KR100912102B1 - Polishing pad and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 실리콘 웨이퍼, 디스플레이용 판상유리 등의 CMP 공정에 사용되는 연마패드의 제조방법에 관한 것으로서, 해도형 복합섬유(F1)와 알칼리 이용해성 공중합 폴리에스테르 섬유(F2)가 혼합된 부직포에 고분자 탄성체를 함침 후 이를 알칼리 수용액으로 처리하여 연마패드를 제조한다.The present invention relates to a method for manufacturing a polishing pad used in a CMP process such as a silicon wafer, a plate glass for display, a nonwoven fabric in which an island-in-the-sea composite fiber (F 1 ) and an alkali-soluble co-polyester fiber (F 2 ) are mixed. After impregnating the polymer elastic body to the treated with an aqueous alkali solution to prepare a polishing pad.
본 발명은 연마패드에 공극(Pore)을 형성하는 공정이 간단하고, 표면에 미세하고 균일한 공극들이 존재하여 연마시 스크래치 발생율이 낮고 연마성능도 우수하다 연마효율이 우수한 장점이 있다.According to the present invention, the process of forming pores in the polishing pad is simple, and fine and uniform pores are present on the surface, so that the scratch rate is low and the polishing performance is excellent.
또한 본 발명은 공극의 길이방향(y)이 연마패드의 길이방향(x)과 이루는 각도(θ)가 5°이상인 공극들을 연마패드내에 다수 형성할 수 있다.In addition, the present invention can form a large number of voids in the polishing pad whose angle (θ) formed by the longitudinal direction (y) of the voids and the longitudinal direction (x) of the polishing pad is 5 ° or more.
연마, 패드, CMP, 웨이퍼, 공극, 해도형 Polishing, Pads, CMP, Wafers, Air gaps, Sea island
Description
도 1은 본 발명의 연마패드 제조에 사용되는 해도형 복합섬유의 단면도.1 is a cross-sectional view of the island-in-the-sea composite fiber used for manufacturing the polishing pad of the present invention.
도 2는 본 발명에 따른 연마패드의 단면 모식도.Figure 2 is a schematic cross-sectional view of the polishing pad according to the present invention.
도 3은 종래 연마패드의 단면 모식도.Figure 3 is a schematic cross-sectional view of a conventional polishing pad.
* 도면 중 주요부분에 대한 부호설명* Code description for main parts of the drawings
S : 해성분(섬유형성성 성분) I : 도성분(용출성분)S: Sea component (fiber forming component) I: Island component (elution component)
A : 극세섬유로 구성된 부직포 내에 고분자 탄성체가 함침된 패드A: Pad impregnated with a polymer elastomer in a nonwoven fabric composed of ultrafine fibers
B : 고분자 탄성체의 코팅층 B: coating layer of polymer elastomer
R : 연마패드R: Polishing Pad
P : 공극(Pore)P: Pore
x : 연마패드 길이방향 축x: Polishing pad longitudinal axis
y : 공극 길이방향 축y: void longitudinal axis
θ: x와 y가 이루는 각도θ: the angle between x and y
본 발명은 화학적 기계적 연마(Chemical Mechanical Polishing : 이하 "CMP"라고 약칭한다), 특히 집적회로 칩이나 이와 유사한 물건의 제조에 사용되는 실리콘 웨이퍼 또는 디스플레이용 판상유리 또는 다른 기판을 평탄화하는 CMP 방법에 유용한 연마패드 및 그의 제조방법에 관한 것이다.The present invention is useful for chemical mechanical polishing (CMP), particularly for CMP methods of planarizing flat glass or other substrates for silicon wafers or displays used in the manufacture of integrated circuit chips or the like. A polishing pad and a method of manufacturing the same.
실리콘 웨이퍼 등을 CMP 연마 장치에 의해 매끄럽게 처리되며, CMP 연마장치는 연마패드가 장착되는 원형 회전판을 갖는 하부 보드, 실리콘 웨이퍼를 연마패드에 밀착시키는 상부보드 및 슬러리를 연마패드로 공급하는 장치를 포함한다.The silicon wafer and the like are smoothly processed by the CMP polishing apparatus, and the CMP polishing apparatus includes a lower board having a circular rotating plate on which the polishing pad is mounted, an upper board which adheres the silicon wafer to the polishing pad, and a device for supplying slurry to the polishing pad. do.
화학-기계적 연마인 CMP 작업은 표면에 집적회로가 제작될 반도체 웨이퍼를 구동하는 연마패드와 반대 방향으로 밀어 보내서 퇴적된 Si계열을 포함한 산화물을 제거하고, 웨이퍼상에 매우 평활하고 평탄한 면을 생성하는 작업으로서, CMP 작업 동안에 탈이온수 및/또는 화학적으로 활성인 시약을 연마액과 함께 웨이퍼와 연마패드의 계면에 도포한다.Chemical-mechanical polishing, a CMP operation, pushes the surface of the semiconductor wafer on which the integrated circuit will be fabricated in the opposite direction to remove oxides, including deposited Si-based oxides, and creates a very smooth and flat surface on the wafer. As an operation, deionized water and / or chemically active reagents are applied along with the polishing liquid to the interface between the wafer and the polishing pad during the CMP operation.
종래 CMP 방법에 사용되는 연마패드로써 일본공개특허 제2005-329491호에서는 도 3에 도시된 바와 같이 약 1~5 데니어의 나일론 단섬유로 구성된 부직포내 고분자 탄성체인 폴리우레탄 수지가 함침된 패드(A) 상에 상기 고분자 탄성체의 코팅층(B)이 형성되어 있는 구조의 연마패드를 게재하고 있다.As a polishing pad used in a conventional CMP method, Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2005-329491 discloses a pad impregnated with a polyurethane resin, which is a polymer elastomer in a nonwoven fabric composed of nylon short fibers of about 1 to 5 denier as shown in FIG. ), A polishing pad having a structure in which the coating layer (B) of the polymer elastomer is formed.
그러나, 상기의 종래 연마패드는 부직포 내에 폴리우레탄 수지를 함침하여 상기 패드(A)를 제조한 다음, 그 위에 다시 폴리우레탄 수지를 코팅하여 코팅층을 형성하여 제조되기 때문에 제조공정이 매우 복잡하며, 상기 고분자 탄성체 코팅층(B) 내에 형성되는 공극(Pore)의 크기(Size)를 균일하게 조절하기 어려운 문제점이 있었다.However, the conventional polishing pad is manufactured by manufacturing the pad (A) by impregnating a polyurethane resin in a nonwoven fabric and then coating the polyurethane resin on it to form a coating layer, which is very complicated. There was a problem that it is difficult to uniformly control the size of the pores formed in the polymer elastomer coating layer B.
또한, 상기의 종래 연마패드는 공극이 형성된 고분자 탄성체 코팅층(B)이 모두 마모되면 그 밑에 위치하는 패드(A)가 전혀 마모되지 않아도 사용이 불가능하기 때문에 사용 수명이 짧고 자재의 낭비도 심한 문제가 있었다.In addition, the conventional polishing pad has a short service life and a serious waste of materials since it cannot be used even if the pad A positioned below the wear is not worn at all when the polymer elastomer coating layer (B) having voids is worn out. there was.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결할 수 있도록, 부직포 내에 고분자 탄성체가 함침되어 있는 패드(A) 상에 별도의 고분자 탄성체 층(B)을 형성하는 대신에 해도형 복합섬유(F1)와 알칼리 이용해성 공중합 폴리에스테르 섬유(F2)가 혼합되어 있는 부직포 내에 고분자 탄성체를 함침한 후 이를 알칼리 수용액으로 처리하여 해도형 복합섬유내 도성분(I)과 부직포 내 알칼리 이용해성 공중합 폴리에스테르 섬유(F2)를 용출하여 미세공극(Pore)들이 균일하게 형성된 연마패드를 제조하는 방법과, 이로 제조된 연마패드를 제공하고자 한다.The present invention is to solve the conventional problems as described above, instead of forming a separate polymer elastomer layer (B) on the pad (A) impregnated with a polymer elastomer in the nonwoven fabric and the island-like composite fibers (F 1 ) Impregnating the polymer elastomer in the nonwoven fabric containing the alkali-soluble co-polyester fiber (F 2 ) and treating it with an aqueous alkali solution to treat the island component (I) in the island-in-the-sea composite fiber and the alkali-soluble co-polyester fiber in the nonwoven fabric ( The present invention provides a method of manufacturing a polishing pad in which micropores are uniformly formed by eluting F 2 ), and a polishing pad manufactured therefrom.
이하, 첨부된 도면 등을 통하여 본 발명을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
먼저, 본 발명에 따른 연마패드의 제조방법은 도 1에 도시된 바와 같이 섬유형성성 성분인 해성분(S)과 단사섬도가 0.001~0.3데니어인 알칼리 이용해성 공중합 폴리에스테르의 도성분(I)으로 이루어진 해도형 복합섬유(F1) 20~80중량%와 단사섬도가 5~10데니어인 알칼리 이용해성 공중합 폴리에스테르 섬유(F2) 80~20중량%가 혼합되어 있는 부직포를 제조한 다음, 상기 부직포 내에 고분자 탄성체를 함침한 후 이를 알칼리 수용액으로 처리하여 상기 해도형 복합섬유(F1) 내의 도성분(I)과 알칼리 이용해성 공중합 폴리에스테르 섬유(F2)를 용출하는 것을 특징으로 한다.First, the manufacturing method of the polishing pad according to the present invention is a sea component (S) which is a fiber-forming component and the island component (I) of an alkali-soluble copolyester having a single yarn fineness of 0.001 to 0.3 denier as shown in FIG. 1. 20-80% by weight of island-in-the-sea composite fiber (F 1 ) consisting of 80 to 20% by weight of alkali-soluble co-polyester fiber (F 2 ) having a single yarn fineness of 5 to 10 denier was prepared, and then Impregnating the polymer elastomer in the nonwoven fabric and then treating it with an aqueous alkali solution to elute the island component (I) and the alkali-soluble co-polyester fiber (F 2 ) in the island-in-the-sea composite fiber (F 1 ).
도 1는 본 발명에 따른 연마패드 제조에 사용되는 해도형 복합섬유의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of an island-in-the-sea composite fiber used for manufacturing a polishing pad according to the present invention.
먼저, 본 발명에서는 도 1에 도시된 바와 같이 섬유형성성 성분인 해성분(S)과 단사섬도가 0.001~0.3데니어인 알칼리 이용해성 공중합 폴리에스테르의 도성분(I)으로 이루어진 해도형 복합섬유(F1) 20~80중량%와 단사섬도가 5~10데니어인 알칼리 이용해성 공중합 폴리에스테르 섬유(F2) 80~20중량%가 혼합되어 있는 부직포를 제조한다.First, as shown in FIG. 1, the island-in-the-sea composite fiber made of sea component (S), which is a fiber-forming component, and island component (I) of an alkali-soluble copolyester having a single yarn fineness of 0.001 to 0.3 denier ( F 1 ) A nonwoven fabric is prepared in which 20 to 80% by weight and 80 to 20% by weight of an alkali-soluble co-polyester fiber (F 2 ) having a single yarn fineness of 5 to 10 denier are mixed.
해도형 복합섬유(F1)와 알칼리 이용해성 공중합 폴리에스테르 섬유(F2)의 사용 중량비가 상기 범위를 벗어날 경우에는 연마패드 내에 섬유의 함량이 너무 낮거나 높아져 연마시 스크래치 발생율이 높아지거나, 연마패드에 형성되는 공극(Pore) 너무 적어서 연마성능이 떨어지는 문제 등이 발생 된다.When the weight ratio of the island-in-the-sea composite fiber (F 1 ) and the alkali-soluble co-polyester fiber (F 2 ) is out of the above range, the content of the fiber in the polishing pad is too low or too high, resulting in high scratch rate or polishing. Pore formed in the pad is too small (pore) problems such as poor polishing performance occurs.
상기 해도형 복합섬유(F1)의 총섬도는 2~4데니어인 것이 좋다.The total fineness of the island-in-the-sea composite fiber (F 1 ) is preferably 2 to 4 denier.
다음으로는, 상기 부직포 내에 고분자 탄성체를 함침한 후 이를 알칼리 수용액으로 처리하여 상기 해도형 복합섬유(F1) 내의 도성분(I)과 알칼리 이용해성 공중합 폴리에스테르 섬유(F2)를 용출하여 연마패드를 제조한다.Next, the polymer is impregnated into the nonwoven fabric and then treated with an aqueous alkali solution to elute and polish the island component (I) and the alkali-soluble co-polyester fiber (F 2 ) in the island-in-the-sea composite fiber (F 1 ). Prepare the pads.
상기 해도형 복합섬유(F1) 내의 도성분(I)이 용출된 후 남게되는 섬유형성성 성분인 해성분(S)은 원사 단면내 상기 도성분(I)들이 용출된 자리에 0.3~80㎛의 미세공극(Pore)들이 분산되게 형성된 중공섬유 형태가 된다.The sea component (S), which is a fiber-forming component that remains after the island component (I) in the island-in-the-sea composite fiber (F 1 ) is eluted, is 0.3 to 80 μm in the place where the island components (I) are eluted in the cross section of the yarn. The micropores of the pores are in the form of hollow fibers formed to be dispersed.
상기 해성분인 알칼리 이용해성 공중합 폴리에스테르는 폴리에틸렌테레프탈레이트를 주성분으로 하고, 부가성분으로 분자량 400~20000, 가장 좋기로는 1000~4000의 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 1,4-사이클로헥산디카르복실산, 1,4-사이클로헥산디메탄올, 1,4-사이클로헥산디카르복실레이트, 2,2-디메틸-1,3-프로판디올, 2,2-디메틸-1,4-부탄디올, 2,2,4-트리메틸1,3-프로판디올, 아디프산 중 선택된 하나 또는 둘 이상을 25중량%이하 공중합시킨 공중합폴리에스테르 등 이다.Alkali-soluble copolyester as the sea component has polyethylene terephthalate as a main component, and is an additional component with a molecular weight of 400 to 20000, most preferably 1000 to 4000 polyethylene glycol, polypropylene glycol, 1,4-cyclohexanedicar Acids, 1,4-cyclohexanedimethanol, 1,4-cyclohexanedicarboxylate, 2,2-dimethyl-1,3-propanediol, 2,2-dimethyl-1,4-butanediol, 2, 2,4-trimethyl 1,3-propanediol and copolyester obtained by copolymerizing 25% by weight or less of one or two or more selected from adipic acid.
또한 도성분은 폴리에스테르 수지 또는 폴리아미드 수지인 것이 바람직하다.Moreover, it is preferable that a island component is a polyester resin or a polyamide resin.
상기 고분자 탄성체로는 폴리우레탄수지, 폴리우레아수지, 폴리아크릴산수지 등을 사용할 수 있지만, 가공정, 내마모성, 내가수분해성 등의 점에서 폴리우레탄수지가 바람직하다.Polyurethane resins, polyurea resins, polyacrylic acid resins, and the like may be used as the polymer elastomer, but polyurethane resins are preferable in terms of processed tablets, abrasion resistance, and hydrolysis resistance.
고분자 탄성체/극세섬유로 구성된 섬유기재의 중량비율이 30/70~90/10 이 바 람직하다.A weight ratio of 30/70 to 90/10 is preferred for the fiber base composed of polymer elastomer / microfiber.
고분자 탄성체의 중량 비율이 30중량% 미만인 경우에는 연마패드의 경도가 너무 낮아지고 90중량%를 초과하는 경우에는 연마패드의 경도가 너무 높아질 수 있다.If the weight ratio of the polymer elastomer is less than 30% by weight, the hardness of the polishing pad is too low, and if it exceeds 90% by weight, the hardness of the polishing pad may be too high.
고분자 탄성체를 충전처리하는 방법은 부직포에 고분자 탄성체의 유기용제 용액 또는 수성 분산액을 함침 및/또는 도포한 후 습식응고, 또는 건식응고법에 의해 부착시킬 수 있지만, 고분자 탄성체는 부직포 중의 섬유다발간의 공극을 실질적으로 충전하는 형태로 균일하게 부착시키는 것이 필요하며, 또 고분자 탄성체를 다공질형상으로 응고시키는 것이 슬러리 응집이나 연마 찌꺼기 등에 의한 스크래치 등의 결점을 발생시키지 않고 연마하는 데에 바람직하고, 이를 위해 1차 습식응고법에 의하여 고분자 탄성체를 충진한 후 2차 건식응고법으로 고분자탄성체의 밀도를 증대시키는 방법이 가장 적합하다.The method of filling the polymer elastomer may impregnate and / or apply an organic solvent solution or an aqueous dispersion of the polymer elastomer to the nonwoven fabric and then attach it by wet coagulation or dry coagulation. It is necessary to attach it uniformly in a substantially filling form, and solidifying the polymer elastomer in a porous shape is preferable for polishing without causing defects such as scratching due to slurry agglomeration or polishing residues. After filling the polymer elastomer by the wet coagulation method, the method of increasing the density of the polymer elastomer by the second dry coagulation method is most suitable.
고분자 탄성체의 유기용제로서는 디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드, 디메틸술폭시드 등의 극성용매 외 톨루엔, 아세톤, 메틸에틸케톤 등을 사용할 수 있다.As an organic solvent of a high molecular elastic body, toluene, acetone, methyl ethyl ketone, etc. other than polar solvents, such as dimethylformamide, dimethylacetamide, and dimethyl sulfoxide, can be used.
상기의 방법으로 제조된 본 발명의 연마패드는 단면내에 0.3~80㎛의 미세 공극(Pore)들이 분산되게 형성되어 있으며 단사섬도가 2~4데니어인 중공섬유들이 서로 교략된 부직포와 상기 부직포에 함침된 고분자 탄성체들로 구성된다.The polishing pad of the present invention prepared by the above method is formed so that fine pores of 0.3-80 μm are dispersed in a cross section and impregnated in the nonwoven fabric and the nonwoven fabric in which hollow fibers having a single yarn fineness of 2 to 4 deniers intersect with each other. Polymer elastomers.
또한 본 발명의 연마패드내에는 알칼리 이용해성 공중합 폴리에스테르 섬 유(F2)가 용출되면서 직경이 1,200~2,500㎛인 공극들이 다수 형성되어있다.In addition, in the polishing pad of the present invention, a large number of pores having a diameter of 1,200 to 2,500 μm are formed while alkali-soluble co-polyester fiber (F 2 ) is eluted.
직경이 1,200~2,500㎛인 상기 공극들의 30% 이상은 연마패드 길이방향에 대해 5°이상의 각도(θ)로 형성되어 있다.At least 30% of the pores having a diameter of 1,200 to 2,500 μm are formed at an angle θ of 5 ° or more with respect to the polishing pad longitudinal direction.
상기 중공섬유 형태의 섬유(해성분)은 폴리에스테르 또는 폴리아미드 등이며, 연마액과의 친화성을 고려시 폴리아미드인 것이 보다 바람직하다.The hollow fiber-like fiber (sea component) is polyester or polyamide, and more preferably polyamide in consideration of affinity with the polishing liquid.
본 발명에서는 통상의 부직포 상에 폴리우레탄 수지를 함침시킨 패드(A) 상에 별도의 공극을 갖는 폴리우레탄 코팅층(B)을 형성시키는 대신에, 상기 부직포를 해도형 복합섬유(F1)와 알칼리 이용해성 공중합 폴리에스테르 섬유(F2)를 활용하여 제조한 후 여기에 고분자 탄성체를 함침시킨 후 이를 알칼리 수용액으로 처리하여 부직포내 도성분(I)과 상기 알칼리 이용해성 공중합 폴리에스테르섬유(F2)를 용출하여 연마패드를 제조한다.In the present invention, instead of forming a polyurethane coating layer (B) having a separate void on the pad (A) impregnated with a polyurethane resin on a conventional nonwoven fabric, the nonwoven fabric is an island-in-the-sea composite fiber (F 1 ) and an alkali Manufactured by using the water-soluble copolymer polyester fiber (F 2 ) and impregnated therein with a polymer elastomer and then treated with an aqueous alkali solution to the coating component (I) in the nonwoven fabric and the alkali-soluble copolymer polyester fiber (F 2 ) Elution to prepare a polishing pad.
그로인해, 별도의 폴리우레탄 코팅층(B)을 형성하는 공정을 생략할 수 있어서 제조공정이 간소화되고, 연마패드 내에 형성되는 공극크기(Pore site)를 미세하고도 균일하게 조절하는 것이 용이하게 된다.Therefore, the process of forming a separate polyurethane coating layer (B) can be omitted, thereby simplifying the manufacturing process and making it possible to finely and uniformly control the pore site formed in the polishing pad.
또한 본 발명은 일정 크기의 공극이 연마패드 두께 전체에 걸쳐 형성되어 있기 때문에 연마공정에 의해 표면이 마모되어도 계속 사용이 가능하여 사용 수명이 길어진다.In addition, in the present invention, since voids of a predetermined size are formed over the entire thickness of the polishing pad, the surface of the polishing pad can be used continuously even if the surface is worn by the polishing process, thereby increasing its service life.
또한, 본 발명은 해도형 복합섬유(F1) 알칼리 이용해성 공중합 폴리에스테르 섬유(F2)의 단사섬도가 굵기 때문에 상기 섬유(F2)의 모듈러스가 해도형 복합섬유(F1)의 모듈러스 보다 크다.In addition, more modulus of the present invention may be conjugate fibers (F 1) an alkali with copolymerizable polyester fibers because of single yarn fineness of the thickness of the (F 2) the fiber (F 2) even if the modulus composite fibers (F 1) of Big.
그로인해, 연마패드 내에서 상기 알칼리 이용해성 공중합 폴리에스테르 섬유(F2)는 해도형 복합섬유(F1)보다 연마패드의 길이방향(x)에 대해 더 수직에 가까운 각도로 배열된다. As such, the alkali-soluble copolyester fibers (F 2 ) in the polishing pad are arranged at an angle closer to the longitudinal direction (x) of the polishing pad than the island-in-the-sea composite fiber (F 1 ).
그 결과, 알칼리 수용액 처리로 상기 섬유(F2)가 용출되면서 공극들이 30% 이상은 그 길이 방향 축(y)이 연마패드의 길이방향 축(x)과 이루는 각도(θ)가 5°이상이다.As a result, the fiber F 2 is eluted by the aqueous alkali solution, and the voids are 30% or more, and the angle θ of the longitudinal axis y of the polishing pad with the longitudinal axis x of the polishing pad is 5 ° or more. .
도 2는 상기 각도(θ)를 나타내는 연마패드의 단면모식도이다.2 is a schematic cross-sectional view of the polishing pad showing the angle θ.
본 발명에서는 연마처리된 실리콘 웨이퍼의 표면 조도와 스크래치 발생율을 아래와 같이 평가하였다.In the present invention, the surface roughness and scratch occurrence rate of the polished silicon wafer were evaluated as follows.
실리콘 웨이퍼의 표면평균 조도Surface Average Roughness of Silicon Wafers
공초점 레이져 스캐닝 마이크로스코프(Confocal laser scanning microscope: 이하"LSM"이라고 한다)의 설비 일종인 칼 제이스(Carl zeiss) 회사의 제품 LSM 5 PASCAL과 LSM용 토포그라피(Topography)인 소프트웨어 패키지를 이용하여 측정한다.Measured using Carl Zeiss' product LSM 5 PASCAL, a type of confocal laser scanning microscope (LSM) facility, and a software package that is a topography for LSM. do.
구체적으로, 폴리싱 가공된 실리콘 웨이퍼의 표면면적 범위 (가로 1,000㎛×세로 1,000㎛)를 레이져로 주사(Scanning)하면서 표면에 형성된 요철을 3차원 프로 파일로 표현하여 폴리싱 가공된 실리콘 웨이퍼의 표면평균 조도를 구한다.Specifically, the surface average roughness of the polished silicon wafer is expressed by expressing the irregularities formed on the surface in a three-dimensional profile while scanning the surface area range of the polished silicon wafer (width 1,000 μm × length 1,000 μm) with a laser. Obtain
보다 구체적으로는 JIS B 0601 에 근거하여 10곳의 측정값의 산술평균치를 적용하여 표면평균조도(Sa)를 구한다.More specifically, surface average roughness Sa is calculated | required by applying the arithmetic mean of 10 measured values based on JISB0601.
스크래치 발생율(%)Scratch Rate (%)
실리콘 웨이퍼를 100 평방인치면적을 연마패드로 연마시 스크래치 결점이 발생되는 스크래치 건수를 파악하여 이를 다음 식에 대입하여 계산한다.The number of scratches generated when scratching a silicon wafer with 100 square inch area by polishing pad is identified and substituted into the following equation.
스크래치발생율(%) = (스크래치 건수/100평방인치) x 100Scratch Rate (%) = (Scratch Count / 100 Sq Inch) x 100
단, 스크래치 건수가 100을 초과하는 경우는 100으로 둔다.However, if the number of scratches exceeds 100, leave it at 100.
여기서 스크래치 판독은 숙련된 전문가의 육안판정에 의하여 판정을 하게 되며 육안으로 스크래치인지 아닌지 판독이 어려운 희미한 결점의 경우는 암시야조명과 이미지분석 소프트웨어가 설치된 광학계 현미경의 부가적인 측정에 의존할 수 있다. The scratch reading is judged by visual judgment by a skilled expert, and in the case of a faint defect that is difficult to read whether it is scratched with the naked eye, it may rely on the additional measurement of an optical microscope equipped with dark field illumination and image analysis software.
또한 스크래치는 길이방향과 폭방향의 길이의 비가 10 대 1 이상이 되는 흠을 스크래치로 판단한다.In addition, the scratch judges the scratch that the ratio of the length in the longitudinal direction and the width direction to be 10 to 1 or more.
이하, 실시예 및 비교실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 살펴본다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples.
그러나, 본 발명은 하기 실시예에 의해 그의 권리범위가 특별하게 한정되는 것은 아니다.However, the present invention is not particularly limited by the following examples.
실시예 1Example 1
폴리아미드 수지인 해성분(S)과 상기 해성분(S) 내에 분산 배열된 알칼리 이용해성 공중합 폴리에스테르인 도성분(L)으로 구성된 해도형 복합섬유(도성분의 단사섬도 : 0.05데니어)를 50㎜의 길이로 절단한 단섬유(F1) 70중량%와 길이 50㎜의 알칼리 이용해성 공중합 폴리에스테르 단섬유(F2) 30중량%를 혼합, 카딩 및 크로스 래퍼 공정을 거쳐 적층웹을 제조한 후, 이를 니들펀칭하여 부직포를 제조하였다.The island-in-the-sea composite fiber (single-fiber fineness of 0.05 degree | times: 0.05 denier) consisting of the sea component (S) which is a polyamide resin, and the island component (L) which is the alkali-soluble co-polyester arrange | positioned dispersed in the said sea component (S) is 50 70% by weight of short fibers (F 1 ) cut to a length of ㎜ and 30% by weight of alkali-soluble co-polyester short fibers (F 2 ) of 50 mm in length were mixed, carded and cross-wrappered to produce a laminated web. Then, it was needle punched to prepare a nonwoven fabric.
다음으로는 제조된 상기 부직포에 폴리우레탄 수지를 부직포 중량대비 40중량%를 함침한 후 습식응고하고, 이를 알칼리 수용액(가성소오다 수용액으로 처리하여 부직포내 도성분(I)과 알칼리 이용해성 공중합 폴리에스테르 섬유(F2)를 용출하여 연마패드를 제조하였다Next, the prepared nonwoven fabric was impregnated with 40% by weight of the polyurethane resin relative to the nonwoven fabric, followed by wet coagulation, followed by treatment with an aqueous alkali solution (caustic soda solution) and alkali-soluble copolymer poly in the nonwoven fabric. Ester fiber (F 2 ) was eluted to prepare a polishing pad.
제조된 상기의 연마패드를 사용하여 실리콘 웨이퍼 100 평방인치를 아래와 같은 조건으로 연마하였다.100 square inches of the silicon wafer was polished under the following conditions using the prepared polishing pad.
연마조건Polishing condition
- 폴리싱 기계 : GNP Technology사의 Poli-500 Polisher-Polishing machine: GNP Technology's Poli-500 Polisher
- 연마시간 : 10분-Polishing time: 10 minutes
- 하방력 : 웨이퍼 표면에서 250g/㎠(3.5psi)Down force: 250g / cm2 (3.5psi) on the wafer surface
- 연마정반 속도 : 120rpm-Polishing Table Speed: 120rpm
- 웨이퍼 캐리어 속도 : 120rpmWafer Carrier Speed: 120rpm
- 슬러리 유동량 : 700㎖/분Slurry flow rate: 700 ml / min
- 슬러리 타입 : 날코(Nalco)2371, DIW와 슬러리를 15:1로 희석시킨 실리카계 슬러리-Slurry type: Nalco 2731, silica slurry diluted with DIW and slurry at 15: 1
상기와 같이 연마(폴리싱) 처리된 실리콘 웨이퍼의 표면 평균조도와 스크래치 발생율을 측정한 결과는 표 1과 같다.Table 1 shows the results of measuring surface average roughness and scratch rate of the polished (polished) silicon wafer.
실시예 2Example 2
부직포 제조시 해도형 복합섬유(F1)와 알칼리 이용해성 공중합 폴리에스테르 섬유(F2)의 사용 중량을 각각 60중량%와 40중량%로 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하는 공정 및 조건으로 연마패드를 제조하였고, 이를 사용하여 실시예 1과 동일한 연마공정으로 실리콘 웨이퍼 100 평방인치를 연마하였다.Process and conditions similar to those of Example 1, except that the weight of the island-in-the-sea composite fiber (F1) and the alkali-soluble co-polyester fiber (F 2 ) was changed to 60% by weight and 40% by weight, respectively, in the production of the nonwoven fabric. A polishing pad was prepared, and 100 square inches of the silicon wafer was polished using the same polishing process as in Example 1.
상기와 같이 연마 처리된 실리콘 웨이퍼의 표면 평균조도와 스크래치 발생율을 측정한 결과는 표 1과 같다.Table 1 shows the results of measuring the surface average roughness and scratch rate of the polished silicon wafer.
비교실시예Comparative Example 1 One
단사섬도가 3데니어인 폴리아미드 단섬유를 카딩 및 크로스 래퍼 공정을 거쳐 이들의 적층웹을 제조한 후 이를 니들펀칭하여 부직포를 제조하였다.Polyamide short fibers having a single yarn fineness of 3 denier were manufactured by laminating their webs through a carding and cross wrapper process and then needle punching them to prepare a nonwoven fabric.
다음으로는 제조된 상기 부직포에 폴리우레탄 수지를 부직포 중량대비 40중량% 함침한 후 습식응고하여 부직포 내에 폴리우레탄 수지가 함침된 패드(A)를 먼저 제조하였다.Next, the pad (A) impregnated with a polyurethane resin in the nonwoven fabric was first prepared by impregnating 40 wt% of the nonwoven fabric with a polyurethane resin, followed by wet coagulation.
다음으로는 상기 패드(A) 상에 폴리우레탄 수지를 코팅하여 코팅층(B)을 형 성하여 도 3과 같은 단면을 갖는 연마패드를 제조하였다.Next, by coating a polyurethane resin on the pad (A) to form a coating layer (B) to prepare a polishing pad having a cross section as shown in FIG.
제조된 연마패드를 사용하여 실시예 1과 동일한 연마조건으로 실리콘 웨이퍼 100 평방인치를 연마하였다. 100 square inches of the silicon wafer was polished under the same polishing conditions as in Example 1 using the prepared polishing pad.
상기와 같이 연마(폴리싱) 처리된 실리콘 웨이퍼의 표면평균 조도와 스크래치 발생율을 측정한 결과는 표 1과 같다.Table 1 shows the results of measuring the surface average roughness and scratch rate of the polished (polished) silicon wafer as described above.
실시예 1 및 실시예 2는 표면에 극세섬유가 배열되어 스크래치 발생율과 연마성능(연마처리된 웨이퍼의 표면 평균조도) 비교실시예 1보다 양호하였다.In Examples 1 and 2, microfibers were arranged on the surface, and scratch rate and polishing performance (surface average roughness of the polished wafer) were better than those of Comparative Example 1.
또한 실시예 1 및 실시예 2에서는 연마패드의 제조공정이 비교실시예 1보다 간소화되었다.In addition, in Example 1 and Example 2, the manufacturing process of the polishing pad was simplified compared with Comparative Example 1.
본 발명은 연마패드에 공극(Pore)을 형성하는 공정이 간단하고, 표면에 미세하고 균일한 공극들이 존재하여 연마시 스크래치 발생율이 낮고 연마성능도 우수하다 연마효율이 우수한 장점이 있다.According to the present invention, the process of forming pores in the polishing pad is simple, and fine and uniform pores are present on the surface, so that the scratch rate is low and the polishing performance is excellent.
또한 본 발명은 공극의 길이방향(y)이 연마패드의 길이방향(x)과 이루는 각도(θ)가 5°이상인 공극들을 연마패드내에 다수 형성할 수 있다.In addition, the present invention can form a large number of voids in the polishing pad whose angle (θ) formed by the longitudinal direction (y) of the voids and the longitudinal direction (x) of the polishing pad is 5 ° or more.
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