KR101217265B1 - 다공성 시트의 제조방법 및 이에 의해 제조된 다공성 시트 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, a) 기본 수지 및 상기 기본 수지 보다 경화도가 낮은 연질의 중합체 입자를 포함하는 중합체 수지 시트를 제조하는 단계; 및 b) 상기 중합체 수지 시트 내로 초임계 유체를 주입하고 발포시켜 상기 중합체 수지 시트 내에 기공을 형성하는 단계로서, b1) 상기 중합체 수지 시트 내에서 상기 초임계 유체가 상기 중합체 입자에 의해 유도되어 상기 중합체 입자의 주변으로 확산되는 단계; 및 b2) 상기 초임계 유체의 발포 시 상기 중합체 입자가 파열되면서 기공이 형성되는 단계를 포함하는 단계를 포함하는 다공성 시트의 제조방법 및 이에 의해 제조된 다공성 시트를 제공한다.
CMP, 연마패드, 초임계 유체
Description
본 발명은, 초임계 유체(supercritical fluid)를 이용한 다공성 시트의 제조방법 및 이에 의해 제조된 다공성 시트에 관한 것이다.
화학적-기계적 연마 (chemical mechanical polishing, CMP) 공정은 마이크로 전자 장치의 제조에서 반도체 웨이퍼, 전계 방출 표시장치 및 그 밖의 수많은 마이크로 전자 기재 상에 편평한 표면을 형성하기 위해 이용된다. 예를 들어, 반도체 장치의 제조공정에는 일반적으로, 각종 가공 층의 형성, 이들 층 중 일부의 선택적 제거 또는 패턴화, 및 반도체 기재의 표면 상에서 추가 가공 층의 침착에 의한 반도체 웨이퍼 형성이 포함된다. 예를 들어, 가공 층에는 절연층, 게이트 산화물층, 전도층, 및 금속 또는 유리 층 등이 포함될 수 있다. 일반적으로, 웨이퍼 공정의 특정 단계에서 가공 층의 최상면이 후속 층의 침착을 위해 평탄한(planar) 상태, 즉 편평한(flat) 상태인 것이 바람직하다. CMP는, 웨이퍼에서 전도성 또는 절연성 물질과 같은 침착된 물질의 일부를 연마 및 제거하여 후속 공정 단계를 위한 웨이퍼를 제조하는 데 이용된다.
전형적인 CMP 공정에서, 웨이퍼는 CMP 도구에 포함된 캐리어 상에 아래로 향하도록 장착된다. 아래로 연마 패드를 향해 캐리어 및 웨이퍼에 힘이 가해진다. 캐리어 및 웨이퍼는 CMP 도구의 연마 테이블 상에 있는 회전 연마 패드 위에서 회전한다. 일반적으로, 연마 공정 동안 회전 웨이퍼와 회전 연마 패드의 사이에 연마 조성물(연마 슬러리 라고도 함)이 혼입된다. 전형적으로, 연마 조성물은 최상부 웨이퍼층의 일부와 상호작용하거나 그를 용해시키는 화학물질, 및 층의 일부를 물리적으로 제거하는 연마재를 함유한다. 웨이퍼와 연마패드는 동일한 방향 또는 반대 방향으로 회전할 수 있고, 어느 방향이든지 특정 연마 공정의 수행에 바람직하다. 또한, 캐리어는 연마 테이블 상의 연마 패드에서 왕복할 수 있다.
이러한 화학적-기계적 연마 공정에서 사용되는 연마 패드는 연질 및 경질 패드 재료(중합체-함침 직물, 미공질(microporous) 필름, 기포성 (cellular) 중합체 발포체, 비-다공질 (non-porous) 중합체 시트 및 소결된 열가소성 입자 포함)를 사용하여 제조한다.
폴리에스테르 부직물에 함침된 폴리우레탄 수지를 함유하는 패드는 중합체-함침 직물 연마 패드의 예이다. 미공질 연마 패드는 기재 물질 상에 코팅된 미공질 우레탄 필름을 포함한다. 이들 연마 패드는 폐쇄 셀 (closed cell) 다공질 필름이다. 기포성 중합체발포체 연마 패드는, 무작위적으로 및 균일하게 3차원적으로 분포된 폐쇄 셀 구조를 함유한다.
최근 연마 패드의 대부분은 패드 내에 폐쇄 기공(closed pore)을 가지고 있는 다공성 시트를 사용하는데, 여기서, 기공(pore)은 연마 슬러리의 유동을 조절하 여 공정의 효율을 높이는데 이용된다. 이에 연마 패드에 기공을 형성할 때는 균일하고 고르게 분산되도록 하는 것이 중요하다.
이러한 연마 패드를 제조하는 한 예로, 한국공개특허 2008-0037719에는 중합체 수지 시트에 초임계 유체를 주입하고 고온 및 고압에서 발포시킴으로써, 기공이 형성된 연마패드를 제조하는 방법에 대해 기재되어 있다.
그러나, 상기 중합체 수지 시트에 상기 초임계 유체를 주입하였을 때, 상기 초임계 유체가 상기 중합체 수지 시트 내에서 균일하게 확산되지 않아, 제품의 균일도가 저하된다는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은, 중합체 수지 시트 내에 초임계 유체를 균일하게 확산시킴에 따라, 제품의 균일성을 향상시킬 수 있는 다공성 시트의 제조방법 및 이에 의해 제조된 다공성 시트를 제공하는 것이다.
본 발명은, a) 기본 수지 및 상기 기본 수지 보다 경화도가 낮은 연질의 중합체 입자를 포함하는 중합체 수지 시트를 제조하는 단계; 및 b) 상기 중합체 수지 시트 내로 초임계 유체를 주입하고 발포시켜 상기 중합체 수지 시트 내에 기공을 형성하는 단계로서, b1) 상기 중합체 수지 시트 내에서 상기 초임계 유체가 상기 중합체 입자에 의해 유도되어 상기 중합체 입자의 주변으로 확산되는 단계; 및 b2) 상기 초임계 유체의 발포 시 상기 중합체 입자가 파열되면서 기공이 형성되는 단계를 포함하는 단계를 포함하는 다공성 시트의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따른 제조방법에 의해 제조된 다공성 시트를 제공한다.
본 발명에 따른 다공성 시트를 포함하는 연마 패드를 제공한다.
본 발명에 따르면, 중합체 수지 시트 내부로 주입된 초임계 유체가 중합체 수지 시트 내부에서 중합체 입자에 의해 유도됨에 따라, 초임계 유체가 중합체 입자 주변으로 확산되고, 그 주변에서 발포되므로, 기공 분산이 균일한, 즉 제품 균일도가 우수한 다공성 시트의 제조방법 및 다공성 시트가 제공된다.
본 발명에 따른 다공성 시트의 제조방법은, a) 경화도 99% 이상인 기본 수지 및 상기 기본 수지보다 경화도가 낮으며 경화도가 99% 미만인 연질의 중합체 입자를 포함하는 중합체 수지 시트를 제조하는 단계; 및 b) 상기 중합체 수지 시트 내로 초임계 유체를 주입하고 발포시켜 상기 중합체 수지 시트 내에 기공을 형성하는 단계로서, b1) 상기 중합체 수지 시트 내에서 상기 초임계 유체가 상기 기본 수지보다 경화도가 낮은 연질의 중합체 입자의 주변으로 확산되는 단계; 및 b2) 상기 초임계 유체의 발포 시 상기 중합체 입자가 파열되면서 기공이 형성되는 단계를 포함한다.
상기 a) 단계의 기본 수지는, 열가소성 폴리우레탄, 열가소성 엘라스토머, 폴리올레핀, 폴리카보네이트, 폴리비닐알콜, 나일론, 엘라스토머성 고무, 스티렌계 공중합체, 폴리방향족, 플루오르중합체, 폴리이미드, 가교결합된 폴리우레탄, 가교결합된 폴리올레핀, 폴리에테르, 폴리에스테르, 폴리아크릴레이트, 엘라스토머성 폴리에틸렌, 폴리테트라플루오르에틸렌, 폴리에틸렌테라프탈레이트, 폴리아릴렌, 폴리스티렌, 폴리메틸메타크릴레이트, 이들의 공중합체 및 블록 공중합체, 및 이들의 블렌드로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다. 여기서, 폴리우레탄은 내마모성이 우수한 재료로, 연마 패드의 소재로서 가장 바람직할 수 있다. 또한, 원료 조성을 여러 가지로 바꿈으로써, 원하는 물성을 지닌 폴리머를 얻을 수 있는 것도, 폴리우레탄의 큰 특징으로, 연마 패드의 형성 재료에 적합하다.
상기 a) 단계의 기본 수지는 1000 내지 1200g/mol의 분자량을 가지는 것이 바람직하고, 경화 후 99% 이상의 경화도를 가지는 것이 바람직하다.
상기 a) 단계의 중합체 입자는, 상기 기본 수지 보다 연질로 형성되는 것이 바람직하다. 상기 중합체 입자가 연질로 형성되는 경우, 초임계 유체가 상기 중합체 수지 시트 내로 주입되어, 확산 될 때 원활하게 상기 중합체 입자 주변으로 유도될 수 있다.
상기 a) 단계의 중합체 입자는, 폴리우레탄, 폴리스티렌, 폴리아미드, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리페놀, 폴리에틸렌, 멜라민 수지, 에폭시 수지, 폴리페놀, 폴리비닐알콜, 폴리비닐피롤리돈, 폴리아크릴 산, 폴리에틸렌글리콜, 셀룰로오스 및 일부 가수 분해된 폴리아크릴산에스테르 중에선 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 a) 단계의 중합체 입자는 경화 후 99% 미만의 경화도를 가지는 것이 바람직하고, 97% 이하 50 이상의 경화도를 가지는 것이 더욱 바람직하다.
상기 a) 단계의 중합체 수지 시트에서, 상기 중합체 입자의 함량은 20 내지 40 중량%인 것이 바람직하다.
상기 a) 단계의 중합체 수지 시트에서, 상기 중합체 입자의 밀도는 1 내지 1.1 g/㎠인 것이 바람직하다.
상기 a) 단계의 중합체 입자는 크기가 20 내지 50 ㎛인 것이 바람직하고, 내부가 비어있지 않은 비드 형태인 것이 바람직하나, 구형 또는 타원형 일 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 a) 단계는, a1) 상기 중합체 입자를 상기 기본 수지 용액에 혼합시키는 단계; 및 a2) 상기 a1) 단계에서 혼합된 혼합물을 경화시키는 단계를 포함 할 수 있다.
상기 a1) 단계에서, 상기 혼합은 기본수지 및 기본수지 100 중량%에 대하여 중합체 입자를 20 내지 40 중량%로 반응기에 투입하고, 30 내지 60 ℃의 온도에서 교반하여 수행하는 것이 바람직하다. 상기 기본수지 및 중합체 입자는 동시에 반응기에 투입되는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 기본 수지는 순수한 벌크 형태로 사용되는 것이 바람직하고, 당 기술 분야에 알려져 있는 일반적인 용매를 추가하여 사용할 수도 있다.
상기 a1) 단계에서는, 디아민계 경화제 및 디올계 경화제 중에서 선택된 1 종 이상의 경화제를 추가로 첨가할 수 있고, 바람직하게는 메틸렌비스(2-클로로아닐린)을 첨가할 수 있다.
상기 a2) 단계에서, 상기 경화는 상기 a1) 단계에서 제조된 혼합물을 몰드에 주입한 후 열경화하는 것이 바람직하다. 이 때, 열경화는 50 내지 150 ℃에서, 12 내지 24 시간 동안 열경화하는 것이 바람직하다.
상기 b) 단계에서, 상기 a) 단계에서 제조된 중합체 수지 시트에 초임계 유체를 주입하는 방법으로는, 고온 및 고압을 이용하여 초임계 유체를 중합체 수지 시트에 내로 강제 주입시키는 가압 기체 주입 공정을 이용할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 a)단계에서 제조된 중합체 수지 시트를 실온에서 압력 용기에 넣는다. 초임계 유체를 상기 용기에 첨가하고, 적절한 양의 기체를 중합체 시트의 자유 부피로 강제하기에 충분한 수준으로 용기를 가압한다. 중합체에 용해된 기체의 양은 헨리의 법칙에 따라 적용 압력에 정비례한다. 중 합체 수지 시트의 온도를 증가시키면 중합체 내로의 기체의 확산 속도는 증가되지만, 중합체 시트에 용해될 수 있는 기체의 양은 감소된다. 기체가 중합체를 완전히 포화시키면, 시트를 가압 용기로부터 제거한다. 필요한 경우에 셀 핵 형성 및 성장을 촉진하기 위해 중합체 시트를 연화 또는 용융 상태로 고속 가열할 수 있다. 미국 특허 제5,182,307호 및 제5,684,055호에는 가압 기체 주입 공정의 상기 및 추가의 특징이 기재되어 있다.
상기 b) 단계에서 상기 중합체 수지 시트에 주입되는 초임계 유체에 대해 구체적으로 설명한다.
여기서, 초임계 유체란, 보통 온도·압력에서는 기체와 액체가 되는 물질로 임계점(supercritical point)이라고 불리는 일정한 고온·고압의 한계를 넘으면 증발 과정이 일어나지 않아서 기체와 액체의 구별을 할 수 없는 상태, 즉 임계상태가 되는데, 이 상태에 있는 물질을 의미한다.
초임계 유체는, 기체가 유체처럼 거동하는 초임계 상태를 생성하기에 충분한 승온 및/또는 승압을 기체에 가함으로써 생성된다.
상기 초임계 상태를 생성하기 위하여 일반적으로 기체에 압력 5MPa(약 800psi) 내지 40MPa(약 6000psi), 온도 100 내지 300℃를 적용하는 것이 바람직하다.
상기 b) 단계의 초임계 유체는 바람직하게는, 초임계이산화탄소, 초임계이소부탄, 초임계부탄, 초임계프로판 및 초임계펜탄 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 b) 단계에서 상기 중합체 수지 시트 내부로의 상기 초임계 유체 주입은 100 내지 200bar의 압력조건 및 40 내지 60℃의 온도조건에서 수행될 수 있다.
상기 b) 단계에서 발포는 100 내지 250bar의 압력조건 및 30 내지 100℃, 바람직하게는 40 내지 60℃에서 수행될 수 있다.
상기 b) 단계는, 당 기술분야에 알려진 초임계 장비를 이용하여 수행될 수 있다.
이와 같이, 상기 b) 단계의 초임계 유체가 상기 a) 단계에서 제조된 중합체 수지 시트 내로 주입되면, 초임계 유체가 시트 내에 함유된 중합체 입자, 즉, 상기 기본 수지보다 경화도가 낮은 연질의 중합체 입자 주변으로 확산된다. 그리고 초임계 유체를 발포시키면, 이에 따라 초임계 유체가 주변으로 확산되어 있는 연질의 중합체 입자가 팽창하면서 파열되고, 그 자리에 기공이 형성되게 된다. 또한, 이때 초임계 유체는 시트 밖으로 휘발되게 된다. 도 1은 본 발명에 따른 다공성 시트의 제조공정을 도식화한 것이다. 또한, 도 2는 초임계 유체의 발포 전의 상태를 나타낸 사진이며, 도 3은 초임계 유체의 발포 후의 상태를 나타낸 사진이다.
여기서, 형성되는 기공은 폐쇄기공(closed pore)일 수 있다.
상기 b) 단계에서 상기 중합체 수지 시트에 형성된 기공은, 구형 또는 타원형일 수 있으나, 이로 한정되는 것은 아니다.
상기 b) 단계에서 상기 중합체 수지 시트에 형성된 기공의 크기는 20 내지 50 ㎛ 인 것이 바람직하다.
상기 b) 단계에서 상기 중합체 수지 시트에 형성된 기공 밀도는 0.7 내지 0.9 g/㎠인 것이 바람직하다.
상기 b) 단계에서 상기 기공이 형성된 상기 중합체 수지 시트는 공극율이 0 초과 내지 35% 이하인 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 다공성 시트는, 연마패드로 사용될 수 있다. 상기 다공성 시트 단독으로 연마패드로 사용될 수도 있고, 상기 다공성 시트를 여러 장 적층시켜 연마패드로 사용할 수도 있다. 또한, 상기 다공성 시트에 다른 필름을 부착하여 연마패드로 사용할 수도 있다.
이하, 본 발명을 하기 실시예에 의해 상세히 설명한다. 그러나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것 일뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예
기본수지로 상품명 CHEMTURA_L325(CHEMTURA 社) 100g에 중합체 입자로 상품명 SUNPU-170 (선진화학 社) 40g을 투입 후 50℃에서 분산 혼합하였다. 분산 혼합이 완료되었을 때 경화제로 메틸렌비스(2-클로로아닐린) 26 g을 투입하고 400 RPM에서 혼합하였다. 상기 혼합된 혼합물을 몰드에 주입하고 100 ℃ 오븐에서 12 시간 동안 열경화 하였다. 경화시킨 케이크(cake)를 슬라이싱(slicing)한 후 초임계 장비에 넣고 100 bar, 40 ℃ 조건에서 CO2 초임계 유체를 2h 동안 주입하였다.
상기 초임계 유체의 발포 전 상태의 SEM 사진을 도 2에 나타내었다.
초임계 유체 주입 후 1 h 경과한 다음 순간적으로 0 psi로 감압을 통하여 지정된 중합체 입자에서의 발포를 유도하여 다공성 시트를 제조하였다.
상기 제조된 다공성 시트의 비중은 0.80~0.90g/㎠이였으며, 경도(hardness)는 shore D 40~50이었다.
상기 초임계 유체의 발포 후 상태의 SEM 사진을 사진을 도 3에 나타내었다. 도 3에서 볼 수 있듯이 발포가 유도된 곳에 폐쇄기공이 형성됨을 알 수 있다.
이와 같이, 중합체 시트 내에 초임계 유체의 확산을 유도하는 중합체 입자를 첨가함에 따라, 초임계 유체의 확산성을 높여, 기공이 균일하게 분포하도록 형성할 수 있음에 따라 제품의 균일도를 향상시킬 수 있게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 다공성 시트의 제조방법을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 다공성 시트의 제조 과정 중 초임계 유체의 발포 전 사진이다.
도 3은 본 발명에 따른 다공성 시트의 제조 과정 중 초임계 유체의 발포 후 사진이다.
Claims (23)
- a) 경화도 99% 이상인 기본 수지 및 상기 기본 수지보다 경화도가 낮으며 경화도가 99% 미만인 연질의 중합체 입자를 포함하는 중합체 수지 시트를 제조하는 단계; 및b) 상기 중합체 수지 시트 내로 초임계 유체를 주입하고 발포시켜 상기 중합체 수지 시트 내에 기공을 형성하는 단계로서, b1) 상기 중합체 수지 시트 내에서 상기 초임계 유체가 상기 기본 수지보다 경화도가 낮은 연질의 중합체 입자의 주변으로 확산되는 단계; 및 b2) 상기 초임계 유체의 발포 시 상기 중합체 입자가 파열되면서 기공이 형성되는 단계를 포함하는 단계를 포함하는 다공성 시트의 제조방법.
- 청구항 1에 있어서, 상기 a) 단계의 기본 수지는, 열가소성 폴리우레탄, 열가소성 엘라스토머, 폴리올레핀, 폴리카보네이트, 폴리비닐알콜, 나일론, 엘라스토머성 고무, 스티렌계 공중합체, 폴리방향족, 플루오르중합체, 폴리이미드, 가교결합된 폴리우레탄, 가교결합된 폴리올레핀, 폴리에테르, 폴리에스테르, 폴리아크릴레이트, 엘라스토머성 폴리에틸렌, 폴리테트라플루오르에틸렌, 폴리에틸렌테라프탈레이트, 폴리아릴렌, 폴리스티렌, 폴리메틸메타크릴레이트, 이들의 공중합체 및 블록 공중합체, 및 이들의 블렌드로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것인 다공성 시트의 제조방법.
- 청구항 1에 있어서, 상기 a) 단계의 중합체 입자는, 폴리우레탄, 폴리스티렌, 폴리아미드, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리페놀, 폴리에틸렌, 멜라민 수지, 에폭시 수지, 폴리페놀, 폴리비닐알콜, 폴리비닐피롤리돈, 폴리아크릴 산, 폴리에틸렌글리콜, 셀룰로오스 및 일부 가수 분해된 폴리아크릴산에스테르 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것인 다공성 시트의 제조방법.
- 청구항 1에 있어서, 상기 a) 단계의 중합체 수지 시트에서, 상기 중합체 입자의 함량은 20 내지 40 중량%인 것인 다공성 시트의 제조방법.
- 청구항 1에 있어서, 상기 a) 단계의 중합체 수지 시트에서, 상기 중합체 입자의 밀도는 1 내지 1.1 g/㎠인 것인 다공성 시트의 제조방법.
- 청구항 1에 있어서, 상기 a) 단계의 중합체 입자는 입경이 20 내지 50 ㎛인 것인 다공성 시트의 제조방법.
- 청구항 1에 있어서, 상기 a) 단계는, a1) 상기 중합체 입자를 상기 기본 수지 용액에 혼합시키는 단계; 및 a2) 상기 a1) 단계에서 혼합된 혼합물을 경화시키는 단계를 포함하는 것인 다공성 시트의 제조방법.
- 청구항 7에 있어서, 상기 a1) 단계는 상기 기본수지 및 기본수지 100 중량% 에 대하여 중합체 입자 20 내지 40 중량%를 반응기에 투입하고, 30 내지 60 ℃의 온도에서 교반하여 수행하는 것인 다공성 시트의 제조방법.
- 청구항 7에 있어서, 상기 a1) 단계에서는, 디아민계 경화제 및 디올계 경화제 중에서 선택된 1종 이상의 경화제를 더 첨가하는 것인 다공성 시트의 제조방법.
- 청구항 7에 있어서, 상기 a2) 단계에서 경화는 상기 a1) 단계에서 제조된 혼합물을 몰드에 주입한 후 50 내지 150 ℃에서, 12 내지 24 시간 동안 열경화하는 것인 다공성 시트의 제조방법.
- 청구항 1에 있어서, 상기 b) 단계의 초임계 유체는 초임계이산화탄소, 초임계이소부탄, 초임계부탄, 초임계프로판 및 초임계펜탄 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것인 다공성 시트의 제조방법.
- 청구항 1에 있어서, 상기 b) 단계에서 상기 중합체 수지 시트 내부로의 상기 초임계 유체 주입은 100 내지 200 bar의 압력조건 및 40 내지 60 ℃의 온도조건에서 수행되는 것인 다공성 시트의 제조방법.
- 청구항 1에 있어서, 상기 b) 단계에서 발포는 100 내지 250 bar의 압력조건 및 30 내지 100 ℃의 온도조건에서 수행되는 것인 다공성 시트의 제조방법.
- 청구항 1에 있어서, 상기 b) 단계에서 상기 중합체 수지 시트에 형성된 기공의 크기는 20 내지 50 ㎛인 것인 다공성 시트의 제조방법.
- 청구항 1에 있어서, 상기 b) 단계에서 상기 중합체 수지 시트에 형성된 기공 밀도는 0.7 내지 0.9 g/㎠인 것인 다공성 시트의 제조방법.
- 청구항 1에 있어서, 상기 b) 단계에서 상기 기공이 형성된 상기 중합체 수지 시트는 공극율이 0 초과 내지 35%인 것인 다공성 시트의 제조방법.
- 청구항 1 내지 16 중 어느 한 항에 따른 다공성 시트의 제조방법에 의해 제조된 다공성 시트.
- 청구항 17에 따른 다공성 시트를 포함하는 연마 패드.
- 청구항 1에 있어서, 상기 a) 단계의 중합체 입자는 경화도가 97% 이하 내지 50% 이상인 다공성 시트의 제조방법.
- 청구항 1에 있어서, 상기 b) 단계의 초임계 유체는 압력 5 내지 40 MPa 및 온도 100 내지 300 ℃를 적용하여 생성된 것인 다공성 시트의 제조방법.
- 청구항 1에 있어서, 상기 b) 단계에서 초임계 유체는 100 bar, 40 ℃ 조건 하에서 2 시간 동안 주입하고, 상기 초임계 유체 주입후 1 시간 경과한 다음 0 psi로 감압을 통하여 중합체 입자에서의 발포를 유도하는 다공성 시트의 제조방법.
- 청구항 17에 있어서, 비중이 0.80 내지 0.90 g/㎠인 다공성 시트.
- 청구항 17에 있어서, 경도(hardness)가 shore D 40 내지 50인 다공성 시트.
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| US20030220061A1 (en) | 2002-05-23 | 2003-11-27 | Cabot Microelectronics Corporation | Microporous polishing pads |
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