KR20050121740A - 윈도우를 갖는 폴리싱 패드 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 폴리싱 패드에 관한 것이다. 특히, 본 발명의 폴리싱 패드는 윈도우 영역을 포함할 수 있다. 윈도우 영역은 캐스트-인-플레이스 공정을 이용하여 패드에 형성될 수 있다. 본 발명의 폴리싱 패드는 폴리싱 제품에 유용할 수 있고, 화학적 기계적 폴리싱 또는 마이크로전자 장치, 예컨대 반도체 웨이퍼의 평면화에 특히 유용할 수 있다. 본 발명의 폴리싱 패드의 윈도우 영역은 쓰루-더-플래튼 웨이퍼 도량형장치(through-the-platen wafer metrology)가 구비된 폴리싱 또는 평면화 장비에 특히 유용할 수 있다.
Description
본 발명은 폴리싱 패드에 관한 것이다. 특히, 본 발명의 폴리싱 패드는 윈도우 영역을 포함할 수 있다. 윈도우 영역은 캐스트-인-플레이스 공정을 이용하여 패드에 형성될 수 있다. 본 발명의 폴리싱 패드는 폴리싱 제품에 유용할 수 있고, 화학적 기계적 폴리싱 또는 마이크로전자 장치, 예컨대 반도체 웨이퍼의 평면화에 특히 유용할 수 있다. 본 발명의 폴리싱 패드의 윈도우 영역은 쓰루-더-플래튼 웨이퍼 도량형장치(through-the-platen wafer metrology)가 구비된 폴리싱 또는 평면화 장비에 특히 유용할 수 있다.
마이크로전자 장치의 비평면 표면을 본질적으로 평면 표면으로 폴리싱 또는 평면화하는 것은 제어되고 반복적인 운동을 이용하여 폴리싱 패드의 작업 표면으로 비평면 표면을 러빙(rubbing)하는 것을 일반적으로 포함한다. 전형적으로, 폴리싱 유체가 폴리싱되는 제품의 거친 표면과 폴리싱 패드의 작업 표면 사이에 삽입된다.
마이크로전자 장치, 예컨대 반도체 웨이퍼의 제조는 예컨대 규소 또는 갈륨 아르세나이드를 포함하는 웨이퍼 상에 복수의 집적 회로에 형성하는 것을 전형적으로 포함한다. 집적 회로는 패턴화된 물질(예컨대, 도전성, 절연성 및 반도전성 물질) 층을 기재 상에 형성시키는 일련의 공정 단계에 의해 일반적으로 형성된다. 웨이퍼 당 집적 회로의 밀도를 최대화시키기 위해, 반도체 웨이퍼 제조 공정 전체에 걸쳐 다양한 단계에서 극도로 정밀하게 평면으로 폴리싱된 기재를 갖는 것이 바람직하다. 따라서, 전형적으로 반도체 웨이퍼 제조는 하나 이상의 폴리싱 패드를 사용할 수 있는 전형적으로 복수의 폴리싱 단계를 하나 이상을 포함한다.
전형적인 화학적 기계적 폴리싱(CMP) 공정에서, 마이크로전자 기재는 폴리싱 패드에 접촉되게 위치된다. 마이크로전자 장치의 후면에 힘이 가해지는 동안 패드는 회전된다. 통상적으로 "슬러리"로서 언급되는 연마제-함유 화학적-반응성 용액이 폴리싱 동안 패드에 적용된다. 전형적으로, CMP 폴리싱 슬러리는 연마제 물질, 예컨대 실리카, 알루미나, 세리아 또는 이들의 혼합물을 함유한다. 슬러리가 장치/패드 계면에 제공됨에 따라서, 폴리싱 공정은 기재에 대한 패드의 회전 운동에 의해 촉진된다. 목적된 필름 두께가 제거될 때까지 폴리싱은 이 방식으로 계속된다.
폴리싱 패드 및 연마제, 및 다른 첨가제의 선택에 따라서, 표면 불완전성, 결함, 부식 및 침식을 최소화시키면서 CMP 공정은 목적한 폴리싱 속도로 효과적 폴리싱을 제공할 수 있다.
웨이퍼가 장비에 고정되고 패드와 접촉되면서 평면화 공정의 진행을 측정할 수 있는 능력을 갖는 당업계에 공지된 평면화 장비가 있다. 평면화 공정 동안 마이크로전자 장치의 평면화의 진행을 측정하는 능력은 "동일 반응계 도량법"으로 불릴 수 있다. 미국 특허 제 5,964,643 호 및 제 6,159,073 호; 및 유럽 특허 제 1,108,501 호는 폴리싱 또는 평면화 장비 및 동일 반응계 도량 시스템을 기술한다. 일반적으로, 동일 반응계 도량법은 장비의 플래트에 위치된 적어도 부분적으로 투명한 영역 또는 윈도우를 통해 빛의 빔을 직사(directing)시키는 것을 포함하고, 빛의 빔은 웨이퍼 표면에 반사되어 버리고, 플래튼 윈도우를 통해 돌아오고, 검출기로 갈 수 있다. 동일 반응계 도량 시스템에서 유용한 폴리싱 패드는 도량 시스템에서 사용되는 파장에 대해 적어도 부분적으로 투명하고, 장비의 플래튼 윈도우와 본질적으로 정렬되는 윈도우 영역을 포함한다.
동일 반응계 도량법에 유용한 윈도우 영역을 포함하는 폴리싱 패드를 개발하는 것이 바람직하다.
본 발명은 윈도우를 갖는 폴리싱 패드를 포함한다. 윈도우는 캐스트-인-플레이스 공정에 의해 형성될 수 있다. 폴리싱 패드는 적어도 제 1 층 및 제 2 층을 포함할 수 있다. 제 1 층은 패드의 작업 표면 또는 폴리싱 층으로서 기능할 수 있다. 제 2 층은 제 1 층에 적어도 부분적으로 연결될 수 있다. 제 1 층의 적어도 일부와 제 2 층의 적어도 일부는 층의 두께를 관통해 적어도 실질적으로 연장되는 개구를 포함할 수 있다. 제 1 층의 개구의 적어도 일부는 제 2 층의 개구의 적어도 일부와 적어도 부분적으로 정렬될 수 있다. 적어도 부분적으로 투명한 윈도우는 캐스트-인-프레이스 공정을 이용하여 개구의 적어도 일부에 형성될 수 있다. 비제한적인 실시양태에서, 윈도우 영역은 당업계에 공지된 도량 장치에 의해 사용되는 파장에 대해 적어도 부분적으로 투명할 수 있다. 비제한적인 실시양태에서, 윈도우 영역은 실질적으로 투명할 수 있다. 다른 비제한적인 실시양태에서, 윈도우 영역은 본질적으로 제 1 층의 폴리싱 표면과 같은 높이로 될 수 있다.
비제한적인 실시양태에서, 본 발명의 폴리싱 패드는 추가적 층을 포함할 수 있다. 각 추가적 층은 개구를 함유할 수 있고, 개구(들)는 제 1 층의 개구 및 제 2 층의 개구와 실질적으로 정렬될 수 있다. 비제한적인 실시양태에서, 폴리싱 패드는 3개 층을 가질 수 있고, 개구를 갖는 각 층 및 이들의 개구는 적어도 부분적으로 정렬될 수 있다. 3개 층은 적어도 부분적으로 연결될 수 있다(즉, 제 1 층이 제 2 층의 적어도 일부와 연결되고, 제 2 층이 제 3 층의 적어도 일부와 연결됨). 스페이서가 개구에 삽입될 수 있다. 비제한적인 실시양태에서, 스페이서의 바닥 표면은 본질적으로 제 3 층의 외부 표면(즉, 제 2 층에 적어도 부분적으로 연결되지 않은 표면)과 같은 높이로 될 수 있다. 스페이서 위에 남아 있는 개구는 수지 물질로 충전될 수 있다. 비제한적인 실시양태에서, 개구는 수지의 수준이 본질적으로 제 1 층의 폴리싱 표면과 같은 높이가 되도록 충전된다. 패드의 윈도우를 형성하기 위해 사용된 수지 물질은 경화 처리될 수 있고, 이 때 경화 시간 및 온도는 변할 수 있다. 일반적으로, 경화 시간은 수지가 접촉 시에 끈적거리지 않도록 선택될 수 있다. 일반적으로, 경화 온도는 너무 낮거나 너무 높은 경화 온도로 인해 발생될 수 있는 윈도우의 와프(warp) 또는 변형이 패드를 물체의 폴리싱 목적에 대해 실행 불가능하게 되지 않도록 선택될 수 있다. 비제한적인 실시양태에서, 경화 시간은 30분 내지 48시간, 18시간 내지 36시간, 6시간 내지 24시간, 또는 1시간 내지 4시간일 수 있다. 비제한적인 실시양태에서, 경화 온도는 0℃ 내지 125℃ 미만, 5℃ 내지 120℃, 10℃ 내지 115℃, 15℃ 내지 110℃, 또는 22℃ 내지 105℃일 수 있다.
스페이서를 구성하는 물질에 따라서, 스페이서는 윈도우 영역에 남을 수 있거나, 또는 제거될 수 있다. 다른 비제한적인 실시양태에서, 스페이서가 190 내지 3500 나노미터에서의 하나 이상의 파장에 대해 적어도 부분적으로 투명하거나, 실질적으로 투명하거나, 또는 투명한 물질로 구성될 수 있고, 스페이서는 윈도우 패드 어셈블리에 남을 수 있다. 다른 비제한적인 실시양태에서, 스페이서가 적어도 부분적으로 투명하지 않을 수 있는 물질로 구성될 수 있고, 스페이서는 제거될 수 있다. 본 발명의 다른 비제한적인 실시양태에서, 스페이서는 윈도우 영역으로부터 제거될 수 있다.
다른 비제한적인 실시양태에서, 스페이서는 제 3 층의 외부 표면과 같은 높이가 되지 않도록 위치될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태 부정관사 "a", "an"과 정관사 "the"는 명시적이고 명확하게 한 대상으로 한정되지 않는 한, 복수의 대상을 포함한다.
본원에서, 달리 표시되지 않는 한, 명세서 및 청구의 범위에 사용되는 구성성분의 양, 반응 조건 등을 표현하는 모든 숫자는 모든 경우에 "약"이라는 용어로 수정되는 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 달리 표시되지 않는 한, 하기 명세서 및 첨부된 청구의 범위에 기재된 수치 매개변수는 본 발명에 의해 수득되는 것으로 생각되는 목적하는 특성에 따라 변화될 수 있는 근사치이다. 적어도, 청구의 범위의 영역에 균등론의 적용을 한정하고자 하지 않으면서, 보고된 유의한 숫자에 비추어 또한 통상적인 반올림 기법을 적용함으로써 각 수치 매개변수를 해석하여야 한다.
본 발명의 넓은 영역을 기재하는 수치 범위 및 매개변수가 근사치임에도 불구하고, 특정 실시예에 기재된 수치 값은 가능한한 정확하게 보고되어 있다. 그러나, 임의의 수치 값은 개별 시험 측정치에서 발견되는 표준 편차로부터 불가피하게 야기되는 특정 오차를 원래 함유한다.
본 발명의 폴리싱 패드는 패드의 폴리싱 층으로서 기능할 수 있는 제 1 층을 포함한다. 제 1 층은 폴리싱 유체 및 폴리싱되는 물품과 접촉될 수 있다. 제 1 층에 대해 적당한 물질의 비제한적인 예는 국제 특허 공개 공보 WO 02/22309에 기술된 바와 같은 미립자 중합체 및 가교결합된 중합체 결합제; 미립자 중합체 및 유기 중합체 결합제; 미국 특허 제 6,062,968 호; 제 6,117,000 호; 및 제 6,126,532 호에 기술된 바와 같은 열가소성 수지의 소결된 입자; 및 미국 특허 제 6,231,434 B1 호; 제 6,325,703 B2 호; 제 6,106,754 호 및 제 6,017,265 호에 기술된 바와 같은 열가소성 중합체의 가압 소결 분말 분압체를 포함할 수 있다. 제 1 층에 대한 적당한 물질의 다른 비제한적인 예는 미국 특허 제 5,900,164 호 및 제 5,578,362 호에 기술된 바와 같은, 각 중합체 미세원소(microelement)가 그 안에 빈 공간을 가질 수 있는 복수의 중합체 미세원소로 함침된 중합체 매트릭스를 포함한다. 본 발명의 폴리싱 패드의 제 1 층에 대한 적당한 물질에 대해 전술된 특허 및 특허 공보의 개시내용은 본원에 참고로 인용된다.
제 1 층의 두께는 광범위하게 다양한 두께로부터 선택될 수 있다. 일반적으로, 제 1 층의 두께는 정렬되고, 폴리싱 장비의 플래튼에 적절하게 마운팅될 수 있어, 물품의 균질한 폴리싱 및 패드의 허용가능한 수명을 가져올 수 있도록 선택될 수 있다. 제 1 층이 너무 두꺼운 경우, 패드를 정렬하고, 적절히 마운팅시키기 어렵고, 패드가 너무 비가요적으로 될 수 있어, 폴리싱 공정의 균일성에 악영향을 줄 수 있다. 제 1 층이 너무 얇은 경우, 패드가 너무 가요적이어서, 폴리싱 공정의 균일성 및 패드의 수명에 부정적 영향을 줄 수 있다. 다른 비제한적인 실시양태에서, 제 1 층은 0.020 인치 이상 또는 0.040 인치 이상; 또는 0.150 인치 이하 또는 0.080 인치 이하의 두께를 가질 수 있다.
비제한적인 실시양태에서, 제 1 층은 공극을 갖는 물질로 구성될 수 있어서, 폴리싱 유체가 제 1 층에 의해 적어도 부분적으로 흡수될 수 있다. 제 1 층을 포함하는 물질은, 제 1 층의 총 체적을 기준으로 2체적% 이상의 공극률(퍼센트 공극 체적으로 표시)을 가질 수 있다. 다른 비제한적인 실시양태에서, 제 1 층은 제 1 층의 총 체적을 기준으로 50체적% 이하의 공극률을 가질 수 있다. 폴리싱 패드의 퍼센트 공극 체적은 다음 식을 사용하여 결정될 수 있다:
% 공극 체적=100x(패드의 밀도)x(패드의 공극 체적)
상기 식에서,
밀도는 g/cm3의 단위로 표시되고, ASTM D1622-88에 따라서 측정될 수 있다.
공극 체적은 cm3/g의 단위로 표시되고, 마이크로메리틱스(Micromeritics)의 오토포어 III 수은 공극측정계(porosimeter)에 의해 ASTM D 4284-88에 인용된 수은 공극측정법에 따라서 측정될 수 있다. 비제한적인 실시양태에서, 공극 체적 측정은 다음의 조건 하에 수행될 수 있다: 140°의 접촉각; 480 dynes/cm의 수은 표면 장력; 및 50마이크로미터의 수은의 진공 하의 폴리싱 패드 샘플의 탈기.
비제한적인 실시양태에서, 제 1 층은 적어도 부분적으로 개방된 셀 구조를 가질 수 있어서, 상기 제 1 층의 총 중량을 기준으로 2중량% 이상의 폴리싱 유체를 흡수할 수 있다. 다른 비제한적인 실시양태에서, 제 1 층은 50중량% 이하, 또는 2중량% 내지 50중량%를 흡수할 수 있다. 다른 비제한적인 실시양태에서, 패드에 의해 흡수되는 액체는 폴리싱 또는 평면화 공정 동안 사용되는 슬러리일 수 있다.
본 발명의 폴리싱 패드는 제 2 층을 포함한다. 비제한적인 실시양태에서, 제 1 층의 비-폴리싱 표면에 적어도 부분적으로 연결될 수 있다. 제 2 층에 대한 적당한 물질의 비제한적인 예는 실질적으로 비-압축성 중합체 및 금속 필름 및 호일을 포함할 수 있다. 제 2 층은 예컨대 폴리올레핀, 예컨대 저밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌 초고분자량 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌; 폴리비닐클로라이드; 셀룰로즈계 중합체, 예컨대 셀룰로스 아세테이트 및 셀룰로스 부티레이트; 아크릴; 폴리에스터 및 코-폴리에스터, 예컨대 PET 및 PETG; 폴리카보네이트; 폴리아미드, 예컨대 나일론 6/6 및 나일론 6/12; 및 고성능 플라스틱, 예컨대 폴리에터에터케톤, 폴리페닐렌 옥사이드, 폴리설폰, 폴리이미드 및 폴리에터이미드를 포함할 수 있다. 제 2 층은 금속 필름, 예컨대 알루미늄, 구리, 놋쇠, 니켈 및 스테인레스 강을 포함하지만, 이에 한정되지는 않는다. 비제한적인 실시양태에서, 제 2 층은 3M에서 유형 422 이중-코팅 필름 테이프로서 상업적으로 입수가능한 이형(release) 라이너를 갖는 이중-코팅 필름 테이프를 포함할 수 있다.
제 2 층의 두께는 광범위하게 다양한 두께로부터 선택될 수 있다. 다른 비제한적인 실시양태에서, 제 2 층은 0.0005인치 이상 또는 0.0010 인치 이상; 또는 0.0650 인치 이하 또는 0.0030 인치 이하의 두께를 가질 수 있다.
비제한적인 실시양태에서, 제 2 층은, 제 2 층의 보다 넓은 면적에 걸쳐 제 1 층에 의해 가해지는 압축력을 적어도 부분적으로 분배시킬 수 있다. 비제한적인 실시양태에서, 제 2 층은 실질적으로 비-체적 압축성이다. 본원에 사용된, 용어 "압축성"은 당업자에게 공지된 다양한 방법을 이용하여 측정될 수 있는 퍼센트 체적 압축률 측정값을 의미한다. 퍼센트 압축률 측정 방법은 본원에서 후술된다. 패드가 너무 압축성인 경우, 패드의 제 1 층은 웨이퍼의 미시적 외형 또는 숏-텀(short-term) 표면으로 압축될 수 있다. 다른 비제한적인 실시양태에서, 폴리싱 패드의 압축률은 1% 이상; 또는 3% 이하일 수 있다.
다른 비제한적인 실시양태에서, 제 2 층의 가요성은 제 2 층에 적어도 부분적으로 연결될 수 있는 제 1 층(예, 패드의 폴리싱 층)이 폴리싱되는 물품의 거시적 또는 롱-텀 표면에 본질적으로 일치되게 할 수 있다. 비제한적인 실시양태에서, 폴리싱되는 마이크로전자 장치는 제조 공정의 결과로서 실질적으로 평면이 아닌 표면을 가질 수 있다. 장치(예, 반도체 웨이퍼)의 표면형태(topography)는 "웨이브"와 적어도 부분적으로 닮을 수 있는 일련의 높이를 포함할 수 있다. 웨이퍼의 "웨이브" 표면에 본질적으로 일치할 수 있는 폴리싱 패드의 사용은 폴리싱 패드가 표면의 다양한 높이(예, "웨이브(들)"의 피크와 골짜기)와 실질적으로 접촉하여, 웨이퍼 표면의 실질적 부분 및 본질적으로 전체 웨이퍼 표면이 폴리싱 또는 평면화될 수 있다. 웨이퍼의 "웨이브" 표면과 본질적으로 일치할 수 없는 폴리싱 패드의 사용은 패드의 표면과 접촉되는 웨이퍼의 표면만을 폴리싱하는 결과를 가져올 수 있다(예, 폴리싱 패드와 접촉될 수 없는 웨이브의 고점 또는 피크; 및 웨이브의 저점 또는 골짜기는 폴리싱 또는 평면화되지 못 할 수 있다).
본원에서 사용된, 용어 "가요도(F: flexibility)"는 제 2 층 두께 세제곱(t3) 및 제 2 층 물질의 굴곡 모듈러스(E)의 역관계에 관한 것으로, 즉 F=1/t3E이다. 비제한적인 실시양태에서, 제 2 층의 가요도는 1.0x10-8in-1lb-1보다 크다. 또 다른 비제한적인 실시양태에서, 가요도는 1.0x10-4in-1lb-1보다 크다.
제 1 및 제 2 층의 적어도 일부는 평면화 기구의 도량 장비에 의해 사용되는 파장에 적어도 부분적으로 투명한 윈도우를 포함한다. 비제한적인 실시양태에서, 윈도우는 190 내지 3500 나노미터 범위에서의 하나 이상의 파장에 대해 적어도 부분적으로 투명할 수 있다. 다른 비제한적인 실시양태에서, 패드의 창은 사용된 동일 반응계 도량 장치의 간섭계의 레이저 또는 광 빔의 파장에 대해 적어도 부분적으로 투명할 수 있다.
본 발명의 실시양태에서, 개구는 폴리싱 패드의 제 1 및 제 2 층에 생성될 수 있다. 다른 비제한적인 실시양태에서, 제 1 및 제 2 층의 개구는 당업계에 공지된 임의의 방법, 예컨대 펀칭, 다이 절단, 레이저 절단 또는 워터 제트 절단에 의해 생성될 수 있다. 다른 비제한적인 실시양태에서, 개구는 개구가 형성될 수 있도록 층을 몰딩시켜 형성될 수 있다. 다른 비제한적인 실시양태에서, 개구는 두 층을 적어도 부분적으로 연결시키기 이전에 또는 두 층이 적어도 부분적으로 연결되어진 후에 각 층에 생성될 수 있다. 폴리싱 또는 평면화 장비의 플래튼 윈도우와 본질적으로 정렬되고 장비의 도량 시스템에서 사용되는 파장에 대해 적어도 부분적으로 투명한 캐스트-인 플레이스 윈도우 영역을 허용하기에 충분한 크기 및 형상일 수 있다. 따라서, 개구 및 생성된 윈도우의 크기 및 형상은 사용된 폴리싱 또는 평면화 장비의 유형을 기준으로 하여 폭 넓게 변할 수 있다. 다른 비제한적인 실시양태에서, 층들을 적어도 부분적으로 연결시키기 이전에 또는 층들이 적어도 부분적으로 연결되어진 후에, 뉴욕주 스토니 브룩의 MS 인스트루먼츠 캄파니로부터 상업적으로 입수가능한, 적당한 크기 및 형상의 다이가 구비된 NAEF 모델 B 다이 프레스를 사용하여 개구를 제 1 층 및 제 2 층으로 다이 절단할 수 있다.
제 1 층 및 제 2 층의 개구의 크기, 형상 및 위치는 사용된 CMP 기구에 따라서 결정될 수 있다. 비제한적인 실시양태에서, 개구의 형상이 0.5" x 2"의 크기를 갖고, 장축이 방사상으로 배향되고 패드 중심으로부터 4" 떨어져 중심을 두고 위치된 직사각형인 위치된 미라(Mirra) 폴리셔(polisher)(캘리포니아주 산타 클라라의 어플라이드 매터리얼즈 인코포레이티드에서 제조)가 사용될 수 있다. 미라 폴리셔에서의 플래튼은 직경이 20"이다. 이 폴리셔에 사용되는 패드는 전술된 영역에 위치되는 윈도우 영역을 갖는 20인치 직경의 원을 포함할 수 있다.
다른 비제한적인 실시양태에서, 테레스(Teres) 폴리셔(캘리포니아주 프레몬트의 램 리서치 코포레이션으로부터 상업적으로 입구가능함)가 사용될 수 있다. 이 폴리셔는 원형 플래튼 대신 연속적 벨트를 사용한다. 이 폴리셔에서의 패드는 테레스 폴리셔의 도량 윈도우와 정렬되기에 적당한 크기 및 위치를 갖는 윈도우 영역을 갖는, 12" 폭 및 93.25" 원주를 갖는 연속적 벨트일 수 있다.
비제한적인 실시양태에서, 개구는 폴리싱 패드의 제 1 및 제 2 층으로 절단(예, 다이-절단)될 수 있다. 그 후, 개구는 제 1 층에 적어도 부분적으로 연결되지 않은 제 2 층의 면 상에서 밀봉될 수 있다. 개구를 밀봉해 버리기(seal-off) 위해 사용되는 물질은 당업계에 공지된 다양한 물질로부터 선택될 수 있다. 적당한 물질은 접착 테이프와 같은 접착 물질을 포함하지만, 이에 한정되지는 않는다. 스페이서는 개구로 삽입될 수 있다. 다른 비제한적인 실시양태에서, 스페이서는 임시적이고, 윈도우 형성 이후에 제거될 수 있거나, 스페이서는 영구적이고, 윈도우 형성 이후에도 잔류할 수 있다. 스페이서의 물질, 크기 및 형상은 매우 폭 넓게 변할 수 있다. 다른 비제한적인 실시양태에서, 스페이서는 적어도 부분적으로 투명한 물질로 구성될 수 있다. 다른 비제한적인 실시양태에서, 스페이서는 폴리에스터 필름으로 구성될 수 있다. 일반적으로, 스페이셔의 크기 및 형상은 패드 개구에 견고하게 맞고, 개구 밀봉에 사용된 물질과 적어도 부분적으로 접촉하도록 될 수 있는 것일 수 있다. 비제한적인 실시양태에서, 스페이서는 개구 밀봉에 사용된 물질에적어도 부분적으로 부착될 수 있다. 다른 비제한적인 실시양태에서, 접착 테이프는 개구 밀봉에 사용될 수 있고, 스페이서는 테이프의 접착부에 적어도 부분적으로 부착될 수 있다.
스페이서 삽입 후, 자리 잡은 개구/스페이서 위에 잔류하는 개구는 패드 윈도우의 형성에 적당한 수지 물질로 충전될 수 있다. 비제한적인 실시양태에서, 수지로의 공기 공극의 도입을 최소화하도록 스페이서 위의 개구에 수지를 부을 수 있다. 다른 비제한적인 실시양태에서, 사용되는 수지의 양은 수지 수준이 패드의 폴리싱 표면과 같은 높이가 되도록 하는 양일 수 있다.
비제한적인 실시양태에서, 수지 물질은 형성된 윈도우가 폴리싱 장치의 동일 반응계 도량 장치의 파장에 적어도 부분적으로 투명하게 되도록 선택될 수 있다. 다른 비제한적인 실시양태에서, 형성된 윈도우는 실질적으로 투명할 수 있다. 적당한 수지 물질은 적어도 부분적으로 투명하거나 또는 적어도 부분적으로 투명하게 제조될 수 있는, 당업자에게 공지된 물질을 포함할 수 있다. 본 발명에 사용될 수 있는 수지 물질의 비제한적인 예는 경화제를 갖는 폴리우레탄 예비중합체, 경화제를 갖는 에폭시 수지, 자외선 경화성 아크릴 및 이들의 혼합물을 포함할 수 있지만, 이에 한정되지는 않는다. 수지에 적당한 물질의 비제한적인 예는 열가소성 아크릴 수지, 열경화성 아크릴 수지, 예컨대 우레아-폼알데히드 또는 멜라민-폼알데히드 수지와 가교결합된 하이드록실-관능성 아크릴 수지, 에폭시 수지와 가교결합된 하이드록실-관능성 아크릴 수지, 카보다이이미드, 폴리이민 또는 에폭시 수지와 가교결합된 카복시관능성 아크릴 수지; 우레탄 시스템, 예컨대 폴리아이소사이아네이트와 가교결합된 하이드록시관능성 아크릴 수지; 다이아민 경화된 아이소사이아네이트-종결 예비중합체; 폴리아민과 가교결합된 아이소사이아네이트-종결 예비중합체; 폴리아이소사이아네이트와 가교결합된 아민-종결 수지; 멜라민-폼알데히드 수지와 가교결합된 카바메이트-관능성 아크릴 수지; 에폭시 수지, 예컨대 비스페놀 A 에폭시 수지와 가교결합된 폴리아미드 수지, 비스페놀 A 에폭시 수지와 가교결합된 페놀 수지; 폴리에스터 수지, 예컨대 멜라민-폼알데히드 수지, 폴리아이소사이아네이트 또는 에폭시 가교결합제와 가교결합된 하이드록실-종결 폴리에스터, 및 이들의 혼합물을 포함할 수 있지만, 이에 한정되지는 않는다.
비제한적인 실시양태에서, 수지 물질은 아민-종결 올리고머, 예컨대 에어 프로덕츠 앤드 케미칼즈 인코포레이티드로부터 상업적으로 입수가능한 버사린크(VERSALINK) P650, 다이아민, 예컨대 에어 프로덕츠 앤드 케미칼즈 인코포레이티드로부터 상업적으로 입수가능한 론자큐어 맥디아(LONZACURE MCDEA), 및 폴리아이소사이아네이트, 예컨대 바이엘 코포레이션 코팅스 앤드 컬러란츠 디비젼으로부터 상업적으로 입수가능한 데스모두어(DESMODUR) N 3300A를 포함할 수 있다.
다른 비제한적인 실시양태에서, 본 발명에 사용되는 수지 물질은 당업계에 공지된 다양한 통상적인 첨가체를 포함할 수 있다. 이런 첨가제의 비제한적 예는 광 안정화제, 항산화제, 염료, 가공 보조제, 비제한적 예로서 습윤제, 소포제, 및 탈기 보조제, 비제한적 예로서 실리콘 계면활성제, 및 이들의 혼합물을 포함할 수 있지만, 이에 한정되지는 않는다. 다른 비제한적인 실시양태에서, 상업적으로 입수가능한 실리콘 계면활성제, 예컨대 오시 스페셜티즈로부터의 사그(SAG)-47 및 코트실(COATSIL) 3501, 및 GE 실리콘즈로부터의 GE-SF 1080이 수지 물질에 첨가될 수 있다. 일반적으로, 사용되는 첨가제의 양은 특정 수지 물질 및 특정 첨가제에 따라서 폭 넓게 변할 수 있다. 다른 비제한적인 실시양태에서, 첨가제가 수지/첨가제 혼합물의 10중량% 미만, 5중량% 미만 또는 3중량% 미만으로 구성되게 하는 양으로 첨가될 수 있다.
비제한적인 실시양태에서, 패드에서 윈도우를 형성하는데 사용할 수 있는 수지는 경화될 수 있다. 경화 공정은 수지가 함유된 패드를 특정 온도에서 특정 시간 동안 경화시키는 것을 포함할 수 있다. 윈도우 수지를 경화시키는데 사용되는 시간 및 온도는, 광범위하게 변할 수 있으며, 윈도우를 형성하기 위해 선택된 수지 물질에 따라 달라질 수 있다. 일반적으로, 경화 시간은 수지가 접촉에 대해 점착성이 되거나 또는 들러붙지 않도록 선택될 수 있다. 일반적으로, 경화 온도는, 너무 낮거나 너무 높은 경화 온도로 인해 발생될 수 있는 윈도우의 와프 또는 변형이 패드를 물체의 폴리싱 목적에 대해 실행 불가능하게 되지 않도록 선택될 수 있다. 비제한적인 실시양태에서, 경화 시간은 30분 내지 48시간, 18 내지 36시간, 6 내지 24시간, 또는 1 내지 2시간일 수 있다. 비제한적인 실시양태에서, 경화 온도는 0 내지 125℃ 미만, 5 내지 120℃, 10 내지 115℃, 15 내지 110℃, 또는 22 내지 105℃일 수 있다.
경화 단계 후, 스페이서(spacer) 및 접착 테이프(이는 개구를 밀봉하는데 사용되었다)가 제거될 수 있다. 다른 비제한적인 실시양태에서, 경화 단계 후, 접착 테이프만이 제거될 수 있다. 비제한적인 실시양태에서, 생성된 윈도우 영역이 밀링 기기를 사용하여 패드 작업 표면과 공면을 이룰 수 있다.
비제한적인 실시양태에서, 제 3 층은 적어도 부분적으로 본 발명의 폴리싱 패드의 제 2 층과 연결될 수 있다. 다른 비제한적인 실시양태에서, 제 3 층의 한 면은 적어도 부분적으로 제 2 층과 연결될 수 있으며, 제 3 층의 다른 평형 면은 제 3 층이 적어도 부분적으로 평면화 기계의 베이스에 접촉되도록 접착제를 함유할 수 있다. 제 3 층은 당해 분야에서 서브패드(subpad)로서 언급될 수 있다. 다른 비제한적인 실시양태에서, 제 3 층을 적어도 부분적으로 평면화 기계의 베이스와 연결할 수 있는 접착제 층 및 제 3 층 내에서 개구가 생성될 수 있다. 다른 비제한적인 실시양태에서, 적어도 부분적으로 제 1 층을 제 2 층과 연결시키고 제 2 층을 제 3 층과 연결시키기 전 또는 연결시킨 후, 제 1 층, 제 2 층 및 제 3층 내에 개구가 생성될 수 있다. 개구는 제 1 층의 개구 및 제 2 층의 개구와 적어도 부분적으로 정렬될 수 있다. 개구는 이전 본원에서 기재된 바와 같은 다양한 방법을 사용하여 생성될 수 있으며, 개구의 형태 및 크기는 이전 본원에서 기재된 바와 같이 사용되는 폴리싱 장비에 따라 변할 수 있다. 다른 비제한적인 실시양태에서, 개구 내에 스페이서가 위치할 수 있고, 개구는 수지 물질로 충전될 수 있으며, 이전 본원에서 기재된 바와 같은 조건 및 공정을 사용하여 경화시켜서 패드 내에 캐스트-인-플레이스(cast-in-place) 윈도우를 형성시킬 수 있다.
비제한적인 실시양태에서, 제 3 층은 폴리싱 패드와 폴리싱될 기판 표면 사이의 접촉의 균질성을 증가시키기 위해 사용될 수 있다. 제 3 층을 위한 물질은, 물질이 폴리싱 패드의 작업 표면(즉, 제 1 층)에 유연한 지지를 제공하여서 폴리싱 층이 폴리싱될 마이크로전자 장치의 거시적인 외형 또는 롱-텀 표면에 대해 실질적으로 일치할 수 있게 하는가에 대해 고려하면서 선택될 수 있다.
제 3 층의 두께는 여러 두께로부터 선택될 수 있다. 생성된 패드가 폴리싱 장비의 플래튼(platen) 상에 적절하게 마운팅되도록 두께가 선택될 수 있다. 또한 제 3 층을 위한 두께는, 폴리싱 층이 폴리싱될 마이크로전자 장치의 거시적인 외형 또는 롱-텀 표면에 대해 실질적으로 일치할 수 있는 정도로, 폴리싱 패드의 작업 표면(즉, 제 1 층)에 유연한 지지를 제공하도록 선택될 수 있다. 제 3 층이 너무 두꺼우면 폴리싱 균질성에 대해 부정적인 영향을 미칠 수 있는 과도한 패드 유연성(compliance)을 초래할 수 있고; 제 3 층이 너무 얇으면 작업 표면에 대한 유연한 지지가 불충분하여, 폴리싱될 장치의 거시적/롱-텀 표면에 대해 실질적으로 폴리싱 층이 일치하지 않음으로써 폴리싱 성능에 대해 부정적인 영향을 미칠 수 있다. 본 발명의 비제한적인 실시양태에서, 제 3 층은 0.020인치 이상의 두께를 가질 수 있다. 따라서, 다른 비제한적인 실시양태에서, 제 3 층의 두께는 0.040인치 이상, 또는 0.045인치 이상; 또는 0.100인치 이하, 또는 0.080인치 이하, 또는 0.065인치 이하일 수 있다.
제 3 층에 적합한 물질로는 부직 또는 제직 섬유 매트, 즉 수지로 함침된 폴리올레핀, 폴리에스터, 폴리아미드 또는 아크릴 섬유가 포함될 수 있지만 이에 국한되지 않는다. 섬유는 섬유 매트(mat)에서 스테이플(staple)일 수 있거나, 또는 실질적으로 연속적일 수 있다. 비제한적인 예로는 미국 특허 제 4,728,552 호에 기술된 바와 같은 폴리우레탄으로 함침된 부직포, 즉 폴리우레탄-함침된 펠트(felt)가 포함될 수 있다. 상업적으로 이용 가능한 부직포 서브패드 층의 비제한적인 예는 델라웨어주 뉴워크 소재의 로델 인코포레이티드(Rodel, Inc.)의 SUBA(상표명) IV일 수 있다.
다른 비제한적인 실시양태에서, 본 발명의 폴리싱 패드는 천연 고무, 합성 고무, 열가소성 엘라스토머 또는 본질적으로 탄력적인 포움 시이트를 포함할 수 있는 제 3 층을 포함할 수 있다. 제 3 층의 물질은 발포 또는 취입되어 다공성 구조를 생성할 수 있다. 다공성 구조는 개방 기포, 폐쇄 기포 또는 이들의 조합이 될 수 있다. 합성 고무의 비제한적인 예로는 네오프렌 고무, 실리콘 고무, 클로로프렌 고무, 에틸렌-프로필렌 고무, 부틸 고무, 폴리부타다이엔 고무, 폴리아이소프렌 고무, EPDM 중합체, 스타이렌-부타다이엔 공중합체, 에틸렌과 에틸 비닐 아세테이트의 공중합체, 네오프렌/비닐 나이트릴 고무 및 네오프렌/EPDM/SBR 고무가 포함될 수 있다. 열가소성 엘라스토머의 비제한적인 예로는 폴리올레핀, 폴리에스터, 폴리아미드, 폴리우레탄, 예컨대 폴리에터 및 폴리에스터계, 및 이들의 공중합체가 포함될 수 있다. 제 3 층에 사용될 수 있는 포움 시이트의 비제한적인 예로는 에틸렌 비닐 아세테이트 시이트, 예컨대 오하이오주 클리브랜드 소재의 아코 오쏘페딕 인코포레이티드(Acor Orthopedic Inc.)으로부터 시판 중인 제품; 에틸렌 비닐 아세테이트 시이트 및 폴리에틸렌 포움 시이트, 예컨대 뉴저지주 하이아니스 소재의 센티넬 프로덕츠(Sentinel Products)로부터 시판 중인 제품; 폴리우레탄 포움 시이트, 예컨대 미네소타주 미네아폴리스 소재의 일브룩 인코포레이티드(Illbruck, Inc.)로부터 시판 중인 제품; 및 폴리우레탄 포움 시이트, 예컨대 코네티컷주 우드스톡 소재의 로저스 코포레이션(Rogers Corporation)으로부터 상표명 PORON으로서 시판 중인 제품이 포함된다.
비제한적인 실시양태에서, 제 3 층은 폴리싱 층(즉, 제 1 층)보다 연질성(soft) 물질을 포함할 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "연성(softness)"은 물질의 쇼어 A 경도(Shore A Hardness)를 지칭한다. 보다 연질성 물질일수록, 쇼어 A 경도 값이 더욱 낮다. 본 발명에서, 제 3 층의 쇼어 A 경도 값은 제 1 층의 쇼어 A 경도 값보다 낮을 수 있다. 비제한적인 실시양태에서, 제 3 층은 15 이상의 쇼어 A 경도 값을 가질 수 있다. 다른 비제한적인 실시양태에서, 제 3 층의 쇼어 A 경도 값은 45 이상; 75 이하; 또는 45 내지 75일 수 있다. 제 1 층의 쇼어 A 경도 값은 85 이상일 수 있다. 다른 비제한적인 실시양태에서, 제 1 층의 쇼어 A 경도 값은 100 이하, 또는 85 내지 100일 수 있다. 쇼어 A 경도 값은 당해 분야의 숙련자에게 공지된 다양한 방법 및 장치를 사용하여 측정될 수 있다. 본 발명에서, 쇼어 A 경도는 최대 인디케이터를 갖는 쇼어 "A형" 경도계(durometer)(미국 뉴욕주 소재의 더 쇼어 인스트루먼트 앤드 엠에프지 캄파니(The Shore Instrument & MFG. Co.)로부터 입수 가능함)를 사용하여 ASTM D2240에 인용된 절차에 따라 측정될 수 있다. 쇼어 경도의 시험 방법은 특정 조건 하에서 특정 유형의 인덴터(indentor)에 힘을 가해 시험 물질 내로 침투되는 것을 포함한다. 경도는 침투 깊이에 반비례하는 것으로 기술되며 시험 물질의 탄성 모듈러스 및 점탄성 거동에 따라 달라질 수 있다.
본 발명의 비제한적인 실시양태에서, 폴리싱 패드의 제 3 층을 포함하는 물질은, 제 1 층을 포함하는 물질의 압축률보다 큰 압축률인 것으로 입증될 수 있다. 본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "압축률"은 퍼센트 체적 압축률 측정치를 지칭한다. 따라서, 제 3 층의 퍼센트 체적 압축률은 제 1 층의 퍼센트 체적 압축률보다 크다. 비제한적인 실시양태에서, 제 3 층의 퍼센트 체적 압축률은 20psi의 하중이 가해질 때 20% 미만일 수 있다. 다른 비제한적인 실시양태에서, 제 3 층의 퍼센트 체적 압축률은 20psi의 하중이 가해질 때 10% 미만 또는 20psi의 하중이 가해질 때 5% 미만일 수 있다. 다른 비제한적인 실시양태에서, 제 1 층의 퍼센트 체적 압축률은 제 3 층의 퍼센트 체적 압축률보다 적거나, 또는 20psi의 하중이 가해질 때 0.3 내지 3%일 수 있다. 제 3 층의 퍼센트 체적 압축률은 당해 분야의 숙련자에게 공지된 다양한 장비 및 방법을 사용하여 측정될 수 있다. 비제한적인 실시양태에서, 폴리싱 패드 층 또는 폴리싱 패드의 퍼센트 체적 압축률은 하기 식을 이용하여 계산될 수 있다:
100 ×[(하중 없는 경우의 패드 체적 - 하중 하의 패드 체적)/(하중 없는 경우의 패드 체적)]
하중(예, 20psi)이 가해질 때 패드 영역이 변하지 않으면, 체적 압축률에 대한 위와 같은 식은 패드 두께에 대해 하기 식에 의해 표현될 수 있다:
100 ×[(하중 없는 경우의 패드 두께 - 하중 하의 패드 두께)/(하중 없는 경우의 패드 체적)]
비제한적인 실시양태에서, 패드 두께는 일반적으로 패드 샘플에 대해 하중(예컨대, 눈금 보정된 추)을 가하고 하중의 결과로서 패드 두께의 변화를 측정함으로써 측정될 수 있다. 본 발명에서, 미츠토요 전자 인디케이터(Mitutoyo Electronic Indicator), 모델 ID-C112EB가 사용될 수 있다. 인디케이터는 그 아래에 패드가 위치하는 평탄 접촉부에 부합될 수 있는 스핀들(spindle) 또는 나사 막대(threaded rod)를 하나의 말단에서 갖는다. 스핀들은 다른 말단에서 접촉 영역, 예컨대 눈금 보정된 추를 수용하는 균형 팬(balance pan)에 대해 특정 하중을 가하는 장치에 부합될 수 있다. 인디케이터는 하중을 가한 결과로서 생성되는 패드의 전치(displacement)를 나타낸다. 인디케이터 디스플레이는 전형적으로 인치 또는 mm 단위로 나타낸다. 전자 인디케이터는 미츠토요 프리시젼 그래나이트 스탠드(Mitutoyo Precision Granite Stand) 상에 마운팅되어서 측정하는 동안 안정성이 제공될 수 있다. 패드의 측면 크기는 임의의 에지(edge)로부터 0.5" 이상 측정하도록 허용되는데 충분할 수 있다. 패드의 표면은 시험 패드와 평탄 접촉부 사이에서 균일한 접촉이 가능하도록 충분한 면적에 걸쳐 평탄하고 평행할 수 있다. 시험될 패드는 평탄 접촉부 아래에 위치할 수 있다. 패드의 두께는 하중을 가하기 전에 측정될 수 있다. 그 다음, 특정한 생성 하중에 대해, 눈금 보정된 균형 추들이 균형 팬에 부가될 수 있다. 그 다음, 패드는 특정 하중 하에서 압축될 수 있다. 인디케이터는 특정 하중 하에서 패드 층의 두께/높이를 나타낼 수 있다. 하중을 가하기 전의 패드의 두께로부터 특정 하중 하에서의 패드의 두께를 뺀 값이 패드의 전치를 측정하는데 사용될 수 있다. 비제한적인 실시양태에서, 20psi의 하중이 패드에 가할 수 있다. 측정은 표준 온도 예컨대 실온에서 실행될 수 있다. 일반적으로, 측정은 22℃ +/- 2℃의 온도에서 실행될 수 있다. 두께를 측정하는 이 방법은 패드 샘플 또는 패드 층 샘플에 가할 수 있다.
비제한적인 실시양태에서, 퍼센트 체적 압축률을 측정하는 절차는 접촉부를 그래나이트 베이스 상에 위치시키는 단계 및 인디케이터를 0점 조정하는 단계를 포함할 수 있다. 그 다음, 접촉부는 상승될 수 있으며, 표본은 상기 표본의 임의의 에지로부터 0.5인치 이상인 접촉부의 에지와의 접촉부 아래의 그래나이트 스탠드 상에 위치될 수 있다. 접촉부를 표본 상으로 내릴 수 있으며, 표본 두께 측정은 5 +/- 1초 후에 실행될 수 있다. 표본 또는 접촉부를 움직이지 않고서, 접촉부에 의해 20psi의 힘이 표본에 가해지도록 충분한 중량을 팬에 부가할 수 있다. 하중 하의 측정에서의 표본 두께는 15 +/- 1초 후에 판독할 수 있다. 측정 절차은 반복될 수 있으며, 이로 인해 20psi의 압축력을 사용하여 0.25" 이상 떨어진 표본 상의 여러 위치에서 5회 측정할 수 있게 된다.
비제한적인 실시양태에서, 본 발명의 폴리싱 패드는 제 2 층에 적어도 부분적으로 연결된 제 1 층, 및 제 3 층에 적어도 부분적으로 연결된 제 2 층을 포함할 수 있다. 폴리싱 패드의 제 2 층은 제 1 층과 제 3 층 사이의 유체 이동에 대한 차단막으로서 작용할 수 있다. 따라서, 제 2 층을 포함하는 물질은, 제 1 층으로부터 제 3 층 내로의 폴리싱 유체의 운반을 방해하려는 물질의 능력을 고려하여 선택될 수 있다. 비제한적인 실시양태에서, 제 2 층은, 제 3 층이 폴리싱 유체로 실질적으로 포화되지 않도록 폴리싱 유체에 본질적으로 불투과성인 물질을 포함할 수 있다.
비제한적인 실시양태에서, 본 발명의 폴리싱 패드의 제 1 층, 제 2 층 및 임의적인 제 3 층은 적어도 부분적으로 연결될 수 있으며, 개구는 상기 층들이 서로 적어도 부분적으로 연결되기 전후에 각 층 내에서 생성될 수 있다. 제 1 층, 제 2 층 및 제 3 층 내의 개구는 서로 적어도 부분적으로 정렬될 수 있으며, 폴리싱 또는 평면화 장비의 플래튼 윈도우로 적어도 부분적으로 정렬될 수 있다.
다른 비제한적인 실시양태에서, 3층 패드는 적어도 부분적으로 제 1 층(즉, 폴리싱 층)을 제 2 층에 연결시키고, 적어도 부분적으로 제 2 층을 제 3 층(즉, 베이스 또는 서브패드)에 연결시킴으로써 구성될 수 있다. 다른 비제한적인 실시양태에서, 로델 인코포레이티드로부터 상업적으로 입수 가능한 22.0" 직경의 SUBA IV 서브패드는 제 3 층을 포함할 수 있다. 윈도우 개구는 이전 본원에서 기술된 바와 같이 제 1 층, 제 2 층 및 제 3 층으로 절단될 수 있다. 다른 비제한적인 실시양태에서, 개구의 형상은 0.5" x 2.0"의 치수를 갖고, 장축이 방사상으로 배향되고 패드 중심으로부터 4" 떨어져 중심을 두고 위치된 직사각형일 수 있다. 다른 비제한적인 실시양태에서, 개구는 이를 제 2 층에 적어도 부분적으로 연결시키기 전에 SUBA IV 패드로 절단될 수 있거나, 또는 개구는 제 1 층, 제 2 층 및 제 3 층을 적어도 부분적으로 연결시킨 후 절단될 수 있다. 비제한적인 실시양태에서, 제 1 층은 적어도 부분적으로 제 2 층에 연결될 수 있고, 개구는 제 1 층과 제 2 층 어셈블리로 절단될 수 있고, 제 2 층의 이형 라이너는 제거될 수 있고, 노출된 접착제는 적어도 부분적으로 제 2 층을 SUBA IV 서브패드에 연결시키는데 사용될 수 있다. 개구는 서브패드를 적어도 부분적으로 제 1 층과 제 2 층 패드 어셈블리에 연결시키기 전후에 서브패드로 절단될 수 있다. 서브패드 내의 개구는 제 1 층 및 제 2 층 내의 개구와 적어도 부분적으로 정렬될 수 있다. 스페이서는 어셈블리의 개구 내에 삽입될 수 있고, 스페이서 위의 개구는 이전 본원에서 기술된 바와 같이 수지로 충전되어 윈도우를 형성할 수 있다.
다른 비제한적인 실시양태에서, 윈도우는 이전 본원에서 기술된 바와 같이 제 1 층과 제 2 층 어셈블리 내에서 형성된 후, 개구를 함유하는 제 3 층은 제 3 층 내의 개구가 제 1 층과 제 2 층 어셈블리 내의 윈도우와 적어도 부분적으로 정렬되도록 제 1 층과 제 2 층 어셈블리에 적어도 부분적으로 연결될 수 있다.
비제한적인 실시양태에서, 폴리싱 패드의 제 1 층은 접착제를 사용하여 제 2 층의 적어도 일부에 연결될 수 있다. 다른 비제한적인 실시양태에서, 폴리싱 패드의 제 1 층은 제 2 층의 적어도 일부에 연결될 수 있으며, 제 2 층은 접착제를 사용하여 제 3 층의 적어도 일부에 연결될 수 있다. 본 발명에 사용하는데 적합한 접착제는 패드 층들이 사용 도중 제자리에 본질적으로 잔존하도록 충분한 내박리성을 제공할 수 있다. 또한, 본 발명에 사용하는데 적합한 접착제는 폴리싱 또는 평면화 공정 동안 존재하는 적어도 실질적으로 전단 응력을 견딜 수 있고, 더욱이 사용하는 동안 화학 및 수분 분해에 대해 적어도 실질적으로 저항적일 수 있다. 접착제는 숙련된 기술자에게 알려진 기존의 기술을 사용하여 적어도 부분적으로 적용될 수 있다. 다른 비제한적인 실시양태에서, 접착제는 제 1 층의 하부 표면 및 제 2 층의 상부 표면에 적어도 부분적으로 적용되고/되거나; 접착제는 제 2 층의 하부 표면 및 제 3 층의 상부 표면에 적어도 부분적으로 적용될 수 있다.
접착제는 당해 분야에 알려진 매우 다양한 접착 물질, 예컨대 비제한적인 예로서 접촉 접착제, 감압성 접착제, 건축용 접착제, 고온 용융 접착제, 열가소성 접착제 및 경화성 접착제(예컨대 열경화성 접착제)로부터 선택될 수 있다. 건축용 접착제의 비제한적인 예로는 폴리우레탄 접착제, 및 에폭시 수지 접착제; 예컨대 비스페놀 A의 다이글라이시딜 에터계 접착제로부터 선택될 수 있다. 감압성 접착제의 비제한적인 예는 엘라스토머 중합체 및 점착(tackifying) 수지가 포함될 수 있다. 적합한 엘라스토머 중합체는 천연 고무, 부틸 고무, 염화 고무, 폴리아이소부틸렌, 폴리(비닐 알킬 에터), 알키드 접착제, 아크릴계, 예컨대 2-에틸헥실 아크릴레이트 및 아크릴산의 공중합체 계열, 블록 공중합체, 예컨대 스타이렌-부타다이엔-스타이렌, 및 이들의 혼합물로부터 선택될 수 있다.
비제한적인 실시양태에서, 감압성 접착제는 톨루엔 또는 헥산과 같은 유기 용매를 사용하거나, 또는 수계 유제 또는 용융에 의해 기판에 적용될 수 있다. 본원에서 사용된 바와 같이, "고온 용융 접착제"는 가열 용융되고, 그 후 액체로서 기판에 적어도 부분적으로 적용되는 비휘발성의 열가소성 물질을 포함하는 접착제를 지칭한다. 적합한 고온 용융 접착제의 비제한적인 예는 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체, 스타이렌-부타다이엔 공중합체, 에틸렌-에틸 아크릴레이트 공중합체, 폴리에스터, 폴리아미드, 예컨대 다이아민과 이량체 산의 반응으로부터 형성된 것, 및 폴리우레탄으로부터 선택될 수 있다.
비제한적인 실시양태에서, 제 2 층은 접착 어셈블리를 포함할 수 있다. 접착 어셈블리는 상부 접착층과 하부 접착층 사이에 적어도 부분적으로 삽입된 중간 층을 포함할 수 있다. 다른 비제한적인 실시양태에서, 접착 어셈블리의 상부 접착층은 적어도 부분적으로 제 1 층의 하부 표면에 연결될 수 있으며, 접착 어셈블리의 하부 접착층은 적어도 부분적으로 제 3 층의 상부 표면에 연결될 수 있다. 접착 어셈블리의 중간 층은 전술된 폴리싱 패드의 제 2 층에 적합한 물질로부터 선택될 수 있다. 접착 어셈블리의 상부 및 하부 접착층은 이전 본원에서 언급된 접착제의 비제한적인 예들로부터 선택될 수 있다. 비제한적인 실시양태에서, 상부 및 하부 접착층 각각은 접촉 접착제일 수 있다. 접착 어셈블리는 당해 분야에서 양면 또는 이중 코팅된 테이프로 지칭될 수 있다. 적합한 접착 어셈블리의 비제한적인 예는 3M 인더스트리얼 테이프 앤드 스페셜티즈 디비젼(3M, Industrial Tape and Specialties Division)으로부터 시판 중인 제품을 포함할 수 있다.
비제한적인 실시양태에서, 본 발명의 폴리싱 패드는 제 1 층, 제 2 층 및 제 3 층을 포함할 수 있으며, 여기서 각 층은 개구를 포함할 수 있다. 제 1 층, 제 2 층 및 제 3 층의 개구는 적어도 부분적으로 정렬될 수 있다. 캐스트-인-플레이스 윈도우는 이전 본원에서 기재된 방법을 사용하여 개구 내에 형성될 수 있다.
다른 비제한적인 실시양태에서, 코팅이 폴리싱 패드의 윈도우 영역의 상부 표면 및/또는 바닥 표면에 적어도 부분적으로 적용될 수 있다. 코팅은 다음의 물성 중 임의의 하나를 제공할 수 있다: 예컨대 윈도우 영역의 개선된 투명성, 개선된 내마모성, 개선된 내파열성 및/또는 내반사성. 코팅은 폴리싱 패드의 제 2 층에 사용하기 위해 앞서 인용된 물질을 포함할 수 있다. 비제한적인 실시양태에서, 코팅은 캐스트-인-플레이스 수지 코팅일 수 있으며, 이는 액체로서, 용매 용액, 분산액 또는 수성 라텍스로서, 용융물로서 또는 수지 전구체들의 블렌드로서 적용되어 코팅을 형성할 수 있다. 액체의 적용은 스프레이, 패딩(padding) 및 주입을 비롯한 다양한 공지의 방법에 의해 달성될 수 있다. 코팅에 적합한 물질의 비제한적인 예로는 열가소성 아크릴 수지, 열경화성 아크릴 수지, 예컨대 우레아-폼알데하이드 또는 멜라민-폼알데하이드 수지와 가교결합된 하이드록실-관능성 아크릴 라텍스, 에폭시 수지와 가교결합된 하이드록실-관능성 아크릴 수지, 또는 카보다이이미드와 가교결합된 또는 폴리이민과 가교결합된 또는 에폭시 수지와 가교결합된 카복시 관능성 아크릴 라텍스; 우레탄 시스템, 예컨대 폴리아이소사이아네이트와 가교결합된 하이드록시 관능성 아크릴 수지, 멜라민-폼알데하이드 수지와 가교결합된 카바메이트-관능성 아크릴 수지; 다이아민-경화된 아이소사이아네이트-종결 수지; 에폭시 수지, 예컨대 비스페놀 A 에폭시 수지와 가교결합된 폴리아미드 수지, 비스페놀 A 에폭시 수지와 가교결합된 페놀 수지; 폴리에스터 수지, 예컨대 멜라민-폼알데하이드 수지 또는 폴리아이소사이아네이트 또는 에폭시 가교결합제와 가교결합된 하이드록실-종결 폴리에스터가 포함된다.
비제한적인 실시양태에서, 코팅은 수성 아크릴 라텍스일 수 있으며, 이는 패드 어셈블리의 적층 후에 적용될 수 있다. 코팅은 제 2 층의 윈도우 영역의 상부 및 바닥 표면에 적용될 수 있다. 코팅의 적용은 윈도우 영역으로부터 접착 테이프 및 임의적으로는 스페이서를 제거시킨 후 수행될 수 있다.
본 발명의 폴리싱 패드는 폴리싱 유체, 예컨대 당해 분야에 알려진 폴리싱 슬러리와 조합되어 사용될 수 있다. 본 발명의 패드와 함께 사용하는데 적합한 슬러리의 비제한적인 예로는, 모두 2001년 6월 14일에 출원되어 계류중인 미국 특허출원 제 09/882,548 호 및 제 09/882,549 호에 개시된 슬러리가 포함되지만 이에 국한되지 않는다. 비제한적인 실시양태에서, 폴리싱 유체는 패드의 제 1 층과 폴리싱될 기판 사이에 삽입될 수 있다. 폴리싱 또는 평면화 공정은 폴리싱될 기판에 대한 폴리싱 패드의 움직임을 포함할 수 있다. 다양한 폴리싱 유체 또는 슬러리가 당해 분야에서 알려져 있다. 본 발명에 사용하기에 적합한 슬러리의 비제한적인 예는 연마 미립자가 포함된 슬러리를 포함한다. 슬러리 중에 사용될 수 있는 연마제는 미립자 세륨 옥사이드, 미립자 알루미나, 미립자 실리카 등을 포함한다. 반도체 기판의 폴리싱에 사용하기 위한 상업용 슬러리의 예로는, 미국 델라웨어주 뉴워크 소재의 로델 인코포레이티드로부터 입수 가능한 ILD 1200 및 ILD 1300, 및 미국 일리노이주 오로라 소재의 카봇 마이크로일렉트로닉스 머티리얼즈 디비전(Cabot Microelectronics Materials Division)으로부터 입수 가능한 Semi-Sperse AM100 및 Semi-Sperse 12가 포함되지만 이에 국한되지 않는다.
비제한적인 실시양태에서, 본 발명의 폴리싱 패드는 비평탄 표면을 갖는 제품을 평면화하는 장치와 함께 이용될 수 있다. 평면화 장치는, 제품을 고정하는 보유 수단; 및 패드와 보유 수단을 그의 움직임이 패드의 평면화 표면과 슬러리를 접촉시키고 제품의 비평탄 표면이 평면화되도록 서로에 대해 이동시키는 동력 수단을 포함할 수 있다. 다른 비제한적인 실시양태에서, 평면화 장치는 패드의 폴리싱 또는 평면화 표면을 재개하는 수단을 포함할 수 있다. 적합한 재생 수단(renewing means)의 비제한적인 예는 패드의 작업 표면을 마모시키는 연마 디스크가 구비된 기계 팔을 포함한다.
다른 비제한적인 실시양태에서, 평면화 장치는 폴리싱 또는 평면화될 제품의 동일 반응계 도량을 수행하기 위한 장치를 포함할 수 있다. 상업적인 폴리싱 또는 평면화 장치는 어플라이드 머티리얼즈(Applied Materials), 램 리서치(LAM Research), 스피드팜-IPEC(SpeedFam-IPEC) 및 에바라 코포레이션(Ebara Corp.)과 같은 장비 제작사로부터 입수 가능하다.
비제한적인 실시양태에서, 본 발명의 패드는 원통형 금속 베이스 상에 위치할 수 있으며; 상기 베이스의 적어도 일부에 접착제의 층을 이용하여 연결될 수 있다. 적합한 접착제는 광범위하게 다양한 공지의 접착제를 포함할 수 있다. 다른 비제한적인 실시양태에서, 패드는, 폴리싱될 제품의 동일 반응계 도량을 수행하는 수단을 포함하는 폴리싱 또는 평면화 장치의 원통형 금속 베이스 또는 플래튼 상에 위치할 수 있다. 패드는 그의 윈도우 영역이 플래튼의 도량 윈도우에 정렬되도록 위치할 수 있다.
본 발명은 하기 실시예에서 더욱 구체적으로 설명하며, 단지 예시적인 의도를 갖는데, 이는 그의 여러 변경 및 변형이 당해 분야의 숙련자에게 분명할 것이기 때문이다. 달리 특정화되지 않는 한, 모든 부분 및 퍼센트는 중량을 기준으로 한다.
실시예 A
표 A에 열거된 성분들로부터 미립자 가교결합된 폴리우레탄을 제조하였다. 후술되는 실시예 1에 기술된 폴리싱 패드를 제조하기 위해 미립자 가교결합된 폴리우레탄을 사용하였다.
(a) 론자큐어 맥디아(LONZACURE MCDEA): 에어 프로덕츠 앤드 케미칼즈 인코포레이티드로부터 입수된 다이아민 경화제, 메틸렌 비스(클로로다이에틸아날린)으로서 기술되어 있음.
(B) 플루로닉(PLURONIC) F108: 바스프 코포레이션으로부터 입수된 계면활성제.
(C) 아리탄(ARITHANE) PHP-75D: 에어 프로덕츠 앤드 케미칼즈 인코포레이티드로부터 입수된 예비 중합체, 톨루엔 다이아이소사이아네이트 및 폴리(테트라메틸렌 글라이콜)의 아이소사이아네이트 관능성 반응 생성물로서 기술되어 있음.
(D) 데스모두어(DESMODUR) N 3300A: 바이엘 코포레이션 코팅즈 앤드 컬러런드 디비젼으로부터 입수된 지방족 폴리아이소사이아네이트, 헥사메틸렌 다이아이소사이아네이트계 다관능성 지방족 아이소사이아네이트 수지로서 기술되어 있음.
충전물 1을 개방된 용기에 첨가하고, 용기의 내용물이 35℃에 도달될 때까지 열판에서 교반하면서 가온하였다. 성분들이 균질한 용액을 형성할 때가지 이 온도에서 교반을 계속하였다. 그 후, 용기를 열판으로부터 제거하였다. 교반하면서, 충전물 2를 수욕을 사용하여 55℃로 가온한 후 충전물 1에 첨가하였다. 혼합물이 균일해질 때까지 모터 구동 추진기를 사용하여 2분간 내용물을 혼합시켰다. 그 후 용기의 내용물을 30℃의 탈이온수 10킬로그램에 즉시 부었다. 용기 내용물의 첨가가 완료 시에, 추가 30분 동안 탈이온수를 강하게 계속 혼합하였다. 스택의 상부부터 바닥의 메시 크기가 50 메시(300미크론 체 개구) 및 140 메시(105 미크론 체 개구)인 체의 스택을 사용하여 습한 미립자 가교결합된 폴리우레탄을 분류하였다. 140 메시로부터 단리된 미립자 가교결합된 폴리우레탄을 80℃ 오븐에서 밤새 건조시켰다.
실시예 1
미립자 가교결합된 폴리우레탄 및 가교결합된 폴리우레탄 결합제를 포함하는 폴리싱 패드를 다음 표 1에 요약된 성분들로부터 제조하였다.
(e) 시그마-알드리치 코포레이션으로부터 입수된 다이부틸주석 다이라우레이트 95%.
모터 구동 스테인레스 강 추진기(impeller)를 사용하여 균질해질 때까지 충전물 2를 혼합하였다. 그 후, 균질한 충전물 2의 혼합물을 적당한 용기에서 충전물 1과 조합시키고, 균일해질 때까지 모터 구동 혼합기에 의해 함께 혼합시켰다. 그 후 충전물 1 및 2의 조합물의 일부 930g을 3개의 26" x 26" 평탄 주형 각각에 도입하였다. 주변 온도에서 한 쌍의 롤러를 통해 주형을 공급하여 0.100" 두께의 시이트 3개를 형성하였다. 시이트를 25℃ 및 80% 상대 습도에서 18시간 동안 경화시킨 후, 130℃에서 1시간 동안 경화시켰다. 이형 라이너를 갖는 이중-코팅된 필름 테이프를 경화된 시이트의 한 표면에 적용시켰다. 필름 테이프는 3M에서 유형 442 이중-코팅된 필름 테이프로서 상업적으로 입수했다. 20.0" 직경을 갖는 원형 패드를 시이트로부터 절단하였다. 그 후, 윈도우 개구를 각 패드에서 절단하였다. 개구의 형상은 0.5" x 2.0"의 치수를 갖고, 장축이 방사상으로 배향되고 패드 중심으로부터 4" 떨어져 중심을 두고 위치된 직사각형이었다. 라이너 면 상에 3M 442 양면 테이프의 4" x 4" 단편으로써 패드 개구를 밀봉시켰다. 0.010" 폴리에스터 필름으로 구성된 스페이서를 패딩 개구에 견고하게 맞는 치수를 갖도록 절단하고, 개구에 넣고, 4" x 4" 3M 442 테이프의 노출된 접착제에 단단히 부착시켰다. 그 후, 윈도우 수지를 표 2에 열거된 성분들로부터 제조하였다.
(f) 버사린크 P650: 에어 프로덕츠 앤드 케미칼즈 인코포레이티드로부터 입수된 올리고머 다이아민 경화제, 폴리테트라메틸렌 에터 글라이콜-다이아민으로서 기술되어 있음.
(g) 코토실 3501: 오시 스페셜티즈로부터 입수된 첨가제, 소포제로서 기술되어 있음.
충전물 1을 개방된 용기에 첨가하고, 용기의 내용물이 용융될 때까지 120℃로 설정된 열판에 놓았다. 균일해질 때까지 내용물을 스테인레스 강 주걱으로 완전히 혼합시켰다. 그 후, 80℃로 설정된 진공 오븐에 용기를 위치시키고, 기포 발생이 중단되고 임의의 기포가 가라앉을 때까지 1mm 내지 5 mmHg의 진공으로 흡인함에 의해 충전물 1을 탈기시켜 습기 및 함유 공기를 제거하였다. 그 후, 용기를 진공 오븐으로부터 제거하고, 충전물 2를 충전물 1에 첨가하고, 균일해질 때까지 주걱으로 혼합하였다. 그 후, 용기를 주변 온도에서 제 2 진공 오븐에 넣고, 5분 동안 1mm 내지 5 mmHg의 진공으로 흡인하여 혼합으로 인해 생긴 임의의 함유 공기를 제거하였다.
그 후, 수지의 용기를 진공 오븐에서 제거하고, 수지로 공기 공극이 도입되지 않도록 스페이서를 갖는 패드 윈도우 개구에 수지 일부를 조심스럽게 부었다. 충분한 수지를 부어 수지 수준이 상부 패드 표면과 같아지게 되도록 하였다. 그 후, 수지를 주변 조건에서 밤새 경화시켰다. 경화 후, 3M 442 양면 테이프의 4" x 4" 단편 및 스페이서를 제거하였다. 그 후, 패드의 상부 및 하부 표면을 밀링 기기를 사용하여 패드 작업 표면과 공면이 되는 윈도우 영역과 평형하게 만들었다.
실시예 2
실시예 1의 폴리싱 패드 어셈블리를 22.0" 직경의 수바(SUBA) IV 서브패드(subpad) 상에 마운팅시킴에 의해 적층된 패드를 구성하였다. 패드를 구성하기 위해, 먼저 윈도우 개구를 수바 IV 패드에서 절단하였다. 개구의 형상은 0.5" x 2.0"의 치수를 갖고, 장축이 방사상으로 배향되고 패드 중심으로부터 4" 떨어져 중심을 두고 위치된 직사각형이었다. 다음, 실시예 1의 폴리싱 패드 어셈블리의 이형 라이너를 제거하고, 접착제를 노출시켰다. 그 후, 이 접착제로써 폴리싱 패드 어셈블리를 수바 IV 서브패드에 단단히 결합시켰다. 수바 IV 서브패드에 있는 윈도우 개구를 패드 윈도우와 정렬시키기 위해 마운팅할 동안 주의를 기울였다.
실시예 3
다음의 절차를 이용하여 표 3에 열거된 성분들로부터 제조된 윈도우 수지를 사용하여 실시예 1의 방식으로 실시예 3을 제조하였다.
(h) 버사미드 253: 코그니스 코포레이션으로부터 입수된 폴리아민-폴리아미드 경화제.
(i) 에폰 880: 쉘 케미칼로부터 입수된 에폭시 수지.
충전물 1을 개방된 알루미늄 용기에 첨가하고, 균일해질 때까지 내용물을 스테인레스 강 주걱으로 완전히 혼합시켰다. 그 후, 60℃로 설정된 진공 오븐에 용기를 위치시키고, 기포 발생이 중단되고 임의의 기포가 가라앉을 때까지 1mm 내지 5 mmHg의 진공으로 흡인함에 의해 충전물 1을 탈기시켜 습기 및 함유 공기를 제거하였다. 그 후, 용기를 진공 오븐으로부터 제거하고, 충전물 2를 충전물 1에 첨가하고, 균일해질 때까지 주걱으로 혼합하였다. 그 후, 용기를 주변 온도에서 제 2 진공 오븐에 넣고, 5분 동안 1mm 내지 5 mmHg의 진공으로 흡인하여 혼합으로 인해 생긴 임의의 함유 공기를 제거하였다.
그 후, 수지의 용기를 진공 오븐에서 제거하고, 수지로 공기 공극이 도입되지 않도록 패드 윈도우 개구에 수지 일부를 조심스럽게 부었다. 충분한 수지를 부어 수지 수준이 상부 패드 표면과 같아지게 되도록 하였다. 그 후, 수지를 주변 조건에서 밤새 경화시켰다. 경화 후, 3M 442 양면 테이프의 4" x 4" 단편 및 스페이서를 제거하였다. 그 후, 패드의 상부 및 하부 표면을 밀링 기기를 사용하여 패드 작업 표면과 공면이 되는 윈도우 영역과 평형하게 만들었다.
실시예 4
다음의 절차를 이용하여 표 4에 열거된 성분들로부터 제조된 윈도우 수지를 사용하여 실시예 1의 방식으로 실시예 4를 제조하였다.
(j) 에베크릴(EBECRYL) 8404: UCB 케미칼즈 코포레이션으로부터 입수된 지방족 우레탄 다이아크릴레이트.
(j) 에베크릴(EBECRYL) 4866: UCB 케미칼즈 코포레이션으로부터 입수된 지방족 우레탄 트라이아크릴레이트.
(l) 다로큐어(DAROCURE) 1173: 시바 스페셜티 케미칼즈로부터 입수된 광개시제.
충전물 1을 개방된 알루미늄 용기에 첨가하고, 균일해질 때까지 내용물을 스테인레스 강 주걱으로 완전히 혼합시켰다. 그 후, 60℃로 설정된 진공 오븐에 용기를 위치시키고, 기포 발생이 중단되고 임의의 기포가 가라앉을 때까지 1mm 내지 5 mmHg의 진공으로 흡인함에 의해 충전물 1을 탈기시켜 습기 및 함유 공기를 제거하였다. 그 후, 용기를 진공 오븐으로부터 제거하고, 충전물 2를 충전물 1에 첨가하고, 균일해질 때까지 주걱으로 혼합하였다. 그 후, 용기를 주변 온도에서 제 2 진공 오븐에 넣고, 5분 동안 1mm 내지 5 mmHg의 진공으로 흡인하여 혼합으로 인해 생긴 임의의 함유 공기를 제거하였다.
그 후, 수지의 용기를 진공 오븐에서 제거하고, 수지로 공기 공극이 도입되지 않도록 패드 윈도우 개구에 수지 일부를 조심스럽게 부었다. 충분한 수지를 부어 수지 수준이 상부 패드 표면과 같아지게 되도록 하였다. 그 후, 퓨전 시스템 D 전구를 사용하여 수지를 UV 경화시켰다. 경화 후, 3M 442 양면 테이프의 4" x 4" 단편 및 스페이서를 제거하여 적당한 위도우 영역을 수득하였다. 그 후, 패드의 상부 및 하부 표면을 밀링 기기를 사용하여 패드 작업 표면과 공면이 되는 윈도우 영역과 평형하게 만들었다. 패드를 손으로 휘었을 때에, 윈도우가 폴리싱 패드로부터 깨어지는 것이 관찰되었다.
실시예 5 내지 11
미립자 가교결합된 폴리우레탄 및 가교결합된 폴리우레탄 결합제를 포함하는 폴리싱 패드 물질의 시이트를 표 1에 요약된 성분들로부터 실시예 1의 절차를 이용하여 제조하였다. 그 후, 시이트를 25℃ 및 80% 상대 습도에서 18시간 동안 경화시킨 후, 130℃에서 1시간 동안 경화시켰다. 이형 라이너를 갖는 3M 유형 442 이중 코팅된 필름 테이프를 경화된 시이트의 한 표면에 적용시켰다. 3.2" 직경을 갖는 7개의 원형 패드를 시이트로부터 절단하였다. 그 후, 윈도우 개구를 각 패드에서 절단하였다. 개구의 형상은 0.5" x 2.0"의 치수를 갖고, 윈도우의 중심이 패드의 중심에 위치되도록 위치된 직사각형이었다. 라이너 면 상에 접착 테이프를 사용하여 각 패드 개구를 밀봉시켰다. 패드 개구에 견고하게 맞는 치수를 갖는 0.010" 폴리에스터 필름으로 구성된 스페이서를 개구에 넣고, 테이프의 노출된 접착제에 단단히 부착시켰다. 표 2에 열거된 성분들로부터 실시예 1의 방식으로 실시예 5 내지 11의 윈도우 수지를 제조하였다.
수지로 공기 공극이 도입되지 않도록 각 패드 윈도우 개구에 수지 일부를 조심스럽게 부었다. 충분한 수지를 부어 수지 수준이 상부 패드 표면과 같아지게 되도록 하였다. 그 후, 수지를 경화시켰다. 경화 공정은 패드 어셈블리가 구체적 온도에서 구체적 기간동안 고정되도록 다음과 같이 구성되었다: 실시예 5 내지 11은 각각 22℃에서 18시간 동안, 45℃에서 6시간 동안, 65℃에서 4시간 동안, 85℃에서 2시간 동안, 105℃에서 1시간 동안, 125℃에서 1시간 동안, 및 145℃에서 1시간 동안 경화시켰다.
경화 후, 첨착 테이프 및 스페이서를 제거하였다. 윈도우의 와프 또는 버클링(buckling)을 미츠토요 프리시젼 그래나이트 스탠드(Mitutoyo Precision Granite Stand) 상에 마운팅된 미츠토요 전자 인디케이터 모델 ID-C112EB를 사용하여 직접 측정하였다.
측정 전에, 윈도우 패드를 22℃에서 밤새 평형시킨 후, 실시예 5 내지 11을 그래나이트 스탠드 상에 한 번에 하나씩 오목면이 위로 되게 위치시켰다. 에지로부터 1 내지 2mm 떨어진 윈도우 상에 인디케이터 팁을 위치시키고, 0.5" 에지 중 하나를 따라 중심을 두었다. 그 후, 맞은편 0.5" 에지를 눌러 그래나이트 베이스와 접촉시키고, 와프에 기인한 윈도우의 편향이 인디케이터에서 측정되었다. 와프를 밀리미터 단위로 기록하였다. 실시예 5 내지 11에 대해 기록된 윈도우 와프는 다음과 같다.
Claims (35)
- 0℃ 내지 125℃ 미만의 경화 온도를 갖는 적어도 부분적으로 투명한 캐스트-인-플레이스 윈도우를 포함하는 폴리싱 패드.
- 제 1 항에 있어서,상기 폴리싱 패드가 제 1 층 및 제 2 층을 포함하는 폴리싱 패드.
- 제 2 항에 있어서,상기 제 1 층이 미립자 중합체 및 유기 중합체 결합제를 포함하는 폴리싱 패드.
- 제 2 항에 있어서,상기 제 2 층이 실질적으로 비압축성 중합체, 금속 필름 및 호일, 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 폴리싱 패드.
- 제 4 항에 있어서,상기 제 2 층이 폴리올레핀, 셀룰로스계 중합체, 아크릴, 폴리에스터 및 코-폴리에스터, 폴리카보네이트, 폴리아미드, 플라스틱 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 폴리싱 패드.
- 제 2 항에 있어서,상기 제 1 층이 상기 제 2 층에 적어도 부분적으로 연결되는 폴리싱 패드.
- 제 2 항에 있어서,제 3 층을 추가로 포함하는 폴리싱 패드.
- 제 7 항에 있어서,상기 제 3 층이 상기 제 1 층보다 낮은 쇼어(Shore) A 경도를 갖는 폴리싱 패드.
- 제 7 항에 있어서,상기 제 3 층이 제 1 층보다 큰 퍼센트 체적 압축률을 갖는 폴리싱 패드.
- 제 7 항에 있어서,상기 제 3 층이 함침된 부직 또는 제직 섬유 매트로부터 선택되는 폴리싱 패드.
- 제 10 항에 있어서,상기 제 3 층이 폴리올레핀, 폴리에스터, 폴리아미드, 아크릴 섬유 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 폴리싱 패드.
- 제 7 항에 있어서,상기 제 3 층이 천연 고무, 합성 고무, 열가소성 엘라스토머, 본질적으로 탄력적인 포움 시이트 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 폴리싱 패드.
- 제 7 항에 있어서,상기 제 3 층이 적어도 부분적으로 상기 제 2 층과 연결되는 폴리싱 패드.
- 제 1 항에 있어서,상기 윈도우가 수지 물질을 포함하는 폴리싱 패드.
- 제 14 항에 있어서,상기 수지 물질이 경화제를 갖는 폴리우레탄 예비중합체, 경화제를 갖는 에폭시 수지, 자외선 경화성 아크릴 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 폴리싱 패드.
- 제 14 항에 있어서,상기 수지 물질이 열가소성 아크릴 수지, 열경화성 아크릴 수지, 우레탄 시스템, 에폭시 수지, 폴리에스터 수지 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 폴리싱 패드.
- 제 14 항에 있어서,상기 수지 물질이 우레아 폼알데히드 또는 멜라민-폼알데히드 수지와 가교결합된 하이드록실-관능성 아크릴 수지, 에폭시 수지와 가교결합된 하이드록실-관능성 아크릴 수지, 또는 카보다이이미드, 폴리이민 또는 에폭시 수지와 가교결합된 카복시관능성 아크릴 수지, 폴리아이소사이아네이트와 가교결합된 하이드록실관능성 아크릴 수지, 다이아민 경화된 아이소사이아네이트-종결 예비중합체, 폴리아민과 가교결합된 아이소사이아네이트-종결 예비중합체, 폴리아이소사이아네이트와 가교결합된 아민-종결된 수지, 멜라민-폼알데히드 수지와 가교결합된 카바메이트 관능성 아크릴 수지, 비스페놀 A 에폭시 수지와 가교결합된 폴리아미드 수지, 비스페놀 A 에폭시 수지와 가교결합된 페놀 수지, 멜라민-폼알데히드 수지, 폴리아이소사이아네이트 또는 에폭시 가교결합제와 가교결합된 하이드록실-종결 폴리에스터, 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 폴리싱 패드.
- 제 14 항에 있어서,상기 수지 물질이 아민-종결된 올리고머, 다이아민 및 폴리아이소사이아네이트를 포함하는 폴리싱 패드.
- 제 1 항에 있어서,상기 윈도우가 190 내지 3500 나노미터의 범위에서 하나 이상의 파장에 적어도 부분적으로 투명한 폴리싱 패드.
- 제 1 항에 있어서,상기 경화 온도가 5℃ 내지 120℃인 폴리싱 패드.
- 제 1 항에 있어서,상기 경화 온도가 10℃ 내지 115℃인 폴리싱 패드.
- 제 1 항에 있어서,상기 경화 온도가 15℃ 내지 110℃인 폴리싱 패드.
- 제 1 항에 있어서,상기 경화 온도가 22℃ 내지 105℃인 폴리싱 패드.
- a) 중합체-함유 제 1 층을 형성하는 단계;b) 제 1 층보다 덜 압축성인 제 2 층을 형성하는 단계;c) 상기 제 1 층을 상기 제 2 층에 적어도 부분적으로 연결시키는 단계;d) 제 1 층에 개구를 생성시키는 단계;e) 제 2 층에 개구를 생성시키는 단계;f) 상기 제 1 층의 개구 및 상기 제 2 층의 개구를 적어도 부분적으로 정렬시키는 단계;g) 상기 개구로 스페이서를 삽입하는 단계;h) 상기 스페이서 위의 개구를 수지 물질로 충전시키는 단계; 및i) 0℃ 내지 125℃ 미만의 온도에서 상기 수지 물질을 경화 처리하는 단계를 포함하는,적어도 부분적으로 투명한 윈도우를 포함하는 폴리싱 패드의 제조방법.
- 제 24 항에 있어서,j) 상기 스페이서를 제거하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
- 제 24 항에 있어서,상기 제 2 층이 폴리올레핀, 셀룰로스계 중합체, 아크릴, 폴리에스터 및 코-폴리에스터, 폴리카보네이트, 폴리아미드, 플라스틱 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 방법.
- 제 24 항에 있어서,제 3 층을 형성하는 단계; 상기 제 3 층에 개구를 생성하는 단계; 상기 제 3 층을 상기 제 2 층에 적어도 부분적으로 연결시키는 단계; 및 상기 제 1 층의 개구, 상기 제 2 층의 개구 및 상기 제 3 층의 개구를 적어도 부분적으로 정렬시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.
- 제 24 항에 있어서,상기 수지 물질이 경화제를 갖는 폴리우레탄 예비중합체, 경화제를 갖는 에폭시 수지, 자외선 경화성 아크릴 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 방법.
- 제 24 항에 있어서,상기 윈도우가 190 내지 3500 나노미터의 범위에의 파장에 적어도 부분적으로 투명한 방법.
- 제 24 항에 있어서,단계 h)에서, 상기 수지가 상기 제 1 층의 폴리싱 표면과 같은 높이가 되도록 상기 스페이서를 충전시키기 위해 소정량의 수지가 사용되는 방법.
- 제 24 항에 있어서,단계 i)에서, 상기 경화 온도가 5℃ 내지 120℃인 방법.
- 제 24 항에 있어서,단계 i)에서, 상기 경화 온도가 10℃ 내지 115℃인 방법.
- 제 24 항에 있어서,단계 i)에서, 상기 경화 온도가 15℃ 내지 110℃인 방법.
- 제 24 항에 있어서,단계 i)에서, 상기 경화 온도가 22℃ 내지 105℃인 방법.
- 적어도 부분적으로 투명한 윈도우를 갖는 폴리싱 패드로서,상기 윈도우의 형성이 제 1 및 제 2 층을 형성하는 단계; 상기 제 1 층을 상기 제 2 층에 적어도 부분적으로 연결시키는 단계; 제 1 및 제 2 층에 개구를 생성시켜, 상기 제 1 층의 개구가 상기 제 2 층의 개구와 적어도 부분적으로 정렬되게 하는 단계; 상기 개구로 스페이서를 삽입하는 단계; 상기 스페이서 위의 개구를 수지 물질로 충전시키는 단계; 0℃ 내지 125℃ 미만의 온도에서 상기 수지 물질을 경화 처리하는 단계; 및 상기 스페이서를 제거하는 단계를 포함하는 폴리싱 패드.
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