KR20150055048A - 연마 패드 - Google Patents

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KR20150055048A
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겐지 나카무라
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도요 고무 고교 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은, 연마 대상물 표면에 스크래치를 생기게 하여 어려운 연마 패드를 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명의 연마 패드는, 연마 영역 및 광투과 영역을 가지는 연마층을 구비하고 있고, 상기 광투과 영역은, 패드 표면측에 위치하는 표층과, 표층의 아래에 적층된 적어도 1층의 연질층을 포함하고, 연질층은 표층보다 경도가 낮은 것을 특징으로 한다.

Description

연마 패드{POLISHING PAD}
본 발명은, 웨이퍼 표면의 요철을 케미컬 메카니컬 폴리싱(Chemical Mechanical Polishing)(CMP)으로 평탄화할 때 사용되는 연마 패드에 관한 것이며, 상세하게는, 연마 상황 등을 광학적 수단에 의해 검지하기 위한 창(광투과 영역)을 가지는 연마 패드, 및 상기 연마 패드를 사용한 반도체 디바이스의 제조 방법에 관한 것이다.
반도체 장치를 제조할 때는, 웨이퍼 표면에 도전성 막을 형성하고, 포토리소그래피, 에칭 등을 행함으로써 배선층을 형성하는 공정이나, 배선층 상에 층간 절연막을 형성하는 공정 등이 행해지고, 이들 공정에 의해 웨이퍼 표면에 금속 등의 도전체나 절연체로 이루어지는 요철이 생긴다. 최근, 반도체 집적 회로의 고밀도화를 목적으로 하여 배선의 미세화나 다층 배선화가 진행되고 있으며, 이에 따라, 웨이퍼 표면의 요철을 평탄화하는 기술이 중요해지고 있다.
웨이퍼 표면의 요철을 평탄화하는 방법으로서는, 일반적으로 CMP법이 채용되고 있다. CMP는, 웨이퍼의 피연마면을 연마 패드의 연마면에 가압한 상태에서, 연마재가 분산된 슬러리상(狀)의 연마제(이하, 슬러리라고 함)를 사용하여 연마하는 기술이다.
CMP에서 일반적으로 사용하는 연마 장치는, 예를 들면, 도 1에 나타낸 바와 같이, 연마 패드(1)를 지지하는 연마 정반(2)과, 연마 대상물(웨이퍼)(4)을 지지하는 지지대(폴리싱 헤드)(5)와 웨이퍼의 균일 가압을 행하기 위한 백킹재(backing material)와, 연마제의 공급 기구를 구비하고 있다. 연마 패드(1)는, 예를 들면, 양면 테이프로 접착함으로써, 연마 정반(2)에 장착된다. 연마 정반(2)과 지지대(5)는, 각각에 지지된 연마 패드(1)와 연마 대상물(4)이 대향하도록 배치되고, 각각에 회전축(6, 7)을 구비하고 있다. 또한, 지지대(5)에는, 연마 대상물(4)을 연마 패드(1)에 가압하기 위한 가압 기구(機構)가 설치되어 있다.
이와 같은 CMP를 행하는데 있어서, 웨이퍼 표면의 평탄도의 판정의 문제가 있다. 즉, 희망하는 표면 특성이나 평면 상태에 도달한 시점을 검지할 필요가 있다. 종래, 산화막의 막 두께나 연마 속도 등에 관해서는, 테스트 웨이퍼를 정기적으로 처리하고, 결과를 확인하고 나서 제품이 될 웨이퍼를 연마 처리하는 것이 행해져 왔다.
그러나, 이 방법에서는, 테스트 웨이퍼를 처리하는 시간과 비용이 낭비되고, 또한, 사전에 가공이 전혀 행해져 있지 않은 테스트 웨이퍼와 제품 웨이퍼에서는, CMP 특유의 로딩 효과에 의해, 연마 결과가 상이하고, 제품 웨이퍼를 실제로 가공해 보지 않으면, 가공 결과의 정확한 예상이 곤란하다.
이에 따라, 최근에는 상기한 문제점을 해소하기 위하여, CMP 프로세스 시에, 그 자리에서, 희망하는 표면 특성이나 두께를 얻은 시점을 검출할 수 있는 방법이 요망되고 있다. 이와 같은 검지에 대해서는, 다양한 방법이 사용되고 있지만, 측정 정밀도나 비접촉 측정에서의 공간 분해능의 면에서, 회전 정반 내에 레이저광에 의한 막후(膜厚) 모니터 기구를 내장한 광학적 검지 방법이 주로 사용되고 있다.
상기 광학적 검지 수단은, 구체적으로는 광 빔을 창(광투과 영역)을 통과하게 하고 연마 패드를 넘어 웨이퍼에 조사하여, 그 반사에 의해 발생하는 간섭 신호를 모니터링함으로써 연마의 종점을 검지하는 방법이다.
창을 가지는 연마 패드로서는, 예를 들면, 2장 이상의 투명 재료가 적층된 창을 가지는 연마체로서, 연마 대상물 측의 투명 재료의 압축 탄성률이, 연마 대상물 측의 반대측의 투명 재료의 압축 탄성률보다 작은 것을 특징으로 하는 연마체가 개시되어 있다(특허 문헌 1).
또한, 연마층과 투광창 부재를 가지는 연마 패드로서, 적어도 투광창 부재의 연마면 측의 최표층(最表層)이 마이크로 고무 A 경도 60도 이하의 연질 투광층에 의해 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 연마 패드가 개시되어 있다(특허 문헌 2).
또한, 연마층과 투광창 부재를 가지는 연마 패드로서, 상기 투광창 부재는 마이크로 고무 A 경도 60도 이하의 연질 투광층과 마이크로 고무 A 경도 80도 이상의 경질 투광층이 적어도 적층되고, 또한 상기 연질 투광층은 연마면 측의 최표층에 위치하는 것을 특징으로 하는 연마 패드가 개시되어 있다(특허 문헌 3).
또한, 연마 영역 및 광투과 영역을 가지는 연마 패드에 있어서, 상기 광투과 영역은, 패드 표면측에 위치하는 초연질층과 패드 이면측(裏面側)에 위치하는 연질층이 적층된 것이며, 상기 초연질층의 아스카 A 경도는 25∼55 도이며, 상기 연질층의 아스카 A 경도는 30∼75 도이며, 또한 상기 연질층의 아스카 A 경도는 초연질층의 아스카 A 경도보다 큰 것을 특징으로 하는 연마 패드가 개시되어 있다(특허 문헌 4).
상기 특허 문헌 1∼4에 기재된 연마 패드는, 창의 최표층에 연질 재료를 사용하고 있으므로, 스크래치의 발생을 어느 정도 억제할 수 있지만, 충분하다고는 할 수 없다.
일본공개특허 제2001-162520호 공보 일본공개특허 제2003-285258호 공보 일본공개특허 제2003-285259호 공보 일본공개특허 제2005-322788호 공보
본 발명은, 연마 대상물 표면에 스크래치를 생기게 하기 어려운 연마 패드를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자는, 상기 문제점을 해결하기 위해 예의(銳意) 검토를 거듭한 결과, 이하에 나타내는 연마 패드에 의해 상기 목적을 달성할 수 있는 것을 발견하고 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
즉 본 발명은, 연마 영역 및 광투과 영역을 가지는 연마층을 구비한 연마 패드에 있어서, 상기 광투과 영역은, 패드 표면측에 위치하는 표층과, 표층의 아래에 적층된 적어도 1층의 연질층을 포함하고, 연질층은 표층보다 경도가 낮은 것을 특징으로 하는 연마 패드에 관한 것이다
본 발명과 같이, 광투과 영역의 표층의 아래에, 표층보다 경도가 낮은 연질층을 적층함으로써, 연마 대상물 표면과 광투과 영역의 표층이 연마 작업중에 접촉했을 때, 광투과 영역에 쿠션성을 부여할 수 있다. 이에 따라, 연마 대상물 표면에 스크래치가 쉽게 생기지 않게 된다. 종래와 같이 광투과 영역의 표층을 지나치게 연질로 하면, 표층의 표면에 슬러리 중의 연마 입자가 박히기 쉽고, 박힌 연마 입자에 의해 연마 대상물 표면에 스크래치가 생기기 쉽게 된다. 본 발명은, 종래와 같이 광투과 영역의 표층을 연질로 하지 않고, 광투과 영역에 쿠션성을 부여함으로써 스크래치의 문제점을 해결했다.
표층의 아스카 A 경도는 35∼80 도이며, 연질층의 아스카 A 경도는 30∼60 도인 것이 바람직하다. 표층의 아스카 A 경도가 35도 미만인 경우는, 지나치게 연질이므로 표층의 표면에 슬러리 중의 연마 입자가 박히기 쉽고, 박힌 연마 입자에 의해 연마 대상물 표면에 스크래치가 생기기 쉽게 되는 경향이 있다. 한편, 표층의 아스카 A 경도가 80도를 초과하는 경우에는, 연마 대상물 표면에 스크래치가 생기기 쉽고, 또한 표층의 표면에 손상을 입히기 쉬워 투명성이 저하되고, 연마의 광학 종점 검지 정밀도가 저하되는 경향이 있다. 또한, 연질층의 아스카 A 경도가 30도 미만인 경우에는, 광투과 영역 전체의 강성(剛性)이 불충분해지는 경향이 있다. 한편, 연질층의 아스카 A 경도가 60도를 초과하는 경우에는, 광투과 영역의 쿠션성이 저하되므로, 연마 대상물 표면에 스크래치가 생기기 쉽게 되는 경향이 있다.
표층의 아스카 A 경도와 연질층의 아스카 A 경도와의 차이는 5도 이상인 것이 바람직하다. 아스카 A 경도의 차이가 5도 미만인 경우에는, 연마 작업중에 광투과 영역의 형상 안정성이 저하되고, 박리나 누수(漏水) 등의 문제점이 발생할 우려가 있다.
연질층은 1층이며, 광투과 영역은 표층과 연질층의 2층 구조인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은, 상기 연마 패드를 사용하여 반도체 웨이퍼의 표면을 연마하는 공정을 포함하는 반도체 디바이스의 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명의 연마 패드는, 상기 구조의 광투과 영역을 가지므로, 연마 대상물 표면에 스크래치를 생기게 하기 어렵다.
도 1은 CMP 연마에서 사용하는 연마 장치의 일례를 나타낸 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 연마 패드의 구조의 일례를 나타낸 개략 단면도이다.
도 3은 본 발명의 연마 패드의 구조의 다른 일례를 나타낸 개략 단면도이다.
본 발명의 연마 패드는, 연마층만이라도 되고, 연마층과 다른 층(예를 들면, 쿠션층, 접착제층, 및 지지 필름 등)과의 적층체라도 된다.
도 2는, 본 발명의 연마 패드의 구조의 일례를 나타낸 개략 단면도이다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 연마 패드(1)는, 연마 영역(8), 쿠션층(11), 및 투명 지지 필름(12)이 상기 순서로 적층되어 있고, 연마 영역(8) 및 쿠션층(11)을 통과하는 개구부(10) 내에 또한 투명 지지 필름(12) 상에 광투과 영역(9)(표층(9a), 연질층(9b))이 설치되어 있다.
도 3은, 본 발명의 연마 패드의 구조의 다른 일례를 나타낸 개략 단면도이다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 연마 패드(1)는, 연마 영역(8) 및 광투과 영역(9)(표층(9a), 연질층(9b))을 가지는 연마층과, 관통공(15)을 가지는 쿠션층(11)이, 상기 광투과 영역(9)과 상기 관통공(15)이 중첩되도록 양면 접착 시트(13)를 통하여 적층되어 있다.
광투과 영역(9)은, 패드 표면측에 위치하는 표층(9a)과, 표층(9a)의 아래에 적층된 적어도 1층의 연질층(9b)을 포함하고, 연질층(9b)은 표층(9a)보다 경도가 낮다. 연질층(9b)은 경도가 상이한 층을 2층 이상 적층한 것이라도 되지만, 통상은 1층이다.
표층의 아스카 A 경도는 35∼80 도인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 50∼75 도이다. 연질층의 아스카 A 경도는 30∼60 도인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 30∼50 도이다.
또한, 표층의 아스카 A 경도와 연질층의 아스카 A 경도와의 차이는 5도 이상인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 10도 이상이며, 더욱 바람직하게는 20도 이상이다.
표층 및 연질층의 형성 재료는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 폴리우레탄 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리아미드 수지, 아크릴 수지, 폴리카보네이트 수지, 할로겐계 수지(폴리염화 비닐, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리불화 비닐리덴 등), 폴리스티렌, 올레핀계 수지(폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등), 및 에폭시 수지 등이 있다. 이들 수지는 단독으로 사용할 수도 있고, 2종 이상을 병용할 수도 있다. 이들 중에서, 폴리우레탄 수지는, 내마모성이 높고, 연마 중의 드레싱 자국에 의한 광투과 영역의 광 산란을 억제할 수 있으므로, 바람직한 재료이다.
폴리우레탄 수지는, 유기 이소시아네이트, 폴리올(고분자량 폴리올, 저분자량 폴리올), 및 쇄 연장제 등으로 이루어진다.
유기 이소시아네이트로서는, 2,4-톨루엔 디이소시아네이트, 2,6-톨루엔 디이소시아네이트, 2,2'-디페닐메탄 디이소시아네이트, 2,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트, 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트, 1,5-나프탈렌 디이소시아네이트, p-페닐렌 디이소시아네이트, m-페닐렌 디이소시아네이트, p-크실렌 디이소시아네이트, m-크실렌 디이소시아네이트, 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 1,4-시클로헥산 디이소시아네이트, 4,4'-디시클로헥실메탄 디이소시아네이트, 이소포론 디이소시아네이트 등을 예로 들 수 있다. 이들은 단독으로 사용할 수도 있고, 2종 이상을 병용할 수도 있다.
유기 이소시아네이트로서는, 상기 디이소시아네이트 화합물 외에, 3관능 이상의 다관능성 폴리이소시아네이트 화합물도 사용 가능하다. 다관능성의 이소시아네이트 화합물로서는, 데스모듈 N(바이엘사 제조)나 상품명 듀라네이트(아사히화성공업사 제조)로서 일련의 디이소시아네이트 어덕트(adduct)체 화합물이 시판되고 있다. 이들 3관능 이상의 폴리이소시아네이트 화합물은, 단독으로 사용하면 프리폴리머 합성에 있어서, 겔화되기 쉽기 때문에, 디이소시아네이트 화합물에 첨가하여 사용하는 것이 바람직하다.
고분자량 폴리올로서는, 폴리테트라메틸렌에테르글리콜로 대표되는 폴리에테르폴리올, 폴리부틸렌아디페이트로 대표되는 폴리에스테르폴리올, 폴리카프로락톤폴리올, 폴리카프로락톤과 같은 폴리에스테르글리콜과 알킬렌카보네이트와의 반응물 등으로 예시되는 폴리에스테르폴리카보네이트폴리올, 에틸렌카보네이트를 다가 알코올과 반응시키고, 이어서, 얻어진 반응 혼합물을 유기 디카르본산과 반응시킨 폴리에스테르폴리카보네이트폴리올, 및 폴리하이드록실 화합물과 아릴카보네이트와의 에스테르 교환 반응에 의해 얻어지는 폴리카보네이트폴리올 등을 예로 들 수 있다. 이들은 단독으로 사용할 수도 있고, 2종 이상을 병용할 수도 있다.
또한, 폴리올로서 전술한 고분자량 폴리올 외에, 에틸렌글리콜, 1,2-프로필렌글리콜, 1,3-프로필렌글리콜, 1,4-부탄디올, 1,6-헥산디올, 네오펜틸글리콜, 1,4-시클로헥산디메탄올, 3-메틸-1,5-펜탄디올, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 1,4-비스(2-하이드록시에톡시)벤젠 등의 저분자량 폴리올을 병용할 수도 있다.
쇄 연장제로서는, 에틸렌글리콜, 1,2-프로필렌글리콜, 1,3-프로필렌글리콜, 1,4-부탄디올, 1,6-헥산디올, 네오펜틸글리콜, 1,4-시클로헥산디메탄올, 3-메틸-1,5-펜탄디올, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 1,4-비스(2-하이드록시에톡시)벤젠 등의 저분자량 폴리올류, 또는 2,4-톨루엔디아민, 2,6-톨루엔디아민, 3,5-디에틸-2,4-톨루엔디아민, 4,4'-디-sec-부틸-디아미노디페닐메탄, 4,4'-디아미노디페닐메탄, 3,3'-디클로로-4,4'-디아미노디페닐메탄, 2,2',3,3'-테트라클로로-4,4'-디아미노디페닐메탄, 4,4'-디아미노-3,3'-디에틸-5,5'-디메틸디페닐메탄, 3,3'-디에틸-4,4'-디아미노디페닐메탄, 4,4'-메틸렌-비스-메틸안트라닐레이트, 4,4'-메틸렌-비스-안트라닐산, 4,4'-디아미노디페닐술폰, N,N'-디-sec-부틸-p-페닐렌디아민, 4,4'-메틸렌-비스(3-클로로-2,6-디에틸아민), 3,3'-디클로로-4,4'-디아미노-5,5'-디에틸디페닐메탄, 1,2-비스(2-아미노페닐티오)에탄, 트리메틸렌글리콜-디-p-아미노벤조에이트, 3, 5-비스(메틸티오)-2,4-톨루엔디아민 등으로 예시되는 폴리아민류를 예로 들 수 있다. 이들은 1종으로 사용할 수도 있고, 2종 이상을 혼합해서 사용할 수도 있다.
상기 폴리우레탄 수지에서의 유기 이소시아네이트, 폴리올, 및 쇄 연장제의 비는, 각각의 분자량이나 이들로부터 제조되는 표층 및 연질층의 원하는 물성 등에 따라 적절하게 변경할 수 있다. 표층 및 연질층의 아스카 A 경도를 전술한 범위 내에 각각 조정하기 위해서는, 폴리올과 쇄 연장제의 합계 관능기(수산기＋아미노기)의 수에 대한 유기 이소시아네이트의 이소시아네이트 기의 수가 0.9∼1.2인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.95∼1.05이다.
표층 및 연질층의 아스카 A 경도를 전술한 범위 내에 각각 조정하기 위하여, 폴리우레탄 수지에는 가소제를 첨가하는 것이 바람직하다. 가소제는, 공지의 것을 특별히 제한하지 않고 사용 가능하다. 예를 들면, 프탈산 디메틸, 프탈산 디에틸, 프탈산 디부틸, 프탈산 디(2-에틸헥실), 프탈산 디노닐, 및 프탈산 디라우릴 등의 프탈산 디에스테르, 아디프산 디옥틸, 아디프산 디(2-에틸헥실), 아디프산 디이소노닐, 세바스산 디부틸, 세바스산 디옥틸, 및 세바스산 디(2-에틸헥실) 등의 지방족 이염기산 에스테르, 인산 트리크레실, 인산 트리(2-에틸헥실), 및 인산 트리(2-클로로프로필) 등의 인산 트리에스테르, 폴리에틸렌글리콜에스테르, 및 디에틸렌글리콜모노부틸에테르아세테이트 등의 글리콜에스테르, 에폭시화 대두유, 및 에폭시 지방산 에스테르 등의 에폭시 화합물 등이 있다. 이들 중에서, 폴리우레탄 수지나 슬러리와의 상용성(相溶性)의 관점에서, 글리콜에스테르계 가소제를 사용하는 것이 바람직하다.
폴리우레탄 수지는, 용융법, 용액법 등 공지의 우레탄화 기술을 응용하여 제조할 수 있지만, 비용, 작업 환경 등을 고려한 경우,용융법으로 제조하는 것이 바람직하다.
폴리우레탄 수지의 중합 수순으로서는, 프리폴리머법, 원샷법 중 어느 방법으로도 가능하지만, 높은 투명성을 확보하기 위해 사전에 유기 이소시아네이트와 폴리올로부터 이소시아네이트 말단 프리폴리머를 합성해 두고, 여기에 쇄 연장제를 반응시키는 프리폴리머법이 바람직하다. 프리폴리머법의 경우, 균일하게 분산시키기 위해, 가소제는 이소시아네이트 말단 프리폴리머에 첨가해 두는 것이 바람직하다.
표층과 연질층을 포함하는 광투과 영역의 제작 방법은 특별히 제한되지 않고, 공지의 방법에 의해 제작할 수 있다. 예를 들면, 1) 각각의 층을 형성하여 접착제 등으로 접합시키는 방법, 2) 연질층을 형성한 후에, 주형(注型) 성형에 의해 연질층 상에 표층을 형성하는 방법 등에 의해 제작할 수 있다.
광투과 영역의 형상 및 크기는 특별히 제한되는 것은 아니지만, 연마 영역의 개구부와 동일한 형상 및 크기로 하는 것이 바람직하다.
연질층의 두께는 표층의 두께의 0.5∼2 배인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 1∼1.5 배이다. 0.5배 미만인 경우는 광투과 영역에 충분한 쿠션성을 부여할 수 없고, 2배를 초과하는 경우에는 광투과 영역의 형상 안정성이 저하되는 경향이 있다.
연마 영역의 형성 재료는, 연마층의 재료로서 통상 사용되는 것을 특별히 제한없이 사용할 수 있지만, 미세 발포체를 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 폴리우레탄 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리아미드 수지, 아크릴 수지, 폴리카보네이트 수지, 할로겐계 수지(폴리염화 비닐, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리불화 비닐리덴 등), 폴리스티렌, 올레핀계 수지(폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등), 에폭시 수지, 및 감광성 수지 등이 있다. 이들은 단독으로 사용할 수도 있고, 2종 이상을 병용할 수도 있다. 그리고, 연마 영역의 형성 재료는, 광투과 영역과 동일한 조성이라도 되고 상이한 조성이라도 되지만, 광투과 영역에 사용되는 형성 재료와 동종의 재료를 사용하는 것이 바람직하다.
폴리우레탄 수지는 내마모성이 우수하고, 원료 조성을 다양하게 변경함으로써 원하는 물성을 가지는 폴리머를 용이하게 얻을 수 있으므로, 연마 영역의 형성 재료로서 특히 바람직한 재료이다.
폴리우레탄 수지는, 유기 이소시아네이트, 폴리올(고분자량 폴리올, 저분자량 폴리올), 및 쇄 연장제 등으로 이루어진다.
사용하는 유기 이소시아네이트는 특별히 제한되지 않으며, 전술한 유기 이소시아네이트를 예로 들 수 있다.
사용하는 폴리올은 특별히 제한되지 않고, 예를 들면, 전술한 폴리올이 있다. 그리고, 고분자량 폴리올의 수평균 분자량은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 얻어지는 폴리우레탄의 탄성 특성 등의 관점에서 500∼2000인 것이 바람직하다. 수평균 분자량이 500 미만이면, 이것을 사용한 폴리우레탄은 충분한 탄성 특성을 가지지 않고, 부수어지기 쉬운 폴리머로 된다. 이 때문에, 이 폴리우레탄으로부터 제조되는 연마 패드는 지나치게 경질이 되어 연마 대상물 표면의 스크래치의 원인으로 된다. 또한, 쉽게 마모되므로, 패드 수명의 관점에서도 바람직하지 않다. 한편, 수평균 분자량이 2000을 초과하면, 이것을 사용한 폴리우레탄은 연질이 되므로, 이 폴리우레탄으로부터 제조되는 연마 패드는 평탄화 특성이 뒤떨어지는 경향이 있다.
또한, 고분자량 폴리올과 저분자량 폴리올의 비는, 이들로부터 제조되는 연마 영역에 요구되는 특성에 따라 결정된다.
쇄 연장제로서는, 4,4'-메틸렌비스(o-클로로아닐린), 2,6-디클로로-p-페닐렌디아민, 4,4'-메틸렌비스(2,3-디클로로아닐린) 등으로 예시되는 폴리아민류, 또는 전술한 저분자량 폴리올을 예로 들 수 있다. 이들은 1종으로 사용할 수도 있고, 2종 이상을 병용할 수도 있다.
폴리우레탄 수지에서의 유기 이소시아네이트, 폴리올, 및 쇄 연장제의 비는, 각각의 분자량이나 이들로부터 제조되는 연마 영역의 원하는 물성 등에 의해 다양하게 변경할 수 있다. 연마 특성이 우수한 연마 영역을 얻기 위해서는, 폴리올과 쇄 연장제의 합계 관능기(수산기＋아미노기)의 수에 대한 유기 이소시아네이트의 이소시아네이트 기의 수는 0.95∼1.15인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.99∼1.10이다.
폴리우레탄 수지는, 전술한 방법과 동일한 방법에 의해 제조할 수 있다. 그리고, 필요에 따라 폴리우레탄 수지에 산화 방지제 등의 안정제, 계면활성제, 윤활제, 안료, 충전제, 대전(帶電) 방지제, 그 외의 첨가제를 첨가할 수도 있다.
폴리우레탄 수지를 미세 발포시키는 방법은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 중공(中空) 비즈(beads)를 첨가하는 방법, 기계적 발포법, 및 화학적 발포법 등에 의해 발포시키는 방법 등이 있다. 그리고, 각각의 방법을 병용할 수도 있지만, 특히 폴리알킬실록산과 폴리에테르와의 공중합체인 실리콘계 계면활성제를 사용한 기계적 발포법이 바람직하다. 상기 실리콘계 계면활성제로서는, SH-192, L-5340(도레이 다우코닝 실리콘사 제조) 등이 바람직한 화합물로서 예시된다.
미세 기포 타입의 폴리우레탄 발포체를 제조하는 방법의 예에 대하여 이하에서 설명한다. 전술한 폴리우레탄 발포체의 제조 방법은, 하기의 공정을 포함한다.
1) 이소시아네이트 말단 프리폴리머의 기포 분산액을 제작하는 발포 공정
이소시아네이트 말단 프리폴리머(제1 성분)에 실리콘계 계면활성제를 첨가하고, 비반응성 기체의 존재 하에서 교반하여, 비반응성 기체를 미세 기포로 만들어 분산시켜 기포 분산액으로 한다. 상기 프리폴리머가 상온에서 고체인 경우에는 적절한 온도에서 예열하고, 용융하여 사용한다.
2) 경화제(쇄 연장제) 혼합 공정
상기한 기포 분산액에 쇄 연장제(제2 성분)를 첨가하고, 혼합하고, 교반하여 발포 반응액으로 만든다.
3) 주형 공정
상기한 발포 반응액을 금형에 주입한다.
4) 경화 공정
금형에 주입된 발포 반응액을 가열하고, 반응 경화시킨다.
미세 기포를 형성하기 위해 사용되는 비반응성 기체는, 가연성이 아닌 것이 바람직하고, 구체적으로는 질소, 산소, 탄산 가스, 헬륨이나 아르곤 등의 희가스나 이들의 혼합 기체가 예시되며, 건조하여 수분을 제거한 공기의 사용이 비용면에서도 가장 바람직하다.
비반응성 기체를 미세 기포 상태로 하여 실리콘계 계면활성제를 포함하는 이소시아네이트 말단 프리폴리머에 분산시키는 교반 장치로서는, 공지의 교반 장치를 특별히 한정하지 않고 사용 가능하며, 구체적으로는 호모지나이저, 디졸버, 2축 유성형 믹서(planetary mixer) 등이 예시된다. 교반 장치의 교반 날개의 형상도 특별히 한정되지 않지만, 휘퍼(whipper)형의 교반 날개를 사용하면 미세 기포를 얻을 수 있으므로, 바람직하다.
그리고, 교반 공정에 있어서 기포 분산액을 제조하는 교반과 혼합 공정에서의 쇄 연장제를 첨가하여 혼합하는 교반은, 상이한 교반 장치를 사용하는 것도 바람직한 태양이다. 특히 혼합 공정에서의 교반은 기포를 형성하는 교반이 아니라도 되며, 큰 기포를 말려들게 하지 않는 교반 장치를 사용하는 것이 바람직하다. 이와 같은 교반 장치로서는, 유성형 믹서가 바람직하다. 교반 공정과 혼합 공정의 교반 장치를 동일한 교반 장치를 사용할 수도 있으며, 필요에 따라 교반 날개의 회전 속도를 조정하는 등의 교반 조건을 조정하여 사용하는 것도 바람직하다.
폴리우레탄 발포체의 제조 방법에 있어서는, 발포 반응액을 형에 주입하고 유동하지 않게 될 때까지 반응시킨 발포체를, 가열하고, 포스트큐어링하는 것은, 발포체의 물리적 특성을 향상시키는 효과가 있어, 극히 바람직하다. 금형에 발포 반응액을 주입하고 즉시 가열 오븐 중에 넣어 포스트큐어링을 행하는 조건이라도 되고, 이와 같은 조건 하에서도 반응 성분에 열이 바로 전달되지는 않기 때문에, 기포 직경이 커지지는 않는다. 경화 반응은, 상압(常壓)에서 행하면 기포 형상이 안정되므로, 바람직하다.
폴리우레탄 수지의 제조에 있어서, 제3급 아민계, 유기 주석계 등의 공지의 폴리우레탄 반응을 촉진하는 촉매를 사용할 수도 있다. 촉매의 종류, 첨가량은, 혼합 공정 후, 소정 형상의 형에 주입하는 유동 시간을 고려하여 선택한다.
폴리우레탄 발포체의 제조는, 용기에 각 성분을 계량하여 투입하고, 교반하는 배치(batch) 방식이라도 되고, 또한 교반 장치에 각각의 성분과 비반응성 기체를 연속적으로 공급하여 교반하고, 기포 분산액을 내보내어서 성형품을 제조하는 연속 생산 방식이라도 된다.
연마 영역은, 이상과 같이 하여 제작된 폴리우레탄 발포체를, 소정의 사이즈로 재단하여 제조된다.
연마 영역은, 연마 대상물과 접촉하는 표면에, 슬러리를 유지·갱신하기 위한 홈이 설치되어 있는 것이 바람직하다. 연마 영역은, 미세 발포체에 의해 형성되어 있으므로, 연마 표면에 많은 개구를 가지고, 슬러리를 유지하는 기능을 가지고 있지만, 슬러리의 유지성과 슬러리의 갱신을 더욱 효율적으로 행하기 위해, 또한 연마 대상물과의 흡착에 의한 연마 대상물의 파괴를 방지하기 위해서도 홈을 가지는 것이 바람직하다. 홈은, 슬러리를 유지·갱신하는 표면 형상이면 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, XY 격자홈, 동심원형 홈, 관통공, 관통되지 않는 구멍, 다각 기둥, 원기둥, 나선형 홈, 편심원형 홈, 방사형 홈, 및 이들 홈을 조합한 것을 예로 들 수 있다. 또한, 홈 피치, 홈 폭, 홈 깊이 등도 특별히 제한되지 않고 적절하게 선택되어 형성된다. 또한, 이들 홈은 일반적으로 규칙성이 있지만, 슬러리의 유지·갱신성을 바람직하게 하기 위해, 어느 범위마다 홈 피치, 홈 폭, 홈 깊이 등을 변화시키는 것도 가능하다.
연마 영역의 두께는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 0.8∼2.0 ㎜ 정도이다. 상기 두께의 연마 영역을 제작하는 방법으로서는, 상기 미세 발포체의 블록을 밴드 소(band saw) 방식이나 대패 방식의 슬라이서를 사용하여 소정 두께로 만드는 방법, 소정 두께의 캐비티를 가진 금형에 수지를 주입하여 경화시키는 방법, 및 코팅 기술이나 시트 성형 기술을 이용한 방법 등을 예로 들 수 있다.
쿠션층은, 연마 영역의 특성을 보충하는 것이다. 쿠션층은, CMP에 있어서, 트레이드오프(trade off)의 관계에 있는 플래너리티(planarity)와 유니포미티(uniformity)의 양자를 양립시키기 위해 필요한 것이다. 플래너리티란, 패턴 형성시에 발생하는 미소 요철이 있는 연마 대상물을 연마했을 때의 패턴부의 평탄성을 말하여, 유니포미티란, 연마 대상물 전체의 균일성을 말한다. 연마 영역의 특성에 의해, 플래너리티를 개선하고, 쿠션층의 특성에 의해 유니포미티를 개선한다. 본 발명의 연마 패드에 있어서는, 쿠션층은 연마 영역보다 연질인 것을 사용하는 것이 바람직하다.
쿠션층의 형성 재료는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 폴리에스테르 부직포, 나일론 부직포, 아크릴 부직포 등의 섬유 부직포, 폴리우레탄을 함침한 폴리에스테르 부직포와 같은 수지 함침 부직포, 폴리우레탄 폼, 폴리에틸렌 폼 등의 고분자 수지 발포체, 부타디엔 고무, 이소프렌 고무 등의 고무성 수지, 및 감광성 수지 등이 있다.
도 2의 투명 지지 필름(12)은, 투명성이 높은 수지 필름의 한쪽 면 또는 양면에 접착제층을 형성한 것이다. 수지 필름의 재료로서는, 예를 들면,폴리에틸렌 테레프탈레이트 등의 폴리에스테르; 폴리에틸렌; 폴리프로필렌; 폴리스티렌; 폴리이미드; 폴리비닐알코올; 폴리염화비닐; 폴리플루오로에틸렌 등의 불소 함유 수지; 나일론; 셀룰로오스; 폴리카보네이트 등의 범용 고성능 플라스틱; 폴리에테르이미드, 폴리에테르에테르케톤, 및 폴리에테르술폰 등의 특수 고성능 플라스틱 등이 있다. 접착제층의 조성으로서는, 예를 들면, 고무계 접착제나 아크릴계 접착제 등이 있다. 투명 지지 필름의 접착제층은, 상기 수지 필름을 쿠션층 또는 연마 정반에 접합시키기 위해, 및 광투과 영역을 상기 수지 필름에 접합시키기 위해 설치된다.
수지 필름의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 투명성 및 강도 등의 관점에서20∼200 ㎛ 정도인 것이 바람직하다.
투명 지지 필름(12)은, 적어도 개구부(10)를 완전히 막을 수 있는 크기를 가지는 것을 사용할 필요가 있으며, 통상은 쿠션층(11)과 동일한 크기를 가지는 것을 사용한다.
도 2의 연마 패드(1)의 제조 방법은 특별히 제한되지 않고 각종 방법을 고려할 수 있으며, 구체적인 예를 이하에서 설명한다.
케이스 1
연마 영역(8)과 쿠션층(11)을 접합하고, 그 후, 연마 영역(8) 및 쿠션층(11)을 관통하는 개구부(10)를 형성한다. 그 후, 쿠션층(11)의 한쪽 면에 투명 지지 필름(12)을 접합시킨다. 그 후, 개구부(10) 내에 또한 투명 지지 필름(12) 상에 광투과 영역(9)을 설치한다.
케이스 2
연마 영역(8)과 쿠션층(11)을 접합하고, 그 후, 연마 영역(8) 및 쿠션층(11)을 관통하는 개구부(10)를 형성한다. 그 후, 쿠션층(11)의 한쪽 면에 투명 지지 필름(12)을 접합시킨다. 그 후, 개구부(10) 내에 또한 투명 지지 필름(12) 상에 연질층(9b)를 설치한다. 그 후, 연질층(9b) 상에 표층 형성 조성물을 주입하고 경화시킴으로써 표층(9a)을 형성한다.
케이스 3
연마 영역(8)과 쿠션층(11)을 접합하고, 그 후, 연마 영역(8) 및 쿠션층(11)을 관통하는 개구부(10)을 형성한다. 그 후, 쿠션층(11)의 한쪽 면에 투명 지지 필름(12)를 접합시킨다. 그 후, 개구부(10) 내에 또한 투명 지지 필름(12) 상에 연질층 형성 조성물을 주입하고 경화시킴으로써 연질층(9b)을 형성한다. 그 후, 연질층(9b) 상에 표층 형성 조성물을 주입하고 경화시킴으로써 표층(9a)을 형성한다.
또한, 도 3의 연마 패드(1)의 제조 방법도 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, 관통공(14)이 설치된 연마 영역(8)과, 관통공(15)이 설치된 쿠션층(11)을, 관통공끼리 중첩되도록 양면 접착 시트(13)의 접착제층에 각각 접합하고, 그 후, 관통공(14) 내의 접착제층에 광투과 영역(9)을 접합함으로써 제조할 수 있다. 또한, 연질층 형성 조성물 및 표층 형성 조성물을 각각 주입하고 경화시켜 연질층(9b) 및 표층(9a)을 형성할 수도 있다. 쿠션층(11)의 연마 정반(플래튼(platen))과 접착하는 면에는 양면 테이프가 설치되어 있어도 된다.
연마 영역(8)과 쿠션층(11)을 접합한는 수단으로서는, 예를 들면, 연마 영역(8)과 쿠션층(11)의 사이에 양면 접착 시트(13)를 끼우고, 프레스하는 방법이 있다. 양면 접착 시트(13)는, 부직포나 필름 등의 기재(基材)의 양면에 접착제층을 형성한 일반적인 구성을 가지는 것이며, 일반적으로 양면 테이프로 불린다. 접착제층의 조성으로서는, 고무계 접착제나 아크릴계 접착제 등을 예로 들 수 있다. 금속 이온의 함유량을 고려하면, 아크릴계 접착제는 금속 이온 함유량이 적기 때문에 바람직하다. 또한, 연마 영역(8)과 쿠션층(11)은 조성이 상이한 경우도 있으므로, 양면 접착 시트(13)의 각 접착제층의 조성을 상이하게 하여, 각 층의 접착력을 적정화할 수도 있다.
개구부(10), 관통공(14) 및 관통공(15)을 형성하는 수단은 특별히 제한되는 것은 아니지만, 예를 들면, 절삭 공구로 프레스 또는 연삭하는 방법, 탄산 레이저 등의 레이저를 이용하는 방법, 관통공의 형상을 가진 금형에 원료를 주입하고 경화시켜 형성하는 방법 등이 있다. 그리고, 개구부(10), 관통공(14) 및 관통공(15)의 크기나 형상은 특별히 한정되지 않는다.
반도체 디바이스는, 상기 연마 패드를 사용하여 반도체 웨이퍼의 표면을 연마하는 공정을 거쳐 제조된다. 반도체 웨이퍼란, 일반적으로 실리콘 웨이퍼 상에 배선 금속 및 산화막을 적층한 것이다. 반도체 웨이퍼의 연마 방법, 연마 장치는 특별히 제한되지 않고, 예를 들면, 도 1에 나타낸 바와 같이 연마 패드(1)를 지지하는 연마 정반(2)과, 반도체 웨이퍼(4)를 지지하는 지지대(5)(폴리싱 헤드)와 웨이퍼로의 균일 가압을 행하기 위한 백킹재와, 연마제(3) 공급 기구를 구비한 연마 장치 등을 사용하여 행해진다. 연마 패드(1)는, 예를 들면, 양면 테이프로 접착함으로써, 연마 정반(2)에 장착된다. 연마 정반(2)과 지지대(5)는, 각각에 지지된 연마 패드(1)와 반도체 웨이퍼(4)가 대향하도록 배치되고, 각각에 회전축(6, 7)을 구비하고 있다. 또한, 지지대(5) 측에는, 반도체 웨이퍼(4)를 연마 패드(1)에 가압하기 위한 가압 기구가 설치되어 있다. 연마 시에는, 연마 정반(2)과 지지대(5)를 회전시키면서 반도체 웨이퍼(4)를 연마 패드(1)에 가압하고, 슬러리를 공급하면서 연마를 행한다. 슬러리의 유량, 연마 하중, 연마 정반 회전수, 및 웨이퍼 회전수는 특별히 제한되지 않고, 적절하게 조정하여 행한다.
이로써, 반도체 웨이퍼(4)의 표면의 돌출된 부분이 제거되어 평탄형으로 연마된다. 그 후, 다이싱(dicing), 본딩, 패키징 등에 의해 반도체 디바이스가 제조된다. 반도체 디바이스는, 연산 처리 장치나 메모리 등에 사용된다.
[실시예]
이하에서, 본 발명을 실시예에 따라 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예로 한정되는 것은 아니다.
[측정, 평가 방법]
(스크래치의 측정)
연마 장치로서 ARW-8C1A(MAT사 제조)를 사용하였고, 제작한 연마 패드를 사용하여, 스크래치의 평가를 행하였다. 연마 조건으로서는, 슬러리로서, 세리아(seria) 슬러리(히타치가세사 제조)를 연마 중에 유량 150 ml/min로 첨가하였다. 연마 하중은 350 g/cm2, 연마 정반 회전수는 65 rpm, 웨이퍼 회전수는 60 rpm으로 하였다. 전술한 조건 하에서 8 인치의 더미 웨이퍼를 4장 연마하고, 그 후, 두께 10000 Å의 열산화막을 퇴적시킨 8 인치의 웨이퍼를 1분간 연마하였다. 그리고, KLA 텐콜사에서 제조한 결함 평가 장치(Surfscan SP1)를 사용하여, 연마 후의 웨이퍼 상에 0.19㎛ 이상의 조흔(條痕)이 몇 개 있는지 측정하였다.
제조예 1
[광투과 영역 A의 제작]
70℃로 온도 조절한 이소시아네이트 말단 프리폴리머(일본폴리우레탄사 제조, 콜로네이트 4080, NCO 함유율: 3.0 중량%) 100 중량부를 감압 탱크에 계량하고, 감압(약 10 Torr)에 의해 프리폴리머 중에 잔존하고 있는 기체를 탈포시키고, 거기에 인산 트리(2-클로로프로필) 10 중량부를 가하여 균일하게 혼합하였다. 거기에 120℃에서 용해시킨 4,4'-메틸렌비스(o-클로로아닐린)(이하라케미컬사 제조, 이하라큐아민 MT) 8.6 중량부를 가하여, 하이브리드 믹서(키엔스사 제조)를 사용하여 약 1분간 교반하여 혼합물을 얻었다. 그리고, 상기 혼합물을 형에 주입하고, 100℃의 오븐 중에서 15시간 포스트큐어링을 행하여, 폴리우레탄 수지(가소제 함유량: 2.3 중량%)로 이루어지는 광투과 영역 표층(세로 60 ㎜, 가로 20 ㎜, 두께 1.2 ㎜, A 경도 75도)을 얻었다.
70℃로 온도 조절한 이소시아네이트 말단 프리폴리머(일본폴리우레탄사 제조, 콜로네이트 4080, NCO 함유율: 3.0 중량%) 100 중량부를 감압 탱크에 계량하고, 감압(약 10 Torr)에 의해 프리폴리머 중에 잔존하고 있는 기체를 탈포시키고, 거기에 인산 트리(2-클로로프로필) 70 중량부를 가하고 균일하게 혼합하였다. 거기에 120℃에서 용해시킨 4,4'-메틸렌비스(o-클로로아닐린)(이하라케미칼사 제조, 이하라큐아민 MT) 8.6 중량부를 가하여, 하이브리드 믹서(키엔스사 제조)를 사용하여 약 1분간 교반하여 혼합물을 얻었다. 그리고, 상기 혼합물을 형 내의 상기 광투과 영역 표층의 아래로 주입하고, 100℃의 오븐 중에서 8시간 포스트큐어링을 행하고, 상기 광투과 영역 표층의 아래에 폴리우레탄 수지(가소제 함유량: 39.2 중량%)로 이루어지는 제1 연질층(세로 60 ㎜, 가로 20 ㎜, 두께 0.8 ㎜, A 경도 32도)을 형성하여 광투과 영역 A를 제작하였다.
제조예 2∼9
[광투과 영역 B∼I의 제작]
인산 트리(2-클로로프로필)의 첨가량을 표 1에 기재된 것과 같이 변경한 점 이외에는 제조예 1과 동일한 방법에 의해 광투과 영역 B∼I를 제작하였다. 다만, 제조예 5에 있어서는, 제1 연질층(두께 0.4 ㎜)의 한쪽 면에 제2 연질층(두께 0.4 ㎜)을 더욱 적층하여 광투과 영역 E를 제작하였다.
실시예 1
[연마 영역의 제작]
반응 용기 내에, 폴리에테르계 프리폴리머(유니로얄사 제조, 아디프렌(ADIPRENE) L-325, NCO 농도: 2.22 meq/g) 100 중량부, 및 실리콘계 계면활성제(도레이 다우코닝 실리콘사 제조, SH-192) 3 중량부를 혼합하고, 온도를 80℃로 조정하였다. 교반 날개를 사용하여, 회전수 900 rpm으로 반응계 내에 기포를 받아들일 수 있도록 약 4분간 격룔하게 교반을 행하였다. 거기에 사전에 120℃에서 용융한 4,4'-메틸렌비스(o-클로로아닐린)(이하라케미컬사 제조, 이하라큐아민 MT) 26 중량부를 첨가하였다. 그 후, 약 1분간 교반을 계속하여 빵형의 오픈 몰드에 반응 용액을 주입하였다. 이 반응 용액의 유동성이 없어진 시점에서 오븐 내에 넣고, 110℃에서 6시간 포스트큐어링을 행하여, 폴리우레탄 발포체 블록을 얻었다. 이 폴리우레탄 발포체 블록을 밴드 소 타입의 슬라이서(펙켄사 제조)를 사용하여 슬라이스하고, 폴리우레탄 발포체 시트(평균 기포 직경 50㎛, 비중 0.86, D 경도 55도)를 얻었다. 다음으로, 이 시트를 버핑기(아미텍사 제조)를 사용하여, 소정 두께로 표면 버핑을 행하여, 두께 정밀도가 균일한 시트로 만들었다(두께: 2.0 ㎜). 이 버핑 처리를 행한 시트를 직경 61 cm으로 펀칭하고, 홈 가공기(도호강기사 제조)를 사용하여 표면에 홈 폭 0.40 ㎜, 홈 피치 3.1 ㎜, 홈 깊이 0.76 ㎜의 동심원형의 홈 가공을 행하였다. 이 시트의 홈 가공면과는 반대측의 면에 라미네이터를 사용하여, 양면 테이프(세키스이 화학공업사 제조, 더블택 테이프, 두께: 0.10 ㎜)를 접합하여 양면 테이프가 접착된 연마 영역을 제작하였다.
[연마 패드의 제작]
표면을 버핑 가공하고, 코로나 처리한 폴리에틸렌 폼(도레이사 제조, 도레이페프, 두께: 0.8 ㎜)으로 이루어지는 쿠션층을, 제작한 양면 테이프가 접착된 연마 영역의 접착면에 라미네이터를 사용하여 접합하여 연마 시트를 제작하였다. 다음으로, 연마 시트에 60 ㎜×20 ㎜의 크기의 개구부를 형성하였다. 그리고, 양면에 접착제층을 가지는 투명 지지 필름(기재: 폴리에틸렌테레프탈레이트, 두께: 50㎛)을 연마 시트의 쿠션층에 접합하여 적층체를 얻었다. 그 후, 상기 적층체의 개구부 내의 투명 지지 필름에 광투과 영역 A를 접착하여 도 2에 기재된 구조의 연마 패드를 제작하였다.
실시예 2
[연마 영역의 제작]
실시예 1과 동일한 방법으로 제작하였고, 홈 가공한 폴리우레탄 발포체 시트에, 60 ㎜×20 ㎜의 크기의 개구부를 형성하였다. 그 후, 이 시트의 홈 가공면과는 반대측의 면에 라미네이터를 사용하여, 양면 테이프(세키스이 화학공업사 제조, 더블택 테이프, 두께: 0.10 ㎜)를 접합시켰다. 그리고, 상기 개구부 내의 양면 테이프에 광투과 영역 B를 접착하여, 양면 테이프가 접착된 연마 영역을 제작하였다.
[연마 패드의 제작]
표면을 버핑 가공하고, 코로나 처리한 폴리에틸렌 폼(도레이사 제저, 도레이페프, 두께: 0.8 ㎜)으로 이루어지는 쿠션층을, 제작한 양면 테이프가 접착된 연마 영역의 접착면에 라미네이터를 사용하여 접합하여 연마 시트를 제작하였다. 다음으로, 양면에 접착제층을 가지는 투명 지지 필름(기재: 폴리에틸렌테레프탈레이트, 두께: 50㎛)을 연마 시트의 쿠션층에 접합하여 적층체를 얻었다. 그 후, 적층체의 쿠션층과 투명 지지 필름에만 60 ㎜×20 ㎜의 크기의 개구부를 형성하여, 도 3(투명 지지 필름은 도시하지 않음)에 기재된 구조의 연마 패드를 제작하였다.
실시예 3∼6, 비교예 1∼3
광투과 영역 A 대신, 광투과 영역 C∼I 중 어느 하나를 사용한 점 이외에는 실시예 1고 동일한 방법으로 연마 패드를 제작하였다.
[표 1]
Figure pct00001
[산업상 이용가능성]
본 발명의 연마 패드는 렌즈, 반사 미러 등의 광학 재료나 실리콘 웨이퍼, 알루미늄 기판, 및 일반적인 금속 연마 가공 등의 고도의 표면 평탄성이 요구되는 재료의 평탄화 가공을 안정적으로, 또한 높은 연마 효율로 행할 수 있다. 본 발명의 연마 패드는, 특히 실리콘 웨이퍼 및 그 위에 산화물층, 금속층 등이 형성된 디바이스를, 또한 이들 산화물층이나 금속층을 적층·형성하기 전에 평탄화하는 공정에 바람직하게 사용할 수 있다.
1: 연마 패드 2: 연마 정반(플래튼)
3: 연마제(슬러리) 4: 연마 대상물(반도체 웨이퍼)
5: 지지대(폴리싱 헤드) 6, 7: 회전축
8: 연마 영역 9: 광투과 영역
9a: 표층 9b: 연질층
10: 개구부 11: 쿠션층
12: 투명 지지 필름 13: 양면 접착 시트
14, 15: 관통공

Claims (5)

  1. 연마 영역 및 광투과 영역을 가지는 연마층을 구비한 연마 패드에 있어서,
    상기 광투과 영역은, 패드 표면측에 위치하는 표층(表層)과, 표층의 아래에 적층된 적어도 1층의 연질층을 포함하고, 연질층은 표층보다 경도가 낮은, 연마 패드.
  2. 제1항에 있어서,
    표층의 아스카 A 경도가 35∼80 도이며, 연질층의 아스카 A 경도가 30∼60 도인, 연마 패드.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    표층의 아스카 A 경도와 연질층의 아스카 A 경도의 차이가 5도 이상인, 연마 패드.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    연질층은 1층인, 연마 패드.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 연마 패드를 사용하여 반도체 웨이퍼의 표면을 연마하는 공정을 포함하는 반도체 디바이스의 제조 방법.
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