KR20220095137A - 낮은 파장에서 투명도를 갖는 윈도우를 갖는 cmp 폴리싱 패드 및 그러한 윈도우에 유용한 재료 - Google Patents

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알. 가딘스키 매튜
이. 거즈만 마우리치오
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롬 앤드 하스 일렉트로닉 머티리얼스 씨엠피 홀딩스, 인코포레이티드
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Abstract

폴리싱 패드는 화학적 기계적 폴리싱에 유용하다. 폴리싱 패드는 상단 폴리싱 표면 및 폴리싱 재료를 갖는 폴리싱 부분을 포함한다. 폴리싱 패드를 통한 개구부 및 개구부 내의 투명 윈도우가 존재한다. 투명 윈도우는 폴리싱 패드에 고정된다. 윈도우는 경질 분절 도메인의 크기를 감소시키기 위한 경질 분절 억제제의 존재 하에 중합체성 폴리올, 폴리이소시아네이트 및 경화제를 반응시켜 형성되는 폴리우레탄 조성물을 포함한다. 경화제는 경질 분절을 형성하는 3개 이상의 히드록실기를 포함하고, 폴리우레탄 조성물은 연질 분절 매트릭스 중의 경질 분절들의 비정질 혼합물이고, 탄소-탄소 이중 결합이 부재한다.

Description

낮은 파장에서 투명도를 갖는 윈도우를 갖는 CMP 폴리싱 패드 및 그러한 윈도우에 유용한 재료{CMP POLISHING PAD WITH WINDOW HAVING TRANSPARENCY AT LOW WAVELENGTHS AND MATERIAL USEFUL IN SUCH WINDOW}
본 발명은 일반적으로 메모리 및 논리 집적 회로의 프론트 엔드 라인(FEOL) 또는 백 엔드 라인(BEOL) 공정을 비롯해, 자기, 광학 및 반도체 기판과 같은 기판의 화학적 기계적 폴리싱(polishing)을 위한 폴리싱 패드 분야에 관한 것이며, 폴리싱 패드는 종료점 검출을 용이하게 하는 윈도우를 갖는다. 또한, 본 발명은 그러한 윈도우에 유용한 재료에 관한 것이다.
집적 회로 및 기타 전자 디바이스의 제작에서, 도체, 반도체 및 유전체 재료의 다중 층은 반도체 웨이퍼의 표면 상에 증착되고 그로부터 부분적으로 또는 선택적으로 제거된다. 도체, 반도체 및 유전체 재료의 얇은 층은 다수의 증착 기술을 사용하여 증착될 수 있다. 최신 웨이퍼 공정의 일반적인 증착 기술은 특히, 스퍼터링으로도 알려진 물리 기상 증착(PVD), 화학 기상 증착(CVD), 플라즈마-강화 화학 기상 증착(PECVD) 및 전기화학 증착(ECD)을 포함한다. 일반적인 제거 기술은 습식 및 건식 에칭; 특히 등방성 및 이방성 에칭을 포함한다.
재료 층이 순차적으로 증착되고 제거됨에 따라, 웨이퍼의 토포그래피(topography)(즉, 최상부 표면)는 불균일해지거나 비-평면적이 된다. 후속 반도체 공정(예를 들어, 포토리소그래피, 금속 배선 공정 등)은 편평한 표면을 갖는 웨이퍼를 필요로 하므로, 웨이퍼는 평탄화될 필요가 있다. 평탄화는 원하지 않는 표면 토포그래피 및 표면 결함, 예컨대 거친 표면, 응집된 재료, 결정 격자 손상, 스크래치 및 오염된 층 또는 재료를 제거하는 데 유용하다. 또한, 다마신(damascene) 공정에서, 트렌치 및 비아 등의 패터닝된 에칭에 의해 생성된 함몰부(recess) 영역을 충전하기 위해 재료가 증착된다. 그러나, 충전 단계는 부정확할 수 있고, 함몰부의 충전 부족(under filling)보다는 과다 충전(overfilling)이 바람직하다. 따라서, 함몰부 바깥쪽 재료는 제거될 필요가 있다.
화학적 기계적 평탄화, 또는 화학적 기계적 폴리싱(CMP)은, 반도체 웨이퍼와 같은 공작물을 평탄화 또는 폴리싱하기 위해서 그리고 다마신 공정, 프론트 엔드 라인(FEOL) 공정 또는 백 엔드 라인(BEOL) 공정에서 과잉 재료를 제거하기 위해서 사용되는 일반적인 기술이다. 통상적인 CMP에서, 웨이퍼 캐리어 또는 폴리싱 헤드가 캐리어 어셈블리에 장착된다. 폴리싱 헤드는 웨이퍼를 파지하여 웨이퍼를 CMP 장치 내의 테이블 또는 압반에 장착된 폴리싱 패드의 폴리싱 표면과 접촉하도록 위치시킨다. 캐리어 어셈블리는 웨이퍼와 폴리싱 패드 사이에 제어 가능한 압력을 제공한다. 동시에, 슬러리 또는 다른 폴리싱 매체가 폴리싱 패드 상에 분배되고 웨이퍼와 폴리싱 층 사이의 간극으로 흡인된다. 폴리싱을 수행하기 위해, 폴리싱 패드와 웨이퍼는 전형적으로 서로에 대해 회전한다. 폴리싱 패드가 웨이퍼 아래에서 회전됨에 따라, 웨이퍼는 전형적으로 환형 폴리싱 트랙 또는 폴리싱 영역을 횡단하고, 웨이퍼의 표면은 폴리싱 층과 직접 대면한다. 웨이퍼 표면은 폴리싱 표면과 표면 상의 폴리싱 매체(예를 들어, 슬러리)의 화학 및 기계적 작용에 의해, 폴리싱되고 평면으로 만들어진다.
폴리싱되는 기판 상의 다양한 양상(예를 들어, 층의 두께)의 정확한 제어가 바람직할 수 있다. 따라서, 원하는 수준으로 폴리싱이 완료된 시점을 검출하기 위한 다양한 방법이 제안되어 왔다. 폴리싱 패드는 종종 불투명 재료로 제조되기 때문에, 투명 윈도우가 폴리싱 패드 내에 삽입되었다. 이는, 공급원이 전자기 복사선(예를 들어, 원하는 파장의 광)을 투명 윈도우를 통해서 기판을 향해 지향시키고 센서가 기판으로부터 반사되어 다시 윈도우를 통과하는 전자기 복사선(예를 들어, 광)을 검출하는, 광학 검출 시스템을 가능하게 한다. 다양한 윈도우 설계가 제안되어 왔다. 예를 들어, 미국 특허 제7,258,602호; 제8,475,228호; 제7,429,207호; 제9,475,168호; 제7,621,798호; 및 제5,605,760호, 그리고 일본 특허 제2006021290호를 참조한다.
일부 종료점 검출 계획은 검출을 위해 단일 파장(예를 들어, 대략 600 nm 파장)을 사용하였다. 그러나, 다중 파장 범위에서 작동하는 스캐닝 레이저 간섭계 또는 광범위-스펙트럼 광원을 갖는 시스템이 또한 사용되어 왔다. 이들은 추가 데이터(예를 들어, 기판 상의 대략적인 층 두께)를 산출할 수 있다는 점에서 유리할 수 있다. 사용될 수 있는 파장은 200 내지 800 nm일 수 있다. 필름 두께는 반도체 스케일링으로 인하여 경시적으로 감소하기 때문에, 훨씬 더 얇은 필름의 증가된 측정 정확성이 요구된다. 측정 정확성 개선은 간섭계에 대해 더 낮은 파장의 사용을 요구한다. 이는 자외선 영역(구체적으로 250 내지 380 nm 영역)에서 증가된 투과를 갖는 윈도우 재료에 대한 필요성을 이끌어 냈다. 많은 현재의 윈도우는 이들 파장 전 범위에 걸쳐 우수한 투과를 갖지 않는다. 미국 특허 제10,293,456호는 325 nm보다 더 낮은 UV 컷오프(cutoff)를 갖는 조성물을 개시하지만, 이들 조성물은 소정 용품에서 바람직하지 않은 기계적 특성을 가질 수 있고, 250 nm에서 허용가능한 투과율을 갖지 않는다.
상단 폴리싱 표면 및 폴리싱 재료를 갖는 폴리싱 부분; 폴리싱 패드를 통한 개구부; 및 폴리싱 패드에 고정되어 있는, 폴리싱 패드 내의 개구부 내의 투명 윈도우를 포함하고, 윈도우는 경질 분절 도메인의 크기를 감소시키기 위한 경질 분절 억제제의 존재 하에 중합체성 폴리올, 폴리이소시아네이트, 및 경질 분절을 형성하는 3개 이상의 히드록실기를 포함하는 경화제를 반응시켜 형성되는 폴리우레탄 조성물을 포함하고, 폴리우레탄 조성물은 연질 분절 매트릭스 중의 경질 분절들의 비정질 혼합물이고, 폴리우레탄 조성물에는 탄소-탄소 이중 결합이 부재하는, 화학적 기계적 폴리싱에 유용한 폴리싱 패드가 본원에 개시되어 있다.
본원에 사용되는 바와 같이, 용어 "부재하는"은 성분의 총 몰을 기준으로 1 몰% 미만, 0.5 몰% 미만, 0.1 몰% 미만, 0.05 몰% 미만, 0.01 몰% 미만의 언급된 요소가 있음을 의미한다. 예를 들어, 폴리우레탄은 폴리우레탄의 몰을 기준으로 1 몰% 미만, 0.5 몰% 미만, 0.1 몰% 미만, 0.05 몰% 미만 또는 0.01 몰% 미만의 탄소-탄소 불포화(예를 들어, 탄소-탄소 이중 결합 및 탄소-탄소 삼중 결합)를 가질 수 있다.
도 1은 윈도우를 포함하는 화학적 기계적 폴리싱 패드의 평면도이다.
도 2는 실시예 3에 기재된 바와 같이 시험된 소정 샘플에 대한 투과율의 그래프이다.
도 3은 실시예 4에 기재된 바와 같이 제조되고 시험된 소정 샘플에 대한 투과율의 그래프이다.
본 발명자들은 폴리우레탄 윈도우를 형성할 때 경질 분절 도메인의 크기를 감소시키기 위한 경질 분절 억제제의 첨가를 발견하였다. 비정질 폴리우레탄 조성물에서 경질 분절 도메인의 크기를 제한하는 것은 광 투과도를 개선시키는 것으로 발견되었다. 이러한 비정질 폴리우레탄 조성물은 연질 분절 매트릭스 중의 경질 분절들의 혼합물로 구성된다. 억제제의 부재 하에, 경질 분절은 광 투과를 간섭하는 클러스터(cluster)를 형성할 수 있다. 구체적으로, 본원에 개시된 윈도우는 다음의 특징들 중 하나 이상을 가질 수 있다: 낮은 모듈러스(modulus)를 겸비한, 250 nm에서의 우수한 광 투과도, 280 nm, 바람직하게는 250 nm에서의 우수한 투과도. 구체적으로, 본원에 개시된 패드는 화학적 기계적 폴리싱 동안 종료점 검출에서 광범위-스펙트럼 광원 검출기의 사용을 가능하게 할 수 있다. 또한, 본원에 개시된 패드는 윈도우의 기계적 특성이 패드 폴리싱 재료의 기계적 특성과 실질적으로 상이한 경우 발생할 수 있는 문제들(예를 들어, 결함 및 스크래칭)을 회피할 수 있다.
따라서, 폴리우레탄 윈도우 재료는 240, 또는 250, 또는 250, 또는 270, 또는 280 nm만큼 낮거나, 최대 800, 또는 최대 700, 또는 최대 650, 또는 최대 600 nm의 파장으로부터 우수한 투명도를 가질 수 있다. 예를 들어, 폴리우레탄 조성물을 포함하는 윈도우는 250 nm의 파장에서 적어도 1%, 적어도 2%, 적어도 3%, 또는 적어도 5%의 "이중 통과 투과율"을 가질 수 있다. 또 다른 예로서, 폴리우레탄 조성물을 포함하는 윈도우는 240 nm의 파장에서 적어도 0.75%, 적어도 1%, 적어도 2%, 적어도 3%, 또는 적어도 5%의 "이중 통과 투과율"을 가질 수 있다. 또 다른 예로서, 폴리우레탄 조성물을 포함하는 윈도우는 280 nm(또는 260 nm 또는 250 nm에서)의 파장에서 적어도 1%, 적어도 2%, 적어도 3% 또는 적어도 5%의 이중 통과 투과율, 및 (i) 75 이하, 또는 70 이하, 또는 65 이하, 또는 60 이하의 쇼어(Shore) D 경도(예를 들어, ASTM D2240-15 (2015)에 따름) 및 (ii) ASTM D412-06a (2013)에 따른 3000부터, 또는 5000부터 또는 10,0000부터, 또는 20,000부터, 또는 25,000부터 최대 70,000, 또는 최대 60,000, 또는 최대 50,000, 또는 최대 45,000 제곱 인치당 파운드(psi)(또는 약 20.7부터, 또는 약 34.4부터, 또는 약 68.9부터, 또는 약 138부터, 또는 약 172부터 최대 약 483, 또는 최대 약 414, 또는 최대 약 345, 또는 최대 310 메가파스칼(MPa))의 인장 모듈러스 중 어느 하나 또는 둘 모두를 가질 수 있다.
결함을 감소시키기 위해, 폴리우레탄 윈도우의 인장 모듈러스는 폴리싱 재료의 인장 모듈러스와 유사하게 될 수 있다. 예를 들어, 윈도우 재료의 인장 모듈러스는 폴리싱 재료의 인장 모듈러스의 50%부터 또는 75%부터 최대 150 % 또는 최대 130%의 값일 수 있다. 유리하게는, 모듈러스는 폴리싱 재료의 인장 강도의 75 내지 130%이다.
본원에서 사용되는 바와 같이 이중 통과 투과율은 광원으로부터 윈도우를 통해 통과하여, 규소 기판에 반사되고, 윈도우를 통해 다시 통과한 후 검출되는 광의 정규화된 값이다. 정규화된 값은 수학식: DPT=(IWSi-IWD)÷(IASi-IAD)을 사용하여 계산될 수 있고, 여기서 IWSi는 원점으로부터 윈도우를 통해 통과하여 윈도우의 제2 면에 대항하여 위치된 규소 블랭킷(blanket) 웨이퍼의 표면에 반사되어 다시 윈도우를 통해 검출기로 반사되는 광의 강도의 측정치이고; IWD는 원점으로부터 윈도우를 통해 통과하여 흑체(black body)의 표면에 반사되어 다시 윈도우를 통해 검출기로 반사되는 광의 강도의 측정치이고; IASi는 종료점 검출 윈도우의 두께 Tw와 동일한 공기의 두께를 통해 원점으로부터 통과하여 규소 블랭킷 웨이퍼의 표면에 반사되어 공기의 두께를 통해 다시 검출기로 반사되는 광의 강도의 측정치이고; IAD는 공기를 통해 흑체에 반사되는 광의 강도의 측정치이다.
윈도우 재료는 탄소-탄소 이중 결합(예를 들어, 구체적으로, 공액된 탄소-탄소 이중 결합, 방향족기)이 부재하는 폴리우레탄을 포함한다. 유리하게는, 폴리우레탄에는 또한 탄소-탄소 삼중 결합이 부재한다. 폴리우레탄은 탄소-탄소 이중 결합(예를 들어, 방향족기), 탄소-탄소 삼중 결합 또는 둘 모두가 부재하는 경질 분절 억제제의 존재 하에 형성된다. 예를 들어, 윈도우 재료는 탄소-탄소 이중 결합, 탄소-탄소 삼중 결합 또는 둘 모두가 부재하는 중합체성 폴리올과, 탄소-탄소 이중 결합, 탄소-탄소 삼중 결합 또는 둘 모두가 부재하는 폴리이소시아네이트의 반응 생성물일 수 있다. 폴리우레탄은 적어도 3개(예를 들어, 3 내지 5개; 3 또는 4 또는 5개)의 히드록실기를 갖고, 탄소-탄소 이중 결합, 탄소-탄소 삼중 결합 또는 둘 모두가 부재하는 경화제의 사용에 의해 경화될 수 있다. 경화제의 사용은 중합체성 폴리올이 디올인 경우 특히 바람직하다. 중합체성 폴리올과 폴리이소시아네이트를 먼저 반응시켜 이소시아네이트 말단기를 갖는 예비중합체를 형성할 수 있고, 이는 나중에 경화제와 반응할 수 있다. 이러한 접근은 폴리알킬렌 글리콜이 중합체성 디올인 경우 바람직하다. 대안적으로, 중합체성 폴리올, 폴리이소시아네이트 및 경화제를 모두 조합하여 단일 단계로 반응시킬 수 있다. 예비중합체를 형성할 때 경질 분절 억제제가 존재할 수 있다. 그러나, 경질 분절 억제제는 폴리우레탄 조성물을 경화시킬 때 존재해야 한다.
중합체성 폴리올은 2개 이상의 히드록실기, 및 탄소-탄소 이중 결합, 탄소-탄소 삼중 결합 또는 둘 모두가 부재하거나 또는 실질적으로 부재하는 중합체성 백본(backbone)을 갖는 중합체일 수 있다. 예를 들어, 중합체성 폴리올은 폴리알킬렌 글리콜(예를 들어, HO-[R-O]n-H)일 수 있고, 여기서 R은 2, 3, 4 또는 5개의 탄소 원자를 갖는 지방족기이고, R은 각각의 경우에 독립적일 수 있거나, R의 각각의 경우는 동일할 수 있고, n은 2부터, 또는 3부터, 또는 4부터 최대 100, 또는 최대 80, 또는 최대 60, 또는 최대 40, 또는 최대 30, 또는 최대 25, 또는 최대 20의 정수이다. 그러한 폴리알킬렌 글리콜의 구체적인 예는 폴리에틸렌 글리콜, 폴리프로필렌 글리콜, 폴리테트라메틸렌 에테르 글리콜 또는 이들 둘 이상의 공중합체를 포함한다. 또 다른 예로서, 중합체성 폴리올은 폴리카보네이트 폴리올일 수 있다. 그러한 폴리카보네이트 디올은 폴리에스테르 글리콜과 알킬렌 카보네이트의, 예를 들어 폴리카프로락톤 폴리올과 알킬렌 카보네이트의 반응 생성물; 에틸렌 카보네이트와 디올 또는 글리콜을 반응시키고, 생성된 반응 혼합물을 유기 디카복실산과 반응시킴으로써 수득된 폴리에스테르 폴리카보네이트 폴리올, 및 디올 또는 폴리에테르 디올 화합물과 알킬렌 카보네이트의 에스테르 교환 반응에 의해 수득된 폴리카보네이트 폴리올일 수 있다. 중합체성 폴리올은 디올일 수 있다. 중합체성 폴리올은 상이한 조성 또는 분자량을 갖는 중합체성 폴리올들의 블렌드일 수 있다. 중합체성 폴리올들의 블렌드의 수 평균 분자량은 적어도 300, 또는 적어도 400 최대 4000, 또는 최대 3500, 또는 최대 3000, 또는 최대 2500, 또는 최대 2000, 또는 최대 1500일 수 있다. 블렌드에 사용되는 개별 중합체성 폴리올은 분자량이 200만큼 적고 최대 6000일 수 있다. 수 평균 분자량은 폴리스티렌 표준물을 사용하여 겔 투과 크로마토그래피에 의해 결정될 수 있다. 수 평균 분자량은 모든 폴리올 성분들의 몰 분율과 분자량의 곱들의 합에 의해 계산될 수 있다. 더 낮은 평균 분자량 또는 높은 양의 저 분자량 폴리올은 더 경질인 폴리우레탄을 초래할 수 있다. 더 높은 평균 분자량 또는 낮은 양의 저 분자량 폴리올은 덜 경질이거나, 더 낮은 모듈러스를 갖는 폴리우레탄을 초래할 수 있다.
폴리이소시아네이트는 2개 이상의 이소시아네이트기를 갖고, 탄소-탄소 이중 결합, 탄소-탄소 삼중 결합 또는 둘 모두가 부재하거나 또는 실질적으로 부재하는 이소시아네이트 관능성 화합물이다. 예를 들어, 폴리이소시아네이트는 2, 3 또는 4개의 이소시아네이트 관능기를 가질 수 있다. 디이소시아네이트가 사용될 수 있다. 그러한 디이소시아네이트의 예는 지방족 디이소시아네이트 또는 지환족 디이소시아네이트를 포함한다. 지환족 디이소시아네이트의 예는 1,4-시클로헥산 디이소시아네이트, 4,4'-디시클로헥실메탄 디이소시아네이트, 이소포론 디이소시아네이트, 메틸렌 비스-시클로헥실 이소시아네이트, (4,4'-디시클로헥실-메탄 디이소시아네이트)[이는 하기에서 또한 4,4'-메틸렌비스(시클로헥실 이소시아네이트)로도 지칭될 수 있고, (H12MDI)로서 본원에서 약칭된다]를 포함한다. 1개 초과의 지방족 또는 지환족 폴리이소시아네이트의 조합물이 사용될 수 있다.
경화제에는 탄소-탄소 이중 결합, 탄소-탄소 삼중 결합 또는 둘 모두가 부재하거나, 실질적으로 부재하고, 이소시아네이트기와 반응하기 위한 관능기를 갖는다. 예를 들어, 이는 3개 이상의 히드록실기(예를 들어, 3 또는 4개의 히드록실기)를 갖는 폴리올일 수 있다. 경화제는 100부터, 또는 120부터 최대 4000, 또는 최대 3500, 또는 최대 3000, 또는 최대 2000, 또는 최대 1000, 또는 최대 600, 또는 최대 400, 또는 최대 350 범위의 분자량을 가질 수 있다. 예에는 트리메틸올 프로판(TMP), 1 내지 4개의 프로폭시기를 갖는 프로폭실화된 트리메틸올프로판, 2 내지 6개의 프로폭시기를 갖는 프로폭실화된 글리세롤, Dow Chemical Company로부터의 Voranol™ 800과 같은 지방족 아민 관능성 폴리에테르 폴리올이 포함된다.
상기 언급한 바와 같이, 폴리우레탄은 단일 단계 합성 또는 다단계 합성으로 제조될 수 있다.
다단계 합성에서, 중합체성 폴리올(예를 들어, 중합체성 디올)은 이소시아네이트로 말단 캡핑된 예비중합체를 형성하는 데 필요한 약간의 화학량론 과량의 폴리이소시아네이트와 반응한다. 예를 들어, 중합체성 디올과 디이소시아네이트에 있어서, 디올:디이소시아네이트의 몰 비는 1:1부터 1:1.2까지 또는 1:1.1까지이다. 예비중합체의 총 중량을 기준으로 예비중합체 상의 미반응된 이소시아네이트기의 중량%는 5부터 최대 15 중량% 또는 최대 10 중량%일 수 있다. 예비중합체를 형성한 후, 경화제를 첨가하여 반응시킬 수 있다. 경화제의 양은 예비중합체 조성물로부터 미반응된 이소시아네이트기 대 경화제 상의 반응성 관능기(예를 들어, 히드록실)의 화학량론(즉, 경화제로부터의 반응성 관능기:예비중합체 중의 미반응된 이소시아네이트기의 몰 비)이 0.85:1 내지 110:1이 되게 할 수 있다. 중합체성 디올 대 경화제의 중량비는 1.5:1부터 최대 10:1 또는 최대 8:1일 수 있다.
2-단계 접근은 디올이 폴리알킬렌 글리콜인 경우 최종 경화된 폴리우레탄에서 더 우수한 투과율을 제공하는 것으로 밝혀졌다.
대안적으로, 단일 단계 반응은 중합체성 폴리올과 폴리이소시아네이트를 조합함으로써 사용될 수 있다. 중합체성 디올 및 디이소시아네이트가 사용되는 경우, 적어도 3개의 반응성 관능기(예를 들어, 히드록실)를 갖는 경화제가 또한 첨가된다. 이러한 접근은 폴리카보네이트 폴리올(구체적으로, 폴리카보네이트 디올)이 사용되는 경우 폴리우레탄에 우수한 투과율을 제공하는 것으로 밝혀졌다. 예를 들어, 반응성 성분(즉, 이소시아네이트 및 히드록실 관능성 성분 - 예를 들어, 폴리이소시아네이트, 중합체성 폴리올 및 경화제)의 총 중량을 기준으로 30부터 또는 40부터 최대 60 중량%의 폴리이소시아네이트(예를 들어, 디이소시아네이트)가 폴리올(특히 3개 이상의 히드록실기를 갖는 적어도 하나의 폴리올을 포함함)과 조합될 수 있다. 따라서, 폴리올의 누적 양은 반응성 성분의 총 중량을 기준으로 30부터, 또는 35부터, 또는 40부터 최대 70, 또는 최대 60, 또는 최대 55 중량%이다. 중합체성 폴리올 대 경화제의 중량비는 1.5:1, 또는 1.6:1, 최대 10:1, 또는 최대 8:1, 또는 최대 6:1일 수 있다. 디이소시아네이트 대 중합체성 디올의 몰 비는 1.5:1부터, 또는 1.7:1부터, 또는 2:1부터 최대 3.5:1, 또는 최대 2:1일 수 있다. 더 낮은 비는 폴리싱 재료가 또한 더 낮은 모듈러스 또는 경도를 갖는 경우 도움이 될 수 있는 더 낮은 모듈러스를 갖고 덜 경질인 폴리우레탄을 초래할 수 있다.
상기 폴리올, 폴리이소시아네이트 및 경화제는 촉매의 존재 하에 반응될 수 있다. 촉매에는 탄소-탄소 이중 결합(예를 들어, 방향족기의 부재), 탄소-탄소 삼중 결합 또는 둘 모두가 부재할 수 있다. 적합한 촉매의 예는 주석 함유 촉매(예를 들어, 0.00001 내지 0.1 중량%의 양), 지방족 아민 촉매(예를 들어, 0.01 내지 1 중량%의 양), 또는 비스무트 함유 촉매(예를 들어, 0.00001 내지 0.1 중량%의 양)를 포함하며, 모든 중량%는 반응 혼합물의 총 고체 중량을 기준으로 한다.
경질 분절 억제제는 윈도우 재료의 총 중량을 기준으로 적어도 0.5, 또는 적어도 1, 또는 적어도 1.5, 또는 적어도 2 중량%의 양으로 존재한다. 경질 분절 억제제는 윈도우 재료의 총 중량을 기준으로 최대 10, 또는 최대 7, 또는 최대 5 중량%의 양으로 존재할 수 있다. 경질 분절 억제제는 예비중합체의 제조 동안 또는 2-단계 반응 공정에서 예비중합체와 경화제의 반응 동안 첨가될 수 있다. 경질 분절 억제제는 1-단계 반응 공정에서 반응 전 또는 반응 중에 첨가된다. 경질 분절 억제제는 액체 폴리우레탄에 용해될 수 있는 음이온성 또는 비이온성 첨가제일 수 있다. 예를 들어, 경질 분절 억제제는 알킬 에테르 또는 폴리알킬렌 옥사이드(예를 들어, 폴리에틸렌 옥사이드)의 황산염, 설폰산염, 인산염 또는 카복실레이트일 수 있거나, 폴리알킬렌 옥사이드의 모노알킬 에테르, 에톡실레이트, 지방 알코올 에톡실레이트, 지방산 에톡실레이트일 수 있다. 경질 분절 억제제에는 탄소-탄소 이중 결합, 탄소-탄소 삼중 결합 또는 둘 모두가 부재한다. 구체적인 예는 Merpol ™ A 경질 분절 억제제와 같은 인산염 에스테르이다.
폴리우레탄 조성물은 또한 투명 윈도우와 다른 목적으로도 사용될 수 있다. 예를 들어, 폴리우레탄 조성물은 화학적 기계적 폴리싱 패드에 대한 폴리싱 재료에 사용될 수 있다. 그러한 경우, 조성물은 또한 그러한 폴리싱 재료에서 흔히 발견되는 그러한 첨가제를 포함할 수 있다. 예를 들어, 투명도는 그러한 사용에서 중요한 특성이 아니기 때문에, 폴리싱 재료, 연마재 입자, 또는 다른 첨가제의 총 중량을 기준으로 약 1 내지 5 또는 1 내지 4 중량%의 양의 중공 미소구체가 사용될 수 있다.
폴리싱 부분은 폴리싱 패드에서 흔히 사용되는 임의의 조성물을 포함할 수 있다. 폴리싱 부분은 열가소성 또는 열경화성 중합체를 포함할 수 있다. 폴리싱 부분은, 탄소 또는 무기 충전제가 충전된 중합체 및 중합체로 함침된, 예를 들어 유리 또는 탄소 섬유의, 섬유질 매트를 포함하는 복합체와 같은 복합체일 수 있다. 폴리싱 부분은 공극을 가질 수 있다. 기부 패드 또는 폴리싱 부분에서 사용될 수 있는 중합체성 재료의 폴리싱 부분에서 사용될 수 있는 중합체의 예는, 폴리카보네이트, 폴리설폰, 나일론, 에폭시 수지, 폴리에테르, 폴리에스테르, 폴리스티렌, 아크릴 중합체, 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리비닐클로라이드, 폴리비닐 플루오라이드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부타디엔, 폴리에틸렌 이민, 폴리우레탄, 폴리에테르 설폰, 폴리아미드, 폴리에테르 이미드, 폴리케톤, 에폭시, 실리콘, 이들의 공중합체(예를 들어, 폴리에테르-폴리에스테르 공중합체), 및 이들의 조합물 또는 블렌드를 포함한다. 중합체는 폴리우레탄일 수 있다.
폴리싱 부분은 적어도 2, 적어도 2.5, 적어도 5, 적어도 10, 또는 적어도 50 MPa, 최대 900, 최대 700, 최대 600, 최대 500, 최대 400, 최대 300, 또는 최대 200 MPa의 ASTM D412-16에 따른 영 모듈러스(Young's modulus)를 가질 수 있다. 폴리싱 부분은 종료점 검출을 위해서 사용되는 신호에 대해 불투명할 수 있다.
(하위 층 또는 기부 층으로도 지칭되는) 기부 패드가 폴리싱 부분 아래에서 사용될 수 있다. 기부 패드는 단일 층일 수 있거나, 하나 초과의 층을 포함할 수 있다. 기부 패드의 상단 표면은 x-y 데카르트 좌표로 평면을 규정할 수 있다. 예를 들어, 폴리싱 부분은 기계식 파스너(fastener)를 통해서 또는 접착제에 의해 하위 패드에 부착될 수 있다. 기부 층은 적어도 0.5 또는 적어도 1 mm의 두께를 가질 수 있다. 기부 층은 5 이하, 3 이하, 또는 2 mm 이하의 두께를 가질 수 있다.
기부 패드 또는 기부 층은, 폴리싱 패드를 위한 기부 층으로 사용하기 위해 알려진 임의의 재료를 포함할 수 있다. 예를 들어, 이는 중합체, 중합체성 재료와 다른 재료의 복합체, 세라믹, 유리, 금속, 석재 또는 목재를 포함할 수 있다. 중합체 및 중합체 복합체는, 폴리싱 부분을 형성할 수 있는 재료와의 양립성으로 인해서, 하나 초과의 층이 있는 경우에, 구체적으로 상단 층에 대한 기부 패드로서 사용될 수 있다. 그러한 복합체의 예는, 탄소 또는 무기 충전제가 충전된 중합체 및 중합체로 함침된, 예를 들어 유리 또는 탄소 섬유의, 섬유질 매트를 포함한다. 패드의 기부는 다음 특성 중 하나 이상을 갖는 재료로 만들어질 수 있다: 예를 들어 ASTM D412-16에 의해서 결정되는 바와 같은, 적어도 2, 적어도 2.5, 적어도 5, 적어도 10, 또는 적어도 50 MPa, 최대 900, 최대 700, 최대 600, 최대 500, 최대 400, 최대 300, 또는 최대 200 MPa 범위의 영 모듈러스; 예를 들어 ASTM E132015에 의해서 결정되는 바와 같은, 적어도 0.05, 적어도 0.08, 또는 적어도 0.1, 최대 0.6 또는 최대 0.5의 푸아송비(Poisson's ratio); 적어도 0.4 또는 적어도 0.5, 최대 1.7, 최대 1.5 또는 최대 1.3 입방 센티미터당 그램(g/cm3)의 밀도.
기부 패드 또는 폴리싱 부분에서 사용될 수 있는 그러한 중합체성 재료의 예는, 폴리카보네이트, 폴리설폰, 나일론, 에폭시 수지, 폴리에테르, 폴리에스테르, 폴리스티렌, 아크릴 중합체, 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리비닐클로라이드, 폴리비닐 플루오라이드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부타디엔, 폴리에틸렌 이민, 폴리우레탄, 폴리에테르 설폰, 폴리아미드, 폴리에테르 이미드, 폴리케톤, 에폭시, 실리콘, 이들의 공중합체(예를 들어, 폴리에테르-폴리에스테르 공중합체), 및 이들의 조합물 또는 블렌드를 포함한다.
중합체는 폴리우레탄일 수 있다. 폴리우레탄은 단독으로 사용될 수 있거나, 탄소 또는 무기 충전제 및 예를 들어 유리 또는 탄소 섬유의 섬유질 매트를 위한 매트릭스일 수 있다.
본 명세서의 목적상, "폴리우레탄"은 이관능성 또는 다관능성 이소시아네이트로부터 유도된 생성물, 예를 들어 폴리에테르우레아, 폴리이소시아누레이트, 폴리우레탄, 폴리우레아, 폴리우레탄우레아, 이들의 공중합체 및 이들의 혼합물이다. 이에 따른 CMP 폴리싱 패드는 이소시아네이트 종결된 우레탄 예비중합체를 제공하는 단계; 별도로 경화제 성분을 제공하는 단계; 및 이소시아네이트 종결된 우레탄 예비중합체와 경화제 성분을 조합하여 조합물을 형성하는 단계, 이어서 조합물을 반응하게 하여 생성물을 형성하는 단계를 포함하는 방법에 의해 제조될 수 있다. 주조 폴리우레탄 케이크(cake)를 원하는 두께로 스키빙(skiving)함으로써, 기부 패드 또는 기부 층을 형성할 수 있다. 선택적으로, 열가소성 또는 열경화성 중합체를 사용할 수 있다. 중합체는 가교결합된 열경화성 중합체일 수 있다.
폴리우레탄이 기부 패드 및/또는 폴리싱 층에서 사용되는 경우, 이는 다관능성 이소시아네이트와 폴리올의 반응 생성물일 수 있다. 예를 들어, 폴리이소시아네이트 종결된 우레탄 예비중합체가 사용될 수 있다. 본 발명의 화학적 기계적 폴리싱 패드의 폴리싱 층의 형성에 사용되는 다관능성 이소시아네이트는, 지방족 다관능성 이소시아네이트, 방향족 다관능성 이소시아네이트, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 화학적 기계적 폴리싱 패드의 폴리싱 층의 형성에 사용되는 다관능성 이소시아네이트는 2,4-톨루엔 디이소시아네이트; 2,6-톨루엔 디이소시아네이트; 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트; 나프탈렌-1,5-디이소시아네이트; 톨리딘 디이소시아네이트; 파라-페닐렌 디이소시아네이트; 자일릴렌 디이소시아네이트; 이소포론 디이소시아네이트; 헥사메틸렌 디이소시아네이트; 4,4'-디시클로헥실메탄 디이소시아네이트; 시클로헥산디이소시아네이트; 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 디이소시아네이트일 수 있다. 다관능성 이소시아네이트는, 예비중합체 폴리올과 디이소시아네이트의 반응에 의해 형성되는 이소시아네이트 종결된 우레탄 예비중합체일 수 있다. 이소시아네이트 종결된 우레탄 예비중합체는, 2 내지 12 중량%, 2 내지 10 중량%, 4 내지 8 중량%, 또는 5 내지 7 중량%의 미반응된 이소시아네이트(NCO)기를 가질 수 있다. 다관능성 이소시아네이트 종결된 우레탄 예비중합체를 형성하기 위해 사용되는 예비중합체 폴리올은, 디올, 폴리올, 폴리올 디올, 이들의 공중합체 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 예를 들어, 예비중합체 폴리올은 폴리에테르 폴리올(예를 들어, 폴리(옥시테트라메틸렌)글리콜, 폴리(옥시프로필렌)글리콜 및 이들의 혼합물); 폴리카보네이트 폴리올; 폴리에스테르 폴리올; 폴리카프로락톤 폴리올; 이들의 혼합물; 및 이들과, 에틸렌 글리콜; 1,2-프로필렌 글리콜; 1,3-프로필렌 글리콜; 1,2-부탄디올; 1,3-부탄디올; 2-메틸-1,3-프로판디올; 1,4-부탄디올; 네오펜틸 글리콜; 1,5-펜탄디올; 3-메틸-1,5-펜탄디올; 1,6-헥산디올; 디에틸렌 글리콜; 디프로필렌 글리콜; 및 트리프로필렌 글리콜로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 저 분자량 폴리올과의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 예를 들어, 예비중합체 폴리올은, 폴리테트라메틸렌 에테르 글리콜(PTMEG); 에스테르계 폴리올(예를 들어, 에틸렌 아디페이트, 부틸렌 아디페이트); 폴리프로필렌 에테르 글리콜(PPG); 폴리카프로락톤 폴리올; 이들의 공중합체; 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 예를 들어, 예비중합체 폴리올은 PTMEG 및 PPG로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 예비중합체 폴리올이 PTMEG인 경우, 이소시아네이트 종결된 우레탄 예비중합체는, 2 내지 10 중량%(더욱 바람직하게는 4 내지 8 중량%; 가장 바람직하게는 6 내지 7 중량%)의 미반응된 이소시아네이트(NCO) 농도를 가질 수 있다. 구매가능한 PTMEG계 이소시아네이트 종결된 우레탄 예비중합체의 예는 Imuthane® 예비중합체(COIM USA, Inc.에서 입수가능, 예컨대 PET-80A, PET-85A, PET-90A, PET-93A, PET-95A, PET-60D, PET-70D, PET-75D); Adiprene® 예비중합체(Chemtura에서 입수가능, 예컨대 LF 800A, LF 900A, LF 910A, LF 930A, LF 931A, LF 939A, LF 950A, LF 952A, LF 600D, LF 601D, LF 650D, LF 667, LF 700D, LF750D, LF751D, LF752D, LF753D, 및 L325); Andur® 예비중합체(Anderson Development Company에서 입수가능, 예컨대 70APLF, 80APLF, 85APLF, 90APLF, 95APLF, 60DPLF, 70APLF, 75APLF)를 포함한다. 예비중합체 폴리올이 PPG인 경우, 이소시아네이트 종결된 우레탄 예비중합체는, 3 내지 9 중량%(더욱 바람직하게는 4 내지 8 중량%, 가장 바람직하게는 5 내지 6 중량%)의 미반응된 이소시아네이트(NCO) 농도를 가질 수 있다. 구매가능한 PPG계 이소시아네이트 종결된 우레탄 예비중합체의 예는 Imuthane® 예비중합체(COIM USA, Inc.에서 입수가능, 예컨대 PPT-80A, PPT-90A, PPT-95A, PPT-65D, PPT-75D); Adiprene® 예비중합체(Chemtura에서 입수가능, 예컨대 LFG 963A, LFG 964A, LFG 740D); 및 Andur® 예비중합체(Anderson Development Company에서 입수가능, 예컨대 8000APLF, 9500APLF, 6500DPLF, 7501DPLF)를 포함한다. 이소시아네이트 종결된 우레탄 예비중합체는, 0.1 중량% 미만의 유리(free) 톨루엔 디이소시아네이트(TDI) 단량체 함량을 갖는 저-유리 이소시아네이트 종결된 우레탄 예비중합체일 수 있다. 비TDI계 이소시아네이트 종결된 우레탄 예비중합체가 또한 사용될 수 있다. 예를 들어, 이소시아네이트 종결된 우레탄 예비중합체는 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트(MDI)와 폴리테트라메틸렌 글리콜(PTMEG)과 같은 폴리올(1,4-부탄디올(BDO)과 같은 선택적 디올이 허용될 수 있음)의 반응에 의해 형성된 것들을 포함한다. 그러한 이소시아네이트 종결된 우레탄 예비중합체가 사용되는 경우, 미반응된 이소시아네이트(NCO) 농도는 바람직하게는 4 내지 10 중량%(더욱 바람직하게는 4 내지 10 중량%, 가장 바람직하게는 5 내지 10 중량%)이다. 이 카테고리에서 구매가능한 이소시아네이트 종결된 우레탄 예비중합체의 예는 Imuthane® 예비중합체(COIM USA, Inc.에서 입수가능, 예컨대 27-85A, 27-90A, 27-95A); Andur® 예비중합체(Anderson Development Company에서 입수가능, 예컨대 IE75AP, IE80AP, IE 85AP, IE90AP, IE95AP, IE98AP); 및 Vibrathane® 예비중합체(Chemtura에서 입수가능, 예컨대 B625, B635, B821)를 포함한다.
본원에서 개시된 바와 같은 윈도우를 함유하는 최종 패드의 생성은, 상부 윈도우 표면에서 원하는 패턴의 함몰부를 갖는 개별 윈도우의 제조에 이어서, (삽입 윈도우로 통칭되는) 하위 패드 층 내의 틈과 정렬되는 상부 패드 층 내의 개구부 내로의 삽입을 포함하지만, 이에 한정되지 않은, 다수의 기술을 통해서 제조될 수 있다. 실런트 또는 접착제를 사용하여 윈도우를 폴리싱 패드 내에 고정할 수 있다. 그러한 재료의 예는 감압 접착제(pressure sensitive adhesive), 아크릴류, 폴리우레탄 및 시아노아크릴레이트를 포함한다. 대안적으로, 윈도우 재료의 블록을 최종 윈도우의 횡단면 치수로 가공할 수 있다. 이러한 블록이 몰드 내에 배치되고, 상단 패드 층 재료가 그 주위에 주조된다. 이어서, 생성된 복합 원통체가 원하는 두께의 시트로 슬라이스될 수 있고, 그 후에 상부 윈도우 표면의 텍스처가 생성된다. 또 다른 대안으로서, 윈도우를 갖는 패드는, 사출 성형 또는 압축 성형과 같은 기술을 통해서 마감된 윈도우 주위에 폴리싱 부분을 주조하여 복합 윈도우 주조물이 제 위치에 있는, 단일 순 형상의 상단 패드 층을 생성함으로써 형성될 수 있다.
도 1은 윈도우(04)를 갖는 패드(01)를 도시한다. 폴리싱 부분(05)의 평면형 표면(03) 내에 선택적인 홈(02)이 있을 수 있다. 폴리싱 부분은 하위 패드 또는 기부 패드(도시되지 않음) 상의 별개의 층일 수 있다. 동심적인 홈들이 도시되어 있으나, 반경방향 홈 또는 크로스-해치(cross-hatch) 홈 또는 홈 패턴들의 조합과 같은 다른 홈 패턴이 사용될 수 있다. 대안적으로, 패드의 폴리싱 부분은 다른 텍스처(texture)를 가질 수 있다. 패드의 폴리싱 부분은 다공성일 수 있거나, 재료의 격자로부터 형성될 수 있거나, 그 위에 다른 패턴을 가질 수 있다.
패드는 적어도 10, 적어도 20, 적어도 30, 적어도 40, 또는 적어도 50 센티미터(cm) 내지 최대 100, 최대 90, 또는 최대 80 cm의 치수(예를 들어, 직경 또는 길이/폭)를 가질 수 있다. 패드의 두께는 1 mm 내지 최대 4 mm 또는 최대 3 mm일 수 있다. 패드가 하위 패드 상의 상단 폴리싱 부분을 포함하는 경우, 윈도우의 두께는 상단 폴리싱 부분의 두께보다 더 클 수 있다. 폴리싱 부분의 두께는 적어도 1, 또는 적어도 1.1 mm 내지 최대 3, 또는 최대 2.5 mm일 수 있다. 윈도우의 두께는 적어도 0.5, 적어도 0.75, 또는 적어도 1 mm 내지 최대 3, 최대 2.9, 최대 2.5 mm일 수 있다. 윈도우는 적어도 0.5 또는 적어도 1 cm 내지 최대 3, 또는 최대 2.5, 최대 2, 또는 최대 1 cm의 치수(원형 윈도우인 경우에 길이 및 폭 또는 직경)를 가질 수 있다.
방법
본원에 개시된 바와 같은 폴리싱 패드는 기판을 폴리싱하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 폴리싱 방법은, 폴리싱될 기판을 제공하는 단계, 및 이어서, 폴리싱될 기판과 접촉되는 돌출부를 본원에 개시된 패드를 사용하여 폴리싱하는 단계를 포함할 수 있다. 기판은 폴리싱 또는 평탄화가 요구되는 임의의 기판일 수 있다. 그러한 기판의 예는 자기, 광학 및 반도체 기판을 포함한다. 방법은, 집적 회로를 위한 프론트 엔드 라인 또는 백 엔드 라인 공정의 일부일 수 있다. 예를 들어, 공정은 원하지 않는 표면 토포그래피 및 표면 결함, 예컨대 거친 표면, 응집된 재료, 결정 격자 손상, 스크래치 및 오염된 층 또는 재료를 제거하는 데 사용될 수 있다. 또한, 다마신 공정에서, 포토리소그래피, 패터닝된 에칭, 및 금속 배선 중 하나 이상의 단계에 의해 생성된 함몰부 영역을 충전하기 위해서, 재료가 증착된다. 소정의 단계는 부정확할 수 있다(예를 들어, 함몰부의 과다 충전이 있을 수 있다). 본원에 개시된 방법은 함몰부 바깥쪽 재료를 제거하기 위해 사용될 수 있다. 공정은 화학적 기계적 평탄화 또는 화학적 기계적 폴리싱(이 둘 모두는 CMP로 지칭될 수 있음)일 수 있다. 캐리어는, 폴리싱 패드의 폴리싱 요소와 접촉되는 (리소그래피 및 금속 배선에 의해 형성된 층이 있거나 없는) 폴리싱될 기판(예를 들어, 반도체 웨이퍼)을 파지할 수 있다. 슬러리 또는 다른 폴리싱 매체가 기판과 폴리싱 패드 사이의 간극 내로 분배될 수 있다. 폴리싱 패드 및 기판은 서로에 대하여 이동(예를 들어, 회전)된다. 폴리싱 패드는 전형적으로 폴리싱될 기판 아래에 위치된다. 폴리싱 패드는 회전될 수 있다. 또한, 폴리싱될 기판은 (예를 들어, 환형 형상과 같은 폴리싱 트랙 상에서) 이동될 수 있다. 상대적인 이동으로 인해, 폴리싱 패드가 기판의 표면에 접근하여 접촉하게 된다.
예를 들어, 본 방법은 압반 또는 캐리어 어셈블리를 갖는 화학적 기계적 폴리싱 장치를 제공하는 단계; 폴리싱될 적어도 하나의 기판을 제공하는 단계; 본원에서 개시된 바와 같은 화학적 기계적 폴리싱 패드를 제공하는 단계; 화학적 기계적 폴리싱 패드를 압반 상에 설치하는 단계; 선택적으로, 화학적 기계적 폴리싱 패드의 폴리싱 부분과 기판 사이의 계면에서, 폴리싱 매체(예를 들어, 슬러리 또는 비-연마재 함유 반응 액체 조성물)를 제공하는 단계; 폴리싱 패드의 폴리싱 부분과 기판 사이에서 동적인 접촉을 생성하여, 적어도 일부의 재료가 기판으로부터 제거되는, 단계를 포함할 수 있다. 캐리어 어셈블리는, 폴리싱될 기판(예를 들어, 웨이퍼)과 폴리싱 패드 사이에 제어 가능한 압력을 제공할 수 있다. 폴리싱 매체가 폴리싱 패드 상으로 분배될 수 있고, 웨이퍼와 폴리싱 층 사이의 간극 내로 인입될 수 있다. 폴리싱 매체는 물, pH 조정제, 및 선택적으로, 그러나 이에 한정되지 않고, 연마재 입자, 산화제, 억제제, 살생물제, 가용성 중합체, 및 염 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 연마재 입자는 산화물, 금속, 세라믹, 또는 다른 적절한 경질 재료일 수 있다. 전형적인 연마재 입자는 콜로이드성 실리카, 건식 실리카, 세리아, 및 알루미나이다. 폴리싱 패드와 기판은 서로에 대해 회전될 수 있다. 폴리싱 패드가 기판 아래에서 회전됨에 따라, 기판은 전형적으로 환형 폴리싱 트랙 또는 폴리싱 영역을 휩쓸고 지나갈 수 있으며, 웨이퍼의 표면은 폴리싱 패드의 폴리싱 부분과 직접 대면한다. 웨이퍼 표면은 표면 상에서 폴리싱 층과 폴리싱 매체의 화학 및 기계적 작용에 의해, 폴리싱되고 평면으로 만들어진다. 선택적으로, 폴리싱 패드의 폴리싱 표면은, 폴리싱을 시작하기 전에 연마재 컨디셔너로 컨디셔닝될 수 있다. 본 발명의 방법, 제공된 화학적 기계적 폴리싱 장치는 신호원(예를 들어, 광원) 및 신호 검출기(예를 들어, 광센서(바람직하게는, 다중센서 분광기))를 추가로 포함한다. 따라서, 이 방법은 윈도우를 통해서 신호(예를 들어, 광원으로부터의 광)를 투과시키는 것 그리고 센서(예를 들어, 광센서)에 입사되는, 종료점 검출 윈도우를 통해서 다시 기판의 표면으로부터 반사된 신호(예를 들어, 광)를 분석하는 것에 의해서 폴리싱 종료점를 결정하는 단계를 포함한다. 기판은, 구리 또는 텅스텐을 함유하는 것과 같은, 금속 또는 금속 배선된 표면을 가질 수 있다. 기판은 자기 기판, 광학 기판 및 반도체 기판일 수 있다.
실시예
재료
중합체성 폴리올:
Sigma Aldrich로부터의 PTMEG 250(폴리테트라메틸렌 글리콜, 분자량 250).
PTMEG xx(다른 분자량의 폴리테트라메틸렌 글리콜)는 Invista로부터의 Terathane™이다.
Covestro AG로부터의 Desmophen™ XP2716(지방족 폴리카보네이트 디올, MW 약 650).
폴리이소시아네이트: Covestro로부터의 Desmodur™ W(H12MDI) 액체 지환족 디이소시아네이트.
경질 분절 억제제: Stepan Company로부터의 Merpol™ A 인산염 알코올.
촉매: Evonik로부터의 Dabco LV33.
경화제:
Dow Chemical Company로부터의 4의 히드록실 관능성 및 800의 히드록실 중량을 갖는 Voranol™ 800 지방족 아민 개시된 폴리올.
Sigma Aldrich로부터의 TMP(트리메틸올프로판).
실시예 1. 폴리우레탄 조성물의 형성을 위한 2-단계 공정
사용 전 PTMEG를 65°C로 가열한다. 가열된 PTMEG 및 촉매를 혼합 컵에 첨가하고 30초 동안 1000 RPM에서 와류 혼합한다. 이어서, H12MDI를 혼합 컵에 첨가하고 다시 30초 동안 와류 혼합한다. 이어서, 혼합 컵을 4시간 동안 80°C에서 오븐에 넣어 디올과의 이소시아네이트 반응을 완료한다. 예비중합체를 사용하기 전에, 진공 챔버를 통해 탈기한다. 탈기된 예비중합체에 Voranol™ 800 폴리올을 65°C로 예열한다. 예비중합체 조성물로부터의 미반응된 NCO:Voranol™ 800 폴리올의 히드록실기의 몰 비가 1.05:1이도록 Voranol™ 800 폴리올의 양을 첨가하고 와류 혼합한다. 반응 혼합물을, 몰드에 첨가하기 전에 다시 탈기한다. 이어서, 몰드 내의 샘플을 8시간 동안 80°C로 오븐에서 가열한 후, 110°C에서 추가로 4시간 가열한다.
본 발명의 조성물의 경우, Merpol ™ A 경질 분절 억제제를 표 1에 나타낸 양으로 경화 전에 첨가한다. 폴리우레탄 제형이 표 1에 나타나 있다.
[표 1]
Figure pat00001
실시예 2. 윈도우 재료 특성화
다양한 폴리우레탄을 다음과 같이 다양한 특징에 대하여 특성화한다:
경도
6개의 1.5" x 1.5" 샘플을 각각의 플라크로부터 절단한다. 4개의 샘플은 밀도 시험을 위해 사용하는 한편, 6개의 모든 샘플은 경도 시험을 위해 사용한다. Fisher Vernier 캘리퍼를 사용하여 치수 밀도에 대하여 샘플 길이 및 폭을 측정한다. Fowler 마이크로미터를 사용하여 샘플 두께를 측정한다. D 탐침을 갖는 Rex/Hybrid 경도 시험기 상에서 경도를 측정한다. 모든 샘플이 한 번씩 탐침되도록 6개의 샘플을 각각의 경도 측정을 위해 적층하고 뒤섞는다.
인장 시험
ASTM D412 - 06a "가황 고무 및 열가소성 탄성중합체에 대한 표준 시험 방법 - 장력(Standard Test Methods for Vulcanized Rubber and Thermoplastic Elastomers-Tension)"에 따라 분석을 수행한다. 샘플을 개 뼈-유형 C 치수로 다이 절단한다. TestWorks 4 소프트웨어를 실행하는 Alliance RT/5 재료 시험 시스템(MTS)을 사용한다. 데이터를, 20 in/분(50.8 cm/분)에서의 샘플 신장률로 500 Hz에서 수집하였다. 1.5 in.(3.8 cm)의 공칭 게이지 길이와 함께, 공압 그립 분리를 2.5 in.(6.4 cm)로 설정한다.
DMA
샘플을 6.5 mm 폭, 및 36 mm 길이로 절단한다. ARES G2 장력 유량계 또는 Rheometric Scientific RDA3(둘 모두 TA instruments의 것)을 ASTM D5279-13 "플라스틱에 대한 표준 시험 방법: 동적 기계적 특성: 비틀림(Standard Test Method for Plastics: Dynamic Mechanical Properties: In Torsion)"에 따라 사용한다. 간극 분리는 20 mm이다. 기기 분석 파라미터를 100 g의 예비로딩 0.2% 변형율,10 rads/초의 진동 속도로 설정하고, 온도 램프(ramp) 속도는 -100°C로부터 150°C까지 3°C/분이다. 이는 Tg의 평가를 가능하게 한다.
투과 시험
투과 시험을 위한 샘플을 플라크로부터 2 in. X 2 in.(6.4 cm X 6.4 cm) 정사각형으로 절단한다. 절단 정사각형으로부터 0.5" 원을 펀칭한다. 공기 간극 기준물로서 사용되는 정사각형에 남겨진 빈 구멍을 갖는 펀칭된 원을 사용하여 투과를 시험하였다. Ocean Optics DH-2000 광원(이는 방출기, 검출기 및 해독기를 포함한다)으로 투과를 시험한다. 방법은 이중 통과 투과율에 대해서 상기 논의된 바와 같다.
표 1로부터의 샘플에 대한 경도 및 인장 시험에 대한 결과가 표 2에 나타나 있다.
[표 2]
Figure pat00002
DMA 시험은 저 분자량 PTMEG의 양이 증가함에 따라 Tg가 더 높은 값으로 이동하였음을 입증하였다.
샘플의 시각적 관찰에서는 샘플 UV2, 및 경질 분절 억제제가 첨가된 샘플에 대하여 더 우수한 투명도가 나타났지만, 다른 샘플들은 흐릿하였다. 추가로, 투과율 시험 데이터는 경질 분절 억제제를 포함하는 샘플에 대하여 개선된 투과율을 보여준다. 도 2 및 표 3에 나타낸 바와 같이, Merpol ™ A 경질 분절 억제제가 첨가된 UV1은 290 nm 미만의 파장에서 상당히 개선된 투과율을 나타낸다. 샘플 UV1-M1.5 및 UV1-M2는 샘플 UV1-M1와 유사한 투과율을 나타낸다는 것에 주목한다.
[표 3]
Figure pat00003
실시예 3. 1-단계 중합
촉매, XP2716 및 TMP를 혼합 컵에 첨가하고 TMP가 용융될 때까지 80°C로 가열한다. 이어서, 혼합물을 와류 혼합하고 탈기한다. 반응 혼합물에 H12MDI를 첨가한 후 와류 혼합한다. 반응 혼합물을, 몰드에 첨가하기 전에 다시 탈기한다. 이어서, 샘플을 8시간 동안 80°C로 오븐 중의 몰드 내에서 가열한 후, 110°C에서 추가로 4시간 가열한다. 이 샘플의 조성은 표 4에 나타나 있다. 샘플을 표 5에 나타낸 결과와 함께 상기 논의된 바와 같이 특성화하였다.
[표 4]
Figure pat00004
[표 5]
Figure pat00005
투과율은 도 3에 나타나 있고, 표 6은 Merpol ™ A 경질 분절 억제제의 첨가가 250 nm의 파장 및 심지어 더 낮은 파장에서 투과율을 개선시켰음을 예시한다.
[표 6]
Figure pat00006
이러한 개시내용은 이하의 양상을 더 포함한다.
양상 1: 상단 폴리싱 표면을 갖고 폴리싱 재료를 포함하는 폴리싱 부분, 폴리싱 패드를 통한 개구부, 및 폴리싱 패드에 고정되어 있는, 폴리싱 패드 내의 개구부 내의 투명 윈도우를 포함하고, 윈도우는 경질 분절 억제제의 존재 하에 중합체성 폴리올, 폴리이소시아네이트, 및 3개 이상의 히드록실기를 포함하는 경화제를 반응시켜 형성되는 폴리우레탄 조성물을 포함하고, 폴리우레탄 조성물에는 탄소-탄소 이중 결합, 탄소-탄소 삼중 결합 또는 둘 모두가 부재하는, 화학적 기계적 폴리싱에 유용한 폴리싱 패드.
양상 2: 양상 1에 있어서, 중합체성 폴리올은 탄소-탄소 이중 결합, 탄소-탄소 삼중 결합 또는 둘 모두가 부재하는 중합체성 디올이고, 300 내지 4000 범위의 수 평균 분자량을 갖는, 폴리싱 패드.
양상 3: 양상 1에 있어서, 중합체성 폴리올은 화학식 HO-[R-O]n-H를 갖는 폴리알킬렌 글리콜이고, 여기서 R은 2, 3, 4 또는 5개의 탄소 원자를 갖는 지방족기이고, R은 각각의 경우에 독립적이거나, R의 각각의 경우는 동일하고, n은 2부터, 바람직하게는 3부터, 더욱 바람직하게는 4부터 최대 100, 바람직하게는 최대 80, 더욱 바람직하게는 최대 60, 더 더욱 바람직하게는 최대 40, 훨씬 더 바람직하게는 최대 30, 훨씬 더 더욱 바람직하게는 최대 25, 또는 가장 바람직하게는 최대 20의 정수인, 폴리싱 패드.
양상 4: 양상 1 내지 양상 3 중 어느 한 양상에 있어서, 경질 분절 억제제는 탄소-탄소 이중 결합, 탄소-탄소 삼중 결합 또는 둘 모두가 부재하는 액체 폴리우레탄에 용해될 수 있는 음이온성 또는 비이온성 첨가제인, 폴리싱 패드.
양상 5: 양상 1 내지 양상 4 중 어느 한 양상에 있어서,경질 분절 억제제는 폴리알킬렌 옥사이드의 황산염, 설폰산염 또는 인산염 에스테르인, 중 임의의 폴리싱 패드.
양상 6: 양상 5에 있어서, 경질 분절 억제제는 폴리알킬렌 옥사이드의 인산염 에스테르인, 폴리싱 패드.
양상 7: 양상 1 내지 양상 6 중 어느 한 양상에 있어서, 경화제는 3 또는 4개의 히드록실기를 포함하고, 100 내지 4000 범위의 분자량을 갖고, 탄소-탄소 이중 결합, 탄소-탄소 삼중 결합 또는 둘 모두가 부재하는, 폴리싱 패드.
양상 8: 양상 1 내지 양상 7 중 어느 한 양상에 있어서, 폴리이소시아네이트는 탄소-탄소 이중 결합, 탄소-탄소 삼중 결합 또는 둘 모두가 부재하는 디이소시아네이트인, 폴리싱 패드.
양상 9: 양상 1 내지 양상 8 중 어느 한 양상에 있어서, 폴리이소시아네이트는 1,4-시클로헥산 디이소시아네이트; 4,4'-디시클로헥실메탄 디이소시아네이트; 이소포론 디이소시아네이트; 메틸렌 비스-시클로헥실 이소시아네이트; 또는 (4,4'-디시클로헥실-메탄 디이소시아네이트)인, 폴리싱 패드.
양상 10: 양상 1 내지 양상 9 중 어느 한 양상에 있어서, 폴리우레탄은 중합체성 폴리올과 폴리이소시아네이트를 먼저 반응시켜 예비중합체를 형성하고 이어서 예비중합체를 경화제와 반응시켜 형성되는, 폴리싱 패드.
양상 11: 양상 8에 있어서, 경질 분절 억제제는 중합체성 폴리올이 폴리이소시아네이트와 반응할 때 존재하는, 폴리싱 패드.
양상 12: 양상 8에 있어서,경질 분절 억제제는 중합체성 폴리올이 폴리이소시아네이트와 반응한 후 첨가되고, 경화제와 반응할 때 존재하는, 폴리싱 패드.
양상 13: 양상 10 내지 양상 12 중 어느 한 양상에 있어서, 중합체성 폴리올은 중합체성 디올이고, 폴리이소시아네이트는 디이소시아네이트이고, 디올:디이소시아네이트의 몰 비는 1:1부터 1:1.2까지, 바람직하게는 1:1.1까지인, 폴리싱 패드.
양상 14: 양상 10 내지 양상 12 중 어느 한 양상에 있어서, 예비중합체의 총 중량을 기준으로 예비중합체 상의 이소시아네이트기의 중량%는 5부터 최대 15%, 바람직하게는 최대 10%인, 폴리싱 패드.
양상 15: 양상 1 내지 양상 9 중 어느 한 양상에 있어서, 중합체성 폴리올, 폴리이소시아네이트 및 경화제는 경질 분절 억제제의 존재 하에 1 단계로 반응되는, 폴리싱 패드.
양상 16: 양상 15에 있어서, 중합체성 폴리올은 폴리카보네이트 디올인, 폴리싱 패드.
양상 17: 양상 15 또는 양상 16에 있어서, 중합체성 폴리올 및 경화제의 양은 함께 중합체성 폴리올, 폴리이소시아네이트 및 경화제의 총 중량을 기준으로 30부터, 바람직하게는 35부터, 더욱 바람직하게는 40부터 최대 70, 바람직하게는 최대 60, 더욱 바람직하게는 최대 55 중량%인, 폴리싱 패드.
양상 18: 양상 15 내지 양상 17 중 어느 한 양상에 있어서, 중합체성 폴리올은 디올이고, 폴리이소시아네이트는 디이소시아네이트이고, 디이소시아네이트 대 중합체 디올의 몰 비는 1.5:1부터, 바람직하게는 1.7:1부터, 더욱 바람직하게는 2:1부터 최대 3.5:1, 바람직하게는 최대 2.5:1인, 폴리싱 패드.
양상 19: 양상 중 어느 한 양상에 있어서, 촉매가 폴리우레탄을 형성하는 데 사용되는, 폴리싱 패드.
양상 20: 양상 19에 있어서, 촉매에는 탄소-탄소 이중 결합, 탄소-탄소 삼중 결합 또는 둘 모두가 부재하는, 폴리싱 패드.
양상 21: 양상 19에 있어서, 촉매는 0.00001 내지 0.1 중량%의 양의 주석 함유 촉매, 0.01 내지 1 중량%의 양의 지방족 아민 촉매, 또는 0.00001 내지 0.1 중량%의 양의 비스무트 함유 촉매이며, 모든 중량%는 반응 혼합물의 총 고체 중량을 기준으로 하는, 폴리싱 패드.
양상 22: 양상 1 내지 양상 21 중 어느 한 양상에 있어서, 경질 분절 억제제는 윈도우 재료의 총 중량을 기준으로 적어도 0.5, 바람직하게는 적어도 1 내지 최대 10, 바람직하게는 최대 7, 더욱 바람직하게는 최대 6 중량%의 양으로 존재하는, 폴리싱 패드.
양상 23: 양상 1 내지 양상 22 중 어느 한 양상에 있어서, 윈도우는 적어도 1%의 250 nm에서의 이중 통과 투과율을 갖는, 폴리싱 패드.
양상 24: 양상 1 내지 양상 22 중 어느 한 양상에 있어서, 윈도우는 적어도 1%의 280 nm, 바람직하게는 250 nm, 더욱 바람직하게는 240 nm에서의 이중 통과 투과율, 및 (i) 3000 내지 60,000 psi(20.7 내지 414 MPa) 범위의 인장 모듈러스 및 (ii) 60 미만의 Shore D 경도 중 적어도 하나를 갖는, 폴리싱 패드.
양상 25: 경질 분절 억제제의 존재 하에 중합체성 폴리올, 폴리이소시아네이트, 및 3개 이상의 히드록실기를 포함하는 경화제로부터 형성되는 폴리우레탄 조성물로서, 중합체성 폴리올, 폴리이소시아네이트, 경화제 및 경질 분절 억제제 각각에는 탄소-탄소 이중 결합, 탄소-탄소 삼중 결합 또는 둘 모두가 부재하는, 폴리우레탄 조성물.
양상 26: 양상 25에 있어서, 중합체성 폴리올은 탄소-탄소 이중 결합, 탄소-탄소 삼중 결합 또는 둘 모두가 부재하는 중합체성 디올이고, 300 내지 4000 범위의 수 평균 분자량을 갖는, 폴리우레탄 조성물.
양상 27: 양상 25에 있어서, 중합체성 폴리올은 화학식 HO-[R-O]n-H를 갖는 폴리알킬렌 글리콜이고, 여기서 R은 2, 3, 4 또는 5개의 탄소 원자를 갖는 지방족기이고, R은 각각의 경우에 독립적이거나, R의 각각의 경우는 동일하고, n은 2부터, 바람직하게는 3부터, 더욱 바람직하게는 4부터 최대 100, 바람직하게는 최대 80, 더욱 바람직하게는 최대 60, 더 더욱 바람직하게는 최대 40, 훨씬 더 바람직하게는 최대 30, 훨씬 더 더욱 바람직하게는 최대 25, 또는 가장 바람직하게는 최대 20의 정수인, 폴리우레탄 조성물.
양상 28: 양상 25 내지 양상 27 중 어느 한 양상에 있어서, 임의의 경질 분절 억제제는 탄소-탄소 이중 결합, 탄소-탄소 삼중 결합 또는 둘 모두가 부재하는 액체 폴리우레탄에 용해될 수 있는 음이온성 또는 비이온성 첨가제인, 폴리우레탄 조성물.
양상 29: 양상 25 내지 양상 28 중 어느 한 양상에 있어서, 경질 분절 억제제는 폴리알킬렌 옥사이드의 황산염, 설폰산염 또는 인산염 에스테르인, 폴리우레탄 조성물.
양상 30: 양상 25 내지 양상 28 중 어느 한 양상에 있어서, 경질 분절 억제제는 폴리알킬렌 옥사이드의 인산염 에스테르인, 폴리우레탄 조성물.
양상 31: 양상 25 내지 양상 30 중 어느 한 양상에 있어서, 경화제는 3 또는 4개의 히드록실기를 포함하고, 100 내지 4000 범위의 분자량을 갖고, 탄소-탄소 이중 결합, 탄소-탄소 삼중 결합 또는 둘 모두가 부재하는, 폴리우레탄 조성물.
양상 32: 양상 25 내지 양상 31 중 어느 한 양상에 있어서, 폴리이소시아네이트는 탄소-탄소 이중 결합, 탄소-탄소 삼중 결합 또는 둘 모두가 부재하는 디이소시아네이트인, 폴리우레탄 조성물.
양상 33: 양상 25 내지 양상 32 중 어느 한 양상에 있어서, 폴리이소시아네이트는 4,4-시클로헥산 디이소시아네이트; 4,4'-디시클로헥실메탄 디이소시아네이트; 이소포론 디이소시아네이트; 메틸렌 비스-시클로헥실 이소시아네이트; 또는 (4,4'-디시클로헥실-메탄 디이소시아네이트)인, 폴리우레탄 조성물.
양상 34: 양상 25 내지 양상 33 중 어느 한 양상에 있어서, 폴리우레탄은 중합체성 폴리올과 폴리이소시아네이트를 먼저 반응시켜 예비중합체를 형성하고 이어서 예비중합체를 경화제와 반응시켜 형성되는, 폴리우레탄 조성물.
양상 35: 양상 34에 있어서, 경질 분절 억제제는 중합체성 폴리올이 폴리이소시아네이트와 반응할 때 존재하는, 폴리우레탄 조성물.
양상 36: 양상 34에 있어서, 경질 분절 억제제는 중합체성 폴리올이 폴리이소시아네이트와 반응한 후 첨가되고, 경화제와 반응할 때 존재하는, 폴리우레탄 조성물.
양상 37: 양상 34 내지 양상 36 중 어느 한 양상에 있어서, 중합체성 폴리올은 중합체성 디올이고, 폴리이소시아네이트는 디이소시아네이트이고, 디올:디이소시아네이트의 몰 비는 1:1부터 1:1.2까지, 바람직하게는 1:1.1까지인, 폴리우레탄 조성물.
양상 38: 양상 34 내지 양상 36 중 어느 한 양상에 있어서, 예비중합체의 총 중량을 기준으로 예비중합체 상의 이소시아네이트기의 중량%는 5부터 최대 15%, 바람직하게는 최대 10%인, 폴리우레탄 조성물.
양상 39: 양상 25 내지 양상 33 중 어느 한 양상에 있어서, 중합체성 폴리올, 폴리이소시아네이트 및 경화제는 경질 분절 억제제의 존재 하에 1 단계로 반응되는, 폴리우레탄 조성물.
양상 40: 양상 39에 있어서, 중합체성 폴리올은 폴리카보네이트 디올인, 폴리우레탄 조성물.
양상 41: 양상 39 또는 양상 40에 있어서, 중합체성 폴리올 및 경화제의 양은 함께 중합체성 폴리올, 폴리이소시아네이트 및 경화제의 총 중량을 기준으로 30부터, 바람직하게는 35부터, 더욱 바람직하게는 40부터 최대 70, 바람직하게는 최대 60, 더욱 바람직하게는 최대 55 중량%인, 폴리우레탄 조성물.
양상 42: 양상 39 내지 양상 41 중 어느 한 양상에 있어서, 중합체성 폴리올은 디올이고, 폴리이소시아네이트는 디이소시아네이트이고, 디이소시아네이트 대 중합체 디올의 몰 비는 1.5:1부터, 바람직하게는 1.7:1부터, 더욱 바람직하게는 2:1부터 최대 3.5:1, 바람직하게는 최대 2.5:1인, 폴리우레탄 조성물.
양상 43: 양상 25 내지 양상 42 중 어느 한 양상에 있어서, 촉매가 폴리우레탄을 형성하는 데 사용되는, 폴리우레탄 조성물.
양상 44: 양상 43에 있어서, 촉매에는 탄소-탄소 이중 결합, 탄소-탄소 삼중 결합 또는 둘 모두가 부재하는, 폴리우레탄 조성물.
양상 45: 양상 43에 있어서, 촉매는 0.00001 내지 0.1 중량%의 양의 주석 함유 촉매, 0.01 내지 1 중량%의 양의 지방족 아민 촉매, 또는 0.00001 내지 0.1 중량%의 양의 비스무트 함유 촉매이며, 모든 중량%는 반응 혼합물의 총 고체 중량을 기준으로 하는, 폴리우레탄 조성물.
양상 45: 양상 25 내지 양상 44 중 어느 한 양상에 있어서, 경질 분절 억제제는 윈도우 재료의 총 중량을 기준으로 적어도 0.5, 바람직하게는 적어도 1 내지 최대 10, 바람직하게는 최대 7, 더욱 바람직하게는 최대 6 중량%의 양으로 존재하는, 폴리우레탄 조성물.
양상 46: 상단 폴리싱 표면을 갖고, 폴리싱 재료를 포함하는 폴리싱 부분, 폴리싱 패드를 통한 개구부, 및 폴리싱 패드에 고정되어 있는, 폴리싱 패드 내의 개구부 내의 투명 윈도우를 포함하고, 폴리싱 부분은 폴리우레탄을 포함하고, 윈도우는 폴리우레탄을 포함하고, 윈도우는 적어도 1%, 바람직하게는 적어도 4%, 더욱 더 바람직하게는 적어도 10%의 250 nm에서의 이중 통과 투과율, 및 바람직하게는 적어도 0.75%의 240 nm에서의 이중 통과 투과율을 특징으로 하는, 화학적 기계적 폴리싱에 유용한 폴리싱 패드.
양상 47: 양상 46에 있어서, 윈도우는 75 이하의 Shore D 경도 및 100,000 psi(689 MPa) 미만, 바람직하게는 70,000 psi(483 MPa) 미만의 모듈러스를 특징으로 하는, 폴리싱 패드.
양상 48: 상단 폴리싱 표면을 갖고, 폴리싱 재료를 포함하는 폴리싱 부분, 폴리싱 패드를 통한 개구부, 및 폴리싱 패드에 고정되어 있는, 폴리싱 패드 내의 개구부 내의 투명 윈도우를 포함하고, 폴리싱 부분은 폴리우레탄을 포함하고, 윈도우는 적어도 1%의 280 nm에서의 이중 통과 투과율, 및 (i) 3000 내지 60,000 psi(20.7 내지 414 MPa) 범위의 ASTM D412-06a(2013)에 따른 인장 모듈러스 및 (ii) 60 미만의 Shore D 경도 중 적어도 하나를 갖는, 화학적 기계적 폴리싱에 유용한 폴리싱 패드.
조성물, 방법, 및 물품은, 본원에 개시된 임의의 적절한 재료, 단계, 또는 구성 요소를 대안적으로 포함할 수 있거나, 이로 구성될 수 있거나, 본질적으로 이로 구성될 수 있다. 조성물, 방법, 및 물품의 기능 또는 목적의 달성에 달리 필요하지 않는 임의의 재료(또는 종), 단계, 또는 구성 요소가 없거나 실질적으로 없도록, 조성물, 방법, 및 물품이 추가적으로 또는 대안적으로 안출될 수 있다.
본원에서 개시된 모든 범위는 종료점을 포함하고, 종료점들은 서로 독립적으로 조합될 수 있다(예를 들어, "최대 25 중량%, 또는 더 구체적으로, 5 중량% 내지 20 중량%"의 범위는, "5 중량% 내지 25 중량%" 범위의 종료점 및 모든 중간 값을 포함한다). 또한, 상술된 상한 및 하한은 범위를 형성하도록 조합될 수 있다(예를 들어, "적어도 1 또는 적어도 2 중량%" 및 "최대 10 또는 5 중량%"는 "1 내지 10 중량%", 또는 "1 내지 5 중량%" 또는 "2 내지 10 중량%" 또는 "2 내지 5 중량%"의 범위로 조합될 수 있다). "조합물"은 블렌드, 혼합물, 합금, 반응 생성물 등을 포함한다. "제1", "제2" 등의 용어는 임의의 순서, 수량, 또는 중요도를 의미하는 것이 아니라, 오히려 하나의 요소를 다른 요소와 구별하기 위해 사용된다. "하나(a)" 및 "일(an)" 및 "상기(the)"라는 용어는 수량의 제한을 의미하지 않으며, 본원에 달리 명시되지 않거나 문맥상 명확하게 모순되지 않는 한, 단수형 및 복수형 둘 모두를 포괄하는 것으로 해석되어야 한다. "일부 구현예", "일 구현예" 등에 대한 본 명세서에 걸친 언급은, 구현예와 관련하여 설명된 구체적인 요소가 본원에 설명된 적어도 하나의 구현예에 포함되고, 다른 구현예에 존재할 수 있거나 존재하지 않을 수 있음을 의미한다. 또한, 설명된 요소는 다양한 구현예에서 임의의 적합한 방식으로 조합될 수 있음을 이해해야 한다. "이의 조합물"은 개방적인 것이며, 선택적으로, 열거되지 않은 유사한 또는 동일한 구성 요소 또는 특성과 함께, 열거된 구성 요소 또는 특성 중 적어도 하나를 포함하는 임의의 조합물을 포함한다.
본원에 달리 명시되지 않는 한, 모든 시험 표준은, 본 출원의 출원일, 또는 우선권이 주장되는 경우, 시험 표준이 언급된 최초 우선권 출원의 출원일에 유효한 가장 최근의 표준이다.

Claims (10)

  1. 화학적 기계적 폴리싱에 유용한 폴리싱 패드로서,
    상단 폴리싱 표면 및 폴리싱 재료를 갖는 폴리싱 부분;
    상기 폴리싱 패드를 통한 개구부; 및
    폴리싱 패드에 고정되어 있는, 폴리싱 패드 내의 개구부 내의 투명 윈도우
    를 포함하고,
    상기 윈도우는 경질 분절 도메인의 크기를 감소시키기 위한 경질 분절 억제제의 존재 하에 중합체성 폴리올, 폴리이소시아네이트, 및 경질 분절을 형성하는 3개 이상의 히드록실기를 포함하는 경화제를 반응시켜 형성되는 폴리우레탄 조성물을 포함하고, 폴리우레탄 조성물은 연질 분절 매트릭스 중의 경질 분절들의 비정질 혼합물이고, 폴리우레탄 조성물에는 탄소-탄소 이중 결합이 부재하는, 폴리싱 패드.
  2. 제1항에 있어서,
    중합체성 폴리올은 탄소-탄소 이중 결합이 부재하는 중합체성 디올이고, 300 내지 4000 범위의 수 평균 분자량을 갖는, 폴리싱 패드.
  3. 제1항에 있어서,
    경질 분절 억제제는 탄소-탄소 이중 결합이 부재하는 액체 폴리우레탄에 용해될 수 있는 음이온성 또는 비이온성 첨가제인, 폴리싱 패드.
  4. 제1항에 있어서,
    경질 분절 억제제는 폴리알킬렌 옥사이드의 황산염, 설폰산염 또는 인산염 에스테르인, 폴리싱 패드.
  5. 제1항에 있어서,
    경화제는 3 또는 4개의 히드록실기를 포함하고, 100 내지 4000 범위의 분자량을 갖고, 탄소-탄소 이중 결합이 부재하는, 폴리싱 패드.
  6. 제1항에 있어서,
    폴리이소시아네이트는 탄소-탄소 이중 결합이 부재하는 디이소시아네이트인, 폴리싱 패드.
  7. 제1항에 있어서,
    윈도우는 적어도 1%의 250 nm에서의 이중 통과 투과율을 갖는, 폴리싱 패드.
  8. 제1항에 있어서,
    윈도우는 적어도 1%의 280 nm에서의 이중 통과 투과율, 및 (i) 3000 내지 60,000 psi(20.7 내지 414 MPa) 범위의 인장 모듈러스 및 (ii) 60 미만의 Shore D 경도 중 적어도 하나를 갖는, 폴리싱 패드.
  9. 제1항에 있어서,
    중합체성 디올이 폴리이소시아네이트와 먼저 반응하여 예비중합체를 형성한 후, 예비중합체가 경화제와 반응하거나, 또는 중합체성 디올, 폴리이소시아네이트 및 경화제는 모두 조합된 후 반응하는, 폴리싱 패드.
  10. 제1항에 있어서,
    윈도우는 적어도 1%의 250 nm에서의 이중 통과 투과율, 75 이하의 Shore D 경도 및 70,000 psi(483 MPa) 미만의 모듈러스를 특징으로 하는, 폴리싱 패드.
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