KR20060041731A

KR20060041731A - 화학 기계 연마 패드, 그의 제조 방법 및 화학 기계 연마방법

Info

Publication number: KR20060041731A
Application number: KR1020050010513A
Authority: KR
Inventors: 다까히로 오까모또; 히로유끼 미야우찌; 고우지 가와하라; 히로시 시호; 고 하세가와; 노부오 가와하시
Original assignee: 제이에스알 가부시끼가이샤
Priority date: 2004-02-05
Filing date: 2005-02-04
Publication date: 2006-05-12
Also published as: TW200538236A; CN100410017C; US20050222336A1; EP1561541A1; DE602005006326T2; CN1654169A; KR100661445B1; DE602005006326D1; TWI288688B; EP1561541B1

Abstract

본 발명은 (A) 스티렌 중합체 및 (B) 디엔 중합체를 포함하는 비수용성 매트릭스를 포함하는 화학 기계 연마 패드를 제공한다.

또한, 본 발명은 (A) 스티렌 중합체, (B) 디엔 중합체 및 (C) 가교제를 함유하는 조성물을 준비하고, 이 조성물을 소정 형상으로 부형시키며, 부형하면서 또는 부형 후 가열하여 경화시키는 것을 특징으로 하는 상기 화학 기계 연마 패드의 제조 방법 및 상기 화학 기계 연마 패드에 의해 피연마체의 피연마면을 연마하는 것을 특징으로 하는 화학 기계 연마 방법을 제공한다.

본 발명에 따르면, 금속막의 연마나 절연막의 연마, 특히 STI 기술에 바람직하게 적용할 수 있고, 평탄한 피연마면이 얻어짐과 동시에, 높은 연마 속도를 제공할 수 있으며, 충분한 수명을 갖는 화학 기계 연마 패드를 제공할 수 있다.

스티렌 중합체, 디엔 중합체, 가교제, 화학 기계 연마 패드, 비수용성 매트릭스, 해도 구조, 평균 도메인 크기, 산 무수물기, 절연막

Description

화학 기계 연마 패드, 그의 제조 방법 및 화학 기계 연마 방법 {Chemical Mechanical Polishing Pad, Production Method Thereof, and Chemical Mechanical Polishing Process}

본 발명은 화학 기계 연마 패드, 그의 제조 방법 및 화학 기계 연마 방법에 관한 것이다.

반도체 장치의 제조에 있어서, 우수한 평탄성을 갖는 표면을 형성할 수 있는 연마 방법으로서, 화학 기계 연마(Chemical Mechanical Polishing ="CMP")가 주목되고 있다. 화학 기계 연마는 연마 패드와 피연마체의 피연마면을 접동시키면서, 화학 기계 연마 패드 표면에 화학 기계 연마용 수계 분산체(지립이 분산된 수계 분산체)를 유하시켜 피연마체를 연마하는 기술이다. 이 화학 기계 연마에 있어서는, 연마 패드의 성상 및 특성 등에 의해 연마 결과가 크게 좌우된다고 알려져 있다.

종래부터 화학 기계 연마로서는 미세한 기포를 함유하는 폴리우레탄 발포체를 연마 패드로서 사용하고, 상기 수지의 표면에 뚫린 구멍(이하, "세공"이라고 함)에 슬러리를 보유시켜 연마가 행해지고 있다. 이 때 화학 기계 연마 패드의 표면(연마면)에 홈을 설치함으로써, 연마 속도 및 연마 결과를 향상시킨다는 것이 알려 져 있다(일본 특허 공개 (평)11-70463호 공보, 일본 특허 공개 (평)8-216029호 공보 및 일본 특허 공개 (평)8-39423호 공보 참조).

그러나, 화학 기계 연마 패드의 재료로서 폴리우레탄 발포체를 사용하면, 발포를 자유롭게 제어하는 것은 매우 곤란하기 때문에, 패드의 품질이 변동되고, 연마 속도 및 가공 상태가 변동된다는 것이 문제가 되었다. 특히, 긁혀 손상된 상태의 표면 결함(이하, "스크래치"라고 함)이 발생하는 경우가 있어 개선이 요망되고 있다. 또한, 폴리우레탄은 일반적으로 내수성이 떨어지기 때문에 패드의 수명면에서 문제점을 갖고 있다.

최근, 발포체를 사용하지 않고 세공을 형성할 수 있는 화학 기계 연마 패드로서, 매트릭스 수지 중에 수용성 중합체를 분산시킨 연마 패드가 개시되어 있다(일본 특허 공표 (평)8-500622호 공보, 일본 특허 공개 제2000-34416호 공보, 일본 특허 공개 제2000-33552호 공보 및 일본 특허 공개 제2001-334455호 공보 참조). 상기 기술은 매트릭스 수지 중에 분산된 수용성 중합체가, 연마시에 화학 기계 연마용 수계 분산체 또는 물에 접촉되어 용해됨으로써 세공을 형성하는 것이다. 이 기술에 따르면, 세공의 분산 상태를 임의로 제어할 수 있다는 이점이 있고, 피연마면의 표면 상태의 개선이 상당할 정도로 실현되고 있다. 또한, 매트릭스 수지로서 내수성이 우수한 엘라스토머를 사용함으로써, 패드의 수명 향상의 효과도 얻을 수 있다고 알려져 있다.

그런데, 최근 반도체 장치의 미세화를 목적으로 하여 미세 소자 분리(Shallow Trench Isolation), 이른바 STI 기술이 검토되고 있다. 이 기술은 실리 콘 기판에 홈을 형성한 후 절연막 재료를 퇴적시키고, 화학 기계 연마 공정에 의해 잉여 절연막을 제거하는 것이다. STI 기술에서는 화학 기계 연마 공정에서 연마 대상이 되는 것이 주로 절연막이다. STI에서는 주된 지립으로서 산화세륨을 함유하는 화학 기계 연마용 수계 분산체를 사용하여 화학 기계 연마를 행함으로써, 표면 결함이 적은 피연마면을 고속으로 얻을 수 있다고 보고되어 있다(일본 특허 공개 제2003-209076호 공보 및 일본 특허 공개 제2002-190458호 공보 참조). 그러나, 주된 지립(주지립)으로서 산화세륨을 함유하는 화학 기계 연마용 수계 분산체를 사용하여 절연막을 연마할 때에, 수명인 긴 이점을 갖고 매트릭스 수지 중에 수용성 중합체를 분산시킨 연마 패드를 사용하면 연마 속도가 불충분한 경우가 있어, 문제가 되고 있다.

STI 기술에 바람직하게 적용할 수 있고, 산화세륨을 주지립으로서 함유하는 화학 기계 연마용 수계 분산체를 사용하여 절연막을 연마하는 경우, 높은 연마 속도로 양호한 피연마 표면이 얻어지며, 게다가 충분한 수명을 갖는 화학 기계 연마 패드는 아직 제안되어 있지 않다.

본 발명의 목적은 금속막의 연마나 절연막의 연마, 특히 STI 기술에 바람직하게 적용할 수 있고, 평탄한 피연마면이 얻어짐과 동시에, 높은 연마 속도를 제공할 수 있으며, 충분한 수명을 갖는 화학 기계 연마 패드를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 본 발명의 화학 기계 연마 패드의 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 본 발명의 화학 기계 연마 패드를 사용하는 화학 기계 연마 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적 및 이점은 이하의 설명으로부터 명백해질 것이다.

본 발명에 따르면, 본 발명의 상기 목적 및 이점은 첫째로, (A) 스티렌 중합체 및 (B) 디엔 중합체를 포함하는 비수용성 매트릭스를 포함하는 화학 기계 연마 패드에 의해 달성된다.

본 발명에 따르면, 본 발명의 상기 목적 및 이점은 둘째로, (A) 스티렌 중합체, (B) 디엔 중합체 및 (C) 가교제를 함유하는 조성물을 준비하고, 상기 조성물을 소정 형상으로 부형시키고, 부형시키면서 또는 부형 후 가열하여 경화시키는 것을 특징으로 하는 상기 화학 기계 연마 패드를 제조하는 방법에 의해 달성된다.

본 발명에 따르면, 본 발명의 상기 목적 및 이점은 셋째로, 본 발명의 화학 기계 연마 패드에 의해 피연마체의 피연마면을 연마하는 것을 특징으로 하는 화학 기계 연마 방법에 의해 달성된다.

<발명의 바람직한 실시 형태>

화학 기계 연마 패드

본 발명의 화학 기계 연마 패드는 상기한 바와 같이 (A) 스티렌 중합체 및 (B) 디엔 중합체를 함유하는 비수용성 매트릭스를 갖는다.

(A) 스티렌 중합체

스티렌 중합체 (A)는 스티렌의 단독중합체인 폴리스티렌일 수도 스티렌 공중 합체일 수도 있다.

상기 스티렌 공중합체로서는 스티렌 및 스티렌과 공중합이 가능한 다른 단량체와의 공중합체일 수 있다. 스티렌과 공중합시킬 수 있는 다른 단량체로서는, 예를 들면 지방족 공액 디엔 화합물, 불포화 카르복실산 에스테르 화합물, 시안화 비닐 화합물 등을 들 수 있다.

상기 지방족 공액 디엔 화합물로서는, 예를 들면 1,3-부타디엔, 이소프렌, 클로로프렌 등을 들 수 있다.

상기 불포화 카르복실산 에스테르 화합물로서는, 예를 들면 메틸(메트)아크릴레이트, 에틸(메트)아크릴레이트, n-프로필(메트)아크릴레이트, i-프로필(메트)아크릴레이트, 시클로헥실(메트)아크릴레이트, 페닐(메트)아크릴레이트, 2-메톡시에틸(메트)아크릴레이트, 메톡시디에틸렌글리콜(메트)아크릴레이트 등을 들 수 있다.

상기 시안화 비닐 화합물로서는, 예를 들면 (메트)아크릴로니트릴, α-클로로아크릴로니트릴, 시안화 비닐리덴 등을 들 수 있다.

스티렌 공중합체의 구체예로서는, 예를 들면 스티렌/1,3-부타디엔 공중합체, 스티렌/이소프렌 공중합체, 스티렌/아크릴로니트릴 공중합체, 스티렌/메틸메타크릴레이트 공중합체, 스티렌/1,3-부타디엔/아크릴로니트릴 공중합체 등을 들 수 있다. 이들은 랜덤 공중합체일 수도, 블럭 공중합체일 수도 있고, 블럭 공중합체인 경우에는 A-B 형태, A-B-A 형태, 멀티 블록 형태 등 어떠한 것일 수도 있다. 또한, 공중합체에 수소 첨가가 가능한 탄소-탄소 이중 결합이 포함되는 경우에는, 이들의 전부 또는 일부가 수소 첨가된 것일 수도 있다.

스티렌 공중합체 중에 함유되는 스티렌의 함량으로서는, 바람직하게는 10 질량％ 이상이고, 더욱 바람직하게는 20 질량％ 이상이다. 스티렌 함량이 10 질량％ 미만이면 화학 기계 연마 공정에서 충분한 연마 속도가 얻어지지 않는 경우가 있다.

폴리스티렌 또는 스티렌 공중합체의 용융 유속(ISO 1133에 준거, 200 ℃, 5 kgf)는 10 내지 20 g/10 분이 바람직하고, 12 내지 18 g/10 분이 더욱 바람직하다. 이 범위의 용융 유속을 나타내는 폴리스티렌 또는 스티렌 공중합체를 사용함으로써, 양호한 연마 성능을 나타내는 화학 기계 연마 패드를 얻을 수 있다.

(B) 디엔 중합체

본 발명의 화학 기계 연마 패드용 조성물은 (B) 디엔 중합체(단, 스티렌 중합체 (A)와 다름)를 함유한다.

디엔 중합체로서는 1,3-부타디엔 중합체, 이소프렌 중합체 등을 들 수 있다.

상기 1,3-부타디엔 중합체는 1,3-부타디엔의 단독중합체 또는 1,3-부타디엔 공중합체이다. 여기서, 1,3-부타디엔 공중합체란 1,3-부타디엔 및 1,3-부타디엔과 공중합이 가능한 다른 단량체와의 공중합체를 의미한다. 1,3-부타디엔과 공중합시킬 수 있는 다른 단량체로서는, 예를 들면 불포화 카르복실산 에스테르 화합물, 시안화 비닐 화합물 등을 들 수 있다.

상기 불포화 카르복실산 에스테르 화합물 및 시안화 비닐 화합물로서는, 스티렌과 공중합이 가능한 다른 단량체로서 상술한 불포화 카르복실산 에스테르 화합 물 및 시안화 비닐 화합물을 동일한 것으로서 들 수 있다.

상기 1,3-부타디엔의 단독중합체의 구체예로서는, 예를 들면 부타디엔 고무, 1,2-폴리부타디엔 등을 들 수 있다.

상기 1,3-부타디엔 공중합체의 구체예로서는, 예를 들면 부타디엔·아크릴로니트릴 고무, 부타디엔·메틸메타크릴레이트 고무 등을 들 수 있다.

상기 이소프렌 중합체로서는, 예를 들면 이소프렌 고무, 천연 고무 등을 들 수 있다.

본 발명에서 사용되는 (B) 디엔 중합체로서는, 1,3-부타디엔 중합체인 것이 바람직하고, 1,2-폴리부타디엔인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 1,2-폴리부타디엔중의 1,2-결합 함량은 적절한 값의 것을 사용할 수 있지만, 화학 기계 연마 패드를 제조할 때의 가공성과, 얻어지는 화학 기계 연마 패드에 적당한 경도를 부여하는 관점에서 바람직하게는 80 ％ 이상, 더욱 바람직하게는 85 ％ 이상, 특히 바람직하게는 90 내지 95 ％이다.

(B) 디엔 중합체의 사용량은 (A) 스티렌 중합체와 (B) 디엔 중합체의 합계량을 100 질량부로 했을 때, 바람직하게는 30 내지 95 질량부이고, 더욱 바람직하게는 50 내지 90 질량부이며, 특히 바람직하게는 60 내지 80 질량부이다.

본 발명의 화학 기계 연마 패드는 상기 (A) 성분 및 (B) 성분 이외에, 필요에 따라 (D) 산 무수물기를 갖는 중합체, 수용성 물질 및 그 밖의 배합제를 함유할 수 있다.

(D) 산 무수물기를 갖는 중합체

본 발명의 화학 기계 연마 패드의 원료로서 사용할 수 있는 (D) 산 무수물기를 갖는 중합체는 하기 화학식 1로 표시되는 산 무수물기를 갖는 중합체이다.

(D) 산 무수물기를 갖는 중합체는 상기 화학식 1로 표시되는 구조를 갖는 한 특별히 제한은 없지만, 예를 들면 (1) 주쇄에 산 무수물기를 갖는 중합체, (2) 주쇄에 산 무수물기를 갖지 않고 측쇄에만 산 무수물기를 갖는 중합체, (3) 주쇄 및 측쇄 모두에 산 무수물기를 갖는 중합체 중 어느 하나일 수도 있다.

상기 (1) 주쇄에 산 무수물기를 갖는 중합체는, 예를 들면 산 무수물기를 갖 는 단량체의 중합체 또는 산 무수물기를 갖는 단량체와 산 무수물기를 갖지 않는 단량체와의 공중합체로서 얻을 수 있다.

상기 산 무수물기를 갖는 단량체로서는, 예를 들면 말레산 무수물, 이타콘산 무수물, 시트라콘산 무수물, 엔도메틸렌테트라히드로프탈산 무수물 등을 들 수 있다. 상기 산 무수물기를 갖지 않는 단량체로서는, 예를 들면 공액 디엔 화합물, 방향족계 단량체, (메트)아크릴산 에스테르 화합물 등을 들 수 있다.

공액 디엔 화합물로서는, 예를 들면 1,3-부타디엔, 이소프렌, 2,3-디메틸-1,3-부타디엔, 클로로프렌 등을 들 수 있다.

방향족계 단량체로서는, 예를 들면 스티렌, α-메틸스티렌, o-히드록시스티렌, m-히드록시스티렌, p-히드록시스티렌 등을 들 수 있다.

(메트)아크릴산 에스테르 화합물로서는, 예를 들면 메틸(메트)아크릴레이트, 에틸(메트)아크릴레이트, 2-히드록시메틸(메트)아크릴레이트, 3-히드록시프로필(메트)아크릴레이트, 디메틸아미노메틸(메트)아크릴레이트, 디메틸아미노에틸(메트)아크릴레이트 등을 각각 들 수 있다.

상기 (2) 주쇄에 산 무수물기를 갖지 않고 측쇄에만 산 무수물기를 갖는 중합체는, 주쇄에 산 무수물기를 갖지 않는 중합체를, 산 무수물기를 갖는 단량체로 변성함으로써 얻을 수 있다. 여기서 "변성"이란, 예를 들면 주쇄에 산 무수물기를 갖지 않는 중합체를, 산 무수물기를 갖는 단량체와 과산화물(과산화수소, 유기 과산화물 등)의 존재하에 가열하여, 주쇄에 산 무수물기를 갖지 않는 중합체에 산 무수물기를 갖는 측쇄를 부가하는 방법, 주쇄에 산 무수물기를 갖지 않는 중합체를, 분자 내에 둘 이상의 산 무수물기를 갖는 화합물 및(또는) 분자 내에 산 무수물기와 카르복실기를 갖는 화합물 및 촉매(산, 알칼리 또는 금속 촉매)의 존재하에 가열하여, 주쇄에 산 무수물기를 갖지 않는 중합체에 산 무수물기를 갖는 측쇄를 부가하는 방법 등에 의해 얻을 수 있다.

여기서, 상기 주쇄에 산 무수물기를 갖지 않는 중합체로서는, 예를 들면 폴리올레핀, 디엔계 (공)중합체, 디엔계 (공)중합체의 수소 첨가물, (메트)아크릴산 에스테르계 중합체 등을 들 수 있다.

상기 폴리올레핀으로서는, 예를 들면 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부텐, 에틸렌/프로필렌 공중합체, 에틸렌/부텐 공중합체 등을 들 수 있다.

상기 디엔계 (공)중합체로서는, 예를 들면 부타디엔 고무, 1,2-폴리부타디엔, 스티렌/부타디엔 공중합체, 이소프렌 고무 등을 들 수 있다.

또한, 상기 (메트)아크릴산 에스테르계 중합체로서는 (메트)아크릴산 에스테르의 단독중합체 또는 공중합체를 들 수 있다. 상기 (메트)아크릴산 에스테르로서는, 예를 들면 메틸(메트)아크릴레이트, γ-(메트)아크릴옥시프로필(디메톡시)메틸실란, γ-옥시프로필트리메톡시(메트)아크릴레이트, 글리시딜(메트)아크릴레이트, 2-히드록시메틸(메트)아크릴레이트, 3-히드록시프로필(메트)아크릴레이트, 디메틸아미노메틸(메트)아크릴레이트, 디메틸아미노에틸(메트)아크릴레이트 등을 들 수 있다.

또한, 상기 산 무수물기를 갖는 단량체로서는, 상기한 (1) 주쇄에 산 무수물기를 갖는 중합체를 합성하기 위해 사용하는 산 무수물기를 갖는 단량체로서 예시 한 것을 들 수 있다.

상기 분자 내에 둘 이상의 산 무수물기를 갖는 화합물로서는, 예를 들면 피로멜리트산 무수물, 3,3',4,4'-벤조페논테트라카르복실산 이무수물 등을, 분자 내에 산 무수물기와 카르복실기를 갖는 화합물로서는, 예를 들면 트리멜리트산 무수물 등을 각각 들 수 있다.

상기 (3) 주쇄 및 측쇄 모두에 산 무수물기를 갖는 중합체는 상기 (1) 주쇄에 산 무수물기를 갖는 중합체를, 산 무수물기를 갖는 단량체로 변성함으로써 얻을 수 있다. 이 경우의 "변성"은 상기 (2)에서의 변성과 동일하게 행할 수 있다.

이들 중에서, (2) 주쇄에 산 무수물기를 갖지 않고 측쇄에만 산 무수물기를 갖는 중합체를 사용하는 것이 바람직하고, 폴리올레핀 또는 디엔계 (공)중합체의 수소 첨가물을, 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 디카르복실산 무수물로 변성한 것을 사용하는 것이 더욱 바람직하며, 말레산 무수물 변성 폴리에틸렌, 말레산 무수물 변성 폴리프로필렌 및 말레산 무수물 변성 스티렌/부타디엔 공중합체가 특히 바람직하다.

(D) 산 무수물기를 갖는 중합체의 바람직한 산가(중합체 1 g에 포함되는 유리 지방산을 중화하는 데 요구되는 수산화칼륨의 양)는 0.1 내지 500 mg-KOH/g인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 400 mg-KOH/g, 특히 바람직하게는 1 내지 300 mg-KOH/g이다. 이 범위의 산가를 나타내는 (D) 산 무수물기를 갖는 중합체를 사용함으로써, 연마 속도와 내습성의 조화가 우수한 연마 패드를 얻을 수 있다.

또한, 상기 산가는 산 무수물기도 상기 산가의 측정 조건에서는 개환되어, 산으로서 계량되는 것이 된다.

(D) 산 무수물기를 갖는 중합체의 사용량은 (A) 스티렌 중합체와 (B) 디엔 중합체의 사용량의 합계를 100 질량부로 했을 경우, 30 질량부 이하로 할 수 있고, 또한 5 내지 20 질량부 이하로 할 수 있다. 상기 범위의 사용량에 있어서, 양호한 연마 성능을 얻는 화학 기계 연마 패드를 얻을 수 있다.

본 발명의 화학 기계 연마 패드의 비수용성 매트릭스는 상기 (A) 성분, (B) 성분 및 경우에 따라 (D) 성분을 함유하지만, 바람직하게는 그 중의 하나 이상의 성분이 연속상(이른바 "바다")을 형성하고, 다른 성분이 평균 도메인 크기 0.1 내지 30 ㎛의 "섬"으로서 분산하는 해도 구조를 이루고 있다. 상기 평균 도메인 크기는 0.1 내지 20 ㎛가 바람직하고, 0.2 내지 10 ㎛가 보다 바람직하다. 또한, 이 평균 도메인 크기는 연속상 중에 있어 "섬"을 형성하는 도메인의 최대 길이의 평균값을 말한다. 비수용성 매트릭스를 상기 범위의 평균 도메인 크기의 해도 구조로 함으로써, 연마 속도나 강도, 내구성이 우수하고, 또한 평탄성이 우수한 피연마면을 제공하는 화학 기계 연마 패드로 할 수 있다.

도메인의 형상은, 예를 들면 구형, 럭비볼형 등인 것이 바람직하다. 또한, 이들이 복수개 접착된 형상일 수도 있다.

상기 평균 도메인 크기는 투과형 전자 현미경 등에 의해 측정할 수 있다. 구체적으로는 연마 패드를 마이크로톰 등으로 박편화하여, 그 박편을 투과형 전자 현미경으로 관찰하고, 시야 내에 존재하는 각 도메인의 최대 길이의 평균값을 산출 함으로써 알 수 있다. 여기서, 박편의 두께로서는 바람직하게는 50 내지 200 nm 정도, 보다 바람직하게는 100 nm 정도로 할 수 있고, 전자 현미경의 배율로서는 1,500 내지 10,000 배인 것이 바람직하고, 1,500 내지 5,000 배로 관찰하는 것이 보다 바람직하다.

또한, (B) 성분의 함량이 (A) 성분과 (B) 성분, 또는 (A) 성분, (B) 성분 및 (D) 성분의 합계량에 대하여 40 질량％를 초과하는 경우에는, (B) 성분이 연속상을 형성하기 쉬운 경향이 있고, 이 경우에는 (A) 성분 및(또는) (D) 성분이 섬을 형성한다. 한편, (B) 성분의 함량이 (A) 성분과 (B) 성분, 또는 (A) 성분, (B) 성분 및 (D) 성분의 합계량에 대하여 30 질량％ 미만인 경우에는, (A) 성분이 연속상을 형성하기 쉬운 경향이 있고, (B) 성분 및(또는) (D) 성분이 섬을 형성하는 것이 된다. 또한, (B) 성분의 함량이 (A) 성분과 (B) 성분, 또는 (A) 성분, (B) 성분 및 (D) 성분의 합계량에 대하여 30 내지 40 질량％인 경우에는, 사용하는 (A) 성분 및 (B) 성분의 종류에 따라 어느 것이 연속상이 되는 지가 정해지게 된다.

또한, (D) 성분은 상기한 추천 사용량의 범위에서는 연속상을 형성하지 않고 섬이 되기 쉬운 경향이 있다.

(E) 수용성 물질

수용성 물질은 상기 (A) 성분과 (B) 성분을 함유하여 이루어지는 비수용성 매트릭스 중에 입상으로 분산된 상태로 함유된다. 분산된 상태가 입상이기 때문에 이하 수용성 입자라고 하는 경우가 있다.

수용성 입자는 세공을 형성하는 효과 이외에도, 화학 기계 연마 패드의 압입 경도를 크게 하는 효과를 갖는다. 이에 따라 피연마체에 부하할 수 있는 압력이 커지고, 이에 따라 연마 속도를 향상시킬 수 있다. 또한 추가로, 높은 연마 평탄성을 얻을 수 있다. 따라서, 상기 수용성 입자는 연마 패드에서 충분한 압입 경도를 확보할 수 있는 중실체(中實體)인 것이 특히 바람직하다.

수용성 입자는 화학 기계 연마 패드 중에 있어서, 화학 기계 연마용 수계 분산체와 접촉함으로써 화학 기계 연마 패드로부터 이탈하고, 패드의 표면 근방에 세공을 형성하는 기능을 갖는 입자이다. 상기 이탈은 수계 분산체 중에 함유되는 물 등과의 접촉에 의해 용해함으로써 발생될 수도 있고, 상기 물 등을 함유하여 팽윤하고, 겔상이 됨으로써 발생하는 것일 수도 있다. 또한, 상기 용해 또는 팽윤은 물에 의한 것 뿐만 아니라, 메탄올 등의 알코올계 용제를 함유하는 수계 혼합 매체와의 접촉에 의한 것일 수도 있다.

수용성 물질로서는, 예를 들면 유기계 수용성 물질 및 무기계 수용성 물질을 들 수 있다. 유기계 수용성 물질로서는 덱스트린, 시클로덱스트린, 만니톨, 당류(락토오스 등), 셀룰로오스류(히드록시프로필셀룰로오스, 메틸셀룰로오스 등), 전분, 단백질, 폴리비닐알코올, 폴리비닐피롤리돈, 폴리아크릴산, 폴리에틸렌옥시드, 수용성의 감광성 수지, 술폰화 폴리이소프렌, 술폰화 폴리이소프렌 공중합체 등을 들 수 있다. 또한, 무기계 수용성 물질로서는 예를 들면 아세트산 칼륨, 질산 칼륨, 탄산칼륨, 탄산수소칼륨, 염화칼륨, 브롬화칼륨, 인산 칼륨, 질산 마그네슘 등을 들 수 있다.

이들 중에서, 유기계 수용성 물질을 사용하는 것이 바람직하고, 특히 시클로 덱스트린을 바람직하게 사용할 수 있다.

이들 수용성 물질은 상기 각 재료를 단독으로 또는 2종 이상 조합하여 사용할 수 있다. 또한, 소정의 재료로 이루어지는 1종의 수용성 입자일 수도 있고, 다른 재료를 포함하는 2종 이상의 수용성 입자일 수도 있다.

수용성 입자의 평균 입경은 0.1 내지 500 ㎛인 것이 바람직하고, 0.5 내지 100 ㎛인 것이 보다 바람직하다. 이 범위의 입경의 수용성 입자를 사용함으로써, 패드 표면 근방에 형성되는 세공의 화학 기계 연마용 수계 분산체의 유지 능력과 패드의 기계적 강도의 조화가 우수한 화학 기계 연마 패드를 얻을 수 있다.

수용성 입자의 사용량은 (A) 스티렌 중합체와 (B) 디엔 중합체 및 임의적으로 사용되는 (D) 산 무수물기를 갖는 중합체의 사용량의 합계를 100 질량부로 한 경우, 50 질량부 이하인 것이 바람직하고, 40 질량부 이하인 것이 보다 바람직하며, 0.5 내지 40 질량부인 것이 더욱 바람직하고, 5 내지 30 질량부인 것이 특히 바람직하다.

또한, 수용성 입자의 함량은 본 발명의 화학 기계 연마 패드 전체의 부피의 90 부피％ 이하인 것이 바람직하고, 0.1 내지 90 부피％인 것이 보다 바람직하며, 0.1 내지 60 부피％인 것이 더욱 바람직하고, 0.5 내지 40 부피％인 것이 특히 바람직하다.

상기 범위 내의 사용량, 함량으로 함으로써, 양호한 연마 성능을 나타내는 화학 기계 연마 패드를 얻을 수 있다.

수용성 입자는 연마 패드의 표면에 노출된 것만이 수용되고, 연마 패드 내부 에서는 수용, 흡습 또는 팽윤하지 않는 것으로 하는 것이 바람직하다. 따라서, 수용성 입자는 최외부의 적어도 일부에 흡습을 억제하는 외각를 구비할 수 있다. 이 외각은 수용성 입자에 물리적으로 흡착하고 있을 수도, 수용성 입자와 화학 결합하고 있을 수도, 나아가 이들 둘다에 의해 수용성 입자에 접하고 있을 수도 있다. 이러한 외각을 형성하는 재료로서는 에폭시 수지, 폴리이미드, 폴리아미드, 폴리실리케이트 등을 들 수 있다. 또한, 이 외각은 수용성 입자의 일부에만 형성되어 있어도 충분히 상기 효과를 얻을 수 있다.

그 밖의 배합제

그 밖에 본 발명의 화학 기계 연마 패드는 충전제, 연화제, 산화 방지제, 자외선 흡수제, 대전 방지제, 윤활제, 가소제 등의 각종 첨가제를 임의적으로 함유할 수도 있다.

본 발명의 화학 기계 연마 패드의 형상은 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, 원반상, 다각형상 등으로 할 수 있고, 본 발명의 화학 기계 연마 패드를 장착하여 사용하는 연마 장치에 따라 적절하게 선택할 수 있다.

화학 기계 연마 패드의 크기도 특별히 한정되지 않지만 원반상의 패드로서는, 예를 들면 직경 150 내지 1,200 mm, 특히 500 내지 800 mm, 두께 1.0 내지 5.0 mm, 특히 1.5 내지 3.0 mm로 할 수 있다.

또한, 본 발명의 화학 기계 연마 패드는 필요에 따라 연마면에 임의 형상의 홈이나 오목부 등을 구비할 수 있다. 홈의 형상으로서는, 예를 들면 동심원 형상, 격자형 홈, 나선형 홈, 방사상 홈 등을 들 수 있다. 오목부로서는, 원형이나 다각 형상의 오목부를 연마면 상에 다수 설치하는 경우를 들 수 있다.

본 발명의 화학 기계 연마 패드의 쇼어 D 경도는 35 내지 100이 바람직하고, 50 내지 90이 보다 바람직하며, 60 내지 85가 더욱 바람직하다. 이러한 경도로 함으로써, 충분한 연마 속도와 양호한 표면 상태의 피연마면을 제공하는 화학 기계 연마 패드로 할 수 있다.

본 발명의 화학 기계 연마 패드는 상기한 바와 같은 패드의 비연마면측에 지지층을 구비하는 다층형 패드일 수도 있다.

상기 지지층은 화학 기계 연마 패드를 연마면의 이면측에서 지지하는 층이다. 이 지지층의 특성은 특별히 한정되지 않지만, 패드 본체에 비해 보다 연질인 것이 바람직하다. 보다 연질인 지지층을 구비함으로써 패드 본체의 두께가 얇은 경우, 예를 들면 1.0 mm 이하의 경우에도, 연마시에 패드 본체가 뜨거나 연마층의 표면이 만곡되는 것 등을 방지할 수 있고, 안정적으로 연마를 행할 수 있다. 이 지지층의 경도는 패드 본체의 경도의 90 ％ 이하가 바람직하고, 50 내지 90 ％가 더욱 바람직하며, 50 내지 80 ％가 특히 바람직하고, 50 내지 70 ％가 한층 더 바람직하다.

또한, 지지층의 평면 형상은 특별히 한정되지 않고, 연마층과 동일하거나 상이할 수 있다. 이 지지층의 평면 형상으로서는, 예를 들면 원형, 다각형(사각형 등) 등으로 할 수 있다. 또한, 그 두께도 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 0.1 내지 5 mm가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 2 mm로 할 수 있다.

지지층을 구성하는 재료는 특별히 한정되지 않지만, 소정의 형상 및 성상으 로의 성형이 쉽고, 적절한 탄성 등을 부여할 수 있다는 점 등으로 인해 유기 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 유기 재료로서는 열가소성 수지, 열경화성 수지, 엘라스토머 및 고무 등을 단독으로 또는 조합하여 사용할 수 있지만, 바람직하게는 상기한 (A) 스티렌 중합체, (B) 디엔 중합체 이외에, 폴리우레탄, 폴리올레핀 등을 사용할 수 있다.

상기한 바와 같은 본 발명의 화학 기계 연마 패드는 평탄한 피연마면을 얻을 수 있음과 동시에, 높은 연마 속도를 제공할는 수 있고, 충분한 수명을 갖는 것을 특징으로 한다.

화학 기계 연마 패드의 제조

본 발명의 화학 기계 연마 패드는 상기와 같이 (A) 스티렌 중합체, (B) 디엔 중합체 및 (C) 가교제를 함유하는 조성물을 준비하고, 상기 조성물을 소정 형상으로 부형시키며, 부형시키면서 또는 부형 후 가열하여 경화시킴으로써 제조할 수 있다.

상기 조성물이 함유하는 상기 (C) 가교제로서는, 예를 들면 유기 과산화물, 과산화수소, 황 등을 들 수 있다.

이러한 가교제로서는 취급성 및 화학 기계 연마 공정에서의 오염성이 없다는 점에서 유기 과산화물을 사용하는 것이 바람직하다. 유기 과산화물로서는, 예를 들면 디쿠밀퍼옥시드, 디에틸퍼옥시드, 디-t-부틸퍼옥시드, 디아세틸퍼옥시드, 디아실퍼옥시드 등을 들 수 있다.

가교제의 사용량으로서는, (B) 디엔 중합체 100 질량부에 대하여 0.01 내지 0.5 질량부가 바람직하다.

상기 조성물을 제조하는 방법은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 소정의 재료를 혼련기 등에 의해 혼련하여 제조할 수 있다. 혼련기로서는 공지된 것을 사용할 수 있다. 예를 들면 롤, 니이더, 벤버리 믹서, 압출기(단축, 다축) 등의 혼련기를 들 수 있다.

또한, 조성물의 혼련시에는 가공하기 쉽도록 가열하여 혼련되는 바, 상기 조성물이 (E) 수용성 입자를 함유하는 것인 경우에는, 혼련시의 온도에서 (E) 수용성 입자가 고체인 것이 바람직하다. 고체의 상태를 유지하면서 혼련함으로써, (E) 수용성 입자를 상기한 바람직한 평균 입경대로 분산시킬 수 있다.

따라서, 사용하는 재료의 가공 온도에 따라 (E) 수용성 입자의 종류를 선택하는 것이 바람직하다.

상기 조성물은 JIS K 6300-2에 준하여 진동식 가황 시험기에 의해 하기 조건에서 18 분간 왜곡을 가한 후의 토크가 0.05 내지 0.50 N·m를 나타내는 것이 바람직하다.

측정 온도: 170 ℃

압력: 490 kPa

진폭각: ±1 °

비틀림 진동수: 100 cpm

상기 토크는 0.10 내지 0.50 N·m가 바람직하다.

또한, 상기에서 "cpm"은 "Cycles Per Minute"를 나타낸다.

이 범위의 토크값을 나타내는 조성물을 사용함으로써, 높은 연마 속도를 갖는 화학 기계 연마 패드를 제조할 수 있다.

이어서, 상기 제조 방법에서는 상기 조성물을 소정 형상으로 부형시킨다. 또한, 이 부형시 또는 부형 후에서 가열하여 소정 형상으로 부형된 조성물을 경화시킨다.

가열 조건은, 예를 들면 120 내지 200 ℃, 바람직하게는 150 내지 190 ℃에서 1 내지 30 분, 바람직하게는 2 내지 20 분이다.

또한, 본 발명의 화학 기계 연마 패드가 홈이나 오목부 등을 구비하는 것인 경우, 해당 홈이나 오목부 등은 패드를 목적하는 개략적인 형상으로 성형한 후, 절삭 가공 등에 의해 형성할 수도 있고, 홈이나 오목부 등의 형상을 갖는 금형을 이용하여 상기 조성물을 금형 성형함으로써, 패드의 개략적인 형상과 함께 홈이나 오목부 등의 형상을 동시에 형성할 수 있다.

화학 기계 연마 방법

본 발명의 화학 기계 연마 패드는 시판되는 연마 장치에 장착하여, 그 자체로 공지된 방법에 의해 화학 기계 연마에 사용할 수 있다.

그 경우의 피연마체, 사용하는 화학 기계 연마용 수계 분산체의 종류는 상관없지만, 특히 산화세륨(세리아)을 주지립으로서 함유하는 화학 기계 연마용 수계 분산체를 사용하여 STI 공정에서 절연막을 연마하는 경우, 및 세리아 또는 산화규소(실리카)를 주지립으로서 함유하는 화학 기계 연마용 수계 분산체를 사용하여 다층화 배선 기판의 층간 절연막을 연마하는 경우에 바람직하게 사용할 수 있다.

상기 STI 공정의 피연마면인 절연막, 및 다층화 배선 기판의 절연막을 구성하는 재료로서는, 예를 들면 열산화막, PETEOS막(Plasma Enhanced-TEOS막), HDP막(High Density Plasma Enhanced-TEOS막), 열 CVD법에 의해 얻어지는 산화 실리콘막 등을 들 수 있다.

상기 열산화막은 고온으로 한 실리콘을 산화성 분위기에 노출시키고, 실리콘과 산소 또는 실리콘과 수분을 화학 반응시킴으로써 형성된 것이다.

상기 PETEOS막은 테트라에틸오르토실리케이트(TEOS)를 원료로 하고, 촉진 조건으로서 플라즈마를 이용하여 화학 기상 성장으로 형성된 것이다.

상기 HDP막은 테트라에틸오르토실리케이트(TEOS)를 원료로 하고, 촉진 조건으로서 고밀도 플라즈마를 이용하여 화학 기상 성장으로 형성된 것이다.

상기 열 CVD법에 의해 얻어지는 산화 실리콘막은 상압 CVD법(AP-CVD법) 또는 감압 CVD법(LP-CVD법)에 의해 형성된 것이다.

상기 붕소인실리케이트막(BPSG막)은 상압 CVD법(AP-CVD법) 또는 감압 CVD법(LP-CVD법)에 의해 형성된 것이다.

또한, 상기 FSG라고 불리는 절연막은 촉진 조건으로서 고밀도 플라즈마를 이용하여 화학 기상 성장으로 형성한 것이다.

<실시예>

이하, 실시예에 의해 본 발명을 구체적으로 설명한다.

실시예 1

(1) 화학 기계 연마 패드용 조성물의 제조

(A) 성분으로서 폴리스티렌(PS 재팬(주) 제조, 상품명 "HF55") 20 질량부, (B) 성분으로서 1,2-폴리부타디엔(JSR(주) 제조, 상품명 "JSR RB830") 70 질량부, (D) 성분으로서 말레산 무수물 변성 폴리프로필렌(산요 가세이 고교(주) 제조, 상품명 "유멕스 1010", 산가; 52 mg-KOH/g) 10 질량부 및 (E) 성분으로서 β-시클로덱스트린((주) 요꼬하마 고꾸사이 바이오 겡뀨쇼 제조, 상품명 "덱시펄 β-100") 16.6질량부를 120 ℃로 가열된 압출기로 150 ℃, 120 rpm에서 혼련하였다. 그 후, (C) 성분으로서 디쿠밀퍼옥시드(닛본 유시(주) 제조, 상품명 "퍼쿠밀 D40", 디쿠밀퍼옥시드를 40 질량％ 함유함) 0.8 질량부(순수 디쿠밀퍼옥시드로 환산하여, 0.32 질량부에 상당함)를 첨가하고, 120 ℃, 60 rpm에서 더 혼련하여 화학 기계 연마 패드용 조성물을 얻었다.

(2) 조성물의 경화 토크의 측정

이어서, 상기 (1)에서 얻은 조성물의 경화 토크를 측정하였다.

JSR 트레이딩(주) 제조, "큐라스트미터 WP"를 사용하고, 다이스를 170 ℃로 가열한 후, 상기 (1)에서 얻은 조성물을 4 g 취하여 다이스에 셋팅하였다. 이어서, 다이스를 닫고, 온도 170 ℃, 압력 490 kPa, 진폭각: ±1 °, 비틀림 진동수 100 cpm에서 18 분간 왜곡을 가한 후의 토크를 측정한 결과, 0.25 N·m였다.

(3) 화학 기계 연마 패드의 제조

상기 (1)에서 얻은 조성물을 패드 성형용 금형에 셋팅하고, 170 ℃에서 18 분간 가열하여 직경 60 cm, 두께 2.8 mm의 성형체를 얻었다. 이어서, 이 성형체의 편면에 가또 기까이(주) 제조의 절삭 가공기를 이용하고, 홈 폭 0.5 mm, 피치 2 mm, 홈 깊이 1.4 mm의 동심원상의 홈을 형성하여 화학 기계 연마 패드를 제조하였다.

또한, 여기서 제조한 화학 기계 연마 패드에 함유되는 (A) 성분 및 (D) 성분은 (B) 성분 중에 분산된 상태로 존재하고 있고, (A) 성분의 평균 도메인 크기는 0.9 ㎛, (D) 성분의 평균 도메인 크기는 0.3 ㎛였다. 또한, 여기서 제조한 화학 기계 연마 패드에 함유되는 (E) β-시클로덱스트린의 평균 입경은 15 ㎛이고, 패드 전체에서 차지하는 β-시클로덱스트린의 부피율은 10 부피％였다. 또한, 상기 평균 도메인 크기는 연마 패드를 마이크로톰에 의해 두께 100 nm의 박편으로 하고, 그의 투과형 전자 현미경 사진을 촬영한 후, 각 도메인의 최대 길이의 평균값을 측정한 것이다.

(4) 화학 기계 연마 성능의 평가

(a) 세리아를 주지립으로서 포함하는 수계 분산체를 사용한 절연막 연마의 평가

(i) 연마 속도의 평가

상기한 바와 같이 제조한 화학 기계 연마 패드를 화학 기계 연마 장치(형식 "LAP MASTER LGP510", SFT사 제조)에 장착하고, 8 인치의 PETEOS막 부착 웨이퍼를 피연마체로 하여, 이하의 조건에서 화학 기계 연마하였다.

화학 기계 연마용 수계 분산체: 세리아 및 폴리아크릴산 암모늄을 각각 1 질량％씩 포함하는 수계 분산체.

화학 기계 연마용 수계 분산체의 공급량: 100 ㎖/분

헤드 압착 압력: 400 g/㎠

정반 회전수: 50 rpm

헤드 회전수: 70 rpm

연마 시간: 60 초

피연마물인 8 인치의 PETEOS막 부착 웨이퍼에 대해, 외주 5 mm를 제외하고 직경 방향으로 균등하게 21 점 취하고, 이들 특정 점에 대해 연마 전후의 PETEOS막의 두께차와 연마 시간으로부터 각 점에서의 연마 속도를 산출하여, 그 평균값을 연마 속도로 하였다. 이 결과를 하기 표 3에 나타낸다.

(ii) 연마량의 면내 균일성의 평가

상기 21점의 특정 점에서의 연마 전후의 두께차(이 값을 "연마량"으로 함)에 대해 하기의 수학식 1에 의해 연마량의 면내 균일성을 산출하였다. 이들 결과를 표 3에 나타낸다. 또한, 각 점에서의 PETEOS막의 두께는 광학식 막 두께 계측기에 의해 측정하였다.

연마량의 면내 균일성=(연마량의 표준 편차÷연마량의 평균값)×100(％)

(iii) 화학 기계 연마 패드의 수명의 평가

상기한 연마 조건을 기초로 8 인치의 PETEOS막 부착 웨이퍼를 연속하여 화학 기계 연마하였다. 여기서, 웨이퍼를 1장 연마할 때마다 이온 교환수를 100 ㎖/분의 속도로 공급하면서, 100 메쉬 다이아몬드를 사용한 드레서에 의해 10 초간 인터벌·드레싱을 행하였다.

연마한 웨이퍼 50장마다 연마 속도를 산출하고, 전회까지의 연마 속도의 평균값으로부터 15 ％ 이상 줄인 연마 속도를 2회 연속하여 기록한 시점을 화학 기계 연마 패드의 수명으로 하였다. 결과를 표 3에 나타낸다.

(b) 실리카를 주지립으로서 포함하는 화학 기계 연마용 수계 분산체를 사용한 층간 절연막 연마의 평가:

(i) 연마 속도의 평가

상기한 바와 같이 제조한 화학 기계 연마 패드를 화학 기계 연마 장치(형식 "EPO112", (주)에바라 세이사꾸쇼 제조)에 장착하고, 8 인치의 PETEOS막 부착 웨이퍼를 피연마체로 하여 이하의 조건에서 연마하였다.

슬러리 공급량: 150 ㎖/분

헤드 압착 압력: 400 g/㎠

정반 회전수: 50 rpm

헤드 회전수: 80 rpm

연마 후의 피연마체에 대해 상기 "세리아를 주지립으로서 포함하는 수계 분산체를 사용한 절연막 연마의 평가"와 동일하게 하여 연마 속도의 평균값을 산출하였다. 이 결과를 표 3에 나타낸다.

(ii) 디슁(dishing)의 평가

상기한 바와 같이 제조한 화학 기계 연마 패드를 화학 기계 연마 장치(형식 "EPO112", (주)에바라 세이사꾸쇼 제조)에 장착하고, 패턴이 부착된 8 인치의 PETEOS막 웨이퍼 "SKW 7-2"(SKW사 제조, 실리콘 웨이퍼에 각종 선폭의 홈(깊이 0.8 ㎛)을 형성하고, 그 위에 PETEOS를 두께 2.0 ㎛로 퇴적시킨 테스트용 웨이퍼(PETEOS의 표면에는 실리콘 웨이퍼에 형성된 홈에 대응하는 폭 및 깊이의 홈이 형성되어 있음)를 피연마체로 하여 이하의 조건에서 화학 기계 연마하였다.

화학 기계 연마용 수계 분산체: "CMS1101"(지립으로서 실리카를 포함하는 JSR(주) 제조의 화학 기계 연마용 수계 분산체임) 및 탈이온수를 부피비 1:2로 혼합한 것

슬러리 공급량: 150 ㎖/분

헤드 압착 압력: 400 g/㎠

정반 회전수: 50 rpm

헤드 회전수: 80 rpm

상기 조건으로 PETEOS막을 0.8 ㎛ 연마·제거한 후의 SKW 7-2에 대해 미세 형상 측정 장치(KLA-Tencor사 제조, 형식 "P-10")를 사용하고, 라인·앤드·스페이스=250 ㎛/250 ㎛의 부분에서의 실리콘 웨이퍼에 형성된 홈부 이외에 상당하는 부분에서 측정한 홈 중앙부에 상당하는 부분의 오목부의 양을 측정하며, 이 양을 디슁으로 하였다. 결과를 표 3에 나타낸다.

실시예 2 내지 17 및 비교예 1 내지 5

실시예 1에 있어서, 각 성분의 종류 및 사용량, 및 디쿠밀퍼옥시드의 사용량을 표 1과 동일하게 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 화학 기계 연마 패드용 조성물을 제조하여 그의 경화 토크를 측정하였다. 결과를 표 1에 나타낸다. 또한, 그 화학 기계 연마 패드용 조성물을 사용하여 실시예 1과 동일하게 화학 기 계 연마 패드를 제조하여 평가하였다. 패드 전체에서 차지하는 (E) 수용성 입자의 부피율을 표 1에, 비수용성부의 상태를 표 2에, 화학 기계 연마 성능의 평가 결과를 표 3에 각각 나타낸다.

비교예 6, 7

연마 패드로서, 롬 앤드 하스 일렉트로닉 머터리얼즈사 제조, 형식 "IC1000"(비교예 6) 및 형식 "폴리텍스(Politex)"(비교예 7)를 사용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 평가하였다. 비수용성부의 상태를 표 2에, 화학 기계 연마 성능의 평가 결과를 표 3에 각각 나타낸다.

또한, 표 1 중, 각 성분의 종류란에 기재한 약칭은 각각 하기의 것을 의미한다.

(A) 성분

GPPS: 폴리스티렌(PS 재팬(주) 제조, 상품명 "HF55")

AS: 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체(테크노 폴리머(주) 제조, 상품명 "920FF", 스티렌 함량: 75 질량％)

HIPS: 스티렌-부타디엔 공중합체(PS 재팬(주) 제조, 상품명 "AGl02", 스티렌 함량: 75 질량％)

TR:스티렌-부타디엔 공중합체(제이에스알 클레이톤 엘라스토머(주) 제조, 상품명 "TR2827", 스티렌 함량: 24 질량％)

SEBS: 스티렌-(에틸렌/부틸렌)-스티렌 블럭 공중합체(아사히 가세이(주) 제조, 상품명 "테프텍 Hl052", 스티렌 함량: 20 질량％)

(B) 성분

RB: 1,2-폴리부타디엔(JSR(주) 제조, 상품명 "JSR RB830")

(D) 성분

유멕스 1010: 말레산 무수물 변성 폴리프로필렌(산요 가세이 고교(주) 제조, 산가: 52 mg-KOH/g)

유멕스 1001: 말레산 무수물 변성 폴리프로필렌(산요 가세이 고교(주) 제조, 산가: 26 mg-KOH/g)

또한, 표 중의 "-"는 해당란에 상당하는 성분을 사용하지 않은 것을 의미한다.

또한, (C) 성분인 디쿠밀퍼옥시드는 닛본 유시(주) 제조의 "퍼쿠밀 D40"으로서 첨가했지만, 표 1에 기재된 첨가량은 순품으로 환산한 값이다.

Claims

(A) 스티렌 중합체 및 (B) 디엔 중합체를 포함하는 비수용성 매트릭스를 포함하는 화학 기계 연마 패드.
제1항에 있어서, 비수용성 매트릭스가 상기 (A) 성분과 (B) 성분 중 어느 하나의 성분 중에 다른 하나의 성분이 분산되어 해도 구조를 형성하고 있고, 그 평균 도메인 크기가 0.1 내지 30 ㎛의 범위에 있는 화학 기계 연마 패드.
제1항에 있어서, 비수용성 매트릭스가 (D) 산 무수물기를 갖는 중합체를 더 함유하는 화학 기계 연마 패드.
제1항에 있어서, (E) 수용성 물질을 비수용성 매트릭스 중에 입상으로 분산된 상태로 더 함유하는 화학 기계 연마 패드.
(A) 스티렌 중합체, (B) 디엔 중합체 및 (C) 가교제를 함유하는 조성물을 준비하고, 상기 조성물을 소정 형상으로 부형시키며, 부형하면서 또는 부형 후 가열하여 경화시키는 것을 특징으로 하는 제1항에 기재된 화학 기계 연마 패드의 제조 방법.
제5항에 있어서, 상기 조성물이, JIS K 6300-2에 준하여 진동식 가황 시험기로 진폭 ±1 °, 비틀림 진동수 100 cycles/분의 조건하에 170 ℃의 온도와 490 kPa의 압력에서 18 분간 왜곡을 가한 후의 토크가 0.05 내지 0.50 N·m인 제조 방법.
제1항에 기재된 화학 기계 연마 패드에 의해 피연마체의 피연마면을 연마하는 것을 특징으로 하는 화학 기계 연마 방법.
제7항에 있어서, 피연마체가 절연막인 화학 기계 연마 방법.