KR20150047444A - 실리콘 웨이퍼의 화학적 기계적 연마 방법 - Google Patents

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롬 앤드 하스 일렉트로닉 머티리얼스 씨엠피 홀딩스, 인코포레이티드
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Abstract

실리콘 웨이퍼를 제공하는 단계; 원료 성분의 반응 생성물인 연마층을 갖는 연마 패드를 제공하는 단계(원료 성분은 다관능성 이소시아네이트 및 경화제 패키지를 포함하고, 경화제 패키지는 아민 개시된 폴리올 경화제 및 고분자량 폴리올 경화제를 포함하고, 연마층은 0.4 g/㎤ 초과의 밀도; 5 내지 40의 쇼어 D 경도; 100 내지 450 %의 파괴점 신장률; 및 25 내지 150 ㎛/hr의 절삭 속도를 나타내고, 연마층은 실리콘 웨이퍼를 연마하도록 구성된 연마 표면을 가짐); 및 연마 표면과 실리콘 웨이퍼 간의 동적 접촉을 생성하는 단계를 포함하는 실리콘 웨이퍼의 연마 방법을 제공한다.

Description

실리콘 웨이퍼의 화학적 기계적 연마 방법{METHOD FOR CHEMICAL MECHANICAL POLISHING SILICON WAFERS}
본 발명은 실리콘 웨이퍼의 연마에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 연마층을 포함하는 화학적 기계적 연마 패드를 사용하는 실리콘 웨이퍼의 연마 방법에 관한 것이며, 연마층은 0.4 g/㎤ 초과의 밀도; 5 내지 40의 쇼어(Shore) D 경도; 100 내지 450 %의 파괴점 신장률; 및 25 내지 150 ㎛/hr의 절삭 속도(cut rate)를 나타내고, 연마층은 실리콘 웨이퍼를 연마하도록 구성된 연마 표면을 갖는다.
반도체 산업에서 사용되는 실리콘 웨이퍼는 디바이스 제조에 이용될 수 있기 전에 통상적으로 매우 높은 수준의 표면 품질을 필요로 한다. 실리콘 웨이퍼 표면은 통상적으로 연마 슬러리와 함께 화학적 기계적 연마 패드로 실리콘 웨이퍼 표면을 화학적 기계적 연마함으로써 생성된다. 일반적으로, 연마되는 실리콘 웨이퍼의 표면이 연마 슬러리 내에 담겨지거나(bathed) 세정되고, 연마 패드의 연마 표면이 실리콘 웨이퍼의 표면에 대해 압착되어 회전하여 연마 표면과 연마 슬러리의 조합된 작용이 실리콘 웨이퍼 표면의 연마를 수행한다. 이상적으로, 이 공정은 돌출 표면 특징부(feature)를 선별적으로 제거하여, 공정이 완료될 때 완벽하게 평면인 표면이 가장 미세한 세밀도로 생성된다.
실리콘 웨이퍼는 통상적으로 3 개의 연마 단계를 포함하는 공정에 의해 제조된다. 첫번째로, 원통형 단결정 실리콘 잉곳에서 나온 거친 실리콘 웨이퍼의 절단, 연삭 및 식각 후, 양면 "스톡(stock) 제거" 연마 단계를 수행하며, 여기서 단결정에서의 연삭 손상이 제거되고, 2 개의 평면의 평행한 표면이 형성된다. 이러한 스톡 제거 연마 단계 동안, 통상적으로 약 10 내지 20 ㎛의 재료가 실리콘 웨이퍼의 각 면으로부터 제거된다. 두번째로, "최종 연마" 연마 단계가 수행되고, 여기서 실리콘 웨이퍼의 전면이 연마되어 스톡 제거 연마 단계에서 생긴 스크래치 및 핸들링 트레이스(handling traces)를 제거한다. 통상적으로, 이러한 최종 연마 연마 단계 동안 실리콘 웨이퍼의 전면으로부터 약 100 ㎚ 내지 5 ㎛의 재료가 제거된다. 세번째로, "헤이즈 프리(haze free)" 연마 단계가 수행되고, 여기서 실리콘 웨이퍼의 전면은 마이크로전자 칩 생산에서 요구되는 옹스트롬 수준으로 매끄럽게 연마된다. 통상적으로, 이러한 헤이즈 프리 연마 단계 동안 실리콘 웨이퍼의 전면으로부터 단지 10 내지 100 ㎚의 재료만이 제거된다.
연마 후에 남아있는 실리콘 웨이퍼 표면 상의 임의의 표면 결함의 수 및 허용 크기는 계속적으로 감소하고 있다. 실리콘 웨이퍼에 대한 가장 중요한 재료 사양 중 몇가지는 표면 금속 함유량, 전면 마이크로 조도 및 단위 면적당 총 입자이다.
실리콘 웨이퍼의 연마에 사용되는 종래의 연마 패드는 통상적으로 폴리우레탄 함침된 폴리에스테르 부직포 또는 다공질 연성 우레탄 폼으로 구성된 벨루어형 패드를 포함한다.
다공질 연성 우레탄 폼형 연마 패드의 군은 이와세(Iwase) 등의 미국 특허 제7,897,250호에 개시되어 있다. 이와세 등은 폼 시트의 표면 상에 형성된 개방된 공극이 있는 폼 셀을 갖는 연성 우레탄 폼 시트를 포함하는 연마 패드를 개시하고, 개방된 공극은 버핑(buffing) 또는 슬라이싱 공정에 의해 폼 셀을 개방함으로써 형성되고, 여기서 약 30 ㎛ 내지 50 ㎛의 범위에 속하는 개방된 공극 직경을 갖는 상기 개방된 공극의 백분율은 50 % 이상이고, 상기 표면 상의 1 ㎟당 개방된 공극의 수는 약 50 내지 100의 범위에 속하고, 상기 폼 셀의 적어도 일부는 연성 우레탄 시트의 두께 방향으로 연성 우레탄 시트 길이의 약 70 % 이상의 길이를 갖고, 개방된 공극이 형성된 표면으로부터 약 200 ㎛ 이상의 깊이 위치에서의 개방된 공극의 직경에 대한, 개방된 공극이 형성된 표면 상의 폼 셀의 개방된 공극의 직경의 비의 평균값은 약 0.65 내지 0.95의 범위에 속한다.
연마에 사용되는 종래의 다공질 연성 우레탄 폼 연마 패드는 눈물방울 유사 공극 구조(tear drop like pore structure)를 나타내며, 연마층의 연마 표면에 평행한 공극의 단면은 연마 동안 연마층이 마모됨에 따라 증가하고, 이는 연마 패드의 수명 동안 연마 안정성의 부족을 초래한다.
따라서, 실리콘 웨이퍼의 연마를 위한 개선된 연마 패드에 대해 계속적인 필요가 있다.
본 발명은, 표면을 갖는 실리콘 웨이퍼를 제공하는 단계; 화학적 기계적 연마 패드를 제공하는 단계(여기서, 화학적 기계적 연마 패드는 원료 성분의 반응 생성물인 연마층을 포함하고, 원료 성분은 다관능성 이소시아네이트 및 경화제 패키지를 포함하고, 경화제 패키지는 5 중량% 이상의 아민 개시된 폴리올 경화제(여기서, 아민 개시된 폴리올 경화제는 분자당 하나 이상의 질소 원자를 함유하고, 아민 개시된 폴리올 경화제는 분자당 평균 3 개 이상의 히드록실기를 가짐); 25 내지 95 중량%의 고분자량 폴리올 경화제(여기서, 고분자량 폴리올 경화제는 수평균 분자량 MN이 2,500 내지 100,000이고, 고분자량 폴리올 경화제는 분자당 평균 3 내지 10 개의 히드록실기를 가짐); 및 0 내지 70 중량%의 이관능성 경화제를 포함하고, 연마층은 0.4 g/㎤ 초과의 밀도; 5 내지 40의 쇼어 D 경도; 100 내지 450 %의 파괴점 신장률; 및 25 내지 150 ㎛/hr의 절삭 속도를 나타내고, 연마층은 실리콘 웨이퍼를 연마하도록 구성된 연마 표면을 가짐); 및 연마층의 연마 표면과 실리콘 웨이퍼의 표면 간의 동적 접촉을 생성하는 단계(여기서, 실리콘 웨이퍼의 표면이 연마됨)를 포함하는 실리콘 웨이퍼의 연마 방법을 제공한다.
본 발명은 전면을 갖는 실리콘 웨이퍼를 제공하는 단계; 화학적 기계적 연마 패드를 제공하는 단계(여기서, 화학적 기계적 연마 패드는 원료 성분의 반응 생성물인 연마층을 포함하고, 원료 성분은 다관능성 이소시아네이트 및 경화제 패키지를 포함하고, 경화제 패키지는 5 중량% 이상의 아민 개시된 폴리올 경화제(여기서, 아민 개시된 폴리올 경화제는 분자당 하나 이상의 질소 원자를 함유하고, 아민 개시된 폴리올 경화제는 분자당 평균 3 개 이상의 히드록실기를 가짐); 25 내지 95 중량%의 고분자량 폴리올 경화제(여기서, 고분자량 폴리올 경화제는 수평균 분자량 MN이 2,500 내지 100,000이고, 고분자량 폴리올 경화제는 분자당 평균 3 내지 10 개의 히드록실기를 가짐); 및 0 내지 70 중량%의 이관능성 경화제를 포함하고, 연마층은 0.4 g/㎤ 초과의 밀도; 5 내지 40의 쇼어 D 경도; 100 내지 450 %의 파괴점 신장률; 및 25 내지 150 ㎛/hr의 절삭 속도를 나타내고, 연마층은 실리콘 웨이퍼를 연마하도록 구성된 연마 표면을 가짐); 및 연마층의 연마 표면과 실리콘 웨이퍼의 전면 간의 동적 접촉을 생성하는 단계(여기서, 실리콘 웨이퍼의 전면이 헤이즈 < 0.075 ppm으로 헤이즈 프리 연마됨)를 포함하는 실리콘 웨이퍼의 헤이즈 프리 연마 방법을 제공한다.
본 발명은 전면을 갖는 실리콘 웨이퍼를 제공하는 단계; 화학적 기계적 연마 패드를 제공하는 단계(여기서, 화학적 기계적 연마 패드는 원료 성분의 반응 생성물인 연마층을 포함하고, 원료 성분은 다관능성 이소시아네이트 및 경화제 패키지를 포함하고, 경화제 패키지는 5 중량% 이상의 아민 개시된 폴리올 경화제(여기서, 아민 개시된 폴리올 경화제는 분자당 하나 이상의 질소 원자를 함유하고, 아민 개시된 폴리올 경화제는 분자당 평균 3 개 이상의 히드록실기를 가짐); 25 내지 95 중량%의 고분자량 폴리올 경화제(여기서, 고분자량 폴리올 경화제는 수평균 분자량 MN이 2,500 내지 100,000이고, 고분자량 폴리올 경화제는 분자당 평균 3 내지 10 개의 히드록실기를 가짐); 및 0 내지 70 중량%의 이관능성 경화제를 포함하고, 다관능성 이소시아네이트 중의 미반응 이소시아네이트기에 대한 경화제 패키지 중의 반응성 수소기의 화학양론적 비는 0.85 내지 1.15이고, 연마층은 0.4 g/㎤ 초과의 밀도; 5 내지 40의 쇼어 D 경도; 100 내지 450 %의 파괴점 신장률; 및 25 내지 150 ㎛/hr의 절삭 속도를 나타내고, 연마층은 실리콘 웨이퍼를 연마하도록 구성된 연마 표면을 가짐); 및 연마층의 연마 표면과 실리콘 웨이퍼의 전면 간의 동적 접촉을 생성하는 단계(여기서, 실리콘 웨이퍼의 전면이 헤이즈 프리 연마되고, 실리콘 웨이퍼의 전면이 헤이즈 < 0.075 ppm으로 헤이즈 프리 연마됨)를 포함하는 실리콘 웨이퍼의 헤이즈 프리 연마 방법을 제공한다.
본 발명은 전면을 갖는 실리콘 웨이퍼를 제공하는 단계; 화학적 기계적 연마 패드를 제공하는 단계(여기서, 화학적 기계적 연마 패드는 원료 성분의 반응 생성물인 연마층을 포함하고, 원료 성분은 다관능성 이소시아네이트(여기서, 다관능성 이소시아네이트는 지방족 다관능성 이소시아네이트, 방향족 다관능성 이소시아네이트 및 그의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택됨) 및 경화제 패키지를 포함하고, 경화제 패키지는 5 중량% 이상의 아민 개시된 폴리올 경화제(여기서, 아민 개시된 폴리올 경화제는 분자당 하나 이상의 질소 원자를 함유하고, 아민 개시된 폴리올 경화제는 분자당 평균 3 개 이상의 히드록실기를 가짐); 25 내지 95 중량%의 고분자량 폴리올 경화제(여기서, 고분자량 폴리올 경화제는 수평균 분자량 MN이 2,500 내지 100,000이고, 고분자량 폴리올 경화제는 분자당 평균 3 내지 10 개의 히드록실기를 가짐); 및 0 내지 70 중량%의 이관능성 경화제를 포함하고, 연마층은 0.4 g/㎤ 초과의 밀도; 5 내지 40의 쇼어 D 경도; 100 내지 450 %의 파괴점 신장률; 및 25 내지 150 ㎛/hr의 절삭 속도를 나타내고, 연마층은 실리콘 웨이퍼를 연마하도록 구성된 연마 표면을 가짐); 및 연마층의 연마 표면과 실리콘 웨이퍼의 전면 간의 동적 접촉을 생성하는 단계(여기서, 실리콘 웨이퍼의 전면이 헤이즈 프리 연마되고, 실리콘 웨이퍼의 전면이 헤이즈 < 0.075 ppm으로 헤이즈 프리 연마됨)를 포함하는 실리콘 웨이퍼의 헤이즈 프리 연마 방법을 제공한다.
본 발명은 전면을 갖는 실리콘 웨이퍼를 제공하는 단계; 화학적 기계적 연마 패드를 제공하는 단계(여기서, 화학적 기계적 연마 패드는 원료 성분의 반응 생성물인 연마층을 포함하고, 원료 성분은 다관능성 이소시아네이트(여기서, 다관능성 이소시아네이트는 지방족 다관능성 이소시아네이트, 방향족 다관능성 이소시아네이트 및 그의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택됨) 및 경화제 패키지를 포함하고, 경화제 패키지는 5 중량% 이상의 아민 개시된 폴리올 경화제(여기서, 아민 개시된 폴리올 경화제는 분자당 하나 이상의 질소 원자를 함유하고, 아민 개시된 폴리올 경화제는 분자당 평균 3 개 이상의 히드록실기를 가짐); 25 내지 95 중량%의 고분자량 폴리올 경화제(여기서, 고분자량 폴리올 경화제는 수평균 분자량 MN이 2,500 내지 100,000이고, 고분자량 폴리올 경화제는 분자당 평균 3 내지 10 개의 히드록실기를 가짐); 및 0 내지 70 중량%의 이관능성 경화제를 포함하고, 이관능성 경화제는 디올 경화제 및 디아민 경화제로 이루어지는 군으로부터 선택되고, 연마층은 0.6 g/㎤ 초과의 밀도; 5 내지 40의 쇼어 D 경도; 100 내지 450 %의 파괴점 신장률; 및 25 내지 150 ㎛/hr의 절삭 속도를 나타내고, 연마층은 실리콘 웨이퍼를 연마하도록 구성된 연마 표면을 가짐); 및 연마층의 연마 표면과 실리콘 웨이퍼의 전면 간의 동적 접촉을 생성하는 단계(여기서, 실리콘 웨이퍼의 전면이 헤이즈 프리 연마되고, 실리콘 웨이퍼의 전면이 헤이즈 < 0.075 ppm으로 헤이즈 프리 연마됨)를 포함하는 실리콘 웨이퍼의 헤이즈 프리 연마 방법을 제공한다.
본 발명은 전면을 갖는 실리콘 웨이퍼를 제공하는 단계; 화학적 기계적 연마 패드를 제공하는 단계(여기서, 화학적 기계적 연마 패드는 원료 성분의 반응 생성물인 연마층을 포함하고, 원료 성분은 다관능성 이소시아네이트(여기서, 다관능성 이소시아네이트는 지방족 다관능성 이소시아네이트, 방향족 다관능성 이소시아네이트 및 그의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되고, 다관능성 이소시아네이트는 2 내지 12 중량%의 미반응 NCO기를 갖는 이소시아네이트-말단 우레탄 예비중합체임) 및 경화제 패키지를 포함하고, 경화제 패키지는 5 중량% 이상의 아민 개시된 폴리올 경화제(여기서, 아민 개시된 폴리올 경화제는 분자당 하나 이상의 질소 원자를 함유하고, 아민 개시된 폴리올 경화제는 분자당 평균 3 개 이상의 히드록실기를 가짐); 25 내지 95 중량%의 고분자량 폴리올 경화제(여기서, 고분자량 폴리올 경화제는 수평균 분자량 MN이 2,500 내지 100,000이고, 고분자량 폴리올 경화제는 분자당 평균 3 내지 10 개의 히드록실기를 가짐); 및 0 내지 70 중량%의 이관능성 경화제(여기서, 이관능성 경화제는 디올 경화제 및 디아민 경화제로 이루어지는 군으로부터 선택됨)를 포함하고, 연마층은 0.6 g/㎤ 초과의 밀도; 5 내지 40의 쇼어 D 경도; 100 내지 450 %의 파괴점 신장률; 및 25 내지 150 ㎛/hr의 절삭 속도를 나타내고, 연마층은 실리콘 웨이퍼를 연마하도록 구성된 연마 표면을 가짐); 및 연마층의 연마 표면과 실리콘 웨이퍼의 전면 간의 동적 접촉을 생성하는 단계(여기서, 실리콘 웨이퍼의 전면이 헤이즈 프리 연마되고, 실리콘 웨이퍼의 전면이 헤이즈 < 0.075 ppm으로 헤이즈 프리 연마됨)를 포함하는 실리콘 웨이퍼의 헤이즈 프리 연마 방법을 제공한다.
본 발명은 전면을 갖는 실리콘 웨이퍼를 제공하는 단계; 화학적 기계적 연마 패드를 제공하는 단계(여기서, 화학적 기계적 연마 패드는 원료 성분의 반응 생성물인 연마층을 포함하고, 원료 성분은 다관능성 이소시아네이트(여기서, 다관능성 이소시아네이트는 지방족 다관능성 이소시아네이트, 방향족 다관능성 이소시아네이트 및 그의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되고, 다관능성 이소시아네이트는 2 내지 12 중량%의 미반응 NCO기를 갖는 이소시아네이트-말단 우레탄 예비중합체임) 및 경화제 패키지를 포함하고, 경화제 패키지는 5 내지 20 중량%의 아민 개시된 폴리올 경화제(여기서, 아민 개시된 폴리올 경화제는 분자당 2 개의 질소 원자를 함유하고, 아민 개시된 폴리올 경화제는 분자당 평균 4 개의 히드록실기를 가지고, 아민 개시된 폴리올 경화제는 수평균 분자량 MN이 200 내지 400임); 50 내지 75 중량%의 고분자량 폴리올 경화제(여기서, 고분자량 폴리올 경화제는 수평균 분자량 MN이 10,000 내지 12,000이고, 고분자량 폴리올 경화제는 분자당 평균 6 개의 히드록실기를 가짐); 10 내지 30 중량%의 이관능성 경화제(여기서, 이관능성 경화제는 4,4'-메틸렌-비스-(2-클로로아닐린)(MBOCA), 4,4'-메틸렌-비스-(3-클로로-2,6-디에틸아닐린)(MCDEA) 및 그의 이성질체로 이루어지는 군으로부터 선택되는 디아민 경화제임); 및 0 내지 70 중량%의 이관능성 경화제(여기서, 이관능성 경화제는 디올 경화제 및 디아민 경화제로 이루어지는 군으로부터 선택됨)를 포함하고, 다관능성 이소시아네이트 중의 미반응 이소시아네이트기에 대한 경화제 패키지 중의 반응성 수소기의 화학양론적 비는 0.95 내지 1.05이고, 연마층은 0.65 내지 0.85 g/㎤의 밀도; 10 내지 40의 쇼어 D 경도; 150 내지 350 %의 파괴점 신장률; 및 30 내지 60 ㎛/hr의 절삭 속도를 나타내고, 연마층은 실리콘 웨이퍼를 연마하도록 구성된 연마 표면을 가짐); 및 연마층의 연마 표면과 실리콘 웨이퍼의 전면 간의 동적 접촉을 생성하는 단계(여기서, 실리콘 웨이퍼의 전면이 헤이즈 프리 연마되고, 실리콘 웨이퍼의 전면이 헤이즈 < 0.075 ppm으로 헤이즈 프리 연마됨)를 포함하는 실리콘 웨이퍼의 헤이즈 프리 연마 방법을 제공한다.
본 발명은 전면을 갖는 실리콘 웨이퍼를 제공하는 단계; 화학적 기계적 연마 패드를 제공하는 단계(여기서, 화학적 기계적 연마 패드는 원료 성분의 반응 생성물인 연마층을 포함하고, 원료 성분은 다관능성 이소시아네이트(여기서, 다관능성 이소시아네이트는 지방족 다관능성 이소시아네이트, 방향족 다관능성 이소시아네이트 및 그의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되고, 다관능성 이소시아네이트는 5 내지 7 중량%의 미반응 NCO기를 갖는 이소시아네이트-말단 우레탄 예비중합체이고, 이소시아네이트-말단 우레탄 예비중합체는 수평균 분자량 MN이 400 내지 2,500임) 및 경화제 패키지를 포함하고, 경화제 패키지는 5 내지 20 중량%의 아민 개시된 폴리올 경화제(여기서, 아민 개시된 폴리올 경화제는 분자당 2 개의 질소 원자를 함유하고, 아민 개시된 폴리올 경화제는 분자당 평균 4 개의 히드록실기를 가지고, 아민 개시된 폴리올 경화제는 수평균 분자량 MN이 200 내지 400임); 50 내지 75 중량%의 고분자량 폴리올 경화제(여기서, 고분자량 폴리올 경화제는 수평균 분자량 MN이 10,000 내지 12,000이고, 고분자량 폴리올 경화제는 분자당 평균 6 개의 히드록실기를 가짐); 10 내지 30 중량%의 이관능성 경화제(여기서, 이관능성 경화제는 4,4'-메틸렌-비스-(2-클로로아닐린)(MBOCA), 4,4'-메틸렌-비스-(3-클로로-2,6-디에틸아닐린)(MCDEA) 및 그의 이성질체로 이루어지는 군으로부터 선택되는 디아민 경화제임); 및 0 내지 70 중량%의 이관능성 경화제(여기서, 이관능성 경화제는 디올 경화제 및 디아민 경화제로 이루어지는 군으로부터 선택됨)를 포함하고, 다관능성 이소시아네이트 중의 미반응 이소시아네이트기에 대한 경화제 패키지 중의 반응성 수소기의 화학양론적 비는 0.95 내지 1.05이고, 연마층은 0.65 내지 0.85 g/㎤의 밀도; 10 내지 40의 쇼어 D 경도; 150 내지 350 %의 파괴점 신장률; 및 30 내지 60 ㎛/hr의 절삭 속도를 나타내고, 연마층은 실리콘 웨이퍼를 연마하도록 구성된 연마 표면을 가짐); 및 연마층의 연마 표면과 실리콘 웨이퍼의 전면 간의 동적 접촉을 생성하는 단계(여기서, 실리콘 웨이퍼의 전면이 헤이즈 프리 연마되고, 실리콘 웨이퍼의 전면이 헤이즈 < 0.075 ppm으로 헤이즈 프리 연마됨)를 포함하는 실리콘 웨이퍼의 헤이즈 프리 연마 방법을 제공한다.
본 발명은 전면을 갖는 실리콘 웨이퍼를 제공하는 단계; 화학적 기계적 연마 패드를 제공하는 단계(여기서, 화학적 기계적 연마 패드는 원료 성분의 반응 생성물인 연마층을 포함하고, 원료 성분은 다관능성 이소시아네이트(여기서, 다관능성 이소시아네이트는 지방족 다관능성 이소시아네이트, 방향족 다관능성 이소시아네이트 및 그의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되고, 다관능성 이소시아네이트는 5 내지 7 중량%의 미반응 NCO기를 갖는 이소시아네이트-말단 우레탄 예비중합체이고, 이소시아네이트-말단 우레탄 예비중합체는 수평균 분자량 MN이 400 내지 2,500임) 및 경화제 패키지를 포함하고, 경화제 패키지는 5 내지 20 중량%의 아민 개시된 폴리올 경화제(여기서, 아민 개시된 폴리올 경화제는 분자당 2 개의 질소 원자를 함유하고, 아민 개시된 폴리올 경화제는 분자당 평균 4 개의 히드록실기를 가지고, 아민 개시된 폴리올 경화제는 수평균 분자량 MN이 200 내지 400임); 50 내지 75 중량%의 고분자량 폴리올 경화제(여기서, 고분자량 폴리올 경화제는 수평균 분자량 MN이 10,000 내지 12,000이고, 고분자량 폴리올 경화제는 분자당 평균 6 개의 히드록실기를 가짐); 10 내지 30 중량%의 이관능성 경화제(여기서, 이관능성 경화제는 4,4'-메틸렌-비스-(2-클로로아닐린)(MBOCA), 4,4'-메틸렌-비스-(3-클로로-2,6-디에틸아닐린)(MCDEA) 및 그의 이성질체로 이루어지는 군으로부터 선택되는 디아민 경화제임); 및 0 내지 70 중량%의 이관능성 경화제(여기서, 이관능성 경화제는 디올 경화제 및 디아민 경화제로 이루어지는 군으로부터 선택됨)를 포함하고, 다관능성 이소시아네이트 중의 미반응 이소시아네이트기에 대한 경화제 패키지 중의 반응성 수소기의 화학양론적 비는 0.95 내지 1.05이고, 연마층은 0.65 내지 0.85 g/㎤의 밀도; 10 내지 40의 쇼어 D 경도; 150 내지 350 %의 파괴점 신장률; 및 30 내지 60 ㎛/hr의 절삭 속도를 나타내고, 연마층은 실리콘 웨이퍼를 연마하도록 구성된 연마 표면을 가지고, 연마층은 그 안에 형성된 나선형 홈 패턴을 가짐); 및 연마층의 연마 표면과 실리콘 웨이퍼의 전면 간의 동적 접촉을 생성하는 단계(여기서, 실리콘 웨이퍼의 전면이 헤이즈 프리 연마되고, 실리콘 웨이퍼의 전면이 헤이즈 < 0.075 ppm으로 헤이즈 프리 연마됨)를 포함하는 실리콘 웨이퍼의 헤이즈 프리 연마 방법을 제공한다.
도 1은 본 발명의 방법에서 사용된 화학적 기계적 연마 패드의 바람직한 연마층의 측부 사시도이다.
도 2는 연마층의 연마 표면에서의 나선형 홈 패턴을 도시하는 본 발명의 방법에서 사용된 화학적 기계적 연마 패드의 바람직한 연마층의 상부 평면도이다.
도 3은 연마층의 연마 표면에서의 동심원형 홈 패턴을 도시하는 본 발명의 방법에서 사용된 화학적 기계적 연마 패드의 바람직한 연마층의 상부 평면도이다.
도 4는 연마층의 연마 표면에서의 X-Y 격자 홈 패턴을 도시하는 본 발명의 방법에서 사용된 화학적 기계적 연마 패드의 바람직한 연마층의 상부 평면도이다.
도 5는 연마층의 연마 표면에서의 동심원형 홈 패턴과 결합된 천공을 도시하는 본 발명의 방법에서 사용된 화학적 기계적 연마 패드의 바람직한 연마층의 상부 평면도이다.
도 6은 연마층의 연마 표면에서의 홈 패턴의 일부를 도시하는 본 발명의 방법에서 사용된 화학적 기계적 연마 패드의 바람직한 연마층의 상부 평면도이다.
도 7은 8 개의 만곡된 홈을 포함하는 연마 표면에서의 홈 패턴을 갖는 본 발명의 방법에서 사용된 화학적 기계적 연마 패드의 바람직한 연마층의 상부 평면도이다.
도 8은 8 개의 만곡된 홈을 포함하는 연마 표면에서의 홈 패턴을 갖는 본 발명의 방법에서 사용된 화학적 기계적 연마 패드의 바람직한 연마층의 상부 평면도이다.
도 9는 8 개의 만곡된 홈을 포함하는 연마 표면에서의 홈 패턴을 갖는 본 발명의 방법에서 사용된 화학적 기계적 연마 패드의 바람직한 연마층의 상부 평면도이다.
도 10은 도 6의 홈(404)의 확대도이다.
본원 및 첨부한 특허청구범위에서 사용된 용어 "홈이 파진 원주 부분(circumference fraction grooved)" 또는 "CF"는 다음의 식으로 정의된다.
Figure pat00001
CF가 소정의 연마층의 연마 표면에 대한 반경의 함수로서 일정한 경우, 소정의 반경에서 홈이 파진(또는 홈이 파지지 않은) 연마 표면의 일부분 또한 반경의 함수로서 일정할 것이라는 것에 주의한다.
본원 및 첨부한 특허청구범위에서 사용된 용어 "대부분의 거리(majority distance)" 또는 "MD"는 연마 외측 반경(RO)으로부터 연마 표면의 중심의 원점(O)까지 그려진 선에 따른 거리의 90 %를 의미한다. 즉, 대부분의 거리는 다음의 등식에 의해 정의된다:
MD = 0.9 * RO.
바람직하게는, 실리콘 웨이퍼의 연마를 위한(바람직하게는, 실리콘 웨이퍼의 헤이즈 프리 연마를 위한) 본 발명의 방법은, 표면을 갖는(바람직하게는, 전면을 갖는) 실리콘 웨이퍼를 제공하는 단계; 화학적 기계적 연마 패드를 제공하는 단계(여기서, 화학적 기계적 연마 패드는 원료 성분의 반응 생성물인 연마층을 포함하고, 원료 성분은 다관능성 이소시아네이트 및 경화제 패키지를 포함하고, 경화제 패키지는 5 중량% 이상(바람직하게는 5 내지 30 중량%; 더 바람직하게는 5 내지 25 중량%; 가장 바람직하게는 5 내지 20 중량%)의 아민 개시된 폴리올 경화제(여기서, 아민 개시된 폴리올 경화제는 분자당 하나 이상의 질소 원자를 함유하고(바람직하게는, 아민 개시된 폴리올 경화제는 분자당 1 내지 4 개의 질소 원자를 함유하고, 더 바람직하게는, 아민 개시된 폴리올 경화제는 분자당 2 내지 4 개의 질소 원자를 함유하고, 가장 바람직하게는, 아민 개시된 폴리올 경화제는 분자당 2 개의 질소 원자를 함유함), 아민 개시된 폴리올 경화제는 분자당 평균 3 개 이상의 히드록실기(바람직하게는 3 내지 6 개의 히드록실기; 더 바람직하게는 3 내지 5 개의 히드록실기; 가장 바람직하게는 4 개의 히드록실기)를 가짐), (바람직하게는, 여기서 아민 개시된 폴리올 경화제는 ≤ 700; 더 바람직하게는 150 내지 650; 보다 더 바람직하게는 200 내지 500; 가장 바람직하게는 250 내지 300의 수평균 분자량을 가짐); 25 내지 95 중량%(바람직하게는 35 내지 90 중량%; 더 바람직하게는 50 내지 75 중량%; 가장 바람직하게는 60 내지 75 중량%)의 고분자량 폴리올 경화제(여기서, 고분자량 폴리올 경화제는 수평균 분자량 MN이 2,500 내지 100,000(바람직하게는 5,000 내지 50,000; 더 바람직하게는 7,500 내지 25,000; 가장 바람직하게는 10,000 내지 12,000)이고, 고분자량 폴리올 경화제는 분자당 평균 3 내지 10 개의 히드록실기(바람직하게는 4 내지 8 개의 히드록실기; 더 바람직하게는 5 내지 7 개; 가장 바람직하게는 6 개)를 가짐); 및 0 내지 70 중량%(바람직하게는 5 내지 60 중량%; 더 바람직하게는 10 내지 50 중량%; 보다 더 바람직하게는 10 내지 30 중량%; 가장 바람직하게는 10 내지 20 중량%)의 이관능성 경화제를 포함하고, 연마층은 ≥ 0.4 g/㎤(바람직하게는, ≥ 0.6; 더 바람직하게는 0.6 내지 1.2 g/㎤; 보다 더 바람직하게는, 0.65 내지 1.1 g/㎤; 가장 바람직하게는, 0.65 내지 0.85 g/㎤)의 밀도; 5 내지 40(바람직하게는 10 내지 40; 더 바람직하게는 10 내지 30; 가장 바람직하게는 20 내지 30)의 쇼어 D 경도; 100 내지 450 %(바람직하게는 125 내지 425 %; 더 바람직하게는 150 내지 350 %; 가장 바람직하게는 150 내지 200 %)의 파괴점 신장률; 및 25 내지 150 ㎛/hr(바람직하게는 30 내지 125 ㎛/hr; 더 바람직하게는 30 내지 100 ㎛/hr; 가장 바람직하게는 30 내지 60 ㎛/hr)의 절삭 속도를 나타내고, 연마층은 실리콘 웨이퍼를 연마하도록 구성된 연마 표면을 가짐); 및 연마층의 연마 표면과 실리콘 웨이퍼의 표면(바람직하게는, 실리콘 웨이퍼의 전면) 간의 동적 접촉을 생성하는 단계(여기서, 실리콘 웨이퍼의 표면이 연마됨(바람직하게는, 실리콘 웨이퍼의 전면이 헤이즈 프리 연마되고; 더 바람직하게는, 실리콘 웨이퍼의 전면이 헤이즈 < 0.075 ppm(바람직하게는, < 0.075 ppm; 더 바람직하게는, < 0.072 ppm; 가장 바람직하게는, < 0.07 ppm)으로 헤이즈 프리 연마됨))를 포함한다.
바람직하게는, 본 발명의 방법으로 연마된 실리콘 웨이퍼는 단결정 실리콘 웨이퍼이다. 바람직하게는, 실리콘 웨이퍼는 전면을 가지고, 전면은 본 발명의 방법을 사용하여 헤이프 프리 연마된다.
본 발명의 방법에서 사용된 화학적 기계적 연마 패드의 연마층은 적은 결함의 연마 성능을 제공하기 위한 낮은 경도(즉, 쇼어 D ≤ 40), 및 연마층에서의 홈 형성을 촉진하기 위한 기계가공성과 연마 동안 연마 표면 회복(renewal)을 촉진하기 위한 컨디셔닝성(conditionability) 모두를 제공하는 낮은 인장 신장률(즉, 파괴점 신장률 ≤ 450 %)의 고유한 조합을 나타낸다. 또한, 본 발명의 방법에서 사용되는 화학적 기계적 연마 패드의 연마층에 의해 가능한 성질의 균형은, 예를 들어, 웨이퍼 표면을 손상시키지 않고 헤이즈를 감소시키도록 실리콘 웨이퍼를 연마하는 능력을 제공한다.
바람직하게는, 본 발명의 방법에서 사용된 연마층은 중심축(212)을 가지며, 중심축 주위로 회전하도록 구성된다(도 1 참조). 바람직하게는, 연마층(210)의 연마 표면(214)은 중심축(212)에 실질적으로 수직한 면에 있다. 바람직하게는, 연마층(210)은 중심축(212)에 대하여 80 내지 100 °의 각도(ν)에 있는 면에서 회전하도록 구성된다. 더 바람직하게는, 연마층(210)은 중심축(212)에 대하여 85 내지 95 °의 각도(ν)에 있는 면에서 회전하도록 구성된다. 가장 바람직하게는, 연마층(210)은 중심축(212)에 대하여 89 내지 91 °의 각도(ν)에 있는 면에서 회전하도록 구성된다. 바람직하게는, 연마층(210)은 중심축(212)에 대하여 수직한, 실질적으로 원형 단면을 갖는 연마 표면(214)을 갖는다. 바람직하게는, 중심축(212)에 수직한 연마 표면(214)의 단면의 반경(r)은 단면에 대하여 ≤ 20 % 만큼 변한다. 더 바람직하게는, 중심축(212)에 수직한 연마 표면(214)의 단면의 반경(r)은 단면에 대하여 ≤ 10 % 만큼 변한다.
바람직하게는, 본 발명의 방법에서 사용된 화학적 기계적 연마 패드의 연마층의 형성에 사용된 다관능성 이소시아네이트는 2 개의 반응성 이소시아네이트기(즉, NCO)를 함유한다.
바람직하게는, 본 발명의 방법에서 사용된 화학적 기계적 연마 패드의 연마층의 형성에 사용된 다관능성 이소시아네이트는 지방족 다관능성 이소시아네이트, 방향족 다관능성 이소시아네트 및 그의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된다. 더 바람직하게는, 본 발명의 방법에서 사용된 화학적 기계적 연마 패드의 연마층의 형성에 사용된 다관능성 이소시아네이트는 2,4-톨루엔 디이소시아네이트; 2,6-톨루엔 디이소시아네이트; 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네트; 나프탈렌-1,5-디이소시아네이트; 톨리딘 디이소시아네이트; 파라-페닐렌 디이소시아네이트; 크실릴렌 디이소시아네이트; 이소포론 디이소시아네이트; 헥사메틸렌 디이소시아네이트; 4,4'-디시클로헥실메탄 디이소시아네이트; 시클로헥산디이소시아네이트; 및 그의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 디이소시아네이트이다. 보다 더 바람직하게는, 본 발명의 방법에서 사용된 화학적 기계적 연마 패드의 연마층의 형성에 사용된 다관능성 이소시아네이트는, 디이소시아네이트와 예비중합체 폴리올의 반응에 의해 형성된 이소시아네이트 말단 우레탄 예비중합체이다.
바람직하게는, 본 발명의 방법에서 사용된 화학적 기계적 연마 패드의 연마층의 형성에 사용된 이소시아네이트-말단 우레탄 예비중합체는 2 내지 12 중량%의 미반응 이소시아네이트(NCO)기를 갖는다. 더 바람직하게는, 본 발명의 방법에서 사용된 화학적 기계적 연마 패드의 연마층의 형성에 사용된 이소시아네이트-말단 우레탄 예비중합체는 2 내지 10 중량%(보다 더 바람직하게는 4 내지 8 중량%; 가장 바람직하게는 5 내지 7 중량%)의 미반응 이소시아네이트(NCO)기를 갖는다.
바람직하게는, 다관능성 이소시아네이트 말단 우레탄 예비중합체의 형성에 사용되는 예비중합체 폴리올은 디올, 폴리올, 폴리올 디올, 그의 공중합체, 및 그의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된다. 더 바람직하게는, 예비중합체 폴리올은 폴리에테르 폴리올(예를 들어, 폴리(옥시테트라에틸렌)글리콜, 폴리(옥시프로필렌)글리콜, 및 그의 혼합물); 폴리카르보네이트 폴리올; 폴리에스테르 폴리올; 폴리카프로락톤 폴리올; 그의 혼합물; 및 이들과 에틸렌 글리콜; 1,2-프로필렌 글리콜; 1,3-프로필렌 글리콜; 1,2-부탄디올; 1,3-부탄디올; 2-메틸-1,3-프로판디올; 1,4-부탄디올; 네오펜틸 글리콜; 1,5-펜탄디올; 3-메틸-1,5-펜탄디올; 1,6-헥산디올; 디에틸렌 글리콜; 디프로필렌 글리콜; 및 트리프로필렌 글리콜로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 저분자량 폴리올의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된다. 보다 더 바람직하게는, 예비중합체 폴리올은 폴리테트라메틸렌 에테르 글리콜(PTMEG); 에스테르계 폴리올(예를 들어, 에틸렌 아디페이트, 부틸렌 아디페이트); 폴리프로필렌 에테르 글리콜(PPG); 폴리카프로락톤 폴리올; 그의 공중합체; 및 그의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된다. 가장 바람직하게는, 예비중합체 폴리올은 PTMEG 및 PPG로 이루어진 군으로부터 선택된다.
바람직하게는, 예비중합체 폴리올이 PTMEG인 경우, 이소시아네이트 말단 우레탄 예비중합체는 2 내지 10 중량%(더 바람직하게는 4 내지 8 중량%; 가장 바람직하게는 6 내지 7 중량%)의 미반응 이소시아네이트(NCO) 농도를 갖는다. 상용으로 입수가능한 PTMEG계 이소시아네이트 말단 우레탄 예비중합체의 예는 이뮤탄(Imuthane)® 예비중합체(코임 유에스에이, 인크.(COIM USA, Inc.)로부터 입수가능함, 예를 들어, PET-80A, PET-85A, PET-90A, PET-93A, PET-95A, PET-60D, PET-70D, PET-75D); 아디프렌(Adiprene)® 예비중합체(켐투라(Chemtura)로부터 입수가능함, 예를 들어, LF 800A, LF 900A, LF 910A, LF 930A, LF 931A, LF 939A, LF 950A, LF 952A, LF 600D, LF 601D, LF 650D, LF 667, LF 700D, LF750D, LF751D, LF752D, LF753D 및 L325); 안두어(Andur)® 예비중합체(앤더슨 디벨롭먼트 컴퍼니(Anderson Development Company)로부터 입수가능함, 예를 들어, 70APLF, 80APLF, 85APLF, 90APLF, 95APLF, 60DPLF, 70APLF, 75APLF)를 포함한다.
바람직하게는, 예비중합체 폴리올이 PPG인 경우, 이소시아네이트 말단 우레탄 예비중합체의 미반응 이소시아네이트(NCO) 농도는 3 내지 9 중량%(더 바람직하게는 4 내지 8 중량%, 가장 바람직하게는 5 내지 6 중량%)이다. 상용으로 입수가능한 PPG계 이소시아네이트 말단 우레탄 예비중합체의 예는 이뮤탄® 예비중합체(코임 유에스에이, 인크.로부터 입수가능함, 예를 들어, PPT-80A, PPT-90A, PPT-95A, PPT-65D, PPT-75D); 아디프렌® 예비중합체(켐투라로부터 입수가능함, 예를 들어, LFG 963A, LFG 964A, LFG 740D); 및 안두어® 예비중합체(앤더슨 디벨롭먼트 컴퍼니로부터 입수가능함, 예를 들어, 8000APLF, 9500APLF, 6500DPLF, 7501DPLF)를 포함한다.
바람직하게는, 본 발명의 방법에서 사용된 화학적 기계적 연마 패드의 연마층 형성에 사용되는 이소시아네이트 말단 우레탄 예비중합체는 유리(free) 톨루엔 디이소시아네이트(TDI) 단량체 함량이 0.1 중량% 미만인 저 유리 이소시아네이트 말단 우레탄 예비중합체이다.
비-TDI계 이소시아네이트-말단 우레탄 예비중합체도 사용될 수 있다. 예를 들어, 이소시아네이트 말단 우레탄 예비중합체는 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트(MDI)와 폴리테트라메틸렌 글리콜(PTMEG)과 같은 폴리올(1,4-부탄디올(BDO)과 같은 임의의 디올도 허용 가능함)의 반응에 의해 형성된 것을 포함한다. 이러한 이소시아네이트 말단 우레탄 예비중합체가 사용될 경우, 미반응 이소시아네이트(NCO) 농도는 바람직하게는 4 내지 10 중량%(더 바람직하게는 4 내지 8 중량%, 가장 바람직하게는 5 내지 7 중량%)이다. 상용으로 입수가능한 이 범주의 이소시아네이트 말단 우레탄 예비중합체의 예는 이뮤탄® 예비중합체(코임 유에스에이, 인크.로부터 입수가능함, 예를 들어 27-85A, 27-90A, 27-95A); 안두어® 예비중합체(앤더슨 디벨롭먼트 컴퍼니로부터 입수가능함, 예를 들어, IE75AP, IE80AP, IE 85AP, IE90AP, IE95AP, IE98AP); 및 비브라탄(Vibrathane)® 예비중합체(켐투라로부터 입수가능함, 예를 들어, B625, B635, B821)를 포함한다.
본 발명의 방법에서 사용된 화학적 기계적 연마 패드의 연마층 형성에 사용되는 경화제 패키지는 바람직하게는 5 중량% 이상(바람직하게는 5 내지 30 중량%; 더 바람직하게는 5 내지 25 중량%; 가장 바람직하게는 5 내지 20 중량%)의 아민 개시된 폴리올 경화제; 25 내지 95 중량%(바람직하게는 35 내지 90 중량%; 더 바람직하게는 50 내지 75 중량%; 가장 바람직하게는 60 내지 75 중량%)의 고분자량 폴리올 경화제; 및 0 내지 70 중량%(바람직하게는 5 내지 60 중량%; 더 바람직하게는 10 내지 15 중량%; 보다 더 바람직하게는 10 내지 30 중량%; 가장 바람직하게는 10 내지 20 중량%)의 이관능성 경화제를 함유한다.
바람직하게는, 본 발명의 방법에서 사용된 화학적 기계적 연마 패드의 연마층 형성에 사용되는 아민 개시된 폴리올은 분자당 하나 이상의 질소 원자를 함유한다. 더 바람직하게는, 사용되는 아민 개시된 폴리올 경화제는 분자당 1 내지 4 개(보다 더 바람직하게는 2 내지 4 개; 가장 바람직하게는 2 개)의 질소 원자를 함유한다.
바람직하게는, 본 발명의 방법에서 사용된 화학적 기계적 연마 패드의 연마층 형성에 사용되는 아민 개시된 폴리올 경화제는 분자당 평균 3 개 이상의 히드록실기를 갖는다. 더 바람직하게는, 사용되는 아민 개시된 폴리올 경화제는 분자당 평균 3 내지 6 개(보다 더 바람직하게는 3 내지 5 개; 가장 바람직하게는 4 개)의 히드록실기를 갖는다.
바람직하게는, 본 발명의 방법에서 사용된 화학적 기계적 연마 패드의 연마층 형성에 사용되는 아민 개시된 폴리올 경화제는 수평균 분자량 MN이 700 이하이다. 더 바람직하게는, 사용되는 아민 개시된 폴리올 경화제는 수평균 분자량 MN이 150 내지 650(보다 더 바람직하게는 200 내지 500; 가장 바람직하게는 250 내지 300)이다.
바람직하게는, 본 발명의 방법에서 사용된 화학적 기계적 연마 패드의 연마층 형성에 사용되는 아민 개시된 폴리올 경화제는 350 내지 1,200 mg KOH/g의 히드록실가(ASTM 시험법 D4274-11로 측정시)를 갖는다. 더 바람직하게는, 사용된 아민 개시된 폴리올 경화제는 400 내지 1,000 mg KOH/g(가장 바람직하게는 600 내지 850 mg KOH/g)의 히드록실가를 갖는다.
상용으로 입수가능한 아민 개시된 폴리올 경화제의 예는 보라놀(Voranol)® 계열의 아민 개시된 폴리올(더 다우 케미칼 컴퍼니(The Dow Chemical Company)로부터 입수가능함); 쿼드롤(Quadrol)® 특수 폴리올(N,N,N',N'-테트라키스(2-히드록시프로필 에틸렌 디아민))(바스프(BASF)로부터 입수가능함); 플러라콜(Pluracol)® 아민계 폴리올(바스프로부터 입수가능함); 멀트라놀(Multranol)® 아민계 폴리올(바이엘 머테리얼사이언스 엘엘씨(Bayer MaterialScience LLC)로부터 입수가능함); 트리이소프로판올아민(TIPA)(더 다우 케미칼 컴퍼니로부터 입수가능함); 및 트리에탄올아민(TEA)(말린크로트 베이커 인크.(Mallinckrodt Baker Inc.)로부터 입수가능함)을 포함한다. 다수의 바람직한 아민 개시된 폴리올 경화제를 표 1에 나열하였다.
Figure pat00002
이론에 얽매이기를 원치 않으나, 그에 의해 제조된 연마층의 바람직한 물성의 균형을 촉진하는 것 외에도, 경화제 패키지에 사용된 아민 개시된 폴리올 경화제의 농도 또한 그의 반응 및 경화제 패키지 중 임의의 이관능성 경화제와 다관능성 디이소시아네이트에 존재하는 미반응 이소시아네이트(NCO)기의 반응을 자체촉매화하도록 작용하는 것으로 생각된다.
바람직하게는, 본 발명의 방법에서 사용된 화학적 기계적 연마 패드의 연마층 형성에 사용되는 고분자량 폴리올 경화제의 수평균 분자량 MN은 2,500 내지 100,000이다. 더 바람직하게는, 사용된 고분자량 폴리올 경화제의 수평균 분자량 MN은 5,000 내지 50,000(보다 더 바람직하게는 7,500 내지 25,000; 가장 바람직하게는 10,000 내지 12,000)이다.
바람직하게는, 본 발명의 방법에서 사용된 화학적 기계적 연마 패드의 연마층 형성에 사용되는 고분자량 폴리올 경화제는 분자당 평균 3 내지 10 개의 히드록실기를 갖는다. 더 바람직하게는, 사용되는 고분자량 폴리올 경화제는 분자당 평균 4 내지 8 개(보다 더 바람직하게는 5 내지 7 개; 가장 바람직하게는 6 개)의 히드록실기를 갖는다.
바람직하게는, 본 발명의 방법에서 사용된 화학적 기계적 연마 패드의 연마층 형성에 사용되는 고분자량 폴리올 경화제는 경화제 패키지에 사용된 아민 개시된 폴리올 경화제의 분자량보다 높은 분자량을 갖고, 경화제 패키지에 사용되는 아민 개시된 폴리올 경화제의 히드록실가보다 낮은 히드록실가를 갖는다.
상용으로 입수가능한 고분자량 폴리올 경화제의 예는 스펙플렉스(Specflex)® 폴리올, 보라놀® 폴리올 및 보라럭스(Voralux)® 폴리올(더 다우 케미칼 컴퍼니로부터 입수가능함); 멀트라놀® 특수 폴리올 및 울트라셀(Ultracel)® 가요성 폴리올(바이엘 머테리얼사이언스 엘엘씨로부터 입수가능함); 및 플러라콜® 폴리올(바스프로부터 입수가능함)을 포함한다. 다수의 바람직한 고분자량 폴리올 경화제를 표 2에 나열하였다.
Figure pat00003
바람직하게는, 본 발명의 방법에서 사용된 화학적 기계적 연마 패드의 연마층 형성에 사용되는 이관능성 경화제는 디올 및 디아민으로부터 선택된다. 더 바람직하게는, 사용되는 이관능성 경화제는 1차 아민 및 2차 아민으로 이루어진 군으로부터 선택된 디아민이다. 보다 더 바람직하게는, 사용되는 이관능성 경화제는 디에틸톨루엔디아민(DETDA); 3,5-디메틸티오-2,4-톨루엔디아민 및 그의 이성질체; 3,5-디에틸톨루엔-2,4-디아민 및 그의 이성질체(예를 들어, 3,5-디에틸렌톨루엔-2,6-디아민); 4,4'-비스-(sec-부틸아미노)-디페닐메탄; 1,4-비스-(sec-부틸아미노)-벤젠; 4,4'-메틸렌-비스-(2-클로로아닐린); 4,4'-메틸렌-비스-(3-클로로-2,6-디에틸아닐린)(MCDEA); 폴리테트라메틸렌옥시드-디-p-아미노벤조에이트; N,N'-디알킬디아미노 디페닐 메탄; p,p'-메틸렌 디아닐린(MDA); m-페닐렌디아민(MPDA); 4,4'-메틸렌-비스-(2-클로로아닐린)(MBOCA); 4,4'-메틸렌-비스-(2,6-디에틸아닐린)(MDEA); 4,4'-메틸렌-비스-(2,3-디클로로아닐린)(MDCA); 4,4'-디아미노-3,3'-디에틸-5,5'-디메틸 디페닐메탄, 2,2',3,3'-테트라클로로 디아미노 디페닐메탄; 트리메틸렌 글리콜 디-p-아미노벤조에이트; 및 그의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된다. 가장 바람직하게는, 사용되는 디아민 경화제는 4,4'-메틸렌-비스-(2-클로로아닐린)(MBOCA); 4,4'-메틸렌-비스-(3-클로로-2,6-디에틸아닐린)(MCDEA); 및 그의 이성질체로 이루어진 군으로부터 선택된다.
바람직하게는, 다관능성 이소시아네이트 중의 미반응 이소시아네이트(NCO)기에 대한 경화제 패키지의 성분들 중의 반응성 수소기(즉, 아민(NH2)기와 히드록실(OH)기의 합계)와의 화학양론적 비는 0.85 내지 1.15(더 바람직하게는 0.90 내지 1.10; 가장 바람직하게는 0.95 내지 1.05)이다.
본 발명의 방법에서 사용된 화학적 기계적 연마 패드의 연마층은 임의로는 복수의 미세요소를 추가로 포함한다. 바람직하게는, 복수의 미세요소는 연마층 전체에 고르게 분산된다. 바람직하게는, 복수의 미세요소는 포획된 기포, 중공 중합체 재료, 액체 충전 중공 중합체 재료, 수용성 재료 및 불용성 상 재료(예를 들어, 광유)로부터 선택된다. 더 바람직하게는, 복수의 미세요소는 연마층 전체에 고르게 분포된 포획된 기포 및 중공 중합체 재료로부터 선택된다. 바람직하게는, 복수의 미세요소는 ≤ 150 ㎛(바람직하게는, 5 내지 100 ㎛; 더 바람직하게는, 20 내지 75 ㎛; 가장 바람직하게는, 30 내지 50 ㎛)의 중량 평균 직경을 갖는다. 바람직하게는, 복수의 미세요소는 폴리아크릴로니트릴 또는 폴리아크릴로니트릴 공중합체(예를 들어, 악조 노벨(Akzo Nobel)의 엑스판셀(Expancel)® 중합체 마이크로벌룬(microballoons)) 중 어느 하나의 쉘 벽이 있는 중합체 마이크로벌룬을 포함한다. 바람직하게는, 복수의 미세요소는 연마층에 0 내지 35 부피%의 공극률(더 바람직하게는 10 내지 25 부피%의 공극률)로 혼입된다.
본 발명의 방법에서 사용된 화학적 기계적 연마 패드의 연마층은 다공성 및 비다공성(즉, 비충전) 형태 둘 다로 제공될 수 있다. 바람직하게는, 본 발명의 방법에서 사용된 화학적 기계적 연마 패드의 연마층은 ASTM D1622에 따라 측정시 ≥ 0.4 g/㎤의 밀도를 나타낸다. 더 바람직하게는, 본 발명의 방법에서 사용된 화학적 기계적 연마 패드의 연마층은 ASTM D1622에 따라 측정시 ≥ 0.6(더 바람직하게는, 0.6 내지 1.2 g/㎤; 보다 더 바람직하게는 0.65 내지 1.1 g/㎤; 가장 바람직하게는 0.65 내지 0.85 g/㎤)의 밀도를 나타낸다.
바람직하게는, 본 발명의 방법에서 사용된 화학적 기계적 연마 패드의 연마층은 ASTM D2240에 따라 측정시 5 내지 40의 쇼어 D 경도를 나타낸다. 더 바람직하게는, 본 발명의 방법에서 사용된 화학적 기계적 연마 패드의 연마층은 ASTM D2240에 따라 측정시 10 내지 40(보다 더 바람직하게는 10 내지 30; 가장 바람직하게는 20 내지 30)의 쇼어 D 경도를 나타낸다.
40 미만의 쇼어 D 경도를 나타내는 종래의 연마층 제형은 통상적으로 매우 높은 파괴점 신장률 값(즉, > 600 %)을 갖는다. 이렇게 높은 파괴점 신장률 값을 나타내는 재료는 기계가공 조작을 거치는 경우, 가역적으로 변형되며, 이는 허용 불가능하게 불량한 홈 형성 및 다이아몬드 컨디셔닝 동안 불충분한 텍스처 생성을 초래한다. 그러나, 본 발명의 방법에서 사용된 화학적 기계적 연마 패드의 연마층 형성에 사용되는 고유한 경화제 패키지는 낮은 경도와 함께 ASTM D412에 따라 측정시 100 내지 450 %의 파괴점 신장률을 제공한다. 바람직하게는, 본 발명의 방법에서 사용된 화학적 기계적 연마 패드의 연마층은 ASTM D412에 따라 측정시 125 내지 425 %(보다 더 바람직하게는 150 내지 350 %; 가장 바람직하게는 150 내지 200 %)의 파괴점 신장률을 나타낸다.
바람직하게는, 본 발명의 방법에서 사용된 화학적 기계적 연마 패드의 연마층은 본원의 실시예에서 설명된 방법을 사용하여 측정시 25 내지 150 ㎛/hr의 절삭 속도를 나타낸다. 더 바람직하게는, 본 발명의 방법에서 사용된 화학적 기계적 연마 패드의 연마층은 본원의 실시예에서 설명된 방법을 사용하여 측정시 30 내지 125 ㎛/hr(보다 더 바람직하게는 30 내지 100 ㎛/hr; 가장 바람직하게는 30 내지 60 ㎛/hr)의 절삭 속도를 나타낸다.
본 발명의 방법에서 사용된 화학적 기계적 연마 패드의 연마층은 기판을 연마하도록 구성된 연마 표면을 갖는다. 바람직하게는, 연마 표면은 천공 및 홈 중 적어도 하나로부터 선택된 매크로텍스처를 갖는다. 천공은 연마 표면으로부터 연마층의 두께를 통해 일부분 연장되거나 또는 끝까지 연장될 수 있다. 바람직하게는, 홈은 연마 동안 화학적 기계적 연마 패드의 회전시 하나 이상의 홈이 연마되는 실리콘 기판의 표면 위를 쓸고 지나도록 연마 표면 상에 배열된다. 바람직하게는, 연마 표면은 만곡된 홈, 직선형 홈, 및 그의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 홈을 포함하는 매크로텍스처를 갖는다.
바람직하게는, 본 발명의 방법에서 사용된 화학적 기계적 연마 패드의 연마층은 기판을 연마하도록 구성된 연마 표면을 가지며, 연마 표면은 그 안에 형성된 홈 패턴을 포함하는 매크로텍스처를 갖는다. 바람직하게는, 홈 패턴은 복수의 홈을 포함한다. 더 바람직하게는, 홈 패턴은 홈 디자인으로부터 선택된다. 바람직하게는, 홈 디자인은 동심형 홈(원형 또는 나선형일 수 있음), 만곡된 홈, 크로스 해치(cross hatch) 홈(예를 들어, 패드 표면을 가로질러 X-Y 격자로서 배열됨), 다른 규칙적 디자인(예를 들어, 육각형, 삼각형), 타이어 트레드형 패턴, 불규칙 디자인(예를 들어, 프랙탈(fractal) 패턴), 및 그의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된다. 더 바람직하게는, 홈 디자인은 무작위 홈, 동심형 홈, 나선형 홈, 크로스-해치 홈, X-Y 격자 홈, 육각형 홈, 삼각형 홈, 프랙탈 홈, 및 그의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된다. 가장 바람직하게는, 연마 표면은 그 안에 형성된 나선형 홈 패턴을 갖는다. 홈 프로파일은 바람직하게는, 반듯한 측벽을 갖는 직사각형으로부터 선택되거나, 또는 홈 단면이 "V"자 모양, "U"자 모양, 톱니 모양, 및 그의 조합일 수 있다.
도 2에서, 본 발명의 방법에서 사용하기 위한 바람직한 연마층의 상부 평면도가 제공된다. 특히, 도 5는 복수의 만곡된 홈(305)의 홈 패턴이 있는 연마 표면(302)을 갖는 연마층(300)을 도시한다.
도 3에서, 본 발명의 방법에서 사용하기 위한 바람직한 연마층의 상부 평면도가 제공된다. 특히, 도 3은 복수의 동심원형 홈(315)의 홈 패턴이 있는 연마 표면(312)을 갖는 연마층(310)을 도시한다.
도 4에서, 본 발명의 방법에서 사용하기 위한 바람직한 연마층의 상부 평면도가 제공된다. 특히, 도 4는 X-Y 격자 패턴으로, 복수의 직선형 홈(325)의 홈 패턴이 있는 연마 표면(322)을 갖는 연마층(320)을 도시한다.
도 5에서, 본 발명의 방법에서 사용하기 위한 바람직한 연마층의 상부 평면도가 제공된다. 특히, 도 5는 복수의 천공(338)과 복수의 동심원형 홈(335)이 조합된 연마 표면(332)을 갖는 연마층(330)을 도시한다.
도 6에서, 본 발명의 방법에서 사용하기 위한 바람직한 연마층의 상부 평면도가 제공된다. 특히, 도 6은 연마층(400)을 도시하고, 연마층(400)은 외측 반경(RO) 및 연마 표면(402)을 가지고, 연마 표면(402)은 하나 이상의 홈(404)을 포함하는 홈 패턴을 포함하는 매크로텍스쳐를 갖는다. 단지 단일의 홈(404)만이 도 6에 도시되어 있지만, 홈 패턴은 2 개 이상의 홈(404)을 포함할 수 있다(예를 들어, 도 7-9 참조). 연마층 반경(R)은 연마 표면(402)의 중심의 원점(O)으로부터 측정된다. 반경(R)으로 그려진, 원주 2πR을 갖는 원(CR)(점선)을 도 6에 나타낸다. 연마층(400)의 외측 반경은 RO이다. 하나 이상의 홈(404)은, 바람직하게는 베이스 반경(RB)로부터, 연마 표면(402)의 외측 둘레(406)를 형성하는 외측 반경(RO)까지 연장된다. 임의로는, 하나 이상의 홈(404)은 원점(O)과 베이스 반경(RB) 사이의 점으로부터 외측 둘레(406)까지 연장된다. 임의로는, 하나 이상의 홈(404)은 원점(O)으로부터 외측 둘레(406)까지 연장된다. 도 10은 홈(404)의 작은 디프런셜 세그먼트(differential segment)(410)를 나타내는 도 9의 홈(404)의 홈 세그먼트의 확대도를 도시한다. 소정의 반경(R)에서, 홈(404)은 소정의 폭(W), 및 원점(O)을 소정의 반경(R)과 연결하는 반경의 선(L)에 대하여 각도(θ)("홈 각도")를 형성하는 중심축(A)을 갖는다.
바람직하게는, 본 발명의 방법에서 사용되는 화학적 기계적 연마 패드의 연마층은 하나 이상의 홈을 포함하는 홈 패턴이 있는 연마 표면을 가지고, CF는 연마 표면의 외측 반경(RO)으로부터 연마 표면의 중심의 원점(O)까지 대부분의 거리를 연장한 영역에서, 반경(R)의 함수로서, 그의 평균값의 25 % 내(바람직하게는 10 % 내; 더 바람직하게는 5 % 내)에 있다. 바람직하게는, CF는 베이스 반경(RB)으로부터 외측 반경(RO)까지 연장되는 면적에서, 반경(R)의 함수로서, 그의 평균값의 25 % 내(바람직하게는 10 % 내; 더 바람직하게는 5 % 내)에 있다(도 6-9 참조).
바람직하게는, 본 발명의 방법에서 사용된 화학적 기계적 연마 패드에 사용된 연마층은 20 내지 150 mil의 평균 두께(T)를 갖는다. 더 바람직하게는, 사용된 연마층은 30 내지 125 mil(보다 더 바람직하게는 40 내지 120 mil; 가장 바람직하게는 50 내지 100 mil)의 평균 두께를 갖는다. (도 1 참조).
본 발명의 방법에서 사용된 화학적 기계적 연마 패드는 임의로는 연마층과 접하는 하나 이상의 추가층을 더 포함한다. 바람직하게는, 본 발명의 방법에서 사용된 화학적 기계적 연마 패드는 연마층에 부착된 압축성 베이스층을 더 포함한다. 압축성 베이스층은 바람직하게는 연마되는 실리콘 기판의 표면에 대한 연마층의 적합성(conformance)을 개선한다.
이제, 본 발명의 일부 실시양태를 다음의 실시예에서 상세하게 설명할 것이다.
실시예 1-22
표 3에 제공된 제형 상세에 따라 연마층을 제조하였다. 구체적으로, 폴리우레탄 케이크를 51 ℃에서 이소시아네이트 말단 우레탄 예비중합체(즉, 실시예 1-9 및 20-22를 위한 아디프렌® LF667; 및 실시예 10-19를 위한 아디프렌® LFG963A는 켐투라 코포레이션으로부터 입수가능함)와 경화제 패키지의 성분들의 조절된 혼합에 의해 제조하였다. 아민 개시된 폴리올 경화제(즉, 더 다우 케미칼 컴퍼니로부터 상용으로 입수가능한 보라놀® 800) 및 고분자량 폴리올 경화제(즉, 더 다우 케미칼 컴퍼니로부터 입수가능한 보라럭스® HF505)를, 다른 원료와 블렌딩하기 전에 사전혼합하였다. 모든 원료는, MBOCA를 제외하곤, 51 ℃의 사전혼합 온도로 유지하였다. MBOCA는 116 ℃의 사전혼합 온도로 유지하였다. 이소시아네이트 말단 우레탄 예비중합체와 경화제 패키지의 비는, 이소시아네이트 말단 우레탄 예비중합체 중의 미반응 이소시아네이트(NCO)기에 대한 경화제 중의 활성 수소기(즉, -OH기와 -NH2기의 합계)의 비로 정의되는 화학양론이 표 3에 기재된 바와 같도록 설정하였다.
경화제 패키지와의 조합 전에 공극 형성제를 이소시아네이트 말단 우레탄 예비중합체에 첨가하여 연마층에 공극을 도입함으로써, 원하는 공극률 및 패드 밀도를 달성하였다.
임의의 혼입된 공극 형성제를 갖는 이소시아네이트 말단 우레탄 예비중합체와 경화제 패키지를 고전단 혼합 헤드를 이용하여 혼합하였다. 혼합 헤드에서 나온 후, 배합물을 5 분의 기간에 걸쳐 직경 86.4 cm(34 인치)의 원형 몰드에 도포하여 총 부은 두께를 약 10 cm(4 인치)로 하였다. 몰드를 경화 오븐에 넣기 전에, 도포된 배합물을 15 분 동안 겔화시켰다. 이어서, 몰드를 경화 오븐에서 다음의 사이클을 이용하여 경화시켰다: 상온으로부터 104 ℃의 설정점까지 30 분 동안 승온한 후, 104 ℃에서 15.5 시간 동안 유지하고, 이어서 104 ℃로부터 21 ℃까지 2시간 동안 강온.
이어서, 경화된 폴리우레탄 케이크를 몰드로부터 제거하고 30 내지 80 ℃의 온도에서 약 40 개의 분리된 2.0 mm(80 mil) 두께의 시트로 스카이빙(이동 블레이드를 이용한 절단)하였다. 스카이빙은 각 케이크의 상부로부터 개시하였다. 임의의 불완전한 시트는 폐기하였다.
실시예에 사용된 아디프렌® LF667은 켐투라로부터 입수가능한 아디프렌® LF950A과 아디프렌® LF600D의 50/50 중량% 블렌드를 포함하는 PTMEG계 이소시아네이트 말단 우레탄 예비중합체임에 주의한다. 또한, 아디프렌® LFG963A은 켐투라로부터 입수가능한 PPG계 이소시아네이트 말단 우레탄 예비중합체임에 주의한다.
Figure pat00004
실시예 1-22 각각으로부터 얻은 홈이 없는 연마층 재료를 분석하여 표 4에 보고된 바와 같이 그의 물성을 측정하였다. 보고된 밀도 데이터는 ASTM D1622에 따라 측정된 것이고; 보고된 쇼어 D 경도 데이터는 ASTM D2240에 따라 측정된 것이며; 보고된 쇼어 A 경도 데이터는 ASTM D2240에 따라 측정된 것이고; 보고된 파괴점 신장률 데이터는 ASTM D412에 따라 측정된 것임에 주의한다.
표 4에 보고된 절삭 속도는 어플라이드 머테리얼스(Applied Materials)의 200 mm 미라(Mirra)® 연마 공구를 사용하여 측정하였다. 이 연마 공구는 공칭 직경 51 cm(20 인치)의 원형 화학적 기계적 연마 패드를 수용하도록 설계되었다. 원형 단면을 갖는 연마층을 본원의 실시예에서 설명한 것과 같이 제조하였다. 이어서, 이 연마층에 대해 기계가공으로 홈을 파서(machine grooved) 120 mil(3.05 mm) 피치, 20 mil(0.51 mm) 폭 및 30 mil(0.76 mm) 깊이의 치수를 갖는 복수의 동심원형 홈을 포함하는 연마 패턴을 연마 표면에 제공하였다. 이어서, 연마층을 폼 서브-패드층(롬 앤드 하스 일렉트로닉 머티리얼즈 씨엠피 인크.(Rohm and Haas Electronic Materials CMP Inc.)로부터 입수가능한 SP2310)에 적층하였다.
다이아몬드 컨디셔닝 디스크(키니크 컴퍼니(Kinik Company)에 의해 제작된 다이아그리드(DiaGrid)® AD3CL-150840-3 패드 컨디셔너)를 사용하여 다음의 공정 조건으로 홈이 파진 연마층의 연마 표면을 연삭하였다: 연마층의 연마 표면을 다이아몬드 컨디셔닝 디스크로부터 2 시간의 기간 동안 플래튼(platen) 속도 100 rpm, 탈이온수 유량 150 ㎤/분 및 컨디셔닝 디스크 하강력 48.3 kPa(7 psi)로 연속적으로 연삭시킴. 절삭 속도는 시간에 따른 평균 홈 깊이의 변화를 측정함으로써 측정하였다. 홈 깊이는 제이버 테크놀로지스(Zaber Technologies)의 전동 슬라이드 상에 장착된 엠티아이 인스트러먼츠(MTI Instruments)의 마이크로트랙 II 레이저 삼각측량 센서를 이용하여 각각의 연마층의 연마 표면을 중심부터 외연부까지 프로파파일링함으로써 측정하였다(㎛/시간 단위). 슬라이드 상의 센서의 스윕(sweep) 속도는 0.732 mm/s였고, 샘플링 속도(스윕 mm당 측정 수)는 6.34 점/mm였다. 표 4에 보고된 절삭 속도는 연마층의 연마 표면을 가로질러 > 2,000 점으로 취한 수집된 두께 측정치를 기준으로 한, 시간에 따른 홈 깊이의 산술 평균 감소이다.
Figure pat00005
연마 실시예 P1 - P3
이 연마 실험은 0.5 중량%의 플루오르화수소산 용액에서 90 초 동안 사전식각한 200 mm Si(100) 웨이퍼를 사용하고, 20" 플래튼 연마기(스트라스바우(Strasbaugh)) 및 실시예 20-22 각각에 따라 제조된 연마층을 사용하고(여기서, 각 연마층의 연마 표면은 0.6 mm 깊이, 2.5 mm 폭 및 15.75 mm 피치를 갖는 XY형 홈 패턴을 나타냈음), 9.8 kPa의 하강력, 300 ml/분의 화학적 기계적 연마 조성물 유량, 115 rmp의 테이블 회전 속도 및 100 rpm의 캐리어 회전 속도로 수행했다. 사용된 화학적 기계적 연마 조성물은 NP8030(1:30 희석비)(니타 하스 인크.(Nitta Haas Inc.)로부터 상용으로 입수가능함)였다. 연마 실시예 P1-P3 각각에서, 실리콘 웨이퍼의 전면을 언급한 조건 하에서 오(5) 분간 연마했다. 이어서, 각각의 실리콘 웨이퍼의 연마된 전면에 대해, 히타치 하이 테크놀로지스 코포레이션(Hitachi High Technologies Corporation)으로부터 입수가능한 LS6600 패터닝되지 않은(unpatterned) 웨이퍼 검사 시스템을 사용하여 헤이즈를 분석했다. 결과를 표 5에 제공한다.
Figure pat00006
비교용 연마 실시예 PA1 - PA2 및 연마 실시예 P4 - P9
SPP800S(오카모토(Okamoto)) 연마기--800 mm 플래튼 크기; 300 mm 웨이퍼 크기.
이 연마 실험은 0.5 중량%의 플루오르화수소산 용액에서 90 초 동안 사전식각한 300 mm Si(100) 웨이퍼를 사용하고, 800 mm 플래튼 연마기(SPP800S 오카모토) 및 표 6에서 확인되는 연마층을 사용하고, 9.8 kPa의 하강력, 1 L/분의 화학적 기계적 연마 조성물 유량, 40 rmp의 테이블 회전 속도 및 39 rpm의 캐리어 회전 속도로 수행했다. 사용된 화학적 기계적 연마 조성물은 NP8030(1:30 희석비)(니타 하스 인크.로부터 상용으로 입수가능함)였다. 비교용 연마 실시예 PA1-PA2 및 연마 실시예 P4-P9 각각에서, 실리콘 웨이퍼의 전면을 언급한 조건 하에서 오(5) 분간 연마했다. 이어서, 각각의 실리콘 웨이퍼의 연마된 전면에 대해, 히타치 하이 테크놀로지스 코포레이션으로부터 입수가능한 LS6600 패터닝되지 않은 웨이퍼 검사 시스템을 사용하여 헤이즈를 분석했다. 결과를 표 7에 제공한다.
Figure pat00007
Figure pat00008

Claims (10)

  1. 표면을 갖는 실리콘 웨이퍼를 제공하는 단계;
    화학적 기계적 연마 패드를 제공하는 단계
    (여기서, 화학적 기계적 연마 패드는 원료 성분의 반응 생성물인 연마층을 포함하고,
    원료 성분은 다관능성 이소시아네이트 및 경화제 패키지를 포함하고,
    경화제 패키지는
    5 중량% 이상의 아민 개시된 폴리올 경화제(여기서, 아민 개시된 폴리올 경화제는 분자당 하나 이상의 질소 원자를 함유하고, 아민 개시된 폴리올 경화제는 분자당 평균 3 개 이상의 히드록실기를 가짐);
    25 내지 95 중량%의 고분자량 폴리올 경화제(여기서, 고분자량 폴리올 경화제는 수평균 분자량 MN이 2,500 내지 100,000이고, 고분자량 폴리올 경화제는 분자당 평균 3 내지 10 개의 히드록실기를 가짐); 및
    0 내지 70 중량%의 이관능성 경화제
    를 포함하고,
    연마층은 0.4 g/㎤ 초과의 밀도; 5 내지 40의 쇼어 D 경도; 100 내지 450 %의 파괴점 신장률; 및 25 내지 150 ㎛/hr의 절삭 속도를 나타내고, 연마층은 실리콘 웨이퍼를 연마하도록 구성된 연마 표면을 가짐); 및
    연마층의 연마 표면과 실리콘 웨이퍼의 표면 간의 동적 접촉을 생성하는 단계(여기서, 실리콘 웨이퍼의 표면이 연마됨)
    를 포함하는, 실리콘 웨이퍼의 연마 방법.
  2. 제1항에 있어서, 실리콘 웨이퍼의 표면이 전면이고, 실리콘 웨이퍼의 전면을 0.075 ppm 미만의 헤이즈로 헤이즈 프리 연마하는, 실리콘 웨이퍼의 연마 방법.
  3. 제2항에 있어서, 다관능성 이소시아네이트 중의 미반응 이소시아네이트기에 대한 경화제 패키지 중의 반응성 수소기의 화학양론적 비가 0.85 내지 1.15인, 실리콘 웨이퍼의 연마 방법.
  4. 제2항에 있어서, 다관능성 이소시아네이트가 지방족 다관능성 이소시아네이트, 방향족 다관능성 이소시아네이트 및 그의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는, 실리콘 웨이퍼의 연마 방법.
  5. 제4항에 있어서, 이관능성 경화제가 디올 경화제 및 디아민 경화제로 이루어지는 군으로부터 선택되는, 실리콘 웨이퍼의 연마 방법.
  6. 제4항에 있어서, 다관능성 이소시아네이트가 2 내지 12 중량%의 미반응 NCO기를 갖는 이소시아네이트-말단 우레탄 예비중합체인, 실리콘 웨이퍼의 연마 방법.
  7. 제6항에 있어서, 경화제 패키지가
    5 내지 20 중량%의 아민 개시된 폴리올 경화제(여기서, 아민 개시된 폴리올 경화제는 분자당 2 개의 질소 원자를 함유하고, 아민 개시된 폴리올 경화제는 분자당 평균 4 개의 히드록실기를 가지고, 아민 개시된 폴리올 경화제는 수평균 분자량 MN이 200 내지 400임);
    50 내지 75 중량%의 고분자량 폴리올 경화제(여기서, 고분자량 폴리올 경화제는 수평균 분자량 MN이 10,000 내지 12,000이고, 고분자량 폴리올 경화제는 분자당 평균 6 개의 히드록실기를 가짐);
    10 내지 30 중량%의 이관능성 경화제(여기서, 이관능성 경화제는 4,4'-메틸렌-비스-(2-클로로아닐린)(MBOCA), 4,4'-메틸렌-비스-(3-클로로-2,6-디에틸아닐린)(MCDEA) 및 그의 이성질체로 이루어지는 군으로부터 선택되는 디아민 경화제임)
    를 포함하고,
    다관능성 이소시아네이트 중의 미반응 이소시아네이트기에 대한 경화제 패키지 중의 반응성 수소기의 화학양론적 비는 0.95 내지 1.05이고;
    연마층은 0.65 내지 0.85 g/㎤의 밀도; 10 내지 40의 쇼어 D 경도; 150 내지 350 %의 파괴점 신장률; 및 30 내지 60 ㎛/hr의 절삭 속도를 나타내는,
    실리콘 웨이퍼의 연마 방법.
  8. 제7항에 있어서, 이소시아네이트-말단 우레탄 예비중합체가 5 내지 7 중량%의 미반응 NCO기를 가지고, 이소시아네이트-말단 우레탄 예비중합체가 400 내지 2,500의 수평균 분자량 MN을 나타내는, 실리콘 웨이퍼의 연마 방법.
  9. 제8항에 있어서, 연마층이 그 안에 형성된 나선형 홈 패턴을 갖는, 실리콘 웨이퍼의 연마 방법.
  10. 제9항에 있어서, 홈이 파진 원주 부분이 연마 표면의 외측 둘레로부터 연마 표면의 중심까지 대부분의 거리를 연장한 영역에서, 연마층의 반경의 함수로서, 그의 평균값의 10 % 내에 있는, 실리콘 웨이퍼의 연마 방법.
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