KR101769328B1 - 연마 패드의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본원은, 중합체 수지 용액과 승화성 물질을 사용하여 기공을 형성하는 연마 패드의 제조 방법에 관한 것이다.

Description

연마 패드의 제조 방법 {PREPARING METHOD OF POLISHING PAD}
본원은 중합체 수지 용액과 승화성 물질을 사용하여 기공을 형성하는 연마 패드의 제조 방법에 관한 것이다.
반도체 장치는 실리콘 등의 반도체 재료를 사용하여 편평하고 얇은 웨이퍼로 형성된다. 웨이퍼는 결함이 없거나 최소의 결함만을 갖는 충분히 편평한 표면을 갖도록 연마되어야 한다. 웨이퍼를 연마하기 위해 여러 화학적, 전기화학적, 및 화학 기계적 연마 기술이 사용된다. 여러 해 동안, 광학 렌즈와 반도체 웨이퍼는 화학적-기계적 수단에 의해 연마되어 왔다. 특히, 반도체 기술분야의 급속한 진보는 고도 대규모 집적(VLSI) 및 최고도 대규모 집적(ULSI) 회로의 도래를 맞게 되었고, 이로 인해 반도체 기판 내에 더 작은 영역에 더 많은 소자를 채워 넣을 수 있게 되었다. 소자의 밀도가 클수록 보다 높은 평탄도가 요구된다.
"화학 기계적 연마(chemical mechanical polishing, CMP)"에서, 우레탄 재료로 제조된 연마 패드는 웨이퍼를 연마하기 위해 슬러리와 함께 사용된다. 슬러리는 수성 매개물 내에 분산된 알루미늄 산화물, 세륨 산화물, 또는 실리카 입자 등의 연마 입자를 포함한다. 연마 입자는 일반적으로 100 nm 내지 200 nm의 크기를 갖는다. 표면 작용제, 산화제, 또는 pH 조절제 등의 다른 작용제가 슬러리 내에 존재한다. 우레탄 패드는 패드 및 웨이퍼의 전체 면에 슬러리의 분포, 및 슬러리 및 슬러리 파쇄물의 제거에 도움을 주기 위한 채널 또는 천공을 가지도록 직조되어 있다. 일형태의 연마 패드에서는 공동의 구형 미소부재가 우레탄 재료의 전 부분에 분포되어 있으며, 패드 표면이 사용으로 인해 마모될 때, 미소부재는 계속하여 재생가능한 표면 조직을 제공한다.
통상의 연마 패드는 발포 시트 또는 중합체성 물질로 함침된 펠트(felt)로부터 형성된다. 그러나, 이러한 기재 패드는 연마 작동 동안 나타나는 힘에 적용되는 경우, 너무 유순해져서 연마할 기판에서 패드가 리세스(recess)되게 하여 과도한 연마를 야기한다. 그 결과, 끼워 넣은 회로의 표면은 과도하게 연마되어 디싱(dishing)으로서 공지된 원치 않는 리세스를 야기한다. 또한, 이러한 연마 패드는 연마 유체를 흡수하고, 연마 작동 동안 압축되어 모든 방향으로 변형되므로 패드가 너무 유순해지는 문제점이 있다.
대한민국 등록특허 제10-1109376호는 개방 셀을 함유하는 화학-기계적 연마 패드를 제공하고 있다.
중합체 수지 용액 상에 승화성 물질을 첨가하여 상기 승화성 물질이 상기 중합체 수지 용액 상에 기공을 형성하는 단계를 포함하는, 다공성 연마패드의 제조방법을 제공한다. 상기 제조방법으로 연마패드를 제조할 경우, 제조된 연마패드에 잔류하는 이물질을 감소시킴으로써 연마된 표면의 스크래치를 감소시킬 수 있어 연마 속도 및 균일성을 향상시킬 수 있다. 또한 연마표면 상의 공극 구조를 용이하게 제어할 수 있어 슬러리 내에 연마입자의 유동성을 증가시킬 수 있다.
그러나, 본원이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본원의 제 1 측면은, 중합체 수지 용액 상에 승화성 물질을 첨가하는 단계, 상기 승화성 물질을 승화시켜 상기 중합체 수지 용액 상에 기공을 형성하는 단계 및 상기 중합체 수지 용액을 성형하는 단계를 포함하는, 연마 패드의 제조 방법을 제공한다.
본원의 일 구현예에 따른, 중합체 수지 용액 상에 승화성 물질을 첨가하는 단계, 상기 승화성 물질을 승화시켜 상기 중합체 수지 용액 상에 기공을 형성하는 단계, 및 상기 중합체 수지 용액을 성형하는 단계를 포함하는 연마패드의 제조방법을 사용하여 제조하는 연마패드는 기공을 형성하기 위한 발포제가 연마패드에 잔류하지 않음으로써 우수한 연마성능을 갖는 연마패드를 제공할 수 있다.
종래에는 다공성 연마패드의 제조 공정에 있어 물리적 발포제 또는 화학적 발포제를 사용하여 패드 내의 기공을 형성하였다. 그러나 특히 물리적 발포제를 사용하여 제조된 다공성 연마 패드를 화학적 기계적 연마 공정에 사용하는 경우, 상기 물리적 발포제가 패드 상에 잔류하여 웨이퍼에 손상을 입히는 경우가 빈번하였다. 또한, 화학적 발포제를 사용하는 경우, 이때 발생하는 이산화탄소가 폴리우레탄에 가용성이어서 우레탄폼 조직으로부터 확산에 의해 유출되어 결과적으로 우레탄폼 조직 안에 있는 가스 압력이 감소하여 상기 우레탄폼의 형태가 변형되는 문제점이 있었다. 또한 이산화탄소와 동시에 형성되는 폴리우레아 또한 상기 우레탄폼 조직의 강도를 약화시키는 문제점을 초래하였다.
이와 관련하여, 본원은 중합체 수지 용액 상의 승화성 물질이 상변화에 의해 기포가 생성되어 패드 내의 기공을 형성하는 것으로서, 종래의 발포제를 사용하여 패드 내에 기공을 형성하는 경우와는 달리 다공성 연마패드의 완성품에 이물질이 잔류하지 않고, 우레탄폼의 강도를 약화시키지 않으며, 따라서 일정한 물성을 유지하는 연마패드를 제조할 수 있는 효과를 달성할 수 있다. 또한, 본원의 승화성 물질의 상변화에 의하여 기체를 발생시키는 경우, 상기 승화조건의 온도, 교반 속도, 교반시간으로 승화성 물질의 승화 속도를 제어할 수 있기 때문에 다공성 연마패드의 기공의 크기와 기공률을 용이하게 제어할 수 있다.
도 1 은 본원의 일 구현예에 따른 연마패드를 제조하는 순서도이다.
도 2는 본원의 일 구현예에 따라 연마패드를 제조하는 과정에서 중합체 수지 용액에 기공이 형성된 것을 나타낸 모식도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 구현예 및 실시예를 상세히 설명한다.
그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 구현예 및 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용되는 정도의 용어 "약", "실질적으로" 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본원의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다. 또한, 본원 명세서 전체에서, "~ 하는 단계" 또는 "~의 단계"는 "~를 위한 단계"를 의미하지 않는다.
본원 명세서 전체에서, 마쿠시 형식의 표현에 포함된 "이들의 조합"의 용어는 마쿠시 형식의 표현에 기재된 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 혼합 또는 조합을 의미하는 것으로서, 상기 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 의미한다.
본원 명세서 전체에서, "A 및/또는 B" 의 기재는, "A, B, 또는, A 및 B" 를 의미한다.
이하, 본원의 연마패드의 제조방법에 대하여 구현예 및 실시예와 도면을 참조하여 구체적으로 설명하도록 한다. 그러나, 본원이 이러한 구현예 및 실시예와 도면에 제한되는 것은 아니다.
도 1 은 본원의 일 구현예에 따른 연마패드를 제조하는 순서도이다.
본원의 일 측면은, 중합체 수지 용액 상에 승화성 물질을 첨가하는 단계 (S10); 상기 승화성 물질을 승화시켜 상기 중합체 수지 용액 상에 기공을 형성하는 단계 (S20); 상기 중합체 수지 용액을 성형하는 단계 (S30)를 포함하는, 연마패드의 제조방법을 제공한다.
먼저, 상기 중합체 수지 용액(100) 상에 승화성 물질을 첨가한다 (S10).
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 승화성 물질은 나프탈렌, 장뇌, 요오드, 또는 드라이아이스를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 승화성 물질은 본원의 연마패드의 기공을 형성하기 위한 발포제로 사용되는 것으로서 중합체 수지 용액(100)에 고체 상태로 첨가 및 분산된 후, 고체에서 기체로의 상변화를 통해 상기 중합체 수지 용액 상에서 기포(200)를 형성시킴으로써 중합체 수지 용액의 화학적 성질을 변화시키지 않으면서 기공을 형성하는 것일 수 있다.
기존 연마패드 제조 시에 사용되는 발포제는 화학적 발포제와 물리적 발포제가 있다. 이중, 물리적 발포제는 저비점을 가지며, 연마패드 제조시 폴리올과 이소시아네이트가 반응하여 폴리우레탄을 형성할 때 발생하는 반응열을 이용하여 기공을 형성하고 상기 기공이 성장되는 원리를 사용하였다. 또한 화학적 발포제로는 일반적으로 물이 사용되고 있으며, 물은 폴리우레탄 제조시 중합체 수지 내에 포함된 이소시아네이트기와 화학적 발열 반응을 일으켜 이산화탄소를 생성시키고 상기 기체가 파열되기 전에 성형시킴으로써 폼의 발포가 이루어지게 된다. 그러나 이러한 기존의 물리적 발포제 또는 화학적 발포제를 사용하여 연마패드를 제조하는 경우, 제조된 연마패드에 상기 물리적 발포제 또는 화학적 발포제가 잔류하여 연마하고자 하는 웨이퍼 상에 스크래치를 발생시키는 경우가 많았다. 그러나 본원의 승화성 물질을 사용하여 기공을 형성하는 경우, 실질적으로 승화성 물질이 연마패드에 잔류하지 않아 연마속도 및 균일성을 개선할 수 있다. 또한 화학적 발포제를 사용하는 경우 이산화탄소 기체의 발생으로 인하여 연마패드 내 기공을 형성하는 과정에서 연마패드의 기계적 물성을 감소시키는 문제점이 있으나, 본원의 일 구현예에 따른 제조방법에 의해 연마패드를 제조하는 경우 우수한 기계적 물성을 유지할 수 있다. 특히, 최근에는 슬러리에 첨가제를 미세하게 도입하여 연마시의 여러가지 조건 또는 연마패드의 상태를 조절하려는 시도들이 많아지고 있어서, 패드 내에 이에 영향을 줄 수 있는 첨가 물질이 없을 것의 요구가 증대되고 있다. 따라서, 연마패드의 매트릭스 내에 첨가 물질이 포함되지 않고 순수하게 기공만 형성 가능한 방법이 주목을 받고 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 승화성 물질은 파우더 형태를 포함하는 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 승화성 물질은 약 1 μm내지 약 100 μm의 크기를 갖는 파우더 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 승화성 물질은 나프탈렌, 장뇌, 요오드, 또는 드라이아이스를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 승화성 물질은 파우더 형태로서 중합체 수지상에 첨가되는 단계 이후에 교반에 의해 상기 중합체 수지상에 고루 분포됨으로써 고른 기공을 형성하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 중합체 수지는 폴리이소시아네이트를 포함하는 것으로서 연마패드의 매트릭스를 구성하는 우레탄 폼을 제조하는데 사용된다. 우레탄의 제조는 이소시아네이트와 예비중합체 폴리올로부터의 이소시아네이트- 종결 우레탄 예비중합체의 반응으로부터 제조되는 것일 수 있다. 상기 폴리올은 폴리프로필렌 에테르 글리콜, 이의 공중합체 및 이의 혼합물인 것일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 구체적으로 상기 반응은, 이소시아네이트, 디-이소시아네이트, 및 트리-이소시아네이트 예비중합체와 같은 우레탄 예비중합체를 이소시아네이트 반응성 잔기를 함유하는 예비중합체와 반응시킴으로써 형성될 수 있다. 적합한 이소시아네이트 반응성 잔기는 아민 및 폴리올을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 폴리우레탄에 포함되는 폴리이소시아네트의 성분으로는 1 분자 중에 이소시아네이트기를 2 개 이상 갖는 유기 화합물이면 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 지방족계, 지환족계 및 방향족계 폴리이소시아네이트 또는 이들의 변성물을 들 수 있다. 구체적으로는, 지방족계 및 지환족계 폴리이소시아네이트로는, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 또는, 이소포론디이소시아네이트 등을 들 수 있다. 방향족계 폴리이소시아네이트로는, 톨릴렌디이소시아네이트, 디페닐메탄디이소시아네이트 또는, 폴리페닐렌폴리메틸렌 폴리이소시아네이트 등을 들 수 있고, 또 이들의 카르보디이미드 변성물이나 프리 폴리머 등의 변성물도 포함된다.
본원의 일 구현예에 있어서, 본원의 연마패드의 제조과정에서는 상술한 중합체 수지들을 사용하여 제조될 수 있으며, 이러한 제조 과정에는 당업계에 널리 알려진 합성 방법을 별다른 제한 없이 사용할 수 있다. 예를 들어, 상기 패드 본체가 폴리우레탄계 화합물로부터 제조되는 경우에는, 프리폴리머법(pre-polymer method) 또는 원-샷 법(one shot method) 등을 사용할 수 있다. 상기 프리 폴리머법에 의하는 경우, 폴리올 성분 및 이소시아네이트 성분을 반응시켜 우레탄 프리-폴리머를 형성한 후, 상기 우레탄 프리-폴리머, 디아민 또는 다이올, 발포제 및 촉매 등을 혼합하여 경화시킴으로서 폴리우레탄계 수지를 형성할 수 있다. 또한, 상기 원-샷법에 의하는 경우, 폴리올 성분, 이소시아네이트 성분, 디아민 또는 다이올, 발포제 및 촉매 등을 혼합한 후 경화시킴으로서 폴리우레탄계 수지를 형성할 수 있다.
이어서, 상기 승화성 물질을 승화시켜 상기 중합체 수지 용액 상에 기공을 형성한다(S20).
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 승화성 물질을 승화시키는 것은 상기 중합체 수지 용액을 약 0℃ 내지 약 150℃에서 성형하는 것을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 승화성 물질은 상온에서 승화성을 갖는 물질일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 승화성 물질은 나프탈렌, 장뇌, 요오드, 또는 드라이아이스를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 승화성 물질은 상기 중합체 수지 용액에 첨가된 후, 교반에 의하여 고루 분산되며, 승화성 물질의 승화에 유효한 온도에서 성형함으로써 상기 중합체 수지 용액으로부터 승화성 물질을 승화시킴에 따라 상기 중합체 수지 용액에 기공을 형성하는 것일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 승화성 물질을 상변화시키기 위한 반응조건으로서 온도 또는 압력을 변화시키는 경우 기공률 및 기공의 크기를 제어할 수 있다. 상기 생성되는 기공은 폐쇄된 셀을 주로 포함할 수 있으나 개방 셀을 포함할 수 있다. 도 2 는 상기 승화성 물질에 의하여 상기 중합체 수지 용액에 기공이 형성되는 것을 나타낸 모식도이다. 연마패드의 제조시 중합체 수지 용액을 약 60℃ 내지 약 70℃로 가열하며, 상기 중합체 수지 용액을 경화하기 위하여 경화제를 첨가하는 경우 상기 경화제는 약 125℃가 되도록 가열한다. 상기 중합체 수지 용액과 경화제를 혼합하여 교반하는 경우 상기 혼합물의 온도는 약 50℃ 내지 약 70℃가 되는데, 중합체 수지 용액이 경화하는 공정에서 발생하는 열로 인하여 상기 승화성 물질의 승화가 촉진되는 것일 수 있다. 승화성 물질은 상온에서 승화가 발생하는 것이면 제한없이 사용할 수 있으나, 연마패드의 제조공정에서 발생하는 열로 인하여 승화를 촉진하여 빠른시간 내에 기체를 형성함으로써 우레탄 수지 용액 내에 기공을 형성할 수 있다.
승화성 물질의 승화는, 상기 중합체 수지 용액의 성형과 동시 또는 후속하여 행해질 수 있으며, 별도의 공정을 거친 후에 행해질 수도 있다. 또한 승화성 물질의 승화는 실온의 임의의 분위기 내에서 행할 수 있지만 바람직하게는 가열에 수반하는 중합체 수지 용액의 변질 등의 불리한 영향을 회피하기 위해, 질소 등의 불활성 가스 분위기 내에서 행해질 수 있는 것이나, 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 상기 중합체 수지 및 상기 승화성 물질 이 외에, 용도에 따라서, 첨가제, 또는 보조제를 상기 중합체 수지, 예를 들면 폴리이소시아네이트 성분에 혼합하여 사용하는 경우가 있다. 상기 이외의 첨가제, 보조제에 대해서는 특별히 한정되지 않고, 통상의 수지에 있어서 물성 향상이나 조작성 향상 등의 목적으로 사용되는 것으로, 우레탄화 반응에 현저한 악영향을 미치는 것이 아니면 어느 것을 사용해도 상관없다.
이어서, 상기 중합체 수지 용액을 성형한다 (S30).
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 성형은 경화제를 첨가에 의해 수행되는 것일 수 있다. 상기 성형이 수행되는 조건은 중합체 수지의 온도 약 25℃ 내지 약 100℃, 경화제 온도 약 100℃ 내지 약 150℃ 내에서 수행되는 것일 수 있으며, 실리콘계 정포제, 가교제, 및/또는 소포제를 첨가함으로써 수행되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 성형이 실시되는 조건은, 예를 들어 중합체 수지의 온도 약 25℃ 내지 약 100℃, 약 25℃ 내지 약 90℃, 약 25℃ 내지 약 80℃, 약 25℃ 내지 약 70℃, 약 25℃ 내지 약 60℃, 약 25℃ 내지 약 50℃, 약 30℃ 내지 약 100℃, 약 35℃ 내지 약 100℃, 또는 약 40℃ 내지 약 100℃ 인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 중합체 수지 용액을 성형하는 단계(S30) 에서 경화제를 첨가하는 것일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 경화제는 우레탄 예비중합체를 경화 또는 경질화시키기 위하여 사용되는 화합물 또는 화합물의 혼합물인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 경화제는 이소시아네이트기와 반응하여 예비중합체의 사슬을 함께 연결하여 폴리우레탄을 형성한다. 전형적으로 사용되는 일반적인 경화제는 MBCA로 약칭되고 종종 상표명 모카(MOCA; 등록상표)로 칭해지는 4,4'-메틸렌-비스(2-클로로아닐린) 메틸렌; MCDEA로 약칭되는 4,4'-메틸렌-비스-(3-클로로-2,6-디에틸아닐린); 디메틸 티오톨루엔디아민, 트리메틸렌글리콜 디-p-아미노벤조에이트; 폴리테트라메틸렌옥시드 디-p-아미노벤조에이트; 폴리테트라메틸렌옥시드 모노-p-아미노벤조에이트; 폴리프로필렌옥시드 디-p-아미노 벤조에이트; 폴리프로필렌옥시드 모노-p-아미노벤조에이트; 1,2-비스(2-아미노페닐티오)에탄; 4,4'-메틸렌-비 스-아닐린; 디에틸톨루엔디아민; 5-tert-부틸-2,4-톨루엔디아민; 3-tert-부틸-2,6-톨루엔디아민; 5-tert-아밀-2,4-톨루엔디아민; 3-tert-아밀-2,6-톨루엔디아민, 또는 클로로톨루엔디아민 등을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 중합체 수지 용액을 성형 (S30)하는 단계에서, 상기 경화제의 온도는 약 100℃ 내지 약 150℃ 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어 상기 온도는, 약 100℃ 내지 약 150℃, 약 110℃ 내지 약 150℃, 약 120℃ 내지 약 150℃, 약 100 ℃ 내지 약 140℃, 또는 약 100℃ 내지 약 130℃ 인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
이하 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하고자 하나, 하기의 실시예는 단지 설명의 목적을 위한 것이며 본원의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다.
프리폴리머를 준비하여 50℃ 내지 80℃로 가열한 후, 파우더 입자의 크기가 10 μm 내지 100 μm인 장뇌를 상기 프리폴리머에 주입하였다. 상기 프리폴리머와 장뇌의 화합물을 125℃의 오븐에 넣고 가열하며 경화제로서 용융시킨 4,4'-메틸렌-비스(2-클로로아닐린) 메틸렌을 주입한 후 30 초 동안 교반하였다. 상기 교반 공정에서 장뇌가 승화함으로써 우레탄 수지 내부에 기공을 형성하게 된다. 교반이 끝난 수지는 단차가 거의 없는 플레이트 또는 일정한 형틀에 도포하였다. 이때 플레이트 또는 형틀은 100℃ 오븐에서 1 시간 이상 가열된 것을 사용하였으며, 상기 플레이트 또는 형틀에 상기 수지를 도포한 후 100℃ 오븐에 넣어 24 시간 이상 경화시켰다. 경화가 끝난 후 우레탄을 형틀에서 분리하여 1 mm 내지 3 mm 두께로 절단하였다.
본원의 상기 실시예 1 에 따라 제조된 연마패드와 종래의 연마 패드의 연마성능을 비교하기 위하여, 종래의 연마패드로서 구형의 기공이 충전된 폴리우레탄 매트릭스로 이루어진 연마패드를 시판중인 실리콘 웨이퍼를 연마하기 위해 사용하였다. 연마대상인 상기 실리콘 웨이퍼의 표면층의 조성물은 이산화규소이다. 상기 웨이퍼는 시판중인 실리카계 연마 슬러리와 연마기의 부품으로서 공급되는 결합된 다이아몬드 패드 컨디셔너을 사용하는 시판중인 웨이퍼 연마기(AP-300) 상에서 연마하였다. 패드는 각각의 웨이퍼를 연마하기 전에 15분 동안 컨디셔닝 시켰다. 상기 컨디셔닝의 작용은 일련의 불규칙하게 배열된 미소균열 또는 홈을 패드 표면에 형성하는 것으로서 상기 컨디셔닝에 의해 패드 상에 피치가 0.085 inch이고 깊이가 0.040 inch인 일련의 홈을 생성하였다. 또한, 사용되는 연마조건은 압력 9 psi, 가압판 속도 95 rpm, 캐리어 속도 90 rpm 및 연마 시간은 1 분이었다. 상기한 조건을 본 실험예 및 기타의 모든 실험예에 대해 일정하게 유지함으로써 본원의 제조방법에 따른 연마패드와 기존의 연마패드의 성능을 직접 대조할 수 있게 하였다.
기존의 연마패드의 경우 상기 연마조건에 따라 연마를 실시한 경우, 시험 웨이퍼에 대해 1,500 Å/min 이하의 재료제거율이 관찰되었다.
반면, 본원의 제조방법에 따른 연마패드를 사용하는 경우, 3,000 Å/min 이하의 높고 균일한 재료제거율이 관찰되었으며, 또한 전체 웨이퍼에 걸쳐 재료제거율의 불균일성이 매우 낮았다.
전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 중합체 수지 용액
110: 기공

Claims (7)

  1. 중합체 수지 용액 상에 기공을 형성하기 위한 발포제로서 승화성 물질을 첨가하는 단계;
    상기 승화성 물질을 승화시켜 상기 중합체 수지 용액 상에 기공을 형성하는 단계; 및
    상기 중합체 수지 용액을 성형하는 단계
    를 포함하는, 연마 패드의 제조 방법으로서,
    상기 승화성 물질은 상기 연마 패드에 잔류하지 않는 것인,
    연마 패드의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 승화성 물질은 나프탈렌, 장뇌, 요오드, 또는 드라이아이스를 포함하는 것인, 연마 패드의 제조 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 승화성 물질은 파우더 형태를 포함하는 것인, 연마 패드의 제조 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 승화성 물질을 승화시키는 것은 상기 중합체 수지 용액을 0℃ 내지 150℃로 성형하는 것을 포함하는 것인, 연마 패드의 제조 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 성형은 경화제 첨가에 의해 수행되는 것인, 연마 패드의 제조 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 경화제는 4,4'-메틸렌-비스(2-클로로아닐린) 메틸렌, 4,4'-메틸렌-비스-(3-클로로-2,6-디에틸아닐린), 디메틸 티오톨루엔디아민, 트리메틸렌글리콜 디-p-아미노벤조에이트, 폴리테트라메틸렌옥시드 디-p-아미노벤조에이트, 폴리테트라메틸렌옥시드 모노-p-아미노벤조에이트, 폴리프로필렌옥시드 디-p-아미노 벤조에이트, 폴리프로필렌옥시드 모노-p-아미노벤조에이트, 1,2-비스(2-아미노페닐티오)에탄, 4,4'-메틸렌-비스-아닐린, 디에틸톨루엔디아민, 5-tert-부틸-2,4-톨루엔디아민, 3-tert-부틸-2,6-톨루엔디아민, 5-tert-아밀-2,4-톨루엔디아민, 3-tert-아밀-2,6-톨루엔디아민 또는 클로로톨루엔디아민을 포함하는 것인, 연마 패드의 제조 방법.
  7. 삭제
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