KR20010005961A - 개선된 연마용 패드 및 이에 관한 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 소자 등의 제조에 유용한 개선된 연마용 패드에 관한 것이다. 본 발명의 패드는 유리한 친수성 연마재를 포함하며, 일반적으로 예측가능성 및 연마 성능을 개선시키는 혁신적인 표면 토포그래피 및 텍스쳐를 갖는다.

Description

개선된 연마용 패드 및 이에 관한 방법 {Improved Polishing Pads and Methods Relating Thereto}

이 출원은 미국 가출원 제60/043,404호 (출원일 1997년 4월 4일) 및 제60/049,440호 (출원일 1997년 6월 12일)의 이점을 청구한다.

발명의 배경

집적회로의 제작에서는 일반적으로 규소, 산화규소, 텅스텐, 구리 또는 알루미늄과 같은 하나 이상의 기판을 연마시킬 필요가 있다. 이러한 연마는 대개 연마용 유체와 함께 연마용 패드를 써서 수행된다.

반도체 산업은 협소한 허용치의 정밀 연마를 요구하지만 연마 성능에 있어서 원치않는 "패드 대 패드" 차이가 존재하는 것이 매우 일반적이다. 따라서 고정밀 연마 작업시에 더욱 정밀한 성능을 발휘하는 연마용 패드에 대한 요구가 반도체업계에 존재한다.

미국 특허 제5,569,062호에는 연마용 패드의 표면을 마모시키는 절삭 수단이 기재되어 있다. 미국 특허 제5,081,051호에는 패드 표면을 압박함으로써 패드 표면 내에 에두르는 홈을 깍아내는 톱니 모양의 연부를 가진 연장된 블레이드가 기재되어 있다. 미국 특허 제5,489,233호는 연마용 패드의 단단하고 균일한 중합체 시트 표면에 부수적인 수단에 의해서만 생성되는 큰 흐름 채널 및 작은 흐름 채널이 있는 연마용 패드에 관한 것이다.

발명의 요약

본 발명은 혁신적인 친수성 연마층 및 혁신적인 연마 표면 토포그래피 및 텍스쳐를 갖는 연마용 패드에 관한 것이다. "토포그래피"는 치수가 10 마이크론 미만인 표면 특징을 의미하는 것이며, "표면 텍스쳐"는 10 마이크론 이상의 표면 특징을 의미하는 것이다.

본 발명의 연망용 패드는 무작위적인 표면 토포그래피를 포함한다. 무작위적인 연마용 패드는 패드를 더 큰 재료로부터 절삭하거나 깍아내는 것보다는 연마 표면을 고형화하거나 이와 달리 형성시켜서 (절삭하지 않고) 얻어지는 것이 바람직하다. 절삭하거나 깍아내는 것은 블레이드 또는 다른 절삭 도구로 하여금 생기는 연마 표면을 그와 거의 평행하게 절삭하도록 한다. 이러한 절삭은 비무작위적 표면 토포그래피를 초래하는 경향이 있는데, 왜냐하면 블레이드가 연마 표면을 절삭할 때 블레이드는 표면에 벤 자국을 남기거나 그렇지 않으면 표면에 일정한 패턴을 만들며, 이러한 패턴은 대개 절삭 방향을 나타낸다.

절삭하거나 깍아내는 것으로 인한 이 비무작위적 표면 패턴은 어떤 고정밀 연마에 있어서는 바람직하지 않은 거시 결함(macro-defects)을 상대적으로 다수 (또한 예측할 수 없는 수로) 발생시키는 경향이 있다는 것이 뜻하지 않게 발견되었다. "거시 결함"이란 패드의 연마 표면에서 치수 (너비, 높이 또는 길이)가 25 마이크론 보다 큰 우글거림(burr) 또는 그 밖의 돌출부를 가리키는 것이다. 그러한 거시 결함은 연마에 악영향을 주며, 패드 간에 성능차를 초래할 수 있다. 왜냐하면 절삭 공정이 각 패드에 대해 거의 동일하다고 해도 절삭 도구가 무뎌서 절삭 도구에 의해 생긴 거시 결함의 양이 대개는 증가하기 때문이다. 절삭시에 거시 결함의 변동을 불러오는 다른 요인으로는 주변 온도 및 라인 속도 차이 등이 있다.

거시 결함은 "미시 돌기 (micro-asperities)"와 혼동되어서는 않된다. 미시 돌기는 패드의 연마 표면에서 치수 (너비, 높이 또는 길이)가 10 마이크론 미만의 우글거림 또는 그외 돌출부를 가리키는 것이다. 뜻밖에도 미시 돌기가 정밀 연마에 대개 유리하며, 특히 반도체 소자의 제조시에 유리하다는 것이 본 발명에 이르러 밝혀졌다.

본 발명의 연마재는 슬러리 입자를 흡착 또는 운반하는 고유의 능력이 본래 없는 것이므로 본 발명은 미국 특허 제4,927,432호 (Budinger 등)에 기재된 바와 같이 중합체를 섬유 기판에 합체시켜서 제조된 펠트 기재 연마용 패드를 포함하지 않는다. 또한 본 발명의 연마재는 (i) 밀도가 0.5 g/㎤보다 크고, (ii) 임계 표면 장력이 34 mN/m 이상이며, (iii) 인장 탄성율이 0.02 내지 5 기가파스칼이며, (iv) 30 ℃에서의 인장 탄성율 대 60 ℃에서 인장 탄성율의 비율이 1.0 내지 2.5이고, (v) 경도가 25 내지 80 쇼어(Shore) D이며, (vi) 항복 응력이 약 2.1 내지 41.4 메가파스칼 (300 내지 6000 psi)이고, (vii) 인장 강도가 약 6.9 내지 103.4 메가파스칼 (1000 내지 15,000 psi)이고, (viii) 파단 신장율이 500 %이하인 친수성 재료로 이루어진다. 바람직한 실시태양에서 연마층은 또한 연질 도메인 및 경질 도메인 다수를 포함한다.

본 발명은 (1) 정밀 연마에 있어서 거시 결함의 유해한 효과를 인식하고 미시 돌기의 이점을 인지했다는 점에서, (2) 연마용 패드에서 거시 결함이 일반적으로 어떻게 발생하는지를 알아냈다는 점에서, 또한 (3) 거시 결함의 수준은 낮고 미시 돌기의 수준은 높아서 유리한 연마용 패드의 제조 방법을 교시하고 있다는 점에서 혁신적이다. 본 발명의 이런 측면중 어떠한 것도 지금까지 당 기술분야에서 인식되었던 바 없으며, 정밀 연마 기술에 진정으로 중요한 기여이다. 본 발명의 패드는 거시 결함의 수준이 상대적으로 낮은데, 연마 표면이 절삭 또는 깍아내어 제조된 것이 아니라 절삭하지 않고 연마 표면을 고형화하거나 이와 달리 형성시켜서 제조한 것이기 때문이다. 바람직하게는 본 발명의 패드의 연마 표면을 1000X 배율로 관찰했을 때 연마 표면 1 ㎟당 관찰가능한 거시 결함이 평균 2개 미만이다.

본 발명의 연마층은 (1) 성형, 엠보싱, 인쇄, 캐스팅, 소결, 광영상화, 화학 에칭, 패드를 이 보다 큰 재료로부터 절삭하지 않는 것이 아니라 고형화하거나 이와 달리 패드를 제조하고, (2) 연마 표면을 절삭하지 않고 (또는 이와 유사한 형태의 연마 표면 파쇄 없이) 연마 표면 상에 (또는 내에) 거시 텍스쳐의 적어도 일부를 가함으로써 제조된다. 본 발명의 방법(들)은 유동성 물질로 하여금 표면 내에 또는 표면 상에 또는 이 둘에 교대로 (또는 양쪽다에) 거시 텍스쳐 (및 경우에 따라 미시 텍스쳐)를 (절삭 없이) 형성하도록 한 후, 엠보싱 등으로 연마 표면에 거시 텍스쳐를 유도하되 연마 표면을 절삭 또는 이와 유사한 형태로 파쇄를 하지 않는 것이다. 그 다음 경우에 따라서는 연마 표면에 추가의 거시 텍스쳐 (및(또는) 미시 텍스쳐)를 기계가공하거나 그렇지 않으면 절삭할 수도 있다.

본 발명은 크게 보면 반도체 소자 등의 제조에 유용한 연마용 패드에 관한 것이다. 더 구체적으로는 본 발명의 연마용 패드는 연마 성능 (및 연마 성능의 예측가능성(predictability))을 일반적으로 개선시키는 혁신적인 표면 토포그래피 및 텍스쳐 (texture)를 갖는 유리한 친수성 재료를 포함한다.

본 발명은 기판, 특히 반도체 소자 등의 제조에 쓰이는 기판의 연마 및 평탄화에 유용한 개선된 연마용 패드에 관한 것이다. 본 발명의 조성물 및 방법은 또한 다른 산업계에도 유용할 수 있으며, 규소, 이산화규소, 금속, 유전체 (고분자 유전체 포함), 세라믹 및 유리 등을 비롯한, 그러나 이것으로 제한되지 않는 많은 재료에 응용될 수 있을 것이다.

거시 결함 (일반적으로 패드에 거시 텍스쳐를 절삭함으로써 생기는 파쇄, 마모 및(또는) 이와 유사한 형태의 표면 불균일에 의해 발생되는 25 마이크론 이상의 큰 표면 결함)은 미시 돌기 (일반적으로 패드에 미시 텍스쳐를 절삭함으로써 생기는 표면 파쇄, 마모 및(또는) 이와 유사한 형태의 표면 불균일에 의해 발생되는 10 마이크론 이하의 작은 표면 돌출)와 구별되어야 한다. 거시 텍스쳐 및 미시 텍스쳐는 연마용 패드에 대해 전혀 다른 기능을 제공한다. 거시 텍스쳐는 패드 표면을 따라 연마용 유체를 분포시키기 위한 통로 (또는 통로의 시리즈)를 제공한다. 미시 텍스쳐는 거시 텍스쳐와 매우 유사할 수 있지만 훨씬 더 작은 크기이다.

미시 텍스쳐는 자신보다 훨씬 더 큰 거시 텍스쳐와 달리, 연마되어 없어질 표면 돌출부와 치수가 유사하다. 미시 텍스쳐는 (1) 연마용 유체 및(또는) 연마 입자 및 (2) 연마되어 버릴 돌출부 사이의 상호작용을 개선시키는 환경을 제공한다.

본 발명은 (1) 미시 돌기가 패드의 연마 성능에 대개 유익하다는 것과 (2) 거시 결함이 패드의 연마 성능에 대개 악영향을 준다는 것을 인식했다는 점에서 혁신적이다. 본 발명은 또한 거시 결함의 악영향을 해결하는데 있어서도 혁신적이다. 본 발명에서는 거시 텍스쳐의 적어도 일부를 연마 표면 내에 또는 표면 상에 고형화하거나 이와 달리 형성 또는 성형시키므로, 거시 결함이 극적으로 감소되며, 패드 성능은 패드에 거시 텍스쳐를 절삭하여 제조한 종래의 패드에 비해 개선된다.

종래의 패드 제작 공정에서 기계적 절삭 작업은 (1) 중합체 케이크로부터 패드를 절삭해내거나 (2) 패드에 거시 텍스쳐를 절삭하나 그렇지 않으면 기계가공하는데 사용된다.

거시 결함의 수는 절삭 도구의 예리함, 라인 속도, 주변 온도/습도 등에 따라 달라질 수 있다. 이는 패드간 거시 결함의 수가 달라지는 원인이 되며 결과적으로 연마 성능에 있어서 패드 대 패드 차이를 초래하는 경향이 있다.

본 발명의 패드는 외부 표면을 갖는 연마층을 포함한다. 본 발명에 따른 바람직한 방법은 (1) 열가소성 사출 성형, (2) 열경화성 사출 성형 ("반응 사출 성형" 또는 "RIM"으로 언급됨), (3) 열가소성 또는 열경화성 사출 취입 성형, (4) 압출 성형, 또는 (5) 이와 유사한 종류의 방법으로서 유동성 물질을 배치하여 고형화시킴으로써 패드의 거시 텍스쳐의 적어도 일부를 생성시키는 임의의 방법 등이 있다. 본 발명의 바람직한 태양의 성형 방법에서는 (1) 유동성 물질을 어떤 구조물 또는 기판 내에 또는 그 위에 가두고 (2) 그 물질이 고형화될 때 이 구조물 또는 기판에 의해 물질에 표면 텍스쳐가 생성되며, (3) 그 다음 이 구조물 또는 기판을 고형화된 물질로부터 분리한다.

한 실시태양에서는 고체 또는 반고체 삽입체를 우선 밀폐 용기에 넣고 유동성 물질을 그 안에 넣어 삽입체에 접착하도록 하거나 또는 유동성 물질 내에서 삽입체가 고형화되게 만든다. 이 삽입체가 패드를 보강할 수 있기 때문에, 삽입체 둘레의 고형화된 물질이 스스로를 지지하거나 그렇지 않으면 연마층을 지지하게 위해 필요한 컨시스턴시 (consistency)를 가져야할 필요가 없다. 이와 달리 또는 이에 더하여 삽입체는 패드에 구조적 견뢰도를 제공할 수 있어서 개선된 성능, 수명 및(또는) 제조시 더 큰 유연성을 제공할 수 있다.

패드에 홈 또는 만입부 (indentation)를 기계가공하는 것은 패드의 표면을 파괴하여 패드 표면을 파쇄, 마모 또는 불균일화하거나 이와 다르게는 패드 표면에 거시 결함을 생성시키며, 그러한 거시 결함 (거시 텍스쳐를 연마용 패드에 기계가공하므로써 생김)은 반도체 산업에 요구되는 정밀 연마에서 패드 성능 (특히 예측가능성)에 나쁜 영향을 줄 수 있다. 연마층 표면은, 본 발명에 따라 패드 연마층 내에 (또는 상에) 거시 텍스쳐의 적어도 일부를 (절삭하는 것이 아니라) 유동 및 고형화시킴으로써, (기계가공에 비해 상대적으로) 교란 또는 손상을 덜 받게 된다. 따라서 본 발명의 패드는 훨씬 더 적은 거시 결함만을 보이며, 패드 연마 성능 및 패드 성능의 예측가능성은 대개 개선된다.

본 발명에 따른 유용한 성형 기술은 여러 산업계에서 매우 일반적인 것이지만, 본 발명의 성형법은 평균 주형 종형비가 400 이상, 더욱 바람직하게는 500 이상이며, 더욱더 바람직하게는 700 보다 크다. "종횡비 (aspect ratio)"는 선택한 길이를 패드의 평균 두께로 나눈 값을 의미한다.

이렇게 종횡비가 큰 정밀 연마용 패드의 성형은 업계에서의 주된 견해와 반대로, 선택된 패드의 종류에 따라서 (불가능하지 않다면) 어려울 수 있다. 그 결과 본 발명의 이점이 당업자들에게 이해되지 않았을 때에는, 중합체를 펠트 기판에 응집시키거나 또는 고분자 재료를 케이크로 캐스팅하는 (그 다음 케이크를 깍아서 연마용 패드를 제조함) 등의 다른 제조 작업을 통해 연마용 패드를 제조했었다.

본 발명의 바람직한 조성물은 뜻밖에도 본 발명에 따라 성형될 수 있어서 종래의 일반적인 패드 제조 방법으로는 얻을 수 없었던, 요구에 부응할 수 있는 연마용 패드를 제공한다. 예를 들면 본 발명의 패드는 종래의 여러 패드 제조 방법과 비교할 때 대개는 더욱 정밀하고 재현가능성이 높다.

패드는 사용전에 상태조절을 하는 것이 일반적이다. 이러한 상태조절은 패드의 미시 텍스쳐를 만들어내거나 증가시키는 것이다. 사용하는 동안 미시 텍스쳐는 불필요한 소성 유동을 겪을 수 있으며, 부스러기 (debris)에 의해 훼손될 수 있다. 그렇게 되면 패드는 대개 그의 유용한 수명 동안에 재상태조절을 하여 최적의 미시 텍스쳐를 재생시켜야 한다. 어떤 실시태양에서는 사용시에 종래의 연마용 패드와 비교하면 본 발명의 연마용 패드가 재상태조절을 덜 필요로 한다.

바람직한 실시태양에서는 주형 내에 돌출부가 있어서 이 주변에서 패드 재료가 처음에는 유동하다가 고형화됨으로써 연마층의 표면으로 패드의 거시 구조가 혼입된다. 이러한 방식으로 패드 재료가 고형화될 때 연마층의 외면을 따라서 거시 텍스쳐가 동시에 생길 수 있다. 거시 텍스쳐는 평균 깊이 및(또는) 너비가 0.01 ㎜ 보다 큰 하나 이상의 만입부를 포함하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 그 만입부가 0.05 ㎜ 보다 크며, 더욱더 바람직하게는 0.1 ㎜ 보다 크다. 이런 거시 텍스쳐는 연마용 유체의 흐름을 촉진하여 연마 성능을 향상시킨다.

본 발명의 바람직한 방법은 사출 성형, 특히 "반응 사출 성형 (reaction injection molding)" 또는 "RIM"에 관한 것이다. RIM은 대개 반응성 액체 (또는 반액체) 전구체들을 혼합한 후, 주형내로 급속하게 주입시키는 단계를 수반한다. 주형이 일단 채워지면, 반응성 전구체가 화학 반응을 진행하여, 성형된 최종 생성물의 고형화를 초래한다. 이런 형태의 사출 성형이 가장 바람직한데, 왜냐하면 이 반응 화학을 조정함으로써 패드의 물리적 성질을 미세하게 조정할 수 있기 때문이다. 또한 반응 사출 성형은 대개 열가소성 사출 성형 보다 점성이 더 작은 전구체를 사용함으로써 높은 종횡비 주형을 더 용이하게 충전할 수 있다.

우레탄 예비중합체는 본 발명에 따른 반응 사출 성형을 위한 바람직한 반응 화학적 성질이 있다. "예비 중합체"는 최종 중합 생성물에 대한 임의의 전구체로서 올리고머 또는 모노머를 포괄하는 의미로 사용된다. 이러한 많은 예비중합체는 잘 알려져 있으며, 시판된다. 우레탄 예비중합체는 대개 예비중합체 쇄의 말단에 반응성 기를 포함한다.

우레탄 예비중합체의 일반적인 반응성 기는 이소시아네이트이다. 시판되는 이소시아네이트 예비중합체로는 디이소시아네이트 예비중합체 및 트리이소시아네이트 예비중합체 등이 있다. 디이소시아네이트 중합체의 예로는 톨루엔 디이소아네이트 및 메틸렌 디이소시아네이트 등이 있다. 이 이소시아네이트 예비중합체는 바람직하게는 평균 2 이상의 이소시아네이트 관능가를 갖는다. 평균 이소시아네이트 관능가가 4 보다 크면 대개는 바람직하지 못한데, 왜냐하면 사용되는 주형 설비 및 공정에 따라서 가공이 어려워지기 때문이다.

이소시아네이트 예비중합체는 일반적으로 이소시아네이트 반응성 기가 있는 제2의 예비중합체와 반응한다. 그 제2 예비중합체는 평균적으로 2개 이상의 이소시아네이트 반응성 기를 포함하는 것이 바람직하다. 이소시아네이트 반응성 기로는 아민, 특히 1급 및 2급 아민, 및 폴리올 등이 있으며, 바람직한 예비중합체로는 디아민, 디올 및 히드록시 관능화된 아민 등이 있다. 또한 마모성 입자가 패드 재료에 혼입될 수 있다. 탈수된 연마용 유체 또는 연마용 유체의 임의의 전구체가 패드에 혼입될 수 있는데, 이렇게 되면 연마시에 연마 계면 및 패드 웨어 내에 물이 고일 때 패드가 연마용 유체를 생성 또는 개선시키는 성분을 제공할 수 있다.

그러나 어떠한 예비중합체 화학적 성질도 본 발명에 따라서, 우레탄 이외의 중합체계를 포함하여 사용될 수 있는데, 단 최종 생성물은 (i) 밀도가 0.5 g/㎤보다 크고, 더욱 바람직하게는 0.7 g/㎤보다 크고, 더욱더 바람직하게는 약 0.9 g/㎤보다 크며, (ii) 임계 표면 장력이 34 mN/m 이상이며, (iii) 인장 탄성율이 0.02 내지 5 기가파스칼이며, (iv) 30 ℃에서의 인장 탄성율 대 60 ℃에서 인장 탄성율의 비율이 1.0 내지 2.5이고, (v) 경도가 25 내지 80 쇼어 D이며, (vi) 항복 응력이 약 2.1 내지 41.4 메가파스칼 (300 내지 6000 psi)이고, (vii) 인장 강도가 약 6.9 내지 103.4 메가파스칼 (1000 내지 15,000 psi)이고, (viii) 파단 신장율이 500 %이하인 성질을 보여야 한다. 이러한 성질은 사출 성형 및 이와 유사한 방법에 유용한 많은 물질의 경우에 가능한데, 그러한 물질로는 폴리카르보네이트, 폴리술폰, 나일론, 에틸렌 공중합체, 폴리에테르, 폴리에스테르, 폴리에테르-폴리에스테르 공중합체, 아크릴 중합체, 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리비닐 클로라이드, 폴리카르보네이트, 폴리에틸렌 공중합체, 폴리에틸렌 이민, 폴리우레탄, 폴리에테르 술폰, 폴리에테르 이미드, 폴리케톤 등이 있으며 이들의 광화학적 반응성 유도체도 포함된다.

중합 반응 시간, 특히 겔화 시간 및 탈주형(de-mold) 시간을 감소시키기 위해서는 종종 촉매가 필요하다. 그러나 반응이 너무 빠르면 주형이 완전히 충전되기 전에 물질이 고형화 또는 겔화될 수 있다. 겔화 시간은 0.5 초 내지 1 시간이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 약 1 초 내지 약 5 분, 더욱 바람직하게는 10 초 내지 5 분, 더욱더 바람직하게는 30 초 내지 5 분의 범위이다.

바람직한 촉매는 전이 금속, 특히 아연, 구리, 니켈, 코발트, 텅스텐, 크롬, 망간, 철, 주석 또는 납이 없는 것이다. 우레탄 예비중합체계와 함께 사용하기에 가장 바람직한 촉매는 3급 아민, 예를 들면 디아조-비시클로-옥탄을 포함한다. 다른 유용한 촉매로는 선택된 특정한 반응 화학에 따라서 유기산, 1급 아민 및 2급 아민 등이 있다.

바람직한 실시태양에서, 패드 재료는 충분히 친수성이어서 임계 표면 장력이 34 mN/m 이상이며, 더욱 바람직하게는 37 mN/m 이상, 가장 바람직하게는 40 mN/m 이상이다. 임계 표면 장력은 고체에 0 도 이상의 접촉각을 보이는 액체가 가지는 가장 낮은 표면 장력을 지목하여 고체 표면의 습윤성을 정의한다. 따라서 임계 표면 장력이 더 높은 중합체가 더 쉽게 습윤성이 되며 따라서 친수성이 더 크다. 일반적인 중합체의 임계 표면 장력은 다음과 같다.

중합체 임계 표면 장력 (mN/m)

폴리테트라플루오로에틸렌 19

폴리디메틸실록산 24

실리콘 고무 24

폴리부타디엔 31

폴리에틸렌 31

폴리스티렌 33

폴리프로필렌 34

폴리에스테르 39-42

폴리아크릴아미드 35-40

폴리비닐 알코올 37

폴리메틸 메타크릴레이트 39

폴리비닐 클로라이드 39

폴리술폰 41

나일론 6 42

폴리우레탄 45

폴리카르보네이트 45

한 실시태양에서는 패드 매트릭스가 적어도

1. 아크릴화 우레탄,

2. 아크릴화 에폭시,

3. 카르복시, 벤질 또는 아미드 관능성이 있는 에틸렌계 불포화 유기 화합물,

4. 펜던트 불포화 카르보닐기가 있는 아미노플라스트 유도체,

5. 적어도 하나의 펜던트 아크릴레이트기가 있는 이소시아네이트 유도체,

6. 비닐 에테르,

7. 우레탄,

8. 폴리아크릴아미드,

9. 에틸렌/에스테르 공중합체 또는 이의 산 유도체,

10. 폴리비닐 알코올,

11. 폴리메틸 메타크릴레이트,

12. 폴리술폰,

13. 폴리아미드,

14. 폴리카르보네이트,

15. 폴리비닐 클로라이드,

16. 에폭시,

17. 위의 것들의 공중합체 또는

18. 그의 조합물로부터 유도된 것이다.

바람직한 패드 재료들은 우레탄, 카르보네이트, 아미드, 술폰, 비닐 클로라이드, 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 비닐 알코올, 에스테르 또는 아크릴아미드 부분을 포함한다. 패드 재료는 다공성이거나 비다공성일 수 있다. 한 실시태양에서는 매트릭스가 비다공성이며, 다른 실시태양에서는 매트릭스가 비다공성이면서 섬유 보강을 하지 않은 것이다.

바람직한 실시태양에서는 연마층 재료가 (1) 연마시에 소성 유동에 견디는 단단한 도메인 다수 및 (2) 연마시 소성 유동에 내성이 덜한 덜 단단한 도메인 다수를 포함한다. 이런 복합적 성질은 이산화규소 및 금속의 연마에서 특히 유리한 것으로 밝혀진 이중 메카니즘을 제공한다. 경질 도메인은 돌출부를 초래하여 연마 계면에 격렬하게 부딪히는 경향이 있는 반면, 연질 도메인은 그 돌출부와 연마될 기판 표면 사이의 연마 상호작용을 개선하는 경향이 있다.

이 단단한 상 크기는 어느 치수나 (높이, 너비 또는 길이) 100 마이크론 미만인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 50 마이크론 미만, 더욱더 바람직하게는 25 마이크론 미만, 가장 바람직하게는 10 마이크론 미만이다. 이와 마찬가지로 단단하지 않은 상도 바람직하게는 100 마이크론 미만, 더욱 바람직하게는 50 마이크론 미만, 더욱더 바람직하게는 25 마이크론 미만, 가장 바람직하게는 100 마이크론 미만이다. 바람직한 이중 상 재료로는 연질 세그먼트 (단단하지 않은 상을 제공) 및 경질 세그먼트 (단단한 상을 제공)를 갖는 폴리우레탄 중합체 등이 있다. 이 도메인들은 연마층이 형성될 때 두 (경질 및 연질) 중합체 세그먼트 사이의 불혼화성으로 인한 상 분리에 의해 생겨난다.

경질 및 연질 세그먼트가 있는 그 외의 중합체도 적절할 수 있으며, 예를 들면 에틸렌 공중합체, 공폴리에스테르, 블록 공중합체, 폴리술폰 공중합체 및 아크릴 공중합체 등이 있다. 패드 재료 내의 경질 및 연질 도메인도 또한 (1) 중합체 골격을 따라서 존재하는 경질 및 연질 세그먼트에 의해, (2) 패드 재료 내의 결정 영역과 비결정 영역에 의해, (3) 경질 중합체와 연질 중합체를 알로이로 만들거나 (4) 중합체를 유기 또는 무기 충전제와 합함으로써 만들어질 수 있다. 이런 유용한 조성물로는 공중합체, 중합체 네트워크를 상호침투하는 중합체 블렌드 등이 있다.

본 발명의 패드는 주형의 가장자리의 어떤 지점에서 주형내로 패드 재료를 주입시켜서 측면 충전되는 것이 바람직하다. 또한 패드는 주형 표면의 기하학적 중앙에서 또는 그 주변에서 주형내로 유동성 물질을 주입함으로써 중앙 충전될 수도 있다.

거시 채널 또는 거시 만입부를 만드는 바람직한 방법은 성형, 특히 사출 성형함으로써 주형 내로 확장된 하나 이상의 얇은 벽 돌출부에 의해 거시 텍스쳐가 계내에서 생성되는 것이다. 주형 돌출부는 바람직하게는 의도한 거시 텍스쳐 문양 또는 배열에 상보적인 반대 이미지를 제공한다. 사출 성형은 잘 알려진 기술이며, 여기서 추가로 설명할 필요는 없을 것이다. 거시 만입부(들)는 연마 작업시에 연마용 유체를 위한 큰 흐름 채널을 제공하는데 유용하다.

왁스, 탄화수소, 또는 다른 고체, 반고체 또는 액체 유기 물질을 포함하는 작용제를 주형에 발라서 성형 후 성형된 부재의 이형을 개선시킬 수 있다. 바람직한 주형 이형제는 고체 유기 물질 및 용매 또는 액체 담체를 포함한다. 특히 바람직한 주형 이형제는 플루오로카본 분산액이며, 이는 미국 델라웨어주 윌밍톤에 위치한 E. I. Du Pont de Nemours and Company가 시판한다. 바람직한 용매 또는 액체 담체 물질은 증기압이 약 0.69 내지 101.4 킬로파스칼(kN/㎡) (0.1 내지 14.7 lb/in²(psi)), 더욱 바람직하게는 약 6.9 내지 82.7 킬로파스칼 (1 내지 12 psi), 더욱더 바람직하게는 약 31.0 내지 37.9 킬로파스칼 (4.5 내지 5.5 psi)이다. 바람직한 실시태양에서는, 왁스, 탄화수소 또는 그외의 비극성 고체 유기 물질을 유기 용매 (바람직하게는 비극성 유기 용매, 예를 들면 무기 알코올 등)에 용해시키거나 현탁시키고 주입 작업 전에 주형 이형제로서 도포한다. 이와 다르게는 내부 주형 이형제를 사용할 수 있으며, 이것은 직접 패드 재료에 혼입되어 패드 제조 이후에 패드를 주형으로부터 꺼내는데 도움을 준다.

패드 표면 토포그래피는 본 발명의 패드에 대해 비교적 일관성이 있는데, 왜냐하면 주형 표면은 자신에 의해 제조된 각 패드에 대해 동일하게 유지되기 때문이다. 종래의 여러 방법으로 제조된 패드들은 서로 차이가 있거나 일관성을 상실하기 일쑤였다. 성능의 예측가능성은 정밀 연마 패드의 중요한 측면이다. 패스 컨시스턴시 (consistency)는 더욱 정확한 표준적 작업 공정을 가능하게 하여 더욱 생산적인 (그리고 재현가능한) 연마 작업이 가능해 진다.

거시 텍스쳐의 적어도 일부를 포함하는 패드의 연마층을 형성한 후, 미시 텍스쳐를 추가로 가하여 외면을 변형시킬 수 있다. 미시 텍스쳐는 연마층 표면을 마모재의 표면과 반대로 움직여서 생성시키는 것이 바람직하다. 한 실시태양에서는 마모재는 표면에 단단한 입자 다수가 (바람직하게는 영구 고정식으로) 박혀있는 회전식 구조 (마모재는 원형, 정사각형, 직사각형, 타원형 또는 임의의 기하학적 형태)이다. 이들 단단한 입자가 패드 표면과 반대로 움직여서 패드 표면이 소성 유동, 파쇄, 또는 이 둘다를 (입자와 접촉하는 지점에서) 경험하게 된다. 마모 표면이 패드 표면과 반대로 회전할 필요는 없으며, 진동, 선형 운동, 무작위적 궤도, 구르기 등의 여러 방식 중 어느 하나의 방식으로 패드와 반대로 움직이면 된다.

(마모 표면에 의해) 발생되는 소성 유동, 파쇄 또는 이 둘다에 의해 패드의 외면 상에 미시 텍스쳐가 생긴다. 이 미시 텍스쳐는 적어도 한 측면에 인접한 미시 돌출부와 함께 미시 만입부를 포함할 수 있다. 한 실시태양에서 이 미시 돌출부는 패드의 연마 표면의 표면적 0.1 % 이상을 차지하며, 미시 만입부는 평균 깊이가 50 마이크론 미만, 더욱 바람직하게는 10 마이크론 미만이며, 미시 돌출부는 평균 높이가 50 마이크론 미만, 더욱 바람직하게는 10 마이크론 미만이다. 더욱 바람직하게는 마모 표면을 이용한 그러한 표면 변형이 연마층에 대해 최소한의 마모 제거를 유발하는 것이라기 보다는 오히려, 패드 재료의 (있다면) 상당한 양이 연마층으로부터 떨어지도록 하지 않으면서 패드에 고랑을 만들 뿐이다. 그러나, 덜 바람직하기는 하지만 패드 재료의 마모 제거도 미시 텍스쳐가 생성되기만 한다면 허용할 수 있다.

다른 실시태양에서는 적절한 특징을 주형에 혼입시킴으로써 미시 만입부 또는 미시 돌출부의 적어도 일부를 성형 과정에서 생성시킬 수 있다. 미시 텍스쳐 및 거시 텍스쳐를 패드 제작시에 형성하면 예비상태조절 시연(試演, break-in)의 필요성을 감소시키거나 심지어 없앨 수 있다. 이러한 텍스쳐의 형성은 또한 패드 제조에 뒤이어 이루어진 표면 변형과 비교할 때 미시 텍스쳐의 잘 제어된 신뢰성 있는 복제를 가능하게 한다.

본 발명의 패드는 연마용 유체 (예를 들면 금속, 규소 또는 이산화규소 기판의 화학적 기계적 연마와 같은 공정에 쓰이는 연마용 슬러리)와 병용하여 사용하는 하는 것이 바람직하다. 연마시에 연마용 유체는 패드의 연마 표면 및 연마될 기판 사이에 위치한다. 패드가 연마되는 기판과 상대적으로 움직일 때 미시 만입부는 계면 (패드와 연마되는 기판 사이)을 따라 흐르는 연마용 유체의 흐름을 개선시킨다. 연마용 유체의 개선된 흐름은 일반적으로 연마 성능을 더 효율적이고 효과적으로 만든다. 또한 연마시에 기판 및 연마층을 서로 대고 압착시키되, 가장 일반적으로는 기판과 연마층 사이의 압력을 0.1 kg/㎡ 보다 크게 사용한다.

거시 텍스쳐의 적어도 일부는 외부 수단 (예를 들면 기계가공)에 의해 생성되는 것이 아니므로, 거시 텍스쳐가 우글어짐 또는 돌출부 등의 거시 결함을 발생시킬 가능성이 덜하다. 이는 거시 결함의 정도가 매우 저하된 연마 표면을 제공하고 거시 만입부 내에 갖힌 부스러기를 실질적으로 감소시킴으로써 (그렇지 않다면 연마용 유체의 흐름이 저해됨) 연마용 패드의 성능 개선으로 나타났다.

본 발명의 패드는 사용시에 플래튼에 부착시켜서 연마또는 평탄화될 대상 소재와 충분히 인접하도록 하는 것이 바람직하다. 표면 불균일성은 여러 파라미터, 예를 들면 대상 소재의 표면에 대한 패드의 압력 (또는 그 반대), 패드 및 대상 소재가 서로 상대적으로 움직이는 속도, 및 연마용 유체의 성분 등에 따라 다른 비율로 제거된다.

패드가 연마를 수행할 때 미시 텍스쳐는 마모 제거 또는 소성 유동을 겪을 수 있으며 (미시 돌출부가 평평해지거나 그렇지 않으면 덜 뚜렷해짐), 이로 인해 연마 성능이 저하될 수 있다. 따라서 미시 돌출부는 추가의 상태조절 (conditioning)을 통해, 예를 들면 패드를 마모 표면과 반대로 재차 움직여서 패드 재료가 다시 고랑을 형성하도록 하는 방식으로 재생된다. 이러한 재상태조절은 본 발명의 패드의 경우에는 종래의 일반적인 패드와 비교할 때 그 만큼 격렬하고(거나) 그 만큼 자주 필요한 것은 아니다.

상태조절에 필요한 바람직한 마모 표면은 바람직하게는 금속인 디스크이며, 크기가 1 마이크론 내지 0.5 ㎜인 다이아몬드가 박혀있는 것이 바람직하다. 상태조절 동안에 상태조절용 디스크와 연마용 패드 사이의 압력은 약 0.69 내지 172.3 킬로파스칼 (0.1 내지 약 25 lb/in²)인 것이 바람직하다. 디스크의 회전 속도는 1 분당 회전수 1 내지 1000인 것이 바람직하다.

바람직한 상태조절 디스크는 10.16 cm (4 in), 100 그릿 (grit) 다이아몬드 디스크 (예를 들면 REST (상표) Disk (R. E. Science, Inc. 제조))이다. 최적의 상태조절은 하향 압력이 약 6.9 킬로파스칼 (10 lb/in²), 플래튼 속도 75 rpm, 스위프 프로파일는 종(鐘)형이고, 예비상태조절 시연 스위프의 수는 15이고, 웨이퍼 사이의 상태조절 스위프 보충 수는 15였다.

경우에 따라서는 상태조절을 상태조절용 유체, 바람직하게는 마모 입자를 함유하는 물 기재 유체가 존재하는 상태에서 수행할 수 있다.

연마용 유체는 바람직하게는 물을 기재로 한 것이며, 마모 입자는 연마층의 조성에 따라서 필요하거나 그렇지 않을 수도 있다. 예를 들면 마모 입자를 포함하는 연마층은 연마용 유체에서 마모 입자를 필요로 하지 않을 수 있다.

실시예 1 및 2는 비교예이며, 실시예 3은 본 발명을 예시한다.

〈실시예 1 (비교예)〉

고분자 메트릭스는 약 65.56 ℃(약 150 ℉)에서 폴리에테르 기재 액체 우레탄 2997 g을 4,4-메틸렌-비스-클로로아닐린 768 g과 혼합하여 제조했다. 이 온도에서 우레탄/다관능성 아민 혼합물은 팟 라이프 (pot life)가 약 2.5 분이며, 이 시간 동안 약 69 g의 속이 빈 탄성 중합체 미소구체를 고전단력 혼합기를 써서 3450 rpm으로 블렌딩하여 혼합물 내에 그 미소구체를 균일하게 분포시켰다. 최종적인 혼합물을 통상의 주형에 옮기고 약 15분간 겔화시켰다.

그 다음 이 주형을 경화용 오븐에 넣고, 약 5 시간 동안 약 93.33 ℃ (약 200 ℉)에서 경화시켰다. 그 다음 혼합물을 약 4-6 시간 동안 주형 온도가 약 21.11℃ (약 70 ℉)가 될 때까지 냉각시켰다. 이어서 성형된 물품을 "깍아 (skive)" 얇은 시트를 만들고 그 표면에 거시 채널을 기계적으로 가공했다. 이 기계가공 공정을 통해 표면 우글어짐과 함께 들쑥날쑥하고 불규칙적인 홈이 생겨났다.

직경이 10.16 cm (4 in)인 100 그릿 다이아몬드 디스크를 써서 미시 채널 및 미시 돌출부를 패드 표면에 생성시켰다. 이 디스크는 R. E. Science, Inc.에서 제조한 REST(상표) Disk였다. 상태조절은 하향력 약 4.54 kg (약 10 lb), 플래튼 속도 75 rpm, 종형 스위프 프로파일, 및 약 15 스위프로 수행했다.

〈실시예 2 (비교예)〉

이 실시예는 폴리우레탄을 충전하지 않는 것만 제외하면 실시예 1과 같은 제조 방법을 썼다. 이 충전제를 제거함으로써 패드 성질은 일반적으로 재현가능성이 높아지지만 이 패드는 더 단단해지기 때문에 기계가공 문제는 더 크게 보인다.

〈실시예 3〉

별도의 깍음 단계와 기계가공 단계 대신에 실시예 1 및 2에 사용된 것과 유사한 폴리우레탄 제제를 원하는 패드의 상보적인 최종 치수 및 홈 문양을 갖는 주형내로 사출 성형을 통해 패드를 제조했다. 이는 별도의 깍음 및 홈 세김 작업이 필요하지 않은 일체 성형 방법 (net-shape process)이다.

본 실시예 (실시예 3)에서 제조된 패드는 두께와 홈 치수에 있어서 패드 대 패드 차이가 적고, 홈이 거시 결함 (예를 들면 우글거림)이 거의 없었다. 산화물 CMP 연마 동안에 기판에 대한 결함이 거의 유발되지 않았다. 웨이퍼에 따른 패드 상태조절의 필요가 적기 때문에 패드의 유용한 수명이 증가했다.

패드 종류/파라미터	패드 수명	결함도	탄성율비 (E(30℃):E(60 ℃))
실시예 1	300 웨이퍼	기준치	2.0-2.5
실시예 2	400 웨이퍼	5 x 기준치	2.0-2.5
실시예 3 (본 발명)	1200 웨이퍼	0.1 x 기준치	1.30-2.0

상기의 설명 가운데 어떠한 것도 본 발명과 관련하여 어떠한 종류의 제한도 되어서는 않된다. 본 발명에 대한 모든 제한은 다음의 청구의 범위에서만 찾아야 한다.

Claims (29)

1. 다수의 슬러리 입자를 흡수하거나 운반하는 고유의 능력이 없는 친수성 연마층을 포함하되,

   상기 연마층의 연마 표면이 (i) 밀도가 0.5 g/㎤보다 크고, (ii) 임계 표면 장력이 34 mN/m 이상이며, (iii) 인장 탄성율이 0.02 내지 5 기가파스칼이며, (iv) 30 ℃에서의 인장 탄성율 대 60 ℃에서 인장 탄성율의 비율이 1.0 내지 2.5이고, (v) 경도가 25 내지 80 쇼어(Shore) D이며, (vi) 항복 응력이 약 2.1 내지 41.4 메가파스칼 (300 내지 6000 psi)이고, (vii) 인장 강도가 약 6.9 내지 103.4 메가파스칼 (1000 내지 15,000 psi)이고, (viii) 파단 신장율이 500 %이하를 기록한 연마재를 주성분으로 하여 이루어지되,

   이 연마재가 (1) 이소시아네이트 반응을 촉진하되 구리, 텅스텐, 철 또는 크롬을 함유하지 않는 촉매에 의해 제조된 우레탄, (2) 카르보네이트, (3) 아미드, (4) 에스테르, (5) 에테르, (6) 아크릴레이트, (7) 메타크릴레이트, (8) 아크릴산, (9) 메타크릴산, (10) 술폰, (11) 아크릴아미드, (12) 할라이드 및 (13) 히드록시드로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 기를 포함하는 것이고,

   상기 연마 표면이 무작위적인 표면 토포그래피 및 유동성 물질을 고형화시켜서 제조된 거시 텍스쳐를 갖는 것인 연마용 패드.
2. 제1항에 있어서, 상기 거시 텍스쳐 (macro-texture)가 (i) 엠보싱, (ii) 성형, (iii) 인쇄, (iv) 캐스팅, (v) 소결, (vi) 광영상화, 또는 (vii) 화학 에칭을 통해 연마 표면에 혼입된 것인 연마용 패드.
3. 제2항에 있어서, 상기 연마 표면이 성형에 의해 형성된 것인 연마용 패드.
4. 제1항에 있어서, 상기 연마 표면을 1000X 배율로 관찰했을 때 연마 표면 1 ㎟ 당 관찰가능한 거시 결함 (macro-defect)이 평균 2개 미만인 연마용 패드.
5. 제1항에 있어서, 상기 연마재가 평균 크기 100 마이크론 미만의 연질 도메인 다수 및 경질 도메인 다수를 더 포함하는 것인 연마용 패드.
6. 제5항에 있어서, 상기 경질 도메인 및 연질 도메인이 연마층이 형성될 때 상분리에 의해 생성된 것이며, 이 연마층은 경질 세그멘트 다수 및 연질 세그멘트 다수를 갖는 중합체를 포함하는 것인 연마용 패드.
7. 제3항에 있어서, 상기 연마층이 2 상 폴리우레탄으로 주로 이루어진 것인 연마용 패드.
8. 제1항에 있어서, 연마층이 반응 사출 성형 (reaction injection molding) 방법에 의해 주형 내에서 형성된 것인 연마용 패드.
9. 제8항에 있어서, 상기 주형이 그 내에서 연마 표면이 고형화될 때 연마 표면 상에 다수의 미시 돌기를 생성시키는 표면 텍스쳐를 포함하는 것인 연마용 패드.
10. 제9항에 있어서, 상기 주형이 측면 충전형인 연마용 패드.
11. 제9항에 있어서, 상기 주형이 중앙 충전형인 연마용 패드.
12. 제1항에 있어서, 둘레에 유동성 물질이 고형화되어 있는 삽입체를 더 포함하는 연마용 패드.
13. 제1항에 있어서, 비금속 촉매를 더 포함하는 연마용 패드.
14. 제8항에 있어서, 연마층의 반응 사출 성형 전에 고체 유기 물질을 주형 표면에 가한 연마용 패드.
15. 제14항에 있어서, 상기 고체 유기 물질이 액체에 의해 운반되는 것인 연마용 패드.
16. 제15항에 있어서, 상기 고체 유기 물질이 왁스이고, 상기 액체가 비극성 유기 용매인 연마용 패드.
17. 제8항에 있어서, 평균 종횡비가 400 이상인 연마용 패드.
18. 제1항에 있어서, 상기 연마층이 마모 입자를 더 포함하는 것인 연마용 패드.
19. (a) 다수의 슬러리 입자를 흡수하는 고유의 능력이 없는 친수성 연마층으로 주로 이루어진 연마층을 갖되,

    상기 연마층의 연마 표면이 (i) 밀도가 0.5 g/㎤보다 크고, (ii) 임계 표면 장력이 34 mN/m 이상이며, (iii) 인장 탄성율이 0.02 내지 5 기가파스칼이며, (iv) 30 ℃에서의 인장 탄성율 대 60 ℃에서 인장 탄성율의 비율이 1.0 내지 2.5이고, (v) 경도가 25 내지 80 쇼어 D이며, (vi) 항복 응력이 약 2.1 내지 41.4 메가파스칼 (300 내지 6000 psi)이고, (vii) 인장 강도가 약 6.9 내지 103.4 메가파스칼 (1000 내지 15,000 psi)이고, (viii) 파단 신장율이 500 %이하를 기록한 연마재를 주성분으로 하여 이루어지며,

    이 연마재가 (1) 이소시아네이트 반응을 촉진하되 구리, 텅스텐, 철, 크롬을 함유하지 않는 촉매에 의해 제조된 우레탄, (2) 카르보네이트, (3) 아미드, (4) 에스테르, (5) 에테르, (6) 아크릴레이트, (7) 메타크릴레이트, (8) 아크릴산, (9) 메타크릴산, (10) 술폰, (11) 아크릴아미드, (12) 할라이드 및 (13) 히드록시드로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 기를 포함하는 것이고,

    상기 연마 표면이 무작위적인 표면 토포그래피 및 유동성 물질을 고형화시켜서 생긴 거시 텍스쳐를 갖는 것인 연마용 패드를 제공하는 단계, 및

    (b) 상기 패드를 써서 금속, 규소 또는 이산화규소 기판의 화학적 기계적 연마를 수행하는 단계를 포함하는 규소, 이산화규소 또는 금속 기판의 평탄화 방법.
20. 제19항에 있어서, 상기 거시 텍스쳐가 (i) 포지티브 또는 네가티브 압력에 의한 압축, (ii) 성형, (iii) 인쇄, (iv) 캐스팅, (v) 소결, (vi) 광영상화, 또는 (vii) 화학 에칭을 통해 연마 표면에 혼입된 것인 방법.
21. 제19항에 있어서, 상기 연마 표면이 다수의 단단한 입자를 보유하는 마모 매질을 연마 표면에 대고 움직여서 다수의 미시 돌기 (micro-asperities)가 생성된 상태인 방법.
22. 제1항에 있어서, 연마층이 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리비닐 클로라이드, 폴리술폰, 나일론, 폴리카르보네이트, 폴리우레탄, 에틸렌 공중합체, 폴리에테르 술폰 폴리에테르 이미드, 폴리에틸렌 이민, 폴리케톤 및 이의 조합물로 이루어진 군에서 선택된 물질을 주성분으로 하여 이루어진 것인 연마용 패드.
23. 제19항에 있어서, 상기 고형화된 물질이 2 상 폴리우레탄인 방법.
24. 제23항에 있어서, 상기 연마용 패드가 반응 사출 성형에 의해 제조된 것인 방법.
25. 무작위적 표면 토포그래피를 가지며, 다수의 슬러리 입자를 흡수하거나 운반하는 고유한 능력이 없는 친수성 연마 표면에 마모 매질을 대고 연마 표면과 반대로 움직여서 그 연마 표면 상에 다수의 미시 돌기를 생성시키는 단계, 및

    규소, 이산화규소, 유리 또는 금속 기판과 연마층 사이의 압력을 0.1 kg/㎡보다 크게 하여 상기 미시 돌기가 있는 연마 표면을 사용해 상기 기판을 연마하는 단계를 포함하는 반도체 소자의 기판의 연마 방법.
26. 제25항에 있어서, 기판을 연마하는 동안 마모 매질을 연마 표면에 대고 연마 표면과 반대로 재차 움직여서 미시 돌기를 주기적으로 재생시키는 단계를 더 포함하는 방법.
27. 제26항에 있어서, 이후에 미시 돌기를 재생시킬 때 보다 더욱 격렬하게 패드에 마모 매질을 적용시켜서 미시 돌기를 생성시키는 방법.
28. 다수의 슬러리 입자를 흡수하는 고유의 능력이 없는 친수성 연마층으로 주로 이루어진 연마층을 포함하되,

    상기 연마층이 (i) 밀도가 0.5 g/㎤보다 크고, (ii) 임계 표면 장력이 34 mN/m 이상이며, (iii) 인장 탄성율이 0.02 내지 5 기가파스칼이며, (iv) 30 ℃에서의 인장 탄성율 대 60 ℃에서 인장 탄성율의 비율이 1.0 내지 2.5이고, (v) 경도가 25 내지 80 쇼어 D이며, (vi) 항복 응력이 약 2.1 내지 41.4 메가파스칼 (300 내지 6000 psi)이고, (vii) 인장 강도가 약 6.9 내지 103.4 메가파스칼 (1000 내지 15,000 psi)이고, (viii) 파단 신장율이 500 %이하를 기록한 연마재를 주성분으로 하여 이루어진 연속 또는 불연속 연마 표면을 가지며, 또한 너비 0.01 mm 이상, 깊이 0.01 mm 이상, 길이 0.1 mm 이상인 홈이 하나 이상 있는 표면 텍스쳐 및 이 홈에 인접한 연마 표면을 포함하며,

    상기 표면 텍스쳐가 이행 영역을 포함하며, 이 이행 영역은 연마 표면으로부터 상기 홈의 둘레 표면으로 이행하는 표면 텍스쳐의 일부분이며, 상기 홈의 둘레 표면은 연마 표면이 놓여있는 제2 평면과 구별되는 제1 평편 상에 놓여 있으며, 상기 이행 영역은 제1 및 제2 평면 사이를 가교하는 연마 표면의 일부분에 의해 정의되며, 전체 연마 표면 중 이행 영역이 25 마이크론 보다 큰 거시 결함을 홈 길이 1 mm 당 10개 미만으로 갖는 것인 화학적 기계적 연마를 위한 연마용 패드.
29. 제14항에 있어서, 상기 고체 유기 물질이 플루오로카본이며, 이것이 휘발성 유기 용매가 없는 스프레이 추진제에 의해 주형 표면으로 운반되는 것인 연마용 패드.