[go: up one dir, main page]

KR20160043025A - 제어된 컨디셔닝을 용이하게 하는 재료 조성을 갖는 ｃｍｐ 패드들 - Google Patents

제어된 컨디셔닝을 용이하게 하는 재료 조성을 갖는 ｃｍｐ 패드들 Download PDF

Info

Publication number
KR20160043025A
KR20160043025A KR1020167006442A KR20167006442A KR20160043025A KR 20160043025 A KR20160043025 A KR 20160043025A KR 1020167006442 A KR1020167006442 A KR 1020167006442A KR 20167006442 A KR20167006442 A KR 20167006442A KR 20160043025 A KR20160043025 A KR 20160043025A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
polishing
laser energy
polishing pad
materials
combination
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
KR1020167006442A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102207743B1 (ko
Inventor
라지브 바자즈
크레이그 이. 본
프레드 레데케르
Original Assignee
어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 filed Critical 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
Publication of KR20160043025A publication Critical patent/KR20160043025A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102207743B1 publication Critical patent/KR102207743B1/ko
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/304—Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/11—Lapping tools
    • B24B37/20—Lapping pads for working plane surfaces
    • B24B37/24—Lapping pads for working plane surfaces characterised by the composition or properties of the pad materials
    • B24B37/245—Pads with fixed abrasives
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02109—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
    • H01L21/02112—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer
    • H01L21/02172—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing at least one metal element, e.g. metal oxides, metal nitrides, metal oxynitrides or metal carbides
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/26—Bombardment with radiation
    • H01L21/263—Bombardment with radiation with high-energy radiation
    • H01L21/268—Bombardment with radiation with high-energy radiation using electromagnetic radiation, e.g. laser radiation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H01L21/30625—With simultaneous mechanical treatment, e.g. mechanico-chemical polishing

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)

Abstract

본 개시물의 실시예들은 일반적으로 레이저 에너지에 노출될 때 균일한 컨디셔닝을 용이하게 하는 미세구조를 갖는 폴리싱 제품 또는 폴리싱 패드를 위한 방법 및 장치를 제공한다. 일 실시예에서, 제1 재료와 제2 재료의 조합을 포함하는 폴리싱 패드가 제공되고, 제1 재료는 제2 재료보다 레이저 에너지에 더 잘 반응한다. 다른 실시예에서, 복합 폴리싱 패드를 텍스쳐화하는 방법이 제공된다. 이 방법은, 복합 폴리싱 패드의 미세구조와 일치하는 마이크로텍스쳐화된 표면을 제공하기 위해, 더 큰 레이저 에너지 흡수율을 갖는 제1 재료 내에서의 더 큰 절제율, 및 더 작은 레이저 에너지 흡수율을 갖는 제2 재료 내에서의 더 작은 절제율을 초래하도록, 폴리싱 패드의 표면 상에 레이저 에너지 소스를 지향시키는 단계를 포함한다.

Description

제어된 컨디셔닝을 용이하게 하는 재료 조성을 갖는 ＣＭＰ 패드들{CMP PADS HAVING MATERIAL COMPOSITION THAT FACILITATES CONTROLLED CONDITIONING}
본 명세서에 개시된 실시예들은 일반적으로 화학 기계적 폴리싱(chemical mechanical polishing)(CMP) 프로세스에서 이용되는 폴리싱 제품들(polishing articles)의 제조에 관한 것이다. 보다 구체적으로는, 본원에 개시된 실시예들은 폴리싱 제품들을 제조하는 방법들 및 재료들의 조성들에 관한 것이다.
화학 기계적 평탄화(chemical mechanical planarization)라고도 알려져 있는 화학 기계적 폴리싱(CMP)은 집적 회로 디바이스들 상에 평탄한 표면들을 제공하기 위해 반도체 제조 산업에서 이용되는 프로세스이다. CMP는 기판으로부터의 필름 또는 다른 재료의 제거 작용을 위해 패드에 폴리싱 유체 또는 슬러리를 도포하면서, 회전하는 웨이퍼를 회전하는 폴리싱 패드에 대하여 누르는 것을 수반한다. 그러한 폴리싱은 기판 상에 미리 퇴적되어 있었던 실리콘 산화물과 같은 절연 층들, 및/또는 텅스텐, 알루미늄 또는 구리와 같은 금속 층들을 평탄화하기 위해 종종 이용된다.
폴리싱 프로세스는 패드 표면의 "글레이징(glazing)" 또는 평활화(smoothening)를 야기하고, 이는 필름 제거율을 감소시킨다. 폴리싱 패드의 표면은 패드 표면을 복구하기 위해 "조면화"되거나 컨디셔닝되며, 이는 국지적 유체 이송을 증대시키고 제거율을 향상시킨다. 통상적으로, 컨디셔닝은 미크론 크기의 공업용 다이아몬드와 같은 연마재로 코팅된 컨디셔닝 디스크를 이용하여, 2개의 웨이퍼를 폴리싱하는 중간에서, 또는 웨이퍼를 폴리싱하는 것과 병렬로 수행된다. 컨디셔닝 디스크는 패드 표면에 대하여 눌려지고 회전되며, 폴리싱 패드의 표면을 기계적으로 컷(cut)한다. 그러나, 컨디셔닝 디스크에 가해지는 회전 및/또는 하향력은 제어되는 반면, 컷팅 동작은 비교적 무차별적(indiscriminate)이고, 연마재들은 폴리싱 표면에 고르게 침투하지 않을 수 있으며, 이는 폴리싱 패드의 폴리싱 표면에 걸쳐 표면 조도(surface roughness)의 차이를 생성한다. 컨디셔닝 디스크의 컷팅 동작은 손쉽게 제어되지 않으므로, 패드 수명이 단축될 수 있다. 또한, 컨디셔닝 디스크의 컷팅 동작은 때로는 패드 잔해와 함께, 폴리싱 표면 내에 큰 애스퍼리티(asperities)를 생성한다. 폴리싱 프로세스에서는 애스퍼리티가 도움이 되지만, 애스퍼리티는 폴리싱 동안 떨어져 나올 수 있고, 이는 컷팅 동작으로부터 발생하는 패드 잔해와 함께 기판 결함의 원인이 되는 잔해를 생성한다.
폴리싱 표면의 균일한 컨디셔닝을 제공하려는 시도에서, 폴리싱 패드의 폴리싱 표면에 작용하는 다수의 다른 방법 및 시스템이 수행되어 왔다. 그러나, 디바이스 및 시스템의 제어(예를 들어, 다른 메트릭 중에서도 특히 컷팅 동작, 하향력)는 만족스럽지 않게 되고, 폴리싱 패드 자체의 속성들에 의해 방해를 받을 수 있다. 예를 들어, 패드 재료의 경도 및/또는 밀도와 같은 속성들은 불균일할 수 있고, 이는 폴리싱 표면의 일부 부분들에서 다른 부분들에 비해 더 공격적인 컨디셔닝을 야기한다.
그러므로, 균일한 폴리싱 및 컨디셔닝을 용이하게 하는 속성들을 갖는 폴리싱 제품이 필요하다.
본 개시물의 실시예들은 일반적으로 레이저 에너지에 노출될 때 균일한 컨디셔닝을 용이하게 하는 미세구조(microstructure)를 갖는 폴리싱 제품 또는 폴리싱 패드를 위한 방법 및 장치를 제공한다. 일 실시예에서, 제1 재료와 제2 재료의 조합을 포함하는 폴리싱 패드가 제공되고, 제1 재료는 제2 재료보다 레이저 에너지에 더 크게 반응한다.
다른 실시예에서, 폴리싱 패드가 제공된다. 폴리싱 패드는 제1 재료와 제2 재료의 조합을 포함하는 바디를 포함하고, 제2 재료는 제1 재료 내에 분산되는 금속 산화물을 포함하고, 제1 재료는 제2 재료보다 레이저 에너지에 더 잘 반응한다.
다른 실시예에서, 폴리싱 패드가 제공된다. 폴리싱 패드는, 제1 재료, 제2 재료 및 제3 재료를 포함하는 둘 이상의 불혼화성 재료의 조합을 포함하는 폴리싱 패드를 포함하고, 제1 재료는 제2 재료보다 355 나노미터 파장 레이저를 더 잘 흡수하고, 제3 재료는 제2 재료보다 355 나노미터 파장 레이저를 덜 흡수한다.
다른 실시예에서, 폴리싱 패드가 제공된다. 폴리싱 패드는, 제1 폴리머 재료 및 제2 폴리머 재료 - 제1 폴리머 재료는 제2 폴리머 재료 내에 균일하게 분산됨 -, 및 제1 재료 및 제2 재료 중 하나 또는 둘 다에 분산되는 복수의 입자를 포함하는 제3 재료를 포함하는 바디를 포함하고, 제1 재료는 제2 재료보다 레이저 에너지에 더 크게 반응한다.
다른 실시예에서, 복합 폴리싱 패드(composite polishing pad)를 텍스쳐화하는 방법이 제공된다. 이 방법은, 복합 폴리싱 패드의 미세구조와 일치하는 마이크로텍스쳐화된 표면(micro-textured surface)을 제공하기 위해, 더 큰 레이저 에너지 흡수율을 갖는 제1 재료 내에서의 더 큰 절제율(ablation rate), 및 더 작은 레이저 에너지 흡수율을 갖는 제2 재료 내에서의 더 작은 절제율을 초래하도록, 폴리싱 패드의 표면 상에 레이저 에너지 소스를 지향시키는 단계를 포함한다.
위에서 언급된 본 개시물의 특징들이 상세하게 이해될 수 있도록, 위에 간략하게 요약된 본 개시물의 더 구체적인 설명은 실시예들을 참조할 수 있으며, 그들 중 일부는 첨부 도면들에 도시되어 있다. 그러나, 본 개시물은 동등한 효과의 다른 실시예들을 허용할 수 있으므로, 첨부 도면들은 본 개시물의 전형적인 실시예들만을 도시하며, 따라서 그것의 범위를 제한하는 것으로 간주되어서는 안 된다는 점에 유의해야 한다.
도 1a는 폴리싱 표면 내에 형성되는 홈 패턴을 갖는 폴리싱 제품의 일 실시예의 상부 평면도이다.
도 1b는 도 1a에 도시된 폴리싱 제품의 개략적 측단면도이다.
도 2a 및 도 2b는 폴리싱 제품의 대안적인 실시예의 일부분의 확대 단면도들이다.
도 3은 폴리싱 제품의 다른 실시예의 부분적 측단면도이다.
도 4는 폴리싱 제품의 대안적인 실시예의 부분적 측단면도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 방식으로 처리되는 도 4의 폴리싱 제품의 부분적 측단면도이다.
도 6은 폴리싱 제품의 다른 실시예의 일부분의 측단면도이다.
이해를 용이하게 하기 위해서, 가능한 경우에, 도면들에 공통인 동일한 요소들을 지시하는 데에 공통의 단어들이 이용되었다. 일 실시예에 개시된 요소들은 구체적인 언급 없이도 다른 실시예들에서 유리하게 이용될 수 있다고 고려된다.
본 개시물은 폴리싱 제품들 및 그것의 제조 방법들뿐만 아니라, 기판들을 폴리싱하고, 기판들의 폴리싱 전에, 폴리싱하는 동안에 그리고 폴리싱 한 후에 폴리싱 제품들을 컨디셔닝하는 방법들에 관한 것이다.
도 1a는 폴리싱 표면(110) 내에 형성되는 홈 패턴(105)을 갖는 폴리싱 제품(100)의 상부 평면도이다. 홈 패턴(105)은 복수의 홈(115)을 포함한다. 도시된 실시예에서, 홈 패턴(105)은 동심원들을 포함하지만, 패턴(105)은 선형 또는 비선형 홈들을 포함할 수 있다. 홈 패턴(105)은 방사형으로 배향된 홈들을 또한 포함할 수 있다.
도 1b는 도 1a에 도시된 폴리싱 제품(100)의 개략적 측단면도이다. 폴리싱 제품(100)은 제1 재료(125A)와 제2 재료(125B)를 포함하는 바디(123)를 포함한다. 홈 패턴(105)은 폴리싱 제품(100)이 제조될 때 형성될 수 있고, 또는 홈 패턴(105)은 바디(123)를 레이저 에너지 소스(120)에 노출시켜 제1 재료(125A) 내에 배치된 제2 재료(125B)를 제거함으로써 형성될 수 있다. 홈 패턴(105)은 제1 재료(125A) 내에 배치된 제2 재료(125B)로 형성될 수 있고, 제2 재료(125B)는 레이저 에너지 소스(120)로부터의 에너지와 반응하는 한편, 제1 재료(125A)로 구성된 폴리싱 표면(110)의 홈이 없는 나머지 부분은 레이저 에너지 소스(120)로부터의 에너지와 실질적으로 반응하지 않는다. 홈 패턴(105)은 홈들(115)의 원하는 깊이에 대응하는 제거율로 제2 재료(125B)를 제거하기 위해, 지정된 시간 동안 및/또는 지정된 출력 전력으로 레이저 에너지의 빔(128) 또는 더 넓은 플러드(flood)를 이용하여 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 폴리싱 표면(110) 상에 형성되는 홈 패턴(105)은 텍스쳐화된 표면(130)을 포함한다.
도 2a 및 도 2b는 폴리싱 제품(200)의 대안적인 실시예의 일부분의 확대 단면도들이다. 폴리싱 제품(200)의 폴리싱 표면(110)은 미세한 기공 구조(예를 들어, 약 1.0 미크론 이하 내지 약 50 미크론의 크기를 갖는 복수의 기공(205))를 포함할 수 있다. 미세한 기공 구조는 폴리싱 제품의 제조 동안 제공될 수 있다. 기공들(205)은 원하는 크기의 미세 구조들(210)을 패드 형성 혼합물 내에 첨가함으로써 형성될 수 있다. 미세 구조들(210)은 풍선형 구조들 또는 재료일 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 미세 구조들(210)은 패드 형성 혼합물 내에 가스를 주입함으로써 형성될 수 있다.
폴리싱 제품(200)의 폴리싱 표면(110)은, 엠보싱 패턴 및/또는 복수의 냅형(nap-like) 구조(220)를 포함할 수 있는 텍스쳐(215)를 또한 포함할 수 있다. 텍스쳐(215)는 제2 재료들(125B)이 제1 재료(125A) 내에 분포되고 제2 재료들(125B)을 선택적으로 변경하기 위하여 바디(123)를 (도 1b에 도시된) 레이저 에너지 소스(120)에 노출시킴으로써 형성될 수 있다. 도 2b에 도시된 바와 같이, 도 2a에 도시된 기공들(205)은 바디(123)를 레이저 에너지에 노출시킬 때 제2 재료(125B)의 하나 이상의 영역 내에 형성될 수 있다. 대안적으로, 텍스쳐(215)는 마스크를 이용하는 것 등에 의해, 폴리싱 표면(110)의 영역들을 레이저 에너지에 선택적으로 노출시키고, 폴리싱 표면(110)의 다른 영역들을 노출시키지 않는 것에 의해 형성될 수 있다. 텍스쳐(215)는 폴리싱 제품(200)이 제조될 때 형성될 수 있고, 또는 텍스쳐(215)는 레이저 에너지 소스(120)를 이용한 컨디셔닝 프로세스 동안 형성될 수 있다.
폴리싱 표면(110) 상의 텍스쳐(215)는 레이저 에너지 소스(120)에 노출됨으로써, 폴리싱 제품(100)의 바디(123) 내에 함유된 복합 재료(즉, 제1 재료(125A) 및 제2 재료(125B))로부터 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 폴리싱 제품(100)의 바디(123)는 내부에 균일하게 분산된 폴리머 나노-도메인들(polymer nano-domains)을 포함하는 폴리머 복합 재료를 포함한다. 나노-도메인들의 크기는 약 10 나노미터 내지 약 200 나노미터일 수 있다. 나노-도메인들은 싱글 폴리머 재료, 금속 산화물 연마재, 폴리머 재료들의 조합, 금속 산화물들의 조합, 또는 폴리머 재료들과 금속 산화물들의 조합을 포함할 수 있다. 텍스쳐(215)는 레이저 에너지 소스(120)에 노출됨으로써, 폴리싱 제품(100)의 바디(123) 내에 포함된 복합 재료로부터 형성될 수 있다. 금속 산화물은 실리카, 알루미나, 세리아(ceria), 실리콘 탄화물, 또는 그들의 조합을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 폴리싱 제품(100)은 폴리머 베이스 재료를 제1 재료(125A)로서 포함하고, 복수의 미량원소가 제2 재료(125B)로서 폴리머 베이스 재료 내에 포함된다. 일 양태에서, 제2 재료(125B)로서의 미량원소들은 제1 재료(125A)로서의 폴리머 베이스 재료 내에 산재된 미크론 크기 또는 나노 크기 재료들(즉, 입자들(225))을 포함하는 입자들을 포함한다. 일부 실시예들에서, 제1 재료(125A)는 레이저 에너지 소스(120)로부터의 레이저 에너지에 대하여 상이한 반응성 또는 흡수율들을 갖는 폴리머 재료들의 혼합물일 수 있다. 이용될 수 있는 미량원소들을 위한 적합한 폴리머 재료들은 폴리우레탄, 폴리카보네이트, 플루오로폴리머, PTFE, PTFA, 폴리페닐렌 술파이드(polyphenylene sulfide)(PPS), 또는 그들의 조합을 포함한다. 그러한 폴리머 미량원소들의 예는 또한 폴리비닐 알코올, 펙틴, 폴리비닐 피롤리돈, 하이드록시에틸셀룰로오스, 메틸셀룰로오스, 하이드로프로필메틸셀룰로오스, 카르복시메틸셀룰로오스, 하이드록시프로필셀룰로오스, 폴리아크릴산, 폴리아크릴아미드, 폴리에틸렌 글리콜, 폴리하이드록시에테르아크릴라이트(polyhydroxyetheracrylites), 녹말(starches), 말레산 코폴리머, 폴리에틸렌 산화물, 폴리우레탄, 및 그들의 조합을 포함한다.
일 실시예에서, 폴리머 베이스 재료는 개방 기공(open-pored) 또는 폐쇄 기공(closed-pored) 폴리우레탄 재료를 포함하고, 입자들 각각은 폴리머 베이스 재료 내에 산재된 나노-스케일 입자이다. 입자들은 유기 나노입자들을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 나노입자들은 분자 또는 원소 링들 및/또는 나노구조들을 포함할 수 있다. 예들은 탄소 나노튜브 및 다른 구조들, 5 결합(오각형), 6 결합(육각형), 또는 6 초과 결합을 갖는 분자 탄소 링들과 같은 탄소(C)의 동소체들(allotropes)을 포함한다. 다른 예들은 풀러린 유사 초분자들(fullerene-like supramolecules)을 포함한다. 다른 실시예에서, 나노-스케일 입자들은 세라믹 재료, 알루미나, 유리(예를 들어, 실리콘 이산화물(SiO2)), 및 그들의 조합들 또는 유도체들일 수 있다. 다른 실시예에서, 나노-스케일 입자들은, 다른 산화물들 중에서도 특히, 티타늄(IV) 산화물 또는 티타늄 이산화물(TiO2), 지르코늄(IV) 산화물 또는 지르코늄 이산화물(ZrO2), 그들의 조합들 및 그들의 유도체들과 같은 금속 산화물들을 포함할 수 있다.
폴리싱 제품(100)은, 우레탄, 멜라민, 폴리에스테르, 폴리술폰, 폴리비닐 아세테이트, 불화계 탄화수소 등, 및 그들의 혼합물, 코폴리머 및 그래프트(grafts)로부터 형성될 수 있는 폴리머 매트릭스와 같은 복합 베이스 재료를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 폴리머 매트릭스는 폴리에테르계 액체 우레탄으로부터 형성될 수 있는 우레탄 폴리머를 포함한다. 액체 우레탄은 다관능성(polyfunctional) 아민, 디아민, 트리아민 또는 다관능성 하이드록실 화합물 또는 경화될 때 요소 결합들(urea links) 및 교차결합된 폴리머 네트워크를 형성하는 우레탄/요소 교차결합 조성물들 내의 하이드록실/아민과 같은 혼합된 관능성 화합물들(mixed functionality compounds)과 반응할 수 있다.
제1 재료(125A)로서의 폴리머 매트릭스는 제2 재료(125B)로서의 복수의 미량원소와 혼합될 수 있다. 미량원소들은 폴리머 재료, 금속 재료, 세라믹 재료, 또는 그들의 조합일 수 있다. 미량원소들은 폴리싱 제품(100)의 폴리싱 표면(110) 내에서 미크론 크기 또는 나노 크기 도메인들을 형성하는 미크론 크기 또는 나노 크기 재료들일 수 있다. 미량원소들 각각은 약 150 미크론 미만 내지 약 10 미크론 미만인 평균 직경을 포함할 수 있다. 나노 크기 재료들(즉, 입자들)의 적어도 일부의 평균 직경은 약 10 나노미터일 수 있지만, 10 나노미터보다 크거나 그보다 작은 직경이 이용될 수 있다. 미량원소들의 평균 직경은 실질적으로 동일하거나, 상이한 크기들 또는 상이한 크기들의 혼합물을 갖도록 달라질 수 있고, 원하는 대로 폴리머 매트릭스 내에 함침될(impregnated) 수 있다. 미량원소들 각각은 약 0.1 미크론 내지 약 100 미크론의 평균 거리로 이격될 수 있다. 미량원소들은 폴리머 베이스 재료 전반에 걸쳐 실질적으로 균일하게 분포될 수 있다.
일 실시예에서, 미량원소들은 폴리머 베이스 재료 내에 균일하게 분산되거나 분포된다. "균일하게 분산된(uniformly dispersed)" 또는 "균일하게 분포된(uniformly distributed)"은 임의의 섹션 내의 단위 용적당 입자 수 및 중량 퍼센트(wt%)가 전체 폴리싱 제품(100)에 대한 평균 입자 수 및 wt%로부터 10% 미만만큼 다른 것으로서 정의될 수 있다.
레이저 에너지 소스(120)는 제1 재료(125A) 및 제2 재료(125B) 중 하나를 다른 것에 우선하여 절제하는 레이저 빔(또는 빔들)을 포함한다. 절제는 특정한 관능기들(functional groups) 또는 결합들에 의한 에너지 흡수로 인해 발생할 수 있고, 이는 폴리머 체인들의 파괴를 야기한다. 더 작은 체인들은 폴리싱 표면(110)의 형성 및/또는 폴리싱 표면(110)의 사용 동안 이용될 수 있는 유체 내에서 폴리싱 표면으로부터 휩쓸려갈 수 있는, 휘발되는 단편들(volatilized fragments)로 더 분할될 수 있다. 레이저 에너지는 특정적이고(specific), 상이한 재료들에 의해 상이한 정도들로 흡수되므로, 다양한 정도의 레이저 에너지 흡수를 갖는 이러한 복합 재료들은 하나의 재료를 다른 재료에 비해 선택적으로 절제하는 것에 의해 텍스쳐들을 생성하기 위해 이용될 수 있다. 예를 들어, 흡수성이 높은 재료(more absorbing material)의 매트릭스 내에 흡수성이 낮은 재료(less absorbing material)의 나노 크기 도메인들을 갖는 복합 재료는, 나노 크기 도메인들이 노출되고 기판 폴리싱을 작용하기 위해 이용될 수 있도록 매트릭스를 노출 또는 릴리프-에칭(relief-etch)하기 위해 레이저 컨디셔닝을 야기한다. 일 실시예에서, 분산된 연마 나노 입자들로 이루어진 폴리머 매트릭스를 갖는 폴리싱 패드가 355nm 레이저를 받을 때, 바인더 폴리머는 연마 입자들에 우선하여 절제되고, 이로써 노출된 복수의 연마 입자를 갖는 마이크로텍스쳐를 생성한다. 연마 입자들은 폴리싱 패드를 이용하는 폴리싱 프로세스에서 기판으로부터 재료를 제거하기 위해 유리하게 이용될 수 있다.
도 3은 폴리싱 제품(300)의 대안적인 실시예의 부분적 측단면도이다. 폴리싱 제품(300)은 제1 재료(125A) 및 제2 재료(125B)로 구성된다. 제2 재료(125B)는 제1 재료(125A)보다 레이저 에너지에 더 잘 반응한다. 제1 및 제2 재료는 균일하게 혼합될 수 있고, 이는 순수한 혼합력(sheer mixing forces)과 같은 방법들에 의해 달성될 수 있으며, 또는 제1 및 제2 재료는 복수의 재료를 포함하는 블렌딩된 화합물 내에 나타나는 속성들을 포함할 수 있다. 대안적으로, 제1 및 제2 재료는, 제1 재료(125A)를 제2 재료(125B)에 대하여 정밀하게 위치시키면서 제어가능하게 결합될 수 있다. 그러한 정밀한 배치는 제어 압출(controlled extrusion) 또는 3차원 재료 인쇄와 같은 방법들에 의해 달성될 수 있다.
도 4는 폴리싱 제품(400)의 대안적인 실시예의 부분적 측단면도이다. 폴리싱 제품(400)은 제1 재료(125A) 및 제2 재료(125B)로 구성될 수 있는데, 여기에서 제1 재료(125A)는 제2 재료(125B)보다 레이저 에너지에 더 잘 반응한다. 위에서 논의된 바와 같이, 재료들은 균일하게 혼합될 수 있고, 이는 순수한 혼합력과 같은 방법들 또는 복수의 재료의 블렌딩된 화합물 내에 나타나는 재료 속성들에 의해 달성될 수 있고, 또는 대안적으로는, 재료들은 제어 압출 또는 3차원 재료 인쇄 등에 의해, 제2 재료(125B)에 대하여 제1 재료(125A)를 정밀하게 위치시키면서, 제어가능하게 결합될 수 있다.
일 실시예에서, 폴리싱 제품(400)의 폴리싱 표면(110)은 폴리싱 표면(110)을 레이저 에너지 소스(120)로부터의 정밀하게 제어되고 포커싱된 레이저 에너지(407)에 노출시킴으로써 마이크로텍스쳐화된다. 레이저 에너지(407)는 제2 재료(125B)에 비하여 제1 재료(125A)를 우선적으로 제거하고, 따라서 절제된 보이드(ablated void)(410)를 생성한다. 제2 재료(125B)는 제1 재료(125A) 내에 형성된 절제된 보이드(410) 위로 및/또는 그 주위로 연장되고, 남아있는 제1 재료(125A) 및 제2 재료(125B)는 폴리싱 표면(110)을 정의한다.
레이저 에너지(407)는, 제1 재료(125A)에 비하여 더 작은 레이저 에너지 흡수율을 갖는 제2 재료(125B)에 비교하여 더 큰 레이저 에너지 흡수율 및 더 작은 절제율을 갖는 제1 재료(125A) 내에서 더 큰 절제율을 작용하기 위해 폴리싱 표면(110) 상에 정밀하게 포커싱될 수 있다. 제1 재료(125A)의 더 큰 절제율은 마이크로텍스쳐화된 표면(415)을 제공하기 위해 절제된 보이드들(410)을 생성한다. 도 4에 도시된 폴리싱 제품(400)은 기판 폴리싱 프로세스에서 이용될 수 있는 폴리싱 패드(405)의 일부분을 포함할 수 있다. 마이크로텍스쳐화된 표면(415)은 레이저 에너지 소스(120)의 선택된 동작 파라미터들, 및/또는 폴리싱 패드(405)의 미세구조와 일치할 수 있다.
예시적인 패터닝 방법은 레이저 에너지 소스(120)로부터의 포커싱된 레이저 에너지(407)를 폴리싱 패드(405)의 폴리싱 표면(110) 상에 지향시키는 것을 포함한다. 포커싱된 레이저 에너지(407)는 제1 재료(125A)로 구성된 폴리싱 표면의 부분들에 의해 더 큰 정도로 흡수되고, 제1 재료(125A)의 영역들로부터 재료가 제거된다. 일 실시예에서, 재료 제거는 레이저 강도, 레이저 초점, 및 레이저 에너지의 지속시간에 의해 제어가능하다. 제1 재료(125A)에 전달되는 레이저 에너지를 제어함으로써, 절제된 보이드들(410)의 특성들이 제어될 수 있다. 절제된 보이드들(410)의 크기(예를 들어, 깊이뿐만 아니라 길이/폭, 직경(또는 다른 치수))는 폴리싱 표면(110)에 대한 레이저 에너지(407)의 인가를 제어함으로써 제어될 수 있다. 예를 들어, 특정한 빔 강도, 직경 및 지속시간을 갖는 정밀한 빔 또는 빔들은 폴리싱 표면(110) 내에 마이크로-크기 보이드들을 생성할 수 있는 한편, 상이한 빔 강도, 직경 및 지속시간을 갖는 빔 또는 빔들은 더 큰 크기의 보이드들을 생성할 수 있다. 따라서, 레이저 에너지(407)의 전달을 제어함으로써 폴리싱 패드(405)의 폴리싱 표면(110) 내에서의 원하는 깊이, 폭 및 형상을 갖는 절제된 보이드들(410)을 제어가능하고 선택적으로 생성할 수 있다. 절제된 보이드들(410)의 생성은 폴리싱 표면(110) 상에 원하는 패턴을 제공하기 위해 필요한 만큼 반복될 수 있다. 마이크로텍스쳐화된 표면(415)은 폴리싱 패드(405)의 제조 동안에 형성될 수 있고/있거나, 기판 폴리싱 프로세스에서의 이용 전에, 이용 중에, 또는 이용 후에 재생성될 수 있다. 레이저 빔의 단일 패스에서 약 1 미크론 내지 약 20 미크론의 패드 재료가 폴리싱 표면(110)으로부터 제거되도록, 레이저 전력 및 동작 조건들이 제공된다. 통상적으로, 폴리싱 프로세스 동안, 약 0.5% 미만의 패드 표면적이 기판의 처리 전에, 처리 중에, 또는 처리 후에 (컨디셔닝 동안) 텍스쳐화된다.
도 5는 실시예들에 따른 대안적인 방식으로 처리되는, 도 4에 도시된 폴리싱 제품(400)의 부분적 측단면도이다. 본 실시예에서, 제2 재료(125B)는, 제2 재료(125B)와 비교해 볼 때 더 큰 레이저 에너지 흡수율을 갖는 제1 재료(125A)에 비하여 더 큰 절제율뿐만 아니라 더 작은 레이저 에너지 흡수율을 갖는다. 폴리싱 패드(405)의 폴리싱 표면(110)은 폴리싱 표면(110)을 레이저 에너지(500)의 넓은 선량(broad dose) 또는 플러드에 노출시킴으로써 마이크로텍스쳐화된다. 레이저 에너지(500)는 제1 재료(125A)에 비하여 제2 재료(125B)의 더 큰 절제율을 작용하도록 폴리싱 표면(110)에 지향된다. 더 큰 절제율은, 복합 폴리싱 패드(405)의 미세구조(즉, 폴리싱 패드(405) 내의 제2 재료(125B)에 대한 제1 재료(125A)의 비율 및/또는 밀도)와 일치할 수 있는 마이크로텍스쳐화된 표면을 제공하기 위해, 절제된 보이드들(410)을 생성한다. 일부 실시예들에서, 특히 패드 컨디셔닝 동안, 레이저 에너지의 전력 레벨, 유지 시간(dwell time), 및 다른 속성들은, 제1 재료(125A) 및 제2 재료(125B) 중 어느 것도 완전하게 절제되지 않도록 제공된다. 일 실시예에서, 폴리싱 표면(110)을 리프레싱하고 거기에 텍스쳐를 제공하기 위해, (제1 재료(125A) 및 제2 재료(125B)의 도메인들 각각으로부터) 패드 표면의 약 0.05% 미만이 제거된다. 따라서, 폴리싱 표면(110)이 리프레싱되어 기판으로부터의 재료의 제거를 증대시키는 한편, 재료 제거가 폴리싱 표면(110)의 일부분으로만 한정되므로 폴리싱 패드(405)의 수명이 연장될 수 있다.
예시적인 방법은 레이저 에너지 소스(120)로부터의 레이저 에너지(500)를 폴리싱 패드(405)의 폴리싱 표면(110) 상에 지향시키는 것을 포함한다. 레이저 에너지는 제2 재료로 구성된 폴리싱 표면의 부분들에 의해 더 큰 정도로 흡수되고, 재료는 제2 재료의 영역들로부터 제거된다. 제2 재료에 전달되는 에너지를 제어함으로써, 절제된 보이드의 특성들이 제어될 수 있다. 에너지 전달을 제어하는 것은, 주위의 제1 재료를 손상시키지 않으면서, 절제된 보이드들의 제어가능하고 선택적인 생성을 허용한다.
도 6은 본 개시물에 따른 폴리싱 제품(600)의 다른 실시예의 일부분의 측단면도이다. 폴리싱 제품(600)은 제1 재료(125A)와 제2 재료(125B)로 구성된 폴리싱 패드(605)를 포함할 수 있는데, 여기에서 제1 재료(125A) 또는 제2 재료(125B) 중 하나는 다른 재료보다 레이저 에너지에 더 잘 반응한다. 제1 재료(125A) 및 제2 재료(125B)는 제1 재료(125A)를 제2 재료(125B)에 대하여 정밀하게 위치시키면서, 제어가능하게 결합될 수 있다. 그러한 정밀한 배치는 제어 압출 또는 3차원 재료 인쇄와 같은 방법들에 의해 달성될 수 있다. 도 6에는 도시되지 않았지만, 다른 재료보다 레이저 에너지에 더 잘 반응하는 재료는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 표면 내에 보이드들을 형성하도록 레이저 절제될 수 있다.
일부 실시예들에서, 이산 비연속 영역들 또는 상호접속 영역들일 수 있는 제2 재료(125B)의 이산 영역들은 제1 재료 내에 정밀하게 배향될 수 있다. 예를 들어, 도 6에 도시된 실시예에서, 제2 재료(125B)의 이산 영역들은 폴리싱 표면(110)으로부터 폴리싱 패드(605)의 바디(123)를 통해 폴리싱 제품(600)의 바닥 표면까지 연장되는 컬럼들(610)의 형태일 수 있다. 컬럼들(610)은, 폴리싱 표면(110)의 평면에 수직이거나, 도 6에 도시된 것과 같이 폴리싱 표면(110)의 평면에 대해 기울어진 필러들을 포함할 수 있다. 컬럼들(610)은 선형, 지그재그형, 파동형 또는 나선형일 수 있다. 다른 실시예들에서, 컬럼들(610)은 동심 실린더들 또는 동심 원뿔대들의 형태일 수 있다.
도 1a 내지 도 6에 도시된 폴리싱 제품들(100, 200, 300, 400 및 600)은 3차원(3D) 인쇄 또는 사출 성형 프로세스를 포함하는 다수의 방법에 의해 형성될 수 있다. 3D 인쇄 방법에서, 디지털화된 설계에 기초하여 폴리싱 제품을 형성하도록 플래튼 상에 층들을 형성하기 위해, 원하는 폴리머들 및/또는 미량원소 재료들이 스프레이되거나 드롭되거나 또는 다르게 퇴적될 수 있다. 퇴적된 폴리머 재료들은 단일 폴리싱 제품을 형성한다. 각각의 재료는 적어도 하나의 재료의 적어도 다른 재료에 대한 미리 정의된 분포를 갖는 매트릭스를 형성하기 위해 프린터에 의해 이산 퇴적될 수 있다. 미리 정의된 분포는 재료들의 균일한 분포일 수 있고, 적어도 제1 재료를 기하학적 형상들로 퇴적하는 것을 포함할 수 있다. 제1 또는 제2 재료 중 하나가 레이저 에너지에 의해 선택적으로 제거된 후, 결과적인 애스퍼리티가 프린터에 의해 퇴적된 대로의 기하학적 형상을 갖도록, 기하학적 형상들은 제2 재료의 벌크 퇴적물 내에 다양한 기하학적 형상들의 제1 재료의 클러스터들 및/또는 패턴들을 포함할 수 있다. 대안적으로, 복수의 폴리싱 제품으로 컷팅될 수 있는 제품이 형성될 수 있고, 그러한 복수의 폴리싱 제품은 폴리싱 제품들 각각의 제1 재료 및 제2 재료 내에 유사한 재료 속성들을 포함한다.
사출 성형 방법에서, 미량원소들은 높은 순수 혼합에 의해 폴리머 베이스 재료 전반에 걸쳐 실질적으로 균일하게 분포될 수 있다. 일례에서, 완전한 혼합을 달성하기 위해, 둘 이상의 폴리머, 또는 하나 이상의 폴리머와 미량원소들은 사출 성형 전에, 예를 들어 "트윈 스크류" 압출기 내에서 별개로 혼합될 수 있다. 또한, 폴리싱 패드들을 만들기 위해 유리하게 이용될 수 있는 적합한 미세구조를 갖는 코폴리머들을 고려하는 것이 유리할 수 있다. 이러한 방법에서, 코폴리머는 2개의 모노머를 폴리머화하여, 결과적인 폴리머 체인이 2개 모노머들 모두를 함유하게 하는 것에 의해 만들어진다. 2개의 모노머의 화학적 성질에 의존하여, 2가지 유형의 재료는 그들 자신을 모노머 A 풍부 및 모노머 B 풍부 페이즈들(phases)의 영역들로 조직화할 수 있다. 그러한 코폴리머의 예는 ABS(acrylonitrile-butadiene-Styrene)이며, 폴리머 매트릭스는 부타디엔 풍부 고무질 페이즈(butadiene rich rubbery phase) 및 스티렌 풍부 유리질 페이즈(styrene rich glassy phase)로 분할된다. 고무 도메인들의 크기 및 개수는 아크릴로니트릴 및 부타디엔의 양을 변조하는 것에 의해 제어될 수 있다. 이러한 조성은 폴리스티렌 단독 및 부타디엔 단독에 비해 개선된 기계적 속성들에 대해 유리할 수 있다. 레이저 에너지의 상이한 흡수율들을 가능하게 하는 유사한 조성들이 레이저 컨디셔닝을 위해 생성될 수 있고, 이는 폴리싱을 위한 제어된 텍스쳐들을 가능하게 한다.
위에 설명된 실시예들 전부에서, 제3 재료는 제1 및 제2 재료 중 적어도 하나와 섞일 수 있다. 제3 재료는 다른 재료들보다 레이저 에너지에 더 잘 반응하거나 또는 덜 반응할 수 있다. 일부 실시예들에서, 제3 재료는 다른 재료들에 비해 레이저 에너지에 대해 매우 비반응성일 수 있고, 그에 의해 제3 재료는 절제된 재료의 표면들로부터 돌출할 것이다. 일부 실시예들에서, 제3 재료는 산화물과 같은 고정 연마 재료이다.
일 실시예에서, 레이저 에너지에 대한 상이한 반응성 및/또는 흡수를 갖는 복합 재료를 포함하는 폴리싱 제품이 제공된다. 복합 재료는 제1 재료, 및 제1 재료 내에 산재된 제2 재료를 적어도 포함한다. 레이저 에너지는 다른 재료에 비해, 재료들 중 하나와 우선적으로 반응하고/하거나 그것에 의해 우선적으로 흡수되는 파장들을 포함한다. 일 실시예에서, 레이저 에너지는 폴리싱 제품의 폴리싱 표면을 컨디셔닝하기 위해 이용된다. 일 양태에서, 레이저 에너지는 폴리싱 제품의 폴리싱 표면 상에 지향되는 광의 빔이다. 복합 재료의 차등적 반응성은 복합 재료를 레이저 에너지에 노출시키는 동안, 다른 재료에 대한 하나의 재료의 선택적 제거(즉, 절제)를 제공한다. 일 실시예에서, 레이저 에너지는 다른 재료(즉, 제1 재료)와는 반응하지 않거나 최소한으로 반응하면서 반응성 재료(즉, 제2 재료)를 절제하기 위해 이용되는 레이저 파장들을 포함한다(예를 들어, 반응성 재료의 레이저 에너지 흡수율은 덜 반응성인 재료의 레이저 에너지 흡수율의 적어도 2배임). 제2 재료의 절제가 폴리싱 패드의 폴리싱 표면 상에 균일한 표면 조도를 제공하도록, 제2 재료는 제1 재료 내에 균일하게 분산될 수 있다. 그에 따라 생성되는 텍스쳐는 분산된 페이즈의 크기 및 인가되는 레이저 에너지에 상관되는데(correlated) 여기에서 원하는 평균 표면 조도(Ra)는 1-20 미크론의 범위 내이고, 감소되는 피크 높이(Rpk)는 1-15 미크론의 범위 내이다. 다른 실시예에서, 레이저 에너지는 제2 재료(분산된 페이즈)에 비하여 제1 재료에 의해 우선적으로 흡수되고, 그에 의해 텍스쳐를 생성한다. 폴리싱 제품은 반도체 기판들뿐만 아니라, 다른 디바이스들 및 제품들의 제조에서 이용되는 다른 기판들을 폴리싱하는 데에 이용될 수 있다.
폴리싱 패드의 복합 재료는 상이한 속성들을 갖는 둘 이상의 폴리머, 연마제(abrasive agent)와 혼합되는 하나 이상의 폴리머, 또는 그들의 조합을 포함할 수 있다. 복합 재료는 제1 재료, 및 제1 재료 내에 산재된 제2 재료를 포함할 수 있고, 제1 및 제2 재료는 레이저 에너지에 대해 상이한 반응성을 갖는다. 다른 재료들(폴리머, 세라믹, 및/또는 그들의 합금들 및 산화물들을 포함하는 금속)이 제1 및 제2 재료 중 하나에 추가적으로, 또는 그것을 대신하여 복합 재료에 첨가될 수 있다. 다른 재료들은 레이저 에너지에 대해 제1 및 제2 재료 중 하나 또는 둘 다의 반응성과는 상이한 반응성을 가질 수 있다.
일 양태에서, 폴리머들은, 다른 파장 범위들 중에서도, 자외선(UV) 스펙트럼, 가시 스펙트럼, 적외선(IR) 스펙트럼 내의 파장들에서 레이저 에너지에 대해 상이한 반응성을 제공하는 속성들을 갖도록 선택된다. 예를 들어, 폴리싱 제품의 복합 재료 내의 재료들 중 하나 이상은 이러한 스펙트럼들 중 하나 이상의 스펙트럼 내의 레이저 에너지와 반응할 수 있는 한편, 폴리싱 제품의 복합 재료 내의 재료들 중 다른 것은 레이저 에너지와 실질적으로 반응하지 않는다. 폴리싱 패드 상에 패터닝된 폴리싱 표면을 생성하기 위해, 폴리싱 제품의 복합 재료 내의 다른 재료들에 비해 더 나은, 폴리싱 제품의 복합 재료 내의 선택 재료들의 레이저 에너지와의 반응성이 이용될 수 있다. 일 양태에서, 패터닝된 폴리싱 표면은 폴리싱 제품의 형성 동안 복합 재료 내의 상이한 재료들의 상대적 배치에 기초할 수 있다.
다른 양태에서, 폴리머들은 연마제(즉, 연마 요소들(abrasive elements))의 반응성에 비교하여 레이저 에너지와 상이한 반응성을 갖도록 선택된다. 예를 들어, 제1 재료는 UV, IR 또는 가시 스펙트럼 내의 파장들과 반응하는 폴리머일 수 있고, 제2 재료는 상술한 파장들과 반응하지 않는 연마 요소들일 수 있다. 따라서, 제1 재료로 이루어지는 부분들은 제2 재료에 우선하여 제거되어, 폴리싱 패드 상의 폴리싱 표면 상에 노출된 연마 요소들의 균일한 층을 제공할 수 있다.
본 명세서에 언급된 "반응하는(reactive)" 또는 "반응성(reactivity)"은 폴리싱 제품의 복합 재료 내의 특정 재료들을 변경하는 레이저 에너지 소스의 능력을 포함한다. "변경"은 증발, 승화, 재료들의 표면 형태(surface morphology)의 변화, 또는 본 명세서에 설명되는 복합 재료와 상호작용하기 위해 이용되는 레이저 에너지의 부재 하에서는 발생하지 않을 다른 변화들을 포함한다. 본 명세서에 언급된 "반응하는" 또는 "반응성"은 입사 레이저 에너지를 흡수하는 재료의 능력의 부재를 또한 포함한다. "실질적으로 반응하지 않는(substantially non-reactive)"은 정상 동작 조건들(즉, 레이저 에너지 소스의 파장 범위, 레이저 에너지 소스의 출력 전력, 레이저 에너지 소스의 스팟 크기, 폴리싱 제품의 복합 재료 상의 레이저 에너지 소스의 유지 시간, 및 그들의 조합) 하에서 폴리싱 제품의 복합 재료 내의 특정 재료들의 실질적 변경을 야기하는 레이저 에너지 소스의 능력의 부재로서 정의될 수 있다. "실질적으로 반응하지 않는"은 레이저 에너지 소스의 파장 또는 파장 범위에 투명한 특정 재료의 능력(즉, 입사 레이저 에너지를 흡수하는 특정 재료의 능력)으로서 또한 정의될 수 있다.
전술한 것은 본 개시물의 실시예들에 관한 것이지만, 본 개시물의 다른 실시예들 및 추가 실시예들은 그것의 기본 범위로부터 벗어나지 않고서 고안될 수 있으며, 그것의 범위는 이하의 청구항들에 의해 결정된다.

Claims (15)

  1. 폴리싱 패드로서,
    제1 재료와 제2 재료의 조합을 포함하는 바디를 포함하고,
    상기 제2 재료는 상기 제1 재료 내에 분산되는 금속 산화물을 포함하고, 상기 제1 재료는 상기 제2 재료보다 레이저 에너지에 더 잘 반응하는, 폴리싱 패드.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 재료 및 상기 제2 재료 각각보다 상기 레이저 에너지에 더 잘 반응하는 제3 재료를 더 포함하는 폴리싱 패드.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 재료 또는 상기 제2 재료보다 상기 레이저 에너지에 더 잘 반응하는 제3 재료를 더 포함하는 폴리싱 패드.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 재료는 폴리머 재료를 포함하는, 폴리싱 패드.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 폴리머는 폴리우레탄, PMMA, PVA, 에폭시, ABS, 폴리옥시메틸렌, PPS, 폴리카보네이트, 또는 그들의 조합으로부터 선택되고, 상기 금속 산화물은 실리카, 알루미나, 세리아(ceria), 실리콘 탄화물, 또는 그들의 조합을 포함하는, 폴리싱 패드.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제2 재료는 복수의 입자를 포함하는, 폴리싱 패드.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 복수의 입자 각각은 실리카, 알루미나, 세리아, 실리콘 탄화물, 또는 그들의 조합을 포함하는, 폴리싱 패드.
  8. 폴리싱 패드로서,
    제1 재료, 제2 재료 및 제3 재료를 포함하는 둘 이상의 불혼화성 재료의 조합을 포함하고,
    상기 제1 재료는 상기 제2 재료보다 355 나노미터 파장 레이저를 더 흡수하고, 상기 제3 재료는 상기 제2 재료보다 상기 355 나노미터 파장 레이저를 덜 흡수하는, 폴리싱 패드.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제3 재료는 상기 제1 재료 또는 상기 제2 재료 중 하나에 분산되는 복수의 입자를 포함하는, 폴리싱 패드.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 복수의 입자 각각은 실리카, 알루미나, 세리아, 실리콘 탄화물, 또는 그들의 조합을 포함하는, 폴리싱 패드.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 복수의 입자 각각의 평균 크기는 약 100 미크론 미만인, 폴리싱 패드.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 제3 재료는 상기 제1 재료 및 상기 제2 재료 둘 다에 분산되는 복수의 입자를 포함하는, 폴리싱 패드.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 복수의 입자 각각은 실리카, 알루미나, 세리아, 실리콘 탄화물, 또는 그들의 조합을 포함하는, 폴리싱 패드.
  14. 제8항에 있어서,
    상기 제1 재료 및 상기 제2 재료 각각은 폴리머 재료를 포함하는, 폴리싱 패드.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 폴리머는 폴리우레탄, PMMA, PVA, 에폭시, ABS, 폴리옥시메틸렌, PPS, 폴리카보네이트, 또는 그들의 조합으로부터 선택되고, 상기 금속 산화물은 실리카, 알루미나, 세리아, 실리콘 탄화물, 또는 그들의 조합을 포함하는, 폴리싱 패드.
KR1020167006442A 2013-08-10 2014-07-30 제어된 컨디셔닝을 용이하게 하는 재료 조성을 갖는 ｃｍｐ 패드들 Active KR102207743B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201361864524P 2013-08-10 2013-08-10
US61/864,524 2013-08-10
PCT/US2014/048902 WO2015023442A1 (en) 2013-08-10 2014-07-30 Cmp pads having material composition that facilitates controlled conditioning

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160043025A true KR20160043025A (ko) 2016-04-20
KR102207743B1 KR102207743B1 (ko) 2021-01-26

Family

ID=52449043

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020167006442A Active KR102207743B1 (ko) 2013-08-10 2014-07-30 제어된 컨디셔닝을 용이하게 하는 재료 조성을 갖는 ｃｍｐ 패드들

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9669512B2 (ko)
KR (1) KR102207743B1 (ko)
CN (1) CN105453232B (ko)
TW (1) TWI629721B (ko)
WO (1) WO2015023442A1 (ko)

Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105636746B (zh) * 2013-10-18 2017-10-13 3M创新有限公司 涂覆磨料制品及其制备方法
US9873180B2 (en) 2014-10-17 2018-01-23 Applied Materials, Inc. CMP pad construction with composite material properties using additive manufacturing processes
US9776361B2 (en) 2014-10-17 2017-10-03 Applied Materials, Inc. Polishing articles and integrated system and methods for manufacturing chemical mechanical polishing articles
US10875153B2 (en) 2014-10-17 2020-12-29 Applied Materials, Inc. Advanced polishing pad materials and formulations
US11745302B2 (en) 2014-10-17 2023-09-05 Applied Materials, Inc. Methods and precursor formulations for forming advanced polishing pads by use of an additive manufacturing process
JP6545261B2 (ja) 2014-10-17 2019-07-17 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ 付加製造プロセスを使用する、複合材料特性を有するｃｍｐパッド構造
KR20230145211A (ko) * 2015-10-16 2023-10-17 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 적층 제조 프로세스를 이용하여 진보된 연마 패드를 형성하기 위한 방법 및 장치
JP6940495B2 (ja) 2015-10-30 2021-09-29 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ 所望のゼータ電位を有する研磨用物品を形成するための装置及び方法
TWI690388B (zh) * 2015-10-30 2020-04-11 日商古河電氣工業股份有限公司 硏磨墊、使用硏磨墊的硏磨方法及該硏磨墊的使用方法
US10593574B2 (en) 2015-11-06 2020-03-17 Applied Materials, Inc. Techniques for combining CMP process tracking data with 3D printed CMP consumables
US10391605B2 (en) 2016-01-19 2019-08-27 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for forming porous advanced polishing pads using an additive manufacturing process
EP3869538A1 (en) 2016-03-09 2021-08-25 Applied Materials, Inc. Correction of fabricated shapes in additive manufacturing
DE102017002986B4 (de) * 2016-12-13 2019-08-29 AIXLens GmbH Verfahren zur Herstellung einer transmitiven Optik und Intraokularlinse
TWI797130B (zh) * 2017-05-25 2023-04-01 美商應用材料股份有限公司 積層製造系統及使用其製造拋光墊的方法
US10882160B2 (en) 2017-05-25 2021-01-05 Applied Materials, Inc. Correction of fabricated shapes in additive manufacturing using sacrificial material
US11471999B2 (en) 2017-07-26 2022-10-18 Applied Materials, Inc. Integrated abrasive polishing pads and manufacturing methods
WO2019032286A1 (en) 2017-08-07 2019-02-14 Applied Materials, Inc. ABRASIVE DISTRIBUTION POLISHING PADS AND METHODS OF MAKING SAME
WO2019152222A1 (en) 2018-02-05 2019-08-08 Applied Materials, Inc. Piezo-electric end-pointing for 3d printed cmp pads
JP7299970B2 (ja) 2018-09-04 2023-06-28 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド 改良型研磨パッドのための配合物
US20200230781A1 (en) * 2019-01-23 2020-07-23 Applied Materials, Inc. Polishing pads formed using an additive manufacturing process and methods related thereto
TWI686857B (zh) * 2019-07-09 2020-03-01 華邦電子股份有限公司 化學機械研磨製程
US11813712B2 (en) * 2019-12-20 2023-11-14 Applied Materials, Inc. Polishing pads having selectively arranged porosity
US11738517B2 (en) 2020-06-18 2023-08-29 Applied Materials, Inc. Multi dispense head alignment using image processing
US11806829B2 (en) * 2020-06-19 2023-11-07 Applied Materials, Inc. Advanced polishing pads and related polishing pad manufacturing methods
US11879850B2 (en) * 2020-07-22 2024-01-23 Elemental Scientific, Inc. Abrasive sampling system and method for representative, homogeneous, and planarized preparation of solid samples for laser ablation
US11878389B2 (en) * 2021-02-10 2024-01-23 Applied Materials, Inc. Structures formed using an additive manufacturing process for regenerating surface texture in situ
US11951590B2 (en) 2021-06-14 2024-04-09 Applied Materials, Inc. Polishing pads with interconnected pores
US20230381887A1 (en) * 2022-05-27 2023-11-30 Raytheon Technologies Corporation Laser treatment of machined ceramic surface for sealing
JP7229610B1 (ja) * 2022-09-26 2023-02-28 株式会社東京ダイヤモンド工具製作所 合成砥石、合成砥石アセンブリ、及び、合成砥石の製造方法
CN118952032B (zh) * 2024-09-20 2025-05-30 彤程电子材料(常州)有限公司 一种复合抛光垫及其制备方法和应用

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001523395A (ja) * 1997-04-30 2001-11-20 ミネソタ・マイニング・アンド・マニュファクチャリング・カンパニー 半導体ウェーハの上面を平坦化する方法
US6409586B2 (en) * 1997-08-22 2002-06-25 Micron Technology, Inc. Fixed abrasive polishing pad
US6413153B1 (en) * 1999-04-26 2002-07-02 Beaver Creek Concepts Inc Finishing element including discrete finishing members
JP2010023134A (ja) * 2008-07-16 2010-02-04 Fujibo Holdings Inc 研磨パッド
KR20110012294A (ko) * 2009-07-30 2011-02-09 서강대학교산학협력단 기공이 형성된 ｃｍｐ 연마패드와 그의 제조방법

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5197999A (en) * 1991-09-30 1993-03-30 National Semiconductor Corporation Polishing pad for planarization
MY114512A (en) * 1992-08-19 2002-11-30 Rodel Inc Polymeric substrate with polymeric microelements
US20020098789A1 (en) * 2001-01-19 2002-07-25 Peter A. Burke Polishing pad and methods for improved pad surface and pad interior characteristics
DE60228784D1 (de) * 2001-04-25 2008-10-23 Jsr Corp Lichtduchlässiges Polierkissen für eine Halbleiterschleife
US6685540B2 (en) * 2001-11-27 2004-02-03 Cabot Microelectronics Corporation Polishing pad comprising particles with a solid core and polymeric shell
US7579071B2 (en) * 2002-09-17 2009-08-25 Korea Polyol Co., Ltd. Polishing pad containing embedded liquid microelements and method of manufacturing the same
US8075372B2 (en) * 2004-09-01 2011-12-13 Cabot Microelectronics Corporation Polishing pad with microporous regions
US7846008B2 (en) 2004-11-29 2010-12-07 Semiquest Inc. Method and apparatus for improved chemical mechanical planarization and CMP pad
US20060154579A1 (en) * 2005-01-12 2006-07-13 Psiloquest Thermoplastic chemical mechanical polishing pad and method of manufacture
WO2008093850A1 (ja) * 2007-02-01 2008-08-07 Kuraray Co., Ltd. 研磨パッド及び研磨パッドの製造方法
WO2009134775A1 (en) 2008-04-29 2009-11-05 Semiquest, Inc. Polishing pad composition and method of manufacture and use
JP5233621B2 (ja) * 2008-12-02 2013-07-10 旭硝子株式会社 磁気ディスク用ガラス基板及びその製造方法。
KR101044279B1 (ko) 2009-07-30 2011-06-28 서강대학교산학협력단 Ｃｍｐ 연마패드와 그의 제조방법
KR20110101312A (ko) * 2010-03-08 2011-09-16 주식회사 동진쎄미켐 임프린트 리소그래피 공정을 이용한 ｃｍｐ용 연마패드 및 그 제조 방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001523395A (ja) * 1997-04-30 2001-11-20 ミネソタ・マイニング・アンド・マニュファクチャリング・カンパニー 半導体ウェーハの上面を平坦化する方法
US6409586B2 (en) * 1997-08-22 2002-06-25 Micron Technology, Inc. Fixed abrasive polishing pad
US6413153B1 (en) * 1999-04-26 2002-07-02 Beaver Creek Concepts Inc Finishing element including discrete finishing members
JP2010023134A (ja) * 2008-07-16 2010-02-04 Fujibo Holdings Inc 研磨パッド
KR20110012294A (ko) * 2009-07-30 2011-02-09 서강대학교산학협력단 기공이 형성된 ｃｍｐ 연마패드와 그의 제조방법

Also Published As

Publication number Publication date
US9669512B2 (en) 2017-06-06
CN105453232A (zh) 2016-03-30
WO2015023442A1 (en) 2015-02-19
KR102207743B1 (ko) 2021-01-26
US20150044951A1 (en) 2015-02-12
CN105453232B (zh) 2019-04-05
TWI629721B (zh) 2018-07-11
TW201513197A (zh) 2015-04-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102207743B1 (ko) 제어된 컨디셔닝을 용이하게 하는 재료 조성을 갖는 ｃｍｐ 패드들
KR102456039B1 (ko) 연마 제품들, 및 화학적 기계적 연마 제품들을 제조하기 위한 통합된 시스템 및 방법들
US6641471B1 (en) Polishing pad having an advantageous micro-texture and methods relating thereto
TWI838251B (zh) 研磨墊以及製造其之方法
KR102630261B1 (ko) 애디티브 제조 프로세스들을 이용한 복합 재료 특성들을 갖는 ｃｍｐ 패드 구성
JP3391463B2 (ja) パターン化された研磨表面の製造
CA2287404C (en) Method of planarizing the upper surface of a semiconductor wafer
US6121143A (en) Abrasive articles comprising a fluorochemical agent for wafer surface modification
JP3013105B2 (ja) 高分子微小エレメントを含む高分子基材
US6194317B1 (en) Method of planarizing the upper surface of a semiconductor wafer
JPH08511210A (ja) 研磨パッドおよびその使用方法
US10926378B2 (en) Abrasive coated disk islands using magnetic font sheet
CN117858805A (zh) 用于磨料制品的增材制造方法和设备

Legal Events

Date Code Title Description
PA0105 International application

Patent event date: 20160310

Patent event code: PA01051R01D

Comment text: International Patent Application

PG1501 Laying open of application
A201 Request for examination
PA0201 Request for examination

Patent event code: PA02012R01D

Patent event date: 20190716

Comment text: Request for Examination of Application

E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20200630

Patent event code: PE09021S01D

E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

Patent event code: PE07011S01D

Comment text: Decision to Grant Registration

Patent event date: 20201229

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

Comment text: Registration of Establishment

Patent event date: 20210120

Patent event code: PR07011E01D

PR1002 Payment of registration fee

Payment date: 20210121

End annual number: 3

Start annual number: 1

PG1601 Publication of registration
PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20231227

Start annual number: 4

End annual number: 4

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20241224

Start annual number: 5

End annual number: 5