KR20210158808A - 균일 윈도우를 갖는 cmp 폴리싱 패드 - Google Patents

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KR20210158808A
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KR
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polishing
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polishing pad
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KR1020210080058A
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Inventor
마우리치오 이. 거즈만
네스터 에이. 바스퀘즈
매튜 알. 카딘스키
마이클 이. 밀스
Original Assignee
롬 앤드 하스 일렉트로닉 머티리얼스 씨엠피 홀딩스, 인코포레이티드
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Abstract

화학 기계적 폴리싱에서 유용한 폴리싱 패드가: 상단 폴리싱 표면을 가지고 폴리싱 재료를 포함하는 폴리싱 부분, 폴리싱 패드를 통한 개구부, 및 폴리싱 패드 내의 개구부 내의 투명 윈도우를 포함하고, 투명 윈도우는 폴리싱 패드에 고정되고 자기 및 광학 신호 중 적어도 하나에 투명하고, 상기 투명 윈도우는 두께 및 상단 표면을 가지고, 상단 표면은, 폴리싱 중에 폴리싱 패드 내의 공동 내로의 개선된 편향을 위한 리세스를 포함하는 패턴을 상단 표면 내에 제공하기 위해서 상호 연결된 리세스에 의해서 분리된 복수의 요소를 갖는다.

Description

균일 윈도우를 갖는 CMP 폴리싱 패드{CMP POLISHING PAD WITH UNIFORM WINDOW}
본 발명은 일반적으로 화학 기계적 폴리싱을 위한 폴리싱 패드의 분야에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 메모리 및 논리 집적 회로의 프론트 엔드 라인(FEOL) 또는 백 엔드 라인(BEOL) 공정을 비롯해, 자기, 광학, 및 반도체 기판의 화학 기계적 폴리싱에 유용한 폴리싱 구조를 갖는 화학 기계적 폴리싱 패드에 관한 것이다.
집적회로 및 기타 전자 디바이스의 제작에서, 도체, 반도체, 및 유전체 재료의 다중 층은 반도체 웨이퍼의 표면 상에 증착되고 표면으로부터 부분적으로 또는 선택적으로 제거된다. 도체, 반도체, 및 유전체 재료의 박층은 여러 증착 기술을 이용해서 증착될 수 있다. 최신 웨이퍼 공정의 일반적인 증착 기술은 특히, 스퍼터링으로도 알려진 물리 기상 증착(PVD), 화학 기상 증착(CVD), 플라즈마-강화 화학 기상 증착(PECVD), 및 전기화학 증착(ECD)을 포함한다. 통상적인 제거 기술은 습식 및 건식 에칭을 포함하며, 특히 등방성 및 이방성 에칭을 포함한다.
재료 층이 순차적으로 증착되고 제거됨에 따라, 웨이퍼의 토포그래피(topography)(즉, 최상부 표면)는 불균일해지거나 비-평면적이된다. 후속 반도체 공정(예를 들어, 포토리소그래피, 금속배선 등)은 편평한 표면을 갖는 웨이퍼를 필요로 하므로, 웨이퍼는 평탄화되어야 한다. 평탄화는 원하지 않는 표면 토포그래피 및 표면 결함, 예컨대 거친 표면, 응집된 재료, 결정 격자 손상, 스크래치, 및 오염된 층 또는 재료를 제거하는 데 유용하다. 또한, 다마신(damascene) 공정에서, 트렌치 및 비아 등의 패터닝된 에칭에 의해 생성된 리세스(recess) 지역을 충진하기 위해 재료가 증착되지만, 충전 단계가 부정확할 수 있고, 리세스의 충전 부족(underfilling)에 비해 과도 충전(overfilling)이 바람직하다. 따라서, 리세스 외측의 재료를 제거할 필요가 있다.
화학 기계적 평탄화, 또는 화학 기계적 폴리싱(CMP)는, 반도체 웨이퍼와 같은 공작물을 평탄화 또는 폴리싱하기 위해서 그리고 다마신 공정, 프론트 엔드 라인(FEOL) 공정 또는 백 엔드 라인(BEOL) 공정에서 과다 재료를 제거하기 위해서 이용되는 일반적인 기술이다. 통상적인 CMP에서, 웨이퍼 캐리어 또는 폴리싱 헤드가 캐리어 조립체에 장착된다. 폴리싱 헤드는 웨이퍼를 유지하여 웨이퍼를 CMP 장치 내의 테이블 또는 압반에 장착된 폴리싱 패드의 폴리싱 표면과 접촉되도록 배치한다. 캐리어 조립체는 웨이퍼와 폴리싱 패드 사이에 제어 가능한 압력을 제공한다. 동시에, 슬러리 또는 다른 폴리싱 매체가 폴리싱 패드 상에 분배되고 웨이퍼와 연마층 사이의 간극으로 인입된다. 폴리싱을 수행하기 위해, 폴리싱 패드 및 웨이퍼가 전형적으로 서로에 대해 회전된다. 폴리싱 패드가 웨이퍼 아래에서 회전됨에 따라, 웨이퍼는 전형적으로 환형 폴리싱 트랙, 또는 폴리싱 영역을 횡단하고, 웨이퍼의 표면은 폴리싱 층과 직접 대면된다. 웨이퍼 표면은, 폴리싱 표면과 그러한 표면 상의 폴리싱 매체(예를 들어, 슬러리)의 화학적 및 기계적 작용에 의해서, 폴리싱되고 평탄화된다.
폴리싱되는 기판 상의 다양한 양태(예를 들어, 층의 두께)의 정확한 제어가 바람직할 수 있다. 따라서, 폴리싱이 희망 레벨까지 완료된 때를 검출하기 위한 다양한 방법이 제안되어 있다. 폴리싱 패드가 종종 불투명 재료로 제조되기 때문에, 투명 윈도우가 폴리싱 패드 내에 삽입되었다. 이는, 공급원이 전자기 복사선(예를 들어, 희망 파장의 광)을 투명 윈도우를 통해서 기판을 향해서 지향시키는 그리고 센서가 웨이퍼로부터 반사된 그리고 윈도우를 역으로 통과한 전자기 복사선(예를 들어, 광)을 검출하는, 광학 검출 시스템을 가능하게 한다. 다양한 윈도우 설계가 제안되어 있다. 예를 들어, 미국 특허 7,258,602; 8,475,228; 7,429,207; 9,475,168; 7,621,798; 및 5,605,760, 그리고 JP2006021290을 참조한다. 감지를 위한 양호한 신호를 제공하는 한편, 윈도우를 폴리싱 패드 내로 삽입하는 것으로부터 발생될 수 있는 문제(예를 들어, 결함, 윈도우 편향, 유체 역학의 변화, 편향, 유체 운반 등)를 또한 관리하는 윈도우를 갖는 패드 설계가 여전히 필요하다.
반도체, 광학 또는 자기 기판의 화학 기계적 폴리싱에서 유용한 폴리싱 패드가 본원에서 개시되고, 그러한 폴리싱 패드는 홈을 포함하는 상단 폴리싱 표면, 압반에의 장착을 위한 하단 층, 및 폴리싱 재료를 갖는 폴리싱 부분; 폴리싱 패드를 통한 개구부; 및 폴리싱 패드 내의 개구부 내의 투명 윈도우를 포함하고, 투명 윈도우는 가요적이고 투명 윈도우의 하단부로부터 투명 윈도우의 상단 폴리싱 표면까지 측정되는 두께를 가지며 투명 윈도우가 압반으로부터 이격된 상태로 폴리싱 패드에 고정되어 공동을 형성하고 자기 신호 및 광학 신호 중 적어도 하나에 투명하며, 투명 윈도우는 투명 윈도우의 둘레에 위치되고 투명 윈도우의 중심을 충진하는 복수의 돌출 요소를 가지며, 복수의 돌출 요소의 상단부는 투명 윈도우의 상단 폴리싱 표면을 나타내고, 돌출 요소는 투명 윈도우의 두께의 적어도 30%의 초기 높이를 가지며, 돌출 요소는, 상단 표면 내에서 돌출 요소 패턴을 제공하기 위해서 투명 윈도우의 주변 연부까지 연장되는 상호 연결된 리세스에 의해서 분리된 상단 폴리싱 표면과 공통 평면적이며, 리세스의 대부분이 상단 폴리싱 표면 내의 홈과 부분적인 또는 완전한 오정렬을 가지고, 돌출 요소 패턴은 공동 내로 벤딩되는(bending) 투명 윈도우가 다수의 축을 중심으로 벤딩되게 하며, 축들 중 적어도 2개는 평행하지 않거나 중심 돌출 요소를 가지며, 중심 돌출 요소는, 공동 내로 하향 벤딩되는 하나 이상의 리세스에 의해서 둘러싸이고, 중심 돌출 요소는 투명 윈도우의 가장 긴 치수의 절반 미만의 폭을 가지며 그에 따라 폴리싱 중에 기판과의 접촉 압력을 감소시킨다.
윈도우와 관련된 "균일한"은, 패턴이 윈도우의 상단 표면에 걸쳐 반복된다는 것 그리고 패턴이 x 및 y 방향 모두로 동일 또는 유사하다는 것, 또는 패턴이 점 대칭 또는 실질적인 점 대칭을 갖는다는 것을 의미한다. 실질적인 점 대칭은, 대칭으로부터 적은 양 만큼 오프셋이 있을 수 있다는 것을 의미하고 - 예를 들어 윈도우의 중심점은, 윈도우에 대한 점 대칭을 제공할 수 있는 중심점으로부터, 최대 윈도우 치수(예를 들어, 높이, 폭, 직경)를 기초로 10% 미만, 5% 미만, 2% 미만 또는 1% 미만의 양만큼 오프셋될 수 있고/있거나 (2) 요소들 사이의 간격(예를 들어, 리세스 폭)이 25%까지, 10%까지, 5%까지 변경될 수 있고/있거나, (3) 요소의 치수가 약간 불균일할 수 있고, 예를 들어 반경, 길이, 또는 폭과 같은 특징부 치수가 특징부들 마다 25%까지, 20%까지, 10%까지, 5%까지, 2%까지 변경될 수 있다.
또한, 그러한 폴리싱 패드를 이용한 폴리싱 방법이 개시된다.
도 1a는 평면형 윈도우 삽입체를 갖는 종래 기술의 폴리싱 패드의 일부의 상면도이다.
도 1b는 평면 1B-1B를 따라서 취한 도 1a의 횡단면이다.
도 2는 하중 하의 패드의 불균일 변형을 도시하는 도 1에서와 같은 종래 기술의 폴리싱 패드의 횡단면이다.
도 3a는 상호 연결된 리세스의 균일 패턴을 갖는 윈도우를 포함하는 폴리싱 패드의 상면도이다.
도 3b는 평면 3B-3B를 따라서 취한 도 3a의 패드의 횡단면이다.
도 4a 및 도 4b는 각각 상호 연결된 리세스에 의해서 분리된 요소들을 갖는 직사각형 윈도우의 상면도 및 측면도를 도시한다.
도 5a 및 도 5b는 각각 상호 연결된 리세스에 의해서 분리된 요소들을 갖는 원형 윈도우의 상면도 및 측면도를 도시한다.
도 6은 윈도우의 주변부를 향해서 연장되는 리세스와 상호 연결된, 폐쇄된 곡선형 리세스(원형)를 갖는 원형 윈도우의 상면도이다.
도 7은 윈도우의 주변부를 향해서 연장되는 리세스와 상호 연결된, 폐쇄된 곡선형 리세스(타원형)를 갖는 타원형 윈도우의 상면도이다.
도 8은 그리드 라인에 의해서 상호 연결된 동심적인 리세스들을 갖는 원형 윈도우의 상면도이다.
도 9는 큰 요소에 의해서 둘러싸인 작은 리세스 및 윈도우의 주변부 주위의 리세스에 의해서 분리된 실질적으로 균일한 치수의 작은 요소를 포함하는 균일한 패턴을 갖는 원형 윈도우의 상면도이다.
도 10a는 균일하지 않은 패턴을 갖는 비교 윈도우 설계이다.
도 10b는 평면 10B-10B를 따라서 취한 도 10a의 패드의 횡단면이다.
본원에서 개시된 바와 같은 투명 윈도우는 반도체, 광학 또는 자기 기판의 화학 기계적 폴리싱에서 유용한 CMP 폴리싱 패드를 위해서 유용하다. 본 발명 전에, 당업자는, 패드가 볼록 또는 오목해지는 문제를 방지하기 위해서, 투명 윈도우가 경직적(stiff)이어야 하는 것으로 생각했다. 이러한 문제에 대한 이전의 해결책은, 투명 폴리우레탄 재료가 내크리프성(creep resistant)이 되게 하는 시도 및 압력 완화(pressure relief)를 가능하게 하는 설계를 포함하였다. 출원인은, 일련의 리세스에 의해서 분리된 돌출 요소들이, 종료점 검출을 위한 적절한 신호 강도를 희생하지 않고, 윈도우의 순응도(compliance)를 높일 수 있다는 것을 발견하였다.
폴리싱 패드는 폴리싱 부분을 포함하고, 그러한 폴리싱 부분은 상단 폴리싱 표면, 및 폴리싱 재료, 예를 들어 다공성 폴리우레탄 폴리싱 패드를 원형 스테인리스 강 압반에 장착하기 위한 하단 층을 갖는다. 상단 폴리싱 표면은, 원형, 거미줄, x-y 데카르트, 나선형 또는 다른 알려진 홈 패턴과 같은 홈을 포함한다. 투명 윈도우가 폴리싱 패드 내의 개구부 내에 고정된다. 윈도우가 제 위치에 주조되고 이어서 절단될(skive)수 있거나, 주조되고 중합체 윈도우를 중합체 패드 재료에 고정하기 위한 접착제 또는 다른 알려진 수단으로 폴리싱 패드에 고정될 수 있다.
투명 윈도우는, 투명 윈도우의 하단부로부터 투명 윈도우의 상단 폴리싱 표면까지 측정되는 두께를 갖는다. 투명 윈도우가 폴리싱 패드에 고정되고, 투명 윈도우는 압반으로부터 이격되어 공동을 형성한다. 윈도우는 자기 신호 및 광학 신호 중 적어도 하나에 대해서 투명하다. 일반적으로, 윈도우는 폴리싱 종료점을 결정하는데 유용한 파장 범위를 갖는 광에 대해서 투명하다. 공동은, 기판에 대한 힘을 감소시키기 위해서, 투명 윈도우가 하향 편향될 수 있게 한다.
투명 윈도우는 투명 윈도우의 둘레에 위치되고 투명 윈도우의 중심을 충진하는 복수의 돌출 요소를 갖는다. 복수의 돌출 요소의 상단부는 투명 윈도우의 상단 폴리싱 표면을 나타낸다. 윈도우의 상단 폴리싱 표면은 폴리싱 패드의 상단 폴리싱 표면과 정렬된다. 돌출 요소는 투명 윈도우의 두께의 적어도 30%의 초기 높이를 갖는다. 두꺼운 윈도우의 경우에, 돌출 요소는 투명 윈도우의 두께의 적어도 50%의 초기 높이를 갖는다. 이러한 높이는 리세스의 하단부로부터 돌출 요소의 상단 표면까지의 높이를 나타낸다. 돌출 요소는, 투명 윈도우의 주변 연부까지 연장되는 상호 연결된 리세스에 의해서 분리된 상단 폴리싱 표면과 공통 평면적이다. 윈도우 뒤쪽에 중실형 백킹(solid backing)이 있는 경우에, 리세스는 기판에 대한 압력을 실질적으로 증가시킬 것이다. 리세스들이 조합되어 상단 표면 내에서 돌출 요소 패턴을 제공하고, 리세스의 대부분은 상단 폴리싱 표면 내의 홈과 부분적으로 또는 완전히 오정렬된다. 전형적으로, 리세스의 적어도 80%가 상단 폴리싱 표면 내의 홈과 부분적으로 또는 완전히 오정렬된다. 일부 경우에, 모든 리세스가 상단 폴리싱 표면 내의 홈과 부분적으로 또는 완전히 오정렬된다.
제1 실시형태에서, 돌출 요소 패턴은 공동 내로 벤딩되는 투명 윈도우가 다수의 축을 중심으로 벤딩될 수 있게 하며, 축들 중 적어도 2개는 평행하지 않다. 비-평행 벤딩의 예는 x-축을 따른 벤딩 및 y-축 상의 벤딩을 포함한다. 비-평행 벤딩의 다른 예는, 돌출 요소의 육각형 조밀 팩킹 배열을 형성하는 3개의 벤딩 축이다. 다수의 축을 따른 벤딩은 폴리싱 중에 기판과의 접촉 압력 감소를 촉진한다.
제2 실시형태에서, 하나 이상의 리세스에 의해서 둘러싸인 중심 돌출 요소가 공동 내로 하향 벤딩된다. 효과적인 벤딩을 촉진하기 위해서, 중심 돌출 요소는 투명 윈도우의 가장 긴 치수의 절반 미만인 폭을 갖는다. 이는, 폴리싱 중에 기판과의 접촉 압력을 감소시키는 작용을 한다. 더 복잡한 리세스 패턴에서, 공동 내로 벤딩되는 중앙 부분을 둘 이상의 비-평행 축을 따라 벤딩시킬 수 있다.
도 1a 및 도 1b는 윈도우(4)를 갖는 종래 기술의 패드(1)를 도시한다. 폴리싱 부분(5)의 평면형 표면(3) 내에 홈(2)이 있을 수 있다. 폴리싱 부분은 하위 패드(subpad) 또는 기부 패드(6) 상의 분리된 층일 수 있다.
본원에서 개시된 폴리싱 패드는 특정 장점을 제공할 수 있다. 구체적으로, 본원에서 개시된 패드는 패드 내의 윈도우와 연관된 편향 변형과 관련된 문제 및 윈도우 주위의 유체 관리와 관련된 문제를 제거할 수 있다. 편향 문제는, 윈도우 재료와 패드의 폴리싱 부분의 재료가 상이하기(예를 들어, 계수가 상이하기) 때문에 발생될 수 있다. 폴리싱 중에 패드에 가해지는 하중에 대한 이러한 재료의 응답은 불균일한 편향을 초래할 수 있다. 예를 들어, 폴리싱 패드는 기부 패드 및 폴리싱 층에서 약 0.15 내지 0.2 GPa의 복합 영률(Young's modulus)(E)을 가질 수 있는 반면, 삽입 투명 윈도우 재료는 약 0.9 내지 1 GPa의 영률을 가질 수 있다. 예를 들어, 도 1a 및 도 1b는 평면형 윈도우(4), 폴리싱 부분(5), 및 하위 층(6)을 갖는 종래 기술의 패드(1)를 도시한다. 응력 하의 단순한 평면형 윈도우(4)의 편향을 도시하는, (실제 축척이 아니게) 도 2에 도시된 바와 같이, 패드의 폴리싱 부분(5)의 재료가 종종 더 순응적이기 때문에, 윈도우(4)는 폴리싱 중에 인접 폴리싱 재료(5)의 표면 위로 돌출될 수 있다. 이는 윈도우에 인접한 영역 내에서 치수(a)에 의해서 도시된 간극을 초래할 수 있고, 그에 따라 폴리싱 재료와 피폴리싱 기판 사이의 접촉이 양호하지 못하고, 슬러리 및 입자가 포획되어 기판에서 스크래치를 생성할 수 있다. 간극("a")은 윈도우(4)의 상단부와 폴리싱 부분(5) 사이의 높이를 나타낸다. 폴리싱 중에, 하위 패드(6)가 간극(a)의 일부를 완충시켜 제거하지만, 이러한 간극은 폴리싱 중에 심각한 문제를 나타낼 수 있다. 또한, (패드의 표면의 연마를 포함할 수 있는) 패드의 컨디셔닝 중에, 윈도우의 표면에서 상이한 마모가 발생될 수 있고, 이는, 윈도우 두께의 변동으로 인한 신호의 요동 및/또는 윈도우 박판화 및 윈도우의 천공 가능성으로 인한 패드의 조기 고장(premature failure)을 초래할 수 있다. 또한, 폴리싱 표면의 표면과 평면형인 윈도우 또는 폴리싱 표면의 표면으로부터 리세스된 윈도우의 각각은, 슬러리 및 파편이 특히 윈도우의 외부 주변부에서 윈도우 내에 수집될 수 있는, 유체 관리 문제를 제기한다. 이러한 슬러리 및 파편의 축적은 스크래치를 생성할 수 있고, 광 투과와 간섭할 수 있고 결과적으로 폴리싱 종료점의 광학 감지와 간섭할 수 있다.
이전의 제안들은 전형적으로 편향의 문제만을 또는 유체 관리의 문제만을 해결하였다.
본원에서 개시된 바와 같이 균일한 패턴을 제공하는 상호 연결된 리세스를 갖춘 윈도우를 가지는 패드는, 윈도우의 재료를 변경할 필요 없이, 윈도우의 순응도를 높일 수 있고, 그에 의해서 윈도우의 접촉 압력을 줄일 수 있다. 또한, 본원에서 개시된 바와 같은 패드의 윈도우 내의 리세스는 유체 전달을 촉진할 수 있고, 스크래치를 유발할 수 있고 종료점 광 신호와 간섭할 수 있는 슬러리 및 폴리싱 부산물이 윈도우 영역 및 인접 지역 내에 축적되는 것을 방지할 수 있다.
도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 본원에서 개시된 바와 같은 폴리싱 패드(10)는 폴리싱 부분(15)을 갖는다. 폴리싱 부분(15)은 상단 부분이고, 홈(12)을 내부에 갖는 상단 폴리싱 표면(13)을 갖는다. 도 3은 윈도우(14)의 연부 전에 종료되는 홈(12)을 도시하나, 홈(12)이 윈도우(14)의 연부까지 계속될 수 있다는 것이 또한 생각된다. 유리하게, 홈(12)이 윈도우(14)까지 연장되어, 폴리싱 패드(10) 상에서 더 일관된 유체 유동을 제공한다. 패드 상의 홈이 윈도우 내의 리세스에 정렬될 수 있다. 대안적으로, 패드 상의 홈이 윈도우 내의 리세스와 정렬되지 않거나 부분적으로 정렬될 수 있다. 전형적으로, 홈(12)의 적어도 약 80%가 폴리싱 패드(10) 상의 홈과 정렬되지 않는다. 폴리싱 패드(10)는 또한, 도 3b에 도시된 바와 같이, (기부 패드일 수 있는) 하부 층(16)을 가질 수 있다. 윈도우(14)가 패드(10) 내의 공동(17) 내에 고정되어, 종료점 검출을 위해서 이용되는 신호가 패드를 통해서 기판에 전달되게 할 수 있고 역으로 반사되게 할 수 있다. 그러나, 더 중요하게, 윈도우(14) 하단부 아래의 공동(17)은, 폴리싱 중에, 윈도우(14)의 벤딩이 윈도우(14)와 기판, 예를 들어 반도체 웨이퍼 사이의 접촉 응력을 감소시킬 수 있게 한다. 윈도우(14)는, a로부터 b까지의 윈도우(14)의 횡단면인 도 3b에 도시된 바와 같이 리세스(18)에 의해서 분리된 요소들(19)을 갖는다. 리세스(18)는 폴리싱 중에 기판에 대한 결과적인 국소적인 접촉을 증가시키나, 폴리싱 중의 공동(17) 내로의 윈도우(14)의 벤딩은 폴리싱 중에 접촉 압력을 상당히 감소시킨다. 요소(19)의 상부 표면이 상단 폴리싱 표면(13)과 공통 평면적일 수 있거나, 약간 리세스될 수 있다. 폴리싱 패드 및 기판이 폴리싱 중에 회전되기 때문에, x-축은 폴리싱 패드의 반경과 평행할 수 있고, 폴리싱 패드의 반경에 수직일 수 있고, 또는 이러한 각도들 사이의 임의의 각도를 가질 수 있다. 그러나, 전형적으로, x-축은 폴리싱 패드의 반경에 평행하고 그와 정렬된다.
본원에서 개시된 패드에서 이용될 수 있는 윈도우의 다양한 예가 도 4a, 도 4b, 도 5a, 도 5b, 도 6, 도 7, 도 8 및 도 9에 도시되어 있다. 윈도우는, 균일 패턴을 형성하는, 리세스 및 요소를 갖는다. 예를 들어, 리세스들은 요소들 주위에서 균일하게 이격되고 균일한 크기를 가질 수 있다. 요소는 균일한 크기 및 간격을 가질 수 있다. x 좌표 및 y 좌표에서 균일한 크기 및 간격이 존재할 수 있다.
도 4a 및 도 4b는, 리세스(102)의 상호 연결된 어레이를 갖는 상부 표면을 가지는 직사각형 윈도우(101)를 도시한다. 이러한 리세스(102)는 직사각형 돌출부들(103) 사이에서 측정된 폭, 및 리세스들(102) 사이의 위치에서 직사각형 돌출부(103)의 상단부로부터 하부 표면(105)까지 측정된 깊이를 갖는다. 이는, 피폴리싱 물품에 대한 윈도우의 접촉 표면일 수 있는 (돌출 요소로도 지칭되는) 직사각형 돌출부(103)의 규칙적이고 균일한 어레이를 생성한다. 돌출부(103)의 상부 표면은 폴리싱 패드의 상부 표면과 공통 평면적일 수 있다. 리세스 폭 및/또는 그 피치(즉, 리세스의 중심 대 중심 거리 또는 요소의 중심 대 중심 거리)를 증가 또는 감소시킴으로써, 돌출부 표면의 분할 면적(fractional area)이 조정될 수 있다. 이는, 윈도우를 통해서 광을 투사하는 센서의 스폿 크기를 수용하기 위해서 윈도우의 투과율을 간단히 조정할 수 있게 한다. 리세스 어레이(102)의 깊이를 변경하는 것에 의해서, 경직도가 또한 용이하게 조정될 수 있다. 리세스의 폭 및 깊이가 윈도우 전체에 걸쳐 동일할 수 있거나, 변동이 균일한 방식으로 이루어지기만 한다면, 달라질 수 있다. 도 4a 및 도 4b는 리세스의 규칙적인 정사각형 어레이의 이용을 도시한다. 그러나, 결과적인 리세스 어레이가 적어도 2개의 비-평행 축들을 따른 벤딩을 촉진한다면, 비제한적으로, 리세스의 육각형 어레이를 포함하는 다양한 다른 리세스 어레이 패턴 및 요소 형상을 이용하여, 원형, 삼각형, 또는 육각형 돌출 횡단면, 또는 상이한 패턴 크기 또는 패턴의 오버레이(overlay)의 조합을 생성할 수 있다. 리세스 어레이는 중심(107) 주위에서 점 대칭을 갖는다. 이러한 제원(specification)을 위해서, 점 대칭은, 수직 축을 중심으로 180도 회전된 후에 동일 위치에 존재하는 돌출 요소(103) 및 리세스(102)의 모든 지점을 나타낸다. 이러한 예에서, x 및 y 좌표 내의 모든 지점은 중심(107) 주위에서 점 대칭을 갖는다. 이러한 상호 연결된 리세스는, x-축(x-x)에 평행한 리세스를 따른, y-축 리세스(y-y)를 따른, 그리고 축(y-y)에 평행한 축들을 갖는 리세스를 따른 벤딩을 촉진한다. 도 3 내지 도 9 모두는, 그 x 및 y 축을 중심으로 하는 점 대칭을 갖는 설계를 나타낸다. 폴리싱 패드 및 기판이 폴리싱 중에 회전되기 때문에, x-축은 폴리싱 패드의 반경과 평행할 수 있고, 폴리싱 패드의 반경에 수직일 수 있고, 또는 이러한 각도들 사이의 임의의 각도를 가질 수 있다. 그러나, 전형적으로, x-축은 폴리싱 패드의 반경에 평행하고 그와 정렬된다. 예를 들어, 도 5a 및 도 5b는, 원형 또는 원통형 돌출부(203)를 균일 패턴 또는 대칭적인 육각형 조밀 팩킹 패턴으로 형성하는 리세스(202)의 어레이를 가지는 원형 윈도우(201)를 도시한다. 도 5a는 그 x 축에 평행한 축, 그 x 축으로부터 시계방향으로 60도에 평행한 축, 및 그 x-축으로부터 시계방향으로 120도에 평행한 축을 따라서 벤딩된다. 폴리싱 패드 및 기판이 폴리싱 중에 회전되기 때문에, x-축은 폴리싱 패드의 반경과 평행할 수 있고, 폴리싱 패드의 반경에 수직일 수 있고, 또는 이러한 각도들 사이의 임의의 각도를 가질 수 있다. 도 4a 및 도 4b에서, 리세스(102)는, 윈도우(101)의 주변 연부(104)에서 그리고 윈도우(101) 전체에 걸쳐, 윈도우(101) 내의 리세스(102)의 하부 표면(105)을 형성하고, 요소(103)는 연부(104)까지 연장되지 않는다. 도 5a 및 도 5b에서, 리세스(202)는 주변 연부(204)까지 연장되고 영역 내에서 주변 연부의 상단 표면을 형성하는 한편, 요소(202)는 또한 주변 연부(204)의 다른 영역에서 윈도우(201)의 상단 표면을 형성할 수 있다.
패턴은 윈도우의 중심점을 통과하는 x 평면, 윈도우의 중심점을 통과하는 y 평면, 또는 그 둘 모두에서 대칭적일 수 있다. 패턴은 윈도우의 중심점을 통한 수직 축의 주위에서 점 대칭성을 가질 수 있다. 균일한 윈도우 및 특히 대칭적인 윈도우는 균일한 경직도 감소 및 균일한 응력 완화를 제공할 것이고, 이는 윈도우의 바람직하지 못한 비대칭적인 편향의 방지를 가능하게 하는 한편, 윈도우에서 사용되는 재료가 폴리싱 부분에서 사용되는 재료와 상이한 계수를 가지게 한다. 대칭적인 패턴이 효과적이지만, 대칭으로부터의 약간의 오프셋이 또한 실질적으로 균일한 경직도 감소를 제공하는데 있어서 효과적일 수 있다. 직사각형 형상의 윈도우에서, 리세스는 x 및 y 좌표 방향 모두로 지향될 수 있다. 원형 또는 타원형 또는 다각형 윈도우에서, 적어도 일부 리세스가 다수의 반경방향으로 지향될 수 있고, 그에 따라 중심점을 통한 그리고 중심점으로부터 균일하게 이격된 평행 방향을 통한 벤딩을 촉진할 수 있다.
도 4b 및 도 5b가, 전체 윈도우에 걸쳐 동일한 크기 및 동일한 간격을 각각 가지는, 리세스(102, 202)에 의해서 분리된 요소(103, 203)를 도시하지만, 대안적으로, 윈도우에 걸쳐 균일하게 배치되기만 한다면, 2개의 상이한 크기 또는 형상의 요소, 또는 가변적인 폭 및 깊이의 리세스가 이용될 수 있다. 예를 들어, 작은 그리고 큰 크기의 형상들이 교번적인 패턴(일정한 리세스 치수를 갖는 x 및 y 방향으로 윈도우에 걸쳐지는지는 작은, 큰, 작은, 큰 패턴)으로 이용될 수 있거나, 변동이 x 및 y 좌표에서 윈도우에 걸쳐 균일하기만 하다면, 리세스 폭 또는 깊이를 변경하는 것에 의해서 일정한 요소 형상 및 크기가 분리될 수 있다. 다른 예로서, 도 9의 일 예에서 도시된 바와 같이, 제1 크기의 요소가 윈도우의 중심 부근에 위치될 수 있고 제2 크기의 요소가 윈도우의 외측부 주위에 균일하게 배치될 수 있다. 다른 예로서, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 제1 형상의 요소(303 또는 403)가 윈도우의 중심에 있을 수 있고, 제2 형상 및 크기의 요소(303' 또는 403')가 제1 요소(303 또는 403) 주위에 그리고 윈도우의 주변부에 또는 그에 근접하여 균일하게 위치된다. 요소(303 또는 403)는 단일 요소일 수 있거나, 이들이 리세스들에 의해서 분리된 요소들의 균일한 어레이일 수 있다.
도 6은, 윈도우 원주와 동심적인 제1 리세스(302)를 가지고 중앙 원형 돌출 (요소) (303)를 형성하며 부가적인 리세스들(302')을 상호 연결하는 원형 윈도우(301)를 도시한다. 리세스(302')들을 갖는 리세스(302)는, 도시된 바와 같이 절두형 파이 형상을 가지는, 부가적인 돌출부(요소(303'))를 형성한다. 부가적인 리세스들은 반경방향으로, 바람직하게, 서로 일관된 또는 균일한 간격으로 위치된다. 특히, 리세스(302)는, 투명 윈도우(301)의 주변 연부(304)를 향해서 연장되는 리세스들(302')을 연결하는 폐쇄된 곡선형 형상을 갖는다. 원형 돌출 요소(303)를 둘러싸는 하나의 동심적인 리세스가 도시되어 있지만, 중심(307)을 둘러싸는 2개, 3개 또는 그 초과의 다수의 동심적인 리세스가 이용될 수 있다. 이러한 설계는, 폴리싱 중에, 전체 중심 돌출 요소가 윈도우 아래의 공동 내로 함몰되게 한다. 이는 폴리싱 중에 반도체 웨이퍼와 같은 기판에 대한 윈도우 접촉 압력을 감소시킨다.
도 7은 중앙 타원체(돌출 요소)(403)를 형성하는 타원형 리세스(402) 및 윈도우(401)의 주변부를 향해서 외측으로 돌출되는 상호 연결 리세스(402')를 갖는 타원형 윈도우(401)를 도시한다. 리세스(402 및 402')는 부가적인 절두형 파이-형상의 돌출부(돌출 요소)(403')를 형성한다. 특히, 리세스(402)는, 투명 윈도우(401)의 주변 연부(404)를 향해서 연장되는 리세스들(402')을 연결하는 폐쇄된 곡선형 형상을 갖는다. 다시, 제2 또는 제3 또는 그 초과의 타원형 리세스(402)가 제공될 수 있다. 중심 돌출부(돌출 요소)(303 또는 403)는, 감소된 경직도 및 효과적인 유체 운반을 여전히 제공하면서, 광학기기를 위한 유리하게 큰 지역을 제공할 수 있다. 타원형 돌출 요소(403)를 둘러싸는 하나의 동심적인 리세스가 도시되어 있지만, 중심(407)을 둘러싸는 2개, 3개 또는 그 초과의 다수의 동심적인 리세스가 이용될 수 있다. 특히, 이러한 설계는, 폴리싱 중에, 전체 타원형 돌출 요소가 윈도우 아래의 공동 내로 함몰되게 한다. 이는 폴리싱 중에 반도체 웨이퍼와 같은 기판에 대한 윈도우 접촉 압력을 감소시킨다. 리세스(302' 및 402')가 주변 연부(304 또는 404)까지 각각 연장되고 각각의 주변 연부(304 또는 404)의 일부를 형성하는 한편, 요소(303' 및 403')는 또한 주변 연부(304 또는 404)의 일부를 형성할 수 있다. 리세스는 폴리싱 패드 홈과 정렬되지 않을 수 있고, 폴리싱 패드 홈과 오정렬될 수 있거나 폴리싱 패드 홈과 부분적으로 정렬될 수 있다.
도 8은 동심적인 원형 리세스들(802) 및 그리드 리세스들(804)을 갖는 윈도우(801)를 도시한다. 이러한 리세스들은, 내측 또는 외측으로 곡선화된 연부에 의해서 수정될 수 있는 정사각형, 직사각형 및 삼각형을 포함하는 다양한 형상을 갖는 요소(803)를 함께 형성한다. 리세스는 원형 윈도우(801)의 주변부와 동심적인 하나 이상의 리세스형 링(802) 및 균일한 패턴으로 윈도우(801)에 걸쳐 선형적으로 연장되는 리세스(804)를 포함한다. 원형 리세스(802)는 내부 돌출 요소가 리세스 공동(미도시) 내로 내측 편향되게 한다. 동심적인 링들의 장점은, 리세스(807)의 중심을 향해서, 윈도우를 함몰시키는데 필요한 힘이 순차적으로 감소된다는 것이다. 동심적인 영역들 내의 돌출 요소(803)를 위한 편향력의 감소에 더하여, 그리드 리세스(804)는 x 및 y 방향에 평행한 리세스(804)를 따른 벤딩을 가능하게 한다. 이러한 윈도우는 점 대칭 또는 실질적인 점 대칭(패턴이 중심으로부터 약간 오프셋되는 경우)을 나타낸다. 리세스(804)는 윈도우(801)의 주변 연부(805)까지 연장될 수 있다. 주변 연부(805)의 상단 표면은 그러한 주변 연부(805)에 위치된 리세스(804) 및 요소(803)에 의해서 형성될 수 있다.
도 9는 작은 요소(903) 및 리세스(902)를 갖춘 내측부 부분을 가지고, 윈도우의 주변부 주위의 큰 요소(905) 및 큰 리세스(904)를 가지는 윈도우(901)를 도시한다. 이러한 패턴은 제1 그룹의 리세스(902)에 의해서 분리된 제1 그룹의 요소(903)로서, 제1 그룹의 요소(903) 및 제1 세트의 리세스(902)가 제2 그룹의 요소(905)에 의해서 둘러싸이는, 제1 그룹의 요소, 그리고 제2 세트의 리세스(904)로서, 제2 그룹의 요소(905)는 제1 그룹의 요소(903)보다 크고 제2 세트의 리세스(904)는 제1 세트의 리세스(902)보다 큰, 제2 세트의 리세스(904)를 포함한다. 이러한 윈도우는 점 대칭을 나타내거나, 중심으로부터 약간 오프셋되는 경우에, 실질적인 점 대칭일 것이다. 리세스(904)는 윈도우(901)의 주변 연부를 형성할 수 있다. 리세스(904)는 내부 돌출 요소(903)가 리세스 공동(미도시) 내로 내측으로 편향되게 한다. 중앙 돌출 요소(903)를 위한 편향력의 감소에 더하여, 그리드 리세스(902)는 x 및 y 방향에 평행한 벤딩을 가능하게 한다. 리세스들(902 및 904)이 조합되어 중심(907)에서 벤딩력을 최소로 감소시킨다.
폴리싱 패드의 크기는 적어도 10, 적어도 20, 적어도 30, 적어도 40, 또는 적어도 50 센티미터(cm), 최대 100, 최대 90 또는 최대 80 센티미터(cm)일 수 있다. 패드는 임의의 형상으로 제공될 수 있으나, 전술한 바와 같은 범위 내의 직경을 갖는 원형 또는 디스크 형상을 갖는 것이 편리할 수 있다. 윈도우는 적어도 0.5 또는 적어도 1cm, 최대 3, 또는 최대 2.5, 최대 2, 또는 최대 1 cm의 치수(길이 및 폭(또는 원형 윈도우인 경우에 직경))를 가질 수 있다.
폴리싱 패드는 적어도 1 mm, 최대 4 또는 최대 3 mm의 전체 두께를 가질 수 있다. 윈도우의 두께는 패드의 전체 두께보다 얇을 수 있다. 패드가 하위 패드 상에서 상단 폴리싱 부분을 포함하는 경우에, 윈도우의 두께는 상단 폴리싱 부분의 두께보다 두꺼울 수 있다(그러나 패드의 전체 두께(예를 들어, 상단 패드의 두께 더하기 하위 패드의 두께)보다 두껍지 않아야 한다). 폴리싱 부분의 두께는 적어도 1, 또는 적어도 1.1 mm, 최대 3, 또는 최대 2.5 mm일 수 있다. 윈도우의 두께는 적어도 0.5, 적어도 0.75, 또는 적어도 1 mm, 최대 3, 최대 2.9, 최대 2.5 mm일 수 있다. 리세스의 깊이는 윈도우의 두께의 적어도 10% 내지 최대 60% 또는 최대 50%일 수 있다. 리세스의 깊이는 적어도 0.2 또는 적어도 0.3 mm, 최대 2 또는 최대 1.5 mm일 수 있다. 리세스의 폭은 적어도 0.3, 적어도 0.5, 또는 적어도 0.8 mm, 최대 10, 최대 5, 최대 3, 최대 2, 또는 최대 1.5 mm일 수 있다. 리세스의 폭은 윈도우의 최대 치수의 최대 30%, 최대 20% 또는 최대 10%일 수 있다. 리세스들에 의해서 분리된 요소들은 적어도 0.3 또는 적어도 0.5 또는 적어도 0.8 mm, 최대 10, 최대 8, 최대 6, 최대 5, 최대 4, 최대 3, 또는 최대 2 mm의 치수(예를 들어, 길이, 폭, 반경)를 가질 수 있다. 윈도우 내에는, 리세스에 의해서 분리된 적어도 4, 적어도 5, 적어도 6, 적어도 7, 적어도 8, 적어도 9 또는 적어도 10개의 요소, 최대 200, 최대 150, 최대 100, 최대 50, 최대 40, 또는 최대 30개의 요소가 있을 수 있다.
도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 폴리싱 부분(15)은 홈(12)을 가질 수 있다. 동심적인 홈들이 도시되어 있으나, 반경방향 홈 또는 크로스-해치(cross-hatch) 홈과 같은 다른 홈 패턴이 이용될 수 있다. 대안적으로, 패드의 폴리싱 부분이 다른 텍스처(texture)를 가질 수 있다. 패드의 폴리싱 부분은 다공성일 수 있거나, 재료의 격자로부터 형성될 수 있거나, 다른 패턴을 가질 수 있다. 윈도우의 리세스는 폴리싱 부분 내에서 홈과 정렬될 수 있다. 대안적으로, 리세스가 폴리싱 부분 내에서 홈과 정렬되지 않도록 또는 부분적으로 정렬되도록, 윈도우의 리세스가 배치될 수 있다. 전형적으로, 리세스의 대부분은 폴리싱 층 내에서 홈과 정렬되지 않는다.
윈도우는, 종료점 검출에서 이용되는 신호에 대해서 투명하기만 하다면, 다양한 가요성 재료를 포함할 수 있다. 예를 들어, 윈도우는 열가소성 및 열경화성 중합체를 포함할 수 있다. 그러한 열가소성 중합체의 예는 폴리우레탄, 폴리올레핀, 폴리스티렌, 폴리설폰, 폴리아크릴레이트, 폴리카보네이트, 플루오르화 중합체, 및 폴리아세탈을 포함한다. 그러한 열경화성 중합체의 예는 폴리우레탄, 페놀류, 폴리에스테르, 에폭시, 및 실리콘을 포함한다. 특정 윈도우 중합체의 선택은, 상단 패드 층에 대한 컨디셔닝 마모율과, 사용되는(즉, 광학 측정에 적합한) 특정 광학 종료점 결정 장치의 기능적 요건과 관련하여 최종 패드에서 달성될 수 있는 광 투과의 레벨의 적절한 매칭을 달성하는 것에 따라 달라진다. 본 발명의 윈도우의 설계가 종래 기술의 설계에 비해서 매우 큰 정도의 유연성을 제공한다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 윈도우는 적어도 190, 적어도 200, 또는 적어도 22, 최대 1200, 최대 850 또는 최대 650 nm의 파장의 전자기 복사선에 대해서 투과성을 가질 수 있다. 윈도우의 재료는 적어도 4, 적어도 10, 또는 적어도 100 MPa, 또는 적어도 0.2, 적어도 0.3, 적어도 0.4, 적어도 0.5, 적어도 0.7, 또는 적어도 1 GPa, 최대 10, 또는 최대 5, 최대 2 GPa의 ASTM D412-16에 따른 영률을 가질 수 있다.
본원에서 개시된 윈도우는 매우 다양한 재료 및 기술을 이용하여 생산될 수 있다. 일부 예시적인 기술은, 상호 연결된 리세스의 희망 패턴을 생산하기 위해서 상부 윈도우 표면을 가공하는 것을 포함한다. 대안적으로, 윈도우는, 최종적인 순 형상(final net shape)의 윈도우를 생산하기 위한 리세스들의 희망 어레이의 반전 패턴을 포함하는 몰드 내로 주조될 수 있다. 열가소성 중합체의 경우에, 순 형상의 윈도우는 또한 핫 프레싱, 주입 몰딩, 및 기타를 통해서 제조될 수 있다. 윈도우는 적층 제조에 의해서 제조될 수 있다.
폴리싱 부분은 폴리싱 패드에서 일반적으로 이용되는 임의의 조성물을 포함할 수 있다. 폴리싱 부분은 열가소성 또는 열경화성 중합체를 포함할 수 있다. 폴리싱 부분은, 탄소 또는 무기 충진제가 충진된 중합체 및 중합체로 함침된, 예를 들어 유리 또는 탄소 섬유의, 섬유질 매트를 포함하는 복합체와 같은 복합체일 수 있다. 폴리싱 부분은 공극을 가질 수 있다. 기부 패드 또는 폴리싱 부분에서 사용될 수 있는 중합체 재료의 폴리싱 부분에서 이용될 수 있는 중합체의 예는, 폴리카보네이트, 폴리술폰, 나일론, 에폭시 수지, 폴리에테르, 폴리에스테르, 폴리스티렌, 아크릴 중합체, 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리비닐클로라이드, 폴리비닐 플루오라이드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부타디엔, 폴리에틸렌 이민, 폴리우레탄, 폴리에테르 술폰, 폴리아미드, 폴리에테르 이미드, 폴리케톤, 에폭시, 실리콘, 이들의 공중합체(예를 들어, 폴리에테르-폴리에스테르 공중합체), 및 이들의 조합물 또는 블렌드를 포함한다. 중합체는 폴리우레탄일 수 있다.
폴리싱 부분은 적어도 2, 적어도 2.5, 적어도 5, 적어도 10, 또는 적어도 50 MPa, 최대 900, 최대 700, 최대 600, 최대 500, 최대 400, 최대 300, 또는 최대 200 MPa의 ASTM D412-16에 따른 영률을 가질 수 있다. 폴리싱 부분은 종료점 검출을 위해서 이용되는 신호에 대해서 불투명할 수 있다.
(하위 층 또는 기부 층으로도 지칭되는) 기부 패드가 폴리싱 부분 아래에서 사용될 수 있다. 기부 패드는 단일 층일 수 있거나, 하나 초과의 층을 포함할 수 있다. 기부 패드의 이용은, 윈도우 아래의 기부 패드 또는 하위 패드를 제거함으로써 윈도우가 벤딩되게 하는 공동을 제공한다. 기부 패드의 상단 표면은 x-y 데카르트 좌표로 평면을 규정할 수 있다. 예를 들어, 폴리싱 부분은 기계식 파스너(fastener)를 통해서 또는 접착제에 의해 하위 패드에 부착될 수 있다. 기부 층은 적어도 0.5 또는 적어도 1 mm의 두께를 가질 수 있다. 기부 층은 5 mm 이하, 3 mm 이하, 또는 2 mm 이하의 두께를 가질 수 있다.
기부 패드 또는 기부 층은, 폴리싱 패드를 위한 기부 층으로 사용하기 위해 알려진 임의의 재료를 포함할 수 있다. 예를 들어, 이는 중합체, 다른 재료와 중합체 재료의 복합체, 세라믹, 유리, 금속, 석재, 또는 목재를 포함할 수 있다. 중합체 또는 중합체 복합체는, 폴리싱 부분을 형성할 수 있는 재료와의 양립성으로 인해서, 하나 초과의 층이 있는 경우에, 특히 상부 층을 위한 기부 패드로서 사용될 수 있다. 그러한 복합체의 예는, 탄소 또는 무기 충진제가 충진된 중합체 및 중합체로 함침된, 예를 들어 유리 또는 탄소 섬유의, 섬유질 매트를 포함한다. 패드의 기부는 이하의 특성 중 하나 이상을 가지는 재료로 제조될 수 있다: 예를 들어 ASTM D412-16에 의해서 결정되는 바와 같은, 적어도 2, 적어도 2.5, 적어도 5, 적어도 10, 또는 적어도 50 MPa, 최대 900, 최대 700, 최대 600, 최대 500, 최대 400, 최대 300, 또는 최대 200 MPa의 영률; 예를 들어 ASTM E132015에 의해서 결정되는 바와 같은, 적어도 0.05, 적어도 0.08, 또는 적어도 0.1, 최대 0.6 또는 최대 0.5의 푸아송비; 적어도 0.4 또는 적어도 0.5, 최대 1.7, 최대 1.5, 또는 최대 1.3의 입방 센티미터 당 그램(g/cm3)의 밀도.
기부 패드 또는 폴리싱 부분에서 사용될 수 있는 그러한 중합체 재료의 예는, 폴리카보네이트, 폴리술폰, 나일론, 에폭시 수지, 폴리에테르, 폴리에스테르, 폴리스티렌, 아크릴 중합체, 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리비닐클로라이드, 폴리비닐 플루오라이드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부타디엔, 폴리에틸렌 이민, 폴리우레탄, 폴리에테르 술폰, 폴리아미드, 폴리에테르 이미드, 폴리케톤, 에폭시, 실리콘, 이들의 공중합체(예를 들어, 폴리에테르-폴리에스테르 공중합체), 및 이들의 조합물 또는 블렌드를 포함한다.
중합체는 폴리우레탄일 수 있다. 폴리우레탄은 단독으로 사용될 수 있거나, 탄소 또는 무기 충진제 및 예를 들어 유리 또는 탄소 섬유의 섬유질 매트를 위한 매트릭스가 될 수 있다.
본 명세서의 목적상, "폴리우레탄"은 2 관능성 또는 다관능성 이소시아네이트로부터 유도된 생성물, 예를 들어 폴리에테르우레아, 폴리이소시아누레이트, 폴리우레탄, 폴리우레아, 폴리우레탄우레아, 이들의 공중합체 및 이들의 혼합물이다. 이에 따른 CMP 폴리싱 패드는: 이소시아네이트 말단 우레탄 프리폴리머를 제공하는 단계; 개별적으로 경화제 성분을 제공하는 단계; 및 이소시아네이트 말단 우레탄 프리폴리머와 경화제 성분을 조합하여 조합물을 형성하는 단계, 이어서 조합물을 반응시켜 생성물을 형성하는 단계를 포함하는 방법에 의해 제조될 수 있다. 캐스트 폴리우레탄 케이크(cake)를 원하는 두께로 절단함으로써, 기부 패드 또는 기부 층을 형성할 수 있다. 선택적으로, 케이크 몰드를 IR 방사선, 유도, 또는 직류 예열하면 다공성 폴리우레탄 매트릭스의 캐스팅시 제품 변동성을 줄일 수 있다. 선택적으로, 열가소성 또는 열경화성 중합체를 사용할 수 있다. 중합체는 가교결합된 열경화성 중합체일 수 있다.
폴리우레탄이 기부 패드 및/또는 폴리싱 층에서 사용되는 경우, 이는 다관능성 이소시아네이트 및 폴리올의 반응 생성물일 수 있다. 예를 들어, 폴리이소시아네이트 말단 우레탄 프리폴리머가 사용될 수 있다. 본 발명의 화학 기계적 폴리싱 패드의 폴리싱 층의 형성에 사용되는 다관능성 이소시아네이트는, 지방족 다관능성 이소시아네이트, 방향족 다관능성 이소시아네이트, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 화학 기계적 폴리싱 패드의 폴리싱 층의 형성에 사용되는 다관능성 이소시아네이트는 2,4 톨루엔 디이소시아네이트; 2,6-톨루엔 디이소시아네이트; 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트; 나프탈렌-1,5-디이소시아네이트; 톨리딘 디이소시아네이트; 파라-페닐렌 디이소시아네이트; 자일릴렌 디이소시아네이트; 이소포론 디이소시아네이트; 헥사메틸렌 디이소시아네이트; 4,4'-디시클로헥실메탄 디이소시아네이트; 시클로헥산디이소시아네이트; 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 디이소시아네이트일 수 있다. 다관능성 이소시아네이트는, 프리폴리머 폴리올과 디이소시아네이트의 반응에 의해 형성된 이소시아네이트 말단 우레탄 프리폴리머일 수 있다. 이소시아네이트 말단 우레탄 프리폴리머는, 2 내지 12 중량%, 2 내지 10 중량%, 4 내지 8 중량%, 또는 5 내지 7 중량%의 미반응 이소시아네이트(NCO)기를 가질 수 있다. 다관능성 이소시아네이트 말단 우레탄 프리폴리머를 형성하기 위해 사용되는 프리폴리머 폴리올은, 디올, 폴리올, 폴리올 디올, 이들의 공중합체 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 예를 들어, 프리폴리머 폴리올은 폴리에테르 폴리올(예를 들어, 폴리(옥시테트라메틸렌)글리콜, 폴리(옥시프로필렌)글리콜 및 이들의 혼합물); 폴리카보네이트 폴리올; 폴리에스테르 폴리올; 폴리카프로락톤 폴리올; 이들의 혼합물; 및 이들과, 에틸렌 글리콜; 1,2-프로필렌 글리콜; 1,3-프로필렌 글리콜; 1,2-부탄디올; 1,3-부탄디올; 2-메틸-1,3-프로판디올; 1,4-부탄디올; 네오펜틸 글리콜; 1,5-펜탄디올; 3-메틸-1,5-펜탄디올; 1,6-헥산디올; 디에틸렌 글리콜; 디프로필렌 글리콜; 및 트리프로필렌 글리콜로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 저분자량 폴리올과의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 예를 들어, 프리폴리머 폴리올은, 폴리테트라메틸렌 에테르 글리콜(PTMEG); 에스테르계 폴리올(예를 들어, 에틸렌 아디페이트, 부틸렌 아디페이트); 폴리프로필렌 에테르 글리콜(PPG); 폴리카프로락톤 폴리올; 이들의 공중합체; 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 예를 들어, 프리폴리머 폴리올은 PTMEG 및 PPG로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 프리폴리머 폴리올이 PTMEG인 경우, 이소시아네이트 말단 우레탄 프리폴리머는, 2 내지 10 중량%(보다 바람직하게는 4 내지 8 중량%; 가장 바람직하게는 6 내지 7 중량%)의 미반응 이소시아네이트(NCO) 농도를 가질 수 있다. 상업적으로 이용 가능한 PTMEG계 이소시아네이트 말단 우레탄 프리폴리머의 예는 Imuthane® 프리폴리머(COIM USA, Inc.에서 입수 가능, 예를 들어 PET-80A, PET-85A, PET-90A, PET-93A, PET-95A, PET-60D, PET-70D, PET-75D); Adiprene® 프리폴리머(Chemtura에서 입수 가능, 예를 들어 LF 800A, LF 900A, LF 910A, LF 930A, LF 931A, LF 939A, LF 950A, LF 952A, LF 600D, LF 601D, LF 650D, LF 667, LF 700D, LF750D, LF751D, LF752D, LF753D 및 L325); Andur® 프리폴리머(Anderson Development Company에서 입수 가능, 예를 들어 70APLF, 80APLF, 85APLF, 90APLF, 95APLF, 60DPLF, 70APLF, 75APLF)를 포함한다. 프리폴리머 폴리올이 PPG인 경우, 이소시아네이트 말단 우레탄 프리폴리머는, 3 내지 9 중량%(보다 바람직하게는 4 내지 8 중량%, 가장 바람직하게는 5 내지 6 중량%)의 미반응 이소시아네이트(NCO) 농도를 가질 수 있다. 상업적으로 이용 가능한 PPG계 이소시아네이트 말단 우레탄 프리폴리머의 예는 Imuthane® 프리폴리머(COIM USA, Inc.에서 입수 가능, 예컨대 PPT-80A, PPT-90A, PPT-95A, PPT-65D, PPT-75D); Adiprene® 프리폴리머(Chemtura에서 입수 가능, 예컨대 LFG 963A, LFG 964A, LFG 740D); 및 Andur® 프리폴리머(Anderson Development Company에서 입수 가능, 예컨대 8000APLF, 9500APLF, 6500DPLF, 7501DPLF)를 포함한다. 이소시아네이트 말단 우레탄 프리폴리머는, 0.1 중량% 미만의 유리(free) 톨루엔 디이소시아네이트(TDI) 단량체 함량을 갖는 저-유리 이소시아네이트 말단 우레탄 프리폴리머일 수 있다. 비-TDI계 이소시아네이트 말단 우레탄 프리폴리머가 또한 사용될 수 있다. 예를 들어, 이소시아네이트 말단 우레탄 프리폴리머는 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트(MDI)와 폴리테트라메틸렌 글리콜(PTMEG)과 같은 폴리올의 반응에 의해 형성된 것들을 포함하고, 1,4-부탄디올(BDO)과 같은 선택적 디올이 사용될 수 있다. 그러한 이소시아네이트 말단 우레탄 프리폴리머가 사용될 때, 미반응 이소시아네이트(NCO) 농도는 바람직하게는 4 내지 10 중량%(더 바람직하게는 4 내지 10 중량%, 가장 바람직하게는 5 내지 10 중량%)이다. 이러한 카테고리의 상업적으로 이용 가능한 이소시아네이트 말단 우레탄 프리폴리머의 예는 Imuthane® 프리폴리머(COIM USA, Inc.에서 입수 가능, 예컨대 27-85A, 27-90A, 27-95A); Andur® 프리폴리머(Anderson Development Company에서 입수 가능, 예컨대 IE75AP, IE80AP, IE85AP, IE90AP, IE95AP, IE98AP); 및 Vibrathane® 프리폴리머(Chemtura에서 입수 가능, 예컨대 B625, B635, B821)를 포함한다.
본원에서 개시된 바와 같은 윈도우를 포함하는 최종 패드의 생산물이, 비제한적으로, 상부 윈도우 표면에서 희망 리세스 패턴을 갖는 구분된 윈도우의 제조, 이어지는 (삽입 윈도우로 통칭되는) 하위-패드 층 내의 개구부와 정렬되는 상부 패드 층 내의 개구부 내로의 삽입을 포함하는, 다수의 기술을 통해서 제조될 수 있다. 실런트 또는 접착제를 이용하여 윈도우를 폴리싱 패드 내에 고정할 수 있다. 그러한 재료의 예는 감압 접착제(pressure sensitive adhesive), 아크릴류, 폴리우레탄, 및 시아노아크릴레이트를 포함한다. 대안적으로, 윈도우 재료의 블록을 최종 윈도우의 횡단면 치수로 가공할 수 있다. 이러한 블록이 몰드 내에 배치되고, 상단 패드 층 재료가 그 주위에 주조된다. 이어서, 결과적인 복합 원통체가 희망 두께의 시트로 슬라이스될 수 있고, 그 후에 상부 윈도우 표면의 텍스처가 생성된다. 다른 대안으로서, 윈도우를 갖는 패드는, 복합 윈도우 주조물이 제 위치에 있는 상태에서, 단일 순 형상의 상단 패드 층을 생산하기 위해서, 주입 몰딩 또는 압축 몰딩과 같은 기술을 통해서 마감된 윈도우 주위에 폴리싱 부분을 주조하는 것에 의해서 형성될 수 있다.
방법
본원에 개시된 바와 같은 폴리싱 패드는 기판을 폴리싱하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 폴리싱 방법은, 폴리싱될 기판을 제공하는 단계, 그리고 이어서, 폴리싱될 기판과 접촉되는 돌출부를 갖는 본원에 개시된 패드를 사용하여 폴리싱하는 단계를 포함할 수 있다. 기판은 폴리싱 및/또는 평탄화가 요구되는 임의의 기판일 수 있다. 그러한 기판의 예는 자기, 광학 및 반도체 기판을 포함한다. 방법은, 집적회로를 위한 프론트 엔드 라인 또는 백 엔드 라인 공정의 일부일 수 있다. 예를 들어, 공정은, 거친 표면, 응집 재료, 결정 격자 손상, 스크래치, 및 오염된 층 또는 재료와 같은, 바람직하지 않은 표면 토포그래피 및 표면 결함을 제거하기 위해 사용될 수 있다. 또한, 다마신 공정에서, 포토리소그래피, 패터닝된 에칭, 및 금속 배선 중 하나 이상의 단계에 의해 생성된 리세스 지역을 충진하기 위해서, 재료가 증착된다. 특정 단계는 부정확할 수 있다(예를 들어, 리세스의 과다 충진이 있을 수 있다). 본원에 개시된 방법은 리세스 외부의 재료를 제거하기 위해 사용될 수 있다. 공정은 화학 기계적 평탄화 또는 화학 기계적 폴리싱(이 둘 모두는 CMP로 지칭될 수 있음)일 수 있다. 캐리어는, 폴리싱 패드의 폴리싱 요소와 접촉되는 (리소그래피 및 금속 배선에 의해 형성된 층이 있거나 없는) 폴리싱될 기판(예를 들어, 반도체 웨이퍼)을 유지할 수 있다. 슬러리 또는 다른 폴리싱 매체가 기판과 폴리싱 패드 사이의 간극 내로 분배될 수 있다. 폴리싱 패드 및 기판은 서로에 대하여 이동(예를 들어, 회전)된다. 폴리싱 패드는 전형적으로 폴리싱될 기판 아래에 위치된다. 폴리싱 패드는 회전될 수 있다. 또한, 폴리싱될 기판은 (예를 들어, 환형 형상과 같은 폴리싱 트랙 상에서) 이동될 수 있다. 상대적인 이동으로 인해, 폴리싱 패드가 기판의 표면에 접근하여 접촉된다.
예를 들어, 방법은: 압반 또는 캐리어 조립체를 갖는 화학 기계적 폴리싱 장치를 제공하는 단계; 폴리싱될 적어도 하나의 기판을 제공하는 단계; 본원에서 개시된 바와 같은 화학 기계적 폴리싱 패드를 제공하는 단계; 화학 기계적 폴리싱 패드를 압반 상에 설치하는 단계; 선택적으로, 화학 기계적 폴리싱 패드의 폴리싱 부분과 기판 사이의 계면에서, 폴리싱 매체(예를 들어, 슬러리 및/또는 연마재를 함유하지 않는 반응 액체 조성물)를 제공하는 단계; 폴리싱 패드의 폴리싱 부분과 기판 사이에서 동적인 접촉을 생성하는 단계로서, 적어도 일부의 재료가 기판으로부터 제거되는, 단계를 포함한다. 캐리어 조립체는, 폴리싱되는 기판(예를 들어, 웨이퍼)과 폴리싱 패드 사이에 제어 가능 압력을 제공할 수 있다. 폴리싱 매체가 폴리싱 패드 상으로 분배될 수 있고, 웨이퍼와 폴리싱 층 사이의 간극 내로 인입될 수 있다. 폴리싱 매체는 물, pH 조정제, 및 선택적으로, 그러나 비제한적으로: 연마재 입자, 산화제, 억제제, 살생물제, 가용성 중합체, 및 염 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 연마재 입자는 산화물, 금속, 세라믹, 또는 다른 적절한 경질 재료일 수 있다. 전형적인 연마재 입자는 콜로이드성 실리카, 퓸드(fumed) 실리카, 세리아, 및 알루미나이다. 폴리싱 패드 및 기판은 서로에 대하여 회전될 수 있다. 폴리싱 패드가 기판 아래에서 회전됨에 따라, 기판은 전형적으로 환형 폴리싱 트랙 또는 폴리싱 영역을 휩쓸고 지나갈 수 있으며, 웨이퍼의 표면은 폴리싱 패드의 폴리싱 부분과 직접 대면된다. 폴리싱 층 및 표면 상의 폴리싱 매체의 화학적 및 기계적 작용에 의해, 웨이퍼 표면이 폴리싱되고 평면으로 만들어진다. 선택적으로, 폴리싱 패드의 폴리싱 표면은, 폴리싱을 시작하기 전에 연마재 컨디셔너로 컨디셔닝될 수 있다. 본 발명의 방법에서, 제공된 화학 기계적 폴리싱 장치는 신호원(예를 들어, 광원) 및 신호 검출기(예를 들어, 광센서(바람직하게는, 다중센서 분광기))를 더 포함한다. 그에 따라, 방법은: 윈도우를 통해서 신호(예를 들어, 광원으로부터의 광)를 투과시키는 것 그리고 센서(예를 들어, 광센서)에 입사되는, 종료점 검출 윈도우를 통해서 역으로 기판의 표면으로부터 반사된 신호(예를 들어, 광)를 분석하는 것에 의해서 폴리싱 종료점을 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 기판은, 예를 들어 구리 또는 텅스텐을 포함하는, 금속 또는 금속 배선된 표면을 가질 수 있다. 기판은 자기 기판, 광학 기판 및 반도체 기판일 수 있다.
실시예 1.
도 6에 도시된 설계의 윈도우를 포함하는 폴리싱 패드가 제조되었다. 윈도우(301)는, 18 mm의 직경 및 2.032 mm의 두께를 갖는, 원형이었다. 이러한 치수는 종래 기술의 윈도우 패드에서 발견되는 것과 동일하다. 샘플을, 250 내지 800 nm의 파장 범위 내의 UV/가시광선 광을 투과할 수 있는 몇몇 재료로 제조하였다.
이러한 리세스 설계는 리세스를 가지지 않는 6 mm 직경의 중앙 상승 영역 또는 요소(303), 및 8개의 다각형의 상승 지역 또는 요소(303')의 외부 영역으로 구성된다. 모든 상승된 요소의 표면은 폴리싱 패드 상단 표면과 공통 평면적이었고, 윈도우(301)의 하단부는 폴리싱 부분(즉, 폴리싱 층)과 폴리싱 패드의 하부 층(즉, 하위 층 또는 기부 층) 사이의 계면과 공통 평면적이다. 중앙 영역과 다각형 영역 사이에, 1.524 mm의 폭 및 0.762 mm 깊이의 원형 리세스 지역(302)이 위치된다. 각각의 다각형 상승 지역(303')이, 슬러리 운반을 지원할 수 있는 연속적인 리세스 패턴을 제공하기 위해서 원형 리세스 지역(302)과 교차되는 원형 리세스 지역(302)과 동일한 폭 및 깊이를 가지는 8개의 리세스 지역(302')에 의해서 분리되었다.
전체 샘플을, 독점적인 설계의 광학 종료점 검출기를 포함하는 Applied Materials ReflexionTM LK CMP 장치에서 테스트하였다. 예시적인 패드의 광학 신호 강도가 상업적인 용도를 위한 정상 범위 내에 있는 것으로 확인되었다. 이러한 실시예는, 윈도우 내의 다수의 리세스에 의해서, 광 신호가 약해지고, 불규칙적이 되고 그리고 웨이퍼 종료점 검출을 위해서 수용될 수 없게 될 것이라는 예상에 대해서 반증한다.
비교예
도 10a 및 도 10b에 도시된 바와 같은 원형 윈도우를 포함하는 패드가 제조되었다. 이러한 윈도우(110)는 동심적인 홈(111), 및 v-형상의 홈들(113)에 의해서 분리된 다양한 높이의 특징부들(112)을 갖는다. 이러한 패드는, 패턴이 x 및 y 방향으로 일관적이지 않고 중심(117) 주위에서 점 대칭 또는 실질적이 점 대칭을 가지지 않는다는 점에서, 균일하지 않다. 또한, 중심 돌출 요소는, 윈도우(110)의 폭 또는 직경의 절반을 초과하는 폭을 갖는다. 이는, 슬러리가 특징부(112) 주위에서 구불구불하게 유동하게 하고, 슬러리가 수집될 수 있는 데드 엔드(dead end)를 갖는다. 슬러리의 구불구불한 유동 및 슬러리의 수집 모두는 바람직하지 못한 폴리싱 결함을 초래한다. 윈도우를 통한 검출을 위해서 센서를 이용하면서 폴리싱하기 위한 시도는, 수용될 수 없는 큰 신호 대 잡음비를 나타내고, 그에 따라 센서는 효과적이지 않다. 또한, 이러한 윈도우의 순응도가 x 및 y 방향으로 균일하지 않을 수 있고, 그에 따라 윈도우는, 이러한 방향 중 하나의 방향보다, 다른 방향으로 더 편향될 수 있다.
이러한 개시 내용은 이하의 양태를 더 포함한다.
양태 1: 반도체, 광학 또는 자기 기판의 화학 기계적 폴리싱에서 유용한 폴리싱 패드로서, 홈을 포함하는 상단 폴리싱 표면, 압반에의 장착을 위한 하단 층, 및 폴리싱 재료를 갖는 폴리싱 부분; 폴리싱 패드를 통한 개구부; 및 폴리싱 패드 내의 개구부 내의 투명 윈도우를 포함하고, 투명 윈도우는 가요적이고 투명 윈도우의 하단부로부터 투명 윈도우의 상단 폴리싱 표면까지 측정되는 두께를 가지며 투명 윈도우가 압반으로부터 이격된 상태로 폴리싱 패드에 고정되어 공동을 형성하고 자기 신호 및 광학 신호 중 적어도 하나에 투명하며, 투명 윈도우는 투명 윈도우의 둘레에 위치되고 투명 윈도우의 중심을 충진하는 복수의 돌출 요소를 가지며, 복수의 돌출 요소의 상단부는 투명 윈도우의 상단 폴리싱 표면을 나타내고, 돌출 요소는 투명 윈도우의 두께의 적어도 30%의 초기 높이를 가지며, 돌출 요소는, 상단 표면 내에서 돌출 요소 패턴을 제공하기 위해서 투명 윈도우의 주변 연부까지 연장되는 상호 연결된 리세스에 의해서 분리된 상단 폴리싱 표면과 공통 평면적이며, 리세스의 대부분이 상단 폴리싱 표면 내의 홈과 부분적인 또는 완전한 오정렬을 가지고, 돌출 요소 패턴은 공동 내로 벤딩되는 투명 윈도우가 다수의 축을 중심으로 벤딩되게 하며, 축들 중 적어도 2개는 평행하지 않거나 중심 돌출 요소를 가지며, 중심 돌출 요소는, 공동 내로 하향 벤딩되는 하나 이상의 리세스에 의해서 둘러싸이고, 중심 돌출 요소는 투명 윈도우의 가장 긴 치수의 절반 미만의 폭을 가지며 그에 따라 폴리싱 중에 기판과의 접촉 압력을 감소시키는, 폴리싱 패드.
양태 2: 양태 1에 있어서, 투명 윈도우가 중심을 가지고, 돌출 요소 및 리세스가 중심 주위에서 점 대칭을 갖는, 폴리싱 패드.
양태 3: 양태 1 또는 양태 2에 있어서, 리세스가 크로스-해치 패턴을 생성하는, 폴리싱 패드.
양태 4: 양태 1 내지 양태 3 중 어느 한 양태에 있어서, 돌출 요소가 원통형 형상을 가지는, 폴리싱 패드.
양태 5: 양태 1 내지 양태 4 중 어느 한 양태에 있어서, 리세스는, 투명 윈도우의 주변 연부를 향해서 연장되는 리세스들을 연결하는 폐쇄된 곡선형 형상을 포함하는, 폴리싱 패드.
양태 6: 양태 1 내지 양태 5 중 어느 한 양태에 있어서, 패턴이 육각형 조밀 팩킹 돌출 요소를 포함하는, 폴리싱 패드.
양태 7: 양태 1 내지 양태 6 중 어느 한 양태에 있어서, 패턴은 제1 그룹의 리세스에 의해서 분리된 제1 그룹의 요소로서, 제1 그룹의 요소 및 제1 세트의 리세스가 제2 그룹의 요소에 의해서 둘러싸이는, 제1 그룹의 요소, 그리고 제2 세트의 리세스로서, 제2 그룹의 요소가 제1 그룹의 요소보다 크고 제2 세트의 리세스는 제1 세트의 리세스보다 큰, 제2 세트의 리세스를 포함하는, 폴리싱 패드.
양태 8: 양태 1 내지 양태 7 중 어느 한 양태에 있어서, 리세스는 원형 윈도우의 주변부와 동심적인 하나 이상의 리세스형 링 및 균일 패턴으로 윈도우에 걸쳐 선형적으로 연장되는 리세스를 포함하는, 폴리싱 패드.
양태 9: 양태 1 내지 양태 8 중 어느 한 양태에 있어서, 패턴이 그 x 및 y 축을 중심으로 점 대칭을 갖는, 폴리싱 패드.
양태 10: 양태 1 내지 양태 9 중 어느 한 양태에 있어서, 리세스의 깊이가 윈도우의 두께의 30 내지 60%, 바람직하게는 35 내지 55%인, 폴리싱 패드.
양태 11: 양태 1 내지 양태 10 중 어느 한 양태에 있어서, 4개 내지 200개의 요소, 바람직하게는 10개 내지 100개의 요소가 있는, 폴리싱 패드.
양태 12: 양태 1 내지 양태 11 중 어느 한 양태에 있어서, 적어도 4개 내지 100개의 리세스, 바람직하게는 10개 내지 50개의 리세스가 있는, 폴리싱 패드.
양태 13: 양태 1 내지 양태 12 중 어느 한 양태에 있어서, 리세스가 홈의 형태인, 폴리싱 패드.
양태 14: 양태 1 내지 양태 13 중 어느 한 양태에 있어서, 폴리싱 부분이 일련의 원통형 필라를 포함하는, 폴리싱 패드.
양태 15: 양태 14에 있어서, 폴리싱 패드 내의 홈이 리세스에 대해서 정렬되는, 폴리싱 패드.
양태 16: 양태 14에 있어서, 홈이 리세스에 대해서 정렬되지 않는, 폴리싱 패드.
양태 17: 양태 1 내지 양태 16 중 어느 한 양태에 있어서, 윈도우의 순응도가 x 및 y 방향으로 평행한 축들을 따라서 일관적인, 폴리싱 패드.
양태 19: 양태 1 내지 양태 18 중 어느 한 양태에 있어서, 리세스가 0.3 내지 10 mm, 바람직하게는 0.5 내지 3 mm의 폭을 가지는, 폴리싱 패드.
양태 20: 양태 1 내지 양태 19 중 어느 한 양태에 있어서, 요소가 0.3 내지 10 mm, 바람직하게는 0.5 내지 5 mm, 더 바람직하게는 0.8 내지 3 mm의 치수를 가지는, 폴리싱 패드.
양태 21: 기판을 제공하는 단계; 양태 1 내지 양태 20 중 어느 한 양태의 폴리싱 패드를 이용하여 기판을 폴리싱하는 단계, 및 투명 윈도우를 통해서 광학 또는 자기 신호, 바람직하게는 광학 신호를 제공하고 신호에 대한 응답을 검출하고 응답을 모니터링하여 폴리싱이 완료되는 때를 결정하는 단계를 포함하는 폴리싱 방법.
양태 22: 양태 21에 있어서, 폴리싱 매체, 바람직하게는 슬러리 및 폴리싱 중에 제거되는 재료가 리세스를 통해서 기판으로부터 이동되는, 방법.
조성물, 방법, 및 물품은, 본원에 개시된 임의의 적절한 재료, 단계, 또는 구성 요소를 대안적으로 포함할 수 있거나, 이로 구성될 수 있거나, 본질적으로 이로 구성될 수 있다. 조성물, 방법, 및 물품의 기능 또는 목적의 달성에 달리 필요하지 않는 임의의 재료(또는 종), 단계, 또는 구성 요소가 없거나 실질적으로 없도록, 조성물, 방법, 및 물품이 추가적으로 또는 대안적으로 안출될 수 있다.
본원에 개시된 모든 범위는 종료점을 포함하며, 종료점은 독립적으로 서로 조합 가능하다(예를 들어, "최대 25 중량%, 또는 보다 구체적으로, 5 중량% 내지 20 중량%"의 범위는 종료점을 포함하고, "5 중량% 내지 25 중량%"의 범위의 모든 중간값을 포함하는 등이다). 또한, 상술된 상한 및 하한은 범위를 형성하도록 조합될 수 있다(예를 들어, "적어도 1 또는 적어도 2 중량%" 및 "최대 10 또는 5 중량%"는 "1 내지 10 중량%", 또는 "1 내지 5 중량%" 또는 "2 내지 10 중량%" 또는 "2 내지 5 중량%"의 범위로 조합될 수 있다). "조합물"은 블렌드, 혼합물, 합금, 반응 생성물 등을 포함한다. "제1", "제2" 등의 용어는 임의의 순서, 수량, 또는 중요도를 의미하는 것이 아니라, 그 대신 하나의 요소를 다른 요소와 구별하기 위해 사용된다. "하나(a)" 및 "일(an)" 및 "상기(the)"라는 용어는 수량의 제한을 의미하지 않으며, 본원에 달리 명시되지 않거나 문맥상 명확하게 모순되지 않는 한, 단수형 및 복수형 둘 모두를 커버하는 것으로 해석되어야 한다. "또는"은 달리 명확하게 상술되지 않는 한, "및/또는"을 의미한다. "일부 실시형태", "일 실시형태" 등에 대한 본 명세서에 걸친 언급은, 실시형태와 관련하여 설명된 요소가 본원에 설명된 적어도 하나의 실시형태에 포함되고, 다른 실시형태에 존재할 수 있거나 존재하지 않을 수 있음을 의미한다. 또한, 설명된 요소는 다양한 실시형태에서 임의의 적합한 방식으로 조합될 수 있음을 이해해야 한다. "이의 조합물"은 개방적인 것이며, 선택적으로, 열거되지 않은 유사한 또는 동일한 구성 요소 또는 특성과 함께, 열거된 구성 요소 또는 특성 중 적어도 하나를 포함하는 임의의 조합물을 포함한다.
본원에 달리 명시되지 않는 한, 모든 테스트 표준은, 본 출원의 출원일자에 시행 중이거나, 우선권이 청구된 경우, 테스트 표준이 언급된 최초 우선권 출원의 출원일자에 시행 중인 가장 최근의 표준이다.

Claims (10)

  1. 반도체, 광학 또는 자기 기판의 화학 기계적 폴리싱에서 유용한 폴리싱 패드로서,
    홈을 포함하는 상단 폴리싱 표면, 압반에의 장착을 위한 하단 층, 및 폴리싱 재료를 갖는 폴리싱 부분;
    상기 폴리싱 패드를 통한 개구부; 및
    상기 폴리싱 패드 내의 개구부 내의 투명 윈도우로서, 상기 투명 윈도우는 가요적이고 상기 투명 윈도우의 하단부로부터 상기 투명 윈도우의 상단 폴리싱 표면까지 측정되는 두께를 가지며 상기 투명 윈도우가 상기 압반으로부터 이격된 상태로 상기 폴리싱 패드에 고정되어 공동을 형성하고 자기 신호 및 광학 신호 중 적어도 하나에 투명하며, 상기 투명 윈도우는 상기 투명 윈도우의 둘레에 위치되고 상기 투명 윈도우의 중심을 충진하는 복수의 돌출 요소를 가지며, 상기 복수의 돌출 요소의 상단부는 상기 투명 윈도우의 상단 폴리싱 표면을 나타내고, 상기 돌출 요소는 상기 투명 윈도우의 두께의 적어도 30%의 초기 높이를 가지며, 상기 돌출 요소는, 상기 상단 표면 내에서 돌출 요소 패턴을 제공하기 위해서 상기 투명 윈도우의 주변 연부까지 연장되는 상호 연결된 리세스에 의해서 분리된 상기 상단 폴리싱 표면과 공통 평면적이며, 상기 리세스의 대부분이 상기 상단 폴리싱 표면 내의 홈과 부분적인 또는 완전한 오정렬을 가지고, 상기 돌출 요소 패턴은 상기 공동 내로 벤딩되는 투명 윈도우가 다수의 축을 중심으로 벤딩되게 하며, 상기 축들 중 적어도 2개는 평행하지 않거나 중심 돌출 요소를 가지며, 상기 중심 돌출 요소는, 상기 공동 내로 하향 벤딩되는 하나 이상의 리세스에 의해서 둘러싸이고, 상기 중심 돌출 요소는 상기 투명 윈도우의 가장 긴 치수의 절반 미만의 폭을 가지며 그에 따라 폴리싱 중에 상기 기판과의 접촉 압력을 감소시키는, 투명 윈도우를 포함하는, 폴리싱 패드.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 투명 윈도우가 중심을 가지고, 상기 돌출 요소 및 리세스가 상기 중심 주위에서 점 대칭을 갖는, 폴리싱 패드.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 리세스가 크로스-해치 패턴을 생성하는, 폴리싱 패드.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 돌출 요소가 원통형 형상을 가지는, 폴리싱 패드.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 리세스는, 상기 투명 윈도우의 주변 연부를 향해서 연장되는 리세스들을 연결하는 폐쇄된 곡선형 형상을 포함하는, 폴리싱 패드.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 패턴이 육각형 조밀 팩킹 돌출 요소를 포함하는, 폴리싱 패드.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 패턴은 제1 그룹의 리세스에 의해서 분리된 제1 그룹의 요소로서, 상기 제1 그룹의 요소 및 상기 제1 세트의 리세스가 제2 그룹의 요소에 의해서 둘러싸이는, 제1 그룹의 요소, 그리고 제2 세트의 리세스로서, 상기 제2 그룹의 요소가 상기 제1 그룹의 요소보다 크고 제2 세트의 리세스는 상기 제1 세트의 리세스보다 큰, 제2 세트의 리세스를 포함하는, 폴리싱 패드.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 리세스는 원형 윈도우의 주변부와 동심적인 하나 이상의 리세스형 링 및 균일 패턴으로 상기 윈도우에 걸쳐 선형적으로 연장되는 리세스를 포함하는, 폴리싱 패드.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 패턴이 그 x 및 y 축을 중심으로 점 대칭을 갖는, 폴리싱 패드.
  10. 기판을 제공하는 단계;
    제1항의 폴리싱 패드를 이용하여 상기 기판을 폴리싱하는 단계,
    상기 투명 윈도우를 통해서 광학 또는 자기 신호를 제공하고 상기 신호에 대한 응답을 검출하고 상기 응답을 모니터링하여 폴리싱이 완료되는 때를 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
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