KR102102973B1 - Polishing pad - Google Patents
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Abstract
실시예는 반도체의 화학적 기계적 평탄화(chemical mechanical planarization, CMP) 공정에 사용되며, 상전이 물질을 포함하는 다공성 폴리우레탄 연마패드에 관한 것이다.The embodiment is used in a chemical mechanical planarization (CMP) process of a semiconductor, and relates to a porous polyurethane polishing pad comprising a phase change material.
Description
실시예는 연마패드에 관한 것이다.The embodiment relates to a polishing pad.
CMP 연마패드는 반도체 제조공정 중 화학적 기계적 평탄화(chemical mechanical planarization, CMP) 공정에서 중요한 역할을 담당하는 필수적인 자재로서, CMP 성능 구현에 중요한 역할을 담당하고 있다. 종래의 CMP 연마패드는 미세다공성 요소로 충전된 형태의 폴리머, 일반적으로 폴리우레탄 수지로 코팅된 부직포 펠트 형태였다. CMP 연마패드의 표면은 슬러리의 큰 유동을 책임지는 그루브(groove)와 미세한 유동을 지원하는 기공(pore)으로 이루어져 있다. The CMP polishing pad is an essential material that plays an important role in the chemical mechanical planarization (CMP) process of the semiconductor manufacturing process, and plays an important role in realizing CMP performance. Conventional CMP polishing pads were in the form of a polymer filled with microporous elements, typically a nonwoven felt coated with a polyurethane resin. The surface of the CMP polishing pad consists of a groove that is responsible for the large flow of slurry and a pore that supports fine flow.
상기 연마패드 내의 기공은 공극을 가지는 고상발포제, 휘발성 액체가 채워져 있는 액상발포제, 불활성 기체 등의 기상발포제, 수용성 물질, 섬유질 등을 이용하여 형성하거나, 화학적 반응에 의해 발생하는 가스를 형성하는 등 다양한 방식을 통해 형성된다(대한민국 공개특허 제2006-0118010호 참조).The pores in the polishing pad are formed using a gas-phase foaming agent such as a solid foaming agent having a void, a liquid foaming agent filled with a volatile liquid, an inert gas, a water-soluble material, fiber, or a gas generated by a chemical reaction. It is formed through the method (see Republic of Korea Patent Publication No. 2006-0118010).
따라서, 실시예의 목적은 표면경도 및 항온성이 향상된 다공성 폴리우레탄 연마패드를 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the embodiment is to provide a porous polyurethane polishing pad with improved surface hardness and constant temperature.
상기 목적을 달성하기 위해 실시예는,In order to achieve the above object, the embodiment,
매트릭스 수지; Matrix resins;
상기 매트릭스 수지 내에 배치되는 기공; 및Pores disposed in the matrix resin; And
상기 매트릭스 수지 내에 배치되는 열 충격 흡수부를 포함하는, 연마 패드를 제공한다.There is provided a polishing pad comprising a thermal shock absorber disposed in the matrix resin.
실시예에 따른 연마패드는 열 충격 흡수부를 포함하여, 급격한 온도 상승 및 하강을 억제할 수 있고, 향상된 연마성능을 가질 수 있다.The polishing pad according to the embodiment includes a heat shock absorber, and can suppress rapid temperature rise and fall, and may have improved polishing performance.
도 1은 일실시예에 따른 다공성 폴리우레탄 연마패드의 단면도이다.
도 2는 열 충격 흡수 입자의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a porous polyurethane polishing pad according to an embodiment.
2 is a cross-sectional view of the heat shock absorbing particles.
일실시예는 매트릭스 수지; 상기 매트릭스 수지 내에 배치되는 기공; 및 상기 매트릭스 수지 내에 배치되는 열 충격 흡수부를 포함하는, 연마 패드를 제공한다.One embodiment is a matrix resin; Pores disposed in the matrix resin; And a thermal shock absorber disposed in the matrix resin.
도 1을 참조하면, 일실시예에 따른 연마패드는 매트릭스 수지(300); 상기 매트릭스 수지 내에 배치되는 기공(200); 및 상기 매트릭스 수지 내에 배치되는 열 충격 흡수부(100)를 포함한다.1, the polishing pad according to an embodiment of the
매트릭스 수지Matrix resin
상기 매트릭스 수지는 우레탄계 프리폴리머 및 경화제를 포함하는 조성물로부터 제조될 수 있다. 즉, 상기 매트릭스 수지는 폴리우레탄계 수지를 포함할 수 있다. 더 자세하게, 상기 매트릭스 수지는 우레탄계 프리폴리머와 경화제의 경화 반응에 의해 형성된 것일 수 있다.The matrix resin may be prepared from a composition comprising a urethane-based prepolymer and a curing agent. That is, the matrix resin may include a polyurethane-based resin. In more detail, the matrix resin may be formed by a curing reaction of a urethane-based prepolymer and a curing agent.
프리폴리머(prepolymer)란 일반적으로 일종의 최종성형품을 제조함에 있어서, 성형하기 쉽도록 중합도를 중간 단계에서 중지시킨 비교적 낮은 분자량을 갖는 고분자를 의미한다. 프리폴리머는 그 자체로 또는 다른 중합성 화합물과 반응시킨 후 성형할 수 있다. 구체적으로, 상기 우레탄계 프리폴리머는 이소시아네이트 화합물과 폴리올 화합물을 반응시켜 제조된 것일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 우레탄계 프리폴리머는 디이소시아네이트 화합물과 폴리올 화합물을 반응시켜 제조된 것일 수 있다.Prepolymer generally refers to a polymer having a relatively low molecular weight in which the polymerization degree is stopped in an intermediate step so as to be easily molded in manufacturing a final molded product. The prepolymer can be molded by itself or after reacting with other polymerizable compounds. Specifically, the urethane-based prepolymer may be prepared by reacting an isocyanate compound and a polyol compound. More specifically, the urethane-based prepolymer may be prepared by reacting a diisocyanate compound and a polyol compound.
상기 우레탄계 프리폴리머의 제조에 사용되는 이소시아네이트 화합물은, 예를 들어, 톨루엔 디이소시아네이트(toluene diisocyanate, TDI), 나프탈렌-1,5-디이소시아네이트(naphthalene-1,5-diisocyanate), 파라페닐렌 디이소시아네이트(p-phenylene diisocyanate), 토리딘 디이소시아네이트(tolidine diisocyanate), 4,4'-디페닐 메탄 디이소시아네이트(4,4'-diphenyl methane diisocyanate), 헥사메틸렌 디이소시아네이트(hexamethylene diisocyanate, HDI), 디사이클로헥실메탄 디이소시아네이트(dicyclohexylmethane diisocyanate), 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트(methylene diphenyl diisocyanate, MDI), 1-이소시아네이토-4-[(4-이소시아네이토사이클로헥실)메틸]사이클로헥산(1-isocyanato-4-[(4-isocyanatocyclohexyl)methyl]cyclohexan, H12MDI) 및 이소포론 디이소시아네이트(isoporone diisocyanate)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 이소시아네이트일 수 있다.The isocyanate compound used in the preparation of the urethane-based prepolymer is, for example, toluene diisocyanate (TDI), naphthalene-1,5-diisocyanate, paraphenylene diisocyanate ( p-phenylene diisocyanate, tolidine diisocyanate, 4,4'-diphenyl methane diisocyanate, hexamethylene diisocyanate (HDI), dicyclohexyl Dicyclohexylmethane diisocyanate, methylene diphenyl diisocyanate (MDI), 1-isocyanato-4-[(4-isocyanatocyclohexyl) methyl] cyclohexane (1-isocyanato- At least one selected from the group consisting of 4-[(4-isocyanatocyclohexyl) methyl] cyclohexan, H12MDI) and isoporone diisocyanate. Asia may be Nate.
상기 우레탄계 프리폴리머의 제조에 사용될 수 있는 폴리올 화합물은, 예를 들어, 폴리에테르계 폴리올(polyether polyol), 폴리에스테르계 폴리올(polyester polyol), 폴리카보네이트계 폴리올(polycarbonate polyol), 폴리카프로락톤 폴리올(polycaprolactone polyol) 및 아크릴계 폴리올(acryl polyol)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 폴리올일 수 있다. 상기 폴리올은 300 내지 3,000 g/mol의 중량평균분자량(Mw)을 가질 수 있다.The polyol compound that can be used in the preparation of the urethane-based prepolymer is, for example, polyether polyol, polyester polyol, polycarbonate polyol, polycaprolactone polyol. polyol) and acrylic polyols (acryl polyol). The polyol may have a weight average molecular weight (Mw) of 300 to 3,000 g / mol.
상기 우레탄계 프리폴리머는 500 내지 3,000 g/mol의 중량평균분자량을 가질 수 있다. 구체적으로, 상기 우레탄계 프리폴리머는 600 내지 2,000 g/mol, 또는 800 내지 1,000 g/mol의 중량평균분자량(Mw)을 가질 수 있다.The urethane-based prepolymer may have a weight average molecular weight of 500 to 3,000 g / mol. Specifically, the urethane-based prepolymer may have a weight average molecular weight (Mw) of 600 to 2,000 g / mol, or 800 to 1,000 g / mol.
상기 우레탄계 프리폴리머는 8 내지 12 중량%의 이소시아네이트 말단기를 포함할 수 있다.The urethane-based prepolymer may include 8 to 12% by weight of isocyanate end groups.
일례로서, 상기 우레탄계 프리폴리머는 이소시아네이트 화합물로서 톨루엔 디이소시아네이트가 사용되고, 폴리올로서 폴리테트라메틸렌 에테르 글리콜이 사용하여 중합된 500 내지 3,000 g/mol의 중량평균분자량(Mw)을 갖는 고분자일 수 있다.As an example, the urethane-based prepolymer may be a polymer having a weight average molecular weight (Mw) of 500 to 3,000 g / mol polymerized using toluene diisocyanate as an isocyanate compound and polytetramethylene ether glycol as a polyol.
상기 경화제는 아민 화합물 및 알콜 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다. 구체적으로, 상기 경화제는 방향족 아민, 지방족 아민, 방향족 알콜, 및 지방족 알콜로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 화합물일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 경화제는 4,4'-메틸렌비스(2-클로로아닐린)(4,4'-methylenebis(2-clhoroaniline)), 디에틸톨루엔디아민(diethyltoluenediamine), 디아미노디페닐 메탄(diaminodiphenyl methane), 디아미노디페닐 설폰(diaminodiphenyl sulphone), m-자일릴렌 디아민(m-xylylene diamine), 이소포론디아민(isophoronediamine), 에틸렌디아민(ethylenediamine), 디에틸렌트리아민(diethylenetriamine), 트리에틸렌디아민(triethylenediamine), 트리에틸렌테트라민(triethylenetetramine), 폴리프로필렌디아민(polypropylenediamine), 폴리프로필렌트리아민(polypropylenetriamine), 에틸렌글리콜(ethyleneglycol), 디에틸렌글리콜(diethyleneglycol), 디프로필렌글리콜(dipropyleneglycol), 부탄디올(butanediol), 헥산디올(hexanediol), 글리세린(glycerine), 트리메틸올프로판(trimethylolpropane) 및 비스(4-아미노-3-클로로페닐)메탄(bis(4-amino-3-chlorophenyl)methane)으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다.The curing agent may be at least one selected from the group consisting of amine compounds and alcohol compounds. Specifically, the curing agent may be at least one compound selected from the group consisting of aromatic amines, aliphatic amines, aromatic alcohols, and aliphatic alcohols. More specifically, the curing agent is 4,4'-methylenebis (2-chloroaniline) (4,4'-methylenebis (2-clhoroaniline)), diethyltoluenediamine, diaminodiphenyl methane (diaminodiphenyl methane) ), Diaminodiphenyl sulphone, m-xylylene diamine, isophoronediamine, ethylenediamine, diethylenetriamine, triethylenediamine ), Triethylenetetramine, polypropylenediamine, polypropylenetriamine, ethyleneglycol, diethyleneglycol, dipropyleneglycol, butanediol, Hexanediol, glycerine, trimethylolpropane and bis (4-amino-3-chlorophenyl) methane It may be at least one member selected from the group eojineun.
기공pore
상기 기공은 상기 매트릭스 수지 내에 배치된다. 구체적으로, 상기 기공은 발포제에 의해서 형성될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 연마패드 내의 기공들은 상기 매트릭스 수지 내에 분산되어 존재하고, 상기 기공들은 고상발포제로서의 열팽창된 마이크로캡슐로부터 유래되거나, 기상발포제로부터 형성된 것일 수 있다.The pores are disposed in the matrix resin. Specifically, the pores may be formed by a blowing agent. More specifically, the pores in the polishing pad exist dispersed in the matrix resin, and the pores may be derived from a thermally expanded microcapsule as a solid-phase foaming agent, or may be formed from a gas-phase foaming agent.
상기 발포제는 기상발포제, 휘발성 액상발포제 및 고상발포제로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다.The foaming agent may be at least one selected from the group consisting of a gas-phase foaming agent, a volatile liquid foaming agent and a solid foaming agent.
상기 고상 발포제는 열팽창되어 사이즈가 조절된 마이크로 캡슐(이하, '열팽창된 마이크로 캡슐'로 기재)일 수 있다. 상기 열팽창된 마이크로 캡슐은 열팽창성 마이크로 캡슐을 가열 팽창시켜 얻어진 것일 수 있다. 상기 열팽창된 마이크로 캡슐은 이미 팽창된 마이크로 벌룬의 구조체로서 균일한 크기의 입경을 가짐으로써 기공의 입경 크기를 균일하게 조절 가능한 장점을 갖는다. 구체적으로, 상기 고상 발포제는 5 내지 200 ㎛의 평균 입경을 갖는 마이크로 벌룬 구조체일 수 있다.The solid foaming agent may be a microcapsule sized by thermal expansion (hereinafter referred to as 'thermal expansion microcapsule'). The thermally expanded microcapsules may be obtained by thermally expanding the thermally expandable microcapsules. The thermally expanded microcapsule has the advantage of being able to uniformly control the size of the pores by having a uniform sized particle diameter as a structure of the already expanded microballoon. Specifically, the solid foaming agent may be a micro balloon structure having an average particle diameter of 5 to 200 μm.
상기 기상발포제는 우레탄계 프리폴리머와 경화제 간의 반응에 참여하지 않는 불활성 가스라면 종류가 특별히 한정되지 않는다. 구체적으로, 상기 기상발포제는 질소 가스(N2), 탄산 가스(CO2), 아르곤 가스(Ar) 및 헬륨(He)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 기상발포제는 질소 가스(N2) 또는 탄산 가스(CO2)일 수 있다.The gaseous blowing agent is not particularly limited as long as it is an inert gas that does not participate in the reaction between the urethane-based prepolymer and the curing agent. Specifically, the gaseous blowing agent may be at least one selected from the group consisting of nitrogen gas (N 2 ), carbon dioxide gas (CO 2 ), argon gas (Ar), and helium (He). More specifically, the gaseous blowing agent may be nitrogen gas (N 2 ) or carbon dioxide gas (CO 2 ).
상기 기상발포제는 폴리우레탄 조성물(우레탄계 프리폴리머, 경화제 및 발포제 포함) 총 부피의 10 내지 30 %에 해당하는 부피로 투입될 수 있다. 구체적으로, 상기 기상발포제는 폴리우레탄 조성물 총 부피의 15 내지 30 %에 해당하는 부피로 투입될 수 있다.The gas-phase foaming agent may be added in a volume corresponding to 10 to 30% of the total volume of the polyurethane composition (including the urethane-based prepolymer, curing agent and blowing agent). Specifically, the gas-phase foaming agent may be added in a volume corresponding to 15 to 30% of the total volume of the polyurethane composition.
상기 기공은 연마패드 총 부피를 기준으로 40 내지 60 부피%로 포함될 수 있다. 더 자세하게, 상기 기공은 연마패드 총 부피를 기준으로 45 내지 55 부피%로 포함될 수 있다.The pores may be included in 40 to 60% by volume based on the total volume of the polishing pad. More specifically, the pores may be included in 45 to 55% by volume based on the total volume of the polishing pad.
상기 기공의 평균 직경은 10 내지 100 ㎛일 수 있다.The average diameter of the pores may be 10 to 100 ㎛.
열 충격 Heat shock 흡수부Absorber
상기 열 충격 흡수부는 상기 매트릭스 내에 배치된다. 또한, 상기 열 충격 흡수부는 상전이 물질을 포함할 수 있다.The thermal shock absorber is disposed in the matrix. In addition, the thermal shock absorber may include a phase change material.
상기 상전이 물질은 다수 개의 입자 형태로 상기 매트릭스 수지 내에 배치될 수 있다. 즉, 상기 열 충격 흡수부는 다수 개의 열 충격 흡수 입자들일 수 있다. The phase change material may be disposed in the matrix resin in the form of a plurality of particles. That is, the heat shock absorber may be a plurality of heat shock absorbing particles.
상기 입자(열 충격 흡수 입자)는 평균 직경이 5㎛ 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 입자는 평균 직경이 1㎛ 내지 5㎛일 수 있다.The particles (thermal shock absorbing particles) may have an average diameter of 5 μm or less. Specifically, the particles may have an average diameter of 1 μm to 5 μm.
상기 열 충격 흡수부는 상기 상전이 물질을 포함하는 코어; 및 상기 코어를 둘러싸는 쉘을 포함할 수 있다.The heat shock absorbing portion includes a core including the phase change material; And a shell surrounding the core.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 열 충격 흡수부(100)는 상기 상전이 물질을 포함하는 코어(110); 및 상기 코어를 둘러싸는 쉘(120)을 포함할 수 있다. 즉, 상기 열 충격 흡수 입자는 코어-쉘 형태일 수 있다.2, the
상기 쉘은 멜라민 또는 아세토나이트릴(acetonitrile)을 포함할 수 있다.The shell may include melamine or acetonitrile.
상기 상전이 물질(phase change material, PCM)은 특정한 온도에서 온도의 변화가 거의 없이 고체에서 액체, 액체에서 기체로, 또는 그 반대 방향으로 상(phase)이 변하면서 많은 열을 흡수 또는 방출할 수 있는 잠열재, 축열재 또는 열조절 기능을 하는 물질을 의미하며, 이는 주위의 열을 저장하였다가 필요할 때 방출하는 온도 조절 기능물질이다. 기존의 축열재와는 달리 상전이 물질은 상변화 온도(PCM의 녹는 점)에 도달하면, 대량의 열을 흡수하지만 온도가 일정하게 유지된다. 상전이 물질은 주변온도가 떨어지면, 상전이 물질이 고체화되면서 축열된 잠열을 방출한다. 이와 같이, 상전이 물질은 열을 흡수하고 축열된 열을 방출하여 주변온도를 유지하는 역할을 한다. 또한, 상전이 물질은 물, 석재, 돌과 같은 알려진 축열재와 비교하여, 부피 단위당 5 내지 14 배 더 많은 양의 열을 저장한다. 이로 인해, 상전이 물질을 포함하는 실시예의 다공성 폴리우레탄 연마패드는 상전이 물질을 포함하지 않는 연마패드와 비교하여, 보다 우수한 항온성을 나타낸다.The phase change material (PCM) is capable of absorbing or releasing a large amount of heat as the phase changes from solid to liquid, liquid to gas, or vice versa with little temperature change at a specific temperature. It refers to a latent heat storage material, a heat storage material, or a material having a heat control function, which is a temperature control function material that stores ambient heat and releases it when necessary. Unlike conventional heat storage materials, when the phase change material reaches the phase change temperature (the melting point of PCM), it absorbs a large amount of heat, but the temperature is kept constant. The phase change material releases the latent heat that is stored as the phase change material solidifies when the ambient temperature drops. As such, the phase change material absorbs heat and releases heat, thereby maintaining an ambient temperature. In addition, the phase change material stores 5 to 14 times more heat per volume unit compared to known heat storage materials such as water, stone and stone. For this reason, the porous polyurethane polishing pad of the embodiment containing the phase change material exhibits better constant temperature compared to the polishing pad not containing the phase change material.
상기 상전이 물질은 융점이 30 내지 60 ℃일 수 있다. 구체적으로, 상기 상전이 물질은 융점이 35℃ 내지 57℃일 수 있다. 따라서, 상기 열 충격 흡수부는 상기의 온도 범위에서 효과적으로 열 충격을 흡수하고, 급격한 온도 상승 또는 하강을 방지할 수 있다.The phase change material may have a melting point of 30 to 60 ℃. Specifically, the phase change material may have a melting point of 35 ° C to 57 ° C. Therefore, the thermal shock absorber effectively absorbs thermal shock in the above temperature range and prevents a sudden rise or fall in temperature.
상기 상전이 물질은 수화 무기염, 다가 알코올, 폴리에틸렌 글리콜(polyethylene glycol, PEG), 폴리테트라하이드로퓨란(polytetrahydrofuran, PTMG), 폴리에틸렌 글리콜(PEG)과 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET)의 공중합체, 및 탄소수 10 내지 40의 선형 탄화수소로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.The phase change material is a hydrated inorganic salt, polyhydric alcohol, polyethylene glycol (polyethylene glycol, PEG), polytetrahydrofuran (polytetrahydrofuran, PTMG), a copolymer of polyethylene glycol (PEG) and polyethylene terephthalate (polyethylene terephthalate, PET), and It may include one or more selected from the group consisting of a linear hydrocarbon having 10 to 40 carbon atoms.
상기 수화 무기염은 LiNO3·3H2O, Cabr2·6H2O, Na2SO4·10H2O, NaNH4SO4·2H2O, Na2SiO3·5H2O, Na3PO4·12H2O, Na(CH3COO)·3H2O, NaHPO4·12H2O, K2HPO4·3H2O, K2HPO4·3H2O, K3PO4·7H2O, Fe(NO3)3·9H2O, FeCl3·2H2O, Fe2O3·4SO4·9H2O, Ca(NO3)2.3H2O 및 CaCl2·6H2O로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.The hydrated inorganic salt is LiNO 3 · 3H 2 O, Cabr 2 · 6H 2 O, Na 2 SO 4 · 10H 2 O, NaNH 4 SO 4 · 2H 2 O, Na 2 SiO 3 · 5H 2 O, Na 3 PO 4 12H 2 O, Na (CH 3 COO), 3H 2 O, NaHPO 4 , 12H 2 O, K 2 HPO 4 , 3H 2 O, K 2 HPO 4 , 3H 2 O, K 3 PO 4 , 7H 2 O, Fe (NO 3) 3 · 9H 2 O, FeCl 3 · 2H 2 O, Fe 2 O 3 · 4SO 4 · 9H 2 O, Ca (NO 3) 2 .3H 2 O and CaCl 2 · 6H 2 O the group consisting of It may include one or more selected from.
상기 다가 알코올은 2개 이상의 알코올기를 포함하는 알킬을 의미하며, 구체적으로, 2,2-디메틸프로판-1,3-디올 및 헥사메틸프로판-1,3-디올로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.The polyhydric alcohol means alkyl containing two or more alcohol groups, and specifically, at least one selected from the group consisting of 2,2-dimethylpropane-1,3-diol and hexamethylpropane-1,3-diol. It can contain.
상기 폴리에틸렌 글리콜(PEG), 폴리테트라하이드로퓨란(PTMG) 및 폴리에틸렌 글리콜(PEG)과 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)의 공중합체는 각각 500 내지 20,000 g/mol의 중량평균분자량을 가질 수 있다.The polyethylene glycol (PEG), polytetrahydrofuran (PTMG) and the copolymer of polyethylene glycol (PEG) and polyethylene terephthalate (PET) may each have a weight average molecular weight of 500 to 20,000 g / mol.
상기 선형 탄화수소는 탄소수 10 내지 40의 선형 탄화수소이며, 구체적으로, 탄소수 10 내지 35의 선형 탄화수소일 수 있다.The linear hydrocarbon is a linear hydrocarbon having 10 to 40 carbon atoms, and specifically, it may be a linear hydrocarbon having 10 to 35 carbon atoms.
상기 열 충격 흡수부가 상기 연마패드 총 부피를 기준으로 1 내지 20 부피%로 포함될 수 있다. 구체적으로, 상기 열 충격 흡수부는 상기 연마패드 총 부피를 기준으로 1 내지 10 부피%로 포함될 수 있다.The heat shock absorber may be included in 1 to 20% by volume based on the total volume of the polishing pad. Specifically, the heat shock absorber may be included in 1 to 10% by volume based on the total volume of the polishing pad.
상기 열 충격 흡수부의 총 부피와 상기 기공의 총 부피의 비는 1:2 내지 1:60일 수 있다. 구체적으로, 상기 열 충격 흡수부의 총 부피 및 상기 기공의 총 부피의 비는 1:3 내지 1:55일 수 있다.The ratio of the total volume of the heat shock absorber to the total volume of the pores may be 1: 2 to 1:60. Specifically, the ratio of the total volume of the heat shock absorber and the total volume of the pores may be 1: 3 to 1:55.
상기 다공성 폴리우레탄 연마패드는 25 ℃에서 표면 경도가 40 내지 70 쇼어(shore) D일 수 있다. 구체적으로, 상기 다공성 폴리우레탄 연마패드는 25 ℃에서 표면 경도가 50 내지 70 쇼어 D, 또는 50 내지 68 쇼어 D일 수 있다.The porous polyurethane polishing pad may have a surface hardness of 40 to 70 shore D at 25 ° C. Specifically, the porous polyurethane polishing pad may have a surface hardness of 50 to 70 Shore D, or 50 to 68 Shore D at 25 ° C.
상기 다공성 폴리우레탄 연마패드는 1.5 내지 2.5 mm의 두께를 갖는다. 구체적으로, 상기 다공성 폴리우레탄 연마패드는 1.8 내지 2.5 mm의 두께를 가질 수 있다. 연마패드의 두께가 상기 범위 내일 때, 연마패드로서의 기본적 물성을 충분히 발휘할 수 있다.The porous polyurethane polishing pad has a thickness of 1.5 to 2.5 mm. Specifically, the porous polyurethane polishing pad may have a thickness of 1.8 to 2.5 mm. When the thickness of the polishing pad is within the above range, it is possible to sufficiently exhibit the basic properties as the polishing pad.
상기 다공성 폴리우레탄 연마패드는 표면에 기계적 연마를 위한 그루브(groove)를 가질 수 있다. 상기 그루브는 기계적 연마를 위한 적절한 깊이, 너비 및 간격을 가질 수 있고, 특별히 한정되지 않는다.The porous polyurethane polishing pad may have a groove for mechanical polishing on the surface. The groove may have an appropriate depth, width and spacing for mechanical polishing, and is not particularly limited.
이하, 본 발명을 하기 실시예에 의하여 더욱 상세하게 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이들만으로 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail by examples. However, the following examples are only for illustrating the present invention, and the scope of the present invention is not limited to them.
[[ 실시예Example ]]
실시예Example 1. 다공성 폴리우레탄 1. Porous polyurethane 연마패드의Polishing pad 제조 Produce
1-1: 우레탄계 1-1: Urethane 프리폴리머의Prepolymer 제조 Produce
이소시아네이트 화합물로 톨루엔 디이소시아네이트(TDI) 100 중량부에 대하여 폴리올 화합물로 폴리테트라메틸렌 에테르 글리콜(polytetramethylene ether glycol, 중량평균분자량: 1,000 g/mol) 50 중량부를 4구 플라스크에 투입하고, 70 ℃에서 반응시켜 미반응 NCO의 함량이 9.1 중량%인 우레탄계 프리폴리머(중량평균분자량: 1,000 g/mol)를 제조하였다.50 parts by weight of polytetramethylene ether glycol (polytetramethylene ether glycol, weight average molecular weight: 1,000 g / mol) as a polyol compound with respect to 100 parts by weight of toluene diisocyanate (TDI) as an isocyanate compound is introduced into a four-necked flask and reacted at 70 ° C. To prepare an urethane-based prepolymer (weight average molecular weight: 1,000 g / mol) having an unreacted NCO content of 9.1% by weight.
1-2: 장치의 구성1-2: Device Configuration
우레탄계 프리폴리머, 경화제 및 불활성 가스 주입 라인이 구비된 캐스팅 장비에서, 프리폴리머 탱크에 실시예 1-1의 우레탄 프리폴리머를 충진하고, 경화제 탱크에 트리에틸렌디아민(dow사 제품)을 충진하고, 불활성 가스로는 질소(N2)를 준비했다. 또한, 상기 우레탄계 프리폴리머 100 중량부에 대하여 1.5 중량부의 고상발포제(제조사: Matsumoto Yushi Seiyaku사, 제품명: F-65DE, 평균 입경: 50 ㎛) 및 상전이 물질로 10 중량부의 n-도코산(n-docosane, C22H48, Tm: 44 ℃, 잠열(latent heat): 37.5 cal/g, 코어-쉘 형태, 평균 직경: 1 ㎛)을 미리 혼합한 후 프리폴리머 탱크에 주입하였다.In a casting equipment equipped with a urethane-based prepolymer, a curing agent and an inert gas injection line, the prepolymer tank is filled with the urethane prepolymer of Example 1-1, a curing agent tank is filled with triethylenediamine (manufactured by Dow), and nitrogen is used as an inert gas. (N 2 ) was prepared. In addition, 1.5 parts by weight of a solid foaming agent (manufacturer: Matsumoto Yushi Seiyaku, product name: F-65DE, average particle diameter: 50 μm) with respect to 100 parts by weight of the urethane prepolymer and 10 parts by weight of n-docosane (n-docosane) , C 22 H 48 , Tm: 44 ° C., latent heat: 37.5 cal / g, core-shell form, average diameter: 1 μm) was pre-mixed and injected into a prepolymer tank.
1-3: 다공성 폴리우레탄의 제조1-3: Preparation of porous polyurethane
실시예 1-2 각각의 투입 라인을 통해 우레탄계 프리폴리머, 경화제 및 불활성 가스를 믹싱 헤드에 일정한 속도로 투입하면서 교반하였다. 이때, 우레탄계 프리폴리머의 NCO기의 몰 당량과 경화제의 반응성 기의 몰 당량을 1:1로 맞추고 합계 투입량을 10 kg/분의 속도로 유지하였다. 또한, 불활성 가스는 일정하게다공성 폴리우레탄의 밀도가 0.8kg/m2이 될 수 있도록 조절하여 투입하고, 경화제는 우레탄계 프리폴리머 100 중량부를 기준으로 30 중량부의 양으로 투입하였다. 주입된 원료들은 교반하여 혼합한 후 몰드(가로 1,000 mm, 세로 1,000 mm, 높이 3 mm)에 주입하고, 고상화 시켜 시트 형태의 다공성 폴리우레탄을 얻었다.Example 1-2 A urethane-based prepolymer, a curing agent, and an inert gas were added to the mixing head at a constant speed and stirred through each input line. At this time, the molar equivalent of the NCO group of the urethane prepolymer and the molar equivalent of the reactive group of the curing agent were set to 1: 1, and the total input amount was maintained at a rate of 10 kg / min. In addition, the inert gas was uniformly adjusted to the density of the porous polyurethane to be 0.8 kg / m 2 , and the curing agent was added in an amount of 30 parts by weight based on 100 parts by weight of the urethane-based prepolymer. The injected raw materials were stirred and mixed, then injected into a mold (1,000 mm horizontal, 1,000 mm vertical, 3 mm high), and solidified to obtain a sheet-shaped porous polyurethane.
제조된 다공성 폴리우레탄은 표면 표면을 연삭기를 사용하여 연삭하고, 팁을 사용하여 그루브(groove)하는 과정을 거쳐 평균 두께를 2 mm로 제조하였다.The prepared porous polyurethane was ground to a surface thickness of 2 mm through a process of grinding the surface of the surface using a grinder and grooving using a tip.
실시예Example 2 및 3, 및 2 and 3, and 비교예Comparative example 1. One.
하기 표 1에 기재된 바와 같이, 상전이 물질의 종류 및 함량을 변화시킨 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 평균 두께 2 mm의 다공성 폴리우레탄 연마패드를 제조하였다.As described in Table 1 below, a porous polyurethane polishing pad having an average thickness of 2 mm was prepared in the same manner as in Example 1, except that the type and content of the phase change material were changed.
시험예Test example ..
상기 실시예 및 비교예에서 제조한 연마패드에 대해, 아래와 같은 조건 및 절차에 따라 각각의 물성을 측정하여, 하기 표 2에 나타냈다.For the polishing pads prepared in the above Examples and Comparative Examples, the respective physical properties were measured according to the following conditions and procedures, and are shown in Table 2 below.
(1) 표면 경도(1) surface hardness
shore D 경도를 측정하였으며, 연마패드를 2 cm × 2 cm(두께: 약 2 mm)의 크기로 자른 후 온도 25 ℃, 30 ℃, 50 ℃ 및 70 ℃, 및 습도 50±5 %의 환경에서 16 시간 정치하였다. 이후 경도계(D형 경도계)를 사용하여 연마패드의 경도를 측정하였다.Shore D hardness was measured, and the abrasive pad was cut to a size of 2 cm × 2 cm (thickness: about 2 mm), and the temperature was 25 ° C., 30 ° C., 50 ° C., and 70 ° C., and the humidity was 50 ± 5%. Time was set aside. Then, the hardness of the polishing pad was measured using a hardness tester (D-type hardness tester).
(2) 평균 입경(2) Average particle diameter
연마패드를 2 ㎝ × 2 ㎝의 정사각형(두께: 2 ㎜)으로 자른 후, 주사전자현미경(SEM)을 사용하여 100 배로 관찰했다. 화상 해석 소프트웨어를 사용하여 얻어진 화상으로부터 전체 기공 및 열 충격 흡수부의 입경을 측정하여, 기공 및 열 충격 흡수보의 평균 입경을 산출하였다.The polishing pad was cut into a 2 cm × 2 cm square (thickness: 2 mm), and observed 100 times using a scanning electron microscope (SEM). From the images obtained using the image analysis software, the total pores and the particle size of the thermal shock absorber were measured, and the average particle diameter of the pores and the thermal shock absorber was calculated.
(3) 항온성 측정(3) Constant temperature measurement
CMP 연마 장비를 사용하여, CVD 공정에 의해서 실리콘 옥사이드가 증착된 직경 300 ㎜의 실리콘 웨이퍼를 설치하였다. 상기 다층 연마패드를 붙인 정반 상에 실리콘 웨이퍼의 실리콘 옥사이드 층(산화규소막)을 아래로 세팅하였다. 이후, 연마 하중이 4.0 psi가 되도록 조정하고 연마패드 상에 하소 세리아 슬러리를 250 ㎖/분의 속도로 투입하면서 정반을 150 rpm으로 50 초간 회전시켜 산화규소막을 연마하였다. 연마 공정 중 연마패드의 최고 온도와 연마 공정 후 상온에서 30초간 방치한 후 연마패드의 온도를 측정하였다.Using a CMP polishing equipment, a silicon wafer with a diameter of 300 mm was deposited on which silicon oxide was deposited by a CVD process. The silicon oxide layer (silicon oxide film) of the silicon wafer was set on the platen to which the multilayer polishing pad was attached. Thereafter, the polishing load was adjusted to be 4.0 psi, and the calcined ceria slurry was put on the polishing pad at a rate of 250 ml / min, and the platen was rotated at 150 rpm for 50 seconds to polish the silicon oxide film. During the polishing process, the temperature of the polishing pad was measured after standing at the highest temperature of the polishing pad and at room temperature for 30 seconds after the polishing process.
표 2에서 보는 바와 같이, 상전이 물질을 포함하는 실시예 1 내지 3은 상전이 물질의 함량과 비례하여 기공 및 열 충격 흡수부의 평균 직경이 작아지고, 연마시 최고 온도도 낮아지고 방치 후 온도 변화율도 작았다.As shown in Table 2, Examples 1 to 3 including the phase change material had a small average diameter of pores and heat shock absorbers in proportion to the content of the phase change material, the highest temperature during polishing was low, and the rate of temperature change after standing was small. All.
100: 열 충격 흡수부 200: 기공100: heat shock absorber 200: pore
Claims (12)
상기 매트릭스 수지 내에 배치되는 기공; 및
상기 매트릭스 수지 내에 배치되는 열 충격 흡수부를 포함하고,
상기 열 충격 흡수부가 융점이 30℃ 내지 60℃인 상전이 물질(phase change material, PCM)을 포함하는 코어; 및 상기 코어를 둘러싸고 멜라민 또는 아세토나이트릴을 포함하는 쉘을 포함하고, 상기 상전이 물질은 상기 융점에서 물에 대비하여 부피 단위당 5배 내지 14배 더 많은 양의 열을 저장하며,
상기 열 충격 흡수부의 총 부피 및 상기 기공의 총 부피의 비는 1:3 내지 1:55인, 연마 패드.
Matrix resins;
Pores disposed in the matrix resin; And
It includes a heat shock absorber disposed in the matrix resin,
A core including a phase change material (PCM) in which the thermal shock absorber has a melting point of 30 ° C to 60 ° C; And a shell surrounding the core and comprising melamine or acetonitrile, wherein the phase change material stores 5 to 14 times more heat per volume unit compared to water at the melting point,
The ratio of the total volume of the thermal shock absorber and the total volume of the pores is 1: 3 to 1:55.
상기 매트릭스 수지는 우레탄계 프리폴리머 및 경화제를 포함하는 조성물로부터 제조되고,
상기 기공은 평균 직경이 10㎛ 내지 100 ㎛인, 연마패드.
According to claim 1,
The matrix resin is prepared from a composition comprising a urethane-based prepolymer and a curing agent,
The pores have an average diameter of 10㎛ to 100㎛, the polishing pad.
상기 상전이 물질이 수화 무기염, 다가 알코올, 폴리에틸렌 글리콜(PEG), 폴리테트라하이드로퓨란(PTMG), 폴리에틸렌 글리콜(PEG)과 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)의 공중합체, 및 탄소수 10 내지 40의 선형 탄화수소로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는, 연마패드.
According to claim 1,
The phase change material is a hydrated inorganic salt, polyhydric alcohol, polyethylene glycol (PEG), polytetrahydrofuran (PTMG), a copolymer of polyethylene glycol (PEG) and polyethylene terephthalate (PET), and a linear hydrocarbon having 10 to 40 carbon atoms. A polishing pad comprising one or more selected from the group consisting of.
상기 수화 무기염이 LiNO3·3H2O, Cabr2·6H2O, Na2SO4·10H2O, NaNH4SO4·2H2O, Na2SiO3·5H2O, Na3PO4·12H2O, Na(CH3COO)·3H2O, NaHPO4·12H2O, K2HPO4·3H2O, K2HPO4·3H2O, K3PO4·7H2O, Fe(NO3)3·9H2O, FeCl3·2H2O, Fe2O3·4SO4·9H2O, Ca(NO3)2.3H2O 및 CaCl2·6H2O로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는, 연마패드.
The method of claim 6,
The hydrated inorganic salt is LiNO 3 · 3H 2 O, Cabr 2 · 6H 2 O, Na 2 SO 4 · 10H 2 O, NaNH 4 SO 4 · 2H 2 O, Na 2 SiO 3 · 5H 2 O, Na 3 PO 4 12H 2 O, Na (CH 3 COO), 3H 2 O, NaHPO 4 , 12H 2 O, K 2 HPO 4 , 3H 2 O, K 2 HPO 4 , 3H 2 O, K 3 PO 4 , 7H 2 O, Fe (NO 3) 3 · 9H 2 O, FeCl 3 · 2H 2 O, Fe 2 O 3 · 4SO 4 · 9H 2 O, Ca (NO 3) 2 .3H 2 O and CaCl 2 · 6H 2 O the group consisting of Polishing pad comprising at least one selected from.
상기 다가 알코올이 2,2-디메틸프로판-1,3-디올 및 헥사메틸프로판-1,3-디올로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는, 연마패드.
The method of claim 6,
The polyhydric alcohol is a polishing pad comprising at least one selected from the group consisting of 2,2-dimethylpropane-1,3-diol and hexamethylpropane-1,3-diol.
상기 폴리에틸렌 글리콜(PEG), 폴리테트라하이드로퓨란(PTMG) 및 폴리에틸렌 글리콜(PEG)과 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)의 공중합체가 각각 500 내지 20,000 g/mol의 중량평균분자량을 갖는, 연마패드.
The method of claim 6,
The polyethylene glycol (PEG), polytetrahydrofuran (PTMG) and a copolymer of polyethylene glycol (PEG) and polyethylene terephthalate (PET) have a weight average molecular weight of 500 to 20,000 g / mol, respectively.
상기 열 충격 흡수부가 상기 연마패드 총 부피를 기준으로 1 내지 20 부피%로 포함되는, 연마패드.
According to claim 1,
The thermal shock absorber is included in the 1 to 20% by volume based on the total volume of the polishing pad, the polishing pad.
상기 열 충격 흡수부가 다수 개의 입자 형태로 상기 매트릭스 수지 내에 배치되고,
상기 입자는 평균 직경이 1㎛ 내지 5㎛인, 연마패드.
According to claim 1,
The heat shock absorber is disposed in the matrix resin in the form of a plurality of particles,
The particles have an average diameter of 1㎛ to 5㎛, polishing pad.
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| AMND | Amendment | ||
| E601 | Decision to refuse application | ||
| AMND | Amendment | ||
| E90F | Notification of reason for final refusal | ||
| AMND | Amendment | ||
| X701 | Decision to grant (after re-examination) | ||
| GRNT | Written decision to grant |