KR20220046017A - Polishing pad and preparing method of semiconductor device using the same - Google Patents
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Abstract
Description
연마 공정에 적용되는 패드에 관한 것이고, 이러한 패드를 반도체 소자의 제조방법에 적용하는 기술에 관한 것이다.It relates to a pad applied to a polishing process, and to a technique for applying such a pad to a method of manufacturing a semiconductor device.
화학 기계적 평탄화(Chemical Mechanical Planarization, CMP) 또는 화학 기계적 연마(Chemical Mechanical Polishing, CMP) 공정은 다양한 기술 분야에서 다양한 목적에 의해 수행될 수 있다. CMP 공정은 연마 대상의 소정의 연마면을 대상으로 수행되며, 연마면의 평탄화, 응집된 물질의 제거, 결정 격자 손상의 해소, 스크래치 및 오염원의 제거 등의 목적으로 수행될 수 있다. A chemical mechanical planarization (CMP) or chemical mechanical polishing (CMP) process may be performed for various purposes in various technical fields. The CMP process is performed on a predetermined polished surface of an object to be polished, and may be performed for the purposes of planarization of the polished surface, removal of aggregated materials, resolution of crystal lattice damage, and removal of scratches and contamination sources.
반도체 공정의 CMP 공정 기술의 분류는 연마 대상 막질 또는 연마 후 표면 형상에 따라 구분할 수 있다. 예를 들어, 연마 대상 막질에 따라 단일 실리콘(single silicon) 또는 폴리 실리콘(poly silicon)으로 나눌 수 있고, 불순물의 종류에 의해 구분되는 다양한 산화막 또는 텅스텐(W), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 루테늄(Ru), 탄탈륨(Ta) 등의 금속막 CMP 공정으로 분류할 수 있다. 그리고, 연마 후 표면 형상에 따라, 기판 표면의 거칠기를 완화시키는 공정, 다층 회로 배선으로 인해 발생되는 단차를 평탄화하는 공정, 연마 후 회로 배선을 선택적으로 형성하기 위한 소자 분리 공정으로 분류할 수 있다. The CMP process technology of the semiconductor process can be classified according to the quality of the film to be polished or the shape of the surface after polishing. For example, it can be divided into single silicon or polysilicon according to the film quality to be polished, and various oxide films or tungsten (W), copper (Cu), aluminum (Al) classified according to the type of impurities. ), ruthenium (Ru), tantalum (Ta), etc. can be classified into a metal film CMP process. And, according to the shape of the surface after polishing, it can be classified into a process of alleviating the roughness of the substrate surface, a process of flattening a step caused by multi-layer circuit wiring, and an element isolation process for selectively forming circuit wiring after polishing.
CMP 공정은 반도체 소자의 제조 과정에서 복수로 적용될 수 있다. 반도체 소자의 경우 복수의 층을 포함하고, 각 층마다 복잡하고 미세한 회로 패턴을 포함한다. 또한, 최근 반도체 소자는 개별적인 칩 크기는 줄어들고, 각 층의 패턴은 보다 복잡하고 미세해지는 방향으로 진화되고 있다. 이에 따라, 반도체 소자를 제조하는 과정에서 회로 배선의 평탄화 목적뿐만 아니라 회로 배선의 분리 및 배선 표면 개선의 응용 등으로 CMP 공정의 목적이 확대되었고, 그 결과 보다 정교하고 신뢰성 있는 CMP 성능이 요구되고 있다. The CMP process may be applied in plurality in the manufacturing process of the semiconductor device. A semiconductor device includes a plurality of layers, and each layer includes a complex and fine circuit pattern. In addition, in recent semiconductor devices, individual chip sizes are reduced, and the patterns of each layer are evolving to become more complex and finer. Accordingly, in the process of manufacturing semiconductor devices, the purpose of the CMP process has been expanded to not only planarize circuit wiring, but also separate circuit wiring and improve wiring surface, and as a result, more sophisticated and reliable CMP performance is required. .
이러한 CMP 공정에 사용되는 연마패드는 마찰을 통해 연마면을 요구되는 수준으로 가공하는 공정용 부품으로서, 연마 후 연마 대상의 두께 균일도, 연마면의 평탄도 및 연마 품질 등에 있어서 가장 중요한 요소들 중 하나로 볼 수 있다.The polishing pad used in the CMP process is a process component that processes the polished surface to a required level through friction. can see.
본 발명의 일 구현예는 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.One embodiment of the present invention is based on physical properties such as appropriate hardness, tensile strength, and elongation without deterioration of long-term polishing performance by maintaining the surface state of the polished surface at the same level as that of the initial stage even as time elapses during the polishing process. As a result, a polishing pad that can be applied to a polishing process to achieve a desired level of polishing rate and defect prevention effect is provided.
본 발명의 다른 구현예는 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 embodiment of the present invention shows a high process efficiency in polishing a semiconductor substrate, and in the final polishing result, a semiconductor device implementing the effect that the polished surface of the semiconductor substrate exhibits an appropriate polishing rate and the lowest level of defects. A manufacturing method is provided.
본 발명의 일 구현예에서, 연마층을 포함하고, 상기 연마층 1g을 0.3M 농도의 수산화칼륨(KOH) 수용액에 투입하고, 밀폐된 용기 내에서 150℃ 온도 하에 48시간 반응시킨 가공 조성물의 핵자기공명(NMR) 13C 스펙트럼이 15ppm 내지 18ppm에서 나타나는 제1 피크; 9ppm 내지 11ppm에서 나타나는 제2 피크; 및 138ppm 내지 143ppm에서 나타나는 제3 피크를 포함하고, 상기 제3 피크 대 상기 제2 피크의 면적비가 약 5:1 내지 약 10:1인 연마패드를 제공한다. In one embodiment of the present invention, the core of the processing composition including an abrasive layer, 1 g of the abrasive layer is added to an aqueous solution of potassium hydroxide (KOH) having a concentration of 0.3M, and reacted for 48 hours at 150° C. in a sealed container a first peak in the magnetic resonance (NMR) 13 C spectrum of 15 ppm to 18 ppm; a second peak appearing at 9 ppm to 11 ppm; and a third peak appearing at 138 ppm to 143 ppm, wherein an area ratio of the third peak to the second peak is about 5:1 to about 10:1.
상기 제1 피크 대 상기 제2 피크의 면적비가 약 10:1 내지 약 10:5이고, 상기 제1 피크 대 상기 제3 피크의 면적비가 약 10:5 내지 약 10:10일 수 있다. An area ratio of the first peak to the second peak may be about 10:1 to about 10:5, and an area ratio of the first peak to the third peak may be about 10:5 to about 10:10.
본 발명의 다른 구현예에서, 연마층을 포함하는 연마패드를 제공하는 단계; 및 상기 연마층의 연마면에 연마 대상의 피연마면이 맞닿도록 배치한 후 서로 상대 회전시키면서 상기 연마 대상을 연마시키는 단계;를 포함하고, 상기 연마 대상은 반도체 기판을 포함하고, 상기 연마층은 이의 1g을 0.3M 농도의 수산화칼륨(KOH) 수용액에 투입하고, 밀폐된 용기 내에서 150℃ 온도 하에 48시간 반응시킨 가공 조성물의 핵자기공명(NMR) 13C 스펙트럼이 15ppm 내지 18ppm에서 나타나는 제1 피크; 9ppm 내지 11ppm에서 나타나는 제2 피크; 및 138ppm 내지 143ppm에서 나타나는 제3 피크를 포함하고, 상기 제3 피크 대 상기 제2 피크의 면적비가 5:1 내지 10:1인, 반도체 소자의 제조방법을 제공한다.In another embodiment of 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: 1 g thereof was added to an aqueous solution of potassium hydroxide (KOH) having a concentration of 0.3 M, and the nuclear magnetic resonance (NMR) 13 C spectrum of the processed composition was reacted for 48 hours at 150° C. in a sealed container at 15 ppm to 18 ppm. peak; a second peak appearing at 9 ppm to 11 ppm; and a third peak appearing at 138 ppm to 143 ppm, wherein an area ratio of the third peak to the second peak is 5:1 to 10:1.
상기 반도체 소자의 제조방법에 있어서, 상기 반도체 기판이 산화규소(SiO2) 막을 포함하고, 상기 피연마면이 상기 산화규소(SiO2) 막의 표면이며, 평균 연마율이 1,500 Å/min 내지 2,500 Å/min이고, 연마 완료 후 상기 피연마면이 5개 이하의 결함(defect)을 포함할 수 있다.In the method of manufacturing the semiconductor device, 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, and the average polishing rate is 1,500 Å/min to 2,500 Å /min, and after the polishing is completed, the surface to be polished may include 5 or less defects.
상기 연마패드는 이를 소정의 조건 하에서 처리한 가공 조성물이 나타내는 피크 특성에 상응하는 화학적 결합 구조 및 가교 구조를 갖는 연마층을 포함함으로써, 상기 연마층의 연마면이 적절한 경도를 나타낼 수 있고, 이에 따라 연마 대상의 연마에 있어서 목적 범위의 연마율 및 연마 평탄도를 나타낼 수 있다. 또한, 연마 공정 중에 시간이 경과함에 따라서도 연마면이 초기와 동등 수준의 표면 상태를 유지함으로써 장시간 연마 성능이 저하되지 않는 이점을 갖는다. The polishing pad includes a polishing layer having a chemical bonding structure and a cross-linking structure corresponding to the peak characteristics of the processing composition treated therewith under predetermined conditions, so that the polishing surface of the polishing layer may exhibit appropriate hardness, and accordingly It is possible to exhibit a polishing rate and polishing flatness within a target range in polishing an object 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 연마대상인 반도체 기판의 연마에 있어서 높은 공정 효율을 나타내며, 최종 연마 결과에 있어서, 상기 반도체 기판의 피연마면이 높은 연마 평탄도 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 high polishing flatness and the lowest level of defects. effect can be obtained.
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.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 후술하는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. Advantages and features of the present invention, and a method of achieving them will become clear with reference to the following examples. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various different forms, Only the present embodiments are provided to complete the disclosure of the present invention, and to fully inform those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs, the scope of the invention, the present invention is defined by the scope of the claims will only be
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. In order to clearly express various layers and regions in the drawings, the thicknesses are enlarged. And in the drawings, for convenience of description, the thickness of some layers and regions are exaggerated. Like reference numerals refer to like elements throughout.
또한, 본 명세서에서 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상부에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 아울러, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "아래에" 또는 "하부에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 아래에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.In addition, in the present specification, when a part of a layer, film, region, plate, etc. is said to be “on” or “on” another part, this is not only when it is “directly on” another part, but also when there is another part in the middle. also includes Conversely, when we say that a part is "just above" another part, we mean that there is no other part in the middle. In addition, when a part of a layer, film, region, plate, etc. is said to be "under" or "under" another part, it is not only when it is "under" another part, but also when there is another part in between. include Conversely, when a part is said to be "just below" another part, it means that there is no other part in the middle.
또한, 본 명세서에서 핵자기공명(NMR) 스펙트럼의 피크 면적비는 동일한 연마층에 대하여 적어도 5회 동일한 방법으로 면적비를 산출한 후 수평균 값이 해당 범위 내에 해당하면 권리 범위에 속하는 것으로 해석된다. 또한, 상기 피크의 면적비는 핵자기공명(NMR) 스펙트럼에서 해당 피크의 인테그레이션(integration) 값으로 구할 수 있다. In addition, in the present specification, the peak area ratio of the nuclear magnetic resonance (NMR) spectrum is interpreted as belonging to the right range if the number average value falls within the corresponding range after calculating the area ratio in the same manner at least 5 times for the same polishing layer. In addition, the area ratio of the peak may be obtained as an integration value of the corresponding peak in a nuclear magnetic resonance (NMR) spectrum.
본 발명의 일 구현예에서, 연마층을 포함하고, 상기 연마층 1g을 0.3M 농도의 수산화칼륨(KOH) 수용액에 투입하고, 밀폐된 용기 내에서 150℃ 온도 하에 48시간 반응시킨 가공 조성물의 핵자기공명(NMR) 13C 스펙트럼이 15ppm 내지 18ppm에서 나타나는 제1 피크; 9ppm 내지 11ppm에서 나타나는 제2 피크; 및 138ppm 내지 143ppm에서 나타나는 제3 피크를 포함하고, 상기 제3 피크 대 상기 제2 피크의 면적비가 약 5:1 내지 약 10:1인 연마패드를 제공한다.In one embodiment of the present invention, the core of the processing composition including an abrasive layer, 1 g of the abrasive layer is added to an aqueous solution of potassium hydroxide (KOH) having a concentration of 0.3M, and reacted for 48 hours at 150° C. in a sealed container a first peak in the magnetic resonance (NMR) 13 C spectrum of 15 ppm to 18 ppm; a second peak appearing at 9 ppm to 11 ppm; and a third peak appearing at 138 ppm to 143 ppm, wherein an area ratio of the third peak to the second peak is about 5:1 to about 10:1.
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 및 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. 이에 따라 상기 연마층의 가공 조성물의 핵자기공명(NMR) 13C 스펙트럼의 형태가 달라진다.The polishing layer is a cured product composed of a compound having a predetermined chemical structure, and final polishing such as a polishing rate and degree of defects 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. Accordingly, the shape of the nuclear magnetic resonance (NMR) 13C spectrum of the processing composition of the polishing layer is changed.
구체적으로, 일 구현예에 따른 상기 연마층은 이의 1g을 0.3M 농도의 수산화칼륨(KOH) 수용액에 투입하고, 밀폐된 용기 내에서 150℃ 온도 하에 48시간 반응시킨 가공 조성물의 핵자기공명(NMR) 13C 스펙트럼이 15ppm 내지 18ppm에서 나타나는 제1 피크; 9ppm 내지 11ppm에서 나타나는 제2 피크; 및 138ppm 내지 143ppm에서 나타나는 제3 피크를 포함하고, 상기 제3 피크 대 상기 제2 피크의 면적비가 약 5:1 내지 약 10:1인 특징을 가질 수 있다. 즉, 상기 연마층은 상기 스펙트럼 특성에 상응하는 화학적 결합 구조를 갖는 화합물로 이루어지며, 이에 의해 상기 연마패드의 연마 성능이 크게 향상되는 효과를 얻을 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 연마층은 상기 가공 조성물의 핵자기공명(NMR) 13C 스펙트럼에 있어서, 상기 제2 피크 및 상기 제3 피크의 면적비의 상관 관계가 전술한 조건을 만족하는 것에 상응하는 고분자 결합 정도를 갖게 되며, 이에 상응하는 경도 및 신율 등의 물성을 나타내게 되고, 그 결과 목적하는 수준의 연마율(RR) 등의 연마 성능을 구현할 수 있다.Specifically, the abrasive layer according to an embodiment is nuclear magnetic resonance (NMR) of the processing composition in which 1 g thereof is added to an aqueous solution of potassium hydroxide (KOH) having a concentration of 0.3 M, and reacted for 48 hours at 150° C. in a sealed container. ) the first peak appearing in the 13 C spectrum from 15 ppm to 18 ppm; a second peak appearing at 9 ppm to 11 ppm; and a third peak appearing at 138 ppm to 143 ppm, wherein an area ratio of the third peak to the second peak is about 5:1 to about 10:1. That is, the polishing layer is made of a compound having a chemical bonding structure corresponding to the spectral characteristics, thereby greatly improving the polishing performance of the polishing pad. More specifically, in the abrasive layer, in the nuclear magnetic resonance (NMR) 13 C spectrum of the processing composition, the correlation between the area ratio of the second peak and the third peak satisfies the above-mentioned condition. degree, and the corresponding physical properties such as hardness and elongation are exhibited, and as a result, polishing performance such as a desired level of polishing rate (RR) can be realized.
예를 들어, 상기 제3 피크 대 상기 제2 피크의 면적비는 약 5:1 내지 약 10:1일 수 있고, 예를 들어, 약 5:1 내지 8:1일 수 있다. 상기 제3 피크 대 상기 제2 피크의 면적비가 상기 범위를 만족하는 결과를 통하여, 상기 연마층은 소정의 조건 하에서 일부 분해되어 상기 피크를 나타내는 화학적 결합력의 반복 단위를 갖는 것을 알 수 있고, 동시에 전체적으로 상기 면적비에 상응하는 화학적 구조를 가진 화합물을 포함하는 것을 알 수 있다. 이로써, 상기 연마층은 적절한 경도 및 신율을 가질 수 있고, 그 결과, 목적하는 연마율 및 결함 저감 효과를 구현할 수 있다. For example, the area ratio of the third peak to the second peak may be about 5:1 to about 10:1, for example, about 5:1 to 8:1. Through the result that the area ratio of the third peak to the second peak satisfies the above range, it can be seen that the polishing layer is partially decomposed under a predetermined condition to have a repeating unit of chemical bonding force showing the peak, and at the same time as a whole It can be seen that a compound having a chemical structure corresponding to the area ratio is included. Accordingly, the polishing layer may have appropriate hardness and elongation, and as a result, a desired polishing rate and defect reduction effect may be realized.
일 구현예에서, 상기 가공 조성물은 상기 제1 피크 대 상기 제2 피크의 면적비가 10:1 내지 10:5이고, 상기 제1 피크 대 상기 제3 피크의 면적비가 10:5 내지 10:10일 수 있다.In one embodiment, the processing composition has an area ratio of the first peak to the second peak of 10:1 to 10:5, and an area ratio of the first peak to the third peak of 10:5 to 10:10 can
예를 들어, 상기 제1 피크 대 상기 제2 피크의 면적비는 약 10:1 내지 약 10:5일 수 있고, 예를 들어, 약 10:1.00 내지 약 10:1.60일 수 있고, 예를 들어, 약 10:1.00 이상, 약 10:1.60 이하일 수 있다. For example, the area ratio of the first peak to the second peak may be from about 10:1 to about 10:5, for example, from about 10:1.00 to about 10:1.60, for example, It may be greater than or equal to about 10:1.00 and less than or equal to about 10:1.60.
예를 들어, 상기 제1 피크 대 상기 제3 피크의 면적비는 10:5 내지 10:10일 수 있고, 예를 들어, 약 10:5.00 초과, 약 10:10.00 이하일 수 있고, 예를 들어, 약 10:5.60 내지 약 10:9.00일 수 있다.For example, the area ratio of the first peak to the third peak may be from 10:5 to 10:10, for example, greater than about 10:5.00, less than or equal to about 10:10.00, for example, about 10:5.60 to about 10:9.00.
상기 가공 조성물의 상기 제3 피크 대 상기 제2 피크의 면적비가 전술한 범위를 만족함과 동시에 상기 제1 피크 대 상기 제2 피크의 면적비와 상기 제1 피크 대 상기 제3 피크의 면적비가 이와 같은 범위를 만족하는 경우, 상기 연마층은 제조 중의 경화 공정에서 적절한 경화도로 경화되었음을 알 수 있고, 이로써, 상기 연마층이 적절한 경도 및 신율을 나타내어, 결과적으로 목적하는 연마율 및 결함 저감 효과를 구현할 수 있다.The area ratio of the third peak to the second peak of the processing composition satisfies the aforementioned range, while the area ratio of the first peak to the second peak and the area ratio of the first peak to the third peak is within this range When satisfying .
또한, 상기 가공 조성물에 있어서, 상기 연마층 1g을 0.3M 농도의 수산화칼륨(KOH) 수용액에 투입하고, 밀폐된 용기 내에서 150℃ 온도 하에 48시간 반응시킨 조건 하에서 처리하여 마련된 가공 조성물의 경우, 다른 조건 하에서 처리하여 마련된 가공 조성물에 비하여, 이의 핵자기공명(NMR) 13C 스펙트럼이 최종 연마패드의 연마 성능과 상관 관계가 높은 결과를 나타내었다.In addition, in the processing composition, 1 g of the polishing layer is added to an aqueous solution of potassium hydroxide (KOH) having a concentration of 0.3 M, and the processing composition is prepared by processing under the conditions of reacting for 48 hours at 150° C. in a sealed container. Compared to the processing composition prepared by treatment under other conditions, its nuclear magnetic resonance (NMR) 13 C spectrum showed a high correlation with the polishing performance of the final polishing pad.
상기 가공 조성물의 핵자기공명(NMR) 13C 스펙트럼이 상기 연마층을 제조하는 과정 중의 원료 모노머의 종류와 함량, 공정 온도 및 압력 조건, 경화제 및 발포제 등의 첨가제의 종류 및 함량 등의 요소들이 종합적으로 조절되어 결정될 수 있다. In the nuclear magnetic resonance (NMR) 13 C spectrum of the processing composition, factors such as the type and content of the raw material monomer during the manufacturing process of the polishing layer, process temperature and pressure conditions, and the type and content of additives such as curing agents and foaming agents are comprehensive. can be adjusted and determined.
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, 연마 대상의 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
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
일 구현예에서, 상기 연마층(10)의 두께는 약 0.8mm 내지 약 5.0mm, 예를 들어, 약 1.0mm 내지 약 4.0mm, 예를 들어, 약 1.0mm 내지 3.0mm, 예를 들어, 약 1.5mm 내지 약 3.0mm, 예를 들어, 약 1.7mm 내지 약 2.7mm, 예를 들어, 약 2.0mm 내지 약 3.5mm일 수 있다. In one embodiment, the thickness of the
상기 연마층(10)은 복수의 기공을 포함하는 다공성 구조일 수 있다. 상기 복수의 기공의 평균 입경은 약 5㎛ 내지 약 50㎛, 예를 들어, 약 5㎛ 내지 약 40㎛, 예를 들어, 약 10㎛ 내지 약 40㎛, 예를 들어, 약 10㎛ 내지 약 35㎛일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 복수의 기공은 그 일부가 상기 연마층의 연마면에서 외부로 드러나 상기 홈(13)과는 구별되는 미세 오목부(미도시)로 나타날 수 있고, 이는 상기 연마패드의 사용 중에 상기 홈(13)과 함께 연마액 또는 연마 슬러리의 유동성 및 계류 공간을 결정하여 연마 특성의 조절 요소로 기능할 수 있다. The
상기 연마면(11)은 상기 홈(13)과는 구별되는 상기 미세 오목부에 의하여 소정의 표면 조도를 가질 수 있다. 일 구현예에서, 상기 연마면(11)의 표면 조도(Ra)는 약 3㎛ 내지 약 1mm일 수 있다. 예를 들어, 상기 연마면(11)의 표면 조도(Ra)는 약 3㎛ 내지 약 20㎛일 수 있고, 예를 들어, 약 3㎛ 내지 약 10㎛일 수 있다.The
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. 이를 통해, 상기 연마패드(100)를 적용한 연마 공정에서 연마 대상에 대한 손상 및 결함 발생을 방지하는 데 기여할 수 있다.The
일 구현예에서, 상기 쿠션층(20)은 그 두께가 약 0.5mm 내지 약 2.5mm, 예를 들어, 약 0.8mm 내지 약 2.5mm, 예를 들어, 약 1.0mm 내지 약 2.5mm, 예를 들어, 약 1.0mm 내지 약 2.0mm, 예를 들어, 약 1.2mm 내지 약 1.8mm일 수 있다.In one embodiment, the
도 1의 (b)를 참조할 때, 일 구현예에서, 상기 연마패드(200)는 상기 연마층(10) 및 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
상기 연마패드(200)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
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. 상기 프리폴리머는 그 자체로 가열 및/또는 가압 등의 추가적인 경화 공정을 거치거나, 또는 다른 중합성 화합물, 예를 들어, 이종의 모노머 또는 이종의 프리폴리머와 같은 추가 화합물과 혼합하여 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 undergoes an additional curing process such as heating and/or pressurization, or is mixed with another polymerizable compound, for example, an additional compound such as a heterogeneous monomer or a heterogeneous prepolymer, and reacted, followed by a final cured product can be molded into
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 이소시아네이트 화합물은, 방향족 디이소시아네이트, 지방족 디이소시아네이트, 지환족 디이소시아네이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 사용할 수 있다. 일 구현예에서, 상기 이소시아네이트 화합물은 방향족 디이소시아네이트를 포함할 수 있다. As the isocyanate compound used in the preparation of the urethane-based prepolymer, one selected from the group consisting of aromatic diisocyanate, aliphatic diisocyanate, cycloaliphatic diisocyanate, and combinations thereof may be used. In one embodiment, the isocyanate compound may include an aromatic 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)을 포함할 수 있다.The 'polyol' refers to a compound including at least two or more hydroxyl groups (-OH) per molecule. In one embodiment, the polyol compound may include a dihydric alcohol compound having two hydroxyl groups, that is, a diol or a glycol.
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 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, 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. 일 구현예에서, 상기 고분자량 폴리올은 중량평균분자량(Mw)이 약 500g/mol 이상, 약 800g/mol 이하인 제1 고분자량 폴리올; 및 중량평균분자량(Mw)이 약 800g/mol 초과, 약 1,800g/mol 이하인 제2 고분자량 폴리올을 포함할 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 핵자기공명(NMR) 13C 스펙트럼이 전술한 피크 면적비 특성을 나타낼 수 있고, 이에 상응하는 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. In one embodiment, the high molecular weight polyol may include a first high molecular weight polyol having a weight average molecular weight (Mw) of about 500 g/mol or more and about 800 g/mol or less; and a second high molecular weight polyol having a weight average molecular weight (Mw) greater than about 800 g/mol and less than or equal to about 1,800 g/mol. 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, the nuclear magnetic resonance (NMR) 13 C spectrum of the processing composition obtained by treating the polishing layer under predetermined conditions due to the appropriate cross-linking structure of the polyol compound may exhibit the above-described peak area ratio characteristics, and corresponding excellent polishing properties 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, 예를 들어, 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, for example, 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, 예를 들어, 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, for example, polytetramethylene ether glycol (PTMG) and diethylene glycol (DEG).
상기 예비 조성물에 있어서, 상기 우레탄계 프리폴리머를 제조하기 위한 전체 성분 중의 상기 이소시아네이트 화합물 총량 100 중량부 대비, 상기 폴리올 화합물의 총량이 약 100 중량부 내지 약 250 중량부일 수 있고, 예를 들어, 약 120 중량부 내지 약 250 중량부일 수 있고, 예를 들어, 약 120 중량부 내지 약 240 중량부일 수 있고, 예를 들어, 약 150 중량부 내지 약 240 중량부 일 수 있고, 예를 들어, 약 190 중량부 내지 약 240중량부 일 수 있다. In the preliminary composition, relative to 100 parts by weight of the total amount of the isocyanate compound in the total components for preparing the urethane-based prepolymer, the total amount of the polyol compound may be about 100 parts by weight to about 250 parts by weight, for example, about 120 parts by weight parts by weight to about 250 parts by weight, for example, about 120 parts by weight to about 240 parts by weight, for example, about 150 parts by weight to about 240 parts by weight, for example, about 190 parts by weight to about 240 parts by weight.
상기 예비 조성물에 있어서, 상기 우레탄계 프리폴리머를 제조하기 위한 상기 이소시아네이트 화합물이 상기 방향족 이소시아네이트 화합물을 포함하고, 상기 방향족 이소시아네이트 화합물이 2,4-TDI 및 2,6-TDI를 포함하는 경우, 상기 2,6-TDI의 함량은 상기 2,4-TDI 100 중량부 대비 약 1 중량부 내지 약 40 중량부 일 수 있고, 예를 들어, 약 1 중량부 내지 약 30 중량부일 수 있고, 예를 들어, 약 3 중량부 내지 약 28 중량부 일 수 있고, 예를 들어, 약 1 중량부 내지 약 10 중량부 일 수 있다. In the preliminary composition, when the isocyanate compound for preparing the urethane-based prepolymer includes the aromatic isocyanate compound, and the aromatic isocyanate compound includes 2,4-TDI and 2,6-TDI, the 2,6 The content of -TDI may be about 1 part by weight to about 40 parts by weight, for example, about 1 part by weight to about 30 parts by weight, for example, about 3 parts by weight based on 100 parts by weight of the 2,4-TDI. It may be in an amount of from about 1 part by weight to about 28 parts by weight, for example, from about 1 part by weight to about 10 parts by weight.
상기 예비 조성물에 있어서, 상기 우레탄계 프리폴리머를 제조하기 위한 상기 이소시아네이트 화합물이 상기 방향족 이소시아네이트 화합물 및 상기 지환족 이소시아네이트 화합물을 포함하는 경우, 상기 지환족 이소시아네이트 화합물의 함량은 상기 방향족 이소시아네이트 화합물 전체 100 중량부 대비 약 5 중량부 내지 약 30 중량부일 수 있고, 예를 들어, 약 10 중량부 내지 약 25 중량부일 수 있다. In the preliminary composition, when the isocyanate compound for preparing the urethane-based prepolymer includes the aromatic isocyanate compound and the alicyclic isocyanate compound, the content of the alicyclic isocyanate compound is about 100 parts by weight of the total aromatic isocyanate compound. It may be 5 parts by weight to about 30 parts by weight, for example, about 10 parts by weight to about 25 parts by weight.
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 8.5중량%일 수 있다. 상기 이소시아네이트기 함량은 상기 예비 조성물 전체 중량 중에서 우레탄 반응되지 않고 자유 반응기로 존재하는 이소시아네이트기(-NCO)의 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 about 5% to about 11% by weight, for example, about 5% to about 10% by weight, for example, about 5% to about 8.5% by weight. can The isocyanate group content means a percentage of the weight of isocyanate groups (-NCO) 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 핵자기공명(NMR) 13C 스펙트럼이 16ppm 내지 20ppm에서 피크 위치(ppm) 값이 큰 순서대로 제4 피크 및 제5 피크를 나타내고, 상기 제4 피크 대 상기 제5 피크의 면적비가 약 1:1 내지 약 10:1일 수 있다.In one embodiment, the nuclear magnetic resonance (NMR) 13 C spectrum of the preliminary composition shows a fourth peak and a fifth peak in the order of increasing the peak position (ppm) value from 16 ppm to 20 ppm, and the fourth peak to the fourth peak The area ratio of the 5 peaks may be from about 1:1 to about 10:1.
구체적으로, 상기 예비 조성물의 핵자기공명(NMR) 13C 스펙트럼이 17.5ppm 내지 20.0ppm 범위에 제4 피크를 갖고, 16ppm 내지 17.5ppm 범위에 제5 피크를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제4 피크 대 상기 제5 피크의 면적비는 약 1:1 내지 약 10:1, 예를 들어, 약 3:1 내지 10:1, 예를 들어, 약 3.5:1 내지 약 9:1일 수 있고, 예를 들어, 약 3.5:1 내지 8:1일 수 있다. 이와 같은 피크 특성을 갖는 상기 예비 조성물이 소정의 공정 조건 하에 경화되어 형성된 연마층은 목적 수준의 연마율, 연마 평탄도 및 결함 저감 효과를 구현하기에 적합한 물성을 나타내기에 보다 유리할 수 있다.Specifically, the nuclear magnetic resonance (NMR) 13 C spectrum of the preliminary composition may have a fourth peak in a range of 17.5 ppm to 20.0 ppm and a fifth peak in a range of 16 ppm to 17.5 ppm. For example, the area ratio of the fourth peak to the fifth peak is from about 1:1 to about 10:1, such as from about 3:1 to 10:1, such as from about 3.5:1 to about 9 1:1, for example about 3.5:1 to 8:1. The polishing layer formed by curing the preliminary composition having such peak characteristics under predetermined process conditions may be more advantageous in exhibiting properties suitable for realizing a desired level of polishing rate, polishing flatness, and defect reduction effect.
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 구조와 이로 인한 핵자기공명(NMR) 13C 스펙트럼의 피크 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 bond structure in the cured structure of the polishing layer and the peak characteristic of the nuclear magnetic resonance (NMR) 13 C spectrum resulting from the urethane-based prepolymer are the same. reaction process conditions for prepolymer preparation; 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
즉, 상기 연마층 1g을 0.3M 농도의 수산화칼륨(KOH) 수용액에 투입하고, 밀폐된 용기 내에서 150℃ 온도 하에 48시간 반응시킨 조건 하에서 처리한 가공 조성물의 핵자기공명(NMR) 13C 스펙트럼의 피크 특성은 상기 연마층을 제조하기 위한 상기 예비 조성물과, 상기 예비 조성물의 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 특성이다. 다만, 일 구현예에 따른 상기 연마패드의 기술적 목적는 상기 가공 조성물의 핵자기공명(NMR) 13C 스펙트럼이 나타내는 피크 특성이 전술한 조건을 만족하는 경우 상기 연마패드의 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.That is, the nuclear magnetic resonance (NMR) 13 C spectrum of the processing composition in which 1 g of the abrasive layer was added to an aqueous solution of potassium hydroxide (KOH) having a concentration of 0.3 M and reacted for 48 hours at 150° C. in a sealed container. The peak characteristics of the preliminary composition for preparing the polishing layer and the type and content of monomers for preparing the urethane-based prepolymer of the preliminary composition, as well as various process conditions during the preparation of the preliminary composition and the preparation of the polishing layer, and The processing conditions for obtaining the processing composition, etc. are organically related and comprehensively appearing. However, the technical purpose of the polishing pad according to an embodiment is that the resulting polishing performance of the polishing pad is a desired level when the peak characteristic of the nuclear magnetic resonance (NMR) 13 C spectrum of the processing composition satisfies the above-mentioned condition. It is in revealing the correlation of implementing
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 'one-terminal urethane-reacted' 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 조성물의 핵자기공명(NMR) 13C 스펙트럼 피크 특성은, 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.Nuclear magnetic resonance (NMR) 13 C spectrum peak characteristics of the preliminary composition, 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 urethane-based prepolymer chemical It may be comprehensively determined by the bonding structure, reaction process conditions for preparing the urethane-based prepolymer, and the like.
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 1:0.60 내지 약 1:0.99일 수 있고, 예를 들어, 약 1:0.60 내지 약 1:0.90일 수 있고, 예를 들어, 약 1:0.60 이상, 약 1:0.90 미만일 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 from about 1:0.60 to about 1:0.99, for example, about 1:0.60 to about 1:0.90, for example, greater than or equal to about 1:0.60, less than about 1:0.90.
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 ( tetrafluoroethylene, CClF 2 -CClF 2 ) and a combination thereof may include one selected from the group consisting of.
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 such as '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 미만일 수 있고, 예를 들어, 약 35 이상, 약 50 미만일 수 있고, 예룰 들어, 약 40 내지 49일 수 있다. 상기 연마층의 인장강도는 약 20 N/㎟ 미만일 수 있고, 예를 들어, 약 10N/㎟ 이상, 약 20N/㎟ 미만일 수 있고, 예를 들어, 약 10N/㎟ 내지 약 19N/㎟일 수 있다. 상기 연마층의 신율은 약 200% 이상일 수 있고, 예를 들어, 약 200% 내지 약 300%일 수 있다. 상기 연마층의 절삭률은 약 80㎛/hr 이상일 수 있고, 예를 들어, 약 80㎛/hr 내지 약 100㎛/hr일 수 있고, 예를 들어, 약 80㎛/hr 내지 약 95㎛/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 less than about 50, for example, about 35 or more, less than about 50, for example, about 40 to may be 49. The tensile strength of the abrasive layer may be less than about 20 N/mm2, for example, about 10N/mm2 or more, and less than about 20N/mm2, for example, about 10N/mm2 to about 19N/mm2. . The elongation of the polishing layer may be about 200% or more, for example, about 200% to about 300%. The cutting rate of the abrasive layer may be about 80 μm/hr or more, for example, about 80 μm/hr to about 100 μm/hr, for example, about 80 μm/hr to about 95 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 8.5중량%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 8.5% by weight. can 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 an abrasive layer may include 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 includes: 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 이의 1g을 0.3M 농도의 수산화칼륨(KOH) 수용액에 투입하고, 밀폐된 용기 내에서 150℃ 온도 하에 48시간 반응시킨 가공 조성물의 핵자기공명(NMR) 13C 스펙트럼이 15ppm 내지 18ppm에서 나타나는 제1 피크; 9ppm 내지 11ppm에서 나타나는 제2 피크; 및 138ppm 내지 143ppm에서 나타나는 제3 피크를 포함하고, 상기 제3 피크 대 상기 제2 피크의 면적비가 약 5:1 내지 10:1인 특징을 가질 수 있다. The abrasive layer finally prepared through the process of manufacturing the polishing layer is the core of the processing composition, 1 g thereof is added to a 0.3 M aqueous potassium hydroxide (KOH) solution, and reacted for 48 hours at 150° C. in a sealed container. a first peak in the magnetic resonance (NMR) 13 C spectrum of 15 ppm to 18 ppm; a second peak appearing at 9 ppm to 11 ppm; and a third peak appearing at 138 ppm to 143 ppm, wherein an area ratio of the third peak to the second peak is about 5:1 to 10:1.
예를 들어, 상기 제3 피크 대 상기 제2 피크의 면적비는 약 5:1 내지 약 10:1일 수 있고, 예를 들어, 약 5:1 내지 약 8:1일 수 있다. For example, the area ratio of the third peak to the second peak may be from about 5:1 to about 10:1, for example, from about 5:1 to about 8:1.
일 구현예에서, 상기 가공 조성물은 상기 제1 피크 대 상기 제2 피크의 면적비가 10:1 내지 10:5이고, 상기 제1 피크 대 상기 제3 피크의 면적비가 10:5 내지 10:10일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 피크 대 상기 제2 피크의 면적비는 약 10:1 내지 약 10:5일 수 있고, 예를 들어, 약 10:1.00 내지 약 10:1.60일 수 있고, 예를 들어, 약 10:1.00 이상, 약 10:1.60 이하일 수 있고, 예를 들어, 약 10:1.80 내지 10:2.50일 수 있고, 예를 들어, 약 10:1.80 초과, 약 10:2.50 이하일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 피크 대 상기 제3 피크의 면적비는 10:5 내지 10:10일 수 있고, 예를 들어, 약 10:5.00 초과, 약 10:10.00 이하일 수 있다.In one embodiment, the processing composition has an area ratio of the first peak to the second peak of 10:1 to 10:5, and an area ratio of the first peak to the third peak is 10:5 to 10:10 can For example, the area ratio of the first peak to the second peak may be from about 10:1 to about 10:5, for example, from about 10:1.00 to about 10:1.60, for example, It may be greater than or equal to about 10:1.00, less than or equal to about 10:1.60, for example, from about 10:1.80 to 10:2.50, such as greater than about 10:1.80, less than or equal to about 10:2.50. For example, the area ratio of the first peak to the third peak may be from 10:5 to 10:10, for example, greater than about 10:5.00 and less than or equal to about 10:10.00.
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 (2) at least one surface of the abrasive layer; 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 each heat sealing adhesive is applied are in contact After laminating the abrasive layer and the cushion layer to the surface, the two layers may be fused 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 이의 1g을 0.3M 농도의 수산화칼륨(KOH) 수용액에 투입하고, 밀폐된 용기 내에서 150℃ 온도 하에 48시간 반응시킨 가공 조성물의 핵자기공명(NMR) 13C 스펙트럼이 15ppm 내지 18ppm에서 나타나는 제1 피크; 9ppm 내지 11ppm에서 나타나는 제2 피크; 및 138ppm 내지 143ppm에서 나타나는 제3 피크를 포함하고, 상기 제3 피크 대 상기 제2 피크의 면적비가 약 5:1 내지 약 10:1인, 반도체 소자의 제조방법을 제공한다.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: 1 g thereof was added to an aqueous solution of potassium hydroxide (KOH) having a concentration of 0.3 M, and the nuclear magnetic resonance (NMR) 13 C spectrum of the processed composition was reacted for 48 hours at 150° C. in a sealed container at 15 ppm to 18 ppm. peak; a second peak appearing at 9 ppm to 11 ppm; and a third peak appearing at 138 ppm to 143 ppm, wherein an area ratio of the third peak to the second peak is from about 5:1 to about 10:1.
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
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
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
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 50ml/분 내지 약 500ml/분일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The flow rate of the
상기 연마 슬러리(150)는 실리카 슬러리 또는 세리아 슬러리를 포함할 수 있다. The polishing
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
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 잇다. The
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
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 평균연마율이 1,500 Å/min 내지 2,500 Å/min일 수 있고, 예를 들어, 약 1,500 Å/min 이상, 약 2,500 Å/min 미만일 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 the polishing on the surface to be polished is completed There are less than 5 surface defects, and the average polishing rate of the silicon oxide (SiO 2 ) film may be 1,500 Å/min to 2,500 Å/min, for example, about 1,500 Å/min or more, about 2,500 Å It can be less than /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 및 비교예><Examples and Comparative Examples>
실시예 1Example 1
디이소시아네이트 성분 총 중량 100 중량부 대비 2,4-TDI 및 2,6-TDI를 각각 하기 표 1에 기재된 바와 같은 상대 중량비로 혼합하였다. 폴리올 성분 총 중량 100 중량부 대비 PTMG 및 DEG를 각각 하기 표 1에 기재된 바와 같은 상대 중량비로 혼합하였다. 상기 디이소시아네이트 총량 100 중량부 대비 상기 폴리올 총량을 220 중량부로 상호 혼합하여 혼합 원료를 준비하였다. 상기 혼합 원료를 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.2,4-TDI and 2,6-TDI were mixed in relative weight ratios as shown in Table 1 below, respectively, based on 100 parts by weight of the total weight of the diisocyanate component. PTMG and DEG were mixed in relative weight ratios as shown in Table 1 below, respectively, based on 100 parts by weight of the total weight of the polyol component. A mixed raw material was prepared by mixing the total amount of the polyol in an amount of 220 parts by weight based on 100 parts by weight of the total amount of the diisocyanate. The mixed raw material was put into a four-neck flask and reacted at 80° C. to prepare a preliminary composition including a urethane-based prepolymer. 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 in 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 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 성분 총 중량 100 중량부 대비 2,4-TDI, 2,6-TDI 및 H12MDI를 각각 하기 표 1에 기재된 바와 같은 상대 중량비로 혼합하였다. 폴리올 성분 총 중량 100 중량부 대비 PTMG 및 DEG를 각각 하기 표 1에 기재된 바와 같은 상대 중량비로 혼합하였다. 상기 디이소시아네이트 총량 100 중량부 대비 상기 폴리올 총량을 220 중량부로 상호 혼합하여 혼합 원료를 준비하였다. 상기 혼합 원료를 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.2,4-TDI, 2,6-TDI, and H 12 MDI were mixed in relative weight ratios as shown in Table 1 below, respectively, based on 100 parts by weight of the total weight of the diisocyanate component. PTMG and DEG were mixed in relative weight ratios as shown in Table 1 below, respectively, based on 100 parts by weight of the total weight of the polyol component. A mixed raw material was prepared by mixing the total amount of the polyol in an amount of 220 parts by weight based on 100 parts by weight of the total amount of the diisocyanate. The mixed raw material was put into a four-neck flask and reacted at 80° C. to prepare a preliminary composition including a urethane-based prepolymer. 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.
비교예 1Comparative Example 1
디이소시아네이트 성분 총 중량 100 중량부 대비 2,4-TDI, 2,6-TDI 및 H12MDI를 각각 하기 표 1에 기재된 바와 같은 상대 중량비로 혼합하였다. 폴리올 성분 총 중량 100 중량부 대비 PTMG 및 DEG를 각각 하기 표 1에 기재된 바와 같은 상대 중량비로 혼합하였다. 상기 디이소시아네이트 총량 100 중량부 대비 상기 폴리올 총량을 150 중량부로 상호 혼합하여 혼합 원료를 준비하였다. 상기 혼합 원료를 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 주입하였고, 동시에 기상 발포제로서 질소(N2) 기체를 1.0L/min의 주입 속도로 상기 예비 조성물의 주입 시간과 동일한 시간 동안 주입하였다. 이어서, 상기 예비 조성물을 110℃의 온도 조건 하에서 후경화 반응하여 연마층을 제조하였다.2,4-TDI, 2,6-TDI, and H 12 MDI were mixed in relative weight ratios as shown in Table 1 below, respectively, based on 100 parts by weight of the total weight of the diisocyanate component. PTMG and DEG were mixed in relative weight ratios as shown in Table 1 below, respectively, based on 100 parts by weight of the total weight of the polyol component. A mixed raw material was prepared by mixing the total amount of the polyol in an amount of 150 parts by weight based on 100 parts by weight of the total amount of the diisocyanate. The mixed raw material was put into a four-neck flask and reacted at 80° C. to prepare a preliminary composition including a urethane-based prepolymer. 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 NH2 groups of MOCA to 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 in 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, preheated to 90° C., and injected at a discharge rate of 10 kg/min, and at the same time nitrogen (N 2 ) gas as a gaseous foaming agent was 1.0L/ Min was injected for the same time as the injection time of the pre-composition at an injection rate. 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 성분 총 중량 100 중량부 대비 2,4-TDI, 2,6-TDI 및 H12MDI를 각각 하기 표 1에 기재된 바와 같은 상대 중량비로 혼합하였다. 폴리올 성분 총 중량 100 중량부 대비 PTMG 및 DEG를 각각 하기 표 1에 기재된 바와 같은 상대 중량비로 혼합하였다. 상기 디이소시아네이트 총량 100 중량부 대비 상기 폴리올 총량을 150 중량부로 상호 혼합하여 혼합 원료를 준비하였다. 상기 혼합 원료를 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.2,4-TDI, 2,6-TDI, and H 12 MDI were mixed in relative weight ratios as shown in Table 1 below, respectively, based on 100 parts by weight of the total weight of the diisocyanate component. PTMG and DEG were mixed in relative weight ratios as shown in Table 1 below, respectively, based on 100 parts by weight of the total weight of the polyol component. A mixed raw material was prepared by mixing the total amount of the polyol in an amount of 150 parts by weight based on 100 parts by weight of the total amount of the diisocyanate. The mixed raw material was put into a four-neck flask and reacted at 80° C. to prepare a preliminary composition including a urethane-based prepolymer. 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.
상기 실시예 1 내지 2 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 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 was processed to a thickness of 2 mm, and a concentric grooving 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.
<평가><Evaluation>
실험예 1: 실험예 1: 예비 조성물의 핵자기공명(NMR) Experimental Example 1: Experimental Example 1: Nuclear magnetic resonance (NMR) of preliminary composition 1313 C 스펙트럼C spectrum
상기 실시예 1 내지 2 및 상기 비교예 1 내지 2의 각각의 예비 조성물에 대하여, 상기 예비 조성물 5mg을 CDCl3에 녹이고 실온에서 핵자기공명(NMR) 장치(JEOL 500MHz, 90° pulse)를 사용하여 13C-NMR 분석을 수행하였다. For each of the preliminary compositions of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2, 5 mg of the preliminary composition was dissolved in CDCl 3 and a nuclear magnetic resonance (NMR) apparatus (JEOL 500 MHz, 90 ° pulse) at room temperature using 13 C-NMR analysis was performed.
실험예 2: 가공 조성물의 핵자기공명(NMR) Experimental Example 2: Nuclear magnetic resonance (NMR) of the processing composition 1313 C 스펙트럼C spectrum
상기 실시예 1 내지 2 및 상기 비교예 1 내지 2의 각각의 연마층에 대하여, 상기 연마층 1g을 0.3M 농도의 수산화나트륨(KOH) 수용액 15ml에 투입하고, 48ml의 부피를 가지는 밀폐된 용기 내에서, 150℃ 온도 조건 하에서 48시간 반응시켜 가공 조성물을 제조하였다. 상기 가공 조성물 5mg을 CDCl3에 녹이고 실온에서 핵자기공명(NMR) 장치(JEOL 500MHz, 90° pulse)를 사용하여 13C-NMR 분석을 수행하였다.For each of the polishing layers of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2, 1 g of the polishing layer was added to 15 ml of an aqueous sodium hydroxide (KOH) solution having a concentration of 0.3 M, and in a closed container having a volume of 48 ml. In, the processing composition was prepared by reacting for 48 hours under a temperature condition of 150 °C. 5 mg of the processing composition was dissolved in CDCl 3 and 13 C-NMR analysis was performed at room temperature using a nuclear magnetic resonance (NMR) apparatus (JEOL 500 MHz, 90° pulse).
실험예 3: 연마층 또는 연마패드의 물성 평가Experimental Example 3: Evaluation of physical properties of the polishing layer or polishing pad
(1) 경도(1) hardness
상기 실시예 1 내지 2 및 상기 비교예 1 내지 2의 연마층 각각을 2mm 두께로 가공한 후, 가로 및 세로를 각각 5cmХ5cm 크기로 재단하여 샘플을 마련하였다. 상기 샘플을 온도 25℃에서 12시간 보관 후 경도계를 이용하여 Shore D 경도를 측정하였다.After processing each of the abrasive layers of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 to a thickness of 2 mm, the samples were prepared by cutting each of the horizontal and vertical sections to a size of 5 cmХ5 cm. After storing the sample at a temperature of 25° C. for 12 hours, Shore D hardness was measured using a durometer.
(2) 인장강도 (2) Tensile strength
상기 실시예 1 내지 2 및 상기 비교예 1 내지 2의 연마층을 2mm 두께로 가공한 후, 가로 및 세로를 4cmХ1cm 크기로 재단하여 샘플을 마련하였다. 상기 샘플을 만능시험계(UTM)를 사용하여 50mm/분의 속도에서 파단 직전의 최고 강도 값을 측정하였다.After processing the polishing layers of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 to a thickness of 2 mm, the samples were prepared by cutting the width and length of 4 cmХ1 cm. The sample was measured for the highest strength value just before breaking at a speed of 50 mm/min using a universal testing machine (UTM).
(3) 신율(3) elongation
상기 실시예 1 내지 2 및 상기 비교예 1 내지 2의 연마층을 2mm 두께로 가공한 후, 가로 및 세로를 4cmХ1cm 크기로 재단하여 샘플을 마련하였다. 상기 샘플을 만능시험계(UTM)를 사용하여 50mm/분의 속도에서 파단 직전의 최대 변형 길이를 측정한 뒤, 최초 길이 대비 최대 변형 길이의 비율을 백분율(%)로 나타내었다. After processing the polishing layers of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 to a thickness of 2 mm, the samples were prepared by cutting the width and length of 4 cmХ1 cm. After measuring the maximum strain length just before fracture of the sample at a speed of 50 mm/min using a universal testing machine (UTM), the ratio of the maximum strain length to the initial length was expressed as a percentage (%).
(4) 절삭률(4) cutting rate
상기 실시예 1 내지 2 및 상기 비교예 1 내지 2의 연마층을 이용하여 전술한 바에 따라 제조된 각각의 연마패드에 대하여, 상기 연마패드를 10분 동안 탈이온수(deionized water)로 프리-컨디셔닝(pre-conditioning)한 후, 1시간 동안 탈이온수를 분사하면서 컨디셔닝하였다. 상기 컨디셔닝 과정에서 변화된 두께를 측정하여 두께 변화량(㎛/hr)을 연마패드의 절삭률로 산출하였다. 컨디셔닝에 사용한 장비는 CTS사의 AP-300HM이고, 컨디셔닝 압력은 6 lbf, 회전 속도는 100~110rpm이고, 컨디셔닝에 사용된 디스크는 새솔社의 CI-45이었다.For each polishing pad prepared as described above using the polishing layers of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2, pre-conditioning the polishing pad with deionized water for 10 minutes ( After pre-conditioning), it was conditioned while spraying deionized water for 1 hour. The thickness change in the conditioning process was measured, and the thickness change amount (㎛/hr) was calculated as the cutting rate of the polishing pad. The equipment used for conditioning was AP-300HM from CTS, the conditioning pressure was 6 lbf, the rotation speed was 100-110 rpm, and the disk used for conditioning was a CI-45 from Sasol Corporation.
실험예 4: 연마 성능의 평가Experimental Example 4: Evaluation of polishing performance
상기 실시예 1 내지 2 및 비교예 1 내지 2의 연마층을 적용한 각각의 연마패드를 제조한 후 하기와 같이 연마 성능을 평가하였다. After preparing each polishing pad to which the polishing layers of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 were applied, polishing performance was evaluated as follows.
직경 300mm의 실리콘 웨이퍼 상에 산화규소(SiO2)를 화학기상증착(CVD) 공정에 의해서 증착하였다. CMP 장비에 상기 연마패드를 부착하고, 실리콘 웨이퍼의 산화규소 층의 표면이 연마패드의 연마면을 향하도록 설치하였다. 상기 연마패드 상에 하소 세리아 슬러리를 250mL/분의 속도로 공급하면서, 4.0psi의 하중으로 상기 실리콘 웨이퍼를 상기 연마면 상에 가압하고, 상기 연마패드 및 상기 실리콘 웨이퍼의 회전 속도를 각각 150rpm으로 하여 60초간 상기 산화규소 막을 연마하였다. 연마 후 실리콘 웨이퍼를 캐리어로부터 떼어내어, 회전식 탈수기(spin dryer)에 장착하고 증류수로 세정한 후 질소로 15초 동안 건조하였다. Silicon oxide (SiO 2 ) was deposited on a silicon wafer having a diameter of 300 mm by a chemical vapor deposition (CVD) process. The polishing pad was attached to the CMP equipment, and the surface of 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 onto the polishing pad at a rate of 250 mL/min, the silicon wafer is pressed onto the polishing surface under a load of 4.0 psi, and the rotation speed of the polishing pad and the silicon wafer is set to 150 rpm, respectively. The silicon oxide film was polished for 60 seconds. 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.
(1) 평균 연마율(1) Average polishing rate
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. 이와 같이, 총 5회 연마율을 측정하여 수 평균 값을 구하여 평균 연마율로 하였다. 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. In this way, the polishing rate was measured a total of 5 times, and a number average value was obtained, which was set as the average polishing rate.
연마율(Å/min) = 실리콘 웨이퍼의 연마 두께(Å) / 연마 시간(min)Polishing rate (Å/min) = Polishing thickness of silicon wafer (Å) / Polishing time (min)
(2) 결함 (2) defects
상기 연마율 측정방법과 동일하게 연마를 진행하고, 연마 대상의 연마된 표면을 육안 관찰하여 스크래치(scratch) 등의 결함(Defect)의 개수를 도출하였다. 구체적으로, 연마 후 실리콘 웨이퍼를 클리너(Cleaner)로 이동시켜, 1% 불화수소(HF)와 정제수(DIW); 1% 질산(H2NO3)과 정제수(DIW)를 각각 사용하여 10초씩 세정하였다. 이후 스핀드라이어(spin dryer)로 이동시켜 정제수(DIW)로 세정한 후 질소(N2)로 15초 동안 건조하였다. 건조된 실리콘 웨이퍼를 디펙(Defect) 측정 장비(Tenkor社, XP+)를 사용하여 연마 전후 결함의 변화를 육안 관찰하였다. Polishing was carried out in the same manner as the polishing rate measurement method, and the number of defects such as scratches was derived by visually observing the polished surface of the polishing object. Specifically, after polishing, the silicon wafer is moved to a cleaner, 1% hydrogen fluoride (HF) and purified water (DIW); Each of 1% nitric acid (H 2 NO 3 ) and purified water (DIW) was used for washing for 10 seconds. Thereafter, it was moved to a spin dryer, washed with purified water (DIW), and dried with nitrogen (N 2 ) for 15 seconds. Changes in defects before and after polishing the dried silicon wafers were visually observed using a defect measuring device (Tenkor, XP+).
상기 실험예 1 내지 4의 결과는 하기 표 1에 기재한 바와 같다.The results of Experimental Examples 1 to 4 are as shown in Table 1 below.
조성pre-composition
Furtherance
13C NMRpre-composition
13 C NMR
(ppm)peak position
(ppm)
13C NMRprocessing composition
13 C NMR
(ppm)peak position
(ppm)
또는
연마패드
물성abrasive layer
or
polishing pad
Properties
상기 표 1을 참조할 때, 상기 실시예 1 내지 2의 연마층은 소정의 조건 하에서 처리한 가공 조성물의 핵자기공명(NMR) 13C 스펙트럼이 15ppm 내지 18ppm에서 나타나는 제1 피크; 9ppm 내지 11ppm에서 나타나는 제2 피크; 및 138ppm 내지 143ppm에서 나타나는 제3 피크를 포함하고, 상기 제3 피크 대 상기 제2 피크의 면적비가 5:1 내지 10:1인 연마층이 적용된 패드로서, 이에 상응하는 경도, 인장강도, 신율 및 적살률 등의 특성을 바탕으로 반도체 기판의 연마 결과가 매우 우수한 것을 확인할 수 있다. Referring to Table 1, the abrasive layers of Examples 1 and 2 include a nuclear magnetic resonance (NMR) 13 C spectrum of the processing composition treated under predetermined conditions, a first peak appearing at 15 ppm to 18 ppm; a second peak appearing at 9 ppm to 11 ppm; and a third peak appearing at 138 ppm to 143 ppm, wherein an area ratio of the third peak to the second peak is 5:1 to 10:1 as a pad to which an abrasive layer is applied, and corresponding hardness, tensile strength, elongation and It can be seen that the polishing result of the semiconductor substrate is very good based on the characteristics such as the killing rate.
이와 달리, 상기 비교예 1 및 2의 연마층의 경우, 상기 제3 피크 대 상기 제2 피크의 면적비가 5:1 내지 10:1의 범위를 벗어남으로써 상기 실시예 1 내지 2의 연마층에 비하여 경도 및 인장강도가 높고, 신율 및 절삭률이 낮은 물성을 나타내는 것을 확인할 수 있다. 이에 따라, 상기 비교예 1 및 2의 연마패드는 피연마면에 대하여 상기 실시예 1 및 2의 연마패드가 목적으로 하는 수준의 연마 성능을 부여하지 못하여 평균 연마율 및 결함 측면에서 열등한 것을 확인할 수 있다. In contrast, in the case of the abrasive layers of Comparative Examples 1 and 2, the area ratio of the third peak to the second peak was out of the range of 5:1 to 10:1, compared to the abrasive layers of Examples 1 and 2 It can be seen that the hardness and tensile strength are high, and the elongation and cutting rate are low. Accordingly, it can be confirmed that the polishing pads of Comparative Examples 1 and 2 were inferior in terms of average polishing rate and defects because the polishing pads of Examples 1 and 2 did not impart the desired level of polishing performance to the surface to be polished. there is.
100, 110, 200: 연마패드
10: 연마층
11: 제1면
12: 제2면
13: 홈
20: 쿠션층
30: 제1 접착층
40: 제2 접착층
50: 예비 조성물
60: 경화 구조체
70: 가공 조성물
120: 정반
130: 반도체 기판
140: 공급 노즐
150: 연마 슬러리
160: 연마헤드
170: 컨디셔너100, 110, 200: polishing pad
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
70: processing composition
120: surface plate
130: semiconductor substrate
140: supply nozzle
150: polishing slurry
160: abrasive head
170: conditioner
Claims (10)
상기 연마층 1g을 0.3M 농도의 수산화칼륨(KOH) 수용액에 투입하고, 밀폐된 용기 내에서 150℃ 온도 하에 48시간 반응시킨 가공 조성물의 핵자기공명(NMR) 13C 스펙트럼이 15ppm 내지 18ppm에서 나타나는 제1 피크; 9ppm 내지 11ppm에서 나타나는 제2 피크; 및 138ppm 내지 143ppm에서 나타나는 제3 피크를 포함하고,
상기 제3 피크 대 상기 제2 피크의 면적비가 5:1 내지 10:1인,
연마패드.comprising an abrasive layer;
Nuclear magnetic resonance (NMR) 13 C spectrum of the processing composition in which 1 g of the polishing layer was added to a 0.3 M aqueous solution of potassium hydroxide (KOH) and reacted at 150° C. for 48 hours in a sealed container is shown at 15 ppm to 18 ppm first peak; a second peak appearing at 9 ppm to 11 ppm; and a third peak appearing at 138 ppm to 143 ppm,
wherein the area ratio of the third peak to the second peak is 5:1 to 10:1;
polishing pad.
상기 제1 피크 대 상기 제2 피크의 면적비가 10:1 내지 10:5이고,
상기 제1 피크 대 상기 제3 피크의 면적비가 10:5 내지 10:10인,
연마패드.According to claim 1,
an area ratio of the first peak to the second peak is 10:1 to 10:5,
an area ratio of the first peak to the third peak is 10:5 to 10:10;
polishing pad.
상기 연마층은 우레탄계 프리폴리머를 포함하는 예비 조성물의 경화물을 포함하고,
상기 예비 조성물의 핵자기공명(NMR) 13C 스펙트럼이 16ppm 내지 20ppm에서 피크 위치(ppm) 값이 큰 순서대로 제4 피크 및 제5 피크를 나타내고,
상기 제4 피크 대 상기 제5 피크의 면적비가 1:1 내지 10:1인,
연마패드.According to claim 1,
The polishing layer includes a cured product of a preliminary composition including a urethane-based prepolymer,
The nuclear magnetic resonance (NMR) 13 C spectrum of the preliminary composition shows a fourth peak and a fifth peak in the order of increasing the peak position (ppm) value from 16 ppm to 20 ppm,
wherein the area ratio of the fourth peak to the fifth peak is 1:1 to 10:1;
polishing pad.
상기 예비 조성물은 이소시아네이트 화합물 및 폴리올 화합물의 반응물을 포함하고,
상기 이소시아네이트 화합물은 방향족 디이소시아네이트 화합물을 포함하고,
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 포함하는,
연마패드.4. The method of claim 3,
The preliminary composition comprises a reactant of an isocyanate compound and a polyol compound,
The isocyanate compound includes an aromatic diisocyanate compound,
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 high molecular weight polyol having a weight average molecular weight (Mw) of about 300 g/mol or more and about 1800 g/mol or less. ,
polishing pad.
상기 방향족 이소시아네이트 화합물은 2,4-톨루엔디이소시아네이트(2,4-TDI)를 포함하고,
상기 예비 조성물은 일말단 우레탄 반응된 2,4-TDI로부터 유래된 제1 단위 구조, 양말단 우레탄 반응된 2,4-TDI로부터 유래된 제2 단위 구조 중 적어도 하나를 포함하는 우레탄계 프리폴리머를 포함하는,
연마패드.5. The method of claim 4,
The aromatic isocyanate compound includes 2,4-toluene diisocyanate (2,4-TDI),
The preliminary composition comprises a urethane-based prepolymer comprising at least one of a first unit structure derived from 2,4-TDI reacted with urethane at one end and a second unit structure derived from 2,4-TDI reacted with urethane at both ends. ,
polishing pad.
상기 예비 조성물의 이소시아네이트기 함량은 5중량% 내지 11중량%인,
연마패드.4. The method of claim 3,
The isocyanate group content of the preliminary composition is 5% to 11% by weight,
polishing pad.
상기 연마층의 연마면에 연마 대상의 피연마면이 맞닿도록 배치한 후 서로 상대 회전시키면서 상기 연마 대상을 연마시키는 단계;를 포함하고,
상기 연마 대상은 반도체 기판을 포함하고,
상기 연마층은 이의 1g을 0.3M 농도의 수산화칼륨(KOH) 수용액에 투입하고, 밀폐된 용기 내에서 150℃ 온도 하에 48시간 반응시킨 가공 조성물의 핵자기공명(NMR) 13C 스펙트럼이 15ppm 내지 18ppm에서 나타나는 제1 피크; 9ppm 내지 11ppm에서 나타나는 제2 피크; 및 138ppm 내지 143ppm에서 나타나는 제3 피크를 포함하고,
상기 제3 피크 대 상기 제2 피크의 면적비가 5:1 내지 10:1인,
연마패드.providing a polishing pad comprising an abrasive 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; and
The polishing object includes a semiconductor substrate,
The polishing layer had a nuclear magnetic resonance (NMR) 13 C spectrum of 15 ppm to 18 ppm of the processing composition in which 1 g thereof was added to an aqueous solution of potassium hydroxide (KOH) having a concentration of 0.3 M and reacted at 150° C. for 48 hours in a sealed container. a first peak appearing in ; a second peak appearing at 9 ppm to 11 ppm; and a third peak appearing at 138 ppm to 143 ppm,
wherein the area ratio of the third peak to the second peak is 5:1 to 10:1;
polishing pad.
상기 반도체 기판이 산화규소(SiO2) 막을 포함하고,
상기 피연마면이 상기 산화규소(SiO2) 막의 표면이며,
상기 산화규소 막의 평균 연마율이 1,500 Å/min 내지 2,500 Å/min이고,
상기 피연마면 상의 연마 완료 후 표면 결함(defect)이 5개 이하인,
반도체 소자의 제조방법.8. The method of claim 7,
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 average polishing rate of the silicon oxide film is 1,500 Å/min to 2,500 Å/min,
5 or less surface defects after the completion of polishing on the surface to be polished,
A method of manufacturing a semiconductor device.
상기 연마 대상 및 상기 연마 패드의 회전 속도는 각각 10rpm 내지 500rpm인,
반도체 소자의 제조방법. 8. The method of claim 7,
The rotational speed of the polishing object and the polishing pad is 10rpm to 500rpm, respectively,
A method of manufacturing a semiconductor device.
상기 연마층의 연마면 상에 연마 슬러리는 공급하는 단계를 더 포함하고,
상기 연마 슬러리의 공급 유량은 10ml/분 내지 1,000mL/분인,
반도체 소자의 제조방법.8. The method of claim 7,
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 10 ml / min to 1,000 mL / min,
A method of manufacturing a semiconductor device.
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