KR102700222B1 - Polishing pad and preparing method of semiconductor device using the same - Google Patents
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Abstract
두께 방향의 세분화된 구조적 설계를 통하여 다양한 연마 대상에 대한 다양한 연마 목적에 부합하는 물성을 제공할 수 있으며, 사용 후 폐기와 관련하여, 기존 연마패드와 달리, 적어도 일부 구성에 재생 또는 재활용 가능한 재질을 적용함으로써 환경 친화성을 확보할 수 있는 연마패드를 제공하고자 한다. 구체적으로, 상기 연마패드는 연마층을 포함하고, 상기 연마층은, 연마면을 가지는 연마 가변층; 및 상기 연마 가변층의 상기 연마면의 이면 측에 배치되는 연마 불변층을 포함하고, 상기 연마 가변층 및 상기 연마 불변층의 쇼어 D(shore D) 경도의 비율이 0.50 내지 1.50일 수 있다.The present invention relates to a polishing pad which can provide properties suitable for various polishing purposes for various polishing targets through a segmented structural design in the thickness direction, and which can secure environmental friendliness by applying regenerative or recyclable materials to at least some of its components, unlike existing polishing pads, with respect to disposal after use. Specifically, the polishing pad includes a polishing layer, wherein the polishing layer includes: a polishing variable layer having a polishing surface; and a polishing constant layer disposed on the back side of the polishing surface of the polishing variable layer, wherein a ratio of Shore D hardnesses of the polishing variable layer and the polishing constant layer may be 0.50 to 1.50.
Description
연마 공정에 적용되는 패드에 관한 것이고, 이러한 패드를 반도체 소자의 제조방법에 적용하는 기술에 관한 것이다. It relates to pads applied in a polishing process and to a technology for applying such pads to a method for manufacturing semiconductor devices.
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. Chemical Mechanical Planarization (CMP) or Chemical Mechanical Polishing (CMP) process can be performed for various purposes in various technical fields. The CMP process is performed on a predetermined polishing surface of a polishing target, and can be performed for the purposes of planarizing the polishing surface, removing agglomerated materials, resolving crystal lattice damage, and removing scratches and contaminants.
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 classification of CMP process technology in semiconductor processes can be classified by the target film texture or the surface shape after polishing. For example, it can be divided into single silicon or poly silicon depending on the target film texture of polishing, and it can be classified into various oxide films or metal films such as tungsten (W), copper (Cu), aluminum (Al), ruthenium (Ru), and tantalum (Ta) depending on the type of impurity. In addition, it can be classified into a process for alleviating the roughness of the substrate surface, a process for flattening steps caused by multilayer circuit wiring, and an element separation process for selectively forming circuit wiring after polishing depending on the surface shape 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 목적 뿐만 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 can be applied multiple times in the manufacturing process of semiconductor devices. In the case of semiconductor devices, multiple layers are included, and each layer includes a complex and fine circuit pattern. In addition, semiconductor devices have recently evolved in the direction of reducing the size of individual chips and making the patterns of each layer more complex and fine. Accordingly, the purpose of the CMP process has expanded to include not only the purpose of planarizing circuit wiring in the manufacturing process of semiconductor devices, but also the application of circuit wiring separation and wiring surface improvement, and as a result, more precise 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 this CMP process is a process component that processes the polishing surface to the required level through friction, and can be considered one of the most important factors in terms of thickness uniformity of the polishing target after polishing, flatness of the polishing surface, and polishing quality.
본 발명의 일 구현예에서, 두께 방향의 세분화된 구조적 설계를 통하여 다양한 연마 대상에 대한 다양한 연마 목적에 부합하는 물성을 제공할 수 있으며, 연마 공정 중의 구조적 변화에 있어서 적절한 가변성을 바탕으로 장시간 연마 성능이 저하되지 않는 연마 패드를 제공하고자 한다. 또한, 연마 패드의 사용 후 폐기와 관련하여, 기존 연마 패드와 달리, 적어도 일부 구성에 재생 또는 재활용 가능한 재질을 적용하여 환경 친화적인 목적을 달성하고자 한다. In one embodiment of the present invention, it is intended to provide a polishing pad capable of providing properties suitable for various polishing purposes for various polishing targets through a segmented structural design in the thickness direction, and having no deterioration in long-term polishing performance based on appropriate variability in structural changes during a polishing process. In addition, with respect to disposal of the polishing pad after use, unlike existing polishing pads, it is intended to achieve an environmentally friendly purpose by applying regenerative or recyclable materials to at least some of the components.
본 발명의 다른 구현예에서, 상기 연마 패드를 적용한 반도체 소자의 제조방법으로서 반도체 기판의 피연마면의 다양성을 확보할 수 있으며, 각각의 피연마면에 대한 적정 연마율을 확보함과 동시에, 우수한 연마 평탄도 및 최저 수준의 결함 발생을 담보할 수 있고, 나아가, 공정 생산성 및 경제성 측면에서 향상된 결과를 수반하는 반도체 소자의 제조방법을 제공하고자 한다.In another embodiment of the present invention, the present invention provides a method for manufacturing a semiconductor device using the polishing pad, which can secure diversity of surfaces to be polished of a semiconductor substrate, secure an appropriate polishing rate for each surface to be polished, and at the same time ensure excellent polishing flatness and the lowest level of defect occurrence, and further provides a method for manufacturing a semiconductor device that entails improved results in terms of process productivity and economy.
일 구현예에서, 연마층을 포함하고, 상기 연마층은, 연마면을 가지는 연마 가변층; 및 상기 연마 가변층의 상기 연마면의 이면 측에 배치되는 연마 불변층을 포함하고, 상기 연마 가변층 및 상기 연마 불변층의 쇼어 D(shore D) 경도의 비율이 0.50 내지 1.50인, 연마패드를 제공한다. In one embodiment, a polishing pad is provided, which includes a polishing layer, the polishing layer including: a polishing variable layer having a polishing surface; and a polishing constant layer disposed on a back side of the polishing surface of the polishing variable layer, wherein a ratio of shore D hardnesses of the polishing variable layer and the polishing constant layer is from 0.50 to 1.50.
상기 연마 가변층은 상기 연마층 전체 부피 중의 30부피% 내지 60부피%일 수 있다. The above polishing variable layer may be 30% to 60% by volume of the total volume of the polishing layer.
상기 연마 가변층의 하기 식 1에 의한 제1 연마 가변성 지수(Polishing variability index)가 0.1 내지 11.0일 수 있다. The first polishing variability index of the above polishing variable layer according to Equation 1 below may be 0.1 to 11.0.
[식 1][Formula 1]
상기 식 1에서, 상기 Ri는 상기 연마 가변층의 수명 도입 시점의 상기 연마면의 표면 조도(Ra)이고, 상기 Rf는 상기 연마 가변층의 수명 종결 시점의 상기 연마면의 표면 조도(Ra)이며, 상기 Ti는 상기 연마 가변층의 수명 도입 시점의 상기 연마패드의 전체 두께이고, 상기 Tf는 상기 연마 가변층의 수명 종결 시점의 상기 연마패드의 전체 두께이다.In the above Equation 1, Ri is the surface roughness (Ra) of the polishing surface at the time point of introduction of the life of the polishing variable layer, Rf is the surface roughness (Ra) of the polishing surface at the time point of termination of the life of the polishing variable layer, Ti is the total thickness of the polishing pad at the time point of introduction of the life of the polishing variable layer, and Tf is the total thickness of the polishing pad at the time point of termination of the life of the polishing variable layer.
상기 연마 가변층이 상기 연마면에 상기 연마 가변층의 전체 두께보다 작거나, 상기 연마 가변층의 전체 두께와 동일한 깊이를 갖는 적어도 하나의 그루브(Groove)를 포함할 수 있고, 상기 연마 가변층의 하기 식 2에 의한 제2 연마 가변성 지수(Polishing variability index)가 0.1 내지 3.5일 수 있다.The above polishing variable layer may include at least one groove having a depth smaller than the total thickness of the polishing variable layer or equal to the total thickness of the polishing variable layer on the polishing surface, and a second polishing variability index of the polishing variable layer according to the following Equation 2 may be 0.1 to 3.5.
[식 2][Formula 2]
상기 식 2에서, 상기 Ri는 상기 연마 가변층의 수명 도입 시점의 상기 연마면의 표면 조도(Ra)이고, 상기 Rf는 상기 연마 가변층의 수명 종결 시점의 상기 연마면의 표면 조도(Ra)이며, 상기 Gi는 상기 연마 가변층의 수명 도입 시점의 상기 그루브의 깊이이고, 상기 Gf는 상기 연마 가변층의 수명 종결 시점의 상기 그루브의 깊이이다. In the above equation 2, Ri is the surface roughness (Ra) of the polishing surface at the time point of introduction of the life of the polishing variable layer, Rf is the surface roughness (Ra) of the polishing surface at the time point of termination of the life of the polishing variable layer, Gi is the depth of the groove at the time point of introduction of the life of the polishing variable layer, and Gf is the depth of the groove at the time point of termination of the life of the polishing variable layer.
상기 연마 가변층은 상기 연마면에 상기 연마 가변층의 전체 두께보다 작거나, 상기 연마 가변층의 전체 두께와 동일한 깊이를 갖는 적어도 하나의 그루브(Groove)를 포함하라 수 있고, 하기 식 3에 따른 상기 그루브의 깊이 변화율(%)이 20% 내지 100%일 수 있다.The above polishing variable layer may include at least one groove having a depth smaller than the total thickness of the polishing variable layer or equal to the total thickness of the polishing variable layer on the polishing surface, and a depth change rate (%) of the groove according to the following Equation 3 may be 20% to 100%.
[식 3][Formula 3]
상기 식 3에서, 상기 Gi는 상기 연마 가변층의 수명 도입 시점의 상기 그루브 깊이이며, 상기 Gf는 상기 연마 가변층의 수명 종결 시점의 상기 그루브 깊이이다.In the above equation 3, Gi is the groove depth at the time of introduction of the life of the polishing variable layer, and Gf is the groove depth at the time of termination of the life of the polishing variable layer.
상기 연마패드는 전체 적층체에 대한 쇼어 D(Shore D) 경도가 45 내지 70일 수 있다. The above polishing pad may have a Shore D hardness of 45 to 70 for the entire laminate.
상기 연마층의 쇼어 D 경도에 대한 상기 연마패드 전체 적층체의 쇼어 D 경도의 비율이 0.95 내지 1.10일 수 있다. The ratio of the Shore D hardness of the entire polishing pad laminate to the Shore D hardness of the polishing layer may be 0.95 to 1.10.
상기 연마 가변층은 열경화성 수지를 포함하고, 상기 연마 불변층은 열가소성 수지를 포함할 수 있다. The above-mentioned polishing variable layer may include a thermosetting resin, and the above-mentioned polishing constant layer may include a thermoplastic resin.
상기 연마 가변층은 우레탄계 프리폴리머를 포함하는 예비 조성물의 경화물을 포함할 수 있다. The above polishing variable layer may include a cured product of a preliminary composition including a urethane-based prepolymer.
상기 연마 불변층은 폴리에틸렌(Polyethylene, PE), 폴리프로필렌(Polypropylene, PP), 폴리스티렌(Polystyrene, PS), 폴리비닐클로라이드(Polyvinylchloride, PVC), 열가소성 폴리우레탄(Thermoplastic Polyurethane, TPU) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되 하나를 포함할 수 있다. The above-mentioned abrasive invariant layer may include one selected from the group consisting of polyethylene (PE), polypropylene (PP), polystyrene (PS), polyvinylchloride (PVC), thermoplastic polyurethane (TPU), and combinations thereof.
다른 구현예에서, 연마면을 가지는 연마층을 포함하는 연마패드를 정반 상에 제공하는 단계; 상기 연마면에 연마대상의 피연마면이 맞닿도록 배치한 후 가압 조건 하에서 상기 연마패드와 상기 연마대상을 서로 상대 회전시키면서 상기 연마대상을 연마시키는 단계;를 포함하고, 상기 연마층은, 상기 연마면을 포함하는 연마 가변층과, 상기 연마 가변층의 상기 연마면의 이면 측에 배치된 연마 불변층을 포함하고, 상기 연마 가변층 및 상기 연마 불변층의 쇼어 D(shore D) 경도의 비율이 0.50 내지 1.50인, 반도체 소자의 제조방법을 제공한다. In another embodiment, a method for manufacturing a semiconductor device is provided, comprising: providing a polishing pad including a polishing layer having a polishing surface on a platen; arranging a surface to be polished of a target object to be polished so that the polishing surface is in contact with the polishing surface, and then rotating the polishing pad and the target object relative to each other under a pressurized condition to polish the target object; wherein the polishing layer includes a polishing variable layer including the polishing surface, and a polishing constant layer arranged on a back side of the polishing surface of the polishing variable layer, and a ratio of shore D hardnesses of the polishing variable layer and the polishing constant layer is 0.50 to 1.50.
상기 연마대상의 피연마면이 상기 연마층의 연마면에 가압되는 하중이 0.01psi 내지 20psi일 수 있다.The load applied to the polishing surface of the polishing layer of the above-mentioned polishing target may be 0.01 psi to 20 psi.
상기 연마 패드는 두께 방향의 세분화된 구조적 설계를 통하여 다양한 연마 대상에 대한 다양한 연마 목적에 부합하는 물성을 제공할 수 있으며, 연마 공정 중의 구조적 변화에 있어서 적절한 가변성을 바탕으로 장시간 연마 성능이 저하되지 않는 효과를 구현할 수 있다. 또한, 상기 연마 패드는 사용 후 폐기와 관련하여, 기존 연마 패드와 달리, 적어도 일부 구성에 재생 또는 재활용 가능한 재질을 적용함으로써 환경 친화성을 확보할 수 있다. The above polishing pad can provide properties suitable for various polishing purposes for various polishing targets through a detailed structural design in the thickness direction, and can implement an effect in which long-term polishing performance does not deteriorate based on appropriate variability in structural change during the polishing process. In addition, the above polishing pad can secure environmental friendliness by applying regenerative or recyclable materials to at least some of its components, unlike existing polishing pads, with respect to disposal after use.
상기 반도체 소자의 제조방법은 상기 연마 패드를 적용한 방법으로, 반도체 기판의 피연마면의 다양성을 확보할 수 있으며, 각각의 피연마면에 대한 적정 연마율을 확보함과 동시에, 우수한 연마 평탄도 및 최저 수준의 결함 발생을 담보할 수 있고, 나아가, 공정 생산성 및 경제성 측면에서 향상된 결과를 도출할 수 있다.The above method for manufacturing a semiconductor device is a method that applies the above polishing pad, and can secure diversity of the polishing surface of a semiconductor substrate, secure an appropriate polishing rate for each polishing surface, and at the same time, ensure excellent polishing flatness and the lowest level of defect occurrence, and furthermore, can produce improved results in terms of process productivity and economy.
도 1은 일 구현예에 따른 상기 연마층의 단면을 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 일 구현예에 따른 상기 연마면의 연마 공정 중 변화를 개략적으로 도시한 것이다.
도 3는 일 구현예에 따른 상기 연마패드의 단면을 개략적으로 도시한 것이다.
도 4는 일 구현예에 따른 상기 반도체 소자의 제조방법을 개략적으로 도시한 모식도이다.Figure 1 schematically illustrates a cross-section of the polishing layer according to one embodiment.
Figure 2 schematically illustrates changes in the polishing process of the polishing surface according to one embodiment.
Figure 3 schematically illustrates a cross-section of the polishing pad according to one embodiment.
Figure 4 is a schematic diagram illustrating a method for manufacturing the semiconductor device according to one embodiment.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 후술하는 구현예 또는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 구현예 또는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 하기 명시된 구현예 또는 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 알려주기 위해 제공되는 것일 뿐이고, 본 발명의 권리 범위는 청구범위의 범주에 의해 정의된다. The advantages and features of the present invention, and the methods for achieving them, will become clear with reference to the embodiments or examples described below. However, the present invention is not limited to the embodiments or examples disclosed below, but may be implemented in various different forms. The embodiments or examples specified below are provided only to make the disclosure of the present invention complete and to inform those skilled in the art of the scope of the invention, and the scope of the rights of the present invention is defined by the scope of the claims.
도면에서, 필요에 따라, 층 또는 영역을 명확하게 표현하기 위하여 일부 구성의 두께를 확대하여 나타내었다. 또한, 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.In the drawings, the thickness of some components is enlarged to clearly express layers or regions, if necessary. Also, in the drawings, the thickness of some layers and regions is exaggerated for convenience of explanation. The same reference numerals refer to the same components throughout the specification.
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 포함하는 것으로 해석된다. 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 의미하는 것으로 해석한다. 또한, 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 포함하는 것으로 해석된다. 어떤 부분이 다른 부분 "바로 아래에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것으로 해석한다.When a part such as a layer, film, region, or board is said to be "on" or "above" another part in this specification, this is interpreted to include not only the case where it is "directly above" another part, but also the case where there is another part in between. When a part is said to be "directly above" another part, this is interpreted to mean that there is no other part in between. In addition, when a part such as a layer, film, region, or board is said to be "under" or "below" another part, this is interpreted to include not only the case where it is "directly below" another part, but also the case where there is another part in between. When a part is said to be "directly below" another part, it is interpreted to mean that there is no other part in between.
본 명세서에서 수치 범위를 나타냄에 있어서 '~ 이상'의 의미는 그 해당 숫자 혹은 그보다 많은 경우를 포함하는 것으로 해석된다. 예를 들어, '2 이상'은 둘 또는 그보다 많은 경우를 의미한다. 또한, 수치 범위에 대한 'X 내지 Y'의 기재는 X 또는 Y를 포함하는 범위로 해석된다. 예를 들어, '25 내지 50'은 25 및 50을 포함하는 수치 범위를 의미한다.In indicating a numerical range in this specification, the meaning of '~ or more' is interpreted to include the corresponding number or more cases. For example, '2 or more' means two or more cases. In addition, the description of 'X to Y' for a numerical range is interpreted as a range that includes X or Y. For example, '25 to 50' means a numerical range that includes 25 and 50.
이하, 본 발명에 따른 예시적인 구현예에 관하여 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, exemplary implementation examples according to the present invention will be described in detail.
본 발명의 일 구현예에서, 연마층을 포함하는 연마패드를 제공한다. 상기 연마층은, 연마면을 가지는 연마 가변층; 및 상기 연마 가변층의 상기 연마면의 이면 측에 배치되는 연마 불변층을 포함할 수 있고, 상기 연마 가변층의 쇼어 D(Shore D) 경도와 상기 연마 불변층의 쇼어 D(Shore D) 경도의 비율이 0.50 내지 1.50일 수 있다.In one embodiment of the present invention, a polishing pad including a polishing layer is provided. The polishing layer may include a polishing variable layer having a polishing surface; and a polishing constant layer disposed on a back side of the polishing surface of the polishing variable layer, and a ratio of Shore D hardness of the polishing variable layer to the Shore D hardness of the polishing constant layer may be 0.50 to 1.50.
도 1은 일 구현예에 따른 상기 연마층(10)의 두께 방향의 단면을 개략적으로 도시한 것이다. 이하, '연마면'과 '제1면'은 동일한 구성을 지칭하는 용어로 사용될 수 있다.Figure 1 schematically illustrates a cross-section in the thickness direction of the polishing layer (10) according to one embodiment. Hereinafter, the terms 'polishing surface' and 'first surface' may be used as terms referring to the same configuration.
도 1을 참조하면, 상기 연마층(10)은, 상기 연마면(11)을 가지는 상기 연마 가변층(101)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 연마층(10)은, 상기 연마 가변층(101)을 지지하도록 마련되는 상기 연마 불변층(102)을 포함할 수 있다. 상기 연마 불변층(102)은 상기 연마 가변층(101)에 분리 가능하게 접착될 수 있다. 각각의 상기 연마 가변층(101) 및 상기 연마 불변층(102)은, 적어도 하나의 층을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, the polishing layer (10) may include the polishing variable layer (101) having the polishing surface (11). In addition, the polishing layer (10) may include the polishing constant layer (102) provided to support the polishing variable layer (101). The polishing constant layer (102) may be detachably bonded to the polishing variable layer (101). Each of the polishing variable layer (101) and the polishing constant layer (102) may include at least one layer.
다른 측면에서 설명하면, 상기 연마층(10)은 연마면인 제1면(11) 및 그 이면인 제2면(12)을 포함한다. 또한, 상기 연마층(10)은 상기 제1면(11)과 상기 제2면(12) 사이에 적어도 하나의 분리 가능 계면(13)을 포함한다. 본 명세서에서 상기 '분리 가능 계면'이란, 이를 기준으로 한 인접한 두 층이 실질적으로 연속 구조가 아니라 불연속적인 구조로서 구분시킬 수 있는 경계면을 의미한다. 일례로, 상기 분리 가능 계면은 소정의 외력으로 탈착 또는 분리되는 경계면으로서, 접착층을 매개로 한 부착면 등이 이에 해당될 수 있다.In another aspect, the polishing layer (10) includes a first surface (11) which is a polishing surface and a second surface (12) which is a back surface thereof. In addition, the polishing layer (10) includes at least one separable interface (13) between the first surface (11) and the second surface (12). In this specification, the 'separable interface' means a boundary surface which can distinguish two adjacent layers based on this as a substantially discontinuous structure rather than a continuous structure. For example, the separable interface is a boundary surface which is detached or separated by a predetermined external force, and may correspond to an attachment surface using an adhesive layer as a medium.
상기 연마층(10)에 있어서, 상기 연마 가변층(101) 및 상기 연마 불변층(102)의 쇼어 D(Shore D) 경도의 비율이 약 0.50 내지 약 1.50일 수 있다. 다른 측면에서 설명하면, 상기 연마층(10)에 있어서, 상기 분리 가능 계면(13)을 기준으로 인접한 두 층의 쇼어 D(Shore D) 경도의 비율이 약 0.50 내지 약 1.50일 수 있다. 도 1은, 예시적으로, 상기 제1면(11)과 상기 제2면(13) 사이의 상기 분리 가능 계면(13)이 하나인 경우를 도시한 것이다. 이를 참조할 때, 상기 분리 가능 계면(13)을 기준으로 인접한 두 층(101, 102)의 쇼어 D 경도의 비율이 약 0.50 내지 약 1.50일 수 있다. 상기 쇼어 D 경도의 비율은 예를 들어, 약 0.50 내지 약 1.50, 예를 들어, 약 0.60 내지 약 1.50, 예를 들어, 약 0.70 내지 약 1.40, 예를 들어, 약 0.80 내지 약 1.20일 수 있다. 상기 쇼어 D 경도의 비율은 하나의 층의 경도(Da)에 대한 다른 층(Db)의 경도의 비율(Db/Da); 및 상기 다른 층의 경도(Db)에 대한 상기 하나의 층의 경도(Da)의 비율(Da/Db); 중 어느 하나만 상기 범위에 속하면 족한 것으로, 양자가 모두 상기 범위를 만족하는 경우뿐만 아니라 둘 중 어느 하나만이 상기 범위의 비율을 만족하는 경우에도 목적하는 기술적 효과를 구현할 수 있다. In the above polishing layer (10), the ratio of the Shore D hardness of the polishing variable layer (101) and the polishing constant layer (102) may be about 0.50 to about 1.50. In another aspect, in the polishing layer (10), the ratio of the Shore D hardness of two adjacent layers with respect to the separable interface (13) may be about 0.50 to about 1.50. FIG. 1 illustrates, by way of example, a case where the separable interface (13) between the first surface (11) and the second surface (13) is one. Referring to this, the ratio of the Shore D hardness of two adjacent layers (101, 102) with respect to the separable interface (13) may be about 0.50 to about 1.50. The ratio of the Shore D hardness may be, for example, about 0.50 to about 1.50, for example, about 0.60 to about 1.50, for example, about 0.70 to about 1.40, for example, about 0.80 to about 1.20. The ratio of the Shore D hardness is sufficient if only one of the ratios of the hardness (Da) of one layer to the hardness (Db) of the other layer (Db/Da); and the ratio of the hardness (Da) of one layer to the hardness (Db) of the other layer (Da/Db); falls within the above range, and the desired technical effect can be achieved not only when both of them satisfy the above range, but also when only one of the two satisfies the ratio within the above range.
일 구현예에서, 상기 연마 가변층의 쇼어 D 경도(H1)에 대한 상기 연마 불변층의 쇼어 D 경도(H2)의 비율(H2/H1)이 약 0.5 내지 약 1.0, 예를 들어, 약 0.7 내지 약 1.0, 예를 들어, 약 0.8 내지 1.0일 수 있다. In one embodiment, the ratio of the Shore D hardness (H2) of the abrasive constant layer to the Shore D hardness (H1) of the abrasive variable layer (H2/H1) can be from about 0.5 to about 1.0, for example, from about 0.7 to about 1.0, for example, from about 0.8 to 1.0.
일 구현예에서, 상기 연마 불변층의 쇼어 D 경도(H2)에 대한 상기 연마 가변층의 쇼어 D 경도(H1)의 비율(H1/H2)이 약 1.0 내지 약 1.5, 예를 들어, 약 1.0 내지 약 1.4, 예를 들어, 약 1.0 내지 1.2일 수 있다. In one embodiment, the ratio of the Shore D hardness (H1) of the abrasive variable layer to the Shore D hardness (H2) of the abrasive constant layer (H1/H2) can be from about 1.0 to about 1.5, for example, from about 1.0 to about 1.4, for example, from about 1.0 to 1.2.
상기 연마패드는 다양한 목적의 연마 공정에 활용될 수 있다. 예를 들어, 상기 연마패드는 반도체 소자의 제조 공정에 적용될 수 있다. 최근 요구되는 반도체 소자는 집적도가 높아지고 있고, 구조가 3차원적으로 복잡해지고 있다. 이러한 요구에 부합하여 상기 반도체 소자의 제조 과정에서 미세한 공정 컨트롤(Control)이 필수적이다. 반도체 소자에는 다양한 소재 및 다양한 형태의 박막이 포함되는데, 각각의 박막의 재질 및 형태에 따라, 공정 조건이 미세하게 조정된 연마 공정이 요구된다. 상기 연마패드는 이러한 미세한 공정 컨트롤 요소 중 하나로서, 상기 연마패드의 구조, 재질 및 형태 등의 미세한 차이에 의해서도 상기 반도체 소자의 연마 결과는 판이하게 달라질 수 있다. The above polishing pad can be utilized in polishing processes for various purposes. For example, the above polishing pad can be applied to a semiconductor device manufacturing process. Recently, semiconductor devices required have high integration and their structures are becoming three-dimensionally complex. In order to meet these demands, fine process control is essential in the manufacturing process of the semiconductor device. Semiconductor devices include various materials and various shapes of thin films, and a polishing process in which process conditions are finely adjusted is required according to the material and shape of each thin film. The polishing pad is one of these fine process control elements, and the polishing results of the semiconductor device can vary significantly even by slight differences in the structure, material, and shape of the polishing pad.
상기 연마층(10)을 포함하는 상기 연마패드에 있어서, 이의 전체적인 구조적 및/또는 조성적 특징으로부터 산출되는 물성이 상기 연마면(11)을 통하여 연마 대상의 피연마면에 전달된다. 이때, 상기 연마층(10)에 있어서, 상기 분리 가능 계면(13)을 기준으로 인접한 두 층(101, 102)의 쇼어 D 경도의 비율이 전술한 범위를 만족함으로써, 상기 연마면(11)을 통하여 연마 대상의 피연마면에 전달되는 연마 특성이 반도체 소자의 목적 연마 성능을 구현하기에 최적의 조건을 확보할 수 있다.In the polishing pad including the polishing layer (10), the physical properties derived from the overall structural and/or compositional characteristics thereof are transferred to the polishing surface of the polishing target through the polishing surface (11). At this time, in the polishing layer (10), since the ratio of the Shore D hardness of the two adjacent layers (101, 102) with respect to the separable interface (13) satisfies the above-described range, the polishing properties transferred to the polishing surface of the polishing target through the polishing surface (11) can secure optimal conditions for implementing the intended polishing performance of the semiconductor device.
도 1을 참조할 때, 상기 연마층(10)은 상기 연마면(11)으로부터 상기 분리 가능 계면(13)까지 영역인 적어도 하나의 연마 가변층(101); 및 상기 분리 가능 계면(13)으로부터 상기 제2면(12)까지 영역인 적어도 하나의 연마 불변층(102)을 포함할 수 있다. 본 명세서에서 상기 '연마 가변층'은 상기 연마패드를 이용한 연마 공정 중에 구조, 형태 등의 물리적 특징 및/또는 조성 등의 화학적 특징이 변화하는 영역을 의미하며, 상기 '연마 불변층'은 상기 연마패드를 이용한 연마 공정 중에 물리적 및/또는 화학적 특징이 실질적으로 변화하지 않는 영역을 의미한다. 상기 '실질적으로 변화하지 않는'다는 의미는 물리적 및/또는 화학적 특징이 전혀 변화하지 않은 경우뿐만 아니라, 가압 환경 및 습윤 환경 하에서 연마되어 물리적 및/또는 화학적 특징이 다소 변화할 수는 있으나, 상기 연마 가변층과 비교할 때 상당히 미미한 수준으로서 실질적으로 변화하지 않은 것으로 볼 수 있는 경우를 포함하는 것으로 해석될 수 있다.Referring to FIG. 1, the polishing layer (10) may include at least one polishing variable layer (101) which is a region from the polishing surface (11) to the separable interface (13); and at least one polishing constant layer (102) which is a region from the separable interface (13) to the second surface (12). In the present specification, the 'polishing variable layer' means a region in which physical characteristics such as structure and shape and/or chemical characteristics such as composition change during a polishing process using the polishing pad, and the 'polishing constant layer' means a region in which physical and/or chemical characteristics do not substantially change during a polishing process using the polishing pad. The meaning of 'substantially not changing' may be interpreted to include not only a case in which the physical and/or chemical characteristics do not change at all, but also a case in which the physical and/or chemical characteristics may change somewhat due to polishing in a pressurized environment and a wet environment, but are significantly changed compared to the polishing variable layer and can be considered as not substantially changed.
도 1은 상기 분리 가능 계면(13)이 하나인 경우를 예시적으로 도시하였으나, 필요에 따라, 상기 연마층(10)은 상기 연마면(11) 및 상기 제2면(12) 사이에 적어도 2개의 분리 가능 계면(13)을 포함할 수도 있다. 이 경우, 상기 연마 가변층(101) 또는 상기 연마 불변층(102)이 각각 복수의 층을 포함할 수 있다. FIG. 1 illustrates an example in which the separable interface (13) is one, but if necessary, the polishing layer (10) may include at least two separable interfaces (13) between the polishing surface (11) and the second surface (12). In this case, the polishing variable layer (101) or the polishing constant layer (102) may each include multiple layers.
상기 연마층(10)이 적어도 하나의 상기 연마 가변층(101) 및 적어도 하나의 상기 연마 불변층(102)을 포함하도록 설계됨으로써 두께 방향으로 정밀한 구조적 설계가 가능하며, 이와 같이 두께 방향으로 적층된 각 층이 유기적으로 상호 작용된 물성의 결과로서, 상기 연마면(11)을 통해 산출되는 연마 성능을 목적에 따라 미세하고 정교하게 컨트롤할 수 있다.Since the above polishing layer (10) is designed to include at least one of the above polishing variable layers (101) and at least one of the above polishing constant layers (102), a precise structural design in the thickness direction is possible, and as a result of the organic interaction of the properties of each layer laminated in the thickness direction, the polishing performance produced through the above polishing surface (11) can be finely and precisely controlled according to the purpose.
일 구현예에서, 상기 연마 가변층(101)은 상기 연마층(10) 전체 부피 중의 약 30부피% 내지 약 60부피%일 수 있고, 예를 들어, 약 40부피% 내지 약 60부피%일 수 있고, 예를 들어, 약 45부피% 내지 약 55부피%일 수 있다. 상기 연마층(10) 전체 부피 중의 상기 연마 가변층(101)의 부피가 상기 범위를 만족함으로써, 상기 연마 가변층(101) 및 상기 연마 불변층(102)에 의한 전술한 기술적 이점을 확보함과 동시에, 상기 연마패드의 공정 수명을 목적 수준으로 구현하기에 유리할 수 있다. In one embodiment, the polishing variable layer (101) may be about 30 vol % to about 60 vol % of the total volume of the polishing layer (10), for example, about 40 vol % to about 60 vol %, for example, about 45 vol % to about 55 vol %. By satisfying the above range for the volume of the polishing variable layer (101) in the total volume of the polishing layer (10), it is possible to secure the above-described technical advantages of the polishing variable layer (101) and the polishing constant layer (102), while advantageously implementing the process life of the polishing pad at the target level.
일 구현예에서, 상기 연마 가변층은 하기 식 1에 의한 제1 연마 가변성 지수(Polishing variability index)가 약 0.1 내지 약 11.0일 수 있다. In one embodiment, the polishing variable layer may have a first polishing variability index of about 0.1 to about 11.0 according to Equation 1 below.
[식 1][Formula 1]
상기 식 1에서, 상기 Ri는 상기 연마 가변층의 수명 도입 시점의 상기 제1면의 표면 조도(Ra)이고, 상기 Rf는 상기 연마 가변층의 수명 종결 시점의 상기 제1면의 표면 조도(Ra)이며, 상기 Ti는 상기 연마 가변층의 수명 도입 시점의 상기 연마패드의 전체 두께이고, 상기 Tf는 상기 연마 가변층의 수명 종결 시점의 상기 연마패드의 전체 두께이다.In the above Equation 1, Ri is the surface roughness (Ra) of the first surface at the time point of introduction of the life of the polishing variable layer, Rf is the surface roughness (Ra) of the first surface at the time point of termination of the life of the polishing variable layer, Ti is the total thickness of the polishing pad at the time point of introduction of the life of the polishing variable layer, and Tf is the total thickness of the polishing pad at the time point of termination of the life of the polishing variable layer.
상기 연마 가변층(101)은, 전술한 바와 같이, 상기 연마패드를 적용한 연마 공정 중에 물리적 특성 및/또는 화학적 특성이 변화하는 영역으로서 목적 수준의 연마 성능을 제공하는 측면에서 소정의 수명을 갖는다. 상기 연마 가변층(101)의 수명 도입 시점은 상기 연마 가변층; 또는 상기 연마패드가 제조된 후 공정에 적용되기 전까지 중 임의의 일 시점을 의미한다. 또한, 상기 연마 가변층(101)의 수명 종결 시점은 상기 연마 가변층(101)이 더 이상의 연마 성능을 구현하지 못하여 상기 연마 가변층; 또는 상기 연마패드 전체의 교체가 필요한 시점을 의미한다. 예를 들어, 상기 수명 종결 시점은 연마 대상의 피연마면의 연마율이 연마 시작 후 1시간 이내의 초기 연마율 대비 20% 변화한 시점으로 정의될 수 있다. 즉, 상기 초기 연마율은 상기 피연마면에 대한 연마 시작 후 1시간 이내에 측정된 연마율 값이며, 상기 수명 종결 시점은 상기 피연마면에 대한 연마율이 상기 초기 연마율 대비 이의 20% 증가하거나, 이의 20% 감소한 연마율로 나타난 시점으로 정의될 수 있다. The above-described polishing variable layer (101) has a predetermined lifespan in terms of providing a target level of polishing performance as a region in which physical properties and/or chemical properties change during a polishing process using the polishing pad, as described above. The introduction point of the lifespan of the polishing variable layer (101) means any point in time between the time the polishing variable layer; or the polishing pad is manufactured and before it is applied to the process. In addition, the end point of the lifespan of the polishing variable layer (101) means the time when the polishing variable layer (101) no longer implements polishing performance and thus the polishing variable layer; or the entire polishing pad needs to be replaced. For example, the end point of the lifespan can be defined as the time when the polishing rate of the polishing surface of the polishing target changes by 20% compared to the initial polishing rate within 1 hour after the start of polishing. That is, the initial polishing rate is a polishing rate value measured within 1 hour after the start of polishing on the polished surface, and the end of life time can be defined as a time point at which the polishing rate on the polished surface increases by 20% or decreases by 20% compared to the initial polishing rate.
상기 제1 연마 가변성 지수는 상기 연마 가변층(101)의 수명 도입 시점 및 수명 종결 시점 각각의 표면 조도(Ri, Rf))와 상기 연마패드(110)의 전체 두께(Ti, Tf)를 구성 요소로 한다. 상기 식 1에 의한 제1 연마 가변성 지수는 상기 연마 가변층(101)의 가변 성능을 나타내는 지표로 기능할 수 있다. 즉, 상기 연마 가변층의 상기 식 1의 값이 전술한 범위, 즉, 약 0.1 내지 약 11.0의 범위를 나타내는 경우, 상기 연마 가변층은 이에 상응하는 가변성을 보유함으로써 상기 연마층(10)의 일부 구성으로 적용될 때 이의 수명 전체에 걸쳐 연마 효율에 최적화된 구조적 특징을 지속적이고 균일하게 나타낼 수 있다. The above first polishing variability index is composed of the surface roughness (Ri, Rf) of the polishing variable layer (101) at the start and end of its life, respectively, and the total thickness (Ti, Tf) of the polishing pad (110). The first polishing variability index by the above formula 1 can function as an indicator representing the variability performance of the polishing variable layer (101). That is, when the value of the above formula 1 of the polishing variable layer represents the above-mentioned range, that is, the range of about 0.1 to about 11.0, the polishing variable layer has a corresponding variability, and thus, when applied as a part of the polishing layer (10), it can continuously and uniformly exhibit structural features optimized for polishing efficiency throughout its life.
일 구현예에서, 상기 제1 연마 가변성 지수는 약 0.1 내지 11.0일 수 있고, 예를 들어, 약 0.1 내지 약 9.0, 예를 들어, 약 0.2 내지 약 9.0, 예를 들어, 약 0.2 내지 약 8.5, 예를 들어, 약 0.2 내지 약 8.0, 예를 들어, 약 0.2 내지 약 7.5, 예를 들어, 약 0.5 내지 약 7.5, 예를 들어, 약 0.8 내지 약 7.5, 예를 들어, 약 0.9 내지 약 7.5, 예를 들어, 약 1.0 내지 약 6.0, 예를 들어, 약 1.8 내지 3.5, 예를 들어, 약 1.8 내지 2.5일 수 있다.In one embodiment, the first polishing variability index can be from about 0.1 to about 11.0, for example, from about 0.1 to about 9.0, for example, from about 0.2 to about 9.0, for example, from about 0.2 to about 8.5, for example, from about 0.2 to about 8.0, for example, from about 0.2 to about 7.5, for example, from about 0.5 to about 7.5, for example, from about 0.8 to about 7.5, for example, from about 0.9 to about 7.5, for example, from about 1.0 to about 6.0, for example, from about 1.8 to 3.5, for example, from about 1.8 to 2.5.
상기 Ti는 예를 들어, 약 800㎛ 내지 약 5000㎛, 예를 들어, 약 1000㎛ 내지 약 4000㎛, 예를 들어, 약 1000㎛ 내지 3000㎛, 예를 들어, 약 1500㎛ 내지 약 3000㎛, 예를 들어, 약 1700㎛ 내지 약 2700㎛, 예를 들어, 약 2000㎛m 내지 약 3500㎛일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. The above Ti may have a thickness of, for example, about 800 μm to about 5000 μm, for example, about 1000 μm to about 4000 μm, for example, about 1000 μm to about 3000 μm, for example, about 1500 μm to about 3000 μm, for example, about 1700 μm to about 2700 μm, for example, about 2000 μm to about 3500 μm, but is not limited thereto.
상기 Ri는 예를 들어, 약 5㎛ 내지 약 15㎛, 예를 들어, 약 5㎛ 내지 약 12㎛, 예를 들어, 약 5㎛ 내지 10㎛일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The above Ri may be, for example, about 5 μm to about 15 μm, for example, about 5 μm to about 12 μm, for example, about 5 μm to about 10 μm, but is not limited thereto.
일 구현예에서, 상기 Ti 및 상기 Ri가 각각 전술한 범위를 만족하면서, 동시에 상기 제1 연마 가변성 지수가 전술한 범위를 만족하는 경우, 상기 연마 가변층(101) 구조적 특징에 기인한 우수한 연마 성능을 구현하는 측면에서 보다 유리할 수 있다. In one embodiment, when the Ti and Ri each satisfy the above-described ranges, and at the same time the first polishing variability index satisfies the above-described ranges, it may be more advantageous in terms of implementing excellent polishing performance due to the structural characteristics of the polishing variability layer (101).
일 구현예에서, 상기 연마 가변층(101)은 상기 연마면(11)에 상기 연마 가변층(101)의 전체 두께(D1)보다 작거나, 이와 동일한 깊이(d1)를 갖는 적어도 하나의 그루브(Groove, 14)를 포함할 수 있다. 상기 그루브(14)는 상기 연마패드를 이용한 연마 공정 중에 상기 연마면(11) 상에 공급되는 연마액 또는 연마 슬러리의 유동성을 조절하거나, 상기 연마면(11)과 연마 대상의 피연마면이 직접적으로 접촉하는 면적의 크기를 조절하여 물리적 연마 특성을 적절하게 구현하는 역할을 수행할 수 있다. In one embodiment, the polishing variable layer (101) may include at least one groove (Groove, 14) having a depth (d1) smaller than or equal to the total thickness (D1) of the polishing variable layer (101) on the polishing surface (11). The groove (14) may control the fluidity of the polishing liquid or polishing slurry supplied onto the polishing surface (11) during a polishing process using the polishing pad, or may control the size of the area where the polishing surface (11) and the polishing target surface directly contact each other, thereby appropriately implementing physical polishing characteristics.
예를 들어, 상기 연마패드(110)는 상기 연마면(11)에 복수의 그루브(14)를 포함할 수 있다. 일 구현예에서, 상기 연마패드(110)의 평면 형상은 실질적으로 원형일 수 있고, 상기 복수의 그루브(14)는 상기 연마패드(110)의 평면상 중심으로부터 말단을 향해 소정의 간격으로 이격 배치된 동심원형 구조일 수 있다. 다른 구현예에서, 상기 복수의 그루브(14)는 상기 연마패드(110)의 평면상의 중심으로부터 말단을 향해 연속 형성된 방사형 구조일 수 있다. 또 다른 구현예에서, 상기 복수의 그루브(14)는 동심원형 그루브 및 방사형 그루브를 동시에 포함할 수 있다. For example, the polishing pad (110) may include a plurality of grooves (14) on the polishing surface (11). In one embodiment, the planar shape of the polishing pad (110) may be substantially circular, and the plurality of grooves (14) may have a concentric structure spaced apart from a predetermined interval from the planar center of the polishing pad (110) toward the end. In another embodiment, the plurality of grooves (14) may have a radial structure continuously formed from the planar center of the polishing pad (110) toward the end. In yet another embodiment, the plurality of grooves (14) may include both concentric grooves and radial grooves.
상기 연마면(11)으로부터 상기 분리 가능 계면(13)까지 영역인 상기 연마 가변층(101)에 있어서, 상기 연마면(11)이 적어도 하나의 그루브(14)를 포함하는 경우, 상기 연마 가변층(101)의 하기 식 2에 의한 제2 연마 가변성 지수(Polishing variability index)가 약 0.1 내지 약 3.5일 수 있다.In the polishing variable layer (101) which is a region from the polishing surface (11) to the separable interface (13), when the polishing surface (11) includes at least one groove (14), the second polishing variability index of the polishing variable layer (101) according to the following equation 2 may be about 0.1 to about 3.5.
[식 2][Formula 2]
상기 식 2에서, 상기 Ri는 상기 연마 가변층의 수명 도입 시점의 상기 제1면의 표면 조도(Ra)이고, 상기 Rf는 상기 연마 가변층의 수명 종결 시점의 상기 제1면의 표면 조도(Ra)이며, 상기 Gi는 상기 연마 가변층의 수명 도입 시점의 상기 그루브의 깊이이고, 상기 Gf는 상기 연마 가변층의 수명 종결 시점의 상기 그루브의 깊이이다.In the above Equation 2, Ri is the surface roughness (Ra) of the first surface at the time point of introduction of the life of the polishing variable layer, Rf is the surface roughness (Ra) of the first surface at the time point of termination of the life of the polishing variable layer, Gi is the depth of the groove at the time point of introduction of the life of the polishing variable layer, and Gf is the depth of the groove at the time point of termination of the life of the polishing variable layer.
상기 연마 가변층(101)의 수명 도입 시점 및 수명 종결 시점에 관한 설명은 상기 식 1에 의한 제1 연마 가변성 지수에 관해 상술한 바와 같다. 상기 연마 가변층(101)의 상기 제2 연마 가변성 지수가 전술한 범위를 만족하는 경우, 상기 연마 가변층(101)이 연마액 또는 연마 슬러리의 유동성 측면에서 최적화된 구조를 제공할 수 있고, 피연마면에 대하여 제공되는 상기 제1면 상의 직접적인 접촉 면적이 적정 수준으로 확보되어 목적 범위의 연마율 확보에 보다 유리할 수 있다. The description of the introduction point of the life and the end point of the life of the above polishing variable layer (101) is as described above with respect to the first polishing variability index by the above formula 1. When the second polishing variability index of the above polishing variable layer (101) satisfies the above-mentioned range, the polishing variable layer (101) can provide a structure optimized in terms of the fluidity of the polishing liquid or polishing slurry, and the direct contact area on the first surface provided to the polishing surface is secured at an appropriate level, which can be more advantageous in securing a polishing rate in the target range.
일 구현예에서, 상기 제2 연마 가변성 지수는 약 0.1 내지 약 3.5일 수 있고, 예를 들어, 약 0.1 내지 약 3.3, 예를 들어, 약 0.1 내지 약 3.0, 예를 들어, 약 0.1 내지 약 2.0, 예를 들어, 약 0.3 내지 약 1.8, 예를 들어, 약 0.5 내지 약 1.5, 예를 들어, 약 0.5 내지 약 1.2, 예를 들어, 약 0.5 내지 1.0, 예를 들어, 약 0.6 내지 약 1.0일 수 있다. In one embodiment, the second polishing variability index can be from about 0.1 to about 3.5, for example, from about 0.1 to about 3.3, for example, from about 0.1 to about 3.0, for example, from about 0.1 to about 2.0, for example, from about 0.3 to about 1.8, for example, from about 0.5 to about 1.5, for example, from about 0.5 to about 1.2, for example, from about 0.5 to 1.0, for example, from about 0.6 to about 1.0.
상기 Gi는 예를 들어, 약 600㎛ 내지 약 900㎛일 수 있고, 예를 들어, 약 650㎛ 내지 약 900㎛일 수 있고, 예를 들어, 약 700㎛ 내지 약 900㎛일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. The above Gi may be, for example, about 600 μm to about 900 μm, for example, about 650 μm to about 900 μm, for example, about 700 μm to about 900 μm, but is not limited thereto.
일 구현예에서, 상기 Ri 및 상기 Gi가 각각 전술한 범위를 만족하면서, 동시에 상기 제2 연마 가변성 지수가 전술한 범위를 만족하는 경우, 상기 연마 가변층(101) 구조적 특징에 의한 연마 성능 구현의 측면에서 보다 유리할 수 있다.In one embodiment, when the Ri and Gi each satisfy the above-described ranges, and at the same time the second polishing variability index satisfies the above-described ranges, it may be more advantageous in terms of implementing polishing performance by the structural features of the polishing variability layer (101).
일 구현예에서, 상기 연마 가변층(101)은 상기 제1 연마 가변성 지수 및 상기 제2 연마 가변성 지수 각각이 동시에 전술한 범위를 만족할 수 있다. 상기 제1 연마 가변성 지수 및 상기 제2 연마 가변성 지수가 각각 전술한 범위를 만족하는 경우, 상기 연마 가변층(101)이 상기 연마층(10)의 일부 구성으로서 연마 효율에 최적화된 구조적 특징을 가질 수 있으며, 특히, 연마액 또는 연마 슬러리의 유동성 측면에서 최적화된 구조를 제공할 수 있고, 피연마면에 대하여 제공되는 상기 제1면 상의 직접적인 접촉 면적이 적정 수준으로 확보되어 목적 범위의 연마율 확보에 보다 유리할 수 있다. 나아가, 이의 수명 전체에 걸쳐 전술한 이점이 유지되도록 일정한 연마 성능을 구현하기에 보다 유리할 수 있다. In one embodiment, the polishing variable layer (101) can have the first polishing variability index and the second polishing variability index each simultaneously satisfy the above-described range. When the first polishing variability index and the second polishing variability index each satisfy the above-described range, the polishing variable layer (101) can have structural characteristics optimized for polishing efficiency as a part of the polishing layer (10), and in particular, can provide a structure optimized in terms of the fluidity of the polishing liquid or polishing slurry, and can secure an appropriate level of direct contact area on the first surface provided to the surface to be polished, which can be more advantageous in securing a polishing rate in the target range. Furthermore, it can be more advantageous in implementing constant polishing performance so that the above-described advantage is maintained throughout its life.
상기 연마면(11)이 상기 연마 가변층(101)의 전체 두께보다 작거나, 이와 동일한 깊이를 갖는 적어도 하나의 그루브(14)를 포함하는 경우, 상기 연마 가변층(101)에 있어서, 하기 식 3에 따른 상기 그루브(14)의 깊이 변화율(%)이 약 20% 내지 약 100%일 수 있다. When the above polishing surface (11) includes at least one groove (14) having a depth smaller than or equal to the total thickness of the above polishing variable layer (101), the depth change rate (%) of the groove (14) according to the following equation 3 in the above polishing variable layer (101) may be about 20% to about 100%.
[식 3][Formula 3]
상기 식 3에서 상기 Gi는 상기 연마 가변층(101)의 수명 도입 시점의 그루브 깊이이며, 상기 Gf는 상기 연마 가변층(101)의 수명 종결 시점의 그루브 깊이이다. In the above equation 3, Gi is the groove depth at the time of introduction of the life of the polishing variable layer (101), and Gf is the groove depth at the time of end of the life of the polishing variable layer (101).
상기 연마 가변층(101)의 수명 도입 시점 및 수명 종결 시점과 상기 Gi 및 상기 Gf에 관한 사항은 상기 제2 연마 가변성 지수에 관하여 전술한 바와 모두 동일하다. The introduction and end points of the life of the above polishing variable layer (101) and the matters relating to Gi and Gf are all the same as those described above with respect to the second polishing variable index.
일 구현예에서, 상기 식 3에 따른 그루브 깊이 변화율은 약 20% 내지 약 80%, 예를 들어, 약 30% 내지 80%, 예를 들어, 약 40% 내지 약 80%, 예를 들어, 약 45% 내지 약 75%, 예를 들어, 약 50% 내지 약 70%일 수 있다. In one embodiment, the groove depth change rate according to the above formula 3 can be from about 20% to about 80%, for example, from about 30% to about 80%, for example, from about 40% to about 80%, for example, from about 45% to about 75%, for example, from about 50% to about 70%.
도 1을 참조할 때, 상기 그루브(14)의 깊이(d1)는 상기 수명 도입 시점의 깊이(Gi)로부터 상기 수명 종결 시점의 깊이(Gf)에 이르기까지 연마 공정 중에 변화하게 된다. 구체적으로, 상기 그루브(14)의 깊이(d1)는 상기 연마면(11)과 연마 대상의 피연마면이 상호 물리적인 접촉에 의해 연마됨에 따라 상기 연마면(11)이 깎여 나가는 과정에 의해 그 깊이(d1)가 점차 얕아지게 된다. 이때, 상기 수명 도입 시점의 그루브의 깊이(Gi)와 상기 수명 종결 시점의 그루브의 깊이(Gf)를 요소로 하는 상기 식 3의 값은 상기 연마 가변층(101)의 신율, 인장강도, 경도 등의 물리적인 특성이 적절히 뒷받침되어야 전술한 범위를 만족할 수 있다. 구체적으로, 상기 연마 가변층(101)의 물리적 물성이 적절히 뒷받침 되지 않는다면, 상기 그루브의 깊이(d1)가 얕아질수록 연마 슬러리 등의 유동성 변화가 연마 성능에 미치는 영향력이 커져, 전체적인 연마 성능이 급격히 저하될 우려가 있다. 일 구현예에 따른 상기 연마 가변층(101)은 상기 식 3의 값이 전술한 범위를 만족함으로써 이에 상응하는 최적의 물리적 물성을 나타낼 수 있고, 이를 바탕으로, 상기 그루브의 깊이(d1)가 얕아지더라도 연마 성능에 대한 그 영향력을 최소화하여 연마 공정 전체에 걸쳐 우수한 연마 성능을 구현할 수 있다. 또한, 상기 연마 가변층(101)의 사용 기간이 극대화됨에 따라 상기 연마패드의 수명 장기화 효과를 획득할 수 있다. Referring to FIG. 1, the depth (d1) of the groove (14) changes during the polishing process from the depth (Gi) at the time of introduction of the life to the depth (Gf) at the time of termination of the life. Specifically, the depth (d1) of the groove (14) gradually becomes shallower as the polishing surface (11) is worn away as the polishing surface (11) and the polishing target surface are polished through physical contact with each other. At this time, the value of the equation 3, which has as elements the depth (Gi) of the groove at the time of introduction of the life and the depth (Gf) of the groove at the time of termination of the life, can satisfy the aforementioned range only when the physical characteristics of the polishing variable layer (101), such as elongation, tensile strength, and hardness, are appropriately supported. Specifically, if the physical properties of the polishing variable layer (101) are not properly supported, the shallower the groove depth (d1) becomes, the greater the influence of changes in the fluidity of the polishing slurry, etc., on the polishing performance, which may rapidly deteriorate the overall polishing performance. The polishing variable layer (101) according to one embodiment can exhibit optimal physical properties corresponding thereto by satisfying the above-mentioned range of the value of the above-mentioned Equation 3, and based on this, even if the groove depth (d1) becomes shallow, the influence thereof on the polishing performance can be minimized, thereby implementing excellent polishing performance throughout the entire polishing process. In addition, as the usage period of the polishing variable layer (101) is maximized, the effect of extending the life of the polishing pad can be obtained.
도 1을 참조할 때, 상기 그루브(14)의 폭(w1)은 상기 연마 공정 중에 상기 연마면(11)과 연마 대상의 피연마면의 물리적인 접촉 면적의 크기에 영향을 줄 수 있다. 이에 따라, 연마 대상의 종류; 상기 연마액 또는 연마 슬러리의 종류; 및 목적 연마 성능 등에 따라 상기 그루브(14)의 폭(w1)을 적절히 설계하여 필요하 연마 성능을 구현할 수 있다. 예를 들어, 상기 그루브(14)의 폭(w1)은 약 0.2mm 내지 약 1.0mm일 수 있고, 예를 들어, 약 0.3mm 내지 약 0.8mm일 수 있고, 예를 들어, 약 0.4mm 내지 약 0.7mm, 예를 들어, 약 0.4mm 내지 약 0.6mm일 수 있다. Referring to FIG. 1, the width (w1) of the groove (14) can affect the size of the physical contact area between the polishing surface (11) and the target polishing surface of the polishing object during the polishing process. Accordingly, the width (w1) of the groove (14) can be appropriately designed to implement the required polishing performance depending on the type of the polishing object; the type of the polishing liquid or polishing slurry; and the intended polishing performance. For example, the width (w1) of the groove (14) can be about 0.2 mm to about 1.0 mm, for example, about 0.3 mm to about 0.8 mm, for example, about 0.4 mm to about 0.7 mm, for example, about 0.4 mm to about 0.6 mm.
상기 연마 가변층(101)이 상기 연마면(11)에 복수의 그루브(14)를 포함하는 경우, 인접한 두 그루브(14) 사이의 간격으로 정의되는 상기 그루브(14)의 피치(pitch, p1)도 상기 그루브(14)의 폭(w1)과 동일한 맥락 하에 적절히 설계되어 필요한 연마 성능의 구현에 기여할 수 있다. 예를 들어, 상기 그루브(14)의 피치(p1)는 약 1.5mm 내지 약 5.0mm일 수 있고, 예를 들어, 약 1.5mm 내지 약 4.0mm일 수 있고, 예를 들어, 약 1.5mm 내지 약 3.0mm일 수 있다. When the above-described polishing variable layer (101) includes a plurality of grooves (14) on the above-described polishing surface (11), the pitch (pitch, p1) of the grooves (14), which is defined as the space between two adjacent grooves (14), may also be appropriately designed in the same context as the width (w1) of the grooves (14) to contribute to the implementation of the required polishing performance. For example, the pitch (p1) of the grooves (14) may be about 1.5 mm to about 5.0 mm, for example, about 1.5 mm to about 4.0 mm, for example, about 1.5 mm to about 3.0 mm.
상기 그루브의 폭(w1) 및 피치(p1)의 수치 범위는 연마 공정 중에 실질적으로 변화가 거의 없는 구조적 구성이나, 예를 들어, 각각의 범위는 상기 연마 가변층(101)의 수명 도입 시점을 기준으로 측정한 값일 수 있다. The numerical ranges of the width (w1) and pitch (p1) of the groove above are structural configurations that are substantially unchanged during the polishing process, but, for example, each range may be a value measured based on the introduction time of the life of the polishing variable layer (101).
일 구현예에서, 상기 연마 가변층(101) 및 상기 연마 불변층(102)은 상호 상이한 재질로 이루어질 수 있다. 본 명세서에서 '상이한 재질'이라 함은, 상호 중첩되는 성분이 전혀 없는 경우뿐만 아니라, 일부 동일한 성분을 포함하더라도 전체적인 조성이 상이하여 이질적인 재질로 인식되는 경우를 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 상기 연마 가변층(101) 및 상기 연마 불변층(102)을 상호 상이한 재질로 구성함으로써 상기 연마패드 두께 방향에 걸친 물성을 보다 정밀하고 미세하게 설계할 수 있고, 이로써 다양한 용도의 다양한 목적에 따른 연마 성능의 구현이 가능할 수 있다. In one embodiment, the polishing variable layer (101) and the polishing constant layer (102) may be formed of different materials. It should be understood that the term "different materials" in this specification includes not only a case where there are no overlapping components at all, but also a case where the overall composition is different and thus recognized as a heterogeneous material even if some of the same components are included. By forming the polishing variable layer (101) and the polishing constant layer (102) of different materials, the physical properties along the thickness direction of the polishing pad can be designed more precisely and minutely, thereby enabling the implementation of polishing performance for various purposes of various applications.
일 구현예에서, 상기 연마 가변층은 열경화성 수지를 포함하고, 상기 연마 불변층은 열가소성 수지를 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 연마패드 두께 방향에 걸친 물성을 보다 정밀하고 미세하게 설계할 수 있고, 이로써 다양한 용도의 다양한 목적에 따른 연마 성능의 구현이 가능할 수 있다. In one embodiment, the polishing variable layer may include a thermosetting resin, and the polishing constant layer may include a thermoplastic resin. In this case, the physical properties along the thickness direction of the polishing pad can be designed more precisely and finely, thereby enabling the implementation of polishing performance for various purposes in various applications.
예를 들어, 상기 연마 가변층(101)은 우레탄계 프리폴리머를 포함하는 예비 조성물의 경화물을 포함할 수 있다. 일 구현예에서, 상기 경화물은 열경화물일 수 있다. 일 구현예에서, 상기 예비 조성물은 경화제 및 발포제를 더 포함할 수 있다. 상기 '프리폴리머(prepolymer)'는 경화물의 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. For example, the polishing variable layer (101) may include a cured product of a preliminary composition including a urethane-based prepolymer. In one embodiment, the cured product may be a thermosetting product. 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 for easy molding in the production of a cured product. The prepolymer may be subjected to an additional curing process such as heating and/or pressurization on its own, or may be reacted by mixing with an additional compound such as another polymerizable compound, for example, a heterogeneous monomer or a heterogeneous prepolymer, and then molded into a final cured product.
일 구현예에서, 상기 우레탄계 프리폴리머는 이소시아네이트 화합물과 폴리올 화합물을 반응시켜 제조될 수 있다. In one embodiment, the urethane-based prepolymer can be prepared by reacting an isocyanate compound and a polyol compound.
상기 우레탄계 프리폴리머의 제조에 사용되는 상기 이소시아네이트 화합물은, 방향족 디이소시아네이트, 지방족 디이소시아네이트, 지환족 디이소시아네이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 사용할 수 있다. 예를 들어, 상기 이소시아네이트 화합물은 방향족 디이소시아네이트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 이소시아네이트 화합물은 방향족 디이소시아네이트 및 지환족 디이소시아네이트를 포함할 수 있다.The isocyanate compound used in the production of the above urethane-based prepolymer may be one selected from the group consisting of aromatic diisocyanate, aliphatic diisocyanate, alicyclic diisocyanate, and combinations thereof. For example, the isocyanate compound may include aromatic diisocyanate. For example, the isocyanate compound may include aromatic diisocyanate and alicyclic diisocyanate.
상기 이소시아네이트 화합물은, 예를 들어, 2,4-톨루엔디이소시아네이트(2,4-toluenediisocyanate, 2,4-TDI), 2,6-톨루엔디이소시아네이트(2,6-toluenediisocyanate, 2,6-TDI) 나프탈렌-1,5-디이소시아네이트(naphthalene-1,5-diisocyanate), 파라-페닐렌디이소시아네이트(p-phenylenediisocyanate), 토리딘디이소시아네이트(tolidinediisocyanate), 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트(4,4'-diphenylmethanediisocyanate), 헥사메틸렌디이소시아네이트(hexamethylenediisocyanate), 디사이클로헥실메탄디이소시아네이트(dicyclohexylmethanediisocyanate), 4,4'-디사이클로헥실메탄디이소시아네이트(4,4'-dicyclohexylmethanediisocyanate, H12MDI), 이소포론디이소시아네이트(isoporone diisocyanate) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다.The above isocyanate compounds include, for example, 2,4-toluenediisocyanate (2,4-TDI), 2,6-toluenediisocyanate (2,6-TDI), naphthalene-1,5-diisocyanate, p-phenylenediisocyanate, tolidinediisocyanate, 4,4'-diphenylmethanediisocyanate, hexamethylenediisocyanate, dicyclohexylmethanediisocyanate, It may include one selected from the group consisting of 4,4'-dicyclohexylmethanediisocyanate (H 12 MDI), isophorone diisocyanate, and combinations thereof.
상기 '폴리올(polyol)'이란 분자 당 히드록시기(-OH)를 적어도 2 이상 포함하는 화합물을 의미한다. 일 구현예에서, 상기 폴리올 화합물은 히드록시기가 2개인 2가 알코올 화합물 즉, 디올(diol) 또는 글리콜(glycol); 또는 히드록시기가 3개인 3가 알코올 화합물, 즉, 트리올(triol) 화합물을 포함할 수 있다. The above 'polyol' means a compound containing at least two hydroxyl groups (-OH) per molecule. In one embodiment, the polyol compound may include a dihydric alcohol compound having two hydroxyl groups, i.e., a diol or glycol; or a trihydric alcohol compound having three hydroxyl groups, i.e., a triol compound.
상기 폴리올 화합물은 예를 들어, 폴리에테르계 폴리올(polyether polyol), 폴리에스테르계 폴리올(polyester polyol), 폴리카보네이트계 폴리올(polycarbonate polyol), 아크릴계 폴리올(acryl polyol) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다.The above polyol compound may include, for example, one selected from the group consisting of polyether polyol, polyester polyol, polycarbonate polyol, acrylic polyol, and combinations thereof.
상기 폴리올 화합물은 예를 들어, 폴리테트라메틸렌에테르글리콜(PTMG), 폴리프로필렌에테르글리콜, 에틸렌글리콜, 1,2-프로필렌글리콜, 1,3- 프로필렌글리콜, 1,2-부탄디올, 1,3-부탄디올, 2-메틸-1,3-프로판디올, 1,4-부탄디올, 네오펜틸 글리콜, 1,5-펜탄디올, 3-메틸-1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 디에틸렌글리콜(DEG), 디프로필렌글리콜(DPG), 트리프로필렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 폴리프로필렌트리올 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다.The above polyol compound may include, for example, one selected from the group consisting of polytetramethylene ether glycol (PTMG), polypropylene ether glycol, ethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-propylene glycol, 1,2-butanediol, 1,3-butanediol, 2-methyl-1,3-propanediol, 1,4-butanediol, neopentyl glycol, 1,5-pentanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, diethylene glycol (DEG), dipropylene glycol (DPG), tripropylene glycol, polypropylene glycol, polypropylene triol, and combinations thereof.
상기 폴리올 화합물은 이의 중량평균분자량(Mw)이 약 100g/mol 내지 약 3,000g/mol일 수 있고, 예를 들어, 약 100g/mol 내지 약 2,000g/mol일 수 있고, 예를 들어, 약 100g/mol 내지 약 1,800g/mol일 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, about 100 g/mol to about 2,000 g/mol, for example, about 100 g/mol to about 1,800 g/mol.
일 구현예에서, 상기 폴리올 화합물은 중량평균분자량(Mw)이 약 100g/mol 이상, 약 300g/mol 미만인 저분자량 폴리올 및 중량평균분자량(Mw)이 약 300g/mol 이상, 약 1800g/mol 이하인 고분자량 폴리올을 포함할 수 있다. 상기 고분자량 폴리올의 중량평균분자량(Mw)은 예를 들어, 약 500g/mol 이상, 약 1,800g/mol 이하일 수 있고, 예를 들어, 약 700g/mol 이상, 약 1,800g/mol 이하일 수 있다. 이 경우, 상기 폴리올 화합물은 상기 우레탄계 프리폴리머 내에서 적절한 가교 구조를 형성할 수 있고, 상기 우레탄계 프리폴리머를 포함하는 예비 조성물이 소정의 공정 조건 하에 경화되어 형성된 상기 연마 가변층(101)이 전술한 효과를 구현하기에 보다 유리할 수 있다.In one embodiment, the polyol compound may include 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. The weight average molecular weight (Mw) of the high molecular weight polyol may be, for example, about 500 g/mol or more and about 1800 g/mol or less, or may be, for example, about 700 g/mol or more and about 1800 g/mol or less. In this case, the polyol compound may form an appropriate crosslinking structure in the urethane-based prepolymer, and the polishing variable layer (101) formed by curing the preliminary composition including the urethane-based prepolymer under predetermined process conditions may be more advantageous in implementing the aforementioned effect.
상기 우레탄계 프리폴리머는 이의 중량평균분자량(Mw)이 약 500g/mol 내지 약 3,000g/mol일 수 있고, 예를 들어, 약 600g/mol 내지 약 2,000g/mol일 수 있고, 예를 들어, 약 800g/mol 내지 약 1,000g/mol일 수 있다. 상기 우레탄계 프리폴리머가 전술한 중량평균분자량(Mw)에 상응하는 중합도를 가지는 경우, 상기 예비 조성물이 소정의 공정 조건 하에서 경화되어 형성된 상기 연마 가변층(101)이 전술한 효과를 구현하기에 보다 유리할 수 있다.The above urethane-based prepolymer may have a weight average molecular weight (Mw) of about 500 g/mol to about 3,000 g/mol, 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 above-described weight average molecular weight (Mw), the polishing variable layer (101) formed by curing the preliminary composition under predetermined process conditions may be more advantageous in implementing the above-described effect.
일 구현예에서, 상기 우레탄계 프리폴리머를 제조하기 위한 상기 이소시아네이트 화합물은 방향족 디이소시아네이트를 포함할 수 있다. 상기 방향족 디이소시아네이트는, 예를 들어, 2,4-톨루엔디이소시아네이트(2,4-TDI)를 포함할 수 있고, 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 상기 폴리올 화합물은, 예를 들어, 폴리테트라메틸렌에테르글리콜(PTMG) 및 디에틸렌글리콜(DEG)을 포함할 수 있다.In one embodiment, the isocyanate compound for producing the urethane-based prepolymer may include an aromatic diisocyanate. The aromatic diisocyanate may include, for example, 2,4-toluene diisocyanate (2,4-TDI), and may include, for example, 2,4-toluene diisocyanate (2,4-TDI) and 2,6-toluene diisocyanate (2,6-TDI). In addition, the polyol compound for producing the urethane-based prepolymer may include, for example, polytetramethylene ether glycol (PTMG) and diethylene glycol (DEG).
다른 구현예에서, 상기 우레탄계 프리폴리머를 제조하기 위한 상기 이소시아네이트 화합물은 방향족 디이소시아네이트 및 지환족 디이소시아네이트를 포함할 수 있다. 상기 방향족 디이소시아네이트는, 예를 들어, 2,4-톨루엔디이소시아네이트(2,4-TDI)를 포함할 수 있고, 예를 들어, 2,4-톨루엔디이소시아네이트(2,4-TDI) 및 2,6-톨루엔디이소시아네이트(2,6-TDI)를 포함할 수 있다. 상기 지환족 디이소시아네이트는, 예를 들어, 4,4'-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 producing the urethane-based prepolymer may include an aromatic diisocyanate and an alicyclic diisocyanate. The aromatic diisocyanate may include, for example, 2,4-toluene diisocyanate (2,4-TDI), and may include, for example, 2,4-toluene diisocyanate (2,4-TDI) and 2,6-toluene diisocyanate (2,6-TDI). The alicyclic diisocyanate may include, for example, 4,4'-dicyclohexyl methane diisocyanate (H 12 MDI). In addition, the polyol compound for producing the urethane-based prepolymer may include, for example, polytetramethylene ether glycol (PTMG) and diethylene glycol (DEG).
일 구현예에서, 상기 이소시아네이트 화합물 총 중량 100 중량부 대비, 상기 폴리올 화합물 총 중량이 약 100 중량부 내지 약 180 중량부일 수 있고, 예를 들어, 약 100 중량부 초과, 약 180 중량부 이하일 수 있고, 예를 들어, 약 110 중량부 내지 약 160 중량부일 수 있고, 예를 들어, 약 120 중량부 내지 약 150 중량부일 수 있다. In one embodiment, the total weight of the polyol compound may be from about 100 parts by weight to about 180 parts by weight, relative to 100 parts by weight of the total weight of the isocyanate compound, for example, greater than about 100 parts by weight and less than or equal to about 180 parts by weight, for example, from about 110 parts by weight to about 160 parts by weight, for example, from about 120 parts by weight to about 150 parts by weight.
다른 구현예에서, 상기 이소시아네이트 화합물 총 중량 100 중량부 대비, 상기 폴리올 화합물 총 중량이 약 180 중량부 초과, 약 250 중량부 이하일 수 있고, 예를 들어, 약 185 중량부 내지 약 250 중량부일 수 있고, 예를 들어, 약 190 중량부 내지 약 240 중량부일 수 있다. In another embodiment, the total weight of the polyol compound may be greater than about 180 parts by weight and less than or equal to about 250 parts by weight, for example, from about 185 parts by weight to about 250 parts by weight, for example, from about 190 parts by weight to about 240 parts by weight, relative to 100 parts by weight of the total weight of the isocyanate compound.
일 구현예에서, 상기 폴리올 화합물이 폴리테트라메틸렌에테르글리콜(PTMG)를 포함하고, 상기 폴리테트라메틸렌에테르글리콜(PTMG)의 함량은 상기 이소시아네이트 화합물 전체 중량 100 중량부 대비, 약 100 중량부 내지 약 250 중량부일 수 있고, 예를 들어, 약 100 중량부 초과, 약 250 중량부 이하일 수 있고, 예를 들어, 약 110 중량부 내지 약 220 중량부 일 수 있고, 예를 들어, 약 110 중량부 내지 약 140 중량부일 수 있다.In one embodiment, the polyol compound includes polytetramethylene ether glycol (PTMG), and the content of the polytetramethylene ether glycol (PTMG) can be from about 100 parts by weight to about 250 parts by weight relative to 100 parts by weight of the total weight of the isocyanate compound, for example, can be more than about 100 parts by weight and less than or equal to about 250 parts by weight, for example, can be from about 110 parts by weight to about 220 parts by weight, for example, can be from about 110 parts by weight to about 140 parts by weight.
다른 구현예에서, 상기 폴리올 화합물이 폴리테트라메틸렌에테르글리콜(PTMG)를 포함하고, 상기 폴리테트라메틸렌에테르글리콜(PTMG)의 함량은 상기 이소시아네이트 화합물 전체 중량 100 중량부 대비, 약 150 중량부 내지 약 250 중량부일 수 있고, 예를 들어, 약 180 중량부 내지 약 230 중량부일 수 있다. In another embodiment, the polyol compound comprises polytetramethylene ether glycol (PTMG), and the content of the polytetramethylene ether glycol (PTMG) may be about 150 parts by weight to about 250 parts by weight, for example, about 180 parts by weight to about 230 parts by weight, relative to 100 parts by weight of the total weight of the isocyanate compound.
일 구현예에서, 상기 폴리올 화합물이 디에틸렌글리콜(DEG)를 포함하고, 상기 디에틸렌글리콜(DEG)의 함량은 상기 이소시아네이트 화합물 전체 중량 100 중량부 대비 약 1 중량부 내지 약 20 중량부 일 수 있고, 예를 들어, 약 1 중량부 내지 약 15 중량부일 수 있다.In one embodiment, the polyol compound comprises diethylene glycol (DEG), and the content of diethylene glycol (DEG) may be from about 1 part by weight to about 20 parts by weight relative to 100 parts by weight of the total weight of the isocyanate compound, for example, from about 1 part by weight to about 15 parts by weight.
일 구현예에서, 상기 이소시아네이트 화합물이 상기 방향족 디이소시아네이트를 포함하고, 상기 방향족 디이소시아네이트가 2,4-TDI 및 2,6-TDI를 포함하며, 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 중량부일 수 있고, 예를 들어, 약 20 중량부 내지 약 30 중량부 일 수 있다.In one embodiment, the isocyanate compound comprises the aromatic diisocyanate, and the aromatic diisocyanate comprises 2,4-TDI and 2,6-TDI, and the content of the 2,6-TDI can be about 1 part by weight to about 40 parts by weight relative to 100 parts by weight of the 2,4-TDI, for example, about 1 part by weight to about 30 parts by weight, for example, about 3 parts by weight to about 28 parts by weight, for example, about 20 parts by weight to about 30 parts by weight.
다른 구현예에서, 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 1 중량부 내지 약 20 중량부일 수 있고, 예를 들어, 약 1 중량부 내지 약 10 중량부일 수 있다.In another embodiment, the content of the 2,6-TDI may be about 1 part by weight to about 40 parts by weight relative to 100 parts by weight of the 2,4-TDI, for example, about 1 part by weight to about 30 parts by weight, for example, about 1 part by weight to about 20 parts by weight, for example, about 1 part by weight to about 10 parts by weight.
일 구현예에서, 상기 이소시아네이트 화합물이 상기 방향족 디이소시아네이트 및 상기 지환족 디이소시아네이트를 포함하고, 상기 지환족 디이소시아네이트의 함량은 상기 방향족 디이소시아네이트 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 one embodiment, the isocyanate compound includes the aromatic diisocyanate and the alicyclic diisocyanate, and the content of the alicyclic diisocyanate may be about 5 parts by weight to about 30 parts by weight relative to 100 parts by weight of the total aromatic diisocyanate, for example, about 10 parts by weight to about 25 parts by weight.
상기 예비 조성물이 전술한 조성적 특징을 만족하는 경우, 상기 예비 조성물의 경화를 통하여 제조된 상기 연마 가변층(101)이 적절한 물리적/기계적 물성을 나타낼 수 있고, 상기 식 3에 의한 그루브 깊이 변화율이 전술한 범위를 만족함으로써 균일한 연마 성능의 구현 및 수명 극대화에 기여할 수 있다. 또한, 상기 물리적/기계적 물성을 바탕으로 상기 연마면(11)을 통하여 연마 대상에 대한 우수한 강성 및 탄성 등을 제공하여 우수한 연마 성능을 구현하기에 유리할 수 있다. When the above-described preliminary composition satisfies the above-described compositional characteristics, the polishing variable layer (101) manufactured through the curing of the above-described preliminary composition can exhibit appropriate physical/mechanical properties, and the groove depth change rate according to the above-described formula 3 can contribute to the implementation of uniform polishing performance and maximization of the service life by satisfying the above-described range. In addition, based on the above-described physical/mechanical properties, it can be advantageous to implement excellent polishing performance by providing excellent rigidity and elasticity to the polishing target through the polishing surface (11).
상기 예비 조성물은 이소시아네이트기 함량(NCO%)이 약 5중량% 내지 약 11중량%일 수 있고, 예를 들어, 약 5중량% 내지 약 10중량%일 수 있다. 일 구현예에서, 상기 이소시아네이트기 함량(NCO%)는 약 5중량% 내지 약 8.5중량%일 수 있고, 다른 구현예에서, 상기 이소시아네이트기 함량(NCO%)는 약 8.5중량% 내지 약 10중량%일 수 있다. 상기 '이소시아네이트기 함량'은 상기 예비 조성물의 전체 중량 중에서 우레탄 반응되지 않고 자유 반응기로 존재하는 이소시아네이트기(-NCO) 중량의 백분율을 의미한다. 상기 예비 조성물의 이소시아네이트기 함량(NCO%)은 상기 우레탄계 프리폴리머를 제조하기 위한 모노머의 종류 및 함량, 상기 우레탄계 프리폴리머 제조 공정의 온도 및 압력 등의 공정 조건, 및 상기 우레탄계 프리폴리머 제조에 이용되는 첨가제의 종류 등을 종합적으로 조절하여 설계될 수 있다. 상기 이소시아네이트기 함량이 상기 범위를 만족하는 경우, 상기 예비 조성물의 경화를 통하여 제조된 상기 연마 가변층(101)이 적절한 물리적/기계적 특성을 확보하기에 유리하며, 상기 연마 불변층(102)과 적층된 상태로 적용되어, 연마 대상에 상기 연마면(11)을 통한 우수한 연마 성능을 부여하기에 유리할 수 있다. The above preliminary composition may have an isocyanate group content (NCO%) of about 5 wt% to about 11 wt%, for example, about 5 wt% to about 10 wt%. In one embodiment, the isocyanate group content (NCO%) may be about 5 wt% to about 8.5 wt%, and in another embodiment, the isocyanate group content (NCO%) may be about 8.5 wt% to about 10 wt%. The 'isocyanate group content' refers to the percentage of the weight of the isocyanate group (-NCO) that is not subjected to urethane reaction and exists as a free reactor, among the total weight of the preliminary composition. The isocyanate group content (NCO%) of the preliminary composition may be designed by comprehensively controlling the type and content of the monomer for producing the urethane-based prepolymer, the process conditions such as temperature and pressure of the urethane-based prepolymer production process, and the type of the additive used in the production of the urethane-based prepolymer. When the above isocyanate group content satisfies the above range, the polishing variable layer (101) manufactured through curing of the preliminary composition is advantageous in securing appropriate physical/mechanical properties, and may be advantageous in providing excellent polishing performance to the polishing target through the polishing surface (11) by being applied in a laminated state with the polishing constant layer (102).
일 구현예에서, 상기 예비 조성물은 경화제를 더 포함할 수 있다. 상기 경화제는 상기 우레탄계 프리폴리머와 화학적으로 반응하여 상기 연마 가변층(101) 내의 최종 경화 구조체를 형성하기 위한 화합물로서, 예를 들어, 아민 화합물 또는 알코올 화합물을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 경화제는 방향족 아민, 지방족 아민, 방향족 알코올, 지방족 알코올 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다.In one embodiment, the preparatory composition may further include a curing agent. The curing agent is a compound for chemically reacting with the urethane-based prepolymer to form a final cured structure within the polishing variable layer (101), 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 an aromatic amine, an aliphatic amine, an aromatic alcohol, an aliphatic alcohol, 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), 메틸렌 비스-메틸안트라닐레이드(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 may be selected from the group consisting of 4,4'-methylenebis(2-chloroaniline; MOCA), diethyltoluenediamine (DETDA), diaminodiphenylmethane, dimethyl thio-toluene diamine (DMTDA), propanediol bis p-aminobenzoate, methylene bis-methylanthranilate, diaminodiphenylsulfone, m-xylylenediamine, isophoronediamine, ethylenediamine, diethylenetriamine, triethylenetetramine, It may include one selected from the group consisting of polypropylenediamine, polypropylenetriamine, bis(4-amino-3-chlorophenyl)methane, and combinations thereof.
상기 예비 조성물은 전체 중량 100 중량부 대비 상기 경화제를 약 18 중량부 내지 약 27 중량부, 예를 들어, 약 19 중량부 내지 약 26 중량부, 예를 들어, 약 20 중량부 내지 약 26 중량부 포함할 수 있다. 상기 경화제의 함량이 상기 범위를 만족하는 경우, 상기 연마패드의 목적 성능을 구현하는 데 보다 유리할 수 있다. The above preliminary composition may contain about 18 parts by weight to about 27 parts by weight of the curing agent, 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 total weight. When the content of the curing agent satisfies the above range, it may be more advantageous in implementing the intended performance of the polishing pad.
상기 예비 조성물 중의 이소시아네이트기(-NCO)와 상기 경화제 중의 반응기의 몰비(NCO:반응기)는 약 1:0.80 내지 약 1:1.20일 수 있고, 예를 들어, 약 1:0.90 내지 약 1:1.10일 수 있고, 예를 들어, 약 1:0.90 내지 약 1:1.00일 수 있고, 예를 들어, 약 1:90 이상, 약 1:1.00 미만일 수 있다. 상기 반응기는 상기 경화제의 종류에 따라 달라질 수 있으나, 예를 들어, 아민기(-NH2) 또는 수산화기(-OH)일 수 있다. 상기 예비 조성물 중의 이소시아네이트기와 상기 경화제 중의 반응기의 몰비가 전술한 범위를 만족하는 경우, 상기 예비 조성물 중의 우레탄계 프리폴리머와 상기 경화제의 화학적 반응에 의하여 적절한 가교 구조가 형성될 수 있고, 그 결과, 상기 연마 가변층(101)이 적정 수준의 인장강도 및 신율 등의 물리적/기계적 물성을 확보하여, 상기 연마면(11)을 통해 연마 대상의 피연마면에 우수한 연마 성능을 전달할 수 있다.The molar ratio of the isocyanate group (-NCO) in the above-described preliminary composition to the reactive group in the above-described curing agent (NCO:reactive group) may be about 1:0.80 to about 1:1.20, for example, about 1:0.90 to about 1:1.10, for example, about 1:0.90 to about 1:1.00, for example, about 1:90 or more and less than about 1:1.00. The reactive group may vary depending on the type of the curing agent, but may be, for example, an amine group (-NH 2 ) or a hydroxyl group (-OH). When the molar ratio of the isocyanate group in the above-described preliminary composition and the reactive group in the above-described curing agent satisfies the above-described range, an appropriate crosslinking structure can be formed by a chemical reaction between the urethane-based prepolymer in the above-described preliminary composition and the curing agent, and as a result, the polishing variable layer (101) secures physical/mechanical properties such as an appropriate level of tensile strength and elongation, and can transmit excellent polishing performance to the polishing surface of the polishing target through the polishing surface (11).
상기 연마 가변층(101)은 복수의 기공(15)을 포함하는 다공성 구조일 수 있다. 상기 연마 가변층(101)의 최상부 표면에 위치하는 복수의 기공(15)은 그 내부의 적어도 일부가 외부로 드러나 상기 연마면(11)에 소정의 표면 조도를 부여할 수 있다. 도 2는 연마 공정 중에 일 구현예에 따른 상기 연마면(11)의 구조적 변화를 개략적으로 도시한 것이다. 구체적으로, 도 2는 일 구현예에 따른 상기 복수의 기공(15) 중에서 상기 연마면(11) 상에서 그 내부가 외부로 드러난 일부 기공의 연마 과정 중의 구조적 변화를 개략적으로 도시한 모식도이다. 도 2를 참조할 때, 상기 복수의 기공(15)은 상기 연마 가변층(101) 전체에 분산되어 있기 때문에, 상기 연마면(11)을 통한 연마 과정에서 최상부면이 점차 깎이더라도 지속적으로 표면 조도를 형성하는 데에 기여할 수 있다. 다만, 상기 연마면(11) 상에 그 내부가 드러난 기공(15)의 경우 소정의 가압 조건 하에서 진행되는 연마 공정이 지속됨에 따라 상기 연마면(11)과 상기 기공(15)의 경계에 해당하는 부분이 물리적으로 압력을 받아 눌리면서 형태가 변형되게 되고, 이러한 현상은 상기 연마면(11)의 표면 조도의 변화에 영향을 주게 된다. The above-described polishing variable layer (101) may be a porous structure including a plurality of pores (15). The plurality of pores (15) located on the uppermost surface of the polishing variable layer (101) may have at least a portion of their interiors exposed to the outside to provide a predetermined surface roughness to the polishing surface (11). FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a structural change of the polishing surface (11) according to one embodiment during a polishing process. Specifically, FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a structural change of some pores among the plurality of pores (15) whose interiors are exposed to the outside on the polishing surface (11) according to one embodiment during a polishing process. Referring to FIG. 2, since the plurality of pores (15) are dispersed throughout the polishing variable layer (101), even if the uppermost surface is gradually worn away during the polishing process through the polishing surface (11), they may contribute to continuously forming surface roughness. However, in the case of the pores (15) whose interiors are exposed on the polishing surface (11), as the polishing process is continued under a predetermined pressurized condition, the portion corresponding to the boundary between the polishing surface (11) and the pores (15) is physically pressed and deformed, and this phenomenon affects the change in the surface roughness of the polishing surface (11).
일 구현예에서, 상기 연마 가변층(101)에 포함된 상기 복수의 기공(15)은 그 평균 크기가 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 있다. 상기 복수이 기공이 전술한 크기를 만족함으로써 상기 식 1에 의한 제1 연마 가변성 지수가 상기 범위를 만족하기에 유리할 수 있고, 이에 따라, 목적 연마 성능의 구현 자체와 상기 연마 가변층의 수명 기간 전체에 걸쳐 균등한 성능을 구현하는 측면에서 보다 유리할 수 있다. 상기 복수의 기공(15)의 평균 크기는 2차원 값으로서, 상기 연마 가변층(101)의 수명 도입 시점을 기준으로 일 표면의 외부로 드러난 기공의 크기를 주사전자현미경(SEM) 또는 투과전자현미경(TEM) 등의 촬영 수단을 이용하여 촬영한 투영상에서 측정된 기공 직경의 수평균 값을 기준으로 한다. In one embodiment, the plurality of pores (15) included in the polishing variable layer (101) may have an average size of about 5 ㎛ to about 50 ㎛, for example, about 5 ㎛ to about 40 ㎛, for example, about 10 ㎛ to about 40 ㎛, for example, about 10 ㎛ to about 35 ㎛. Since the plurality of pores satisfy the above-described size, the first polishing variability index by the above-described formula 1 may be advantageously satisfied to satisfy the above range, and thus, may be advantageous in terms of implementing the target polishing performance itself and implementing uniform performance throughout the life of the polishing variable layer. The average size of the plurality of pores (15) is a two-dimensional value, and is based on the number average value of the pore diameter measured in a projection image taken using a photographing means such as a scanning electron microscope (SEM) or a transmission electron microscope (TEM) based on the size of the pores exposed to the outside of one surface at the time of introduction of the life of the polishing variable layer (101).
상기 예비 조성물은 발포제를 더 포함할 수 있다. 상기 발포제는 상기 연마 가변층(101) 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 above-described preliminary composition may further include a foaming agent. 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 within the polishing variable layer (101). In one embodiment, the foaming agent may include a solid foaming agent, a gaseous foaming agent, or a combination thereof.
상기 고상 발포제는 팽창성 입자를 포함할 수 있다. 상기 팽창성 입자는 열 또는 압력 등에 의하여 팽창이 가능한 특성을 갖는 입자로서, 상기 연마 가변층(101)을 제조하는 과정에서 가해지는 열 또는 압력 등에 의하여 최종 기공 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 연마 가변층의 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 above-described solid foaming agent may include expandable particles. The expandable particles are particles having a property of being expandable by heat or pressure, etc., and the final pore size may be determined by heat or pressure applied during the process of manufacturing the polishing variable layer (101). The expandable particles may include thermally expanded particles, unexpanded particles, or a combination thereof. The 'thermally expanded' particles refer to particles that have been pre-expanded by heat, and which have little or no change in size due to heat or pressure applied during the process of manufacturing the polishing variable layer. The 'unexpanded' particles refer to particles that have not been pre-expanded, and which have been expanded by heat or pressure applied during the process of manufacturing the polishing layer, and which have a final size determined.
상기 팽창성 입자의 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 팽창성 입자의 평균 입경은 열팽창된(expanded) 입자인 경우 열팽창된 입자 자체의 평균 입경을 의미하며, 미팽창된(unexpanded) 입자인 경우 열 또는 압력에 의해 팽창된 이후 입자의 평균 입경을 의미할 수 있다.The average particle diameter of the above expandable particles may be from about 5 μm to about 200 μm, for example, from about 20 μm to about 50 μm, for example, from about 21 μm to about 50 μm, for example, from about 21 μm to about 40 μm. The average particle diameter of the above expandable particles may refer to the average particle diameter of the thermally expanded particles themselves in the case of thermally expanded particles, and may refer to the average particle diameter of the particles after being expanded by heat or pressure in the case of unexpanded particles.
상기 팽창성 입자는 수지 재질의 외피; 및 상기 외피로 봉입된 내부에 존재하는 팽창 유발 성분을 포함할 수 있다. The above expandable particles may include an outer shell made of a resin material; and an expansion-inducing component present in an interior enclosed in the outer 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 may be at least one selected from the group consisting of a vinylidene chloride-based copolymer, an acrylonitrile-based copolymer, a methacrylonitrile-based copolymer, and an acrylic copolymer.
상기 팽창 유발 성분은 탄화수소 화합물, 클로로플루오로 화합물, 테트라알킬실란 화합물 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다. The above expansion-inducing component may include one selected from the group consisting of hydrocarbon compounds, chlorofluoro compounds, tetraalkylsilane compounds, 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 may include one selected from the group consisting of ethane, ethylene, propane, propene, n-butane, isobutene, n-butene, isobutene, n-pentane, isopentane, neopentane, n-hexane, heptane, petroleum ether, and combinations thereof.
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 above chlorofluoro compound may include one selected from the group consisting of trichlorofluoromethane (CCl 3 F), dichlorodifluoromethane (CCl 2 F 2 ), chlorotrifluoromethane (CClF 3 ), tetrafluoroethylene (CClF 2 -CClF 2 ), and combinations thereof.
상기 테트라알킬실란 화합물은 테트라메틸실란(tetramethylsilane), 트리메틸에틸실란(trimethylethylsilane), 트리메틸이소프로필실란(trimethylisopropylsilane), 트리메틸-n-프로필실란(trimethyl-n-propylsilane) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다.The above tetraalkylsilane compound may include one selected from the group consisting of tetramethylsilane, trimethylethylsilane, trimethylisopropylsilane, trimethyl-n-propylsilane, and combinations thereof.
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 foaming 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-treated solid foaming agent may prevent agglomeration between the plurality of particles. The inorganic component-treated solid foaming agent may have different chemical, electrical, and/or physical properties of the foaming agent surface from the solid foaming agent that is not inorganic component-treated.
예를 들어, 상기 고상 발포제는 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.For example, the solid foaming agent may be present in an amount of 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, for example, about 1.3 parts by weight to about 2.6 parts by weight, based on 100 parts by weight of the urethane-based prepolymer.
상기 기상 발포제는 불활성 가스를 포함할 수 있다. 상기 기상 발포제는 상기 우레탄계 프리폴리머와 상기 경화제가 반응하는 과정 중에 투입되어 기공 형성 요소로 사용될 수 있다.The above-mentioned gaseous foaming agent may contain an inert gas. The above-mentioned gaseous foaming agent may be introduced during the process of reacting the urethane-based prepolymer and the curing agent and used as a pore-forming element.
상기 불활성 가스는 상기 우레탄계 프리폴리머와 상기 경화제 간의 반응에 참여하지 않는 가스라면 종류가 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 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 inert gas is not particularly limited in type as long as it is a gas that does not participate in the reaction between the urethane-based prepolymer and the curing agent, but may include, for example, 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).
일 구현예에서, 상기 발포제는 고상 발포제를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 발포제는 고상발포제만으로 이루어질 수 있다. In one embodiment, the blowing agent may comprise a solid blowing agent. For example, the blowing agent may consist solely of a solid blowing agent.
상기 고상 발포제는 팽창성 입자를 포함하고, 상기 팽창성 입자는 열팡챙된 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 연마 가변층의 전 영역에 걸쳐 균일한 기공 특성을 구현하기에 유리할 수 있다.The above-mentioned solid foaming agent comprises expandable particles, and the expandable particles may comprise heat-expanded particles. For example, the above-mentioned solid foaming agent may be composed only of heat-expanded particles. When the solid foaming agent comprises only heat-expanded particles without including the above-mentioned unexpanded particles, the variability of the pore structure is reduced, but the predictability in advance is increased, which may be advantageous in implementing uniform pore characteristics over the entire area of the above-mentioned polishing variable 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 can be particles having an average particle diameter of about 5 μm to about 200 μm. The average particle diameter of the thermally expanded particles can be 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, for example, about 30 μm to about 70 μm, for example, about 25 μm to 45 μm, for example, about 40 μm to about 70 μm, for example, about 40 μm to about 60 μm. 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 can be from about 30 kg/m3 to about 80 kg/m3, for example, from about 35 kg/m3 to about 80 kg/m3, for example, from about 35 kg/m3 to about 75 kg/m3, for example, from about 38 kg/m3 to about 72 kg/m3, for example, from about 40 kg/m3 to about 75 kg/m3, for example, from about 40 kg/m3 to about 72 kg/m3.
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 gaseous foaming agent. For example, the foaming agent may include a solid foaming agent and a gaseous foaming agent. The solid foaming agent is as described above.
상기 기상 발포제는 질소 가스를 포함할 수 있다.The above-mentioned gaseous foaming agent may include nitrogen gas.
상기 기상 발포제는 상기 우레탄계 프리폴리머, 상기 고상 발포제 및 상기 경화제가 혼합되는 과정 중에 소정의 주입 라인(line)을 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 above-described gaseous foaming agent may be injected through a predetermined injection line during the process in which the urethane-based prepolymer, the solid foaming agent, and the curing agent are mixed. The injection speed of the gaseous foaming agent may be about 0.8 L/min to about 2.0 L/min, for example, about 0.8 L/min to about 1.8 L/min, for example, about 0.8 L/min to about 1.7 L/min, for example, about 1.0 L/min to about 2.0 L/min, for example, about 1.0 L/min to about 1.8 L/min, for example, about 1.0 L/min to about 1.7 L/min.
상기 연마 가변층을 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 manufacturing the above-mentioned polishing variable layer may further include other additives such as a surfactant, a reaction rate controlling agent, etc. The names 'surfactant', 'reaction rate controlling agent', etc. are names that are arbitrarily designated based on the main role of the corresponding substance, and each corresponding substance does not necessarily perform only the function limited to the role with 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 above surfactant is not particularly limited as long as it is a substance that prevents phenomena such as 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 상기 계면활성제를 사용할 경우, 상기 기상 발포제로부터 유래된 기공이 경화 몰드 내에서 안정하게 형성 및 유지되기에 유리할 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 may be included in an amount of 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, 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, based on 100 parts by weight of the urethane-based prepolymer. When the surfactant is used in an amount within the above range, it may be advantageous for pores derived from the gas-phase foaming agent to be stably formed and maintained in the curing mold.
상기 반응속도조절제는 반응 촉진 또는 반응 지연의 역할을 수행하는 것으로서 목적에 따라 반응촉진제, 반응지연제 또는 이들 모두를 사용할 수 있다. The above reaction rate regulator plays a role in promoting or retarding the reaction, and a reaction accelerator, a reaction retardant, or both can be used depending on the purpose.
상기 반응속도조절제는 반응촉진제를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 반응촉진제는 3차 아민계 화합물, 유기금속계 화합물 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다. The above reaction rate controlling agent may include a reaction accelerator. For example, the reaction accelerator may include one selected from the group consisting of a tertiary amine compound, an organometallic compound, and a combination thereof.
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, 디부틸틴 디머캅타이드 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다. 일 구현예에서, 상기 반응속도조절제는 벤질디메틸아민, N,N-디메틸사이클로헥실아민, 트리에틸아민 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다.Specifically, the reaction rate modifier 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, dimethylaminopropylamine, benzyldimethylamine, N-ethylmorpholine, N,N-dimethylaminoethylmorpholine, N,N-dimethylcyclohexylamine, 2-methyl-2-azanoboneine, dibutyltin dilaurate, stannous octoate, dibutyltin diacetate, dioctyltin diacetate, dibutyltin maleate, dibutyltin It may include one selected from the group consisting of di-2-ethylhexanoate, dibutyltin dimercaptide, and combinations thereof. In one embodiment, the reaction rate controlling agent may include one selected from the group consisting of benzyldimethylamine, N,N-dimethylcyclohexylamine, triethylamine, and combinations thereof.
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 상기 범위의 함량으로 사용되는 경우, 상기 제2 조성물의 경화 반응 속도를 조절함으로써 상기 연마 가변층이 원하는 크기의 기공 및 경도를 갖도록 하기에 유리할 수 있다.The above reaction rate control agent can 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 may be used in an amount of from about 0.05 part by weight to about 1.8 part by weight, for example, from about 0.05 part by weight to about 1.7 part by weight, for example, from about 0.05 part by weight to about 1.6 part by weight, for example, from about 0.1 part by weight to about 1.5 part by weight, for example, from about 0.1 part by weight to about 0.3 part by weight, for example, from about 0.2 part by weight to about 1.8 part by weight, for example, from about 0.2 part by weight to about 1.7 part by weight, for example, from about 0.2 part by weight to about 1.6 part by weight, for example, from about 0.2 part by weight to about 1.5 part by weight, for example, from about 0.5 part by weight to about 1 part by weight, based on 100 parts by weight of the urethane-based prepolymer. When the above reaction rate controlling agent is used in the above range of contents, it may be advantageous to control the curing reaction rate of the second composition so that the polishing variable layer has pores of a desired size and hardness.
상기 연마 가변층(101)이 적절히 선택된 화합물로부터 유래된 상기 예비 조성물의 경화물을 포함함으로써, 상기 식 1 내지 식 3의 값에 상응하는 연마 가변성을 구현할 수 있고, 상기 연마 불변층(102) 등의 기타 적층 구조와 함께 전체적인 상기 연마패드의 연마 성능 구현에 있어서, 적절한 물리적/기계적 물성을 부여하여 향상된 연마 결과를 도출할 수 있다. Since the above polishing variable layer (101) includes a cured product of the preliminary composition derived from an appropriately selected compound, polishing variability corresponding to the values of the above formulas 1 to 3 can be implemented, and together with other laminated structures such as the above polishing constant layer (102), in implementing the polishing performance of the overall polishing pad, appropriate physical/mechanical properties can be imparted, thereby deriving improved polishing results.
상기 연마 불변층(102)은, 전술한 바와 같이, 상기 연마 가변층(101)과 상이한 재질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 상기 연마 불변층(102)은 열가소성 수지를 포함할 수 있다. 상기 연마 불변층(102)이, 열경화성 수지를 포함하는 상기 연마 가변층(101)과 달리, 열가소성 수지를 포함하는 경우, 상기 연마 가변층(101)과 상기 연마 불면 영역(102)의 적층 구조를 통하여 목적하는 물리적/기계적 물성을 달성하기 보다 유리할 수 있고, 상기 연마패드(110)의 일부 구성에 대하여 재활용 가능성을 제고함으로써 본연의 연마 성능뿐만 아니라 친환경성을 향상시키는 효과를 얻을 수 있다. The above-described polishing constant layer (102) may be made of a different material from the polishing variable layer (101), as described above. For example, the polishing constant layer (102) may include a thermoplastic resin. In the case where the polishing constant layer (102) includes a thermoplastic resin, unlike the polishing variable layer (101) including a thermosetting resin, it may be more advantageous to achieve the desired physical/mechanical properties through the laminated structure of the polishing variable layer (101) and the polishing non-surface region (102), and by increasing the recyclability of some components of the polishing pad (110), it is possible to obtain the effect of improving not only the original polishing performance but also environmental friendliness.
상기 열가소성 수지는, 폴리에틸렌(Polyethylene, PE), 폴리프로필렌(Polypropylene, PP), 폴리스티렌(Polystyrene, PS), 폴리비닐클로라이드(Polyvinylchloride, PVC), 열가소성 폴리우레탄(Thermoplastic Polyurethane, TPU) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되 하나를 포함할 수 있다. The thermoplastic resin may include one selected from the group consisting of polyethylene (PE), polypropylene (PP), polystyrene (PS), polyvinylchloride (PVC), thermoplastic polyurethane (TPU), and combinations thereof.
일 구현예에서, 상기 열가소성 수지는 열가소성 폴리우레탄(Thermoplastic polyurethane, TPU)을 포함할 수 있다. 상기 TPU는 특별히 제한되지 않으나, 예를 들어, 방향족 이소시아네이트 성분 및 폴리올 성분의 반응 생성물을 포함할 수 있다. In one embodiment, the thermoplastic resin may include a thermoplastic polyurethane (TPU). The TPU is not particularly limited, but may include, for example, a reaction product of an aromatic isocyanate component and a polyol component.
상기 방향족 이소시아네이트 성분은 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) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다. The above aromatic isocyanate component may include, for example, one selected from the group consisting of 2,4-toluenediisocyanate (2,4-TDI), 2,6-toluenediisocyanate (2,6-TDI), naphthalene-1,5-diisocyanate, p-phenylenediisocyanate, tolidinediisocyanate, 4,4'-diphenylmethanediisocyanate, and combinations thereof.
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 above polyol compound may include, for example, one selected from the group consisting of polyether polyol, polyester polyol, polycarbonate polyol, acrylic polyol, and combinations thereof.
상기 열가소성 수지의 상기 폴리올 성분은 분자 당 히드록시기(-OH)가 3개 이상인 알코올 화합물을 포함하지 않을 수 있다. 다른 측면에서 설명하면, 상기 열가소성 수지의 상기 폴리올 성분은 분자 당 히드록시기(-OH)가 2개인 글리콜; 또는 디올 화합물로 이루어질 수 있다. The polyol component of the thermoplastic resin may not include an alcohol compound having three or more hydroxyl groups (-OH) per molecule. In another aspect, the polyol component of the thermoplastic resin may be composed of a glycol having two hydroxyl groups (-OH) per molecule; or a diol compound.
상기 열가소성 수지의 상기 폴리올 성분은 이의 중량평균분자량(Mw)이 약 80g/mol 내지 약 1000g/mol, 예를 들어, 약 90g/mol 내지 약 800g/mol일 수 있다. The polyol component of the thermoplastic resin may have a weight average molecular weight (Mw) of about 80 g/mol to about 1000 g/mol, for example, about 90 g/mol to about 800 g/mol.
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 above polyol compound may include, for example, one selected from the group consisting of 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 combinations thereof.
일 구현예에서, 상기 열가소성 수지는 상기 방향족 이소시아네이트 성분 100 중량부 대비, 상기 폴리올 성분을 총 약 80 중량부 내지 약 130 중량부, 예를 들어, 약 80 중량부 내지 약 80 중량부 내지 약 125 중량부, 예를 들어, 약 85 중량부 내지 약 120 중량부 포함하는 조성물의 반응 생성물을 포함할 수 있다.In one embodiment, the thermoplastic resin can include a reaction product of a composition comprising a total of about 80 parts by weight to about 130 parts by weight of the polyol component, for example, about 80 parts by weight to about 80 parts by weight to about 125 parts by weight, for example, about 85 parts by weight to about 120 parts by weight, relative to 100 parts by weight of the aromatic isocyanate component.
일 구현예에서, 상기 방향족 이소시아네이트 성분은 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트(4,4'-diphenylmethanediisocyanate)를 포함할 수 있고, 상기 폴리올 성분은 1,4-부탄디올 및 폴리테트라메틸렌에테르글리콜(PTMG)을 포함할 수 있다. In one embodiment, the aromatic isocyanate component may include 4,4'-diphenylmethanediisocyanate, and the polyol component may include 1,4-butanediol and polytetramethylene ether glycol (PTMG).
예를 들어, 상기 열가소성 수지는 상기 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트(4,4'-diphenylmethanediisocyanate) 100 중량부 대비 상기 1,4-부탄디올을 약 10 중량부 내지 약 30 중량부, 예를 들어, 약 10 중량부 내지 약 25 중량부, 예를 들어, 약 12 중량부 내지 약 20 중량부 포함하는 조성물의 반응 생성물을 포함할 수 있다. For example, the thermoplastic resin may include a reaction product of a composition including about 10 parts by weight to about 30 parts by weight, for example, about 10 parts by weight to about 25 parts by weight, for example, about 12 parts by weight to about 20 parts by weight, of 1,4-butanediol relative to 100 parts by weight of the 4,4'-diphenylmethanediisocyanate.
예를 들어, 상기 열가소성 수지는 상기 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트(4,4'-diphenylmethanediisocyanate) 100 중량부 대비 상기 폴리테트라메틸렌에테르글리콜(PTMG)를 약 70 중량부 내지 약 120 중량부, 예를 들어, 약 70 중량부 초과, 약 120 중량부 미만으로 포함하는 조성물의 반응 생성물을 포함할 수 있다. For example, the thermoplastic resin may include a reaction product of a composition including about 70 parts by weight to about 120 parts by weight, for example, more than about 70 parts by weight and less than about 120 parts by weight, of polytetramethylene ether glycol (PTMG) relative to 100 parts by weight of the 4,4'-diphenylmethanediisocyanate.
전술한 바와 같이, 상기 연마층(10)에 있어서, 상기 연마 가변층(101)과 상기 연마 불변층(102)의 쇼어 D(Shore D) 경도의 비율이 약 0.50 내지 약 1.50일 수 있다. 도 1은, 예시적으로, 상기 제1면(11)과 상기 제2면(13) 사이의 상기 분리 가능 계면(13)이 하나인 경우를 도시한 것이다. 이를 참조할 때, 상기 분리 가능 계면(13)을 기준으로 인접한 두 층(101, 102), 즉, 상기 연마 가변층(101) 및 상기 연마 불변층(102)의 쇼어 D 경도의 비율이 0.50 내지 약 1.50일 수 있다. 상기 쇼어 D 경도의 비율은 예를 들어, 약 0.50 내지 약 1.50, 예를 들어, 약 0.60 내지 약 1.50, 예를 들어, 약 0.70 내지 약 1.40, 예를 들어, 약 0.80 내지 약 1.20일 수 있다. 상기 연마 가변층(101) 및 상기 연마 불변층(102)이 각각 전술한 재질을 만족함과 동시에, 이와 같은 경도 상대비를 만족함으로써 상기 제1면(11)을 통하여 적절한 탄성 및 강도가 연마 대상에게 전달될 수 있고, 목적하는 연마 성능의 구현에 보다 유리할 수 있다. As described above, in the polishing layer (10), the ratio of the Shore D hardness of the polishing variable layer (101) and the polishing constant layer (102) may be from about 0.50 to about 1.50. FIG. 1 illustrates, by way of example, a case in which the separable interface (13) between the first surface (11) and the second surface (13) is one. Referring to this, the ratio of the Shore D hardness of the two adjacent layers (101, 102), that is, the polishing variable layer (101) and the polishing constant layer (102), with respect to the separable interface (13) as the standard may be from 0.50 to about 1.50. The ratio of the above Shore D hardness may be, for example, about 0.50 to about 1.50, for example, about 0.60 to about 1.50, for example, about 0.70 to about 1.40, for example, about 0.80 to about 1.20. When the above polishing variable layer (101) and the above polishing constant layer (102) each satisfy the above-described material and satisfy the hardness relative ratio, appropriate elasticity and strength can be transmitted to the polishing target through the first surface (11), and it can be more advantageous in implementing the desired polishing performance.
도 3는 일 구현예에 따른 상기 연마패드(110)의 단면을 개략적으로 도시한 것이다. 도 3을 참조할 때, 상기 연마패드(110)는 상기 연마층(10)의 일면에 쿠션층(20)을 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 연마층(10)의 제2면(12)은 상기 쿠션층(20)에 대한 부착면으로 기능할 수 있다. FIG. 3 schematically illustrates a cross-section of the polishing pad (110) according to one embodiment. Referring to FIG. 3, the polishing pad (110) may further include a cushion layer (20) on one surface of the polishing layer (10). At this time, the second surface (12) of the polishing layer (10) may function as an attachment surface for the cushion layer (20).
상기 쿠션층(20)은 상기 연마패드(110)에 충격 흡수성을 부여하는 층으로서, 이의 아스커 C 경도가 약 65 내지 약 75일 수 있고, 예를 들어, 약 70 내지 약 75일 수 있다. 일 구현예에서, 상기 연마층(10)의 쇼어 D 경도(Hp)에 대한 상기 쿠션층(20)의 아스커 C 경도(Hc)의 비율(Hc/Hp)은 약 1.00 내지 약 1.55일 수 있고, 예를 들어, 약 1.25 내지 약 1.55, 예를 들어, 약 1.27 내지 약 1.55일 수 있다. The cushion layer (20) is a layer that provides shock absorption to the polishing pad (110), and its Asker C hardness may be about 65 to about 75, for example, about 70 to about 75. In one embodiment, the ratio (Hc/Hp) of the Asker C hardness (Hc) of the cushion layer (20) to the Shore D hardness (Hp) of the polishing layer (10) may be about 1.00 to about 1.55, for example, about 1.25 to about 1.55, for example, about 1.27 to about 1.55.
후술되는 반도체 소자의 제조방법을 고려할 때, 상기 연마층(10)의 연마면인 상기 제1면(11)에 연마 대상인 반도체 기판의 피연마면이 직접 또는 간접적으로 접촉되어 연마 과정이 진행되는데, 이때, 연마 목적에 따라 소정의 가압 조건이 적용될 수 있다. 상기 쿠션층(20)은 상기 연마패드(110)의 두께 방향에 대하여 적절한 탄성력을 부여하여 이와 같은 가압 조건 하에서 진행되는 연마 공정 중의 피연마면 상의 스크래치(scratch) 등의 결함 발생을 최소화하며, 피연마면의 연마 평탄도를 크게 향상시키는 데 기여할 수 있다. 상기 연마층(10)의 쇼어 D 경도와 상기 쿠션층(20)의 아스커 C 경도의 비율이 전술한 범위를 만족하는 경우 이러한 기술적 효과가 극대화될 수 있다. Considering the manufacturing method of the semiconductor device described below, the polishing process is performed by directly or indirectly contacting the first surface (11), which is the polishing surface of the polishing layer (10), with the polishing target surface of the semiconductor substrate. At this time, a predetermined pressurizing condition may be applied depending on the polishing purpose. The cushion layer (20) provides appropriate elasticity with respect to the thickness direction of the polishing pad (110), thereby minimizing the occurrence of defects such as scratches on the polishing surface during the polishing process performed under such pressurizing conditions, and can contribute to significantly improving the polishing flatness of the polishing surface. When the ratio of the Shore D hardness of the polishing layer (10) and the Asker C hardness of the cushion layer (20) satisfies the above-mentioned range, such technical effects can be maximized.
상기 쿠션층(20)은 부직포 또는 스웨이드(Suede)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. The above cushion layer (20) may include non-woven fabric or suede, but is not limited thereto.
일 구현예에서, 상기 쿠션층(20)은 부직포를 포함할 수 있다. 상기 '부직포' 는 직조되지 않은 섬유의 3차원 망상 구조체를 의미한다. 구체적으로, 상기 쿠션층(20)은 부직포 및 상기 부직포에 함침된 수지를 포함할 수 있다.In one embodiment, the cushion layer (20) may include a nonwoven fabric. The term 'nonwoven fabric' refers to a three-dimensional network structure of nonwoven fibers. Specifically, the cushion layer (20) may include a nonwoven fabric and a resin impregnated into the nonwoven fabric.
상기 부직포는, 예를 들어, 폴리에스테르 섬유, 폴리아미드 섬유, 폴리프로필렌 섬유, 폴리에틸렌 섬유 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함하는 섬유의 부직포일 수 있다. The above nonwoven fabric may be a nonwoven fabric of fibers including, for example, one selected from the group consisting of polyester fibers, polyamide fibers, polypropylene fibers, polyethylene fibers, and combinations thereof.
상기 부직포에 함침된 수지는, 예를 들어, 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 in the above nonwoven fabric may include, for example, one selected from the group consisting of 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, polyester elastomer resin, polyamide elastomer resin, and combinations thereof.
일 구현예에서, 상기 쿠션층(20)은 폴리우레탄 수지를 포함하는 수지가 함침된 폴리에스테르 섬유를 포함하는 섬유의 부직물을 포함할 수 있다.In one embodiment, the cushion layer (20) may include a nonwoven fabric of fibers including polyester fibers impregnated with a resin including a polyurethane resin.
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 1.0mm 내지 약 1.8mm일 수 있다.In one embodiment, the cushion layer (20) may have a thickness of about 0.5 mm to about 2.5 mm, for example, about 0.8 mm to about 2.5 mm, for example, about 1.0 mm to about 2.5 mm, for example, about 1.0 mm to about 2.0 mm, for example, about 1.0 mm to about 1.8 mm.
도 3을 참조할 때, 일 구현예에 따른 상기 연마패드(110)는 상기 연마층(10)과 상기 쿠션층(20)을 부착하기 위한 제1 접착층(30)을 더 포함할 수 있다. 상기 제1 접착층(30)은 예를 들어, 열융착(heat sealing) 접착제를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 접착층(30)은 우레탄계 접착제, 실리콘계 접착제, 아크릴계 접착제 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. Referring to FIG. 3, the polishing pad (110) according to one embodiment may further include a first adhesive layer (30) for attaching the polishing layer (10) and the cushion layer (20). The first adhesive layer (30) may include, for example, a heat sealing adhesive. Specifically, the first adhesive layer (30) may include one selected from the group consisting of a urethane adhesive, a silicone adhesive, an acrylic adhesive, and a combination thereof, but is not limited thereto.
도 3을 참조할 때, 상기 연마패드(110)는 정반 부착을 위한 제2 접착층(40)을 더 포함할 수 있다. 상기 제2 접착층(40)은 상기 연마패드(110)와 연마 장치의 정반을 부착하기 위한 매개층으로서 예를 들어, 감압 접착제(Pressure sensitive adhesive, PSA)로부터 유래될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. Referring to FIG. 3, the polishing pad (110) may further include a second adhesive layer (40) for attachment to a platen. The second adhesive layer (40) may be an intermediary layer for attaching the polishing pad (110) and the platen of the polishing device, and may be derived from, for example, a pressure sensitive adhesive (PSA), but is not limited thereto.
상기 연마패드(110)는 전체 적층체에 대하여 연마면의 쇼어 D(Shore D) 경도가 약 45 내지 약 70일 수 있고, 예를 들어, 약 45 내지 약 65, 예를 들어, 약 45 초과, 약 65 이하, 예를 들어, 약 50 내지 약 60일 수 있다. 상기 연마패드(110)를 구성하는 각 층들의 조합이 종합적으로 상기 범위의 경도를 구현함으로써 피연마면 상의 스크래치(scratch) 등의 결함 발생을 최소화하며, 피연마면의 연마 평탄도를 향상시키기에 유리할 수 있다. The above polishing pad (110) may have a Shore D hardness of a polishing surface of about 45 to about 70 for the entire laminate, for example, about 45 to about 65, for example, more than about 45 and less than or equal to about 65, for example, about 50 to about 60. The combination of each layer constituting the above polishing pad (110) comprehensively implements a hardness within the above range, thereby minimizing the occurrence of defects such as scratches on the surface to be polished and improving the polishing flatness of the surface to be polished.
상기 연마층(10)의 쇼어 D 경도(Hp)에 대한 상기 연마패드(110) 전체 적층체의 쇼어 D 경도(Ht)의 비율(Ht/Hp)은 약 0.95 내지 약 1.10일 수 있고, 예를 들어, 약 0.96 내지 약 1.10일 수 있고, 예를 들어, 약 0.98 내지 약 1.10일 수 있다. 상기 연마층(10)은 상기 연마패드(110)의 전체 구성 중에서 연마 성능에 직접적인 영향을 주는 층으로서, 상기 연마층(10) 자체의 쇼어 D 경도와 상기 연마패드(110) 전체가 구현하는 쇼어 D 경도가 상호 전술한 상대비를 갖는 경우, 목적하는 연마 성능을 구현하는 데 보다 유리할 수 있다. The ratio (Ht/Hp) of the Shore D hardness (Ht) of the entire laminate of the polishing pad (110) to the Shore D hardness (Hp) of the polishing layer (10) may be about 0.95 to about 1.10, for example, about 0.96 to about 1.10, for example, about 0.98 to about 1.10. The polishing layer (10) is a layer that directly affects the polishing performance among the entire configuration of the polishing pad (110), and when the Shore D hardness of the polishing layer (10) itself and the Shore D hardness implemented by the entire polishing pad (110) have the aforementioned relative ratio, it may be more advantageous in implementing the desired polishing performance.
일 구현예에서, 상기 연마패드(110)의 압축률은 약 0.4% 내지 약 2.0%, 예를 들어, 약 0.6% 내지 약 1.6%, 예를 들어, 약 0.8% 내지 약 1.5%, 예를 들어, 약 1.0% 내지 약 1.5%일 수 있다. 상기 연마패드(110)는 전술한 바와 같이 두께 방향의 세분화된 구조적 설계를 통하여 상기 범위의 압축률을 구현할 수 있으며, 상기 제1면(11)을 통하여 이에 상응하는 탄성력을 피연마면에 전달함으로써 결함 방지 성능을 극대화하는 이점을 얻을 수 있다. In one embodiment, the compressibility of the polishing pad (110) may be from about 0.4% to about 2.0%, for example, from about 0.6% to about 1.6%, for example, from about 0.8% to about 1.5%, for example, from about 1.0% to about 1.5%. As described above, the polishing pad (110) can implement the compressibility in the above range through the segmented structural design in the thickness direction, and can obtain the advantage of maximizing the defect prevention performance by transmitting the corresponding elastic force to the polishing surface through the first surface (11).
이하, 상기 연마패드(110)를 제조하는 방법에 관하여 설명하기로 한다. Hereinafter, a method for manufacturing the above polishing pad (110) will be described.
상기 연마패드(110)는, 연마면인 제1면(11); 상기 제1면(11)의 이면인 제2면(12); 및 상기 제1면(11)과 상기 제2면(12) 사이의 적어도 하나의 분리 가능 계면(13)을 포함하는 연마층(10)을 제조하는 단계를 포함하고, 상기 연마층(10)을 제조하는 단계는, 상기 제1면(11)으로부터 상기 분리 가능 계면(13)까지 영역인 적어도 하나의 연마 가변층(101)을 제조하는 단계; 상기 분리 가능 계면(13)으로부터 상기 제2면(12)까지 영역인 적어도 하나의 연마 불변층(102)을 제조하는 단계; 및 상기 연마 가변층(101)과 상기 연마 불변층(102)을 적층하되, 상기 분리 가능 계면(13)을 적층 계면으로 하여 적층하는 단계를 포함하고, 상기 연마 가변층(101)과 상기 연마 불변층(102)의 상호 쇼어 D(shore D) 경도의 비율이 약 0.50 내지 약 1.50인 제조방법을 통하여 제조될 수 있다. The polishing pad (110) comprises a step of manufacturing a polishing layer (10) including a first surface (11) which is a polishing surface; a second surface (12) which is a reverse surface of the first surface (11); and at least one separable interface (13) between the first surface (11) and the second surface (12), and the step of manufacturing the polishing layer (10) comprises a step of manufacturing at least one polishing variable layer (101) which is a region from the first surface (11) to the separable interface (13); a step of manufacturing at least one polishing constant layer (102) which is a region from the separable interface (13) to the second surface (12); And the polishing variable layer (101) and the polishing constant layer (102) are laminated with the separable interface (13) as the lamination interface, and the polishing variable layer (101) and the polishing constant layer (102) can be manufactured through a manufacturing method in which the mutual Shore D hardness ratio of the polishing variable layer (101) and the polishing constant layer (102) is about 0.50 to about 1.50.
상기 연마 가변층(101), 상기 연마 불변층(102) 및 상기 분리 가능 계면(103)의 각각에 대한 사항은 모두 상기 연마패드(110)에 관하여 전술한 바와 동일하다. The details of each of the above polishing variable layer (101), the above polishing constant layer (102), and the above separable interface (103) are all the same as those described above with respect to the above polishing pad (110).
상기 연마 가변층(101) 및 상기 연마 불변층(102)을 적층하는 단계는, 양면 접착제로 적층하는 단계일 수 있다. 상기 양면 접착제는 상호 접착이 가능한 것이면 특별히 제한되지 않으나, 예를 들어, 우레탄계 접착제, 실리콘계 접착제, 아크릴계 접착제 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다. 이로써 상기 연마 가변층(101) 및 상기 연마 불변층(102)의 적층 계면이 상기 분리 가능 계면(13)으로 기능할 수 있다.The step of laminating the above polishing variable layer (101) and the above polishing constant layer (102) may be a step of laminating with a double-sided adhesive. The double-sided adhesive is not particularly limited as long as it can adhere to each other, but may include, for example, one selected from the group consisting of a urethane adhesive, a silicone adhesive, an acrylic adhesive, and a combination thereof. As a result, the lamination interface of the above polishing variable layer (101) and the above polishing constant layer (102) can function as the separable interface (13).
상기 연마 가변층(101)을 제조하는 단계는, 우레탄계 프리폴리머를 포함하는 제1 조성물을 제조하는 단계; 상기 제1 조성물, 발포제 및 경화제를 포함하는 제2 조성물을 제조하는 단계; 및 상기 제2 조성물을 경화하는 단계;를 포함할 수 있다. The step of manufacturing the above polishing variable layer (101) may include a step of manufacturing a first composition including a urethane-based prepolymer; a step of manufacturing a second composition including the first composition, a foaming agent, and a curing agent; and a step of curing the second composition.
상기 우레탄계 프리폴리머에 관한 사항은 상기 연마패드(110)에 관하여 전술한 바와 동일하며, 상기 제1 조성물은 상기 연마패드(110)에 관하여 전술한 사항 중 상기 예비 조성물에 대응되는 구성으로서, 이에 관한 사항도 모두 전술한 바와 동일하다. The matters relating to the above urethane-based prepolymer are the same as those described above with respect to the polishing pad (110), and the first composition is a composition corresponding to the preliminary composition among the matters described above with respect to the polishing pad (110), and the matters relating thereto are also all the same as those described above.
상기 제1 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. 이와 같은 점도 범위를 만족함으로써 상기 연마 가변층(101)의 제조 공정 효율이 향상되며, 기타 성분들의 분산성을 높이고, 결과적으로 상기 연마 가변층(101)이 적정 경도 및 밀도를 확보하는 데 유리할 수 있다. The viscosity of the first 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, from about 200 cps to about 550 cps, for example, from about 300 cps to about 500 cps. By satisfying this viscosity range, the efficiency of the manufacturing process of the polishing variable layer (101) is improved, the dispersibility of other components is increased, and as a result, the polishing variable layer (101) may be advantageous in securing appropriate hardness and density.
상기 발포제 및 상기 경화제에 관한 사항은 모두 상기 연마패드(110)에 관하여 전술한 바와 같다. All matters relating to the above-mentioned foaming agent and the above-mentioned hardening agent are the same as those described above with respect to the above-mentioned polishing pad (110).
상기 발포제가 고상 발포제를 포함하는 경우, 상기 제2 조성물을 제조하는 단계는, 상기 제1 조성물 및 상기 고상 발포제를 혼합하여 제1-1 조성물을 제조하는 단계; 및 상기 제1-1 조성물과 상기 경화제를 혼합하여 제2 조성물을 제조하는 단계를 포함할 수 있다. When the foaming agent includes a solid foaming agent, the step of preparing the second composition may include a step of mixing the first composition and the solid foaming agent to prepare a 1-1 composition; and a step of mixing the 1-1 composition and the curing agent to prepare a second composition.
상기 제1-1 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. 상기 제1-1 조성물의 점도가 이와 같은 범위를 만족함으로써 상기 제1 조성물의 점도의 기술적 의의와 유사한 측면에서 유리할 수 있다. The viscosity of the above-mentioned 1-1 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, for example, from about 1,000 cps to about 1,500 cps. When the viscosity of the above-mentioned 1-1 composition satisfies this range, it may be advantageous in an aspect similar to the technical significance of the viscosity of the above-mentioned first composition.
상기 발포제가 기상 발포제를 포함하는 경우, 상기 제2 조성물을 제조하는 단계는, 상기 제1 조성물 및 상기 경화제를 혼합하여 제1-2 조성물을 제조하는 단계; 및 상기 제1-2 조성물에 상기 기상 발포제를 주입하여 상기 제2 조성물을 제조하는 단계를 포함할 수 있다.When the foaming agent includes a gaseous foaming agent, the step of preparing the second composition may include a step of mixing the first composition and the curing agent to prepare a first-second composition; and a step of injecting the gaseous foaming agent into the first-second composition to prepare the second composition.
일 구현예에서, 상기 제1-2 조성물은 고상 발포제를 더 포함할 수 있다. In one embodiment, the first-second composition may further comprise a solid foaming agent.
예를 들어, 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.For example, the injection rate of the gaseous foaming agent can be from about 0.8 L/min to about 2.0 L/min, for example, from about 0.8 L/min to about 1.8 L/min, for example, 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, for example, from about 1.0 L/min to about 1.8 L/min, for example, from about 1.0 L/min to about 1.7 L/min.
일 구현예에서, 상기 제2 조성물을 경화하는 단계는, 제1 온도로 예열된 몰드를 준비하는 단계; 및 상기 예열된 몰드에 상기 제2 조성물을 주입하여 경화시키는 단계; 및 경화된 상기 제2 조성물을 상기 제1 온도보다 높은 제2 온도 조건 하에서 후경화하는 단계;를 포함할 수 있다.In one embodiment, the step of curing the second composition may include: preparing a mold preheated to a first temperature; injecting the second composition into the preheated mold to cure it; and post-curing the cured second composition under a second temperature condition higher than the first temperature.
일 구현예에서, 상기 제1 온도(T1)와 상기 제2 온도(T2)의 온도차(T2-T1)는 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 (T2-T1) between the first temperature (T1) and the second temperature (T2) can be from about 10°C to about 40°C, for example, from about 10°C to about 35°C, for example, from 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. 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 first temperature can be from about 60° C. to about 100° C., for example, from about 65° C. to about 95° C., for example, from about 70° C. to about 90° C. In one embodiment, the second temperature can be from about 100° C. to about 130° C., for example, from about 100° C. to about 125° C., for example, from about 100° C. to about 120° C.
상기 제2 조성물을 경화함에 있어서, 전술한 바와 같이 다단 온도 조건을 적용하는 경우, 이를 통해 제조된 상기 연마 가변층(101)이 목적하는 경도, 인장강도 및 신율 등의 물리적/기계적 물성을 확보하기에 보다 유리할 수 있다. When applying multi-stage temperature conditions as described above in curing the second composition, the polishing variable layer (101) manufactured through this can be more advantageous in securing the physical/mechanical properties such as the desired hardness, tensile strength, and elongation.
상기 제2 조성물을 경화시키는 단계에 있어서, 상기 예열된 몰드에 상기 제2 조성물을 주입하여 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 25분 동안 수행될 수 있다.In the step of curing the second composition, the step of injecting the second composition into the preheated mold and curing it can be performed for about 5 minutes to about 60 minutes, for example, for about 5 minutes to about 40 minutes, for example, for about 5 minutes to about 30 minutes, for example, for about 5 minutes to about 25 minutes.
경화된 상기 제2 조성물을 상기 제1 온도보다 높은 제2 온도 조건 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 24시간 동안 수행될 수 있다.The step of post-curing the cured second composition under a second temperature condition higher than the first temperature may be performed for about 5 hours to about 30 hours, for example, about 5 hours to about 25 hours, for example, about 10 hours to about 30 hours, for example, about 10 hours to about 25 hours, for example, about 12 hours to about 24 hours, for example, about 15 hours to about 24 hours.
상기 연마패드(110)를 제조하는 방법은, 상기 제1면(11)을 가공하는 단계를 더 포함할 수 있다. The method for manufacturing the above polishing pad (110) may further include a step of processing the first surface (11).
상기 제1면(11)을 가공하는 단계는, 상기 제1면(11) 상에 그루브(groove)를 형성하는 단계 (1); 상기 제1면(11)을 선삭(line turning)하는 단계 (2); 및 상기 제1면(11)을 조면화하는 단계 (3); 중 적어도 하나의 단계를 포함할 수 있다. The step of processing the first surface (11) may include at least one of the steps of: a step (1) of forming a groove on the first surface (11); a step (2) of line turning the first surface (11); and a step (3) of roughening the first surface (11).
상기 단계 (1)에서, 상기 그루브(groove)는 상기 제1면(11) 상의 상기 연마 가변층(101)의 중심으로부터 말단(edge)에 이르기까지 소정의 간격으로 이격 형성되는 동심원형 그루브; 및 상기 제1면(11) 상의 상기 연마 가변층(101)의 중심으로부터 말단(edge)까지 연속 형성되는 방사형 그루브 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. In the above step (1), the groove may include at least one of a concentric groove formed at a predetermined interval from the center of the polishing variable layer (101) on the first surface (11) to the edge; and a radial groove formed continuously from the center of the polishing variable layer (101) on the first surface (11) to the edge.
상기 단계 (2)에서, 상기 선삭(line turning)은 절삭 공구를 이용하여 상기 제1면(11)을 소정의 두께만큼 깎아내는 방법으로 수행될 수 있다. In the above step (2), the line turning can be performed by using a cutting tool to cut the first surface (11) to a predetermined thickness.
상기 단계 (3)에서 상기 조면화는 상기 제1면(11)을 샌딩 롤러(Sanding roller)로 가공하는 방법으로 수행될 수 있다. In the above step (3), the roughening can be performed by processing the first surface (11) with a sanding roller.
상기 연마 불변층(102)을 제조하는 단계는, 열가소성 수지 원료를 준비하는 단계; 및 상기 열가소성 수지 원료를 가공하는 단계를 포함할 수 있다. The step of manufacturing the above polishing invariant layer (102) may include a step of preparing a thermoplastic resin raw material; and a step of processing the thermoplastic resin raw material.
상기 열가소성 수지 원료는, 폴리에틸렌(Polyethylene, PE), 폴리프로필렌(Polypropylene, PP), 폴리스티렌(Polystyrene, PS), 폴리비닐클로라이드(Polyvinylchloride, PVC), 열가소성 폴리우레탄(Thermoplastic Polyurethane, TPU) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되 하나를 포함할 수 있다. The thermoplastic resin raw material may include one selected from the group consisting of polyethylene (PE), polypropylene (PP), polystyrene (PS), polyvinylchloride (PVC), thermoplastic polyurethane (TPU), and combinations thereof.
일 구현예에서, 상기 열가소성 수지 원료는 열가소성 폴리우레탄(Thermoplastic polyurethane, TPU) 제조용 조성물을 포함할 수 있다. 상기 TPU 제조용 조성물은 특별히 제한되지 않으나, 예를 들어, 방향족 이소시아네이트 성분 및 폴리올 성분을 포함할 수 있다. In one embodiment, the thermoplastic resin raw material may include a composition for producing thermoplastic polyurethane (TPU). The composition for producing TPU is not particularly limited, but may include, for example, an aromatic isocyanate component and a polyol component.
상기 방향족 이소시아네이트 성분은 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) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다. The above aromatic isocyanate component may include, for example, one selected from the group consisting of 2,4-toluenediisocyanate (2,4-TDI), 2,6-toluenediisocyanate (2,6-TDI), naphthalene-1,5-diisocyanate, p-phenylenediisocyanate, tolidinediisocyanate, 4,4'-diphenylmethanediisocyanate, and combinations thereof.
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 above polyol compound may include, for example, one selected from the group consisting of polyether polyol, polyester polyol, polycarbonate polyol, acrylic polyol, and combinations thereof.
상기 열가소성 수지 원료 중의 상기 폴리올 성분은 분자 당 히드록시기(-OH)가 3개 이상인 알코올 화합물을 포함하지 않을 수 있다. 다른 측면에서 설명하면, 상기 열가소성 수지 원료 중의 상기 폴리올 성분은 분자 당 히드록시기(-OH)가 2개인 글리콜; 또는 디올 화합물로 이루어질 수 있다. The polyol component of the thermoplastic resin raw material may not include an alcohol compound having three or more hydroxyl groups (-OH) per molecule. In another aspect, the polyol component of the thermoplastic resin raw material may be composed of a glycol having two hydroxyl groups (-OH) per molecule; or a diol compound.
상기 열가소성 수지 원료 중의 상기 폴리올 성분은 이의 중량평균분자량(Mw)이 약 80g/mol 내지 약 1000g/mol, 예를 들어, 약 90g/mol 내지 약 800g/mol일 수 있다. The polyol component among the thermoplastic resin raw materials may have a weight average molecular weight (Mw) of about 80 g/mol to about 1000 g/mol, for example, about 90 g/mol to about 800 g/mol.
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 above polyol compound may include, for example, one selected from the group consisting of 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 combinations thereof.
일 구현예에서, 상기 열가소성 수지 원료는 상기 방향족 이소시아네이트 성분 100 중량부 대비, 상기 폴리올 성분을 총 약 80 중량부 내지 약 130 중량부, 예를 들어, 약 80 중량부 내지 약 80 중량부 내지 약 125 중량부, 예를 들어, 약 85 중량부 내지 약 120 중량부 포함할 수 있다.In one embodiment, the thermoplastic resin raw material may contain the polyol component in a total amount of about 80 parts by weight to about 130 parts by weight, for example, about 80 parts by weight to about 80 parts by weight to about 125 parts by weight, for example, about 85 parts by weight to about 120 parts by weight, relative to 100 parts by weight of the aromatic isocyanate component.
일 구현예에서, 상기 방향족 이소시아네이트 성분은 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트(4,4'-diphenylmethanediisocyanate)를 포함할 수 있고, 상기 폴리올 성분은 1,4-부탄디올 및 폴리테트라메틸렌에테르글리콜(PTMG)을 포함할 수 있다. In one embodiment, the aromatic isocyanate component may include 4,4'-diphenylmethanediisocyanate, and the polyol component may include 1,4-butanediol and polytetramethylene ether glycol (PTMG).
예를 들어, 상기 열가소성 수지 원료는 상기 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트(4,4'-diphenylmethanediisocyanate) 100 중량부 대비 상기 1,4-부탄디올을 약 10 중량부 내지 약 30 중량부, 예를 들어, 약 10 중량부 내지 약 25 중량부, 예를 들어, 약 12 중량부 내지 약 20 중량부 포함할 수 있다. For example, the thermoplastic resin raw material may contain about 10 parts by weight to about 30 parts by weight of the 1,4-butanediol, for example, about 10 parts by weight to about 25 parts by weight, for example, about 12 parts by weight to about 20 parts by weight, relative to 100 parts by weight of the 4,4'-diphenylmethanediisocyanate.
예를 들어, 상기 열가소성 수지 원료는 상기 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트(4,4'-diphenylmethanediisocyanate) 100 중량부 대비 상기 폴리테트라메틸렌에테르글리콜(PTMG)를 약 70 중량부 내지 약 100 중량부 포함할 수 있다. For example, the thermoplastic resin raw material may contain about 70 parts by weight to about 100 parts by weight of the polytetramethylene ether glycol (PTMG) relative to 100 parts by weight of the 4,4'-diphenylmethanediisocyanate.
일 구현예에서, 상기 열가소성 수지 원료를 가공하는 단계는 상기 열가소성 수지 원료를 약 70℃ 내지 약 90℃로 예열된 몰드에 주입하고, 약 80분 내지 약 160분 경화시키는 단계; 경화된 상기 열가소성 수지 원료를 약 20℃ 내지 약 40℃의 상온에서 후경화시키는 단계; 및 후경화된 상기 열가소성 수지 원료를 약 100℃ 내지 약 120℃에서 약 10시간 내지 약 15시간 숙성시키는 단계;를 포함할 수 있다. In one embodiment, the step of processing the thermoplastic resin raw material may include: a step of injecting the thermoplastic resin raw material into a mold preheated to about 70° C. to about 90° C., and curing for about 80 minutes to about 160 minutes; a step of post-curing the cured thermoplastic resin raw material at room temperature of about 20° C. to about 40° C.; and a step of aging the post-cured thermoplastic resin raw material at about 100° C. to about 120° C. for about 10 hours to about 15 hours.
상기 몰드의 예열 온도는 예를 들어, 약 70℃ 내지 약 90℃, 예를 들어, 약 75℃ 내지 약 85℃일 수 있고, 경화 시간은 약 80분 내지 약 160분, 예를 들어, 약 100분 내지 약 150분, 예를 들어, 약 100분 내지 약 130분, 예를 들어, 약 110분 내지 약 130분일 수 있다. The preheating temperature of the mold may be, for example, about 70° C. to about 90° C., for example, about 75° C. to about 85° C., and the curing time may be, for example, about 80 minutes to about 160 minutes, for example, about 100 minutes to about 150 minutes, for example, about 100 minutes to about 130 minutes, for example, about 110 minutes to about 130 minutes.
상기 열가소성 수지 원료를 숙성시키는 단계에서, 그 온도는 약 100℃ 내지 약 120℃, 예를 들어, 약 105℃ 내지 약 115℃일 수 있고, 그 시간은 약 10시간 내지 약 15시간, 예를 들어, 약 10시간 내지 약 14시간, 예를 들어, 약 10시간 내지 약 13시간, 예를 들어, 약 11시간 내지 약 13시간일 수 있다. In the step of maturing the thermoplastic resin raw material, the temperature may be about 100° C. to about 120° C., for example, about 105° C. to about 115° C., and the time may be about 10 hours to about 15 hours, for example, about 10 hours to about 14 hours, for example, about 10 hours to about 13 hours, for example, about 11 hours to about 13 hours.
상술한 바와 같이, 상기 연마층(10)에 상기 연마 가변층(101) 및 상기 연마 불변층(102)의 적층체를 적용함으로써 상기 연마층(10)의 두께 방향으로 정밀하고 다양한 물성 설계가 가능한 이점을 확보할 수 있으며, 상기 연마 가변층(101)의 상기 제1면(11)을 통하여 연마 대상의 피연마면에 대하여 우수한 연마 성능을 제공할 수 있다.As described above, by applying a laminate of the polishing variable layer (101) and the polishing constant layer (102) to the polishing layer (10), it is possible to secure the advantage of being able to design precise and diverse physical properties in the thickness direction of the polishing layer (10), and to provide excellent polishing performance to the polishing surface of the polishing target through the first surface (11) of the polishing variable layer (101).
상기 연마패드(110)를 제조하는 방법은 상기 연마층(10)의 상기 제2면(12) 상에 쿠션층(20)을 적층하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 쿠션층(20)에 관한 사항은 상기 연마패드(110)에 관하여 전술한 바와 동일하다. The method for manufacturing the above polishing pad (110) may further include a step of laminating a cushion layer (20) on the second surface (12) of the above polishing layer (10). Details regarding the cushion layer (20) are the same as those described above regarding the above polishing pad (110).
일 구현예에서, 상기 쿠션층(20)을 적층하는 단계는, 상기 제2면(12) 상에 열융착 접착제를 도포하는 단계; 상기 쿠션층(20)의 일면 상에 열융착 접착제를 도포하는 단계; 및 상기 제2면(12)과 상기 쿠션층(20)를 적층하되, 각각의 열융착 접착제가 도포된 면이 서로 맞닿도록 적층하는 단계; 및 가압 또는 가열 조건 하에서 융착시키는 단계를 포함할 수 있다. In one embodiment, the step of laminating the cushion layer (20) may include: a step of applying a heat-melting adhesive on the second surface (12); a step of applying a heat-melting adhesive on one surface of the cushion layer (20); and a step of laminating the second surface (12) and the cushion layer (20) such that the surfaces on which each heat-melting adhesive is applied are in contact with each other; and a step of fusing under pressurized or heated conditions.
상기 열융착 접착제는 특별히 제한되지 아니하나, 예를 들어, 우레탄계 접착제, 실리콘계 접착제, 아크릴계 접착제 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다. The above heat-melting adhesive is not particularly limited, but may include, for example, one selected from the group consisting of a urethane adhesive, a silicone adhesive, an acrylic adhesive, and a combination thereof.
도 3을 참조할 때, 상기 쿠션층(20)의 적층 과정에서 상기 제2면(12) 상에 제1 접착층(30)이 형성될 수 있다. Referring to FIG. 3, during the lamination process of the cushion layer (20), a first adhesive layer (30) can be formed on the second surface (12).
일 구현예에서, 상기 연마패드(110)의 제조방법은 상기 쿠션층(20)의 일면 상에 제2 접착층(40)을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 제2 접착층(40)은 상기 연마패드(110)를 연마 장치의 정반 상에 부착하기 위한 구성으로서, 예를 들어, 감압 접착제(Pressure sensitive adhesive, PSA)로부터 유래될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment, the method for manufacturing the polishing pad (110) may further include a step of forming a second adhesive layer (40) on one surface of the cushion layer (20). The second adhesive layer (40) is a component for attaching the polishing pad (110) to a surface of a polishing device, and may be derived from, for example, a pressure sensitive adhesive (PSA), but is not limited thereto.
구체적으로, 일 구현예에서, 상기 제2 접착층(40)을 형성하는 단계는, 상기 쿠션층(20)의 상기 제2면(12) 부착면과 반대측 면에 감압 접착제를 도포하는 단계; 및 상기 감압 접착제를 건조시키는 단계를 포함할 수 있다. Specifically, in one embodiment, the step of forming the second adhesive layer (40) may include the step of applying a pressure-sensitive adhesive to the surface opposite to the second surface (12) of the cushion layer (20) to which the cushion layer is attached; and the step of drying the pressure-sensitive adhesive.
다른 구현예에서, 상기 제2 접착층(40)을 형성하는 단계는, 감압 접착제를 포함하는 접착 필름을 준비하는 단계; 및 상기 쿠션층(20)의 상기 제2면(12) 부착면과 반대측 면에 상기 접착 필름을 합착시키는 단계를 포함할 수 있다. In another embodiment, the step of forming the second adhesive layer (40) may include the step of preparing an adhesive film including a pressure-sensitive adhesive; and the step of bonding the adhesive film to the surface opposite to the second surface (12) of the cushion layer (20).
본 발명의 다른 구현예에서, 연마면을 가지는 연마층을 포함하는 연마패드를 정반 상에 제공하는 단계; 상기 연마면에 연마대상의 피연마면이 맞닿도록 배치한 후 가압 조건 하에서 상기 연마패드와 상기 연마대상을 서로 상대 회전시키면서 상기 연마대상을 연마시키는 단계;를 포함하고, 상기 연마층은, 상기 연마면을 포함하는 연마 가변층과, 상기 연마 가변층의 상기 연마면의 이면 측에 배치된 연마 불변층을 포함하고, 상기 연마 가변층 및 상기 연마 불변층의 쇼어 D(shore D) 경도의 비율이 0.50 내지 1.50인, 반도체 소자의 제조방법을 제공한다.In another embodiment of the present invention, a method for manufacturing a semiconductor device is provided, comprising: providing a polishing pad including a polishing layer having a polishing surface on a platen; arranging a surface to be polished of a target object to be polished so that the polishing surface is in contact with the polishing surface, and then polishing the target object while relatively rotating the polishing pad and the target object under a pressurized condition; wherein the polishing layer includes a polishing variable layer including the polishing surface, and a polishing constant layer arranged on a back side of the polishing surface of the polishing variable layer, and a ratio of shore D hardnesses of the polishing variable layer and the polishing constant layer is 0.50 to 1.50.
상기 연마패드(110)에 관한 사항은 모두 전술한 바와 같다. 즉, 상기 연마패드(110)의 연마층(10)과 상기 제1면(11), 상기 제2면(12) 및 상기 분리 가능 계면(13)에 관한 사항은 모두 상기 연마패드(110)에 관하여 전술한 바와 동일하다. 상기 반도체 소자의 제조방법에 대하여 상기 연마패드(110)를 적용하는 경우, 전술한 바에 따른 상기 연마패드(110)의 구조적 및 조성적 특징에 의하여 구현되는 최적의 물성 조건 하에서 우수한 품질의 반도체 소자가 생산될 수 있다.All matters relating to the above polishing pad (110) are as described above. That is, all matters relating to the polishing layer (10) and the first surface (11), the second surface (12) and the separable interface (13) of the above polishing pad (110) are as described above with respect to the above polishing pad (110). When the above polishing pad (110) is applied to the method for manufacturing the semiconductor device, a semiconductor device of excellent quality can be produced under optimal material property conditions implemented by the structural and compositional characteristics of the above polishing pad (110) as described above.
구체적으로, 상기 분리 가능 계면을 기준으로 인접한 두 층의 쇼어 D 경도의 비율이 약 0.50 내지 약 1.50, 예를 들어, 약 0.60 내지 약 1.50, 예를 들어, 약 0.70 내지 약 1.40, 예를 들어, 약 0.80 내지 약 1.20일 수 있다. 이와 같이, 상기 연마패드의 두께 방향의 세분화된 설계를 통하여, 이를 적용한 상기 반도체 소자의 제조방법은 연마 평탄도 및 결함 방지 측면에서 우수한 연마 결과를 확보할 수 있다. Specifically, the ratio of the Shore D hardness of two adjacent layers based on the separable interface may be from about 0.50 to about 1.50, for example, from about 0.60 to about 1.50, for example, from about 0.70 to about 1.40, for example, from about 0.80 to about 1.20. In this way, through the detailed design in the thickness direction of the polishing pad, the method for manufacturing a semiconductor device using the same can secure excellent polishing results in terms of polishing flatness and defect prevention.
도 4는 일 구현예에 따른 상기 반도체 소자의 제조방법을 개략적으로 도시한 모식도이다. 도 4를 참조할 때, 상기 연마패드(110)는 상기 정반(120) 상에 제공될 수 있다. 상기 연마패드(110)가 상기 정반(120) 상에 제공될 때, 상기 연마층(10)의 상기 제1면(11)이 최상부면이 되고, 상기 제2면(12)이 상기 정반(120) 측을 향하도록 제공될 수 있다. FIG. 4 is a schematic diagram illustrating a method for manufacturing the semiconductor device according to one embodiment. Referring to FIG. 4, the polishing pad (110) may be provided on the platen (120). When the polishing pad (110) is provided on the platen (120), the first surface (11) of the polishing layer (10) may be provided so that it becomes the uppermost surface, and the second surface (12) faces the platen (120).
일 구현예에서, 상기 연마패드(110)와 상기 정반(120)은 접착층을 매개로 부착될 수 있다. 예를 들어, 상기 접착층은 감압 접착제(PSA)로부터 유래될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment, the polishing pad (110) and the platen (120) may be attached via an adhesive layer. For example, the adhesive layer may be derived from a pressure sensitive adhesive (PSA), but is not limited thereto.
상기 반도체 소자의 제조방법은 상기 제1면(11)에 연마대상(130)의 피연마면이 맞닿도록 배치한 후 가압 조건 하에서 상기 연마패드(110)와 상기 연마대상(130)을 서로 상대 회전시키면서 상기 연마대상(130)을 연마시키는 단계를 포함한다. The method for manufacturing the semiconductor device includes a step of arranging the polishing surface of the polishing target (130) so that it is in contact with the first surface (11), and then polishing the polishing target (130) while rotating the polishing pad (110) and the polishing target (130) relative to each other under a pressurized condition.
일 구현예에서, 상기 연마대상(130)은 반도체 기판일 수 있다. 예를 들어, 상기 반도체 기판의 피연마면은 금속산화막; 금속질화막 또는 금속막을 포함할 수 있다. 일 구현예에서, 상기 피연마면은 금속산화물, 금속질화물 및 금속 중 하나로 이루어진 단일막일 수 있다. 다른 구현예에서, 상기 피연마면은 금속산화물, 금속질화물 및 금속 중 적어도 2 이상을 포함하는 복합막일 수 있다. In one embodiment, the polishing target (130) may be a semiconductor substrate. For example, the polishing surface of the semiconductor substrate may include a metal oxide film, a metal nitride film, or a metal film. In one embodiment, the polishing surface may be a single film made of one of a metal oxide, a metal nitride, and a metal. In another embodiment, the polishing surface may be a composite film including at least two or more of a metal oxide, a metal nitride, and a metal.
상기 금속산화막, 상기 금속질화막 및 상기 금속막 각각에 있어서 금속 성분은 실리콘(Si), 구리(Cu), 탄탈(Ta), 티탄(Ti), 몰리브덴(Mo) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다.In each of the metal oxide film, the metal nitride film, and the metal film, the metal component may include one selected from the group consisting of silicon (Si), copper (Cu), tantalum (Ta), titanium (Ti), molybdenum (Mo), and combinations thereof.
일 구현예에서, 상기 연마대상(130)의 피연마면은 실리콘 산화막으로 이루어진 단일막일 수 있다. 다른 구현예에서, 상기 연마대상(130)의 피연마면은 구리막으로 이루어진 단일막일 수 있다. 또 다른 구현예에서, 상기 연마대상(130)의 피연마면은 실리콘 산화막을 포함하는 복합막일 수 있다. 또 다른 구현예에서, 상기 연마대상(130)의 피연마면은 구리막을 포함하는 복합막일 수 있다. In one embodiment, the polishing surface of the polishing target (130) may be a single film made of a silicon oxide film. In another embodiment, the polishing surface of the polishing target (130) may be a single film made of a copper film. In another embodiment, the polishing surface of the polishing target (130) may be a composite film including a silicon oxide film. In another embodiment, the polishing surface of the polishing target (130) may be a composite film including a copper film.
상기 연마대상(130)의 피연마면이 상기 제1면(11)에 대해 가압되는 하중은 피연마면의 종류 및 목적에 따라 적절히 설계될 수 있으나, 예를 들어, 약 0.01psi 내지 약 20psi일 수 있고, 예를 들어, 약 0.1psi 내지 약 15psi일 수 있다. 상기 연마패드(110)는 전술한 바와 같이, 두께 방향으로 세분화된 구조적 특징을 가지며, 이러한 구조적 특징을 통하여 상기 범위의 가압 조건 하에서 상기 피연마면에 대하여 다양한 목적에 부합하는 적절한 강성 및 탄성을 제공할 수 있다. 그 결과, 상기 연마대상(130)이 반도체 기판을 포함하는 경우, 연마 평탄도 및 결함 방지 측면에서 상기 반도체 기판의 최종 연마 결과가 크게 향상될 수 있다. The load applied to the polishing surface of the polishing target (130) against the first surface (11) may be appropriately designed depending on the type and purpose of the polishing surface, and may be, for example, from about 0.01 psi to about 20 psi, and for example, from about 0.1 psi to about 15 psi. As described above, the polishing pad (110) has structural features segmented in the thickness direction, and through these structural features, it may provide appropriate rigidity and elasticity suitable for various purposes to the polishing surface under the pressurizing conditions in the above range. As a result, when the polishing target (130) includes a semiconductor substrate, the final polishing result of the semiconductor substrate may be significantly improved in terms of polishing flatness and defect prevention.
상기 연마패드(110)와 상기 연마대상(130)은 각각의 상기 연마면(11) 및 피연마면이 맞닿은 채로 서로 상대 회전할 수 있다. 이때, 상기 연마대상(130)의 회전 방향과 상기 연마패드(110)의 회전 방향은 동일한 방향일 수도 있고, 반대 방향일 수도 있다. 상기 연마면(11)과 상기 연마대상(130)의 피연마면은 직접 맞닿을 수도 있고, 유동성 있는 슬러리 등에 포함된 성분을 매개로 간접적으로 맞닿을 수도 있다. 상기 연마대상(130)과 상기 연마패드(110)의 회전 속도는 각각 약 10rpm 내지 약 500rpm 범위에서 목적에 따라 선택될 수 있으며, 예를 들어, 약 30rpm 내지 약 200rpm일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 전술한 바와 같이, 상기 연마패드(110)는 두께 방향으로 세분화된 구조적 특징을 통하여 다양한 목적에 부합하는 연마 성능을 제공할 수 있다. 상기 연마대상(130) 및 상기 연마패드(110)가 서로 맞닿은 채로 각각 상기 범위의 회전 속도로 회전하는 경우, 이의 원심력 및 마찰력에 의한 거동이 상기 연마패드(110)의 구조적 특징과 상호 연계되어 상기 피연마면에 대하여 연마평탄도 및 결함 방지 측면에서 우수한 연마 결과를 산출할 수 있다.The polishing pad (110) and the polishing target (130) can rotate relative to each other while their respective polishing surfaces (11) and to-be-polished surfaces are in contact with each other. At this time, the rotation direction of the polishing target (130) and the rotation direction of the polishing pad (110) may be the same direction or opposite directions. The polishing surface (11) and the to-be-polished surface of the polishing target (130) may be in direct contact, or may be indirectly in contact via a component included in a fluid slurry or the like. The rotation speeds of the polishing target (130) and the polishing pad (110) may be selected from a range of about 10 rpm to about 500 rpm depending on the purpose, and for example, may be about 30 rpm to about 200 rpm, but are not limited thereto. As described above, the polishing pad (110) can provide polishing performance suitable for various purposes through structural features segmented in the thickness direction. When the above polishing target (130) and the polishing pad (110) are in contact with each other and rotate at a rotation speed within the above range, the behavior due to centrifugal force and frictional force is mutually linked with the structural characteristics of the polishing pad (110), and thus excellent polishing results can be produced in terms of polishing flatness and defect prevention for the polishing surface.
도 1을 참조할 때, 상기 연마층(10)은 상기 연마면(11)으로부터 상기 분리 가능 계면(13)까지의 영역인 적어도 하나의 연마 가변층(101); 및 상기 분리 가능 계면(13)으로부터 상기 제2면(12)까지의 영역인 적어도 하나의 연마 불변층(102)을 포함할 수 있다. 상기 연마 가변층(101) 및 상기 연마 불변층(102)에 관한 사항은 모두 상기 연마패드(110) 및 이의 제조방법에 관하여 전술한 바와 동일하다. Referring to FIG. 1, the polishing layer (10) may include at least one polishing variable layer (101) in a region from the polishing surface (11) to the separable interface (13); and at least one polishing constant layer (102) in a region from the separable interface (13) to the second surface (12). All matters relating to the polishing variable layer (101) and the polishing constant layer (102) are the same as those described above with respect to the polishing pad (110) and its manufacturing method.
상기 반도체 소자의 제조방법에 있어서, 상기 연마 가변층(101)은 상기 식 1에 의한 제1 연마 가변성 지수(Polishing variability index)가 약 0.1 내지 11.0일 수 있고, 예를 들어, 약 0.1 내지 약 9.0, 예를 들어, 약 0.2 내지 약 9.0, 예를 들어, 약 0.2 내지 약 8.5, 예를 들어, 약 0.2 내지 약 8.0, 예를 들어, 약 0.2 내지 약 7.5, 예를 들어, 약 0.5 내지 약 7.5, 예를 들어, 약 0.8 내지 약 7.5, 예를 들어, 약 0.9 내지 약 7.5, 예를 들어, 약 1.0 내지 약 6.0, 예를 들어, 약 1.8 내지 3.5, 예를 들어, 약 1.8 내지 2.5일 수 있다.In the method for manufacturing the semiconductor device, the polishing variable layer (101) may have a first polishing variability index of about 0.1 to 11.0 according to the above formula 1, for example, about 0.1 to about 9.0, for example, about 0.2 to about 9.0, for example, about 0.2 to about 8.5, for example, about 0.2 to about 8.0, for example, about 0.2 to about 7.5, for example, about 0.5 to about 7.5, for example, about 0.8 to about 7.5, for example, about 0.9 to about 7.5, for example, about 1.0 to about 6.0, for example, about 1.8 to 3.5, for example, about 1.8 to 2.5.
상기 연마 가변층(101)은, 상기 연마패드(110)를 적용한 반도체 소자 제조방법의 연마 공정 중에 물리적 특성 및/또는 화학적 특성이 변화하는 영역으로서 목적 수준의 연마 성능을 제공하는 측면에서 소정의 수명을 갖는다. 상기 연마 가변층(101)의 수명 도입 시점은 이 영역 자체; 또는 상기 연마패드(110)가 제조된 후 공정에 적용되기 전까지 중 임의의 일 시점을 의미한다. 또한, 상기 연마 가변층(101)의 수명 종결 시점은 상기 연마 가변층(101)이 더 이상의 연마 성능을 구현하지 못하여 이 영역 자체; 또는 상기 연마패드(110) 전체의 교체가 필요한 시점을 의미한다. The above polishing variable layer (101) is a region where physical characteristics and/or chemical characteristics change during a polishing process of a semiconductor device manufacturing method using the polishing pad (110), and has a predetermined lifespan in terms of providing a target level of polishing performance. The introduction point of the lifespan of the polishing variable layer (101) means any point in time between the region itself; or before the polishing pad (110) is manufactured and applied to the process. In addition, the end point of the lifespan of the polishing variable layer (101) means a point in time when the polishing variable layer (101) no longer implements polishing performance, requiring replacement of the region itself; or the entire polishing pad (110).
상기 연마 가변층(101)의 수명 도입 시점 및 수명 종결 시점 각각의 표면 조도(Ri, Rf))와 상기 연마패드(110)의 전체 두께(Ti, Tf)를 요소로 하는 상기 식 1에 의한 제1 연마 가변성 지수는 상기 연마 가변층(101)의 가변 성능을 나타내는 지표로서, 상기 식 1의 값이 전술한 범위, 즉, 약 0.1 내지 약 11.0으로 나타나는 것에 상응하는 가변성을 보유함으로써 상기 연마 가변층(101)이 상기 연마층(10)의 일부로서 연마 효율에 최적화된 구조적 특징을 가질 수 있으며, 이와 동시에 이의 수명 전체에 걸쳐 일정한 연마 성능을 구현하여 동일한 품질의 반도체 소자의 대량 생산에 보다 유리할 수 있다. The first polishing variability index by the above formula 1, which uses the surface roughness (Ri, Rf) at the introduction point of the life cycle and the end point of the life cycle of the above polishing variable layer (101) as factors and the total thickness (Ti, Tf) of the above polishing pad (110), is an indicator representing the variability performance of the above polishing variable layer (101), and by having a variability corresponding to the value of the above formula 1 being in the above-mentioned range, that is, from about 0.1 to about 11.0, the polishing variable layer (101) can have structural characteristics optimized for polishing efficiency as a part of the above polishing layer (10), and at the same time, can implement constant polishing performance throughout its life cycle, which can be more advantageous in mass production of semiconductor devices of the same quality.
상기 Ti는 예를 들어, 약 800㎛ 내지 약 5000㎛, 예를 들어, 약 1000㎛ 내지 약 4000㎛, 예를 들어, 약 1000㎛ 내지 3000㎛, 예를 들어, 약 1500㎛ 내지 약 3000㎛, 예를 들어, 약 1700㎛ 내지 약 2700㎛, 예를 들어, 약 2000㎛m 내지 약 3500㎛일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. The above Ti may have a thickness of, for example, about 800 μm to about 5000 μm, for example, about 1000 μm to about 4000 μm, for example, about 1000 μm to about 3000 μm, for example, about 1500 μm to about 3000 μm, for example, about 1700 μm to about 2700 μm, for example, about 2000 μm to about 3500 μm, but is not limited thereto.
상기 Ri는 예를 들어, 약 5㎛ 내지 약 15㎛, 예를 들어, 약 5㎛ 내지 약 12㎛, 예를 들어, 약 5㎛ 내지 10㎛일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The above Ri may be, for example, about 5 μm to about 15 μm, for example, about 5 μm to about 12 μm, for example, about 5 μm to about 10 μm, but is not limited thereto.
일 구현예에서, 상기 Ti 및 상기 Ri가 각각 전술한 범위를 만족하면서, 동시에 상기 제1 연마 가변성 지수가 전술한 범위를 만족하는 경우, 상기 연마 가변층(101) 구조적 특징 및 연마 성능 구현의 측면에서 보다 유리할 수 있다. In one embodiment, when the Ti and Ri each satisfy the above-described ranges, and at the same time the first polishing variability index satisfies the above-described ranges, it may be more advantageous in terms of the structural characteristics of the polishing variable layer (101) and the implementation of polishing performance.
일 구현예에서, 상기 연마패드(110)는 상기 연마면(11)에 상기 연마 가변층(101)의 전체 두께(D1)보다 작거나, 이와 동일한 깊이(d1)를 갖는 적어도 하나의 그루브(Groove, 14)를 포함할 수 있다. 상기 그루브(14)는 상기 연마패드(110)를 이용한 연마 공정 중에 상기 연마면(11) 상에 공급되는 연마액 또는 연마 슬러리의 유동성을 조절하거나, 상기 연마면(11)과 연마 대상의 피연마면이 직접적으로 접촉하는 면적의 크기를 조절하여 물리적 연마 특성을 적절하게 구현하는 역할을 수행할 수 있다. In one embodiment, the polishing pad (110) may include at least one groove (Groove, 14) having a depth (d1) smaller than or equal to the total thickness (D1) of the polishing variable layer (101) on the polishing surface (11). The groove (14) may control the fluidity of the polishing liquid or polishing slurry supplied onto the polishing surface (11) during a polishing process using the polishing pad (110), or may control the size of the area where the polishing surface (11) and the target polishing surface of the polishing object come into direct contact, thereby appropriately implementing physical polishing characteristics.
예를 들어, 상기 연마패드(110)는 상기 연마면(11)에 복수의 그루브(14)를 포함할 수 있다. 일 구현예에서, 상기 연마패드(110)의 평면 형상은 실질적으로 원형일 수 있고, 상기 복수의 그루브(14)는 상기 연마패드(110)의 평면상 중심으로부터 말단을 향해 소정의 간격으로 이격 배치된 동심원형 구조일 수 있다. 다른 구현예에서, 상기 복수의 그루브(14)는 상기 연마패드(110)의 평면상의 중심으로부터 말단을 향해 연속 형성된 방사형 구조일 수 있다. 또 다른 구현예에서, 상기 복수의 그루브(14)는 동심원형 그루브 및 방사형 그루브를 동시에 포함할 수 있다. For example, the polishing pad (110) may include a plurality of grooves (14) on the polishing surface (11). In one embodiment, the planar shape of the polishing pad (110) may be substantially circular, and the plurality of grooves (14) may have a concentric structure spaced apart from a predetermined interval from the planar center of the polishing pad (110) toward the end. In another embodiment, the plurality of grooves (14) may have a radial structure continuously formed from the planar center of the polishing pad (110) toward the end. In yet another embodiment, the plurality of grooves (14) may include both concentric grooves and radial grooves.
상기 연마면(11)으로부터 상기 분리 가능 계면(13)까지 영역인 상기 연마 가변층(101)에 있어서, 상기 연마면(11)이 적어도 하나의 그루브(14)를 포함할 수 있다. 이때, 상기 반도체 소자의 제조방법에 있어서, 상기 연마 가변층(101)의 상기 식 2에 의한 제2 연마 가변성 지수(Polishing variability index)가 약 0.1 내지 약 3.5일 수 있고, 예를 들어, 약 0.1 내지 약 3.3, 예를 들어, 약 0.1 내지 약 3.0, 예를 들어, 약 0.1 내지 약 2.0, 예를 들어, 약 0.3 내지 약 1.8, 예를 들어, 약 0.5 내지 약 1.5, 예를 들어, 약 0.5 내지 약 1.2, 예를 들어, 약 0.5 내지 1.0, 예를 들어, 약 0.6 내지 약 1.0일 수 있다. In the polishing variable layer (101) which is a region from the polishing surface (11) to the separable interface (13), the polishing surface (11) may include at least one groove (14). At this time, in the method for manufacturing the semiconductor device, the second polishing variability index of the polishing variable layer (101) by the above formula 2 may be about 0.1 to about 3.5, for example, about 0.1 to about 3.3, for example, about 0.1 to about 3.0, for example, about 0.1 to about 2.0, for example, about 0.3 to about 1.8, for example, about 0.5 to about 1.5, for example, about 0.5 to about 1.2, for example, about 0.5 to 1.0, for example, about 0.6 to about 1.0.
상기 연마 가변층(101)의 수명 도입 시점 및 수명 종결 시점에 관한 설명은 상기 식 1에 의한 제1 연마 가변성 지수에 관해 상술한 바와 같다. 상기 연마 가변층(101)의 상기 제2 연마 가변성 지수가 전술한 범위를 만족하는 경우, 상기 연마 가변층(101)이 연마액 또는 연마 슬러리의 유동성 측면에서 최적화된 구조를 제공할 수 있고, 피연마면에 대하여 제공되는 직접적인 접촉 면적이 적정 수준으로 확보되어 목적 범위의 연마율 확보에 보다 유리할 수 있다. The description of the introduction point of the life and the end point of the life of the above polishing variable layer (101) is as described above with respect to the first polishing variability index by the above formula 1. When the second polishing variability index of the above polishing variable layer (101) satisfies the above-mentioned range, the polishing variable layer (101) can provide a structure optimized in terms of the fluidity of the polishing liquid or polishing slurry, and the direct contact area provided to the surface to be polished is secured at an appropriate level, which can be more advantageous in securing a polishing rate in the target range.
상기 Gi는 예를 들어, 약 600㎛ 내지 약 900㎛일 수 있고, 예를 들어, 약 650㎛ 내지 약 900㎛일 수 있고, 예를 들어, 약 700㎛ 내지 약 900㎛일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. The above Gi may be, for example, about 600 μm to about 900 μm, for example, about 650 μm to about 900 μm, for example, about 700 μm to about 900 μm, but is not limited thereto.
일 구현예에서, 상기 Ri 및 상기 Gi가 각각 전술한 범위를 만족하면서, 동시에 상기 제2 연마 가변성 지수가 전술한 범위를 만족하는 경우, 상기 연마 가변층(101) 구조적 특징에 의한 연마 성능 구현의 측면에서 보다 유리할 수 있다.In one embodiment, when the Ri and Gi each satisfy the above-described ranges, and at the same time the second polishing variability index satisfies the above-described ranges, it may be more advantageous in terms of implementing polishing performance by the structural features of the polishing variability layer (101).
상기 연마면(11)이 상기 연마 가변층(101)의 전체 두께보다 작거나, 이와 동일한 깊이를 갖는 적어도 하나의 그루브(14)를 포함하는 경우, 상기 연마 가변층(101)에 있어서, 상기 그루브(14)의 상기 식 3에 따른 깊이 변화율(%)이 약 20% 내지 약 80%, 예를 들어, 약 30% 내지 80%, 예를 들어, 약 40% 내지 약 80%, 예를 들어, 약 45% 내지 약 75%, 예를 들어, 약 50% 내지 약 70%일 수 있다. When the polishing surface (11) includes at least one groove (14) having a depth smaller than or equal to the total thickness of the polishing variable layer (101), the depth change rate (%) of the groove (14) according to Equation 3 in the polishing variable layer (101) may be about 20% to about 80%, for example, about 30% to about 80%, for example, about 40% to about 80%, for example, about 45% to about 75%, for example, about 50% to about 70%.
도 1을 참조할 때, 상기 그루브(14)의 깊이(d1)는 상기 수명 도입 시점의 깊이(Gi)로부터 상기 수명 종결 시점의 깊이(Gf)에 이르기까지 연마 공정 중에 변화하게 된다. 구체적으로, 상기 그루브(14)의 깊이(d1)는 상기 연마면(11)과 연마 대상의 피연마면이 상호 물리적인 접촉에 의해 연마됨에 따라 상기 연마면(11)이 깎여 나가는 과정에 의해 그 깊이(d1)가 점차 얕아지게 된다. 이때, 상기 수명 도입 시점의 그루브의 깊이(Gi)와 상기 수명 종결 시점의 그루브의 깊이(Gf)를 요소로 하는 상기 식 3의 값은 상기 연마 가변층(101)의 신율, 인장강도, 경도 등의 물리적인 특성이 적절히 뒷받침되어야 전술한 범위를 만족할 수 있다. 구체적으로, 상기 연마 가변층(101)의 물리적 물성이 적절히 뒷받침되지 않는다면, 상기 그루브의 깊이(d1)가 얕아질수록 연마 슬러리 등의 유동성 변화가 연마 성능에 미치는 영향력이 커져, 전체적인 연마 성능이 급격히 저하될 우려가 있다. 일 구현예에 따른 상기 연마 가변층(101)은 상기 식 3의 값이 전술한 범위를 만족함으로써 이에 상응하는 최적의 물리적 물성을 나타낼 수 있고, 이를 바탕으로, 상기 그루브의 깊이(d1)가 얕아지더라도 연마 성능에 대한 그 영향력을 최소화하여 상기 반도체 소자의 제조방법에 따른 연마 공정 전체에 걸쳐 우수한 연마 성능을 구현할 수 있다.Referring to FIG. 1, the depth (d1) of the groove (14) changes during the polishing process from the depth (Gi) at the time of introduction of the life to the depth (Gf) at the time of termination of the life. Specifically, the depth (d1) of the groove (14) gradually becomes shallower as the polishing surface (11) is worn away as the polishing surface (11) and the polishing target surface are polished through physical contact with each other. At this time, the value of the equation 3, which has as elements the depth (Gi) of the groove at the time of introduction of the life and the depth (Gf) of the groove at the time of termination of the life, can satisfy the aforementioned range only when the physical characteristics of the polishing variable layer (101), such as elongation, tensile strength, and hardness, are appropriately supported. Specifically, if the physical properties of the polishing variable layer (101) are not properly supported, the shallower the groove depth (d1) becomes, the greater the influence of changes in the fluidity of the polishing slurry, etc., on the polishing performance, which may rapidly deteriorate the overall polishing performance. The polishing variable layer (101) according to one embodiment can exhibit optimal physical properties corresponding thereto by satisfying the above-described range of the value of the above-described Equation 3, and based on this, even if the groove depth (d1) becomes shallow, the influence thereof on the polishing performance can be minimized, thereby implementing excellent polishing performance throughout the entire polishing process according to the method for manufacturing the semiconductor device.
상기 연마패드(110)가 상기 연마면(11)에 적어도 하나의 그루브를 포함하는 경우, 상기 그루브(14)의 폭(w1)은, 약 0.2mm 내지 약 1.0mm일 수 있고, 예를 들어, 약 0.3mm 내지 약 0.8mm일 수 있고, 예를 들어, 약 0.4mm 내지 약 0.7mm일 수 있다. 상기 그루브(14)의 폭이 상기 범위를 만족함으로써 상기 연마대상(130)의 피연마면과 상기 연마면(11)의 접촉 면적의 크기가 적절히 확보될 수 있고, 상기 연마면(11)에 인가되는 연마액 또는 연마 슬러리의 유동성이 적정 수준으로 확보되어 최종 연마 성능이 우수하게 구현될 수 있다. When the polishing pad (110) includes at least one groove on the polishing surface (11), the width (w1) of the groove (14) may be from about 0.2 mm to about 1.0 mm, for example, from about 0.3 mm to about 0.8 mm, for example, from about 0.4 mm to about 0.7 mm. When the width of the groove (14) satisfies the above range, the size of the contact area between the polishing surface of the polishing target (130) and the polishing surface (11) may be appropriately secured, and the fluidity of the polishing liquid or polishing slurry applied to the polishing surface (11) may be appropriately secured, so that excellent final polishing performance may be implemented.
상기 연마패드(110)가 상기 연마면(11)에 복수의 그루브(14)를 포함하는 경우, 인접한 두 그루브(14) 사이의 간격으로 정의되는 상기 그루브(14)의 피치(pitch, p1)도 상기 그루브(14)의 폭(w1)과 동일한 맥락 하에 적절히 설계되어 상기 반도체 소자의 제조방법에 있어서 필요한 연마 성능의 구현에 기여할 수 있다. 예를 들어, 상기 그루브(14)의 피치(p1)는 약 1.5mm 내지 약 5.0mm일 수 있고, 예를 들어, 약 1.5mm 내지 약 4.0mm일 수 있고, 예를 들어, 약 1.5mm 내지 약 3.0mm일 수 있다.When the polishing pad (110) includes a plurality of grooves (14) on the polishing surface (11), the pitch (pitch, p1) of the grooves (14), which is defined as the spacing between two adjacent grooves (14), may be appropriately designed in the same context as the width (w1) of the grooves (14) to contribute to the implementation of polishing performance required in the method for manufacturing the semiconductor device. For example, the pitch (p1) of the grooves (14) may be about 1.5 mm to about 5.0 mm, for example, about 1.5 mm to about 4.0 mm, for example, about 1.5 mm to about 3.0 mm.
도 4를 참조할 때, 일 구현예에서, 상기 반도체 소자의 제조방법은 상기 연마패드(110)의 상기 연마면(11) 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(11) 상에 공급될 수 있다. Referring to FIG. 4, in one embodiment, the method for manufacturing the semiconductor device may further include a step of supplying polishing slurry (150) onto the polishing surface (11) of the polishing pad (110). For example, the polishing slurry (150) may be supplied onto the polishing surface (11) through a supply nozzle (140).
상기 공급 노즐(140)을 통하여 분사되는 연마 슬러리(150)의 유량은 약 10ml/분 내지 약 1,000ml/분 일 수 있고, 예를 들어, 약 10ml/분 내지 약 800ml/분 일 수 있고, 예를 들어, 약 50ml/분 내지 약 500ml/분일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The flow rate of the polishing slurry (150) sprayed through the supply nozzle (140) may be from about 10 ml/min to about 1,000 ml/min, for example, from about 10 ml/min to about 800 ml/min, for example, from about 50 ml/min to about 500 ml/min, but is not limited thereto.
상기 연마 슬러리(150)는 실리카 슬러리 또는 세리아 슬러리를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. The above polishing slurry (150) may include, but is not limited to, silica slurry or ceria slurry.
도 4를 참조할 때, 상기 연마대상(130)은 연마헤드(Polishing Head, 160)에 장착된 상태로 상기 연마면(11)에 소정의 하중으로 가압되면서 연마될 수 있다. 상기 연마대상(130)은 상기 연마헤드(160)에 장착될 때 이의 피연마면이 상기 연마면(11)을 향하도록 장착될 수 있다. 상기 연마대상(130)의 피연마면이 상기 연마면(11)에 대해 가압되는 하중은 피연마면의 종류 및 목적에 따라 적절히 설계될 수 있으나, 예를 들어, 약 0.01psi 내지 약 20psi일 수 있고, 예를 들어, 약 0.1psi 내지 약 15psi, 예를 들어, 약 1psi 내지 약 12psi일 수 있고, 예를 들어, 약 3psi 내지 약 6psi일 수 있다.Referring to FIG. 4, the polishing target (130) can be polished while being pressed with a predetermined load to the polishing surface (11) while mounted on a polishing head (160). The polishing target (130) can be mounted so that its polished surface faces the polishing surface (11) when mounted on the polishing head (160). The load with which the polishing surface of the polishing target (130) is pressed against the polishing surface (11) can be appropriately designed depending on the type and purpose of the polishing surface, but can be, for example, about 0.01 psi to about 20 psi, for example, about 0.1 psi to about 15 psi, for example, about 1 psi to about 12 psi, for example, about 3 psi to about 6 psi.
일 구현예에서, 상기 반도체 소자의 제조방법은 상기 연마패드(110)의 상기 연마면(11)을 연마에 적합한 상태로 유지시키기 위하여, 상기 연마대상(130)의 연마와 동시에 컨디셔너(170)를 통해 상기 연마면(11)을 가공하는 단계를 더 포함할 수 있다. In one embodiment, the method for manufacturing the semiconductor device may further include a step of processing the polishing surface (11) of the polishing pad (110) using a conditioner (170) simultaneously with the polishing of the polishing target (130) in order to maintain the polishing surface (11) of the polishing pad (110) in a state suitable for polishing.
상기 컨디셔너(170)는 소정의 회전 속도로 회전하면서 상기 연마면(11)을 조면화하는 역할을 수행할 수 있다. 상기 컨디셔너(170)의 회전속도는 예를 들어, 약 50rpm 내지 약 150rpm 일 수 있고, 예를 들어, 약 80rpm 내지 약 120rpm 일 수 있다. 상기 컨디셔너(170)의 회전에 의한 표면 처리를 통하여 상기 연마면(11)이 연마 공정 전체에 걸쳐 최적의 표면 상태를 유지할 수 있고, 연마 수명이 장기화되는 효과를 얻을 수 있다. The above conditioner (170) can perform the function of roughening the polishing surface (11) while rotating at a predetermined rotation speed. The rotation speed of the conditioner (170) can be, for example, about 50 rpm to about 150 rpm, and for example, about 80 rpm to about 120 rpm. Through surface treatment by the rotation of the conditioner (170), the polishing surface (11) can maintain an optimal surface state throughout the entire polishing process, and the effect of extending the polishing life can be obtained.
상기 컨디셔너(170)의 상기 연마면(11)에 대한 가압 압력는 예를 들어, 약 1 lbf 내지 약 12 lbf, 예를 들어, 약 3 lbf 내지 약 9 lbf일 수 있다. 상기 컨디셔너(170)를 이러한 조건 하에서 가압하여 수행하는 표면 처리를 통하여 상기 연마면(11)이 연마 공정 전체에 걸쳐 최적의 표면 상태를 유지할 수 있고, 연마 수명이 장기화되는 효과를 얻을 수 있다. The pressing pressure of the conditioner (170) on the polishing surface (11) may be, for example, about 1 lbf to about 12 lbf, for example, about 3 lbf to about 9 lbf. Through surface treatment performed by pressing the conditioner (170) under these conditions, the polishing surface (11) can maintain an optimal surface state throughout the polishing process, and the effect of extending the polishing life can be obtained.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예를 제시한다. 다만, 하기에 기재된 실시예는 본 발명을 구체적으로 예시하거나 설명하기 위한 것에 불과하고, 이로 인해 본 발명의 권리 범위가 제한 해석되지 않으며, 본 발명의 권리 범위는 청구 범위에 의해서 결정되는 것이다.Hereinafter, specific examples of the present invention will be presented. However, the examples described below are only intended to specifically illustrate or explain the present invention, and the scope of the rights of the present invention is not construed as being limited thereby, and the scope of the rights of the present invention is determined by the claims.
<실시예 및 비교예><Examples and Comparative Examples>
실시예 1Example 1
2,4-톨루엔디이소시아네이트(2,4-TDI) 100 중량부 대비 2,6-톨루엔디이소시아네이트(2,6-TDI) 25 중량부를 포함하는 방향족 디이소시아네이트를 준비하고, 상기 방향족 디이소시아네이트 전체 100 중량부 대비 4,4'-디사이클로헥실메탄디이소시아네이트(H12MDI) 11 중량부를 혼합하여 이소시아네이트 성분을 준비하였다. 상기 이소시아네이트 성분 전체 100 중량부 대비 중량평균분자량(Mw)이 1,000g/mol인 폴리테트라메틸렌에테르글리콜(PTMG) 130 중량부를 준비하고, 상기 이소시아네이트 성분 전체 100 중량부 대비 중량평균분자량(Mw)이 106g/mol인 디에틸렌글리콜(DEG) 14 중량부를 혼합하여 폴리올 성분을 준비하였다. 상기 이소시아네이트 성분 및 상기 폴리올 성분을 포함하는 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 중량부 및 실리콘계 계면활성제(OFX-193) 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 시트를 제조하였다. 상기 시트를 선삭(line turning) 가공하고, 표면이 폭(width, w1) 0.5mm, 피치(pitch, p1) 3.0mm, 깊이(depth, d1) 0.85mm인 동심원형 그루브를 가공하여 두께 1.0mm의 연마 가변층을 제조하였다. An aromatic diisocyanate containing 25 parts by weight of 2,6-toluene diisocyanate (2,6-TDI) and 100 parts by weight of 2,4-toluene diisocyanate (2,4-TDI) was prepared, and 11 parts by weight of 4,4'-dicyclohexyl methane diisocyanate (H 12 MDI) was mixed with respect to 100 parts by weight of the total aromatic diisocyanate to prepare an isocyanate component. 130 parts by weight of polytetramethylene ether glycol (PTMG) having a weight average molecular weight (Mw) of 1,000 g/mol was prepared with respect to 100 parts by weight of the total isocyanate component, and 14 parts by weight of diethylene glycol (DEG) having a weight average molecular weight (Mw) of 106 g/mol was mixed with respect to 100 parts by weight of the total isocyanate component to prepare a polyol component. A mixed raw material including the above isocyanate component and the above polyol component was placed in a four-necked flask and reacted at 80°C to prepare a preliminary composition including a urethane prepolymer. The content of isocyanate groups (NCO groups) in the preliminary composition was adjusted to 9 wt%. 4,4'-methylenebis(2-chloroaniline) (MOCA) as a curing agent was mixed into the preliminary composition such that the molar ratio of the NH 2 groups of the MOCA to the NCO groups in the preliminary composition was 0.96. In addition, 1.0 part by weight of a solid blowing agent (Akzonobel), which is an expandable particle, and 1.0 part by weight of a silicone surfactant (OFX-193) were mixed into the preliminary composition. The above preliminary composition was injected into a mold that was 1,000 mm wide, 1,000 mm long, and 3 mm high and was preheated to 90°C, at a discharge rate of 10 kg/min, and simultaneously, nitrogen (N 2 ) gas as a gaseous foaming agent was injected at an injection rate of 1.0 L/min for the same time as the injection time of the preliminary composition. Then, the preliminary composition was post-cured under a temperature condition of 110°C to produce a sheet. The sheet was line-turned, and concentric grooves having a width (w1) of 0.5 mm, a pitch (p1) of 3.0 mm, and a depth (d1) of 0.85 mm were processed on the surface to produce a polishing variable layer having a thickness of 1.0 mm.
한편, 4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트(4,4'-diphenylmethanediisocyanate, MDI)를 포함하는 방향족 이소시아네이트 화합물을 준비하고, 상기 MDI 100 중량부 대비 1,4-부탄디올 18 중량부 및 폴리테트라메틸렌에테르글리콜(PTMG 650) 71 중량부를 혼합하여 가로 1,000mm, 세로 1,000mm, 높이 3mm이고 80℃로 예열된 케익(Cake) 형태의 몰드에 투입 후 120분 경화시키고 상온에서 후경화한 후 110℃의 온도에서 12시간 동안 숙성하고 이를 두께 1.0mm로 슬라이싱하여 연마 불변층을 준비하였다. Meanwhile, an aromatic isocyanate compound including 4,4'-diphenylmethanediisocyanate (MDI) was prepared, and 18 parts by weight of 1,4-butanediol and 71 parts by weight of polytetramethylene ether glycol (PTMG 650) were mixed relative to 100 parts by weight of the MDI, placed into a cake-shaped mold that was 1,000 mm wide, 1,000 mm long, and 3 mm high and preheated to 80°C, cured for 120 minutes, post-cured at room temperature, and then aged at 110°C for 12 hours and sliced to a thickness of 1.0 mm to prepare a polishing-resistant layer.
한편, 폴리에스테르 수지 부직포에 우레탄계 수지가 함침된 구조이고, 두께가 1.1mm인 쿠션층을 준비하였다. Meanwhile, a cushion layer having a structure in which a polyester resin nonwoven fabric is impregnated with a urethane resin and a thickness of 1.1 mm was prepared.
상기 연마 가변층의 그루브가 생성된 면의 이면; 상기 연마 불변층의 양면; 상기 쿠션층의 일면; 상에 양면 접착 테이프를 부착하고, 순차적으로 상기 연마 가변층, 상기 연마 불변층 및 상기 쿠션층을 적층하되, 상호 접착 테이프 부착면이 맞닿도록 배치 후 합지하여 총 두께 3.2(±0.5)mm인 연마패드를 제조하였다.A double-sided adhesive tape was attached on the back surface of the grooved surface of the above polishing variable layer; on both sides of the above polishing constant layer; and on one side of the above cushion layer; and the above polishing variable layer, the above polishing constant layer, and the above cushion layer were sequentially laminated, and then the adhesive tape attachment surfaces were arranged to be in contact with each other, and then laminated to manufacture a polishing pad having a total thickness of 3.2 (±0.5) mm.
실시예 2Example 2
4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트(4,4'-diphenylmethanediisocyanate, MDI)를 포함하는 방향족 이소시아네이트 화합물을 준비하고, 상기 MDI 100 중량부 대비 1,4-부탄디올 14 중량부 및 폴리테트라메틸렌에테르글리콜(PTMG 650) 100 중량부를 혼합하여 가로 1,000mm, 세로 1,000mm, 높이 3mm이고 80℃로 예열된 케익(Cake) 형태의 몰드에 투입 후 120분 경화시키고 상온에서 후경화한 후 110℃의 온도에서 12시간 동안 숙성하고 이를 두께 1.0mm로 슬라이싱하여 연마 불변층을 준비하였다. An aromatic isocyanate compound containing 4,4'-diphenylmethanediisocyanate (MDI) was prepared, and 14 parts by weight of 1,4-butanediol and 100 parts by weight of polytetramethylene ether glycol (PTMG 650) were mixed with 100 parts by weight of the MDI, placed into a cake-shaped mold that was 1,000 mm wide, 1,000 mm long, and 3 mm high and preheated to 80°C, cured for 120 minutes, post-cured at room temperature, aged at 110°C for 12 hours, and sliced to a thickness of 1.0 mm to prepare a polishing-resistant layer.
한편, 폴리에스테르 수지 부직포에 우레탄계 수지가 함침된 구조이고, 두께가 1.1mm인 쿠션층을 준비하였다. Meanwhile, a cushion layer having a structure in which a polyester resin nonwoven fabric is impregnated with a urethane resin and a thickness of 1.1 mm was prepared.
상기 연마 가변층의 그루브가 생성된 면의 이면; 상기 연마 불변층의 양면; 상기 쿠션층의 일면; 상에 양면 접착 테이프를 부착하고, 순차적으로 상기 연마 가변층, 상기 연마 불변층 및 상기 쿠션층을 적층하되, 상호 접착 테이프 부착면이 맞닿도록 배치 후 합지하여 총 두께 3.2(±0.5)mm인 연마패드를 제조하였다.A double-sided adhesive tape was attached on the back surface of the grooved surface of the above polishing variable layer; on both sides of the above polishing constant layer; and on one side of the above cushion layer; and the above polishing variable layer, the above polishing constant layer, and the above cushion layer were sequentially laminated, and then the adhesive tape attachment surfaces were arranged to be in contact with each other, and then laminated to manufacture a polishing pad having a total thickness of 3.2 (±0.5) mm.
비교예 1Comparative Example 1
상기 실시예 1에 있어서, 상기 연마 불변층을 배제하고, 상기 연마 가변층을 두께 2.0mm로 제조하여, 상기 연마 가변층의 그루브가 생성된 면의 이면; 및 상기 쿠션층의 일면; 상에 양면 접착 테이프를 부착한 후 각각의 접착 테이프 부착면이 서로 맞닿도록 배치 후 합지하여 총 두께 3.1(±0.5)mm인 연마패드를 제조한 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 연마패드를 제조하였다. In the above Example 1, the polishing constant layer was excluded, the polishing variable layer was manufactured to a thickness of 2.0 mm, and a double-sided adhesive tape was attached on the back surface of the surface where the groove of the polishing variable layer was formed; and on one surface of the cushion layer; and then the respective adhesive tape attachment surfaces were arranged so that they were in contact with each other and then laminated to manufacture a polishing pad having a total thickness of 3.1 (±0.5) mm, with the exception that a polishing pad was manufactured in the same manner as in the above Example 1.
비교예 2 Comparative Example 2
상기 실시예 1에 있어서, 상기 연마 불변층을 배제하고, 상기 연마 가변층의 그루브가 생성된 면의 이면; 및 상기 쿠션층의 일면; 상에 양면 접착 테이프를 부착한 후 각각의 접착 테이프 부착면이 서로 맞닿도록 배치 후 합지하여 총 두께 2.1(±0.5)mm인 연마패드를 제조한 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 연마패드를 제조하였다.In the above Example 1, a polishing pad having a total thickness of 2.1 (±0.5) mm was manufactured by the same method as in the above Example 1, except that a double-sided adhesive tape was attached to the back surface of the surface where the groove of the above polishing variable layer was formed, and one surface of the above cushion layer, and then the respective adhesive tape attachment surfaces were arranged so that they were in contact with each other and then laminated to manufacture a polishing pad.
비교예 3Comparative Example 3
4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트(4,4'-diphenylmethanediisocyanate, MDI)를 포함하는 방향족 이소시아네이트 화합물을 준비하고, 상기 MDI 100 중량부 대비 1,4-부탄디올 11 중량부 및 폴리테트라메틸렌에테르글리콜(PTMG 650) 120 중량부를 혼합하여 가로 1,000mm, 세로 1,000mm, 높이 3mm이고 80℃로 예열된 케익(Cake) 형태의 몰드에 투입 후 120분 경화시키고 상온에서 후경화한 후 110℃의 온도에서 12시간 동안 숙성하고 이를 두께 1.0mm로 슬라이싱하여 연마 불변층을 준비한 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 연마패드를 제조하였다. A polishing pad was manufactured in the same manner as in Example 1, except that an aromatic isocyanate compound including 4,4'-diphenylmethanediisocyanate (MDI) was prepared, 11 parts by weight of 1,4-butanediol and 120 parts by weight of polytetramethylene ether glycol (PTMG 650) were mixed with 100 parts by weight of the MDI, the mixture was placed into a cake-shaped mold that was 1,000 mm wide, 1,000 mm long, and 3 mm high and preheated to 80°C, cured for 120 minutes, post-cured at room temperature, aged at 110°C for 12 hours, and sliced to a thickness of 1.0 mm to prepare a polishing-invariant layer.
<평가><Evaluation>
실험예 1: 경도 특성 평가Experimental Example 1: Hardness Characteristics Evaluation
상기 실시예 및 비교예 각각의 연마 가변층, 연마 불변층, 쿠션층과 이들의 조합 중 적어도 하나로 이루어진 적층체에 대한 쇼어 D(Shore D) 경도를 측정하였다. 구체적으로, 가로 및 세로를 각각 5cmХ5cm 크기로 재단하여 샘플을 마련하고, 각각의 샘플을 오도 25℃에서 12시간 보관 후 경도계(Bareiss, HPEIII)를 이용하여 측정하였다. 또한, 각각의 경도 측정치를 바탕으로 상기 연마 가변층의 경도(H1)와 상기 연마 불변층의 경도(H2)의 비율(H2/H1); 상기 연마층의 경도(Hp)와 상기 쿠션층의 경도(Hc)의 비율(Hc/Hp); 및 상기 연마층의 경도(Hp)와 상기 연마패드 전체의 경도(Ht)의 비율(Hp/Ht)을 산출하였다. 그 결과는 하기 표 1에 기재한 바와 같다. The Shore D hardness of the laminates each composed of the polishing variable layer, the polishing constant layer, the cushion layer and at least one of the combinations thereof for each of the above examples and comparative examples was measured. Specifically, samples were prepared by cutting the width and length into a size of 5 cm X 5 cm, and each sample was stored at 25°C for 12 hours and then measured using a hardness meter (Bareiss, HPEIII). In addition, based on each hardness measurement value, the ratio of the hardness (H1) of the polishing variable layer to the hardness (H2) of the polishing constant layer (H2/H1); the ratio of the hardness (Hp) of the polishing layer to the hardness (Hc) of the cushion layer (Hc/Hp); and the ratio of the hardness (Hp) of the polishing layer to the hardness (Ht) of the entire polishing pad (Hp/Ht) were calculated. The results are as shown in Table 1 below.
실험예 2: 압축 특성 평가Experimental Example 2: Evaluation of Compression Properties
상기 실시예 및 비교예 각각의 연마패드 샘플 25mm x 25mm 대하여, 무부하 상태의 초기 두께(D1)를 측정하고, 상온에서 상기 샘플에 800g의 추로 3분 동안 가압하는 압력 조건 하에서 가압하여 변형된 두께(D2)를 측정한 후, (D1-D2)/D1Х100의 식을 이용하여 압축률(%)을 도출하였다.For each of the polishing pad samples of the above examples and comparative examples, 25 mm x 25 mm, the initial thickness (D1) in the unloaded state was measured, and the deformed thickness (D2) was measured by applying pressure under conditions of applying pressure to the sample with an 800 g weight for 3 minutes at room temperature. Then, the compression ratio (%) was derived using the equation (D1-D2)/D1Х100.
실험예 3: 연마 가변성 평가Experimental Example 3: Evaluation of Polishing Variability
상기 실시예 및 비교예 각각에 대하여, 각각의 연마패드가 제조된 후 연마 공정에 적용되기 이전의 상기 연마 가변층의 제1면에 대한 표면 조도(Ri)를 중심선 평균 거칠기(Ra) 기준으로 측정하였고, 각각의 연마패드 전체 두께(Ti)와 각각의 제1면 상의 그루브의 깊이(Gi)를 측정하였다. For each of the above examples and comparative examples, the surface roughness (Ri) of the first surface of the polishing variable layer before each polishing pad was manufactured and applied to the polishing process was measured based on the centerline average roughness (Ra), and the total thickness (Ti) of each polishing pad and the depth (Gi) of the groove on each first surface were measured.
이어서, 각각의 연마패드에 대하여 실제 연마평가를 모사하여 수명(Life time) 예측 평가를 수행하였다. 산화 규소막을 갖는 더미 웨이퍼(Dummy Wafer)와 하소세리아 슬러리(KC Tech社 ACS-350), 4인치 컨디셔너를 이용하여 패드를 에이징(Aging)하고 시간별로 모니터링 웨이퍼(Wafer)를 투입하여 연마율 변화를 측정하였다. 연마 조건은 연마헤드의 연마면에 대한 가압 조건 4.0psi에 슬러리 유입 유량 200mm/L로 하여 평가하였다.Next, for each polishing pad, a life time prediction evaluation was performed by simulating the actual polishing evaluation. The pads were aged using a dummy wafer with a silicon oxide film, calcined ceria slurry (KC Tech ACS-350), and a 4-inch conditioner, and the polishing rate change was measured by inserting a monitoring wafer at regular intervals. The polishing conditions were evaluated under a pressure condition of 4.0 psi on the polishing surface of the polishing head and a slurry inflow rate of 200 mm/L.
각각의 연마패드에 대하여 연마율이 초기 연마율보다 20% 변화한 시점을 연마패드의 수명 종결 시점으로 하여, 건조된 각각의 연마패드의 상기 연마 가변층의 제1면에 대한 표면 조도(Rf)를 중심선 평균 거칠기(Ra) 기준으로 측정하였고, 각각의 연마패드 전체 두께(Tf)와 각각의 제1면 상의 그루브의 깊이(Gf)를 측정하였다. 그 결과는 하기 표 1과 같다.For each polishing pad, the point at which the polishing rate changed by 20% from the initial polishing rate was set as the end of the life of the polishing pad, and the surface roughness (Rf) of the first surface of the polishing variable layer of each dried polishing pad was measured based on the centerline average roughness (Ra), and the total thickness (Tf) of each polishing pad and the depth (Gf) of the groove on each first surface were measured. The results are shown in Table 1 below.
실험예 4: 연마 성능 평가Experimental Example 4: Polishing Performance Evaluation
상기 실시예 및 비교예 각각의 연마패드에 대하여, 상기 실험예 3과 동일한 방법으로 연마를 진행한 후 하기와 같이 각각의 연마 성능을 평가하였다. 그 결과는 표 1에 기재한 바와 같다. For each of the polishing pads of the above examples and comparative examples, polishing was performed in the same manner as in Experimental Example 3, and then each polishing performance was evaluated as follows. The results are as shown in Table 1.
(1) 평균 연마율(1) Average polishing rate
상기 실험예 3과 동일한 방법으로 연마를 진행하되, 1분 동안 연마를 진행한 후 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. Polishing was performed in the same manner as in Experimental Example 3 above, but after polishing for 1 minute, the film thickness change before and after polishing was measured using an optical interference thickness measuring device (SI-F80R, Kyence) on the dried silicon wafer. Thereafter, the polishing rate was calculated using the following formula. In this way, the polishing rate was measured a total of 5 times, and the number average value was obtained and used 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) Defect
상기 실험예 3과 동일한 방법으로 연마를 진행하되, 1분 동안 연마를 진행한 후 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 performed using the same method as in Experimental Example 3 above, but after polishing for 1 minute, the polished surface of the polishing target was visually observed to derive the number of defects such as scratches. Specifically, after polishing, the silicon wafer was moved to a cleaner and cleaned for 10 seconds each using 1% hydrogen fluoride (HF) and purified water (DIW); 1% nitric acid ( H2NO3 ) and purified water (DIW). Afterwards, it was moved to a spin dryer, cleaned with purified water (DIW), and then dried with nitrogen ( N2 ) for 15 seconds. The dried silicon wafer was visually observed for changes in defects before and after polishing using a defect measuring device (Tenkor, XP+).
(3) 연마 평탄도(3) Polishing flatness
상기 실험예 3과 동일한 방법으로 연마를 진행하되, 1분 동안 연마를 진행한 후 98곳의 웨이퍼의 면내 막 두께를 측정하여 (연마된 두께의 표준 편차(Å) / 평균 연마 두께(Å)) X 100의 식을 이용하여 연마 평탄도(WIWNU: Within Wafer Non Uniformity, %)를 도출하였다.Polishing was performed using the same method as in Experimental Example 3 above, but after polishing for 1 minute, the film thickness within the plane of 98 wafers was measured and the polishing flatness (WIWNU: Within Wafer Non Uniformity, %) was derived using the formula (standard deviation of polished thickness (Å) / average polished thickness (Å)) X 100.
상기 표 1을 참조할 때, 상기 실시예 1 내지 2의 연마패드는 서로 상이한 재질의 상기 연마 가변층 및 상기 연마 불변층의 적층 구조를 상기 연마층에 적용하면서, 두 층 상호 경도 비율이 약 0.50 내지 약 1.50의 범위를 만족하도록 설계함으로써 연마율, 결함 및 연마 평탄도 측면에서 상기 비교예 1 내지 3과 비교하여 동등하거나 그 이상 수준의 우수한 연마 성능을 구현하는 것을 확인할 수 있었다. 이때, 상기 실시예 1 내지 2의 연마패드는 상기 연마 불변층의 원료로 재활용이 용이한 열가소성 수지 원료를 적용함으로써 본연의 연마 기능에 더하여 생산성 및 경제성 측면에서도 향상된 효과를 얻는 것을 확인할 수 있었다. Referring to Table 1 above, the polishing pads of Examples 1 and 2 were designed to have a laminated structure of the polishing variable layer and the polishing constant layer of different materials applied to the polishing layer, while satisfying a range of a hardness ratio between the two layers of about 0.50 to about 1.50, thereby realizing excellent polishing performance equivalent to or superior to that of Comparative Examples 1 to 3 in terms of polishing rate, defects, and polishing flatness. At this time, it was confirmed that the polishing pads of Examples 1 and 2 obtained improved effects in terms of productivity and economy in addition to the original polishing function by applying a thermoplastic resin raw material that is easy to recycle as a raw material for the polishing constant layer.
110: 연마 패드
10: 연마층
101: 연마 가변층
102: 연마 불변층
11: 제1면, 연마면
12: 제2면
13: 분리 가능 계면
14: 그루브
20: 쿠션층
30: 제1 접착층
40: 제2 접착층
w1: 그루브의 폭
p1: 그루브의 피치
d1: 그루브의 깊이
D1: 연마 가변층의 두께
15: 기공
120: 정반
130: 반도체 기판
140: 노즐
150: 연마 슬러리
160: 캐리어
170: 컨디셔너110: Polishing pad
10: Polishing layer
101: Polishing Variable Layer
102: Polishing constant layer
11: First side, polishing surface
12: Page 2
13: Separable interface
14: Groove
20: Cushion layer
30: 1st adhesive layer
40: Second adhesive layer
w1: width of groove
p1: pitch of the groove
d1: Depth of groove
D1: Thickness of the polishing variable layer
15: Qi Gong
120: The right answer
130: Semiconductor substrate
140: Nozzle
150: Polishing slurry
160: Carrier
170: Conditioner
Claims (12)
상기 연마층은, 연마면을 가지는 연마 가변층; 및 상기 연마 가변층의 상기 연마면의 이면 측에 배치되는 연마 불변층을 포함하고,
상기 연마 가변층의 쇼어 D(shore D) 경도와 상기 연마 불변층의 쇼어 D 경도의 비율이 0.50 내지 1.50이고,
상기 연마 가변층의 하기 식 1에 의한 제1 연마 가변성 지수(Polishing variability index)가 0.1 내지 11.0인,
연마패드:
[식 1]
상기 식 1에서,
상기 Ri는 상기 연마 가변층의 수명 도입 시점의 상기 연마면의 표면 조도(Ra)이고,
상기 Rf는 상기 연마 가변층의 수명 종결 시점의 상기 연마면의 표면 조도(Ra)이며,
상기 Ti는 상기 연마 가변층의 수명 도입 시점의 상기 연마패드의 전체 두께이고,
상기 Tf는 상기 연마 가변층의 수명 종결 시점의 상기 연마패드의 전체 두께이다.Contains a polishing layer,
The above polishing layer includes a polishing variable layer having a polishing surface; and a polishing constant layer disposed on the back side of the polishing surface of the polishing variable layer.
The ratio of the Shore D hardness of the above-mentioned polishing variable layer to the Shore D hardness of the above-mentioned polishing constant layer is 0.50 to 1.50,
The first polishing variability index of the above polishing variable layer according to the following formula 1 is 0.1 to 11.0.
Polishing pad:
[Formula 1]
In the above equation 1,
The above Ri is the surface roughness (Ra) of the polishing surface at the time of introduction of the life of the above polishing variable layer,
The above Rf is the surface roughness (Ra) of the polished surface at the end of the life of the above polishing variable layer,
The above Ti is the total thickness of the polishing pad at the time of introduction of the life of the above polishing variable layer,
The above Tf is the total thickness of the polishing pad at the end of the life of the polishing variable layer.
상기 연마 가변층은 상기 연마층 전체 부피 중의 30부피% 내지 60부피%인,
연마패드. In the first paragraph,
The above polishing variable layer is 30 to 60 volume% of the total volume of the polishing layer.
Polishing pad.
상기 연마 가변층이 상기 연마면에 상기 연마 가변층의 전체 두께보다 작거나, 상기 연마 가변층의 전체 두께와 동일한 깊이를 갖는 적어도 하나의 그루브(Groove)를 포함하고,
상기 연마 가변층의 하기 식 2에 의한 제2 연마 가변성 지수(Polishing variability index)가 0.1 내지 3.5인,
연마패드:
[식 2]
상기 식 2에서,
상기 Ri는 상기 연마 가변층의 수명 도입 시점의 상기 연마면의 표면 조도(Ra)이고,
상기 Rf는 상기 연마 가변층의 수명 종결 시점의 상기 연마면의 표면 조도(Ra)이며,
상기 Gi는 상기 연마 가변층의 수명 도입 시점의 상기 그루브의 깊이이고,
상기 Gf는 상기 연마 가변층의 수명 종결 시점의 상기 그루브의 깊이이다.In the first paragraph,
The above polishing variable layer includes at least one groove on the polishing surface having a depth less than the total thickness of the polishing variable layer or equal to the total thickness of the polishing variable layer,
The second polishing variability index of the above polishing variable layer according to the following formula 2 is 0.1 to 3.5.
Polishing pad:
[Formula 2]
In the above equation 2,
The above Ri is the surface roughness (Ra) of the polishing surface at the time of introduction of the life of the above polishing variable layer,
The above Rf is the surface roughness (Ra) of the polished surface at the end of the life of the above polishing variable layer,
The above Gi is the depth of the groove at the time of introduction of the life of the above polishing variable layer,
The above Gf is the depth of the groove at the end of the life of the above polishing variable layer.
상기 연마 가변층은 상기 연마면에 상기 연마 가변층의 전체 두께보다 작거나, 상기 연마 가변층의 전체 두께와 동일한 깊이를 갖는 적어도 하나의 그루브(Groove)를 포함하며,
하기 식 3에 따른 상기 그루브의 깊이 변화율(%)이 20% 내지 100%인,
연마패드:
[식 3]
상기 식 3에서,
상기 Gi는 상기 연마 가변층의 수명 도입 시점의 상기 그루브 깊이이며,
상기 Gf는 상기 연마 가변층의 수명 종결 시점의 상기 그루브 깊이이다.In the first paragraph,
The above polishing variable layer includes at least one groove on the polishing surface having a depth less than the total thickness of the polishing variable layer or equal to the total thickness of the polishing variable layer,
The depth change rate (%) of the groove according to the following formula 3 is 20% to 100%,
Polishing pad:
[Formula 3]
In the above equation 3,
The above Gi is the groove depth at the time of introduction of the life of the above polishing variable layer,
The above Gf is the groove depth at the end of the life of the above polishing variable layer.
전체 적층체에 대한 쇼어 D(Shore D) 경도가 45 내지 70인,
연마패드. In the first paragraph,
Shore D hardness for the entire laminate is 45 to 70,
Polishing pad.
상기 연마층의 쇼어 D 경도에 대한 상기 연마패드 전체의 쇼어 D 경도의 비율이 0.95 내지 1.10인,
연마패드. In the first paragraph,
The ratio of the Shore D hardness of the entire polishing pad to the Shore D hardness of the polishing layer is 0.95 to 1.10.
Polishing pad.
상기 연마 가변층은 열경화성 수지를 포함하고,
상기 연마 불변층은 열가소성 수지를 포함하는,
연마패드. In the first paragraph,
The above polishing variable layer comprises a thermosetting resin,
The above polishing invariant layer comprises a thermoplastic resin,
Polishing pad.
상기 연마 가변층은 우레탄계 프리폴리머를 포함하는 예비 조성물의 경화물을 포함하는,
연마패드. In the first paragraph,
The above polishing variable layer comprises a cured product of a preparatory composition comprising a urethane-based prepolymer.
Polishing pad.
상기 연마 불변층은 폴리에틸렌(Polyethylene, PE), 폴리프로필렌(Polypropylene, PP), 폴리스티렌(Polystyrene, PS), 폴리비닐클로라이드(Polyvinylchloride, PVC), 열가소성 폴리우레탄(Thermoplastic Polyurethane, TPU) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함하는,
연마패드. In the first paragraph,
The above polishing invariant layer comprises one selected from the group consisting of polyethylene (PE), polypropylene (PP), polystyrene (PS), polyvinylchloride (PVC), thermoplastic polyurethane (TPU), and combinations thereof.
Polishing pad.
상기 연마면에 연마대상의 피연마면이 맞닿도록 배치한 후 가압 조건 하에서 상기 연마패드와 상기 연마대상을 서로 상대 회전시키면서 상기 연마대상을 연마시키는 단계;를 포함하고,
상기 연마층은, 상기 연마면을 포함하는 연마 가변층과, 상기 연마 가변층의 상기 연마면의 이면 측에 배치된 연마 불변층을 포함하고,
상기 연마 가변층 및 상기 연마 불변층의 쇼어 D(shore D) 경도의 비율이 0.50 내지 1.50이고,
상기 연마 가변층의 하기 식 1에 의한 제1 연마 가변성 지수(Polishing variability index)가 0.1 내지 11.0인,
반도체 소자의 제조방법:
[식 1]
상기 식 1에서,
상기 Ri는 상기 연마 가변층의 수명 도입 시점의 상기 연마면의 표면 조도(Ra)이고,
상기 Rf는 상기 연마 가변층의 수명 종결 시점의 상기 연마면의 표면 조도(Ra)이며,
상기 Ti는 상기 연마 가변층의 수명 도입 시점의 상기 연마패드의 전체 두께이고,
상기 Tf는 상기 연마 가변층의 수명 종결 시점의 상기 연마패드의 전체 두께이다.A step of providing a polishing pad including an abrasive layer having an abrasive surface on a surface;
A step of polishing the polishing target while relatively rotating the polishing pad and the polishing target under a pressurized condition after arranging the polishing target so that the polishing target's polishing surface is in contact with the polishing surface;
The above polishing layer includes a polishing variable layer including the polishing surface, and a polishing constant layer arranged on the back side of the polishing surface of the polishing variable layer,
The ratio of the shore D hardness of the above polishing variable layer and the above polishing constant layer is 0.50 to 1.50,
The first polishing variability index of the above polishing variable layer according to the following formula 1 is 0.1 to 11.0.
Method for manufacturing semiconductor devices:
[Formula 1]
In the above equation 1,
The above Ri is the surface roughness (Ra) of the polishing surface at the time of introduction of the life of the above polishing variable layer,
The above Rf is the surface roughness (Ra) of the polished surface at the end of the life of the above polishing variable layer,
The above Ti is the total thickness of the polishing pad at the time of introduction of the life of the above polishing variable layer,
The above Tf is the total thickness of the polishing pad at the end of the life of the polishing variable layer.
상기 연마대상의 피연마면이 상기 연마층의 연마면에 가압되는 하중이 0.01psi 내지 20psi인,
반도체 소자의 제조방법. In Article 11,
The load applied to the polishing surface of the polishing target is 0.01 psi to 20 psi.
A method for manufacturing a semiconductor device.
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