 않는다. 그러나, 상부 접착 층(82)의 일부 작은 패치(patch)들이 박리되는 경우에, 이는 여전히 용인가능할 수 있다.
도 7을 참조하면, 고체 광-투과성 바디(60)가 상부 접착 층(82)과 접촉하면서 개구(54)에 위치된다. 고체-광 투과성 바디(60)는 미리 형성되는데, 즉, 개구(54) 내에 배치되기 전에 고체 바디로서 제작된다. 미리 형성된 광-투과성 바디를 사용하는 잠재적 이점은, 개구 내의 적소에 액체 폴리머를 경화시키는 것과 대조적으로, 결과적인 윈도우 및 연마 패드의 주변 구역이 덜 휘어지거나 또는 덜 뒤틀리게 될 수 있다는 것이다.
광-투과성 바디(60)가 위치된 후에, 롤러가 가압(press)될 수 있고, 그리고 상부 접착 층(82)에 대하여 균일하게 바디(60)를 가압하기 위해, 바디(60)의 상단 표면(62)에 걸쳐 일단으로부터 타단까지 롤링될 수 있다. 이는 또한, 광-투과성 바디(60)와 상부 접착 층(82) 사이의 임의의 기포들을 압출(squeeze out)시킬 수 있다.
광-투과성 바디(60)는, 광-투과성 바디(60)가 개구(54)의 측벽들로부터 갭(68)에 의해 분리되도록, 개구(54)에 위치된다. 도 8을 참조하면, 이어서, 액체 밀봉재(64)가 갭(68) 내로 분배된다. 밀봉재(64)는 주사기(syringe) 또는 피펫(pipette)을 이용하여 분배될 수 있다. 충분히 좁은 관을 갖는 주사기 또는 피펫을 선택함으로써, 액체 밀봉재가 갭의 하단으로부터 분배되어 갭(68)을 수직으로 완전히 충전하도록, 관이 갭(68) 내에 피팅될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 밀봉재(64)는 광-투과성 바디(60)를 완전히 둘러쌀 수 있다. 이어서, 밀봉재(64)는, 예컨대 열 또는 UV 복사를 이용하여 경화된다.
따라서, 광-투과성 바디(60)와 광-투과성 바디(60) 아래의 광-투과성 접착 구조(28)의 부분의 조합은 연마 패드를 관통하는 윈도우(50)를 제공한다.
그루브들(26)이 개구(54)와 교차하는 경우에, 액체 밀봉재(64)가 개구(54) 내로 분배될 때, 액체 밀봉재의 일부가 그루브들(26)을 따라 유동할 수 있다. 따라서, 밀봉재(64)의 일부가 개구(54)의 에지 너머로 연장되어, 그루브들 내에 돌출부들을 형성할 수 있다. 경화되는 경우에, 이들 돌출부들은 연마 패드에 대한 광-투과성 바디(60)의 본딩을 더 증가시킬 수 있다.
위에서 언급된 바와 같이, 하부 접착 층(84)의 부분(86)은, 연마 패드(18)의 하단 표면(22)의 나머지 위에 하부 접착 층(84)을 남기면서, 광-투과성 바디(60) 아래의 구역에서 제거될 수 있다(도 3 참조). 부분(86)은 라이너(90)가 부착되기 전에 제거될 수 있다. 대안적으로, 부분(86)은 라이너(90)가 부착된 후에 제거될 수 있다. 예컨대, 일부 구현들에서, 라이너(90)가 부착될 수 있고, 그 후에, 하부 접착 층(84) 및 라이너(90)의 일부가 함께 커팅 및 제거된다. 다른 예로서, 일부 구현들에서, 윈도우 주위의 라이너(90)의 구역이 필 백될(peeled back) 수 있고, 하부 접착 층(84)의 부분(86)이 제거될 수 있고, 이어서, 라이너(90)의 부분이 다시 하부 접착 층(84)과 접촉하도록 배치될 수 있다.
연마 층 스택(20)의 컷-아웃 부분을 정의하기 위한 스코어링이 제1 제조자에 의해 수행될 수 있고, 패드는 그러한 스코어링과 함께 운반될 수 있고, 이어서, 다른 제조자 또는 최종 사용자에 의해, 연마 층 스택(20)의 컷-아웃 부분이 제거될 수 있고, 광-투과성 바디(60)가 설치될 수 있다. 대안적으로, 제1 제조자가 연마 층 스택(20)의 컷-아웃 부분을 제거할 수 있고, 개구에 폐기가능 커버를 설치할 수 있으며, 이어서, 다른 제조자 또는 최종 사용자에 의해, 폐기가능 커버가 제거될 수 있고, 광-투과성 바디(60)가 설치될 수 있다. 이러한 접근법들의 이점은, 패드가 하나의 제조자로부터 다른 제조자로 운반되고 있는 동안에, 상부 접착 층(82)이 오염으로부터 보호될 수 있다는 것이다. 폐기가능 커버는 연마 층과 상이한 재료, 예컨대 더 낮은 비용의 재료일 수 있다.
특정 실시예들이 설명되었지만, 다양한 변형들이 이루어질 수 있다는 것이 이해될 것이다. 예컨대, 직사각형 둘레를 갖는 윈도우가 설명되어 있지만, 윈도우는 다른 형상들, 이를테면 타원형일 수 있다. 따라서, 다른 실시예들이 다음의 청구항들의 범위 내에 있다.

Claims (15)

  1. 연마 패드로서,
    연마 표면, 하단 표면, 및 상기 연마 표면으로부터 상기 하단 표면까지의 개구를 갖는 연마 층 스택(stack) ― 상기 연마 층 스택은 상기 연마 표면을 갖는 연마 층을 포함함 ―;
    상기 개구에 걸쳐 있고 상기 연마 패드에 걸쳐 있는 유체-불침투성 층;
    상기 연마 층 스택의 하단 표면과 접촉하고 상기 연마 층 스택의 하단 표면을 상기 유체-불침투성 층에 고정시키는, 제1 접착 재료의 제1 접착 층 ― 상기 제1 접착 층은 상기 개구 및 상기 연마 패드에 걸쳐 있음 ―;
    상기 개구에 위치된 광-투과성 바디(body) ― 상기 광-투과성 바디는, 상기 제1 접착 층과 접촉하고 상기 제1 접착 층에 고정된 하부 표면을 갖고, 그리고 상기 개구의 측벽으로부터 갭에 의해 이격됨 ―; 및
    상기 갭에 위치된 상기 제1 접착 재료와 상이한 재료 조성을 갖는 제2 접착 재료의 접착 밀봉재를 포함하고,
    공기 갭(air gap)이 상기 접착 밀봉재를 상기 제1 접착 층으로부터 분리시키는,
    연마 패드.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 접착 밀봉재는 상기 광-투과성 바디와 동일한 경도를 갖는,
    연마 패드.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 광-투과성 바디 및 상기 접착 밀봉재는 45 내지 60 쇼어 D의 경도를 갖는,
    연마 패드.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 갭은 상기 광-투과성 바디를 측면에서 완전히 둘러싸는,
    연마 패드.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 접착 층의 반대편에 있는, 상기 유체-불침투성 층의 측에 위치되고 상기 유체-불침투성 층과 접촉하는 상기 제1 접착 재료의 제2 접착 층, 및 상기 제2 접착 층을 덮는 제거가능한 라이너를 더 포함하는,
    연마 패드.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 접착 재료는 압감 접착제를 포함하며, 상기 제2 접착 재료는 경화된 에폭시 또는 폴리우레탄을 포함하는,
    연마 패드.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 연마 층 스택은 상기 연마 층 및 배킹 층을 포함하며,
    상기 연마 층은 냅드 폴리우레탄(napped polyurethane)이고, 상기 배킹 층은 상기 연마 층과 상이한 재료인,
    연마 패드.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 배킹 층 및 상기 유체-불침투성 층 각각은 폴리에스테르인,
    연마 패드.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 연마 패드는 3 mm 미만의 총 두께를 갖는,
    연마 패드.
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