KR20160094294A - 연마 층 분석기 및 방법 - Google Patents

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브이. 에이촐라 프란시스
완크 앤드류
가쩨 마크
에이. 히스첸 윌리엄
데이비드 테이트 제임스
에이치. 치앙 레오
친 스위-텡
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다우 글로벌 테크놀로지스 엘엘씨
롬 앤드 하스 일렉트로닉 머티리얼스 씨엠피 홀딩스, 인코포레이티드
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Abstract

연마 층 분석기가 제공되며, 여기서 상기 분석기는 폴리머 시트 내 대규모 불균일체를 검출하고, 폴리머 시트를 수용가능하거나 의심되는 것으로 분류하도록 구성된다.

Description

연마 층 분석기 및 방법 {A POLISHING LAYER ANALYZER AND METHOD}
본 발명은 일반적으로 화학적 기계적 연마 패드의 제조 분야에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 연마 층 분석기 및 관련된 방법에 관한 것이다.
집적회로 및 다른 전자 장치의 제작에서, 전도성, 반전도성, 및 유전성 물질의 다중 층이 반도체 웨이퍼 표면 상에 증착되거나 이로부터 제거된다. 전도성, 반전도성 및 유전성 물질의 박층은 다수의 증착 기술에 의해 증착될 수 있다. 최신 가공에서 일반적인 증착 기술은 스퍼터링으로도 공지된 물리적 기상 증착 (PVD), 화학적 기상 증착 (CVD), 플라즈마-강화 화학적 기상 증착 (PECVD), 및 전기화학적 도금 (ECP)을 포함한다.
물질 층이 순차적으로 증착되고 제거됨에 따라서, 웨이퍼의 최상위 표면은 비-평면이 된다. 차후의 반도체 가공 (예를 들면, 금속화)에서는 웨이퍼가 평탄한 표면을 가져야 하기 때문에, 웨이퍼는 평탄화되어야 한다. 평탄화는 원하지 않는 표면 지형 및 표면 결함, 예컨대 거친 표면, 덩어리진 물질, 결정 격자 손상, 스크래치 및 오염된 층 또는 물질을 제거하는데 유용하다.
화학적 기계적 평탄화, 또는 화학적 기계적 연마 (CMP)는 기판, 예컨대 반도체 웨이퍼를 평탄화시키는데 사용된 일반적인 기술이다. 종래의 CMP에서, 웨이퍼가 캐리어 어셈블리 상에 놓이고 CMP 장치 내 연마 패드와 접촉하여 배치된다. 상기 캐리어 어셈블리는 웨이퍼를 연마 패드에 대해 누르면서 웨이퍼에 조절가능한 압력을 제공한다. 상기 패드는 외부 추진력에 의해 웨이퍼에 대하여 이동한다 (예를 들면, 회전한다). 그와 동시에, 화학 조성물 ("슬러리") 또는 기타 연마 용액이 웨이퍼와 연마 패드 사이에 제공된다. 따라서, 웨이퍼 표면은 패드 표면 및 슬러리의 화학적 및 기계적 작용에 의해 연마되고 평탄화된다.
레인하르트(Reinhardt) 등의 미국 특허 번호 5,578,362에는 당해기술에 공지된 예시적인 연마 패드가 개시되어 있다. 상기 레인하르트의 연마 패드는 전체에 걸쳐 마이크로구체가 분산되어 있는 폴리머 매트릭스를 포함한다. 일반적으로, 상기 마이크로구체는 액체 폴리머 물질과 배합 및 혼합되고, 경화를 위해 금형(mold)으로 이동한다. 그 후, 성형된 물품을 슬라이스하여 연마 층을 형성한다. 불행하게도, 이런 식으로 형성된 연마 층은, 연마 패드 내로 포함되는 경우 이 연마 패드를 사용하여 연마된 기판에 결함을 초래할 수 있는 원치않는 결함을 나타낼 수 있다.
화학적 기계적 연마 패드의 연마 층 내 잠재적인 결함에 관한 문제를 해결하기 위한 하나의 주장된 방법이, 박(Park) 등의 미국 특허 번호 7,027,640에 개시되어 있다. 박 등은, 패드를 이 위에 로딩시키고 패드를 이동시키는 패드 구동 장치; 패드의 이미지를 전기 신호로 전환시키고 전환된 전기 신호를 출력하는, 상기 패드를 향하도록 설치된 카메라; 상기 카메라로부터 전송된 전기 신호를 디지털 신호로 전환시키는 디지털 이미지 데이타 획득 장치; 및 이미지 데이타를 처리하고 패드 상의 결함을 검출하는 이미지 데이타 처리 유닛으로서, 상기 이미지 데이타 처리 유닛은 이미지 데이타 획득 장치로부터 획득되는 지점 중 임의의 하나 상의 이미지 데이타를 기초로 하나 이상의 정량적인 특징 값을 계산하고, 패드 상의 위치를 측정하는데, 여기서 하나 이상의 획득된 정량적인 특징 값을 합하여 얻어진 높이(level) 값과 패드의 정상 표면으로부터 얻어진 높이 값 사이에서의 차가 결함인 소정 값보다 큰, 이미지 데이타 처리 유닛을 포함하는, 웨이퍼의 화학적 기계적 연마를 수행하는데 사용되는 패드 상의 결함을 검출 또는 검사하는 장치를 개시한다.
그럼에도 불구하고, 박 등에 의해 기재된 상기 장치 및 방법은 반사광을 사용한 연마 배치를 위해 준비되는 완성된 화학적 기계적 연마 패드의 검사를 위해 설계된다. 화학적 기계적 연마 패드 및 그와 같은 패드 내로 포함된 연마 층을 검사하기 위해 반사광을 사용하는 것은 특히 유의미한 결점을 갖는다. 반사광의 사용은, 연마 층의 표면에 근접하지 않은, 포함된 연마 층 내 하위표면 결함을 확인하는 제한된 능력을 갖는다. 그럼에도 불구하고, 화학적 기계적 연마 패드가 사용됨에 따라 연마 층의 표면은 서서히 마모된다. 그러므로, 초기의 소정 화학적 기계적 연마 패드의 연마 층 표면으로부터 멀리 위치한 결함은 패드의 유용한 결함 수명 동안 연마 표면에 점점 더 근접하게 될 것이다. 또한, 종래 연마 배치를 위해 준비된 화학적 기계적 연마 패드는 기판의 연마를 용이하게 하는 연마 층의 연마 표면에 대한 변형 (예를 들면, 홈, 천공)을 포함하는데, 상기 변형은 박 등에 의해 기재된 그레이 스케일(gray scale)을 사용한 자동화된 결함 검출을 복잡하게 한다.
따라서, 향상된 연마 층 결함 확인 능력을 갖는 자동화된 검사 장치 및 방법을 사용한, 연마 층을 갖는 낮은 결함의 화학적 기계적 연마 패드의 개선된 제조 방법이 필요하다.
본 발명은, 화학적 기계적 연마 패드 내 연마 층으로 사용되는 폴리머 시트를 분석하는 연마 층 분석기를 제공하는데,
상기 연마 층 분석기는 매거진(magazine) 및 복수의 척(chuck)을 포함하고,
상기 복수의 척에서 각각의 척은,
(a) 상부 표면, 하부 표면 및 주변 가장자리를 갖는 중심 투명 부분; 및 상기 중심 투명 부분의 주변 가장자리를 둘러싸는 홀딩 영역을 포함하고, 상기 상부 표면은 하부 표면과 실질적으로 평행하고, 상부 표면은 실질적으로 매끄럽고, 상기 홀딩 영역은 접촉 표면, 복수의 동심형(concentric) 홈, 및 복수의 진공 포트를 포함하며, 상기 복수의 진공 포트는 복수의 동심형 홈으로의 진공의 적용을 용이하게 하도록 복수의 동심형 홈과 소통되며, 상기 접촉 표면은 상기 중심 투명 부분의 상부 표면과 실질적으로 평면을 이루며, 상기 복수의 동심형 홈은 홈 폭, W 및 홈 피치, P를 가지며, 여기서 W ＜ P이고;
(b) 상기 중심 투명 부분의 상부 표면에 대하여 실질적으로 평탄한 폴리머 시트를 홀딩하도록 구성되며, 상기 폴리머 시트는 (i) 폴리머 및 복수의 미량요소(microelement)를 포함하는 폴리머 미량요소 복합체를 포함하고, 상기 복수의 미량 원소는 상기 폴리머 중에 분산되고 (ii) 전달 표면, 충돌 표면, 및 상기 전달 표면과 상기 충돌 표면 사이의 두께 Ts를 가지며, 상기 전달 표면 및 상기 충돌 표면은 실질적으로 평행하고,
상기 매거진은 복수의 척을 보관하는 능력을 가지며, 상기 매거진은 복수의 폴리머 시트의 분석을 용이하게 하기 위해 복수의 척을 로딩, 보관 및 분배하도록 설계된다.
본 발명은, 화학적 기계적 연마 패드 내 연마 층으로 사용되는 폴리머 시트를 분석하는 연마 층 분석기를 제공하는데, 상기 연마 층 분석기는 매거진, 복수의 척, 시퀀서(sequencer); 빔을 방출하는 광원; 광 검출기; 상기 검출기에 결합된 디지털 이미지 데이타 획득 장치; 및 상기 디지털 이미지 데이타 확득 장치에 결합된 이미지 데이타 처리 유닛을 포함하고,
상기 복수의 척에서 각각의 척은,
(a) 상부 표면, 하부 표면 및 주변 가장자리를 갖는 중심 투명 부분; 및 상기 중심 투명 부분의 주변 가장자리를 둘러싸는 홀딩 영역을 포함하고, 상기 상부 표면은 하부 표면과 실질적으로 평행하고, 상부 표면은 실질적으로 매끄럽고, 상기 홀딩 영역은 접촉 표면, 복수의 동심형 홈, 및 복수의 진공 포트를 포함하고, 상기 복수의 진공 포트는 상기 복수의 동심형 홈으로의 진공의 적용을 용이하게 하도록 복수의 동심형 홈과 소통되며, 상기 접촉 표면은 상기 중심 투명 부분의 상부 표면과 실질적으로 평면을 이루며, 상기 복수의 동심형 홈은 홈 폭, W 및 홈 피치, P를 가지며, 여기서 W ＜ P이고;
(b) 상기 중심 투명 부분의 상부 표면에 대하여 실질적으로 평탄한 폴리머 시트를 홀딩하도록 구성되며, 상기 폴리머 시트는 (i) 폴리머 및 복수의 미량요소를 포함하는 폴리머 미량요소 복합체를 포함하고, 상기 복수의 미량 원소는 상기 폴리머 중에 분산되며, (ii) 전달 표면, 충돌 표면, 및 상기 전달 표면과 상기 충돌 표면 사이의 두께 Ts를 가지며, 상기 전달 표면 및 상기 충돌 표면은 실질적으로 평행하고,
상기 매거진은 복수의 척을 보관하는 능력을 가지며, 상기 매거진은 복수의 폴리머 시트의 분석을 용이하게 하기 위해 복수의 척을 로딩, 보관 및 분배하도록 설계되며, 상기 시퀀서는 매거진으로부터 복수의 척을 빼내고 한번에 하나씩 상기 광원과 상기 광 검출기 사이에 끼인 위치로 이동시키도록 구성되고, 상기 광원으로부터 방출된 빔은 상기 중심 투명 부분을 통과하여 상기 충돌 표면 상에 충돌하도록 배향되고, 상기 광 검출기는 상기 중심 투명 부분 및 두께 Ts를 통하여 및 상기 전달 표면 밖으로 전달되는 빔으로부터 전달된 빛을 검출하도록 배향되고, 상기 광 검출기는 전달된 빛의 세기를 전기 신호로 전환시키도록 구성되고, 상기 광 검출기에 연결된 상기 디지털 이미지 데이타 획득 장치는 상기 광 검출기로부터의 전기 신호를 디지털 신호로 전환시키도록 구성되고, 상기 디지털 이미지 데이타 획득 장치에 연결된 이미지 데이타 처리 유닛은 상기 디지털 이미지 데이타 획득 장치로부터의 디지털 신호를 처리하여 대량의 불균일을 검출하고 폴리머 시트를 화학적 기계적 연마 패드 내 연마 층으로의 사용에 대해 허용가능하거나 또는 불량의심인 것으로 분류하도록 구성되고, 상기 복수의 폴리머 시트가 허용가능한 시트 집단 및 불량의심 시트 집단으로 나눠진다.
본 발명은 화학적 기계적 연마 패드 내 연마 층으로 사용되는 폴리머 시트를 분석하는 방법을 제공하는데, 상기 분석 방법은,
- 복수의 폴리머 시트를 제공하는 단계로서, 상기 복수의 폴리머 시트에서 각각의 폴리머 시트는, (i) 폴리머 및 복수의 미량요소를 포함하는 폴리머 미량요소 복합체를 포함하고 상기 복수의 미량요소는 상기 폴리머 중에 분산되며 (ii) 전달 표면, 충돌 표면, 및 상기 전달 표면과 상기 충돌 표면 사이의 두께 Ts를 가지며 상기 전달 표면 및 충돌 표면이 실질적으로 평행한, 단계;
- 매거진, 복수의 척, 빔을 방출하는 광원, 광 검출기, 디지털 이미지 데이타 획득 장치, 및 이미지 데이타 처리 유닛을 포함하는 연마 층 분석기를 제공하는 단계로서, 상기 복수의 척에서 각각의 척이, (a) 상부 표면, 하부 표면 및 주변 가장자리를 갖는 중심 투명 부분; 및 상기 중심 투명 부분의 주변 가장자리를 둘러싸는 홀딩 영역을 포함하고, 상기 상부 표면은 하부 표면과 실질적으로 평행하고, 상부 표면은 실질적으로 매끄럽고, 상기 홀딩 영역은 접촉 표면, 복수의 동심형 홈, 및 복수의 진공 포트를 포함하고, 상기 복수의 진공 포트는 상기 복수의 동심형 홈으로의 진공의 적용을 용이하게 하도록 복수의 동심형 홈과 소통되며, 상기 접촉 표면은 상기 중심 투명 부분의 상부 표면과 실질적으로 평면을 이루며, 상기 복수의 동심형 홈은 홈 폭, W 및 홈 피치, P를 가지며, 여기서 W ＜ P이고; (b) 상기 중심 투명 부분의 상부 표면에 대하여 실질적으로 평탄한 상기 복수의 폴리머 시트로부터 하나의 폴리머 시트를 홀딩하도록 구성되는, 단계;
- 상기 복수의 폴리머 시트를 상기 복수의 척과 짝지어서 복수의 시트끼워진(sheeted) 척을 제공하는 단계로서, 상기 복수의 시트끼워진 척에서 각각의 시트끼워진 척이, 연합된(associated) 폴리머 시트의 충돌 표면이 상기 상부 표면에 대하여 평탄하게 홀딩되도록, 홀딩 영역에 의해 그곳에 홀딩된 연합된 폴리머 시트를 포함하는, 단계; 및
- 상기 복수의 시트끼워진 척을 한 번에 하나씩 상기 광원과 상기 광 검출기 사이로 이동시키는 단계로서, 상기 광원으로부터 방출된 빔은 상기 중심 투명 부분을 통과하여 상기 충돌 표면 상에서 충돌하도록 배향되고, 상기 광 검출기는 상기 중심 투명 부분을 통하여 및 두께 Ts를 통하여 및 상기 전달 표면 밖으로 전달되는 빔으로부터 전달된 빛을 검출하도록 배향되고, 상기 전달된 빛은 적어도 하나의 검출가능한 특성을 가지며, 상기 적어도 하나의 검출가능한 특성은 전달된 빛의 세기를 포함하고, 상기 전달된 빛의 세기는 광 검출기에 의해 전기 신호로 전환되고, 상기 광 검출기로부터의 전기 신호가 상기 디지털 이미지 데이타 획득 장치에 의해 디지털 신호로 전환되고, 상기 디지털 이미지 데이타 획득 장치로부터의 디지털 신호가 상기 이미지 데이타 처리 유닛에 의해 처리되고, 상기 이미지 데이타 처리 유닛은 대량의 불균일을 검출하고 폴리머 시트를 허용가능하거나 또는 불량의심인 것으로 분류하도록 구성되고, 상기 복수의 폴리머 시트가 허용가능한 시트 집단 및 불량의심 시트 집단으로 나눠지는, 단계를 포함한다.
도 1은 폴리머 시트의 투시도를 도시한다.
도 2는 폴리머 시트의 투시도를 도시한다.
도 3은 척의 상부 표면에 대해 평탄하게 홀딩된 폴리머 시트의 투시도를 도시한다.
도 4는 도 3에서의 라인 203-203을 따라 취해진 척의 상부 평면도를 도시한다.
도 5는 도 4에서의 라인 B-B를 따라 취해진 단면도이다.
도 6은 도 4의 라인 C-C를 따라 취해진 단면도이다.
도 7은 연마 층으로 폴리머 시트가 포함되는 화학적 기계적 연마 패드의 단면도를 도시한다.
본 발명의 방법은, 완성된 (즉시 사용가능한) 화학적 기계적 연마 패드의 품질에서 유의미한 개선을 제공한다. 본 발명의 방법은, 복수의 폴리머 시트로부터 허용가능한 시트를 확인하기 위해 폴리머 시트를 먼저 검사하고 불량의심 시트의 대량의 불균일을 함유하는 부분의 집중적인 시각적 조사를 용이하게 하도록 불량의심 시트의 전달 표면을 맵핑함으로써, 폴리머 및 상기 폴리머 중에 분산된 복수의 미량요소를 포함하는 폴리머 미량요소 복합체로부터 형성된 폴리머 시트를 사용한 화학적 기계적 연마 패드 제조의 품질 관리 양상을 크게 향상시킨다. 이와 관련하여, 조작자 피로가 크게 감소된다 (즉, 조작자는 대량의 불균일이 위치하는 폴리머 시트를 응시하는데 장시간을 소비할 필요가 없다). 그러므로, 조작자 집중이 가능해지게 되며 이것은 가장 중요해진다 (즉, 사용에 대한 적합성을 측정하도록 폴리머 시트 내 특정 불균일을 평가함).
본원에서 및 첨부된 청구범위에 사용된 용어 "폴리(우레탄)"은, (a) (i) 이소시아네이트와 (ii) 폴리올 (디올을 포함함)의 반응으로부터 형성된 폴리우레탄; 및 (b) (i) 이소시아네이트와 (ii) 폴리올 (디올을 포함함) 및 (iii) 물, 아민, 또는 물과 아민의 조합물의 반응으로부터 형성된 폴리(우레탄)을 포함한다.
전달 표면 (14) 및 충돌 표면 (17)을 갖는 폴리머 시트 (20)와 관련하여 본원에서 및 첨부된 청구범위에서 사용된 용어 "평균 폴리머 시트 두께, T S-평균 "은, 폴리머 시트 (20)의 전달 표면 (14)에서부터 충돌 표면 (17)까지의 전달 표면 (14)의 평면 (28)에 대해 수직인 방향으로 측정된 폴리머 시트 (20)의 두께 Ts의 평균을 의미한다 (도 1-2 참고).
연마 표면 (114)을 갖는 연마 층 (120)으로 포함된 폴리머 시트와 접하는(interfaced) 하위패드 (125)를 갖는 화학적 기계적 연마 패드 (110)와 관련하여 본원에서 및 첨부된 청구범위에서 사용된 용어 "평균 기부(base) 층 두께, T B-평균 "은, 하위패드 (125)의 하부 표면 (127)에서부터 하위패드 (125)의 상부 표면 (126)까지의, 연마 표면 (114)에 대해 수직인 방향으로 측정된 하위패드 (125)의 두께, T B 의 평균을 의미한다 (도 7 참고).
연마 표면 (114)을 갖는 연마 층 (120)으로서 포함된 폴리머 시트를 갖는 화학적 기계적 연마 패드 (110)와 관련하여 본원에서 및 첨부된 청구범위에 사용된 용어 "평균 총 두께, T T - 평균 "는, 연마 표면 (114)에서부터 하위패드 (125)의 하부 표면 (127)까지의, 연마 표면 (114)에 대해 수직인 방향으로 측정된 화학적 기계적 연마 표면 (110)의 두께, T T 의 평균을 의미한다 (도 7 참고).
폴리머 시트 (20)와 관련하여 본원에서 및 첨부된 청구범위에서 사용된 용어 "실질적으로 원형의 단면"은, 폴리머 시트 (20)의 중심 축 A에서부터 외부 둘레 (15)로 폴리머 시트 (20)의 전달 표면 (14)의 평면 (28) 상으로 돌출된 폴리머 시트 (20)의 최장 반경, r이 폴리머 시트 (20)의 중심 축 A에서부터 외부 둘레 (15)로 폴리머 시트 (20)의 전달 표면 (14)의 평면 (28) 상으로 돌출된 폴리머 시트 (20)의 최단 반경, r보다 ≤ 20% 더 긺을 의미한다 (도 1 및 2 참고).
폴리머 시트 (20)와 관련하여 본원에서 및 첨부된 청구범위에서 사용된 용어 "실질적으로 평행한"은, 폴리머 시트 (20)의 충돌 표면 (17)의 평면 (30)에 대해 수직인 중심 축, A (및 그와 평행인 임의 라인)가 각 γ (여기서, 각 γ는 89 내지 91°이다)에서 전달 표면 (14)의 평면 (28)과 교차할 것임을 의미한다 (도 1 및 2 참고).
본원에서 및 첨부된 청구범위에서 사용된 용어 "실질적으로 매끄러운"은 표면이 ± 0.001 mm까지 평탄함을 의미한다.
본원에서 및 첨부된 청구범위에서 사용된 용어 "실질적으로 평면인"은, 관련된 표면이 ± 0.001 mm까지 평면임을 의미한다.
척의 중심 투명 부분의 상부 표면에 대하여 홀딩된 폴리머 시트와 관련하여 본원에서 및 첨부된 청구범위에서 사용된 용어 "실질적으로 평탄한"은, 폴리머 시트의 전달 표면이 ± 1 mm까지 평탄함을 의미한다.
척 (200)의 중심 투명 부분 (220)과 관련하여 본원에서 및 첨부된 청구범위에서 사용된 용어 "실질적으로 원형"은, 주변 가장자리 (235)가 ≥ 0.6의 원형성을 가짐을 의미한다 (도 3-6 참고).
척 (200)의 중심 투명 부분 (220)과 관련하여 본원에서 및 첨부된 청구범위에서 사용된 용어 "본질적으로 원형"은, 주변 가장자리 (235)가 ≥ 0.9의 원형성을 가짐을 의미한다 (도 3-6 참고).
척 (200)의 홀딩 영역 (240)의 구성 물질과 관련하여 본원에서 및 첨부된 청구범위에서 사용된 용어 "강성 물질"은, 이 구성 물질이 본원에서의 의도한 사용 조건 아래에서 변형되지 않음을 의미한다.
본원에서 및 첨부된 청구범위에서 사용된 용어 "대량의 불균일"은, 폴리머 시트의 전달 표면 상의 인접한 영역에 의해 둘러싸인 폴리머 시트의 전달 표면 상의 편재화된 영역을 의미하는데, 상기 편재화된 영역을 통해 전달된 빛의 검출 세기는 인접한 영역을 통해 전달된 빛의 검출 세기보다 광 검출기의 검출가능한 세기 범위의 ≥0.1% 양만큼 더 크거나 더 작고, 상기 편재화된 영역은 전달 표면의 평면 내에 15.875 mm의 직경을 갖는 원을 폐색시키는데 충분히 큰 전달 표면 부분을 포함한다.
본원에서 및 첨부된 청구범위에서 사용된 용어 "밀도 결함"은, 폴리머 시트의 둘러싸는 영역에 비하여 유의미하게 감소된 미량요소 농도를 갖는 폴리머 시트내 대량의 불균일을 지칭한다. 밀도 결함은, 폴리머 시트의 둘러싸는 영역과 비교하여 현저히 더 높은 투명성 (전달된 빛의 더 높은 검출 세기)을 나타낸다.
본원에서 및 첨부된 청구범위에서 사용된 용어 "공기 홀"은, 폴리머 시트의 둘러싸는 영역과 비교하여 현저히 더 높은 투명성 (즉, 전달된 빛의 더 높은 검출 세기)을 초래하는 공기 함유를 갖는 폴리머 시트 내 대량의 불균일을 지칭한다.
본원에서 및 첨부된 청구범위에서 사용된 용어 "함유(inclusion) 결함"은, 폴리머 시트의 둘러싸는 영역과 비교하여 현저히 더 낮은 투명성 (즉, 전달된 빛의 더 낮은 검출 세기)을 초래하는 외래 오염물을 갖는 폴리머 시트 내 대량의 불균일을 지칭한다.
바람직하게는, 본 발명의 연마 층 분석기는 매거진 및 복수의 척을 포함하는데, 상기 복수의 척에서 각각의 척은,
(a) 상부 표면 (225), 하부 표면 (230) 및 주변 가장자리 (235)를 갖는 중심 투명 부분 (바람직하게는, 상기 중심 투명 부분은 정확히 원통형의 투명 부분임) (220); 및 상기 중심 투명 부분의 주변 가장자리를 둘러싸는 홀딩 영역 (240)을 포함하고, 상기 상부 표면은 하부 표면과 실질적으로 평행하고 (바람직하게는, 상기 주변 가장자리는 실질적으로 원형이고; 더 바람직하게는 상기 주변 가장자리는 본질적으로 원형임), 상부 표면은 실질적으로 매끄럽고, 상기 홀딩 영역 (240)은 접촉 표면 (245), 복수의 동심형 홈 (250), 및 복수의 진공 포트 (260)를 포함하고, 상기 복수의 진공 포트는 상기 복수의 동심형 홈 (250)으로의 진공의 적용을 용이하게 하도록 복수의 동심형 홈 (250)과 소통되며, 상기 접촉 표면 (245)은 상기 중심 투명 부분 (220)의 상부 표면 (225)과 실질적으로 평면을 이루며, 상기 복수의 동심형 홈 (250)은 홈 폭, W 및 홈 피치, P를 가지며, 여기서 W ＜ P이고 (바람직하게는, W ＜ ½P; 더 바람직하게는, W ＜ ⅓P; 가장 바람직하게는, W ＜ ¼P임);
(b) 상기 중심 투명 부분 (220)의 상부 표면 (225)에 대하여 실질적으로 평탄한 폴리머 시트를 홀딩하도록 구성되며, 상기 폴리머 시트는 (i) 폴리머 및 복수의 미량요소를 포함하는 폴리머 미량요소 복합체를 포함하고, 상기 복수의 미량 원소는 상기 폴리머 중에 분산되고 (ii) 전달 표면, 충돌 표면, 및 상기 전달 표면과 상기 충돌 표면 사이의 두께 Ts를 가지며, 상기 전달 표면 및 상기 충돌 표면 은실질적으로 평행하고,
상기 매거진은 복수의 척을 보관하는 능력을 가지며, 상기 매거진은 복수의 폴리머 시트의 분석이 용이하도록 복수의 척을 로딩, 보관 및 분배하도록 설계된다 (도 3 내지 6 참고).
바람직하게는, 상기 매거진은 복수의 척을 홀딩, 보관 및 분배하도록 설계된다. 더 바람직하게는, 상기 매거진은 복수의 척을 홀딩, 보관 및 분배하도록 설계되는데, 상기 복수의 척에서 각각의 척은, 폴리머 시트가 그 중심 투명 부분의 상부 표면에 대하여 실질적으로 평탄하게 홀딩되도록 폴리머 시트와 연합한다. 바람직하게는, 매거진은 연합된 폴리머 시트를 갖는 적어도 10개의 척 (더 바람직하게는, 연합된 폴리머 시트를 갖는 적어도 15개 척; 더욱 더 바람직하게는 연합된 폴리머 시트를 갖는 적어도 20개의 척; 가장 바람직하게는, 연합된 폴리머 시트를 갖는 적어도 30개의 척)을 홀딩하기 위한 설계 용량을 갖는다. 상기 매거진 설계 용량에 의해 조작자는 연합된 폴리머 시트를 갖는 복수의 척을 자동화된 검사 시스템 내로 로딩할 수 있다. 일단 연합된 폴리머 시트를 갖는 복수의 척이 매거진 내로 로딩되기만 하면, 자동화된 검사 시스템에 의해서 연합된 폴리머 시트가 허용가능하거나 불량의심인 것으로 처리되고 분류되는 동안, 조작자는 다른 작업을 수행할 수 있다.
바람직하게는, 각각의 척 (200)은 중심 투명 부분 (220)의 주변 가장자리 (235)를 둘러싸는 홀딩 영역 (240)을 갖는데, 상기 홀딩 영역 (240)은 접촉 표면 (245), 복수의 동심형 홈 (250), 및 복수의 진공 포트 (260)를 가지며, 각각의 동심형 홈 (250)은 한 쌍의 측벽 (255) 및 기부 (253)를 갖는다. 더 바람직하게는, 각각의 척 (200)은 중심 투명 부분 (220)의 주변 가장자리 (235)를 둘러싸는 홀딩 영역 (240)을 갖는데, 상기 홀딩 영역 (240)은 접촉 표면 (245), 복수의 동심형 홈 (250), 및 복수의 진공 포트 (260)를 가지며, 각각의 동심형 홈 (250)은 한 쌍의 측벽 (255) 및 기부 (253)를 가지며, 각각의 측벽 (255)은 접촉 표면 (245)과 실질적으로 수직이다.
바람직하게는, 각각의 척 (200)은 중심 투명 부분 (220)의 주변 가장자리 (235)를 둘러싸는 홀딩 영역 (240)을 갖는데, 상기 홀딩 영역 (240)은 접촉 표면 (245), 복수의 동심형 홈 (250) 및 복수의 진공 포트 (260)을 가지며, 상기 복수의 진공 포트는 복수의 동심형 홈 (250)으로의 진공의 적용을 용이하게 하도록 복수의 동심형 홈 (250)과 소통되고, 폴리머 시트 (20)가 홀딩 영역 (240)에 대하여 배치되는 경우에 그 내부 진공의 끌어당김을 용이하게 하도록 각각의 동심형 홈 (250)은 이 홈과 소통되는 적어도 하나의 진공 포트 (260)를 갖는다 (도 3 참고). 더 바람직하게는, 각각의 동심형 홈 (250)은 4 내지 20개의 진공 포트 (260)을 갖는다. 가장 바람직하게는, 각각의 동심형 홈 (250)은 각각의 동심형 홈 (250)의 기부(base)(253)를 따라 균일하게 분포된 4 내지 20개의 진공 포트 (260)를 갖는다. 바람직하게는, 각각의 진공 포트 (260)는 동심형 홈 (250)의 기부 (253)에 개구 (265)를 갖는다. 바람직하게는, 동심형 홈 (250)의 기부 (253) 내 각각의 개구 (265)는 직경, D를 갖는 원형 단면을 갖는데, 여기서 0.75*W ≤ D ≤ W (바람직하게는, 0.9*W ≤ D ≤ W; 더 바람직하게는 0.95*W ≤ D ≤ W; 가장 바람직하게는, D = W)이다.
바람직하게는, 각각의 척 (200)은 강성 물질로 구성되는 홀딩 영역 (240)을 갖는다. 바람직하게는, 홀딩 영역 (240)은 금속; 석재 (예를 들면, 화강암 및 대리석); 세라믹 재료; 및 경질 플라스틱 (예를 들면, 지방족 폴리아미드, 예컨대 나일론 6-6)으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 물질로 구성된다. 더 바람직하게는, 홀딩 영역 (240)은 금속 합금으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 물질로 구성된다. 더욱 더 바람직하게는, 홀딩 영역 (240)은 알루미늄 합금, 탄소 합금 (예를 들면, 공구 강), 철 합금, 니켈 합금 (예를 들면, 스테인레스 강 (예컨대, 304 스테인레스 강, 316 스테인레스 강); 하스텔로이(Hastelloy)® (예컨대, 하스텔로이®-C)(하스텔로이는 헤이네스 인터내셔널, 인크.(Haynes International, Inc.)의 등록 상표이며 다양한 내부식성 니켈 함유 금속 합금을 포함함)); 및 티타늄 합금으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 금속 합금으로 구성된다. 가장 바람직하게는, 홀딩 영역 (240)은 스테인레스 강 (예를 들면, 304 스테인레스 강, 316 스테인레스 강)인 금속 합금으로 구성된다.
바람직하게는, 각각의 척 (200)은 광원으로부터 방출된 빔에 대하여 ≥ 90%의 투과율을 갖는 중심 투명 부분 (220)을 갖는다. 더 바람직하게는, 각각의 척 (200)은 440 내지 490 nm의 파장을 갖는 빛에 대하여 ≥ 90%의 투과율을 갖는 중심 투명 부분 (220)을 갖는다.
바람직하게는, 각각의 척 (200)은 유리, 석영 및 플라스틱으로부터 선택된 물질 재질인 중심 투명 부분 (220)을 갖는다. 더 바람직하게는, 각각의 척 (200)은 유리 및 석영으로부터 선택된 물질 재질인 중심 투명 부분 (220)을 갖는다. 가장 바람직하게는, 각각의 척 (200)은 유리 재질인 중심 투명 부분 (220)을 갖는다.
바람직하게는, 각각의 척 (200)은 고리형인 홀딩 영역 (240)을 갖는다.
바람직하게는, 각각의 척 (200)은 하부 표면 (230)의 일부를 따라 중심 투명 부분 (220)의 주변 가장자리 (235)로부터 연장되는 레지(ledge) (247)를 추가로 포함하는 홀딩 영역 (240)을 갖는다. 더 바람직하게는, 각각의 척 (200)은 하부 표면 (230)의 일부를 따라 중심 투명 부분 (220)의 주변 가장자리 (235)로부터 연장되는 레지 (247)를 추가로 포함하는 홀딩 영역 (240)을 가지며, 상기 중심 투명 부분 (220)은 접착제를 사용하여 홀딩 영역 (240)의 레지 (247)에 고정된다 (도 5 내지 6 참고).
복수의 척에서 각각의 척 (200)은 중심 투명 부분 (220)의 상부 표면(225)에 대하여 실질적으로 평탄한 폴리머 시트 (20)를 홀딩하도록 구성되는데, 상기 폴리머 시트 (20)는 (i) 폴리머, 및 이 폴리머 중에 분산된 복수의 미량 원소를 포함하는 폴리머 미량요소 복합체를 포함하고 (ii) 전달 표면 (14), 충돌 표면 (17) 및 전달 표면 (14)과 충돌 표면 (17) 사이의 두께, T S 를 가지며; 상기 전달 표면 (14)과 충돌 표면 (17)은 실질적으로 평행하다. 바람직하게는, 각각의 폴리머 시트 (20)는 500 내지 5,000 μm (바람직하게는, 750 내지 4,000 μm; 더 바람직하게는, 1,000 내지 3,000 μm; 가장 바람직하게는, 1,200 내지 2,100 μm)의 평균 두께, T S- 평균 를 갖는다. 바람직하게는, 각각의 폴리머 시트 (20)는 20 내지 100 cm (더 바람직하게는 25 내지 65 cm; 가장 바람직하게는 40 내지 60 cm)의 평균 반경, r 평균을 갖는다 (도 1 내지 3 참고).
바람직하게는, 각각의 폴리머 시트 (20)는 폴리머 미량요소 복합체를 포함하는데, 상기 폴리머 미량요소 복합체는 폴리머 및 복수의 미량요소를 포함하고, 상기 복수의 미량요소는 폴리머 중에 분산된다. 바람직하게는, 상기 폴리머 미량요소 복합체는 폴리머 및 복수의 미량요소를 포함하고, 상기 복수의 미량요소는 폴리머 중에 패턴으로 분산된다. 더 바람직하게는, 상기 폴리머 미량요소 복합체는 폴리머 및 복수의 미량요소를 포함하는데, 상기 복수의 미량요소는 균일 패턴 및 구배 패턴으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 패턴으로 폴리머 중에 분산된다. 가장 바람직하게는, 상기 폴리머 미량요소 복합체는 폴리머 및 복수의 미량요소를 포함하는데, 상기 복수의 미량요소는 폴리머 중에 균일하게 분산된다. 바람직하게는, 상기 폴리머 미량요소 복합체는 액체 예비중합체를 사용하여 제조되는데, 복수의 미량요소가 상기 액체 예비중합체 중에 분산되고, 상기 액체 예비중합체가 그 후 경화되어 폴리머를 형성한다.
바람직하게는, 폴리머 미량요소 복합체의 제조에 사용된 액체 예비중합체는 중합되어, 폴리(우레탄), 폴리설폰, 폴리에테르 설폰, 나일론, 폴리에테르, 폴리에스테르, 폴리스티렌, 아크릴 폴리머, 폴리우레아, 폴리아미드, 폴리비닐 클로라이드, 폴리비닐 플루오라이드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부타디엔, 폴리에틸렌 이민, 폴리아크릴로니트릴, 폴리에틸렌 옥사이드, 폴리올레핀, 폴리(알킬)아크릴레이트, 폴리(알킬)메타크릴레이트, 폴리아미드, 폴리에테르 이미드, 폴리케톤, 에폭시, 실리콘, 에틸렌 프로필렌 디엔 모노머로부터 형성된 폴리머, 단백질, 다당류, 폴리아세테이트, 및 상술된 것들 중 적어도 2개의 조합체로부터 선택된 물질을 형성한다. 바람직하게는, 폴리머 미량요소 복합체의 제조에 사용된 액체 예비중합체는 중합되어, 폴리(우레탄)을 포함하는 물질을 형성시킨다. 더 바람직하게는, 폴리머 미량요소 복합체의 제조에 사용된 액체 예비중합체는 중합되어, 폴리우레탄을 포함하는 물질을 형성한다. 가장 바람직하게는, 폴리머 미량요소 복합체의 제조에 사용된 액체 예비중합체는 중합되어 (경화되어) 폴리우레탄을 형성한다.
바람직하게는, 폴리머 미량요소 복합체의 제조에 사용된 액체 예비중합체는 폴리이소시아네이트-함유 물질을 포함한다. 더 바람직하게는, 폴리머 미량요소 복합체의 제조에 사용된 액체 예비중합체는 폴리이소시아네이트 (예를 들면, 디이소시아네이트)와 하이드록실-함유 물질의 반응 생성물을 포함한다.
바람직하게는, 폴리머 미량요소 복합체의 제조에 사용된 폴리이소시아네이트는 메틸렌 비스 4,4'-사이클로헥실-이소시아네이트; 사이클로헥실 디이소시아네이트; 이소포론 디이소시아네이트; 헥사메틸렌 디이소시아네이트; 프로필렌-1,2-디이소시아네이트; 테트라메틸렌-1,4-디이소시아네이트; 1,6-헥사메틸렌-디이소시아네이트; 도데칸-1,12-디이소시아네이트; 사이클로부탄-1,3-디이소시아네이트; 사이클로헥산-1,3-디이소시아네이트; 사이클로헥산-1,4-디이소시아네이트; 1-이소시아네이토-3,3,5-트리메틸-5-이소시아네이토메틸사이클로헥산; 메틸 사이클로헥실렌 디이소시아네이트; 헥사메틸렌 디이소시아네이트의 트리이소시아네이트; 2,4,4-트리메틸-1,6-헥산 디이소시아네이트의 트리이소시아네이트; 헥사메틸렌 디이소시아네이트의 우르트디온(urtdione); 에틸렌 디이소시아네이트; 2,2,4-트리메틸헥사메틸렌 디이소시아네이트; 2,4,4-트리메틸헥사메틸렌 디이소시아네이트; 디사이클로헥실메탄 디이소시아네이트; 및 이들의 조합체로부터 선택된다. 가장 바람직하게는, 폴리머 미량요소 복합체의 제조에 사용된 폴리이소시아네이트는 지방족이며 14 퍼센트 미만의 미반응 이소시아네이트 그룹을 갖는다.
바람직하게는, 본 발명과 함께 사용된 하이드록실-함유 물질은 폴리올이다. 예시적인 폴리올은 예를 들면, 폴리에테르 폴리올, 하이드록시-종료된 폴리부타디엔 (부분적으로 및 완전히 수소화된 유도체를 포함함), 폴리에스테르 폴리올, 폴리카프로락톤 폴리올, 폴리카보네이트 폴리올, 및 이들의 혼합물을 포함한다.
바람직한 폴리올은 폴리에테르 폴리올을 포함한다. 폴리에테르 폴리올의 예는 폴리테트라메틸렌 에테르 글리콜 ("PTMEG"), 폴리에틸렌 프로필렌 글리콜, 폴리옥시프로필렌 글리콜, 및 이들의 혼합물을 포함한다. 상기 탄화수소 사슬은 포화 또는 불포화 결합, 및 치환 또는 비치환된 방향족 및 사이클릭 그룹을 가질 수 있다. 바람직하게는, 본 발명의 폴리올은 PTMEG를 포함한다. 적합한 폴리에스테르 폴리올은 비제한적으로 폴리에틸렌 아디페이트 글리콜; 폴리부틸렌 아디페이트 글리콜; 폴리에틸렌 프로필렌 아디페이트 글리콜; o-프탈레이트-1,6-헥산디올; 폴리(헥사메틸렌 아디페이트) 글리콜; 및 이들의 혼합물을 포함한다. 상기 탄화수소 사슬은 포화 또는 불포화 결합, 또는 치환 또는 비치환된 방향족 및 사이클릭 그룹을 가질 수 있다. 적합한 폴리카프로락톤 폴리올은 비제한적으로 1,6-헥산디올-개시된 폴리카프로락톤; 디에틸렌 글리콜 개시된 폴리카프로락톤; 트리메틸롤 프로판 개시된 폴리카프로락톤; 네오펜틸 글리콜 개시된 폴리카프로락톤; 1,4-부탄디올 개시된 폴리카프로락톤; PTMEG-개시된 폴리카프로락톤; 및 이들의 혼합물을 포함한다. 상기 탄화수소 사슬은 포화 또는 불포화 결합, 또는 치환 또는 비치환된 방향족 및 사이클릭 그룹을 가질 수 있다. 적합한 폴리카보네이트는 비제한적으로 폴리프탈레이트 카보네이트 및 폴리(헥사메틸렌 카보네이트) 글리콜을 포함한다.
바람직하게는, 폴리머 미량요소 복합체의 제조에 사용된 복수의 미량요소는 가스 거품, 중공 코어 폴리머 물질 (즉, 마이크로구체), 액체 충전된 중공 코어 폴리머 물질, 수용성 물질 (예를 들면, 사이클로덱스트린) 및 불용성 상 물질 (예를 들면, 미네랄 오일)로부터 선택된다. 바람직하게는, 폴리머 미량요소 복합체의 제조에 사용된 복수의 미량요소는 마이크로구체, 예컨대, 폴리비닐 알코올, 펙틴, 폴리비닐 피롤리돈, 하이드록시에틸셀룰로오스, 메틸셀룰로오스, 하이드로프로필메틸셀룰로오스, 카복시메틸셀룰로오스, 하이드록시프로필셀룰로오스, 폴리아크릴산, 폴리아크릴아미드, 폴리에틸렌 글리콜, 폴리하이드록시에테르아크릴라이트, 전분, 말레산 공중합체, 폴리에틸렌 옥사이드, 폴리우레탄, 사이클로덱스트린 및 이들의 조합체 (예를 들면, 스웨덴 순스발의 아크조 노벨 (Akzo Novel)로부터의 ExpancelTM)이다. 상기 마이크로구체는 예를 들면, 분지, 블록화 및 가교결합에 의해 용해도, 팽윤성 및 다른 특성을 변형시키도록 화학적으로 개질될 수 있다. 바람직하게는, 상기 마이크로구체는 150 ㎛ 미만인 평균 직경, 및 더 바람직하게는 50 ㎛ 미만의 평균 직경을 갖는다. 가장 바람직하게는, 상기 마이크로구체는 15 ㎛ 미만인 평균 직경을 갖는다. 마이크로구체의 평균 직경은 가변될 수 있고 상이한 크기 또는 혼합물의 상이한 마이크로구체 48이 사용될 수 있다. 마이크로구체에 대해 가장 바람직한 물질은 아크릴로니트릴과 비닐리덴 클로라이드의 공중합체 (예를 들면, 스웨덴 순스발의 아크조 노벨로부터 입수가능한 Expancel®)이다.
본 발명의 폴리머 미량요소 복합체의 제조에 사용된 액체 예비중합체는 경화제를 임의로 추가로 포함한다. 바람직한 경화제는 디아민을 포함한다. 적합한 폴리디아민은 1차 및 2차 아민 둘 모두를 포함한다. 바람직한 폴리디아민은 비제한적으로 디에틸 톨루엔 디아민 ("DETDA"); 3,5-디메틸티오-2,4-톨루엔디아민 및 그 이성질체; 3,5-디에틸톨루엔-2,4-디아민 및 그 이성질체 (예를 들면, 3,5-디에틸톨루엔-2,6-디아민); 4,4'-비스-(sec-부틸아미노)-디페닐메탄; 1,4-비스-(sec-부틸아미노)-벤젠; 4,4'-메틸렌-비스-(2-클로로아닐린); 4,4'-메틸렌-비스-(3-클로로-2,6 디에틸아닐린) ("MCDEA"); 폴리테트라메틸렌옥사이드-디-p-아미노벤조에이트; N,N'-디알킬디아미노 디페닐 메탄; p,p'-메틸렌 디아닐린 ("MDA"); m-페닐렌디아민 ("MPDA"); 메틸렌-비스-2-클로로아닐린 ("MBOCA"); 4,4'-메틸렌-비스 (2-클로로아닐린) ("MOCA"); 4,4'-메틸렌-비스-(2,6-디에틸아닐린) ("MDEA"); 4,4'-메틸렌-비스-(2,3-디클로로아닐린) ("MDCA"); 4,4'-디아미노-3,3'-디에틸-5,5'-디메틸 디페닐메탄, 2,2',3,3'-테트라클로로-디아미노-디페닐메탄; 트리메틸렌 글리콜 디-p-아미노벤조에이트; 및 이들의 혼합물을 포함한다. 바람직하게는, 디아민 경화제는 3,5-디메틸티오-2,4-톨루엔디아민 및 그 이성질체로부터 선택된다.
경화제는 또한 디올, 트리올, 테트라올 및 하이드록시-종결 경화제를 포함할 수 있다. 적합한 디올, 트리올, 및 테트라올 그룹은 에틸렌 글리콜; 디에틸렌 글리콜; 폴리에틸렌 글리콜; 프로필렌 글리콜; 폴리프로필렌 글리콜; 저급 분자량 폴리테트라메틸렌 에테르 글리콜; 1,3-비스-(2-하이드록시에톡시)벤젠; 1,3-비스-[2-(2-하이드록시에톡시)에톡시]벤젠; 1,3-비스-{2-[2-(2-하이드록시에톡시)에톡시]에톡시}벤젠; 1,4-부탄디올; 1,5-펜탄디올; 1,6-헥산디올; 레졸시놀-디-(베타-하이드록시에틸)에테르; 하이드로퀴논-디-(베타-하이드록시에틸)에테르; 및 이들의 혼합물을 포함한다. 바람직한 하이드록시 종결 경화제는 1,3-비스(2-하이드록시에톡시)벤젠; 1,3-비스-[2-(2-하이드록시에톡시)에톡시]벤젠; 1,3-비스-{2-[2-(2 하이드록시에톡시)에톡시]에톡시}벤젠; 1,4-부탄디올; 및 이들의 혼합물을 포함한다. 하이드록시-종결 및 디아민 경화제는 하나 이상의 포화, 불포화, 방향족, 및 사이클릭 그룹을 포함할 수 있다. 추가로, 하이드록시-종결 및 디아민 경화제는 하나 이상의 할로겐 그룹을 포함할 수 있다.
바람직하게는, 본 발명의 연마 층 분석기는 시퀀서; 빔을 방출하는 광원; 광 검출기; 상기 검출기에 연결된 디지털 이미지 데이타 획득 장치; 및 상기 디지털 이미지 데이타 확득 장치에 연결된 이미지 데이타 처리 유닛을 추가로 포함하는데, 상기 시퀀서는 매거진으로부터 복수의 척을 빼내고 한번에 하나씩 상기 광원과 상기 광 검출기 사이에 끼인 위치로 이동시키도록 구성되고, 상기 광원으로부터 방출된 빔은 상기 중심 투명 부분을 통과하여 상기 충돌 표면 상에 충돌하도록 배향되고, 상기 광 검출기는 상기 중심 투명 부분 및 두께 Ts를 통하여 및 상기 전달 표면 밖으로 전달되는 빔으로부터 전달된 빛을 검출하도록 배향되고, 상기 광 검출기는 전달된 빛의 세기를 전기 신호로 전환시키도록 구성되고, 상기 광 검출기에 연결된 상기 디지털 이미지 데이타 획득 장치는 상기 광 검출기로부터의 전기 신호를 디지털 신호로 전환시키도록 구성되고, 상기 디지털 이미지 데이타 획득 장치에 연결된 이미지 데이타 처리 유닛은 상기 디지털 이미지 데이타 획득 장치로부터의 디지털 신호를 처리하여 대량의 불균일을 검출하고 폴리머 시트를 화학적 기계적 연마 패드 내 연마 층으로의 사용에 대해 허용가능하거나 또는 불량의심인 것으로 분류하고, 상기 복수의 폴리머 시트는 허용가능한 시트 집단 및 불량의심 시트 집단으로 나눠진다.
바람직하게는, 상기 시퀀서는 매거진으로부터 척을 로딩하고 빼내도록 구성된다. 바람직하게는, 상기 시퀀서는 매거진으로부터 척을 한번에 하나씩 로딩하고 빼내도록 구성된다. 바람직하게는, 상기 시퀀서는 연합된 폴리머 시트를 갖는 척을 한번에 하나씩 광원과 광 검출기 사이에 끼인 위치로 이동시키고, 연합된 폴리머 시트를 갖는 척을 한번에 하나씩 매거진으로 다시 반송시키도록 추가로 구성된다. 바람직하게는, 상기 시퀀서는 적어도 하나의 선형 모터를 포함한다. 더 바람직하게는, 상기 시퀀서는 ≤ 1 μm의 선형 눈금 해상도를 갖는 적어도 하나의 선형 모터를 포함한다.
바람직하게는, 광원은 빔을 방출한다. 바람직하게는, 광원에 의해 방출된 빔은 가시, 자외선 및 적외선 영역 중 적어도 하나로부터 선택된 파장을 포함하는 방출 스펙트럼을 나타낸다. 바람직하게는, 광원은 넓은 대역 광원 (예를 들면, 백색 광원) 및 좁은 대역 광원 (예를 들면, 좁은 대역 청색 광원)으로부터 선택된다. 더 바람직하게는, 광원은 좁은 대역 청색 광원이다. 더욱 더 바람직하게는, 광원은 460 내지 490 nm (바람직하게는, 460 내지 480 nm; 더 바람직하게는, 460 내지 470; 가장 바람직하게는, 463 내지 467 nm)의 피크 파장 및 ≤ 50 nm (바람직하게는, ≤ 40 nm; 더 바람직하게는, ≤ 35 nm; 가장 바람직하게는, ≤ 30nm)의 반치전폭, FWHM을 갖는 방출 스펙트럼을 나타내는 빔을 방출하는 좁은 대역 청색 광원이다. 당업자는 원하는 영역 내 방출 스펙트럼을 갖는 빔을 제공하도록 적절한 광원을 선택할 수 있을 것이다. 바람직하게는, 본 발명의 방법에서, 자동화된 검사 시스템은 발광 다이오드인 광원을 포함한다.
바람직하게는, 광 검출기는 폴리머 시트의 두께, Ts를 통하여 및 전달 표면 밖으로 전달되는 빔으로부터 전달된 빛의 적어도 하나의 검출가능한 특성을 전환시킬 수 있다. 더 바람직하게는, 광 검출기는 폴리머 시트의 두께, Ts를 통하여 및 전달 표면 밖으로 전달되는 빔으로부터 전달된 빛의 세기를 전환시킬 수 있다. 가장 바람직하게는, 광 검출기는 폴리머 시트의 두께, Ts를 통하여 및 전달 표면 밖으로 전달되는 빔으로부터 전달된 빛의 세기 및 파장 스펙트럼을 전환시킬 수 있다. 바람직하게는, 광 검출기는 광전기 전환 장치인데, 이것은 이 장치 위로 전달된 입사 광의 적어도 하나의 검출가능한 특성을 전기 신호로 전환시킨다. 바람직하게는, 광 검출기는 전하 결합 장치 (CCD)의 어레이이다. 바람직하게는, 사용된 전하 결합 장치 (CCD)는 단색 및 색채 CCD로부터 선택된다. 더 바람직하게는, 광 검출기는 적어도 5 (가장 바람직하게는 적어도 8) 광전기 전환 장치의 어레이를 포함한다. 가장 바람직하게는, 광 검출기는 ≤ 20 μm (바람직하게는, ≤ 16 μm)의 해상도 및 ≥ 100 mm (바람직하게는, ≥ 120 mm)의 시야각을 갖는 적어도 8 전하 결합 장치 (CCD) 이미지 센서의 어레이를 포함한다.
바람직하게는, 상기 디지털 이미지 데이타 획득 장치는 광 검출기로부터의 전기 신호 출력을 디지털 신호로 전환시킨다. 본 발명과 함께 사용하기에 적합한 디지털 이미지 데이타 획득 장치는 당해기술에 널리 공지되어 있다.
폴리머 미량요소 복합체를 포함하는 폴리머 시트의 불균일한 조성적 특성은 비실제적인 가설 표준 시트를 참고한다. 즉, 그와 같은 폴리머 시트 내 다양한 무해한 제조 가공물의 존재는, 화학적 기계적 연마 패드 내 연마 층으로 포함시키기 위해 폴리머 시트를 검사하는 자동화 시스템에서의 사용에 대해 효과적이지 않은 표준 값과 간단히 그레이 스케일 비교하게 한다.
본 발명과 함께 사용하기에 적합한 일반 목적 및 특수 목적의 이미지 데이타 처리 유닛이 당해기술에 널리 공지되어 있다. 바람직하게는, 본 발명에 사용된 자동화된 검사 시스템 내 이미지 데이타 처리 유닛은 비휘발성 데이타 보관 유닛에 연결된 중앙 처리 유닛을 포함한다.
바람직하게는, 상기 중앙 처리 유닛은 하나 이상의 사용자 입력 인터페이스 제어기 (예를 들면, 마우스, 키보드) 및 적어도 하나의 출력 디스플레이에 추가로 연결된다.
바람직하게는, 이미지 데이타 처리 유닛은 폴리머 시트 내 대량의 불균일을 검출하도록 및 상기 폴리머 시트가 허용가능하거나 불량의심으로 분류되도록 구성된다. 바람직하게는, 폴리머 시트의 허용가능하거나 불량의심으로의 분류는 품질 관리 기준 메뉴를 기초로 이미지 데이타 처리 유닛에 의해 수행된다. 예를 들면, 밀도 결함, 공기 홀 결함 및 함유 결함을 포함하는 다양한 결함이 폴리머 시트의 제작 동안 나타날 수 있다. 이러한 결함 중 임의 하나 또는 조합체가 전달 표면의 영향받는(affected) 부분의 크기에 따라서 폴리머 시트 내 대량의 불균일을 구성할 수 있음을 주지하기 바란다. 다양한 결함 유형이 광 검출기에 상이하게 제공될 것임을 주지하기 바란다. 밀도 결함 및 공기 홀에 대하여, 결함 영역은 폴리머 시트의 둘러싸는 영역보다 더 투명할 것이다. 함유 결함에 대하여, 결함 영역은 폴리머 시트의 둘러싸는 영역보다 덜 투명할 것이다. 그와 같은 결함이 허용가능한 지는, 예를 들면 폴리머 시트를 포함하는 화학적 기계적 연마 패드가 연마를 위해 작업될 기판을 포함하는 다수의 조건에 따른다. 특정 기판은 다른 것들보다 더욱 정교하므로, 연마를 위해 제작된 화학적 기계적 연마 패드 내 연마 층으로서 사용되는 폴리머 시트의 불균일에 대한 더욱 엄격한 관리가 필요하다.
바람직하게는, 본 발명의 연마 층 분석기에서, 이미지 데이타 처리 유닛은 비휘발성 메모리 중에 적어도 하나의 불량의심 시트의 맵을 생성시키고 보관하도록 바람직하게는 추가로 구성되는데, 상기 불량의심 시트 집단은 적어도 하나의 불량의심 시트를 포함하고, 상기 적어도 하나의 불량의심 시트는 적어도 하나의 검출된 대량의 불균일을 함유하고, 상기 적어도 하나의 검출된 대량의 불균일에 대한 위치가 결정된다.
바람직하게는, 본 발명의 연마 층 분석기에서, 이미지 데이타 처리 유닛은 비휘발성 메모리 중에 적어도 하나의 불량의심 시트의 맵을 생성시키고 보관하도록 바람직하게는 추가로 구성되는데, 상기 불량의심 시트 집단은 적어도 하나의 불량의심 시트를 포함하고, 상기 적어도 하나의 불량의심 시트는 적어도 하나의 검출된 대량의 불균일을 함유하고, 상기 적어도 하나의 검출된 대량의 불균일에 대한 위치가 결정되며, 상기 분석기는 선택 시트의 이미지가 이 위에 디스플레이되는 디스플레이를 추가로 포함한다. 디스플레이 상의 선택 시트의 디스플레이된 이미지는 선택 시트의 전달 표면 전체의 이미지일 수 있다. 바람직하게는, 선택 시트의 이미지는 적어도 하나의 검출된 대량의 불균일의 확대를 보여주는 부분 이미지이다. 바람직하게는, 디스플레이 상에 디스플레이된 선택 시트의 부분 이미지는 대량의 불균일 전체 및 선택 시트의 전달 표면의 둘러싸는 영역을 포함한다. 바람직하게는, 디스플레이 상에 디스플레이된 선택 시트의 부분 이미지는, 디스플레이된 이미지의 세부항목을 향상시키도록 확대되어 선택 시트의 시각적 검사를 용이하게 할 수 있다.
바람직하게는, 화학적 기계적 연마 패드 내 연마 층으로 사용되는 폴리머 시트를 분석하는 본 발명의 방법은,
- 복수의 폴리머 시트를 제공하는 단계로서, 상기 복수의 폴리머 시트에서 각각의 폴리머 시트는, (i) 폴리머 및 복수의 미량요소를 포함하는 폴리머 미량요소 복합체를 포함하고 상기 복수의 미량요소는 폴리머 중에 분산되며 (ii) 전달 표면, 충돌 표면, 및 상기 전달 표면과 상기 충돌 표면 사이의 두께 Ts를 가지며, 상기 전달 표면 및 충돌 표면이 실질적으로 평행한, 단계;
- 매거진, 복수의 척, 빔을 방출하는 광원, 광 검출기, 디지털 이미지 데이타 획득 장치, 및 이미지 데이타 처리 장치를 포함하는 연마 층 분석기를 제공하는 단계로서, 상기 복수의 척에서 각각의 척이, (a) 상부 표면, 하부 표면 및 주변 가장자리를 갖는 중심 투명 부분; 및 상기 중심 투명 부분의 주변 가장자리를 둘러싸는 홀딩 영역을 포함하고, 상기 상부 표면은 하부 표면과 실질적으로 평행하고, 상부 표면은 실질적으로 매끄럽고, 상기 홀딩 영역은 접촉 표면, 복수의 동심형 홈, 및 복수의 진공 포트를 포함하고, 상기 복수의 진공 포트는 상기 복수의 동심형 홈으로의 진공의 적용을 용이하게 하도록 복수의 동심형 홈과 소통되며, 상기 접촉 표면은 상기 중심 투명 부분의 상부 표면과 실질적으로 평면을 이루며, 상기 복수의 동심형 홈은 홈 폭, W 및 홈 피치, P를 가지며, 여기서 W ＜ P이고; (b) 상기 중심 투명 부분의 상부 표면에 대하여 실질적으로 평탄한 상기 복수의 폴리머 시트로부터 하나의 폴리머 시트를 홀딩하도록 구성되는, 단계;
- 상기 복수의 폴리머 시트를 상기 복수의 척과 짝지어서 복수의 시트끼워진 척을 제공하는 단계로서, 연합된 폴리머 시트의 충돌 표면이 상기 상부 표면에 대하여 실질적으로 평탄하게 홀딩되도록, 상기 복수의 시트끼워진 척에서 각각의 시트끼워진 척이 홀딩 영역에 의해 그곳에 홀딩된 연합된 폴리머 시트를 포함하는, 단계; 및
- 상기 복수의 시트끼워진 척을 한 번에 하나씩 상기 광원과 상기 광 검출기 사이로 이동시키는 단계로서, 상기 광원으로부터 방출된 빔은 상기 중심 투명 부분을 통과하여 상기 충돌 표면 상에서 충돌하도록 배향되고, 상기 광 검출기는 상기 중심 투명 부분 및 두께 Ts를 통하여 및 상기 전달 표면 밖으로 전달되는 빔으로부터 전달된 빛을 검출하도록 배향되고, 상기 전달된 빛은 적어도 하나의 검출가능한 특징을 가지며, 상기 적어도 하나의 검출가능한 특징은 전달된 빛의 세기를 포함하고, 상기 전달된 빛의 세기는 광 검출기에 의해 전기 신호로 전환되고, 상기 광 검출기로부터의 전기 신호가 상기 디지털 이미지 데이타 획득 장치에 의해서 디지털 신호로 전환되고, 상기 디지털 이미지 데이타 획득 장치로부터의 디지털 신호가 상기 이미지 데이타 처리 유닛에 의해서 처리되고, 상기 이미지 데이타 처리 유닛은 대량의 불균일을 검출하고 폴리머 시트를 허용가능하거나 또는 불량의심인 것으로 분류하며, 상기 복수의 폴리머 시트가 허용가능한 시트 집단 및 불량의심 시트 집단으로 나눠지는, 단계를 포함한다.
바람직하게는, 화학적 기계적 연마 패드 내 연마 층으로서 사용되는 폴리머 시트를 분석하는 본 발명의 방법에서, 상기 연마 층 분석기는 복수의 시트끼워진 척을 홀딩, 보관 및 분배하도록 설계된 매거진을 포함한다. 바람직하게는, 상기 매거진은 시트끼워진 복수의 척을 홀딩, 보관 및 분배하도록 설계되는데, 각각의 시트끼워진 척은, 결합된 폴리머 시트의 충돌 표면이 상부 표면에 대하여 실질적으로 평탄하게 홀딩되도록, 홀딩 영역에 의해 그곳에 홀딩된 결합된 폴리머 시트를 포함한다. 바람직하게는, 상기 매거진은 적어도 10개의 시트끼워진 척 (더 바람직하게는, 적어도 15개의 시트끼워진 척; 더욱 더 바람직하게는 적어도 20개의 시트끼워진 척; 가장 바람직하게는, 적어도 30개의 시트끼워진 척)을 홀딩하기 위한 설계 용량을 갖는다. 상기 매거진 설계 용량에 의해 조작자는 복수의 시트끼워진 척을 연마 층 분석기 내로 로딩할 수 있다. 일단 복수의 시트끼워진 척이 매거진 내로 로딩되기만 하면, 연마 층 분석기가 복수의 척과 짝지어진 복수의 폴리머 시트를 허용가능하거나 불량의심으로 분류하는 동안, 조작자는 다른 작업을 수행할 수 있다.
바람직하게는, 화학적 기계적 연마 패드 내 연마 층으로 사용되는 폴리머 시트를 분석하는 본 발명의 방법에서, 복수의 척에서 각각의 척 (200)은 중심 투명 부분 (220)의 주변 가장자리 (235)를 둘러싸는 홀딩 영역 (240)을 갖는데, 상기 홀딩 영역 (240)은 접촉 표면 (245), 복수의 동심형 홈 (250), 및 복수의 진공 포트 (260)를 가지며, 각각의 동심형 홈 (250)은 한 쌍의 측벽 (255) 및 기부 (253)를 갖는다. 더 바람직하게는, 각각의 척 (200)은 중심 투명 부분 (220)의 주변 가장자리 (235)를 둘러싸는 홀딩 영역 (240)을 갖는데, 상기 홀딩 영역 (240)은 접촉 표면 (245), 복수의 동심형 홈 (250), 및 복수의 진공 포트 (260)를 가지며, 각각의 동심형 홈 (250)은 한 쌍의 측벽 (255) 및 기부 (253)를 가지며, 각각의 측벽 (255)은 접촉 표면 (245)과 실질적으로 수직이다.
바람직하게는, 화학적 기계적 연마 패드 내 연마 층으로 사용되는 폴리머 시트를 분석하는 본 발명의 방법에서, 연마 층 분석기는 시퀀서를 추가로 포함하는데, 상기 시퀀서는 매거진으로부터 시트끼워진 척을 로딩하고 빼내도록 구성된다. 바람직하게는, 상기 시퀀서는 매거진으로부터 한번에 하나씩 시트끼워진 척을 로딩하고 빼내도록 구성된다. 바람직하게는, 상기 시퀀서는 시트끼워진 척을 한번에 하나씩 상기 광원과 상기 광 검출기 사이에 끼인 위치로 이동시키고 시트끼워진 척을 한번에 하나씩 매거진으로 다시 반송시키도록 추가로 구성된다. 바람직하게는, 상기 시퀀서는 적어도 하나의 선형 모터를 포함한다. 더 바람직하게는, 상기 시퀀서는 ≤ 1 μm의 선형 눈금 해상도를 갖는 적어도 하나의 선형 모터를 포함한다.
바람직하게는, 화학적 기계적 연마 패드 내 연마 층으로 사용되는 폴리머 시트를 분석하는 본 발명의 방법에서, 연마 층 분석기는 시퀀서를 추가로 포함하는데, 상기 시퀀서는 매거진으로부터 시트끼워진 척을 빼내고 한번에 하나씩 상기 광원과 상기 광 검출기 사이에 끼인 위치로 이동시키도록 구성되며, 상기 광원으로부터 방출된 빔은 시트끼워진 척의 중심 투명 부분을 통과하고 결합된 폴리머 시트의 충돌 부분 상에서 충돌하도록 배향되고, 상기 광 검출기는 두께 Ts를 통하여 및 상기 전달 표면 밖으로 전달되는 빔으로부터 전달된 빛을 검출하도록 배향되고, 상기 광 검출기는 전달된 빛의 세기를 전기 신호로 전환시키도록 구성되고, 상기 광 검출기에 연결된 상기 디지털 이미지 데이타 획득 장치는 상기 광 검출기로부터의 전기 신호를 디지털 신호로 전환시키도록 구성되고, 상기 디지털 이미지 데이타 획득 장치에 연결된 이미지 데이타 처리 유닛은 상기 디지털 이미지 데이타 획득 장치로부터의 디지털 신호를 처리하여 대량의 불균일을 검출하고 폴리머 시트를 화학적 기계적 연마 패드 내 연마 층으로의 사용에 대해 허용가능하거나 또는 불량의심인 것으로 분류하고, 상기 복수의 폴리머 시트는 허용가능한 시트 집단 및 불량의심 시트 집단으로 나눠진다.
바람직하게는, 화학적 기계적 연마 패드 내 연마 층으로 사용되는 폴리머 시트를 분석하는 본 발명의 방법에서, 광원은 빔을 방출한다. 바람직하게는, 상기 광원에 의해 방출된 빔은 가시, 자외선 및 적외선 영역 중 적어도 하나로부터 선택된 파장을 포함하는 방출 스펙트럼을 나타낸다. 바람직하게는, 광원은 넓은 대역 광원 (예를 들면, 백색 광원) 및 좁은 대역 광원 (예를 들면, 좁은 대역 청색 광원)으로부터 선택된다. 더 바람직하게는, 광원은 좁은 대역 청색 광원이다. 더욱 더 바람직하게는, 광원은 460 내지 490 nm (바람직하게는, 460 내지 480 nm; 더 바람직하게는, 460 내지 470; 가장 바람직하게는, 463 내지 467 nm)의 피크 파장 및 ≤ 50 nm (바람직하게는, ≤ 40 nm; 더 바람직하게는, ≤ 35 nm; 가장 바람직하게는, ≤ 30nm)의 반치전폭, FWHM을 갖는 방출 스펙트럼을 나타내는 빔을 방출하는 좁은 대역 청색 광원이다. 당업자는 원하는 영역 내 방출 스펙트럼을 갖는 빔을 제공하도록 적절한 광원을 선택할 수 있을 것이다. 바람직하게는, 본 발명의 방법에서, 자동화된 검사 시스템은 발광 다이오드인 광원을 포함한다.
바람직하게는, 화학적 기계적 연마 패드 내 연마 층으로 사용되는 폴리머 시트를 분석하는 본 발명의 방법에서, 광 검출기는 폴리머 시트의 두께, Ts를 통하여 및 전달 표면 밖으로 전달되는 빔으로부터 전달된 빛의 적어도 하나의 검출가능한 특성을 전환시킬 수 있다. 더 바람직하게는, 화학적 기계적 연마 패드 내 연마 층으로 사용되는 폴리머 시트를 분석하는 본 발명의 방법에서, 광 검출기는 폴리머 시트의 두께, Ts를 통하여 및 전달 표면 밖으로 전달되는 빔으로부터 전달된 빛의 세기를 전환시킬 수 있다. 가장 바람직하게는, 화학적 기계적 연마 패드 내 연마 층으로 사용되는 폴리머 시트를 분석하는 본 발명의 방법에서, 광 검출기는 폴리머 시트의 두께, Ts를 통하여 및 전달 표면 밖으로 전달되는 빔으로부터 전달된 빛의 세기 및 파장 스펙트럼을 전환시킬 수 있다. 바람직하게는, 광 검출기는 광전기 전환 장치인데, 이것은 이 위로 전달된 입사 광의 적어도 하나의 검출가능한 특성을 전기 신호로 전환시킨다. 바람직하게는, 광 검출기는 전하 결합 장치 (CCD)의 어레이이다. 바람직하게는, 사용된 전하 결합 장치 (CCD)는 단색 및 색채 CCD로부터 선택된다. 더 바람직하게는, 광 검출기는 적어도 5 (가장 바람직하게는 적어도 8) 광전기 전환 장치의 어레이를 포함한다. 가장 바람직하게는, 광 검출기는 ≤ 20 μm (바람직하게는, ≤ 16 μm)의 해상도 및 ≥ 100 mm (바람직하게는, ≥ 120 mm)의 시야각을 갖는 적어도 8 전하 결합 장치 (CCD) 이미지 센서의 어레이를 포함한다.
디지털 이미지 데이타 획득 장치는 광 검출기로부터의 전기 신호 출력을 디지털 신호로 전환시킨다. 본 발명과 함께 사용하기에 적합한 디지털 이미지 데이타 획득 장치는 당해기술에 널리 공지되어 있다.
폴리머 미량요소 복합체를 포함하는 폴리머 시트의 불균일한 조성적 특성은 비실제적인 가설 표준 시트를 참고한다. 즉, 그와 같은 폴리머 시트 내 다양한 무해한 제조 가공물의 존재는, 화학적 기계적 연마 패드 내 연마 층으로 포함시키기 위해 폴리머 시트를 검사하는 자동화 시스템에서의 사용에 대해 효과적이지 않은 표준 값과 간단히 그레이 스케일 비교하게 한다.
본 발명과 함께 사용하기에 적합한 일반 목적 및 특수 목적의 이미지 데이타 처리 유닛은 당해기술에 널리 공지되어 있다. 바람직하게는, 본 발명의 방법에 사용된 자동화된 검사 시스템 내 이미지 데이타 처리 유닛은 비휘발성 데이타 보관 유닛에 연결된 중앙 처리 유닛을 포함한다.
바람직하게는, 상기 중앙 처리 유닛은 하나 이상의 사용자 입력 인터페이스 제어기 (예를 들면, 마우스, 키보드) 및 적어도 하나의 출력 디스플레이에 추가로 연결된다.
바람직하게는, 이미지 데이타 처리 유닛은 폴리머 시트 내 대량의 불균일을 검출하도록 및 상기 폴리머 시트가 허용가능하거나 불량의심인 것으로 분류되도록 구성된다. 바람직하게는, 폴리머 시트의 허용가능하거나 불량의심인 것으로의 분류는 품질 관리 기준 메뉴를 기초로 이미지 데이타 처리 유닛에 의해서 수행된다. 예를 들면, 밀도 결함, 공기 홀 결함 및 함유 결함을 포함하는 다양한 결함이 폴리머 시트의 제작 동안 나타날 수 있다. 이러한 결함 중 임의 하나 또는 결함의 조합체는 전달 표면의 영향받는 부분의 크기에 따라서 폴리머 시트 내 대량의 불균일을 구성할 수 있음을 주지하기 바란다. 다양한 결함 유형이 광 검출기에 상이하게 제공될 것임을 주지하기 바란다. 밀도 결함 및 공기 홀에 대하여, 결함 영역은 폴리머 시트의 둘러싸는 영역보다 더 투명할 것이다. 함유 결함에 대하여, 결함 영역은 폴리머 시트의 둘러싸는 영역보다 덜 투명할 것이다. 그와 같은 결함이 허용가능한지는, 예를 들면 폴리머 시트가 포함되는 화학적 기계적 연마 패드가 연마를 위해 작업될 기판을 포함하는 다수의 조건에 따른다. 특정 기판은 다른 것들보다 더욱 정교하므로, 연마를 위해 제작된 화학적 기계적 연마 패드 내 연마 층으로서 사용되는 폴리머 시트의 불균일에 대한 더욱 엄격한 관리가 필요하다.
바람직하게는, 화학적 기계적 연마 패드 내 연마 층으로 사용되는 폴리머 시트를 분석하는 본 발명의 방법에서, 불량의심 시트 집단은 적어도 하나의 불량의심 시트를 포함하고, 상기 적어도 하나의 불량의심 시트는 적어도 하나의 검출된 대량의 불균일을 함유하고, 이미지 데이타 처리 유닛은 비휘발성 메모리 중에 적어도 하나의 불량의심 시트의 맵을 생성시키고 보관하도록 바람직하게는 추가로 구성되며, 여기서 상기 적어도 하나의 검출된 대량의 불균일의 위치가 결정된다.
바람직하게는, 화학적 기계적 연마 패드 내 연마 층으로 사용되는 폴리머 시트를 분석하는 본 발명의 방법에서, 불량의심 시트 집단은 적어도 하나의 불량의심 시트를 포함하고, 상기 적어도 하나의 불량의심 시트는 적어도 하나의 검출된 대량의 불균일을 함유하고, 상기 방법은 불량의심 시트 집단으로부터 선택 시트를 선택하는 단계를 추가로 포함하는데, 여기서 이미지 데이타 처리 유닛은 비휘발성 메모리 중에 적어도 하나의 불량의심 시트의 맵을 생성시키고 보관하도록 바람직하게는 추가로 구성되며, 여기서 상기 적어도 하나의 검출된 대량의 불균일 위치가 결정된다.
바람직하게는, 화학적 기계적 연마 패드 내 연마 층으로 사용되는 폴리머 시트를 분석하는 본 발명의 방법에서, 불량의심 시트 집단은 적어도 하나의 불량의심 시트를 포함하고, 상기 적어도 하나의 불량의심 시트는 적어도 하나의 검출된 대량의 불균일을 함유하며, 상기 방법은 불량의심 시트 집단으로부터 선택 시트를 선택하는 단계를 추가로 포함하는데, 여기서 이미지 데이타 처리 유닛은 비휘발성 메모리 중에 적어도 하나의 불량의심 시트의 맵을 생성시키고 보관하도록 바람직하게는 추가로 구성되며, 여기서 상기 적어도 하나의 검출된 대량의 불균일의 위치가 결정되고, 연마 층 분석기는 선택 시트의 이미지를 그 위에 디스플레이하는 디스플레이를 추가로 포함한다. 디스플레이 상의 선택 시트의 디스플레이된 이미지는 선택 시트의 전달 표면 전체의 이미지일 수 있다. 바람직하게는, 선택 시트의 이미지는 적어도 하나의 검출된 대량의 불균일의 확대를 보여주는 부분 이미지이다. 바람직하게는, 상기 디스플레이 상에 디스플레이된 선택 시트의 부분 이미지는 선택 시트의 전달 표면의 둘러싸는 영역 및 대량의 불균일 전체를 포함한다. 바람직하게는, 디스플레이 상에 디스플레이된 선택 시트의 부분 이미지는 디스플레이된 이미지의 세부항목을 향상시키도록 확대되어 선택 시트의 시각적 검사를 용이하게 할 수 있다. 바람직하게는, 상기 본 발명의 방법은, 디스플레이 상에 디스플레이된 선택 시트의 이미지에 의해 용이해지는, 선택 시트의 시각적 검사를 수행하는 단계, 및 (i) 상기 시각적 검사를 기초로 선택 시트를 허용가능한 것으로 재분류하는데, 상기 선택 시트가 후에 허용가능한 시트 집단에 추가되는 단계, 또는 (ii) 상기 시각적 검사를 기초로 선택 시트를 결함있는 것으로 분류하는데, 상기 선택 시트가 후에 결함있는 시트 집단에 추가되는 단계를 추가로 포함한다.
바람직하게는, 화학적 기계적 연마 패드 내 연마 층으로 사용되는 폴리머 시트를 분석하는 본 발명의 방법은, 화학적 기계적 연마 패드 (110)의 연마 층 (120)을 형성시키도록 적어도 하나의 허용가능한 시트를 가공하는 단계를 추가로 포함하는데, 상기 연마 층 (120)은 기판을 연마하는데 적합하며, 상기 가공은 (a) 적어도 하나의 홈을 허용가능한 시트 내로 기계가공하여(machined) 연마용 홈 패턴을 형성시키는 것, 및 (b) 허용가능한 시트의 두께, Ts를 통하여 적어도 부분적인 방식으로 연장되는 천공을 형성시키는 것 중 적어도 하나에 의해 연마 표면 (114)을 형성시키는 것을 포함한다. 더 바람직하게는, 상기 방법은, 화학적 기계적 연마 패드 (110)의 연마 층 (120)을 형성시키도록 적어도 하나의 허용가능한 시트를 가공하는 단계를 추가로 포함하는데, 상기 연마 층 (120)은 기판을 연마하는데 적합하며, 상기 가공은 적어도 하나의 연마용 홈을 허용가능한 시트 내로 기계가공하여 연마용 홈 패턴을 형성시킴으로써 연마 표면 (114)을 형성시키는 것을 포함한다. 가장 바람직하게는, 상기 방법은 화학적 기계적 연마 패드 (110)의 연마 층 (120)을 형성시키도록 적어도 하나의 허용가능한 시트를 가공하는 단계를 추가로 포함하는데, 상기 연마 층 (120)은 기판을 연마하는데 적합하며, 상기 가공은 적어도 하나의 연마용 홈을 허용가능한 시트 내로 기계가공하여 연마용 홈 패턴을 형성시킴으로써 연마 표면 (114)을 형성시키는 것을 포함하고, 상기 연마용 홈 패턴은 기판을 연마시키는데 적합하다 (도 7 참고).
바람직하게는, 본 발명의 방법은 중심 축 (112)을 중심으로 회전시키는데 바람직하게는 적합한 화학적 기계적 연마 패드 (110)를 제공한다 (도 7 참고). 바람직하게는, 상기 적어도 하나의 연마용 홈은 연마 동안 중심 축 (112)을 중심으로 한 패드 (110)의 회전 시에, 적어도 하나의 연마용 홈이 기판 위를 쓸게끔 연마 표면 (114)을 형성시키도록 배열된다. 바람직하게는, 상기 적어도 하나의 연마용 홈은 곡면화된 연마용 홈, 선형 연마용 홈 및 이들의 조합체로부터 선택된다. 바람직하게는, 상기 적어도 하나의 연마용 홈은 ≥ 10 mils (바람직하게는, 10 내지 150 mils)의 깊이를 갖는다. 바람직하게는, 상기 적어도 하나의 연마용 홈은 ≥ 10 mils, ≥ 15 mils 및 15 내지 150 mils로부터 선택된 깊이; ≥ 10 mils 및 10 내지 100 mils로부터 선택된 폭; 및 ≥ 30 mils, ≥ 50 mils, 50 내지 200 mils, 70 내지 200 mils, 및 90 내지 200 mils로부터 선택된 피치의 조합을 갖는 적어도 2개의 연마용 홈을 포함하는 연마용 홈 패턴을 형성한다.
바람직하게는, 화학적 기계적 연마 패드 (110) 내로 연마 층 (120)으로 포함된 폴리머 시트는 그 내부에 혼입된 < 1 ppm 연마제 입자를 함유한다.
바람직하게는, 본 발명의 방법에서, 적어도 하나의 허용가능한 시트를 가공하는 것은, 상부 표면 (126) 및 하부 표면 (127)을 갖는 하위패드(125)를 제공하고; 접착제 (123) (바람직하게는, 상기 접착제는 감압성 접착제, 핫 멜트 접착제 및 접촉식 접착제 중 적어도 하나로부터 선택되고; 더 바람직하게는, 상기 접착제는 감압성 접착제 및 핫 멜트 접착제로부터 선택되고; 가장 바람직하게는, 상기 접착제는 핫 멜트 접착제임)를 제공하고; 접착제 (123)를 사용하여 하위패드(125)의 상부 표면 (126)을 연마 층 (120)의 기부 표면 (117)에 적층시키는 것을 추가로 포함한다 (도 7 참고).
바람직하게는, 본 발명의 방법에서, 기판을 연마시키는데 적합한, 화학적 기계적 연마 패드 (110)의 연마 층 (120)을 형성시키도록 적어도 하나의 허용가능한 시트를 가공하는 것은, 하위패드(125)의 하부 표면 (127)에 적용된 감압성 플래튼(platen) 접착 층 (170)을 제공하는 것을 추가로 포함한다.
바람직하게는, 본 발명의 방법에서, 기판을 연마시키는데 적합한, 화학적 기계적 연마 패드 (110)의 연마 층 (120)을 형성시키도록 적어도 하나의 허용가능한 시트를 가공하는 것은, 하위패드(125)의 하부 표면 (127)에 적용된 감압성 플래튼 접착 층 (170)을 제공하고, 상기 감압성 플래튼 접착 층 (170) 위에 적용된 릴리즈 라이너(release liner)(175)를 제공하는 것을 추가로 포함하며, 상기 감압성 플래튼 접착 층 (170)은 하위패드(125)의 하부 표면 (127)과 릴리즈 라이너 (175) 사이에 끼인다 (도 7 참고).
본 발명의 화학적 기계적 연마 패드 (110) 내로 하위패드(125)의 포함은 특정의 연마 응용예에 대해서 바람직하다. 당업자는 의도된 연마 공정에 사용되는 하위패드(125)에 대해 적절한 구성 물질 및 하위패드 두께, T B 의 선택을 알고 있을 것이다. 바람직하게는, 하위패드 (150)는 ＞ 15 mils (더 바람직하게는, 30 내지 100 mils; 가장 바람직하게는 30 내지 75 mils)의 평균 하위패드 두께, T B-평균 을 갖는다.
바람직하게는, 접착제 (123)는 감압성 접착제, 반응성 핫 멜트 접착제, 접촉식 접착제 및 이들의 조합체로 이루어지는 그룹으로부터 선택된다. 더 바람직하게는, 접착제 (123)는 감압성 접착제 및 반응성 핫 멜트 접착제로 이루어지는 그룹으로부터 선택된다. 가장 바람직하게는, 접착제 (123)는 반응성 핫 멜트 접착제이다.
바람직하게는, 본 발명의 방법에서, 기판을 연마시키는데 적합한, 화학적 기계적 연마 패드 (110)의 연마 층 (120)을 형성시키도록 적어도 하나의 허용가능한 시트를 가공하는 것은, 연마 층 (120) 및 감압성 플래튼 접착 층 (170)과 접하며 이들 사이에 낀 적어도 하나의 추가 층 (도시되지 않음)을 제공하는 것을 추가로 포함한다. 상기 적어도 하나의 추가 층 (도시되지 않음)은 추가 층 접착제 (도시되지 않음)를 사용하여 화학적 기계적 연마 층 (110) 내로 포함될 수 있다. 상기 추가 층 접착제는 감압성 접착제, 반응성 핫 멜트 접착제, 접촉식 접착제 및 이들의 조합체로부터 선택될 수 있다. 바람직하게는, 상기 추가 층 접착제는 핫 멜트 접착제 또는 감압성 접착제이다. 더 바람직하게는, 상기 추가 층 접착제는 핫 멜트 접착제이다.
바람직하게는, 본 발명의 방법은, 자기 기판, 광학 기판 및 반도체 기판 중 적어도 하나로부터 선택된 기판의 연마를 용이하게 하도록 구체적으로 설계된 화학적 기계적 연마 패드 (110)를 제공한다. 바람직하게는, 폴리머 시트는 자기 기판, 광학 기판 및 반도체 기판 (더 바람직하게는, 반도체 기판; 가장 바람직하게는, 반도체 웨이퍼) 중 적어도 하나로부터 선택된 기판을 연마시키는데 적합하다.

Claims (10)

  1. 화학적 기계적 연마 패드에서 연마 층으로 사용되는 폴리머 시트를 분석하는 연마 층 분석기로서,
    상기 연마 층 분석기가
    매거진(magazine); 및 복수의 척(chuck)을 포함하고,
    상기 복수의 척에서 각각의 척은,
    (a) 상부 표면, 하부 표면 및 주변 가장자리를 갖는 중심 투명 부분; 및 상기 중심 투명 부분의 주변 가장자리를 둘러싸는 홀딩 영역을 포함하고, 상기 상부 표면은 상기 하부 표면과 실질적으로 평행하고, 상기 상부 표면은 실질적으로 매끄럽고, 상기 홀딩 영역은 접촉 표면, 복수의 동심형(concentric) 홈, 및 복수의 진공 포트를 포함하고, 상기 복수의 진공 포트는 상기 복수의 동심형 홈으로의 진공의 적용을 용이하게 하도록 상기 복수의 동심형 홈과 소통되며, 상기 접촉 표면은 상기 중심 투명 부분의 상기 상부 표면과 실질적으로 평면을 이루며, 상기 복수의 동심형 홈은 홈 폭 (W) 및 홈 피치, (P)를 가지며, 여기서 W ＜ P이고;
    (b) 상기 중심 투명 부분의 상기 상부 표면에 대하여 실질적으로 평탄한 폴리머 시트를 홀딩하도록 구성되며, 상기 폴리머 시트는 (i) 폴리머 및 복수의 미량요소(microelement)를 포함하는 폴리머 미량요소 복합체를 포함하고, 상기 복수의 미량 원소는 상기 폴리머 중에 분산되며, (ii) 전달 표면, 충돌 표면, 및 상기 전달 표면과 상기 충돌 표면 사이의 두께 (Ts)를 가지며, 상기 전달 표면 및 상기 충돌 표면은 실질적으로 평행하고,
    상기 매거진은 상기 복수의 척을 보관하는 능력을 가지며,
    상기 매거진은 복수의 폴리머 시트의 분석을 용이하게 하기 위해 상기 복수의 척을 로딩, 보관 및 분배하도록 설계되는, 연마 층 분석기.
  2. 제1항에 있어서,
    시퀀서(sequencer);
    빔을 방출하는 광원;
    광 검출기;
    상기 광 검출기에 연결된 디지털 이미지 데이타 획득 장치; 및
    상기 디지털 이미지 데이타 획득 장치에 연결된 이미지 데이타 처리 유닛을 추가로 포함하며,
    상기 시퀀서가 상기 매거진으로부터 상기 복수의 척을 빼내고 한번에 하나씩 상기 광원과 상기 광 검출기 사이에 끼인 위치로 이동시키도록 구성되고; 상기 광원으로부터 방출된 빔은 상기 중심 투명 부분을 통과하여 상기 충돌 표면 상에 충돌하도록 배향되고; 상기 광 검출기는 상기 중심 투명 부분 및 상기 두께 (Ts)를 통하여, 그리고 상기 전달 표면 밖으로 전달되는 빔으로부터 전달된 빛을 검출하도록 배향되고; 상기 광 검출기는 전달된 빛의 세기를 전기 신호로 전환시키도록 구성되고; 상기 광 검출기에 연결된 상기 디지털 이미지 데이타 획득 장치는 상기 광 검출기로부터의 상기 전기 신호를 디지털 신호로 전환시키도록 구성되고; 상기 디지털 이미지 데이타 획득 장치에 연결된 상기 이미지 데이타 처리 유닛은, 상기 디지털 이미지 데이타 획득 장치로부터의 상기 디지털 신호를 처리하여 대량의 불균일을 검출하고, 폴리머 시트를 화학적 기계적 연마 패드 내 연마 층으로의 사용에 대해 허용가능하거나 또는 불량의심인 것으로 분류하도록 구성되고; 상기 복수의 폴리머 시트가 허용가능한 시트 집단 및 불량의심 시트 집단으로 나눠지는, 연마 층 분석기.
  3. 제2항에 있어서, 상기 시퀀서가 상기 복수의 척을 상기 매거진으로 반송시키도록 추가로 구성되는, 연마 층 분석기.
  4. 제3항에 있어서, 상기 복수의 척이 적어도 10개의 척을 포함하는, 연마 층 분석기.
  5. 제2항에 있어서, 상기 복수의 폴리머 시트의 시각적 검사를 용이하게 하는 디스플레이를 추가로 포함하는, 연마 층 분석기.
  6. 화학적 기계적 연마 패드 내 연마 층으로 사용되는 폴리머 시트의 분석 방법으로서,
    복수의 폴리머 시트를 제공하는 단계로서, 상기 복수의 폴리머 시트에서 각각의 폴리머 시트가, (i) 폴리머 및 복수의 미량요소를 포함하는 폴리머 미량요소 복합체를 포함하고 상기 복수의 미량요소는 폴리머 중에 분산되며 (ii) 전달 표면, 충돌 표면, 및 상기 전달 표면과 상기 충돌 표면 사이의 두께 (Ts)를 가지며 상기 전달 표면 및 상기 충돌 표면은 실질적으로 평행한, 단계;
    매거진, 복수의 척, 빔을 방출하는 광원, 광 검출기, 디지털 이미지 데이타 획득 장치, 및 이미지 데이타 처리 유닛을 포함하는 연마 층 분석기를 제공하는 단계로서, 상기 복수의 척에서 각각의 척이, (a) 상부 표면, 하부 표면 및 주변 가장자리를 갖는 중심 투명 부분; 및 상기 중심 투명 부분의 주변 가장자리를 둘러싸는 홀딩 영역을 포함하고, 상기 상부 표면은 상기 하부 표면과 실질적으로 평행하고, 상기 상부 표면은 실질적으로 매끄럽고, 상기 홀딩 영역은 접촉 표면, 복수의 동심형 홈, 및 복수의 진공 포트를 포함하고, 상기 복수의 진공 포트는 상기 복수의 동심형 홈으로의 진공의 적용을 용이하게 하도록 상기 복수의 동심형 홈과 소통되며, 상기 접촉 표면은 상기 중심 투명 부분의 상기 상부 표면과 실질적으로 평면을 이루며, 상기 복수의 동심형 홈은 홈 폭 (W) 및 홈 피치, (P)를 가지며, 여기서 W ＜ P이고; (b) 상기 중심 투명 부분의 상기 상부 표면에 대하여 실질적으로 평탄한 상기 복수의 폴리머 시트로부터 하나의 폴리머 시트를 홀딩하도록 구성되는, 단계;
    상기 복수의 폴리머 시트를 상기 복수의 척과 짝지어서 복수의 시트끼워진(sheeted) 척을 제공하는 단계로서, 상기 복수의 시트끼워진 척에서 각각의 시트끼워진 척이, 연합된 폴리머 시트의 상기 충돌 표면이 상기 상부 표면에 대하여 평탄하게 홀딩되도록, 상기 홀딩 영역에 의해 그곳에 홀딩된 연합된 폴리머 시트를 포함하는, 단계; 및
    상기 복수의 시트끼워진 척을 한 번에 하나씩 상기 광원과 상기 광 검출기 사이로 이동시키는 단계로서, 상기 광원으로부터 방출된 빔은 상기 중심 투명 부분을 통과하여 상기 충돌 표면 상에서 충돌하도록 배향되고, 상기 광 검출기는 상기 중심 투명 부분을 통하여 및 상기 두께 (Ts)를 통하여, 그리고 상기 전달 표면 밖으로 전달되는 빔으로부터 전달된 빛을 검출하도록 배향되는, 단계를 포함하고,
    상기 전달된 빛은 적어도 하나의 검출가능한 특성을 가지며, 상기 적어도 하나의 검출가능한 특성은 전달된 빛의 세기를 포함하고, 상기 전달된 빛의 세기는 상기 광 검출기에 의해 전기 신호로 전환되고, 상기 광 검출기로부터의 상기 전기 신호가 상기 디지털 이미지 데이타 획득 장치에 의해 디지털 신호로 전환되고, 상기 디지털 이미지 데이타 획득 장치로부터의 상기 디지털 신호가 상기 이미지 데이타 처리 유닛에 의해 처리되고, 상기 이미지 데이타 처리 유닛은 대량의 불균일을 검출하고 폴리머 시트를 허용가능하거나 또는 불량의심인 것으로 분류하며, 상기 복수의 폴리머 시트가 허용가능한 시트 집단 및 불량의심 시트 집단으로 나눠지는, 폴리머 시트의 분석 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 불량의심 시트 집단으로부터 선택 시트를 선택하는 단계를 추가로 포함하는, 폴리머 시트의 분석 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 연마 층 분석기가, 상기 선택 시트의 이미지가 그 위에 디스플레이되는 디스플레이를 추가로 포함하는, 폴리머 시트의 분석 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 선택 시트의 시각적 검사를 수행하는 단계로서, 디스플레이 상에 디스플레이된 상기 선택 시트의 이미지에 의해 용이해지는, 단계; 및
    (i) 상기 시각적 검사를 기초로 상기 선택 시트를 허용가능한 것으로 재분류하는 단계로서, 상기 선택 시트가 후에 허용가능한 시트 집단에 추가되는, 단계; 또는 (ii) 상기 시각적 검사를 기초로 상기 선택 시트를 결함있는 것으로 분류하는 단계로서, 상기 선택 시트가 후에 결함있는 시트 집단에 추가되는, 단계를 추가로 포함하는, 폴리머 시트의 분석 방법.
  10. 제6항에 있어서,
    적어도 하나의 홈을 허용가능한 시트 내로 기계가공(machining)하여, 기판을 연마시키는데 적합한 홈 패턴을 형성시킴으로써 연마 표면을 형성시키는 단계; 및
    상기 허용가능한 시트를 상기 연마 층으로서 화학적 기계적 연마 패드 내로 포함시키는 단계를 추가로 포함하는, 폴리머 시트의 분석 방법.
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