KR20220032207A - Polishing pad, manufacturing method thereof and preparing method of semiconductor device using the same - Google Patents

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KR20220032207A KR1020200113708A KR20200113708A KR20220032207A KR 20220032207 A KR20220032207 A KR 20220032207A KR 1020200113708 A KR1020200113708 A KR 1020200113708A KR 20200113708 A KR20200113708 A KR 20200113708A KR 20220032207 A KR20220032207 A KR 20220032207A
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Abstract

The present invention includes a polishing layer having a chemical bond structure and a cross-linked structure corresponding to a GPC measurement value of a processing composition obtained by treating the polishing layer of a polishing pad under a predetermined condition, such that a polishing surface of the polishing layer can exhibit appropriate hardness, thereby indicating a polishing rate and surface characteristics of a target range in the polishing of an object to be polished. In addition, the polishing surface maintains the same level of surface condition as an initial level even as time passes during a polishing process, such that polishing performance is prevented from deteriorating for a long time. A method of manufacturing a semiconductor device using the polishing pad exhibits high process efficiency in the polishing of a semiconductor substrate to be polished. In a final polishing result, the polished surface of the semiconductor substrate exhibits an appropriate polishing rate and the lowest level of defects.

Description

연마 패드, 연마 패드의 제조 방법 및 이를 이용한 반도체 소자의 제조 방법{POLISHING PAD, MANUFACTURING METHOD THEREOF AND PREPARING METHOD OF SEMICONDUCTOR DEVICE USING THE SAME}A polishing pad, a method of manufacturing a polishing pad, and a method of manufacturing a semiconductor device using the same

본 발명은 화학적 기계적 평탄화(Chemical Mechanical Planarization, CMP) 공정에 사용되는 연마 패드, 이의 제조 방법 및 이를 이용한 반도체 소자의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a polishing pad used in a chemical mechanical planarization (CMP) process, a method of manufacturing the same, and a method of manufacturing a semiconductor device using the same.

반도체 제조공정 중 화학적 기계적 평탄화(CMP) 공정은, 웨이퍼(wafer)를 헤드에 부착하고 플래튼(platen) 상에 형성된 연마 패드의 표면에 접촉하도록 한 상태에서, 슬러리를 공급하여 웨이퍼 표면을 화학적으로 반응시키면서 플래튼과 헤드를 상대 운동시켜 기계적으로 웨이퍼 표면의 요철부분을 평탄화하는 공정이다.In the chemical mechanical planarization (CMP) process of the semiconductor manufacturing process, in a state where a wafer is attached to a head and brought into contact with the surface of a polishing pad formed on a platen, a slurry is supplied to chemically prepare the wafer surface. It is a process of mechanically planarizing the uneven part of the wafer surface by moving the platen and the head relative to each other while reacting.

상기 화학적 기계적 평탄화 공정은 연마 패드를 이용하는 것으로, 반도체 제조 공정뿐 아니라, 메모리 디스크, 자기 디스크, 광학 렌즈나 반사 미러 등의 광학 재료, 유리판, 금속 등 고도의 표면 평탄성이 요구되는 재료의 평탄화 가공 처리에 다양하게 사용 가능하다. The chemical mechanical planarization process uses a polishing pad, and it is not only a semiconductor manufacturing process, but also an optical material such as a memory disk, a magnetic disk, an optical lens or a reflective mirror, and a material that requires a high degree of surface flatness such as a glass plate and a metal. can be used in various ways in

반도체 회로의 미세화에 따라 CMP 공정의 중요성은 더욱 부각되고 있다. 연마 패드는 반도체 제조공정 중 CMP 공정에 있어서 필수적인 원부자재 중 하나로써 CMP 성능 구현에 중요한 역할을 담당하고 있다.With the miniaturization of semiconductor circuits, the importance of the CMP process is further highlighted. The polishing pad plays an important role in realizing CMP performance as one of the essential raw materials in the CMP process of the semiconductor manufacturing process.

상기 연마 패드는 다양한 성능이 요구되며, 평탄화 가공 후 재료의 결함(Defect) 수는 수율에 큰 영향을 미치는 인자이다. The polishing pad requires various performances, and the number of defects in the material after planarization is a factor that greatly affects the yield.

상기 연마 패드는 프리폴리머, 경화제, 발포제 등과 같은 구성 성분의 조합 및 조성에 따라 성질 및 물성이 변화되며, 제조된 연마 패드의 성질 및 물성에 의해 CMP 공정 상의 성능에 큰 영향을 미친다고 할 것이다. The properties and properties of the polishing pad change depending on the combination and composition of components such as a prepolymer, a curing agent, a foaming agent, and the like, and it will be said that the properties and properties of the prepared polishing pad greatly affect the performance of the CMP process.

특히, 실제 연마 공정 상에서 연마 패드를 적용하고자 하는 경우에 직접적인 연마 테스트를 통해 수율 등의 특성을 고려해야 되는 번거로움이 존재하였다. In particular, when a polishing pad is to be applied in an actual polishing process, it is cumbersome to consider characteristics such as yield through a direct polishing test.

이에 현장에서의 연마 패드를 사용하기 위해, 직접적인 연마 테스트의 진행이 없이도, 연마 패드의 선별이 가능한 방법의 개발이 필요하다.Accordingly, in order to use the polishing pad in the field, it is necessary to develop a method capable of selecting the polishing pad without a direct polishing test.

본 발명의 목적은 연마 패드, 연마 패드의 제조 방법 및 이를 이용한 반도체 소자의 제조 방법을 제공하는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a polishing pad, a method of manufacturing the polishing pad, and a method of manufacturing a semiconductor device using the same.

본 발명의 다른 목적은 연마 공정 중에 시간이 경과함에 따라서도 연마면이 초기와 동등 수준의 표면 상태를 유지함으로써 장시간 연마 성능이 저하되지 않으면서, 적절한 경도, 인장강도 및 신율 등의 물성을 바탕으로, 연마 공정에 적용되어 목적 수준의 연마율 및 결함 방지 효과를 구현할 수 있는 연마 패드를 제공한다.Another object of the present invention is to maintain the surface state of the polished surface at the same level as the initial level even with the lapse of time during the polishing process, so that the polishing performance does not deteriorate for a long time, and based on physical properties such as appropriate hardness, tensile strength and elongation. , to provide a polishing pad that can be applied to a polishing process to achieve a desired level of polishing rate and defect prevention effect.

본 발명의 다른 목적은 CMP 연마 공정에 적용하기 위한 연마 패드에 대해, 직접적인 연마 테스트를 진행하지 않고, 연마층을 해중합하고, 해중합된 조성물의 평균 분자량을 측정하여, 평균 연마율 및 패드 절삭률이 우수한 연마 패드를 분류할 수 있는 연마 패드 및 이의 제조 방법을 제공할 수 있다.Another object of the present invention is to depolymerize the polishing layer without conducting a direct polishing test on a polishing pad for application to a CMP polishing process, and measure the average molecular weight of the depolymerized composition, so that the average polishing rate and the pad cutting rate are It is possible to provide a polishing pad capable of classifying excellent polishing pads and a manufacturing method thereof.

본 발명의 다른 목적은 반도체 기판의 연마에 있어서 높은 공정 효율을 나타내며, 최종 연마 결과에 있어서, 상기 반도체 기판의 피연마면이 적정 연마율 및 최저 수준의 결함을 나타내는 효과를 구현하는 반도체 소자의 제조방법을 제공한다.Another object of the present invention is to show high process efficiency in polishing a semiconductor substrate, and in the final polishing result, the surface to be polished of the semiconductor substrate exhibits an appropriate polishing rate and the lowest level of defects. provide a way

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 연마 패드는 연마층이 하기 식 1에 따른 값이 1 내지 2일 수 있다:In order to achieve the above object, in the polishing pad according to an embodiment of the present invention, the polishing layer may have a value of 1 to 2 according to Equation 1:

[식 1][Equation 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

여기서, here,

상기 1g의 연마층을 0.3몰 농도의 KOH 수용액 15ml에 넣고 밀폐된 용기 내에서, 150℃ 및 48시간 동안 해중합하고, 상기 해중합된 조성물을 겔투과크로마토그래피(GPC)로 분자량을 측정한 것으로,The 1 g of the abrasive layer was placed in 15 ml of 0.3 molar KOH aqueous solution and depolymerized at 150° C. and 48 hours in a sealed container, and the molecular weight of the depolymerized composition was measured by gel permeation chromatography (GPC),

상기 Mw는 상기 해중합된 조성물의 중량평균분자량이고,wherein Mw is the weight average molecular weight of the depolymerized composition,

상기 Mn은 상기 해중합된 조성물의 수평균분자량이고,wherein Mn is the number average molecular weight of the depolymerized composition,

상기 Mp는 상기 해중합된 조성물의 peak 분자량이다. The Mp is the peak molecular weight of the depolymerized composition.

본 발명의 다른 일 실시예에 따른 연마 패드의 제조 방법은 ⅰ) 프리폴리머 조성물을 제조하는 단계; ⅱ) 상기 프리폴리머 조성물, 발포제 및 경화제를 포함하는 연마층 제조용 조성물을 제조하는 단계; 및 ⅲ) 상기 연마층 제조용 조성물을 경화하여 연마층을 제조하는 단계;를 포함하며, 상기 연마층은 하기 식 1에 따른 값이 1 내지 2일 수 있다:A method of manufacturing a polishing pad according to another embodiment of the present invention includes the steps of: i) preparing a prepolymer composition; ii) preparing a composition for preparing an abrasive layer comprising the prepolymer composition, a foaming agent and a curing agent; and iii) preparing an abrasive layer by curing the composition for preparing the abrasive layer, wherein the abrasive layer may have a value of 1 to 2 according to Equation 1 below:

[식 1][Equation 1]

Figure pat00002
Figure pat00002

여기서, here,

상기 1g의 연마층을 0.3몰 농도의 KOH 수용액 15ml에 넣고 밀폐된 용기 내에서, 150℃ 및 48시간 동안 해중합하고, 상기 해중합된 조성물을 겔투과크로마토그래피(GPC)로 분자량을 측정한 것으로,The 1 g of the abrasive layer was placed in 15 ml of 0.3 molar KOH aqueous solution and depolymerized at 150° C. and 48 hours in a sealed container, and the molecular weight of the depolymerized composition was measured by gel permeation chromatography (GPC),

상기 Mw는 상기 해중합된 조성물의 중량평균분자량이고,wherein Mw is the weight average molecular weight of the depolymerized composition,

상기 Mn은 상기 해중합된 조성물의 수평균분자량이고,wherein Mn is the number average molecular weight of the depolymerized composition,

상기 Mp는 상기 해중합된 조성물의 peak 분자량이다. The Mp is the peak molecular weight of the depolymerized composition.

본 발명의 다른 일 실시예에 따른 반도체 소자의 제조 방법은 1) 연마층을 포함하는 연마패드를 제공하는 단계; 및 2) 상기 연마층의 연마면에 반도체 기판의 피연마면이 맞닿도록 상대 회전시키면서 상기 반도체 기판을 연마시키는 단계;를 포함하고, 상기 연마층은 하기 식 1에 따른 값이 1 내지 2일 수 있다:A method of manufacturing a semiconductor device according to another embodiment of the present invention includes: 1) providing a polishing pad including a polishing layer; and 2) polishing the semiconductor substrate while relatively rotating so that the polished surface of the semiconductor substrate comes into contact with the polishing surface of the polishing layer, wherein the polishing layer may have a value according to Equation 1 of 1 to 2 there is:

[식 1][Equation 1]

Figure pat00003
Figure pat00003

여기서, here,

상기 1g의 연마층을 0.3몰 농도의 KOH 수용액 15ml에 넣고 밀폐된 용기 내에서, 150℃ 및 48시간 동안 해중합하고, 상기 해중합된 조성물을 겔투과크로마토그래피(GPC)로 분자량을 측정한 것으로,The 1 g of the abrasive layer was placed in 15 ml of 0.3 molar KOH aqueous solution and depolymerized at 150° C. and 48 hours in a sealed container, and the molecular weight of the depolymerized composition was measured by gel permeation chromatography (GPC),

상기 Mw는 상기 해중합된 조성물의 중량평균분자량이고,wherein Mw is the weight average molecular weight of the depolymerized composition,

상기 Mn은 상기 해중합된 조성물의 수평균분자량이고,wherein Mn is the number average molecular weight of the depolymerized composition,

상기 Mp는 상기 해중합된 조성물의 peak 분자량이다. The Mp is the peak molecular weight of the depolymerized composition.

본 발명은 상기 연마패드는 이를 소정의 조건 하에서 처리한 가공 조성물이 나타내는 GPC 측정 값에 상응하는 화학적 결합 구조 및 가교 구조를 갖는 연마층을 포함함으로써, 상기 연마층의 연마면이 적절한 경도를 나타낼 수 있고, 이에 따라 피연마대상의 연마에 있어서 목적 범위의 연마율 및 표면 특성을 나타낼 수 있다. 또한, 연마 공정 중에 시간이 경과함에 따라서도 연마면이 초기와 동등 수준의 표면 상태를 유지함으로써 장시간 연마 성능이 저하되지 않는 이점을 갖는다. According to the present invention, the polishing pad includes a polishing layer having a chemical bonding structure and a cross-linking structure corresponding to the GPC measurement values of the processing composition treated with the polishing pad under predetermined conditions, so that the polishing surface of the polishing layer can exhibit appropriate hardness. Therefore, it is possible to exhibit a polishing rate and surface characteristics within the target range in polishing the target to be polished. In addition, even with the lapse of time during the polishing process, the polishing surface maintains a surface state equivalent to the initial level, so that polishing performance is not deteriorated for a long time.

상기 연마패드를 이용한 반도체 소자의 제조방법은 연마 대상인 반도체 기판의 연마에 있어서 높은 공정 효율을 나타내며, 최종 연마 결과에 있어서, 상기 반도체 기판의 피연마면이 적정 연마율 및 최저 수준의 결함을 나타내는 효과를 얻을 수 있다.The method of manufacturing a semiconductor device using the polishing pad exhibits high process efficiency in polishing a semiconductor substrate to be polished, and in the final polishing result, the polished surface of the semiconductor substrate exhibits an appropriate polishing rate and the lowest level of defects. can get

도 1은 일 구현예에 따른 상기 연마패드의 단면을 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 일 구현예에 따른 반도체 소자의 제조방법의 공정도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 3은 예시적인 예비 조성물, 경화 구조체 및 가공 조성물을 설명하기 위한 모식도이다.
1 schematically illustrates a cross-section of the polishing pad according to an exemplary embodiment.
2 schematically illustrates a process diagram of a method of manufacturing a semiconductor device according to an exemplary embodiment.
3 is a schematic diagram for explaining an exemplary preliminary composition, a cured structure, and a processing composition.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail so that those of ordinary skill in the art can easily carry out the present invention. However, the present invention may be embodied in several different forms and is not limited to the embodiments described herein.

본 발명에서 사용되는 성분, 분자량과 같은 특성, 반응 조건 등의 양을 표현하는 수는 모든 사례에서 용어 "약"으로 수식되는 것으로 이해되어야 한다. It should be understood that numbers expressing quantities of components, properties such as molecular weight, reaction conditions, etc. used in the present invention are modified by the term “about” in all instances.

본 발명에서 달리 기술되지 않는다면, 모든 백분율, 부, 비 등의 중량 기준이다. In the present invention, unless otherwise stated, all percentages, parts, ratios, etc. are by weight.

본 발명에서 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 추가로 포함할 수 있는 것을 의미한다. In the present invention, when "included", it means that other components may be additionally included, rather than excluding other components, unless otherwise stated.

본 발명에서 "복수의"는 하나 초과를 지칭한다. As used herein, “a plurality” refers to more than one.

본 발명의 일 실시예에 따른 연마패드는 연마층이 하기 식 1에 따른 값이 1 내지 2일 수 있다.In the polishing pad according to an embodiment of the present invention, the polishing layer may have a value of 1 to 2 according to Equation 1 below.

[식 1][Equation 1]

Figure pat00004
Figure pat00004

여기서, here,

상기 1g의 연마층을 0.3몰 농도의 KOH 수용액 15ml에 넣고 밀폐된 용기 내에서, 150℃ 및 48시간 동안 해중합하고, 상기 해중합된 조성물을 겔투과크로마토그래피(GPC)로 분자량을 측정한 것으로, 보다 구체적으로, 1g의 연마층을 0.3몰 농도의 KOH 수용액 15ml에 넣고, 상기 연마층이 투여된 KOH 수용액을 45 내지 50ml의 부피를 가지는 밀폐된 압력 용기 내에 위치시키고, 150℃, 3 기압 및 48시간동안 해중합하고, 상기 해중합된 조성물을 메틸렌클로라이드에 의해서 추출한 후, 상기 추출물을 GPC 장치를 이용하여 분자량을 측정하였다. Put 1 g of the abrasive layer in 15 ml of 0.3 molar KOH aqueous solution, depolymerize in a sealed container at 150° C. for 48 hours, and measure the molecular weight of the depolymerized composition by gel permeation chromatography (GPC), more Specifically, 1 g of an abrasive layer is placed in 15 ml of a 0.3 molar concentration of KOH aqueous solution, and the KOH aqueous solution to which the abrasive layer is administered is placed in a closed pressure vessel having a volume of 45 to 50 ml, 150° C., 3 atm, and 48 hours During depolymerization, the depolymerized composition was extracted with methylene chloride, and the molecular weight of the extract was measured using a GPC apparatus.

상기 Mw는 상기 해중합된 조성물의 중량평균분자량이고, 상기 Mn은 상기 해중합된 조성물의 수평균분자량이고, 상기 Mp는 상기 해중합된 조성물의 peak 분자량이다. Mw is the weight average molecular weight of the depolymerized composition, Mn is the number average molecular weight of the depolymerized composition, and Mp is the peak molecular weight of the depolymerized composition.

상기 연마층은 우레탄계 프리폴리머, 경화제 및 발포제를 포함하는 조성물을 경화시킨 경화물을 포함하며, 상기 우레탄계 프리폴리머는, 폴리올, 이소시아네이트를 반응시켜 제조될 수 있다. The polishing layer includes a cured product obtained by curing a composition including a urethane-based prepolymer, a curing agent, and a foaming agent, and the urethane-based prepolymer may be prepared by reacting a polyol and an isocyanate.

상기 연마층의 제조 시 포함될 수 있는 경화제 종류 및 함량 등에 의하여 경화제의 아민기(-NH2) 및 알코올기(-OH)와 같은 경화 반응기 및 프리폴리머의 이소시아네이트기(-NCO)의 당량이 결정되고, 연마층 내 화합물의 구조가 결정된다.The equivalents of curing reactors such as amine groups (-NH 2 ) and alcohol groups (-OH) of the curing agent and isocyanate groups (-NCO) of the prepolymer are determined by the type and content of the curing agent that may be included in the preparation of the polishing layer, The structure of the compound in the abrasive layer is determined.

상기 이러한 요소들에 의하여 연마패드의 최종적인 우레탄계 경화 구조가 결정된다. 상기 최종적인 우레탄계 경화 구조에 의해, 연마층의 물리적/기계적 물성인 경도, 인장 및 신율 등으로 특성으로 발현될 수 있다. 상기 연마층의 물리적/기계적 물성의 특징은, CMP 연마 공정 상에서의 평균 연마율(Å/min) 및 패드 절삭률(㎛/hr)에 영향을 미칠 수 있다.The final urethane-based cured structure of the polishing pad is determined by these factors. By the final urethane-based curing structure, the physical/mechanical properties of the abrasive layer may be expressed as properties such as hardness, tensile strength, and elongation. The characteristics of the physical/mechanical properties of the polishing layer may affect the average polishing rate (Å/min) and the pad cutting rate (㎛/hr) in the CMP polishing process.

상기 연마패드는 다양한 연마 공정에 적용될 수 있는 공정 제품으로서 이를 이용하여 제조되는 공정 생산품의 불량률 및 생산 품질은 상기 연마패드의 물성에 의하여 지대한 영향을 받게 된다. 다양한 연마 공정에 있어서, 벌크(bulk) 수준의 연마 공정뿐 아니라, 마이크로(micro) 및 나노(nano) 수준의 미세한 연마 공정에 적용되기 위해서는 상기 연마층의 표면 물성이 미세하게 조절될 필요가 있고, 각각의 물성에 있어서 절대적인 수치상 차이가 크지 않더라도 이에 따라 나타나는 결과적인 연마 물성은 큰 차이가 생길 수 있다. The polishing pad is a process product that can be applied to various polishing processes, and the defect rate and production quality of the process product manufactured using the polishing pad are greatly affected by the physical properties of the polishing pad. In various polishing processes, it is necessary to finely control the surface properties of the polishing layer in order to be applied not only to the bulk level polishing process, but also to the micro and nano level fine polishing processes, Even if the absolute numerical difference in each physical property is not large, the resulting abrasive properties may be significantly different.

상기 연마층은 소정의 화학 구조를 갖는 화합물로 구성된 경화물로서, 상기 화합물의 화학적 구조와 상기 화학적 구조를 이루는 반복 단위의 각 결합 구조 및 결합력에 따라 연마율, 결함(defect) 정도 등의 최종 연마 성능이 결정될 수 있다. 상기 연마층에 포함된 화합물에는 다양한 형태의 화학적 결합 구조가 포함되는데, 소정의 처리 조건 하에서 상기 연마층을 처리할 경우, 각 결합 구조의 결합력에 따라 결합이 분리되기도 하고 유지되기도 한다. 이러한 특성을 이용하여, 본 발명의 연마층을 해중합하고, 해중합된 조성물의 중량평균분자량(Mw), 수평균분자량(Mn) 및 peak 분자량(Mp)을 측정하여, 본 발명의 식 1에 대입하고, 그 값이 본 발명의 범위 내로 포함되는 경우, 연마층을 이루는 화합물이 화학적 구조에 기인하여, 물리적인 특성을 나타내게 되고, 상기 물리적인 특성에 기인하여 적절한 인장 및 신율을 나타내어, 우수한 연마 성능을 발휘할 수 있음을 의미한다고 할 것이다. The polishing layer is a cured product composed of a compound having a predetermined chemical structure, and the final polishing rate, such as a degree of defects, is determined according to the chemical structure of the compound and each bonding structure and bonding force of the repeating units constituting the chemical structure. Performance can be determined. The compound included in the polishing layer includes various types of chemical bonding structures. When the polishing layer is processed under predetermined processing conditions, the bonding may be separated or maintained depending on the bonding strength of each bonding structure. Using these characteristics, the abrasive layer of the present invention is depolymerized, and the weight average molecular weight (Mw), number average molecular weight (Mn), and peak molecular weight (Mp) of the depolymerized composition are measured and substituted into Equation 1 of the present invention, , when the value is included within the scope of the present invention, the compound constituting the abrasive layer exhibits physical properties due to the chemical structure, and exhibits appropriate tensile and elongation due to the physical properties, resulting in excellent polishing performance I'd say it means you can do it.

상기 식 1은 특정 해중합 조건 하에서 연마층을 해중합하면, 연마층을 구성하는 화합물의 구조가 해중합 조건 하에서 분해가 되고, 상기 분해된 화합물들에 대한 값을 확인하여, 연마층의 물리적 및/또는 화학적 특성을 확인할 수 있음을 의미한다고 할 것이다. Equation 1 is that when the abrasive layer is depolymerized under a specific depolymerization condition, the structure of the compound constituting the abrasive layer is decomposed under the depolymerization condition, and values for the decomposed compounds are checked to determine the physical and/or chemical properties of the abrasive layer This means that you can check the characteristics.

즉, 연마층을 이루는 화합물이 이의 화학적 구조 등에 기인하여 상기 연마층에 부여되는 물리적 및/또는 화학적 지표로서, 상기 식 1의 값이 지나치게 낮거나 지나치게 높은 경우, 상기 연마층이 적절한 경도 및 신율을 나타내지 못하게 되어, 상기 연마패드가 적용된 연마 공정에 있어서, 상기 연마층이 피연마대상에 대해 부적절한 물리적 및/또는 화학적 영향을 주어 최종적인 연마 성능이 저하될 수 있다.That is, the compound constituting the abrasive layer is a physical and/or chemical index given to the abrasive layer due to its chemical structure. Therefore, in the polishing process to which the polishing pad is applied, the polishing layer may have an inappropriate physical and/or chemical effect on the object to be polished, and thus the final polishing performance may be deteriorated.

상기 식 1에 의한 값은 1 내지 2일 수 있고, 바람직하게는 0.6 내지 0.95일 수 있다. 상기 식 1에 의한 값이 지나치게 낮으면, 상기 연마층의 경도가 과하게 높거나, 신율이 과하게 낮아지게 되어, 연마 중에 피연마대상막의 표면에 스크래치 등의 결함 발생 확률이 높아질 수 있다. 또한, 상기 식 1에 의한 값이 지나치게 높으면, 연마율이 목적 수준에 미치지 못하는 문제가 발생할 수 있다. 즉, 상기 식 1에 의한 값이 상기 범위 내를 만족하는 경우, 연마층이 적절한 경도와 신율을 나타낼 수 있고, 이를 토대로, 연마 공정 중에 피연마대상막에 대해 적절한 탄성 및 물성을 나타낼 수 있어, 연마율, 패드 절삭률, 결함 방지 등에서 유리한 효과를 나타낼 수 있다. The value according to Formula 1 may be 1 to 2, preferably 0.6 to 0.95. When the value according to Equation 1 is too low, the hardness of the polishing layer is excessively high or the elongation is excessively low, and the probability of occurrence of defects such as scratches on the surface of the target film to be polished during polishing may increase. In addition, if the value according to Equation 1 is too high, a problem in that the polishing rate does not reach the target level may occur. That is, when the value according to Equation 1 satisfies within the above range, the abrasive layer can exhibit appropriate hardness and elongation, and based on this, it can exhibit appropriate elasticity and physical properties for the target film to be polished during the polishing process, It can exhibit advantageous effects in polishing rate, pad cutting rate, defect prevention, and the like.

또한, 상기 연마층은 인장이 20 내지 25N/mm2이고, 신율이 100 내지 110%일 수 있다. 상기 식 1에 의한 값이 본 발명의 범위 내를 만족하는 경우, 인장 및 신율 값이 상기 범위 내에 포함되어, 연마 공정에 적용 시, 높은 연마율, 우수한 패드 절삭률 및 우수한 결함 방지 특성을 나타낼 수 있다. In addition, the abrasive layer may have a tensile strength of 20 to 25N/mm 2 and an elongation of 100 to 110%. When the value according to Equation 1 satisfies the range of the present invention, the tensile and elongation values are included within the above range, and when applied to a polishing process, a high polishing rate, an excellent pad cutting rate, and excellent defect prevention properties can be exhibited. there is.

상기 패드 절삭률은 패드 절삭량으로부터 계산할 수 있고, 상기 패드 절삭량은 PCR(Pad Cut Rate) 즉 패드 절삭력으로 분석할 수 있다. 구체적으로, "패드 절삭량" 또는 "패드 절삭력"은 초기 패드의 높이로부터, 일정 시간 CMP 간 웨이퍼를 연마하고 컨디셔닝한 후 측정된 패드의 높이로부터 측정될 수 있다. 상기 패드 절삭량이 높아질수록 패드 절삭력은 높아지고, 패드 절삭량이 낮아질수록 패드 절삭력은 낮아지게 된다.The pad cutting rate may be calculated from the pad cutting amount, and the pad cutting rate may be analyzed by PCR (Pad Cut Rate), that is, the pad cutting force. Specifically, the “pad cutting amount” or “pad cutting force” may be measured from the initial pad height, and measured from the pad height after polishing and conditioning the wafer between CMP for a certain period of time. As the pad cutting amount increases, the pad cutting force increases, and as the pad cutting amount decreases, the pad cutting force decreases.

상기 패드 절삭률이 너무 낮은 경우에는 패드 수명이 감소되는 현상이 발생할 수 있고, CMP 연마 공정에서 반도체 기판의 디펙(Defect)이 증가하는 경향으로 인해, 생산 수율과 공정 수율이 감소하는 원인이 될 수 있다. 따라서, 평균 연마율을 높일 수 있는 조건 하에서, 패드 절삭률을 높이는 것이 중요한 과제라고 할 것이다.If the pad cutting rate is too low, the pad life may be reduced, and due to the tendency of semiconductor substrate defects to increase in the CMP polishing process, it may cause a decrease in production yield and process yield. there is. Therefore, it will be said that it is an important task to increase the pad cutting rate under conditions that can increase the average polishing rate.

이에, 본 발명의 연마층은 앞서 설명한 바와 같이 식 1의 범위를 만족하는 것으로, 물리적 특성이 우수하여, 평균 연마율이 높고, 우수한 패드 절삭률을 나타낼 수 있다. Accordingly, as described above, the polishing layer of the present invention satisfies the range of Equation 1, has excellent physical properties, has a high average polishing rate, and can exhibit an excellent pad cutting rate.

구체적으로, 상기 해중합된 조성물의 Mw(중량평균분자량)은 2,600 내지 4,000이며, 바람직하게는 2,600 내지 3,500일 수 있다. 또한, 상기 해중합된 조성물의 Mn(수평균분자량)가 2,500 내지 3,000이며, 바람직하게는 2,500 내지 2,800일 수 있다. Specifically, the Mw (weight average molecular weight) of the depolymerized composition may be 2,600 to 4,000, preferably 2,600 to 3,500. In addition, the depolymerized composition may have an Mn (number average molecular weight) of 2,500 to 3,000, preferably 2,500 to 2,800.

통상적으로 연마 패드를 CMP 연마 공정에 적용하기 위해선, 연마 패드에 대한 직접적인 연마 테스트를 통해 평균 연마율 및 패드 절삭률을 확인하고, 이의 적용 여부를 검토하는 절차를 필요로 하였다. In general, in order to apply a polishing pad to a CMP polishing process, it was necessary to check the average polishing rate and pad cutting rate through a direct polishing test on the polishing pad, and to examine whether the polishing pad was applied or not.

이는, 연마 공정에 사용하는 연마 패드의 선택 시, 연마 테스트를 통해 성능 확인을 필요로 하는 것으로, 시간과 비용적인 측면에서 소모적인 절차를 필수적으로 요한다고 할 것이다. When selecting a polishing pad to be used in the polishing process, it is necessary to check the performance through a polishing test, and it will be said that a time-consuming procedure is essential in terms of time and cost.

이에 반해, 본 발명에서와 같이, 해중합한 이후, 이의 GPC 측정 결과 값을 이용하여, 상기 식 1의 값을 이용하게 되면, 연마 패드에 대한 평균 연마율 및 패드 절삭률에 대한 수치를 예상할 수 있게 된다고 할 것이다. On the other hand, as in the present invention, after depolymerization, if the value of Equation 1 is used using the GPC measurement result value, the average polishing rate for the polishing pad and the values for the pad cutting rate can be predicted. will say there will be

이는, 직접적인 연마 테스트의 진행이 없이도 연마 패드의 성능을 예측할 수 있도록 하여, 연마 패드의 공정 적용 상의 절차를 매우 간소화할 수 있다고 할 것이다.This will make it possible to predict the performance of the polishing pad without performing a direct polishing test, thereby greatly simplifying the process application of the polishing pad.

도 1은 일 구현예에 따른 상기 연마패드의 단면을 개략적으로 도시한 것이다. 도 1의 (a)를 참조할 때, 상기 연마패드(100)는 상기 연마층(10)을 포함하고, 상기 연마층(10)의 일면 상에 쿠션층(20)을 포함할 수 있다. 상기 연마층(10)은 소정의 두께를 갖는 시트 형태로서 연마대상의 피연마면에 직접 또는 간접적으로 접촉되는 연마면으로 기능하는 제1면(11)을 포함하고, 상기 제1면(11)의 이면인 제2면(12)을 포함할 수 있다. 1 schematically illustrates a cross-section of the polishing pad according to an exemplary embodiment. Referring to FIG. 1A , the polishing pad 100 may include the polishing layer 10 , and may include a cushion layer 20 on one surface of the polishing layer 10 . The abrasive layer 10 is in the form of a sheet having a predetermined thickness and includes a first surface 11 functioning as a polishing surface in direct or indirect contact with the polishing target surface of the object to be polished, and the first surface 11 . It may include a second surface 12, which is the back surface of

일 구현예에서, 상기 제1면(11)은 상기 연마층(10)의 두께보다 적은 깊이로 가공된 홈(13)을 포함할 수 있다. 상기 홈(13)은 상기 제1면(11)의 평면 상 구조를 기준으로 상기 연마층(10)의 중심으로부터 말단을 향하여 소정의 간격으로 이격 형성된 동심원형 구조를 가질 수 있다. 다른 구현예에서, 상기 홈(13)은 상기 제1면(11)의 평면상 구조를 기준으로 상기 연마층(10)의 중심으로부터 말단을 향하여 연속 형성된 방사형 구조를 가질 수 있다. 또 다른 구현예에서, 상기 홈(13)은 상기 동심원형 구조와 상기 방사형 구조를 동시에 가질 수도 있다. 상기 홈(13)은 상기 연마패드(100)를 이용한 연마 공정 중에 상기 제1면(11) 상에 공급되는 연마액 또는 연마슬러리의 유동성을 조절하거나, 상기 연마면과 상기 피연마면의 접촉 면적의 물리적 특성을 조절하여 연마 결과를 조절하는 역할을 할 수 있다.In one embodiment, the first surface 11 may include a groove 13 machined to a depth smaller than the thickness of the polishing layer 10 . The groove 13 may have a concentric circular structure formed to be spaced apart from the center of the polishing layer 10 by a predetermined distance toward the end of the polishing layer 10 based on the planar structure of the first surface 11 . In another embodiment, the groove 13 may have a radial structure continuously formed from the center to the end of the polishing layer 10 based on the planar structure of the first surface 11 . In another embodiment, the groove 13 may have the concentric circular structure and the radial structure at the same time. The groove 13 controls the fluidity of the polishing liquid or polishing slurry supplied to the first surface 11 during the polishing process using the polishing pad 100 , or a contact area between the polishing surface and the polishing target surface. It can play a role in controlling the polishing result by controlling the physical properties of

상기 쿠션층(20)은 상기 연마층(10)의 상기 제2면(12) 상에 배치되어 상기 연마층(10)을 지지하면서 상기 연마 공정 중의 피연마면에 전달되는 외부 압력 또는 충격을 완화하는 역할을 할 수 있다. The cushion layer 20 is disposed on the second surface 12 of the polishing layer 10 to relieve an external pressure or impact transmitted to the surface to be polished during the polishing process while supporting the polishing layer 10 . can play a role

도 1의 (b)를 참조할 때, 일 구현예에서, 상기 연마층(10)이 상기 쿠션층(20)을 포함하고, 상기 연마층(10)과 상기 쿠션층(20)의 계면에 배치되는 제1 접착층(30)을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 접착층(30)은 열-융착(heat-sealing) 접착제로부터 유래될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. Referring to FIG. 1B , in one embodiment, the abrasive layer 10 includes the cushion layer 20 , and is disposed at the interface between the abrasive layer 10 and the cushion layer 20 . It may further include a first adhesive layer 30 to be used. For example, the first adhesive layer 30 may be derived from a heat-sealing adhesive, but is not limited thereto.

상기 연마패드(100)는 상기 연마층(10)의 제2면(12) 상에 배치된 제2 접착층(40)을 더 포함할 수 있다. 상기 제2 접착층(40)은 상기 연마패드를 연마 장치의 정반 상에 부착하기 위한 구성으로서, 상기 연마층(10)의 상기 제2면(12) 바로 위에 배치될 수도 있고, 도 1의 (b)와 같이, 상기 연마층(10) 상의 쿠션층(20) 등의 기타 층 위에 배치될 수도 있다. 예를 들어, 상기 제2 접착층(40)은 감압(Pressure sensitive) 접착제로부터 유래될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The polishing pad 100 may further include a second adhesive layer 40 disposed on the second surface 12 of the polishing layer 10 . The second adhesive layer 40 is a configuration for attaching the polishing pad to the surface plate of the polishing apparatus, and may be disposed directly on the second surface 12 of the polishing layer 10, as shown in FIG. 1(b). ), it may be disposed on other layers such as the cushion layer 20 on the polishing layer 10 . For example, the second adhesive layer 40 may be derived from a pressure sensitive adhesive, but is not limited thereto.

일 구현예에서, 상기 연마패드는 이의 최상위층과 최하위층을 관통하는 관통영역을 포함할 수 있다. 상기 관통 영역은 상기 연마패드의 사용 중에 연마 종점 검출을 위한 구성으로서 소정의 파장 조건의 광이 이를 투과할 수 있다. 일 구현예에서, 상기 관통 영역에는 광투과 윈도우가 배치될 수 있다. 상기 광투과 윈도우는 약 500nm 내지 약 700nm 파장 중 어느 하나의 파장의 광에 대한 투과율이 약 30% 초과, 예를 들어, 약 40% 내지 약 80%일 수 있다.In one embodiment, the polishing pad may include a through region penetrating the uppermost layer and the lowermost layer. The penetrating region is a configuration for detecting a polishing end point during use of the polishing pad, and light having a predetermined wavelength condition may pass therethrough. In one embodiment, a light-transmitting window may be disposed in the through area. The light transmission window may have a transmittance of more than about 30%, for example, about 40% to about 80%, for light of any one wavelength from about 500 nm to about 700 nm.

상기 연마층은 우레탄계 프리폴리머를 포함하는 예비 조성물의 경화물을 포함할 수 있다. 일 구현예에서, 상기 예비 조성물은 경화제 및 발포제를 더 포함할 수 있다. 상기 '프리폴리머(prepolymer)'란 경화물 제조에 있어서, 성형하기 쉽도록 중합도를 중간 단계에서 중지시킨 비교적 낮은 분자량을 갖는 고분자를 의미한다. 프리폴리머는 그 자체로 추가적인 경화 공정을 거치거나, 또는 다른 중합성 화합물과 반응시킨 후 최종 경화물로 성형될 수 있다.The polishing layer may include a cured product of a preliminary composition including a urethane-based prepolymer. In one embodiment, the preliminary composition may further include a curing agent and a foaming agent. The 'prepolymer' refers to a polymer having a relatively low molecular weight in which the polymerization degree is stopped at an intermediate stage to facilitate molding in the production of a cured product. The prepolymer itself may undergo an additional curing process or may be reacted with other polymerizable compounds to form a final cured product.

일 구현예에서, 상기 우레탄계 프리폴리머는 이소시아네이트 화합물과 폴리올 화합물을 반응시켜 제조될 수 있다. In one embodiment, the urethane-based prepolymer may be prepared by reacting an isocyanate compound with a polyol compound.

상기 우레탄계 프리폴리머의 제조에 사용되는 상기 이소시아네이트 화합물은, 방향족 이소시아네이트, 지방족 이소시아네이트, 지환족 이소시아네이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 사용할 수 있다. 예를 들어, 상기 이소시아네이트 화합물은 방향족 디이소시아네이트를 포함할 수 있고, 예를 들어, 상기 이소시아네이트 화합물은 방향족 디이소시아네이트 및 지환족 디이소시아네이트를 포함할 수 있다. The isocyanate compound used in the preparation of the urethane-based prepolymer may be one selected from the group consisting of aromatic isocyanate, aliphatic isocyanate, cycloaliphatic isocyanate, and combinations thereof. For example, the isocyanate compound may include an aromatic diisocyanate, and for example, the isocyanate compound may include an aromatic diisocyanate and an alicyclic diisocyanate.

상기 이소시아네이트 화합물은, 예를 들어, 2,4-톨루엔디이소시아네이트(2,4-toluenediisocyanate, 2,4-TDI), 2,6-톨루엔디이소시아네이트(2,6-toluenediisocyanate, 2,6-TDI) 나프탈렌-1,5-디이소시아네이트(naphthalene-1,5-diisocyanate), 파라-페닐렌디이소시아네이트(p-phenylenediisocyanate), 토리딘디이소시아네이트(tolidinediisocyanate), 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트(4,4'-diphenylmethanediisocyanate), 헥사메틸렌디이소시아네이트(hexamethylenediisocyanate), 디사이클로헥실메탄디이소시아네이트(dicyclohexylmethanediisocyanate), 4,4'-디사이클로헥실메탄디이소시아네이트(4,4'-dicyclohexylmethanediisocyanate, H12MDI), 이소포론디이소시아네이트(isoporone diisocyanate) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다.The isocyanate compound is, for example, 2,4-toluenediisocyanate (2,4-TDI), 2,6-toluenediisocyanate (2,6-toluenediisocyanate, 2,6-TDI) Naphthalene-1,5-diisocyanate, para-phenylenediisocyanate, tolidinediisocyanate, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate (4,4) '-diphenylmethanediisocyanate), hexamethylenediisocyanate, dicyclohexylmethanediisocyanate, 4,4'-dicyclohexylmethanediisocyanate (4,4'-dicyclohexylmethanediisocyanate, H 12 MDI), isophoronedi It may include one selected from the group consisting of isocyanate (isoporone diisocyanate) and combinations thereof.

상기 ‘폴리올(polyol)’이란 분자 당 히드록시기(-OH)를 적어도 2 이상 포함하는 화합물을 의미한다. 일 구현예에서, 상기 폴리올 화합물은 히드록시기가 2개인 2가 알코올 화합물 즉, 디올(diol) 또는 글리콜(glycol); 또는 히드록시기가 3개인 3가 알코올 화합물, 즉, 트리올(triol) 화합물을 포함할 수 있다. The 'polyol' refers to a compound including at least two hydroxyl groups (-OH) per molecule. In one embodiment, the polyol compound is a dihydric alcohol compound having two hydroxyl groups, that is, diol or glycol; Alternatively, it may include a trihydric alcohol compound having three hydroxyl groups, that is, a triol compound.

상기 폴리올 화합물은 예를 들어, 폴리에테르계 폴리올(polyether polyol), 폴리에스테르계 폴리올(polyester polyol), 폴리카보네이트계 폴리올(polycarbonate polyol), 아크릴계 폴리올(acryl polyol) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다.The polyol compound is, for example, selected from the group consisting of polyether polyol, polyester polyol, polycarbonate polyol, acryl polyol, and combinations thereof. may contain one.

상기 폴리올 화합물은 예를 들어, 폴리테트라메틸렌에테르글리콜(PTMG), 폴리프로필렌에테르글리콜, 에틸렌글리콜, 1,2-프로필렌글리콜, 1,3- 프로필렌글리콜, 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, 디에틸렌글리콜(DEG), 디프로필렌글리콜(DPG), 트리프로필렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 폴리프로필렌트리올 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다.The polyol compound is, for example, polytetramethylene ether glycol (PTMG), polypropylene ether glycol, ethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-propylene glycol, 1,2-butanediol, 1,3-butanediol , 2-methyl-1,3-propanediol, 1,4-butanediol, neopentyl glycol, 1,5-pentanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, diethylene glycol (DEG), dipropylene glycol (DPG), tripropylene glycol, polypropylene glycol, polypropylene triol, and may include one selected from the group consisting of combinations thereof.

상기 폴리올 화합물은 약 100g/mol 내지 약 3,000g/mol의 중량평균분자량(Mw)을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 폴리올은 약 100g/mol 내지 약 3,000g/mol, 예를 들어, 약 100g/mol 내지 약 2,000g/mol, 예를 들어, 약 100g/mol 내지 약 1,800g/mol의 중량평균분자량(Mw)을 가질 수 있다. The polyol compound may have a weight average molecular weight (Mw) of about 100 g/mol to about 3,000 g/mol. For example, the polyol may have a weight average of from about 100 g/mol to about 3,000 g/mol, such as from about 100 g/mol to about 2,000 g/mol, such as from about 100 g/mol to about 1,800 g/mol. It may have a molecular weight (Mw).

일 구현예에서, 상기 폴리올 화합물은 중량평균분자량(Mw)이 약 100g/mol 이상, 약 300g/mol 미만인 저분자량 폴리올 및 중량평균분자량(Mw)이 약 300g/mol 이상, 약 1800g/mol 이하인 고분자량 폴리올을 포함할 수 있다. 상기 고분자량 폴리올의 중량평균분자량(Mw)은 예를 들어, 약 500g/mol 이상, 약 1,800g/mol 이하일 수 있고, 예를 들어, 약 700g/mol 이상, 약 1,800g/mol 이하일 수 있다. 이 경우, 상기 폴리올 화합물은 상기 우레탄계 프리폴리머 내에서 적절한 가교 구조를 형성할 수 있고, 상기 우레탄계 프리폴리머를 포함하는 예비 조성물이 소정의 공정 조건 하에 경화되어 형성된 연마층이 전술한 효과를 구현하기에 보다 유리할 수 있다. 즉, 상기 폴리올 화합물의 적절한 가교 구조에 의하여 상기 연마층을 소정의 조건 하에서 처리한 가공 조성물의 GPC 측정 값을 나타내며, 이에 상응하는 상기 식 1의 값에 대해 범위 내를 만족함에 따라 우수한 연마 특성을 구현할 수 있다. In one embodiment, the polyol compound is a low molecular weight polyol having a weight average molecular weight (Mw) of about 100 g/mol or more and less than about 300 g/mol, and a weight average molecular weight (Mw) of about 300 g/mol or more and about 1800 g/mol or less. molecular weight polyols. The weight average molecular weight (Mw) of the high molecular weight polyol may be, for example, about 500 g/mol or more, about 1,800 g/mol or less, for example, about 700 g/mol or more, about 1,800 g/mol or less. In this case, the polyol compound can form an appropriate cross-linked structure in the urethane-based prepolymer, and the abrasive layer formed by curing the preliminary composition including the urethane-based prepolymer under predetermined process conditions. can That is, it represents the GPC measurement value of the processing composition in which the polishing layer is treated under a predetermined condition by the appropriate cross-linking structure of the polyol compound. can be implemented

상기 우레탄계 프리폴리머는 약 500g/mol 내지 약 3,000g/mol의 중량평균분자량(Mw)을 가질 수 있다. 상기 우레탄계 프리폴리머는 예를 들어, 약 600g/mol 내지 약 2,000g/mol, 예를 들어, 약 800g/mol 내지 약 1,000g/mol의 중량평균분자량(Mw)을 가질 수 있다. 상기 우레탄계 프리폴리머가 전술한 중량평균분자량(Mw)에 상응하는 중합도를 가지는 경우, 상기 예비 조성물이 소정의 공정 조건 하에서 경화되어 형성된 연마층이 전술한 우수한 연마 특성을 구현하기 위한 화학적 결합 구조를 갖기에 보다 유리할 수 있다.The urethane-based prepolymer may have a weight average molecular weight (Mw) of about 500 g/mol to about 3,000 g/mol. The urethane-based prepolymer may have a weight average molecular weight (Mw) of, for example, about 600 g/mol to about 2,000 g/mol, for example, about 800 g/mol to about 1,000 g/mol. When the urethane-based prepolymer has a degree of polymerization corresponding to the aforementioned weight average molecular weight (Mw), the abrasive layer formed by curing the preliminary composition under predetermined process conditions has a chemical bonding structure for realizing the excellent polishing properties described above. may be more advantageous.

일 구현예에서, 상기 우레탄계 프리폴리머를 제조하기 위한 이소시아네이트 화합물은 방향족 디이소시아네이트 화합물을 포함할 수 있고, 상기 방향족 디이소시아네이트 화합물은 예를 들어, 2,4-톨루엔디이소시아네이트(2,4-TDI) 및 2,6-톨루엔디이소시아네이트(2,6-TDI)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 우레탄계 프리폴리머를 제조하기 위한 폴리올 화합물은 폴리테트라메틸렌에테르글리콜(PTMG) 및 디에틸렌글리콜(DEG)을 포함할 수 있다. In one embodiment, the isocyanate compound for preparing the urethane-based prepolymer may include an aromatic diisocyanate compound, and the aromatic diisocyanate compound is, for example, 2,4-toluene diisocyanate (2,4-TDI) and 2,6-toluenediisocyanate (2,6-TDI). In addition, the polyol compound for preparing the urethane-based prepolymer may include polytetramethylene ether glycol (PTMG) and diethylene glycol (DEG).

다른 구현예에서, 상기 우레탄계 프리폴리머를 제조하기 위한 이소시아네이트 화합물은 방향족 디이소시아네이트 화합물 및 지환족 디이소시아네이트 화합물을 포함할 수 있고, 예를 들어, 상기 방향족 디이소시아네이트 화합물은 2,4-톨루엔디이소시아네이트(2,4-TDI) 및 2,6-톨루엔디이소시아네이트(2,6-TDI)를 포함하고, 상기 지환족 디이소시아네이트 화합물은 디사이클로헥실메탄디이소시아네이트(H12MDI)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 우레탄계 프리폴리머를 제조하기 위한 폴리올 화합물은 폴리테트라메틸렌에테르글리콜(PTMG) 및 디에틸렌글리콜(DEG)을 포함할 수 있다.In another embodiment, the isocyanate compound for preparing the urethane-based prepolymer may include an aromatic diisocyanate compound and an alicyclic diisocyanate compound, for example, the aromatic diisocyanate compound is 2,4-toluene diisocyanate (2 ,4-TDI) and 2,6-toluene diisocyanate (2,6-TDI), and the alicyclic diisocyanate compound may include dicyclohexylmethane diisocyanate (H 12 MDI). In addition, the polyol compound for preparing the urethane-based prepolymer may include polytetramethylene ether glycol (PTMG) and diethylene glycol (DEG).

상기 예비 조성물은 이소시아네이트기 함량(NCO%)이 약 5중량% 내지 약 11중량%, 예를 들어, 약 5중량% 내지 약 10중량%, 예를 들어, 약 5중량% 내지 약 8중량%, 예를 들어, 약 8중량% 내지 약 10중량%, 예를 들어, 약 8.5중량% 내지 약 10중량%일 수 있다. 상기 이소시아네이트기 함량은 상기 예비 조성물 전체 중량 중에서 우레탄 반응되지 않고 자유 반응기로 존재하는 이소시아네이트기의 중량의 백분율을 의미한다. 상기 예비 조성물의 이소시아네이트기 함량(NCO%)은 상기 우레탄계 프리폴리머를 제조하기 위한 이소시아네이트 화합물 및 폴리올 화합물의 종류 및 함량, 상기 우레탄계 프리폴리머를 제조하는 공정의 온도, 압력, 시간 등의 공정 조건 및 상기 우레탄계 프리폴리머의 제조에 이용되는 첨가제의 종류 및 함량 등을 종합적으로 조절하여 설계될 수 있다.The preliminary composition has an isocyanate group content (NCO%) of from about 5% to about 11% by weight, for example from about 5% to about 10% by weight, for example from about 5% to about 8% by weight, For example, it may be from about 8% to about 10% by weight, such as from about 8.5% to about 10% by weight. The content of isocyanate groups means a percentage of the weight of isocyanate groups present as free reactive groups without urethane reaction in the total weight of the preliminary composition. The isocyanate group content (NCO%) of the preliminary composition is the type and content of the isocyanate compound and polyol compound for preparing the urethane-based prepolymer, the process conditions such as temperature, pressure, and time of the process for preparing the urethane-based prepolymer, and the urethane-based prepolymer It can be designed by comprehensively controlling the type and content of additives used in the manufacture of

일 구현예예서, 상기 예비 조성물의 겔투과크로마토그래피(GPC) 측정 시, Mw(중량평균분자량)는 4,200 내지 4,300이고, Mn(수평균분자량)은 4,000 내지 4,100이며, Mp(peak 분자량)는 3,000 내지 3,100일 수 있다. In one embodiment, when measuring gel permeation chromatography (GPC) of the preliminary composition, Mw (weight average molecular weight) is 4,200 to 4,300, Mn (number average molecular weight) is 4,000 to 4,100, Mp (peak molecular weight) is 3,000 to 3,100.

구체적으로, 상기 예비 조성물의 GPC 측정 결과에 따른 특성을 갖는 상기 예비 조성물이 소정의 공정 조건 하에 경화되어 형성된 연마층은 목적 수준의 연마율을 구현할 수 있고, 결함 저감 효과를 구현하기에 적합한 물성을 나타내기에 보다 유리할 수 있다.Specifically, the abrasive layer formed by curing the preliminary composition having properties according to the GPC measurement result of the preliminary composition under predetermined process conditions can implement a desired level of polishing rate and have properties suitable for realizing a defect reduction effect. It may be more advantageous to show

상기 예비 조성물은 상기 우레탄계 프리폴리머를 포함하는 조성물로서, 상기 우레탄계 프리폴리머의 화학적 구조 자체; 및/또는 상기 우레탄계 프리폴리머가 함유하는 자유 반응기(free functional group)와 잔류하는 미반응 모노머가 함유하는 자유 반응기의 농도에 따라 상기 연마층의 경화 구조 내 화학적 결합 구조가 달라질 수 있다. 한편, 상기 우레탄계 프리폴리머를 구성하는 모노머와 잔류하는 미반응 모노머의 종류 또는 함량이 동일하더라도 상기 연마층의 경화 구조 내 화학적 결합 구조 특성은 상기 우레탄계 프리폴리머 제조를 위한 반응 공정 조건; 상기 연마층 제조를 위한 경화 공정 조건; 또는 상기 가공 조성물을 제조하는 처리 조건 등에 의해 달라질 수 있다. The preliminary composition is a composition including the urethane-based prepolymer, the chemical structure of the urethane-based prepolymer itself; and/or the chemical bonding structure in the cured structure of the polishing layer may vary according to the concentration of free functional groups contained in the urethane-based prepolymer and free reactive groups contained in the remaining unreacted monomers. On the other hand, even if the type or content of the monomer constituting the urethane-based prepolymer and the remaining unreacted monomer are the same, the chemical bonding structure characteristics in the cured structure of the polishing layer may be determined by the reaction process conditions for preparing the urethane-based prepolymer; curing process conditions for producing the abrasive layer; Or it may vary depending on the processing conditions for preparing the processing composition.

도 3은 이를 설명하기 위하여 상기 예비 조성물(50), 상기 연마층을 이루는 경화 구조체(60) 및 상기 가공 조성물(70)의 일 예시를 모식도로 설명한 것이다. 도 3을 참조할 때, 상기 예비 조성물(50)은 모노머 A, 모노머 B, 모노머 C 및 모노머 D를 반응시켜 제조된 것으로, 예시적으로 제1 프리폴리머(A-B-C-B-A) 및 제2 프리폴리머(A-B-C-B-D)를 포함하고, 미반응 모노머 D를 포함할 수 있다. 상기 예비 조성물(50)을 제조하기 위한 모노머의 종류가 달라질 경우, 프리폴리머의 화학적 구조도 달라지게 된다. 또한, 상기 예비 조성물(50)을 제조하기 위한 온도, 압력, 시간 등의 반응 조건에 따라 동일한 모노머를 원료로 한 경우라도 프리폴리머의 구조 및 미반응 모노머의 종류가 달라질 수 있다. 이어서, 상기 예비 조성물(50)에 첨가제 E 등을 투입한 후 소정의 온도, 압력 및 시간의 경화 공정 조건에 의해 경화하여 상기 프리폴리머보다 상대적으로 긴 사슬 구조 및 가교 구조를 갖는 경화 구조체(60)를 형성한다. 상기 경화 구조체(60)의 화학적 구조 또한 상기 첨가제의 종류 및/또는 상기 연마층을 제조하기 위한 공정 조건에 따라 달라질 수 있다. 이어서, 상기 경화 구조체(60)를 조건 1로 처리하여 가공 조성물(70)를 얻는다. 상기 조건 1에 의하여 상기 경화 구조체(60)의 결합 구조 중 적어도 일부가 끊어져 해리되어 구조체 1(A-B-C), 구조체 2(B-A-E-D-A-B) 및 구조제 3(C-B-A)를 포함하는 최종 가공 조성물(70)을 얻게 되는 것이다. 이때, 조건 1 이외의 다른 조건으로 처리한 가공 조성물은 상기 구조체 1, 2 및 3과는 다른 화학적 구조의 구조체를 포함하게 될 것이다. 3 is a schematic diagram illustrating an example of the preliminary composition 50, the cured structure 60 forming the polishing layer, and the processing composition 70 in order to explain this. Referring to FIG. 3 , the preliminary composition 50 is prepared by reacting a monomer A, a monomer B, a monomer C, and a monomer D, and illustratively includes a first prepolymer (ABCBA) and a second prepolymer (ABCBD). and unreacted monomer D. When the type of the monomer for preparing the preliminary composition 50 is changed, the chemical structure of the prepolymer is also changed. In addition, even when the same monomer is used as a raw material, the structure of the prepolymer and the type of unreacted monomer may vary depending on reaction conditions such as temperature, pressure, and time for preparing the preliminary composition 50 . Then, after adding the additive E to the preliminary composition 50, the cured structure 60 having a relatively longer chain structure and a crosslinked structure than the prepolymer by curing under a curing process condition of a predetermined temperature, pressure and time. to form The chemical structure of the hardening structure 60 may also vary depending on the type of the additive and/or process conditions for manufacturing the polishing layer. Then, the cured structure 60 is treated under Condition 1 to obtain a processing composition 70 . At least a portion of the bonding structure of the cured structure 60 is broken and dissociated by the condition 1 to obtain a final processing composition 70 including structure 1 (ABC), structure 2 (BAEDAB) and structure 3 (CBA) will become In this case, the processing composition treated under conditions other than condition 1 will include structures having a chemical structure different from those of structures 1, 2 and 3 above.

즉, 상기 연마층 1g을 KOH 0.3몰 농도의 용액 15ml에 투여된 후, 150℃, 48시간 동안, 밀폐된 공간에서 해중합하고, 상기 해중합된 조성물의 GPC 측정 값은 상기 연마층을 제조하기 위한 상기 예비 조성물의 GPC 측정 값과 상이하다.That is, after 1 g of the polishing layer is administered to 15 ml of a solution having a 0.3 molar concentration of KOH, it is depolymerized at 150° C. for 48 hours in a closed space, and the GPC measurement value of the depolymerized composition is the above for preparing the polishing layer. It is different from the measured GPC value of the preliminary composition.

이는 상기 예비 조성물은 우레탄계 프리폴리머를 제조하기 위한 모노머 종류 및 함량 뿐만 아니라, 상기 예비 조성물의 제조 및 상기 연마층의 제조 과정 중의 다양한 공정 조건 및 상기 가공 조성물을 얻기 위한 처리 조건 등이 유기적으로 연관되어 종합적으로 나타나는 특성에 기인한 것이고, 상기 조건 하에서 해중합할 경우, 예비 조성물의 결합 구조체의 결합 부위와 동일한 부분에서 해리가 일어나지 않고, 해중합 조건에 의해 상이한 부분에서 해리가 일어남에 따라, GPC 측정 값에서 차이를 나타내게 된다.This is because the preliminary composition is organically related to various process conditions and processing conditions for obtaining the processing composition, as well as the type and content of monomers for preparing the urethane-based prepolymer, as well as various process conditions during the preparation of the preliminary composition and the manufacturing process of the polishing layer. , and when depolymerized under the above conditions, dissociation does not occur in the same part as the binding site of the binding structure of the preliminary composition, and as dissociation occurs in a different part by the depolymerization conditions, there is a difference in GPC measurement values will show

다만, 일 구현예에 따른 상기 연마패드의 기술적 목적는 상기 가공 조성물을 상기 조건 하에서 해중합하고, 상기 해중합된 조성물의 GPC 측정 값이 전술한 범위를 만족하는 경우, 상기 연마패드에 의한 결과적인 연마 성능이 목적하는 수준을 구현한다는 상관 관계를 밝혀낸 것에 있으며, 이 목적을 만족하는 범위 내에서는 다소 상이한 모노머 종류 및 함량, 다소 상이한 공정 조건 등을 적용한 경우라도 본 발명에서 목적으로 하는 권리 범위에서 벗어난다고 볼 수는 없다. However, the technical purpose of the polishing pad according to one embodiment is to depolymerize the processing composition under the above conditions, and when the GPC measurement value of the depolymerized composition satisfies the above-mentioned range, the resultant polishing performance by the polishing pad is It is in revealing the correlation of realizing the desired level, and within the range that satisfies this purpose, even if slightly different types and contents of monomers, slightly different process conditions, etc. are applied, it can be considered that it is out of the scope of the object of the present invention. there is no

일 구현예에서, 상기 우레탄계 프리폴리머를 제조하기 위한 이소시아네이트 화합물은 방향족 디이소시아네이트 화합물을 포함할 수 있고, 상기 방향족 디이소시아네이트 화합물은 2,4-톨루엔디이소시아네이트(2,4-TDI) 및 2,6-톨루엔디이소시아네이트(2,6-TDI)를 포함할 수 있다. 이때, 상기 우레탄계 프리폴리머는 일말단 우레탄 반응된 2,4-TDI로부터 유래된 제1 단위 구조, 일말단 우레탄 반응된 2,6-TDI로부터 유래된 제2 단위 구조 및 양말단 우레탄 반응된 2,4-TDI로부터 유래된 제3 단위 구조 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 여기서, '일말단 우레탄 반응된'의 의미는 디이소시아네이트의 2개의 이소시아네이트기 중에서 하나의 이소시아네이트기가 우레탄 반응된 것이고, '양말단 우레탄 반응된'의 의미는 디이소시아네이트의 2개의 이소시아네이트기가 모두 우레탄 반응된 것이다. 또한, 상기 '단위 구조'는 상기 프리폴리머 주쇄의 화학적 구조 내에 적어도 하나 이상 포함되는 구조적 단위체를 의미한다.In one embodiment, the isocyanate compound for preparing the urethane-based prepolymer may include an aromatic diisocyanate compound, and the aromatic diisocyanate compound is 2,4-toluene diisocyanate (2,4-TDI) and 2,6- toluene diisocyanate (2,6-TDI). In this case, the urethane-based prepolymer has a first unit structure derived from urethane-reacted 2,4-TDI at one end, a second unit structure derived from 2,6-TDI reacted with urethane at one end, and urethane-reacted 2,4 at both ends. It may include at least one of a third unit structure derived from -TDI. Here, the meaning of 'urethane-reacted at one end' means that one isocyanate group among the two isocyanate groups of the diisocyanate is urethane-reacted, and the meaning of 'urethane-reacted at both ends' means that both isocyanate groups of the diisocyanate are urethane-reacted. will be. In addition, the 'unit structure' refers to a structural unit included in at least one chemical structure of the main chain of the prepolymer.

일 구현예에서, 상기 우레탄계 프리폴리머는 반복 구조가 상이한 복수의 프리폴리머를 포함할 수 있고, 각각의 프리폴리머는 독립적으로 상기 제1 단위 구조, 상기 제2 단위 구조 및 제3 단위 구조 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이로써, 상기 예비 조성물의 경화물을 포함하는 상기 연마층이 목적 수준의 연마 성능을 구현하기에 보다 유리할 수 있다. In one embodiment, the urethane-based prepolymer may include a plurality of prepolymers having different repeating structures, and each prepolymer may independently include at least one of the first unit structure, the second unit structure, and the third unit structure. can Accordingly, the polishing layer including the cured product of the preliminary composition may be more advantageous in achieving a desired level of polishing performance.

상기 예비 조성물은 양말단 미반응 2,6-TDI를 더 포함할 수 있다. 상기 '양말단 미반응'의 의미는 디이소시아네이트의 2개의 이소시아네이트기가 모두 반응하지 않은 것으로서, 상기 양말단 미반응 2,6-TDI는 상기 예비 조성물 내에 잔류하는 자유 모노머(Free monomer)이다. 상기 예비 조성물이 양말단 미반응 2,6-TDI를 포함함으로써, 상기 예비 조성물의 경화 과정에서 적절한 가교 구조 또는 사슬 연장 구조를 형성할 수 있고, 이에 따라, 상기 상기 가공 조성물의 전술한 피크 특성에 기인한 연화 조절 지수가 목적 범위을 나타내기에 유리할 수 있다. The preliminary composition may further include unreacted 2,6-TDI at both ends. The meaning of 'unreacted at both ends' means that both isocyanate groups of the diisocyanate have not reacted, and the unreacted 2,6-TDI at both ends is a free monomer remaining in the preliminary composition. Since the preliminary composition includes unreacted 2,6-TDI at both ends, an appropriate crosslinked structure or chain extension structure can be formed during the curing process of the preliminary composition, and thus, the above-described peak properties of the processing composition The resulting softening control index may be advantageous to indicate the desired range.

상기 예비 조성물의 GPC 측정 값은, 전술한 바와 같이, 상기 우레탄계 프리폴리머를 이루는 모노머 종류 및 함량, 상기 우레탄계 프리폴리머 외에 잔류하는 미반응 모노머의 종류 및 함량, 상기 우레탄계 프리폴리머 화학적 결합 구조, 상기 우레탄계 프리폴리머 제조를 위한 반응 공정 조건 등에 의하여 종합적으로 결정될 수 있다.The GPC measurement value of the preliminary composition is, as described above, the type and content of monomers constituting the urethane-based prepolymer, the type and content of unreacted monomers remaining in addition to the urethane-based prepolymer, the chemical bonding structure of the urethane-based prepolymer, and the preparation of the urethane-based prepolymer It can be comprehensively determined by reaction process conditions for

상기 경화제는 상기 우레탄계 프리폴리머와 화학적으로 반응하여 상기 연마층 내의 최종 경화 구조체를 형성하기 위한 화합물로서, 예를 들어, 아민 화합물 또는 알콜 화합물을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 경화제는 방향족 아민, 지방족 아민, 방향족 알콜, 지방족 알코올 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다. The curing agent is a compound for chemically reacting with the urethane-based prepolymer to form a final cured structure in the polishing layer, and may include, for example, an amine compound or an alcohol compound. Specifically, the curing agent may include one selected from the group consisting of aromatic amines, aliphatic amines, aromatic alcohols, aliphatic alcohols, and combinations thereof.

예를 들어, 상기 경화제는 4,4'-메틸렌비스(2-클로로아닐린)(4,4'-methylenebis(2-chloroaniline); MOCA), 디에틸톨루엔디아민(diethyltoluenediamine; DETDA), 디아미노디페닐메탄(diaminodiphenylmethane), 디메틸티오톨루엔디아민(dimethyl thio-toluene diamine; DMTDA), 프로판디올 비스 p-아미노벤조에이트(propanediol bis p-aminobenzoate), Methylene bis-methylanthranilate, 디아미노디페닐설폰(diaminodiphenylsulfone), m-자일릴렌디아민(m-xylylenediamine), 이소포론디아민(isophoronediamine), 에틸렌디아민(ethylenediamine), 디에틸렌트리아민(diethylenetriamine), 트리에틸렌테트라아민(triethylenetetramine), 폴리프로필렌디아민(polypropylenediamine), 폴리프로필렌트리아민(polypropylenetriamine), 비스(4-아미노-3-클로로페닐)메탄(bis(4-amino-3-chlorophenyl)methane) 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다.For example, the curing agent is 4,4'-methylenebis(2-chloroaniline) (4,4'-methylenebis(2-chloroaniline); MOCA), diethyltoluenediamine (DETDA), diaminodiphenyl Methane (diaminodiphenylmethane), dimethyl thio-toluene diamine (DMTDA), propanediol bis p-aminobenzoate (propanediol bis p-aminobenzoate), Methylene bis-methylanthranilate, diaminodiphenylsulfone (diaminodiphenylsulfone), m -xylylenediamine, isophoronediamine, ethylenediamine, diethylenetriamine, triethylenetetramine, polypropylenediamine, polypropylenetriamine (polypropylenetriamine), bis (4-amino-3-chlorophenyl) methane (bis (4-amino-3-chlorophenyl) methane), and may include one selected from the group consisting of combinations thereof.

상기 경화제의 함량은 상기 예비 조성물 100 중량부를 기준으로 약 18 중량부 내지 약 27 중량부, 예를 들어, 약 19 중량부 내지 약 26 중량부, 예를 들어, 약 20 중량부 내지 약 26 중량부일 수 있다. 상기 경화제의 함량이 상기 범위를 만족하는 경우, 목적하는 연마패드의 성능을 구현하는 데에 더욱 유리할 수 있다.The amount of the curing agent is about 18 parts by weight to about 27 parts by weight, for example, about 19 parts by weight to about 26 parts by weight, for example, about 20 parts by weight to about 26 parts by weight based on 100 parts by weight of the preliminary composition. can When the content of the curing agent satisfies the above range, it may be more advantageous to realize the desired performance of the polishing pad.

상기 경화제가 아민 화합물을 포함하는 경우, 상기 예비 조성물 중의 이소시아네이트(NCO)기 대 상기 경화제 중의 아민(NH2)기의 몰비가 약 1:0.85 내지 약 1:0.99일 수 있고, 예를 들어, 약 1:0.89 내지 약 1:0.99일 수 있고, 예를 들어, 약 1:0.90 내지 약 1:0.96일 수 있다. When the curing agent includes an amine compound, a molar ratio of isocyanate (NCO) groups in the preliminary composition to amine (NH 2 ) groups in the curing agent may be about 1:0.85 to about 1:0.99, for example, about 1:0.89 to about 1:0.99, for example about 1:0.90 to about 1:0.96.

상기 발포제는 상기 연마층 내의 기공 구조를 형성하기 위한 성분으로서 고상 발포제, 기상 발포제, 액상 발포제 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다. 일 구현예에서 상기 발포제는 고상 발포제, 기상 발포제 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. The foaming agent may include one selected from the group consisting of a solid foaming agent, a gaseous foaming agent, a liquid foaming agent, and a combination thereof as a component for forming a pore structure in the polishing layer. In one embodiment, the foaming agent may include a solid foaming agent, a gas phase foaming agent, or a combination thereof.

상기 고상 발포제의 평균 입경은 약 5㎛ 내지 약 200㎛, 예를 들어, 약 20㎛ 내지 약 50㎛, 예를 들어, 약 21㎛ 내지 약 50㎛, 예를 들어, 약 21㎛ 내지 약 40㎛일 수 있다. 상기 고상 발포제의 평균 입경은 상기 고상 발포제가 후술하는 바에 따른 열팽창된(expanded) 입자인 경우 열팽창된 입자 자체의 평균 입경을 의미하며, 상기 고상 발포제가 후술하는 바에 따른 미팽창된(unexpanded) 입자인 경우 열 또는 압력에 의해 팽창된 이후 입자의 평균 입경을 의미할 수 있다. The average particle diameter of the solid blowing agent is about 5 μm to about 200 μm, for example, about 20 μm to about 50 μm, for example, about 21 μm to about 50 μm, for example, about 21 μm to about 40 μm. can be The average particle diameter of the solid foaming agent means the average particle diameter of the thermally expanded particles themselves when the solid foaming agent is thermally expanded particles as described below, and the solid foaming agent is an unexpanded particle as described below. In this case, it may mean the average particle diameter of the particles after being expanded by heat or pressure.

상기 고상 발포제는 팽창성 입자를 포함할 수 있다. 상기 팽창성 입자는 열 또는 압력 등에 의하여 팽창이 가능한 특성을 갖는 입자로서, 상기 연마층을 제조하는 과정에서 가해지는 열 또는 압력 등에 의하여 최종 연마층 내에서의 크기가 결정될 수 있다. 상기 팽창성 입자는 열팽창된(expanded) 입자, 미팽창된(unexpanded) 입자 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 상기 열팽창된 입자는 열에 의해 사전 팽창된 입자로서, 상기 연마층의 제조 과정에서 가해지는 열 또는 압력에 의한 크기 변화가 작거나 거의 없는 입자를 의미한다. 상기 미팽창된 입자는 사전 팽창되지 않은 입자로서, 상기 연마층의 제조 과정에서 가해지는 열 또는 압력에 의하여 팽창되어 최종 크기가 결정되는 입자를 의미한다. The solid blowing agent may include expandable particles. The expandable particles are particles having a property of being expandable by heat or pressure, and the size in the final abrasive layer may be determined by heat or pressure applied during the manufacturing process of the abrasive layer. The expandable particles may include thermally expanded particles, unexpanded particles, or a combination thereof. The thermally expanded particles are particles pre-expanded by heat, and refer to particles having little or no size change due to heat or pressure applied during the manufacturing process of the abrasive layer. The unexpanded particles are non-expanded particles, and refer to particles whose final size is determined by being expanded by heat or pressure applied during the manufacturing process of the abrasive layer.

상기 팽창성 입자는 수지 재질의 외피; 및 상기 외피로 봉입된 내부에 존재하는 팽창 유발 성분을 포함할 수 있다. The expandable particles may include a resin material; And it may include an expansion-inducing component present in the interior enclosed by the shell.

예를 들어, 상기 외피는 열가소성 수지를 포함할 수 있고, 상기 열가소성 수지는 염화비닐리덴계 공중합체, 아크릴로니트릴계 공중합체, 메타크릴로니트릴계 공중합체 및 아크릴계 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다. For example, the outer shell may include a thermoplastic resin, and the thermoplastic resin is selected from the group consisting of a vinylidene chloride-based copolymer, an acrylonitrile-based copolymer, a methacrylonitrile-based copolymer, and an acrylic copolymer. may be more than one species.

상기 팽창 유발 성분은 탄화수소 화합물, 클로로플루오로 화합물, 테트라알킬실란 화합물 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다. The expansion-inducing component may include one selected from the group consisting of a hydrocarbon compound, a chlorofluoro compound, a tetraalkylsilane compound, and combinations thereof.

구체적으로, 상기 탄화수소 화합물은 에탄(ethane), 에틸렌(ethylene), 프로판(propane), 프로펜(propene), n-부탄(n-butane), 이소부탄(isobutene), n-부텐(butene), 이소부텐(isobutene), n-펜탄(n-pentane), 이소펜탄(isopentane), 네오펜탄(neopentane), n-헥산(n-hexane), 헵탄(heptane), 석유 에테르(petroleum ether) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다. Specifically, the hydrocarbon compound is ethane, ethylene, propane, propene, n-butane, isobutene, n-butene, isobutene, n-pentane, isopentane, neopentane, n-hexane, heptane, petroleum ether, and their It may include one selected from the group consisting of combinations.

상기 클로로플루오로 화합물은 트리클로로플루오로메탄(trichlorofluoromethane, CCl3F), 디클로로디플루오로메탄(dichlorodifluoromethane, CCl2F2), 클로로트리플루오로메탄(chlorotrifluoromethane, CClF3), 테트라플루오로에틸렌(tetrafluoroethylene, CClF2-CClF2) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다. The chlorofluoro compound is trichlorofluoromethane (trichlorofluoromethane, CCl 3 F), dichlorodifluoromethane (dichlorodifluoromethane, CCl 2 F 2 ), chlorotrifluoromethane (chlorotrifluoromethane, CClF 3 ), tetrafluoroethylene ( It may include one selected from the group consisting of tetrafluoroethylene, CClF 2 -CClF 2 ), and combinations thereof.

상기 테트라알킬실란 화합물은 테트라메틸실란(tetramethylsilane), 트리메틸에틸실란(trimethylethylsilane), 트리메틸이소프로필실란(trimethylisopropylsilane), 트리메틸-n-프로필실란(trimethyl-n-propylsilane) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다.The tetraalkylsilane compound is selected from the group consisting of tetramethylsilane, trimethylethylsilane, trimethylisopropylsilane, trimethyl-n-propylsilane, and combinations thereof. may contain one.

상기 고상 발포제는 선택적으로 무기 성분 처리 입자를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 고상 발포제는 무기 성분 처리된 팽창성 입자를 포함할 수 있다. 일 구현예에서, 상기 고상 발포제는 실리카(SiO2) 입자 처리된 팽창성 입자를 포함할 수 있다. 상기 고상 발포제의 무기 성분 처리는 복수의 입자 간 응집을 방지할 수 있다. 상기 무기 성분 처리된 고상 발포제는 무기 성분 처리되지 않은 고상 발포제와 발포제 표면의 화학적, 전기적 및/또는 물리적 특성이 상이할 수 있다. The solid foaming agent may optionally include inorganic component-treated particles. For example, the solid blowing agent may include inorganic component-treated expandable particles. In one embodiment, the solid foaming agent may include silica (SiO 2 ) particle-treated expandable particles. The inorganic component treatment of the solid foaming agent can prevent aggregation between a plurality of particles. The inorganic component-treated solid foaming agent may have different chemical, electrical, and/or physical properties on the surface of the foaming agent surface than the inorganic component-treated solid foaming agent.

상기 고상 발포제의 함량은 상기 우레탄계 프리폴리머 100 중량부를 기준으로 약 0.5 중량부 내지 약 10 중량부, 예를 들어, 약 1 중량부 내지 약 3 중량부, 예를 들어, 약 1.3 중량부 내지 약 2.7 중량부, 예를 들어, 약 1.3 중량부 내지 약 2.6 중량부일 수 있다.The amount of the solid foaming agent is about 0.5 parts by weight to about 10 parts by weight, for example, about 1 part by weight to about 3 parts by weight, for example, about 1.3 parts by weight to about 2.7 parts by weight based on 100 parts by weight of the urethane-based prepolymer. parts, for example from about 1.3 parts by weight to about 2.6 parts by weight.

상기 연마층의 목적하는 기공 구조 및 물성에 따라 상기 고상 발포제의 종류 및 함량을 설계할 수 있다.The type and content of the solid foaming agent may be designed according to the desired pore structure and physical properties of the polishing layer.

상기 기상 발포제는 불활성 가스를 포함할 수 있다. 상기 기상 발포제는 상기 우레탄계 프리폴리머와 상기 경화제가 반응하는 과정에서 투입되어 기공 형성 요소로 사용될 수 있다.The gas-phase foaming agent may include an inert gas. The gas-phase foaming agent may be used as a pore-forming element by being added during a reaction between the urethane-based prepolymer and the curing agent.

상기 불활성 가스는 상기 우레탄계 프리폴리머와 상기 경화제 간의 반응에 참여하지 않는 가스라면 종류가 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 상기 불활성 가스는 질소 가스(N2), 아르곤 가스(Ar), 헬륨 가스(He) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 불활성 가스는 질소 가스(N2) 또는 아르곤 가스(Ar)를 포함할 수 있다.The type of the inert gas is not particularly limited as long as it does not participate in the reaction between the urethane-based prepolymer and the curing agent. For example, the inert gas may include one selected from the group consisting of nitrogen gas (N 2 ), argon gas (Ar), helium gas (He), and combinations thereof. Specifically, the inert gas may include nitrogen gas (N 2 ) or argon gas (Ar).

상기 연마층의 목적하는 기공 구조 및 물성에 따라 상기 기상 발포제의 종류 및 함량을 설계할 수 있다The type and content of the gas-phase foaming agent can be designed according to the desired pore structure and physical properties of the abrasive layer.

일 구현예에서, 상기 발포제는 고상 발포제를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 발포제는 고상 발포제만으로 이루어질 수 있다.In one embodiment, the foaming agent may include a solid foaming agent. For example, the foaming agent may be formed of only a solid foaming agent.

상기 고상 발포제는 팽창성 입자를 포함하고, 상기 팽창성 입자는 열팽창된 입자를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 고상 발포제는 열팽창된 입자로만 이루어질 수 있다. 상기 미팽창된 입자를 포함하지 않고 열팽창된 입자로만 이루어지는 경우, 기공 구조의 가변성은 저하되지만 사전 예측 가능성이 높아져 상기 연마층의 전 영역에 걸쳐 균질한 기공 특성을 구현하기에 유리할 수 있다. The solid foaming agent may include expandable particles, and the expandable particles may include thermally expanded particles. For example, the solid foaming agent may consist only of thermally expanded particles. In the case of not including the unexpanded particles but only the thermally expanded particles, the variability of the pore structure is reduced, but the predictability is increased, so it may be advantageous to implement homogeneous pore properties over the entire area of the abrasive layer.

일 구현예에서, 상기 열팽창된 입자는 약 5㎛ 내지 약 200㎛의 평균 입경을 갖는 입자일 수 있다. 상기 열팽창된 입자의 평균 입경은 약 5㎛ 내지 약 100㎛, 예를 들어, 약 10㎛ 내지 약 80㎛, 예를 들어, 약 20㎛ 내지 약 70㎛, 예를 들어, 약 20㎛ 내지 약 50㎛, 예를 들어, 약 30㎛ 내지 약 70㎛, 예를 들어, 약 25㎛ 내지 45㎛, 예를 들어, 약 40㎛ 내지 약 70㎛, 예를 들어, 약 40㎛ 내지 약 60㎛일 수 있다. 상기 평균 입경은 상기 열팽창된 입자의 D50으로 정의된다.In one embodiment, the thermally expanded particles may be particles having an average particle diameter of about 5 μm to about 200 μm. The average particle diameter of the thermally expanded particles is about 5 μm to about 100 μm, for example, about 10 μm to about 80 μm, for example, about 20 μm to about 70 μm, for example, about 20 μm to about 50 μm. μm, for example from about 30 μm to about 70 μm, such as from about 25 μm to 45 μm, such as from about 40 μm to about 70 μm, such as from about 40 μm to about 60 μm there is. The average particle diameter is defined as the D50 of the thermally expanded particles.

일 구현예에서, 상기 열팽창된 입자의 밀도는 약 30kg/㎥ 내지 약 80kg/㎥, 예를 들어, 약 35kg/㎥ 내지 약 80kg/㎥, 예를 들어, 약 35kg/㎥ 내지 약 75kg/㎥, 예를 들어, 약 38kg/㎥ 내지 약 72kg/㎥, 예를 들어, 약 40kg/㎥ 내지 약 75kg/㎥, 예를 들어, 약 40kg/㎥ 내지 약 72kg/㎥일 수 있다. In one embodiment, the density of the thermally expanded particles is from about 30 kg/m to about 80 kg/m, such as from about 35 kg/m to about 80 kg/m, such as from about 35 kg/m to about 75 kg/m, For example, it may be from about 38 kg/m to about 72 kg/m, such as from about 40 kg/m to about 75 kg/m, such as from about 40 kg/m to about 72 kg/m.

일 구현예에서, 상기 발포제는 기상 발포제를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 발포제는 고상 발포제 및 기상 발포제를 포함할 수 있다. 상기 고상 발포제에 관한 사항은 전술한 바와 같다.In one embodiment, the foaming agent may include a gas phase foaming agent. For example, the foaming agent may include a solid foaming agent and a gas phase foaming agent. Matters regarding the solid foaming agent are the same as described above.

상기 기상 발포제는 질소 가스를 포함할 수 있다.The gas-phase foaming agent may include nitrogen gas.

상기 기상 발포제는 상기 우레탄계 프리폴리머, 상기 고상발포제 및 상기 경화제가 혼합되는 과정 중에 소정의 주입 라인을 통하여 주입될 수 있다. 상기 기상 발포제의 주입 속도는 약 0.8L/min 내지 약 2.0L/min, 예를 들어, 약 0.8L/min 내지 약 1.8L/min, 예를 들어, 약 0.8L/min 내지 약 1.7L/min, 예를 들어, 약 1.0L/min 내지 약 2.0L/min, 예를 들어, 약 1.0L/min 내지 약 1.8L/min, 예를 들어, 약 1.0L/min 내지 약 1.7L/min일 수 있다.The vapor-phase foaming agent may be injected through a predetermined injection line while the urethane-based prepolymer, the solid-state foaming agent, and the curing agent are mixed. The injection rate of the gas phase blowing agent is from about 0.8 L/min to about 2.0 L/min, such as from about 0.8 L/min to about 1.8 L/min, such as from about 0.8 L/min to about 1.7 L/min. , for example, from about 1.0 L/min to about 2.0 L/min, such as from about 1.0 L/min to about 1.8 L/min, such as from about 1.0 L/min to about 1.7 L/min there is.

상기 연마층을 제조하기 위한 조성물은 계면활성제, 반응속도조절제 등의 기타 첨가제를 더 포함할 수 있다. 상기 ‘계면활성제’, ‘반응속도조절제’ 등의 명칭은 해당 물질의 주된 역할을 기준으로 임의 지칭하는 명칭이며, 각각의 해당 물질이 반드시 해당 명칭으로 역할에 국한된 기능만을 수행하는 것은 아니다. The composition for preparing the polishing layer may further include other additives such as a surfactant and a reaction rate controlling agent. The names of 'surfactant' and 'reaction rate regulator' are arbitrary names based on the main role of the corresponding substance, and each corresponding substance does not necessarily perform only a function limited to the role by the corresponding name.

상기 계면활성제는 기공들의 응집 또는 중첩 등의 현상을 방지하는 역할을 하는 물질이면 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 상기 계면활성제는 실리콘계 계면활성제를 포함할 수 있다. The surfactant is not particularly limited as long as it is a material that serves to prevent aggregation or overlapping of pores. For example, the surfactant may include a silicone-based surfactant.

상기 계면활성제는 상기 우레탄계 프리폴리머 100 중량부를 기준으로 약 0.2 중량부 내지 약 2 중량부의 함량으로 사용될 수 있다. 구체적으로, 상기 계면활성제는 상기 우레탄계 프리폴리머 100 중량부를 기준으로 약 0.2 중량부 내지 약 1.9 중량부, 예를 들어, 약 0.2 중량부 내지 약 1.8 중량부, 예를 들어, 약 0.2 중량부 내지 약 1.7 중량부, 예를 들어, 약 0.2 중량부 내지 약 1.6 중량부, 예를 들어, 약 0.2 중량부 내지 약 1.5 중량부, 예를 들어, 약 0.5 중량부 내지 1.5 중량부의 함량으로 포함될 수 있다. 상기 범위 내의 함량으로 계면활성제를 포함할 경우, 기상 발포제 유래 기공이 몰드 내에서 안정하게 형성 및 유지될 수 있다.The surfactant may be used in an amount of about 0.2 parts by weight to about 2 parts by weight based on 100 parts by weight of the urethane-based prepolymer. Specifically, the surfactant is about 0.2 parts by weight to about 1.9 parts by weight, for example, about 0.2 parts by weight to about 1.8 parts by weight, for example, about 0.2 parts by weight to about 1.7 parts by weight based on 100 parts by weight of the urethane-based prepolymer. It may be included in an amount of, for example, about 0.2 parts by weight to about 1.6 parts by weight, for example, about 0.2 parts by weight to about 1.5 parts by weight, for example, about 0.5 parts by weight to 1.5 parts by weight. When the surfactant is included in an amount within the above range, pores derived from the gas-phase foaming agent may be stably formed and maintained in the mold.

상기 반응속도조절제는 반응 촉진 또는 반응 지연의 역할을 하는 것으로서 목적에 따라 반응촉진제, 반응지연제 또는 이들 모두를 사용할 수 있다. 상기 반응속도조절제는 반응촉진제를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 반응촉진제는 3차 아민계 화합물 및 유기금속계 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 반응 촉진제일 수 있다. The reaction rate controlling agent serves to promote or delay the reaction, and depending on the purpose, a reaction accelerator, a reaction retarder, or both may be used. The reaction rate controlling agent may include a reaction accelerator. For example, the reaction accelerator may be one or more reaction accelerators selected from the group consisting of a tertiary amine-based compound and an organometallic compound.

구체적으로, 상기 반응속도조절제는 트리에틸렌디아민, 디메틸에탄올아민, 테트라메틸부탄디아민, 2-메틸-트리에틸렌디아민, 디메틸사이클로헥실아민, 트리에틸아민, 트리이소프로판올아민, 1,4-디아자바이사이클로(2,2,2)옥탄, 비스(2-메틸아미노에틸) 에테르, 트리메틸아미노에틸에탄올아민, N,N,N,N,N''-펜타메틸디에틸렌트리아민, 디메틸아미노에틸아민, 디메틸아미노프로필아민, 벤질디메틸아민, N-에틸모르폴린, N,N-디메틸아미노에틸모르폴린, N,N-디메틸사이클로헥실아민, 2-메틸-2-아자노보네인, 디부틸틴 디라우레이트, 스태너스 옥토에이트, 디부틸틴 디아세테이트, 디옥틸틴 디아세테이트, 디부틸틴 말리에이트, 디부틸틴 디-2-에틸헥사노에이트 및 디부틸틴 디머캅타이드로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 반응속도 조절제는 벤질디메틸아민, N,N-디메틸사이클로헥실아민 및 트리에틸아민으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.Specifically, the reaction rate controlling agent is triethylenediamine, dimethylethanolamine, tetramethylbutanediamine, 2-methyl-triethylenediamine, dimethylcyclohexylamine, triethylamine, triisopropanolamine, 1,4-diazabicyclo( 2,2,2)octane, bis(2-methylaminoethyl)ether, trimethylaminoethylethanolamine, N,N,N,N,N''-pentamethyldiethylenetriamine, dimethylaminoethylamine, dimethylamino Propylamine, benzyldimethylamine, N-ethylmorpholine, N,N-dimethylaminoethylmorpholine, N,N-dimethylcyclohexylamine, 2-methyl-2-azanovonein, dibutyltin dilaurate, Contains at least one selected from the group consisting of stannous octoate, dibutyltin diacetate, dioctyltin diacetate, dibutyltin maleate, dibutyltin di-2-ethylhexanoate and dibutyltin dimercaptide can do. Specifically, the reaction rate controlling agent may include at least one selected from the group consisting of benzyldimethylamine, N,N-dimethylcyclohexylamine and triethylamine.

상기 반응속도조절제는 상기 우레탄계 프리폴리머 100 중량부를 기준으로 약 0.05 중량부 내지 약 2 중량부의 양으로 사용될 수 있다. 구체적으로, 상기 반응속도조절제는 상기 우레탄계 프리폴리머 100 중량부를 기준으로 약 0.05 중량부 내지 약 1.8 중량부, 예를 들어, 약 0.05 중량부 내지 약 1.7 중량부, 예를 들어, 약 0.05 중량부 내지 약 1.6 중량부, 예를 들어, 약 0.1 중량부 내지 약 1.5 중량부, 예를 들어, 약 0.1 중량부 내지 약 0.3 중량부, 예를 들어, 약 0.2 중량부 내지 약 1.8 중량부, 예를 들어, 약 0.2 중량부 내지 약 1.7 중량부, 예를 들어, 약 0.2 중량부 내지 약 1.6 중량부, 예를 들어, 약 0.2 중량부 내지 약 1.5 중량부, 예를 들어, 약 0.5 중량부 내지 약 1 중량부의 양으로 사용될 수 있다. 상기 반응속도조절제가 전술한 함량 범위로 사용될 경우, 예비 조성물의 경화 반응속도를 적절하게 조절하여 원하는 크기의 기공 및 경도를 갖는 연마층을 형성할 수 있다.The reaction rate controlling agent may be used in an amount of about 0.05 parts by weight to about 2 parts by weight based on 100 parts by weight of the urethane-based prepolymer. Specifically, the reaction rate controlling agent is about 0.05 parts by weight to about 1.8 parts by weight, for example, about 0.05 parts by weight to about 1.7 parts by weight, for example, about 0.05 parts by weight to about 100 parts by weight of the urethane-based prepolymer. 1.6 parts by weight, such as about 0.1 parts by weight to about 1.5 parts by weight, such as about 0.1 parts by weight to about 0.3 parts by weight, such as about 0.2 parts by weight to about 1.8 parts by weight, for example, about 0.2 parts by weight to about 1.7 parts by weight, such as about 0.2 parts by weight to about 1.6 parts by weight, such as about 0.2 parts by weight to about 1.5 parts by weight, such as about 0.5 parts by weight to about 1 parts by weight. It can be used in negative amounts. When the reaction rate controlling agent is used in the above-described content range, the curing reaction rate of the preliminary composition may be appropriately controlled to form an abrasive layer having pores of a desired size and hardness.

상기 연마패드가 쿠션층을 포함하는 경우, 상기 쿠션층은 상기 연마층을 지지하면서 상기 연마층에 가해지는 외부 충격을 흡수하고 분산시키는 역할을 함으로써 상기 연마패드를 적용한 연마 공정 중의 연마 대상에 대한 손상 및 결함의 발생을 최소화시킬 수 있다.When the polishing pad includes a cushion layer, the cushion layer serves to absorb and disperse an external impact applied to the polishing layer while supporting the polishing layer, thereby causing damage to the polishing object during the polishing process to which the polishing pad is applied. And it is possible to minimize the occurrence of defects.

상기 쿠션층은 부직포 또는 스웨이드를 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. The cushion layer may include, but is not limited to, nonwoven fabric or suede.

일 구현예에서, 상기 쿠션층은 수지 함침 부직포일 수 있다. 상기 부직포는 폴리에스테르 섬유, 폴리아미드 섬유, 폴리프로필렌 섬유, 폴리에틸렌 섬유 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함하는 섬유 부직포일 수 있다. In one embodiment, the cushion layer may be a resin-impregnated nonwoven fabric. The nonwoven fabric may be a fiber nonwoven fabric including one selected from the group consisting of polyester fibers, polyamide fibers, polypropylene fibers, polyethylene fibers, and combinations thereof.

상기 부직포에 함침된 수지는 폴리우레탄 수지, 폴리부타디엔 수지, 스티렌-부타디엔 공중합 수지, 스티렌-부타디엔-스티렌 공중합 수지, 아크릴로니트릴-부타디엔 공중합 수지, 스티렌-에틸렌-부타디엔-스티렌 공중합 수지, 실리콘 고무 수지, 폴리에스테르계 엘라스토머 수지, 폴리아미드계 엘라스토머 수지 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다.The resin impregnated into the nonwoven fabric is a polyurethane resin, polybutadiene resin, styrene-butadiene copolymer resin, styrene-butadiene-styrene copolymer resin, acrylonitrile-butadiene copolymer resin, styrene-ethylene-butadiene-styrene copolymer resin, silicone rubber resin , it may include one selected from the group consisting of a polyester-based elastomer resin, a polyamide-based elastomer resin, and combinations thereof.

일 구현예에 따른 상기 연마패드에 있어서, 상기 연마층의 연마면의 경도(Shore D)는 약 50 이상일 수 있고, 예를 들어, 약 50 내지 약 75일 수 있고, 예룰 들어, 약 55 내지 65일 수 있다. 상기 연마층의 인장강도는 약 20 N/㎟ 이상일 수 있고, 예를 들어, 약 20N/㎟ 내지 약 30N/㎟일 수 있고, 예를 들어, 약 20N/㎟ 내지 약 26N/㎟일 수 있다. 상기 연마층의 신율은 약 100% 이상일 수 있고, 예를 들어, 약 100% 내지 약 200%일 수 있다. 상기 연마층의 절삭률은 약 80㎛/hr 이하일 수 있고, 예를 들어, 약 40㎛/hr 내지 약 80㎛/hr 일 수 있고, 예를 들어, 약 40㎛/hr 내지 약 60㎛/hr일 수 있다. 예를 들어, 상기 연마면의 경도; 상기 연마층의 인장강도와 신율; 및 상기 연마층의 절삭률이 동시에 전술한 범위를 나타내는 경우, 상기 가공 조성물의 피크 특성에 상응하는 물리적, 기계적 특성을 나타내는 것으로 평가될 수 있다. 이 경우, 상기 연마층을 포함하는 연마패드는 반도체 소자 공정에 적용되어 우수한 연마 성능을 구현할 수 있다.In the polishing pad according to an embodiment, the hardness (Shore D) of the polishing surface of the polishing layer may be about 50 or more, for example, about 50 to about 75, for example, about 55 to about 65 can be The tensile strength of the abrasive layer may be about 20 N/mm2 or more, for example, from about 20N/mm2 to about 30N/mm2, for example, from about 20N/mm2 to about 26N/mm2. The elongation of the polishing layer may be about 100% or more, for example, about 100% to about 200%. The cutting rate of the abrasive layer may be about 80 μm/hr or less, for example, about 40 μm/hr to about 80 μm/hr, for example, about 40 μm/hr to about 60 μm/hr can be For example, the hardness of the polishing surface; tensile strength and elongation of the abrasive layer; And when the cutting rate of the abrasive layer simultaneously exhibits the aforementioned range, it may be evaluated as exhibiting physical and mechanical properties corresponding to the peak properties of the processing composition. In this case, the polishing pad including the polishing layer may be applied to a semiconductor device process to realize excellent polishing performance.

이하, 상기 연마패드를 제조하는 방법을 설명하기로 한다. Hereinafter, a method for manufacturing the polishing pad will be described.

본 발명에 따른 다른 구현예에서, 프리폴리머를 포함하는 예비 조성물을 제조하는 단계; 상기 예비 조성물, 발포제 및 경화제를 포함하는 연마층 제조용 조성물을 제조하는 단계; 및 상기 연마층 제조용 조성물을 경화하여 연마층을 제조하는 공정을 포함하는 연마패드의 제조방법을 제공할 수 있다. In another embodiment according to the present invention, preparing a preliminary composition comprising a prepolymer; preparing a composition for preparing an abrasive layer including the preliminary composition, a foaming agent and a curing agent; and curing the composition for preparing the polishing layer to prepare a polishing layer.

상기 예비 조성물을 제조하는 단계는 디이소시아네이트 화합물 및 폴리올 화합물을 반응시켜 우레탄계 프리폴리머를 제조하는 공정일 수 있다. 상기 디이소시아네이트 화합물 및 상기 폴리올 화합물에 관한 사항은 상기 연마패드에 관하여 전술한 바와 같다. The preparing of the preliminary composition may be a process of preparing a urethane-based prepolymer by reacting a diisocyanate compound and a polyol compound. The diisocyanate compound and the polyol compound are the same as those described above with respect to the polishing pad.

상기 예비 조성물의 이소시아네이트기 함량(NCO%)은 약 5중량% 내지 약 11중량%, 예를 들어, 약 5중량% 내지 약 10중량%, 예를 들어, 약 5중량% 내지 약 8중량%, 예를 들어, 약 8중량% 내지 약 10중량%, 예를 들어, 약 8.5중량% 내지 약 10중량%일 수 있다. 이 경우, 전술한 화학적 결합 구조를 갖는 연마층을 얻기에 보다 유리할 수 있다. 상기 예비 조성물의 이소시아네이트기 함량은 상기 우레탄계 프리폴리머의 말단 이소시아네이트기, 상기 디이소시아네이트 화합물 중 반응하지 않은 미반응 이소시아네이트기 등으로부터 유래될 수 있다.The isocyanate group content (NCO%) of the pre-composition is from about 5% to about 11% by weight, for example from about 5% to about 10% by weight, for example from about 5% to about 8% by weight, For example, it may be from about 8% to about 10% by weight, such as from about 8.5% to about 10% by weight. In this case, it may be more advantageous to obtain an abrasive layer having the above-described chemical bonding structure. The content of isocyanate groups in the preliminary composition may be derived from terminal isocyanate groups of the urethane-based prepolymer, unreacted unreacted isocyanate groups in the diisocyanate compound, and the like.

상기 예비 조성물의 점도는 약 80℃에서 약 100cps 내지 약 1,000cps일 수 있고, 예를 들어, 약 200cps 내지 약 800cps일 수 있고, 예를 들어, 약 200cps 내지 약 600cps일 수 있고, 예를 들어, 약 200cps 내지 약 550cps일 수 있고, 예를 들어, 약 300cps 내지 약 500cps일 수 있다. The viscosity of the preliminary composition may be from about 100 cps to about 1,000 cps at about 80° C., for example, from about 200 cps to about 800 cps, for example, from about 200 cps to about 600 cps, for example, It may be from about 200 cps to about 550 cps, for example, from about 300 cps to about 500 cps.

상기 발포제가 고상 발포제 또는 기상 발포제를 포함할 수 있다. 상기 발포제의 종류 등에 관한 사항은 상기 연마패드에 관하여 전술한 바와 같다. The foaming agent may include a solid foaming agent or a gas phase foaming agent. The types of the foaming agent, etc. are the same as those described above with respect to the polishing pad.

상기 발포제가 고상 발포제를 포함하는 경우, 상기 연마층 제조용 조성물을 제조하는 단계는 상기 예비 조성물 및 상기 고상 발포제를 혼합하여 제1 예비 조성물을 제조하는 단계; 및 상기 제1 예비 조성물과 경화제를 혼합하여 제2 예비 조성물을 제조하는 단계를 포함할 수 있다. When the foaming agent includes a solid foaming agent, preparing the composition for preparing an abrasive layer may include preparing a first preliminary composition by mixing the preliminary composition and the solid foaming agent; and mixing the first preliminary composition and a curing agent to prepare a second preliminary composition.

상기 제1 예비 조성물의 점도는 약 80℃에서 약 1,000cps 내지 약 2,000cps일 수 있고, 예를 들어, 약 1,000cps 내지 약 1,800cps일 수 있고, 예를 들어, 약 1,000cps 내지 약 1,600cps일 수 있고, 예를 들어, 약 1,000cps 내지 약 1,500cps일 수 있다.The viscosity of the first preliminary composition may be from about 1,000 cps to about 2,000 cps at about 80° C., for example, from about 1,000 cps to about 1,800 cps, for example, from about 1,000 cps to about 1,600 cps. may be, for example, about 1,000 cps to about 1,500 cps.

상기 발포제가 기상 발포제를 포함하는 경우, 상기 연마층 제조용 조성물을 제조하는 단계는 상기 예비 조성물 및 상기 경화제를 포함하는 제3 예비 조성물을 제조하는 단계; 및 상기 제3 예비 조성물에 상기 기상 발포제를 주입하여 제4 예비 조성물을 제조하는 단계를 포함할 수 있다. When the foaming agent includes a gaseous foaming agent, preparing the composition for preparing the polishing layer includes: preparing a third preliminary composition including the preliminary composition and the curing agent; and injecting the gas-phase foaming agent into the third preliminary composition to prepare a fourth preliminary composition.

일 구현예에서, 상기 제3 예비 조성물은 고상 발포제를 더 포함할 수 있다. In one embodiment, the third preliminary composition may further include a solid foaming agent.

일 구현예에서, 상기 연마층을 제조하는 공정은 제1 온도로 예열된 몰드를 준비하는 단계; 및 상기 예열된 몰드에 상기 연마층 제조용 조성물을 주입하여 경화시키는 단계; 및 경화된 상기 연마층 제조용 조성물을 상기 예열 온도보다 높은 제2 온도 조건 하에서 후경화하는 단계를 포함할 수 있다. In one embodiment, the process of manufacturing the polishing layer comprises: preparing a mold preheated to a first temperature; and injecting and curing the composition for preparing the polishing layer into the preheated mold; and post-curing the cured composition for preparing the polishing layer under a second temperature condition higher than the preheating temperature.

일 구현예에서, 상기 제1 온도와 상기 제2 온도의 온도차는 약 10℃ 내지 약 40℃일 수 있고, 예를 들어, 약 10℃ 내지 약 35℃일 수 있고, 예를 들어, 약 15℃ 내지 약 35℃일 수 있다. In one embodiment, the temperature difference between the first temperature and the second temperature may be about 10 °C to about 40 °C, for example, about 10 °C to about 35 °C, for example, about 15 °C to about 35°C.

일 구현예에서, 상기 제1 온도는 약 60℃ 내지 약 100℃, 예를 들어, 약 65℃ 내지 약 95℃, 예를 들어, 약 70℃ 내지 약 90℃일 수 있다. In one embodiment, the first temperature may be about 60 °C to about 100 °C, for example, about 65 °C to about 95 °C, for example, about 70 °C to about 90 °C.

일 구현예에서, 상기 제2 온도는 약 100℃ 내지 약 130℃일 수 있고, 예를 들어, 약 100℃ 내지 125℃일 수 있고, 예를 들어, 약 100℃ 내지 약 120℃일 수 있다. In one embodiment, the second temperature may be from about 100°C to about 130°C, for example, from about 100°C to 125°C, for example, from about 100°C to about 120°C.

상기 연마층 제조용 조성물을 상기 제1 온도 하에서 경화시키는 단계는 약 5분 내지 약 60분, 예를 들어, 약 5분 내지 약 40분, 예를 들어, 약 5분 내지 약 30분, 예를 들어, 약 5분 내지 약 25분동안 수행될 수 있다. The step of curing the composition for preparing an abrasive layer under the first temperature is about 5 minutes to about 60 minutes, for example, about 5 minutes to about 40 minutes, for example, about 5 minutes to about 30 minutes, for example , from about 5 minutes to about 25 minutes.

상기 제1 온도 하에서 경화된 연마층 제조용 조성물을 상기 제2 온도 하에서 후경화하는 단계는 약 5시간 내지 약 30시간, 예를 들어, 약 5시간 내지 약 25시간, 예를 들어, 약 10시간 내지 약 30시간, 예를 들어, 약 10시간 내지 약 25시간, 예를 들어, 약 12시간 내지 약 24시간, 예를 들어, 약 15시간 내지 약 24시간동안 수행될 수 있다.The step of post-curing the composition for preparing an abrasive layer cured under the first temperature under the second temperature is about 5 hours to about 30 hours, for example, about 5 hours to about 25 hours, for example, about 10 hours to about 10 hours. about 30 hours, such as about 10 hours to about 25 hours, such as about 12 hours to about 24 hours, such as about 15 hours to about 24 hours.

상기 연마층을 제조하는 공정을 통하여 최종적으로 제조된 연마층은 하기 식 1에 따른 값이 1 내지 2일 수 있다:The abrasive layer finally manufactured through the process of preparing the abrasive layer may have a value of 1 to 2 according to Equation 1:

[식 1][Equation 1]

Figure pat00005
Figure pat00005

여기서, here,

상기 1g의 연마층을 0.3몰 농도의 KOH 수용액 15ml에 넣고 밀폐된 용기 내에서, 150℃ 및 48시간 동안 해중합하고, 상기 해중합된 조성물을 겔투과크로마토그래피(GPC)로 분자량을 측정한 것으로, 보다 구체적으로, 1g의 연마층을 0.3몰 농도의 KOH 수용액 15ml에 넣고, 상기 연마층이 투여된 KOH 수용액을 45 내지 50ml의 부피를 가지는 밀폐된 압력 용기 내에 위치시키고, 150℃, 3 기압 및 48시간동안 해중합하고, 상기 해중합된 조성물을 메틸렌클로라이드에 의해서 추출한 후, 상기 추출물을 GPC 장치를 이용하여 분자량을 측정하였다. Put 1 g of the abrasive layer in 15 ml of 0.3 molar KOH aqueous solution, depolymerize in a sealed container at 150° C. for 48 hours, and measure the molecular weight of the depolymerized composition by gel permeation chromatography (GPC), more Specifically, 1 g of an abrasive layer is placed in 15 ml of a 0.3 molar concentration of KOH aqueous solution, and the KOH aqueous solution to which the abrasive layer is administered is placed in a closed pressure vessel having a volume of 45 to 50 ml, 150° C., 3 atm, and 48 hours During depolymerization, the depolymerized composition was extracted with methylene chloride, and the molecular weight of the extract was measured using a GPC apparatus.

상기 Mw는 상기 해중합된 조성물의 중량평균분자량이고, 상기 Mn은 상기 해중합된 조성물의 수평균분자량이고, 상기 Mp는 상기 해중합된 조성물의 peak 분자량이다. Mw is the weight average molecular weight of the depolymerized composition, Mn is the number average molecular weight of the depolymerized composition, and Mp is the peak molecular weight of the depolymerized composition.

상기 연마패드의 제조방법은 상기 연마층의 적어도 일면을 가공하는 단계를 포함할 수 있다. The method of manufacturing the polishing pad may include processing at least one surface of the polishing layer.

상기 연마층의 적어도 일면을 가공하는 단계는 상기 연마층의 적어도 일면 상에 그루브(groove)를 형성하는 단계 (1); 상기 연마층의 적어도 일면을 선삭(line turning)하는 단계(2); 및 상기 연마층의 적어도 일면을 조면화하는 단계 (3) 중 적어도 하나의 단계를 포함할 수 있다. The step of machining at least one surface of the abrasive layer may include the steps of (1) forming a groove on at least one surface of the abrasive layer; line turning at least one surface of the abrasive layer (2); and roughening at least one surface of the polishing layer (3).

상기 단계 (1)에서, 상기 그루브(groove)는 상기 연마층의 중심으로부터 소정의 간격으로 이격형성되는 동심원형 그루브; 및 상기 연마층의 중심으로부터 상기 연마층의 엣지(edge)까지 연속 연결되는 방사형 그루브 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. In the step (1), the groove (groove) is a concentric circular groove formed spaced apart from the center of the polishing layer at a predetermined interval; and at least one of a radial groove continuously connected from the center of the polishing layer to an edge of the polishing layer.

상기 단계 (2)에서, 상기 선삭(line turning)은 절삭 공구를 이용하여 상기 연마층을 소정의 두께만큼 깎아내는 방법으로 수행될 수 있다. In the step (2), the line turning may be performed by using a cutting tool to cut the abrasive layer by a predetermined thickness.

상기 단계 (3)에서 상기 조면화는 상기 연마층의 표면을 샌딩 롤러(Sanding roller)로 가공하는 방법으로 수행될 수 있다. In step (3), the roughening may be performed by processing the surface of the abrasive layer with a sanding roller.

상기 연마패드의 제조방법은 상기 연마층의 연마면의 이면 상에 쿠션층을 적층하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 쿠션층에 관한 사항은 상기 연마패드에 관하여 전술한 바와 동일하다.The method of manufacturing the polishing pad may further include laminating a cushion layer on the back surface of the polishing surface of the polishing layer. Matters regarding the cushion layer are the same as those described above with respect to the polishing pad.

상기 연마층과 상기 쿠션층은 열융착 접착제를 매개로 적층될 수 있다. The abrasive layer and the cushion layer may be laminated using a heat-sealing adhesive.

상기 연마층의 연마면의 이면 상에 상기 열융착 접착제를 도포하고, 상기 쿠션층의 상기 연마층과 맞닿을 표면 상에 상기 열융착 접착제를 도포하며, 각각의 열융착 접착제가 도포된 면이 맞닿도록 상기 연마층과 상기 쿠션층을 적층한 후, 가압 롤러를 이용하여 두 층을 융착시킬 수 있다.The heat sealing adhesive is applied on the back surface of the polishing surface of the polishing layer, the heat sealing adhesive is applied on the surface to be in contact with the polishing layer of the cushion layer, and the surfaces to which the respective heat sealing adhesives are applied are in contact After laminating the abrasive layer and the cushion layer to the surface, the two layers may be fusion-bonded using a pressure roller.

본 발명에 따른 또 다른 구현예에서, 연마층을 포함하는 연마패드를 제공하는 단계; 및 상기 연마층의 연마면에 연마 대상의 피연마면이 맞닿도록 배치한 후 서로 상대 회전시키면서 상기 연마 대상을 연마하는 단계;를 포함하고, 상기 연마 대상은 반도체 기판을 포함하고, 상기 연마층은 상기 연마층은 하기 식 1에 따른 값이 1 내지 2인 반도체 소자의 제조 방법을 제공할 수 있다:In another embodiment according to the present invention, providing a polishing pad comprising a polishing layer; and arranging the polishing surface of the polishing object to be in contact with the polishing surface of the polishing layer and then polishing the polishing object while rotating relative to each other, wherein the polishing object includes a semiconductor substrate, and the polishing layer includes: The polishing layer may provide a method of manufacturing a semiconductor device having a value of 1 to 2 according to Equation 1:

[식 1][Equation 1]

Figure pat00006
Figure pat00006

여기서, here,

상기 1g의 연마층을 0.3몰 농도의 KOH 수용액 15ml에 넣고 밀폐된 용기 내에서, 150℃ 및 48시간 동안 해중합하고, 상기 해중합된 조성물을 겔투과크로마토그래피(GPC)로 분자량을 측정한 것으로, 보다 구체적으로, 1g의 연마층을 0.3몰 농도의 KOH 수용액 15ml에 넣고, 상기 연마층이 투여된 KOH 수용액을 45 내지 50ml의 부피를 가지는 밀폐된 압력 용기 내에 위치시키고, 150℃, 3 기압 및 48시간동안 해중합하고, 상기 해중합된 조성물을 메틸렌클로라이드에 의해서 추출한 후, 상기 추출물을 GPC 장치를 이용하여 분자량을 측정하였다. Put 1 g of the abrasive layer in 15 ml of 0.3 molar KOH aqueous solution, depolymerize in a sealed container at 150° C. for 48 hours, and measure the molecular weight of the depolymerized composition by gel permeation chromatography (GPC), more Specifically, 1 g of an abrasive layer is placed in 15 ml of a 0.3 molar concentration of KOH aqueous solution, and the KOH aqueous solution to which the abrasive layer is administered is placed in a closed pressure vessel having a volume of 45 to 50 ml, 150° C., 3 atm, and 48 hours During depolymerization, the depolymerized composition was extracted with methylene chloride, and the molecular weight of the extract was measured using a GPC apparatus.

상기 Mw는 상기 해중합된 조성물의 중량평균분자량이고, 상기 Mn은 상기 해중합된 조성물의 수평균분자량이고, 상기 Mp는 상기 해중합된 조성물의 peak 분자량이다. Mw is the weight average molecular weight of the depolymerized composition, Mn is the number average molecular weight of the depolymerized composition, and Mp is the peak molecular weight of the depolymerized composition.

상기 연마층과 이의 가공 조성물에 관한 사항은 상기 연마패드에 관하여 전술한 사항과 동일하다. 상기 반도체 소자의 제조방법에서 전술한 특성을 갖는 연마층이 구비된 연마패드를 적용함으로써, 이를 통해 제조된 상기 반도체 소자는 반도체 기판의 우수한 연마 결과로부터 유래된 우수한 기능을 구현할 수 있다. Matters regarding the polishing layer and its processing composition are the same as those described above with respect to the polishing pad. By applying the polishing pad provided with the polishing layer having the above-described characteristics in the method for manufacturing the semiconductor device, the semiconductor device manufactured through this method can implement excellent functions derived from the excellent polishing result of the semiconductor substrate.

도 2는 일 구현예에 따른 반도체 소자의 제조방법을 개략적으로 도시한 모식도이다. 도 2를 참조할 때, 상기 연마층을 포함하는 연마패드를 제공하는 단계에서, 상기 연마패드(110)는 정반(120) 상에 배치되어 제공될 수 있다. 2 is a schematic diagram schematically illustrating a method of manufacturing a semiconductor device according to an exemplary embodiment. Referring to FIG. 2 , in the step of providing the polishing pad including the polishing layer, the polishing pad 110 may be provided on the surface plate 120 .

상기 연마 대상은 반도체 기판을 포함하고, 상기 반도체 기판(130)은 이의 피연마면이 상기 연마패드(110)의 연마층의 연마면에 맞닿도록 배치될 수 있다. 이때, 상기 반도체 기판(130)의 피연마면과 상기 연마층의 연마면은 직접 맞닿을 수도 있고, 유동성 있는 슬러리 등을 매개로 간접적으로 맞닿을 수도 있다.The polishing object may include a semiconductor substrate, and the semiconductor substrate 130 may be disposed such that a surface to be polished thereof is in contact with a polishing surface of the polishing layer of the polishing pad 110 . In this case, the polished surface of the semiconductor substrate 130 and the polished surface of the polishing layer may be in direct contact or indirectly contacted through a fluid slurry or the like.

일 구현예에서, 상기 반도체 소자의 제조방법은 상기 연마패드(110)의 연마층의 연마면 상에 연마 슬러리(150)를 공급하는 단계를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 연마 슬러리(150)는 공급 노즐(140)을 통하여 상기 연마면 상에 공급될 수 있다.In an embodiment, the method of manufacturing the semiconductor device may further include supplying a polishing slurry 150 to the polishing surface of the polishing layer of the polishing pad 110 . For example, the polishing slurry 150 may be supplied onto the polishing surface through a supply nozzle 140 .

상기 공급 노즐(140)을 통하여 분사되는 연마 슬러리(150)의 유량은 약 10ml/분 내지 약 1,000ml/분 일 수 있고, 예를 들어, 약 10ml/분 내지 약 800ml/분 일 수 있고, 예를 들어, 약 50 ㎤/분 내지 약 500 ㎤/분일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The flow rate of the abrasive slurry 150 sprayed through the supply nozzle 140 may be about 10 ml/min to about 1,000 ml/min, for example, about 10 ml/min to about 800 ml/min, for example For example, it may be about 50 cm 3 /min to about 500 cm 3 /min, but is not limited thereto.

상기 연마 슬러리(150)는 실리카 슬러리 또는 세리아 슬러리를 포함할 수 있다. The polishing slurry 150 may include a silica slurry or a ceria slurry.

상기 반도체 기판(130)은 연마헤드(160)에 장착된 상태로 소정의 하중으로 가압되어 상기 연마면에 맞닿을 수 있다. 상기 연마헤드(160)에 의하여 상기 반도체 기판(130)의 피연마면이 상기 연마면 상에 가압되는 하중은 예를 들어, 약 0.01psi 내지 약 20psi 범위에서 목적에 따라 선택될 수 있으며, 예를 들어, 약 0.1psi 내지 약 15psi일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 연마층의 연마면과 상기 반도체 기판의 피연마면이 전술한 하중으로 서로 맞닿는 경우, 상기 연마층이 전술한 피크 특성으로 표상되는 경도 및 신율을 나타내며, 이에 상응하는 탄성과 접촉 면적이 상기 반도체 기판의 피연마면에 제공될 수 있고, 이에 따라 상기 반도체 기판의 연마율 및 결함 방지 효과가 목적 수준으로 구현되기에 유리할 수 있다. The semiconductor substrate 130 may be in contact with the polishing surface by being pressed with a predetermined load while being mounted on the polishing head 160 . The load applied to the polishing surface of the semiconductor substrate 130 by the polishing head 160 on the polishing surface may be selected according to the purpose, for example, in the range of about 0.01 psi to about 20 psi, for example, For example, it may be about 0.1 psi to about 15 psi, but is not limited thereto. When the polished surface of the polishing layer and the polished surface of the semiconductor substrate are in contact with each other under the above-described load, the polishing layer exhibits hardness and elongation represented by the above-described peak characteristics, and the corresponding elasticity and contact area are It may be provided on the to-be-polished surface of the substrate, and accordingly, it may be advantageous for the polishing rate and the defect-preventing effect of the semiconductor substrate to be realized at the desired level.

상기 반도체 기판(130)과 상기 연마패드(110)는 각각의 피연마면과 연마면이 서로 맞닿은 채로 상대 회전할 수 있다. 이때, 상기 반도체 기판(130)의 회전 방향과 상기 연마 패드(110)의 회전 방향은 동일한 방향일 수도 있고, 반대 방향일 수도 있다. 상기 반도체 기판(130)과 상기 연마패드(110)의 회전 속도는 각각 약 10rpm 내지 약 500rpm 범위에서 목적에 따라 선택될 수 있으며, 예를 들어, 약 30 rpm 내지 약 200 rpm 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 반도체 기판과 상기 연마패드의 회전 속도가 각각 상기 범위를 만족하는 경우, 상기 연마층이 전술한 피크 특성으로 표상되는 경도 및 신율을 나타내며, 이에 상응하는 탄성과 접촉 면적이 상기 반도체 기판의 피연마면에 제공될 수 있고, 이에 따라, 상기 반도체 기판의 연마율 및 결함 방지 효과가 목적 수준으로 구현되기에 유리할 수 있다. The semiconductor substrate 130 and the polishing pad 110 may be rotated relative to each other while the polishing target surface and the polishing surface are in contact with each other. In this case, the rotation direction of the semiconductor substrate 130 and the rotation direction of the polishing pad 110 may be in the same direction or may be opposite to each other. The rotation speed of the semiconductor substrate 130 and the polishing pad 110 may be selected depending on the purpose in the range of about 10 rpm to about 500 rpm, respectively, for example, may be about 30 rpm to about 200 rpm, but is limited thereto. it is not going to be When the rotational speeds of the semiconductor substrate and the polishing pad respectively satisfy the above ranges, the polishing layer exhibits hardness and elongation represented by the above-described peak characteristics, and corresponding elasticity and contact area of the semiconductor substrate to be polished It may be provided on the surface, and accordingly, it may be advantageous for the polishing rate and the defect prevention effect of the semiconductor substrate to be realized at the desired level.

일 구현예에서, 상기 반도체 소자의 제조방법은 상기 연마패드(110)의 연마면을 연마에 적합한 상태로 유지시키기 위하여, 상기 반도체 기판(130)의 연마와 동시에 컨디셔너(170)를 통해 상기 연마패드(110)의 연마면을 가공하는 단계를 더 포함할 수 있다. In one embodiment, in the method of manufacturing the semiconductor device, in order to maintain the polishing surface of the polishing pad 110 in a state suitable for polishing, the polishing pad is simultaneously polished with the semiconductor substrate 130 through the conditioner 170 . It may further include the step of processing the polishing surface of (110).

일 구현예에서, 상기 반도체 소자의 제조방법은 상기 반도체 기판이 산화규소(SiO2) 막을 포함하고, 상기 피연마면이 상기 산화규소(SiO2) 막의 표면이며, 상기 피연마면 상의 연마 완료 후 표면 결함(defect)이 5개 미만이고, 상기 산화규소(SiO2) 막의 평균 연마율이 2,500 Å/min 내지 4,000 Å/min일 수 있다. In one embodiment, in the method of manufacturing the semiconductor device, the semiconductor substrate includes a silicon oxide (SiO 2 ) film, the surface to be polished is a surface of the silicon oxide (SiO 2 ) film, and after polishing on the surface to be polished is completed The number of surface defects is less than 5, and the average polishing rate of the silicon oxide (SiO 2 ) film may be 2,500 Å/min to 4,000 Å/min.

상기 반도체 소자 제조방법은 전술한 특징을 갖는 연마층이 구비된 연마패드를 적용함으로써 산화규소(SiO2) 막을 갖는 반도체 기판을 연마대상으로 하여, 전술한 연마율 및 결함 방지 성능을 구현할 수 있다.The semiconductor device manufacturing method can implement the above-described polishing rate and defect prevention performance by applying a polishing pad having a polishing layer having the above-described characteristics to a semiconductor substrate having a silicon oxide (SiO 2 ) film as a polishing object.

이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예들을 제시한다. 다만, 하기에 기재된 실시예들은 본 발명을 구체적으로 예시하거나 설명하기 위한 것에 불과하며, 이로서 본 발명이 제한되어서는 아니된다.Hereinafter, specific embodiments of the present invention are presented. However, the examples described below are only for specifically illustrating or explaining the present invention, and the present invention is not limited thereto.

실시예 1Example 1

실시예 1Example 1

디이소시아네이트 성분과 폴리올 성분을 하기 표 1의 조성비로 혼합하여 4구 플라스크에 투입 후 80℃에서 반응시켜 우레탄계 프리폴리머를 포함하는 예비 조성물을 제조하였다. 상기 예비 조성물 중의 이소시아네이트기(NCO기) 함량은 9중량%로 조절되었다. 상기 예비 조성물에 경화제로서 4,4'-메틸렌비스(2-클로로아닐린)(MOCA)를 혼합하되, 상기 예비 조성물 중의 NCO기 대비 상기 MOCA의 NH2기의 몰비가 0.96이 되도록 혼합하였다. 또한, 상기 예비 조성물에 팽창성 입자인 고상 발포제(Akzonobel社) 1.0 중량부를 혼합하였다. 상기 예비 조성물을 가로 1,000mm, 세로 1,000mm, 높이 3mm이고, 90℃로 예열된 몰드에 주입하되, 10kg/min의 토출 속도로 주입하였다. 이어서, 상기 예비 조성물을 110℃의 온도 조건 하에서 후경화 반응하여 연마층을 제조하였다. A preliminary composition including a urethane-based prepolymer was prepared by mixing the diisocyanate component and the polyol component in the composition ratio shown in Table 1 below, putting it in a four-necked flask, and reacting it at 80°C. The content of isocyanate groups (NCO groups) in the preliminary composition was adjusted to 9% by weight. 4,4'-methylenebis(2-chloroaniline) (MOCA) as a curing agent was mixed in the preliminary composition, and the molar ratio of the NH2 groups of the MOCA to the NCO groups in the preliminary composition was 0.96. In addition, 1.0 parts by weight of a solid foaming agent (Akzonobel Corporation), which is an expandable particle, was mixed with the preliminary composition. The preliminary composition had a width of 1,000 mm, a length of 1,000 mm, and a height of 3 mm, and was injected into a mold preheated to 90° C., but was injected at a discharge rate of 10 kg/min. Then, the preliminary composition was subjected to a post-curing reaction under a temperature condition of 110° C. to prepare an abrasive layer.

실시예 2Example 2

디이소시아네이트 성분과 폴리올 성분을 하기 표 1의 조성비로 혼합하여 4구 플라스크에 투입 후 80℃에서 반응시켜 우레탄계 프리폴리머를 포함하는 예비 조성물을 제조하였다. 상기 예비 조성물 중의 이소시아네이트기(NCO기) 함량은 9.2중량%로 조절되었다. 상기 예비 조성물에 경화제로서 4,4'-메틸렌비스(2-클로로아닐린)(MOCA)를 혼합하되, 상기 예비 조성물 중의 NCO기 대비 상기 MOCA의 NH2기의 몰비가 0.94가 되도록 혼합하였다. 또한, 상기 예비 조성물에 팽창성 입자인 고상 발포제(Akzonobel社) 1.0 중량부를 혼합하였다. 상기 예비 조성물을 가로 1,000mm, 세로 1,000mm, 높이 3mm이고, 95℃로 예열된 몰드에 주입하되, 10kg/min의 토출 속도로 주입하였다. 이어서, 상기 예비 조성물을 110℃의 온도 조건 하에서 후경화 반응하여 연마층을 제조하였다.A preliminary composition including a urethane-based prepolymer was prepared by mixing the diisocyanate component and the polyol component in the composition ratio shown in Table 1 below, putting it into a four-neck flask, and reacting it at 80°C. The content of isocyanate groups (NCO groups) in the preliminary composition was adjusted to 9.2% by weight. 4,4'-methylenebis(2-chloroaniline) (MOCA) as a curing agent was mixed in the preliminary composition, and the molar ratio of NH2 groups of MOCA to NCO groups in the preliminary composition was 0.94. In addition, 1.0 parts by weight of a solid foaming agent (Akzonobel Corporation), which is an expandable particle, was mixed with the preliminary composition. The preliminary composition was injected into a mold having a width of 1,000 mm, a length of 1,000 mm, and a height of 3 mm, and was injected into a mold preheated to 95° C., but was injected at a discharge rate of 10 kg/min. Then, the preliminary composition was subjected to a post-curing reaction under a temperature condition of 110° C. to prepare an abrasive layer.

실시예 3Example 3

디이소시아네이트 성분과 폴리올 성분을 하기 표 1의 조성비로 혼합하여 4구 플라스크에 투입 후 80℃에서 반응시켜 우레탄계 프리폴리머를 포함하는 예비 조성물을 제조하였다. 상기 예비 조성물 중의 이소시아네이트기(NCO기) 함량은 9.5중량%로 조절되었다. 상기 예비 조성물에 경화제로서 4,4'-메틸렌비스(2-클로로아닐린)(MOCA)를 혼합하되, 상기 예비 조성물 중의 NCO기 대비 상기 MOCA의 NH2기의 몰비가 0.92가 되도록 혼합하였다. 또한, 상기 예비 조성물에 팽창성 입자인 고상 발포제(Akzonobel社) 1.0 중량부를 혼합하였다. 상기 예비 조성물을 가로 1,000mm, 세로 1,000mm, 높이 3mm이고, 100℃로 예열된 몰드에 주입하되, 10kg/min의 토출 속도로 주입하였다. 이어서, 상기 예비 조성물을 110℃의 온도 조건 하에서 후경화 반응하여 연마층을 제조하였다.A preliminary composition including a urethane-based prepolymer was prepared by mixing the diisocyanate component and the polyol component in the composition ratio shown in Table 1 below, putting it in a four-necked flask, and reacting it at 80°C. The content of isocyanate groups (NCO groups) in the preliminary composition was adjusted to 9.5% by weight. 4,4'-methylenebis(2-chloroaniline) (MOCA) as a curing agent was mixed in the preliminary composition, and the molar ratio of the NH2 groups of the MOCA to the NCO groups in the preliminary composition was 0.92. In addition, 1.0 parts by weight of a solid foaming agent (Akzonobel Corporation), which is an expandable particle, was mixed with the preliminary composition. The preliminary composition was injected into a mold having a width of 1,000 mm, a length of 1,000 mm, and a height of 3 mm, and was injected into a mold preheated to 100° C., but was injected at a discharge rate of 10 kg/min. Then, the preliminary composition was subjected to a post-curing reaction under a temperature condition of 110° C. to prepare an abrasive layer.

비교예 1Comparative Example 1

디이소시아네이트 성분과 폴리올 성분을 하기 표 1의 조성비로 혼합하여 4구 플라스크에 투입 후 80℃에서 반응시켜 우레탄계 프리폴리머를 포함하는 예비 조성물을 제조하였다. 상기 예비 조성물 중의 이소시아네이트기(NCO기) 함량은 6중량%로 조절되었다. 상기 예비 조성물에 경화제로서 4,4'-메틸렌비스(2-클로로아닐린)(MOCA)를 혼합하되, 상기 예비 조성물 중의 NCO기 대비 상기 MOCA의 NH2기의 몰비가 0.75가 되도록 혼합하였다. 또한, 상기 예비 조성물에 팽창성 입자인 고상 발포제(Akzonobel社) 1.0 중량부를 혼합하였다. 상기 예비 조성물을 가로 1,000mm, 세로 1,000mm, 높이 3mm이고, 90℃로 예열된 몰드에 주입하되, 10kg/min의 토출 속도로 주입하였다. 이어서, 상기 예비 조성물을 110℃의 온도 조건 하에서 후경화 반응하여 연마층을 제조하였다.A preliminary composition including a urethane-based prepolymer was prepared by mixing the diisocyanate component and the polyol component in the composition ratio shown in Table 1 below, putting it in a four-necked flask, and reacting it at 80°C. The content of isocyanate groups (NCO groups) in the preliminary composition was adjusted to 6% by weight. 4,4'-methylenebis(2-chloroaniline) (MOCA) as a curing agent was mixed in the preliminary composition, and the molar ratio of the NH2 groups of the MOCA to the NCO groups in the preliminary composition was 0.75. In addition, 1.0 parts by weight of a solid foaming agent (Akzonobel Corporation), which is an expandable particle, was mixed with the preliminary composition. The preliminary composition had a width of 1,000 mm, a length of 1,000 mm, and a height of 3 mm, and was injected into a mold preheated to 90° C., but was injected at a discharge rate of 10 kg/min. Then, the preliminary composition was subjected to a post-curing reaction under a temperature condition of 110° C. to prepare an abrasive layer.

비교예 2Comparative Example 2

디이소시아네이트 성분과 폴리올 성분을 하기 표 1의 조성비로 혼합하여 4구 플라스크에 투입 후 80℃에서 반응시켜 우레탄계 프리폴리머를 포함하는 예비 조성물을 제조하였다. 상기 예비 조성물 중의 이소시아네이트기(NCO기) 함량은 8.0중량%로 조절되었다. 상기 예비 조성물에 경화제로서 4,4'-메틸렌비스(2-클로로아닐린)(MOCA)를 혼합하되, 상기 예비 조성물 중의 NCO기 대비 상기 MOCA의 NH2기의 몰비가 0.70이 되도록 혼합하였다. 또한, 상기 예비 조성물에 팽창성 입자인 고상 발포제(Akzonobel社) 1.0 중량부를 혼합하였다. 상기 예비 조성물을 가로 1,000mm, 세로 1,000mm, 높이 3mm이고, 100℃로 예열된 몰드에 주입하되, 10kg/min의 토출 속도로 주입하였다. 이어서, 상기 예비 조성물을 110℃의 온도 조건 하에서 후경화 반응하여 연마층을 제조하였다.A preliminary composition including a urethane-based prepolymer was prepared by mixing the diisocyanate component and the polyol component in the composition ratio shown in Table 1 below, putting it in a four-necked flask, and reacting it at 80°C. The content of isocyanate groups (NCO groups) in the preliminary composition was adjusted to 8.0% by weight. 4,4'-methylenebis(2-chloroaniline) (MOCA) as a curing agent was mixed in the preliminary composition, and the molar ratio of the NH2 groups of the MOCA to the NCO groups in the preliminary composition was 0.70. In addition, 1.0 parts by weight of a solid foaming agent (Akzonobel Corporation), which is an expandable particle, was mixed with the preliminary composition. The preliminary composition was injected into a mold having a width of 1,000 mm, a length of 1,000 mm, and a height of 3 mm, and was injected into a mold preheated to 100° C., but was injected at a discharge rate of 10 kg/min. Then, the preliminary composition was subjected to a post-curing reaction under a temperature condition of 110° C. to prepare an abrasive layer.

상기 실시예 1 내지 4 및 상기 비교예 1 내지 2의 연마층 각각을 2mm 두께로 가공하고, 연마면 상에 동심원 형상의 홈 가공 공정을 거쳤다. 이어서, 폴리에스테르 수지 부직포에 우레탄계 수지가 함침된 구조의 두께 1.1mm의 쿠션층을 마련하고, 상기 연마면의 이면과 상기 쿠션층의 부착면에 열융착 접착제를 도포하고 가압 롤러를 이용하여 상호 합지하였다. 이로써, 최종 연마패드를 제조하였다.Each of the polishing layers of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2 was processed to a thickness of 2 mm, and a concentric groove processing process was performed on the polishing surface. Next, a cushion layer with a thickness of 1.1 mm of a structure impregnated with a urethane-based resin is prepared on a polyester resin nonwoven fabric, a heat-sealing adhesive is applied to the back surface of the polishing surface and the attachment surface of the cushion layer, and laminated together using a pressure roller did Thus, the final polishing pad was manufactured.

항목Item 실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 실시예 3 Example 3 비교예 1 Comparative Example 1 비교예 2Comparative Example 2 예비조성물 조성Preliminary composition 디이소시아네이트diisocyanate 2,4-TDI2,4-TDI 7373 7272 7070 9696 8080 2,6-TDI2,6-TDI 1717 1616 1515 44 55 H12MDIH 12 MDI 1010 1212 1515 -- 1515 TotalTotal 100100 100100 100100 100100 100100 폴리올polyol PTMG(Mw 1000)PTMG (Mw 1000) 90.890.8 89.989.9 89.989.9 90.090.0 97.597.5 DEG(Mw 106)DEG (Mw 106) 9.29.2 10.110.1 10.110.1 10.010.0 2.52.5 TotalTotal 100100 100100 100100 100100 100100 예비 조성물 NCO기 함량(중량%)Pre-composition NCO group content (wt%) 99 9.29.2 9.59.5 66 88 아민경화제amine curing agent 예비조성물 中 NCO 대비 경화제의NH2몰비Molar ratio of NH 2 of curing agent to NCO in the preliminary composition 0.960.96 0.940.94 0.920.92 0.750.75 0.700.70 공정조건process conditions 프리폴리머 제조 반응 온도(℃)Prepolymer Preparation Reaction Temperature (℃) 8080 8080 8080 8080 8080 경화 몰드 예열 온도(℃)Curing mold preheat temperature (℃) 9090 9595 100100 9090 100100 후경화 온도(℃)Post-curing temperature (℃) 110110 110110 110110 110110 110110

실험예 1Experimental Example 1

상기 실시예 및 비교예의 연마층 약 1g이 약 0.3몰농도의 KOH 수용액 15ml에 투입되었다. 이후, 연마층이 혼합된 KOH용액은 밀폐된 약 48ml의 부피를 가지는 압력 용기에 배치되고, 약 150℃의 온도에서, 약 48시간동안, 약 3기압의 압력에서, 해중합하였다. 이후, 상기 해중합된 조성물은 메틸렌클로라이드에 의해서 추출하였다. About 1 g of the polishing layer of Examples and Comparative Examples was added to 15 ml of an aqueous KOH solution having a concentration of about 0.3 molar. Thereafter, the KOH solution mixed with the abrasive layer was placed in a sealed pressure vessel having a volume of about 48 ml, and depolymerized at a temperature of about 150° C. for about 48 hours at a pressure of about 3 atmospheres. Thereafter, the depolymerized composition was extracted with methylene chloride.

상기 추출된 조성물은 겔투과크로마토그래피(GPC) 장치를 통하여, Mw(중량평균분자량), Mn(수평균분자량) 및 Mp(peak 분자량)가 측정되었다. 대조군으로 실시예 1의 예비 조성물에 포함되는 우레탄계 프리폴리머의 Mw, Mn 및 Mp 값을 측정하였다.Mw (weight average molecular weight), Mn (number average molecular weight) and Mp (peak molecular weight) were measured for the extracted composition through a gel permeation chromatography (GPC) apparatus. As a control, Mw, Mn, and Mp values of the urethane-based prepolymer included in the preliminary composition of Example 1 were measured.

GPC 장비 및 측정 조건은 하기와 같다.GPC equipment and measurement conditions are as follows.

측정 장치: Agilent 1260 Infinity GPCMeasuring device: Agilent 1260 Infinity GPC

주입 속도(Flow rate): 1ml/min in THFFlow rate: 1ml/min in THF

주입량: 100ulInjection volume: 100ul

컬럼 온도(Column Temp): 40℃Column Temp: 40°C

감지기(Detector): RIDetector: RI

컬럼(Column): TSKgel G1000HxL 분자량Size 5060 Column: TSKgel G1000HxL Molecular Weight Size 5060

상기 GPC 측정 값을 이용하여 하기 식 2에 따른 값을 계산하였다:Using the above GPC measurement value, a value according to the following formula (2) was calculated:

[식 1][Equation 1]

Figure pat00007
Figure pat00007

여기서, here,

Mw는 연마층을 해중합된 조성물의 중량평균분자량이고,Mw is the weight average molecular weight of the depolymerized composition of the polishing layer,

Mn은 연마층을 해중합된 조성물의 수평균분자량이고,Mn is the number average molecular weight of the depolymerized composition of the polishing layer,

Mp는 연마층을 해중합된 조성물의 peak 분자량이다.Mp is the peak molecular weight of the depolymerized composition of the polishing layer.

대조군control 실시예1Example 1 실시예2Example 2 실시예3Example 3 비교예 1Comparative Example 1 비교예 2Comparative Example 2 MnMn 30403040 27252725 27322732 27452745 23202320 21632163 MpMp 40324032 32293229 31583158 31603160 24182418 23592359 MwMw 42814281 33313331 33473347 33573357 25592559 25602560 식 1의 값value of expression 1 -- 0.830.83 0.690.69 0.940.94 0.410.41 0.490.49

상기 측정 결과에 따르면, 우레탄계 프리폴리머의 GPC 측정 결과와 실시예 및 비교예의 GPC 측정 결과를 비교하면, 해중합에 의해 분해되는 위치가 프리폴리머와 상이한 것을 확인할 수 있다. According to the measurement results, when the GPC measurement results of the urethane-based prepolymer are compared with the GPC measurement results of Examples and Comparative Examples, it can be confirmed that the position decomposed by depolymerization is different from that of the prepolymer.

구체적으로, 우레탄계 프리폴리머는 경화에 의해 연마층으로 제조되며, 이후 해중합에 의해 분해되는 부분이 프리폴리머의 중합 시 결합되는 부분과 상이함을 의미한다고 할 것이다. Specifically, it will be said that the urethane-based prepolymer is prepared as an abrasive layer by curing, and the portion decomposed by depolymerization is different from the portion bonded during polymerization of the prepolymer.

또한, 실시예 1 내지 3의 연마 패드는 해중합 후, GPC 측정 값인 Mw(중량평균분자량)가 2,600 이상이며, Mn(수평균분자량)가 2,500 이상인 것을 확인하여 비교예 1 및 2와 상이함을 확인하였다. In addition, it was confirmed that the polishing pads of Examples 1 to 3 were different from Comparative Examples 1 and 2 by confirming that, after depolymerization, the GPC measurement value, Mw (weight average molecular weight), was 2,600 or more, and Mn (number average molecular weight) was 2,500 or more. did

또한, 식 1에 대한 값도, 실시예의 연마 패드는 본 발명의 범위 내에 해당되나, 비교예의 경우 수치 값 미만으로 확인되었다.In addition, the value for Equation 1 also falls within the scope of the present invention for the polishing pad of the Example, but was found to be less than the numerical value for the Comparative Example.

실험예 2Experimental Example 2

연마 패드 내 연마층에 대한 경도, 평균 기공 크기(pore size), 비중(g/cc), 인장(N/mm2) 및 신율(%)를 측정하였다. 또한 연마 패드의 연마율 및 절삭률을 측정하였다. Hardness, average pore size, specific gravity (g/cc), tensile (N/mm 2 ) and elongation (%) of the polishing layer in the polishing pad were measured. In addition, the polishing rate and the cutting rate of the polishing pad were measured.

(1) 경도(1) hardness

상기 실시예 및 비교예에 따라 제조된 연마 패드의 Shore D 경도를 측정하였으며, 연마 패드를 2 cm Х 2 cm(두께: 2 mm)의 크기로 자른 후 온도 25 ℃ 및 습도 50±5 %의 환경에서 16 시간 정치하였다. 이후 경도계(D 형 경도계)를 사용하여 연마 패드의 경도를 측정하였다. The Shore D hardness of the polishing pad prepared according to the Examples and Comparative Examples was measured, and the polishing pad was cut to a size of 2 cm Х 2 cm (thickness: 2 mm) in an environment with a temperature of 25° C. and a humidity of 50±5%. incubated for 16 hours. Thereafter, the hardness of the polishing pad was measured using a durometer (D-type durometer).

(2) 인장(2) seal

상기 실시예 및 비교예에 따라 제조된 연마 패드 각각에 대해, 만능시험계(UTM)를 사용하여 500 mm/분의 속도로 테스트하면서 파단 직전의 최고 강도 값을 취득한 후, 취득한 값을 통해 Strain-Stress 곡선의 20 내지 70% 영역에서의 기울기를 계산하였다. For each of the polishing pads manufactured according to the above Examples and Comparative Examples, the highest strength value just before fracture was obtained while testing at a speed of 500 mm/min using a universal testing machine (UTM), and then, through the obtained value, strain-Stress The slope in the region of 20 to 70% of the curve was calculated.

(3) 신율 (3) elongation

상기 실시예 및 비교예에 따라 제조된 연마 패드 각각에 대해, 만능시험계(UTM)를 사용하여 500 mm/분의 속도로 테스트하면서 파단 직전의 최대 변형량을 측정한 뒤, 최초 길이 대비 최대 변형량의 비율을 퍼센트(%)로 나타냈다.For each of the polishing pads manufactured according to the above Examples and Comparative Examples, the maximum amount of deformation immediately before fracture was measured while testing at a speed of 500 mm/min using a universal testing machine (UTM), and then the ratio of the maximum amount of deformation to the initial length was expressed as a percentage (%).

(4) 평균 기공 크기(4) average pore size

상기 연마층의 기공에 대한 직경 크기를 측정하였으며, 기공의 직경 크기 측정 방법은 입도 분석기를 이용하여 측정하였고, 평균 기공은 D50을 의미하는 것이다. The size of the diameter of the pores of the polishing layer was measured, and the method of measuring the size of the diameter of the pores was measured using a particle size analyzer, and the average pore means D50.

(5) 비중(5) specific gravity

상기 실시예 및 비교예에 따라 제조된 윈도우 비중을 측정하였으며, 연마 패드를 2 cm Х 2 cm(두께: 2 mm)의 크기로 자른 후 온도 25 ℃ 및 습도 50±5 %의 환경에서 16 시간 정치하였다. 그 이후 Electronic densimeter를 사용하여 초기 무게와 물에 침지 시켰을 때의 무게를 측정 후 밀도를 구했다.The specific gravity of the window prepared according to the above Examples and Comparative Examples was measured, and the polishing pad was cut to a size of 2 cm Х 2 cm (thickness: 2 mm) and left at a temperature of 25° C. and a humidity of 50±5% for 16 hours. did After that, the density was calculated after measuring the initial weight and the weight when immersed in water using an electronic densimeter.

(6) 연마율(Removal rate) (6) Removal rate

직경 300 mm의 실리콘 웨이퍼에 산화규소를 화학기상증착(CVD) 공정에 의해서 증착하였다. CMP 장비에 실시예 및 비교예의 연마 패드를 부착하고, 실리콘 웨이퍼의 산화 규소층이 연마 패드의 연마면을 향하도록 설치하였다. 연마패드 상에 하소 세리아 슬러리를 250 mL/분의 속도로 공급하면서, 4.0 psi의 하중 및 150 rpm의 속도로 60초간 산화 규소막을 연마하였다. 연마 후 실리콘 웨이퍼를 캐리어로부터 떼어내어, 회전식 탈수기(spin dryer)에 장착하고 증류수로 세정한 후 질소로 15초 동안 건조하였다. 건조된 실리콘 웨이퍼에 대해 광간섭식 두께 측정 장치(SI-F80R, Kyence사)를 사용하여 연마 전후의 막 두께 변화를 측정하였다. 이후 하기 식을 사용하여 연마율을 계산하였다. Silicon oxide was deposited on a silicon wafer having a diameter of 300 mm by a chemical vapor deposition (CVD) process. The polishing pads of Examples and Comparative Examples were attached to the CMP equipment, and the silicon oxide layer of the silicon wafer was installed to face the polishing surface of the polishing pad. While supplying the calcined ceria slurry on the polishing pad at a rate of 250 mL/min, the silicon oxide film was polished for 60 seconds under a load of 4.0 psi and a speed of 150 rpm. After polishing, the silicon wafer was removed from the carrier, mounted on a spin dryer, washed with distilled water, and dried with nitrogen for 15 seconds. The film thickness change before and after grinding|polishing was measured using the optical interference type thickness measuring apparatus (SI-F80R, Kyence Corporation) with respect to the dried silicon wafer. Then, the polishing rate was calculated using the following equation.

연마율(Å/초) = 실리콘 웨이퍼의 연마 두께(Å)/연마 시간(초)Polishing rate (Å/sec) = Polishing thickness of silicon wafer (Å)/polishing time (sec)

실시예 및 비교예의 연마패드에 대해 연마율을 각각 2회씩 측정하였다.For the polishing pads of Examples and Comparative Examples, the polishing rate was measured twice, respectively.

(7) 절삭률(pad cut-rate)(7) pad cut-rate

연마패드를 10 분 동안 탈이온수로 프리 컨디셔닝한 후, 1 시간 동안 탈이온수를 분사하면서 컨디셔닝하였다. 컨디셔닝 과정에서 변화된 두께를 측정하여 연마패드의 절삭률을 산출하였다. 컨디셔닝에 사용한 장비는 CTS사의 AP-300HM이고, 컨디셔닝 압력은 6 lbf, 회전 속도는 100 내지 110 rpm이고, 컨디셔닝에 사용된 디스크는 새솔 LPX-DS2이다.The polishing pad was pre-conditioned with deionized water for 10 minutes, and then conditioned while spraying deionized water for 1 hour. The cutting rate of the polishing pad was calculated by measuring the thickness changed during the conditioning process. The equipment used for conditioning was CTS' AP-300HM, the conditioning pressure was 6 lbf, the rotation speed was 100 to 110 rpm, and the disk used for conditioning was Saesol LPX-DS2.

평가 항목Evaluation Items 실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 실시예 3Example 3 비교예 1Comparative Example 1 비교예 2Comparative Example 2 두께 (mm)thickness (mm) 22 22 22 22 22 경도 (Shore D)Hardness (Shore D) 56.256.2 57.757.7 57.457.4 4545 53.253.2 평균 Pore size (um)Average Pore size (um) 24.124.1 20.720.7 22.222.2 2121 11.211.2 비중(g/cc)Specific gravity (g/cc) 0.80.8 0.80.8 0.80.8 0.80.8 0.80.8 인장 (N/mm2)Tensile (N/mm 2 ) 22.222.2 22.322.3 21.521.5 22.922.9 19.8219.82 신율 (%)Elongation (%) 107.5107.5 103.7103.7 100.5100.5 170.6170.6 81.381.3 평균 연마율(Å/min)Average removal rate (Å/min) 37243724 33573357 32533253 18251825 34583458 패드 절삭률(㎛/hr)Pad cutting rate (㎛/hr) 51.351.3 43.343.3 42.242.2 19.519.5 42.542.5 연마 평탄도(%)Polishing flatness (%) 3.23.2 3.63.6 3.93.9 5.65.6 5.85.8 결함 개수number of defects 0.50.5 1One 22 44 55

상기 실험 결과에 따르면, 실시예 1 내지 3은 경도 값이 크고, 인장은 20N/mm2 이상이며, 및 신율이 100% 이상으로 나타나는 것을 확인하였다. According to the experimental results, Examples 1 to 3 had a large hardness value, a tensile strength of 20N/mm 2 or more, and an elongation of 100% or more.

상기 범위 내에서의 물성 값을 나타냄에 따라, 평균 연마율 및 패드 절삭률에서 우수한 효과를 나타냈다. As the physical property values within the above range were shown, an excellent effect was exhibited in the average polishing rate and the pad cutting rate.

비교예 1은 평균 연마율 및 패드 절삭률이 낮은 수치를 나타내는 것을 확인하였다. 반면, 비교예 2는 실시예와 비교하여 연마 패드의 성능에서 큰 차이가 나타나지 않으나, 연마층의 평균 기공의 크기가 작고, 인장 및 신율 값이 낮은 것을 확인할 수 있다. In Comparative Example 1, it was confirmed that the average polishing rate and the pad cutting rate were low. On the other hand, Comparative Example 2 did not show a significant difference in the performance of the polishing pad compared to the Example, but it was confirmed that the average pore size of the polishing layer was small and the tensile and elongation values were low.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements by those skilled in the art using the basic concept of the present invention as defined in the following claims are also provided. is within the scope of the

10: 연마층
11: 제1면
12: 제2면
13: 홈
20: 쿠션층
30: 제1 접착층
40: 제2 접착층
50: 예비 조성물
60: 경화 구조체
100, 200: 연마패드
110: 연마패드
120: 정반
130: 반도체 기판
140: 노즐
150: 연마 슬러리
160: 연마헤드
170: 컨디셔너
10: abrasive layer
11: first page
12: 2nd page
13: Home
20: cushion layer
30: first adhesive layer
40: second adhesive layer
50: preliminary composition
60: cured structure
100, 200: polishing pad
110: polishing pad
120: surface plate
130: semiconductor substrate
140: nozzle
150: polishing slurry
160: abrasive head
170: conditioner

Claims (11)

연마층이 하기 식 1에 따른 값이 1 내지 2인
연마 패드.
[식 1]
Figure pat00008

여기서,
상기 1g의 연마층을 0.3몰 농도의 KOH 수용액 15ml에 넣고 밀폐된 용기 내에서, 150℃ 및 48시간 동안 해중합하고, 상기 해중합된 조성물을 겔투과크로마토그래피(GPC)로 분자량을 측정한 것으로,
상기 Mw는 상기 해중합된 조성물의 중량평균분자량이고,
상기 Mn은 상기 해중합된 조성물의 수평균분자량이고,
상기 Mp는 상기 해중합된 조성물의 peak 분자량이다.
The abrasive layer has a value of 1 to 2 according to Equation 1 below.
polishing pad.
[Equation 1]
Figure pat00008

here,
The 1 g of the abrasive layer was placed in 15 ml of an aqueous KOH solution having a concentration of 0.3 molar, and depolymerized at 150° C. for 48 hours in an airtight container, and the molecular weight of the depolymerized composition was measured by gel permeation chromatography (GPC),
wherein Mw is the weight average molecular weight of the depolymerized composition,
wherein Mn is the number average molecular weight of the depolymerized composition,
The Mp is the peak molecular weight of the depolymerized composition.
제1항에 있어서,
상기 Mw(중량평균분자량)가 2,600 내지 4,000인
연마 패드.
According to claim 1,
The Mw (weight average molecular weight) is 2,600 to 4,000
polishing pad.
제1항에 있어서,
상기 Mn(수평균분자량)가 2,500 내지 3,000인
연마 패드.
According to claim 1,
The Mn (number average molecular weight) is 2,500 to 3,000
polishing pad.
제1항에 있어서,
인장이 20 내지 25N/mm2이고, 신율이 100 내지 110%인
연마 패드.
According to claim 1,
The tensile strength is 20 to 25N/mm 2 and the elongation is 100 to 110%.
polishing pad.
제1항에 있어서,
상기 연마층은 우레탄계 프리폴리머를 포함하는 예비 조성물의 경화물을 포함하고,
상기 예비 조성물은 이소시아네이트기(NCO) 함량이 5 내지 11 중량%인
연마 패드.
According to claim 1,
The polishing layer includes a cured product of a preliminary composition including a urethane-based prepolymer,
The preliminary composition has an isocyanate group (NCO) content of 5 to 11% by weight.
polishing pad.
ⅰ) 이소시아네이트 화합물 및 폴리올 화합물의 반응물을 포함하는 예비 조성물을 제조하는 단계;
ⅱ) 상기 예비 조성물, 발포제 및 경화제를 포함하는 연마층 제조용 조성물을 제조하는 단계; 및
ⅲ) 상기 연마층 제조용 조성물을 경화하여 연마층을 제조하는 단계;를 포함하며,
상기 연마층은 하기 식 1에 따른 값이 1 내지 2인
연마 패드의 제조 방법:
[식 1]
Figure pat00009

여기서,
상기 1g의 연마층을 0.3몰 농도의 KOH 수용액 15ml에 넣고 밀폐된 용기 내에서, 150℃ 및 48시간 동안 해중합하고, 상기 해중합된 조성물을 겔투과크로마토그래피(GPC)로 분자량을 측정한 것으로,
상기 Mw는 상기 해중합된 조성물의 중량평균분자량이고,
상기 Mn은 상기 해중합된 조성물의 수평균분자량이고,
상기 Mp는 상기 해중합된 조성물의 peak 분자량이다.
i) preparing a preliminary composition comprising a reactant of an isocyanate compound and a polyol compound;
ii) preparing a composition for preparing an abrasive layer comprising the preliminary composition, a foaming agent and a curing agent; and
iii) curing the composition for preparing an abrasive layer to prepare an abrasive layer;
The polishing layer has a value of 1 to 2 according to Equation 1 below.
Method of making a polishing pad:
[Equation 1]
Figure pat00009

here,
The 1 g of the abrasive layer was placed in 15 ml of an aqueous KOH solution having a concentration of 0.3 molar, and depolymerized at 150° C. for 48 hours in an airtight container, and the molecular weight of the depolymerized composition was measured by gel permeation chromatography (GPC),
wherein Mw is the weight average molecular weight of the depolymerized composition,
wherein Mn is the number average molecular weight of the depolymerized composition,
The Mp is the peak molecular weight of the depolymerized composition.
제6항에 있어서,
상기 프리폴리머 조성물은 우레탄계 프리폴리머이며, 상기 우레탄계 프리폴리머의 이소시아네이트(NCO)기가 5 내지 10 중량%로 포함하며,
상기 ⅱ) 단계의 연마층 제조용 조성물은 우레탄계 프리폴리머의 이소시아네이트(NCO)기 대비 경화제의 NH2기의 몰비가 0.8 내지 1로 포함되는
연마 패드의 제조 방법.
7. The method of claim 6,
The prepolymer composition is a urethane-based prepolymer, and the isocyanate (NCO) group of the urethane-based prepolymer comprises 5 to 10% by weight,
The composition for preparing an abrasive layer of step ii) includes a molar ratio of NH 2 groups of the curing agent to the isocyanate (NCO) groups of the urethane-based prepolymer in a range of 0.8 to 1
A method of manufacturing a polishing pad.
1) 연마층을 포함하는 연마패드를 제공하는 단계; 및
2) 상기 연마층의 연마면에 반도체 기판의 피연마면이 맞닿도록 상대 회전시키면서 상기 반도체 기판을 연마시키는 단계;를 포함하고,
상기 연마층은 하기 식 1에 따른 값이 1 내지 2인
반도체 소자의 제조 방법:
[식 1]
Figure pat00010

여기서,
상기 1g의 연마층을 0.3몰 농도의 KOH 수용액 15ml에 넣고 밀폐된 용기 내에서, 150℃ 및 48시간 동안 해중합하고, 상기 해중합된 조성물을 겔투과크로마토그래피(GPC)로 분자량을 측정한 것으로,
상기 Mw는 상기 해중합된 조성물의 중량평균분자량이고,
상기 Mn은 상기 해중합된 조성물의 수평균분자량이고,
상기 Mp는 상기 해중합된 조성물의 peak 분자량이다.
1) providing a polishing pad including a polishing layer; and
2) polishing the semiconductor substrate while relatively rotating so that the polishing surface of the semiconductor substrate is in contact with the polishing surface of the polishing layer;
The polishing layer has a value of 1 to 2 according to Equation 1 below.
A method of manufacturing a semiconductor device:
[Equation 1]
Figure pat00010

here,
The 1 g of the abrasive layer was placed in 15 ml of an aqueous KOH solution having a concentration of 0.3 molar, and depolymerized at 150° C. for 48 hours in an airtight container, and the molecular weight of the depolymerized composition was measured by gel permeation chromatography (GPC),
wherein Mw is the weight average molecular weight of the depolymerized composition,
wherein Mn is the number average molecular weight of the depolymerized composition,
The Mp is the peak molecular weight of the depolymerized composition.
제8항에 있어서,
상기 반도체 기판이 산화규소(SiO2) 막을 포함하고,
상기 피연마면이 상기 산화규소(SiO2) 막의 표면이며,
상기 산화규소 막의 평균 연마율이 2,500 Å/min 내지 4,000 Å/min인
반도체 소자의 제조 방법.
9. The method of claim 8,
The semiconductor substrate includes a silicon oxide (SiO 2 ) film,
The surface to be polished is the surface of the silicon oxide (SiO 2 ) film,
The silicon oxide film has an average polishing rate of 2,500 Å/min to 4,000 Å/min.
A method of manufacturing a semiconductor device.
제8항에 있어서,
상기 연마 대상 및 상기 연마 패드의 회전 속도는 각각 10rpm 내지 500rpm인
반도체 소자의 제조방법.
9. The method of claim 8,
The rotation speed of the polishing object and the polishing pad is 10 rpm to 500 rpm, respectively
A method of manufacturing a semiconductor device.
제8항에 있어서,
상기 연마층의 연마면 상에 연마 슬러리는 공급하는 단계를 더 포함하고,
상기 연마 슬러리의 공급 유량은 10ml/분 내지 800mL/분인
반도체 소자의 제조방법.
9. The method of claim 8,
Further comprising the step of supplying a polishing slurry on the polishing surface of the polishing layer,
The supply flow rate of the polishing slurry is 10ml/min to 800mL/min.
A method of manufacturing a semiconductor device.
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