KR20110050526A - 비권축 섬유를 포함하는 패브릭 및 그 제조 방법 - Google Patents

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KR20110050526A
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crimped
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오스카 케이. 수
폴 르페브르
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이노패드, 인코포레이티드
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Abstract

본 발명은 반도체 제조용 화학 기계적 평탄화 패드에 관한 것이다. 이 패드는 합성 섬유들(synthetic fibers)을 포함하며, 상기 합성 섬유는, 매트 구성에 있어, 무게로 1.0%에서 98.0%의 양으로 존재하는 비권축 섬유들이고, 상기 비권축 섬유들은 0.1cm에서 127cm의 길이를 가지고 1.0 마이크로미터에서 1000 마이크로미터의 직경을 가진다.

Description

비권축 섬유를 포함하는 패브릭 및 그 제조 방법{FABRIC CONTAINING NON-CRIMPED FIBERS AND METHODS OF MANUFACTURE}
관련 출원의 상호 참조
본 발명은 2008년 9월 4일자로 출원된 미국 가출원 번호 61/094,345의 우선권을 주장하는 PCT/US2009/055896의 국내 진입 단계이며, 여기에서 그 내용을 참고로 한다.
본 발명은 부직포(non-woven fabric), 직물(woven fabric) 또는 편물(knitted fabric)과 같은 비권축(non-crimped) 섬유(fibers)를 포함하는 패브릭(직물)(fabric)에 관한 것으로서, 특히, 그러한 패브릭으로부터 만들어지는 화학-기계적 평탄화 패드(chemical-mechanical planarization pad)에 관한 것이다.
부직포(nonwoven fabric)는 일반적인 위빙(weaving) 또는 니팅(kintting) 공정에 의해서 만들어지지 않은 직물(textile fabric)로 이해될 수 있다. 부직포는, 우선 다량의 연속 필라멘트(continuous filaments) 또는 비연속 섬유(non-continuous fibers)를 포함하는 매트(mat)를 내려놓은 다음, 뒤이어, 각각의 필라멘트들 또는 섬유들을 함께 결속(결합)하기 위하여 기계적, 열적, 화학적 또는 이들의 조합에 의한 작업으로 만들 수 있다. 부직(nonwoven) 산업에 통상 사용된 섬유는 폴리에스테르(polyester), 폴리올레핀(polyolefin), 폴리아미드(polyamide), 폴리비닐 알코올(polyvinyl alcohol), 폴리아크릴레이트(polyacrylate), 셀룰로오스(cellulosic), 레이온(rayon), 폴리우레탄(polyurethane), 폴리설폰(polysulfone), 폴리페닐 황화물(polyphenyl sulfide), 등을 포함할 수 있다. 일반적인 섬유 길이는 0.05 인치 이상, 더 일반적으로는 0.25 인치에서 3 인치까지이고, 일반적인 섬유 직경은 0.1 마이크로미터 이상, 더 일반적으로 5 마이크로미터에서 50 마이크로미터까지이다.
일반적인 부직 제조공정은 건식(Dry-laid) 또는 공기식(Air-laid) 공정과 같은 통상적인 방법에 의하여 상기 섬유 매트를 내려 놓는(laying down) 공정 이전에, 단단히 뭉쳐진 뭉치로부터 섬유를 얻는 단계와, 뭉기 풀기(bale opening)라 불리우는 공정에서 큰 섬유 묶음(fiber bundles)을 분리하는 단계와, (둘 이상의 섬유 타입이 사용된 경우) 서로 다른 섬유 타입들을 믹싱(mixing)하는 단계와, 뒤이어 조동 미세(coarse and find) 풀기(opening) 및 블렌딩(blending)하는 단계를 포함한다. 다량의 섬유를 포함하는 매트를 내려놓기 위한 상기의 통상적인 방법은 (1) 건식(dry-laid)과 (2) 공기식(air-laid)을 포함할 수 있는데, 상기 건식에서는, 각 섬유들은 이가 있는 한 쌍의 플레이트(plate)들 또는 롤(roll)들 사이에 정해진 틈(gap)내로 결속됨으로써, 서로서로 분리된 다음, 컨베이어(conveyor) 위로 섬유 매트로서 내려 놓여지고, 상기 공기식에서는, 각 섬유들은 이가 있는 플레이트들 또는 롤들 대신에 조절된 기류(air current)를 써서 서로서로 분리되고 섬유 매트로서 내려 놓여진다. 상기 내려 놓여진 섬유를 결속하기(binding) 위한 일반적인 방법은, 스티치-본딩(stitch-bonding), 또는 섬유를 섬유 결합(fiber entanglement)하도록 상기 섬유 매트를 니들-펀칭(needle-punching)하는 것과 같은 (1)기계적 기술과, 상기 섬유 매트에 연화 온도(softening temperature) 또는 용융 온도(melting temperature)로 가열하는 것과 섬유를 섬유 점착(fiber adhesion)하도록 압력을 가하는 것과 같은 (2)열적 기술과, 섬유를 섬유 점착하도록 섬유 매트에 용매(solvent), 접착제(adhesive) 또는 화학적 본딩 물질을 첨가하는 것과 같은 (3)화학적 기술을 포함할 수 있다.
건식 및 공기식 방법들을 위하여 만들어진 섬유들은 일반적으로 권축될 (crimped) 수 있다. 즉, 개별의 섬유들은 직립하지 않고, 지그재그 또는 꼬인 양상으로 형성되며, 각 섬유는 하나 이상, 더 일반적으로는 5개에서 30개 사이의, 권축들(crimps), 즉, 지그재그들(zig-zags) 또는 꼬임들(loops),을 가진다. 이러한 지그재그들 또는 꼬임들은 소위 크림핑(crimping)이라 부르는 공정에서 각각 섬유들에 주어질 수 있는데, 이는 원하는 권축(crimp)의 정도를 이끌기 위하여 크림프 박스(crimp box)에서 지그재그 또는 꼬인 형태로 상기 섬유들을 가열하기 위하여 건조열 또는 증기를 가하여 만들어지는 것이다. 이러한 크림핑 공정은 상기 내려 놓여지는 공정(laid down process) 동안 섬유들이 서로 붙들기 위해서 필요할 수 있다. 상기 권축이 없는 섬유들, 즉, 직립형 섬유는 상기 내려 놓는 공정을 위하여 요구되는 필수적인 마찰 또는 응집 강도(frictional or cohesive strength)를 갖추지 않을 수 있어, 거듭되는 임의의 파손(breakage)을 낳고 차후 결속(binding) 공정을 실행하기 어렵게 만들게 한다.
본 발명의 목적은 부직포(non-woven fabric), 직물(woven fabric) 또는 편물(knitted fabric)과 같은 비권축 섬유를 포함하는 패브릭(fabric)에 관한 것으로서, 특히, 그러한 패브릭으로부터 만들어지는 화학-기계적 평탄화 패드(Chemical-mechanical planarization pad)를 제공하는데 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 제 1 견지로서, 본 발명은 반도체의 화학 기계적 평탄화를 위한 연마 패드에 있어서, 합성 섬유들(synthetic fibers)을 함유하는 매트를 포함하는 패브릭(fabric)을 포함하되, 상기 섬유는 비권축(non-crimped) 섬유들이고, 상기 비권축 섬유들은 상기 매트에서 무게로 1.0%에서 98.0%의 양으로 존재하고, 상기 비권축 섬유들은 0.1cm에서 127cm의 길이를 가지고, 1.0 마이크로미터에서 1000 마이크로미터의 직경을 가짐을 특징으로 하는 연마 패드를 제공한다.
상기 과제를 해결하기 위한 제 2 견지로서, 반도체의 화학 기계적 평탄화를 위한 연마 패드에 있어서, 합성 섬유들(synthetic fibers)을 포함하는 매트를 구성하는 패브릭(fabric)을 포함하되, 상기 패브릭은 비권축(non-crimped) 섬유들이고, 상기 비권축 섬유들은 상기 매트에서 무게로 1.0%에서 98.0%의 양으로 존재하고, 상기 비권축 섬유들은 0.1cm에서 127cm의 길이를 가지고, 1.0 마이크로미터에서 1000 마이크로미터의 직경을 가지며, 상기 비권축(non-crimped) 섬유들은 수용액(an aqueous solution)에 부분적으로 용해됨을 특징으로 하는 연마 패드를 제공한다.
상기 과제를 해결하기 위한 제 3 견지로서, 반도체의 화학적 기계적 평탄화를 위한 방법에 있어서, 합성 섬유들(synthetic fibers)로 구성되는 매트를 제공하는 단계와, 상기 매트로 반도체를 연마하는 단계를 포함하되, 상기 패브릭은 비권축(non-crimped) 섬유들이고, 상기 비권축 섬유들은 상기 매트에서 무게로 1.0%에서 98.0%의 양으로 존재하고 상기 비권축 섬유들은 0.1cm에서 127cm의 길이를 가지고 1.0 마이크로미터에서 1000 마이크로미터의 직경을 가짐을 특징으로 하는 반도체의 화학적 기계적 평탄화를 위한 방법을 제공한다.
본 발명은 반도체의 화학 기계적 평탄화를 위한 효과적인 연마 패드 및 방법을 제공한다.
본 발명의 상기 언급된 특징, 이점 및 그 밖의 특징들은, 첨부하는 도면과 함께 하기 발명의 실시 양태의 설명을 참조하면, 본 발명은 명백해질 것이고, 잘 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 연마 패드 준비의 하나의 방법을 도시한 순서도;
도 2는 가용성 비권축 섬유들의 망을 포함하는 연마 패드를 도시한 도면;
도 3은 특정 부분에 유리하게 가용성 비권축 섬유들이 위치되어지는 연마 패드를 도시한 도면;
도 4는 연마되는 반도체 웨이퍼(wafer)의 수에 대하여, 패드1(권축 섬유들)와 패드2(비권축 섬유들)의 Angstroms/minute(A/min) 단위로 나타낸 제거율(removal rate)(Y축)을 표시한 그래프 및
도 5는 연마되는 반도체 웨이퍼의 수에 대하여, 패드1(권축 섬유들)와 패드2(비권축 섬유들)에서 연마된 물질의 비균일성(non-uniformity)(Y축)을 나타내는 그래프.
본 발명은 다음의 명세서 또는 도시된 도면들에 개진된 구조적 상세함 및 구성 요소들에 배치에 따른 적용에 제한되지 않음을 알아야 한다. 여기에서의 실시 예들은 다른 실시 예가 가능하고 다양한 방식으로 수행되거나 실행될 수 있다. 게다가, 여기서 사용되는 구문이나 용어는 발명을 기술하기 위한 것이고 이에 제한되지 않아야 한다.
본 발명은 특정한 적용(응용)들에서 부직포(nonwoven fabrics)를 형성하기 위한 공정시 직립형(straight) 또는 비권축(non-crimped) 섬유들을 사용하는 것이 필요하거나 바람직하다는 것을 인정한다. 이러한 적용들은 폴리비닐 알코올(polyvinyl alcohol) 및/또는 폴리아클릴레이트(polyacrylate)로부터 만들어지는 가용성 섬유(soluble fibers)가 사용되는 반도체 제조공정에서 화학적-기계적 평탄화 패드를 제조하기 위하여 사용되는 부직포(nonwoven fabrics)를 포함할 수 있으며, 이에 국한되지는 않음, 그리고, 그러한 섬유들의 가용성(solubility)은, 만약, 상기 섬유들이 크림핑(crimping) 공정의 건조열 또는 증기열이 가해지면, 감소하거나 없어질 수 있다. 여기서 화학적-기계적 평탄화 또는 연마는 슬러리 액(liquid slurry)이 존재하는 곳에서 일반적으로 일어나는 반도체의 연마로서 이해될 수 있다. 따라서, 상기 패드는, 연마 툴(polishing tool) 내에 위치할 수 있으며, 연마 툴은, 슬러리(slurry), 이러한 슬러리는 보통 수계(aqueous bsed)인,가 존재하는 곳에서, 패드를 주어진 반도체 표면에 적용할 수 있도록 배치된다. 따라서, 상기 연마 툴을 통하여, 조절된 압력으로, 상기 반도체 표면에 상기 패드를 적용하면, 반도체 표면의 연마가 일어날 수 있다.
이러한 상황에서, 응력하에서, 비교적 높은 인장 강도(strength) 또는 강성도(stiffness)를 가지나 치수 안정성(dimensional stability) 측면에서는 낮은 신장성(extensibility) 특성을 가지는 합성 섬유(synthetic fibers)가 제공될 수 있으며, 이러한 합성 섬유는 직립형, 비권축 섬유들을 사용함으로써 잇점을 가질 수 있다. 게다가, 이러한 상황에서, 비교적 조절된 공극크기(pore size)와 공급분포(pore distribution)를 가지는 합성 섬유로 패드를 제공할 수 있고, 이 때에는 이러한 섬유들은 비권축 섬유를 사용하면 잇점을 가질 수 있다. 왜냐하면, 3차원 지그재그(zig-zag) 또는 꼬여진(loopy) 권축들의 존재로 인해, 예를 들어, 조절된 공극 크기 및 공극분포를 가지는 부직포를 내려놓기 하는 것(laying down)이 어렵기 때문이다.
언급한 바와 같이, 건식 또는 공기식 공정은 비교적 높은 정도의 권축 섬유를 이용할 수 있다. 권축 섬유는 그 안에서 주어진 소정의 형태, 일 예로, 열, 기계적 외력 및/또는 심지어 화학적으로 야기되는 섬유 스트랜드(fiber strand)에서의 연쇄적인(successive) 웨이브(wave) 또는 컬(curl)을 가지는 섬유들로서 이해될 수 있다. 따라서, 권축 섬유는, 비직립형(non-straight) 섬유에서, 선형성(linearity)으로부터 일정한 편차(deviation)를 가지는 것으로 여겨질 수 있다. 그러므로, 섬유에서 권축은 나선 권축(helical crimp) 및/또는 평면 권축(planar crimp)의 형상(지그-재그 구성)을 가질 것이다. 통상 사용되는 크림핑 공정은, 섬유의 열가소성 특성에 의존하고, 섬유 권축의 세팅(setting)은, 결정화(crystallization) 및 결정 재조직(crystalline reorganization)과 같은 분자 수준에서의 과정을 통해, 섬유 내의 구조적 변화에 의하여 야기될 수 있다. 더 자세하게는, 크림핑(crimping) 공정은, 가연 텍스처링(false twist texturing){멀티필라멘트사(multi-filament yarn)는 권축을 안정화시키기 위하여 크게 꼬여지고(twisted), 열적으로 유리 전이 온도(glass transition temperature)보다 더 높은 온도에서 놓여지고, 냉각되어지고, 풀린다}; 스터퍼 박스 텍스처링(stuffer box texturing){실(yarn)은 닙(nip)을 통해서 스터프 박스 내로 공급되고 상기 박스 압력에 맞서 접혀진다.}; 임펙트 텍스처링(impact texturing){실은 가소성이 되고 차후 식어가는 표면에 영향을 충돌된다); 에지 크림핑(edge crimping){가열된 실은, 굽혀진 부분에서, 결정 파괴(crystallite rupture)을 일으키는 둔한(dulled) 나이프 에지(knife-edge) 위로 통과한다}; 기어 크림핑(gear crimping){가열된 실은 기어 휠(gear wheel)들 사이를 지나가고 권축된 형상이 만들어진다}; 니트-디니트(kint-dekint){실은 열적 상태에 놓여진 후, 흐트러지는 패브릭으로 짜여진다}; 에어-제트 텍스처링(air-jet texturaing){실은 난기류(turbulent air stream)를 통해서 제트 어셈블리(jet assembly) 내에 이르게 되고, 필라멘트에서 꼬임 고리(entangled loops)가 형성된다}; 이성분 텍스처링(bicomponent crimping){실은 비대칭 단면에서 이성분 섬유들로 구성되어지고, 서로 다른 수축률(shrinkage)로 전단 이완(shear relaxation)에 만나게 된다} 이라고 알려진 것들을 포함할 수 있다.
권축된 섬유들이 통상적으로 부직포의 제조공정에서 요구되는데, 이는, 섬유 레잉 다운(laying down) 공정 동안, 섬유 덩어리에, 필요한 마찰 또는 응집 강도를 제공하기 때문이다. 게다가, 일 예로, 권축 섬유를 가지고 만든 부직포는, 고귀함(loftiness), 유연함(suppleness) 및 드레이프성(drape-ability)의 정도를 요구하는 옷감(textile garments)과 같은 적용에 바람직한 것으로 고려될 수 있다.
그러나, 섬유를 크림핑하는 공정은 앞서 전술한 바와 같이 산업용으로 제조되어지는 일부 부직포의 능력을 줄이거나 피해를 줄 수 있다. 게다가, 상기 크림핑 과정은 특정 섬유들에 열적 또는 기계적 응력을 가하게 되어, 상기 섬유를 부서지게 하고/하거나 산출한 부직포가 더 낮은 강도 특성이 나타나도록 하게 할 수 있다.
본 발명은, 무게로 98%까지의 다수의 비권축 섬유들(즉, 권축되지 않은 섬유)을 포함하는 합성 섬유들{중합(polymerization) 및/또는 포스트 중합(post-polymerization) 화학 공정의 합성방법으로 생산되는 섬유들}을 가지고 패브릭을 제작하는 것에 관한 것이다. 이 합성 섬유들은, 섬유를 제작하는 동안 (예 ; 압축 성형하는 동안), 섬유 크림핑(crimping) 작동 및/또는 유발된(induced) 크림핑에 당하지 않게한다. 상기 비권축 섬유들은 수분을 함유하거나 물을 포함하는 물질에 용해될 수 있고, 이러한 가용성 섬유(soluble fiber)가 상기 크림핑 공정의 건조열 또는 증기열에 가해진다면 가용성(solubility)은 줄어들거나 없어질 수 있다. 비권축 섬유들로 형성된 패브릭은, 다음에 화학적-기계적 평탄화 패드로 성형될 수 있다.
전술한 바와 같이, 패브릭은 부직포(non-woven fabric) 또는 직물(woven fabic) 또는 편물(knitted fabric)이 될 수 있고, 상기 패브릭은 비연속식 섬유(non-continuous fiber)의 매트를 형성함으로써 생산될 수 있다. 여기에서, 비연속식 섬유는 4.0cm 이하의 길이를 가지는 섬유로서 고려되거나, 0.1cm에서 4.0cm 범위에서 0.1cm 증분들에 해당하는 길이의 섬유로 고려될 수 있다. 상기 매트는 건식 레잉(dry-laying) 및/또는 공기식 레잉(air-laying)과 같은 여러 공정들로 형성될 수 있고, 여기서 섬유는 뭉치(배일)(bale)에서 분리되어지고, 매트(mat)로 형성되어지고, 기류에 의하여 퍼뜨려지거나, 설정된 각도(angle) 또는 임의의 배치(configuration)로 카딩(carding) 공정에 의해 정렬된다.
선택적이고, 제거 가능한 스태빌라이저(stabilizer) 패브릭은 상기 매트를 위한 운반자(carrier)로 사용될 수 있다. 상기 스태빌라이저는 스펀본드(spunbond), 멜트 블로운(melt blown) 또는 디른 패브릭을 포함할 수 있다. 추가로, 스태빌라이저는 폴리에스테르, 폴리올레핀, 나일론 등의 합성 또는 천연 섬유로 형성될 수 있다. 결합된 후에는, 상기 선택적인 스태빌라이저는 상기 패브릭에서 제거될 수 있다.
상기 부직포는 기계적, 열적, 화학적 공정 또는 이들의 조합에 의해서 결합될 수 있다. 일 예로, 기계적 공정은 스티치-본딩(stitch-bonding), 니들-펀칭(needle-punching), 스펀레이싱(spunlacing) 또는 유체결합(hydroentangling) 등을 포함할 수 있다. 열적 본딩 기술은 열 캘린더링(hot calendering), 에어 본딩(air bonding), 적외선 본딩(infrared bonding) 또는 초음파 용접(ultrasonic welding) 등을 포함할 수 있다. 화학적 기술은 용매(solvent), 접착제(adhesive) 또는 화학적 본딩 물질 등을 포함할 수 있다. 게다가, 또한, 폴리머 수지(polymer resin)는 스펀본딩(spunbonding)과 멜트 블로잉(melt-blowing) 기술에서 부직포를 성형하기 위하여 사용될 수 있다. 여기에서, 폴리머 수지는 녹아 섬유 레이 다운(fiber lay down)을 조절하는 기류(air current)하에 컨베어 벨트(conveyer belt) 윗쪽으로 노즐(nozzle) 또는 방사 노출(spinneret)를 통해서 압출된다(extruded). 이러한 예들에서, 전술한 바와 같이 상기 레이 다운된(laid down) 섬유는 연속식(4.0cm를 초과하는 길이) 또는 비 연속식(4.0cm 이하의 길이)이 될 수 있다.
전술한 바와 같이, 상기 합성 섬유들은, 무게로, 비권축 섬유를 98%까지 포함할 수 있고, 비권축 섬유 무게를, 1.0%에서 98%까지의 범위에서 1.0% 씩의 증분을 갖는 모든 값들 또는 증가치들을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 비권축 섬유의 무게는, 무게기준으로 50.0% 이상이 될 수 있고, 그렇게 함으로써 무게로 50.0%에서 98.0%까지의 범위에서 비권축 섬유의 바람직한 범위를 제공할 수 있다. 더 바람직하게는, 비권축 섬유의 수준은 무게로 50.0%에서 98.0%까지의 수준에서 나타날 수 있다. 일 예로, 이러한 섬유는 폴리에스테르(polyester), 폴리올레핀(polyolefin), 폴리아미드(polyamide), 레이온(rayon), 폴리우레탄(polyurethane), 폴리설폰(polysulfone) 및 수용성(water solubel) 또는 팽윤성(swellable) 폴리아클릴레이트(polyacrylate), 폴리비닐 알코올(polyvinyl alcohol), 알지네이트(alginate) 및 펙틴(pectic), 그리고 복합 탄수화물(complex carbohydrates), 녹말(starch) 또는 셀룰로오스(cellulosic), 및 이들의 조합물들에서 얻는 섬유들을 포함한다. 더욱이, 폴리아클릴레이트(polyacrylate) 또는 폴리비닐(polyvinyl alcohol)과 같은 섬유는 비교차 결합(non-crosslinked) 또는 불완전한 교차 결합(crosslinked)일 수 있다. 예를 들어, 고분자 사슬(polymer chain) 또는 고분자 백본(polymer backbone)상에서 이용할 수 있는 교차 결합하는 반족(moieties){반응성 또는 기능성 군(reactive or functional groups)}의 50% 미만, 0%나 10% 같이 0%에서 50% 범위 사이의 모든 값들을 포함,은 교차 결합될 수 있다. 일반적으로, 연마 패드 적용을 위해서, 비권축 섬유 길이는 결국 0.1cm에서 127cm 사이의 모든 값들 및 증가치들이 될 수 있고, 섬유 직경은 1.0마이크로미터에서 1000 마이크로미터 사이일 수 있고, 그 사이에서의 모든 값들 및 증가치들이 될 수 있다. 일 예로, 상기 비권축 섬유의 섬유 직경은 5.0 마이크로미터에서 50 마이크로미터 범위에 있을 수 있다.
적어도 상기 비권축 섬유의 일부 또는 모두는, 수용액(물을 포함하는 액)에서, 적어도 부분적으로(무게로 100% 미만) 또는 거의 완전히 용해(무게로 95%에서 100%) 될 수 있다. 게다가, 다양한 용해도를 가지는 섬유들이 상기 패브릭에 추가될 수 있다. 일 예로, 제1용해도(S1)을 갖는 제1비권축 섬유는, 제2용해도(S2)를 갖는 제2권축 섬유에 추가될 수 있고, 여기서 S1은 S2와 다은 값을 가진다. 또한, 두 개보다 많은 섬유들이 혼합되어질 수 있고, 예를 들어, 그와 같은 경우에서 각각 서로 다른 세 가지 용해도를 갖는 섬유들이 선택될 수 있다. 따라서, 선택된 수용액(또는 슬러리)에 대한 특정한 용해도를 각각 갖는 비권축된 세 섬유들이 존재할 수 있고, 여기서 상기 세 섬유들을 위한 S1 및 S2 및 S3는 모두 다른 값을 갖는다.
수용액에서 다양한 용해도를 갖는다는 것은, 특정 수용액에 대하여 섬유의 용해(dissolution)를 위한 시간을 평가하는 상황으로 고려할 수 있다. 따라서, 해당 섬유보다 더 큰 소정의 용해도를 갖는 섬유는, 준비된 수용액에 대하여 더 큰 용해도를 갖는 섬유가 더 낮은 용해도를 갖는 섬유보다 비교적 빨리 용해될 것이라는 것을 나타낸다. 전술하였듯이, 수용액이라 함은, 물을 포함하는 용액을 의미하며, 여기에서 물은 무게로 적어도 5.0% 수준으로 존재한다.
무게로, 2%부터 98%까지의 모든 값들 및 증가치들을 포함하는 상기 섬유의 나머지는 권축 섬유를 포함할 수 있다. 상기 권축 섬유는 폴리에스테르 (polyester), 폴리올레핀 (polyolefin), 폴리아미드 (polyamide), 셀룰로오 스(cellulosic), 레이온 (rayon), 폴리우레탄 (polyurethane), 폴리설폰 (polysulfone) 등을 포함할 수 있다. 권축 섬유의 길이는 0.1cm부터 127cm 범위에서의 모든 값들 및 증가치들이 될 수 있고, 섬유 직경은 1 마이크로미터부터 1000 마이크로미터 사이에서 모든 값들 및 증가치들이 될 수 있다. 그러므로, 무게로 50%부터 90%까지의 범위 내의 권축된 가용성(soluble) 섬유의 레벨에 대하여, 권축 섬유의 레벨은 무게로 10%부터 50%에 해당하는 범위가 될 수 있다.
일 예로, 상기 권축 섬유부(fiber portion) 자체는 수용액에 용해되거나 또는 용해되지 않을 수 있다. 다른 예로, 상기 권축 섬유는 이성분(bi-component) 섬유, 즉, 적어도 두 개의 성분들[일 예로, 두 개의 서로 다른 반복 단위(repeating unit)에 의해서 정의되는 두 개의 서로 다른 고분자 성분들]을 포함할 수 있고, 이들은 서로 다른 연화점들(softening points)(예 ; 유리 전이 온도 즉, Tg) 또는 용해 온도(Tm)를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 상기 두 개의 서로 다른 고분자 성분들은 폴리에스테르와 폴리아미드, 또는 폴리에스테르와 폴리올레핀 등을 포함할 수 있다. 더불어, 상기 권축 섬유는, 일 예로, 비권축 섬유의 연화점 또는 용해 온도 미만의 연화점 또는 용해 온도를 나타내는 섬유와 같은 바인더 섬유(binder fiber)를 포함할 수 있다. 상기 바인더 섬유 및/또는 이성분 섬유는 높은 온도하에서 연화되거나 녹으면 상기 섬유 매트에서 점착제(adherent agent) 또는 체결제(fastening agent)로서 사용될 수 있다.
상기 섬유는 도 1의 순서도에서 설명되는 것과 같이 매트로 성형되고, 종국에는 패브릭으로 성형될 수 있다. 10 단계는 뭉치 풀기(bale opening), 즉, 뭉치(20)에서 섬유 또는 섬유 다발(tufts of fibers)을 풀어헤치거나(picking) 또는 제거하는(removing) 것으로 시작할 수 있다. 그 다음 상기 섬유 다발은 굵게(coarsely) 풀려지거나 적어도 부분적으로 분리(30 단계)되고, 그 다음 섬세하게 풀려진다(40 단계). 망(web) 또는 매트는 건식 카딩(dry-laid carding), 가아넷팅(garneting) 또는 공기-레잉(air-laying) 중 어느 하나로 성형될 수 있다(50 단계). 상기 망(web)은 패브릭을 성형하기 위하여 기계적, 열적 또는 화학적 기술을 사용하여 접착되거나 또는 안정화될 수 있다(60 단계).
상기 비권축 섬유는, 매트를 성형하기 이전에, 섬유의 나머지들, 즉 권축 섬유,로부터 분리하여 가공될 수 있다. 일 예로, 뭉치 풀기(bale opening) 및/또는 굵게 및 섬세하게 풀기(coarse and fine opening). 그 다음, 상기 섬유들은 함께 결속되거나 혼합되고 추가로 개섬(fiber opening)을 진행할 수 있다. 혼합 후, 섬유들의 매트는 건식(dry-laying)[소모 장치(카딩 장치)의 사용으로 건조 섬유들의 망을 성형하기 위한 공정] 또는 공기-레잉(air-laying) 공정(기류를 이용하여 망들을 성형) 중 어느 하나로 성형될 수 있다.
다음, 상기 패브릭 매트는 기계적, 열적 또는 화학적 공정들을 포함하는 다수의 결합(bonding) 공정을 통해 접합(결합)될 수 있다. 일 예로, 상기 매트는 니들드(needled) 또는 스티치드(stieched) 될 수 있다. 다른 예로, 상기 매트는, 바인더 섬유들 또는 이성분 섬유들을 사용하여, 권축된 섬유들 또는 연속식 필라멘트들의 일부로서, 접합될 수 있다.
< 실시예 >
본 발명의 일 실시예는, 무게로, Technical Absorbent Ltd의 비권축 OasisTM 폴리아크릴레이트 섬유와 같은 10 dtex 가용성 폴리아크릴레이트(polyacrylate) 섬유 90%와 Kuraray의 1.7 dtex 가용성 권축 KuralonTM 폴리비닐 알콜 섬 10%를 사용한다. 상기 권축 Kuralon 섬유들은, 비권축 Oasis 섬유없이, 굵게 풀기 및 그 다음 섬세한 풀기(fine opening) 동작으로 고르게 먼저 분리된다. 반면, 상기 Oasis 섬유는 섬유의 수분함량(moisture content)이, 섬유의 무게의 5%에서 25% 내에서(바람직하게도, 섬유의 무게로 10%에서 20% 내에서) 안정화되어지게 하는 습도 안정화(humidity stabilization) 공정에 가해진다.
상기 Oasis 섬유에서의 수분함량의 조절은, 차후 동작을 위한 필수적인 정전기 방지(anti-static) 및 표면 장력(surface tension) 특성을 제공할 수 있다. 다음, 상기 두 섬유들은 건식(dry-laid) 공정으로 내려놓기(lay down) 전에 완전히 혼합되어 진다. 상기 권축 섬유들만이 비권축 섬유들과 혼합되기 전에 풀어지는 이러한 공정은, 풀기 공정 전에 산업적으로 용인된 두 섬유들을 혼합하는 공정으로부터 탈피한 것이다. 그러나, 본 발명에서, 상기 권축 Kuralon 섬유들의 풀기 공정은, 상기 비권축 Oasis 섬유들과 혼합하는 공정을 보다 효과적으로 만들고, 따라서 상기 레잉 다운(laying down) 공정에서 상기 섬유 덩어리(mass)의 마찰 또는 응집 강도를 높이기 위한 더 많은 접촉 면을 제공한다. 가벼운 무게의 ReemayTM 폴리에스테르 스펀본드(spunbond) 또는 이와 대등한 부직포(nonwoven fabric)는 상기 결합(bonding) 공정 전에 섬유 파괴(fiber breakage)를 방지하기 위하여, 내려 놓여진 섬유 덩어리용 운반자(carrier)로서 사용될 수 있다. 니들 펀칭(needle-punching)을 쓰는 기계적 결합은 원하는 강도 특성을 갖추기 위하여 부직포를 부착하는데 쓰여진다. 상기 니들 펀칭은, 제곱 센티미터당 5에서 100 스트로크로, 바람직하게는 20에서 60 게이지(gage) 닫힘 바브 니들(barb needles)을 사용한다. 니들의 타입 및 게이지, 투과 깊이(penetration depth) 및 니들링 밀도(needling denstiy)는, 원하는 강도 특성에 다라, 거로 다른 중량 부직포에게 최적화시할 수 있다. 상기 Reemay 스펀본드는, 부직포가 니들 펀치된 후 제거될 수 있다. 이러한 제곱 미터당 50g의 무게, 그리고 바람직하게는 제곱 미터당 200g에서 2000g,를 갖는 이러한 패브릭은 반도체 제조공정을 위한 화학적-기계적 평탄화 패드의 제조 있어서, 훌륭한 성과(superior performace)를 나타낸다.
본 발명의 다른 예는, 사용한 상기 Oasis 섬유의 직경이, 20dtex에서, 비교적 큰 것을 제외하고는, 부직포를 제작하기 위하여, 정확히 동일한 섬유 혼합과 공정을 이용한다. 가용성 섬유의 사이즈가 이용하기에 유리한 경우에는, 산출되는 패드 제품은 다른 화학적-기계적 평탄화용으로 유용할 수 있다.
일부 실시 예들에서, 전술한 예들에서 제시한 단계들이 특정 순서로 나타낼 수 있음이 고려된다. 일 예로, 부직포 산업에서 통상적으로 실시된 것처럼, 모든 섬유 타입들을 함께 혼합(mixing) 및 풀기(opening)하는 것은, 섬유 타입들 중 하나가 비권축, 습기에의 민감(moisture senstive) 및/또는 부서지기 쉬운(brittle) 경우, 균일하지 않은 혼합(non-uniform mixing) 및 섬유 파괴(fiber breakage)를 야기할 수 있다. 이러한 비권축 섬유는 기계적 섬유 혼합과 풀기 동작 때문에 파괴될 수 있고, 결과적으로 약하고 비정상적인 부직포를 낳을 수 있다.
전술하였듯이, 본 발명의 응용분야 중 하나는 화학적-기계적 평탄화 패드(CMP ; Chemical-mechanical planarization pad)의 제조 공정이다. 일 예로, 바람직한 일 실시 예에서, 가용성, 비권축 섬유(예 ; 전술한 Oasis 폴리아크릴레이트 섬유)를 무게로 5%에서 95%까지를 포함하고, 가용성 또는 비가용성 권축 섬유를 무게로 2%에서 98%까지를 포함하는 패브릭을 예로 들 수 있다. 상기 패브릭은 건식(dry-laid) 공정을 통해서 성형되고 니들 본딩될 수 있다. 그 다음, 상기 패브릭은 폴리머 전구체(polymer precursor){예 ; 경화제(a curative)와 함께 혼합되어지는 폴리우레탄 프리-폴리머(Pre-Polymer) 전구체(pre-cursor)}에 담궈지고, 상기 폴리머 전구체는 상기 평탄화 패드가 성형되어지는 고형의 시트(sheet) 또는 패드(pad)를 성형하도록 경화될 수 있다. 높아진 온도에서의 후기 경화(Post-curing) 공정은 상기 폴리우레탄의 경화(curing)를 완료할 수 있다. 상기 경화된 폴리우레탄 내에 내포된 부직포는, 탐염수(deionized water) 안에서 용해되어 제거되고, 화학적-기계적 평탄화를 위하여 매우 효과적인 것으로 알려진 공극들(pores)의 얽혀진 망(nework)과 과 빈(empty) 터널(tunnels)이 남겨진다.
상기와 일관되게, 형성되어진 공극들은, 주어진 특정 연마 패드 적용을 위하여 필요한 공극 크기 분포(pore size distribution)와 공극의 크기에 대하여 알맞게 조절될 수 있다. 즉, 용해시, 상기 섬유들은, 상기 패드에서 구멍들을 제공할 것이고, 이에 상응하는 다공성(porosity)을 제공할 것이다. 따라서, 상기 섬유가 용해되면, 상기 섬유의 길이와 직경, 섬유 형상 (비권축 대 권축), 특정 패드에서 섬유의 농도(concentration), 및 섬유 결합(fiber entanglement)과 섬유 배향(fiber orientation)은 상기 패드에서 원하는 다공성 분포(porosity dostribution)를 제공하도록 모두 조절될 수 있다. 이러함에 의해 연마(polishing)에 영향을 준다. 왜냐하면, 형성된 다공성이, 슬러리(slurry)와 슬러리 내의 연마 입자들(abrasive paticles)과 비교적 높고 낮은 상호 작용(interaction)을 제공하기 때문이다. 일 예로, 가용성인 비권축 섬유의 경우, 형성된 공극들(pores)은 0.1cm에서 127cm의 길이와 1.0마이크로미터에서 1000마이크로미터의 직경, 바람직하게도 일반적인 실린더 타입(cylindrical type) 구성에서는 5.0마이크로미터에서 50.0마이크로미터의 직경,을 가진다. 이러한 구성은, 권축 섬유의 구성에서는 섬유의 크림핑으로 인하여 일반적으로 가능하지 않다. 추가로, 패드 부피의 90%까지 이를 수 있는 패드 내에 생성되는 기공분율(void content)은 바람직하게는 패드 부피의 30%에서 60% 사이가 된다. 상기 기공분율은 +/- 1.0%의 수준에서 조절될 수 있다. 그렇게 나타나는 상기 기공분율은 주어진 패드의 총 부피에 대한 기공 부피의 관계로 나타난다. 더하여, 상기 패드의 특정한 영역{예 ; 연마 슬러리(polishing slurry)에 노출되는 패드의 부분}에 상기 수용성 섬유들을 선택적으로 위치시킬 수 있다. 이러한 방식으로, 상기 패드의 일부는 특정 연마 프로토콜(polishing protocol)을 위하여 기공을 연속적으로 용해 및 형성할 수 있으며, 패드의 다른 부분은 변화없이 연마 툴(tool)에 고정된다.
또 다른 실시 예에서, 패드는 전술한 바와 같은 동일한 방식으로, 수용성 비권축 섬유를 비가용성 바이더 또는 이성분 섬유와 혼합하여 형성될 수 있다. 다음, 부직포는, 균질 또는 비균질의 섬유 매트를 생산하는 건조식(dry-laid) 또는 공기식(air-laid) 공정에 의하여 형성될 수 있다. 다음, 상기 부직포는, 패브릭을 생산하는 열적, 기계적 또는 화학적 본딩(bonding) 기술에 의해서 결합되어질 수 있다. 그 다음, 열과 압력이 상기 패브릭에 가해져서, 패브릭을, 전술한 폴리우레탄 전구체(polyurethane precursor)를 가지는 또는 그렇지 않은 고형의 연마 패드로 만들 수 있다. 이전 예와 마찬가지로, 상기 가용성 섬유들은 상기 패드로부터 용해되거나 제거될 수 있고, 화학적-기계적 평탄화에 유용한 공극 및/또는 빈 터널(tunnels)을 산출게 된다.
그러므로, 상기 연마 패드는 상기 연마 패드의 바디(body)를 통해 분산되어 있는 다수의 수용성 (권축 또는 비권축) 섬유들을 포함할 수 있다. 도시된 도 2는, 비권축 섬유(12)의 (수용액에서) 가용성(soluble) 연결구성(네트워크)(network)을 포함하는 연마 패드(10)의 예이며, 상기 패드는 비권축 섬유들을 무게로 2%에서 98%까지 포함하고, 남은 부분에 (가용성 및/또는 비가용성) 비권축 섬유들의 부분을 포함할 수 있다. 상기 가용성 섬유들은 폴리머 매트릭스(polymer matrix)(14)에 구현될 수 있고, 또는 상기 가용성 섬유들 홀로 또는 타 가용성 섬유들과 결합하여 상기 연마 패드의 전체를 구성할 수 있다. 상기 패드의 표면(16)이 연마(polishing) 또는 기계가공(machining) 중 어느 하나에 의해 닳아짐에 따라, 상기 가용성 섬유들(12)은 노출될 수 있다. 만약, 수용액이 존재한다면, 상기 가용성 섬유들은 용해되고, 상기 패드에 그루브(grooves)를 남길 것이다.
상기 연마 패드 자체는 무게로 100%까지, 2%에서 100% 사이의 모든 값들 및 증가치들을 포함하여,의 수용성 섬유들(권축 또는 비권축)을 포함할 수 있다. 일 예로, 상기 연마 패드는 비권축 가용성 섬유들을 무게로 75% 및 권축 수용성 섬유들을 무게로 25%를 포함할 수 있다. 더하여, 전술한 바와 같이, 상기 연마 패드는 가용성 및 비권축 섬유들의 무게로 100%를 포함할 수 있다. 따라서, 본 발명의 전반적인 설명에서 기술한 바와 같이, 여기에서 가용성 섬유들은, 권축 및 비권축 섬유들의 기초적인 분포(distribution)를 제공하기 위하여 선택될 수 있다.
또한, 상기 가용성 섬유들은 비교적 균일한 방식으로 상기 패드 전체를 통해 분포되어질 수 있다. 즉, 주어진 체적 내에서, 가용성 섬유들의 중량은 상기 연마 패드의 타 부분들 내의 가용성 섬유들의 중량과 비교적 유사할 수 있다. 도 3에서 도시된 바와 같이, 또한, 상기 가용성 섬유(12)는 상기 패드(10)의 특정 영역에 분포되어, 가용성 섬유의 상대적으로 더 높은 농도(concentration)가 상기 연마 패드(16)의 특정 표면(예 ; 상기 패드 표면의 0.1cm 이내) 가까이 위치하고, 반면에, 상기 연마 패드의 다른 특정 표면(18)은 비가용성 섬유(예 ; 상기 표면(18)의 1.0cm 이내의 비가용성 섬유들)를 거의 포함하지 않을 수 있다. 고려된 바와 같이, 또한, 상기 가용성 섬유들의 상대적으로 높은 농도는 상기 평탄화 패드의 다른 부분들, 일 예로, 상기 연마 패드의 외 표면(exterior surface) 또는 내 표면(interior surfsce) 근처 또는 상기 연마 패드 체적 내에 다양한 영역(domain)을 가지는 부분들에 위치할 수 있다.
한번 더, 전술한 바와 같이, 상기 형성된 연마 패드 내의 상기 수용성 섬유들은 수계(aqueous based) 연마 수용액(예 ; 적어도 약 10% 물을 포함하는) 또는 물과 접촉하면 용해될 수 있다. 예를 들어, 연마 수용액은 상기 연마 용액(solution)내에 분산되는 점착성 입자(particles)을 포함할 수 있다.
다음에는, 제시된 도 4를 참조하면, 도 4는 연마되는 반도체 웨이퍼(wafer)의 수에 대하여 패드의 Angstroms/minute(A/min)으로 나타내는 제거율(removal rate)(Y축)을 그래프로 도시한 것으로, 권축 섬유들(폴리비닐 알코올 기반)의 경우와 비권축 섬유들(폴리비닐 알코올 기반)의 경우를 포함한다. 더 자세하게, 패드 1은 폴리우레탄 매트릭스 내에 권축 가용성 섬유들을 포함하고, 상기 권축 섬유들은 무게로 약 25%의 수준으로 존재한다. 패드 2는, 또한 폴리우레탄 매트릭스 내에 비권축 가용성 섬유들을 포함하고, 이들은 무게로 약 25% 수준에서 존재한다. 보여지듯이, 예상밖으로, 패드 2의 제거율이 일반적으로 더 높고, 이로부터 전술한 비권축 섬유들을 연마 공정에 사용할 때의 개선을 확인할 수 있다. 도 4에서, 상기 슬러리는 산화물(oxide) CMP 연마 슬러리이고, 이는 수계(aqueous based) 슬러리이다.
다음 제시된 도 5를 참조하면, 도 5는 연마되는 반도체 웨이퍼의 수에 대하여 상기 연마된 물질의 비균일성(non-uniformity)(Y축)의 그래프를 도시한다. 목적은 연마 동작으로부터 웨이퍼에서 두께의 균일성을 제공하는 것이다. 여기에서, 패드 1은 폴리우레탄 매트릭스 내에 권축 가용성 섬유들(폴리비닐 알코올 기반)을 포함하고, 상기 권축 섬유들은 무게로 약 25%의 수준에서 존재한다. 또한, 패드 2는 폴리우레탄 매트릭스 내에 비권축 가용성 섬유들(폴리비닐 알코올 기반)을 포함하고, 또한 무게로 약 25% 수준으로 존재한다. 보여지듯이, 일단 상기 연마 동작을 10개의 웨이퍼들에 대하여 적용하면, 상기 비권축 섬유들은 상기 연마된 웨이퍼의 두께에서 개선된 균일성을 입증하였고, 비권축 섬유 기반 CMP 패드의 연마에서의 개선이 재차 확인되었다. 도 5에서, 기재한 바와 같이, 상기 슬러리는 산화물(oxide) CMP 연마 슬러리이고, 이는 수계(aqueous based) 슬러리이다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 대해 설명하였으나, 본 발명의 관점 및 첨부된 청구항들에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형, 적용 및 수정이 가능하다. 그러므로 본 발명의 관점은 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다. 게다가, 첨부된 청구항들은 출원인이 청구한 본 발명의 가장 넓은 범위의 영역, 본 발명이 청구될 수 있는 유일한 방법(들), 또는 필요한 모든 요소들을 반드시 포함하지 않을 수 있다는 것은 당연하다 할 것이다.

Claims (30)

  1. 반도체의 화학 기계적 평탄화를 위한 연마 패드에 있어서,
    합성 섬유들(synthetic fibers)을 함유하는 매트를 포함하는 패브릭(fabric)을 포함하며,
    여기서 상기 합성 섬유들은 비권축(non-crimped) 섬유들이고, 상기 비권축 섬유들은, 상기 매트에서, 무게(weight)로 1.0%에서 98.0%의 양으로 존재하고, 상기 비권축 섬유들은 0.1cm에서 127cm의 길이(length)를 가지고, 1.0 마이크로미터에서 1000 마이크로미터의 직경(diameter)을 가짐을 특징으로 하는, 연마 패드.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 비권축 섬유들은,
    수용액(an aqueous solution)에 적어도 부분적으로 용해됨을 특징으로 하는, 연마 패드.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 비권축 섬유들은,
    두 섬유들을 포함하되, 하나의 섬유는, 슬러리에서, 제1용해도(S1)을 가지고, 다른 하나의 섬유는, 슬러리에서, 제2용해도(S2)를 가지며, 상기 제1용해도는 상기 제2용해도보다 작음을 특징으로 하는, 연마 패드.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 비권축 섬유들은,
    기계적으로 꼬여있는(얽혀있는)(entangled) 것을 특징으로 하는, 연마 패드.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 비권축 섬유들은,
    열적으로 또는 화학적으로 서로 결합됨을 특징으로 하는, 연마 패드.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 비권축 섬유들은,
    무게로 50.0%에서 90% 까지로, 상기 매트에 존재하고, 상기 매트는 무게로 10%에서 50% 까지로, 권축(crimped) 섬유들을 포함함을 특징으로 하는, 연마 패드.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 매트는,
    폴리머 매트릭스(polymer matrix)를 더 포함함을 특징으로 하는, 연마 패드.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 비권축 섬유들은,
    5.0 마이크로미터에서 50.0 마이크로미터까지의 직경을 가짐을 특징으로 하는, 연마 패드.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 패브릭은,
    부직포(nonwoven fabric), 직물(woven fabric) 및/또는 편물(knitted fabric)을 포함함을 특징으로 하는, 연마 패드.
  10. 반도체의 화학 기계적 평탄화를 위한 연마 패드에 있어서,
    합성 섬유들(synthetic fibers)을 포함하는 매트를 포함하는 패브릭(fabric)을 포함하되,
    상기 합성 섬유들은 비권축(non-crimped) 섬유들이고, 상기 비권축 섬유들은 상기 매트에서 무게로 1.0%에서 98.0%의 양으로 존재하고, 상기 비권축 섬유들은 0.1cm에서 127cm의 길이를 가지고 1.0 마이크로미터에서 1000 마이크로미터의 직경을 가지며, 상기 비권축(non-crimped) 섬유들은 수용액(an aqueous solution)에 적어도 부분적으로 용해됨을 특징으로 하는, 연마 패드.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 패드는,
    비가용성(non-soluble) 섬유를 포함하고, 상기 비가용성 섬유는 권축된(crimped) 섬유 및/또는 비권축(non-crimped) 섬유를 포함함을 특징으로 하는, 연마 패드.
  12. 제 10항에 있어서,
    상기 적어도 부분적으로 용해된 비권축 섬유들은,
    무게로 50%에서 98%까지로 존재함을 특징으로 하는, 연마 패드.
  13. 제 10항에 있어서,
    상기 적어도 부분적으로 용해된 비권축 섬유들은,
    두 섬유들을 포함하되, 하나의 섬유는 슬러리에서 제1용해도(S1)을 가지고, 다른 하나의 섬유는 슬러리에서 제2용해도(S2)를 가지며, 상기 제1용해도는 상기 제2용해도보다 작음을 특징으로 하는, 연마 패드.
  14. 제 10항에 있어서,
    상기 적어도 부분적으로 용해된 비권축 섬유들은,
    기계적으로 꼬여있는(얽혀있는)(entangled) 것을 특징으로 하는, 연마 패드.
  15. 제 10항에 있어서,
    상기 적어도 부분적으로 용해된 비권축 섬유들은,
    열적으로 또는 화학적으로 서로로 결합됨을 특징으로 하는, 연마 패드.
  16. 제 10항에 있어서,
    상기 적어도 부분적으로 용해된 비권축 섬유들은,
    무게로 50.0%에서 90% 까지로, 상기 매트에 존재하고, 상기 매트는 무게로 10%에서 50% 까지로, 권축(crimped) 섬유들을 포함함을 특징으로 하는, 연마 패드.
  17. 제 10항에 있어서,
    상기 매트는,
    폴리머 매트릭스(polymer matrix)를 더 포함함을 특징으로 하는, 연마 패드.
  18. 제 10항에 있어서,
    상기 적어도 부분적으로 용해된 비권축 섬유들은,
    5.0 마이크로미터에서 50.0 마이크로미터까지의 직경을 가짐을 특징으로 하는, 연마 패드.
  19. 제 10항에 있어서,
    상기 적어도 부분적으로 용해된 비권축 섬유들은,
    상기 매트에 선택적으로 위치되고, 상기 위치는 연마 슬러리(polishing slurry)를 접촉하도록 배치되는 상기 연마 패드의 부분을 포함함을 특징으로 하는, 연마 패드.
  20. 제 10항에 있어서,
    상기 패브릭은,
    부직포(nonwoven fabric), 직물(woven fabric) 및/또는 편물(knitted fabric)을 포함함을 특징으로 하는, 연마 패드.
  21. 반도체의 화학적 기계적 평탄화를 위한 방법에 있어서,
    합성 섬유들(synthetic fibers)로 구성되는 매트를 제공하는 단계, 여기에서상기 섬유들은 비권축(non-crimped) 섬유들이고, 상기 비권축 섬유들은 상기 매트에서 무게로 1.0%에서 98.0%의 양으로 존재하고, 상기 비권축 섬유들은 0.1cm에서 127cm의 길이를 가지고, 1.0 마이크로미터에서 1000 마이크로미터의 직경을 가지며, 및
    상기 매트를 가지고 반도체를 연마하는 단계를 포함하는 반도체의 화학적 기계적 평탄화를 위한 방법.
  22. 제 21항에 있어서,
    연마를 위한 슬러리(slurry)를 제공하는 단계, 여기에서 상기 슬러리는 액상이며, 및
    반도체를 연마하기 위한 연마 툴(polishing tool)에, 상기 비권축 섬유들을 포함하는 상기 섬유들로 구성되는 상기 패브릭을 위치시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 반도체의 화학적 기계적 평탄화를 위한 방법.
  23. 제 21항에 있어서,
    상기 비권축 섬유들은,
    상기 부직포 매트(non-woven mat)에서 무게로 50%에서 90%까지의 양으로 존재함을 특징으로 하는, 반도체의 화학적 기계적 평탄화를 위한 방법.
  24. 제 21항에 있어서,
    상기 비권축 섬유들은,
    5.0 마이크로미터에서 50.0 마이크로미터까지의 직경을 가짐을 특징으로 하는, 반도체의 화학적 기계적 평탄화를 위한 방법.
  25. 제 21항에 있어서,
    상기 비권축 섬듀들은,
    두 섬유들을 포함하되, 하나의 섬유는 상기 슬러리에서 제1용해도(S1)을 가지고, 다른 하나의 섬유는 상기 슬러리에서 제2용해도(S2)를 가지며, 상기 제1용해도는 상기 제2용해도보다 작음을 특징으로 하는, 반도체의 화학적 기계적 평탄화를 위한 방법.
  26. 제 21항에 있어서,
    상기 비권축 섬유들은,
    기계적으로 꼬여있는(얽혀있는)(entangled) 것을 특징으로 하는, 반도체의 화학적 기계적 평탄화를 위한 방법.
  27. 제 21항에 있어서,
    상기 비권축 섬유들은,
    열적으로 또는 화학적으로 서로 결합됨을 특징으로 하는, 반도체의 화학적 기계적 평탄화를 위한 방법.
  28. 제 21항에 있어서,
    상기 비권축 섬유들은,
    무게로 50.0%에서 90% 까지, 상기 매트에 존재하고, 상기 매트는 무게로 10%에서 50% 까지, 권축(crimped) 섬유들을 포함함을 특징으로 하는, 반도체의 화학적 기계적 평탄화를 위한 방법.
  29. 제 21항에 있어서,
    상기 매트는,
    폴리머 매트릭스(polymer matrix)를 더 포함함을 특징으로 하는, 반도체의 화학적 기계적 평탄화를 위한 방법.
  30. 제 21항에 있어서,
    상기 패브릭은,
    부직포(nonwoven fabric), 직물(woven fabric) 및/또는 편물(knitted fabric)을 포함함을 특징으로 하는, 반도체의 화학적 기계적 평탄화를 위한 방법.
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