KR20120124701A - Polishing pad with the brush unit - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A grinding pad including a brush unit is provided to reduces a conditioning process by including the brush unit including bristle. CONSTITUTION: A grinding pad includes a basic material(10) and a brush unit(20). The brush unit is attached to the basic material. The brush unit includes a base(30) and a plurality of bristles(40). The plurality of the bristles is projected from one surface of the base. The plurality of the bristles combines with the base.

Description

브러시유닛을 구비하는 연마패드{Polishing pad with the brush unit}Polishing pad with brush unit

본 발명은 기판의 표면을 평탄화하기 위한 연마패드에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 브러시유닛에 의해 기판을 표면을 평탄화할 수 있는 연마패드에 관한 것이다.The present invention relates to a polishing pad for planarizing the surface of the substrate, and more particularly to a polishing pad capable of planarizing the surface of the substrate by a brush unit.

일반적으로, 반도체 소자 및 디스플레이용 유리기판과 같은 기판은 제조공정 중 표면의 평탄화 작업이 필수적으로 요구되며, 그 평탄화 작업에는 화학적?기계적 연마(CMP) 공정이 주로 사용된다.In general, substrates such as semiconductor devices and glass substrates for displays are required to planarize the surface during the manufacturing process, and chemical and mechanical polishing (CMP) processes are mainly used for the planarization.

화학적?기계적 연마는 기판의 표면을 기계적 마찰에 의해 연마시킴과 동시에 화학적 연마제에 의해 연마시키는 공정이다. 여기서, 기계적 연마는 회전하는 연마패드에 기판을 가압 및 회전시킴으로써 연마패드와 기판 표면과의 마찰에 의해 기판의 표면을 연마하는 과정이다. 화학적 연마는 연마패드와 기판 사이에 공급되는 슬러리와 같은 화학적 연마제에 의해 기판의 표면을 연마하는 과정이다.Chemical mechanical polishing is a process of polishing a surface of a substrate by mechanical friction and at the same time by a chemical abrasive. Here, mechanical polishing is a process of polishing the surface of the substrate by friction between the polishing pad and the substrate surface by pressing and rotating the substrate on the rotating polishing pad. Chemical polishing is a process of polishing a surface of a substrate by a chemical polishing agent such as a slurry supplied between the polishing pad and the substrate.

한편, 종래의 연마패드를 이용하여 CMP공정을 다수 회 수행하다 보면 연마패드에 형성되는 미세기공(Micropore)에 슬러리에 함유되어 있는 연마제가 충진되는 문제점이 있다.On the other hand, when performing the CMP process a plurality of times using a conventional polishing pad there is a problem that the abrasive contained in the slurry is filled in the micropores (Micropore) formed in the polishing pad.

그리고 CMP공정을 다수 회 수행하다 보면 연마패드의 표면이 피연마물 즉, 기판과 마찰이 계속되면서 연마패드의 표면의 연화되어 연삭력이 저하되는 문제점이 있다.In addition, when the CMP process is performed a plurality of times, the surface of the polishing pad has a problem in that the polishing force is softened, that is, the surface of the polishing pad is softened while friction with the substrate is continued.

상기와 같이 연마패드의 기공에 슬러리의 연마제가 충진되는 것과 연마패드의 표면의 연삭력이 저하되는 것을 방지하기 위해서는 연마패드의 표면을 컨디셔닝하는 번거로움이 있다.As described above, in order to prevent the polishing pad of the slurry from filling the pores of the polishing pad and the grinding force of the surface of the polishing pad from being lowered, it is difficult to condition the surface of the polishing pad.

따라서 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 연마패드의 표면을 컨디셔닝하는 작업을 줄일 수 있는 연마패드를 제공하는데 그 목적이 있다.Therefore, the present invention is to solve the above problems, the present invention is to provide a polishing pad that can reduce the work of conditioning the surface of the polishing pad.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 브러시유닛을 구비하는 연마패드는, 기재와, 상기 기재에 부착되는 브러시유닛을 포함하고,Polishing pad having a brush unit of the present invention for achieving the above object, the substrate includes a brush unit attached to the base material,

상기 브러시유닛은 베이스와, 상기 베이스의 일면으로부터 돌출되어 상기 베이스와 일체로 이루어지는 다수의 브리슬을 포함하되,The brush unit includes a base and a plurality of bristle which protrudes from one surface of the base and is integral with the base,

상기 각 브리슬은 상기 브리슬의 길이를 직경으로 나눈 종횡비(Aspect ratio)가 0.5 ~ 2의 범위인 것을 특징으로 한다.Each bristle has an aspect ratio of 0.5 to 2 divided by the diameter of the bristle.

상기 브리슬은 그 길이가 100 ~ 200㎛이고, 그 직경이 100 ~ 200㎛인 것을 특징으로 한다.The bristle is characterized in that the length is 100 ~ 200㎛, the diameter is 100 ~ 200㎛.

상기 브러시유닛은 열경화성수지에 연마제가 함유되어 있는 것을 특징으로 한다.The brush unit is characterized in that the abrasive is contained in the thermosetting resin.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 브러시유닛을 구비하는 연마패드는 브리슬을 포함하는 브러시유닛을 구비함에 따라, CMP공정을 일정 회수 수행한 다음에 연마패드의 표면을 컨디셔닝하는 컨디셔닝공정을 줄일 수 있으므로 공정을 간소화할 수 있다. As described above, since the polishing pad including the brush unit of the present invention includes a brush unit including bristle, a conditioning process of conditioning the surface of the polishing pad after a predetermined number of times of performing the CMP process can be reduced. The process can be simplified.

또 본 발명의 브러시유닛을 구비하는 연마패드는 베이스와 이 베이스와 일체로 형성되는 다수의 브리슬을 포함하는 브러시유닛을 구비함에 따라, 다수의 브리슬이 100 ~ 200 ㎛의 길이와 직경을 가지되 0.5 ~ 2의 종횡비를 가지므로 원활하게 기판을 연마할 수 있다.In addition, the polishing pad having the brush unit of the present invention has a brush unit including a base and a plurality of bristle formed integrally with the base, the plurality of bristle has a length and diameter of 100 ~ 200 ㎛ Since it has an aspect ratio of 0.5 to 2, the substrate can be polished smoothly.

도 1은 본 발명의 브러시유닛을 구비하는 연마패드를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 연마패드를 확대 도시한 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 연마패드의 측면도이다.
도 4는 도 3의 A부분을 확대 도시한 도면이다.1 is a perspective view showing a polishing pad having a brush unit of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged view of the polishing pad shown in FIG. 1.
3 is a side view of the polishing pad shown in FIG. 1.
4 is an enlarged view of a portion A of FIG. 3.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 브러시유닛을 구비하는 연마패드에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the drawings will be described in detail a polishing pad having a brush unit of the present invention.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 연마패드는 기재(10)와, 이 기재(10)에 부착되어 있는 브러시유닛(20)을 포함한다.As shown in Figures 1 to 3, the polishing pad of the present invention includes a base 10 and a brush unit 20 attached to the base 10.

기재(10)의 일면에는 상술한 바와 같이 브러시유닛(20)이 부착된다. 이러한 기재(10)는 PET 필름이나 종이 또는 직포일 수 있다.The brush unit 20 is attached to one surface of the substrate 10 as described above. The substrate 10 may be a PET film, paper, or woven fabric.

브러시유닛(20)은 베이스(30)와, 이 베이스(30)의 일면으로부터 돌출되는 다수의 브리슬(bristle,40)을 포함한다.The brush unit 20 includes a base 30 and a plurality of bristle 40 protruding from one surface of the base 30.

구체적으로, 베이스(30)는 도시된 바와 같이 기재(10)에 직접 부착되는 부분으로서, 기재(10)로부터 사각형상으로 다수개가 일정 간격으로 마련된다. Specifically, the base 30 is a portion directly attached to the substrate 10 as shown, a plurality of bases are provided at regular intervals from the substrate 10 in a square shape.

브리슬(40)은 상술한 바와 같이 베이스(30)의 일면으로부터 다수개가 돌출되며, 그 단부가 기판(미도시)의 표면과 접촉되어 기판의 표면을 평탄화하는 역할을 한다. 이를 위해 브리슬(40)은 우레탄, 에폭시, 아크릴레이트와 같은 열경화성 수지에 다이아몬드 파우더, 산화알루미늄, 실리콘 옥사이드, 지르크늄과 같은 연마제가 함유되어 있는 혼합성분으로 이루어진다.As described above, a plurality of bristle 40 protrudes from one surface of the base 30, and an end thereof contacts the surface of the substrate (not shown) to planarize the surface of the substrate. To this end, bristle 40 is composed of a mixed component containing an abrasive such as diamond powder, aluminum oxide, silicon oxide, zirconium in a thermosetting resin such as urethane, epoxy, acrylate.

또, 상기의 브리슬(40)은 베이스(30)의 일면으로부터 돌출됨에 따라 베이스(30)와 일체로 이루어질 수 있다. 이에 따라 베이스(30)는 브리슬(40)과 동일한 재질로 이루어질 수 있다.In addition, the bristle 40 may be formed integrally with the base 30 as it protrudes from one surface of the base 30. Accordingly, the base 30 may be made of the same material as the bristle 40.

또, 상기의 브리슬(40)은 베이스(30)의 일면으로부터 다수개가 돌출되되, 미세한 크기를 가질 수 있다. 각 브리슬(40)의 길이는 100 ~ 200 ㎛이고, 각 브리슬(40)의 직경 역시 100 ~ 200 ㎛일 수 있다. In addition, the bristle 40 is a plurality of protruding from one surface of the base 30, may have a fine size. The length of each bristle 40 is 100 ~ 200 ㎛, the diameter of each bristle 40 may also be 100 ~ 200 ㎛.

이때, 본 발명에서 상기와 같은 길이와 직경을 가진 브리슬(40)은 도 4에 도시된 바와 같이 기판의 표면을 원활하게 연마하기 위하여 각 브리슬(40)의 길이를 직경으로 나눈 종횡비(aspect ratio,H/D)가 0.5 ~ 2인 것이 바람직하다.
In this case, in the present invention, the bristle 40 having the length and diameter as described above has an aspect ratio obtained by dividing the length of each bristle 40 by the diameter to smoothly polish the surface of the substrate as shown in FIG. 4. It is preferable that ratio (H / D) is 0.5-2.

이하에서는 본 발명의 브러시유닛을 포함하는 연마패드의 제조과정에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, a manufacturing process of the polishing pad including the brush unit of the present invention will be described in detail.

본 발명의 브러시유닛을 포함하는 연마패드를 제조하기 위해서는 가장 먼저 연마패드 제조용 금형(미도시)을 준비한다.In order to manufacture a polishing pad including the brush unit of the present invention, a mold (not shown) for preparing a polishing pad is prepared first.

이때, 본 발명의 브러시유닛(20)은 기재(10)에 부착되는 부분인 베이스(30)와, 이 베이스(30)와 일체로 마련되어 기판의 표면을 직접적으로 평탄화하는 다수의 브리슬(40)을 포함함에 따라, 상기의 금형에는 연마패드의 브러시유닛(20)과 대응되는 캐비티(미도시)가 일정 패턴으로 형성된다. At this time, the brush unit 20 of the present invention is a base 30 which is a part attached to the substrate 10, and a plurality of bristle 40 to be provided integrally with the base 30 to directly planarize the surface of the substrate As it includes, the cavity (not shown) corresponding to the brush unit 20 of the polishing pad is formed in a predetermined pattern in the mold.

금형을 준비한 후에는 금형의 캐비티로 수지재료를 공급한다. 이때의 수지재료는 우레탄, 에폭시, 아크릴레이트와 같은 열경화성 수지에 다이아몬드 파우더, 산화알루미늄, 실리콘 옥사이드, 지르크늄과 같은 연마제가 함유되어 있는 혼합성분으로 이루어진다.After preparing the mold, the resin material is supplied to the cavity of the mold. At this time, the resin material is composed of a mixed component in which an abrasive such as diamond powder, aluminum oxide, silicon oxide, and zirconium is contained in a thermosetting resin such as urethane, epoxy, and acrylate.

금형의 캐비티에 수지재료가 공급된 후에는 이 수지재료를 상온에서 일정 시간 동안 경화시킨다.After the resin material is supplied to the cavity of the mold, the resin material is cured at room temperature for a predetermined time.

수지재료를 경화시킨 후에는 경화된 수지재료 즉, 브러시유닛(20)의 베이스(30) 또는 기재(10)에 접착제를 도포하고, 이러한 접착제에 의해 베이스(30)에 기재를 부착한다. 이때의 기재(10)는 PET 필름이나 종이 또는 직포 등을 선택적으로 사용할 수 있다.After curing the resin material, an adhesive is applied to the cured resin material, that is, the base 30 or the base 10 of the brush unit 20, and the base is attached to the base 30 by such an adhesive. At this time, the substrate 10 may be selectively used PET film, paper or woven fabric.

브러시유닛(20)의 베이스(30)에 기재(10)를 부착한 후에는 브러시유닛(20)이 부착된 기재(10)를 들어올려 금형으로부터 브러시유닛(20)을 분리하면 본 발명의 연마패드의 제조가 완성된다.After the base 10 is attached to the base 30 of the brush unit 20, the polishing pad of the present invention is lifted by lifting the base 10 to which the brush unit 20 is attached and separating the brush unit 20 from the mold. The manufacture of is completed.

따라서 본 발명에서는 다수의 브리슬(40)이 100 ~ 200 ㎛의 길이와 직경을 가지되 0.5 ~ 2의 종횡비를 가지므로 원활하게 기판을 연마할 수 있는데, 이와 같은 직경을 가진 브리슬(40)이 기재(10)에 직접 부착될 경우에는 브리슬(40)의 직경이 작으므로 기재(10)로부터 탈락되는 경우가 발생될 수 있다.Therefore, in the present invention, the plurality of bristle 40 has a length and diameter of 100 ~ 200 ㎛ but having an aspect ratio of 0.5 ~ 2 can smoothly polish the substrate, Bristle 40 having such a diameter When directly attached to the base material 10, the diameter of the bristle 40 is small, and thus may be dropped from the base material 10.

하지만 본 발명의 브러시유닛(20)은 베이스(30)가 기재(10)에 부착되고 이 베이스(30)로부터 다수의 브리슬(40)이 돌출되어 있으므로 브리슬(40)이 기판의 표면을 원활하게 연마하는 동시에 기재(10)로부터 탈락되는 것을 방지할 수도 있다.However, in the brush unit 20 of the present invention, since the base 30 is attached to the substrate 10 and the plurality of bristle 40 protrudes from the base 30, the bristle 40 smoothly faces the surface of the substrate. At the same time, it can be prevented from falling off from the substrate 10.

또한, 본 발명에서는 연마패드의 표면, 예를 들면, 본 발명의 베이스를 통해 기판을 연마하는 종래와는 달리 다수의 브리슬(40)에 의해 기판의 표면을 연마함에 따라 연마패드의 표면이 마모되어 연삭력이 저하되는 것을 방지할 수 있다.In addition, in the present invention, unlike the conventional polishing of the substrate through the surface of the polishing pad, for example, the base of the present invention, the surface of the polishing pad is worn by polishing the surface of the substrate by a plurality of bristle 40. It can prevent that a grinding force falls.

그리고 본 발명에서는 기판을 연마하는 과정에서 각 브리슬(40)이 기판과의 사이에서 공급되는 슬러리를 쓸어낼 수 있는 동시에 각 브리슬(40)의 사이를 통해 슬러리를 배출할 수 있으므로 브러시유닛에 형성될 수 있는 미세기공에 슬러리가 충진되는 것을 방지할 수 있다.In the present invention, in the process of polishing the substrate, each bristle 40 can sweep the slurry supplied between the substrate and at the same time, the slurry can be discharged through each of the bristle 40 to the brush unit. It is possible to prevent the filling of the slurry in the micropores that can be formed.

즉, 본 발명에서는 연마패드의 연삭력이 저하되는 것과 미세기공에 슬러리가 충진되는 것을 방지하기 위하여 수행하는 컨디셔닝의 회수를 줄일 수 있으므로 공정을 간소화할 수 있다.That is, the present invention can reduce the number of conditioning to be performed in order to prevent the grinding force of the polishing pad is lowered and the filling of the slurry into the micropores can be simplified the process.

10 : 기재 20 : 브러시유닛
30 : 베이스 40 : 브리슬10: base material 20: brush unit
30: base 40: bristles

Claims (3)

기재(10)와, 상기 기재(10)에 부착되는 브러시유닛(20)을 포함하고,
상기 브러시유닛(20)은 베이스(30)와, 상기 베이스(30)의 일면으로부터 돌출되어 상기 베이스(30)와 일체로 이루어지는 다수의 브리슬(40)을 포함하되,
상기 각 브리슬(40)은 상기 브리슬(40)의 길이를 직경으로 나눈 종횡비(Aspect ratio)가 0.5 ~ 2의 범위인 것을 특징으로 하는 브러시유닛을 구비하는 연마패드.A base 10 and a brush unit 20 attached to the base 10,
The brush unit 20 includes a base 30 and a plurality of bristle 40 protruding from one surface of the base 30 to be integral with the base 30,
Each of the bristle 40 is a polishing pad having a brush unit, characterized in that the aspect ratio of the length of the bristle (40) divided by the diameter of the range of 0.5 ~ 2. 제1항에 있어서,
상기 브리슬(40)은 그 길이가 100 ~ 200㎛이고, 그 직경이 100 ~ 200㎛인 것을 특징으로 하는 브러시유닛을 구비하는 연마패드.The method of claim 1,
The bristle 40 is a polishing pad having a brush unit, characterized in that the length is 100 ~ 200㎛, the diameter is 100 ~ 200㎛. 제1항에 있어서,
상기 브러시유닛(20)은 열경화성수지에 연마제가 함유되어 있는 것을 특징으로 하는 브러시유닛을 구비하는 연마패드.The method of claim 1,
The brush unit (20) is a polishing pad having a brush unit, characterized in that an abrasive is contained in the thermosetting resin.
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