KR102129664B1 - Polishing pad, preparation method thereof, and polishing method applying of the same - Google Patents

Polishing pad, preparation method thereof, and polishing method applying of the same Download PDF

Info

Publication number
KR102129664B1
KR102129664B1 KR1020180086958A KR20180086958A KR102129664B1 KR 102129664 B1 KR102129664 B1 KR 102129664B1 KR 1020180086958 A KR1020180086958 A KR 1020180086958A KR 20180086958 A KR20180086958 A KR 20180086958A KR 102129664 B1 KR102129664 B1 KR 102129664B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
polishing
pad
polishing pad
formula
polyurethane
Prior art date
Application number
KR1020180086958A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20200012107A (en
Inventor
윤종욱
서장원
허혜영
안재인
윤성훈
문수영
Original Assignee
에스케이씨 주식회사
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 에스케이씨 주식회사 filed Critical 에스케이씨 주식회사
Priority to KR1020180086958A priority Critical patent/KR102129664B1/en
Publication of KR20200012107A publication Critical patent/KR20200012107A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102129664B1 publication Critical patent/KR102129664B1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40High-molecular-weight compounds
    • C08G18/64Macromolecular compounds not provided for by groups C08G18/42 - C08G18/63
    • C08G18/6469Macromolecular compounds not provided for by groups C08G18/42 - C08G18/63 having silicon
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/11Lapping tools
    • B24B37/20Lapping pads for working plane surfaces
    • B24B37/24Lapping pads for working plane surfaces characterised by the composition or properties of the pad materials
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B57/00Devices for feeding, applying, grading or recovering grinding, polishing or lapping agents
    • B24B57/02Devices for feeding, applying, grading or recovering grinding, polishing or lapping agents for feeding of fluid, sprayed, pulverised, or liquefied grinding, polishing or lapping agents
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/18Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by features of a layer of foamed material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/22Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed
    • B32B5/24Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed one layer being a fibrous or filamentary layer
    • B32B5/245Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed one layer being a fibrous or filamentary layer another layer next to it being a foam layer
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L75/00Compositions of polyureas or polyurethanes; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L75/04Polyurethanes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture 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
    • H01L21/18Manufacture 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
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302Treatment 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
    • H01L21/304Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture 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
    • H01L21/18Manufacture 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
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302Treatment 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
    • H01L21/306Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H01L21/30625With simultaneous mechanical treatment, e.g. mechanico-chemical polishing
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2375/00Characterised by the use of polyureas or polyurethanes; Derivatives of such polymers
    • C08J2375/04Polyurethanes

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)

Abstract

본 발명은, 연마된 기판의 결함 수를 줄인 연마패드, 이의 제조방법 및 이를 이용한 연마방법 등에 대한 것으로, 실란계 반복단위를 주쇄에 포함하는 폴리우레탄을 연마 패드에 포함하며, 상기 연마패드와 흄드 실리카 슬러리로 연마된 기판 상의 결함이 40 개 이하인 저결함 특성을 갖는 연마패드를 제공한다.The present invention relates to a polishing pad having a reduced number of defects on a polished substrate, a manufacturing method thereof, a polishing method using the same, and the like, and includes a polyurethane containing a silane repeating unit in the main chain in the polishing pad, and the polishing pad and fumed There is provided a polishing pad having low defect characteristics of up to 40 defects on a substrate polished with silica slurry.

Description

연마패드, 이의 제조방법 및 이를 이용한 연마방법{POLISHING PAD, PREPARATION METHOD THEREOF, AND POLISHING METHOD APPLYING OF THE SAME}Polishing pad, manufacturing method thereof and polishing method using the same{POLISHING PAD, PREPARATION METHOD THEREOF, AND POLISHING METHOD APPLYING OF THE SAME}

본 발명은 연마된 기판의 결함 수를 줄인 연마패드, 이의 제조방법 및 이를 이용한 연마방법에 관한 것이다.The present invention relates to a polishing pad having a reduced number of defects on a polished substrate, a manufacturing method thereof, and a polishing method using the same.

연마 패드는 공업적으로 용이하게 미세한 표면 가공을 가능하도록 하기 위하여 화학적 기계연마 기술(Chemical Mechanical Planarization, CMP)에 사용되며, 반도체 장치용 실리콘 웨이퍼, 메모리 디스크, 자기 디스크, 광학 렌즈나 반사 미러 등의 광학 재료, 유리판, 금속 등 고도의 표면 평탄성이 요구되는 재료의 평탄화 가공 처리에 다양하게 사용 가능하다.Polishing pads are used in Chemical Mechanical Planarization (CMP) to enable industrially easy fine surface processing, such as silicon wafers for semiconductor devices, memory disks, magnetic disks, optical lenses or reflective mirrors. It can be used in a variety of applications in planarization processing of materials requiring high surface flatness, such as optical materials, glass plates, and metals.

반도체 회로의 미세화에 따라 CMP 공정의 중요성은 더욱 부각되고 있다. CMP 패드 (CMP Pad)는 반도체 제조공정 중 CMP 공정에 있어서 필수적인 원부자재 중 하나로써 CMP 성능 구현에 중요한 역할을 담당하고 있다.With the miniaturization of semiconductor circuits, the importance of the CMP process has been highlighted. CMP Pad (CMP Pad) is one of the essential raw materials in the CMP process during the semiconductor manufacturing process and plays an important role in realizing CMP performance.

CMP 패드는 다양한 성능이 요구되지만, 평탄화 가공 후 재료의 결함(Defect) 수는 수율에 큰 영향을 미치는 인자이므로, CMP 패드의 장단을 구분 짓는데 아주 중요한 인자라 할 수 있다.CMP pads require various performances, but the number of defects in the material after planarization is a factor that greatly affects the yield, so it can be said to be a very important factor in distinguishing the long and short sides of the CMP pad.

국내공개특허 제10-2016-0132882호, 연마패드 및 그 제조방법Korean Patent Publication No. 10-2016-0132882, Polishing pad and its manufacturing method 국내등록특허 제 10-0892924호, 연마패드Domestic registered patent No. 10-0892924, polishing pad

본 발명의 목적은 연마된 기판 상의 결함 수를 감소시킨 연마패드, 이의 제조방법 및 이를 이용한 연마방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a polishing pad having a reduced number of defects on a polished substrate, a manufacturing method thereof, and a polishing method using the same.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 연마패드는 i) 아래 화학식 1로 표시되는 실란계 반복단위를 주쇄에 포함하는 폴리우레탄을 연마 패드에 포함하며, ii) 상기 연마패드와 흄드 실리카 슬러리로 연마된 기판 상의 결함이 40 개 이하인 저결함 특성을 갖는다.In order to achieve the above object, the polishing pad according to an embodiment of the present invention includes i) a polyurethane containing a silane repeating unit represented by Chemical Formula 1 in the main chain in the polishing pad, and ii) the polishing pad and It has low-defect characteristics with 40 or fewer defects on the substrate polished with fumed silica slurry.

[화학식 1][Formula 1]

Figure 112018073847350-pat00001
Figure 112018073847350-pat00001

상기 화학식 1에서, 상기 R11 및 R12는 각각 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 10의 알킬기이고, 상기 n은 1 내지 30의 정수이다.In Formula 1, R 11 and R 12 are each independently hydrogen, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and n is an integer of 1 to 30.

상기 폴리우레탄은 아래 화학식 2-1 또는 화학식 2-2로 표시되는 반복단위를 주쇄에 포함하는 것일 수 있다.The polyurethane may include a repeating unit represented by Chemical Formula 2-1 or Chemical Formula 2-2 below in the main chain.

[화학식 2-1][Formula 2-1]

Figure 112018073847350-pat00002
Figure 112018073847350-pat00002

[화학식 2-2][Formula 2-2]

Figure 112018073847350-pat00003
Figure 112018073847350-pat00003

상기 화학식 2-1 또는 화학식 2-2에서, 상기 R11 및 상기 R12는 각각 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 10의 알킬기이고, 상기 R21는 -Si(R13)(R14)(R22)-이고, 상기 R13 및 상기 R14는 각각 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 10의 알킬기이며, 상기 R22은 -(CH2)m1- 또는 -(CH2)m2-(OCH2 CH2)m3- 이고(단, m1, m2 및 m3는 각각 독립적으로 1 내지 20의 정수), 상기 n은 1 내지 30의 정수이다.In Formula 2-1 or Formula 2-2, R 11 and R 12 are each independently hydrogen, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and R 21 is -Si(R 13 )(R 14 )(R 22 )-, wherein R 13 and R 14 are each independently hydrogen, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and R 22 is -(CH 2 ) m1 -or -(CH 2 ) m2 -(OCH 2 CH 2 ) m3- (where m1, m2 and m3 are each independently an integer from 1 to 20), and n is an integer from 1 to 30.

상기 연마패드는 아래 식 1에 따른 접촉각 차이값(Ad(p-f), %)이 1.5 내지 5일 수 있다.The polishing pad may have a contact angle difference value (Ad (pf) , %) according to Equation 1 below from 1.5 to 5.

[식 1][Equation 1]

Ad(p-f) = [100*(Ap-Af)]/Ap Ad (pf) = [100*(Ap-Af)]/Ap

상기 식 1에서, 상기 Ap은 순수(pure water)로 측정한 접촉각이고, 상기 Af은 흄드 실리카 슬러리로 측정한 접촉각이다. In Equation 1, the Ap is a contact angle measured with pure water, and Af is a contact angle measured with a fumed silica slurry.

상기 폴리우레탄는 발포체 형태로, 상기 발포체의 평균 기공 크기는 10 내지 30 μm일 수 있다.The polyurethane is in the form of a foam, the average pore size of the foam may be 10 to 30 μm.

상기 폴리우레탄은 쇼어 D 경도가 55 내지 65일 수 있다.The polyurethane may have a Shore D hardness of 55 to 65.

상기 연마패드는 상기 폴리우레탄을 포함하는 탑패드와 상기 탑패드의 일면 상에 위치하는 부직포 또는 스웨이드 타입의 서브패드를 포함할 수 있다.The polishing pad may include a top pad including the polyurethane and a non-woven fabric or suede type sub pad located on one surface of the top pad.

본 발명의 다른 일 실시예에 따른 연마패드는, 우레탄계 프리폴리머, 경화제, 및 발포제를 포함하는 우레탄 조성물의 발포체를 포함하는 폴리우레탄계 연마층인 탑 패드(top pad)를 포함하고, 상기 우레탄계 프리폴리머는 이소시아네이트 화합물, 알코올 화합물, 및 상기 화학식 1의 실란계 반복단위를 포함하며 적어도 일 말단이 하이드록시기, 아민기, 또는 에폭시기를 포함하는 실란계 화합물을 포함하는 프리폴리머 조성물의 공중합체이다.The polishing pad according to another embodiment of the present invention includes a top pad that is a polyurethane-based abrasive layer comprising a foam of a urethane-based prepolymer, a curing agent, and a foaming agent, and the urethane-based prepolymer is an isocyanate. It is a copolymer of a prepolymer composition comprising a compound, an alcohol compound, and a silane-based compound comprising a silane-based repeating unit of Formula 1 and at least one terminal comprising a hydroxy group, an amine group, or an epoxy group.

상기 실란계 화합물은 상기 프리폴리머 조성물 전체를 기준으로 0.1 내지 5 중량%로 포함될 수 있다.The silane-based compound may be included in an amount of 0.1 to 5% by weight based on the entire prepolymer composition.

상기 탑 패드는, 상기 화학식 1로 표시되는 실란계 반복단위를 포함하지 않는 발포체 형태의 폴리우레탄과 비교하여, 연마된 실리콘 웨이퍼의 결함 정도를 80 % 이상 감소시킬 수 있다.The top pad may reduce the defect level of the polished silicon wafer by 80% or more, as compared to a foamed polyurethane that does not contain a silane repeating unit represented by Chemical Formula 1.

상기 실란계 화합물은, 아래 화학식 3으로 표시되는 화합물일 수 있다.The silane-based compound may be a compound represented by Formula 3 below.

[화학식 3][Formula 3]

Figure 112018073847350-pat00004
Figure 112018073847350-pat00004

상기 화학식 3에서, 상기 R11, R12, R13 및 R14는 각각 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 10의 알킬기이고, 상기 R22은 -(CH2)m1- 또는 -(CH2)m2-(OCH2 CH2)m3- (단, m1, m2, 및 m3는 각각 독립적으로 1 내지 20의 정수)이며, 상기 R31은 탄소수 1 내지 20의 알킬렌기이고, 상기 R41 및 R42는 각각 독립적으로, 하이드록시기, 아민기, 또는 에폭시기이며, 상기 n은 1 내지 30의 정수이다.In Formula 3, R 11 , R 12 , R 13 and R 14 are each independently hydrogen, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and R 22 is -(CH 2 ) m1 -or -(CH 2 ) m2- (OCH 2 CH 2 ) m3- (however, m1, m2, and m3 are each independently an integer of 1 to 20), R 31 is an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, and R 41 and R 42 are each Independently, it is a hydroxy group, an amine group, or an epoxy group, and n is an integer from 1 to 30.

상기 프리폴리머는 NCO 중량%가 8 내지 12 중량%인 것일 수 있다.The prepolymer may be that the NCO weight% is 8 to 12% by weight.

본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 연마패드의 제조방법은, i) 우레탄 프리폴리머, 경화제, 및 발포제를 포함하는 우레탄 조성물을 혼합 후 중합반응을 진행하여 아래 화학식 1로 표시되는 실란계 반복단위를 포함하는 발포체 형태의 폴리우레탄을 형성하는 폴리우레탄 형성과정; ii) 상기 폴리우레탄을 포함하는 탑 패드를 제조하는 탑 패드 제조과정; 및 iii) 상기 탑 패드를 서브 패드(sub pad)와 접착하여 연마패드를 제조하는 라미네이션 과정;을 포함하여, 상기 화학식 1로 표시되는 실란계 반복단위를 주쇄에 포함하는 폴리우레탄 연마패드를 제조한다.Method for manufacturing a polishing pad according to another embodiment of the present invention, i) a urethane composition containing a urethane prepolymer, a curing agent, and a foaming agent is mixed and then subjected to polymerization to perform a silane-based repeating unit represented by Chemical Formula 1 below. Polyurethane forming process to form a foamed polyurethane containing; ii) a top pad manufacturing process for manufacturing a top pad comprising the polyurethane; And iii) lamination process of manufacturing the polishing pad by bonding the top pad with a sub pad (sub pad); including, to prepare a polyurethane polishing pad comprising a silane-based repeating unit represented by the formula (1) in the main chain .

상기 프리폴리머는 우레탄 프리폴리머의 제조방법으로 제조될 수 있다.The prepolymer may be prepared by a method for preparing a urethane prepolymer.

상기 프리폴리머의 제조방법은, 이소시아네이트 화합물, 알코올 화합물 및 상기 화학식 1의 실란계 반복단위를 포함하며 적어도 일 말단이 하이드록시기, 아민기, 또는 에폭시기를 포함하는 실란계 화합물을 포함하는 프리폴리머 조성물을 50 내지 120 ℃에서 반응시켜 NCO 중량%가 8 내지 12 중량%인 우레탄 프리폴리머를 제조하는 프레폴리머 제조단계;를 포함한다.The preparation method of the prepolymer includes an isocyanate compound, an alcohol compound, and a prepolymer composition comprising a silane-based repeating unit represented by Chemical Formula 1 and at least one terminal comprising a silane-based compound containing a hydroxy group, an amine group, or an epoxy group. And a prepolymer preparation step of preparing a urethane prepolymer having 8 to 12% by weight of NCO by reacting at to 120°C.

상기 프레폴리머 제조단계는, 상기 이소시아네이트 화합물, 및 알코올 화합물을 포함하는 제1조성을 혼합하고 60 내지 100 ℃에서 1 내지 5 시간 동안 반응시켜 제1중합체를 형성하는 제1과정; 및 상기 제1중합체와 상기 실란계 화합물을 포함하는 제2조성을 혼합하고 60 내지 100 ℃에서 0.5 내지 3 시간 동안 반응시켜 제2중합체를 형성하는 제2과정;을 포함할 수 있다.The prepolymer preparation step includes: a first process of mixing the first composition containing the isocyanate compound and the alcohol compound and reacting at 60 to 100° C. for 1 to 5 hours to form a first polymer; And a second process of mixing the first polymer and the second composition containing the silane-based compound and reacting at 60 to 100° C. for 0.5 to 3 hours to form a second polymer.

본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 연마된 웨이퍼의 제조방법은, 위에서 설명한 연마패드와 연마전 웨이퍼를 CMP 연마장치에 장착하는 준비단계: 및 상기 CMP 연마장치에 연마용 슬러리를 투입하면서 상기 연마전 웨이퍼를 상기 연마패드를 이용해 연마를 진행하여 연마된 웨이퍼를 제조하는 연마단계;를 포함한다.Method for manufacturing a polished wafer according to another embodiment of the present invention, a preparation step of mounting the above-described polishing pad and the wafer before polishing to a CMP polishing apparatus: and the polishing while introducing a polishing slurry to the CMP polishing apparatus It includes; a polishing step of polishing the entire wafer using the polishing pad to produce a polished wafer.

본 발명의 연마패드, 이의 제조방법 및 이를 이용한 연마방법은 연마율, 절삭률은 기존과 동등한 수준으로 유지하면서 결함(defect)의 수를 현저하게 감소시킨 연마패드, 이의 제조방법, 이를 이용한 웨이퍼의 연마방법을 제공할 수 있다.The polishing pad of the present invention, a method of manufacturing the same, and a polishing method using the same, a polishing pad in which the number of defects is significantly reduced while maintaining the polishing rate and the cutting rate at the same level as in the prior art, a method of manufacturing the same, a wafer using the same A polishing method can be provided.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 탑 패드를 포함하는 연마패드의 단면을 설명하는 개념도.
도 2는 본 발명의 실시예에서 제조한 실시예 1(a), 실시예 2(b) 및 비교예 1(c)의 탑 패드의 기공을 전자현미경으로 관찰한 결과.
도 3은 본 발명의 실시예에서 제조한 연마패드의 연마율(위)과 절삭률(아래)를 비교한 그래프.
도 4는 본 발명의 실시예에서 제조한 연마패드를 이용하여 연마한 실리콘 웨이퍼의 결함수(#defect)을 측정한 결과를 비교한 그래프.
1 is a conceptual diagram illustrating a cross-section of a polishing pad including a top pad according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a result of observing the pores of the top pad of Example 1 (a), Example 2 (b) and Comparative Example 1 (c) prepared in Examples of the present invention with an electron microscope.
Figure 3 is a graph comparing the polishing rate (top) and the cutting rate (bottom) of the polishing pad prepared in the embodiment of the present invention.
4 is a graph comparing the results of measuring the number of defects (#defect) of a silicon wafer polished using a polishing pad prepared in an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art to which the present invention pertains may easily practice. However, the present invention can be implemented in many different forms and is not limited to the embodiments described herein.

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, 본 발명의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다.As used herein, the terms “about”, “substantially”, and the like are used in or at a value close to that value when manufacturing and material tolerances specific to the stated meaning are given, and the understanding of the present invention. To help, accurate or absolute figures are used to prevent unconscionable abusers from unduly using the disclosed disclosure.

본 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.Throughout the present specification, the term “combination of these” included in the expression of the marki form means one or more mixtures or combinations selected from the group consisting of the components described in the expression of the marki form, the component. It means to include one or more selected from the group consisting of.

본 명세서 전체에서, "A 및/또는 B" 의 기재는, "A, B, 또는, A 및 B" 를 의미한다.Throughout this specification, the description of “A and/or B” means “A, B, or A and B”.

본 명세서 전체에서, “제1”, “제2” 또는 “A”, “B”와 같은 용어는 특별한 설명이 없는 한 동일한 용어를 서로 구별하기 위하여 사용된다.Throughout this specification, terms such as “first”, “second” or “A” and “B” are used to distinguish the same terms from each other, unless otherwise specified.

본 명세서에서, A 상에 B가 위치한다는 의미는 A 상에 직접 맞닿게 B가 위치하거나 그 사이에 다른 층이 위치하면서 A 상에 B가 위치하는 것을 의미하며 A의 표면에 맞닿게 B가 위치하는 것으로 한정되어 해석되지 않는다.In the present specification, the meaning that B is located on A means that B is directly in contact with A, or that B is located on A while another layer is positioned between them, and B is placed in contact with the surface of A. It is not limited to being interpreted.

본 명세서에서 단수 표현은 특별한 설명이 없으면 문맥상 해석되는 단수 또는 복수를 포함하는 의미로 해석된다.In the present specification, a singular expression is interpreted to include a singular or plural number that is interpreted in context unless otherwise specified.

화학기계적 연마기술에 활용되는 연마 패드는, 기판의 연마를 빠르고 정확하게 진행하면서 동시에 기판 표면에 결함(스크래치, defect)이 없도록 연마를 진행해야 한다. 본 발명의 발명자들은 연마 패드의 다른 특성은 동등 수준 이상으로 유지하면서 결함의 수를 줄이기 위한 방법을 연구하던 중, 슬러리 입자가 연마 패드에 고착화되지 않도록 슬러리 용액에 대해 높은 접촉각을 갖는 연마패드를 제조하고 이를 이용하면 연마된 웨이퍼 상의 결함 수를 현저하게 줄일 수 있다는 점을 확인하여 본 발명을 완성하였다.Polishing pads used in chemical mechanical polishing techniques must be polished so that substrates are polished quickly and accurately while at the same time there are no defects (scratches) on the substrate surface. While the inventors of the present invention were studying a method for reducing the number of defects while maintaining other characteristics of the polishing pad to be equal to or higher, a polishing pad having a high contact angle to the slurry solution was prepared so that the slurry particles did not adhere to the polishing pad. And the present invention was completed by confirming that the number of defects on the polished wafer can be significantly reduced.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 다른 연마패드의 단면을 설명하는 개념도이다. 상기 도 1을 참고하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 연마패드(100)는, 아래 화학식 1로 표시되는 실란계 반복단위를 포함하는 폴리우레탄을 포함한다.1 is a conceptual diagram illustrating a cross section of a polishing pad according to an embodiment of the present invention. When the present invention is described in more detail with reference to FIG. 1, the polishing pad 100 according to an embodiment of the present invention includes polyurethane including a silane repeating unit represented by Chemical Formula 1 below.

[화학식 1][Formula 1]

Figure 112018073847350-pat00005
Figure 112018073847350-pat00005

상기 화학식 1에서, 상기 R11 및 R12는 각각 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 10의 알킬기이고, 상기 n은 1 내지 30의 정수이다.In Formula 1, R 11 and R 12 are each independently hydrogen, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and n is an integer of 1 to 30.

구체적으로, 상기 화학식 1에서 상기 R11 및 R12는 각각 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 5의 알킬기일 수 있고, 상기 n은 8 내지 28의 정수일 수 있다.Specifically, in Formula 1, R 11 and R 12 may each independently be hydrogen, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and n may be an integer of 8 to 28.

상기 연마패드(100)는 화학식 1로 표시되는 실란계 반복단위가 폴리우레탄의 주쇄에 포함되어, 화학기계적 연마 과정에서 안정적이고 비교적 일정하게 연마된 기판 상의 결함 발생을 줄여줄 수 있으며, 특히 흄드 실리카 슬러리용으로 적용할 경우 연마된 기판에 결함 발생 억제 효과가 크다.In the polishing pad 100, a silane repeating unit represented by Chemical Formula 1 is included in the main chain of polyurethane, so that defects on the polished substrate can be reduced stably and relatively consistently during the chemical mechanical polishing process, particularly fumed silica. When applied for a slurry, the effect of suppressing defect generation on the polished substrate is large.

구체적으로, 상기 폴리우레탄은 아래 화학식 2-1 또는 화학식 2-2로 표시되는 반복단위를 포함할 수 있다.Specifically, the polyurethane may include a repeating unit represented by Formula 2-1 or Formula 2-2 below.

[화학식 2-1][Formula 2-1]

Figure 112018073847350-pat00006
Figure 112018073847350-pat00006

[화학식 2-2][Formula 2-2]

Figure 112018073847350-pat00007
Figure 112018073847350-pat00007

상기 화학식 2-1 또는 화학식 2-2에서, 상기 R11 및 R12는 각각 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 10의 알킬기이고, 상기 R21는 -Si(R13)(R14)(R22)-이고, 상기 R13 및 R14는 각각 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 10의 알킬기이며, 상기 R22은 -(CH2)m1- 또는 -(CH2)m2-(OCH2 CH2)m3- 이고(여기서, m1, m2, 및 m3는 각각 독립적으로 1 내지 20의 정수), 상기 n은 1 내지 30의 정수이다.In Formula 2-1 or Formula 2-2, R 11 and R 12 are each independently hydrogen, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and R 21 is -Si(R 13 )(R 14 )(R 22 ) -, wherein R 13 and R 14 are each independently hydrogen, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and R 22 is -(CH 2 ) m1 -or -(CH 2 ) m2 -(OCH 2 CH 2 ) m3- (Where m1, m2, and m3 are each independently an integer from 1 to 20), and n is an integer from 1 to 30.

구체적으로, 상기 화학식 2-1 또는 화학식 2-2에서, 상기 R11 및 R12는 각각 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 5의 알킬기이고, 상기 R21는 -Si(R13)(R14)(R22)-이고, 상기 R13 및 R14는 각각 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 5의 알킬기이며, 상기 R22은 -(CH2)m1- 또는 -(CH2)m2-(OCH2 CH2)m3- 이고(단, m1, m2, 및 m3는 각각 독립적으로 2 내지 12의 정수), 상기 n은 8 내지 28의 정수이다.Specifically, in Formula 2-1 or Formula 2-2, R 11 and R 12 are each independently hydrogen, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and R 21 is -Si(R 13 )(R 14 )( R 22 )-, wherein R 13 and R 14 are each independently hydrogen, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and R 22 is -(CH 2 ) m1 -or -(CH 2 ) m2 -(OCH 2 CH 2 ) m3- (where m1, m2, and m3 are each independently an integer from 2 to 12), and n is an integer from 8 to 28.

상기 연마패드(100)는 상기 화학식 2-1 또는 화학식 2-2로 표시되는 실란계 반복단위를 0.1 내지 5 중량%로 포함할 수 있다. 이러한 경우 본 발명에서 의도하는 적절한 슬러리 입자의 연마패드 내 고착 현상 발생을 효율적으로 억제할 수 있다.The polishing pad 100 may include 0.1 to 5% by weight of a silane repeating unit represented by Chemical Formula 2-1 or Chemical Formula 2-2. In this case, it is possible to effectively suppress the occurrence of adhesion phenomenon in the polishing pad of the appropriate slurry particles intended in the present invention.

구체적으로, 상기 화학식 2-1 또는 화학식 2-2는 각각 아래 화학식 2-3 또는 2-4일 수 있다.Specifically, Chemical Formula 2-1 or Chemical Formula 2-2 may be Chemical Formula 2-3 or 2-4 below.

[화학식 2-3][Formula 2-3]

Figure 112018073847350-pat00008
Figure 112018073847350-pat00008

[화학식 2-4][Formula 2-4]

Figure 112018073847350-pat00009
Figure 112018073847350-pat00009

상기 화학식 2-3 또는 2-4에서, 상기 n은 8 내지 28의 정수이고 상기 p는 1 내지 10의 정수이다. 구체적으로, 상기 화학식 2-3 또는 2-4에서 상기 n은 10 내지 25의 정수일 수 있고, 상기 p는 1 내지 5의 정수일 수 있다.In Chemical Formulas 2-3 or 2-4, n is an integer from 8 to 28 and p is an integer from 1 to 10. Specifically, in Formula 2-3 or 2-4, n may be an integer of 10 to 25, and p may be an integer of 1 to 5.

상기 특징을 갖는 폴리우레탄은 상기 연마패드(100) 전체로 적용될 수 있고, 탑패드(10)와 서브패드(30)를 포함하는 연마패드의 구조에서 탑 패드(10)로 적용될 수 있다.Polyurethane having the above characteristics may be applied to the entire polishing pad 100 and may be applied to the top pad 10 in the structure of the polishing pad including the top pad 10 and the sub pad 30.

상기 폴리우레탄은 발포체 형태의 폴리우레탄이 적용될 수 있다.As the polyurethane, polyurethane in the form of a foam may be applied.

상기 발포체 형태의 폴리우레탄은, 상기 폴리우레탄 제조 시에 조성에 기상발포체, 고상발포체, 액상발포체 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 발포체를 혼합하는 방식으로 형성될 수 있다.The polyurethane in the form of a foam may be formed by mixing any one foam selected from the group consisting of a gas phase foam, a solid foam, a liquid foam and a combination thereof in the composition at the time of manufacturing the polyurethane.

상기 연마패드(100)는, 상기 탑 패드(10)를 포함하는 연마패드(100)와 흄드 실리카 슬러리를 적용하여 연마한 산화규소막 상의 결함이 40 개 이하인 저결함 특성을 가질 수 있고, 25 개 이하인 저결함 특성을 가질 수 있으며, 10개 이하인 저결함 특성을 가질 수 있다. The polishing pad 100 may have low defect characteristics of 40 defects or less on a silicon oxide film polished by applying a fumed silica slurry and a polishing pad 100 including the top pad 10, 25 It may have the following low-defect characteristics, and may have 10 or less low-defect characteristics.

상기 결함은 CMP 연마장비를 사용하여 연마된 실리콘 웨이퍼를 세척 및 건조 후 디펙 측정 장비(제조사: Tenkor, 모델명: XP+)를 이용하여 평가한 결과이다.The above defect is a result of evaluating a silicon wafer polished using a CMP polishing machine using a defect measuring device (manufacturer: Tenkor, model name: XP+) after washing and drying.

상기 연마는 CMP 연마장치에 실리콘 옥사이드가 증착된 300 mm 실리콘 웨이퍼를 설치한 후, 상기 연마패드(100)를 붙인 정반 상에 상기 실리콘 웨이퍼의 실리콘 옥사이드 층이 접하도록 위치시킨 후, 연마 하중이 4.0 psi, 150 rpm으로 60초간 회전시키면서 연마시킨 것을 기준으로 한다. 이때 슬러리는 예를 들어, 흄드 실리카 슬러리 또는 세리아 슬러리를 적용할 수 있다.After the polishing, a 300 mm silicon wafer having silicon oxide deposited thereon was installed on a CMP polishing apparatus, and then the silicon oxide layer of the silicon wafer was placed on the platen to which the polishing pad 100 was attached, and then the polishing load was 4.0. It is based on the polishing while rotating for 60 seconds at psi, 150 rpm. At this time, for example, a fumed silica slurry or a ceria slurry may be applied.

상기 흄드 실리카 슬러리는 구체적으로 pH가 10.5이고, 평균 입자 크기가 150 nm인 흄드 실리카를 12 중량% 분산되어 있는 슬러리일 수 있다.Specifically, the fumed silica slurry may be a slurry having 12 wt% of fumed silica having a pH of 10.5 and an average particle size of 150 nm.

구체적으로, 상기 흄드 실리카 슬러리는 아래 방법으로 제조된 것이 적용될 수 있다.Specifically, the fumed silica slurry may be prepared by the following method.

제1pH조절제와 초순수를 포함하는 pH 10.5인 용액인 베이스용액을 제조한다. 이 때, 상기 제1pH조절제는 암모니아, 수산화칼륨, 수산화나트륨 등이 적용될 수 있다. 상기 베이스용액에 흄드 실리카(Fumed silica, OCI社) 12 중량%를 초음파 분산기(ultra sonicator)를 이용하여 9000 rpm의 속도로 혼합하며 소량씩 투입하여 분산시켜 실리카 베이스 용액을 제조한다. 약 4시간 동안의 분산 과정을 진행한 후, 고압 분산기를 이용하여 추가 분산 과정을 진행하고, 암모늄계 첨가제를 0.5 내지 2 중량%를 첨가하고 1 시간 동안 추가 교반 과정을 진행했다. 이 후, 비이온계 계면활성제(예를 들어, 폴리에틸렌글리콜)를 0.01 내지 0.1 중량%와 제2pH조절제를 첨가하여 pH 10.5의 혼합슬러리 용액을 제조한다. 상기 제2pH조절제로는 암모니아, 수산화칼륨, 수산화나트륨, 질산, 술폰산 등이 적용될 수 있다. 상기 혼합슬러리 용액은 3.5 um와 1 um 기공 크기를 갖는 슬러리용 필터(micropore社)를 적용하여 필터한 후 최종 흄드 실리카 슬러리로 하였다. 최종 흄드 실리카 슬러리는 pH가 10.5이고, 평균 입자 크기가 150 nm(측정: nano-ZS 90, malvern社)인 흄드 실리카를 12 중량% 분산되어 있다. 이렇게 제조된 슬러리는 이후 접촉각 측정시 흄드 실리카 슬러리 표준 용액으로 적용된다.A base solution, a solution having a pH of 10.5, including a first pH adjusting agent and ultrapure water, is prepared. In this case, ammonia, potassium hydroxide, sodium hydroxide, etc. may be applied to the first pH modifier. To the base solution, 12 wt% of fumed silica (OCI) was mixed at a speed of 9000 rpm using an ultrasonic sonicator and dispersed in small amounts to prepare a silica base solution. After the dispersion process was performed for about 4 hours, an additional dispersion process was performed using a high pressure disperser, and 0.5 to 2% by weight of an ammonium-based additive was added, followed by an additional stirring process for 1 hour. Thereafter, a mixed slurry solution having a pH of 10.5 is prepared by adding 0.01 to 0.1% by weight of a nonionic surfactant (eg, polyethylene glycol) and a second pH adjusting agent. Ammonia, potassium hydroxide, sodium hydroxide, nitric acid, sulfonic acid, etc. may be used as the second pH regulator. The mixed slurry solution was filtered by applying a filter for a slurry having a pore size of 3.5 um and 1 um (micropore), and then was used as the final fumed silica slurry. The final fumed silica slurry has a pH of 10.5 and an average particle size of 150 nm (measurement: nano-ZS 90, malvern) fumed silica 12% by weight. The prepared slurry is then applied as a standard solution for fumed silica slurry when measuring the contact angle.

상기 연마패드(100)는, 절삭률을 45 내지 55 um/hr로 적용 시 실리콘 웨이퍼의 결함이 40 개 이하인 저결함 특성을 가질 수 있고, 25 개 이하인 저결함 특성을 가질 수 있으며, 10개 이하인 저결함 특성을 가질 수 있다.The polishing pad 100 may have a low defect property of 40 or less defects of a silicon wafer, a low defect property of 25 or less, and 10 or less defects when the cutting rate is applied at 45 to 55 um/hr. It can have low defect characteristics.

상기 연마패드(100)는, 연마율을 2600 내지 2900 Å/min으로 적용 시 실리콘 웨이퍼의 결함이 40 개 이하인 저결함 특성을 가질 수 있고, 25 개 이하인 저결함 특성을 가질 수 있으며, 10개 이하인 저결함 특성을 가질 수 있다.When the polishing pad 100 is applied at a polishing rate of 2600 to 2900 Å/min, the defects of the silicon wafer may have low defect characteristics of 40 or less, and may have low defect characteristics of 25 or less, and 10 or less. It can have low defect characteristics.

상기 연마패드(100)는 아래 식 1에 따른 접촉각 차이값(Ad(p-f), %)이 1.5 내지 5의 값을 갖는 것일 수 있고, 2 내지 4의 값을 갖는 것일 수 있다.The polishing pad 100 may have a contact angle difference value (Ad (pf) , %) according to Equation 1 below having a value of 1.5 to 5, and a value of 2 to 4.

[식 1] [Equation 1]

Ad(p-f) = [100*(Ap-Af)]/Ap Ad (pf) = [100*(Ap-Af)]/Ap

상기 식 1에서, 상기 Ap은 순수(pure water)로 측정한 접촉각이고, 상기 Af은 흄드 실리카 슬러리로 측정한 접촉각이며, Ad(p-f)는 위의 식 1로 정의되는 접촉각 차이값이다.In Equation 1, the Ap is a contact angle measured with pure water, the Af is a contact angle measured with a fumed silica slurry, and A d(pf) is a contact angle difference value defined by Equation 1 above.

상기 접촉각 차이값이 위의 값을 갖는 경우, 흄드 실리카 슬러리를 적용하여 기판의 연마 시에 절삭율, 연마율 등은 기존의 경우와 동등 이상의 수준을 유지하면서 결함 정도를 현저하게 감소시킬 수 있다.When the difference in contact angle has the above value, by applying a fumed silica slurry, the cutting rate and the polishing rate during polishing of the substrate can be significantly reduced while maintaining a level equal to or higher than that of the conventional case.

상기 접촉각 측정은 실온에서 진행되고, 상기 흄드 실리카 슬러리는 pH가 10.5이고, 평균 입자 크기가 150 nm인 흄드 실리카를 12 중량% 분산되어 있는 것을 기준으로 한다. 또한, 접촉각 측정의 기준이 되는 상기 흄드 실리카 슬러리의 구체적인 조성과 제조법은 위에서 설명한 것과 중복되므로 그 기재를 생략한다.The contact angle measurement is performed at room temperature, and the fumed silica slurry has a pH of 10.5 and an average particle size of 150 nm, based on which 12 wt% of fumed silica is dispersed. In addition, since the specific composition and manufacturing method of the fumed silica slurry serving as a reference for measuring the contact angle overlap with those described above, description thereof is omitted.

상기 연마패드(100)의 퓸드 실리카 슬러리로 측정한 접촉각이 85 내지 120 º일 수 있다.The contact angle measured by the fumed silica slurry of the polishing pad 100 may be 85 to 120 º.

상기 연마패드(100)는 순수에 대한 접촉각이 85 내지 125 º일 수 있다.The polishing pad 100 may have a contact angle with respect to pure water of 85 to 125 º.

상기 연마패드(100)는 순수에 대한 접촉각과 퓸드 실리카 슬러리로 측정한 접촉각의 차이는 1.5 º이상일 수 있고, 1.8 º이상일 수 있으며, 2º 이상일 수 있다.The difference between the contact angle of the polishing pad 100 and the contact angle measured by the fumed silica slurry may be 1.5 º or more, 1.8 º or more, and 2º or more.

상기 연마패드(100)는 순수에 대한 접촉각과 퓸드 실리카 슬러리로 측정한 접촉각의 차이는 1.2 내지 5 º일 수 있고, 1.5 내지 4 º일 수 있다.The polishing pad 100 may have a difference between a contact angle with respect to pure water and a contact angle measured with a fumed silica slurry, and may be 1.2 to 5 º, and may be 1.5 to 4 º.

위에서 언급한 것처럼 순수에 대한 접촉각과 흄드 실리카 슬러리에 대한 접촉각의 차이가 상대적으로 큰 연마패드(100)는, 연마용 슬러리와 접할 때 연마패드의 표면과 슬러리 입자와의 반발력이 커질 수 있고, 따라서 슬러리 입자가 연마매드 상에 고착화되는 현상을 현저하게 줄여줄 수 있고, 이는 우수한 연마 품질을 얻도록 한다.As mentioned above, the polishing pad 100 having a relatively large difference between the contact angle with respect to pure water and the contact angle with respect to the fumed silica slurry may increase the repulsive force between the surface of the polishing pad and the slurry particles when it comes into contact with the polishing slurry. It is possible to significantly reduce the phenomenon that the slurry particles are fixed on the abrasive mat, which allows to obtain excellent polishing quality.

위에서 설명한 슬러리와의 접촉각 차이가 상대적으로 큰 연마 패드(100)는, 발포형 패드일 때 더 큰 결함 감소 효과를 갖는다. 이는 발포형 연마패드의 표면에 위치하는 미세한 기공들에 상기 슬러리에 포함된 입자가 유입되어 고착화될 경우 연마된 기판의 표면 상에 결함을 생성하는 경우가 많은데, 본 발명의 구성으로 이러한 현상을 현저하게 줄일 수 있기 때문이라 생각된다.The polishing pad 100 having a relatively large contact angle difference with the slurry described above has a larger defect reduction effect when it is a foamed pad. This often creates defects on the surface of the polished substrate when particles contained in the slurry are introduced and fixed to the fine pores located on the surface of the foamed polishing pad. I think it is because it can be reduced.

본 발명에서는 상기 연마패드(100)를 구성하는 폴리우레탄의 주쇄 상에 실란계 반복단위를 포함시켜 특히 실리카 입자와 상기 폴리우레탄 표면과의 반발력이 더욱 커지도록 유도하여, 슬러리를 이용한 연마패드의 연마율, 절삭률 등은 동등 수준 이상으로 유지하면서 결함 발생 정도를 현저하게 감소시킨다.In the present invention, by including a silane-based repeating unit on the main chain of the polyurethane constituting the polishing pad 100, in particular to induce a greater repulsive force between the silica particles and the polyurethane surface, polishing the polishing pad using a slurry Rate, cutting rate, etc. are maintained at the same level or more, and the degree of defect occurrence is significantly reduced.

상기 연마패드(100)는 탑패드(10), 상기 탑패드의 일면 상에 위치하는 제1접착층(15), 그리고 상기 제1접착층(15)의 일면 상에 위치하는 서브패드(30)를 포함한다.The polishing pad 100 includes a top pad 10, a first adhesive layer 15 positioned on one surface of the top pad, and a sub pad 30 positioned on one surface of the first adhesive layer 15. do.

상기 탑패드(10)는 위에서 설명한 특징을 갖는 발포체 형태의 폴리우레탄으로 구성된 패드로 평균기공크기는 10 내지 30 mm인 것일 수 있다. 이러한 평균기공크기를 갖는 탑패드를 적용하는 것이, 연마패드의 연마효율 향상을 위해 좋다. The top pad 10 is a pad made of polyurethane in the form of a foam having the characteristics described above, and may have an average pore size of 10 to 30 mm. It is good to apply the top pad having the average pore size to improve the polishing efficiency of the polishing pad.

상기 탑패드(10)는 면적률이 36 내지 44 %인 발포체 형태의 폴리우레탄일 수 있다. 상기 탑패드(10)는 단위면적당 기공수가 350 내지 500인 발포체 형태의 폴리우레탄일 수 있다. 이러한 특징의 발포체 형태의 폴리우레탄 탑패드(10)를 적용할 경우 효율적인 웨이퍼 연마가 가능하다.The top pad 10 may be polyurethane in the form of a foam having an area ratio of 36 to 44%. The top pad 10 may be a polyurethane in the form of a foam having a pore number per unit area of 350 to 500. Efficient wafer polishing is possible when the polyurethane top pad 10 in the form of a foam having this feature is applied.

상기 탑패드(10)는 쇼어 D 경도가 55 내지 65 인 것이 적용될 수 있고, 이러한 경우 연마의 효율을 높일 수 있다.The top pad 10 may have a Shore D hardness of 55 to 65, and in this case, the polishing efficiency may be increased.

상기 탑패드(10)는 두께가 1.5 내지 3 mm 인 것이 적용될 수 있고, 이러한 경우 연마의 효율을 높일 수 있다.The top pad 10 may have a thickness of 1.5 to 3 mm, and in this case, polishing efficiency may be increased.

상기 서브패드(30)는 아스커 C(Asker C) 경도가 60 내지 90인 것일 수 있다.The sub-pad 30 may have an Asker C hardness of 60 to 90.

상기 서브패드(30)는 부직포 타입 또는 스웨이트 타입일 수 있다.The sub pad 30 may be of a non-woven type or a sweat type.

상기 서브패드(30)는 그 두께가 0.5 내지 1 mm일 수 잇다.The sub pad 30 may have a thickness of 0.5 to 1 mm.

사기 탑패드(10)와 상기 서브패드(30)는 핫멜트 접착층(15)을 통해 부착될 수 있다.The top pad 10 and the sub pad 30 may be attached through a hot melt adhesive layer 15.

상기 서브패드(30)의 타면에는 고무계 접착제(35, 제2접착층)가 적용될 수 있다.A rubber-based adhesive (35, a second adhesive layer) may be applied to the other surface of the subpad 30.

상기 서브패드(30)의 타면 상에 위치하는 고무계 접착제(35)의 제2접착층은 상기 제2접착층의 타면에 PET 필름과 같은 필름(50)이 위치할 수 있다. 상기 필름(50) 상에는 고무계 점착체층(55, 제3점착층)이 위치할 수 있다.The second adhesive layer of the rubber-based adhesive 35 located on the other surface of the subpad 30 may have a film 50 such as a PET film on the other surface of the second adhesive layer. A rubber-based adhesive layer 55 (third adhesive layer) may be positioned on the film 50.

상기 서브패드(30)의 타면은 고무계 접착제(35, 제2접착층)를 통해 연마 기기의 정반에 접착될 수 있다.The other surface of the sub-pad 30 may be adhered to the surface of the polishing machine through a rubber-based adhesive (35, second adhesive layer).

본 발명의 다른 일 실시예에 따른 연마패드(100)는 우레탄계 프리폴리머, 경화제, 및 발포제를 포함하는 우레탄 조성물의 발포체를 포함하는 폴리우레탄계 연마층인 탑 패드(top pad, 10)를 포함하고, 상기 우레탄계 프리폴리머는 이소시아네이트 화합물, 알코올 화합물 및 실란계 반복단위를 포함하는 화합물을 포함하는 프리폴리머 조성물의 공중합체이다.The polishing pad 100 according to another embodiment of the present invention includes a top pad (10), which is a polyurethane-based polishing layer comprising a foam of a urethane composition comprising a urethane-based prepolymer, a curing agent, and a blowing agent, The urethane-based prepolymer is a copolymer of a prepolymer composition containing an isocyanate compound, an alcohol compound, and a compound containing a silane repeating unit.

상기 실란계 화합물은 실란 변형 폴리올, 실란 변형 아민 등 이소시아네이트와 반응하여 우레탄의 주쇄에 실란계 반복단위를 도입할 수 있는 화합물이 적용된다. 구체적으로 상기 실란계 화합물은 아래 화학식 1의 실란계 반복단위를 포함하며 적어도 일 말단이 하이드록시기, 아민기, 또는 에폭시기를 포함하는 실란계 화합물일 수 있다.The silane-based compound is a compound capable of introducing a silane-based repeating unit into the main chain of urethane by reacting with an isocyanate such as a silane-modified polyol or a silane-modified amine. Specifically, the silane-based compound may include a silane-based repeating unit represented by Chemical Formula 1 below, and at least one terminal may be a silane-based compound including a hydroxy group, an amine group, or an epoxy group.

[화학식 1][Formula 1]

Figure 112018073847350-pat00010
Figure 112018073847350-pat00010

상기 화학식 1에서, 상기 R11, 상기 R12, 상기 n 등에 대한 구체적인 설명은 위에서 설명한 것과 중복되므로 그 기재를 생략한다.In Formula 1, the detailed description of R 11 , R 12 , and n is redundant with that described above, and thus description thereof is omitted.

상기 실란계 화합물은 상기 프리폴리머 조성물 전체를 기준으로 0.1 내지 5 중량%로 포함될 수 있고, 1 내지 3 중량%로 포함될 수 있으며, 1.5 내지 2.5 중량%로 포함될 수 있다. 상기 실란계 화합물을 상기 프리폴리머 조성물 전체를 기준으로 0.1 중량% 미만으로 포함하는 경우에는 실란계 화합물을 함유에 의한 결함 감소 효과가 미미할 수 있고, 5 중량%를 초과하여 포함하는 경우에는 합성 과정에서 겔화가 일어나 의도하는 물성을 갖도록 합성 진행이 어려울 수 있다. 상기 함량으로 상기 실란계 화합물을 포함하는 경우 우수한 결함 감소 효과를 갖는 폴리우레탄 연마패드를 제공할 수 있다.The silane-based compound may be included in an amount of 0.1 to 5% by weight, 1 to 3% by weight, and 1.5 to 2.5% by weight based on the entire prepolymer composition. When the silane-based compound is contained in an amount of less than 0.1% by weight based on the total amount of the prepolymer composition, a defect reduction effect due to the content of the silane-based compound may be negligible, and when it exceeds 5% by weight, gelation is performed in the synthetic process. Synthesis can be difficult to occur and have the intended properties. When the silane-based compound is included in the content, a polyurethane polishing pad having an excellent defect reduction effect may be provided.

구체적으로, 상기 탑 패드(10)는, 상기 화학식 1로 표시되는 실란계 반복단위를 포함하지 않는 발포체 형태의 폴리우레탄과 비교하여, 연마된 실리콘 웨이퍼의 결함 정도를 80 % 이상 감소시킬 수 있고, 85% 이상 감소시킬 수 있으며, 90% 이상 감소시킬 수 있다. 이러한 결함 감소 정도는 절삭율, 연마율 등이 기존과 동등한 수준에서 얻어지는 값으로, 결함에 의한 실리콘 웨이퍼의 불량율를 현저하게 감소시킬 수 있다.Specifically, the top pad 10 can reduce the defect level of the polished silicon wafer by 80% or more, as compared with a foamed polyurethane that does not include the silane repeating unit represented by Chemical Formula 1, It can be reduced by over 85%, and can be reduced by over 90%. The degree of defect reduction is a value obtained at a level equivalent to that of the existing cutting rate, polishing rate, etc., and can significantly reduce the defect rate of the silicon wafer due to defects.

상기 실란계 화합물은, 아래 화학식 3으로 표시되는 화합물일 수 있다.The silane-based compound may be a compound represented by Formula 3 below.

[화학식 3][Formula 3]

Figure 112018073847350-pat00011
Figure 112018073847350-pat00011

상기 화학식 3에서, 상기 R11, R12, R13 및 R14는 각각 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 10의 알킬기이고, 상기 R22은 -(CH2)m1- 또는 -(CH2)m2-(OCH2 CH2)m3- (단, m1, m2 및 m3는 각각 독립적으로 1 내지 20의 정수)이며, 상기 R31은 탄소수 1 내지 20의 알킬렌기이고, 상기 R41 및 R42는 각각 독립적으로, 하이드록시기, 아민기, 또는 에폭시기이며, n은 1 내지 30의 정수이다.In Formula 3, R 11 , R 12 , R 13 and R 14 are each independently hydrogen, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and R 22 is -(CH 2 ) m1 -or -(CH 2 ) m2- (OCH 2 CH 2 ) m3- (where m1, m2 and m3 are each independently an integer of 1 to 20), wherein R 31 is an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, and R 41 and R 42 are each independently As, hydroxy group, amine group, or epoxy group, n is an integer of 1 to 30.

구체적으로, 상기 화학식 3에서 상기 R11, R12, R13 및 R14는 각각 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 5의 알킬기이고, 상기 R22은 -(CH2)m1- 또는 -(CH2)m2-(OCH2 CH2)m3- (단, m1, m2, 및 m3는 각각 독립적으로 2 내지 12의 정수)이며, 상기 R31은 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기이고, 상기 R41 및 R42는 각각 독립적으로, 하이드록시기, 아민기, 또는 에폭시기이며, n은 8 내지 28의 정수이다.Specifically, in Formula 3, R 11 , R 12 , R 13 and R 14 are each independently hydrogen, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and R 22 is -(CH 2 ) m1 -or -(CH 2 ) m2 -(OCH 2 CH 2 ) m3- (where m1, m2, and m3 are each independently an integer of 2 to 12), wherein R 31 is an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, and R 41 and R 42 Each independently represents a hydroxy group, an amine group, or an epoxy group, and n is an integer from 8 to 28.

더 구체적으로, 상기 화학식 3에서 상기 R11, R12, R13 및 R14는 각각 독립적으로 수소, 메틸기 또는 에틸기이고, 상기 R22은 -(CH2)m1- 또는 -(CH2)m2-(OCH2 CH2)m3- (단, m1, m2, 및 m3는 각각 독립적으로 2 내지 12의 정수)이며, 상기 R31은 탄소수 1 내지 5의 알킬렌기이고, 상기 R41 및 R42는 각각 독립적으로, 하이드록시기, 아민기, 또는 에폭시기이며, n은 10 내지 25의 정수이다.More specifically, in Formula 3, R 11 , R 12 , R 13 and R 14 are each independently hydrogen, a methyl group or an ethyl group, and R 22 is -(CH 2 ) m1 -or -(CH 2 ) m2- (OCH 2 CH 2 ) m3- (where m1, m2, and m3 are each independently an integer of 2 to 12), wherein R 31 is an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, and R 41 and R 42 are each Independently, it is a hydroxy group, an amine group, or an epoxy group, and n is an integer from 10 to 25.

상기 이소시아네이트 화합물은 p-페닐렌디이소시아네이트, 1,6-헥사메틸렌디이소시아네이트, 톨루엔디이소시아네이트, 1,5-나프탈렌디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트, 4,4-디페닐메탄디이소시아네이트, 시클로헥실메탄디이소시아네이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나가 적용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The isocyanate compound is p-phenylene diisocyanate, 1,6-hexamethylene diisocyanate, toluene diisocyanate, 1,5-naphthalene diisocyanate, isophorone diisocyanate, 4,4-diphenylmethane diisocyanate, cyclohexylmethane diisocyanate Any one selected from the group consisting of isocyanates and combinations thereof may be applied, but is not limited thereto.

상기 알코올 화합물은 폴리올 화합물 또는 단분자 알코올 화합물이 1종 이상 포함될 수 있다.The alcohol compound may include at least one polyol compound or a single molecule alcohol compound.

상기 폴리올 화합물은 폴리에스테르폴리올, 폴리에테르폴리올, 폴리카보네이트폴리올, 폴리카프로락톤폴리올 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나가 적용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The polyol compound may be any one selected from the group consisting of polyester polyol, polyether polyol, polycarbonate polyol, polycaprolactone polyol, and combinations thereof, but is not limited thereto.

상기 단분자 알코올 화합물은 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 트리메틸렌글리콜, 메틸프로판디올 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나가 적용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The single-molecule alcohol compound may be any one selected from the group consisting of ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, trimethylene glycol, methyl propanediol, and combinations thereof, but is not limited thereto.

상기 우레탄계 프리폴리머는 상기 이소시아네이트 화합물, 상기 알코올 화합물 및 상기 실란계 화합물의 공중합체일 수 있다.The urethane-based prepolymer may be a copolymer of the isocyanate compound, the alcohol compound, and the silane-based compound.

상기 프리폴리머 조성물은 상기 이소시아네이트 화합물 1 중량부를 기준으로 상기 알코올 화합물을 0.7 내지 1.3 중량부로 포함할 수 있고, 상기 실란계 화합물을 0.05 내지 7 중량% 포함할 수 있다. 구체적으로 상기 프리폴리머 조성물은 상기 이소시아네이트 화합물 1 중량부를 기준으로 상기 알코올 화합물을 0.8 내지 1.2 중량부로 포함할 수 있고, 상기 실란계 화합물을 0.1 내지 5 중량% 포함할 수 있다. 더 구체적으로 상기 프리폴리머 조성물은 상기 이소시아네이트 화합물 1 중량부를 기준으로 상기 알코올 화합물을 0.85 내지 1.15 중량부로 포함할 수 있고, 상기 실란계 화합물을 1.6 내지 2.5 중량% 포함할 수 있다. 이러한 범위로 프리폴리머 조성물을 구성하는 경우, 연마패드에 보다 적합한 물성의 폴리우레탄을 제조할 수 있다.The prepolymer composition may include the alcohol compound in an amount of 0.7 to 1.3 parts by weight based on 1 part by weight of the isocyanate compound, and may include 0.05 to 7% by weight of the silane compound. Specifically, the prepolymer composition may contain 0.8 to 1.2 parts by weight of the alcohol compound based on 1 part by weight of the isocyanate compound, and may include 0.1 to 5% by weight of the silane compound. More specifically, the prepolymer composition may include the alcohol compound in an amount of 0.85 to 1.15 parts by weight based on 1 part by weight of the isocyanate compound, and may include 1.6 to 2.5% by weight of the silane compound. When the prepolymer composition is configured in this range, a polyurethane having physical properties more suitable for a polishing pad may be prepared.

상기 프리폴리머는 NCO 중량%가 8 내지 12 중량%인 것일 수 있다. 이러한 범위로 NCO 중량%를 갖는 경우 적절한 경도를 갖는 발포체 형태의 다공성 폴리우레탄 패드를 제조할 수 있다.The prepolymer may be that the NCO weight% is 8 to 12% by weight. When having NCO weight% in this range, a porous polyurethane pad in the form of a foam having appropriate hardness can be prepared.

상기 경화제는 예를 들어 아민 경화제가 적용될 수 있다.The curing agent may be, for example, an amine curing agent.

상기 아민 경화제는 구체적으로 4,4'-메틸렌비스(2-클로로아닐린), m-페닐렌 디아민, 디에틸톨루엔디아민, 헥사메틸렌디아민 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나일 수 있다.The amine curing agent may be any one selected from the group consisting of 4,4'-methylenebis(2-chloroaniline), m-phenylene diamine, diethyltoluenediamine, hexamethylenediamine, and combinations thereof.

상기 발포제는, 기상발포제, 고상발포제, 액상발포제 및 이들의 조합이 적용될 수 있다. For the foaming agent, a gas-phase foaming agent, a solid-phase foaming agent, a liquid foaming agent, and combinations thereof may be applied.

상기 기상발포제로는 구체적으로 비활성 기체가 적용될 수 있고, 예를 들어 질소가스, 이산화탄소 가스 등이 적용될 수 있다.As the gaseous foaming agent, an inert gas may be specifically applied, for example, nitrogen gas, carbon dioxide gas, or the like.

상기 고상발포제로는 유기중공구체 및/또는 무기중공구체가 적용될 수 있고, 예를 들어 탄화수소 기체를 고분자로 캡슐화한 미세구체 등이 적용될 수 있다.As the solid foaming agent, an organic hollow sphere and/or an inorganic hollow sphere may be applied, and for example, a microsphere encapsulating a hydrocarbon gas into a polymer may be applied.

상기 액상발포체로는 갈덴용액(Tri perfluoro propyl amine), 액상이산화탄소, 액상하이드로플루오로카본 등이 적용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.As the liquid foam, a galdenic solution (Tri perfluoro propyl amine), liquid carbon dioxide, liquid hydrofluorocarbon, etc. may be applied, but is not limited thereto.

상기 우레탄 조성물은 계면활성제를 더 포함할 수 있다. 상기 계면활성제러는 비이온성 계면활성제 또는 이온성 계면활성제가 적용될 수 있고, 폴리디메틸실록산을 포함하는 블록 적어도 하나 및 폴리에테르, 폴리에스테르, 폴리아미드, 또는 폴리카르보네이트 세그먼트를 포함하는 다른 블록 적어도 하나를 함유하는 공중합체와 같은 실리콘 계면활성제가 적용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The urethane composition may further include a surfactant. The surfactant may be applied with a nonionic surfactant or an ionic surfactant, and at least one block comprising polydimethylsiloxane and at least another block comprising polyether, polyester, polyamide, or polycarbonate segments. Silicone surfactants such as copolymers containing one may be applied, but are not limited thereto.

상기 우레탄 조성물은 상기 우레탄계 프리폴리머 100 중량부를 기준으로 상기 경화제를 10 내지 60 중량부, 상기 발포제를 0.1 내지 10 중량부, 그리고 상기 계면활성제를 0.1 내지 2 중량부로 포함할 수 있다. 또한, 상기 발포체를 기상발포제로 적용하는 경우, 토출 속도를 0.1 내지 2.0 L/min으로 적용할 수 있다. 이러한 비율로 상기 우레탄 조성물을 구성하는 경우 연마패드에 적합한 물성을 갖는 발포체 형태의 폴리우레탄을 형성하 수 있다. The urethane composition may include 10 to 60 parts by weight of the curing agent, 0.1 to 10 parts by weight of the foaming agent, and 0.1 to 2 parts by weight of the surfactant based on 100 parts by weight of the urethane-based prepolymer. In addition, when the foam is applied as a gas-phase foaming agent, the discharge rate may be applied at 0.1 to 2.0 L/min. When the urethane composition is constituted in this ratio, polyurethane in the form of a foam having physical properties suitable for a polishing pad may be formed.

본 발명이 또 다른 일 실시예에 따른 연마패드용 우레탄 프리폴리머의 제조방법은 이소시아네이트 화합물, 알코올 화합물 및 화학식 1의 실란계 반복단위를 포함하며 적어도 일 말단이 하이드록시기, 아민기, 또는 에폭시기를 포함하는 실란계 화합물을 포함하는 프리폴리머 조성물을 50 내지 120 ℃에서 반응시켜 NCO 중량%가 8 내지 12 중량%인 우레탄 프리폴리머를 제조하는 프레폴리머 제조단계;를 포함한다. Method for producing a urethane prepolymer for a polishing pad according to another embodiment of the present invention includes an isocyanate compound, an alcohol compound, and a silane repeating unit represented by Chemical Formula 1, and at least one terminal includes a hydroxy group, an amine group, or an epoxy group. It comprises; a prepolymer preparation step of preparing a urethane prepolymer having 8 to 12% by weight of NCO by reacting a prepolymer composition containing a silane-based compound at 50 to 120°C.

상기 프레폴리머 제조단계는, 상기 이소시아네이트 화합물, 및 알코올 화합물을 포함하는 제1조성을 혼합하고 60 내지 100 ℃에서 1 내지 5 시간 동안 반응시켜 제1중합체를 형성하는 제1과정; 및 상기 제1중합체와 상기 실란계 화합물을 포함하는 제2조성을 혼합하고 60 내지 100 ℃에서 0.5 내지 3 시간 동안 반응시켜 제2중합체를 형성하는 제2과정;을 포함할 수 있다.The prepolymer preparation step includes: a first process of mixing the first composition containing the isocyanate compound and the alcohol compound and reacting at 60 to 100° C. for 1 to 5 hours to form a first polymer; And a second process of mixing the first polymer and the second composition containing the silane-based compound and reacting at 60 to 100° C. for 0.5 to 3 hours to form a second polymer.

상기 이소시아네이트 화합물, 상기 알코올 화합물, 상기 실란계 화합물, 상기 프리폴리머 조성물 등에 대한 구체적인 설명은 위에서 한 설명과 중복되므로 그 기재를 생략한다.The detailed description of the isocyanate compound, the alcohol compound, the silane-based compound, the prepolymer composition, and the like is redundant with the above description, and thus the description thereof will be omitted.

본 발명이 또 다른 일 실시예에 따른 연마패드(100)의 제조방법은, i) 연마패드용 우레탄 프리폴리머, 경화제, 및 발포제를 포함하는 우레탄 조성물을 혼합 후 중합반응을 진행하여 상기 화학식 1로 표시되는 실란계 반복단위를 포함하는 발포체 형태의 폴리우레탄을 형성하는 폴리우레탄 형성과정; ii) 상기 폴리우레탄을 포함하는 탑 패드(10)를 제조하는 탑 패드 제조과정; 및 iii) 상기 탑 패드를 서브 패드(sub pad)와 접착하여 연마패드를 제조하는 라미네이션 과정;을 포함하여, 상기 화학식 1로 표시되는 실란계 반복단위를 주쇄에 포함하는 폴리우레탄 연마패드(100)를 제조한다. Method of manufacturing a polishing pad 100 according to another embodiment of the present invention, i) a urethane composition containing a urethane prepolymer for a polishing pad, a curing agent, and a blowing agent is mixed and then subjected to a polymerization reaction to be represented by Formula 1 Polyurethane forming process of forming a polyurethane in the form of a foam containing a repeating silane-based unit; ii) a top pad manufacturing process for manufacturing the top pad 10 comprising the polyurethane; And iii) a lamination process of manufacturing a polishing pad by bonding the top pad with a sub pad; including, a polyurethane polishing pad 100 including a silane repeating unit represented by Formula 1 in the main chain To prepare.

상기 이소시아네이트 화합물, 상기 알코올 화합물, 상기 실란계 화합물, 상기 프리폴리머 조성물, 상기 우레탄 조성물 등에 대한 구체적인 설명은 위에서 한 설명과 중복되므로 그 기재를 생략한다.The detailed description of the isocyanate compound, the alcohol compound, the silane-based compound, the prepolymer composition, the urethane composition, and the like is duplicated with the above description, so that description is omitted.

본 발명이 또 다른 일 실시예에 따른 연마된 웨이퍼의 제조방법은 위에서 설명한 연마패드(100)와 연마전 웨이퍼를 CMP 연마장치에 장착하는 준비단계; 및 상기 CMP 연마장치에 연마용 슬러리를 투입하면서 상기 연마전 웨이퍼를 상기 연마패드를 이용해 연마를 진행하여 연마된 웨이퍼를 제조하는 연마단계를 포함한다.A method for manufacturing a polished wafer according to another embodiment of the present invention includes a preparation step of mounting the polishing pad 100 and the wafer before polishing to the CMP polishing apparatus; And a polishing step of preparing a polished wafer by grinding the wafer before polishing using the polishing pad while inputting a polishing slurry to the CMP polishing apparatus.

상기 연마전 웨이퍼는 구체적으로 실리콘 웨이퍼일 수 있고, 예를 들어 실리콘 옥사이드가 증착된 실리콘 웨이퍼일 수 있다.The pre-polishing wafer may be specifically a silicon wafer, for example, a silicon wafer on which silicon oxide is deposited.

상기 연마용 슬러리는 흄드 실리카, 콜로이달 실리카, 세리아 등을 포함하는 연마용 슬러리가 적용될 수 있다.The polishing slurry may be a polishing slurry including fumed silica, colloidal silica, ceria, and the like.

상기 연마는 상기 연마전 웨이퍼 및/또는 상기 연마패드가 서로 접하도록 가압하여 진행될 수 있고, 상기 가압은 1 내지 7 psi로 적용될 수 있다.The polishing may be performed by pressing the wafer and/or the polishing pad to contact each other before polishing, and the pressing may be applied at 1 to 7 psi.

상기 연마는 상기 연마전 웨이퍼 및/또는 상기 연마패드가 회전하며 진행될 수 있고, 상기 회전속도는 10 내지 400 rpm으로 진행될 수 있다.The polishing may be performed by rotating the wafer and/or the polishing pad before polishing, and the rotation speed may be performed at 10 to 400 rpm.

상기 연마는 1 내지 10분의 연마시간 동안 진행될 수 있으며, 이러한 연마 시간은 필요에 따라 가감될 수 있다.The polishing may be performed for a polishing time of 1 to 10 minutes, and the polishing time may be adjusted as needed.

상기 연마된 웨이퍼의 제조방법은 상기 연마단계 이후에 세척단계를 더 포함할 수 있다.The method of manufacturing the polished wafer may further include a washing step after the polishing step.

상기 세척단계는 상기 연마된 웨이퍼를 상기 CMP 연마장치로부터 분리하고 정제수와 불활성 가스(예, 질소 가스)로 세척하는 과정이 포함된다.The washing step includes a process of separating the polished wafer from the CMP polishing apparatus and washing with purified water and an inert gas (eg, nitrogen gas).

상기 연마된 웨이퍼의 제조방법은 본 발명의 연마패드를 적용하여 우수한 연마율, 절삭율 등을 가지면서 동시에 낮은 결함수를 갖는 연마패드를 제조할 수 있다.In the method of manufacturing the polished wafer, the polishing pad of the present invention can be applied to produce an excellent polishing rate, cutting rate, and the like, and a polishing pad having a low defect count.

이하, 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

1. 연마패드의 제조1. Preparation of polishing pad

실시예 1의 탑 패드용 시트 제조Preparation of sheet for top pad of Example 1

이소시아네이트 화합물로, TDI (Toluene Diisocyanate)을, 그리고 폴리올 화합물로 PTMEG (Polytetramethylene ether glycol)과 디에틸렌 글리콜 (Diethylene glycol)을 4구플라스크에 투입한 후, 80℃에서 3시간 동안 반응시켜 1차반응물을 얻었다. 상기 1차반응물과 실란변성 폴리올 (Wacker®IM11, Mw:1000) 을 4구 플라스크에 넣고, 80℃ 에서 2시간 동안 반응시켜 NCO 중량% 가 8 내지 12 중량% 인 프리폴리머 (Prepolymer)를 제조하였다. 이때, 상기 실란변성 폴리올은 상기 프리폴리머 전체를 기준으로 2 중량% 적용했다.As a isocyanate compound, TDI (Toluene Diisocyanate) and a polyol compound, PTMEG (Polytetramethylene ether glycol) and Diethylene glycol (Diethylene glycol) were introduced into a four-necked flask and reacted at 80°C for 3 hours to react the primary reactant. Got. The primary reactant and the silane-modified polyol (Wacker®IM11, Mw:1000) were placed in a four-necked flask and reacted at 80° C. for 2 hours to prepare a prepolymer having 8 to 12% by weight of NCO (prepolymer). At this time, the silane-modified polyol was applied 2% by weight based on the entire prepolymer.

프리폴리머 탱크, 경화제 탱크, 불활성기체 주입 라인이 구비된 캐스팅 기계 (Casting Machine)에서, 프리폴리머 탱크에 위에서 제조한 프리폴리머를 충진하고, 경화제 탱크에는 비스(4-아미노-3-클로로페닐)메탄 [Bis(4-amino-3-chlorophenyl)methane, Ishihara社]를 충진하였다. 불활성기체로는 질소 가스(N2)를 준비하였다. 고상발포제 (Akzonobel社)와 실리콘계 계면활성제 (Evonik社)는 별도의 라인으로 혼합하거나, 상기 프리폴리머와 혼합하여 적용하였다.In a casting machine equipped with a prepolymer tank, a curing agent tank, and an inert gas injection line, the prepolymer tank is filled with the prepolymer prepared above, and the curing agent tank contains bis(4-amino-3-chlorophenyl)methane [Bis( 4-amino-3-chlorophenyl)methane, Ishihara Co.]. Nitrogen gas (N 2 ) was prepared as an inert gas. The solid foaming agent (Akzonobel Co.) and silicone surfactant (Evonik Co.) were mixed in separate lines or mixed with the prepolymer.

이렇게 준비된 캐스팅 기계에서, 프리폴리머와 경화제의 당량을 1:1로 맞추어 분당 10kg의 속도로 토출하며 캐스팅하였다. 이때, 불활성 기체인 질소(N2)의 양을 전체 흐름양 부피 대비 아래 표 1에 표시된 속도로 주입되었다.In the casting machine thus prepared, the equivalent weight of the prepolymer and the curing agent was adjusted to 1:1, and then discharged at a rate of 10 kg per minute. At this time, the amount of the inert gas nitrogen (N 2 ) was injected at the rate indicated in Table 1 below compared to the total flow volume.

믹싱 해드에서 고속으로 주입된 각 원료들을 혼합한 후, 가로 1000mm, 세로 1000mm, 높이 3mm의 몰드에 불활성 기체의 주입량을 조절하여 주입하고, 비중이 0.8 내지 0.9 g/cc이고, 기공 (Pore)이 존재하는 실시예 1의 탑 패드용 시트(10)를 얻었다.After mixing the raw materials injected at high speed from the mixing head, the injectable gas is injected into a mold having a width of 1000 mm, a height of 1000 mm, and a height of 3 mm, the specific gravity is 0.8 to 0.9 g/cc, and the pores are The top pad sheet 10 of the present Example 1 was obtained.

실시예 2의 탑 패드용 시트 제조Preparation of sheet for top pad of Example 2

이소시아네이트 화합물로, TDI (Toluene Diisocyanate)을, 그리고 폴리올 화합물로 PTMEG (Polytetramethylene ether glycol)과 디에틸렌 글리콜 (Diethylene glycol)을 4구플라스크에 투입한 후, 80℃에서 3시간 동안 반응시켜 1차반응물을 얻었다. 상기 1차반응물과 실란변성 폴리올 (Wacker®IM22, Mw:2000) 을 4구 플라스크에 넣고, 80℃ 에서 2시간 동안 반응시켜 NCO 중량% 가 8 내지 12 중량% 인 프리폴리머 (Prepolymer)를 제조하였다. 이때, 상기 실란변성 폴리올은 상기 프리폴리머 전체를 기준으로 2 중량% 적용했다.As a isocyanate compound, TDI (Toluene Diisocyanate) and a polyol compound, PTMEG (Polytetramethylene ether glycol) and Diethylene glycol (Diethylene glycol) were introduced into a four-necked flask and reacted at 80°C for 3 hours to react the primary reactant. Got. The primary reactant and the silane-modified polyol (Wacker®IM22, Mw:2000) were placed in a four-necked flask and reacted at 80° C. for 2 hours to prepare a prepolymer having 8 to 12% by weight of NCO (prepolymer). At this time, the silane-modified polyol was applied 2% by weight based on the total prepolymer.

프리폴리머를 위의 실시예 2에서 제조한 것을 적용한 것을 제외하면, 실시예 1과 동일한 방식으로 실시예 2의 탑 패드용 시트(10)를 제조하였다.A top pad sheet 10 of Example 2 was prepared in the same manner as in Example 1, except that the prepolymer prepared in Example 2 above was applied.

비교예 1의 탑 패드용 시트 제조Preparation of the top pad sheet of Comparative Example 1

이소시아네이트 화합물로, TDI (Toluene Diisocyanate)을, 그리고 폴리올 화합물로 PTMEG (Polytetramethylene ether glycol)과 디에틸렌 글리콜 (Diethylene glycol)을 4구플라스크에 투입한 후, 80℃에서 반응시켜 NCO 중량% 가 8 내지 12 중량%인 프리폴리머를 제조하고 이하 과정을 진행했다.As isocyanate compound, TDI (Toluene Diisocyanate) and polyol compound PTMEG (Polytetramethylene ether glycol) and diethylene glycol (Diethylene glycol) were added to a four-necked flask and reacted at 80° C. to produce an NCO weight% of 8 to 12 A prepolymer of weight percent was prepared and the following procedure was performed.

프리폴리머를 위의 비교예 1에서 제조한 것을 적용한 것을 제외하면, 실시예 1과 동일한 방식으로 비교예 1의 탑 패드용 시트를 제조하였다.A top pad sheet of Comparative Example 1 was prepared in the same manner as in Example 1, except that the prepolymer prepared in Comparative Example 1 above was applied.

캐스팅시 적용량Application amount during casting 실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 비교예 1Comparative Example 1 Prepolymer (중량부)Prepolymer (parts by weight) 100100 100100 100100 경화제 (중량부)Hardener (parts by weight) 2525 2525 2525 계면활성제 (중량부)Surfactant (parts by weight) 0.2~1.50.2~1.5 0.2~1.50.2~1.5 0.2~1.50.2~1.5 고상발포제 (중량부)Solid foaming agent (parts by weight) 0.5~1.00.5~1.0 0.5~1.00.5~1.0 0.5~1.00.5~1.0 불활성 Gas (L/min)Inert Gas (L/min) 0.5~1.50.5~1.5 0.5~1.50.5~1.5 0.5~1.50.5~1.5

연마패드의 제조Preparation of polishing pad

위에서 제조한 탑 패드용 시트(10)는 각각 통상의 방법으로 표면 밀링 및 그루빙 과정을 순차로 거치고, 서브 패드(30) 라미네이팅 과정을 거쳐 도 1의 구조를 갖는 연마패드(100)로 제조되었다.The sheet 10 for the top pad manufactured above was sequentially made through a surface milling and grooving process in a conventional manner, and was manufactured as a polishing pad 100 having the structure shown in FIG. 1 through a sub pad 30 laminating process. .

2. 연마패드의 물성 평가2. Evaluation of properties of polishing pad

강도 및 접촉각 평가Strength and contact angle evaluation

위에서 제조한 실시예 1, 실시예 2 및 비교예 1의 연마패드를 이용해, 흄드 실리카 슬러리 (Fumed silica slurry)에 대한 접촉각 측정, CMP 연마 성능 평가, 및 웨이퍼 내 결함 수 측정 등 물성 평가를 진행하였다.Using the polishing pads of Example 1, Example 2 and Comparative Example 1 prepared above, physical properties were evaluated, such as measuring the contact angle of the fumed silica slurry, evaluating the CMP polishing performance, and measuring the number of defects in the wafer. .

접촉각은 제조된 연마패드의 그루브(Groove)가 없는 중심부위를 가로세로2x2cm로 채취하고, 이 시편을 접촉각 측정기(Dynamic Contact Angle Analyzer, 모델명: DCA-312, 제조사: CAHN)를 이용해 접촉각을 측정하였다.As for the contact angle, the center of the groove without the groove of the manufactured polishing pad was collected with a width of 2x2 cm, and this specimen was measured using a contact angle analyzer (Dynamic Contact Angle Analyzer, model name: DCA-312, manufacturer: CAHN). .

실시예 1 및 2, 비교예의 시편은 위의 측정기에 장착된 후 각각 주사기에 순수 (H2O)와 흄드 실리카 슬러리 (Fumed silica Slurry)를 채운 뒤 시편 위에 적정량을 주사하고, 시편 위에 놓여진 물방울의 모양을 접촉각 측정기를 이용하여 측정하는 방식으로 평가하였다. 흄드 실리카 슬러리의 조성 및 제조 과정은 별도 항목으로 설명한다. After the specimens of Examples 1 and 2 and Comparative Examples were mounted on the above measuring instrument, each syringe was filled with pure (H 2 O) and fumed silica slurry (Fumed silica Slurry), and then injected with an appropriate amount on the specimen, and The shape was evaluated by measuring using a contact angle meter. The composition and manufacturing process of the fumed silica slurry will be described separately.

흄드 실리카 슬러리의 제조Preparation of fumed silica slurry

제1pH조절제(암모니아, 수산화칼륨, 수산화나트륨 등)와 초순수로 이루어진 pH = 10.5 용액을 준비하였다. 약 12 중량%의 흄드 실리카(Fumed silica, OCI社)를 ultra sonicator를 이용하여 9000 rpm의 속도로 소량씩 투입하며 분산시켰다. 약 4시간의 분산 공정을 진행 후, 고압 분산기를 통해서 추가 분산 작업을 진행하였다.A pH = 10.5 solution consisting of a first pH modifier (ammonia, potassium hydroxide, sodium hydroxide, etc.) and ultrapure water was prepared. About 12% by weight of fumed silica (Fumed silica, OCI) using an ultra sonicator at a speed of 9000 rpm was dispersed in small amounts. After the dispersion process of about 4 hours, an additional dispersion operation was performed through a high pressure disperser.

충분한 분산 공정이 진행된 이후 암모늄계 첨가제를 0.5 내지 2 중량% 첨가하여 1시간 동안 교반을 더 진행하였다. 그 이후 비이온계 계면활성제 0.01 내지 0.1 중량%를 첨가 및 제2pH조절제 (암모니아, 수산화칼륨, 수산화나트륨, 질산, 술폰산 등)를 이용하여 용액의 pH를 10.5 수준으로 조절하였다.After the sufficient dispersion process proceeded, 0.5 to 2% by weight of the ammonium-based additive was added to further agitate for 1 hour. Thereafter, 0.01 to 0.1% by weight of a nonionic surfactant was added and the pH of the solution was adjusted to a level of 10.5 using a second pH adjusting agent (ammonia, potassium hydroxide, sodium hydroxide, nitric acid, sulfonic acid, etc.).

최종 흄드 실리카 슬러리는 3.5 um 및 1 um pore size를 갖는 슬러리용 필터 (micropore社)를 사용하여 filtration을 진행하여 얻었다. 최종 슬러리의 물성은 pH = 10.5, 입자 크기 = 150 nm (nano-ZS 90, malvern社)이다.The final fumed silica slurry was obtained by filtration using a filter for a slurry (micropore) having a pore size of 3.5 um and 1 um. The physical properties of the final slurry were pH = 10.5, particle size = 150 nm (nano-ZS 90, malvern).

위에서 제조한 탑 패드의 물성과 함께, 서브패드와 연마패드 전체의 물성도 아래 표 2에 함께 나타냈다.In addition to the physical properties of the top pad prepared above, the physical properties of the entire sub-pad and the polishing pad are also shown in Table 2 below.

구분division 평가 항목Evaluation item 실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 비교예 1Comparative Example 1 물성Properties 탑 패드
Top pad
두께 (mm) Thickness (mm) 22 22 22
경도 (Shore D) Hardness (Shore D) 5959 59.559.5 59.859.8 평균 Pore size (um) Average Pore size (um) 2828 2727 2828 비중(g/cc)Specific gravity (g/cc) 0.80.8 0.80.8 0.80.8 인장 (N/mm2)Tensile (N/mm 2 ) 21.121.1 20.920.9 20.820.8 신율 (%)Elongation (%) 126126 125125 123123 온도별 경도_Shore D
(30℃/50℃/70℃)
Hardness by Temperature_Shore D
(30℃/50℃/70℃)
58/54/5158/54/51 58/54/5158/54/51 58/54/5158/54/51
접촉각 Ap (º, H2O)Contact angle Ap (º, H 2 O) 9090 8989 7171 접촉각 Af (º, Fumed silica slurry)Contact angle Af (º, Fumed silica slurry) 8888 8686 7070 접촉각 차이값*Contact angle difference* 2.22%2.22% 3.37%3.37% 1.41%1.41%
서브패드

Sub pad
종류Kinds 부직포Non-woven 부직포Non-woven 부직포Non-woven
두께 (mm)Thickness (mm) 1.11.1 1.11.1 1.11.1 경도 (Asker C)Hardness (Asker C) 7070 7070 7070 연마패드Polishing pad 두께 (mm)Thickness (mm) 3.323.32 3.323.32 3.323.32 압축률 (%)Compression rate (%) 1.051.05 1.051.05 1.051.05

* 접촉각 차이값(Ad(p-f), %)은 Ad(p-f) = [100*(Ap-Af)]/Ap 으로 계산된 값이며, 상기 Ap은 순수(pure water)로 측정한 접촉각이고, 상기 Af은 흄드 실리카 슬러리로 측정한 접촉각임. 측정은 동일한 실온에서 측정함. * The contact angle difference value (Ad (pf) , %) is a value calculated as Ad (pf) = [100*(Ap-Af)]/Ap, and the Ap is a contact angle measured with pure water, Af is the contact angle measured by fumed silica slurry. Measurements were taken at the same room temperature.

위의 표 2의 결과를 참고하면, 비교예 1과 실시예 1 및 2의 경도, 평균 기공 크기, 비중 등의 특징을 유사하였으나, 순수(pure water)와 흄드 실리카 슬러리(Fumed silica slurry)에 대한 접촉각에서 상당한 차이가 있음을 확인할 수 있었다.Referring to the results of Table 2 above, the characteristics of Comparative Example 1 and Examples 1 and 2 were similar in hardness, average pore size, specific gravity, etc., but for pure water and fumed silica slurry. It was confirmed that there was a significant difference in the contact angle.

탑 패드의 기공 물성 평가Evaluation of the pore properties of the top pad

탑 패드의 기공은, SEM(JEOL社) 100배율로 촬영 후, 수량, 사이즈, 면적율 등을 측정하였고, 그 결과를 도 2와 아래 표 3에 나타냈다.After the pores of the top pad were photographed at 100x magnification by SEM (JEOL), the quantity, size, and area ratio were measured, and the results are shown in FIG. 2 and Table 3 below.

탑 패드 기공 물성Top pad pore properties 실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 비교예 1Comparative Example 1 수평균 직경 (um)Number average diameter (um) 28.328.3 26.826.8 2828 수량/0.3 cm2 (ea)Quantity / 0.3 cm 2 (ea) 412412 405405 402402 면적율 (%)Area rate (%) 40.140.1 4040 39.839.8

연마특성 평가Evaluation of polishing properties

위에서 제조한 실시예 1, 실시예 2 및 비교예 1의 연마패드를 이용해, 연마율(Removal Rate), 연마패드의 절삭률(pad cut-rate, ㎛/hr), 연마된 웨이퍼의 결함(defect, 디펙)을 아래 방법으로 측정하였다.Using the polishing pads of Example 1, Example 2 and Comparative Example 1 prepared above, the removal rate (removal rate), the cutting rate of the polishing pad (pad cut-rate, μm/hr), defects of the polished wafer , Defect) was measured by the following method.

1) 연마율의 측정1) Measurement of polishing rate

CMP 연마(polishing) 장비를 사용하여, CVD 공정에 의해서 실리콘 옥사이드가 증착된 직경 300 ㎜의 실리콘 웨이퍼를 설치한 후, 실리콘 웨이퍼의 실리콘 옥사이드 층을 아래로 하여 상기 다공성 폴리우레탄 연마패드를 붙인 정반 상에 세팅하였다. 이후, 연마 하중이 4.0psi가 되도록 조정하고 150 rpm으로 연마패드를 회전시키면서 연마패드 상에 하소 세리아 슬러리를 250 ㎖/분의 속도로 투입하면서 정반을 150 rpm으로 60 초간 회전시켜 산화규소막을 연마하였다. 연마 후 실리콘 웨이퍼를 캐리어로부터 떼어내어, 스핀 드라이어(spin dryer)에 장착하여 정제수(DIW)로 세정한 후 질소로 15 초 동안 건조하였다. 건조된 실리콘 웨이퍼를 광간섭식 두께 측정 장치(제조사: Kyence 사, 모델명: SI-F80R)를 사용하여 연마 전후 막 두께 변화를 측정하였다.After installing a silicon wafer of 300 mm in diameter with silicon oxide deposited by a CVD process using a CMP polishing equipment, the silicon oxide layer of the silicon wafer was placed down to attach the porous polyurethane polishing pad. Was set on. Thereafter, the polishing load was adjusted to be 4.0 psi, and while rotating the polishing pad at 150 rpm, the calcined ceria slurry was put on the polishing pad at a rate of 250 ml/min, and the platen was rotated at 150 rpm for 60 seconds to polish the silicon oxide film. . After polishing, the silicon wafer was removed from the carrier, mounted on a spin dryer, washed with purified water (DIW), and dried with nitrogen for 15 seconds. The dried silicon wafer was measured for change in film thickness before and after polishing using an optical interference thickness measuring device (manufacturer: Kyence, model name: SI-F80R).

연마율은 아래 식 2를 사용하여 계산하였다.The polishing rate was calculated using Equation 2 below.

(식 2)(Equation 2)

연마율 = 실리콘 웨이퍼의 연마두께(Å) / 연마 시간(60초)Polishing rate = Silicon wafer polishing thickness (Å) / polishing time (60 seconds)

2) 절삭률의 측정2) Measurement of cutting rate

제조된 연마패드 각각은 초기 10분 간 탈이온수로 프리 컨디셔닝 된 후, 1시간 동안 탈이온수가 분사되면서 컨디셔닝 되었다. 이때, 1시간 동안의 컨디셔닝 동안 두께 변화가 측정되었다.Each of the prepared polishing pads was pre-conditioned with deionized water for the first 10 minutes, and then conditioned with deionized water sprayed for 1 hour. At this time, the thickness change was measured during conditioning for 1 hour.

컨디셔닝에 사용되는 장비는 CTS사의 AP-300HM이고, 컨디셔닝 압력은 6lbf, 회전 속도는 100 내지 110rpm이었고, 컨디셔닝에 사용되는 디스크는 새솔 LPX-DS2 이었다.The equipment used for conditioning was CTS' AP-300HM, the conditioning pressure was 6 lbf, the rotational speed was 100 to 110 rpm, and the disc used for conditioning was Sasol LPX-DS2.

3) 결함(디펙, defect)의 측정3) Defect measurement

CMP 연마 장비를 사용하여, 위의 1)의 연마율 측정방법과 동일하게 연마를 진행하였다.Using CMP polishing equipment, polishing was performed in the same manner as in 1) above.

연마 후 실리콘 웨이퍼를 클리너로 이동시켜, 1wt% HF와 정제수(DIW), 1wt% H2NO3, 정제수(DIW)를 각각 사용하여 10초씩 세정하였다. 이후 스핀 드라이어 로 이동시켜 정제수(DIW)로 세정한 후 질소로 15 초 동안 건조하였다.After polishing, the silicon wafer was moved to a cleaner, and washed for 10 seconds using 1wt% HF, purified water (DIW), 1wt% H 2 NO 3 , and purified water (DIW), respectively. Thereafter, the mixture was moved to a spin dryer, washed with purified water (DIW), and dried with nitrogen for 15 seconds.

건조된 실리콘 웨이퍼를 디펙 측정 장 비(제조사: Tenkor 사, 모델명: XP+)를 사용하여 연마 전후 디펙 변화를 측정하였다.The dried silicon wafer was measured for defect change before and after polishing using a defect measurement device (manufacturer: Tenkor, model name: XP+).

연마율, 절삭률 및 결함수의 측정 결과는 아래 표 4와 도 3 및 도4에 나타냈다.The measurement results of the polishing rate, the cutting rate and the number of defects are shown in Table 4 and FIGS. 3 and 4 below.

실시예 1Example 1 실시예2Example 2 비교예Comparative example RR (Å/min)RR (Å/min) 27332733 27542754 27592759 결함수 (#Defect, 개)Number of defects (#Defect, dog) 77 55 5050 절삭률 (㎛/hr)Cutting rate (㎛/hr) 5151 5353 5050 비교예 대비 결함감소율 (%)*Defect reduction rate compared to Comparative Example (%)* 86%86% 90%90% --

* 결함감소율(%)은 "[(비교예의 결함수-실시예의 결함수)*100]/비교예의 결함수"를 계산한 값임.* Defect reduction rate (%) is a value calculated by "[(Number of defects in Comparative Example-Number of defects in Example) *100]/Number of Defects in Comparative Example".

상기 측정 결과를 참조하면, 실시예 1과 실시예 2의 연마패드는, 연마율이나 절삭률은 비교예의 경우와 유사하면서, 연마된 웨이퍼의 결함 수를 현저하게 감소시킨다는 점을 확인할 수 있었다.Referring to the measurement results, it was confirmed that the polishing pads of Example 1 and Example 2 significantly reduced the number of defects of the polished wafer while the polishing rate and cutting rate were similar to those of the comparative example.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, but the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concepts of the present invention defined in the following claims are also provided. It belongs to the scope of rights.

100: 연마패드
10: 탑패드, 연마층 15: 제1접착층
30: 보텀패드, 서브패드 35: 제2접착층
50: 필름 55: 제3점착층
100: polishing pad
10: top pad, polishing layer 15: first adhesive layer
30: bottom pad, sub pad 35: second adhesive layer
50: film 55: third adhesive layer

Claims (15)

i) 아래 화학식 2-1 또는 화학식 2-2로 표시되는 실란계 반복단위를 주쇄에 포함하는 폴리우레탄을 포함하는 연마 패드로, ii) 상기 연마패드와 흄드 실리카 슬러리로 연마된 기판 상의 결함이 25 개 이하인 저결함 특성을 갖고, iii) 상기 화학식 2-1 또는 화학식 2-2로 표시되는 실란계 반복단위를 0.1 내지 5 중량%로 포함하고, iv) 상기 연마패드는 아래 식 1에 따른 접촉각 차이값(Ad(p-f), %)이 1.5 내지 5인, 연마패드;
[화학식 2-1]
Figure 112019097554712-pat00022

[화학식 2-2]
Figure 112019097554712-pat00023

상기 화학식 2-1 및 화학식 2-2에서,
상기 R11 및 R12는 각각 독립적으로 수소, 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬기이고,
상기 R21는 -Si(R13)(R14)(R22)-이고, 상기 R13 및 R14는 각각 독립적으로 수소, 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬기이며, 상기 R22은 -(CH2)m1- 또는 -(CH2)m2-(OCH2 CH2)m3- 이고(단, m1, m2 및 m3는 각각 독립적으로 1 내지 20의 정수),
상기 n은 1 내지 30의 정수이고,
[식 1]
Ad(p-f) = [100*(Ap-Af)]/Ap
상기 식 1에서,
상기 Ap은 순수(pure water)로 측정한 접촉각이고,
상기 Af은 흄드 실리카 슬러리로 측정한 접촉각이다.
i) a polishing pad comprising polyurethane containing a silane repeating unit represented by the following Chemical Formula 2-1 or Chemical Formula 2-2 in the main chain, ii) defects on the substrate polished with the polishing pad and fumed silica slurry 25 It has a low-defect property of less than, and iii) 0.1 to 5% by weight of a silane repeating unit represented by Chemical Formula 2-1 or Chemical Formula 2-2, and iv) the contact angle difference according to Formula 1 below A polishing pad having a value (Ad (pf) , %) of 1.5 to 5;
[Formula 2-1]
Figure 112019097554712-pat00022

[Formula 2-2]
Figure 112019097554712-pat00023

In Chemical Formulas 2-1 and 2-2,
R 11 and R 12 are each independently hydrogen or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms,
R 21 is -Si(R 13 )(R 14 )(R 22 )-, R 13 and R 14 are each independently hydrogen or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and R 22 is -(CH 2 ) m1 -, or - (CH 2) m2 - ( OCH 2 CH 2) m3 - , and (where, m1, m2 and m3 is an integer of 1 to 20, each independently),
N is an integer from 1 to 30,
[Equation 1]
Ad (pf) = [100*(Ap-Af)]/Ap
In the above formula 1,
The Ap is a contact angle measured with pure water,
The Af is a contact angle measured with a fumed silica slurry.
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 폴리우레탄은 발포체 형태로, 상기 발포체의 평균 기공 크기는 10 내지 30 μm인, 연마패드.
According to claim 1,
The polyurethane is in the form of a foam, the average pore size of the foam is 10 to 30 μm, a polishing pad.
제1항에 있어서,
상기 폴리우레탄은 쇼어 D 경도가 55 내지 65인, 연마패드.
According to claim 1,
The polyurethane has a Shore D hardness of 55 to 65, a polishing pad.
제1항에 있어서,
상기 연마패드는 상기 폴리우레탄을 포함하는 탑패드와 상기 탑패드의 일면 상에 위치하는 부직포 또는 스웨이드 타입의 서브패드를 포함하는, 연마패드.
According to claim 1,
The polishing pad includes a top pad comprising the polyurethane and a non-woven fabric or suede type subpad located on one surface of the top pad.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete i) 우레탄 프리폴리머, 경화제 및 발포제를 포함하는 우레탄 조성물을 혼합 후 중합반응을 진행하여 아래 화학식 2-1 또는 화학식 2-2로 표시되는 실란계 반복단위를 포함하는 발포체 형태의 폴리우레탄을 형성하는 폴리우레탄 형성과정; ii) 상기 폴리우레탄을 포함하는 탑 패드를 제조하는 탑 패드 제조과정; 및 iii) 상기 탑 패드를 서브 패드(sub pad)와 접착하여 연마패드를 제조하는 라미네이션 과정;을 포함하여,
아래 화학식 2-1 또는 화학식 2-2로 표시되는 실란계 반복단위를 주쇄에 0.1 내지 5중량% 포함하고, 아래 식 1에 따른 접촉각 차이값(Ad(p-f), %)이 1.5 내지 5인, 폴리우레탄 연마패드를 제조하는, 연마패드의 제조방법;
[화학식 2-1]
Figure 112019097554712-pat00026

[화학식 2-2]
Figure 112019097554712-pat00027

상기 화학식 2-1 및 화학식 2-2에서,
상기 R11 및 R12는 각각 독립적으로 수소, 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬기이고,
상기 R21는 -Si(R13)(R14)(R22)-이고, 상기 R13 및 R14는 각각 독립적으로 수소, 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬기이며, 상기 R22은 -(CH2)m1- 또는 -(CH2)m2-(OCH2 CH2)m3- 이고(단, m1, m2 및 m3는 각각 독립적으로 1 내지 20의 정수),
상기 n은 1 내지 30의 정수이고,
[식 1]
Ad(p-f) = [100*(Ap-Af)]/Ap
상기 식 1에서,
상기 Ap은 순수(pure water)로 측정한 접촉각이고,
상기 Af은 흄드 실리카 슬러리로 측정한 접촉각이다.
i) Poly to form a polyurethane in the form of a foam comprising a silane repeating unit represented by Formula 2-1 or Formula 2-2 below by mixing a urethane composition containing a urethane prepolymer, a curing agent, and a foaming agent, and then performing a polymerization reaction. Urethane formation process; ii) a top pad manufacturing process for manufacturing a top pad comprising the polyurethane; And iii) a lamination process of manufacturing the polishing pad by adhering the top pad with a sub pad.
The silane-based repeating unit represented by the following Chemical Formula 2-1 or Chemical Formula 2-2 is included in the main chain in an amount of 0.1 to 5% by weight, and the contact angle difference value (Ad (pf) , %) according to the following Formula 1 is 1.5 to 5, A method for manufacturing a polyurethane polishing pad, the manufacturing method of the polishing pad;
[Formula 2-1]
Figure 112019097554712-pat00026

[Formula 2-2]
Figure 112019097554712-pat00027

In Chemical Formulas 2-1 and 2-2,
R 11 and R 12 are each independently hydrogen or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms,
R 21 is -Si(R 13 )(R 14 )(R 22 )-, R 13 and R 14 are each independently hydrogen or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and R 22 is -(CH 2 ) m1 -, or - (CH 2) m2 - ( OCH 2 CH 2) m3 - , and (where, m1, m2 and m3 is an integer of 1 to 20, each independently),
N is an integer from 1 to 30,
[Equation 1]
Ad (pf) = [100*(Ap-Af)]/Ap
In the above formula 1,
The Ap is a contact angle measured with pure water,
The Af is a contact angle measured with a fumed silica slurry.
삭제delete 삭제delete 제1항에 따른 연마패드와 연마전 웨이퍼를 CMP 연마장치에 장착하는 준비단계: 및 상기 CMP 연마장치에 연마용 슬러리를 투입하면서 상기 연마전 웨이퍼를 상기 연마패드를 이용해 연마를 진행하여 연마된 웨이퍼를 제조하는 연마단계;를 포함하는, 연마된 웨이퍼의 제조방법.Preparatory steps for mounting the polishing pad according to claim 1 and the pre-abrasive wafer to a CMP polishing apparatus: and while polishing the wafer before polishing using the polishing pad while injecting polishing slurry into the CMP polishing apparatus, the polished wafer Polishing step of manufacturing; comprising, a method of manufacturing a polished wafer.
KR1020180086958A 2018-07-26 2018-07-26 Polishing pad, preparation method thereof, and polishing method applying of the same KR102129664B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180086958A KR102129664B1 (en) 2018-07-26 2018-07-26 Polishing pad, preparation method thereof, and polishing method applying of the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180086958A KR102129664B1 (en) 2018-07-26 2018-07-26 Polishing pad, preparation method thereof, and polishing method applying of the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200012107A KR20200012107A (en) 2020-02-05
KR102129664B1 true KR102129664B1 (en) 2020-07-02

Family

ID=69514858

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180086958A KR102129664B1 (en) 2018-07-26 2018-07-26 Polishing pad, preparation method thereof, and polishing method applying of the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102129664B1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102446023B1 (en) * 2020-08-31 2022-09-21 에스케이씨솔믹스 주식회사 Assembly type polishing pad, manufacturing method thereof and preparing method of semiconductor device using the same
TWI796825B (en) * 2020-11-06 2023-03-21 南韓商Skc索密思有限公司 Polishing pad, method for producing the same and method of fabricating semiconductor device using the same

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006175571A (en) 2004-12-24 2006-07-06 Toray Ind Inc Polishing cloth
WO2017217278A1 (en) 2016-06-16 2017-12-21 Dic株式会社 Polishing pad, method for producing polishing pad and polishing method
KR101853021B1 (en) 2017-01-12 2018-04-30 에스케이씨 주식회사 Porous polyurethane polishing pad and preparation method thereof

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6176275A (en) * 1984-09-21 1986-04-18 Dainippon Ink & Chem Inc Polyurethane elastomer for abrasive
TW518319B (en) * 2000-03-07 2003-01-21 Dainichiseika Color & Amp Chem Fluorine-containing diols and use thereof
KR100905266B1 (en) 2000-12-01 2009-06-29 도요 고무 고교 가부시키가이샤 Polishing pad
KR101144305B1 (en) * 2008-12-15 2012-05-11 주식회사 엘지화학 Process for producing polyurethane foam and porous polishing pad prepared by using it
JP5871978B2 (en) 2014-03-14 2016-03-01 東洋ゴム工業株式会社 Polishing pad and manufacturing method thereof

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006175571A (en) 2004-12-24 2006-07-06 Toray Ind Inc Polishing cloth
WO2017217278A1 (en) 2016-06-16 2017-12-21 Dic株式会社 Polishing pad, method for producing polishing pad and polishing method
KR101853021B1 (en) 2017-01-12 2018-04-30 에스케이씨 주식회사 Porous polyurethane polishing pad and preparation method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
KR20200012107A (en) 2020-02-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TW201006854A (en) Chemical mechanical polishing pad
JP7139299B2 (en) Polishing pad, manufacturing method thereof, and polishing method using same
JP6849389B2 (en) Chemical mechanical polishing method
US11628535B2 (en) Polishing pad, method for manufacturing polishing pad, and polishing method applying polishing pad
TWI761921B (en) Polishing pad, process for preparing the same, and process for preparing a semiconductor device using the same
KR102129664B1 (en) Polishing pad, preparation method thereof, and polishing method applying of the same
TWI721577B (en) Polishing pad, preparation method thereof, and polishing method applying the same
KR101924566B1 (en) Multilayer polishing pad for high-aspect ratio removal
JP7037531B2 (en) Polishing pad, its manufacturing method and polishing method using it
KR102129665B1 (en) Polishing pad, preparation method thereof, and polishing method applying of the same
TWI720634B (en) Polishing pad, preparation method thereof, and polishing method applying the same
JP7285613B2 (en) Polishing pad, method for manufacturing same, and method for manufacturing semiconductor device using same
CN112571273B (en) Polishing pad, method for manufacturing the same, and polishing method using the same
CN112571303B (en) Polishing pad, method for manufacturing the same, and polishing method using the same
TW202210545A (en) Polishing pad and method of fabricating the same and fabricating method of semiconductor device
US20210094143A1 (en) Polishing pad, method for manufacturing polishing pad, and polishing method applying polishing pad
TWI824280B (en) Polishing pad and method for preparing semiconductor device using the same
TWI842767B (en) Chemical mechanical polishing pad having a positive zeta potential for polishing a substrate
KR102415203B1 (en) Polishing pad and preparing method of semiconductor device using the same
KR102413115B1 (en) Polishing pad and preparing method of semiconductor device using the same
KR102237346B1 (en) Polishing pad and preparing method of semiconductor device using the same
JP2000301449A (en) Wafer polishing pad
TW202332536A (en) Chemical mechanical polishing pad and polishing method
TW202237684A (en) Formulations for high porosity chemical mechanical polishing pads with high hardness and cmp pads made therewith
KR20210051264A (en) Polishing pad, preparation method thereof, and preparation method of semiconductor device using same

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right