KR102488112B1 - Polishing pad, manufacturing method thereof and preparing method of semiconductor device using the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 연마 속도, 연마 프로파일과 같은 연마 공정에 요구되는 연마 성능을 유지하고, 연마 공정 상에서 웨이퍼에 발생될 수 있는 결함을 최소화하고, 서로 다른 재질의 막질이 동시에 연마 시에도 동등한 수준의 평탄도를 갖도록 연마할 수 있고, CMP 공정 내 연마 패드의 적용 시, 직접적인 연마 테스트 없이 연마 패드의 물성 값을 통해 연마 공정 상의 성능과 더불어 최적의 연마 선택비를 제어하기 위한 연마패드를 판별할 수 있는 연마 패드 및 이의 제조 방법을 제공한다.The present invention maintains the polishing performance required for the polishing process, such as polishing speed and polishing profile, minimizes defects that may occur on the wafer during the polishing process, and achieves the same level of flatness even when different film qualities are polished simultaneously. Polishing that can be polished to have, and when applying the polishing pad in the CMP process, the polishing pad can be determined to control the optimal polishing selectivity along with the performance in the polishing process through the physical property values of the polishing pad without a direct polishing test A pad and a method for manufacturing the same are provided.

Description

연마 패드, 연마 패드의 제조 방법 및 이를 이용한 반도체 소자의 제조 방법{POLISHING PAD, MANUFACTURING METHOD THEREOF AND PREPARING METHOD OF SEMICONDUCTOR DEVICE USING THE SAME}A polishing pad, a method for manufacturing a polishing pad, and a method for manufacturing a semiconductor device using the same

본 발명은 화학적 기계적 평탄화(Chemical Mechanical Planarization, CMP) 공정에 사용되는 연마 패드, 이의 제조 방법 및 이를 이용한 반도체 소자의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a polishing pad used in a chemical mechanical planarization (CMP) process, a method for manufacturing the same, and a method for manufacturing a semiconductor device using the same.

반도체 제조공정 중 화학적 기계적 평탄화(CMP) 공정은, 웨이퍼(wafer)를 헤드에 부착하고 플래튼(platen) 상에 형성된 연마 패드의 표면에 접촉하도록 한 상태에서, 슬러리를 공급하여 웨이퍼 표면을 화학적으로 반응시키면서 플래튼과 헤드를 상대 운동시켜 기계적으로 웨이퍼 표면의 요철부분을 평탄화하는 공정이다.In the chemical mechanical planarization (CMP) process of the semiconductor manufacturing process, a wafer is attached to a head and brought into contact with the surface of a polishing pad formed on a platen, and slurry is supplied to chemically polish the wafer surface. It is a process of mechanically flattening the concavo-convex part of the wafer surface by relatively moving the platen and the head while reacting.

통상적으로, 반도체 소자의 소자 분리막을 형성하는 CMP(Chemical Mechanical Polishing) 공정을 수행하는 경우 산화막과 패드 질화막의 연마 선택비를 증가시키기 위하여 산화막과 패드 질화막간의 연마 속도 차이가 큰 세리아 계열의 고선택도 슬러리를 사용한다. 그러나 세리아 계열의 연마제를 사용하는 경우, 입자간의 응집으로 인하여 침전 현상이 발생하고 이를 방지하기 위하여 기존의 장비대신에 침전을 방지할 수 있는 슬러리 침전 방지 장치를 사용해야 한다는 문제점이 있다.In general, in the case of performing the CMP (Chemical Mechanical Polishing) process for forming an element isolation film of a semiconductor device, in order to increase the 'polishing' selectivity of the oxide film and the 'pad' nitride film, the high selectivity of the ceria series with a large difference in 'polishing' speed between the oxide film and the 'pad' nitride film use a slurry However, when a ceria-based abrasive is used, precipitation occurs due to aggregation between particles, and in order to prevent this, there is a problem that a slurry precipitation prevention device capable of preventing precipitation should be used instead of existing equipment.

또한, 세리아 계열의 연마제를 사용하는 경우, 산화막과 패드 질화막 사이의 연마 선택비를 증가시키는 화합물을 첨가하는데, 이러한 경우 다성분계 슬러리 공급 장치를 필요로 하며 세리아 연마 입자 간의 분산성에도 영향을 주어 슬러리의 수명을 감소시킨다는 문제점이 있다. In addition, in the case of using a ceria-based abrasive, a compound that increases the 'polishing' selectivity between the oxide film and the 'pad' and nitride film is added. There is a problem of reducing the life of the.

이러한 문제를 해결하기 위하여 슬러리 공급 장치의 종단에 세리아 연마제와 추가되는 화합물을 혼합하는 새로운 장치를 추가하는 것이 제안되었으나 이러한 장치를 추가하더라도 연마제와 추가 화합물의 혼합비를 정확하게 제어하거나 유지하기 어렵다는 문제점이 있다.In order to solve this problem, it has been proposed to add a new device for mixing the ceria   abrasive and the added compound at the end of the slurry supply device, but even if this device is added, it is difficult to accurately control or maintain the mixing ratio of the abrasive and the additional compound. .

세리아 계열의 연마제의 경우 산화막에 대한 연마 속도가 실리카 계열의 슬러리에 비하여 느리므로 연마 공정에 필요한 시간이 증가되므로 산화막만 연마되는 제1차 공정에는 실리카 계열의 슬러리를 사용하고, 산화막과 패드 질화막이 동시에 연마되는 제2차 공정에는 세리아 계열의 연마제를 사용하는 방법이 제안되었다. In the case of ceria-based abrasives, the “polishing” speed for the oxide film is slower than that of the silica-based slurry, so the time required for the “polishing” process increases. Therefore, a silica-based slurry is used in the first step in which only the oxide film is polished, and the oxide film and the “pad” nitride film are A method of using a ceria-based abrasive for the second process of polishing at the same time has been proposed.

그러나 이러한 방법은 실리카 계열의 슬러리와 세리아 계열의 연마제간의 pH차이에 의한 응집 등 슬러리간의 기본적인 특성의 차이로 인하여 결함이 발생할 가능성이 높고 서로 다른 플래튼(platen)에서 서로 다른 헤드를 사용하여 연마 공정을 수행하여야 하므로 공정이 복잡해지고 2개의 장비를 이용해야 한다는 문제점이 있다.However, this method is highly likely to cause defects due to differences in basic characteristics between the slurries, such as aggregation due to a pH difference between the silica-based slurry and the ceria-based abrasive. Since the process has to be performed, there is a problem in that the process is complicated and two pieces of equipment must be used.

결과적으로, 슬러리 내 연마제의 종류에 따라 선택비의 조절이 용이하지 않은 문제가 있어 이를 해결하기 위해, 슬러리에 포함되는 연마제에 영향을 받지 않고도, 높은 연마 선택비를 나타낼 수 있는 연마 패드에 대한 개발이 필요하다.As a result, there is a problem that it is not easy to adjust the selectivity depending on the type of abrasive in the slurry. In order to solve this problem, development of a polishing pad capable of exhibiting a high polishing selectivity without being affected by the abrasive contained in the slurry need this

본 발명의 목적은 연마 패드 및 이의 제조 방법을 제공하는 것이다. An object of the present invention is to provide a polishing pad and a manufacturing method thereof.

본 발명의 다른 목적은 연마 속도, 연마 프로파일과 같은 연마 공정에 요구되는 연마 성능을 유지하고, 연마 공정 상에서 웨이퍼에 발생될 수 있는 결함을 최소화하고, 서로 다른 재질의 막질이 동시에 연마 시에도 동등한 수준의 평탄도를 갖도록 연마할 수 있는 연마 패드 및 이의 제조 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to maintain the polishing performance required for the polishing process, such as polishing speed and polishing profile, to minimize defects that may occur on the wafer during the polishing process, and to achieve an equal level even when film qualities of different materials are simultaneously polished. An object of the present invention is to provide a polishing pad that can be polished to have a flatness of , and a manufacturing method thereof.

본 발명의 다른 목적은 CMP 공정 내 연마 패드의 적용 시, 직접적인 연마 테스트 없이 연마 패드의 물성 값을 통해 연마 공정 상의 성능과 더불어 최적의 연마 선택비를 제어하기 위한 연마패드를 판별할 수 있는 연마 패드 및 이의 제조 방법을 제공할 수 있다. Another object of the present invention is to determine the polishing pad for controlling the optimal polishing selectivity along with the performance in the polishing process through the physical property values of the polishing pad without direct polishing tests when the polishing pad is applied in the CMP process. and a manufacturing method thereof.

본 발명의 다른 목적은 연마 패드를 적용한 반도체 소자의 제조 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor device using a polishing pad.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 연마패드는 연마층을 포함하고, 하기 식 1에 따른 값이 0.6 내지 1이다:In order to achieve the above object, a polishing pad according to an embodiment of the present invention includes a polishing layer, and has a value of 0.6 to 1 according to Equation 1 below:

[식 1][Equation 1]

Figure 112020118984827-pat00001
Figure 112020118984827-pat00001

상기 H는 상기 연마층의 연마면의 표면 경도(shore D)이고, The H is the surface hardness (shore D) of the polished surface of the polishing layer,

상기 M은 상기 연마층의 탄성 모듈러스(N/mm2)이고,The M is the modulus of elasticity (N/mm 2 ) of the polishing layer,

상기 E는 상기 연마층의 신율(%)이다.E is the elongation (%) of the polishing layer.

본 발명의 다른 일 실시예에 따른 연마패드의 제조 방법은 ⅰ) 프리폴리머 조성물을 제조하는 단계; ⅱ) 상기 프리폴리머 조성물, 발포제 및 경화제를 포함하는 연마층 제조용 조성물을 제조하는 단계; 및 ⅲ) 상기 연마층 제조용 조성물을 경화하여 연마층을 제조하는 단계;를 포함하며, 상기 연마층은 하기 식 1에 따른 값이 0.6 내지 1이다:A method for manufacturing a polishing pad according to another embodiment of the present invention includes the steps of i) preparing a prepolymer composition; ii) preparing a composition for preparing an abrasive layer including the prepolymer composition, a foaming agent, and a curing agent; and iii) preparing an abrasive layer by curing the composition for preparing an abrasive layer, wherein the abrasive layer has a value of 0.6 to 1 according to Equation 1 below:

[식 1][Equation 1]

Figure 112020118984827-pat00002
Figure 112020118984827-pat00002

상기 H는 상기 연마층의 연마면의 표면 경도(shore D)이고, The H is the surface hardness (shore D) of the polished surface of the polishing layer,

상기 M은 상기 연마층의 탄성 모듈러스(N/mm2)이고,The M is the modulus of elasticity (N/mm 2 ) of the polishing layer,

상기 E는 상기 연마층의 신율(%)이다.E is the elongation (%) of the polishing layer.

본 발명의 다른 일 실시예에 따른 반도체 소자의 제조 방법은 1) 연마층을 포함하는 연마패드를 제공하는 단계; 및 2) 상기 연마층의 연마면에 반도체 기판의 피연마면이 맞닿도록 상대 회전시키면서 상기 반도체 기판을 연마시키는 단계;를 포함하고, 상기 연마층은 하기 식 1에 따른 값이 0.6 내지 1이다:A method of manufacturing a semiconductor device according to another embodiment of the present invention includes the steps of: 1) providing a polishing pad including a polishing layer; and 2) polishing the semiconductor substrate while relatively rotating the polished surface of the semiconductor substrate so that the polished surface of the polishing layer comes into contact with the polished surface, wherein the polishing layer has a value of 0.6 to 1 according to Equation 1 below:

[식 1][Equation 1]

Figure 112020118984827-pat00003
Figure 112020118984827-pat00003

상기 H는 상기 연마층의 연마면의 표면 경도(shore D)이고, The H is the surface hardness (shore D) of the polished surface of the polishing layer,

상기 M은 상기 연마층의 탄성 모듈러스(N/mm2)이고,The M is the modulus of elasticity (N/mm 2 ) of the polishing layer,

상기 E는 상기 연마층의 신율(%)이다.E is the elongation (%) of the polishing layer.

본 발명의 연마패드는 연마 속도, 연마 프로파일과 같은 연마 공정에 요구되는 연마 성능을 유지하고, 연마 공정 상에서 웨이퍼에 발생될 수 있는 결함을 최소화하고, 서로 다른 재질의 막질이 동시에 연마 시에도 동등한 수준의 평탄도를 갖도록 연마할 수 있고, CMP 공정 내 연마 패드의 적용 시, 직접적인 연마 테스트 없이 연마 패드의 물성 값을 통해 연마 공정 상의 성능과 더불어 최적의 연마 선택비를 제어하기 위한 연마패드를 판별할 수 있다.The polishing pad of the present invention maintains the polishing performance required for the polishing process, such as polishing speed and polishing profile, minimizes defects that may occur on the wafer during the polishing process, and has the same level even when film qualities of different materials are simultaneously polished. When the polishing pad is applied in the CMP process, it is possible to determine the polishing pad to control the optimal polishing selectivity along with the performance in the polishing process through the physical property values of the polishing pad without direct polishing tests. can

또한, 연마 패드를 적용한 반도체 소자의 제조 방법을 제공할 수 있다.In addition, a method of manufacturing a semiconductor device using the polishing pad can be provided.

도 1는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제조 공정의 개략적인 공정도이다.1 is a schematic process diagram of a semiconductor device manufacturing process according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 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 so that those skilled in the art can easily implement the present invention. However, the present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein.

본 발명에서 사용되는 성분, 분자량과 같은 특성, 반응 조건 등의 양을 표현하는 수는 모든 사례에서 용어 "약"으로 수식되는 것으로 이해되어야 한다. It should be understood that numbers expressing quantities of components, properties such as molecular weight, reaction conditions, etc., used in the present invention are modified by the term "about" in all cases.

본 발명에서 달리 기술되지 않는다면, 모든 백분율, 부, 비 등의 중량 기준이다. Unless otherwise stated herein, all percentages, parts, ratios, etc. are by weight.

본 발명에서 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 추가로 포함할 수 있는 것을 의미한다. In the present invention, when "comprising", this means that other components may be additionally included without excluding other components unless otherwise stated.

본 발명에서 "복수의"는 하나 초과를 지칭한다. As used herein, "plurality" refers to more than one.

본 발명의 일 실시예에 따른 연마패드는 연마층을 포함하고, 하기 식 1에 따른 값이 0.6 내지 1인 것을 특징으로 한다:A polishing pad according to an embodiment of the present invention includes a polishing layer, and is characterized in that a value according to Equation 1 is 0.6 to 1:

[식 1][Equation 1]

Figure 112020118984827-pat00004
Figure 112020118984827-pat00004

상기 H는 상기 연마층의 연마면의 표면 경도(shore D)이고, The H is the surface hardness (shore D) of the polished surface of the polishing layer,

상기 M은 상기 연마층의 탄성 모듈러스(N/mm2)이고,The M is the modulus of elasticity (N/mm 2 ) of the polishing layer,

상기 E는 상기 연마층의 신율(%)이다.E is the elongation (%) of the polishing layer.

또한, 본 발명의 연마층은 하기 식 2에 따른 값이 0.6 내지 1일 수 있다:In addition, the polishing layer of the present invention may have a value of 0.6 to 1 according to Equation 2 below:

[식 2][Equation 2]

Figure 112020118984827-pat00005
Figure 112020118984827-pat00005

여기서, here,

H, M 및 E는 상기 식 1에서 정의한 바와 같다.H, M and E are as defined in Formula 1 above.

상기 연마층은 우레탄계 프리폴리머, 경화제 및 발포제를 포함하는 조성물을 경화시킨 경화물을 포함하며, 상기 우레탄계 프리폴리머는, 폴리올, 이소시아네이트를 반응시켜 제조될 수 있다. The polishing layer includes a cured product obtained by curing a composition including a urethane-based prepolymer, a curing agent, and a foaming agent, and the urethane-based prepolymer may be prepared by reacting a polyol and an isocyanate.

상기 연마층의 제조 시 포함될 수 있는 경화제 종류 및 함량 등에 의하여 경화제의 아민기(-NH2) 및 알코올기(-OH)와 같은 경화 반응기 및 프리폴리머의 이소시아네이트기(-NCO)의 당량이 결정되고, 몰드의 성형 온도에 따라 경화 속도 및 화학적 반응의 순차적 순서가 결정된다. The equivalent of curing reactive groups such as an amine group (-NH 2 ) and an alcohol group (-OH) of the curing agent and an isocyanate group (-NCO) of the prepolymer are determined according to the type and content of the curing agent that may be included in the preparation of the polishing layer, The molding temperature of the mold determines the cure rate and the sequential sequence of chemical reactions.

상기 이러한 요소들에 의하여 연마패드의 최종적인 우레탄계 경화 구조가 결정된다. 상기 최종적인 우레탄계 경화 구조에 의해, 연마층의 물리적/기계적 물성인 경도, 탄성 모듈러스 및 신율 등으로 특성으로 발현될 수 있다. The final urethane-based curing structure of the polishing pad is determined by these factors. By the final urethane-based curing structure, physical/mechanical properties of the polishing layer, such as hardness, elastic modulus, and elongation, may be expressed as characteristics.

특히, 본 발명의 연마층은 경도, 탄성 모듈러스 및 신율에 의한 상기 식 1에 따른 값이 0.6 내지 1인 경우, 산화막 및 질화막 함유의 연마 대상의 연마 성능 중 특히 연마 선택비를 제어할 수 있다. In particular, when the value according to Equation 1 according to the hardness, elastic modulus and elongation of the polishing layer of the present invention is 0.6 to 1, the polishing selectivity among the polishing performance of the polishing object containing the oxide film and the nitride film can be particularly controlled.

일반적으로 산화물층에 대한 질화물층의 연마 선택비는 디싱(Dishing) 현상의 방지와 더불어, 웨이퍼에 발생될 수 있는 결함을 최소화할 수 있도록 조절되어야 한다. In general, the polishing selectivity of the nitride layer to the oxide layer should be adjusted to prevent dishing and to minimize defects that may occur on the wafer.

산화물층에 대한 질화물층의 연마 선택비가 작은 경우에는 인접한 질화물층 패턴의 손실로 인하여 산화물층이 과잉 제거되는 디싱(dishing) 현상이 발생되어 균일한 표면 평탄화를 달성할 수 없다는 문제가 있다.When the polishing selectivity of the nitride layer to the oxide layer is small, a dishing phenomenon occurs in which the oxide layer is excessively removed due to the loss of the pattern of the adjacent nitride layer, resulting in a problem in that uniform surface planarization cannot be achieved.

또한, 산화물층에 대한 질화물층의 연마 선택비가 큰 경우에는 상층이 과도하게 제거되어 우묵하게 들어가는 현상(recess)이 생기고, 절연층 혹은 배리어층이 연마입자의 물리적인 작용에 의해 무너지는 현상(erosion)이 심화될 수 있다. In addition, when the polishing selectivity of the nitride layer to the oxide layer is high, the upper layer is excessively removed and recesses occur, and the insulating layer or barrier layer collapses due to the physical action of the abrasive particles (erosion). ) can be intensified.

즉, 본 발명의 연마 패드는 산화막 및 질화막에 대한 연마 선택비를 일정 범위로 제어하여, 반도체 기판 내 대상 막질에 대한 표면 평탄화를 달성하는 것을 특징으로 한다. That is, the polishing pad of the present invention is characterized by achieving surface planarization of a target film quality in a semiconductor substrate by controlling the polishing selectivity with respect to an oxide film and a nitride film within a certain range.

상기 식 1 및 식 2는 경도, 탄성 모듈러스 및 신율에 대한 가중치를 한정하고 이에 따른 값을 계산한 것으로, 상기 식에 따른 경도, 탄성 모듈러스 및 신율 간의 관계를 통해, 연마 패드의 산화막(Oxide) 및 질화막(Nitride)의 연마 선택비(Ox RR/Nt RR)를 조절할 수 있다. Equations 1 and 2 define weights for hardness, elastic modulus, and elongation, and calculate values accordingly. Through the relationship between hardness, elastic modulus, and elongation according to the above equation, oxide and The polishing selectivity (Ox RR/Nt RR) of the nitride film can be adjusted.

즉, 연마층은 우레탄계 프리 폴리머를 포함하는 것으로, 우레탄계 프리폴리머의 경화 구조에 의해, 경도, 탄성 모듈러스 및 신율의 물리적/기계적인 특징에 영향을 미치게 된다. That is, the polishing layer includes a urethane-based prepolymer, and physical/mechanical characteristics of hardness, elastic modulus, and elongation are affected by the curing structure of the urethane-based prepolymer.

상기 연마층의 물리적/기계적 물성은 연마 패드를 연마 공정에 적용 시, 연마율에 직접적으로 영향을 미치는 요소에 해당되는 것으로, 경도, 탄성 모듈러스 및 신율의 차이로 인해 대상 막에 대한 연마율에 차이가 나타나게 된다. The physical/mechanical properties of the polishing layer correspond to factors that directly affect the polishing rate when the polishing pad is applied to the polishing process, and the polishing rate for the target film is different due to differences in hardness, elastic modulus, and elongation. will appear

상기 연마율을 조절하는 것은 앞서 설명한 바와 같이, 대상막질이 산화물층 및 질화물층인 경우, 각 대상막질에 대한 연마율을 미세하게 조정함으로써, 결함 발생을 방지할 수 있다고 할 것이다. Regarding the polishing rate, as described above, when the target film quality is an oxide layer or a nitride layer, the occurrence of defects can be prevented by finely adjusting the polishing rate for each target film quality.

연마층의 물리적/기계적 특성 중 경도, 탄성 모듈러스 및 신율은 대상막질의 연마율에 영향을 미치는 중요한 요소로, 경도, 탄성 모듈러스 및 신율의 값이 특정 연마율을 나타낼 수 있도록 조화되어야 원하는 연마 성능의 발휘가 가능하다고 할 것이다. Among the physical/mechanical properties of the abrasive layer, hardness, elastic modulus and elongation are important factors that affect the polishing rate of the target film. I would say it is feasible.

이에, 본 발명에서는 상기 식 1 및 식 2와 같이 경도, 탄성 모듈러스 및 신율에 대한 가중치를 부여하고, 이에 대한 값을 특정하여, 산화막 및 질화막에 대한 연마 선택비를 조절하여, 우수한 연마 성능을 발휘할 수 있다. Therefore, in the present invention, as shown in Equations 1 and 2, weights are given to hardness, elastic modulus, and elongation, and values are specified to adjust the polishing selectivity for oxide and nitride films, thereby exhibiting excellent polishing performance. can

또 다른 구현예로, CMP 연마 공정 상에서, 연마 패드의 적용은 연마 테스트를 통해 연마 선택비가 공정에 적합한 것인지의 확인이 필요하다. In another embodiment, in the CMP polishing process, application of the polishing pad requires confirmation of whether the polishing selectivity is suitable for the process through a polishing test.

구체적으로, CMP 연마 공정 상에서 산화막(Oxide) 및 질화막(Nitride)에 대한 연마 속도의 확인이 필요한데, 해당 연마 속도의 확인은, 직접적인 연마 테스트를 통해 확인되는 수치를 통해서만 가능하였다. Specifically, it is necessary to confirm the polishing rate for oxide and nitride in the CMP polishing process, and the confirmation of the corresponding polishing rate was possible only through numerical values confirmed through direct polishing tests.

다만, 본 발명의 연마 패드와 같이, 상기 연마면의 경도, 탄성 모듈러스 및 신율에 대한 물성 값을 확인하고, 이를 상기 식 2 또는 식 3에 대입하여, 값을 도출하면, 산화막(Oxide) 및 질화막(Nitride)에 대한 연마 선택비의 예상 수치가 도출될 수 있어, 연마 테스트 없이 연마 패드의 사용을 가능하게 할 것이다.However, like the polishing pad of the present invention, if the values of the hardness, elastic modulus and elongation of the polishing surface are checked, and the values are derived by substituting them into Equation 2 or 3, the oxide and nitride films An estimated value of the polishing selectivity to (Nitride) can be derived, which will allow use of the polishing pad without polishing tests.

본 발명의 연마 패드는 산화막(Oxide) 및 질화막(Nitride)의 연마 선택비(Ox RR/Nt RR)가 25 내지 40 또는 30 내지 35인 것을 특징으로 한다. The polishing pad of the present invention is characterized in that the polishing selectivity (Ox RR/Nt RR) of an oxide film and a nitride film is 25 to 40 or 30 to 35.

상기 연마 선택비는, 산화막 및 질화막에 대한 연마율을 측정하여 계산된 것이다. The polishing selectivity is calculated by measuring the polishing rate of the oxide film and the nitride film.

구체적으로 상기 산화막에 대한 연마율은 산화규소(SiOx) 막이 증착된 직경이 300mm인 실리콘 웨이퍼를 이용하며, 연마 하중이 1.4psi이고, 세리아 슬러리를 190㎖/분의 속도로 연마면으로 투입하며, 연마패드가 장착된 정반을 115 rpm의 속도로 회전하며, 60초 동안 산화규소막을 연마한 후, 두께를 측정하여, 연마 전과의 두께 차이를 이용하여 연마율을 계산하였다.Specifically, the polishing rate for the oxide film uses a silicon wafer having a diameter of 300 mm on which a silicon oxide (SiOx) film is deposited, a polishing load of 1.4 psi, and a ceria slurry at a rate of 190 ml / min. The surface plate equipped with the polishing pad was rotated at a speed of 115 rpm, and the silicon oxide film was polished for 60 seconds, and then the thickness was measured and the polishing rate was calculated using the thickness difference before polishing.

상기 질화막에 대한 연마율은 SiN 막이 증착된 직경이 300mm인 실리콘 웨이퍼를 이용하며, 연마 하중이 1.4psi이고, 세리아 슬러리를 190㎖/분의 속도로 연마면으로 투입하며, 연마패드가 장착된 정반을 115 rpm의 속도로 회전하며, 60초 동안 SiN 막을 연마한 후, 두께를 측정하여, 연마 전과의 두께 차이를 이용하여 연마율을 계산하였다. The polishing rate for the nitride film uses a silicon wafer having a diameter of 300 mm on which a SiN film is deposited, a polishing load of 1.4 psi, a ceria slurry is injected into the polishing surface at a rate of 190 ml / min, and a polishing plate equipped with a polishing pad was rotated at a speed of 115 rpm, and after polishing the SiN film for 60 seconds, the thickness was measured, and the polishing rate was calculated using the thickness difference before polishing.

일 실시예에서, 상기 연마층은 우레탄계 프리폴리머, 경화제 및 발포제를 포함하는 조성물로부터 형성된 경화물을 포함하는 연마층을 포함할 수 있다. In one embodiment, the polishing layer may include a polishing layer including a cured product formed from a composition including a urethane-based prepolymer, a curing agent, and a foaming agent.

상기 조성물에 포함되는 각 성분을 이하에 구체적으로 설명한다.Each component included in the composition is specifically described below.

'프리폴리머(prepolymer)'란 경화물 제조에 있어서, 성형하기 쉽도록 중합도를 중간 단계에서 중지시킨 비교적 낮은 분자량을 갖는 고분자를 의미한다. 프리폴리머는 그 자체로 또는 다른 중합성 화합물과 반응시킨 후 최종 경화물로 성형될 수 있다. A 'prepolymer' refers to a polymer having a relatively low molecular weight in which the degree of polymerization is stopped at an intermediate stage so as to facilitate molding in the production of a cured product. The prepolymer may be molded into the final cured product either as such or after reacting with other polymeric compounds.

일 구현예에서, 상기 우레탄계 프리폴리머는 이소시아네이트 화합물과 폴리올을 반응시켜 제조될 수 있다. In one embodiment, the urethane-based prepolymer may be prepared by reacting an isocyanate compound with a polyol.

상기 우레탄계 프리폴리머의 제조에 사용되는 이소시아네이트 화합물은, 방향족 디이소시아네이트, 지방족 디이소시아네이트, 지환족 디이소시아네이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 사용할 수 있다. As the isocyanate compound used in the preparation of the urethane-based prepolymer, one selected from the group consisting of aromatic diisocyanates, aliphatic diisocyanates, alicyclic diisocyanates, and combinations thereof may be used.

상기 이소시아네이트 화합물은, 예를 들어, 2,4-톨루엔디이소시아네이트(2,4-toluenediisocyanate, 2,4-TDI), 2,6-톨루엔디이소시아네이트(2,6-toluenediisocyanate, 2,6-TDI) 나프탈렌-1,5-디이소시아네이트(naphthalene-1,5-diisocyanate), 파라-페닐렌디이소시아네이트(p-phenylenediisocyanate), 토리딘디이소시아네이트(tolidinediisocyanate), 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트(4,4'-diphenylmethanediisocyanate), 헥사메틸렌디이소시아네이트(hexamethylenediisocyanate), 디사이클로헥실메탄디이소시아네이트(dicyclohexylmethanediisocyanate), 이소포론디이소시아네이트(isoporone diisocyanate) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다.The isocyanate compound is, for example, 2,4-toluenediisocyanate (2,4-TDI), 2,6-toluene diisocyanate (2,6-toluenediisocyanate, 2,6-TDI) Naphthalene-1,5-diisocyanate, p-phenylenediisocyanate, tolidinediisocyanate, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate (4,4 It may include one selected from the group consisting of '-diphenylmethanediisocyanate), hexamethylenediisocyanate, dicyclohexylmethanediisocyanate, isoporone diisocyanate, and combinations thereof.

'폴리올'이란 분자 당 히드록시기(-OH)를 적어도 2 이상 포함하는 화합물을 의미한다. 상기 폴리올은 예를 들어, 폴리에테르계 폴리올(polyether polyol), 폴리에스테르계 폴리올(polyester polyol), 폴리카보네이트계 폴리올(polycarbonate polyol), 아크릴계 폴리올(acryl polyol) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다. 'Polyol' refers to a compound containing at least two hydroxyl groups (-OH) per molecule. The polyol is, for example, one selected from the group consisting of polyether polyol, polyester polyol, polycarbonate polyol, acryl polyol, and combinations thereof. can include

상기 폴리올은 예를 들어, 폴리테트라메틸렌에테르글리콜, 폴리프로필렌에테르글리콜, 에틸렌 글리콜, 1,2-프로필렌 글리콜, 1,3- 프로필렌 글리콜, 1,2-부탄디올, 1,3-부탄디올, 2-메틸-1,3-프로판디올, 1,4-부탄디올, 네오펜틸 글리콜, 1,5-펜탄디올, 3-메틸-1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 디에틸렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 트리프로필렌 글리콜 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다.The polyol is, for example, polytetramethylene ether glycol, polypropylene ether glycol, ethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-propylene glycol, 1,2-butanediol, 1,3-butanediol, 2-methyl -1,3-propanediol, 1,4-butanediol, neopentyl glycol, 1,5-pentanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, diethylene glycol, dipropylene glycol , tripropylene glycol, and combinations thereof.

상기 폴리올은 약 100g/mol 내지 약 3,000g/mol의 중량평균분자량(Mw)을 가질 수 있다. 상기 폴리올은 예를 들어, 약 100g/mol 내지 약 3,000g/mol, 예를 들어, 약 100g/mol 내지 약 2,000g/mol, 예를 들어, 약 100g/mol 내지 약 1,800g/mol의 중량평균분자량(Mw)을 가질 수 있다.The polyol may have a weight average molecular weight (Mw) of about 100 g/mol to about 3,000 g/mol. The polyol may have a weight average of, for example, from about 100 g/mol to about 3,000 g/mol, such as from about 100 g/mol to about 2,000 g/mol, such as from about 100 g/mol to about 1,800 g/mol. It may have a molecular weight (Mw).

일 구현예에서, 상기 폴리올은 중량평균분자량(Mw)이 약 100g/mol 이상, 약 300g/mol 미만인 저분자량 폴리올 및 중량평균분자량(Mw)이 약 300g/mol 이상, 약 1800g/mol 이하인 고분자량 폴리올을 포함할 수 있다.In one embodiment, the polyol is a low molecular weight polyol having a weight average molecular weight (Mw) of about 100 g/mol or more and less than about 300 g/mol and a high molecular weight polyol having a weight average molecular weight (Mw) of about 300 g/mol or more and about 1800 g/mol or less. may contain polyols.

상기 우레탄계 프리폴리머는 약 500g/mol 내지 약 3,000g/mol의 중량평균분자량(Mw)을 가질 수 있다. 상기 우레탄계 프리폴리머는 예를 들어, 약 600g/mol 내지 약 2,000g/mol, 예를 들어, 약 800g/mol 내지 약 1,000g/mol의 중량평균분자량(Mw)을 가질 수 있다.The urethane-based prepolymer may have a weight average molecular weight (Mw) of about 500 g/mol to about 3,000 g/mol. The urethane-based prepolymer may have a weight average molecular weight (Mw) of, for example, about 600 g/mol to about 2,000 g/mol, for example, about 800 g/mol to about 1,000 g/mol.

일 구현예에서, 상기 우레탄계 프리폴리머를 제조하기 위한 이소시아네이트 화합물은 방향족 디이소시아네이트 화합물을 포함할 수 있고, 상기 방향족 디이소시아네이트 화합물은 예를 들어, 2,4-톨루엔디이소시아네이트(2,4-TDI) 및 2,6-톨루엔디이소시아네이트(2,6-TDI)를 포함할 수 있다. 상기 우레탄계 프리폴리머를 제조하기 위한 폴리올 화합물은 폴리테트라메틸렌에테르글리콜(PTMEG) 및 디에틸렌글리콜(DEG)을 포함할 수 있다. In one embodiment, the isocyanate compound for preparing the urethane-based prepolymer may include an aromatic diisocyanate compound, and the aromatic diisocyanate compound is, for example, 2,4-toluene diisocyanate (2,4-TDI) and 2,6-toluene diisocyanate (2,6-TDI) may be included. The polyol compound for preparing the urethane-based prepolymer may include polytetramethylene ether glycol (PTMEG) and diethylene glycol (DEG).

다른 구현예에서, 상기 우레탄계 프리폴리머를 제조하기 위한 이소시아네이트 화합물은 방향족 디이소시아네이트 화합물 및 지환족 디이소시아네이트 화합물을 포함할 수 있고, 예를 들어, 상기 방향족 디이소시아네이트 화합물은 2,4-톨루엔디이소시아네이트(2,4-TDI) 및 2,6-톨루엔디이소시아네이트(2,6-TDI)를 포함하고, 상기 지환족 디이소시아네이트 화합물은 디사이클로헥실메탄 디이소시아네이트(H12MDI)을 포함할 수 있다. 상기 우레탄계 프리폴리머를 제조하기 위한 폴리올 화합물은 폴리테트라메틸렌에테르글리콜(PTMEG) 및 디에틸렌글리콜(DEG)을 포함할 수 있다. In another embodiment, the isocyanate compound for preparing the urethane-based prepolymer may include an aromatic diisocyanate compound and an alicyclic diisocyanate compound, for example, the aromatic diisocyanate compound is 2,4-toluene diisocyanate (2 ,4-TDI) and 2,6-toluene diisocyanate (2,6-TDI), and the alicyclic diisocyanate compound may include dicyclohexylmethane diisocyanate (H12MDI). The polyol compound for preparing the urethane-based prepolymer may include polytetramethylene ether glycol (PTMEG) and diethylene glycol (DEG).

상기 우레탄계 프리폴리머는 이소시아네이트 말단기 함량(NCO%)이 약 5중량% 내지 약 11중량%, 예를 들어, 약 5중량% 내지 약 10중량%, 예를 들어, 약 5중량% 내지 약 8중량%, 예를 들어, 약 8중량% 내지 약 10중량%일 수 있다. 상기 범위로 NCO%를 갖는 경우 적절한 연마패드 내 연마층의 물성을 나타내, 연마 속도, 연마 프로파일과 같은 연마 공정에 요구되는 연마 성능을 유지하고, 연마 공정 상에서 웨이퍼에 발생될 수 있는 결함을 최소화할 수 있다. The urethane-based prepolymer has an isocyanate end group content (NCO%) of about 5% to about 11% by weight, for example, about 5% to about 10% by weight, for example, about 5% to about 8% by weight , for example, from about 8% to about 10% by weight. When the NCO% is in the above range, the physical properties of the polishing layer in the polishing pad are appropriately displayed, the polishing performance required for the polishing process such as the polishing rate and the polishing profile is maintained, and defects that may occur on the wafer during the polishing process are minimized. can

또한, 산화막(Oxide) 및 질화막(Nitride)의 연마 선택비(Ox RR/Nt RR)를 조절하여, 디싱(dishing), 리세스(recess) 및 이로젼(erosion) 현상을 방지하고 웨이퍼 내 표면 평탄화를 달성할 수 있다.In addition, by adjusting the polishing selectivity (Ox RR / Nt RR) of oxide and nitride, dishing, recess and erosion are prevented, and surface planarization within the wafer can be achieved.

상기 우레탄계 프리폴리머의 이소시아네이트 말단기 함량(NCO%)은 상기 우레탄계 프리폴리머를 제조하기 위한 이소시아네이트 화합물 및 폴리올 화합물의 종류 및 함량, 상기 우레탄계 프리폴리머를 제조하는 공정의 온도, 압력, 시간 등의 공정 조건 및 상기 우레탄계 프리폴리머의 제조에 이용되는 첨가제의 종류 및 함량 등을 종합적으로 조절하여 설계될 수 있다.The isocyanate end group content (NCO%) of the urethane-based prepolymer is the type and content of the isocyanate compound and the polyol compound for preparing the urethane-based prepolymer, the process conditions such as temperature, pressure, and time of the process for preparing the urethane-based prepolymer, and the urethane-based prepolymer It can be designed by comprehensively adjusting the type and content of additives used in the manufacture of the prepolymer.

상기 경화제는 상기 우레탄계 프리폴리머와 화학적으로 반응하여 상기 연마층 내의 최종 경화 구조를 형성하기 위한 화합물로서, 예를 들어, 아민 화합물 또는 알콜 화합물을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 경화제는 방향족 아민, 지방족 아민, 방향족 알콜, 지방족 알코올 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다. The curing agent is a compound for forming a final cured structure in the polishing layer by chemically reacting with the urethane-based prepolymer, and may include, for example, an amine compound or an alcohol compound. Specifically, the curing agent may include one selected from the group consisting of aromatic amines, fatty amines, aromatic alcohols, fatty alcohols, and combinations thereof.

예를 들어, 상기 경화제는 4,4'-메틸렌비스(2-클로로아닐린)(4,4'-methylenebis(2-chloroaniline); MOCA), 디에틸톨루엔디아민(diethyltoluenediamine; DETDA), 디아미노디페닐메탄(diaminodiphenylmethane), 디메틸티오톨루엔디아민(dimethyl thio-toluene diamine; DMTDA), 프로판디올 비스 p-아미노벤조에이트(propanediol bis p-aminobenzoate), Methylene bis-methylanthranilate, 디아미노디페닐설폰(diaminodiphenylsulfone), m-자일릴렌디아민(m-xylylenediamine), 이소포론디아민(isophoronediamine), 에틸렌디아민(ethylenediamine), 디에틸렌트리아민(diethylenetriamine), 트리에틸렌테트라아민(triethylenetetramine), 폴리프로필렌디아민(polypropylenediamine), 폴리프로필렌트리아민(polypropylenetriamine), 비스(4-아미노-3-클로로페닐)메탄(bis(4-amino-3-chlorophenyl)methane) 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다.For example, the curing agent is 4,4'-methylenebis (2-chloroaniline) (4,4'-methylenebis (2-chloroaniline);  MOCA), diethyltoluenediamine (DETDA), diaminodiphenyl Methane (diaminodiphenylmethane), dimethyl thio-toluene diamine (DMTDA), propanediol bis p-aminobenzoate, Methylene bis-methylanthranilate, diaminodiphenylsulfone, m -xylylenediamine, isophoronediamine, ethylenediamine, diethylenetriamine, triethylenetetramine, polypropylenediamine, polypropylenetriamine (polypropylenetriamine), bis (4-amino-3-chlorophenyl) methane (bis (4-amino-3-chlorophenyl) methane), and combinations thereof.

상기 경화제의 함량은 상기 우레탄계 프리폴리머 100 중량부를 기준으로 약 18 중량부 내지 약 27 중량부, 예를 들어, 약 19 중량부 내지 약 26 중량부, 예를 들어, 약 20 중량부 내지 약 26 중량부일 수 있다. 상기 경화제의 함량이 상기 범위를 만족하는 경우, 목적하는 연마패드의 성능을 구현하는 데에 더욱 유리할 수 있다.The content of the curing agent is about 18 parts by weight to about 27 parts by weight, for example, about 19 parts by weight to about 26 parts by weight, for example, about 20 parts by weight to about 26 parts by weight based on 100 parts by weight of the urethane-based prepolymer. can When the content of the curing agent satisfies the above range, it may be more advantageous to realize desired performance of the polishing pad.

상기 발포제는 상기 연마층 내의 기공 구조를 형성하기 위한 성분으로서 고상 발포제, 기상 발포제, 액상 발포제 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다. 일 구현예에서 상기 발포제는 고상 발포제, 기상 발포제 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. The foaming agent may include one selected from the group consisting of a solid foaming agent, a gaseous foaming agent, a liquid foaming agent, and combinations thereof as a component for forming a pore structure in the polishing layer. In one embodiment, the foaming agent may include a solid foaming agent, a gaseous foaming agent, or a combination thereof.

상기 고상 발포제의 평균 입경은 약 5㎛ 내지 약 200㎛, 예를 들어, 약 20㎛ 내지 약 50㎛, 예를 들어, 약 21㎛ 내지 약 50㎛, 예를 들어, 약 25㎛ 내지 약 45㎛일 수 있다. 상기 고상 발포제의 평균 입경은 상기 고상 발포제가 후술하는 바에 따른 열팽창된(expanded) 입자인 경우 열팽창된 입자 자체의 평균 입경을 의미하며, 상기 고상 발포제가 후술하는 바에 따른 미팽창된(unexpanded) 입자인 경우 열 또는 압력에 의해 팽창된 이후 입자의 평균 입경을 의미할 수 있다. The solid foaming agent has an average particle diameter of about 5 μm to about 200 μm, such as about 20 μm to about 50 μm, such as about 21 μm to about 50 μm, such as about 25 μm to about 45 μm. can be The average particle diameter of the solid foaming agent means the average particle diameter of the thermally expanded particles themselves when the solid foaming agent is a thermally expanded particle as described below, and the solid foaming agent is an unexpanded particle as described below. In this case, it may mean the average particle diameter of particles after being expanded by heat or pressure.

상기 고상 발포제는 팽창성 입자를 포함할 수 있다. 상기 팽창성 입자는 열 또는 압력 등에 의하여 팽창이 가능한 특성을 갖는 입자로서, 상기 연마층을 제조하는 과정에서 가해지는 열 또는 압력 등에 의하여 최종 연마층 내에서의 크기가 결정될 수 있다. 상기 팽창성 입자는 열팽창된(expanded) 입자, 미팽창된(unexpanded) 입자 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 상기 열팽창된 입자는 열에 의해 사전 팽창된 입자로서, 상기 연마층의 제조 과정에서 가해지는 열 또는 압력에 의한 크기 변화가 작거나 거의 없는 입자를 의미한다. 상기 미팽창된 입자는 사전 팽창되지 않은 입자로서, 상기 연마층의 제조 과정에서 가해지는 열 또는 압력에 의하여 팽창되어 최종 크기가 결정되는 입자를 의미한다. The solid foaming agent may include expandable particles. The expansible particles are particles having characteristics of being expandable by heat or pressure, and the size in the final polishing layer may be determined by heat or pressure applied in the process of manufacturing the polishing layer. The expandable particle may include a thermally expanded particle, an unexpanded particle, or a combination thereof. The thermally expanded particles are particles pre-expanded by heat, and mean particles having little or no size change due to heat or pressure applied during the manufacturing process of the abrasive layer. The unexpanded particles are particles that are not previously expanded, and mean particles whose final size is determined by being expanded by heat or pressure applied during the manufacturing process of the abrasive layer.

상기 팽창성 입자는 수지 재질의 외피; 및 상기 외피로 봉입된 내부에 존재하는 팽창 유발 성분을 포함할 수 있다. The expandable particle has an outer shell of a resin material; and an expansion-inducing component present inside the envelope sealed.

예를 들어, 상기 외피는 열가소성 수지를 포함할 수 있고, 상기 열가소성 수지는 염화비닐리덴계 공중합체, 아크릴로니트릴계 공중합체, 메타크릴로니트릴계 공중합체 및 아크릴계 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다. For example, the outer shell may include a thermoplastic resin, and the thermoplastic resin is one selected from the group consisting of a vinylidene chloride-based copolymer, an acrylonitrile-based copolymer, a methacrylonitrile-based copolymer, and an acrylic copolymer. There may be more than one species.

상기 팽창 유발 성분은 탄화수소 화합물, 클로로플루오로 화합물, 테트라알킬실란 화합물 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다. The swelling-causing component may include one selected from the group consisting of hydrocarbon compounds, chlorofluoro compounds, tetraalkylsilane compounds, and combinations thereof.

구체적으로, 상기 탄화수소 화합물은 에탄(ethane), 에틸렌(ethylene), 프로판(propane), 프로펜(propene), n-부탄(n-butane), 이소부탄(isobutene), n-부텐(butene), 이소부텐(isobutene), n-펜탄(n-pentane), 이소펜탄(isopentane), 네오펜탄(neopentane), n-헥산(n-hexane), 헵탄(heptane), 석유 에테르(petroleum ether) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다. Specifically, the hydrocarbon compound is ethane, ethylene, propane, propene, n-butane, isobutene, n-butene, isobutene, n-pentane, isopentane, neopentane, n-hexane, heptane, petroleum ether and their It may include one selected from the group consisting of combinations.

상기 클로로플루오로 화합물은 트리클로로플루오로메탄(trichlorofluoromethane, CCl3F), 디클로로디플루오로메탄(dichlorodifluoromethane, CCl2F2), 클로로트리플루오로메탄(chlorotrifluoromethane, CClF3), 테트라플루오로에틸렌(tetrafluoroethylene, CClF2-CClF2) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다. The chlorofluoro compounds are trichlorofluoromethane (CCl3F), dichlorodifluoromethane (CCl2F2), chlorotrifluoromethane (CClF3), tetrafluoroethylene (CClF 2 -CClF 2 ) and combinations thereof.

상기 테트라알킬실란 화합물은 테트라메틸실란(tetramethylsilane), 트리메틸에틸실란(trimethylethylsilane), 트리메틸이소프로필실란(trimethylisopropylsilane), 트리메틸-n-프로필실란(trimethyl-n-propylsilane) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다.The tetraalkylsilane compound is selected from the group consisting of tetramethylsilane, trimethylethylsilane, trimethylisopropylsilane, trimethyl-n-propylsilane, and combinations thereof. may contain one.

상기 고상 발포제는 선택적으로 무기 성분 처리 입자를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 고상 발포제는 무기 성분 처리된 팽창성 입자를 포함할 수 있다. 일 구현예에서, 상기 고상 발포제는 실리카(SiO2) 입자 처리된 팽창성 입자를 포함할 수 있다. 상기 고상 발포제의 무기 성분 처리는 복수의 입자 간 응집을 방지할 수 있다. 상기 무기 성분 처리된 고상 발포제는 무기 성분 처리되지 않은 고상 발포제와 발포제 표면의 화학적, 전기적 및/또는 물리적 특성이 상이할 수 있다. The solid foaming agent may optionally include particles treated with an inorganic component. For example, the solid foaming agent may include expandable particles treated with an inorganic component. In one embodiment, the solid foaming agent may include silica (SiO 2 ) particle-treated expandable particles. Treatment with an inorganic component of the solid foaming agent can prevent aggregation between a plurality of particles. The solid foaming agent treated with an inorganic component may have different chemical, electrical and/or physical properties of the surface of the foaming agent from that of the solid foaming agent not treated with the inorganic component.

상기 고상 발포제의 함량은 상기 우레탄계 프리폴리머 100 중량부를 기준으로 약 0.5 중량부 내지 약 10 중량부, 예를 들어, 약 1 중량부 내지 약 3 중량부, 예를 들어, 약 1.3 중량부 내지 약 2.7 중량부, 예를 들어, 약 1.3 중량부 내지 약 2.6 중량부일 수 있다.The amount of the solid foaming agent is about 0.5 part by weight to about 10 parts by weight, for example, about 1 part by weight to about 3 parts by weight, for example, about 1.3 parts by weight to about 2.7 parts by weight, based on 100 parts by weight of the urethane-based prepolymer. parts, for example about 1.3 parts by weight to about 2.6 parts by weight.

상기 연마층의 목적하는 기공 구조 및 물성에 따라 상기 고상 발포제의 종류 및 함량을 설계할 수 있다.The type and content of the solid foaming agent may be designed according to the desired pore structure and physical properties of the polishing layer.

상기 기상 발포제는 불활성 가스를 포함할 수 있다. 상기 기상 발포제는 상기 우레탄계 프리폴리머와 상기 경화제가 반응하는 과정에서 투입되어 기공 형성 요소로 사용될 수 있다.The gaseous blowing agent may include an inert gas. The gaseous blowing agent may be added during a reaction between the urethane-based prepolymer and the curing agent and used as a pore-forming element.

상기 불활성 가스는 상기 우레탄계 프리폴리머와 상기 경화제 간의 반응에 참여하지 않는 가스라면 종류가 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 상기 불활성 가스는 질소 가스(N2), 아르곤 가스(Ar), 헬륨 가스(He) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 불활성 가스는 질소 가스(N2) 또는 아르곤 가스(Ar)를 포함할 수 있다.The type of the inert gas is not particularly limited as long as it does not participate in the reaction between the urethane-based prepolymer and the curing agent. For example, the inert gas may include one selected from the group consisting of nitrogen gas (N 2 ), argon gas (Ar), helium gas (He), and combinations thereof. Specifically, the inert gas may include nitrogen gas (N2) or argon gas (Ar).

상기 연마층의 목적하는 기공 구조 및 물성에 따라 상기 기상 발포제의 종류 및 함량을 설계할 수 있다The type and content of the gas-phase foaming agent may be designed according to the desired pore structure and physical properties of the abrasive layer.

일 구현예에서, 상기 발포제는 고상 발포제를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 발포제는 고상 발포제만으로 이루어질 수 있다.In one embodiment, the blowing agent may include a solid blowing agent. For example, the foaming agent may consist only of a solid foaming agent.

상기 고상 발포제는 팽창성 입자를 포함하고, 상기 팽창성 입자는 열팽창된 입자를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 고상 발포제는 열팽창된 입자로만 이루어질 수 있다. 상기 미팽창된 입자를 포함하지 않고 열팽창된 입자로만 이루어지는 경우, 기공 구조의 가변성은 저하되지만 사전 예측 가능성이 높아져 상기 연마층의 전 영역에 걸쳐 균질한 기공 특성을 구현하기에 유리할 수 있다. The solid foaming agent may include expandable particles, and the expandable particles may include thermally expanded particles. For example, the solid foaming agent may consist of only thermally expanded particles. In the case of including only the thermally expanded particles without including the unexpanded particles, the variability of the pore structure is reduced, but the predictability is increased, and it may be advantageous to implement homogeneous pore characteristics over the entire area of the polishing layer.

일 구현예에서, 상기 열팽창된 입자는 약 5㎛ 내지 약 200㎛의 평균 입경을 갖는 입자일 수 있다. 상기 열팽창된 입자의 평균 입경은 약 5㎛ 내지 약 100㎛, 예를 들어, 약 10㎛ 내지 약 80㎛, 예를 들어, 약 20㎛ 내지 약 70㎛, 예를 들어, 약 20㎛ 내지 약 50㎛, 예를 들어, 약 30㎛ 내지 약 70㎛, 예를 들어, 약 25㎛ 내지 45㎛, 예를 들어, 약 40㎛ 내지 약 70㎛, 예를 들어, 약 40㎛ 내지 약 60㎛일 수 있다. 상기 평균 입경은 상기 열팽창된 입자의 D50으로 정의된다.In one embodiment, the thermally expanded particles may be particles having an average particle diameter of about 5 μm to about 200 μm. The average particle diameter of the thermally expanded particles is about 5 μm to about 100 μm, such as about 10 μm to about 80 μm, such as about 20 μm to about 70 μm, such as about 20 μm to about 50 μm. μm, such as from about 30 μm to about 70 μm, such as from about 25 μm to about 45 μm, such as from about 40 μm to about 70 μm, such as from about 40 μm to about 60 μm. there is. The average particle diameter is defined as the D50 of the thermally expanded particles.

일 구현예에서, 상기 열팽창된 입자의 밀도는 약 30kg/㎥ 내지 약 80kg/㎥, 예를 들어, 약 35kg/㎥ 내지 약 80kg/㎥, 예를 들어, 약 35kg/㎥ 내지 약 75kg/㎥, 예를 들어, 약 38kg/㎥ 내지 약 72kg/㎥, 예를 들어, 약 40kg/㎥ 내지 약 75kg/㎥, 예를 들어, 약 40kg/㎥ 내지 약 72kg/㎥일 수 있다. In one embodiment, the density of the thermally expanded particles is about 30 kg / m 3 to about 80 kg / m 3, for example, about 35 kg / m 3 to about 80 kg / m 3, for example, about 35 kg / m 3 to about 75 kg / m 3, For example, it may be about 38 kg/m 3 to about 72 kg/m 3 , for example about 40 kg/m 3 to about 75 kg/m 3 , for example about 40 kg/m 3 to about 72 kg/m 3 .

일 구현예에서, 상기 발포제는 기상 발포제를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 발포제는 고상 발포제 및 기상 발포제를 포함할 수 있다. 상기 고상 발포제에 관한 사항은 전술한 바와 같다.In one embodiment, the blowing agent may include a gaseous blowing agent. For example, the foaming agent may include a solid foaming agent and a gaseous foaming agent. Details regarding the solid foaming agent are as described above.

상기 기상 발포제는 질소 가스를 포함할 수 있다.The gaseous blowing agent may include nitrogen gas.

상기 기상 발포제는 상기 우레탄계 프리폴리머, 상기 고상발포제 및 상기 경화제가 혼합되는 과정 중에 소정의 주입 라인을 통하여 주입될 수 있다. 상기 기상 발포제의 주입 속도는 약 0.8L/min 내지 약 2.0L/min, 예를 들어, 약 0.8L/min 내지 약 1.8L/min, 예를 들어, 약 0.8L/min 내지 약 1.7L/min, 예를 들어, 약 1.0L/min 내지 약 2.0L/min, 예를 들어, 약 1.0L/min 내지 약 1.8L/min, 예를 들어, 약 1.0L/min 내지 약 1.7L/min일 수 있다.The gaseous foaming agent may be injected through a predetermined injection line while the urethane-based prepolymer, the solid foaming agent, and the curing agent are mixed. The injection rate of the gaseous blowing agent is about 0.8 L/min to about 2.0 L/min, such as about 0.8 L/min to about 1.8 L/min, such as about 0.8 L/min to about 1.7 L/min. , such as from about 1.0 L/min to about 2.0 L/min, such as from about 1.0 L/min to about 1.8 L/min, such as from about 1.0 L/min to about 1.7 L/min. there is.

상기 연마층을 제조하기 위한 조성물은 계면활성제, 반응속도조절제 등의 기타 첨가제를 더 포함할 수 있다. 상기 '계면활성제', '반응속도조절제' 등의 명칭은 해당 물질의 주된 역할을 기준으로 임의 지칭하는 명칭이며, 각각의 해당 물질이 반드시 해당 명칭으로 역할에 국한된 기능만을 수행하는 것은 아니다. The composition for preparing the polishing layer may further include other additives such as surfactants and reaction rate regulators. The names such as 'surfactant' and 'reaction rate regulator' are arbitrary names based on the main role of the corresponding material, and each corresponding material does not necessarily perform only functions limited to the role with the corresponding name.

상기 계면활성제는 기공들의 응집 또는 중첩 등의 현상을 방지하는 역할을 하는 물질이면 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 상기 계면활성제는 실리콘계 계면활성제를 포함할 수 있다. The surfactant is not particularly limited as long as it serves to prevent phenomena such as aggregation or overlapping of pores. For example, the surfactant may include a silicone-based surfactant.

상기 계면활성제는 상기 우레탄계 프리폴리머 100 중량부를 기준으로 약 0.2 중량부 내지 약 2 중량부의 함량으로 사용될 수 있다. 구체적으로, 상기 계면활성제는 상기 우레탄계 프리폴리머 100 중량부를 기준으로 약 0.2 중량부 내지 약 1.9 중량부, 예를 들어, 약 0.2 중량부 내지 약 1.8 중량부, 예를 들어, 약 0.2 중량부 내지 약 1.7 중량부, 예를 들어, 약 0.2 중량부 내지 약 1.6 중량부, 예를 들어, 약 0.2 중량부 내지 약 1.5 중량부, 예를 들어, 약 0.5 중량부 내지 1.5 중량부의 함량으로 포함될 수 있다. 상기 범위 내의 함량으로 계면활성제를 포함할 경우, 기상 발포제 유래 기공이 몰드 내에서 안정하게 형성 및 유지될 수 있다.The surfactant may be used in an amount of about 0.2 parts by weight to about 2 parts by weight based on 100 parts by weight of the urethane-based prepolymer. Specifically, the surfactant is about 0.2 parts by weight to about 1.9 parts by weight, for example, about 0.2 parts by weight to about 1.8 parts by weight, for example, about 0.2 parts by weight to about 1.7 parts by weight based on 100 parts by weight of the urethane-based prepolymer. parts by weight, for example, about 0.2 parts by weight to about 1.6 parts by weight, for example, about 0.2 parts by weight to about 1.5 parts by weight, for example, about 0.5 parts by weight to about 1.5 parts by weight. When the surfactant is included in an amount within the above range, pores derived from the gaseous foaming agent may be stably formed and maintained in the mold.

상기 반응속도조절제는 반응 촉진 또는 반응 지연의 역할을 하는 것으로서 목적에 따라 반응촉진제, 반응지연제 또는 이들 모두를 사용할 수 있다. 상기 반응속도조절제는 반응촉진제를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 반응촉진제는 3차 아민계 화합물 및 유기금속계 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 반응 촉진제일 수 있다. The reaction rate controller plays a role of accelerating or delaying the reaction, and depending on the purpose, a reaction accelerator, a reaction retardant, or both may be used. The reaction rate controller may include a reaction accelerator. For example, the reaction promoter may be at least one reaction promoter selected from the group consisting of tertiary amine-based compounds and organometallic compounds.

구체적으로, 상기 반응속도조절제는 트리에틸렌디아민, 디메틸에탄올아민, 테트라메틸부탄디아민, 2-메틸-트리에틸렌디아민, 디메틸사이클로헥실아민, 트리에틸아민, 트리이소프로판올아민, 1,4-디아자바이사이클로(2,2,2)옥탄, 비스(2-메틸아미노에틸) 에테르, 트리메틸아미노에틸에탄올아민, N,N,N,N,N''-펜타메틸디에틸렌트리아민, 디메틸아미노에틸아민, 디메틸아미노프로필아민, 벤질디메틸아민, N-에틸모르폴린, N,N-디메틸아미노에틸모르폴린, N,N-디메틸사이클로헥실아민, 2-메틸-2-아자노보네인, 디부틸틴 디라우레이트, 스태너스 옥토에이트, 디부틸틴 디아세테이트, 디옥틸틴 디아세테이트, 디부틸틴 말리에이트, 디부틸틴 디-2-에틸헥사노에이트 및 디부틸틴 디머캅타이드로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 반응속도 조절제는 벤질디메틸아민, N,N-디메틸사이클로헥실아민 및 트리에틸아민으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.Specifically, the reaction rate controller is triethylenediamine, dimethylethanolamine, tetramethylbutanediamine, 2-methyl-triethylenediamine, dimethylcyclohexylamine, triethylamine, triisopropanolamine, 1,4-diazabicyclo ( 2,2,2)octane, bis(2-methylaminoethyl) ether, trimethylaminoethylethanolamine, N,N,N,N,N''-pentamethyldiethylenetriamine, dimethylaminoethylamine, dimethylamino Propylamine, benzyldimethylamine, N-ethylmorpholine, N,N-dimethylaminoethylmorpholine, N,N-dimethylcyclohexylamine, 2-methyl-2-azanovoneine, dibutyltin dilaurate, Contains at least one selected from the group consisting of stannous octoate, dibutyltin diacetate, dioctyltin diacetate, dibutyltin maleate, dibutyltin di-2-ethylhexanoate and dibutyltin dimercaptide can do. Specifically, the reaction rate regulator may include at least one selected from the group consisting of benzyldimethylamine, N,N-dimethylcyclohexylamine, and triethylamine.

상기 반응속도조절제는 상기 우레탄계 프리폴리머 100 중량부를 기준으로 약 0.05 중량부 내지 약 2 중량부의 양으로 사용될 수 있다. 구체적으로, 상기 반응속도조절제는 상기 우레탄계 프리폴리머 100 중량부를 기준으로 약 0.05 중량부 내지 약 1.8 중량부, 예를 들어, 약 0.05 중량부 내지 약 1.7 중량부, 예를 들어, 약 0.05 중량부 내지 약 1.6 중량부, 예를 들어, 약 0.1 중량부 내지 약 1.5 중량부, 예를 들어, 약 0.1 중량부 내지 약 0.3 중량부, 예를 들어, 약 0.2 중량부 내지 약 1.8 중량부, 예를 들어, 약 0.2 중량부 내지 약 1.7 중량부, 예를 들어, 약 0.2 중량부 내지 약 1.6 중량부, 예를 들어, 약 0.2 중량부 내지 약 1.5 중량부, 예를 들어, 약 0.5 중량부 내지 약 1 중량부의 양으로 사용될 수 있다. 상기 반응속도조절제가 전술한 함량 범위로 사용될 경우, 프리폴리머 조성물의 경화 반응속도를 적절하게 조절하여 원하는 크기의 기공 및 경도를 갖는 연마층을 형성할 수 있다.The reaction rate regulator may be used in an amount of about 0.05 parts by weight to about 2 parts by weight based on 100 parts by weight of the urethane-based prepolymer. Specifically, the reaction rate regulator is about 0.05 parts by weight to about 1.8 parts by weight, for example, about 0.05 parts by weight to about 1.7 parts by weight, for example, about 0.05 parts by weight to about 100 parts by weight of the urethane-based prepolymer. 1.6 parts by weight, such as from about 0.1 parts by weight to about 1.5 parts by weight, such as from about 0.1 parts by weight to about 0.3 parts by weight, such as from about 0.2 parts by weight to about 1.8 parts by weight, such as About 0.2 parts by weight to about 1.7 parts by weight, such as about 0.2 parts by weight to about 1.6 parts by weight, such as about 0.2 parts by weight to about 1.5 parts by weight, such as about 0.5 parts by weight to about 1 parts by weight Can be used in negative amounts. When the reaction rate controller is used in the above-described content range, the curing reaction rate of the prepolymer composition can be appropriately controlled to form an abrasive layer having pores of a desired size and hardness.

상기 연마패드가 쿠션층을 포함하는 경우, 상기 쿠션층은 상기 연마층을 지지하면서 상기 연마층에 가해지는 외부 충격을 흡수하고 분산시키는 역할을 함으로써 상기 연마패드를 적용한 연마 공정 중의 연마 대상에 대한 손상 및 결함의 발생을 최소화시킬 수 있다.When the polishing pad includes a cushion layer, the cushion layer serves to absorb and disperse an external impact applied to the polishing layer while supporting the polishing layer, thereby damaging the polishing target during the polishing process using the polishing pad And the occurrence of defects can be minimized.

상기 쿠션층은 부직포 또는 스웨이드를 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. The cushion layer may include non-woven fabric or suede, but is not limited thereto.

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. In one embodiment, the cushion layer may be a resin-impregnated nonwoven fabric. The nonwoven fabric may be a fiber nonwoven fabric including one selected from the group consisting of polyester fibers, polyamide fibers, polypropylene fibers, polyethylene fibers, and combinations thereof.

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.The resin impregnated into the nonwoven fabric is a polyurethane resin, a polybutadiene resin, a styrene-butadiene copolymer resin, a styrene-butadiene-styrene copolymer resin, an acrylonitrile-butadiene copolymer resin, a styrene-ethylene-butadiene-styrene copolymer resin, and a silicone rubber resin. , A polyester-based elastomer resin, a polyamide-based elastomer resin, and a combination thereof may include one selected from the group consisting of.

이하, 상기 연마패드를 제조하는 방법을 자세히 설명하기로 한다. Hereinafter, a method of manufacturing the polishing pad will be described in detail.

본 발명에 따른 다른 구현예에서, 프리폴리머 조성물을 제조하는 단계; 상기 프리폴리머 조성물, 발포제 및 경화제를 포함하는 연마층 제조용 조성물을 제조하는 단계; 및 상기 연마층 제조용 조성물을 경화하여 연마층을 제조하는 단계를 포함하는 연마패드의 제조방법을 제공할 수 있다. In another embodiment according to the present invention, preparing a prepolymer composition; preparing a composition for preparing an abrasive layer including the prepolymer composition, a foaming agent, and a curing agent; and preparing a polishing layer by curing the composition for preparing the polishing layer.

상기 프리폴리머 조성물을 제조하는 단계는 디이소시아네이트 화합물 및 폴리올 화합물을 반응시켜 우레탄계 프리폴리머를 제조하는 공정일 수 있다. 상기 디이소시아네이트 화합물 및 상기 폴리올 화합물에 관한 사항은 상기 연마패드에 관하여 전술한 바와 같다. Preparing the prepolymer composition may be a process of preparing a urethane-based prepolymer by reacting a diisocyanate compound and a polyol compound. The diisocyanate compound and the polyol compound are the same as those described above with respect to the polishing pad.

상기 프리폴리머 조성물의 이소시아네이트기(NCO기) 함량은 약 5중량% 내지 약 15중량%, 예를 들어, 약 5중량% 내지 약 8중량%, 예를 들어, 약 5중량% 내지 약 7중량%, 예를 들어, 약 8중량% 내지 약 15중량%, 예를 들어, 약 8중량% 내지 약 14중량%, 예를 들어, 약 8중량% 내지 약 12중량%, 예를 들어, 8중량% 내지 약 10중량%일 수 있다.The isocyanate group (NCO group) content of the prepolymer composition is about 5% to about 15% by weight, for example, about 5% to about 8% by weight, for example, about 5% to about 7% by weight, for example, from about 8% to about 15%, such as from about 8% to about 14%, such as from about 8% to about 12%, such as from 8% to It may be about 10% by weight.

상기 프리폴리머 조성물의 이소시아네이트기 함량은 상기 우레탄계 프리폴리머의 말단 이소시아네이트기, 상기 디이소시아네이트 화합물 중 반응하지 않은 미반응 이소시아네이트기 등으로부터 유래될 수 있다. The isocyanate group content of the prepolymer composition may be derived from a terminal isocyanate group of the urethane-based prepolymer, an unreacted unreacted isocyanate group of the diisocyanate compound, and the like.

상기 프리폴리머 조성물의 점도는 약 80℃에서 약 100cps 내지 약 1,000cps일 수 있고, 예를 들어, 약 200cps 내지 약 800cps일 수 있고, 예를 들어, 약 200cps 내지 약 600cps일 수 있고, 예를 들어, 약 200cps 내지 약 550cps일 수 있고, 예를 들어, 약 300cps 내지 약 500cps일 수 있다. The viscosity of the prepolymer composition may be about 100 cps to about 1,000 cps at about 80 ° C, for example, about 200 cps to about 800 cps, for example, about 200 cps to about 600 cps, for example, It may be about 200cps to about 550cps, for example about 300cps to about 500cps.

상기 발포제가 고상 발포제 또는 기상 발포제를 포함할 수 있다. The foaming agent may include a solid foaming agent or a gaseous foaming agent.

상기 발포제가 고상 발포제를 포함하는 경우, 상기 연마층 제조용 조성물을 제조하는 단계는 상기 프리폴리머 조성물 및 상기 고상 발포제를 혼합하여 제1 예비 조성물을 제조하는 단계; 및 상기 제1 예비 조성물과 경화제를 혼합하여 제2 예비 조성물을 제조하는 단계를 포함할 수 있다. When the foaming agent includes a solid foaming agent, preparing the composition for preparing the polishing layer may include preparing a first preliminary composition by mixing the prepolymer composition and the solid foaming agent; and preparing a second preliminary composition by mixing the first preliminary composition and a curing agent.

상기 제1 예비 조성물의 점도는 약 80℃에서 약 1,000cps 내지 약 2,000cps일 수 있고, 예를 들어, 약 1,000cps 내지 약 1,800cps일 수 있고, 예를 들어, 약 1,000cps 내지 약 1,600cps일 수 있고, 예를 들어, 약 1,000cps 내지 약 1,500cps일 수 있다.The viscosity of the first preliminary composition may be about 1,000 cps to about 2,000 cps at about 80 ° C., for example, about 1,000 cps to about 1,800 cps, for example, about 1,000 cps to about 1,600 cps. It may be, for example, about 1,000 cps to about 1,500 cps.

상기 발포제가 기상 발포제를 포함하는 경우, 상기 연마층 제조용 조성물을 제조하는 단계는 상기 프리폴리머 조성물 및 상기 경화제를 포함하는 제3 예비 조성물을 제조하는 단계; 및 상기 제3 예비 조성물에 상기 기상 발포제를 주입하여 제4 예비 조성물을 제조하는 단계를 포함할 수 있다. When the foaming agent includes a gaseous foaming agent, preparing the composition for preparing the polishing layer may include preparing a third preliminary composition including the prepolymer composition and the curing agent; and preparing a fourth preliminary composition by injecting the gaseous foaming agent into the third preliminary composition.

일 구현예에서, 상기 제3 예비 조성물은 고상 발포제를 더 포함할 수 있다. In one embodiment, the third preliminary composition may further include a solid foaming agent.

일 구현예에서, 상기 연마층을 제조하는 공정은 제1 온도로 예열된 몰드를 준비하는 단계; 및 상기 예열된 몰드에 상기 연마층 제조용 조성물을 주입하여 경화시키는 단계; 및 경화된 상기 연마층 제조용 조성물을 상기 예열 온도보다 높은 제2 온도 조건 하에서 후경화하는 단계를 포함할 수 있다. In one embodiment, the process of manufacturing the polishing layer includes preparing a mold preheated to a first temperature; and injecting and curing the composition for preparing the polishing layer into the preheated mold; and post-curing the cured composition for preparing a polishing layer under a second temperature condition higher than the preheating temperature.

일 구현예에서, 상기 제1 온도는 약 60℃ 내지 약 100℃, 예를 들어, 약 60℃ 내지 약 95℃, 예를 들어, 약 60℃ 내지 약 80℃일 수 있다. In one embodiment, the first temperature may be about 60 °C to about 100 °C, for example about 60 °C to about 95 °C, for example about 60 °C to about 80 °C.

일 구현예에서, 상기 제2 온도는 약 100℃ 내지 약 130℃일 수 있고, 예를 들어, 약 100℃ 내지 125℃일 수 있고, 예를 들어, 약 100℃ 내지 약 120℃일 수 있다. In one embodiment, the second temperature may be about 100 °C to about 130 °C, for example, about 100 °C to about 125 °C, for example, about 100 °C to about 120 °C.

상기 연마층 제조용 조성물을 상기 제1 온도 하에서 경화시키는 단계는 약 5분 내지 약 60분, 예를 들어, 약 5분 내지 약 40분, 예를 들어, 약 5분 내지 약 30분, 예를 들어, 약 5분 내지 약 25분동안 수행될 수 있다. The step of curing the composition for preparing the polishing layer at the first temperature is about 5 minutes to about 60 minutes, for example, about 5 minutes to about 40 minutes, for example, about 5 minutes to about 30 minutes, for example , from about 5 minutes to about 25 minutes.

상기 제1 온도 하에서 경화된 연마층 제조용 조성물을 상기 제2 온도 하에서 후경화하는 단계는 약 5시간 내지 약 30시간, 예를 들어, 약 5시간 내지 약 25시간, 예를 들어, 약 10시간 내지 약 30시간, 예를 들어, 약 10시간 내지 약 25시간, 예를 들어, 약 12시간 내지 약 24시간, 예를 들어, 약 15시간 내지 약 24시간동안 수행될 수 있다.The step of post-curing the composition for preparing a polishing layer cured at the first temperature at the second temperature is about 5 hours to about 30 hours, for example, about 5 hours to about 25 hours, for example, about 10 hours to about 30 hours. About 30 hours, such as from about 10 hours to about 25 hours, such as from about 12 hours to about 24 hours, such as from about 15 hours to about 24 hours.

상기 연마패드의 제조방법은 상기 연마층의 적어도 일면을 가공하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 가공 단계는 그루브(groove)를 형성하는 것일 수 있다. The manufacturing method of the polishing pad may include processing at least one surface of the polishing layer. The processing step may be to form a groove.

다른 일 실시예로, 상기 연마층의 적어도 일면을 가공하는 단계는 상기 연마층의 적어도 일면 상에 그루브(groove)를 형성하는 단계 (1); 상기 연마층의 적어도 일면을 선삭(line turning)하는 단계(2); 및 상기 연마층의 적어도 일면을 조면화하는 단계 (3) 중 적어도 하나의 단계를 포함할 수 있다. In another embodiment, the processing of at least one surface of the polishing layer may include forming a groove on at least one surface of the polishing layer (1); Step (2) of turning at least one surface of the abrasive layer (line turning); and step (3) of roughening at least one surface of the polishing layer.

상기 단계 (1)에서, 상기 그루브(groove)는 상기 연마층의 중심으로부터 소정의 간격으로 이격형성되는 동심원형 그루브; 및 상기 연마층의 중심으로부터 상기 연마층의 엣지(edge)까지 연속 연결되는 방사형 그루브 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. In the step (1), the groove (groove) is a concentric circular groove formed spaced apart from the center of the polishing layer at a predetermined interval; and at least one of radial grooves continuously connected from the center of the polishing layer to the edge of the polishing layer.

상기 단계 (2)에서, 상기 선삭(line turning)은 절삭 공구를 이용하여 상기 연마층을 소정의 두께만큼 깎아내는 방법으로 수행될 수 있다. In the step (2), the line turning may be performed by cutting the abrasive layer by a predetermined thickness using a cutting tool.

상기 단계 (3)에서 상기 조면화는 상기 연마층의 표면을 샌딩 롤러(Sanding roller)로 가공하는 방법으로 수행될 수 있다. In the step (3), the roughening may be performed by processing the surface of the abrasive layer with a sanding roller.

상기 연마패드의 제조방법은 상기 연마층의 연마면의 이면 상에 쿠션층을 적층하는 단계를 더 포함할 수 있다.The manufacturing method of the polishing pad may further include stacking a cushion layer on the back surface of the polishing surface of the polishing layer.

상기 연마층과 상기 쿠션층은 열융착 접착제를 매개로 적층될 수 있다. The polishing layer and the cushion layer may be laminated using a heat-sealing adhesive.

상기 연마층의 연마면의 이면 상에 상기 열융착 접착제를 도포하고, 상기 쿠션층의 상기 연마층과 맞닿을 표면 상에 상기 열융착 접착제를 도포하며, 각각의 열융착 접착제가 도포된 면이 맞닿도록 상기 연마층과 상기 쿠션층을 적층한 후, 가압 롤러를 이용하여 두 층을 융착시킬 수 있다.The heat-sealing adhesive is applied on the back surface of the polishing surface of the polishing layer, and the heat-sealing adhesive is applied on the surface of the cushion layer to be in contact with the polishing layer. After the polishing layer and the cushion layer are laminated to each other, the two layers may be fused using a pressure roller.

또 다른 일 실시예에서, 연마층을 포함하는 연마패드를 제공하는 단계; 및 상기 연마층의 연마면에 연마 대상의 피연마면이 맞닿도록 상대 회전시키면서 상기 연마 대상을 연마시키는 단계;를 포함한다.In another embodiment, providing a polishing pad including a polishing layer; and polishing the polishing target while relatively rotating the polishing surface of the polishing target so that the polishing surface of the polishing layer comes into contact with the polishing surface of the polishing layer.

도 1은 일 구현예에 따른 반도체 소자 제조 공정의 개략적인 공정도를 도시한 것이다. 도 1을 참조할 때, 상기 일 실시예에 따른 연마패드(110)를 정반(120) 상에 장착한 후, 연마 대상인 반도체 기판(130)을 상기 연마패드(110) 상에 배치한다. 이때, 상기 반도체 기판(130)의 피연마면은 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.1 illustrates a schematic process diagram of a semiconductor device manufacturing process according to an embodiment. Referring to FIG. 1 , after the polishing pad 110 according to the exemplary embodiment is mounted on a surface plate 120 , a semiconductor substrate 130 to be polished is disposed on the polishing pad 110 . At this time, the surface to be polished of the semiconductor substrate 130 directly contacts the polishing surface of the polishing pad 110 . For polishing, the polishing slurry 150 may be sprayed onto the polishing pad through the nozzle 140 . The flow rate of the abrasive slurry 150 supplied through the nozzle 140 may be selected according to the purpose within the range of about 10 cm 3 / min to about 1,000 cm 3 / min, for example, about 50 cm 3 / min to about It may be 500 cm 3 / min, but is not limited thereto.

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 각각 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.Thereafter, the semiconductor substrate 130 and the polishing pad 110 rotate relative to each other, so that the surface of the semiconductor substrate 130 can be polished. In this case, the rotation direction of the semiconductor substrate 130 and the rotation direction of the polishing pad 110 may be the same or opposite. The rotation speed of the semiconductor substrate 130 and the polishing pad 110 may be selected depending on the purpose in the range of about 10 rpm to about 500 rpm, respectively, and may be, for example, about 30 rpm to about 200 rpm, It is not limited thereto.

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. The semiconductor substrate 130 may be pressed and brought into contact with the polishing surface of the polishing pad 110 with a predetermined load while being mounted on the polishing head 160, and then the surface may be polished. The load applied to the polishing surface of the polishing pad 110 on the surface of the semiconductor substrate 130 by the polishing head 160 may be selected from a range of about 1 gf/cm 2 to about 1,000 gf/cm 2 depending on the purpose. And, for example, it may be about 10 gf / cm 2 to about 800 gf / cm 2, but is not limited thereto.

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(170)를 통해 상기 연마패드(110)의 연마면을 가공하는 단계를 더 포함할 수 있다.In one embodiment, in the method of manufacturing the semiconductor device, in order to maintain the polishing surface of the polishing pad 110 in a state suitable for polishing, the polishing of the semiconductor substrate 130 and the polishing through the conditioner 170 simultaneously. A step of processing the polishing surface of the pad 110 may be further included.

이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예들을 제시한다. 다만, 하기에 기재된 실시예들은 본 발명을 구체적으로 예시하거나 설명하기 위한 것에 불과하며, 이로서 본 발명이 제한되어서는 아니된다.Hereinafter, specific embodiments of the present invention are presented. However, the embodiments described below are only intended to specifically illustrate or explain the present invention, and the present invention should not be limited thereto.

실시예 1Example 1

연마패드의 제조Manufacture of polishing pads

우레탄계 프리폴리머, 경화제, 고상 발포제의 혼합물 주입 라인이 구비된 캐스팅 장비에서, 프리폴리머 탱크에 미반응 NCO를 9 중량%로 갖는 우레탄계 프리폴리머를 충진하고, 경화제 탱크에 비스(4-아미노-3-클로로포닐)메탄(bis(4-amino-3-chlorophenyl)methane, Ishihara 사 제품)을 충진하였다. 또한, 상기 우레탄계 프리폴리머 100 중량부에 대하여 3 중량부의 고상 발포제를 미리 혼합한 후 프리폴리머 탱크에 주입하였다In a casting equipment equipped with a mixture injection line of a urethane-based prepolymer, a curing agent, and a solid foaming agent, the urethane-based prepolymer having 9% by weight of unreacted NCO is filled in the prepolymer tank, and bis(4-amino-3-chlorophonyl) is added to the curing agent tank. Methane (bis(4-amino-3-chlorophenyl)methane, manufactured by Ishihara) was filled. In addition, 3 parts by weight of a solid foaming agent was mixed in advance with respect to 100 parts by weight of the urethane-based prepolymer and then injected into the prepolymer tank.

각각의 투입 라인을 통해 우레탄계 프리폴리머 및 경화제를 믹싱 헤드에 일정한 속도로 투입하면서 교반하였다. 이때, 우레탄계 프리폴리머의 NCO기의 몰 당량과 경화제의 반응성 기의 몰 당량을 1:1로 맞추고 합계 투입량을 10 kg/분의 속도로 유지하였다.The urethane-based prepolymer and the curing agent were introduced into the mixing head at a constant rate through each input line while stirring. At this time, the molar equivalent of the NCO group of the urethane-based prepolymer and the molar equivalent of the reactive group of the curing agent were set to 1:1, and the total input amount was maintained at a rate of 10 kg/min.

교반된 원료는 예열된 금형에 주입하고, 1매의 다공성 폴리우레탄 시트로 제조하였다. 이후 제조된 다공성 폴리우레탄 시트의 표면을 연삭기를 사용하여 연삭하고, 팁을 사용하여 그루브(groove)하는 과정을 거쳐 평균 두께 2 mm, 평균 직경 76.2 cm의 크기로 제조하였다.The stirred raw material was injected into a preheated mold, and a porous polyurethane sheet was produced. Thereafter, the surface of the prepared porous polyurethane sheet was ground using a grinding machine and grooved using a tip to obtain an average thickness of 2 mm and an average diameter of 76.2 cm.

상기 폴리우레탄 시트 및 스웨이드(기재층, 평균 두께: 1.1 mm)를 핫멜트 필름(제조사: SKC, 제품명: TF-00)을 이용하여 120℃에서 열 융착하여 연마 패드를 제조하였다.The polyurethane sheet and suede (substrate layer, average thickness: 1.1 mm) were heat-sealed at 120° C. using a hot melt film (manufacturer: SKC, product name: TF-00) to prepare a polishing pad.

말단에 NCO 관능기를 가진 우레탄계 프리폴리머는 다음과 같이 제조하였다. 디이소시아네이트 성분 총 100 중량부 대비 톨루엔 디이소시아네이트 90중량부 및 디시클로헥실메탄 디이소시아네이트 10중량부로 혼합하였다. 폴리올 성분 총 중량 100중량부 대비 PTMEG(분자량(MW) 1,000) 90 중량부 및 DEG 10 중량부를 혼합하였다. 상기 디이소시아네이트 총량 100중량부 대비 상기 폴리올 총량을 152중량부로 각 혼합 원료를 준비하였다. 상기 각 혼합 원료를 4구 플라스크에 투입 후 80℃에서 반응시켜 우레탄기를 가진 예비 조성물을 제조하였다. 상시 예비 조성물 중의 이소시아네이트기(NCO기) 함량은 8.8 내지 9.4%로 제조하였다.A urethane-based prepolymer having an NCO functional group at the terminal was prepared as follows. 90 parts by weight of toluene diisocyanate and 10 parts by weight of dicyclohexylmethane diisocyanate were mixed with a total of 100 parts by weight of the diisocyanate component. 90 parts by weight of PTMEG (molecular weight (MW) 1,000) and 10 parts by weight of DEG were mixed with 100 parts by weight of the total weight of the polyol component. Each mixed raw material was prepared with 152 parts by weight of the total amount of the polyol compared to 100 parts by weight of the total amount of the diisocyanate. After adding each of the mixed raw materials to a four-necked flask, they were reacted at 80° C. to prepare a preliminary composition having a urethane group. The isocyanate group (NCO group) content in the regular preliminary composition was prepared to be 8.8 to 9.4%.

실시예 2 내지 4, 비교예 1 및 비교예 2Examples 2 to 4, Comparative Example 1 and Comparative Example 2

상기 금형 내 교반된 원료를 주입 시, 하기 표 1과 같이 가열 온도를 달리한 것을 제외하고 실시예 1과 동일하게 제조하였다.When injecting the stirred raw material into the mold, it was prepared in the same manner as in Example 1, except that the heating temperature was changed as shown in Table 1 below.

실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 실시예 3Example 3 실시예 4Example 4 비교예 1Comparative Example 1 비교예 2Comparative Example 2 PrepolymerPrepolymer 말단 NCO 함량 8.8~9.4%Terminal NCO content 8.8~9.4% 경화제
(중량부)
curing agent
(parts by weight)
2525 2525 2525 2525 2525 2525
주형물 주입 온도 (℃)Mold injection temperature (℃) 6565 6060 7070 8080 5050 9090

(상기 경화제는 우레탄계 프리폴리머 100 중량부 기준임)(The curing agent is based on 100 parts by weight of the urethane-based prepolymer)

시험예test example

연마 패드의 물성 측정Measurement of physical properties of polishing pads

(1) 경도(1) hardness

1) 상기 실시예 및 비교예에 따라 제조된 연마 패드의 Shore D 경도를 측정하였으며, 연마 패드를 2 cm Х 2 cm(두께: 2 mm)의 크기로 자른 후 온도 25 ℃ 및 습도 50±5 %의 환경에서 16 시간 정치하였다. 이후 경도계(D 형 경도계)를 사용하여 연마 패드의 경도를 측정하였다. 1) The Shore D hardness of the polishing pads prepared according to the above Examples and Comparative Examples was measured, and the polishing pads were cut to a size of 2 cm Х 2 cm (thickness: 2 mm) at a temperature of 25 ° C and a humidity of 50 ± 5% was allowed to stand for 16 hours in an environment of Then, the hardness of the polishing pad was measured using a durometer (D-type durometer).

(2) 탄성 모듈러스(2) modulus of elasticity

상기 실시예 및 비교예에 따라 제조된 연마 패드 각각에 대해, 만능시험계(UTM)를 사용하여 500 mm/분의 속도로 테스트하면서 파단 직전의 최고 강도 값을 취득한 후, 취득한 값을 통해 Strain-Stress 곡선의 20 내지 70% 영역에서의 기울기를 계산하였다. For each of the polishing pads manufactured according to the above Examples and Comparative Examples, the highest strength value immediately before fracture was obtained while testing at a speed of 500 mm/min using a universal test system (UTM), and then the Strain-Stress value was obtained through the obtained value. The slope in the 20-70% region of the curve was calculated.

(3) 신율 (3) Elongation

상기 실시예 및 비교예에 따라 제조된 연마 패드 각각에 대해, 만능시험계(UTM)를 사용하여 500 mm/분의 속도로 테스트하면서 파단 직전의 최대 변형량을 측정한 뒤, 최초 길이 대비 최대 변형량의 비율을 퍼센트(%)로 나타냈다.For each of the polishing pads prepared according to the above Examples and Comparative Examples, the maximum deformation amount immediately before fracture was measured while testing at a speed of 500 mm/min using a universal test system (UTM), and then the ratio of the maximum deformation amount to the initial length. was expressed as a percentage (%).

(4) 연마율 측정(4) Measurement of polishing rate

<옥사이드(O) 막에 대한 연마율><Abrasion rate for oxide (O) film>

CMP 연마 장비를 사용하여, 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 연마 슬러리(세리아 슬러리)를 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 상기 수학식 1을 사용하여 연마율을 계산하였다.Using CMP polishing equipment, a silicon wafer having a diameter of 300 mm on which a silicon oxide (SiOx) film was formed by a TEOS-plasma CVD process was placed. Thereafter, a silicon oxide film of a silicon wafer was set down on a platen to which the polishing pad was attached. Thereafter, the polishing load was adjusted to 1.4 psi, and the silicon oxide film was polished by rotating the platen at 115 rpm for 60 seconds while injecting the polishing slurry (ceria slurry) onto the polishing pad at a rate of 190 ml/min. After polishing, the silicon wafer was removed from the carrier, mounted on a spin dryer, washed with purified water (DIW), and dried with air for 15 seconds. The thickness difference before and after polishing of the dried silicon wafer was measured using an optical coherence thickness measurement device (manufacturer: Kyence, model name: SI-F80R). Then, the polishing rate was calculated using Equation 1 above.

<실리콘나이트라이드(SiN)막에 대한 연마율><Ablation rate for silicon nitride (SiN) film>

CMP 연마 장비를 사용하여, CVD 공정에 의해서 SiN막이 형성된 직경 300 mm의 실리콘 웨이퍼를 설치하였다. 이후 상기 연마패드를 붙인 정반 상에 실리콘 웨이퍼의 SiN 막을 아래로 세팅하였다. 이후, 연마 하중이 1.4 psi가 되도록 조정하고 연마패드 상에 연마 슬러리(세리아 슬러리)를 190 ㎖/분의 속도로 투입하면서 정반을 115 rpm으로 60 초간 회전시켜 SiN 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 상기 수학식 1을 사용하여 연마율을 계산하였다.Using CMP polishing equipment, a silicon wafer having a diameter of 300 mm on which a SiN film was formed by a CVD process was placed. Thereafter, a SiN film of a silicon wafer was set down on a surface plate to which the polishing pad was attached. Thereafter, the polishing load was adjusted to 1.4 psi, and the SiN film was polished by rotating the platen at 115 rpm for 60 seconds while injecting the polishing slurry (ceria slurry) on the polishing pad at a rate of 190 ml/min. After polishing, the silicon wafer was removed from the carrier, mounted on a spin dryer, washed with purified water (DIW), and dried with air for 15 seconds. The thickness difference before and after polishing of the dried silicon wafer was measured using an optical coherence type thickness measuring device (manufacturer: Kyence, model name: SI-F80R). Then, the polishing rate was calculated using Equation 1 above.

<수학식 1><Equation 1>

연마율(Å/분) = 연마 전후 두께 차이(Å)/연마 시간(분)Polishing rate (Å/min) = Thickness difference before and after polishing (Å)/polishing time (minutes)

상기 물성 측정 방법에 의해 실시예 및 비교예의 연마 패드에 대한 물성 및 상기 연마속도를 측정하였으며, 그 결과는 하기 표 2와 같다. The physical properties and the polishing rate of the polishing pads of Examples and Comparative Examples were measured by the method for measuring physical properties, and the results are shown in Table 2 below.

실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 실시예 3Example 3 실시예 4Example 4 비교예 1Comparative Example 1 비교예 2Comparative Example 2 경도
(H, shore D)
Hardness
(H, shore D)
57.757.7 56.256.2 56.956.9 57.557.5 55.555.5 58.558.5
모듈러스
(M, N/㎟)
modulus
(M, N/㎟)
110.3110.3 123.1123.1 135.2135.2 121.1121.1 60.660.6 111111
신율(E, %)Elongation (E, %) 80.380.3 80.180.1 81.181.1 81.981.9 58.658.6 142.9142.9 TEOS(Oxide) RR
(Å/min)
TEOS (Oxide) RR
(Å/min)
22102210 21952195 23842384 21352135 19991999 20882088
Nitride RR(Å/min)Nitride RR (Å/min) 67.767.7 76.176.1 65.365.3 48.548.5 9696 67.267.2 Ox RR/Nt RROx RR/Nt RR 32.932.9 32.432.4 31.331.3 32.732.7 41.241.2 21.821.8 (0.1H + 0.3M + 0.6E)/100(0.1H+0.3M+0.6E)/100 0.8700.870 0.9060.906 0.9490.949 0.9120.912 0.5890.589 1.2491.249 (0.1H + 0.2M + 0.7E)/100(0.1H + 0.2M + 0.7E)/100 0.8400.840 0.8630.863 0.8950.895 0.8730.873 0.5870.587 1.2811.281

상기 표 2에서 나타낸 값에 따르면, 실시예 1 내지 4의 연마패드의 경우, 비교예에 비해 경도, 모듈러스 및 신율에서 일부 차이가 나타났다. 특히 연마패드의 물성 간의 관계에 따른 식에 따라 그 값을 확인한 결과, 본 발명의 실시예의 경우, 특정 범위 내로 값을 나타내는 것을 확인하였으며, 해당 범위 내 값을 나타내는 경우, 연마 속도의 조절이 가능함을 확인하였다.According to the values shown in Table 2, in the case of the polishing pads of Examples 1 to 4, there were some differences in hardness, modulus and elongation compared to the comparative example. In particular, as a result of checking the value according to the equation according to the relationship between the physical properties of the polishing pad, in the case of the embodiment of the present invention, it was confirmed that the value was within a specific range, and when the value was within the range, the polishing speed could be adjusted. Confirmed.

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.Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concept of the present invention defined in the following claims are also made according to the present invention. falls within the scope of the rights of

110: 연마패드
120: 정반
130: 반도체 기판
140: 노즐
150: 연마 슬러리
160: 연마헤드
170: 컨디셔너
110: polishing pad
120: face plate
130: semiconductor substrate
140: nozzle
150: abrasive slurry
160: polishing head
170: conditioner

Claims (10)

연마층을 포함하고,
하기 식 1에 따른 값이 0.6 내지 1이고,
하기 식 2에 따른 값이 0.6 내지 1인,
연마패드:
[식 1]
Figure 112022066022329-pat00006

[식 2]
Figure 112022066022329-pat00012

상기 H는 상기 연마층의 연마면의 표면 경도(shore D)이고,
상기 M은 상기 연마층의 탄성 모듈러스(N/mm2)이고,
상기 E는 상기 연마층의 신율(%)이다.
Including an abrasive layer,
The value according to the following formula 1 is 0.6 to 1,
The value according to Equation 2 below is 0.6 to 1,
polishing pad:
[Equation 1]
Figure 112022066022329-pat00006

[Equation 2]
Figure 112022066022329-pat00012

The H is the surface hardness (shore D) of the polished surface of the polishing layer,
The M is the modulus of elasticity (N/mm 2 ) of the polishing layer,
E is the elongation (%) of the polishing layer.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 연마층은 산화막(Oxide) 및 질화막(Nitride)의 연마 선택비(Ox RR/Nt RR)가 25 내지 40인
연마패드.
According to claim 1,
The polishing layer has a polishing selectivity (Ox RR / Nt RR) of an oxide film and a nitride film of 25 to 40
polishing pad.
제1항에 있어서,
상기 연마층의 연마면에 대한 25℃에서의 표면경도가 45 내지 65 shore D인
연마패드.
According to claim 1,
The surface hardness of the abrasive layer at 25 ° C on the polished surface is 45 to 65 shore D
polishing pad.
제1항에 있어서,
상기 연마층의 탄성 모듈러스(Modulus)가 70 내지 200 N/mm2
연마패드.
According to claim 1,
The polishing layer has an elastic modulus of 70 to 200 N/mm 2 .
polishing pad.
제1항에 있어서,
상기 연마층의 신율이 60 내지 140%인
연마패드.
According to claim 1,
The elongation of the polishing layer is 60 to 140%
polishing pad.
ⅰ) 프리폴리머 조성물을 제조하는 단계;
ⅱ) 상기 프리폴리머 조성물, 발포제 및 경화제를 포함하는 연마층 제조용 조성물을 제조하는 단계; 및
ⅲ) 상기 연마층 제조용 조성물을 경화하여 연마층을 제조하는 단계;를 포함하며,
상기 연마층은 하기 식 1에 따른 값이 0.6 내지 1이고,
하기 식 2에 따른 값이 0.6 내지 1인,
연마패드의 제조 방법:
[식 1]
Figure 112022066022329-pat00008

[식 2]
Figure 112022066022329-pat00013

상기 H는 상기 연마층의 연마면의 표면 경도(shore D)이고,
상기 M은 상기 연마층의 탄성 모듈러스(N/mm2)이고,
상기 E는 상기 연마층의 신율(%)이다.
i) preparing a prepolymer composition;
ii) preparing a composition for preparing an abrasive layer including the prepolymer composition, a foaming agent, and a curing agent; and
iii) preparing an abrasive layer by curing the composition for preparing an abrasive layer;
The polishing layer has a value of 0.6 to 1 according to Equation 1 below,
The value according to Equation 2 below is 0.6 to 1,
Manufacturing method of polishing pad:
[Equation 1]
Figure 112022066022329-pat00008

[Equation 2]
Figure 112022066022329-pat00013

The H is the surface hardness (shore D) of the polished surface of the polishing layer,
The M is the modulus of elasticity (N/mm 2 ) of the polishing layer,
E is the elongation (%) of the polishing layer.
제7항에 있어서,
상기 ⅲ) 단계는 예열된 몰드에 연마층 제조용 조성물을 주입하고 경화하는 것이며,
상기 몰드의 예열 온도는 60 내지 80℃인
연마패드의 제조 방법.
According to claim 7,
Step iii) is to inject and cure the composition for preparing an abrasive layer into a preheated mold,
The preheating temperature of the mold is 60 to 80 ° C.
Method for manufacturing an abrasive pad.
1) 연마층을 포함하는 연마패드를 제공하는 단계; 및
2) 상기 연마층의 연마면에 반도체 기판의 피연마면이 맞닿도록 상대 회전시키면서 상기 반도체 기판을 연마시키는 단계;를 포함하고,
상기 연마층은 하기 식 1에 따른 값이 0.6 내지 1이고,
하기 식 2에 따른 값이 0.6 내지 1인,
반도체 소자의 제조 방법:
[식 1]
Figure 112022066022329-pat00009

[식 2]
Figure 112022066022329-pat00014

상기 H는 상기 연마층의 연마면의 표면 경도(shore D)이고,
상기 M은 상기 연마층의 탄성 모듈러스(N/mm2)이고,
상기 E는 상기 연마층의 신율(%)이다.
1) providing a polishing pad including a polishing layer; and
2) polishing the semiconductor substrate while relatively rotating it so that the polishing surface of the semiconductor substrate comes into contact with the polishing surface of the polishing layer;
The polishing layer has a value of 0.6 to 1 according to Equation 1 below,
The value according to Equation 2 below is 0.6 to 1,
Manufacturing method of semiconductor device:
[Equation 1]
Figure 112022066022329-pat00009

[Equation 2]
Figure 112022066022329-pat00014

The H is the surface hardness (shore D) of the polished surface of the polishing layer,
The M is the modulus of elasticity (N/mm 2 ) of the polishing layer,
E is the elongation (%) of the polishing layer.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101075491B1 (en) * 2009-01-16 2011-10-21 주식회사 하이닉스반도체 Method for manufacturing semiconductor device
US8512427B2 (en) * 2011-09-29 2013-08-20 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. Acrylate polyurethane chemical mechanical polishing layer
KR102177748B1 (en) * 2019-11-28 2020-11-11 에스케이씨 주식회사 Porous polishing pad and preparation method thereof

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015161210A1 (en) 2014-04-17 2015-10-22 Cabot Microelectronics Corporation Cmp polishing pad with columnar structure and methods related thereto
US20170036320A1 (en) 2014-04-17 2017-02-09 Cabot Microelectronics Corporation Cmp polishing pad with columnar structure and methods related thereto

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