KR102624629B1 - 윈도우 삽입형 연마패드 및 이의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 윈도우 삽입형 연마패드에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 연마공정 중 누수가 발생되지 않도록 하면서도, 정확한 센싱이 가능해 화학 기계적 평탄화(chemical mechanical planarization, CMP) 공정에 용이하게 사용될 수 있는 연마패드에 관한 것이다.
실시예에 따른 연마패드는 상면에 특정 두께의 그루브 패턴이 형성되고, 제1 관통홀이 형성된 탑 패드층(top pad layer); 및 상기 제1 관통홀 내에 삽입되는 윈도우 블록(window block)을 포함하고, 하기 식 1을 만족하는 값을 갖는 연마패드.
[식 1]

(단, 상기 식 1에서, Gap은 상기 탑 패드층의 상면 및 상기 윈도우 블록의 상면의 높이 차이를 의미하는 것이고, 상기 ThkRTPC는 상기 윈도우 블록의 두께를 의미하는 것이며, 상기 Thkgrv는 상기 그루브 패턴의 깊이를 의미하는 것임)

Description

윈도우 삽입형 연마패드 및 이의 제조방법{Window insert type polishing pad and method for manufacturing the same}
본 발명은 윈도우 삽입형 연마패드에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 연마공정 중 누수가 발생되지 않도록 하면서도, 정확한 센싱이 가능해 화학 기계적 평탄화(chemical mechanical planarization, CMP) 공정에 용이하게 사용될 수 있는 연마패드에 관한 것이다.
연마패드는 반도체 제조공정 중 화학 기계적 평탄화(chemical mechanical planarization, CMP) 공정에 있어 필수적인 소재 중 하나이다. CMP 공정은 웨이퍼(wafer)를 헤드에 부착하고 플래튼(platen) 상에 형성된 연마패드의 표면에 접촉하도록 한 상태에서, 슬러리를 공급하여 웨이퍼의 표면을 화학적으로 반응시키면서 플래튼과 헤드를 구동시켜 기계적으로 웨이퍼 상의 불필요한 부분을 제거하고 표면을 평탄하게 하는 공정을 의미한다.
최근에는, CMP 공정 중 막질의 두께를 측정하여 웨이퍼 표면의 평탄성과 공정의 종결점을 인-시츄(in-situ)로 결정하기 위해 RTPC(real time pressure control) 센서가 도입된 종결점 검출 장치를 사용하고 있다.
한편, 윈도우 삽입형 연마패드는 패드에 설치되는 윈도우와 윈도우에 설치되는 RTPC 센서를 이용해 웨이퍼 연마와 함께 CMP 공정 중 종결점 검출이 가능하다는 장점이 있어 널리 사용되고 있다.
하지만, 기존의 윈도우 삽입형 연마패드는 CMP 공정 중 연마층과 윈도우 블록 사이의 틈을 통해 누수가 쉽게 발생하여 장비 고장의 우려가 높고, 웨이퍼의 정확한 금속층의 센싱이 힘들며, 고장 발생 우려 때문에 적정 사용시간이 경과하지 않은 연마패드를 교체하는 사례가 빈번히 발생하여 연마패드의 소모율이 높다는 단점이 있어 이를 보완할 수 있는 방법에 대한 연구가 필요하다.
본 발명의 실시예는 연마공정 중 누수가 발생되지 않고, 웨이퍼 금속층의 정확한 센싱이 가능하며, 적정 사용시간에 맞게 사용이 가능해 연마패드의 소모율을 감소시킬 수 있는 연마패드에 대한 기술 내용을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
실시예에 따른 연마패드는, 상면에 특정 깊이의 그루브 패턴이 형성되고, 제1 관통홀이 형성된 탑 패드층(top pad layer); 및 상기 제1 관통홀 내에 삽입되는 윈도우 블록(window block)을 포함하고, 상기 탑 패드층 및 상기 윈도우 블록은 하기 식 1의 조건을 만족하는 구조를 갖는다.
[식 1]
(단, 상기 식 1에서, Gap은 상기 탑 패드층의 상면 및 상기 윈도우 블록의 상면의 높이 차이를 의미하는 것이고, 상기 ThkRTPC는 상기 윈도우 블록의 두께를 의미하는 것이며, 상기 Thkgrv는 상기 그루브 패턴의 깊이를 의미하는 것임)
실시예에 따른 연마패드는 상기 탑 패드층의 하부에 배치되고 상기 제1 관통홀과 대응되는 위치에 제2 관통홀이 형성된 서브 패드층(sub pad layer)을 더 포함할 수 있고, 상기 제2 관통홀의 면적은 상기 제1 관통홀의 면적 보다 작을 수 있다.
실시예에 따른 연마패드는 상기 윈도우 블록은 하면에 형성되는 제3 접착층을 더 포함할 수 있고, 상기 서브 패드층은 상기 윈도우 블록의 하부와 인접하는 부분에 열융착부가 더 형성된 구조를 가질 수 있다.
특히, 실시예에 따른 연마패드의 탑 패드층 및 윈도우 블록은 하기 식 2의 조건을 만족할 수 있다.
[식 2]
실시예에 따른 연마패드는, 상기 제1 관통홀에 윈도우 블록을 설치하는 단계; 상기 윈도우 블록의 일면에 갭조절 필름을 배치하는 단계; 및 상기 갭조절 필름의 상면을 가압하는 단계;를 포함하는 갭형성 방법으로 제조하며, 상기 갭조절 필름의 두께만큼 상기 탑 패드층의 상면 및 상기 윈도우 블록의 상면의 높이 차이(Gap)를 형성할 수 있다.
실시예에 따른 연마패드는 동일한 환경 및 조건에서 웨이퍼의 상면에 형성된 금속층을 미리 설정된 두께로 연마하기 위해 소요되는 시간(RTPC time)의 변동성이 ± 1 내지 ± 30%일 수 있고, 갭 변동성이 ± 10 내지 ± 40%일 수 있다.
한편, 실시예에 따른 연마패드의 제조방법은, 상면에 특정 깊이의 그루브 패턴이 형성된 탑 패드용 시트의 소정 부분에 제1 관통홀을 형성하는 단계; 및 기 제1 관통홀에 윈도우 블록을 설치하여 탑 패드층 및 윈도우 블록을 포함하는 연마 패드를 제조하는 단계;를 포함하되, 상기 탑 패드층과 상기 윈도우 블록은 하기 식 1의 조건을 만족하도록 형성되는 연마패드를 제조할 수 있다.
[식 1]
(단, 상기 식 1에서, Gap은 상기 탑 패드층의 상면 및 상기 윈도우 블록의 상면의 높이 차이를 의미하는 것이고, 상기 ThkRTPC는 상기 윈도우 블록의 두께를 의미하는 것이며, 상기 Thkgrv는 상기 그루브 패턴의 깊이를 의미하는 것임)
실시예에 따른 연마패드의 제조방법에서, 상기 윈도우 블록을 설치하는 단계는, 상기 연마 패드를 제조하는 단계는, 상기 제1 관통홀에 윈도우 블록을 설치하는 단계; 상기 윈도우 블록의 일면에 갭조절 필름을 배치하는 단계; 및 상기 갭조절 필름의 상면을 가압하는 단계;를 포함하는 갭형성 방법으로 상기 갭조절 필름의 두께만큼 상기 탑 패드층의 상면 및 상기 윈도우 블록의 상면의 높이 차이(Gap)를 형성할 수 있다.
특히, 실시예에 따른 연마패드의 제조방법은 상기 탑 패드층과 상기 윈도우 블록은 하기 식 2의 조건을 만족하도록 형성되는 연마패드를 제조할 수 있다.
[식 2]
또한, 실시예에 따른 연마패드의 제조방법은, 탑 패드층의 하면에 형성되는 제1 접착층 및 서브 패드층을 더 포함하는 연마 패드를 제조할 수 있으며, 이를 위해, 상기 연마 패드를 제조하는 단계는, 상기 탑 패드용 시트의 하면에 접착제를 이용해 상기 제1 관통홀 보다 면적이 작은 제2 관통홀이 형성된 서브패드용 시트를 접합하여 서브패드층, 제1 접착층 및 탑 패드층이 순차적으로 적층된 구조의 접합물을 제조하는 단계; 상기 제1 접착층에 상기 제2 관통홀과 동일한 면적의 제3 관통홀을 형성하는 단계; 제1 접착층의 상면에 제3 관통홀의 둘레를 따라 수분 경화성 접착제를 도포하는 단계; 및 상기 접합물의 제1 관통홀에 윈도우 블록을 설치하여 연마 패드를 제조하는 단계;를 포함할 수 있다.
실시예에 따른 연마패드는 탑 패드층의 상면 및 윈도우 블록의 상면이 형성하는 높이 차이(Gap) 및 윈도우 블록의 두께(ThkRTPC)의 합이 탑패드층 상에 형성된 그루브 패턴의 깊이(Thkgrv) 대비 일정값 이상이 되도록 설계하여 연마 초기 웨이퍼의 금속막의 안정적인 센싱이 가능하여 정밀한 종결점 산출이 가능하다.
또한, 실시예에 따른 연마패드는 적정 사용시간에 맞게 사용할 수 있도록 함에 따라, 연마패드 소모율을 저하시킬 수 있고, 사용시간 예측이 가능함에 따라 윈도우 블록이 파손되기 전에 적정 사용시간에 맞게 연마패드를 교체할 수 있어 웨이퍼 불량 발생을 줄일 수 있다.
또한, 실시예에 따른 연마패드는 수분 경화성 접착제 및 열융착 방법을 동시에 활용하여 누수 방지 성능이 우수하다.
도 1은 실시예에 따른 연마패드의 (a) 일례 및 (b) 다른 예를 나타낸 평면도이다.
도 2는 실시예에 따른 연마패드를 나타낸 단면도(상기 도 1에서 A-A'으로 절단)이다.
도 3은 다른 실시예에 따른 연마패드를 나타낸 단면도이다.
도 4는 또 다른 실시예에 따른 연마패드를 나타낸 단면도이다.
도 5는 실시예 1에 따른 연마패드의 제조방법을 나타낸 공정도이다.
도 6은 (a) 실시예 1 및 (b) 실시예 2 내지 6에 따른 방법으로 제조한 연마패드의 구조를 나타낸 단면도이다.
도 7은 (a) 비교예 1 및 (b) 비교예 2 내지 4 에 따른 방법으로 제조한 연마패드의 구조를 나타낸 단면도이다.
도 8은 (a) 비교예 5 및 (b) 비교예 6 내지 8 에 따른 방법으로 제조한 연마패드의 구조를 나타낸 단면도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시 예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시 예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시 예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
이하, 실시예에 따른 연마패드(10)를 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 실시예에 따른 연마패드(10)의 (a) 일례 및 (b) 다른 예를 나타낸 평면도이고, 도 2는 실시예에 따른 연마패드(10)의 기본 구조를 나타낸 단면도(상기 도 1에서 A-A'으로 절단)이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 실시예에 따른 연마패드(10)는, 탑 패드층(top pad layer, 100); 및 윈도우 블록(window block, 200)을 포함하고, 상기 탑 패드층 및 상기 윈도우 블록은 하기 식 1의 조건을 만족하는 구조를 갖는다.
[식 1]
단, 상기 식 1에서, Gap은 상기 탑 패드층(100)의 상면 및 상기 윈도우 블록(200)의 상면의 높이 차이를 의미하는 것이고, 상기 ThkRTPC는 상기 윈도우 블록(200)의 두께를 의미하는 것이며, 상기 Thkgrv는 상기 그루브 패턴의 깊이를 의미하는 것이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 상기 연마패드(10)는, 윈도우 블록(200)이 탑 패드층(100)의 가장자리측 또는 중앙에 각각 형성된 구조를 가질 수 있다.
탑 패드층(100)은 웨이퍼에 밀착되어 웨이퍼의 표면을 연마하는 역할을 한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 탑 패드층(100)은 윈도우 블록(200)이 삽입 결합되고, 웨이퍼의 반사율을 측정하여 종결점을 산출하기 위해 제1 관통홀(110)이 형성된 구조를 갖는다. 제1 관통홀(110)은 다양한 형상으로 형성할 수 있다. 구체적으로, 제1 관통홀(110)은 직경이 10 내지 100 mm인 원형 또는 타원형 단면을 갖는 구조로 형성할 수 있고, 또는, 가로 및 세로가 각각 10 내지 100 mm인 사각형 형상의 단면을 가질 수도 있다. 이에 의해, 연마패드(10)는 웨이퍼의 반사율을 정확하게 측정하기 위한 시야각을 확보할 수 있다. 보다 구체적으로, 제1 관통홀(110)은 면적, 즉, 탑 패드층(100)의 평면에서 제1 관통홀(110)의 면적이 1 내지 70 cm2일 수 있다. 특히, 제1 관통홀(110)의 면적은 6 내지 15 cm2일 수 있다.
탑 패드층(100)은 상면에 웨이퍼의 표면을 연마하기 위한 화학 처리재인 슬러리와 탈이온수 등을 유지하고 갱신하기 위해서 일정 높이를 갖는 돌출 돌기(R)와 탑 패드층(100)의 표면에서 내부로 내입된 구조의 오목홈(C)이 복수 개 반복 형성된 요철형 그루브 패턴(P)이 형성된 구조를 가질 수 있다. 그루브 패턴(P)은 다양한 형상으로 형성할 수 있고, 오목홈(C)의 피치, 폭, 깊이 등을 다양하게 조합하여 형성시킬 수도 있다.
탑 패드층(100)은 그루브 패턴(P)과 그루브 패턴(P) 하부에서 그루브 패턴을 지지하는 지지부를 포함하는 구조를 기지며, 총 두께가 0.5 내지 5 mm일 수 있다. 또한, 탑 패드층(100)에 형성되는 그루브 패턴의 깊이(Thkgrv), 즉, 오목홈의 깊이는 0.1 내지 3 mm일 수 있고, 오목홈의 폭은 0.1 내지 2.0 mm일 수 있으며, 그루브 패턴의 깊이는 그루브 패턴의 두께와 동일한 의미를 가질 수 있다.
도 2 내지 도 4에는 단일 도형 형상의 돌출 돌기 및 오목부가 반복 형성된 형태의 그루브 패턴(P)을 갖는 것으로 도시하고 있으나, 이에 제한받는 것은 아니다. 일례로, 상기 그루브 패턴(P)은 돌출 돌기(R) 및 오목홈(C)이 선형으로 복수 개 반복 형성된 구조를 가질 수 있고, 빗살무늬로 복수 개 반복 형성된 구조를 가질 수도 있으며, 동심원 구조의 원형이 복수 개 반복 형성된 구조를 가질 수도 있다. 또한, 단일 도형이 아닌 복합 도형을 갖도록 형성시킬 수도 있다.
한편, 윈도우 블록(200)은 탑 패드층(100)의 제1 관통홀(110) 내에 삽입되는 형태로 설치된다.
윈도우 블록(200)은 조직 내에 기포가 존재하지 않아 광투과도가 높은 재질의 소재로 제조한 것을 사용할 수 있으며, 이에 따라, 윈도우 블록(200)은 수분의 침투가 방지되어 종결점 산출의 정밀도를 높이고, 광투과 영역의 손상을 방지하는 구조를 가질 수 있다.
윈도우 블록(200)은 광 투과율이 60 내지 90%일 수 있고, 굴절율이 1.45 내지 1.60인 것을 사용할 수 있다. 특히, 윈도우 블록(200)은 두께가 2.4 mm일 때 광투과율이 65 내지 75%이고, 굴절율이 1.53 내지 1.57인 것을 사용할 수 있다.
또한, 윈도우 블록(200)은 표면 처리한 것을 사용할 수 있으며, 표면 처리에 의해 상면 표면 조도(Ra)가 2.0 내지 4.0 ㎛일 수 있다.
상기 표면처리는 CMP 공정 중 윈도우 블록(200)의 마모로 인해 발생할 수 있는 종결점 검출의 오류를 방지하기 위한 것으로서, 상기 표면 조도 범위를 만족하도록 처리하는 것이라면 그 방법은 특별히 한정되지 않는다. 일례로, 표면처리는 사포를 이용하여 100 내지 1,000 rpm의 속도 및 0.1 내지 3.0 psi의 압력으로 10 내지 60 초 동안 수행할 수 있다.
윈도우 블록(200)은 마모율이 탑 패드층(100)의 마모율과 같거나 약간 높을 수 있다. 이에 따라, 일정 시간의 연마 진행 후 탑 패드층(100) 및 윈도우 블록(200)이 함께 소실되어 윈도우 블록(200)의 일부가 돌출되어 연마되는 웨이퍼에 스크래치를 발생시키는 문제를 방지할 수 있다.
윈도우 블록(200)의 평면 면적은 제1 관통홀(110)의 면적과 동일할 수 있다. 상기 윈도우 블록(200)은 두께가 0.2 내지 5 mm일 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 윈도우 블록(200)의 상면은 탑 패드층(100)의 상면보다 낮아 단차, 즉, 갭(Gap)이 형성된 구조의 연마 패드를 형성할 수 있다. 또한, 도시하지는 않았으나, 윈도우 블록(200)의 상면은 윈도우 블록(200)의 상면과 높이가 같아 Gap이 없는 구조의 연마패드를 형성할 수도 있다. 특히, 실시예에 따른 연마 패드는 윈도우 블록(200)의 상면이 탑 패드층(100)의 상면보다 낮아 윈도우 블록(200)의 상면과 탑 패드층(100)의 상면의 높이 차이를 의미하는 갭(Gap)이 형성된 구조를 가질 수 있다. 이때, 연마 패드에 형성된 Gap은 0.001 내지 2 mm일 수 있다.
또한, 윈도우 블록(200)은 하면에 내입 형성된 오목한 형상의 리세스(210)를 포함하는 구조를 가질 수 있다. 리세스(210)가 형성된 윈도우 블록(200)은 리세스(210)가 형성된 부분이 빈공간을 형성하고, 두께가 감소하여 광학적 종점 검출의 정밀도를 높일 수 있다. 이를 위해, 리세스(210)의 깊이는 0.1 내지 4 mm일 수 있다. 상기와 같이 리세스(210)가 형성된 구조를 갖는 윈도우 블록(200)에서, 상기 식 1의 ThkRTPC, 즉, 윈도우 블록(200)의 두께는 리세스(210)의 내면 및 상기 윈도우 블록(200)의 상면간 거리를 의미하는 것일 수 있다.
실시예에 따른 연마패드(10)는 상기한 바와 같은 구조를 갖는 탑 패드층(100) 및 윈도우 블록(200)을 포함하며, 상기 식 1을 만족하는 값을 갖도록 설계되어 연마패드(10)를 적정 사용시간에 맞게 사용할 수 있도록 함에 따라, 연마패드(10) 소모율을 저하시킬 수 있다.
구체적으로, 상기 식 1에서 Gap은 상기 탑 패드층(100)의 상면 및 상기 윈도우 블록(200)의 상면의 높이 차이를 의미하는 것이다. 상기 ThkRTPC는 상기 윈도우 블록(200)의 두께를 의미하는 것이다. 상기 Thkgrv는 상기 탑패드층 상에 형성된 그루브 패턴의 깊이를 의미하는 것이다.
통상적인 연마패드(10)는, 연마패드(10)는 적정 사용시간이 초과하면 그루브 패턴이 소실되고, 윈도우 블록(200)이 파손되어 연마액에 포함된 슬러리나 탈이온수 등이 흡수되어 누수가 발생된다. 윈도우 블록(200)이 파손되면, 누수가 발생하여 장비의 고장이 발생되거나, 불량 웨이퍼가 생산되는 문제가 있다.
또한, 윈도우 블록(200)과 탑 패드층(100) 간에 적정 단차가 없을 경우 윈도우 블록(200)에 의해 웨이퍼가 파손되어 불량이 유발되는 현상이 유발될 수 있다. 그리고, 윈도우 블록(200)과 탑 패드층(100)간 단차가 크거나, 제품간 편차가 있을 경우 공정 중 연마액에 포함된 슬러리나 탈이온수가 유입되어 웨이퍼의 실제 두께와 오차가 발생하는 문제가 있다.
반면에, 실시예에 따른 연마패드(10)는 갭이 형성된 구조를 가지며, 상기 식 1을 이용해 적정 사용시간(life time)을 산출할 수 있도록 설계하여 연마패드(10)를 적정 사용시간에 맞게 사용할 수 있도록 하여 불량 웨이퍼 생산에 대한 우려로 폐기하지 않아도 되는 연마패드(10)를 교체하는 경우를 방지할 수 있고, 불량 웨이퍼 생산을 방지할 수 있다.
구체적으로, 사용하지 않은 연마패드(10)의 적정 사용시간은 탑 패드층(100)에 형성된 그루브 패턴의 깊이와 윈도우 블록(200)의 두께를 이용해 산출할 수 있으며, 연마를 위해 사용되었던 연마패드(10)는 그루브 패턴과 윈도우 블록(200) 각각의 잔존 두께를 이용해 유추할 수 있고, 이에 따라, 웨이퍼 연마를 위해 사용되는 과정 중 누수가 발생되지 않도록 하고, 적정 사용시간에 맞게 연마패드(10)를 사용할 수 있어 연마패드(10)의 소모율을 낮출 수 있다.
실시예에 따른 연마패드(10)는 Gap 및 ThkRTPC의 합이 Thkgrv 대비 1.1 내지 3.0의 값이 되도록 설계하여 연마패드(10)를 적정 사용시간에 맞게 사용할 수 있도록 함에 따라, 연마패드(10) 소모율을 저하시킬 수 있고, 윈도우 블록(200)과 탑 패드층(100) 간의 Gap이 일정하여 정밀한 종결점 산출이 가능하다.
기존에는 일반적으로 연마패드(10)의 사용가능 시간은 연마를 통해 그루브 패턴의 깊이가 초기 깊이에서 80% 소실, 즉, 패턴이 얇아지게 되었을 때로 가정하여 연마패드(10)를 사용하고 있다. 일례로, 그루브 패턴의 깊이가 1 mm인 경우 사용 후 그루브 패턴의 깊이가 0.2 mm 정도가 될 때까지 연마패드(10)를 사용하도록 한다. 이와 같은 경우 대부분의 연마패드(10)의 가장 자리 부분에 그루브 패턴이 소실되는 경우가 대부분으로 연마패드(10)의 적정 사용시간이 그루브 패턴의 깊이를 0.2 내지 0.35 mm로 보고 예측하고 있다.
즉, 연마패드(10)의 사용시간까지 윈도우 블록(200)의 파손이 없어야 하며, 이를 위해서는 그루브 패턴의 깊이 대비 윈도우 블록(200)의 두께 및 갭의 합이 연마패드(10) 내 윈도우 블록(200)의 적정 사용시간과 비례한다. 본 발명자들은 실험적으로 윈도우 블록(200)의 두께가 200 내지 350 ㎛의 범위가 될 때 윈도우 블록(200)의 파손 확률이 높다는 사실을 확인하였다.
따라서, 실시예에 따른 연마패드(10)는 윈도우 블록(200)의 두께(ThkRTPC)가 0.2 내지 0.35 mm가 될 때까지 사용할 수 있고, ThkRTPC가 0.2 내지 0.35 mm인 상태에서 사용을 종료한 다음 교체할 수 있다. 즉, 연마 패드의 적정 사용기한은 상기와 같은 식 1을 만족하는 구조의 갭이 형성된 연마 패드에서ThkRTPC가 0.2 내지 0.35mm인 상태가 될 때 까지의 시점이다.
한편, 실시예에 따른 연마패드(10)는 서브패드층(300)을 더 포함할 수 있다. 서브패드층(300)은 탑 패드층(100)을 지지하면서, 탑 패드층(100)에 가해지는 충격을 흡수하고 분산시키는 역할을 한다. 서브패드층(300)은 경도가 탑 패드층(100) 보다 작은 것을 도입할 수 있다.
서브패드층(300)은 탑 패드층(100)의 제1 관통홀(110)과 대응되는 위치에 제2 관통홀(310)이 관통 형성된 구조를 가지며, 제2 관통홀(310)은 제1 관통홀(110)과 연결되어 윈도우 블록(200)을 통해 종결점 검출이 가능한 구조를 형성할 수 있다.
제2 관통홀(310)은 제1 관통홀(110) 보다 면적이 작을 수 있다. 구체적으로, 제2 관통홀(310)은 직경이 5 내지 95 mm인 원형 또는 타원형 단면을 갖는 구조로 형성할 수 있고, 또는, 가로 및 세로가 각각 5 내지 95 mm인 사각형 형상의 단면을 가질 수도 있다. 이에 의해, 연마패드(10)는 웨이퍼의 반사율을 정확하게 측정하기 위한 시야각을 확보할 수 있다. 보다 구체적으로, 제2 관통홀(310)은 면적, 즉, 서브패드층(300)의 평면에서의 제2 관통홀(310)의 면적이 0.5 내지 50 cm2일 수 있다. 특히, 제2 관통홀(310)의 면적은 4 내지 12 cm2일 수 있다.
서브패드층(300)은 0.1 내지 3.0 mm의 두께를 가질 수 있다. 특히, 0.4 내지 2.0 mm의 두께를 가질 수 있다.
서브패드층(300)은 부직포 또는 다공성 패드를 이용해 형성할 수 있다. 서브패드층(300)은 조직에 복수 개의 기공이 형성된 구조를 가질 수 있다.
서브패드층(300)에 형성된 기공은 오픈 셀(opened cell) 구조를 가질 수 있다. 서브패드층(300)에 형성된 기공은 서브패드층(300)의 두께 방향으로 길이가 연장된 형상을 가질 수 있다. 서브패드층(300)의 기공 형성률은 탑 패드층(100)의 기공 형성률보다 높을 수 있다.
서브패드층(300)은 윈도우 블록(200)의 외측 둘레 영역에 대응되는 영역에 제2 관통홀(310)의 둘레를 따라 형성되는 열융착부(330)를 더 포함할 수 있다. 상기 윈도우 외측 둘레 영역은, 윈도우 블록(200)과 탑 패드층(100)의 경계로부터 탑 패드층(100)을 향하는 방향으로 0 mm 초과 내지 10 mm 이하의 범위에 해당하는 영역일 수 있고, 예를 들어, 약 0.5 mm 내지 10 mm, 또는 1 mm 내지 3mm 범위에 해당하는 영역일 수 있다.
또한, 서브패드층(300)은 열융착부(330)를 더 포함할 수 있다. 열융착부(330)는 가압에 의해 압축되어 서브패드층(300)의 융착되지 않은 영역에 비해 밀도가 높아 슬러리 및 탈이온수가 유입되는 것을 방지하는 구조를 형성할 수 있다.
서브패드층(300)에 형성된 열융착부(330)의 하면과 비융착 영역의 하면의 높이 차이는 0.1 내지 2.0 mm일 수 있다. 특히, 0.5 내지 1.5 mm일 수 있다.
바람직한 단차를 갖도록 열융착부(330)를 압축시킴으로써 열융착부(330)로 인한 슬러리의 유입을 효과적으로 방지할 수 있고, 그 결과, 연마율의 변화를 줄이는데 보다 유리할 수 있다
상기와 같은 구조의 열융착부(330)가 형성된 서브패드층(300)은 연마패드(10)를 이용해 CMP 공정을 수행하는 경우 슬러리 및 탈이온수가 탑 패드층(100)으로 유입되는 것을 방지할 수 있다. 그리고, 슬러리 및 탈이온수의 흡수에 의한 탑 패드층(100)의 압축률 변화를 줄여 고른 연마율을 구현할 수 있도록 한다.
또한, 서브패드층(300)은 하면에 형성되는 제2 접착층(350)을 더 포함할 수 있다. 접착층은 양면 접착 테이프를 이용해 형성한 것일 수 있다. 이와 같은 접착층이 형성됨에 따라, 서브패드층(300)의 하면과 플래튼(platen)이 접합될 수 있다.
상기 열융착부(330)는 상기 접착층이 서브패드층(300)의 하면에 접합된 상태에서 0.01 내지 5 MPa의 압력으로 가압하고 100 내지 150 ℃의 온도로 가열하며, 60 내지 600초 동안 반응시켜 열융착부(330) 형성할 수 있다.
실시예에 따른 연마패드(10)는 접합을 위해 탑 패드층(100) 및 서브패드층(300)의 사이에 형성되어 탑 패드층(100)과 서브패드층(300)을 접합시켜 일체화시키는 제1 접착층(400)을 더 포함할 수 있다.
제1 접착층(400)은 양면에 접착제가 도포된 투명 필름을 사용할 수 있으며, 이에 제한받는 것은 아니다.
제1 접착층(400)은 핫멜트 접착제 등을 이용해 형성될 수 있다.
제1 접착층(400)은 두께가 0.001 내지 3 mm일 수 있고, 제1 접착층(400)의 두께가 상기 범위일 때, 낮은 온도에서 용융시켜 연마층과 지지층을 부착시킬 수 있으며 접착력이 강력하다는 장점이 있다.
제1 접착층(400)은 제3 관통홀(410)이 형성된 구조를 가지며, 제3 관통홀(410)은 제1 관통홀(110)이 형성된 영역 내에 형성하고, 제3 관통홀(410)의 평면적은 제1 관통홀(110)의 평면적보다 더 작을 수 있다. 제3 관통홀(410)의 평면적이 제1 관통홀(110)의 평면적보다 작을 경우, 제1 관통홀(110)의 하단에 윈도우 블록(200)을 지지할 수 있는 제1 접착층(400)이 존재하기 때문에, 윈도우를 상기 제1 관통홀(110)에 효과적으로 고정할 수 있다.
구체적으로, 상기 제3 관통홀(410)은 직경이 5 내지 95 mm인 원형 또는 타원형 단면을 갖는 구조로 형성할 수 있고, 또는, 가로 및 세로가 각각 5 내지 95 mm인 사각형 형상의 단면을 가질 수도 있다.
또한, 제3 관통홀(410)의 너비(또는 직경)는 제1 관통홀(110)의 너비(또는 직경)보다 작으며, 제2 관통홀(310)의 너비(또는 직경)와 동일할 수 있다. 구체적으로, 제2 관통홀(310)의 너비(또는 직경)는 제3 관통홀(410)의 너비(또는 직경)과 동일하고, 제1 관통홀(110)의 너비(또는 직경) 대비 너비(또는 직경)가 10 내지 95 %일 수 있다.
상기 제2 관통홀(310) 및 제3 관통홀(410)은 서로 정렬될 수 있다. 상기 제2 관통홀(310) 및 제3 관통홀(410)은 서로 대응하도록 상기 제2 관통홀(310) 및 제3 관통홀(410)을 동시에 형성할 수 있다.
실시예에 따른 연마패드(10)는 접합을 위해 윈도우 블록(200)의 하면에 형성되고, 제1 접착층(400)의 상면에 접착되는 제3 접착층(230)을 더 포함할 수 있다. 제3 접착층(230)은 일부 둘레 영역이 제1 접착층(400)의 상면에 배치되어 서로 접착될 수 있다. 제3 접착층(230)은 윈도우 블록(200)을 제1 관통홀(110)에 형성시 수분에 의해 경화되는 수분 경화성 접착제를 이용해 형성될 수 있다. 또한, 제3 접착층은 가열 및 가압에 의해 제1 접착층(400)의 조직 내부로 융착될 수 있다. 이에 따라 제1 접착층(400)에 밀도가 높은 영역을 형성시킴과 동시에 제1 접착층(400)으로 내입된다. 상기 제3 접착층(230)은 윈도우 블록(200)과 제1 관통홀(110) 사이 부분에서 발생되는 누수를 방지하며, 윈도우 블록(200)의 센싱 정밀성을 높이도록 한다. 제3 접착층(230)은 두께가 0.01 내지 0.5 mm일 수 있다.
따라서, 실시예에 따른 연마패드(10)는 도 2에 나타낸 바와 같이, 그루브 패턴(P) 및 제1 관통홀(110)이 형성된 탑 패드층(100); 제1 관통홀(110) 내에 배치되고 리세스(210)가 내입 형성된 윈도우 블록(200); 탑 패드층(100)의 하면에 배치되고 제2 관통홀(310)을 포함하는 서브패드층(300);과, 탑 패드층(100) 및 서브패드층(300)의 사이에 배치되고 제3 관통홀(410)을 포함하는 제1 접착층(400);을 포함하는 구조를 가질 수 있다.
다른 실시예에 따른 연마패드(10)는 도 3에 나타낸 바와 같이, 그루브 패턴(P) 및 제1 관통홀(110)이 형성된 탑 패드층(100); 제1 관통홀(110) 내에 배치되고 리세스(210)가 내입 형성된 윈도우 블록(200); 탑 패드층(100)의 하면에 배치되고 제2 관통홀(310)을 포함하는 서브패드층(300); 탑 패드층(100) 및 서브패드층(300)의 사이에 배치되고 제3 관통홀(410)을 포함하는 제1 접착층(400); 및 윈도우 블록(200)의 하면에 배치되는 제3 접착층(230);을 포함하는 구조를 가질 수 있다.
또 다른 실시예에 따른 연마패드(10)는 도 4에 나타낸 바와 같이, 그루브 패턴(P) 및 제1 관통홀(110)이 형성된 탑 패드층(100); 제1 관통홀(110) 내에 배치되고 리세스(210)가 내입 형성된 윈도우 블록(200); 탑 패드층(100)의 하면에 배치되고 제2 관통홀(310)을 포함하며, 윈도우 블록(200)의 외측 둘레 영역에 대응되는 영역에 제2 관통홀(310)의 둘레를 따라 형성되는 열융착부(330)가 형성된 서브패드층(300); 탑 패드층(100) 및 서브패드층(300)의 사이에 배치되고 제3 관통홀(410)을 포함하는 제1 접착층(400); 및 윈도우 블록(200)의 하면에 배치되는 제2 접착층(350);을 포함하는 구조를 가질 수 있다.
요약하면, 실시예에 따른 연마패드(10)는 상기와 같은 구조를 가지고 있어 기존 연마패드(10)가 갖는 문제점 대비 다음과 같은 효과를 달성할 수 있다.
기존의 연마패드(10)는 윈도우 블록(200)과 탑 패드층(100) 간에 단차가 없을 경우 윈도우 블록(200)에 의해 웨이퍼 파손이 발생될 수 있으며, 윈도우 블록(200)과 탑 패드층(100)간의 단차가 크거나 제품간 편차가 있을 경우 누수가 발생하여 센싱시 실제 두께에 오차가 발생할 우려가 있다. 실시예에 따른 연마패드(10)는 위와 같은 문제점을 해결하기 위해서, 연마패드(10) 사용 중 연마 초기 금속층의 안정적인 센싱을 위해 윈도우 블록(200)과 탑 패드층(100)의 단차(Gap)를 제품별로 일정하게 조절할 수 있다.
또한, 연마패드(10)는 윈도우 블록(200)의 설계와 제작 공정에 따라, 누수 또는 투습이 발생되어 RTPC 센서에 오류가 발생될 우려가 있으므로, 누수나 공기 누출을 방지할 필요가 있다. 실시예에 따른 연마패드(10)는 위와 같은 문제점을 해결하기 위해서, 열융착 및 2종의 접착제를 이용한 접합 방법을 이용해 누수와 공기 누출이 방지되는 구조를 형성할 수 있다.
또한, 기존에는 윈도우 블록(200) 파손에 의한 불량 웨이퍼의 파손을 방지하기 위해서, 사용이 완전히 종료되지 않은 연마패드(10)의 경우에도 교체하여 연마패드(10)의 소모율이 높다는 문제가 있다. 실시예에 따른 연마패드(10)는 식 1 내지 식 3을 활용하여 연마패드(10)의 적정 사용시간을 산출할 수 있고, 이로 인해 연마패드(10)의 소모율을 절감할 수 있다.
본 발명자들은 실시예에 따른 구조를 갖는 연마패드(10)를 이용해 CMP 공정을 수행하는 경우, 윈도우 블록(200)의 두께가 200 내지 350 ㎛가 되는 시점에 윈도우 블록(200)이 쉽게 파손된다는 사실을 확인할 수 있었으며, 이에 따라, 적정 윈도우 블록(200)의 두께를 도출하였다.
또한, 본 발명자들은 탑 패드층(100)의 상면과 윈도우 블록(200)의 상면이 형성하는 높이 차이(Gap), 윈도우 블록(200)의 두께(ThkRTPC), 탑패드층 상에 형성된 그루브 패턴의 깊이(Thkgrv)를 포함하는 요소를 활용하고, 식 1을 만족하는 값을 갖는 연마패드(10)를 제조할 경우 적정 사용시간에 맞게 연마패드(10)를 안정적으로 사용할 수 있다는 사실을 확인하여 실시예에 따른 연마패드(10)를 창안하는데 이르렀다.
특히, 실시예에 따른 연마패드(10)의 탑 패드층 및 윈도우 블록은 하기 식 2의 조건을 만족하는 구조를 가질 수도 있다.
[식 2]
보다 구체적으로, 실시예에 따른 연마패드(10)의 탑 패드층 및 윈도우 블록은 하기 식 3의 조건을 만족하는 구조를 가질 수도 있다.
[식 3]
상기한 바와 같은 구조를 갖는 실시예에 따른 연마패드(10)는, CMP 공정 중 종결점(end point detection, EPD)을 산출하기 위한 다양한 방법에 도입될 수 있다.
구체적으로, 종결점 산출은 CMP 공정 중 두께 변화를 극복하고자 광원을 이용하는 광학 현미경법, 마찰력을 이용한 구동 모터의 전류 검출 방법, 금속의 유도기전력을 이용하는 와전류(eddy current) 검출 방법 등이 활용되며, 실시예에 따른 연마패드(10)는 상기 3가지 방식을 모두 활용하여 종결점을 산출할 수 있도록 한다. 특히, 실시예에 따른 연마패드(10)는 유도 기전력을 검출하여 원하는 상(phase, %) 두께에서 CMP 공정이 종료되도록 하는 와전류 검출 방법, 즉, RTPC(real time pressure control) 방법에 사용되는 연마패드(10)일 수 있다.
보다 구체적으로, RTPC 방식의 자기 신호(magnetic signal) 측정 방식은 신호 검출 센서와 연마 웨이퍼 간 갭이 존재할 경우, 갭의 높이(height)나 슬러리, 탈이온수의 상태에 따라 불안정 신호가 생성될 수 있으며, 이로 인해, 초기 막질의 두께 측정값에 오류가 발생한다는 문제가 있어 패드의 갭 높이 설정 및 균일성이 중요하다. 실시예에 따른 연마패드(10)는 누수가 방지되고, 연마 초기에 구리막에 대한 센싱 정확도가 우수하다는 장점이 있어 RTPC 방식의 자기 신호 측정 방식에 용이하게 도입되어 사용할 수 있다.
특히, 열융착 방법으로 제조한 기존의 연마패드(10)는 층간 기계적 접합력이 우수한 반면에 누수가 쉽게 발생된다는 문제가 있다. 또한, 접착제를 이용해 제조한 기존의 연마패드(10)는 투습 저항성이 우수하다는 장점이 있으나, 윈도우와 탑패드층 간 단차 높이가 불규칙적이기 때문에 센싱 정확도가 낮다는 문제가 있다.
실시예에 따른 연마패드(10)는 상기와 같은 문제점을 해결할 수 있도록 제3 접착층을 이용한 접합 및 융착 방법을 동시에 도입해 제조하여 누수가 방지됨에 따라 센싱 정확도가 높아 CMP 공정에서 용이하게 활용될 수 있다.
상기와 같이 탑 패드층(100) 및 윈도우 블록(200)을 포함하고, 식 1 내지 식 3을 만족하는 구조를 갖는 실시예에 따른 연마패드(10)는 다음과 같은 방법으로 제조할 수 있다.
실시예에 따른 연마패드(10)는, 제1 관통홀에 윈도우 블록을 설치하는 단계; 상기 윈도우 블록의 일면에 일정 두께의 갭조절 필름을 배치하는 단계; 및 상기 갭조절 필름의 상면을 가압하는 단계;를 포함하는 갭형성 방법으로 제조할 수 있다.
일례로, 실시예에 따른 연마패드(10)는, 상부 지지패드 및 하부 가압패드가 구비된 가압 장치의 하부 가압패드에 일정 두께의 갭조절 필름을 설치한다. 윈도우 블록을 탑 패드층의 제1 관통홀에 설치하고, 윈도우 블록을 설치한 탑 패드층이 하면을 바라보도록 뒤집은 상태로 가압 장치에 공급한다. 윈도우 블록이 하부 가압패드에 설치한 갭조절 필름의 상부에 위치하도록 배치한 상태에서 하부 가압패드를 이용해 가압한 다음 가압 장치에서 연마 패드를 탈착하여 갭조절 필름의 두께만큼 Gap이 형성된 구조의 연마패드를 제조할 수 있다.
또 다른 예로, 실시예에 따른 연마패드(10)는, 일정한 두께를 갖는 갭조절 필름을 상기 윈도우 블록(200)의 상면에 부착하고, 갭조절 필름이 부착된 상태의 윈도우 블록을 탑 패드층의 제1 관통홀(110)에 설치하며, 갭조절 필름의 상면이 탑 패드층(100)의 상면과 동일하게 평평한 상태가 되도록 상기 갭조절 필름의 상면을 가압하고, 윈도우 블록에서 상기 갭조절 필름을 제거하는 방법을 통해서도 제조할 수 있다. 또는, 윈도우 블록을 제1 관통홀에 설치한 상태에서 갭조절 필름을 윈도우 블록의 상면에 배치하는 방법 또한 활용할 수 있다.
상기와 같은 갭형성 방법은 갭조절 필름의 두께만큼 탑 패드층의 상면 및 상기 윈도우 블록의 상면의 높이 차이인 갭이 형성된 연마패드를 손쉽게 대량 제조할 수 있도록 하며, 갭의 편차가 적고 균일한 구조의 연마패드를 제조할 수 있다.
구체적으로, 상기와 같은 방법으로 제조한 연마 패드는 0.001 내지 2 mm의 갭이 형성될 수 있고, RTPC time 변동성이 ± 1 내지 ± 30%이고, 갭 변동성이 ± 10 내지 ± 40%로 안정성 있게 사용할 수 있다. 특히, 실시예에 따른 연마 패드는 갭이 0.001 내지 0.5 mm일 수 있고, RTPC time 변동성은 ± 5 내지 ± 15%일 수 있으며, 갭 변동성은 ± 25 내지 ± 35%일 수 있다. 상술한 변동성에 대한 내용은 하기 실험예 부분에서 보다 상세히 설명하도록 한다.
특히, 상기와 같은 구조를 갖는 실시예의 연마패드는 연마시간에 대한 산포가 작고, 공정능력 분석 값이 높아 웨이퍼 연마시 예상 불량률이 5.7 × 10-5 이하일 수 있어 우수한 양품률을 나타낼 수 있다.
따라서, 상기 갭조절 필름은 두께가 0.001 내지 0.1 mm인 것을 사용할 수 있고, 1겹 이상 부착하여 갭을 조절할 수 있다.
한편, 실시예에 따른 상기 연마패드(10)의 제조방법은, 상면에 특정 깊이의 그루브 패턴이 형성된 탑 패드용 시트의 소정 부분에 제1 관통홀을 형성하는 단계; 및 상기 제1 관통홀에 윈도우 블록을 설치하여 탑 패드층 및 윈도우 블록을 포함하는 연마 패드를 제조하는 단계를 포함하고, 상기 탑 패드층과 상기 윈도우 블록은 하기 식 1의 조건을 만족하도록 형성되는 연마패드를 제조할 수 있다.
[식 1]
상기 식 1에서, Gap은 상기 탑 패드층(100)의 상면 및 상기 윈도우 블록(200)의 상면의 높이 차이를 의미하는 것이고, 상기 ThkRTPC는 상기 윈도우 블록(200)의 두께를 의미하는 것이며, 상기 Thkgrv는 상기 탑패드층 상에 형성된 그루브 패턴의 깊이를 의미하는 것이다.
특히, 실시예에 따른 연마패드(10)의 탑 패드층 및 윈도우 블록은 하기 식 2의 조건을 만족하는 구조를 가질 수도 있다.
[식 2]
보다 구체적으로, 실시예에 따른 연마패드(10)의 탑 패드층 및 윈도우 블록은 하기 식 3의 조건을 만족하는 구조를 가질 수도 있다.
[식 3]
먼저, 실시예에 따른 연마 패드의 제조방법에서는, 탑 패드용 시트에 제1 관통홀을 형성하는 단계를 포함하며, 제1 관통홀은 탑 패드용 시트의 소정 부분, 즉, 중앙에 미리 설정된 면적을 갖도록 형성할 수 있다.
상기 제1 관통홀(110)은 절삭 공구를 활용하여 프레스, 펀칭, 연삭 등의 가공방법을 이용하거나, 제1 관통홀(110)의 형상을 구비한 금형에 원료를 공급한 다음하여 경화시켜 제1 관통홀이 형성된 탑 패드용 시트를 제조하는 방법 등을 활용할 수 있다.
또한, 실시예에 따른 연마 패드의 제조방법에서는, 제1 관통홀 내에 윈도우 블록을 설치하여 탑 패드층 및 윈도우 블록을 포함하는 연마 패드를 제조하는 단계를 포함한다.
본 단계에서는, 제1 관통홀에 윈도우 블록을 설치하는 단계; 상기 윈도우 블록의 일면에 일정 두께의 갭조절 필름을 배치하는 단계; 및 상기 갭조절 필름의 상면을 가압하는 단계;를 포함하는 갭형성 방법으로 연마 패드를 제조할 수 있다.
일례로, 연마 패드를 제조하는 단계에서는, 상부 지지패드 및 하부 가압패드가 구비된 가압 장치의 하부 가압패드에 일정 두께의 갭조절 필름을 설치한다. 윈도우 블록을 탑 패드층의 제1 관통홀에 설치하고, 윈도우 블록을 설치한 탑 패드층이 하면을 바라보도록 뒤집은 상태로 가압 장치에 공급한다. 윈도우 블록이 하부 가압패드에 설치한 갭조절 필름의 상부에 위치하도록 배치한 상태에서 하부 가압패드를 이용해 가압한 다음 가압 장치에서 연마 패드를 탈착하는 방법을 통해 갭조절 필름의 두께만큼 Gap이 형성된 구조의 연마 패드를 제조할 수 있다.
또 다른 예로, 실시예에 따른 연마패드(10)는, 일정한 두께를 갖는 갭조절 필름을 상기 윈도우 블록(200)의 상면에 부착하고, 갭조절 필름이 부착된 상태의 윈도우 블록을 탑 패드층의 제1 관통홀(110)에 설치하며, 갭조절 필름의 상면이 탑 패드층(100)의 상면과 동일하게 평평한 상태가 되도록 상기 갭조절 필름의 상면을 가압하고, 윈도우 블록에서 상기 갭조절 필름을 제거하는 방법을 통해 수행할 수 있다. 또는, 윈도우 블록을 제1 관통홀에 설치한 상태에서 갭조절 필름을 윈도우 블록의 상면에 배치하는 방법 또한 활용할 수도 있다.
전술한 연마패드의 제조방법은 탑 패드층(100) 및 윈도우 블록(200) 만을 포함하는 기본 구조의 연마 패드의 제조방법에 대한 내용을 설명하였으나, 일실시예에 따른 연마 패드의 제조방법은 탑 패드층(100)의 하부에 형성되는 제1 접착층(400) 및 서브 패드층(300)을 더 포함하는 구조의 연마 패드를 제조할 수도 있다.
상기와 같은 구조를 갖는 연마 패드를 제조하기 위해서, 연마 패드의 제조방법은, 상면에 특정 깊이의 그루브 패턴이 형성된 탑 패드용 시트의 소정 부분에 제1 관통홀을 형성하는 단계; 상기 탑 패드용 시트의 하면에 접착제를 이용해 서브패드용 시트를 접합하여 서브패드층, 제1 접착층 및 탑 패드층이 순차적으로 적층된 구조의 접합물을 제조하는 단계; 상기 제1 접착층에 제3 관통홀을 형성하는 단계; 제1 접착층의 상면에 수분 경화성 접착제를 도포하는 단계; 및 상기 접합물의 제1 관통홀에 윈도우 블록을 설치하여 연마 패드를 제조하는 단계;를 포함할 수 있다.
접합물을 제조하는 단계에서는, 제2 관통홀이 형성된 서브패드용 시트를 탑 패드용 시트의 하면에 배치하고, 해당 시트들 사이에 접착제를 배치하여 접합물을 제조할 수 있다. 제2 관통홀은 제1 관통홀 보다 면적이 작을 수 있다. 제2 관통홀은 제1 관통홀 형성방법과 동일한 방법으로 서브패드용 시트를 가공하여 형성할 수 있다. 탑 패드층(100) 및 서브패드층(300)은 서로 접합될 때, 탑 패드층(100)의 제1 관통홀(110) 및 서브패드층(300)의 제2 관통홀(310)이 서로 대응되도록 정렬될 수 있다.
탑 패드용 시트와 서브패드용 시트 접합은 접착층제을 통해 이루어질 수 있으며, 가열 및 가압을 통해 접합될 수 있다. 특히, 접합은 제1 접착층을 형성하는 접착제의 용융점 이상의 온도에서 수행될 수 있다. 구체적으로, 접착제는 핫멜트 접착제를 사용할 수 있으며, 접합은 90 내지 130 ℃에서 수행할 수 있다.
접합물을 제조한 다음 제1 접착층을 타공하여 제3 관통홀을 형성할 수 있으며, 제3 관통홀은 제2 관통홀과 동일한 면적을 갖도록 형성할 수 있고, 제1 관통홀(110), 제2 관통홀(310) 및 제3 관통홀(410)은 서로 대응되도록 정렬되어 연결될 수 있다.
그리고, 접합물의 제1 접착층의 상면에 수분 경화성 접착제를 도포할 수 있다. 제2 관통홀 및 제3 관통홀은 각각 제1 관통홀에 비해 면적이 작아 제1 접착층의 상면은 일부 노출된 부위를 포함할 수 있다. 이와 같이 노출된 부위에 수분 경화성 접착제를 도포하고, 제1 관통홀에 윈도우 블록을 배치하여 윈도우 블록을 고정할 수 있으며, 연마 패드는 수분 경화성 접착제에 의해 형성되는 제3 접착층을 포함할 수 있다.
윈도우 블록(200)은 가열 및 가압에 의해서, 서브패드층(300)에 접착될 수 있다. 일례로, 윈도우 블록(200)을 삽입한 후 윈도우 블록(200)을 통해 가해지는 열과 압력에 의해서, 제1 접착층(400)의 일부가 윈도우 블록(200)과 서브패드층(300)을 접합할 수 있다.
또한, 상기 윈도우 블록(200)의 삽입 이전에, 상기 윈도우 블록(200)의 하면에 제3 접착층(230)이 배치될 수 있다. 즉, 상기 윈도우 블록(200)은 하면에 수분 경화성 접착제가 접착된 상태에서, 제1 관통홀(110)에 삽입될 수 있다. 제3 접착층(230)으로 인해, 윈도우 블록(200)과 서브패드층(300)의 접합력이 향상될 수 있다. 제3 접착층(230)은 윈도우 블록(200)을 제1 관통홀(110)에 설치시 경화되며, 가열 및 가압에 의해 제1 접착층(400)의 조직을 융착시킬 수 있다. 이에 따라 제1 접착층(400)에 밀도가 높은 영역을 형성시킴과 동시에 제1 접착층(400)으로 내입된다.
또한, 실시예에 따른 연마패드(10)의 제조방법은 윈도우 블록(200)을 설치하여 연마패드(10)를 제조한 다음 연마패드(10)의 서브패드층(300) 상에 열융착부(330)를 형성하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
본 단계에서, 열융착부(330)는 가열 및 가압에 의해 형성될 수 있으며, 100 내지 150 ℃의 온도로 가열하고, 0.1 내지 5 MPa의 압력으로 가압하여 열융착부(330)를 형성할 수 있다. 열융착부(330)는 윈도우 블록(200)의 하면 외측 둘레 영역에 대응되는 영역에 형성되며, 서브패드층(300)의 일부가 압축되어 융착된 영역으로 밀도가 증가하여 누수를 방지하는 구조를 형성하게 된다.
이와 같이 제조된 연마패드(10)는, 탑 패드층(100)과 윈도우 블록(200) 사이의 기밀성이 우수하여 향상된 밀봉 특성을 가지므로, CMP 등의 연마 과정에서의 슬러리의 누수를 억제할 수 있다. 구체적으로, 연마패드(10)에서 서브패드층(300)이 열융착부(330)가 형성된 구조를 가지며, 열융착부(330)는 압축되어 밀도가 높고 낮은 공극율을 가지므로, 별도의 누수 방지층이 없이도 연마액에 포함된 물 혹은 슬러리의 누수가 방지될 수 있다.
또한, 실시예에 따른 연마패드(10)는 윈도우 블록(200)과 탑 패드층(100) 사이에서 슬러리 누수가 발생되더라도, 제3 접착층이 슬러리의 누수를 2차적으로 억제할 수 있다. 특히, 연마패드(10)의 서브패드층(300)에서 윈도우 외측 둘레 영역에 제3 접착층(230)이 형성되어 있어서 누수 억제 효과가 매우 우수할 뿐만 아니라, 서브패드층(300) 하면의 가압에 의해 손쉽게 압축을 수행할 수 있어서 산업에 적용이 용이하다.
한편, 탑 패드층을 형성하는 탑 패드용 시트는, 우레탄계 프리폴리머, 경화제, 반응속도 조절제, 사슬연장제 및 발포제를 포함하는 탑 패드용 조성물을 성형하여 제조한 것을 사용할 수 있다.
구체적으로, 탑 패드용 조성물에 포함되는 우레탄계 프리폴리머는, 폴리올, 경화제인 이소시아네이트 화합물 및 사슬연장제를 반응시켜 제조하여 NCO 말단을 갖는 고문자 화합물을 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 우레탄계 프리폴리머는 폴리테트라메틸렌글리콜을 포함하는 폴리올, 톨루엔 디이소시아네이트 및 헥사메틸렌 디이소시아네이트의 혼합물을 포함하는 경화제, 부탄디올을 포함하는 사슬연장제 및 트리에틸렌디아민을 포함하는 3차 아민계 화합물을 포함하는 반응속도 조절제, 발포제를 포함하는 혼합물을 중합시켜 제조하여 평균분자량이 800 내지 1,000 g/moL인 것을 사용할 수 있다. 발포제는 고상 발포제, 액상 발포제, 불활성 가스 등과 같이 탑 패드용 시트에 공극 형성을 위해 사용되는 통상적인 다양한 발포제를 사용할 수 있다.
상기 탑 패드용 시트는 상면에 특정 깊이를 갖는 그루브 패턴이 형성된 것을 사용할 수 있으며, 그루브 패턴은 기계적 연마, 몰드를 이용한 성형 등의 방법을 이용해 형성시킨 것을 사용할 수 있고, 이에 제한받는 것은 아니다.
따라서, 탑 패드용 시트는 연마액의 큰 유동을 담당하는 그루브 패턴과 미세 유동을 지원하는 기공이 형성된 구조를 가질 수 있다.
상기 윈도우 블록은 우레탄계 프리폴리머, 경화제 및 반응 속도 조절제를 포함하는 윈도우 블록용 조성물을 성형하여 제조한 것을 사용할 수 있다. 윈도우 블록을 제조하기 위해 활용되는 우레탄계 프리폴리머는 탑 패드층을 제조하기 위해 활용되는 것과 동일한 소재를 가질 수 있으며, 경화제의 함량을 조절하여 경도를 조절함에 따라 CMP 공정 중 연마에 의한 마모율, 즉 소실율을 조절할 수 있다.
상기 윈도우 블록(200)은 중앙에 내입 형성되는 리세스(210)를 더 포함할 수 있다. 리세스(210)는 라우터, 절삭, 압착 등과 같이 홈을 형성시키기 위해 사용되는 통상적인 다양한 방법을 통해 형성시킬 수 있다.
상기 서브패드층(300)은 탑 패드층(100)을 지지하면서, 탑 패드층(100)에 가해지는 충격을 흡수하고 분산시키는 역할을 한다. 서브패드층(300)은 경도가 탑 패드층(100) 보다 낮은 것을 도입할 수 있다.
구체적으로, 서브패드층(300)은, 부직포 또는 우레탄계 프리폴리머를 포함하는 서브 패드용 조성물을 성형하여 제조한 서브패드용 시트를 이용해 형성할 수 있다.
상기 제1 접착층은 시트를 접합하기 위해 사용되는 통상적인 다양한 접착제를 이용해 형성할 수 있으며, 핫멜트 접착제를 대표적인 예로 들 수 있다. 구체적으로, 핫멜트 접착제는 폴리우레탄계 수지, 폴리에스테르계 수지, 에틸렌-아세트산 비닐계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리올레핀계 수지 또는 이들의 혼합물을 포함하는 접착제를 사용할 수 있다.
특히, 제1 접착층(400)은 110 내지 130 ℃의 용융점을 갖는 핫멜트 접착제로 형성할 수 있다. 제1 접착층(400)의 용융점이 상기 범위 이내일 경우 제1 접착층(400)의 접착력이 우수하여, 탑 패드층 및 서브패드층 사이가 쉽게 박리되는 것을 방지할 수 있고, 탑 패드층 또는 서브패드층이 변형되거나 열화되는 것을 방지할 수 있다.
상기 제3 접착층을 형성하는 수분 경화성 접착제는 외부 공기 중 수분에 의해 경화되는 것을 사용할 수 있다.
또한, 실시예에 따른 연마 패드의 제조방법은 서브패드층(300)은 하면에 제2 접착층(350)을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 제2 접착층은 양면 접착 테이프를 이용해 형성한 것일 수 있다. 이와 같은 접착층이 형성됨에 따라, 서브패드층(300)의 하면과 플래튼(platen)이 접합될 수 있다.
제2 접착층은 서브패드용 필름에 일체형으로 부착된 것을 사용하거나, 연마 패드 제조 후 부착한 다음 제2 관통홀과 동일한 면적을 갖도록 타공하는 방법으로 형성할 수 있다. 제2 접착층은 하면에 이형 필름이 부착된 양면 접착 필름을 이용해 구현할 수 있으며, 이에 제한받는 것은 아니다.
이하, 본 발명을 실시예를 들어 더욱 상세히 설명하도록 한다.
제시된 실시예는 본 발명의 구체적인 예시일 뿐이며, 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것은 아니다.
<실시예 1>
도 5에 나타낸 바와 같은 방법을 통해 연마시트를 제조하였다.
(1) 탑 패드용 시트 제조
탑패드용 시트를 제조하기 위해 캐스팅 장치를 다음과 같이 구성하였다.
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, MOCA, Ishihara사 제품)을 충진하였다. 또한, 상기 우레탄계 프리폴리머 100 중량부에 대하여 3 중량부의 고상 발포제를 미리 혼합한 후 프리폴리머 탱크에 주입하였다.
각각의 투입 라인을 통해 우레탄계 프리폴리머 및 MOCA를 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.
교반된 원료는 120 ℃로 예열된 금형에 주입한 다음 성형하여 평균 두께 2 mm인 1매의 탑 패드용 다공성 폴리우레탄 시트를 제조하였다. 이후 제조된 다공성 폴리우레탄 시트의 표면을 연삭기를 사용하여 연삭하고, 팁을 사용하여 그루브(groove)하는 과정을 거쳐 두께(Thkgrv)가 0.85 mm인 그루브 패턴층을 형성시켰다.
(2) 윈도우 블록의 제조
원료 혼합시 불활성 가스를 주입하지 않고, 탑패드용 시트 제조시와 상이한 우레탄계 프리폴리머를 공급하는 것을 제외하고는 탑패드용 시트 제조와 동일하게 우레탄계 프리폴리머 및 경화제를 각각 몰드(가로 1,000 mm, 세로 1,000 mm, 높이 50 mm)에 공급하여 윈도우 블록용 케이크(cake)를 제조하였다.
윈도우 블록용 케이크 제조를 위해 사용한 우레탄계 프리폴리머는 미반응 NCO의 함량이 8.5 중량%인 PUGL-500D(SKC사 제품)을 사용하였다.
제조한 케이크를 절단한 다음 타발하여 성형물(20 mm × 60 mm × 2.0 mm)을 제조하였다. 제조한 성형물을 라우터 가공기에 장착하고, 성형물의 일면을 라우터를 이용해 리세스를 가공하여 윈도우 블록을 제조하였다. 제조한 윈도우 블록은 내면에 12.5 mm × 31.0 mm × 1.0 mm 크기의 리세스가 형성되어, 리세스의 내면에서 윈도우 블록의 상면에 이르는 거리, 즉, 두께(THKRTPC)가 1.0 mm가 되도록 가공하였다.
(3) 서브 패드층의 제조
시트 원단(제조사: ㈜ 피티에스, 제품명: ND-5400H, 두께: 1.3 mm)을 가공하여 가로 및 세로가 각각 1,000 mm인 서브 패드용 시트를 제조하였다. 서브 패트용 시트를 타공하여 16 mm × 56 mm 크기의 제2 관통홀을 형성시켰다.
(4) 연마패드 제조
먼저, 탑 패드용 시트를 타공하여 20 mm × 60 mm 크기의 제1 관통홀을 형성시켰다. 다음, 서브 패드용 시트의 일면에 핫멜트 필름(제조사: SKC, 제품명: TF-00, 평균 두께: 40 ㎛, 굴절율: 1.5)을 접합하고, 서브 패드용 시트의 타면에 양면 접착제를 부착하였다. 상기 탑 패드용 시트 및 서브 패드용 시트를 핫멜트 필름을 이용해 120 ℃로 가열해 융착 접합하여 탑 패드층, 서브 패드층, 탑 패드층과 서브 패드층 사이에 배치되고, 두께가 1.5 mm인 제1 접착층 및 서브 패드층의 하면에 배치되는 제2 접착층을 포함하는 4층 구조의 접합물을 제조하였다.
접합물에서 제1 관통홀과 대응되는 제1 접착층, 서브 패드층 및 제2 접착층 부분을 각각 타공하여 16 mm × 56 mm 크기의 제2 관통홀 및 제3 관통홀을 형성시켰다. 상기 접합물의 제2 접착층에도 동일한 크기의 관통홀이 형성되도록 타공하였다.
제1 관통홀과 제2 관통홀 사이에 남은 서브 패드층의 상면 영역에 수분 경화성 접착제를 도포하였다. 제1 탑 패드층의 제1 관통홀에 윈도우 블록을 삽입한 다음, 윈도우 블록의 하면이 제1 서브 패드층의 일부 영역을 열융착시킴과 동시에 윈도우 블록을 접합하여 도 4에 나타낸 바와 같은 구조를 갖는 연마패드를 제조하였다. 열융착은 130 ℃의 온도 및 0.5 MPa의 압력으로 3분 동안 수행하였다. 제조한 연마패드는 윈도우 블록의 상면과 탑 패드층의 상면이 평평하게 연결되어 단차(Gap)가 0인 구조를 갖는다(도 6(a) 참조).
<실시예 2>
윈도우 블록의 상면에 두께가 50 ㎛인 갭조절 필름을 부착하여 윈도우 블록 접합체를 제조하고, 제조한 접합체를 제1 관통홀에 설치한 다음 가압하고, 갭조절 필름을 제거하여 윈도우 블록의 상면이 탑 패드층의 상면 보다 낮아 갭(Gap)이 50 ㎛인 연마 패드를 제조하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 연마패드를 제조하였다(도 6(b) 참조).
<실시예 3>
두께가 150 ㎛인 갭조절 필름을 이용하여 갭(Gap)이 150 ㎛인 연마 패드를 제조하는 것을 제외하고는 실시예 2와 동일한 방법으로 연마패드를 제조하였다(도 6(b) 참조).
<실시예 4>
두께가 250 ㎛인 갭조절 필름을 이용하여 갭(Gap)이 250 ㎛인 연마 패드를 제조하는 것을 제외하고는 실시예 2와 동일한 방법으로 연마패드를 제조하였다(도 6(b) 참조).
<실시예 5>
내면에 12.5 mm × 31.0 mm × 0.6 mm 크기의 리세스가 형성되어, 리세스의 내면에서 윈도우 블록의 상면에 이르는 거리, 즉, ThkRTPC가 1.4 mm가 되도록 가공한 윈도우 블록을 사용하는 것을 제외하고는 실시예 2와 동일한 방법으로 연마패드를 제조하였다. 제조한 연마패드는 갭(Gap)이 100 ㎛인 구조를 갖는다.
<실시예 6>
갭(Gap)이 200 ㎛인 것을 제외하고는 실시예 5와 동일한 방법으로 연마패드를 제조하였다.
<비교예 1>
수분 경화성 접착제를 도포하지 않고, 서브 패드층에 열융착부를 형성시키지 않으며, 서브 패드층의 상면에 형성된 제1 접착층에 의해 윈도우 블록을 접합하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 도 7(a)에 나타낸 바와 같은 구조를 가지며, Gap이 0인 연마패드를 제조하였다. 또한, 탑패드용 시트는 두께가 0.75 mm인 그루브 패턴층이 형성된 것을 사용하였다.
<비교예 2>
윈도우 블록의 상면에 두께가 50 ㎛인 갭조절 필름을 부착하여 윈도우 블록 접합체를 제조하고, 제조한 접합체를 제1 관통홀에 설치한 다음 가압하고, 갭조절 필름을 제거하여 윈도우 블록의 상면이 탑 패드층의 상면 보다 낮아 갭(Gap)이 50 ㎛인 연마 패드를 제조하는 것을 제외하고는 비교예 1과 동일한 방법으로 연마패드를 제조하였다.
<비교예 3>
두께가 150 ㎛인 갭조절 필름을 사용하는 것을 제외하고는, 비교예 2와 동일한 방법으로 도 7(b)에 나타낸 바와 같은 구조를 갖는 연마 패드를 제조하였다.
<비교예 4>
두께가 250 ㎛인 갭조절 필름을 사용하는 것을 제외하고는, 비교예 2와 동일한 방법으로 도 7(b)에 나타낸 바와 같은 구조를 갖는 연마 패드를 제조하였다.
<비교예 5>
하기에 기재된 공정을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 도 8(a)에 나타낸 바와 같은 구조를 가지고 Gap이 0인 연마패드를 제조하였다.
구체적으로, 수분 경화성 접착제를 도포하지 않고, 서브 패드층의 상면에 형성된 제1 접착층 및 열융착에 의해 윈도우 블록을 접합하였다. 이후, 가열 및 가압을 통해 열융착시켜 제1 압축 영역(331) 및 제2 압축 영역(333)이 형성된 구조의 연마패드를 제조하였다.
<비교예 6>
윈도우 블록의 상면에 두께가 50 ㎛인 갭조절 필름을 부착하여 윈도우 블록 접합체를 제조하고, 제조한 접합체를 제1 관통홀에 설치한 다음 가압하고, 갭조절 필름을 제거하여, 도 8(b)에 도시된 바와 같은 구조를 가지고, 윈도우 블록의 상면이 탑 패드층의 상면 보다 낮아 갭(Gap)이 50 ㎛인 연마 패드를 제조하는 것을 제외하고는 비교예 5와 동일한 방법으로 연마패드를 제조하였다.
<비교예 7>
두께가 150 ㎛인 갭조절 필름을 이용하는 것을 제외하고는 비교예 6과 동일한 방법으로 도 8(b)에 도시된 바와 같은 구조를 가지고, 갭이 150 ㎛인 연마패드를 제조하였다.
<비교예 8>
두께가 250 ㎛인 갭조절 필름을 이용하는 것을 제외하고는 비교예 6과 동일한 방법으로 도 8(b)에 도시된 바와 같은 구조를 가지고, 갭이 250 ㎛인 연마패드를 제조하였다.
<실험예 1> 물성 평가 1
(1) 웨이퍼 연마 초기 센싱 가능 여부 평가
실시예 및 비교예에 따른 방법으로 제조한 연마패드를 플래튼 상에 설치한 다음 슬러리 및 탈이온수를 포함하는 연마액을 공급하여 웨이퍼의 표면을 연마하였다. 연마 초기 웨이퍼에 형성된 구리층의 두께 측정이 가능한지 여부에 대한 센싱 성능을 평가하였으며, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
Gap Thk RTPC Thk grv 수식값 센싱성능 누수 공기 누출 막 파괴시
그루브 두께
실시예 1 0 1,000 850 1.1765 ○ 양호 3.4 Х 10-4 500
실시예 2 50 1,000 850 1.2353 ○ 양호 2.2 Х 10-4 450
실시예 3 150 1,000 850 1.3529 ○ 양호 1.3 Х 10-4 200
실시예 4 250 1,000 850 1.4706 Х 양호 1.2 Х 10-4 150
실시예 5 100 1,400 850 1.7647 ○ 양호 1.4 Х 10-4 0
실시예 6 200 1,400 850 1.8824 ○ 양호 2.4 Х 10-4 0
비교예 1 0 1,000 750 1.3333 ○ 투습 - 400
비교예 2 50 1,000 750 1.4000 ○ 투습 - 330
비교예 3 150 1,000 750 1.5333 ○ 투습 - 200
비교예 4 250 1,000 750 1.6667 Х 투습 - 0
비교예 5 0 1,000 850 1.1765 ○ 투습 2.1 Х 10-2 200
비교예 6 50 1,000 850 1.2353 ○ 투습 1.8 Х 10-2 150
비교예 7 150 1,000 850 1.3529 ○ 투습 3.5 Х 10-2 180
비교예 8 250 1,000 850 1.4706 Х 투습 5.1 Х 10-2 110
(2) 누수 테스트
실시예 및 비교예에 따른 방법으로 제조한 연마패드를 플래튼 상에 설치한 다음 슬러리 및 탈이온수를 포함하는 연마액을 공급하여 웨이퍼의 표면을 연마하였다. 연마 중 연마액이 연마패드의 탑 패드층으로 투습되는지 여부를 평가하였으며, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
(3) 공기 누출 테스트
실시예 및 비교예에 따른 방법으로 제조한 연마패드의 공기 누출성(단위 : cc/분)을 평가하였으며, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
(4) 윈도우 블록 파괴시 탑 패드층 그루브 패턴의 깊이
실시예 및 비교예에 따른 방법으로 제조한 연마패드를 플래튼 상에 설치한 다음 슬러리 및 탈이온수를 포함하는 연마액을 공급하여 웨이퍼의 표면을 연마하였으며, 연마에 의해 윈도우 블록이 파괴되는 시점에 연마를 종료하고, 연마패드의 탑 패드층 상에 잔류하는 그루브 패턴층의 두께(단위 : ㎛)를 측정하여 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
(5) 결과 1
실시예 및 비교예에 따른 방법으로 제조한 연마패드의 물성을 평가한 결과, 실시예 1 내지 6에 따른 방법으로 제조한 연마 패드는 모두 투습이 발생되지 않으며, 양호한 누수 방지 성능을 갖는다는 것을 확인할 수 있었던 반면에, 비교예에 따른 방법으로 제조한 연마패드는 모두 투습이 발생되어 누수 방지 성능이 좋지 못하다는 사실을 확인할 수 있었다.
상기와 같은 결과를 통해서, 제3 접착층 및 열융착부의 형성에 의해 기밀성이 향상되어 우수한 누수 방지 성능이 부여되었음을 확인할 수 있었다.
또한, 공기 누출 성능을 평가한 결과에도, 실시예에 따른 방법으로 제조한 연마패드의 경우가 비교예에 따른 방법으로 제조한 연마패드에 비해 분당 공기 누출량이 적은 것을 확인할 수 있었으며, 제3 접착층 및 열융착부의 형성에 의해 기밀성이 향상되었음을 확인할 수 있었다.
그리고, 윈도우 블록 파괴시 탑 패드층 그루브 패턴의 깊이를 평가한 결과, 실시예 5 및 6에 따른 방법으로 제조한 연마 패드는 그루브 패턴이 모두 소실될 때 까지 윈도우 블록이 파손되지 않아 적정 사용시간에 맞게 연마패드를 사용할 수 있음을 확인할 수 있었다.
실시예 5 및 6에 따른 방법으로 제조한 연마패드의 특성을 평가한 결과, 하기 식 1로 산출된 값이 각각 1.7647, 1.8824인 것으로 확인되어 식 1의 값이 1.6 이상이되도록 설계한 구조를 갖는 연마패드가 CMP 공정에 용이하게 활용될 수 있다는 사실을 확인할 수 있었다.
<실험예 2> 물성 평가 2
실시예에 따른 방법으로 제조한 연마패드의 공정능력을 평가하였으며, 그 결과를 하기 표 2 나타내었다.
비교예 6 실시예 5
AVG 32.5″ 32.9
Max 37″ 34″
Min 27″ 31″
RAN 10″ 3″
Cp 0.70 1.76
Cpk 0.64 1.73
단, 상기 표 2에서, AVG는 RTPC time 평균값, Max는 RTPC time 최대값, Min는 RTPC time 최소값, RAN은 산포, Cp 및 Cpk는 각각 공정능력 분석값을 의미하는 것이다. 상기 표 3에서 RTPC time의 단위는 초(second)이다.
공정능력 평가는 비교예 6에 따른 방법으로 제조한 시료 23개와 실시예 5에 따른 방법으로 제조한 연마패드 시료 11개를 각각 준비하여 평가하였다. 하기 표 3에 기재된 Cp, Cpk는 각각 하기 수학식 1 내지 3을 이용해 산출하였다. 하기 표 3에 근거하여 일반적으로, Cp, Cpk 값이 각각 1.33 이상이면 공정 능력이 “양호하다”라고 판정한다.
[수학식 1]
[수학식 2]
[수학식 3]
구분 판단 예상 양품률 예상 불량률
1.34 < Cp ≤ 1.67 매우 우수 99.999943% 이상 0.000057% 이하
1.00 < Cp ≤ 1.33 우수 99.9937% 이상 0.0063% 이하
0.68 < Cp ≤ 1.00 보통 99.73% 이상 0.27% 이하
0.00 < Cp ≤ 0.67 매우 나쁨 95.45% 이하 4.5% 이상
참고로, CMP 연마 공정은 특정 두께의 금속층이 형성된 웨이퍼를 연마하여 금속층이 지정된 두께로 연마되면 공정이 자동으로 종료된다. RTPC Time은 동일한 두께의 금속층(Ex. 구리층)이 형성된 복수 개의 웨이퍼를 각각 연마하는 공정 중 금속층이 지정한 두께가 되도록 연마하는 시간을 나타낸 값을 의미한다. 일례로, RTPC 장치가 설치된 CMP 연마 장비를 이용한 연마 공정에서 10,000 Å의 두께를 갖는 금속층이 형성된 평판 웨이퍼를 연마하고, 최종 금속층의 두께(remain값)를 3,000 Å으로 설정하는 경우 7,000 Å이 연마된 다음 연마 공정이 종료되며, RTPC Time은 해당 연마가 진행된 시간을 의미하는 것이다.
RTPC Time이 동일하다는 말은 동일한 공정 환경 조건에서 특정 웨이퍼에 금속층이 지정된 두께가 되도록 연마하는 편차가 크지 않거나 동일한 것을 의미하며, Cu RTPC Time의 변동성(range), 즉 산포가 작을수록 공정 환경조건과 연마공정이 안정적이라는 것을 의미한다.
연마 패드는 Gap의 위치에 따라 초기 금속층 두께의 판독(reading)이 달라지고, 연마 시간의 차이가 발생할 수 있기 때문에, 연마 패드의 Gap의 변동성을 최대한 감소시키는 것이 유리하고, 이와 같은 Gap의 변동성은 연마패드에 설치되는 윈도우 블록의 구조에 영향을 받을 수 있으며, Gap이 증가하면 Gap의 변동성 또한 커지게 된다.
따라서, RTPC time의 변동성과 연마패드의 Gap의 변동성은 연마공정의 공정 능력에 영향을 미치는 중요한 요소이다.
실시예 및 비교예에 따른 방법으로 제조한 연마 패드의 공정능력을 평가한 결과, 실시예에 따른 방법으로 제조한 연마 패드는 RTPC time 평균값이 32.9초이고, 비교예에 따른 방법으로 제조한 연마 패드의 경우에는 32.5초 인 것으로 확인되었다. 연마 패드의 RTPC time 최대값과 최소값을 산출한 결과 실시예의 연마 패드의 경우 각각 34초 및 31초인데 반해, 비교예의 연마 패드의 경우 37초 및 27인 것으로 확인되어 산포(RAN)가 각각 3초 및 10초인 것으로 확인되었다. 즉, 실시예에 따른 연마 패드의 경우 산포가 3초에 불과하여 평균 대비 ± 5%의 변동성을 나타내는 것을 확인할 수 있었던 반면에, 비교예에 따른 연마 패드의 경우 산포가 10초로 RTPC time 변동성이 ± 30%를 초과하는 것을 확인할 수 있었다. 상기와 같은 결과를 통해 실시예에 따른 연마 패드는 RTPC time 변동성이 낮아 매우 안정성 있게 사용할 수 있다는 사실을 확인할 수 있었다.
또한, 공정능력 분석값을 의미하는 Cp 및 Cpk를 산출한 결과, 실시예에 따른 연마패드는 각각 1.76 및 1.73으로 확인되어 표 3에 근거할 때, 연마 공정에 도입해 웨이퍼 연마시, 연마된 웨이퍼의 예상 양품률이 매우 높아 매우 우수한 특성을 나타낸다는 사실을 확인할 수 있었던 반면에 비교예의 경우 각각 0.70 및 0.64로 확인되어 보통 또는 매우 나쁨으로 평가된다는 사실을 확인할 수 있었다.
또한, 실시예에 따른 방법으로 제조한 연마 패드에 형성된 갭의 변동성 및 이에 따른 RTPC time 변동성을 평가하였다. 갭의 변동성은 동일한 방법으로 제조한 각각의 연마 패드에 형성된 갭을 각각 측정하여 연마 패드에 형성된 갭의 값 편차가 어느 정도인지 확인하는 것으로, 갭의 변동성이 작아야 형태차이가 크지 않은 것을 의미한다.
일례로, 갭이 0.05 mm인 구조를 갖는 연마 패드를 제조하고자 하고, 실제 생산되는 연마 패드는 0.035 내지 0.065 mm의 Gap이 형성된 구조를 가질 경우, 이와 같은 구조를 갖는 연마 패드는 ±30%의 갭 변동성을 갖는다고 표기할 수 있다. 즉, 목표 갭인 0.05 mm에서 30% 만큼 갭(0.05mm-(0.05mm × 0.3))이 낮게 형성되거나, 30% 만큼 갭(0.05mm+(0.05mm × 0.3))이 높게 형성될 수 있다.
그 결과, 실시예에 따른 방법으로 제조한 연마패드는 갭이 0.001 내지 0.1 mm로 확인되어 연마 패드의 갭 변동성이 ±30%인 것을 확인할 수 있었으며, RTPC time 변동성이 ±5%인 것을 확인할 수 있었다. 상기와 같은 결과를 통해, 0.001 내지 0.1 mm의 갭을 갖는 연마 패드를 제조할 경우 제조한 연마패드는 매우 안정성 있게 사용할 수 있을 것으로 판단되었다.
반면에, 비교예에 따른 방법으로 제조한 연마패드는 갭이 0.01 내지 0.2 mm으로, 연마 패드의 갭 변동성이 ±40%인 것을 확인할 수 있었으며, RTPC time 변동성이 ±15%인 것을 확인할 수 있었다.
상기와 같은 결과를 통해, 실시예 5에 따른 방법으로 갭이 0.01 내지 0.1 mm의 갭이 형성된 구조의 연마 패드를 제조할 경우 제조한 연마 패드는 비교예 6에 따른 방법으로 제조한 연마패드에 비해 비교적 안정성 있게 사용할 수 있을 것으로 판단되었다.
즉, 실시예에 따른 방법을 통해 상기와 같이 갭이 형성된 구조를 갖는 연마 패드 제조시 균일한 구조의 연마 패드의 생산이 가능할 것으로 예측되었다.
10 : 연마패드
100 : 탑 패드층 110 : 제1 관통홀
200 : 윈도우 블록 210 : 리세스
230 : 제3 접착층 300 : 서브패드층
310 : 제2 관통홀 330 : 열융착부
350 : 제2 접착층 400 : 제1 접착층
410 : 제3 관통홀

Claims (21)

  1. 상면에 특정 깊이의 그루브 패턴이 형성되고, 제1 관통홀이 형성된 탑 패드층(top pad layer); 및
    상기 제1 관통홀 내에 삽입되는 윈도우 블록(window block)을 포함하고,
    상기 탑 패드층 및 상기 윈도우 블록은 하기 식1의 조건을 만족하고,
    갭 변동성이 ± 10 내지 ± 40%인 연마패드.
    [식 1]

    (단, 상기 식 1에서, Gap은 상기 탑 패드층의 상면 및 상기 윈도우 블록의 상면의 높이 차이를 의미하는 것이고, 상기 ThkRTPC는 상기 윈도우 블록의 두께를 의미하는 것이며, 상기 Thkgrv는 상기 그루브 패턴의 깊이를 의미하는 것임)
  2. 제1항에 있어서,
    상기 그루브 패턴의 깊이는 0.5 내지 2 mm인 연마패드.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 탑 패드층의 두께는 0.5 내지 5 mm인 연마패드.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 윈도우 블록의 두께는 0.2 내지 5 mm인 연마패드.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 윈도우 블록의 하면 중앙에 리세스가 형성된 연마패드.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 탑 패드층의 상면 및 상기 윈도우 블록의 상면의 높이 차(Gap)는 0.001 내지 2 mm인 연마패드.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 탑 패드층의 하부에 배치되고 상기 제1 관통홀과 대응되는 위치에 제2 관통홀이 형성된 서브 패드층(sub pad layer)을 더 포함하는 연마 패드.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제2 관통홀의 면적은 상기 제1 관통홀의 면적 보다 작은 연마 패드.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 탑 패드층 및 서브 패드층의 사이에 개재되고, 상기 제1 관통홀 및 상기 제2 관통홀과 연통되는 제3 관통홀을 구비하는 제1 접착층을 더 포함하는 연마패드.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 접착층의 두께는 0.001 내지 3 mm인 연마패드.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 윈도우 블록은 하면에 형성되는 제3 접착층을 더 포함하는 연마패드.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 서브 패드층은 상기 윈도우 블록의 하부와 인접하는 부분에 열융착부가 더 형성된 연마패드.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 탑 패드층 및 상기 윈도우 블록은 하기 식 2의 조건을 만족하는 연마패드.
    [식 2]

    (단, 상기 식 2에서, Gap은 상기 탑 패드층의 상면 및 상기 윈도우 블록의 상면의 높이 차이를 의미하는 것이고, 상기 ThkRTPC는 상기 윈도우 블록의 두께를 의미하는 것이며, 상기 Thkgrv는 상기 그루브 패턴의 깊이를 의미하는 것임)
  14. 제1항에 있어서,
    상기 연마패드는,
    상기 제1 관통홀에 윈도우 블록을 설치하는 단계; 상기 윈도우 블록의 일면에 일정 두께의 갭조절 필름을 배치하는 단계; 및 상기 갭조절 필름의 상면을 가압하는 단계;를 포함하는 갭형성 방법으로 제조하며, 상기 갭조절 필름의 두께만큼 상기 탑 패드층의 상면 및 상기 윈도우 블록의 상면의 높이 차이(Gap)를 형성하는 연마패드.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 연마패드는,
    동일한 환경 및 조건에서 웨이퍼의 상면에 형성된 금속층을 미리 설정된 두께로 연마하기 위해 소요되는 시간(RTPC time)의 변동성이 ± 1 내지 ± 30%인 연마패드.
  16. 삭제
  17. 상면에 특정 깊이의 그루브 패턴이 형성된 탑 패드용 시트의 소정 부분에 제1 관통홀을 형성하는 단계; 및
    상기 제1 관통홀에 윈도우 블록을 설치하여 탑 패드층 및 윈도우 블록을 포함하는 연마 패드를 제조하는 단계;를 포함하되,
    상기 탑 패드층과 상기 윈도우 블록은 하기 식 1의 조건을 만족하도록 형성되고, 상기 연마패드는 갭 변동성이 ± 10 내지 ± 40%인 연마패드의 제조방법.
    [식 1]

    (단, 상기 식 1에서, Gap은 상기 탑 패드층의 상면 및 상기 윈도우 블록의 상면의 높이 차이를 의미하는 것이고, 상기 ThkRTPC는 상기 윈도우 블록의 두께를 의미하는 것이며, 상기 Thkgrv는 상기 그루브 패턴의 깊이를 의미하는 것임)
  18. 제17항에 있어서,
    상기 연마 패드를 제조하는 단계는,
    상기 제1 관통홀에 윈도우 블록을 설치하는 단계;
    상기 윈도우 블록의 일면에 갭조절 필름을 배치하는 단계; 및
    상기 갭조절 필름의 상면을 가압하는 단계;를 포함하는 갭형성 방법으로 상기 갭조절 필름의 두께만큼 상기 탑 패드층의 상면 및 상기 윈도우 블록의 상면의 높이 차이(Gap)를 형성하는 연마 패드의 제조방법.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 연마 패드는 탑 패드층의 하면에 형성되는 제1 접착층 및 서브 패드층을 더 포함하며,
    상기 연마 패드를 제조하는 단계는,
    상기 탑 패드용 시트의 하면에 접착제를 이용해 상기 제1 관통홀 보다 면적이 작은 제2 관통홀이 형성된 서브패드용 시트를 접합하여 서브패드층, 제1 접착층 및 탑 패드층이 순차적으로 적층된 구조의 접합물을 제조하는 단계;
    상기 제1 접착층에 상기 제2 관통홀과 동일한 면적의 제3 관통홀을 형성하는 단계;
    제1 접착층의 상면에 제3 관통홀의 둘레를 따라 수분 경화성 접착제를 도포하는 단계; 및
    상기 접합물의 제1 관통홀에 윈도우 블록을 설치하여 연마 패드를 제조하는 단계;를 포함하는 연마 패드의 제조방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 연마 패드를 제조하는 단계는,
    상기 서브 패드층에 상기 제2 관통홀의 둘레를 따라 열융착부를 형성하는 단계를 더 포함하는 연마패드의 제조방법.
  21. 제17항에 있어서,
    상기 탑 패드층과 상기 윈도우 블록은 하기 식 2의 조건을 만족하도록 형성되는 연마패드의 제조방법.
    [식 2]

    (단, 상기 식 2에서, Gap은 상기 탑 패드층의 상면 및 상기 윈도우 블록의 상면의 높이 차이를 의미하는 것이고, 상기 ThkRTPC는 상기 윈도우 블록의 두께를 의미하는 것이며, 상기 Thkgrv는 상기 그루브 패턴의 깊이를 의미하는 것임)
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050148183A1 (en) 2002-08-30 2005-07-07 Toray Industries, Inc. Polishing pad, platen hole cover, polishing apparatus, polishing method, and method for fabricating semiconductor device
JP5503019B2 (ja) * 2010-01-13 2014-05-28 ネクスプラナー コーポレイション 局部透明体を有するｃｍｐパッド
US20170120417A1 (en) 2015-11-03 2017-05-04 Cabot Microelectronics Corporation Polishing pad with foundation layer and window attached thereto
KR101890331B1 (ko) 2017-10-16 2018-08-21 에스케이씨 주식회사 누수 방지된 연마패드 및 이의 제조방법
KR101945869B1 (ko) 2017-08-07 2019-02-11 에스케이씨 주식회사 우수한 기밀성을 갖는 연마패드

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS553019B2 (ko) * 1974-01-23 1980-01-23
EP2177312B1 (en) * 2008-10-16 2011-04-27 Rohm and Haas Electronic Materials CMP Holdings, Inc. A chemical mechanical polishing pad having window with integral identification feature
KR102080840B1 (ko) * 2018-03-29 2020-02-24 에스케이씨 주식회사 누수 방지된 연마패드 및 이의 제조방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050148183A1 (en) 2002-08-30 2005-07-07 Toray Industries, Inc. Polishing pad, platen hole cover, polishing apparatus, polishing method, and method for fabricating semiconductor device
JP5503019B2 (ja) * 2010-01-13 2014-05-28 ネクスプラナー コーポレイション 局部透明体を有するｃｍｐパッド
US20170120417A1 (en) 2015-11-03 2017-05-04 Cabot Microelectronics Corporation Polishing pad with foundation layer and window attached thereto
KR101945869B1 (ko) 2017-08-07 2019-02-11 에스케이씨 주식회사 우수한 기밀성을 갖는 연마패드
KR101890331B1 (ko) 2017-10-16 2018-08-21 에스케이씨 주식회사 누수 방지된 연마패드 및 이의 제조방법

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