KR102197481B1 - 연마패드 및 이의 제조방법 - Google Patents

Abstract

구현예는 결함 발생을 최소화시키는 연마패드 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 상기 연마패드는 연마층 내 황 함량을 조절함으로써, 경도를 조절하여 웨이퍼의 표면 손상을 방지할 수 있고, 고온에서의 열적 특성을 개선할 수 있다. 그 결과 상기 연마패드는 CMP 공정 중에 웨이퍼 표면에 스크래치와 같은 결함 발생을 최소화시키면서 높은 연마율을 제공할 수 있다.

Description

연마패드 및 이의 제조방법{POLISHING PAD AND PREPARATION METHOD THEREOF}

구현예들은 반도체의 화학적 기계적 평탄화(CMP) 공정에 사용될 수 있는 연마패드 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

반도체 제조공정 중 화학적 기계적 평탄화(CMP; Chemical Mechanical Polishing) 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(defect) 발생률이 민감하게 달라질 수 있다. 또한, 연마층을 이루는 원료 물질 중에서 고경도의 첨가물에 의해 CMP 공정 중 웨이퍼에 스크래치 및 표면 결함을 야기할 수 있다. 특히, CMP 공정 중 50 ℃ 이상의 고온에서 수행되는 과정에서 상기와 같은 표면 결함으로 인해 연마율이 저하될 수 있고, 이로 인해 웨이퍼의 품질이 저하될 수 있다. 따라서, CMP 공정 중 웨이퍼에 발생하는 스크래치 및 표면 결함을 최소화하여 연마율을 향상시킬 수 있는 연구가 계속적으로 요구되고 있는 실정이다.

한국 공개특허공보 제 2016-0027075 호

본 발명은 상기 종래 기술의 문제를 해결하기 위해 고안된 것이다.

본 발명의 해결하고자 하는 기술적 과제는 연마층 내 황 함량을 조절함으로써, 연마패드의 적절한 경도를 구현할 수 있어 웨이퍼 표면 상에 나타나는 스크래치 및 표면 결함을 개선시킬 수 있고, 연마율을 더욱 향상시킬 수 있는 연마패드 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해 일 구현예는, 우레탄계 프리폴리머를 포함하는 연마층을 포함하고, 상기 연마층 내 황 함량이 3 중량% 내지 10 중량%인, 연마패드를 제공한다.

다른 구현예는, 우레탄계 프리폴리머를 포함하는 제 1 원료 조성물을 준비하는 단계; 황 함유 화합물을 포함하는 제 2 원료 조성물을 준비하는 단계; 발포제를 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 주입하고 경화하여 연마층을 형성하는 단계;를 포함하고, 상기 연마층 내 황 함량이 3 중량% 내지 10 중량%인, 연마패드의 제조방법을 제공한다.

상기 구현예에 따른 연마패드는 연마층 내 황 함량이 조절되어 열적 특성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 적절한 범위의 경도로 조절됨으로써 웨이퍼 표면 상에 나타나는 스크래치 및 표면 결함을 개선시키고 연마율을 향상시킬 수 있다.

도 1 내지 4는 각각 실시예 1, 실시예 2, 비교예 1 및 비교예 2의 연마패드의 포어의 주사전자현미경(SEM) 이미지이다.
도 5는 실시예 1 내지 실시예 3, 비교예 1 및 비교예 2의 연마패드의 연마율(removal rate)를 나타낸 것이다.
도 6은 실시예 1 내지 실시예 3, 비교예 1 및 비교예 2의 연마패드의 패드 절삭률(pad cut rate)를 나타낸 것이다.
도 7은 실시예 1, 실시예 2, 비교예 1 및 비교예 2의 연마패드의 연마 이후에 웨이퍼 표면 상에 나타나는 스크래치 및 결함 개수를 나타낸 것이다.

이하의 구현예의 설명에 있어서, 각 층 또는 패드 등이 각 층 또는 패드 등의 "상(on)" 또는 "하(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상(on)"과 "하(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 구성요소를 개재하여(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, 우레탄계 프리폴리머를 포함하는 연마층을 포함하고, 상기 연마층 내 황 함량이 3 중량% 내지 10 중량%이다.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 연마층 내 황 함량이 상기 범위 내일 때, 연마패드의 경도가 조절됨으로써 CMP 공정 중에 웨이퍼 표면에 발생될 수 있는 스크래치와 같은 결함 발생을 최소화시키면서, 고온에서의 열적 특성 및 연마율 등의 물성을 더욱 향상시킬 수 있다.

연마층

구체적으로, 상기 연마층 내 황 함량은 상기 연마층의 전체 중량을 기준으로 할 때, 3 중량% 내지 10 중량%, 구체적으로 3 중량% 내지 8 중량%, 더욱 구체적으로 4 중량 % 내지 6 중량%일 수 있다. 이때 상기 연마층 내 황 함량은 유도결합 플라즈마(ICP: Inductively Coupled Plasma) 또는 핵자기 공명 분광기(NMR: Nuclear Magnetic Resonance) 분석에 의해 측정된 것일 수 있다. 상기 연마층 내 황 함량이 상기 범위를 초과하는 경우, 경도가 지나치게 증가할 수 있고, 연마층 내 황 함량이 상기 범위 미만인 경우, 경도가 지나치게 감소하고 신율이 감소하며 연마율이 저하될 수 있다.

상기 연마층 내 황은 다양한 소스(source)에 의해 유래될 수 있다. 예를 들어, 황 함유 화합물 및 연마층의 제조 과정에서 사용되는 각종 첨가제로부터 유래된 것일 수 있다. 이때 상기 첨가제는 예를 들어 발포제 및 계면활성제로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있으며, 이에 한정하는 것은 아니다. 결과적으로, 상기 연마층 중의 황 함량을 상기 범위로 조절함으로써 연마패드의 신율 및 경도 등의 물성이 달라질 수 있으며, 이로 인해 연마율 및 절삭률을 개선시킬 수 있고, 특히 열적 특성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 웨이퍼 표면 상에 나타나는 스크래치 및 표면 결함을 개선시킬 수 있다.

상기 황 함유 화합물은 3,5-디메틸티오-2,6-디아미노톨루엔(3,5-dimethylthio-2,6-diaminotoluene), 2,6-비스(메틸티오)-4-메틸-1,3-벤젠디아민(2,6-bis(methylthio)-4-methyl-1,3-benzenediamine), 몰리브데넘 설파이드(molybdenum sulfide), 니오븀 설파이드(niobium sulfide), 탈크(함수규산 마그네슘), 탄탈럼 설파이드(tantalum　sulfide) 및 텅스텐 디설파이드(tungsten disulfide)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있으며, 구체적으로 3,5-디메틸티오-2,6-디아미노톨루엔(3,5-dimethylthio-2,6-diaminotoluene), 2,6-비스(메틸티오)-4-메틸-1,3-벤젠디아민(2,6-bis(methylthio)-4-methyl-1,3-benzenediamine) 또는 이들의 혼합물일 수 있다.

한편, 상기 우레탄계 프리폴리머는 1종 이상의 디이소시아네이트 모노머와 1종 이상의 폴리올의 예비중합 반응생성물을 포함할 수 있다.

상기 우레탄계 프리폴리머는 8 중량% 내지 12 중량%, 구체적으로 8 중량% 내지 11 중량%, 더욱 구체적으로 8 중량% 내지 10 중량%의 이소시아네이트 말단기를 가질 수 있다.

또한, 상기 우레탄계 프리폴리머 및 황 함유 화합물은, 각각의 분자 내의 반응성 기(reactive group), 예를 들면 우레탄계 프리폴리머의 이소시아네이트 말단기 및 황 함유 화합물의 황(S)의 당량비가 1 : 0.6 내지 2의 당량비, 구체적으로 1 : 0.6 내지 1.5의 당량비, 더욱 구체적으로 1 : 0.7 내지 1.2의 당량비 일 수 있다. 만일, 상기 우레탄계 프리폴리머의 이소시아네이트 말단기 및 황 함유 화합물의 황의 당량비가 상기 범위를 벗어나는 경우 본 발명에서 의도하였던 경도 조절에 문제가 있을 수 있으며, 이로 인해 연마패드의 연마율을 포함하는 물성이 저하되고 웨이퍼에 스크래치 등과 같은 표면 결함에 문제가 있을 수 있다.

상기 황 함유 화합물은 상기 물성 개선 외에도 경화제로서의 역할을 할 수 있으므로, 본 발명의 연마층은 별도의 경화제를 포함하지 않을 수 있으며, 또는 황 함유 화합물 이외에 별도의 경화제를 더 포함할 수 있다.

만일, 별도의 경화제를 포함할 경우, 상기 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.

이하, 본 발명의 일 구현예에 따른 연마패드의 제조방법에 의해 연마층의 구체적인 성분들을 자세히 설명한다.

[연마패드의 제조방법]

일 구현예에 따른 연마패드의 제조방법은, 우레탄계 프리폴리머를 포함하는 제 1 원료 조성물을 준비하는 단계; 황 함유 화합물을 포함하는 제 2 원료 조성물을 준비하는 단계; 발포제를 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 주입하고 경화하여 연마층을 형성하는 단계;를 포함하고, 상기 연마층 내 황 함량이 3 중량% 내지 10 중량%일 수 있다.

상기 제 1 원료 조성물에 포함되는 상기 우레탄계 프리폴리머는 1종 이상의 디이소시아네이트 모노머와 1종 이상의 폴리올의 예비중합 반응생성물을 포함한다. 이때, 프리폴리머(prepolymer)란 일반적으로 일종의 최종성형품을 제조함에 있어서, 성형하기 쉽도록 중합도를 중간 단계에서 중지시킨 비교적 낮은 분자량을 갖는 고분자를 의미한다. 프리폴리머는 그 자체로 또는 다른 중합성 화합물과 반응시킨 후 성형할 수 있다.

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 폴리올은 2개 이상의 하이드록실기를 갖는 화합물을 의미하며, 단분자형 폴리올과 고분자형 폴리올을 포함할 수 있다.

상기 단분자형 폴리올의 예로는 에틸렌글리콜(EG), 디에틸렌글리콜(DEG), 프로필렌글리콜(PG), 프로판디올(PDO), 메틸프로판디올(MP-diol) 등을 들 수 있으며, 상기 고분자형 폴리올의 예로는 폴리테트라메틸렌 에테르 글리콜(polytetramethylene ether, PTMEG), 폴리에테르 폴리올(polyether polyol), 폴리에스테르 폴리올(polyester polyol), 폴리카보네이트 폴리올(polycarbonate polyol), 폴리카프로락톤 폴리올(polycarprolactone polyol) 등을 들 수 있다. 상기 고분자형 폴리올은 300 g/mol 내지 3,000 g/mol의 중량평균분자량을 가질 수 있다.

상기 제 2 원료 조성물에 포함되는 황 함유 화합물은 3,5-디메틸티오-2,6-디아미노톨루엔(3,5-dimethylthio-2,6-diaminotoluene), 2,6-비스(메틸티오)-4-메틸-1,3-벤젠디아민(2,6-bis(methylthio)-4-methyl-1,3-benzenediamine), 몰리브데넘 설파이드(molybdenum sulfide), 니오븀 설파이드(niobium sulfide), 탈크(함수규산 마그네슘), 탄탈럼 설파이드(tantalum　sulfide) 및 텅스텐 디설파이드(tungsten disulfide)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 본 발명의 일 구현예에 따르면, 연마패드에 황 함유 화합물을 포함함으로써 연마패드의 신율 및 경도 등의 물성이 달라질 수 있으며, 특히 열적 특성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 웨이퍼 표면 상에 나타나는 스크래치 및 표면 결함을 개선시킬 수 있다.

상기 황 함유 화합물은 우레탄계 프리폴리머의 제조시 사용되는 이소시아네이트 화합물 100 중량부를 기준으로 30 중량부 내지 60 중량부, 구체적으로 30 중량부 내지 55 중량부, 더욱 구체적으로 40 중량부 내지 50 중량부의 양으로 사용될 수 있다. 만일, 상기 황 함유 화합물이 상기 범위를 초과하는 경우, 경도가 지나치게 증가할 수 있고, 황 함유 화합물이 상기 범위 미만인 경우, 경도가 지나치게 감소하고 신율이 감소할 수 있다.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 황 함유 화합물은 함량에 따라 겔화 시간, 신율 및 경도 등의 물성이 제어될 수 있으며, 상기 범위일 때, 상온은 물론, 예를 들어 50 ℃ 이상의 고온, 더욱 구체적으로 70 ℃ 이상의 고온에서도 열적 특성이 우수하고 스크래치 및 표면 결함을 개선시킬 수 있다.

상기 우레탄계 프리폴리머 및 황 함유 화합물은, 각각의 분자 내의 반응성 기(reactive group), 예를 들면 우레탄계 프리폴리머의 이소시아네이트 말단기 및 황 함유 화합물의 황(S)의 당량비가 1 : 0.6 내지 2의 당량비, 구체적으로 1 : 0.6 내지 1.5의 당량비, 더욱 구체적으로 1 : 0.7 내지 1.2의 당량비 일 수 있다. 상기 우레탄계 프리폴리머 및 황 함유 화합물은 상기 당량비를 만족하는 양으로 단위 시간당 투입되도록 투입 속도가 조절되어, 혼합 과정에 일정한 속도로 투입될 수 있다.

상기 제 3 원료 조성물에 포함되는 발포제는 연마패드의 공극 형성에 통상적으로 사용되는 것이라면 특별히 제한하지 않는다.

예를 들어, 상기 발포제는 중공 구조를 가지는 고상 발포제, 휘발성 액체를 이용한 액상 발포제, 및 불활성 가스 중에서 선택된 1종 이상일 수 있다.

상기 고상 발포제는 열팽창되어 사이즈가 조절된 마이크로 캡슐(이하, '열팽창된 마이크로 캡슐'로 기재)일 수 있다. 상기 열팽창된 마이크로 캡슐은 열팽창성 마이크로 캡슐을 가열 팽창시켜 얻어진 것일 수 있다. 상기 열팽창된 마이크로 캡슐은 이미 팽창된 마이크로 벌룬의 구조체로서 균일한 크기의 입경을 가짐으로써 포어의 입경 크기를 균일하게 조절 가능한 장점을 갖는다. 구체적으로, 상기 고상 발포제는 5 ㎛ 내지 200 ㎛의 평균 입경을 갖는 마이크로 벌룬 구조체일 수 있다.

상기 열팽창성 마이크로 캡슐은 열가소성 수지를 포함하는 외피; 및 상기 외피 내부에 봉입된 발포제를 포함할 수 있다. 상기 열가소성 수지는 염화비닐리덴계 공중합체, 아크릴로니트릴계 공중합체, 메타크릴로니트릴계 공중합체 및 아크릴계 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다. 나아가, 상기 발포제는 탄소수 1 내지 7개의 탄화수소로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다.

상기 고상 발포제는 우레탄계 프리폴리머 100 중량부를 기준으로 0.1 중량부 내지 2.0 중량부의 양으로 사용될 수 있다. 구체적으로, 상기 고상 발포제는 우레탄계 프리폴리머 100 중량부를 기준으로 0.3 중량부 내지 1.5 중량부, 또는 0.5 중량부 내지 1.0 중량부의 양으로 사용될 수 있다.

상기 불활성 가스는 우레탄계 프리폴리머와 에폭시 경화제 간의 반응에 참여하지 않는 가스라면 종류가 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 상기 불활성 가스는 질소 가스(N₂), 이산화탄소 가스(CO₂), 아르곤 가스(Ar), 및 헬륨(He)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다. 구체적으로, 상기 불활성 가스는 질소 가스(N₂) 또는 이산화탄소 가스(CO₂)일 수 있다.

상기 불활성 가스는 폴리우레탄 조성물 총 부피의 10 % 내지 30 %에 해당하는 부피로 투입될 수 있다. 구체적으로, 상기 불활성 가스는 폴리우레탄 조성물 총 부피의 15 % 내지 30 %에 해당하는 부피로 투입될 수 있다.

상기 제 3 원료 조성물은 계면활성제를 더 포함할 수 있다. 상기 계면활성제는 형성되는 포어들의 겹침 및 합침 현상을 방지하는 역할을 할 수 있다. 구체적으로, 상기 계면활성제는 실리콘계 비이온성 계면활성제가 적합하나, 이외에도 연마패드에 요구되는 물성에 따라 다양하게 선택할 수 있다.

상기 실리콘계 비이온성 계면활성제로는 수산기를 갖는 실리콘계 비이온성 계면활성제를 단독으로 사용하거나, 수산기를 갖지 않는 실리콘계 비이온성 계면활성제와 함께 사용할 수 있다.

상기 수산기를 갖는 실리콘계 비이온성 계면활성제는 이소시아네이트 함유 화합물 및 활성수소화합물과의 상용성이 우수하여 폴리우레탄 기술분야에 널리 사용되고 있는 것이라면 특별히 제한하지 않는다. 상기 수산기를 갖는 실리콘계 비이온성 계면활성제의 시판물질은, 예를 들어, 다우 코닝사의 DOW CORNING 193(실리콘 글리콜 공중합체, 액상; 25 ℃에서의 비중: 1.07; 20 ℃에서의 점성: 465 ㎟/s; 인화점: 92 ℃)(이하, DC-193이라 함) 등이 있다.

상기 수산기를 갖지 않는 실리콘계 비이온성 계면활성제의 시판물질은, 예를 들어, 다우 코닝사의 DOW CORNING 190(실리콘 글리콜 공중합체, 가드너 색수: 2; 25 ℃에서의 비중: 1.037; 25 ℃에서의 점성: 2000 ㎟/s; 인화점: 63 ℃ 이상; Inverse solubility Point(1.0％ water solution): 36 ℃)(이하, DC-190이라 함) 등이 있다.

상기 계면활성제는 상기 우레탄계 프리폴리머 100 중량부를 기준으로 0.2 내지 2 중량부의 양으로 포함될 수 있다. 구체적으로, 상기 계면활성제는 상기 우레탄계 프리폴리머 100 중량부를 기준으로 0.2 내지 1.9 중량부, 0.2 내지 1.8 중량부, 0.2 내지 1.7 중량부, 0.2 내지 1.6 중량부, 또는 0.2 내지 1.5 중량부의 양으로 포함될 수 있다. 상기 범위 내의 함량으로 계면활성제를 포함할 경우, 기상발포제 유래 포어가 몰드 내에서 안정하게 형성 및 유지될 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.

일례로서, 우레탄계 프리폴리머, 황 함유 화합물, 및 발포제는 실질적으로 거의 동시에 혼합 과정에 투입될 수 있으며, 이외에 경화제, 발포제, 반응속도 조절제, 계면활성제 및 불활성 가스를 더 첨가하는 경우, 이들 또한 실질적으로 거의 동시에 혼합 과정에 투입될 수 있다.

다른 예로서, 우레탄계 프리폴리머, 발포제 및 계면활성제는 미리 혼합하고, 이후 황 함유 화합물을 투입하거나, 황 함유 화합물, 경화제, 반응속도 조절제 및 불활성 가스를 함께 투입할 수 있다.

상기 혼합에 있어서, 우레탄계 프리폴리머와 황 함유 혼합물을 혼합하여 반응을 개시시키고, 발포제 및 불활성 가스를 원료 내에 고르게 분산시킬 수 있다. 이때 반응속도 조절제는 반응 초기부터 우레탄계 프리폴리머와 황 함유 화합물의 반응에 개입하여 반응의 속도를 조절할 수 있다. 구체적으로, 상기 혼합은 1,000 내지 10,000 rpm, 또는 4,000 내지 7,000 rpm의 속도로 수행될 수 있다. 상기 속도 범위일 때, 불활성 가스 및 발포제가 원료 내에 고르게 분산되는데 보다 유리할 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 연마패드는 연마층 내 황 함량이 3 중량% 내지 10 중량%로 조절됨으로써, 연마패드의 경도, 고온에서의 열적 특성 및 웨이퍼의 표면 손상을 방지할 수 있으며, 이로 인해 높은 연마율을 제공할 수 있다.

[연마패드의 물성]

일 구현예에 따라 제조된 상기 연마패드의 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, 포어의 상하 부위별 입경 편차를 최소화하면서도 연마패드로서의 기본적 물성을 충분히 발휘할 수 있다.

상기 연마패드의 비중은 0.6 g/㎤ 내지 0.9 g/㎤, 또는 0.7 g/㎤ 내지 0.85 g/㎤일 수 있다.

상기 연마패드의 경도는 30 Shore D 내지 80 Shore D, 40 Shore D 내지 70 Shore D, 50 Shore D 내지 70 Shore D, 40 Shore D 내지 65 Shore D, 50 Shore D 내지 65 Shore D, 50 Shore D 내지 60 Shore D 미만, 53 Shore D 내지 58 Shore D 또는 54 Shore D 내지 58 Shore D 일 수 있다.

상기 연마패드의 인장강도는 5 N/mm² 내지 30 N/mm², 10 N/mm² 내지 25 N/mm², 15 N/mm² 내지 25 N/mm², 또는 19 N/mm² 내지 23 N/mm²일 수 있다.

상기 미세 포어들은 상기 우레탄계 프리폴리머 내에 분산되어 존재한다.

상기 미세 포어들의 수평균 직경은 10 ㎛ 내지 50 ㎛, 20 ㎛ 내지 50 ㎛, 20 ㎛ 내지 40 ㎛, 20 ㎛ 내지 30 ㎛, 또는 30 ㎛ 내지 50 ㎛일 수 있다. 구체적인 일례로서, 상기 미세 포어들은 20 ㎛ 내지 28 ㎛의 수평균 직경을 가질 수 있다.

또한 상기 미세 포어들은 상기 연마패드의 0.3 cm³ 면적당 100 개 내지 500 개, 150 개 내지 500 개, 200 개 내지 450 개 또는 300 개 내지 450 개로 포함될 수 있다.

또한 상기 미세 포어들의 총 면적은 상기 연마패드의 총 면적을 기준으로 30 % 내지 60 %, 35 % 내지 55 %, 또는 40 % 내지 55 %일 수 있다.

또한 상기 연마패드는, 상기 예시된 물성 외에도, 앞서 일 구현예에 따른 조성물이 경화 후에 갖는 물성 및 포어 특성을 동일하게 가질 수 있다.

상기 연마패드의 신율은 50 % 내지 300 %, 80 % 내지 300 %, 80 % 내지 250 %, 75 % 내지 140 %, 75 % 내지 130 %, 80 % 내지 140 % 또는 80 % 내지 130 %일 수 있다.

본 발명의 일 구현예에 따른 상기 연마패드는 19 N/mm² 내지 23 N/mm²의 인장강도, 75 % 내지 140 %의 신율 및 50 Shore D 이상 내지 60 Shore D 미만의 경도를 가질 수 있다.

또한 상기 연마패드의 연마율(removal rate)은 3000 Å/50초 내지 5000 Å/50초, 3000 Å/50초 내지 4800 Å/50초, 4000 Å/50초 내지 5000 Å/50초, 또는 3200 Å/50초 내지 4500 Å/50초, 3200 Å/50초 내지 4200 Å/50초, 또는 3700 Å/50초 내지 4500 Å/50초일 수 있다. 구체적인 일례로서, 상기 연마패드는 3000 Å/50초 내지 4500 Å/50초의 연마율을 가질 수 있다. 상기 연마율은 연마패드의 경화 직후(즉 제조 직후)의 초기 연마율일 수 있다. 초기 연마율이 상기 바람직한 범위 내일 때, 패드 글레이징(pad glazing) 현상을 억제하여, 이후의 반복되는 연마 공정에서 적정 수준의 우수한 연마율을 유지하는데 유리하다.

또한 상기 연마패드의 패드 절삭률(pad cut rate)이 15 ㎛/hr 내지 60 ㎛/hr, 15 ㎛/hr 내지 40 ㎛/hr, 15 ㎛/hr 내지 30 ㎛/hr, 15 ㎛/hr 내지 25 ㎛/hr일 수 있다.

상기 연마패드는 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.

다른 구현예에 따른 연마패드는, 상부 패드 및 하부 패드를 포함하고, 이때 상기 상부 패드가 상기 일 구현예에 따른 연마패드와 동일한 조성 및 물성을 가질 수 있다.

상기 하부 패드는 상기 상부 패드를 지지하면서, 상기 상부 패드에 가해지는 충격을 흡수하고 분산시키는 역할을 한다. 상기 하부 패드는 부직포 또는 스웨이드를 포함할 수 있다.

또한, 상기 상부 패드 및 하부 패드 사이에는 접착층이 삽입될 수 있다.

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.

[반도체 소자의 제조방법]

일 구현예에 따른 반도체 소자의 제조방법은, 상기 일 구현예에 따른 연마패드를 이용하여 웨이퍼의 표면을 연마하는 단계를 포함할 수 있다.

구체적으로, 상기 일 구현예에 따른 연마패드를 정반 상에 접착한 후, 텅스텐 등의 금속을 포함하는 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.

상기 일 구현예에 따른 연마패드는, 연마층 내 황 함량을 조절함으로써, 신율, 경도 및, 상온은 물론 고온에서의 열적 특성 등이 우수할 뿐만 아니라, 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.

[실시예]

이하, 본 발명을 하기 실시예에 의하여 더욱 상세하게 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이들만으로 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

1-1: 우레탄계 프리폴리머의 제조

이소시아네이트 화합물로 톨루엔 디이소시아네이트(TDI), 폴리올로 폴리테트라메틸렌 에테르 글리콜(PTMEG), 디사이클로헥실메탄 디이소시아네이트(H12MDI) 및 디에틸렌글리콜(DEG)를 4구 플라스크에 투입하여 80 ℃에서 3시간 동안 반응시켜 NCO기의 함량이 9.1 중량%인 우레탄계 프리폴리머를 제조하였다.

1-2: 연마패드의 제조

우레탄계 프리폴리머, 황 함유 화합물, 불활성 가스, 고상 발포제 등의 원료를 각각 공급하기 위한 탱크 및 투입 라인이 구비된 캐스팅 장비에서, 앞서 제조된 우레탄계 프리폴리머를 충진하고, 황 함유 화합물로서 3,5-디메틸티오-2,6-디아미노톨루엔(3,5-dimethylthio-2,6-diaminotoluene; DMTDA)을 충진하고, 불활성 가스로는 질소 가스(N₂)를 준비하였다.

상기 우레탄계 프리폴리머 100 중량부에 대하여 고상 발포제(Akzonobel사) 약 1 중량부 및 실리콘계 계면활성제(Evonik사) 약 1 중량부를 각각의 탱크에 충진하였다. 각각의 투입 라인을 통해 원료를 믹싱 헤드(mixing head)에 일정한 속도로 투입하면서 교반하였다. 이때, 상기 황 함유 화합물은 상기 우레탄계 프리폴리머의 이소시아네이트(NCO)기와 상기 황 함유 화합물의 황(S)의 당량비(NCO:S)가 1:1이 되도록 맞추고, 합계 투입량을 10 kg/분의 속도로 유지하였다. 또한, 상기 불활성 가스는 상기 우레탄계 프리폴리머 총 부피를 기준으로 20 부피%로 일정하게 투입하였다. 주입된 원료들은 5,000 rpm의 고속으로 혼합된 후 몰드(가로 1,000 mm, 세로 1,000 mm, 높이 3 mm)에 주입되고, 고상화 시켜 시트 형태의 다공성 폴리우레탄 연마층을 얻었다. 이때, 상기 다공성 폴리우레탄의 밀도가 0.7 내지 0.9 g/㎤이 되도록 하였다.

교반된 원료를 몰드(1,000 mm x 1,000 mm x 3 mm)에 토출하고 반응을 완결하여 고상 케이크 형태의 성형체를 얻었다. 이후 상기 성형체의 상단 및 하단을 각각 0.5 mm 두께만큼씩 절삭하여 두께 2 mm의 상부 패드를 얻었다.

이후 상부 패드에 대해 표면 밀링 및 그루브 형성 공정을 거치고, 핫멜트 접착제에 의해 하부 패드와 적층하여 연마패드를 제조하였다. 이렇게 제조된 연마패드의 연마층 내 황 함량은 4.51 중량%였다.

실시예 2

우레탄계 프리폴리머의 NCO기 및 황 함유 화합물인 3,5-디메틸티오-2,6-디아미노톨루엔의 황(S)의 당량비를 1:0.75로 조절한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로, 연마패드를 제조하였다. 이렇게 제조된 연마패드의 연마층 내 황 함량은 3.86 중량%였다.

실시예 3

우레탄계 프리폴리머의 NCO기 및 황 함유 화합물인 3,5-디메틸티오-2,6-디아미노톨루엔의 황(S)당량비를 1:1.2로 조절한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로, 연마패드를 제조하였다. 이렇게 제조된 연마패드의 연마층 내 황 함량은 6 중량%였다.

비교예 1

우레탄계 프리폴리머의 NCO기 및 황 함유 화합물인 3,5-디메틸티오-2,6-디아미노톨루엔의 황(S)의 당량비를 1:0.5로 조절한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로, 연마패드를 제조하였다. 이렇게 제조된 연마패드의 연마층 내 황 함량은 2.45 중량%였다.

비교예 2

황 함유 화합물인 3,5-디메틸티오-2,6-디아미노톨루엔 대신에 황 미함유 화합물인 4,4'-메틸렌비스(2-클로로아닐린)(MOCA)를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로, 연마패드를 제조하였다. 이렇게 제조된 연마패드의 연마층 내 황 함량은 0 중량%였다.

상기 연마패드의 상부 패드의 구체적인 공정 조건을 하기 표 1에 정리하였다.

구 분		실시예			비교예
		1	2	3	1	2
상 부 패 드	프리폴리머의 NCO기 함량	9.1 중량%
	NCO:S(당량비)	1:1	1:0.75	1:1.2	1:0.5	1:0
	연마층 내 황(S) 함량(중량%)	4.51	3.86	6	2.45	0
	캐스팅 몰드	낱매	낱매	낱매	낱매	낱매
	시트 가공 (캐스팅, 절삭, 그루브)	순차적	순차적	순차적	순차적	순차적
	프리폴리머 중량부	100	100	100	100	100
	계면활성제 중량부	1.0	1.0	1.0	1.0	1.0
	고상발포제 중량부	1.0	1.0	1.0	1.0	1.0

시험예

상기 실시예 1 내지 3, 및 비교예 1 과 2에서 얻은 연마패드를 아래의 항목에 대해 시험하여, 그 결과를 표 2 내지 4, 및 도 1 내지 7에 나타내었다.

(1) 경도

Shore D 경도를 측정하였으며, 다층 연마패드를 2 cm Х 2 cm(두께: 2 mm)의 크기로 자른 후 온도 25 ℃, 30 ℃, 50 ℃ 및 70 ℃, 및 상대습도 50±5 %의 환경에서 16 시간 정치하였다. 이후 경도계(D형 경도계)를 사용하여 다층 연마패드의 경도를 측정하였다.

(2) 비중

연마패드를 4 cm × 8.5 cm의 직사각형(두께: 2 mm)으로 자른 후 온도 23±2 ℃, 습도 50±5 %의 환경에서 16 시간 정치하였다. 비중계를 사용하여 연마패드의 비중을 측정하였다.

(3) 인장강도

연마패드를 4 cm Х 1 cm (두께: 2 mm)로 재단하고, 만능시험계(UTM)를 사용하여 50 mm/분의 속도에서 연마패드의 파단 직전의 최고 강도 값을 측정하였다.

(4) 신율

연마패드를 4 cm Х 1 cm (두께: 2 mm)로 재단하고, 만능시험계(UTM)를 사용하여 50 mm/분의 속도에서 연마패드의 파단 직전의 최대 변형량을 측정한 뒤, 최초 길이 대비 최대 변형량의 비율을 백분율(%)로 나타내었다.

그 결과를 하기 표 2에 정리하였다.

구 분		평가　항목	실시예 1	실시예 2	실시예3	비교예 1	비교예 2
물 성	상부 패드	두께 (mm)	2	2	2	2	2
		경도 (Shore D)	55	54	58	52	60
		비중 (g/cc)	0.8	0.8	0.8	0.8	0.8
		인장강도 (N/mm2)	20.16	19.70	21.1	18.5	21.3
		신율 (%)	97.8	81.9	130	71	102.5
		온도별 경도 (Shore D) (30℃/50℃/70℃)	54.1/52.2/48.8	53.9/51.5/48.5	57.2/54.9/49.5	51.8/49.5/47.3	58.2/54.2/48.8
	하부 패드	경도 (Asker C)	부직포	부직포	부직포	부직포	부직포
		두께 (mm)	1.1	1.1	1.1	1.1	1.1
		경도 (Asker C)	70	70	70	70	70
	적층된 패드	두께 (mm)	3.32	3.32	3.32	3.32	3.32
		압축률 (%)	1.05	1.05	1.05	1.05	1.05

상기 표 2에서 보듯이, 본 발명의 실시예 1 내지 3의 연마패드는 경도가 54 내지 58 Shore D 내외, 인장강도가 19 내지 22 N/mm² 내외, 신율이 80 내지 130 % 내외로 전반적인 물성이 우수함을 확인하였다. 특히, 본 발명의 실시예 1 내지 3의 연마패드는 황 함량에 따라 경도가 달라짐을 확인하였고, 이들의 경도는 각각 55 Shore D, 54 Shore D 및 58 Shore D로 황 함량이 증가할수록 경도가 증가함을 보였다. 이로 인해 실시예 1 내지 3의 연마패드는 CMP 공정 중 웨이퍼에 스크래치 등과 같은 표면 결함 발생을 개선시킬 수 있다.

한편, 황 함량이 낮은 비교예 1의 연마패드의 경도는 52 Shore D로 실시예 1 내지 3의 연마패드에 비해 낮았으며, 비교예 2의 연마패드의 경우 황 미함유 화합물인 4,4'-메틸렌비스(2-클로로아닐린)(MOCA)를 적용하였기 때문에 연마패드를 이루는 수지의 화학적인 경화구조에 전반적으로 다른 영향을 주게 되어 경도가 60 Shore D로 높았고, 온도별 경도에서 30 ℃에서 70 ℃로 온도가 증가함에 따라 경도차이가 약 10 Shore D로 커졌음을 알 수 있다. 이 경우 스크래치 및 표면 결함이 저하될 수 있음을 예측할 수 있다.

(5) 포어 특성

연마패드의 포어를 주사전자현미경(SEM)으로 관찰하여 도 1 내지 4에 나타내었다. 도 1 내지 4에서 확인할 수 있듯이, 실시예 1 및 2의 연마패드의 포어는 비교예 1 및 2에 비해 넓은 면적에 걸쳐 미세하고 균일하게 분포하였다.

또한, SEM 이미지를 바탕으로 포어의 포어 특성을 산출하여 하기 표 3에 정리하였다.

- 수평균 직경 : SEM 이미지 상의 포어 직경의 합을 포어 갯수로 나눈 평균

- 포어 개수 : SEM 이미지 상의 0.3 cm³ 당 존재하는 포어의 개수

- 포어 면적율 : SEM 이미지의 전체 면적 대비 포어만의 면적의 백분율

구 분	실시예 1	실시예 2	실시예 3	비교예 1	비교예 2
수평균 직경 (㎛)	26	27.5	27.7	30.5	22.7
포어 개수 (0.3 cm3 당)	415	383	385	370	412
포어 면적률 (%)	52.75	51.31	52.5	50.56	50.34

상기 표 3에서 보듯이, 실시예 1 내지 3의 연마패드의 포어는 수평균 직경이 20 내지 28 ㎛ 내외임을 확인하였고, 포어 면적률은 51 % 내지 53 % 내외로 비교예 1 및 2에 비해 포어 면적률이 높아졌음을 확인하였다.

(6) 연마율(removal rate)

연마패드 제조 직후의 초기 연마율을 아래와 같이 측정하였다.

직경 300 mm의 실리콘 웨이퍼에 산화규소를 화학기상증착(CVD) 공정에 의해서 증착하였다. CMP 장비에 연마패드를 부착하고, 실리콘 웨이퍼의 산화규소 층이 연마패드의 연마면을 향하도록 설치하였다. 연마패드 상에 하소 세리아 슬러리를 250 mL/분의 속도로 공급하면서, 4.0 psi의 하중 및 150 rpm의 속도로 60초간 산화규소막을 연마하였다. 연마 후 실리콘 웨이퍼를 캐리어로부터 떼어내어, 회전식 탈수기(spin dryer)에 장착하고 증류수로 세정한 후 질소로 15초 동안 건조하였다. 건조된 실리콘 웨이퍼에 대해 광간섭식 두께 측정 장치(SI-F80R, Kyence사)를 사용하여 연마 전후의 막 두께 변화를 측정하였다. 이후 하기 식을 사용하여 연마율을 계산하였다. 그 결과를 도 5에 나타내었다.

연마율(Å/초) = 실리콘 웨이퍼의 연마 두께(Å) / 연마 시간(50초)

도 5에서 보듯이, 실시예 1 내지 실시예 3의 연마패드는 초기 연마율이 3246 Å/50초 내지 4200 Å/50초로 비교예 1 및 2의 연마패드에 비해 현저히 우수함을 알 수 있다. 이에 반해 비교예 1의 연마패드는 2500 Å/50초로 초기 연마율이 실시예 1 내지 3의 연마패드에 비해 과도하게 낮았고, 비교예 2의 연마패드는 실시예의 연마패드와 유사하나, 실시예 1 및 3의 연마패드에 비해 저하됨을 알 수 있다.

(7) 패드 절삭률(pad cut-rate)

연마패드를 10 분 동안 탈이온수로 프리 컨디셔닝한 후, 1 시간 동안 탈이온수를 분사하면서 컨디셔닝하였다. 컨디셔닝 과정에서 변화된 두께를 측정하여 연마패드의 절삭률을 산출하였다. 컨디셔닝에 사용한 장비는 CTS사의 AP-300HM이고, 컨디셔닝 압력은 6 lbf, 회전 속도는 100~110 rpm이고, 컨디셔닝에 사용된 디스크는 새솔 LPX-DS2이었다. 그 결과를 도 6에 나타내었다.

도 6에서 보듯이, 실시예 1 내지 3의 연마패드는 다이아몬드 디스크를 이용한 컨디셔닝 시에 패드 절삭률이 비교예 1 및 2의 연마패드에 비해 현저히 우수하였다. 이에 반해, 비교예 1의 연마패드는 패드 절삭률이 28(㎛/시간)으로 하드 세그먼트의 응집이 증가하여 패드 절삭률이 저조하였다.

(8) 결함 개수

연마패드를 이용하여 상기 (6)과 같은 절차로 CMP 공정을 수행한 후, 결함 검사 장비(AIT XP+, KLA Tencor사)를 이용하여 연마 이후에 웨이퍼 표면 상에 나타나는 돌기(pit)의 개수 및 채터마크(chatter mark)를 측정하였다(조건: threshold 150, die filter threshold 280). 그 결과를 하기 표 4 및 도 7에 나타내었다.

	실시예 1	실시예 2	실시예3	비교예 1	비교예 2
돌기(pit)/잔여	1.5	2	1.5	2.5	4.5
채터마크(chatter mark)	0	0.5	1	0	0.5

상기 표 4 및 도 7에서 보듯이, 채터마크는 실시예와 비교예가 유사하나, 실시예 1 내지 3의 연마패드를 이용하는 경우 웨이퍼 표면 상에 나타나는 돌기(pit)의 개수가 2개 이하인 반면, 비교예 1 및 2의 경우 2개 초과, 구체적으로 2.5 내지 4.5로 실시예 1 내지 3의 연마패드를 이용하는 경우에 비해 2배 이상 증가함을 확인할 수 있다.

Claims (13)

1. 우레탄계 프리폴리머를 포함하는 연마층을 포함하고,
   상기 연마층 내 황 함량이 3 중량% 내지 10 중량%이며,
   상기 우레탄계 프리폴리머가 8 중량% 내지 12 중량%의 이소시아네이트 말단기를 가지며,
   상기 우레탄계 프리폴리머의 이소시아네이트 말단기 및 황 함유 화합물의 S의 당량비가 1 : 0.6 내지 2인, 연마패드.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 연마층 내 황 함량이 3 중량% 내지 8 중량%인, 연마패드.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 연마층 내 황은 황 함유 화합물 및 첨가제로부터 유래된 것인, 연마패드.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 황 함유 화합물이 3,5-디메틸티오-2,6-디아미노톨루엔(3,5-dimethylthio-2,6-diaminotoluene), 2,6-비스(메틸티오)-4-메틸-1,3-벤젠디아민(2,6-bis(methylthio)-4-methyl-1,3-benzenediamine), 몰리브데넘 설파이드(molybdenum sulfide), 니오븀 설파이드(niobium sulfide), 탈크(함수규산 마그네슘), 탄탈럼 설파이드(tantalum　sulfide) 및 텅스텐 디설파이드(tungsten disulfide)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는, 연마패드.
5. 삭제
6. 삭제
7. 제 3 항에 있어서,
   상기 첨가제가 발포제 및 계면활성제로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는, 연마패드.
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 우레탄계 프리폴리머가 1종 이상의 디이소시아네이트 모노머와 1종 이상의 폴리올의 예비중합 반응생성물을 포함하는, 연마패드.
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 연마층이 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 이상을 더 포함하는, 연마패드.
10. 제 1 항에 있어서,
    상기 연마패드가 19 N/mm² 내지 23 N/mm²의 인장강도, 75 % 내지 140 %의 신율 및 50 Shore D 이상 내지 60 Shore D 미만의 경도를 갖는, 연마패드.
11. 제 1 항에 있어서,
    상기 연마패드가 3000 Å/50초 내지 5000 Å/50초의 연마율(removal rate)을 갖는, 연마패드.
12. 우레탄계 프리폴리머를 포함하는 제 1 원료 조성물을 준비하는 단계;
    황 함유 화합물을 포함하는 제 2 원료 조성물을 준비하는 단계;
    발포제를 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 주입하고 경화하여 연마층을 형성하는 단계;를 포함하고,
    상기 연마층 내 황 함량이 3 중량% 내지 10 중량%이며,
    상기 우레탄계 프리폴리머가 8 중량% 내지 12 중량%의 이소시아네이트 말단기를 가지며,
    상기 우레탄계 프리폴리머의 이소시아네이트 말단기 및 황 함유 화합물의 S의 당량비가 1 : 0.6 내지 2인,연마패드의 제조방법.
13. 제 12 항에 있어서,
    상기 우레탄계 프리폴리머가 1종 이상의 디이소시아네이트 모노머와 1종 이상의 폴리올의 예비중합 반응생성물을 포함하는, 연마패드의 제조방법.

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