KR102198769B1 - 연마패드 및 이를 이용한 반도체 소자의 제조방법 - Google Patents
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- H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
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Abstract
구현예는 반도체 소자의 화학적 기계적 평탄화(CMP) 공정에 사용되는 연마패드에 관한 것으로서, 상기 연마패드는 연마층 및 쿠션층을 포함하고, 상기 쿠션층의 식 1로 정의되는 초기 부하 저항률(LR)이 45% 이상이다.
Description
구현예는 반도체 소자의 화학적 기계적 평탄화(CMP) 공정에 사용되는 연마패드에 관한 것이다.
최근 반도체 시장은 더욱 넓어지고 있고, 이와 함께 화학적 기계적 연마패드의 사용도 증가하고 있다. 화학적 기계적 연마패드는 웨이퍼와 같은 반도체 기판 표면을 화학적 기계적으로 연마하는 CMP(Chemical Mechanical Polishing) 공정에 적용되는 연마패드로서 반도체 기판의 결과적인 표면 특성을 결정하는 중요한 공정 요소 중 하나이다.
반도체 제조공정 중 화학적 기계적 평탄화(chemical mechanical planarization, CMP) 공정은, 반도체 기판을 헤드에 부착하고 플래튼(platen) 상에 형성된 연마패드의 표면에 접촉하도록 한 상태에서, 슬러리를 공급하여 반도체 기판 표면을 화학적으로 반응시키면서 플래튼과 헤드를 상대 운동시켜 기계적으로 반도체 기판 표면의 요철부분을 평탄화하는 공정이다.
이러한 CMP 공정 중에 반도체 기판은 연마패드의 표면에 소정의 압력으로 가압된 상태로 연마되며 연마 슬러리도 함께 적용되어 습윤 환경 하에서 연마된다. 따라서, 반도체 기판의 표면 특성을 결정하는 다양한 요소 중에서 연마패드의 압축 특성과 습윤 특성은 매우 중요한 요소 중 하나이다.
이에, 연마층 및 쿠션층의 압축, 습윤 특성과 관련된 물성들을 제어함으로써 CMP 공정의 연마 특성을 향상시키기 위한 연구가 계속적으로 요구되고 있다.
구현예는 산화규소에 대한 연마율 및 연마 평탄도 등 연마 특성이 우수한 연마패드를 제공하고자 한다.
일 구현예에 따른 연마패드는 연마층 및 쿠션층을 포함하고, 상기 쿠션층의 하기 식 1로 정의되는 초기 부하 저항률(LR)이 45% 이상이다.
<식 1> LR (%) = 
X 100
상기 식 1에서,
T1은 무부하 상태의 쿠션층의 두께,
T2는 무부하 상태로부터 30 kPa의 응력 부하를 60초 동안 유지했을 때의 쿠션층의 두께,
T3는 상기 T2 상태로부터 50 kPa의 응력 부하를 60초 동안 유지했을 때의 쿠션층의 두께를 의미한다.
다른 구현예에 따른 반도체 소자의 제조방법은, 연마층 및 쿠션층을 포함하는 연마패드를 준비하는 단계; 및 상기 연마패드의 연마층 표면에 웨이퍼의 표면이 맞닿도록 상대 회전시키면서 상기 웨이퍼의 표면을 연마하는 단계;를 포함하고, 상기 쿠션층의 상기 식 1로 정의되는 초기 부하 저항률(LR)이 45% 이상이다.
구현예에 따른 연마패드는 쿠션층의 저항 특성, 압축 탄성 특성 등의 물성을 제어함으로써 우수한 연마율 및 연마 평탄도를 확보할 수 있다.
따라서 구현예에 따른 연마패드를 이용하면, 피연마체에 스크래치와 같은 결함 발생을 줄일 수 있고, 연마 불균일을 억제하여 연마 정밀도를 개선할 수 있으며, 높은 품질의 반도체 소자를 제공할 수 있다.
도 1은 일 구현예에 따른 반도체 소자 제조 공정의 개략적인 공정도를 도시한 것이다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 구현예에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. 그러나 구현예는 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 본 명세서에서 설명하는 구현예에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 명세서에서 단수 표현은 특별한 설명이 없으면 문맥상 해석되는 단수 또는 복수를 포함하는 의미로 해석된다.
또한, 본 명세서에 기재된 구성성분의 양, 반응 조건 등을 나타내는 모든 숫자 및 표현은 특별한 기재가 없는 한 모든 경우에 "약"이라는 용어로써 수식되는 것으로 이해하여야 한다.
<연마패드>
구현예는 산화규소에 대한 연마율 및 연마 평탄도 등 연마 특성이 우수한 연마패드를 제공한다.
일 구현예에 따른 연마패드는 연마층 및 쿠션층을 포함하고, 상기 쿠션층의 하기 식 1로 정의되는 초기 부하 저항률(LR)이 45% 이상이다.
<식 1> LR (%) = 
X 100
상기 식 1에서,
T1은 무부하 상태의 쿠션층의 두께,
T2는 무부하 상태로부터 30 kPa의 응력 부하를 60초 동안 유지했을 때의 쿠션층의 두께,
T3는 상기 T2 상태로부터 50 kPa의 응력 부하를 60초 동안 유지했을 때의 쿠션층의 두께를 의미한다.
구체적으로, 상기 쿠션층의 초기 부하 저항률(LR)은 50% 이상, 55% 이상, 60% 이상, 65% 이상, 70% 이상, 75% 이상, 45% 내지 98%, 45% 내지 95%, 45% 내지 90%, 50% 내지 90%, 60% 내지 90% 또는 70% 내지 90%일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 초기 부하 저항률(LR)은 약한 힘과 강한 힘을 가했을 때 쿠션층의 두께 변화 정도의 비율을 파라미터로 나타낸 값이다.
초기 부하 저항률(LR)이 상술한 범위를 만족하는 쿠션층이 적용된 연마패드는 피연마체에 발생하는 스크래치를 최소화 하면서, 우수한 연마 성능을 확보할 수 있는 지지력을 가질 수 있다.
만약 상술한 범위를 벗어나는 초기 부하 저항률(LR)을 갖는 쿠션층을 사용한 연마패드의 경우 피연마체에 스크래치가 발생하여 피연마체의 품질이 저하되거나 연마율이 저하될 수 있다.
즉, 상기 쿠션층의 초기 부하 저항률(LR)이 상술한 범위를 만족함으로써, 제조된 연마패드의 경우 피연마체에 발생되는 스크래치를 최소화할 수 있을 뿐만 아니라, 연마율 및 연마 평탄도가 우수하여, 반도체 장치용 실리콘 웨이퍼와 같이 고도의 표면 평탄성이 요구되는 재료를 평탄화 하기에 용이하다.
다른 구현예에 따른 연마패드에 포함된 쿠션층은 하기 식 2로 정의되는 압축 탄성률(CE)이 90% 미만이다.
<식 2> CE (%) = 
X 100
상기 식 2에서,
T2는 무부하 상태로부터 30 kPa의 응력 부하를 60초 동안 유지했을 때의 쿠션층의 두께,
T3는 상기 T2 상태로부터 50 kPa의 응력 부하를 60초 동안 유지했을 때의 쿠션층의 두께,
T4는 상기 T3 상태로부터 응력 부하를 제거하고 60초 동안 방치 후 다시 30 kPa(300 g/cm2)의 응력 부하를 60초 동안 유지했을 때의 쿠션층의 두께를 의미한다.
구체적으로, 상기 쿠션층의 압축 탄성률(CE)은 89.8% 이하, 88% 이하, 80% 이하, 10% 이상 내지 90% 미만, 20% 이상 내지 90% 미만, 30% 이상 내지 90% 미만, 40% 이상 내지 90% 미만, 20% 내지 85%, 20% 내지 80%, 30% 내지 80%, 또는 40% 내지 80%일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 압축 탄성률(CE)은 쿠션층에 강한 힘을 일정 시간 가한 후 회복되는 정도와 관련된 파라미터 값이다.
압축 탄성률(CE)이 상술한 범위를 만족하는 쿠션층이 적용된 연마패드는 피연마체에 발생하는 스크래치를 최소화하면서, 장시간 사용한 후에도 일정 수준 이상의 연마 성능을 확보할 수 있다.
만약 상술한 범위를 벗어나는 압축 탄성률(CE)을 갖는 쿠션층을 사용한 연마패드의 경우 피연마체에 스크래치가 발생하여 피연마체의 품질이 저하되거나 연마 성능이 일정하지 않을 수 있다.
즉, 상기 쿠션층의 압축 탄성률(CE)이 상술한 범위를 만족함으로써, 제조된 연마패드의 경우 피연마체에 스크래치 등의 디펙 발생을 최소화 할 수 있고, 연마 성능을 일정하게 유지시키며, 우수한 연마율 및 연마 평탄도를 확보할 수 있다.
구현예에 따른 연마패드는 연마층을 포함한다.
상기 연마층은 연마 공정에서 반도체 기판에 대면하여 연마를 수행한다.
상기 연마층은 우레탄계 폴리머를 포함할 수 있다. 상기 우레탄계 폴리머는 우레탄계 프리폴리머와 경화제의 경화 반응에 의해 형성된 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 연마층은 우레탄계 프리폴리머, 경화제 및 발포제를 포함하는 조성물의 경화물을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 프리폴리머란, 일반적으로 최종 제품을 성형하기 쉽도록 중합도를 중간 단계에서 중지시킨 비교적 낮은 분자량을 갖는 폴리머를 의미한다. 이러한 프리폴리머는 그 자체로 또는 다른 중합성 화합물과 반응시킨 후 성형할 수 있다.
구체적으로, 상기 우레탄계 프리폴리머는 1 종 이상의 이소시아네이트 화합물 및 1 종 이상의 폴리올의 예비중합 반응생성물을 포함한다. 또한, 상기 우레탄계 프리폴리머는 이소시아네이트 화합물과 폴리올을 반응시켜 제조된 것으로서, 미반응 이소시아네이트기(NCO)를 포함할 수 있다. 상기 이소시아네이트 화합물 및 폴리올 화합물은 우레탄계 폴리머의 제조에 사용 가능한 것이라면 특별히 제한되지 않는다.
상기 프리폴리머의 제조에 사용되는 이소시아네이트 화합물은 톨루엔 디이소시아네이트(toluene diisocyanate, TDI), 나프탈렌-1,5-디이소시아네이트(naphthalene-1,5-diisocyanate), 파라페닐렌 디이소시아네이트(p-phenylene diisocyanate), 토리딘 디이소시아네이트(tolidine diisocyanate), 4,4'-디페닐 메탄 디이소시아네이트(4,4'-diphenyl methane diisocyanate), 헥사메틸렌 디이소시아네이트(hexamethylene diisocyanate, HDI), 디사이클로헥실메탄 디이소시아네이트(dicyclohexylmethane diisocyanate), 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트(methylene diphenyl diisocyanate, MDI), 1-이소시아네이토-4-[(4-이소시아네이토사이클로헥실)메틸]사이클로헥산(1-isocyanato-4-[(4-isocyanatocyclohexyl)methyl]cyclohexan, H12MDI) 및 이소포론 디이소시아네이트(isoporone diisocyanate)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 이소시아네이트일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 상기 프리폴리머의 제조에 사용되는 폴리올은 2개 이상의 하이드록실기를 갖는 화합물을 의미하며, 고분자형 폴리올과 단분자형 폴리올을 포함할 수 있다.
상기 고분자형 폴리올은 예를 들어, 폴리에테르계 폴리올(polyether polyol), 폴리에스테르계 폴리올(polyester polyol), 폴리카보네이트계 폴리올(polycarbonate polyol) 및 폴리카프로락톤계 폴리올(polycaprolactone polyol)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 폴리올일 수 있다. 상기 고분자형 폴리올은 300 내지 3,000 g/mol의 중량평균분자량(Mw)을 가질 수 있다.
또한, 상기 단분자형 폴리올의 예로는 에틸렌글리콜(EG), 디에틸렌글리콜(DEG), 프로필렌글리콜(PG), 프로판디올(PDO) 및 메틸프로판디올(MP-diol)로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 우레탄계 프리폴리머는 6 중량% 내지 12 중량%, 6 중량% 내지 11 중량%, 6 중량% 내지 10 중량% 또는 8 중량% 내지 10 중량%의 이소시아네이트 말단기 함량(NCO%)을 가질 수 있다.
상기 우레탄계 프리폴리머는 300 내지 3,000 g/mol의 범위, 500 내지 2,500 g/mol의 범위 또는 700 내지 2,000 g/mol의 범위의 중량평균분자량(Mw)을 가질 수 있다.
상기 경화제는 아민 화합물 및 알코올 화합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1 종 이상일 수 있다. 구체적으로, 상기 경화제는 방향족 아민, 지방족 아민, 방향족 알콜, 및 지방족 알콜로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 경화제는 4,4'-메틸렌비스(2-클로로아닐린)(MOCA), 디에틸톨루엔디아민(diethyltoluenediamine, DETDA), 비스(4-아미노-3-클로로페닐)메탄(bis(4-amino-3-chlorophenyl)methane, 디아미노디페닐 메탄(diaminodiphenyl methane), 디아미노디페닐 설폰(diaminodiphenyl sulphone), m-자일릴렌 디아민(m-xylylene diamine), 이소포론디아민(isophorone diamine), 에틸렌다이아민(ethylenediamine), 디에틸렌트리아민(diethylenetriamine), 트리에틸렌테트라아민(triethylenetetramine), 폴리프로필렌디아민(polypropylenediamine), 폴리프로필렌트리아민(polypropylenetriamine), 에틸렌글리콜(ethylene glycol), 디에틸렌글리콜(diethyleneglycol), 디프로필렌글리콜(dipropyleneglycol), 부탄디올(butanediol), 헥산디올(hexanediol), 글리세린(glycerine), 및 트리메틸올프로판(trimethylolpropane)으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다.
상기 발포제는 연마패드의 기공 형성에 통상적으로 사용되는 것이라면 특별히 제한하지 않는다. 예를 들어, 상기 발포제는 중공 구조를 가지는 고상 발포제, 휘발성 액체를 이용한 액상 발포제, 및 불활성 가스와 같은 기상 발포제 중에서 선택된 1종 이상일 수 있다. 구체적으로, 상기 발포제가 고상 발포제 및 기상 발포제로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1 종 이상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
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 3.0 중량부의 양으로 사용될 수 있다. 구체적으로, 상기 고상 발포제는 우레탄계 프리폴리머 100 중량부를 기준으로 0.5 중량부 내지 2.5 중량부, 또는 0.8 중량부 내지 2.2 중량부의 양으로 사용될 수 있다.
기상 발포제는 불활성 가스를 포함할 수 있으며, 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 선택된 1종 이상일 수 있다. 구체적으로, 상기 불활성 가스는 질소 가스(N2) 또는 이산화탄소 가스(CO2)일 수 있다.
상기 불활성 가스는 조성물 총 부피의 10% 내지 30%에 해당하는 부피로 투입될 수 있다. 구체적으로, 상기 불활성 가스는 조성물 총 부피의 15% 내지 30%에 해당하는 부피로 투입될 수 있다.
상기 조성물은 선택적으로 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 우레탄계 프리폴리머 100 중량부를 기준으로 0.1 중량부 내지 2.0 중량부의 양으로 포함될 수 있다. 구체적으로, 상기 계면활성제는 우레탄계 프리폴리머 100 중량부를 기준으로 0.2 중량부 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.
상기 연마층의 두께는 특별히 제한되지 않는다. 구체적으로, 상기 연마층의 평균 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 3.0 mm, 1.7 mm 내지 2.7 mm, 또는 2.0 mm 내지 3.5 mm일 수 있다.
상기 연마층의 경도는 30 Shore D 내지 80 Shore D일 수 있다. 구체적으로, 상기 연마층의 경도는 40 Shore D 내지 80 Shore D, 50 Shore D 내지 80 Shore D, 40 Shore D 내지 70 Shore D, 50 Shore D 내지 70 Shore D, 또는 55 Shore D 내지 65 Shore D일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 연마층은 복수의 기공을 포함할 수 있다. 이때, 기공의 평균 크기는 5 ㎛ 내지 50 ㎛이다. 구체적으로, 상기 기공의 평균 크기는 5 ㎛ 내지 40 ㎛, 10 ㎛ 내지 40 ㎛ 또는 10 ㎛ 내지 30 ㎛일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
구현예에 따른 연마패드는 쿠션층을 포함한다.
상기 쿠션층은 연마층을 지지하면서 상기 연마층에 가해지는 충격을 흡수하고 분산시키는 역할을 한다.
상기 쿠션층은 부직포 또는 스웨이드를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
일 구현예에서, 상기 쿠션층은 수지 함침 부직포일 수 있다. 상기 부직포는 폴리에스테르 섬유, 폴리아미드 섬유, 폴리프로필렌 섬유, 폴리에틸렌 섬유 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함하는 섬유 부직포일 수 있다.
상기 부직포에 함침된 수지는 폴리우레탄 수지, 폴리부타디엔 수지, 스티렌-부타디엔 공중합 수지, 스티렌-부타디엔-스티렌 공중합 수지, 아크릴로니트릴-부타디엔 공중합 수지, 스티렌-에틸렌-부타디엔-스티렌 공중합 수지, 실리콘 고무 수지, 폴리에스테르계 엘라스토머 수지, 폴리아미드계 엘라스토머 수지 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기 쿠션층은 상술한 범위의 초기 부하 저항률(LR) 및 압축 탄성률(CE)을 만족한다.
구현예에 따른 연마패드는 쿠션층의 초기 부하 저항률(LR) 및 압축 탄성률(CE)을 상술한 범위 수준으로 제어함으로써 우수한 연마율 및 연마 평탄도를 확보할 수 있다.
상기 쿠션층의 무부하 상태에서의 두께(T1)는 0.5 내지 2.5 mm이다. 구체적으로, 상기 쿠션층의 무부하 상태에서의 두께(T1)는 0.8 내지 2.5 mm, 1.0 내지 2.5 mm, 1.0 내지 2.0 mm, 1.2 내지 1.8 mm 또는 1.2 내지 1.4 mm일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 쿠션층의 초기 부하 저항률(LR) 및 압축 탄성률(CE)은 상기 쿠션층을 이루는 재질 및 조성 뿐만 아니라 상기 쿠션층의 후술되는 기계적 물성, 물리적 구조, 제조 공정 조건, 후가공 처리 조건, 보관/숙성 조건 등을 종합적으로 조절하여 설계될 수 있다.
일 구현예에서, 상기 쿠션층의 경도는 69 내지 80 Asker C, 69 내지 78 Asker C, 또는 69 내지 75 Asker C일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 쿠션층의 밀도는 약 0.1 g/㎤ 내지 약 0.6 g/㎤일 수 있고, 예를 들어, 약 0.1 g/㎤ 내지 약 0.5 g/㎤ 일 수 있고, 예를 들어, 약 0.1 g/㎤ 내지 약 0.4 g/㎤일 수 있고, 예를 들어, 약 0.2 g/㎤ 내지 약 0.4 g/㎤일 수 있다.
상기 쿠션층에 대하여, 초기 두께(D1)를 측정하고, 800 g의 추로 3 분 동안 가압한 후의 두께(D2)를 측정한 후에 1 분의 복원 시간을 가진 후의 두께(D3)를 측정하였다. 이때, 상기 쿠션층의 하기 식 3에 의해 도출된 압축률이 약 5% 내지 약 15%일 수 있고, 예를 들어, 약 8% 내지 약 14%일 수 있고, 예를 들어, 약 10% 내지 약 14%일 수 있다.
<식 3> 압축률(%) = 
X 100
상기 쿠션층에 대하여, 초기 두께(D1)를 측정하고, 800 g의 추로 1 분 동안 가압한 후의 두께(D4)를 측정한 후에 1 분의 복원 시간을 가진 후의 두께(D5)를 측정하였다. 이때, 상기 쿠션층의 하기 식 4에 의해 도출된 탄성률은 약 91% 이하일 수 있고, 예를 들어, 약 65% 내지 약 91% 일 수 있고, 예를 들어, 약 70% 내지 약 91% 일 수 있고, 예를 들어, 약 80% 내지 약 90%일 수 있다.
<식 4> 탄성률(%) = 
X 100
상기 쿠션층이 상기 <식 1>에 의한 초기 부하 저항률 및 상기 <식 2>에 의한 압축 탄성률을 전술한 범위로 만족하면서, 이와 동시에 상기 <식 3>에 의한 압축률 및 <식 4>에 의한 탄성률을 전술한 범위로 만족하는 경우, 이와 함께 상기 연마층을 적층 사용하여 목적하는 연마 성능을 구현할 수 있다. 상기 초기 부하 저항률, 압축 탄성률, 압축률 및 탄성률은 상기 쿠션층을 이루는 재질 및 조성 뿐만 아니라, 상기 쿠션층의 제조 공정 조건, 후가공 처리 조건, 보관/숙성 조건 등을 종합적으로 조절하여 설계될 수 있다.
구현예에 따른 연마패드는 상기 연마층 및 상기 쿠션층 사이에 접착층을 더 포함한다. 상기 접착층은 핫멜트 접착제를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
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.
구현예에 따른 연마패드의 탄성 모듈러스는 80 내지 170 kgf/cm2일 수 있다. 구체적으로, 상기 연마패드의 탄성 모듈러스는 90 내지 170 kgf/cm2 또는 100 내지 170 kgf/cm2일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
구현예에 따른 연마패드는 산화규소(SiOx)에 대해 2700 Å/분 이하의 연마율을 가질 수 있다. 상기 연마율(Å/분)은 실리콘 웨이퍼의 연마 두께(Å)를 연마 시간(분)으로 나누어 구할 수 있다.
구체적으로, 산화규소(SiOx)에 대한 상기 연마패드의 연마율은 100 Å/분 내지 2700 Å/분, 200 Å/분 내지 2700 Å/분, 500 Å/분 내지 2700 Å/분, 700 Å/분 내지 2700 Å/분, 1000 Å/분 내지 2700 Å/분, 1000 Å/분 내지 2600 Å/분, 또는 1000 Å/분 내지 2500 Å/분일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 연마패드의 연마율이 상기 범위를 벗어나는 경우, 피연마체에 스크래치와 같은 결함이 발생하거나 연마 성능이 저하될 수 있다.
또한, 구현예에 따른 연마패드는 산화규소(SiOx)에 대해 5.5% 이하의 대한 연마 평탄도(WIWNU)를 가질 수 있다. 상기 연마 평탄도는 하기 식을 통해 구할 수 있다.
연마 평탄도(%) = (연마된 두께의 표준편차(Å)/평균 연마 두께(Å)) X 100
구체적으로, 산화규소(SiOx)에 대한 상기 연마패드의 연마 평탄도(WIWNU)는 5.5% 이하, 5.4% 이하, 5.3% 이하, 5.2% 이하, 또는 5.0% 이하일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 연마패드의 연마 평탄도가 상기 범위인 경우 고도의 표면 평탄성이 요구되는 피연마체의 표면을 평탄화하기에 용이하고 우수한 품질의 반도체 소자를 제공할 수 있다.
상술한 연마패드의 구성성분 및 물성에 대한 특징들은 서로 조합될 수 있다.
<연마패드 제조방법>
일 구현예에 따른 연마패드의 제조방법은 우레탄계 프리폴리머, 경화제 및 발포제를 순차 또는 동시 혼합하여 조성물을 제조하는 단계; 및 상기 조성물을 금형 내에 주입하여 경화하여 연마층을 형성하는 단계;를 포함한다.
상기 우레탄계 프리폴리머는 1 종 이상의 이소시아네이트 화합물 및 1 종 이상의 폴리올의 예비중합 반응생성물을 포함할 수 있다. 상기 이소시아네이트 화합물 및 폴리올에 대한 설명은 상술한 바와 같다.
또한, 필요에 따라 상기 조성물에 계면활성제를 포함하는 첨가제를 더 첨가할 수 있다. 상기 계면활성제에 대한 설명은 상술한 바와 같다.
일례로서, 우레탄계 프리폴리머, 경화제, 및 발포제는 실질적으로 거의 동시에 혼합 과정에 투입될 수 있으며, 발포제, 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 경화제를 투입하거나, 경화제, 및 불활성 가스를 함께 투입할 수 있다.
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 조성물 내에 고르게 분산되는데 보다 유리할 수 있다.
또한, 상기 조성물을 제조하는 단계는, 50℃ 내지 150℃ 조건에서 수행될 수 있고, 필요에 따라, 진공 탈포 조건 하에서 수행될 수 있다.
상기 조성물을 금형 내에 주입하여 경화하여 연마층을 형성하는 단계는, 60℃ 내지 150℃ 온도 조건 및 50 kg/m2 내지 260 kg/m2 압력 조건 하에서 수행될 수 있다.
또한, 상기 제조방법은, 수득된 연마패드의 표면을 절삭하는 공정, 표면에 그루브를 가공하는 공정, 쿠션층과의 접착 공정, 검사 공정, 포장 공정 등을 더 포함할 수 있다. 이들 공정들은 통상적인 연마패드 제조방법의 방식대로 수행할 수 있다.
상기 전술한 제조방법에 따라 제조된 연마패드에 대한 설명은 상술한 바와 같다.
상기 연마패드는 전술한 제조방법에 따라 제조됨으로써 연마율 및 연마 평탄도에 있어서 우수한 성능을 나타낼 수 있다. 또한, 피연마체에 스크래치와 같은 결함을 최소화할 수 있으며 연마 성능을 일정하게 유지시킬 뿐만 아니라, 연마패드의 수명을 증대시킬 수 있다. 이에, 반도체 장치용 실리콘 웨이퍼와 같이 고도의 표면 평탄성이 요구되는 재료를 평탄화하기에 용이하고, 우수한 품질의 반도체 기판 등의 반도체 소자를 제공할 수 있다.
<반도체 소자의 제조방법>
일 구현예에 따른 반도체 소자의 제조방법은, 상기 일 구현예에 따른 연마패드를 이용하여 반도체 기판의 표면을 연마하는 단계를 포함한다.
구체적으로, 일 구현예에 따른 반도체 소자의 제조방법은, 연마층 및 쿠션층을 포함하는 연마패드를 준비하는 단계; 및 상기 연마패드의 연마층 표면에 웨이퍼의 표면이 맞닿도록 상대 회전시키면서 상기 웨이퍼의 표면을 연마하는 단계;를 포함하고, 상기 쿠션층의 하기 식 1로 정의되는 초기 부하 저항률(LR)은 45% 이상이다.
<식 1> LR (%) = 
X 100
상기 식 1에서,
T1은 무부하 상태의 쿠션층의 두께,
T2는 무부하 상태로부터 30 kPa의 응력 부하를 60초 동안 유지했을 때의 쿠션층의 두께,
T3는 상기 T2 상태로부터 50 kPa의 응력 부하를 60초 동안 유지했을 때의 쿠션층의 두께를 의미한다.
도 1은 일 구현예에 따른 반도체 소자 제조 공정의 개략적인 공정도를 도시한 것이다. 도 1를 참조할 때, 상기 일 구현예에 따른 연마패드(110)를 정반(120) 상에 장착한 후, 반도체 기판(130)을 상기 연마패드(110) 상에 배치한다. 이때, 상기 반도체 기판(130)의 표면은 상기 연마패드(110)의 연마면에 직접 접촉된다. 연마를 위해 상기 연마패드 상에 노즐(140)을 통하여 연마 슬러리(150)가 분사될 수 있다. 상기 노즐(140)을 통하여 공급되는 연마 슬러리(150)의 유량은 약 10 ㎤/분 내지 약 1,000 ㎤/분 범위 내에서 목적에 따라 선택될 수 있으며, 예를 들어, 약 50 ㎤/분 내지 약 500 ㎤/분일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
이후, 상기 반도체 기판(130)과 상기 연마패드(110)는 서로 상대 회전하여, 상기 반도체 기판(130)의 표면이 연마될 수 있다. 이때, 상기 반도체 기판(130)의 회전 방향 및 상기 연마패드(110)의 회전 방향은 동일한 방향일 수도 있고, 반대 방향일 수도 있다. 상기 반도체 기판(130)과 상기 연마패드(110)의 회전 속도는 약 10 rpm 내지 약 500 rpm 범위에서 목적에 따라 선택될 수 있으며, 예를 들어, 약 30 rpm 내지 약 200 rpm 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 반도체 기판(130)은 연마헤드(160)에 장착된 상태로 상기 연마패드(110)의 연마면에 소정의 하중으로 가압되어 맞닿게 한 뒤 그 표면이 연마될 수 있다. 상기 연마헤드(160)에 의하여 상기 반도체 기판(130)의 표면에 상기 연마패드(110)의 연마면에 가해지는 하중은 약 1 gf/㎠ 내지 약 1,000 gf/㎠ 범위에서 목적에 따라 선택될 수 있으며, 예를 들어, 약 10 gf/㎠ 내지 약 800 gf/㎠일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
일 구현예에서, 상기 반도체 소자의 제조 방법은, 상기 연마패드(110)의 연마면을 연마에 적합한 상태로 유지시키기 위하여, 상기 반도체 기판(130)의 연마와 동시에 컨디셔너(270)를 통해 상기 연마패드(110)의 연마면을 가공하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 일 구현예에 따른 연마패드는, 쿠션층의 초기 부하 저항률(LR)을 제어함으로써, 연마율 및 연마평탄도를 향상시킬 수 있으므로, 상기 연마패드를 이용하여 우수한 품질의 반도체 소자를 효율적으로 제조할 수 있다.
상기 내용을 하기 실시예에 의하여 더욱 상세하게 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 실시예의 범위가 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
<실시예>
실시예
1
1-1: 장치의 구성
우레탄계 프리폴리머, 경화제, 불활성 가스 주입 라인 및 반응속도 조절제 주입 라인이 구비된 캐스팅 장비에서, 프리폴리머 탱크에 미반응 NCO를 9.1 중량%로 갖는 프리폴리머 조성물(SKC社)을 충진하고, 경화제 탱크에 비스(4-아미노-3-클로로페닐)메탄(bis(4-amino-3-chlorophenyl)methane, Ishihara社)을 충진하고, 불활성 가스로는 질소(N2)를 준비하였다. 또한, 상기 우레탄계 프리폴리머 100 중량부에 대하여 1 중량부의 고상 발포제(제조사: Akzonobel社) 및 1 중량부의 실리콘계 계면활성제(Evonik社)를 미리 혼합한 후 프리폴리머 탱크에 주입하였다.
1-2: 연마패드의 제조
각각의 투입 라인을 통해 원료를 믹싱헤드에 일정한 속도로 투입하면서 교반하였다. 이때 프리폴리머와 경화제는 1 : 1의 당량비로 투입되었다. 불활성 가스인 질소(N2)를 1 L/min의 속도로 투입하였다. 교반된 원료를 120℃로 예열된 몰드(1,000 mm x 1,000 mm x 3 mm)에 토출하되 10 kg/분의 토출 속도로 주입한 후 120℃에서 캐스팅(casting)하여 성형체를 얻었다. 이후 상기 성형체의 상단 및 하단을 각각 0.5 mm 두께씩 절삭하여 두께 2 mm인 연마층을 얻었다.
또한, 폴리에스테르 섬유 부직포에 폴리우레탄 수지가 함침된 쿠션층으로서 이 중에서도 특히 하기 표 1에 기재된 바와 같은 경도, 두께, 초기 부하 저항률 및 압축 탄성률을 갖는 쿠션층을 선별하여, 상기 연마층과 상기 쿠션층을 핫멜트 접착제를 이용해 부착하여 연마패드를 제조하였다.
실시예
2
상기 실시예 1에서, 하기 표 1에 기재된 바와 같은 경도, 두께, 초기 부하 저항률 및 압축 탄성률을 갖는 쿠션층을 선별하여 이용한 것을 제외하고, 동일한 방법으로 연마패드를 제조하였다.
실시예
3
2-1: 장치의 구성
상기 실시예 1의 캐스팅 장비에서, 상기 불활성 가스 주입 라인을 차단하였다. 프리폴리머 탱크에 9.1 NCO%를 갖는 PUGL-600D(SKC사 제품, 중량평균분자량: 1,500 g/mol)을 충진하고, 경화제 탱크에 4,4'-메틸렌비스(2-클로로아닐린)(TCI (Tokyo Chemical Industry)사 제품)을 충진하였다. 나아가, 상기 우레탄계 프리폴리머 100 중량부에 대하여 2 중량부의 고상 발포제(Akzonobel社)를 미리 혼합한 후 프리폴리머 탱크에 주입하였다.
2-2: 연마패드의 제조
각각의 투입 라인을 통해 원료를 믹싱헤드에 일정한 속도로 투입하면서 교반하였다. 이때 프리폴리머와 경화제는 1 : 1의 당량비로 투입되었다. 교반된 원료를 120℃로 예열된 몰드(1,000 mm x 1,000 mm x 3 mm)에 토출하되 10 kg/분의 토출 속도로 주입한 후 120℃에서 캐스팅(casting)하여 성형체를 얻었다. 이후 상기 성형체의 상단 및 하단을 각각 0.5 mm 두께씩 절삭하여 두께 2 mm의 연마층을 얻었다.
또한, 폴리에스테르 섬유 부직포에 폴리우레탄 수지가 함침된 쿠션층으로서 이 중에서도 특히 하기 표 1에 기재된 바와 같은 경도, 두께, 초기 부하 저항률 및 압축 탄성률을 갖는 쿠션층을 선별하여, 상기 연마층과 상기 쿠션층을 핫멜트 접착제를 이용해 부착하여 연마패드를 제조하였다.
실시예
4
상기 실시예 3에서, 하기 표 1에 기재된 바와 같은 경도, 두께, 초기 부하 저항률 및 압축 탄성률을 갖는 쿠션층을 선별하여 이용한 것을 제외하고, 동일한 방법으로 연마패드를 제조하였다.
비교예
1
상기 실시예 1에서, 하기 표 1에 기재된 바와 같은 경도, 두께, 초기 부하 저항률 및 압축 탄성률을 갖는 쿠션층을 선별하여 이용한 것을 제외하고, 동일한 방법으로 연마패드를 제조하였다.
비교예
2
상기 실시예 3에서, 하기 표 1에 기재된 바와 같은 경도, 두께, 초기 부하 저항률 및 압축 탄성률을 갖는 쿠션층을 선별하여 이용한 것을 제외하고, 동일한 방법으로 연마패드를 제조하였다.
<평가예>
상기 실시예 1 내지 4, 비교예 1 및 2에서 제조된 연마패드에 대하여 하기와 같은 물성을 측정 및 평가하였고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
평가예
1: 경도
쿠션층 샘플을 5 cm Х 5 cm (두께: 표 1에 기재됨)로 재단하고, 온도 25℃에서 12 시간 보관 후 경도계를 이용하여 Asker C 경도를 측정하였다.
평가예
2: 초기 부하 저항률(
%
)
쿠션층 샘플을 5 cm Х 5 cm (두께: 표 1에 기재됨)로 재단하고, 무부하 상태의 쿠션층의 두께를 측정하여 이를 T1(mm)이라 하고, 무부하 상태로부터 30 kPa의 응력 부하를 60초 동안 유지했을 때의 쿠션층의 두께를 측정하여 이를 T2(mm)라 하며, 상기 T2 상태로부터 50 kPa의 응력 부하를 60초 동안 유지했을 때의 쿠션층의 두께를 측정하여 이를 T3(mm)라 한 후, 하기 식 1에 따라 초기 부하 저항률을 계산하였다.
<식 1> LR (%) = 
X 100
평가예
3: 압축 탄성률(
%
)
쿠션층 샘플을 5 cm Х 5 cm (두께: 표 1에 기재됨)로 재단하고, 무부하 상태로부터 30 kPa의 응력 부하를 60초 동안 유지했을 때의 쿠션층의 두께를 측정하여 이를 T2(mm)라 하고, 상기 T2 상태로부터 50 kPa의 응력 부하를 60초 동안 유지했을 때의 쿠션층의 두께를 측정하여 이를 T3(mm)라 하며, 상기 T3 상태로부터 응력 부하를 제거하고 60초 동안 방치 후 다시 30 kPa(300 g/cm2)의 응력 부하를 60초 동안 유지했을 때의 쿠션층의 두께를 측정하여 이를 T4(mm)라 한 후, 하기 식 2에 따라 압축 탄성률을 계산하였다.
<식 2> CE (%) = 
X 100
평가예
4: 탄성
모듈러스
연마패드 샘플을 4 cm x 1 cm (두께: 표 1에 기재됨)로 재단하고, 만능시험계(UTM)를 사용하여 50 mm/분의 속도에서 신율이 70%일 때와 신율이 20%일 때의 선을 연결한 기울기로 나타내어 모듈러스를 측정하였다.
평가예
5: 연마율
CMP 연마 장비를 사용하여, CVD 공정에 의해서 텅스텐(W) 막이 형성된 직경 300 mm의 실리콘 웨이퍼를 설치하였다. 이후 상기 연마패드를 붙인 정반 상에 TEOS-플라즈마 CVD 공정에 의해 산화규소(SiOx) 막이 형성된 직경 300 mm의 실리콘 웨이퍼를 설치하였다. 이후 상기 연마패드를 붙인 정반 상에 실리콘 웨이퍼의 산화규소 막을 아래로 세팅하였다. 이후, 연마 하중이 1.4 psi가 되도록 조정하고 연마패드 상에 하소 실리카 슬러리를 190 ㎖/분의 속도로 투입하면서 정반을 115 rpm으로 60 초간 회전시켜 산화규소 막을 연마하였다. 연마 후 실리콘 웨이퍼를 캐리어로부터 떼어내어, 회전식 탈수기(spin dryer)에 장착하고 정제수(DIW)로 세정한 후 공기로 15 초 동안 건조하였다. 건조된 실리콘 웨이퍼를 광간섭식 두께 측정 장치(제조사: Kyence 사, 모델명: SI-F80R)를 사용하여 연마 전후 두께 차이를 측정하였다. 이후 하기 식을 사용하여 연마율을 계산하였다.
연마율(Å/분) = 실리콘 반도체 기판의 연마 두께(Å) / 연마 시간(분)
평가예
6: 연마 평탄도
상기 연마율 측정과 동일한 방법으로 얻은 산화규소(SiOx) 막이 형성된 실리콘 웨이퍼의 열산화막이 1 ㎛(10,000 Å) 도포된 것을 이용하여 전술한 연마 조건으로 1분 연마한 후, 98곳의 웨이퍼의 면내 막 두께를 측정하여 하기 식을 이용하여 웨이퍼 면내의 연마 평탄도(WIWNU: Within Wafer Non Uniformity)를 측정하였다.
연마 평탄도(%) = (연마된 두께의 표준편차(Å)/평균 연마 두께(Å)) X 100
| 구분 | 쿠션층 | 탄성 모듈러스 |
연마율 | 연마 평탄도 | |||
| 두께 (mm) |
경도 (Asker C) |
초기 부하 저항률(%) | 압축 탄성률(%) | (kgf/cm2) | SiOx (Å/분) |
SiOx (%) |
|
| 실시예 1 | 1.339 | 71.550 | 81.60 | 73.91 | 119.3 | 2486 | 4.8 |
| 실시예 2 | 1.339 | 70.954 | 78.95 | 54.17 | 105.6 | 2348 | 4.9 |
| 실시예 3 | 1.339 | 70.049 | 87.10 | 87.50 | 130.0 | 2273 | 3.0 |
| 실시예 4 | 1.502 | 69.445 | 45.63 | 89.74 | 165.3 | 2645 | 5.2 |
| 비교예 1 | 1.540 | 68.945 | 42.56 | 93.32 | 172.5 | 2751 | 5.8 |
| 비교예 2 | 1.463 | 68.514 | 38.95 | 94.83 | 194.6 | 2864 | 5.6 |
상기 표 1에서 보듯이, 실시예 1 내지 4의 연마패드는 비교예 1 및 2의 연마패드에 비해 연마율 및 연마 평탄도가 우수함을 확인할 수 있었다.
110 : 연마패드 120 : 정반
130 : 반도체 기판 140 : 노즐
150 : 연마 슬러리 160 : 연마헤드
170 : 컨디셔너
130 : 반도체 기판 140 : 노즐
150 : 연마 슬러리 160 : 연마헤드
170 : 컨디셔너
Claims (10)
- 연마층 및 쿠션층을 포함하고,
상기 쿠션층의 하기 식 1로 정의되는 초기 부하 저항률(LR)이 45% 이상이고,
상기 쿠션층의 하기 식 2로 정의되는 압축 탄성률(CE)이 90% 미만이고,
상기 쿠션층의 경도가 69 내지 80 Asker C인, 연마패드:
<식 1> LR (%) =X 100
<식 2> CE (%) =X 100
상기 식 1 및 식 2에서,
T1은 무부하 상태의 쿠션층의 두께,
T2는 무부하 상태로부터 30 kPa의 응력 부하를 60초 동안 유지했을 때의 쿠션층의 두께,
T3는 상기 T2 상태로부터 50 kPa의 응력 부하를 60초 동안 유지했을 때의 쿠션층의 두께,
T4는 상기 T3 상태로부터 응력 부하를 제거하고 60초 동안 방치 후 다시 30 kPa(300 g/cm2)의 응력 부하를 60초 동안 유지했을 때의 쿠션층의 두께를 의미한다.
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 쿠션층의 무부하 상태에서의 두께(T1)가 0.5 내지 2.5 mm인, 연마패드.
- 제1항에 있어서,
탄성 모듈러스가 80 내지 170 kgf/cm2인, 연마패드.
- 제1항에 있어서,
산화규소(SiOx)에 대한 연마율이 2700 Å/분 이하이고,
산화규소(SiOx)에 대한 연마 평탄도(WIWNU)가 5.5% 이하인, 연마패드.
- 제1항에 있어서,
상기 연마층은 우레탄계 프리폴리머, 경화제 및 발포제를 포함하는 조성물의 경화물을 포함하고, 하기 i), ii) 및 iii) 중 적어도 하나를 만족하는, 연마패드:
i) 상기 우레탄계 프리폴리머가 1 종 이상의 이소시아네이트 화합물 및 1 종 이상의 폴리올의 예비중합 반응생성물을 포함함;
ii) 상기 경화제가 아민 화합물 및 알코올 화합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1 종 이상임;
iii) 상기 발포제가 고상 발포제 및 기상 발포제로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1 종 이상임.
- 제1항에 있어서,
상기 쿠션층이 부직포 또는 스웨이드를 포함하는, 연마패드.
- 제1항에 있어서,
상기 연마패드가 상기 연마층 및 상기 쿠션층 사이에 접착층을 더 포함하고,
상기 접착층이 핫멜트 접착제를 포함하는, 연마패드.
- 연마층 및 쿠션층을 포함하는 연마패드를 준비하는 단계; 및
상기 연마패드의 연마층 표면에 웨이퍼의 표면이 맞닿도록 상대 회전시키면서 상기 웨이퍼의 표면을 연마하는 단계;를 포함하고,
상기 쿠션층의 하기 식 1로 정의되는 초기 부하 저항률(LR)이 45% 이상이고,
상기 쿠션층의 하기 식 2로 정의되는 압축 탄성률(CE)이 90% 미만이고,
상기 쿠션층의 경도가 69 내지 80 Asker C인, 반도체 소자의 제조방법:
<식 1> LR (%) =X 100
<식 2> CE (%) =X 100
상기 식 1 및 식 2에서,
T1은 무부하 상태의 쿠션층의 두께,
T2는 무부하 상태로부터 30 kPa의 응력 부하를 60초 동안 유지했을 때의 쿠션층의 두께,
T3는 상기 T2 상태로부터 50 kPa의 응력 부하를 60초 동안 유지했을 때의 쿠션층의 두께,
T4는 상기 T3 상태로부터 응력 부하를 제거하고 60초 동안 방치 후 다시 30 kPa(300 g/cm2)의 응력 부하를 60초 동안 유지했을 때의 쿠션층의 두께를 의미한다.
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200032692A KR102198769B1 (ko) | 2020-03-17 | 2020-03-17 | 연마패드 및 이를 이용한 반도체 소자의 제조방법 |
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