KR20210130629A - 돌출 구조를 가지는 화학 기계적 연마 패드 - Google Patents

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KR20210130629A
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Abstract

본 발명에 따른 연마 패드는 지지층과 상기 지지층 위에 배치된 돌출 패턴을 포함하고, 상기 돌출 패턴은 수평 돌출면과 수직 옆면을 포함할 수 있다. 또한, 상기 지지층은 제1 지지층과 제2 지지층을 포함하며, 상기 제1 지지층은 상기 제2 지지층 위에 배치될 수 있다. 이때, 상기 돌출 패턴의 수평방향 단면적의 돌출 방향을 따른 변화는 50% 이하일 수 있다.

Description

돌출 구조를 가지는 화학 기계적 연마 패드{Chemical-Mechanical Polishing Pad with Protruded Structures}
본 발명은 화학 기계적 연마에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 열적 안정성을 향상시키고 연마 표면의 거칠기의 균일성을 향상시키기 위한 돌출 구조물을 갖는 화학 기계적 연마 패드에 관한 것이다.
화학 기계적 연마(Chemical Mechanical Polishing, CMP)는 반도체 제조 공정 중에서, 평탄하지 않거나 파상적인(undulated) 웨이퍼 표면을 평탄하게 만들기 위하여 사용된다. 이러한 화학 기계적 연마(CMP) 공정은 마찰과 화학 에너지의 상호 작용을 통하여 표면의 결함은 최소화하면서, 웨이퍼(wafer) 표면 또는 가공 대상물의 표면을 원자 수준에서 평탄화한다. 가공 대상물이 연마 패드 위에서 아래 방향으로 압력을 받고, 연마 슬러리 (polishing slurry)이 공급되면서, 가공 대상물과 연마 패드간의 상대적 운동에 의해서 연마가 이루어진다. 이러한 화학 기계적 연마(CMP) 공정은 초 광역 집적회로(Ultra Large Scale Integration (ULSI))의 제조에 사용되고 있으며, 트랜지스터 요소 또는 다층 구조 연결선의 층간 절연 물질, 텅스텐이나 구리로 된 층간 연결선 등을 평탄화 하는데 필수적인 기술로 여겨진다.
도 1에 도시된 것과 같이, 일반적인 화학 기계적 연마(CMP) 공정은 연마 패드(1)을 압반(2; platen) 위에 부착하는 과정과, 연마 패드(1) 위에 연마 슬러리 (3; slurry)을 공급하는 과정과, 연마 패드(1)에 대하여 웨이퍼(wafer) 등의 가공 대상물(4)에 압력을 가하는 과정과, 연마 패드(1)과 가공 대상물(4) 사이에 상대적인 운동을 발생시키는 과정을 포함한다. 상기 연마 패드는 주로 폴리머(polymer) 물질로 만들어진 얇은 평면 형태의 연마 도구를 말한다. 웨이퍼(wafer)의 연마율을 전체적으로 균일하게 만들기 위해서, 도 1 에 도시된 바와 같이 연마 패드와 웨이퍼(wafer)는 서로에 대해 압력이 가해진 상태에서 서로 회전한다. 이때, 연마율은 연마 압력과 연마 패드-웨이퍼 사이의 상대속도의 곱(즉, 연마 압력×상대 속도)으로 결정될 수 있다. 다시 말해, 일단 연마 도구와 가공 대상물이 주어지면, 연마율은 연마 압력과 상대 속도에 의해서 결정된다. 화학 기계적 연마(CMP) 공정에서 요구되는 사항 중 하나는 연마의 안정성 또는 재현성이다. 연마의 안정성에 영향을 미치는 요인은 마찰열의 변화와 표면 상태의 변화 등을 포함한다.
마찰 마모로 인해 발생하는 마찰열은 연마에 중요한 영향을 미친다. 예를 들어, 연마 압력과 상대 속도가 일정하더라도 마찰열의 양은 연마 슬러리(slurry)나 연마 패드의 화학적, 기계적 그리고 열적 특성에 따라 변할 수 있다. 따라서, 마찰열은 연마율에 영향을 미친다. 그러므로, 압력과 상대 속도를 정밀하게 제어하면 연마의 안정성 또는 재현성을 일반적으로 향상시킴에도 불구하고, 소모재와 연마 조건의 변화에 의한 복잡한 환경, 심지어 공정 중에 일어나는 변화까지도 연마 안정성에 영향을 미치게 된다. 따라서, 화학 기계적 연마(CMP) 공정의 복잡한 요인을 엄격한 정밀도로 제어하는 것이, 안정되고 재현성 있는 연마 공정을 위해 중요하다.
그러나, 연마 공정이 진행됨에 따라, 연마 공정에서 발생하는 마찰열이 연마 장치에 축적되고, 공정 온도가 변화함에 따라, 연마 안정성과 재현성이 저하된다. 이와 같이, 연마의 안정성을 유지하기 위해서는 마찰열의 제어가 필수적이다. 종래 기술에 의한 일반적인 패드는 열전달 특성이 좋지 않은 폴리머 층으로 구성되어 있으므로 개선이 필요하다.
연마 안정성을 저하시키는 또다른 요인은 패드 표면의 균일도이다. 구체적으로, 연마율은 패드의 표면 거칠기에 비례한다. 그러나 연마 표면의 거칠기는 시간에 따라 변화한다. 이러한 문제를 극복하고 패드 표면을 복구하기 위해서, 일반적으로 다이아몬드 입자가 그 위에 도포된 컨디셔너 디스크(5; conditioner disc; 도 1 참조)와 같이 표면을 거칠게 하는 도구로 연마 패드를 문질러 준다. 다이아몬드 입자의 크기와 분포, 압력, 컨디셔닝(conditioning) 방법, 컨디셔닝(conditioning) 기구의 안정성 등의 여러가지 요인들이 컨디셔닝(conditioning) 결과를 결정하기 때문에, 연마 패드의 표면 상태를 균일하게 유지하는 것은 어렵다. 이러한 이유로, 종래 기술에 의한 일반적인 연마 패드의 표면 거칠기는 불안정하다.
미국특허출원공개 제2002/0037683호 (2002년 3월 28일 공개)
본 발명은 반도체 또는 광학 부품 제조 공정 (예를 들어 화학 기계적 연마(chemical-mechanical polishing), 기계 화학적 연마(mechano-chemical polishing, 및 마찰 화학적 연마 공정 (tribochemical polishing)) 중에 연마 도구로 사용되는 연마 패드의 설계와 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명은 향상된 열적 안정성을 제공할 수 있고, 연마 표면의 표면 거칠기를 보다 일정하게 유지할 수 있는 연마 패드를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 한 형태에 의한 연마 패드는, 지지층 및 그 지지층 위에 제공되는 돌출 패턴을 포함한다. 상기 돌출 패턴은 수평한 돌출면 및 수직한 옆면을 포함한다. 상기 지지층은 제1 지지층과 제2 지지층을 포함하고, 상기 제1 지지층은 상기 제2 지지층 위에 배치될 수 있다.
본 발명에는 다음 중 하나 혹은 그 이상이 개별적으로 또는 임의의 조합으로 포함될 수 있다. 상기 돌출 패턴의 수평방향 단면의 돌출 방향을 따른 변화는 50%이하일 수 있다. 상기 돌출면의 연마 패드 대비 면적비는 1% 이상이고 80% 이하일 수 있다. 상기 돌출 패턴은 서로 독립적으로 배치된 및/또는 서로 측방향으로 연결된 복수 개의 단위 패턴을 포함할 수 있다. 상기 연마 패드의 단위 면적 1 cm2 내의 상기 돌출면의 총 둘레 길이는 24cm 이상 2400cm 이하일 수 있다. 상기 돌출 패턴의 높이는 10㎛ 이상 1000㎛ 이하일 수 있다.
상기 지지층은, 상기 지지층을 복수 개의 구역으로 구획하는 그루브(groove)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 지지층은 제1 지지층에 형성된 제1 그루브를 포함하며, 상기 제1 그루브는 상기 지지층을 복수 개의 구역으로 구획할 수 있다. 상기 제1 그루브 밑에 있는 제1 지지층의 잔여 두께는 500㎛ 이하일 수 있다. 상기 지지층은 상기 제1 그루브 내에 형성된 제2 그루브를 포함할 수 있으며, 상기 제2 그루브의 폭은 상기 제1 그루브의 폭보다 좁게 형성될 수 있다.
상기 제1 지지층의 두께는 1500㎛ 이하이고, 상기 제2 지지층의 두께는 100㎛ 이상 3000㎛ 이하일 수 있다. 상기 제1 지지층은 제1 소재를 포함하고, 상기 제2 지지층은 제2 소재를 포함할 수 있다. 상기 제1 소재와 상기 제2 소재는 같은 소재이거나 혹은 서로 다른 소재일 수 있다. 상기 제1 소재의 경도(제1 경도)는 상기 제2 소재의 경도(제2 경도)보다 크거나 같을 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 돌출 패턴은 제1 소재를 포함하고, 상기 지지층은 제2 소재를 포함할 수 있다. 상기 제1 소재의 경도는 상기 제2 소재의 경도보다 크거나 같을 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 제2 지지층은 다공성을 가지는 폼(foam) 소재를 포함할 수 있다. 상기 폼(foam) 소재의 다공성은 1% 내지 70% 사이일 수 있다.
상기 제1 소재의 경도는 쇼어(Shore) 경도 30D 이상 80D 이하이고, 상기 제2소재의 경도는 쇼어(Shore) 경도 20A 이상 80A 이하일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 소재는 폴리 우레탄(polyurethane), 폴리부타디엔(polybutadiene), 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리옥시메틸렌(polyoxymethylene), 폴리아미드(polyamide), 에폭시(epoxy), 아크릴로 니트릴 부타디엔 스티렌 공중 합체(acrylonitrile butadiene styrene copolymer), 폴리아크릴레이트(polyacrylate), 폴리에테르이미드(polyetherimide), 아크릴레이트(acrylate), 폴리알킬렌(polyalkylene), 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리에스터(polyester), 천연고무(natural rubber), 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리이소프린(polyisoprene), 폴리알킬렌 옥사이드(polyalkylene oxide), 폴리에틸렌 옥사이드(polyethylene oxide), 폴리스티렌(polystyrene), 페놀 수지(phenolic resin), 아민(amine), 우레탄(urethane), 실리콘(silicone), 아크릴레이트(acrylate), 플루오린(fluorene), 페닐렌(phenylene), 피렌(pyrene), 아줄렌(azulene), 나프탈렌(naphthalene), 아세틸렌(acetylene), p-페닐렌 비닐렌(p-phenylene vinylene), 피롤(pyrrole), 카르바졸(carbazole), 인돌(indole), 아즈핀(azepine), 아닐린(aniline), 티오펜(thiophene), 3,4-에틸렌디옥시사이펜(3,4-ethylenedioxysiphen), 그리고p-페닐렌 설파이드(p-phenylene sulfide) 중에서 선택 될 수 있다.
단, 본 발명은 위에서 명시된 요소의 조합에 제한되지 않으며, 본 명세서에 기술된 요소들의 어떠한 조합으로도 구성될 수 있다. 본 명세서는 발명의 다른 형태도 기술한다.
본 발명에 의한 연마 패드는, 더 높은 연마율을 보여주면서 화학 기계적 연마(CMP) 공정 중 향상된 열적 안정성을 보일 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 연마 패드는 시간경과에 따른 연마 패드의 표면 거칠기의 변화를 최소화할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 연마 패드는 연마 공정의 안정성과 재현성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 상세한 설명에 사용된 도면을 보다 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위해 도면을 다음과 같이 간단히 설명하기로 한다.
도 1은 화학 기계적 연마 (Chemical Mechanical Polishing) 공정의 일반적인 셋업이 도시된 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 연마 패드가 도시된 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 돌출 패턴이 도시된 도면이다.
도 4는 대류 열전달 모델의 변수가 표시된 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 연마 패드의 돌출 패턴의 다양한 형태의 기하학적 형상에 따른 열전달량의 대표적인 모델링 결과가 표시된 도면이다.
도 6a, 도 6b, 도 7a, 및 도 7b는 본 발명의 실시예에 따른 돌출 패턴의 다양한 기하학적 형상이 도시된 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 다양한 연마 패드의 대표적인 제거율 실험 결과가 표시된 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 연마 패드와 종래 기술에 의한 통상적인 연마 패드를 사용했을 때의, 연마 공정 중의 온도 증가의 비교 결과가 표시된 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 연마 패드와 종래 기술의 통상적인 연마 패드 사이의 연마 효율성의 비교 결과가 표시된 도면이다.
상기 언급된 도면들은 실제 비율대로 도시된 것은 아니며, 본 발명의 기본적인 원리를 설명하는 여러가지 선호되는 특징을 다소 단순화하여 도시한 것임이 이해되어야 한다. 예를 들어, 구체적인 치수, 방향, 위치, 그리고 형태를 포함하는 본 발명의 구체적인 디자인 특징은 구체적으로 의도된 응용예, 그리고 사용 환경에 의해서 일부 결정될 것이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것을 달성하는 방법은 첨부 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 명세서에 기재된 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범위를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명의 권리범위는 청구항에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전반에 걸쳐 동일한 참조 부호는 동일한 구성 요소를 지칭한다.
따라서, 일부 실시예에서, 잘 알려진 공정 단계, 잘 알려진 구조 및 잘 알려진 기술은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예를 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 포함한다(comprises) 및/또는 포함하는(comprising)은 언급된 구성요소, 단계 및/또는 동작 이외의 하나 이상의 다른 구성요소, 단계 및/또는 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 의미로 사용한다. 그리고, "및/또는"은 언급된 요소들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
특별히 언급되거나 정황상 명확한 것이 아니라면, 본 명세서에 사용된 대략 또는 약(about)이라는 단어는 이 분야에서 통상 사용되는 일반적인 허용 범위로, 예를 들면 평균값의 표준 편차 2배 이내로, 이해된다. "약"은 언급된 값의 10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2%, 1%, 0.5%, 0.1%, 0.05%, 또는 0.01% 이내로 해석될 수 있다. 정황상 명확한 것이 아니면, 모든 여기에서 제공된 모든 수치들은 "약"이라는 단어에 의해 수식된다. 여기에서 사용된 용어들 "제1", "제2" 또는 그와 유사한 표현들은 같거나 유사한 구성요소들을 구분적으로 표현하기 위해서 사용되며, 순서를 의미하거나 복수임을 의미하는 것은 아니다.
본 발명은 화학 기계적 연마(CMP) 공정을 위한 연마 패드의 구성과 제조에 관한 것이다. 특히, 본 발명에 따른 연마 패드는 향상된 열적 특성을 가지며 화학 기계적 연마(Chemical Mechanical Polishing, CMP) 공정 중에 열적 안정성을 보다 용이하게 유지할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 연마 패드는 연마 시간에 따른 연마 패드의 표면 거칠기 변형을 최소화할 수 있으며, 따라서 연마 공정의 안정성 및 재현성을 향상시키는 등의 기술적인 장점을 보일 수 있다. 결과적으로, 웨이퍼(wafer) 평탄도가 더 안정적으로 얻어질 수 있다. 나아가서, 본 발명에 따른 연마 패드는 더 낮은 공정 온도로 인하여 수명이 연장되고, 교체 주기가 연장됨에 따라, 경제적인 장점을 제공할 수 있다. 연마 패드의 결함 또한 최소화될 수 있다. 도 5에 도시된 컨디셔닝 디스크(conditional disc)와 같은 컨디셔닝(conditioning) 도구는 화학 기계적 연마(CMP)의 구성에서 제거될 수 있으며, 이에 따라 화학 기계적 연마(CMP) 공정과 장치의 구성을 간략화 할 수 있다. 추가적으로, 본 발명에 따른 연마 패드는 더 안정적인 연마 온도를 유지함으로 인하여, 연마 슬러리(slurry)의 온도가 변하는 것을 방지할 수 있다. 연마 슬러리(slurry)의 온도가 변화하면 연마 슬러리(slurry)의 수소이온농도지수(pH)가 변할 수 있는데, 연마 슬러리(slurry)의 수소이온농도지수(pH)는 연마 슬러리(slurry) 내의 연마 입자들이 뭉쳐지는 것에 영향을 끼치므로, 연마 슬러리(slurry)의 온도 변화는 적은 것이 바람직하다.
연마 패드의 표면 온도를 일정하게 유지하기 위하여, 패드에서 발생하는 마찰열이 연마 슬러리(slurry)로 보다 신속히 전달될 수 있다. 마찰열을 연마 패드 위로 공급된 슬러리(slurry)로 보다 빠르게 전달시키기 위해서, 연마 패드 표면의 기하학적 형상은 대류 열전달을 증가시키는 방향으로 설계될 수 있다. 종래 기술에서의 통상적인 연마 패드의 연마 돌기는 컨디셔닝(conditioning)에 의해 원뿔 형태를 가지고 있으므로, 슬러리(slurry)가 통과할 수 있는 공간이 더 제한되고, 패드에서 마찰열이 발생하는 위치와 패드가 슬러리(slurry)와 접촉하는 위치 사이의 거리가 더 멀어지게 되므로, 열전달의 효율성이 상쇄되게 된다.
뉴턴의 냉각 법칙은 아래의 수학식 1과 같이 표현된다.
Figure pat00001
Q는 열전달량; h는 대류 열전달 계수; A는 열전달 면적; 그리고
Figure pat00002
는 온도 차이, 즉 공정 중의 연마 온도(T)와 외부 온도(T∞)의 차이이다. 외부 온도(T∞)는 연마 슬러리(slurry)의 온도를 의미한다. 공정 온도와 슬러리(slurry)의 온도 차이(
Figure pat00003
)는 대체로 10 내지 50Kelvin(K) 이고, 연마 패드의 설계 목적은 주어진 온도 차이(
Figure pat00004
)에서 열전달량(Q)을 극대화하는 것일 수 있다. 예를 들어, 대류 열전달 계수(h)를 증가시키거나, 패드 표면과 슬러리(slurry)사이의 접촉 면적(A)를 증가시킬 수 있다.
이때, 연마 슬러리(polishing slurry) 또는 슬러리(slurry)는, 연마 입자 및/또는 부식성의 화학물질이 액상(예를 들어, 물)에서 떠다니는 콜로이드(colloid)를 의미할 수 있다. 연마 입자로는 세륨 산화물(cerium oxide) 분말이 사용될 수 있다. 일반적인 연마 입자의 입자 크기는 약 1nm 내지 약 500nm일 수 있다. 그러나, 본 발명은 화학 기계적 연마(CMP) 공정에서 사용되는 슬러리(slurry)의 종류나 특성을 제한하는 것은 아니며, 본 발명에 따른 연마 패드는 해당 기술 분야에서 사용되는 어떠한 슬러리(slurry)와도 함께 사용될 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예들에 의한 연마 패드를 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대하여 설명한다.
도 2에는 본 발명의 일 실시예에 따른 연마 패드가 도시되어 있다. 또한, 도 3에는 본 발명의 일 실시예에 따른 연마 패드의 돌출 패턴이 도시되어 있다. 도 2 및 도 3에 따르면, 연마 패드(10)은 복수의 돌출 패턴(100)과 지지층(200)을 포함할 수 있다. 각각의 돌출 패턴(100)은 수평한 돌출면(120)과, 상기 돌출면(120)에 대해 상당히 직각을 이루며 세로 방향으로 직립 또는 직립에 가깝게 형성된 옆면(180)을 포함할 수 있다. 대류 열전달을 증가시키기 위해서, 예를 들어 옆면(180)의 표면적을 증가시킴으로써, 접촉 면적(수학식 1에서 A)을 증가시킬 수 있다.
각각의 돌출 패턴(100)에서의 대류 열전달은 아래의 수학식 2에 의해 계산될 수 있다.
Figure pat00005
m은
Figure pat00006
로 정의되는 핀(fin) 매개 변수; h는 대류 열전달 계수; P는 돌출면(120)의 둘레 길이; Ac는 돌출면(120)의 면적; k는 돌출 패턴의 소재의 대류 열전달 계수; Tb는 돌출면(120)의 온도; 그리고 T∞는 슬러리(slurry)의 온도를 의미한다. 상기 대류 열전달 모델의 변수는 도 4에 도시되어 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 돌출 패턴(100)이 지지층(200)으로부터 돌출된 돌출면(120)을 포함하기 때문에, 돌출면(120)에서 연마 공정 중에 발생하는 마찰열은 돌출 패턴(100)의 옆면(180)을 통해서 돌출 패턴(100)으로부터 슬러리(slurry)로 용이하게 전달되어 나갈 수 있어 열전달의 효율성이 증가될 수 있다.
도 5에는 본 발명의 일 실시예에 따른 연마 패드에서, 돌출 패턴들의 다양한 기하학적 형태에 따른 열전달량의 대표적인 모델링 결과값이 표시되어 있다. 보다 상세하게, 도 5에는 슬러리(slurry)의 대류 열전달 계수(h)가 0.8W/m2K, 돌출 패턴(100)의 열전달 계수(k)가 0.5W/m2K, 그리고 온도 차(
Figure pat00007
)가 50K인 경우에, 둘레 길이(P) 와 돌출면(120)의 높이(L)의 변화에 따른 열전달량(Q)의 모델링 결과를 나타낸다. 도 5를 참고하면, 돌출 패턴(100)의 둘레 길이(P)가 증가할수록 열전달량(Q)이 증가하고, 돌출 패턴(100)의 높이(L)가 증가할수록 열전달량(Q)이 증가한다. 따라서, 주어진 연마 패드 면적에서 열전달량을 증가시키기 위해서는, 돌출 패턴(100)의 둘레 길이(P)와 돌출 높이(L)를 증가시킬 수 있음을 보여준다. 도 5에 표시된 것처럼 높이(L)이 약 1000㎛를 초과하면 그 효과는 덜 두드러지기 때문에, 돌출 패턴(100)의 높이(L)은 약 1000㎛ 이하 약 10㎛ 이상으로 할 수 있다.
전술한 바와 같이, 전체적인 열저항은 대류 열저항에 의해 주로 결정되고, 대류 열저항은 슬러리(slurry)와 접촉하는 표면적이 증가함에 따라 감소하기 때문에, 열전달량(Q)은 대류 열전달이 발생하는 영역의 표면적을 증가시킴으로써 증가시킬 수 있다. 이에 따라, 돌출면(120)의 면적(Ac)이 결정되는 경우 둘레길이(P)를 증가시킴으로써 열전달량을 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 연마 패드(10)의 단위 면적 1cm2 내의 돌출면(120)의 총 둘레 길이는 약 24cm 이상이고 약 2400cm 이하일 수 있다.
연마 패드(10)의 단위 면적당 돌출면(120)의 둘레 길이를 증가시키기 위해서, 돌출 패턴(100)의 전체적인 크기를 감소시키거나, 및/또는 돌출 패턴(100)을 특정한 기하학적 형상으로 형성할 수 있다. 예를 들어, 돌출 패턴(100)은 삼각형, 사각형, 오각형 육각형 등과 같은 다각형을 포함할 수 있다. 돌출 패턴(100)은 또한 원형, 타원형, 또는 어떠한 자유 곡선 형상도 포함할 수 있다. 나아가, 돌출 패턴(100)은 두가지 혹은 그 이상의 형상들의 조합으로 이루어진 기하학적 형상을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 돌출 패턴(100)은 서로 이격되어 배치된 복수 개의 단위 패턴을 포함할 수 있다. 또는, 돌출 패턴(100)은 복수 개의 단위 패턴이 측방향으로 서로 연결되어 네트워크(network)를 이루는 형상을 포함할 수 있다.
도 2, 도 6a, 도 6b, 도 7a, 및 도 7b에는 다양한 기하학적 형상들로 형성된 돌출 패턴(100)이 도시되어 있다. 도 2에는 정사각형 형상으로 형성된 돌출 패턴(100)이 도시되어 있고, 도 6a에는 십자 모양의 패턴이 도시되어 있다. 또한, 도 6b에는 십자 모양과 정사각형이 혼합된 형태의 돌출 패턴이 도시되어 있다. 도6b에 도시되어 있는 바와 같이, 돌출 패턴(100)은 하나의 단위 패턴 내에서 높이가 균일하지 않고 국지적으로 변화하도록 형성될 수 있다. 일부 실시예에서, 도 7a 및 도 7b에 도시된 것과 같이, 동일한 기하학적 형상을 갖되 크기를 증가시키거나 감소시킴으로써 둘레 길이(P)를 조절할 수 있다. 본 발명에 따른 돌출 패턴(100)의 기하학적 형상은 위의 예시에 제한되지 않으며, 돌출 패턴(100)의 둘레 길이(P)를 증가시키거나 감소시키기 위해서 다양하게 변경될 수 있다. 돌출면(120)의 연마 패드(10)에 대한 면적 비율은 약 1%이상 약 80% 이하일 수 있다. 예를 들어, 돌출면(120)의 연마 패드(10)에 대한 면적 비율은 대략 1%, 5%, 10%, 15%, 20%, 25%, 30%, 35%, 40%, 45%, 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 또는 80% 일 수 있다. 여기에서, 돌출면(120)의 연마 패드(10)에 대한 면적비는 연마 패드(10)의 평면도 상에서 돌출면(120)의 전체 면적이 차지하는 비율을 의미한다. 이와 유사하게, 연마 패드(10)의 단위 면적 내에서 돌출면(120)이 차지하는 면적의 총합으로써 면적비를 계산할 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 도 2에 도시된 바와 같이, 지지층(200)은 제1 지지층(210)과 제2 지지층(220)을 포함할 수 있다. 연마 패드(10)이 평평하지 않고, 지지층(200)이 단단하고-뻣뻣한(rigid) 경우, 연마 패드(10)은 웨이퍼(wafer) 등의 가공 대상물에 대해 고르지 못한 연마 압력을 가할 수 있다. 연마 패드(10)이 가공 대상물에 고르지 못한 연마 압력을 가하는 것을 방지하고자, 제2 지지층(220)은 제1 지지층(210)보다 유연하거나 잘 휘는 소재로 만들어 질 수 있다. 다시 말해, 제1 지지층(210)은 제1소재를 포함할 수 있고, 제2 지지층(220)은 제2 소재를 포함할 수 있다. 제1 소재와 제2 소재는 서로 같거나, 또는 다를 수 있고, 제1 소재의 경도(hardness)는 제2 소재의 경도보다 높을 수 있다. 예를 들어, 제2 지지층(220)은 요구되는 경도 범위를 얻기 위해서 폼(foam) 소재를 포함할 수 있다. 폼(foam) 소재의 다공성은 약 1% 내지 약 80% 사이일 수 있다. 또는, 폼(foam) 소재의 다공성은 약 1% 내지 약 70% 사이일 수도 있다. 덜 단단하고-뻣뻣한 소재로 제2 지지층(220)을 형성함으로써 연마 패드(10) 전체에 걸쳐 연마 압력의 차이가 완화되고, 연마 공정의 균일도가 향상될 수 있다.
또는, 제1 지지층(210)과 제2 지지층(220)이 같은 소재로 만들어지되, 다른 경도를 갖도록 구성할 수 있다. 예를 들어, 같은 소재로 만들어진 제1 지지층(210)과 제2 지지층(220)은 서로 다른 다공성을 가지는 폼(foam) 소재를 포함할 수 있다. 또는, 제1 지지층(210)과 제2 지지층(220)은 소재의 경도를 변화시키기 위해서 서로 다른 첨가제를 포함할 수 있다. 제1 지지층(210)의 두께는 약 1500㎛ 이하일 수 있고, 제2 지지층(220)의 두께는 약 100㎛ 이상 약 3000㎛ 이하일 수 있다.
일부 실시예에서 지지층(200)은 하나의 층으로 형성될 수 있다. 그러한 실시예의 경우, 돌출 패턴(100)은 제1 소재를 포함할 수 있고, 지지층(200)은 제2 소재를 포함할 수 있다. 제1 소재와 제2 소재는 동일하거나 다를 수 있다. 특히, 제1 소재의 제1 경도는 제2 소재의 제2 경도보다 클 수 있다. 다시 말해, 연마 패드(10)이 가공 대상물에 보다 균일한 연마 압력을 가하도록 하기 위하여, 제2 소재의 경도는 제1 소재의 경도보다 작게 할 수 있다. 지지층(200)이 다른 첨가제 및/또는 구조로 인해서 작은 경도를 가질 경우, 돌출 패턴(100)의 제1 소재와 지지층(200)의 제2 소재는 동일할 수 있다.
슬러리(slurry)가 약 90 내지 99%의 물을 포함하므로, 슬러리(slurry)의 열적 특성은 물의 열적 특성과 유사하다고 할 수 있으며, 따라서 약 0.6W/mK의 열전도도를 갖는다고 할 수 있다. 그에 따라, 슬러리(slurry)의 열전도도는 비교적 낮으므로, 대류 열전달이 전도 열전달보다 지배적인 모드라고 할 수 있다. 대류 열전달은 유동의 유형(예: 층류 영역 또는 난류 영역)에 의해 영향을 받을 수 있으며, 강제 대류가 자연 대류보다 열전달을 보다 효과적으로 향상시킬 수 있다. 화학 기계적 연마(CMP) 공정은 회전하는 연마 패드와 웨이퍼(wafer)사이에 서로 압력이 가해진 상태에서 연마 패드와 웨이퍼(wafer) 사이의 상대적인 운동을 포함하므로, 슬러리(slurry)가 강제적으로 공급, 배출, 혼합, 교반될 수 있다. 이러한 슬러리(slurry)의 운동이 대류 열전달에 영향을 미칠 수 있다.
본 발명은 슬러리(slurry)가 연마 표면의 마이크로 구조물에 의해서 난류 상태로 운동하게 하는 연마 패드의 구조를 제공한다. 예를 들어, 연마 패드(10)은, 슬러리(slurry)가 구조물 주변으로 빠르게 움직이며 지나갈 수 있고, 따라서 슬러리(slurry)가 더 많은 마이크로 구조물과 접촉할 수 있게 함으로써 열전달을 보다 효율적으로 할 수 있도록 하는 구조물을 포함한다. 이에 따라, 슬러리(slurry)의 유동을 보다 효율적으로 조절하기 위해서 연마 패드 위에 적어도 한 개의 그루브(groove)가 형성될 수 있다.
도 2를 다시 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 연마 패드(10)은 슬러리(slurry)의 유동을 향상시키기 위해 지지층(200)에 그루브(groove)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 지지층(200)은 제1 그루브(230; groove)과 제2 그루브(240; groove)을 포함할 수 있다. 제1 그루브(230)은 지지층(200)을 복수 개의 영역으로 분할하기 위해서 제1 지지층(210)에 형성될 수 있다. 제2 그루브(240)은 슬러리(slurry)의 공급과 배출을 보다 용이하게 하기 위해서 제1 그루브(230) 내에 형성될 수 있다. 제2 그루브(240)의 폭은 제1 그루브(230)의 폭보다 좁게 형성될 수 있다. 예를 들어, 제2 그루브(240)의 폭은 약 0.1mm 내지 약 0.5mm (경계포함) 이거나 약 2mm 내지 약 5mm (경계포함) 일 수 있다. 제2 그루브(240)의 깊이는 제2 지지층(220) 두께의 약 1% 내지 약 99%으로 형성될 수 있다. 또는, 지지층(200)이 하나의 층으로 형성될 경우, 그루브는 지지층(200)의 하나의 층 내에 포함될 수 있다.
전술한 바와 같이, 제1 지지층(210)은 제1 소재를 포함할 수 있고, 제2 지지층(220)은 제2 소재를 포함할 수 있다. 제1 소재와 제2 소재는 동일하거나 또는 서로 다를 수 있다. 특히, 제1 소재의 경도는 제2 소재의 경도보다 크거나 같을 수 있다. 상대적으로 덜 단단하고 더 잘 휘는 제2 지지층(220)의 제2 소재로 인하여, 연마 패드의 고르지 못함 및/또는 두께의 변화 등에도 불구하고 가압하는 힘이 연마 패드 표면 전체적으로 더 고르게 분포되고, 이로 인해 웨이퍼(wafer)와 같은 가공 대상물이 더 고르게 (예를 들어, 보다 높은 평탄도로, 혹은 보다 높은 균일도로) 연마될 수 있다. 다시 말해서, 연마 패드(10)과 가공 대상물에 서로 압력이 가해질 때, 더 부드러운 제2 지지층(220)은 제1 지지층(210) 및/또는 돌출 패턴(100)이 가공 대상물의 표면 지형 또는 기하학적 형상을 더 잘 따르도록 만들 수 있다.
일부 실시예에서, 제1 지지층(210)은 제1 그루브(230)에 의해서 복수 개의 독립된 구역으로 구획될 수 있다. 제1 그루브(230)은 더 작은 분할 영역을 형성함으로써 제1 지지층(210)을 더 유연하게 움직이도록 할 수 있다. 제1 그루브(230)의 깊이는 제1 그루브(230) 밑에 있는 제1 지지층(210)의 잔여 두께가 약 500㎛ 이하가 되도록 결정될 수 있다. 제1 지지층(210)의 잔여 두께는 제2 지지층(220)의 상면과 제1 그루브(230)의 하면 사이의 거리로 결정될 수 있다. 일부 실시예에서, 제1 그루브(230) 밑에 있는 제1 지지층(210)의 잔여 두께는 0일 수 있고, 이는 제1 그루브(230)이 제1 지지층(210)의 전체 두께를 관통하여 형성된 것을 의미한다. 이러한 경우에는, 제1 지지층(210)이 여러 구역으로 완전히 독립적으로 구획될 수 있다.
일부 실시예에서, 제1 지지층(210)의 두께는 0이거나 0에 가까울 수 있다. 이러한 경우에, 돌출 패턴(100)은 실질적으로 제2 지지층(220)위에 배치될 수 있다. 제2 지지층(220) 또는 단일 층으로 형성된 지지층(200)이 돌출 패턴(100)의 경도보다 낮은 경도를 가지는 소재로 형성 될 수 있기 때문에, 제2 지지층(220)의 유연성으로 인하여 각각의 돌출 패턴(100)이 독자적으로 가공 대상물의 표면을 잘 추종할 수 있다.
예를 들어, 제1 지지층(210) 및/또는 제2 지지층(220)의 소재는 폴리 우레탄(polyurethane), 폴리부타디엔(polybutadiene), 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리옥시메틸렌(polyoxymethylene), 폴리아미드(polyamide), 에폭시(epoxy), 아크릴로 니트릴 부타디엔 스티렌 공중 합체(acrylonitrile butadiene styrene copolymer), 폴리아크릴레이트(polyacrylate), 폴리에테르이미드(polyetherimide), 아크릴레이트(acrylate), 폴리알킬렌(polyalkylene), 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리에스터(polyester), 천연고무(natural rubber), 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리이소프린( polyisoprene), 폴리알킬렌 옥사이드(polyalkylene oxide), 폴리에틸렌 옥사이드(polyethylene oxide), 폴리스티렌(polystyrene), 페놀 수지(phenolic resin), 아민(amine), 우레탄(urethane), 실리콘(silicone), 아크릴레이트(acrylate), 플루오린(fluorene), 페닐렌(phenylene), 피렌(pyrene), 아줄렌(azulene), 나프탈렌(naphthalene), 아세틸렌(acetylene), p-페닐렌 비닐렌(p-phenylene vinylene), 피롤(pyrrole), 카르바졸(carbazole), 인돌(indole), 아즈핀(azepine), 아닐린(aniline), 티오펜(thiophene), 3,4-에틸렌디옥시사이펜(3,4-ethylenedioxysiphen), 그리고p-페닐렌 설파이드(p-phenylene sulfide) 등을 포함할 수 있다.
제1 지지층(210)의 경도는 쇼어(Shore) 경도계로 쇼어(Shore) 약 30D 내지 80D (경계포함) 사이일 수 있다. 제2 지지층(220)의 경도는 쇼어(Shore) 경도계로 쇼어(Shore) 약 20A 내지 약 80A (경계포함) 사이일 수 있다. 전술한 바와 같이, 일부 실시예에서, 돌출 패턴(100)은 제1 지지층(210)의 제1 소재와 동일한 소재로 만들어 질 수 있다. 이러한 경우에, 제1 소재는 마모성 및/또는 경도를 향상시키기 위해서 첨가제를 포함하는 복합 소재일 수 있다. 예를 들어, 테플론(Teflon), 그래핀(graphene), 탄소 나노 입자(carbon nanoparticles), 또는 그와 유사한 물질이 첨가제로 포함될 수 있다. 정리하면, 돌출 패턴(100), 제1 지지층(210), 및 제2 지지층(220)은 각각 서로 다른 소재로 형성되거나, 둘 또는 그 이상의 요소들이 같은 소재로 형성될 수 있다.
일부 실시예에서, 돌출 패턴(100)은 경도 및/또는 내마모성을 향상시키기 위해서 하나 혹은 그 이상의 첨가제를 포함할 수 있다. 나아가서, 돌출 패턴(100)은 내마모성을 향상시키기 위해서 코팅될 수 있다. 예를 들어, 테플론(Teflon), 질화 붕소(boron nitride), 또는 탄소 나노 튜브(carbon nanotube) 중 하나 또는 그 이상이 첨가제 및/또는 코팅제로 사용될 수 있다. 테플론(Teflon) 코팅은 열전도도를 낮춤으로써 연마열에 의한 돌출 패턴(100)의 변형을 줄이거나 방지해 줄 수 있다. 질화 붕소(boron nitride)는 기계적 강도를 향상시킬 수 있다.
돌출 패턴(100)은 화학 기계적 연마(CMP) 공정동안 마모될 수 있다. 돌출 패턴(100)의 마모는 가공 대상물과 접촉하는 돌출 패턴(100)의 표면적을 변화시킬 수 있는데, 이러한 접촉 면적의 변화를 최소화하기 위해서, 돌출 패턴(100)은 수평 단면의 변형을 최소화하는 방향으로 설계될 수 있다. 여기서 돌출 패턴(100)의 수평 단면은 돌출 패턴(100)의 길이 방향 혹은 돌출 방향에 수직인 수평 단면으로 이해될 수 있다. 돌출 패턴(100)의 수평 단면의 길이방향의 변화는 약 50% 이하일 수 있다. 또한, 돌출 패턴(100)의 수평 단면의 돌출 방향을 따른 변화는 약 1%, 5%, 10%, 또는 20% 미만일 수 있다. 돌출 패턴(100)의 수평 단면 변화를 최소화함으로 인해, 돌출 패턴(100)이 마모되고, 돌출 패턴(100)의 길이(L)가 점차 줄어 들더라도 연마 패드(10)과 가공 대상물 사이의 유효 접촉 면적은 실질적으로 일정하게 유지될 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 다양한 연마 패드의 연마율의 대표적인 실험 결과값을 보여준다. 이 실험에는 세륨 산화물 슬러리(cerium oxide slurry)가 사용되었고, 웨이퍼(wafer)의 산화층이 다양한 압력과 (회전 속도로 표현되는) 상대 속도로 연마되었다. 도 8의 가로축은 압력과 회전 속도(분당 회전수, RPM)의 곱으로 표현되는 연마율을 나타내고, 도 8의 세로축은 제거율을 나타낸다. 도 8에 의하면, 본 발명에 따른 연마 패드는 거의 모든 조건에서 종래 기술에 의한 통상적인 연마 패드보다 높은 제거율을 보인다.
도 9에는, 연마 공정에 종래 기술에 의한 통상적인 패드와 본 발명의 실시예에 따른 연마 패드를 사용하였을 때 연마 공정 중의 온도 증가를 비교한 결과가 표시되어 있다. 도 9의 가로축은 연마 시간을 나타내고, 도 9의 세로축은 온도를 나타낸다. 온도 데이터는 온도 센서로부터의 전압 측정값에 대응하는 임의 단위(Arbitrary Units, AU)로 나타내어진다. 임의 단위(Arbitrary Units, AU)는 온도와 양의 상관관계를 가지는 것으로 해석될 수 있다. 도 9에 의하면, 실리콘 산화물(silicon oxide)과 실리콘 질화물(silicon nitride, SiN)을 연마함에 있어서 본 발명의 실시예에 따른 연마 패드는 종래 기술에 의한 통상적인 연마 패드보다 작은 온도 증가를 보인다. 구체적으로, 본 발명의 실시예에 의한 연마 패드를 사용하면 온도 증가는 대략 17aU(212초 후)로 제한되었던 반면, 종래 기술의 통상적인 패드를 사용하면 대략 23AU(127초 후)까지 증가하였다. 이러한 실험 결과값은 본 발명에 따른 연마 패드가 더 높은 연마율을 제공할 수 있으며(도 8 참조), 또한 더 긴 연마 시간동안 더 낮은 온도를 유지할 수 있다는 것을 의미한다.(도 9 참조)
도 10에는 본 발명의 일 실시예에 따른 연마 패드들과 종래 기술에 의한 통상적인 연마 패드의 연마 효율성을 비교한다. 도 10에서는, SKW3-2 패턴을 가지고 있는 STI 웨이퍼(HDP CVD oxide film)이 사용되었고, Dow® IC1010이 종래 기술의 통상적인 연마 패드로 사용되었다. SP-20MD 및 SP-60MD는 본 발명의 실시예에 따른 돌출된 패턴을 가지는 연마 패드를 의미한다. 도 10에 따르면, 본 발명의 실시예에 따른 SP-20MD와 SP-60MD 연마 패드의 연마 효율성이 통상의 IC1010연마 패드의 연마 효율성보다 향상되었음을 알 수 있다. 다시 말해, 패턴 상단의 연마율이 도랑(trench) 아래면의 연마율보다 빠르다.
이상에서 본 바와 같이, 본 발명의 주제는 화학 기계적 연마(CMP)를 위한 돌출 패턴을 가지는 연마 패드의 설계 및 제조에 관한 것이다. 본 발명에 따른 연마 패드는 더 높은 연마율을 보여주면서 화학 기계적 연마(CMP) 공정 중 향상된 열적 안정성을 보일 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 연마 패드는 시간경과에 따른 연마 패드의 표면 거칠기의 변화를 최소화할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 연마 패드는 연마 공정의 안정성과 재현성을 향상시킬 수 있다.
이상, 상세한 구성요소 등과 같은 구체적인 요소를 들어 설명하였지만, 본 발명의 실시예와 도면은 단지 본 발명의 전체적인 이해를 돕기 위해 제공된 것이므로, 본 발명은 여기에서 설명된 실시예에 국한되지 않는다. 다양한 수정과 변형이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 기술을 가진 자에게 가능할 수 있다. 본 발명의 의도는 위에 서술된 실시예에 제한되지 않으며, 아래의 청구항 뿐만 아니라 청구항과 같거나 동등하게 변경된 모든 기술적 사상은 본 발명의 범위와 의도에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10: 연마 패드
100: 돌출 패턴
120: 돌출면
180: 옆면
200: 지지층
210: 제1 지지층
220: 제2 지지층

Claims (24)

  1. 지지층; 및
    상기 지지층 위에 형성된 돌출 패턴을 포함하고,
    상기 돌출 패턴은 수평 돌출면과 수직 옆면을 포함하는,
    연마 패드.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 지지층은,
    제1 지지층; 및
    제2 지지층을 포함하고,
    상기 제1 지지층은 상기 제2 지지층 위에 배치되는,
    연마 패드.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 돌출 패턴의 수평방향 단면의 돌출방향을 따른 변화는 50% 이하인,
    연마 패드.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 돌출면의 연마 패드에 대한 면적비는 1% 이상 80% 이하인,
    연마 패드.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 돌출 패턴은 복수 개의 단위 패턴이 서로 분리되어 배치되어 있는,
    연마 패드.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 돌출 패턴은 복수 개의 단위 패턴이 서로 측방향으로 연결되어 있는,
    연마 패드.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 돌출면의 총 둘레 길이는 연마 패드의 단위 면적1 cm2당 24cm 이상 2400cm 이하인,
    연마 패드.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 돌출 패턴의 높이는 10㎛ 이상 1000㎛ 이하인,
    연마 패드.
  9. 제2 항에 있어서,
    상기 지지층은,
    상기 제1 지지층에 형성되어 상기 지지층을 복수 개의 구역으로 구획하는 제1 그루브(Groove)를 포함하는,
    연마 패드.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 제1 지지층 중 상기 제1 그루브(Groove) 밑의 잔여 두께는 500㎛ 이하인,
    연마 패드.
  11. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 지지층의 두께는 1500㎛ 이하이고,
    상기 제2 지지층의 두께는 100㎛ 이상 3000㎛ 이하인,
    연마 패드.
  12. 제9 항에 있어서,
    상기 지지층은 상기 제1 그루브(Groove) 내에 형성된 제2 그루브(Groove)를 포함하고,
    상기 제2 그루브(Groove)의 폭은 상기 제1 그루브(Groove)의 폭보다 좁은,
    연마 패드.
  13. 제1 항에 있어서,
    상기 지지층은, 상기 지지층을 복수 개의 구역으로 구획하는 그루브(Groove)를 포함하는,
    연마 패드.
  14. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 지지층은 제1 소재를 포함하고, 상기 제2 지지층은 제2 소재를 포함하며,
    상기 제1 소재의 경도는 상기 제2 소재의 경도보다 크거나 같은,
    연마 패드.
  15. 제1 항에 있어서,
    상기 돌출 패턴은 제1 소재를 포함하고, 상기 지지층은 제2 소재를 포함하며,
    상기 제1 소재의 경도는 상기 제2 소재의 경도보다 크거나 같은,
    연마 패드.
  16. 제2 항에 있어서,
    상기 제2 지지층은 다공성을 가지는 폼(Foam) 소재를 포함하는,
    연마 패드.
  17. 제14 항에 있어서,
    상기 제1 소재의 경도는 쇼어(Shore) 경도 30D 이상 쇼어(Shore) 경도 80D 이하 이고,
    상기 제2 소재의 경도는 쇼어(Shore) 경도 20A 이상 쇼어(Shore) 경도 80A이하인,
    연마 패드.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 제1 소재 및 상기 제2 소재 중 적어도 하나는 폴리 우레탄(polyurethane), 폴리부타디엔(polybutadiene), 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리옥시메틸렌(polyoxymethylene), 폴리아미드(polyamide), 에폭시(epoxy), 아크릴로 니트릴 부타디엔 스티렌 공중 합체(acrylonitrile butadiene styrene copolymer), 폴리아크릴레이트(polyacrylate), 폴리에테르이미드(polyetherimide), 아크릴레이트(acrylate), 폴리알킬렌(polyalkylene), 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리에스터(polyester), 천연고무(natural rubber), 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리이소프린( polyisoprene), 폴리알킬렌 옥사이드(polyalkylene oxide), 폴리에틸렌 옥사이드(polyethylene oxide), 폴리스티렌(polystyrene), 페놀 수지(phenolic resin), 아민(amine), 우레탄(urethane), 실리콘(silicone), 아크릴레이트(acrylate), 플루오린(fluorene), 페닐렌(phenylene), 피렌(pyrene), 아줄렌(azulene), 나프탈렌(naphthalene), 아세틸렌(acetylene), p-페닐렌 비닐렌(p-phenylene vinylene), 피롤(pyrrole), 카르바졸(carbazole), 인돌(indole), 아즈핀(azepine), 아닐린(aniline), 티오펜(thiophene), 3,4-에틸렌디옥시사이펜(3,4-ethylenedioxysiphen), 그리고p-페닐렌 설파이드(p-phenylene sulfide) 로 구성되는 그룹 중에서 선택되는,
    연마 패드.
  19. 제15 항에 있어서,
    상기 제1 소재의 경도는 쇼어(Shore) 경도 30D 이상 쇼어(Shore) 경도 80D 이하 이고,
    상기 제2 소재의 경도는 쇼어(Shore) 경도 20A 이상 쇼어(Shore) 경도 80A 이하인,
    연마 패드.
  20. 제19 항에 있어서,
    상기 제1 소재 및 상기 제2 소재 중 적어도 하나는 폴리 우레탄(polyurethane), 폴리부타디엔(polybutadiene), 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리옥시메틸렌(polyoxymethylene), 폴리아미드(polyamide), 에폭시(epoxy), 아크릴로 니트릴 부타디엔 스티렌 공중 합체(acrylonitrile butadiene styrene copolymer), 폴리아크릴레이트(polyacrylate), 폴리에테르이미드(polyetherimide), 아크릴레이트(acrylate), 폴리알킬렌(polyalkylene), 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리에스터(polyester), 천연고무(natural rubber), 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리이소프린( polyisoprene), 폴리알킬렌 옥사이드(polyalkylene oxide), 폴리에틸렌 옥사이드(polyethylene oxide), 폴리스티렌(polystyrene), 페놀 수지(phenolic resin), 아민(amine), 우레탄(urethane), 실리콘(silicone), 아크릴레이트(acrylate), 플루오린(fluorene), 페닐렌(phenylene), 피렌(pyrene), 아줄렌(azulene), 나프탈렌(naphthalene), 아세틸렌(acetylene), p-페닐렌 비닐렌(p-phenylene vinylene), 피롤(pyrrole), 카르바졸(carbazole), 인돌(indole), 아즈핀(azepine), 아닐린(aniline), 티오펜(thiophene), 3,4-에틸렌디옥시사이펜(3,4-ethylenedioxysiphen), 그리고p-페닐렌 설파이드(p-phenylene sulfide) 으로 구성되는 그룹 중에서 선택되는,
    연마 패드.
  21. 제15 항에 있어서,
    상기 제1 소재는 경도 및/또는 내마모성을 향상시키기 위한 첨가제를 포함하는,
    연마 패드.
  22. 제21 항에 있어서,
    상기 첨가제는 테플론(Teflon), 그래핀(graphene), 탄소 나노 입자, 또는 그 조합을 포함하는,
    연마 패드.
  23. 제15 항에 있어서,
    상기 제1 소재는 내마모성을 향상시키기 위한 코팅제를 포함하는,
    연마 패드.
  24. 제23 항에 있어서,
    상기 코팅제는 테플론(Teflon), 질화 붕소, 탄소 나노 튜브, 또는 그 조합을 포함하는,
    연마 패드.
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