KR102053651B1 - 사파이어, 실리콘카바이드, 유리 및 실리콘 웨이퍼 폴리싱을 위한 고정지립 패드 및 그 패드의 제조방법 - Google Patents

사파이어, 실리콘카바이드, 유리 및 실리콘 웨이퍼 폴리싱을 위한 고정지립 패드 및 그 패드의 제조방법 Download PDF

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Abstract

기존의 슬러리 방식의 문제점을 해결하면서 가공속도가 향상되고, 가공 후 스크래치 발생을 최대한으로 줄여 원하는 조도를 얻을 수 있는 사파이어, 실리콘카바이드, 유리 및 실리콘 웨이퍼 폴리싱을 위한 고정지립 패드 및 그 패드의 제조방법을 제시한다. 그 패드 및 방법은 지립의 표면에 접착되고 레진으로 이루어진 바인더 및 지립의 일부가 삽입되어 바인더에 의해 고정되며 지립의 나머지 부분은 외측으로 돌출되는 펠트층을 포함하고, 펠트층은 동물의 털로 이루어지며, 지립은 진공을 이용하여 펠트층에 삽입된다.

Description

사파이어, 실리콘카바이드, 유리 및 실리콘 웨이퍼 폴리싱을 위한 고정지립 패드 및 그 패드의 제조방법{Fixed abrasive pads for sapphire, SiC, glass, and Si wafer polishing and a method for manufacturing the pad}
본 발명은 고정지립 패드 및 그 패드의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다이아몬드 지립을 이용하는 사파이어, 실리콘카바이드, 유리 및 실리콘 웨이퍼의 폴리싱 공정에서, 연마 효율 및 정밀도가 우수한 고정지립 패드 및 패드의 제조방법에 관한 것이다.
폴리싱 공정은 웨이퍼의 정밀연마를 위하여, 일반적으로 다이아몬드 슬러리와 함께 사용되어 왔다. 하지만, 다이아몬드 슬러리를 사용하는 공정은 가공시간이 길고, 대량의 슬러리의 사용으로 인한 환경문제를 야기하며, 생산비용이 증가되는 등의 문제점이 있다. 특히 고출력 반도체, LED 반도체, 디스플레이(display)에 적용되어 수요가 커지고 있는 실리콘카바이드(SiC), 사파이어(sapphire) 웨이퍼 등과 같은 고경도, 고취성 웨이퍼의 정밀연마는 슬러리 가공방법으로는 생산성, 경제성 등의 한계로 인하여 적용하기 어렵다. 슬러리를 활용한 폴리싱 방법은 국내공개특허 제2013-0077481호 등에 개시되어 있다.
한편, 슬러리 방식의 문제점을 해결하고자 하여 일본등록특허 제6,016,301호 등에서 고정지립 패드를 제시하고 있다. 그런데, 고경도, 고취성의 웨이퍼를 정밀연마를 하려고 고정지립 패드를 적용하면, 웨이퍼의 가공속도 증가와 더불어 가공 후에 잔존하는 스크래치를 해결해야 한다. 구체적으로, 고정지립 패드는 슬러리 방식의 문제점을 해결하면서 가공속도가 향상되지만, 가공속도가 빠른 만큼 스크래치가 많이 발생하여 원하는 조도(Ra)을 얻기 힘들다. 상기 특허는 이러한 관점에서 미흡한 점이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 기존의 슬러리 방식의 문제점을 해결하면서 가공속도가 향상되고, 가공 후 스크래치 발생을 최대한으로 줄여 원하는 조도를 얻을 수 있는 사파이어, 실리콘카바이드, 유리 및 실리콘 웨이퍼 폴리싱을 위한 고정지립 패드 및 그 패드의 제조방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 과제를 해결하기 위한 사파이어, 실리콘카바이드, 유리 및 실리콘 웨이퍼 폴리싱을 위한 고정지립 패드는 지립, 상기 지립의 표면에 접착되고 레진으로 이루어진 바인더 및 상기 지립의 일부가 삽입되어 상기 바인더에 의해 고정되며 상기 지립의 나머지 부분은 외측으로 돌출되는 펠트층을 포함한다. 이때, 상기 펠트층은 동물의 털로 이루어진다.
본 발명의 패드에 있어서, 상기 지립은 다이아몬드로 이루어지며, 평균입경은 1~15㎛이고 함량은 30~50vol%이 좋다. 상기 지립의 종횡비는 0.9~1이 바람직하다. 상기 펠트층은 양모로 이루어지며, 섬유의 평균직경은 20~40㎛이고 쇼와경도(A type)는 40~60일 수 있다. 상기 레진은 상기 다이아몬드 1g당 0.01~0.03g을 포함할 수 있다. 상기 레진은 열경화성 수지를 포함할 수 있으며, 상기 열경화성 수지는 가황고무(vulcanized rubber), 에폭시계 수지, 폴리에스테르계 수지 및 페놀계 수지 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 패드에 있어서, 상기 지립의 평균입경은 1~15㎛이고 함량은 30~50vol%이며, 상기 펠트층을 이루는 섬유의 평균직경은 20~40㎛고, 상기 펠트층의 쇼와경도(A type)는 40~60이며, 상기 레진은 상기 지립 1g당 0.01~0.03g을 포함할 수 있다. 상기 펠트층의 상대밀도는 90~100%이 바람직하다. 상기 고정지립 패드의 쇼와경도는 75~92이 좋다.
본 발명의 다른 과제를 해결하기 위한 사파이어, 실리콘카바이드, 유리 및 실리콘 웨이퍼 폴리싱을 위한 고정지립 패드의 제조방법은 먼저 펠트층에 상기 지립을 삽입하기 위해서, 알코올계 용매에 열경화성 수지를 포함하는 바인더와 상기 지립을 혼합하여 상기 지립의 표면에 상기 바인더를 도포한다. 그후, 상기 바인더가 도포된 상기 지립을 진공을 이용하여 상기 펠트층에 삽입한다. 상기 알코올계 용매를 증발시킨다.
본 발명의 방법에 있어서, 상기 알코올계 용매는 이소프로필알콜, 에탄올 및 아세톤 중 1종 이상을 포함할 수 있다. 상기 바인더가 도포된 상기 지립을 진공으로 상기 펠트층에 삽입하는 과정을 3회 이상 반복하는 것이 좋다.
본 발명의 사파이어, 실리콘카바이드, 유리 및 실리콘 웨이퍼 폴리싱을 위한 고정지립 패드 및 그 패드의 제조방법에 의하면, 탄성력이 높은 펠트층에 연마용 지립을 삽입함으로써, 기존의 슬러리 방식의 문제점을 해결하면서 가공속도가 향상되고 가공 후 스크래치 발생을 최대한으로 줄여 원하는 조도를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명에 의한 고정지립 패드를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명과 비교예의 펠트 평균직경 및 펠트 상대밀도의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 3은 본 발명과 비교예의 다이아몬드 평균입도 및 펠트 상대밀도의 관계를 보여주는 그래프이다.
도 4는 본 발명과 비교예의 다이아몬드 함량 및 펠트 상대밀도의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 5는 본 발명과 비교예의 레진양 및 펠트 상대밀도의 관계를 보여주는 그래프이다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다음에서 설명되는 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다. 한편, 상부, 하부, 정면 등과 같이 위치를 지적하는 용어들은 도면에 나타낸 것과 관련될 뿐이다. 실제로, 지립패드는 임의의 선택적인 방향으로 사용될 수 있으며, 실제 사용할 때 공간적인 방향은 지립패드의 방향 및 회전에 따라 변한다.
본 발명의 실시예는 탄성력이 높은 펠트층에 연마용 지립을 삽입함으로써, 기존의 슬러리 방식의 문제점을 해결하면서 가공속도가 향상되고 가공 후 스크래치 발생을 최대한으로 줄여 원하는 조도를 얻을 수 있는 고정지립 패드 및 패드 제조방법을 제시한다. 이를 위해, 탄성력이 높은 펠트층에 연마지립을 삽입한 고정지립 패드의 구조 및 제조방법에 대하여 상세하게 알아보고, 상기 고정지립 패드를 활용하여 웨이퍼를 가공하는 과정을 구체적으로 살펴보기로 한다. 본 발명의 실시예에 의한 고정지립 패드로 가공되는 고경도, 고취성 웨이퍼는 고출력 반도체, LED 반도체, 디스플레이(display)에 적용되어 수요가 커지고 있는 실리콘카바이드(SiC), 사파이어(sapphire) 웨이퍼뿐 아니라 유리 및 실리콘 웨이퍼도 해당된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 고정지립 패드를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다. 다만, 엄밀한 의미의 도면을 표현한 것이 아니며, 설명의 편의를 위하여 도면에 나타나지 않은 구성요소가 있을 수 있다.
도 1에 의하면, 본 발명의 고정지립 패드는 바인더(30)가 도포된 복수개의 지립(20)이 지지체인 펠트층(10)에 삽입되어 이루어진다. 이때, 지립(20)의 일부는 펠트층(10)에 삽입되어 고정되며, 일부는 펠트층(10)의 외측으로 돌출된다. 돌출된 지립(20)은 웨이퍼(W)를 정밀연마하는 데 사용되며, 지립(20)에 의해 웨이퍼(W)에는 조도(Ra)가 형성된다. 웨이퍼(W)를 정밀연마하는 과정에서는 펠트층(10)과 웨이퍼(W)는 갭(G)만큼 이격된다. 도면에서는 웨이퍼(W)와 접촉하는 지립(20)에 바인더(30)가 도포되어 있으나, 실제 연마과정에서는 웨이퍼(W)와 접촉하는 바인더(30)는 탈리된다.
지립(20)은 고경도, 고취성의 웨이퍼(W)를 가공하기 위하여, 높은 경도의 재질이 사용된다. 일례로, 이러한 지립(20)으로는 천연 또는 인조 다이아몬드, 큐빅질화붕소(cBN: cubic Boron Nitride) 등이 있으며, 통상적으로 인조 다이아몬드가 널리 사용된다. 바인더(30)는 펠트층(10)과의 접합을 견고하게 할 수 있도록 열경화성 수지를 포함하는 레진(resin) 바인더(30)가 바람직하다. 상기 열경화성 수지는 가황고무(vulcanized rubber), 에폭시계 수지, 폴리에스테르계 수지 및 페놀계 수지 중 1종 이상을 포함한다.
펠트층(10)은 웨이퍼(W)에 가해지는 힘을 완화하도록, 연마 중에 발생하는 가공부하를 흡수하는 층이다. 펠트층(10)을 이루는 펠트(felt)는 천, 털에 수증기, 열, 압력 등을 가하면 축융(felting)에 의해 섬유(filament)가 서로 엉키고 줄어드는데 이를 이용하여 천과 같이 만든 것이다. 본 발명의 실시예서는 동물의 털, 특히 양털로 이루어진 것이 바람직하다. 도시되지는 않았지만, 펠트층(10)은 일측이 적층 부직포에 접착될 수 있다. 상기 일측은 지립(20)이 존재하지 않는 부분이다. 상기 부직포는 직조공정을 거치지 않고, 섬유를 평행 또는 부정방향으로 배열된 직물들을 접착 또는 융착으로 적층하여 만든 것이다. 펠트층(10) 및 적층 부직포를 조합하면, 보다 정밀한 가공부하의 흡수를 구현할 수 있다.
한편, 바인더(30)가 도포된 복수개의 지립(20)은 펠트층(10)의 일측에만 존재할 수 있고, 상기 펠트층(10)의 양측에 존재할 수 있다. 도면에서는 지립(20)이 펠트층(10)의 일측에만 존재하는 경우를 표현하였다.
웨이퍼(W)의 정밀연마에 영향을 주는 웨이퍼(W)의 수직방향으로 받는 힘 F(t)=F(1)-F(2)이다. 이때, F(1)은 가공속도를 좌우하고, F(2)는 웨이퍼(W)가 받는 힘 F(t)를 조절한다. 예컨대, F(2)가 커질수록 F(t)는 작아져서 웨이퍼(W)에 잔존하는 깊은 스크래치를 방지할 수 있다. 하지만, F(2)가 지나치게 커지면, 웨이퍼(W)에 가해지는 힘 F(t)가 필요 이상으로 약해져서 연마가 제대로 일어나지 않는다. 이에 따라, 본 발명의 실시예에 의한 고정지립 패드는 F(2)의 지립(20)을 적절하게 조절하여, 연마가 제대로 이루어지고 원하는 조도(Ra)를 획득할 수 있다.
본 발명의 고정지립 패드는 사파이어 웨이퍼를 기준으로, 가공속도는 0.9㎛/min 이상, 조도는 3nm 이하인 가공조건을 만족한다. 이를 위한 고정지립 패드의 경도는 75~92가 바람직하다. 상기 가공조건에 부합하는 펠트층(10)은 양모가 바람직하고, 섬유의 평균직경이 20~40㎛이며, 쇼와경도(Shore hardness A type)는 40~60이다. 또한, 지립(20)은 다이아몬드가 바람직하고, 입자평균입도는 1~15㎛이고, 함량은 30~50vol%이다. 이때, 함량은 펠트층(10)의 부피에 대한 비율이다. 이때, 지립(20)의 종횡비(aspect ratio)가 0.9이상이고 1이하인 구형에 가까운 것이 좋다. 바인더(30)의 양은 지립(20)의 1g 당 0.01~0.03g이 해당된다.
한편, 상기 가공조건에 부합하는 펠트층(10), 지립(20) 및 바인더(30)는 사파이어 웨이퍼를 기준으로 정해진 것이며, 다른 종류의 웨이퍼, 예컨대 실리콘카바이드 웨이퍼를 기준으로 하면 적절하게 조정될 수 있다. 사파이어 웨이퍼의 가공조건에 부합하는 펠트층(10), 지립(20) 및 바인더(30)는 본 발명의 범주 내에서 다른 종류의 웨이퍼에 확장된다. 구체적으로, 상기 가공조건에 부합하는 펠트층(20), 지립(20) 및 바인더(30)는 사파이어 웨이퍼와 다른 실리콘카바이드 웨이퍼를 정밀연마 한다고 할지라도, 사파이어 웨이퍼의 펠트층(10), 지립(20) 및 바인더(30)에 부합한다면 본 발명의 범주에 속한다고 할 것이다.
본 발명의 실시예에 의한 고정지립 패드의 제조방법은 다음과 같다. 먼저, 펠트층(10)에 바인더(30)가 도포된 지립(20)을 삽입하기 위해서, 알코올계 용매에 열경화성 수지를 포함하는 바인더(30)와 지립(20)을 혼합하여 지립(20)의 표면에 바인더(30)를 도포한다. 그후, 바인더(30)가 도포된 지립(20)을 진공을 이용하여 펠트층(10)에 삽입한다. 알코올계 용매를 증발시킨다.
이때, 상기 알코올계 용매는 이소프로필알콜, 에탄올 및 아세톤 중 1종 이상을 포함할 수 있다. 바인더(30)가 도포된 지립(20)을 진공으로 펠트층(10)에 삽입하는 과정은 3회 이상 반복할 수 있다. 바인더(30)가 도포된 지립(20)이 펠트층(10)의 양측에 삽입되는 경우는, 진공으로 일측을 삽입한 후에 타측을 삽입하는 과정을 3회 이상 반복하여 실시할 수 있다. 3회 이상 반복하여 실시하면, 지립(20)을 보다 안정적으로 펠트층(10)에 결합시킬 수 있다.
이하, 본 발명의 지립패드에 관련된 물성을 상세하게 설명하기 위해, 다음과 같은 실시예를 제시한다. 하지만, 본 발명은 이하의 실시예에 특별히 한정되는 것은 아니다. 이때, 웨이퍼(W)는 4인치의 사파이어 웨이퍼를 사용하였으며, 펠트 섬유의 평균직경 20~40㎛, 펠트층의 쇼와경도(Shore hardness A type) 40~60, 지립(20)의 평균입도는 1~15㎛, 지립(20)의 함량 30~50vol%, 바인더(30) 양은 지립(20)의 1g 당 0.01~0.03g이 해당된다. 또한, 펠트층(10)은 양모, 지립(20)은 다이아몬드 입자, 바인더(30)는 페놀수지를 사용하였다. 위와 같은 조건으로 지립패드의 쇼와경도는 75~92가 바람직하다.
펠트층(10)의 상대밀도(%)는 측정된 밀도를 설계된 밀도로 나눈 것으로, 다이아몬드 입자의 적정도를 나타내는 것이다. 구체적으로, 상대밀도(%)가 100%보다 크면 설계된 다이아몬드보다 많이 삽입되어 다이아몬드가 뭉쳐 있다는 것을 말하고, 상대밀도(%)가 90%보다 작으면 설계된 다이아몬드보다 적게 들어간 것을 의미한다. 이에 따라, 본 발명의 실시예의 상대밀도(%)는 90% 이상이고 100% 이하를 만족한다.
표 1은 펠트 평균직경(㎛) 및 펠트 상대밀도(%)의 관계를 나타낸 것이고, 도 2는 이를 그래프로 표현한 것이다. 이때, 펠트층(10)의 쇼와경도는 50, 다이아몬드(20)의 평균입도는 10㎛, 다이아몬드(20)의 함량은 40vol%, 바인더(30)의 함량은 다이아몬드 1g 당 0.02g이었다.
구분 펠트 평균직경(㎛) 펠트 상대밀도(%)
실시예1 20 91.2
실시예2 25 94.6
실시예3 30 97.2
실시예4 40 91.1
비교예1 15 81.5
비교예2 45 75.4
표 1에 의하면, 펠트의 평균직경(㎛)이 20~40㎛의 범주에 속하는 실시예1 내지 4는 상대밀도(%)는 90%~100% 사이에 존재하였다. 이에 반해, 펠트의 평균직경(㎛)이 15㎛이었을 때는 상대밀도(%)가 81.5%이었으며, 평균직경(㎛)이 45이었을 때는 75.4%이었다. 즉, 펠트의 평균직경(㎛)이 20~40㎛을 벗어나는 비교예1 및 2는 설계된 다이아몬드보다 적게 들어가서 본 발명의 실시예에 의한 고정지립 패드에 적합하지 않다.
표 2는 다이아몬드 평균입도(㎛) 및 펠트 상대밀도(%)의 관계를 나타낸 것이고, 도 3은 이를 그래프로 표현한 것이다. 이때, 펠트의 평균직경은 30㎛, 펠트층(10)의 쇼와경도는 50, 다이아몬드(20)의 함량은 40vol%, 바인더(30)의 함량은 다이아몬드 1g 당 0.02g이었다.
구분 다이아몬드 평균직경(㎛) 펠트 상대밀도(%)
실시예1 1 93.2
실시예2 5 94.5
실시예3 10 97.2
실시예4 15 98.2
비교예1 20 75.4
비교예2 0.1 108.2
표 2에 의하면, 다이아몬드의 평균직경(㎛)이 1~15㎛의 범주에 속하는 실시예1 내지 4는 상대밀도(%)는 90%~100% 사이에 존재하였다. 이에 반해, 다이아몬드의 평균직경(㎛)이 20㎛이었을 때는 상대밀도(%)가 75.4%이었으며, 평균직경(㎛)이 0.1이었을 때는 108.2%이었다. 즉, 다이아몬드의 평균직경(㎛)이 1~15㎛을 벗어나는 비교예1 및 2는 설계된 다이아몬드보다 적게 들어가거나 뭉쳐 있어서 본 발명의 실시예에 의한 고정지립 패드에 적합하지 않다.
표 3은 다이아몬드 함량(vol%) 및 펠트 상대밀도(%)의 관계를 나타낸 것이고, 도 4는 이를 그래프로 표현한 것이다. 이때, 펠트의 평균직경은 30㎛, 펠트층(10)의 쇼와경도는 50, 다이아몬드(20)의 평균입경은 10㎛, 바인더(30)의 함량은 다이아몬드 1g 당 0.02g이었다.
구분 다이아몬드 함량(vol%) 펠트 상대밀도(%)
실시예1 30 96.2
실시예2 40 97.2
실시예3 50 95.3
비교예1 60 70.2
비교예2 10 112.7
비교예3 20 105.3
표 3에 의하면, 다이아몬드의 함량(vol%)이 30~50%의 범주에 속하는 실시예1 내지 3은 상대밀도(%)는 90%~100% 사이에 존재하였다. 이에 반해, 다이아몬드의 함량(vol%)이 60이었을 때는 상대밀도(%)가 70.2%이었고, 함량(vol%)이 10이었을 때는 112.7%이었으며, 함량(vol%)이 20이었을 때는 105.3%이었다. 즉, 다이아몬드의 함량(vol%)이 30~50%을 벗어나는 비교예1 내지 3은 설계된 다이아몬드보다 적게 들어가거나 뭉쳐 있어서 본 발명의 실시예에 의한 고정다이아몬드 패드에 적합하지 않다.
표 4는 레진양(g) 및 펠트 상대밀도(%)의 관계를 보여주는 것이고, 도 5는 이를 그래프로 표현한 것이다. 이때, 펠트의 평균직경은 30㎛, 펠트층(10)의 쇼와경도는 50, 다이아몬드(20)의 평균입도는 10㎛, 바인더(30)의 함량은 다이아몬드 1g 당 0.02g이었다.
구분 레진양(g) 펠트 상대밀도(%)
실시예1 0.01 93.5
실시예2 0.02 97.2
실시예3 0.03 96.9
비교예1 0.001 72.3
비교예2 0.005 80.5
비교예3 0.04 106.4
표 4에 의하면, 레진양(g)이 다이아몬드 1g 당 0.01~0.03g의 범주에 속하는 실시예1 내지 3은 상대밀도(%)는 90%~100% 사이에 존재하였다. 이에 반해, 레진양(g)이 0.001g이었을 때는 상대밀도(%)가 72.3%이었고, 레진양(g)이 0.005이었을 때는 80.5%이었으며, 레진양(g)이 0.04이었을 때는 106.4%이었다. 즉, 레진양(g)이 0.01~0.03g을 벗어나는 비교예1 내지 3은 설계된 다이아몬드보다 적게 들어가거나 뭉쳐 있어서 본 발명의 실시예에 의한 고정다이아몬드 패드에 적합하지 않다.
표 5는 펠트의 평균직경(㎛), 펠트층의 쇼와경도, 지립패드의 경도(HV)에 비추어 가공속도(㎛/min) 및 조도(Ra, ㎛)와의 관계를 나타낸 것이다. 이때, 다이아몬드(20)의 평균입경은 10㎛, 다이아몬드(20)의 함량은 40vol%, 바인더(30)의 함량은 다이아몬드 1g 당 0.02g이었다.
구분 평균직경
(㎛)		 쇼와경도 패드경도
(HV)		 가공속도
(㎛/min)		 Ra
(nm)
실시예1 20 40 82 1.1 1.61
실시예2 20 35 83 0.93 1.39
실시예3 40 40 80 0.96 1.25
실시예4 40 60 81 1.21 1.45
비교예1 15 35 74 0.5 1.09
비교예2 30 60 85 2.79 4.38
비교예3 45 35 76 0.65 3.41
비교예4 65 45 67 0.21 1.11
표 5에 의하면, 펠트 섬유의 평균직경 20~40㎛, 펠트층의 쇼와경도(Shore hardness A type) 40~60 및 지립패드의 쇼와경도 75~92의 범주에 속하는 실시예1 내지 4는 가공속도는 0.9㎛/min 이상, 조도는 3nm 이하인 가공조건을 만족하였다. 하지만, 펠트 섬유의 평균직경 20~40㎛, 펠트층의 쇼와경도(Shore hardness A type) 40~60 및 지립패드의 쇼와경도 75~92의 범주를 벗어나는 비교예1 내지 4는 가공속도는 0.9㎛/min 이상, 조도는 3nm 이하인 가공조건을 충족하지 못하였다. 구체적으로, 비교예 1는 조도는 충족하였으나 가공속도가 작았고, 비교예2는 가공속도는 충족하였으나 조도가 지나치게 컸고, 비교예3은 가공속도 및 조도가 모두 충족되지 않았다. 또한, 비교예4는 조도는 충족하였으나 가공속도가 지나치게 낮았다.
표 6은 다이아몬드 평균입도(㎛), 다이아몬드 함량(vol%), 레진량(g), 지립패드의 경도(HV)에 비추어, 가공속도(㎛/min) 및 조도(Ra, ㎛)와의 관계를 나타낸 것이다. 이때, 펠트의 평균직경은 30㎛, 펠트층(10)의 쇼와경도는 50이었다.
구분 평균입도
(㎛)		 함량
(vol%)		 레진양
(g)		 패드경도
(HV)		 가공속도
(㎛/min)		 Ra
(nm)
실시예1 1 30 0.01 83 1.31 1.64
실시예2 1 50 0.01 84 1.33 1.34
실시예3 1 30 0.03 82 1.23 1.24
실시예4 1 50 0.03 83 1.15 1.21
실시예5 15 30 0.01 81 1.45 1.09
실시예6 15 50 0.01 82 1.32 4.38
실시예7 15 30 0.03 83 1.55 3.41
실시예8 15 50 0.03 82 1.31 3.01
비교예1 0.5 25 0.005 90 0.52 0.92
비교예2 0.5 25 0.005 92 0.43 1.01
비교예3 0,5 40 0.005 91 0.24 0.82
비교예4 0.5 40 0.02 85 0.19 0.75
비교예5 10 25 0.005 92 1.64 3.72
비교예6 10 30 0.005 93 1.54 3.55
비교예7 10 55 0.005 92 1.24 3.11
비교예8 20 25 0.005 91 2.12 5.42
비교예9 20 40 0.005 90 2.01 4.75
비교예10 20 25 0.02 86 2.34 5.67
비교예11 20 55 0.005 92 2.05 4.28
표 6에 의하면, 다이아몬드의 평균입도 1~15㎛, 다이아몬드의 함량 30~50vol%, 레진양이 다이아몬드 1g 당 0.01~0.03g 및 지립패드의 쇼와경도 75~92의 범주에 속하는 실시예1 내지 8은 가공속도는 0.9㎛/min 이상, 조도는 3nm 이하인 가공조건을 만족하였다. 하지만, 다이아몬드의 평균입도 1~15㎛, 다이아몬드의 함량 30~50vol%, 레진 양이 다이아몬드 1g 당 0.01~0.03g 및 지립패드의 쇼와경도 75~92의 범주를 벗어나는 비교예1 내지 11은 가공속도는 0.9㎛/min 이상, 조도는 3nm 이하인 가공조건을 충족하지 못하였다. 구체적으로 비교예1 내지 4는 가공속도를 충족하지 못하였고, 비교예 5 내지 11은 설계된 조도를 만족하지 못하였다.
한편, 비교예5 내지 7은 가공속도는 1.21~1.64㎛/min로 본 발명의 가공조건을 만족하였으나, 조도는 3.11~3.72nm이어서 본 발명의 가공조건을 약간 벗어났다. 만일, 웨이퍼를 정밀연마를 할 때 조도를 비교예 5 내지 7을 허용한다면, 이를 본 발명의 고정지립 패드로 사용할 수 있다. 다시 말해, 본 발명의 고정지립 패드는 펠트 섬유의 평균직경 20~40㎛, 펠트층의 쇼와경도(Shore hardness A type) 40~60, 지립(20)의 평균입도 1~15㎛, 지립(20)의 함량 30~50vol%, 바인더(30) 양은 지립(20)의 1g 당 0.01~0.03g 및 지립패드의 쇼와경도 75~92를 모두 만족하지 않아도, 본 발명의 범주 내에서 상기 가공조건을 정의하는 정도에 따라, 상기 만족하면 펠트 섬유의 평균직경, 펠트층의 쇼와경도(Shore hardness A type), 지립(20)의 평균입도, 지립(20)의 함량, 바인더(30) 양 및 지립패드의 쇼와경도의 일부는 상기 범주를 벗어날 수 있다.
이상, 본 발명은 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.
10; 펠트층 20; 지립
30; 레진 W; 웨이퍼

Claims (13)

  1. 지립;
    상기 지립의 표면에 접착되고, 레진으로 이루어진 바인더; 및
    상기 지립의 일부가 삽입되어 상기 바인더에 의해 고정되며, 상기 지립의 나머지 부분은 외측으로 돌출되는 펠트층을 포함하고,
    상기 펠트층은 동물의 털로 이루어지고,
    상기 레진은 상기 지립 1g당 0.01~0.03g을 포함하고, 상기 지립의 평균입경은 1~15㎛이고 함량은 30~50vol%이며, 상기 펠트층을 이루는 섬유의 평균직경은 20~40㎛고, 상기 펠트층의 쇼와경도(A type)는 40~60인 것을 특징으로 하는 사파이어, 실리콘카바이드, 유리 및 실리콘 웨이퍼 폴리싱을 위한 고정지립 패드.
  2. 제1항에 있어서, 상기 지립은 다이아몬드로 이루어지며, 평균입경은 1~15㎛이고 함량은 30~50vol%인 것을 특징으로 하는 사파이어, 실리콘카바이드, 유리 및 실리콘 웨이퍼 폴리싱을 위한 고정지립 패드.
  3. 제1항에 있어서, 상기 지립의 종횡비는 0.9~1인 것을 특징으로 하는 사파이어, 실리콘카바이드, 유리 및 실리콘 웨이퍼 폴리싱을 위한 고정지립 패드.
  4. 제1항에 있어서, 상기 펠트층은 양모로 이루어지며, 섬유의 평균직경은 20~40㎛이고 쇼와경도(A type)는 40~60인 것을 특징으로 하는 사파이어, 실리콘카바이드, 유리 및 실리콘 웨이퍼 폴리싱을 위한 고정지립 패드.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서, 상기 레진은 열경화성 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 사파이어, 실리콘카바이드, 유리 및 실리콘 웨이퍼 폴리싱을 위한 고정지립 패드.
  7. 제6항에 있어서, 상기 열경화성 수지는 가황고무(vulcanized rubber), 에폭시계 수지, 폴리에스테르계 수지 및 페놀계 수지 중 1종 이상을 포함인 것을 특징으로 하는 사파이어, 실리콘카바이드, 유리 및 실리콘 웨이퍼 폴리싱을 위한 고정지립 패드.
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서, 상기 펠트층의 상대밀도는 90~100%인 것을 특징으로 하는 사파이어, 실리콘카바이드, 유리 및 실리콘 웨이퍼 폴리싱을 위한 고정지립 패드.
  10. 제1항에 있어서, 상기 고정지립 패드의 쇼와경도는 75~92인 것을 특징으로 하는 사파이어, 실리콘카바이드, 유리 및 실리콘 웨이퍼 폴리싱을 위한 고정지립 패드.
  11. 지립의 표면에 접착되고 레진으로 이루어진 바인더 및 상기 지립의 일부가 삽입되어 상기 바인더에 의해 고정되며 상기 지립의 나머지 부분은 외측으로 돌출되는 펠트층을 포함하는 고정지립 패드의 제조방법에 있어서,
    상기 펠트층에 상기 지립을 삽입하기 위해서, 알코올계 용매에 열경화성 수지를 포함하는 바인더와 상기 지립을 혼합하여 상기 지립의 표면에 상기 바인더를 도포하는 단계;
    상기 바인더가 도포된 상기 지립을 진공을 이용하여 상기 펠트층에 삽입하는 단계; 및
    상기 알코올계 용매를 증발시키는 단계를 포함하고,
    상기 레진은 상기 지립 1g당 0.01~0.03g을 포함하고, 상기 지립의 평균입경은 1~15㎛이고 함량은 30~50vol%이며, 상기 펠트층을 이루는 섬유의 평균직경은 20~40㎛고, 상기 펠트층의 쇼와경도(A type)는 40~60인 것을 특징으로 하는 사파이어, 실리콘카바이드, 유리 및 실리콘 웨이퍼 폴리싱을 위한 고정지립 패드의 제조방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 알코올계 용매는 이소프로필알콜, 에탄올 및 아세톤 중 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 사파이어, 실리콘카바이드, 유리 및 실리콘 웨이퍼 폴리싱을 위한 고정지립 패드의 제조방법.
  13. 제11항에 있어서, 상기 바인더가 도포된 상기 지립을 진공으로 상기 펠트층에 삽입하는 과정을 3회 이상 반복하는 것을 특징으로 하는 사파이어, 실리콘카바이드, 유리 및 실리콘 웨이퍼 폴리싱을 위한 고정지립 패드의 제조방법.
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