KR102174958B1 - 결함 발생을 최소화시키는 연마패드 및 이의 제조방법 - Google Patents

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    • H01L21/32115—Planarisation
    • H01L21/3212—Planarisation by chemical mechanical polishing [CMP]

Abstract

구현예는 결함 발생을 최소화시키는 연마패드 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 상기 연마패드는, 유리전이온도(Tg)가 조절된 쉘을 갖는 미세 중공 입자를 포함하여 연마층 표면에서 쉘의 경도 및 미세 포어의 형태를 제어할 수 있고, 연마층 내 Si 함량이 조절됨으로써 고경도의 첨가물에 따른 웨이퍼의 표면 손상을 방지할 수 있다. 그 결과 상기 연마패드는 CMP 공정 중에 웨이퍼 표면에 스크래치와 같은 결함 발생을 최소화시키면서 높은 연마율을 제공할 수 있다.

Description

결함 발생을 최소화시키는 연마패드 및 이의 제조방법{POLISHING PAD WHICH MINIMIZES OCCURENCE OF DEFECT AND PREPARATION METHOD THEREOF}
구현예는 결함 발생을 최소화시키는 연마패드 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 구현예는 웨이퍼 등을 연마 시에 스크래치와 같은 결함의 발생을 낮추면서 높은 연마율을 제공하는 연마패드, 이의 제조방법 및 이를 이용한 반도체 소재의 제조방법에 관한 것이다.
반도체 제조공정 중 화학적 기계적 평탄화(CMP) 공정은, 웨이퍼(wafer)를 헤드에 부착하고 플래튼(platen) 상에 형성된 연마패드의 표면에 접촉하도록 한 상태에서, 슬러리를 공급하여 웨이퍼 표면을 화학적으로 반응시키면서 플래튼과 헤드를 상대운동시켜 기계적으로 웨이퍼 표면의 요철부분을 평탄화하는 것이다.
연마패드는 이와 같은 CMP 공정에서 중요한 역할을 담당하는 필수적인 자재로서, 일반적으로 폴리우레탄 계열의 수지로 이루어진 연마층과 지지층을 포함하며, 연마층의 표면에 슬러리의 큰 유동을 담당하는 그루브(groove)와 미세한 유동을 지원하는 포어(pore)를 구비한다. 연마층의 포어는, 미세 중공 구조를 가지는 고상 발포제, 휘발성 액체를 이용한 액상 발포제, 불활성 가스와 같은 기상 발포제 등을 이용하여 형성되거나, 또는 화학적 반응에 의해 가스를 발생시켜 형성될 수 있다.
상기 포어를 포함하는 연마층은 CMP 공정 중에 웨이퍼의 표면과 직접 상호 작용하므로 웨이퍼의 표면의 가공 품질에 영향을 주고, 특히 연마층의 성분과 물성 및 포어 형태에 따라 CMP 공정의 연마율과 스크래치 등의 결함 발생률이 민감하게 달라진다. 연마층을 이루는 원료 물질 중에서 웨이퍼 대비 높은 경도를 나타내는 물질로는 발포제와 첨가제를 들 수 있는데, 특히 미세 중공 구조를 갖는 고상 발포제의 경우 쉘의 경도나 쉘에 함유된 첨가물, 및 그 외 연마층의 제조 과정에서 사용되는 여러 고경도의 첨가물들에 의해 웨이퍼의 품질 저하를 야기할 수 있다.
구체적으로, 고상 발포제의 쉘은 연마층의 표면에 형성되는 개방형 포어의 쉘을 구성하는데, 연마패드의 제조 중에 고상 발포제의 파손을 방지하고 포어의 형태를 유지하기 위해 쉘의 경도는 대체로 높다. 또한 고상 발포제의 생산 및 보관 과정에서 미세 중공 입자들간의 융착을 방지하기 위해 실리카 등의 이형제를 첨가하기도 하고, 그 외 연마층의 제조 과정에서도 실리콘계의 첨가제를 사용할 수 있는데, 이와 같은 고경도의 쉘 및 첨가제는 CMP 공정 중 웨이퍼에 스크래치 및 표면 손상을 야기할 수 있다.
한국 공개특허공보 제 2016-0027075 호
종래에 사용되는 미세 중공 구조의 고상 발포제는, 연마패드의 제조 공정 중에 고상 발포제의 파손을 방지하고 포어의 형태를 유지하기 위해 기계적 특성이 우수한 쉘을 가질 필요가 있다. 그러나 앞서 살펴본 바와 같이, 고경도의 쉘이나 쉘에 함유된 첨가물 및 그 외 연마층의 제조 과정에서 사용되는 여러 고경도의 첨가물들에 의해서, CMP 공정 중에 웨이퍼에 스크래치와 같은 결함들이 생기는 문제가 있었다.
이에 본 발명자들이 연구한 결과, 미세 중공 입자의 쉘의 유리전이온도를 조절하여 연마층 표면에서 쉘의 경도 및 포어의 형태를 제어하고, 또한 미세 중공 입자 간의 융착 방지 등에 사용되는 고경도 Si계 이형제 및 그 외 연마층의 제조에 사용되는 고경도 첨가제의 함량을 조절함으로써, CMP 공정 중에 발생하는 결함을 크게 줄이면서도 연마율을 높일 수 있음을 발견하였다.
따라서 구현예의 목적은, CMP 공정 중에 웨이퍼 표면에 스크래치와 같은 결함의 발생을 최소화시키면서 높은 연마율을 제공하는 연마패드, 이의 제조방법 및 이를 이용한 반도체 소재의 제조방법을 제공하는 것이다.
일 구현예에 따르면, 연마층을 포함하고, 상기 연마층이 쉘을 갖는 미세 중공 입자들을 포함하며, 상기 미세 중공 입자의 쉘의 유리전이온도(Tg)가 110℃ 이하이고, 상기 연마층이 하기 식 (1)을 만족하는, 연마패드가 제공된다.
Figure 112019031512949-pat00001
(1)
상기 식에서, DSi는 상기 연마층의 전체 중량에 대한 Si 함량(ppmw, parts per million by weight)이고, STg는 상기 미세 중공 입자의 쉘의 유리전이온도(℃)이고, DSi/STg는 단위를 제외한 수치들 간의 비율이다.
다른 구현예에 따르면, 우레탄계 예비중합체를 포함하는 제 1 원료 조성물을 준비하는 단계; 경화제를 포함하는 제 2 원료 조성물을 준비하는 단계; 쉘을 갖는 미세 중공 입자를 포함하는 제 3 원료 조성물을 준비하는 단계; 상기 제 1 원료 조성물을 상기 제 2 원료 조성물 및 상기 제 3 원료 조성물과 순차 또는 동시 혼합하여 원료 혼합물을 제조하는 단계; 및 상기 원료 혼합물을 금형 내에 주입한 후 경화하여 연마층을 얻는 단계;를 포함하고, 상기 미세 중공 입자의 쉘의 유리전이온도(Tg)가 110℃ 이하이고, 상기 연마층이 상기 식 (1)을 만족하는, 연마패드의 제조방법이 제공된다.
또 다른 구현예에 따르면, 연마패드를 이용하여 웨이퍼의 표면을 연마하는 단계를 포함하고, 상기 연마패드는 연마층을 포함하고, 상기 연마층이 쉘을 갖는 미세 중공 입자들을 포함하며, 상기 미세 중공 입자의 쉘의 유리전이온도(Tg)가 110℃ 이하이고, 상기 연마층이 상기 식 (1)을 만족하는, 반도체 소재의 제조방법이 제공된다.
상기 구현예에 따른 연마패드는, 유리전이온도(Tg)가 조절된 쉘을 갖는 미세 중공 입자들을 포함하여 연마층 표면에서 쉘의 경도 및 미세 포어의 형태를 제어할 수 있고, 연마층 내 Si를 조절된 양으로 가짐으로써 고경도의 첨가물에 따른 웨이퍼의 표면 손상을 방지할 수 있다.
그 결과 상기 연마패드는 CMP 공정 중에 웨이퍼 표면에 스크래치와 같은 결함 발생을 최소화시키면서 높은 연마율을 제공할 수 있다.
따라서, 상기 연마패드는 CMP 공정을 포함하는 반도체 소재의 제조공정에 적용되어 우수한 품질의 웨이퍼 등의 반도체 소재를 제공할 수 있다.
이하의 구현예의 설명에 있어서, 각 층, 패드 또는 시트 등이 각 층, 패드 또는 시트 등의 "상(on)" 또는 "하(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상(on)"과 "하(under)"는 "직접(directly)" 또는 다른 구성요소를 개재하여 "간접적으로(indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다.
또한 각 구성요소의 상/하에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다. 도면에서의 각 구성요소들의 크기는 설명을 위하여 과장될 수 있으며, 실제로 적용되는 크기를 의미하는 것은 아니다.
또한, 본 명세서에 기재된 구성성분의 물성 값, 치수 등을 나타내는 모든 수치 범위는 특별한 기재가 없는 한 모든 경우에 "약"이라는 용어로 수식되는 것으로 이해하여야 한다.
[연마패드]
일 구현예에 따른 연마패드는, 연마층을 포함하고, 상기 연마층이 쉘을 갖는 미세 중공 입자들을 포함하며, 상기 미세 중공 입자의 쉘의 유리전이온도(Tg)가 110℃ 이하이고, 상기 연마층이 하기 식 (1)을 만족한다.
Figure 112019031512949-pat00002
(1)
상기 식에서, DSi는 상기 연마층의 전체 중량에 대한 Si 함량(ppmw, parts per million by weight)이고, STg는 상기 미세 중공 입자의 쉘의 유리전이온도(℃)이고, DSi/STg는 단위를 제외한 수치들 간의 비율이다.
상기 식 (1)에서 DSi/STg은 예를 들어 1 내지 10, 1 내지 8, 1 내지 5, 1 내지 3, 3 내지 15, 5 내지 15, 7 내지 15, 3 내지 10, 또는 3 내지 7일 수 있다. 구체적으로, 상기 식 (1)에서 DSi/STg은 1 내지 5일 수 있다.
상기 미세 중공 입자의 쉘의 유리전이온도(Tg)와 상기 연마층 중의 Si의 함량의 상관 관계를 나타내는 상기 식 (1)의 값이 바람직한 범위 내일 때, CMP 공정 중에 웨이퍼 표면에 발생될 수 있는 스크레치와 같은 결함 발생을 최소화시키면서, 연마패드 제조 공정 중의 미세 포어의 변형을 방지하여 원할한 슬러리 유동채널을 확보할 수 있다.
연마층
상기 연마층은 폴리우레탄 수지를 포함하며 다공성일 수 있다.
상기 우레탄계 중합체는 우레탄계 예비중합체와 경화제의 반응에 의해 형성된 것일 수 있다.
구체적으로 상기 연마층은 우레탄계 예비중합체, 경화제, 미세 중공 입자 및 기타 첨가제를 포함하는 조성물로부터 제조된 것일 수 있다.
미세 중공 입자
상기 연마층은 쉘을 갖는 미세 중공 입자를 포함한다.
상기 미세 중공 입자는 상기 연마층의 표면(연마면)에 미세 포어를 형성하는데, 미세 포어의 쉘의 경도가 높은 경우 이와 상호 작용하는 웨이퍼의 표면에 손상을 유발할 수 있다. 이에 따라 쉘의 경도를 조절하는 것이 필요하며, 이는 쉘의 유리전이온도(Tg)를 조절함으로써 구현될 수 있다. 즉 쉘의 유리전이온도를 낮추어 CMP 공정 중에 웨이퍼 표면에 스크래치와 같은 결함 발생을 최소화시킬 수 있다.
한편 쉘의 유리전이온도가 너무 낮은 경우 제조 과정에서 미세 중공 입자들간의 융착이 발생할 수 있고, 또한 입자의 변형 및 파손에 의해 연마층 표면에 형성된 미세 포어가 변형되거나 제거되어 원할한 슬러리 유동채널 확보할 수 없다.
따라서 쉘의 유리전이온도는 상기 문제 해결을 위해 특정 범위로 조절될 필요가 있다.
상기 구현예에 따른 연마패드는, 상기 미세 중공 입자의 쉘의 유리전이온도(Tg)가 110℃ 이하이다.
예를 들어, 상기 미세 중공 입자의 쉘의 유리전이온도(Tg)는 70℃ 내지 110℃, 80℃ 내지 110℃, 90℃ 내지 110℃, 100℃ 내지 110℃, 70℃ 내지 100℃, 70℃ 내지 90℃, 또는 80℃ 내지 100℃일 수 있다. 구체적으로, 상기 미세 중공 입자의 쉘의 유리전이온도는 70℃ 내지 90℃일 수 있다.
상기 바람직한 범위 내일 때, 쉘의 경도를 낮추어 CMP 공정 중에 웨이퍼 표면에 발생될 수 있는 스크레치와 같은 결함 발생을 최소화시키면서, 연마패드 제조 공정 중의 미세 포어의 변형을 방지하여 원할한 슬러리 유동채널을 확보할 수 있다.
상기 미세 중공 입자의 평균 입경은 10 ㎛ 내지 100 ㎛, 10 ㎛ 내지 70 ㎛, 10 ㎛ 내지 50 ㎛, 30 ㎛ 내지 100 ㎛, 30 ㎛ 내지 70 ㎛, 또는 30 ㎛ 내지 60 ㎛일 수 있다. 구체적으로, 상기 미세 중공 입자는 10 ㎛ 내지 70 ㎛의 평균 입경을 가질 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 미세 중공 입자는 30 ㎛ 내지 60 ㎛의 평균 입경을 가질 수 있다. 상기 바람직한 범위 내일 때, 적정 슬러리 유량에서 CMP 공정의 성능을 향상시키는데 보다 유리하다.
상기 미세 중공 입자의 쉘의 두께는 0.01 ㎛ 내지 1.5 ㎛일 수 있고, 예를 들어, 0.05 ㎛ 내지 1 ㎛일 수 있다. 상기 미세 중공 입자가 상기 두께 범위의 쉘을 가짐으로써 상기 연마층 내에서 적절한 기공 구조를 형성하여, 상기 연마 패드 표면에 연마 성능 향상을 위한 적절한 경도를 부여할 수 있다.
이때 상기 미세 중공 입자의 평균 입경은 상기 미세 중공 입자의 쉘의 두께를 포함하는 전체 직경을 의미한다. 보다 구체적으로, 상기 미세 중공 입자는 연마패드의 제조 과정에서 가열 등에 의해 팽창된 것일 수 있으며, 이 경우 상기 미세 중공 입자의 평균 입경은 팽창된 이후의 평균 입경일 수 있다.
상기 미세 중공 입자는 내부에 기상 또는 액상의 발포제를 포함할 수 있다. 즉 상기 기상 또는 액상의 발포제는 상기 쉘에 의해 상기 미세 중공 입자 내부에 캡슐화될 수 있다. 이와 같은 기상 또는 액상의 발포제는 가열에 의해 열팽창하거나 기화되어 부피가 크게 증가함으로써 상기 쉘이 늘어날 수 있다. 따라서 상기 미세 중공 입자의 쉘은 가열에 의해 연화되는 소재로 구성될 수 있다.
예를 들어, 상기 미세 중공 입자의 쉘은 열가소성 수지를 포함할 수 있고, 구체적으로 염화비닐리덴계 공중합체, 아크릴로니트릴계 공중합체, 메타크릴로니트릴계 공중합체 및 아크릴계 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
또한, 상기 미세 중공 입자는 내부에 저분자량의 탄화수소를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 미세 중공 입자의 내부에 탄소수 1개 내지 7개의 탄화수소를 포함할 수 있다. 상기 탄소수 1 내지 7개의 탄화수소는 에탄(ethane), 에틸렌(ethylene), 프로판(propane), 프로펜(propene), n-부탄(n-butane), 이소부탄(isobutene), 부텐(butene), 이소부텐(isobutene), n-펜탄(n-pentane), 이소펜탄(isopentane), 네오펜탄(neopentane), n-헥산(n-hexane), 헵탄(heptane)으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종일 수 있다.
상기 미세 중공 입자는 상기 연마층의 전체 중량에 대해 0.1 중량% 내지 3 중량%의 함량으로 포함될 수 있다. 또는, 상기 미세 중공 입자는 상기 연마층의 전체 중량에 대해 1 중량% 내지 2 중량%의 함량으로 포함될 수 있다. 상기 바람직한 범위 내일 때, CMP 공정의 성능을 향상시킬 수 있는 슬러리 유량을 구현하는데 보다 유리하다.
상기 연마층은 다수의 미세 포어(pore)를 포함하고, 구체적으로 상기 미세 포어는 상기 미세 중공 입자에 의해 형성된 것일 수 있다. 따라서 상기 미세 포어의 평균 입경은 상기 미세 중공 입자의 평균 입경과 동일할 수 있다.
상기 미세 포어는 개방 셀(opened cell) 또는 닫힌 셀(closed cell)의 구조를 가질 수 있다. 구체적으로, 상기 연마층은 외부에 노출되는 다수의 개방형 미세 포어를 구비하고, 상기 미세 포어는 상기 미세 중공 입자로부터 유래된 것일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 개방형 미세 포어는 상기 연마층의 표면을 컨디셔닝하는 과정에서 상기 미세 중공 입자의 쉘의 일부가 잘려져서 형성된 것일 수 있다.
즉 상기 미세 중공 입자는 상기 연마층의 표면에 개방 셀(opened cell) 형태의 미세 포어를 형성하여, CMP 공정 중에 상기 연마층 상에 도포되는 슬러리의 미세 유동 채널로서 작용한다.
상기 연마층의 표면(연마면)의 면적 중 미세 포어의 총 면적은 30 % 내지 60 %, 35 % 내지 50%, 또는 35 % 내지 43 %일 수 있다.
또한, 상기 연마층은 연마층 총 부피에 대해 20 부피% 내지 70 부피%의 미세 포어를 포함할 수 있다. 즉, 상기 연마층의 공극률(porosity)은 20 부피% 내지 70 부피%일 수 있다.
또한, 상기 연마층은 표면에 기계적 연마를 위한 그루브(groove)를 가질 수 있다. 상기 그루브는 기계적 연마를 위한 적절한 깊이, 너비 및 간격을 가질 수 있고, 특별히 한정되지 않는다.
연마층 특성
상기 구현예에 따른 연마패드는, 상기 연마층 내 Si 함량이 1000 ppmw 미만일 수 있다. 상기 Si 함량은 중량을 기준으로 하며, 즉 상기 연마층의 전체 중량을 100 중량%로 할 때 상기 연마층 중의 Si의 함량이 0.1 중량% 미만일 수 있다.
예를 들어, 상기 연마층 내 Si 함량은 800 ppmw 미만, 700 ppmw 미만, 600 ppmw 미만, 500 ppmw 미만, 또는 400 ppmw 미만일 수 있다. 구체적으로, 상기 연마층 내 Si 함량은 500 ppmw 미만일 수 있다. 또는, 상기 연마층 내 Si 함량은 100 ppmw 내지 900 ppmw, 100 ppmw 내지 700 ppmw, 또는 100 ppmw 내지 500 ppmw일 수 있다.
이때 상기 연마층 내 Si 함량은 ICP 분석에 의해 측정된 것일 수 있다.
상기 연마층 내의 Si는 다양한 소스(source)에 의해 유래될 수 있다. 예를 들어, 상기 미세 중공 입자의 제조 과정에서 사용되는 실리콘계 이형 분말, 예를 들어, SiO2 분말 등으로부터 유래될 수도 있다. 또는, 상기 연마층의 제조 과정에서 사용되는 실리콘계 첨가제로부터 유래될 수도 있다. 결과적으로, 상기 연마층 중의 Si의 함량을 상기 범위로 조절함으로써 상기 연마패드를 이용한 CMP 공정 중에 웨이퍼 표면에서 발생하는 스크래치와 같은 결함 발생을 최소화시킬 수 있다.
구체적인 일례로서, 상기 미세 중공 입자의 쉘의 유리전이온도가 70℃ 내지 110℃이고, 상기 연마층의 전체 중량에 대한 Si 함량이 1000 ppmw 미만일 수 있다. 구체적인 다른 예로서, 상기 미세 중공 입자의 쉘의 유리전이온도가 70℃ 내지 90℃이고, 상기 연마층의 전체 중량에 대한 Si 함량이 500 ppmw 미만일 수 있다.
상기 연마층의 두께는 0.8 mm 내지 5.0 mm, 1.0 mm 내지 4.0 mm, 1.0 mm 내지 3.0 mm, 1.5 mm 내지 2.5 mm, 1.7 mm 내지 2.3 mm, 또는 2.0 mm 내지 2.1 mm일 수 있다. 상기 범위 내일 때, 미세 포어의 상하 부위별 입경 편차를 최소화하면서도 연마패드로서의 기본적 물성을 충분히 발휘할 수 있다.
상기 연마층은 50 shore D 내지 70 shore D의 표면 경도를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 연마층은 50 shore D 내지 60 shore D, 60 shore D 내지 70 shore D, 또는 55 shore D 내지 65 shore D의 표면 경도를 가질 수 있다.
상기 연마패드는 텅스텐에 대해 700 Å/min 이상의 연마율(removal rate)을 가질 수 있다. 또는, 상기 연마패드는 텅스텐에 대해 700 Å/min 이상의 연마율(removal rate)을 가질 수 있다.
지지층
또한, 상기 연마패드는 상기 연마층의 일면에 배치되는 지지층을 더 포함할 수 있다.
상기 지지층은 상기 연마층을 지지하면서, 상기 연마층에 가해지는 충격을 흡수하고 분산시키는 역할을 한다. 따라서 상기 지지층의 경도는 상기 연마층의 경도보다 더 작을 수 있다.
상기 지지층은 미세 포어들을 포함하는 다공성 구조일 수 있으며, 예를 들어 부직포 또는 스웨이드 소재로 구성될 수 있다.
접착층
상기 연마패드는 상기 연마층과 상기 지지층 사이에 배치되는 접착층을 더 포함할 수 있다.
상기 접착층은 상기 연마층 및 상기 지지층을 서로 접착시키는 역할을 한다.
상기 접착층은 핫멜트 접착제를 포함할 수 있다. 상기 핫멜트 접착제는 폴리우레탄계 수지, 폴리에스테르계 수지, 에틸렌-아세트산 비닐계 수지, 폴리아미드계 수지 및 폴리올레핀계 수지로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다. 구체적으로, 상기 핫멜트 접착제는 폴리우레탄계 수지 및 폴리에스테르계 수지로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다.
[연마패드의 제조방법]
일 구현예에 따른 연마패드의 제조방법은, 우레탄계 예비중합체를 포함하는 제 1 원료 조성물을 준비하는 단계; 경화제를 포함하는 제 2 원료 조성물을 준비하는 단계; 쉘을 갖는 미세 중공 입자를 포함하는 제 3 원료 조성물을 준비하는 단계; 상기 제 1 원료 조성물을 상기 제 2 원료 조성물 및 상기 제 3 원료 조성물과 순차 또는 동시 혼합하여 원료 혼합물을 제조하는 단계; 및 상기 원료 혼합물을 금형 내에 주입한 후 경화하여 연마층을 얻는 단계;를 포함하고, 상기 미세 중공 입자의 쉘의 유리전이온도(Tg)가 110℃ 이하이고, 상기 연마층의 전체 중량에 대한 Si 함량이 1000 ppmw 미만이다.
상기 제 1 원료 조성물에 포함되는 예비중합체(prepolymer)란, 일반적으로 최종 성형품을 제조함에 있어서 성형하기 쉽도록 중합도를 중간 단계에서 중지시킨 비교적 낮은 분자량을 갖는 고분자를 의미한다. 예를 들어, 상기 우레탄계 예비중합체의 중량평균분자량(Mw)은 500 g/mol 내지 3,000 g/mol, 600 g/mol 내지 2,000 g/mol, 또는 700 g/mol 내지 1,500 g/mol일 수 있다. 예비중합체는 그 자체로 또는 다른 중합성 화합물이나 경화제와 더 반응시킨 후 최종 제품으로 형성될 수 있다.
상기 우레탄계 예비중합체는 1종 이상의 디이소시아네이트 모노머와 1종 이상의 폴리올의 예비중합 반응생성물을 포함한다.
상기 1종 이상의 디이소시아네이트 모노머는 1종 이상의 방향족 디이소시아네이트 모노머 및/또는 1종 이상의 지방족 디이소시아네이트 모노머일 수 있으며, 예를 들어, 톨루엔 디이소시아네이트(tolunene diisocyanate, TDI), 나프탈렌-1,5-디이소시아네이트(naphthalene-1,5-diisocyanate), 파라-페닐렌 디이소시아네이트(p-phenylene diisocyanate), 톨리딘 디이소시아네이트(tolidine diisocyanate), 디페닐메탄 디이소시아네이트(diphenylmethane diisocyanate, MDI), 헥사메틸렌 디이소시아네이트(hexamethylene diisocyanate, HDI), 디사이클로헥실메탄 디이소시아네이트(dicyclohexylmethane diisocyanate, H12MDI), 이소포론 디이소시아네이트(isoporone diisocyanate) 등으로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 이상의 이소시아네이트일 수 있다.
상기 제 2 원료 조성물에 포함되는 경화제는 아민 화합물 및 알콜 화합물 중 1종 이상일 수 있다. 구체적으로, 상기 경화제는 방향족 아민, 지방족 아민, 방향족 알콜, 및 지방족 알콜로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 경화제는 4,4'-메틸렌비스(2-클로로아닐린)(MOCA), 디에틸톨루엔디아민(diethyltoluenediamine, DETDA), 디아미노디페닐 메탄(diaminodiphenyl methane), 디아미노디페닐 설폰(diaminodiphenyl sulphone), m-자일릴렌 디아민(m-xylylene diamine), 이소포론디아민(isophoronediamine), 에틸렌디아민(ethylenediamine), 디에틸렌트리아민(diethylenetriamine), 트리에틸렌테트라아민(triethylenetetramine), 폴리프로필렌디아민(polypropylenediamine), 폴리프로필렌트리아민(polypropylenetriamine), 에틸렌글리콜(ethyleneglycol), 디에틸렌글리콜(diethyleneglycol), 디프로필렌글리콜(dipropyleneglycol), 부탄디올(butanediol), 헥산디올(hexanediol), 글리세린(glycerine), 트리메틸올프로판(trimethylolpropane) 및 비스(4-아미노-3-클로로페닐)메탄(bis(4-amino-3-chlorophenyl)methane)으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다.
상기 제 3 원료 조성물에 포함되는 미세 중공 입자의 종류 및 구성은 앞서 설명한 바와 같다.
상기 미세 중공 입자는 보관 중에 융착 방지를 위해 SiO2 등의 이형제가 사용될 수 있으나, 이와 같은 이형제는 경도가 높아 CMP 공정 중에 웨이퍼 표면을 손상시킬 수 있다.
따라서, 상기 상기 제 3 원료 조성물을 준비하는 단계에서 사용되는 상기 미세 중공 입자 내의 SiO2 함량은 10 중량% 이하, 7 중량% 이하, 5 중량% 이하, 3 중량% 이하, 또는 1 중량% 이하일 수 있다.
구체적으로, 상기 제 3 원료 조성물을 준비하는 단계에서, 상기 미세 중공 입자는 5 중량% 이하의 SiO2 함량을 가질 수 있다.
또한, 상기 원료 혼합물을 제조하는 단계는, 상기 제 1 원료 조성물을 상기 제 2 원료 조성물과 혼합한 후 상기 제 3 원료 조성물과 더 혼합하거나, 또는 상기 제 1 원료 조성물을 상기 제 3 원료 조성물과 혼합한 후 상기 제 2 원료 조성물과 더 혼합하여 수행될 수 있다.
또한, 상기 원료 혼합물을 제조하는 단계는, 50℃ 내지 150℃ 조건에서 수행될 수 있고, 필요에 따라, 진공 탈포 조건 하에서 수행될 수 있다.
상기 원료 혼합물을 금형 내에 주입한 후 경화하는 단계는, 60℃ 내지 120℃ 온도 조건 및 50 kg/m2 내지 200 kg/m2 압력 조건 하에서 수행될 수 있다.
또한, 상기 제조방법은, 수득된 연마패드의 표면을 절삭하는 공정, 표면에 그루브를 가공하는 공정, 하층부와의 접착 공정, 검사 공정, 포장 공정 등을 더 포함할 수 있다. 이들 공정들은 통상적인 연마패드 제조방법으로 수행할 수 있다.
이와 같이 제조된 유리전이온도(Tg)가 조절된 쉘을 갖는 미세 중공 입자를 포함하여 연마층 표면에서 쉘의 경도 및 미세 포어의 형태를 제어할 수 있고, 연마층 내 Si 함량이 조절됨으로써 고경도의 첨가물에 따른 웨이퍼의 표면 손상을 방지할 수 있다. 그 결과 상기 연마패드는 CMP 공정 중에 웨이퍼 표면에 스크래치와 같은 결함 발생을 최소화시키면서 높은 연마율을 제공할 수 있다.
[반도체 소재의 제조방법]
일 구현예에 따른 반도체 소재의 제조방법은, 상기 일 구현예에 따른 연마패드를 이용하여 웨이퍼의 표면을 연마하는 단계를 포함한다.
즉, 일 구현예에 따른 반도체 소재의 제조방법은, 연마패드를 이용하여 웨이퍼의 표면을 연마하는 단계를 포함하고, 상기 연마패드는 연마층을 포함하고, 상기 연마층이 쉘을 갖는 미세 중공 입자들을 포함하며, 상기 미세 중공 입자의 쉘의 유리전이온도(Tg)가 110℃ 이하이고, 상기 연마층의 전체 중량에 대한 Si 함량이 1000 ppmw 미만이다.
구체적으로, 상기 일 구현예에 따른 연마패드를 정반 상에 접착한 후, 웨이퍼를 상기 연마패드 상에 배치한다. 이때, 상기 웨이퍼의 표면은 상기 연마패드의 연마면에 직접 접촉된다. 연마를 위해 상기 연마패드 상에 연마 슬러리가 분사될 수 있다. 이후, 상기 웨이퍼와 상기 연마패드는 서로 상대 회전하여, 상기 웨이퍼의 표면이 연마될 수 있다.
[실시예]
이하 실시예를 통해 보다 구체적으로 설명하나, 이들 실시예의 범위로 한정되는 것은 아니다.
실시예 및 비교예
예비중합체, 경화제, 불활성 가스, 반응 조절제 등의 원료를 각각 공급하기 위한 탱크 및 투입 라인이 구비된 캐스팅 장치를 준비하였다. 예비중합체 탱크에 우레탄계 예비중합체(8.0% NCO, PUGL-450D, SKC사)를 충진하고, 기체상의 발포제가 열가소성 수지로 구성된 쉘에 의해 캡슐화된 미세 중공 입자를 하기 표 1과 같이 각각 투입하여 24시간 혼합하였다. 경화제 탱크에 경화제(비스(4-아미노-3-클로로페닐)메탄, Ishihara사)를 충진하고, 불활성 가스로 질소(N2) 및 반응 조절제로 (3차 아민계 화합물, Airproduct사의 A1)을 준비하였다.
각각의 투입 라인을 통해 원료를 믹싱헤드에 일정한 속도로 투입하면서 교반하였다. 이때 반응 조절제를 원료 투입량 대비 0.5 중량%로 투입하였고, 불활성 가스(질소)를 하기 표 1에 기재된 바와 같이 투입하였으며, 우레탄계 예비중합체와 경화제를 당량을 맞추어 10 kg/분의 합계량으로 투입하였다.
교반된 원료를 몰드(1,000mm x 1,000mm x 3 mm)에 토출하고 고상화시켜 케이크 형태의 성형체를 얻었다. 이후 상기 케이크의 표면 절삭 과정을 거쳐 두께 2mm의 연마층 시트를 얻었다. 이후 연마층 시트의 표면에 그루브를 형성하고, 핫멜트 접착제에 의해 지지층과 적층하여 연마패드를 얻었다.
시험예
상기 실시예 및 비교예에서 제조된 연마패드에 대해 아래와 같이 시험하여 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
(1) 유리전이온도(Tg)
미세 중공 입자의 유리전이온도(Tg)를 시차주사열량계(DSC)에 의해 40℃에서 180℃까지 승온 속도 20℃/분으로 측정하였다.
(2) 연마층 내 Si 함량
연마층 샘플 내의 Si 함량을 고주파 유도결합플라스마(ICP)를 이용한 발광분광 분석법에 의해 측정하였다.
(3) 연마율
연마패드 샘플을 CMP 연마 장비의 정반 상에 설치하고, 화학기상증착(CVD)에 의해 텅스텐(W) 막이 형성된 직경 300 ㎜의 실리콘 웨이퍼를 상기 연마패드의 연마면을 향하도록 세팅하였다. 연마패드 상에 흄드 실리카 슬러리를 250 mL/분의 속도로 공급하면서, 4.0 psi의 하중 및 150 rpm의 속도로 60초간 텅스텐 막을 연마하였다. 연마 후 웨이퍼를 캐리어로부터 떼어내어, 회전식 탈수기(spin dryer)에 장착하고 증류수로 세정한 후 질소로 15초 동안 건조하였다.
건조된 웨이퍼에 대해 광간섭식 두께 측정 장치(SI-F80R, Kyence사)를 사용하여 연마 전후의 두께 변화를 측정하고, 하기 수학식을 사용하여 연마율을 계산하였다.
연마율(Å/초) = 연마에 의해 텅스텐 막이 감소된 두께(Å) / 연마 시간(초)
(4) 결함 개수
연마패드 샘플을 이용하여 상기 (3)과 같은 절차로 CMP 공정을 수행한 후, 결함 검사 장비(AIT XP+, KLA Tencor사)를 이용하여 연마 이후에 웨이퍼 표면 상에 나타나는 스크래치와 같은 결함(defects)의 갯수를 측정하였다(조건: threshold 150, die filter threshold 280).
구 분 비교예
1		 비교예
2		 비교예
3		 비교예
4		 실시예
1		 실시예
2		 실시예
3
미세
중공
입자		 쉘의 Tg (℃) 109 111 85 65 81 109 97
평균입경 (㎛) 35~45 40~60 25~55 30~50 30~50 35~55 20~40
*SiO2 함량 (중량%) 60~70 3~4 45~55 1~2 1~2 1~2 1~2
*투입량 (중량부) 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0
*질소 투입량 (부피%) 10 10 10 10 10 10 10
연마
패드
특성		 *Si 함량 (ppmw) 9670 1200 3450 - 350 450 560
*연마율 (Å/min) 746 758 754 - 750 757 745
*결함 (개) 354 288 257 - 53 189 117
*Si 함량/쉘의 Tg 88.7 10.8 40.6 - 4.3 4.1 5.8
*SiO2 함량: 미세 중공 입자 100 중량% 대비 SiO2 중량%
*미세 중공 입자 투입량: 우레탄계 예비중합체 100 중량부 대비 미세 중공 입자의 중량부
*질소 투입량: 전체 원료 투입량 100 부피% 대비 질소 부피%
*Si 함량: ICP 분석에 의해 측정된 연마층 내 Si 함량(ppmw)
*연마율: 텅스텐에 대한 연마율(Å/min)
*결함: 연마패드를 이용한 연마 시에 발생한 결함 갯수
*Si 함량/쉘의 Tg : 연마층 내 Si 함량(ppmw)과 쉘의 Tg(℃) 간의 비율(단위 제외)
상기 표 1에서 보듯이, 실시예 1 내지 3의 연마패드는 미세 중공 입자의 쉘의 Tg가 110℃ 이하이면서 Si 함량/쉘의 Tg 비율이 15 이하인 반면, 비교예 1 내지 3의 연마패드는 상기 쉘의 Tg 및/또는 Si 함량 범위를 벗어나는 구성을 가졌다.
시험 결과, 실시예 1 내지 3의 연마패드는 비교예 1 내지 3의 연마패드에 대비하여 연마율 면에서는 동등한 수준이었지만, 결함 발생률은 현저히 낮았다.
한편, 비교예 4의 경우에는 미세 중공 입자들 간의 융착이 발생하여 연마패드가 제조되지 못하였다. 이는 비교예 4의 미세 중공 입자에 이형제(SiO2)가 적게 사용됨과 함께 쉘의 Tg가 70℃ 미만으로 낮아서 미세 중공 입자들 간의 융착을 방지하지 못하였기 때문이다.
반면, 실시예 1 내지 3과 같이 미세 중공 입자에 이형제(SiO2)가 적게 사용되더라도 쉘의 Tg가 70℃ 이상으로 높은 경우에는 미세 중공 입자들 간의 융착 발생이 적어서 연마패드 제조에 문제가 없었다.

Claims (15)

  1. 연마층을 포함하고,
    상기 연마층이 쉘을 갖는 미세 중공 입자들을 포함하며,
    상기 미세 중공 입자의 쉘의 유리전이온도(Tg)가 70℃ 내지 110℃이고,
    상기 연마층의 전체 중량에 대한 Si 함량이 1000 ppmw 미만이며,
    상기 연마층이 하기 식 (1)을 만족하는, 연마패드:
    Figure 112020058850417-pat00003
    (1)
    상기 식에서,
    DSi는 상기 연마층의 전체 중량에 대한 Si 함량(ppmw)이고,
    STg는 상기 미세 중공 입자의 쉘의 유리전이온도(℃)이고,
    DSi/STg는 단위를 제외한 수치들 간의 비율이다.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 식 (1)에서 DSi/STg이 1 내지 5인, 연마패드.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 미세 중공 입자의 쉘의 유리전이온도가 70℃ 내지 90℃이고,
    상기 연마층의 전체 중량에 대한 Si 함량이 500 ppmw 미만인, 연마패드.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 미세 중공 입자가 10 ㎛ 내지 70 ㎛의 평균 입경을 갖는, 연마패드.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 미세 중공 입자가 30 ㎛ 내지 60 ㎛의 평균 입경을 갖는, 연마패드.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 미세 중공 입자가 상기 연마층의 전체 중량에 대해 0.1 중량% 내지 3 중량%의 함량으로 포함되는, 연마패드.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 미세 중공 입자의 쉘이 염화비닐리덴계 공중합체, 아크릴로니트릴계 공중합체, 메타크릴로니트릴계 공중합체 및 아크릴계 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는, 연마패드.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 미세 중공 입자가 내부에 탄소수 1개 내지 7개의 탄화수소를 포함하는, 연마패드.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 연마패드가 텅스텐에 대해 700 Å/min 이상의 연마율(removal rate)을 갖는, 연마패드.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 연마층이 외부에 노출되는 다수의 개방형 미세 포어를 구비하고,
    상기 미세 포어가 상기 미세 중공 입자로부터 유래된 것인, 연마패드.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 연마층이 50 shore D 내지 70 shore D의 표면 경도를 갖는, 연마패드.
  13. 우레탄계 예비중합체를 포함하는 제 1 원료 조성물을 준비하는 단계;
    경화제를 포함하는 제 2 원료 조성물을 준비하는 단계;
    쉘을 갖는 미세 중공 입자를 포함하는 제 3 원료 조성물을 준비하는 단계;
    상기 제 1 원료 조성물을 상기 제 2 원료 조성물 및 상기 제 3 원료 조성물과 순차 또는 동시 혼합하여 원료 혼합물을 제조하는 단계; 및
    상기 원료 혼합물을 금형 내에 주입한 후 경화하여 연마층을 얻는 단계;를 포함하고,
    상기 미세 중공 입자의 쉘의 유리전이온도(Tg)가 70℃ 내지 110℃이고,
    상기 연마층의 전체 중량에 대한 Si 함량이 1000 ppmw 미만이며,
    상기 연마층이 하기 식 (1)을 만족하는, 연마패드의 제조방법:
    Figure 112020058850417-pat00004
    (1)
    상기 식에서,
    DSi는 상기 연마층의 전체 중량에 대한 Si 함량(ppmw)이고,
    STg는 상기 미세 중공 입자의 쉘의 유리전이온도(℃)이고,
    DSi/STg는 단위를 제외한 수치들 간의 비율이다.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 3 원료 조성물을 준비하는 단계에서, 상기 미세 중공 입자가 5 중량% 이하의 SiO2 함량을 갖는, 연마패드의 제조방법.
  15. 연마패드를 이용하여 웨이퍼의 표면을 연마하는 단계를 포함하고,
    상기 연마패드는 연마층을 포함하고,
    상기 연마층이 쉘을 갖는 미세 중공 입자들을 포함하며,
    상기 미세 중공 입자의 쉘의 유리전이온도(Tg)가 70℃ 내지 110℃이고,
    상기 연마층의 전체 중량에 대한 Si 함량이 1000 ppmw 미만이며,
    상기 연마층이 하기 식 (1)을 만족하는, 반도체 소재의 제조방법:
    Figure 112020058850417-pat00005
    (1)
    상기 식에서,
    DSi는 상기 연마층의 전체 중량에 대한 Si 함량(ppmw)이고,
    STg는 상기 미세 중공 입자의 쉘의 유리전이온도(℃)이고,
    DSi/STg는 단위를 제외한 수치들 간의 비율이다.
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TW109104786A TWI728699B (zh) 2019-03-27 2020-02-14 將缺陷發生最小化之研磨墊及用於製備其之方法
JP2020026929A JP6903258B2 (ja) 2019-03-27 2020-02-20 欠陥発生を最小化する研磨パッドおよびその製造方法
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102502516B1 (ko) * 2021-03-12 2023-02-23 에스케이엔펄스 주식회사 연마 패드, 연마 패드의 제조 방법 및 이를 이용한 반도체 소자의 제조 방법
KR102561824B1 (ko) * 2021-06-02 2023-07-31 에스케이엔펄스 주식회사 연마패드 및 이를 이용한 반도체 소자의 제조방법
CN113246016A (zh) * 2021-06-09 2021-08-13 广东工业大学 一种多层多功能cmp抛光垫及其制备方法和应用
CN115194641B (zh) * 2022-07-29 2023-08-11 安徽禾臣新材料有限公司 一种用于半导体抛光的高平坦性的白垫及其制备工艺

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009274208A (ja) * 2002-05-23 2009-11-26 Cabot Microelectronics Corp 微小孔性研磨パッド
JP5959390B2 (ja) * 2012-09-26 2016-08-02 富士紡ホールディングス株式会社 研磨パッド用シート、研磨パッド及びその製造方法、並びに研磨方法
KR101949905B1 (ko) 2017-08-23 2019-02-19 에스케이씨 주식회사 다공성 폴리우레탄 연마패드 및 이의 제조방법

Family Cites Families (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3471276A (en) * 1966-11-02 1969-10-07 Du Pont Peripheral abrasive wheels with composite rims
US5489233A (en) * 1994-04-08 1996-02-06 Rodel, Inc. Polishing pads and methods for their use
JP2002151447A (ja) * 2000-11-13 2002-05-24 Asahi Kasei Corp 研磨パッド
CN1318469C (zh) * 2002-11-18 2007-05-30 东省A&T株式会社 具有微孔的聚氨酯泡沫的制备方法和由此获得的抛光垫
JP3910921B2 (ja) * 2003-02-06 2007-04-25 株式会社東芝 研磨布および半導体装置の製造方法
JP4039381B2 (ja) * 2004-03-25 2008-01-30 コニカミノルタオプト株式会社 ガラス組成物を用いた情報記録媒体用ガラス基板及びこれを用いた情報記録媒体
US8075372B2 (en) * 2004-09-01 2011-12-13 Cabot Microelectronics Corporation Polishing pad with microporous regions
KR100804275B1 (ko) * 2006-07-24 2008-02-18 에스케이씨 주식회사 고분자 쉘로 둘러싸인 액상 유기물 코어를 포함하는 ｃｍｐ연마패드 및 그 제조방법
US8221196B2 (en) * 2007-08-15 2012-07-17 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. Chemical mechanical polishing pad and methods of making and using same
SG192427A1 (en) * 2008-06-23 2013-08-30 Saint Gobain Abrasives Inc High porosity vitrified superabrasive products and method of preparation
US20110171890A1 (en) * 2008-08-08 2011-07-14 Kuraray Co., Ltd. Polishing pad and method for manufacturing the polishing pad
WO2012051002A2 (en) * 2010-10-15 2012-04-19 3M Innovative Properties Company Abrasive articles
WO2013106575A1 (en) * 2012-01-10 2013-07-18 Saint-Gobain Abrasives, Inc. Abrasive products and methods for finishing coated surfaces
US8894732B2 (en) * 2012-05-11 2014-11-25 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. Hollow polymeric-alkaline earth metal oxide composite
JP6067481B2 (ja) * 2013-05-23 2017-01-25 株式会社東芝 研磨パッド、研磨方法、および研磨パッドの製造方法
US20150038066A1 (en) 2013-07-31 2015-02-05 Nexplanar Corporation Low density polishing pad
JP6315246B2 (ja) * 2014-03-31 2018-04-25 富士紡ホールディングス株式会社 研磨パッド及びその製造方法
JP6341758B2 (ja) * 2014-05-30 2018-06-13 株式会社クラレ 研磨パッド
JP6600149B2 (ja) 2015-04-03 2019-10-30 富士紡ホールディングス株式会社 研磨パッド及びその製造方法
TWI565735B (zh) * 2015-08-17 2017-01-11 Nanya Plastics Corp A polishing pad for surface planarization processing and a process for making the same
JP2017064887A (ja) * 2015-10-02 2017-04-06 富士紡ホールディングス株式会社 研磨パッド
JP2017177301A (ja) * 2016-03-31 2017-10-05 富士紡ホールディングス株式会社 研磨パッド
US10722999B2 (en) * 2016-06-17 2020-07-28 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. High removal rate chemical mechanical polishing pads and methods of making
JP2018034257A (ja) * 2016-08-31 2018-03-08 信越半導体株式会社 ドレッサー
JP6792988B2 (ja) * 2016-09-30 2020-12-02 富士紡ホールディングス株式会社 研磨パッド及びその製造方法、並びに、研磨加工品の製造方法
US20180281149A1 (en) * 2017-03-31 2018-10-04 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. Chemical mechanical polishing pad
TWI779066B (zh) * 2017-07-19 2022-10-01 日商東洋紡股份有限公司 黏接劑組成物
CN107457716B (zh) * 2017-08-29 2019-11-22 湖北鼎龙控股股份有限公司 化学机械抛光垫的抛光层
JP7045334B2 (ja) * 2017-09-11 2022-03-31 エスケイシー・ソルミックス・カンパニー・リミテッド 多孔質ポリウレタン研磨パッドおよびその製造方法
US11577360B2 (en) * 2019-06-10 2023-02-14 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. Cationic fluoropolymer composite polishing method

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009274208A (ja) * 2002-05-23 2009-11-26 Cabot Microelectronics Corp 微小孔性研磨パッド
JP5959390B2 (ja) * 2012-09-26 2016-08-02 富士紡ホールディングス株式会社 研磨パッド用シート、研磨パッド及びその製造方法、並びに研磨方法
KR101949905B1 (ko) 2017-08-23 2019-02-19 에스케이씨 주식회사 다공성 폴리우레탄 연마패드 및 이의 제조방법

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