KR20220025594A - Polishing pad and preparing method of semiconductor device using the same - Google Patents
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Abstract
Description
연마 공정에 적용되는 패드에 관한 것이고, 이러한 패드를 반도체 소자의 제조방법에 적용하는 기술에 관한 것이다.It relates to a pad applied to a polishing process, and to a technique for applying such a pad to a method of manufacturing a semiconductor device.
화학 기계적 평탄화(Chemical Mechanical Planarization, CMP) 또는 화학 기계적 연마(Chemical Mechanical Polishing, CMP) 공정은 다양한 기술 분야에서 다양한 목적에 의해 수행될 수 있다. CMP 공정은 연마 대상의 소정의 연마면을 대상으로 수행되며, 연마면의 평탄화, 응집된 물질의 제거, 결정 격자 손상의 해소, 스크래치 및 오염원의 제거 등의 목적으로 수행될 수 있다. A chemical mechanical planarization (CMP) or chemical mechanical polishing (CMP) process may be performed for various purposes in various technical fields. The CMP process is performed on a predetermined polished surface of an object to be polished, and may be performed for the purposes of planarization of the polished surface, removal of aggregated materials, resolution of crystal lattice damage, and removal of scratches and contamination sources.
반도체 공정의 CMP 공정 기술의 분류는 연마 대상 막질 또는 연마 후 표면 형상에 따라 구분할 수 있다. 예를 들어, 연마 대상 막질에 따라 단일 실리콘(single silicon) 또는 폴리 실리콘(poly silicon)으로 나눌 수 있고, 불순물의 종류에 의해 구분되는 다양한 산화막 또는 텅스텐(W), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 루테늄(Ru), 탄탈륨(Ta) 등의 금속막 CMP 공정으로 분류할 수 있다. 그리고, 연마 후 표면 형상에 따라, 기판 표면의 거칠기를 완화시키는 공정, 다층 회로 배선으로 인해 발생되는 단차를 평탄화하는 공정, 연마 후 회로 배선을 선택적으로 형성하기 위한 소자 분리 공정으로 분류할 수 있다. The CMP process technology of the semiconductor process can be classified according to the quality of the film to be polished or the shape of the surface after polishing. For example, it can be divided into single silicon or polysilicon according to the film quality to be polished, and various oxide films or tungsten (W), copper (Cu), aluminum (Al) classified according to the type of impurities. ), ruthenium (Ru), tantalum (Ta), etc. can be classified into a metal film CMP process. And, according to the shape of the surface after polishing, it can be classified into a process of alleviating the roughness of the substrate surface, a process of flattening a step caused by multi-layer circuit wiring, and an element isolation process for selectively forming circuit wiring after polishing.
CMP 공정은 반도체 소자의 제조 과정에서 복수로 적용될 수 있다. 반도체 소자의 경우 복수의 층을 포함하고, 각 층마다 복잡하고 미세한 회로 패턴을 포함한다. 또한, 최근 반도체 소자는 개별적인 칩 크기는 줄어들고, 각 층의 패턴은 보다 복잡하고 미세해지는 방향으로 진화되고 있다. 이에 따라, 반도체 소자를 제조하는 과정에서 회로 배선의 평탄화 목적뿐만 아니라 회로 배선의 분리 및 배선 표면 개선의 응용 등으로 CMP 공정의 목적이 확대되었고, 그 결과 보다 정교하고 신뢰성 있는 CMP 성능이 요구되고 있다. The CMP process may be applied in plurality in the manufacturing process of the semiconductor device. A semiconductor device includes a plurality of layers, and each layer includes a complex and fine circuit pattern. In addition, in recent semiconductor devices, individual chip sizes are reduced, and the patterns of each layer are evolving to become more complex and finer. Accordingly, in the process of manufacturing semiconductor devices, the purpose of the CMP process has been expanded to not only planarize circuit wiring, but also separate circuit wiring and improve wiring surface, and as a result, more sophisticated and reliable CMP performance is required. .
이러한 CMP 공정에 사용되는 연마패드는 마찰을 통해 연마면을 요구되는 수준으로 가공하는 공정용 부품으로서, 연마 후 연마 대상의 두께 균일도, 연마면의 평탄도 및 연마 품질 등에 있어서 가장 중요한 요소들 중 하나로 볼 수 있다.The polishing pad used in the CMP process is a process component that processes the polished surface to a required level through friction. can see.
본 발명은 상기 종래 기술의 문제를 해결하기 위해 고안된 것이다.The present invention is devised to solve the problems of the prior art.
본 발명의 해결하고자 하는 기술적 과제는 연마 슬러리의 종류에 따른 연마패드의 표면 제타 전위, 및 이의 비율을 특정 범위로 제어함으로써, 반도체 기판의 표면 상에 나타나는 스크래치 및 채터마크 등의 표면 결함 특성을 개선시킬 수 있고, 염기성 및 산성 등의 연마 슬러리의 환경, 또는 연마 슬러리의 종류에 상관없이 하나의 연마패드로 다양한 환경들의 각 공정에 연속 및 불연속 적용이 가능하면서도 이들 모두에 대해 적절한 연마율을 구현할 수 있는 연마패드 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다. The technical problem to be solved by the present invention is to improve the surface defect characteristics such as scratches and chatter marks appearing on the surface of a semiconductor substrate by controlling the surface zeta potential of the polishing pad and the ratio thereof to a specific range depending on the type of polishing slurry Regardless of the basic or acidic polishing slurry environment, or the type of polishing slurry, a single polishing pad can be applied continuously and discontinuously to each process in various environments, while achieving an appropriate polishing rate for all of them. It is to provide a polishing pad and a method for manufacturing the same.
또한, 상기 연마패드를 이용하여 적절한 연마율을 구현할 수 있고, 슬러리 환경이 산성 및 염기성인 경우, 또는 실리카 슬러리와 세리아 슬러리 모두에 유용한 반도체 소자를 제조하는 방법을 제공하고자 한다.Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a semiconductor device that can implement an appropriate polishing rate by using the polishing pad and is useful for both the silica slurry and the ceria slurry when the slurry environment is acidic and basic.
본 발명의 일 구현예에서, 연마층을 포함하고, 상기 연마층의 연마면은 조성물의 수소이온농도(pH)가 9.5 초과, 12 이하인 제1 조성물에 대하여 하기 식 1에 의하여 도출된 표면 제타 전위 값인 제1 표면 제타 전위(PZ1)를 갖고, 상기 연마층의 연마면은 조성물의 수소이온농도(pH)가 2 이상, 6 이하인 제2 조성물에 대하여 하기 식 1에 의하여 도출된 표면 제타 전위 값인 제2 표면 제타 전위(PZ2)를 가지며, 상기 연마층의 연마면은 조성물의 수소이온농도(pH)가 7.5 이상, 9.5 이하인 제3 조성물에 대하여 하기 식 1에 의하여 도출된 표면 제타 전위 값인 제3 표면 제타 전위(PZ3)를 갖고, 상기 제1 표면 제타 전위(PZ1) 중 적어도 하나, 상기 제2 표면 제타 전위(PZ2) 중 적어도 하나, 및 상기 제3 표면 제타 전위(PZ3) 중 적어도 하나가 하기 식 2를 만족하는, 연마패드를 제공한다.In one embodiment of the present invention, it includes a polishing layer, wherein the polishing surface of the polishing layer has a surface zeta potential derived by the following Equation 1 with respect to the first composition having a hydrogen ion concentration (pH) of greater than 9.5 and less than or equal to 12 It has a first surface zeta potential (PZ1), which is a value, and the polishing surface of the polishing layer is a surface zeta potential value derived by the following formula 1 with respect to a second composition having a hydrogen ion concentration (pH) of 2 or more and 6 or less 2 has a surface zeta potential (PZ2), and the polishing surface of the polishing layer is a surface zeta potential value derived by the following Equation 1 with respect to a third composition having a hydrogen ion concentration (pH) of 7.5 or more and 9.5 or less. has a zeta potential PZ3, wherein at least one of the first surface zeta potential PZ1, at least one of the second surface zeta potential PZ2, and the third surface zeta potential PZ3 is 2, a polishing pad is provided.
[식 1][Equation 1]
표면 제타 전위 = (-) 고정층의 제타 전위 + 조성물의 제타 전위Surface zeta potential = (-) zeta potential of the fixed layer + zeta potential of the composition
[식 2][Equation 2]
1 ≤ ≤ 51 ≤ ≤ 5
본 발명의 다른 구현예에서, 연마층을 포함하는 연마패드를 제공하는 단계; 및 상기 연마층의 연마면에 연마 대상의 피연마면이 맞닿도록 상대 회전시키면서 상기 연마 대상을 연마시키는 단계;를 포함하고, 상기 연마 대상은 옥사이드 막, 텅스텐 막 또는 이들의 복합막을 포함하고, 상기 연마층의 연마면은 조성물의 수소이온농도(pH)가 9.5 초과, 12 이하인 제1 조성물에 대하여 상기 식 1에 의하여 도출된 표면 제타 전위 값인 제1 표면 제타 전위(PZ1)를 갖고, 상기 연마층의 연마면은 조성물의 수소이온농도(pH)가 2 이상, 6 이하인 제2 조성물에 대하여 상기 식 1에 의하여 도출된 표면 제타 전위 값인 제2 표면 제타 전위(PZ2)를 가지며, 상기 연마층의 연마면은 조성물의 수소이온농도(pH)가 7.5 이상, 9.5 이하인 제3 조성물에 대하여 상기 식 1에 의하여 도출된 표면 제타 전위 값인 제3 표면 제타 전위(PZ3)를 갖고, 상기 제1 표면 제타 전위(PZ1) 중 적어도 하나, 상기 제2 표면 제타 전위(PZ2) 중 적어도 하나 및 상기 제3 표면 제타 전위(PZ3) 중 적어도 하나가 상기 식 2를 만족하는, 반도체 소자의 제조방법을 제공한다. In another embodiment of the present invention, providing a polishing pad comprising a polishing layer; and polishing the polishing object while relatively rotating so that the polishing surface of the polishing object is in contact with the polishing surface of the polishing layer, wherein the polishing object includes an oxide film, a tungsten film, or a composite film thereof, The polishing surface of the polishing layer has a first surface zeta potential (PZ1), which is a surface zeta potential value derived by Equation 1 with respect to a first composition having a hydrogen ion concentration (pH) of more than 9.5 and 12 or less, and the polishing The polishing surface of the layer has a second surface zeta potential (PZ2), which is a surface zeta potential value derived by Equation 1 for a second composition having a hydrogen ion concentration (pH) of 2 or more and 6 or less, The polishing surface has a third surface zeta potential (PZ3), which is a surface zeta potential value derived by Equation 1 for a third composition having a hydrogen ion concentration (pH) of 7.5 or more and 9.5 or less, and the first surface zeta potential At least one of (PZ1), at least one of the second surface zeta potential (PZ2), and at least one of the third surface zeta potential (PZ3) satisfy Equation 2 above.
상기 구현예에 따른 연마패드는 연마 슬러리의 종류에 따른 연마패드의 표면 제타 전위, 및 이의 비율을 특정 범위로 제어함으로써, 반도체 기판의 표면 상에 나타나는 스크래치 및 채터마크 등의 표면 결함 특성을 개선시킬 수 있고, 연마율을 더욱 향상시킬 수 있다. The polishing pad according to the embodiment can improve surface defect characteristics such as scratches and chatter marks appearing on the surface of the semiconductor substrate by controlling the surface zeta potential of the polishing pad according to the type of polishing slurry, and the ratio thereof to a specific range. and the polishing rate can be further improved.
특히, 본 발명의 구현예에 따른 연마패드는 상기 연마패드의 표면 제타 전위를 조절하여, 하나의 연마패드로 슬러리 환경이 산성 및 염기성인 경우, 또는 실리카 슬러리와 세리아 슬러리인 경우에도 연마 성능을 적절한 범위로 구현할 수 있음은 물론, 하나의 연마패드로 상기 환경들의 각각의 공정에 연속 및 불연속 적용이 가능한 이점을 갖는다.In particular, the polishing pad according to the embodiment of the present invention adjusts the surface zeta potential of the polishing pad so that the polishing performance can be properly adjusted even when the slurry environment is acidic and basic, or when the slurry environment is a silica slurry and a ceria slurry with one polishing pad. Of course, it has the advantage that it can be implemented in a range, and can be applied continuously and discontinuously to each process in the above environments with one polishing pad.
도 1은 일 구현예에 따른 연마패드의 표면 제타 전위를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 실시예 1의 연마패드의 표면이동에 따른 겉보기 제타 전위 및 이로부터 도출된 연마패드의 표면 제타 전위 등을 나타낸 그래프이다.
도 3은 일 구현예에 따른 연마패드의 표면 제타 전위를 측정하기 위한 장치 중의 표면 제타 전위 셀을 나타낸 모식도를 나타낸 것이다.
도 4는 일 구현예에 따른 반도체 소자 제조 공정의 개략적인 공정도를 도시한 것이다.
도 5는 일 구현예에 따른 웨이퍼 상의 스크래치 형상을 나타낸 사진이다.
도 6은 일 구현예에 따른 웨이퍼 상의 채터마크 형상을 나타낸 사진이다.1 is a view for explaining a surface zeta potential of a polishing pad according to an embodiment.
2 is a graph showing the apparent zeta potential according to the surface movement of the polishing pad of Example 1 and the surface zeta potential of the polishing pad derived therefrom.
3 is a schematic diagram illustrating a surface zeta potential cell in an apparatus for measuring a surface zeta potential of a polishing pad according to an exemplary embodiment.
4 is a schematic flowchart of a semiconductor device manufacturing process according to an exemplary embodiment.
5 is a photograph showing the shape of a scratch on a wafer according to an embodiment.
6 is a photograph illustrating a chatter mark shape on a wafer according to an exemplary embodiment.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 후술하는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. Advantages and features of the present invention, and a method of achieving them will become clear with reference to the following examples. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various different forms, Only the present embodiments are provided to complete the disclosure of the present invention, and to fully inform those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs, the scope of the invention, the present invention is defined by the scope of the claims will only be
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. In order to clearly express various layers and regions in the drawings, the thicknesses are enlarged. And in the drawings, for convenience of description, the thickness of some layers and regions are exaggerated. Like reference numerals refer to like elements throughout.
또한, 본 명세서에서 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상부에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 아울러, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "아래에" 또는 "하부에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 아래에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.In addition, in the present specification, when a part of a layer, film, region, plate, etc. is said to be “on” or “on” another part, this is not only when it is “directly on” another part, but also when there is another part in the middle. also includes Conversely, when we say that a part is "just above" another part, we mean that there is no other part in the middle. In addition, when a part of a layer, film, region, plate, etc. is said to be "under" or "under" another part, it is not only when it is "under" another part, but also when there is another part in between. include Conversely, when a part is said to be "just below" another part, it means that there is no other part in the middle.
본 발명에 따른 일 구현예에서, 연마층을 포함하고, 상기 연마층의 연마면은 조성물의 수소이온농도(pH)가 9.5 초과, 12 이하인 제1 조성물에 대하여 하기 식 1에 의하여 도출된 표면 제타 전위 값인 제1 표면 제타 전위(PZ1)를 갖고, 상기 연마층의 연마면은 조성물의 수소이온농도(pH)가 2 이상, 6 이하인 제2 조성물에 대하여 하기 식 1에 의하여 도출된 표면 제타 전위 값인 제2 표면 제타 전위(PZ2)를 가지며, 상기 연마층의 연마면은 조성물의 수소이온농도(pH)가 7.5 이상, 9.5 이하인 제3 조성물에 대하여 하기 식 1에 의하여 도출된 표면 제타 전위 값인 제3 표면 제타 전위(PZ3)를 갖고, 상기 제1 표면 제타 전위(PZ1) 중 적어도 하나, 상기 제2 표면 제타 전위(PZ2) 중 적어도 하나, 및 상기 제3 표면 제타 전위(PZ3) 중 적어도 하나가 하기 식 2를 만족하는, 연마패드를 제공한다:In one embodiment according to the present invention, it includes a polishing layer, and the polishing surface of the polishing layer has a surface zeta derived by Equation 1 below with respect to the first composition having a hydrogen ion concentration (pH) of greater than 9.5 and less than or equal to 12. It has a first surface zeta potential (PZ1), which is a potential value, and the polishing surface of the polishing layer is a surface zeta potential value derived by the following formula 1 for a second composition having a hydrogen ion concentration (pH) of 2 or more and 6 or less It has a second surface zeta potential (PZ2), and the polishing surface of the polishing layer is a surface zeta potential value derived by the following Equation 1 with respect to a third composition having a hydrogen ion concentration (pH) of 7.5 or more and 9.5 or less. has a surface zeta potential PZ3, wherein at least one of at least one of the first surface zeta potential PZ1, at least one of the second surface zeta potential PZ2, and the third surface zeta potential PZ3 is A polishing pad is provided, which satisfies Equation 2:
[식 1][Equation 1]
표면 제타 전위 = (-) 고정층의 제타 전위 + 조성물의 제타 전위Surface zeta potential = (-) zeta potential of the fixed layer + zeta potential of the composition
[식 2][Equation 2]
1 ≤ ≤ 51 ≤ ≤ 5
반도체 제조 공정 중의 연마 공정은 연마패드, 연마 슬러리 및 연마 대상 막질 등이 유기적으로 연계되어 이루어지는 것으로, 일반적으로 상기 연마패드와 상기 연마 대상 막질의 접촉 계면에 연마 슬러리가 공급됨으로써 수행된다. 상기 연마 슬러리는 전기적 특성을 갖는 성분을 포함하는 조성물이고, 상기 연마 대상 막질은 도체 또는 반도체 막질을 포함할 수 있으며, 상기 연마패드는 소정의 화학적 조성을 갖는다. 또한, 이들은 반도체 제조 공정 중에 서로 물리적으로 밀접하게 위치한다. 따라서, 이들은 각각의 재질적인 특성과 공정 중의 상대적인 위치에 기인하여 상호 전기적인 영향을 주고 받게 된다.A polishing process in a semiconductor manufacturing process is made by organically connecting a polishing pad, a polishing slurry, and a film quality to be polished, and is generally performed by supplying a polishing slurry to a contact interface between the polishing pad and the film quality to be polished. The polishing slurry is a composition including a component having electrical properties, the polishing target film quality may include a conductor or semiconductor film quality, and the polishing pad has a predetermined chemical composition. In addition, they are physically located closely to each other during the semiconductor manufacturing process. Therefore, they are mutually electrically influenced by each other due to their respective material properties and their relative positions during the process.
상기 연마패드, 연마 슬러리 및 연마 대상 막질의 전기적인 특성에 있어서, 상호 인력 및 반발력이 적정 수준으로 구현되어야 스크래치(Scratch) 및 채터마크(Chatter Mark) 등으로 나타나는 연마 대상 막질 상의 결함(Defect)이 최소화되면서, 연마율 및 평탄도 측면에서 목적하는 연마 성능을 구현할 수 있다. 예를 들어, 상기 연마패드, 연마 슬러리 및 연마 대상 막질 사이의 전기적 인력이 지나치게 강할 경우, 연마패드 상에서 연마 슬러리 중의 연마 입자의 응집이 일어나게 되어 연마 대상 막질의 표면 상에 스크래치 또는 채터마크 등의 결함을 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 연마패드, 연마 슬러리 및 연마 대상 막질 사이의 전기적 반발력이 지나치게 강할 경우, 연마 대상 막질의 연마율이 저하되어 공정 효율성 및 연마 평탄성 측면에서 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 상기 연마패드와 연마 슬러리 및 연마 대상 막질 사이의 전기적 특성을 적정 수준으로 조절하는 것이 매우 중요한 요소이다.In the electrical characteristics of the polishing pad, polishing slurry, and film quality to be polished, mutual attraction and repulsion must be implemented at an appropriate level to prevent defects on the polishing target film, which appear as scratches and chatter marks. While being minimized, it is possible to realize desired polishing performance in terms of polishing rate and flatness. For example, if the electrical attraction between the polishing pad, the polishing slurry, and the film quality to be polished is too strong, aggregation of abrasive particles in the polishing slurry occurs on the polishing pad, and defects such as scratches or chatter marks on the surface of the film quality to be polished can cause For example, if the electrical repulsion force between the polishing pad, the polishing slurry, and the film quality to be polished is too strong, the polishing rate of the film quality to be polished is lowered, which may cause problems in terms of process efficiency and polishing flatness. Therefore, it is a very important factor to control the electrical characteristics between the polishing pad, the polishing slurry, and the film quality to be polished to an appropriate level.
제타 전위(Zeta Potential)는 일반적으로 현탁액에 들어 있는 입자에서 나타나는 물리적 특성을 지칭한다. 입자 주위에 존재하는 액상층에는 두 가지 종류가 있다. 이온이 강한 경계를 이루고 있는 내부 영역(Stem layer: 전자층)과 상대적으로 약하게 결합되어 있는 외부 영역(Defuse)이다. 외부 영역(Defuse)은 이온과 입자가 안정하게 존재하는 이론적인 경계 내의 영역이다. 예를 들어, 입자가 움직이면 내부 영역의 이온은 소정의 경계 내에서 움직인다. 반면, 소정의 경계 밖에 존재하는 이온은 입자와 관계 없이 거대한 분산제처럼 독립적으로 운동하게 된다. 이러한 경계의 전위가 제타 전위이다. 상기 연마 슬러리는 연마 입자가 분산된 현탁액 상태로서 자체 제타 전위를 갖는다. Zeta potential generally refers to the physical properties exhibited by particles in suspension. There are two types of liquid layers that exist around particles. It is an outer region (Defuse) in which ions are relatively weakly coupled to an inner region (Stem layer: electron layer) that forms a strong boundary. Defuse is a region within the theoretical boundary where ions and particles are stably present. For example, when a particle moves, the ions in the inner region move within a predetermined boundary. On the other hand, ions existing outside the predetermined boundary move independently like a huge dispersant regardless of the particles. The potential at this boundary is the zeta potential. The abrasive slurry has its own zeta potential as a suspension in which the abrasive particles are dispersed.
상기 연마패드는 수지 경화물로서 현탁액 상태가 아니기 때문에 일반적으로 정의되는 제타 전위는 갖지 않는다. 일 구현예에서, 상기 연마패드의 연마 성능을 표상하기 위한 지표로서 표면 제타 전위를 고안했으며, 상기 연마패드의 표면 제타 전위는 소정의 제타 전위를 갖는 현탁액 상태의 표준 조성물과의 관계에서 상기 식 1로 정의될 수 있다. Since the polishing pad is not a suspension state as a cured resin, it does not have a generally defined zeta potential. In one embodiment, the surface zeta potential is devised as an index for representing the polishing performance of the polishing pad, and the surface zeta potential of the polishing pad is expressed in Equation 1 above in relation to a standard composition in a suspension state having a predetermined zeta potential. can be defined as
이하, 도 1을 참조하여 상기 연마패드의 표면 제타 전위에 관하여 보다 자세히 설명하기로 한다. Hereinafter, the surface zeta potential of the polishing pad will be described in more detail with reference to FIG. 1 .
도 1은 연마패드의 표면 제타 전위를 설명하기 위한 개략도이다. 도 1을 참조할 때, 상기 연마패드(100)는 연마층(10)을 포함할 수 있다. 상기 연마층(10)은 연마 대상 막질을 직접 또는 간접적으로 접촉시켜 연마하기 위한 연마면(11)을 포함할 수 있다. 상기 연마패드(100)는 상기 연마층(10) 단일층으로 이루어질 수도 있고, 상기 연마층(10)을 포함하는 다층 구조일 수도 있다. 도 1을 참조할 때, 일 구현예에 따른 상기 연마패드(100)는 상기 연마층(10) 일면 상의 접착층(30) 및 쿠션층(20)을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.1 is a schematic diagram for explaining a surface zeta potential of a polishing pad. Referring to FIG. 1 , the
상기 연마패드(100)는 이의 연마면(11) 상에 자체 제타 전위를 갖는 소정의 표준 조성물을 공급하였을 때, 고정층(110), 이온 확산층(120) 및 미끄러운 면(Slipping plane, 130)을 갖게 된다. 상기 고정층(110)은 상기 표준 조성물 중의 입자가 상기 연마면(11)에 안정적으로 존재하여 형성된 층으로서, 상기 현탁액에서 정의 되는 일반적인 제타 전위에 있어서 내부 영역(Stem layer: 전자층)에 대응되는 영역이다. 상기 이온 확산층(120)은 상기 표준 조성물 중의 입자가 상기 고정층(110)에 비하여 상기 연마면(11)에 대해 상대적으로 약하게 결합되어 존재 영역으로서, 상기 연마면(11)으로부터 소정의 거리만큼 이격된 영역이다. 상기 이온 확산층(120)은 상기 현탁액에서 정의되는 일반적인 제타 전위에 있어서 외부 영역(Defuse)에 대응되는 영역이다. 상기 이온 확산층(120)과 상기 고정층(110)의 계면에 상기 미끄러운 면(130) 존재하는데, 이를 경계로 상기 고정층(110)과 상기 이온 확산층(120)이 구분된다. 상기 미끄러운 면(130)은 상기 현탁액에서 정의되는 일반적인 제타 전위에 있어서 소정의 경계에 대응되는 부분이다. The
일 구현예에서, 상기 식 1에 따른 연마패드의 표면 제타 전위는 상기 고정층(110)의 제타 전위 값에 마이너스(-)를 붙인 값과 해당 표준 조성물의 자체 제타 전위 값의 합으로 정의된다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 고정층(110)의 전하가 양(+)의 전하를 띠게 되면, 상기 고정층(110)에 인접한 연마면의 표면은 음(-) 전하를 띠게 되리라는 것을 알 수 있다. 따라서, 상기 연마패드의 표면 제타 전위를 도출함에 있어서, 상기 고정층(110)의 제타 전위 값에 (-)를 붙인 값을 적용한다. 상기 고정층(110)의 제타 전위는 해당 표준 조성물 중의 입자에 대하여 연마면으로부터의 거리에 따른 제타 전위 변화를 그래프(graph)로 도출한 후, 그 그래프의 Y 절편의 값으로 정의된다. 상기 입자의 제타 전위는 전기 영동 이동성에 의해 측정된다.In one embodiment, the surface zeta potential of the polishing pad according to Equation 1 is defined as the sum of a negative (-) value added to the zeta potential value of the pinned
상기 연마패드가 상기 식 1에 따른 표면 제타 전위에 관련된 소정의 조건, 즉, 상기 식 2에 따른 조건을 만족하는 경우 상기 연마패드와 이를 적용하는 공정에서 사용될 연마 슬러리 및 연마 대상 막질 사이의 상호 작용에 대하여 신뢰성 있는 연마 성능을 구현할 수 있다.When the polishing pad satisfies the predetermined condition related to the surface zeta potential according to Equation 1, that is, the condition according to Equation 2, the interaction between the polishing pad and the polishing slurry to be used in the process of applying the same and the film quality to be polished It is possible to realize reliable polishing performance for
일 구현예에 따른 상기 연마패드에 있어서, 상기 식 1의 고정층의 제타 전위는 연마패드의 연마층의 화학적 및 물리적 특성과 표준 조성물의 종류에 따라 달라질 수 있다. 상기 제1 조성물을 이용하여 상기 연마패드의 연마면에 대해 측정된 제1 고정층의 제타 전위를 IZ1이라 하고, 상기 제2 조성물을 이용하여 상기 연마패드의 연마면에 대해 측정된 제2 고정층의 제타 전위를 IZ2라 지칭하며, 상기 제3 조성물을 이용하여 상기 연마패드의 연마면에 대해 측정된 제3 고정층의 제타 전위를 IZ3라 할 때, 상기 제1 조성물에 대한 고정층의 제타 전위 값인 IZ1이 약 +5mV 내지 약 +30mV이고, 상기 제2 조성물에 대한 고정층의 제타 전위 값인 IZ2가 약 -5mV 내지 약 +15mV이며, 상기 제3 조성물에 대한 고정층의 제타 전위 값인 IZ3가 -15mV 내지 +10mV일 수 있다.In the polishing pad according to the embodiment, the zeta potential of the fixed layer of Equation 1 may vary depending on the chemical and physical properties of the polishing layer of the polishing pad and the type of the standard composition. Let IZ1 the zeta potential of the first fixed layer measured with respect to the polishing surface of the polishing pad using the first composition, and the zeta of the second fixed layer measured with respect to the polishing surface of the polishing pad using the second composition The potential is referred to as IZ2, and when the zeta potential of the third pinned layer measured with respect to the polishing surface of the polishing pad using the third composition is referred to as IZ3, IZ1, which is the zeta potential value of the pinned layer with respect to the first composition, is about +5mV to about +30mV, IZ2, which is a zeta potential value of the pinned layer with respect to the second composition, is about -5mV to about +15mV, and IZ3, which is a zeta potential value of the pinned layer for the third composition, may be -15mV to +10mV there is.
구체적으로, 상기 제1 고정층 제타 전위(IZ1)는 약 +5mV 내지 약 +30mV, 예를 들어, 약 +8mV 내지 약 +28mV, 예를 들어, 약 +10mV 내지 약 +25mV, 예를 들어, 약 +11mV 내지 약 +23mV, 예를 들어, 약 +15mV 내지 약 +25mV일 수 있다. Specifically, the first pinned bed zeta potential IZ1 is about +5 mV to about +30 mV, for example, about +8 mV to about +28 mV, for example, about +10 mV to about +25 mV, for example about from +11 mV to about +23 mV, for example from about +15 mV to about +25 mV.
상기 제2 고정층 제타 전위(IZ2)는 약 -5mV 내지 약 +15mV, 예를 들어, 약 -2mV 내지 약 +12 mV, 예를 들어, 약 -1mV 내지 약 8mV, 예를 들어, 약 -0.7mV 내지 약 +6 mV, 예를 들어, 약 -0.7mV 내지 약 +4 mV일 수 있다. The second pinned bed zeta potential IZ2 is about -5 mV to about +15 mV, for example about -2 mV to about +12 mV, for example about -1 mV to about 8 mV, for example about -0.7 mV. to about +6 mV, for example from about -0.7 mV to about +4 mV.
상기 제3 고정층 제타 전위(IZ3)는 약 -15mV 내지 약 +10mV, 예를 들어, 약 -10mV 내지 약 +8 mV, 예를 들어, 약 -10mV 내지 약 +7mV, 예를 들어, 약 -9mV 내지 약 +6 mV, 예를 들어, 약 -8.8mV 내지 약 +6mV일 수 있다.The third pinned bed zeta potential IZ3 is about -15 mV to about +10 mV, for example about -10 mV to about +8 mV, for example about -10 mV to about +7 mV, for example about -9 mV. to about +6 mV, for example from about -8.8 mV to about +6 mV.
상기 제1 조성물, 상기 제2 조성물 및 제3 조성물은 각각의 자체적인 조성물의 수소이온농도(pH)가 서로 상이한 조성물로서, 각 조성물에 대한 연마면의 표면 제타 전위는 서로 상이한 값으로 나타나게 된다. 상기 제2 조성물로부터 도출된 제2 표면 제타 전위(PZ2)와 상기 제1 조성물로부터 도출된 제1 표면 제타 전위(PZ1)의 차(PZ2-PZ1), 및 상기 제2 조성물로부터 도출된 제2 표면 제타 전위(PZ2)와 상기 제3 조성물로부터 도출된 제3 표면 제타 전위(PZ3)의 차(PZ2-PZ3)의 비율((PZ2-PZ1)/(PZ2-PZ3))이 소정의 범위를 만족한다는 것은 상기 연마패드를 실제 공정에 적용함에 있어서 서로 다른 연마 슬러리의 환경, 또는 서로 다른 종류의 연마 슬러리를 이용한 연마가 동시에 우수한 성능으로 수행될 수 있도록 하는 것에 기술적 의의가 있다. The first composition, the second composition, and the third composition have different hydrogen ion concentrations (pH) of their own compositions, and the surface zeta potential of the polishing surface for each composition is different from each other. A difference (PZ2-PZ1) between a second surface zeta potential (PZ2) derived from the second composition and a first surface zeta potential (PZ1) derived from the first composition (PZ2-PZ1), and a second surface derived from the second composition that the ratio ((PZ2-PZ1)/(PZ2-PZ3)) of the difference (PZ2-PZ3) between the zeta potential (PZ2) and the third surface zeta potential (PZ3) derived from the third composition satisfies a predetermined range This has technical significance in that, when the polishing pad is applied to an actual process, polishing using different polishing slurries or different types of polishing slurries can be simultaneously performed with excellent performance.
일 구현예에서, 상기 제1 조성물의 수소이온농도(pH)는 9.5 초과, 12 이하일 수 있고, 예를 들어, 10 내지 12, 예를 들어, 10 내지 11.5일 수 있고, 예를 들어, 10.5(±0.5)일 수 있다. In one embodiment, the hydrogen ion concentration (pH) of the first composition may be greater than 9.5, 12 or less, for example, 10 to 12, for example, 10 to 11.5, for example, 10.5 ( ±0.5).
일 구현예에서 상기 제2 조성물의 pH는 2 내지 6일 수 있고, 예를 들어, 2 내지 5일 수 있고, 예를 들어, 3 내지 6일 수 있고, 예를 들어, 3 내지 5일 수 있고, 예를 들어, 4(±0.5)일 수 있다. In one embodiment, the pH of the second composition may be 2 to 6, for example, 2 to 5, for example, 3 to 6, for example, 3 to 5, and , for example 4 (±0.5).
일 구현예에서 상기 제3 조성물의 수소이온농도(pH)는 7.5 이상, 9.5 이하 일 수 있고, 예를 들어, 7.8 내지 9.3일 수 있고, 예를 들어, 7.8 내지 9일 수 있고, 예를 들어, 8.5(±0.5)일 수 있다. In one embodiment, the hydrogen ion concentration (pH) of the third composition may be 7.5 or more and 9.5 or less, for example, 7.8 to 9.3, for example, 7.8 to 9, for example. , may be 8.5 (±0.5).
상기 제1 조성물 및 상기 제3 조성물은 염기성 슬러리일 수 있고, 상기 제2 조성물은 산성 슬러리일 수 있다. 상기 제1 조성물 및 상기 제3 조성물은 염기성 슬러리이지만, 상기 제1 조성물은 실리카 입자를 포함하고, 상기 제3 조성물은 세리아 입자를 포함하며, 이들은 서로 pH 값이 예를 들어, 약 0.5 내지 4.5, 예를 들어, 약 0.5 내지 4, 예를 들어, 약 1 내지 3.5, 예를 들어, 약 1 내지 3 정도 차이가 날 수 있다.The first composition and the third composition may be a basic slurry, and the second composition may be an acidic slurry. The first composition and the third composition are basic slurries, but the first composition comprises silica particles, and the third composition comprises ceria particles, which have a pH value of, for example, about 0.5 to 4.5, For example, it may vary by about 0.5 to 4, such as about 1 to 3.5, such as about 1 to 3.
일 구현예에서, 상기 제1 조성물은 평균 입경이 약 130nm 내지 약 160nm인 실리카 입자를 포함하고, 제타 전위가 -50mV 내지 -30mV이며, 상기 제2 조성물은 평균 입경이 약 30nm 내지 약 50nm인 실리카 입자를 포함하고, 제타 전위가 +10mV 내지 +30mV일 수 있으며, 상기 제3 조성물은 평균 입경이 약 130nm 내지 약 160nm인 세리아 입자를 포함하고, 제타 전위가 -55mV 내지 -35mV일 수 있다. In one embodiment, the first composition comprises silica particles having an average particle diameter of about 130 nm to about 160 nm, a zeta potential of -50 mV to -30 mV, and the second composition is silica having an average particle diameter of about 30 nm to about 50 nm It may include particles and have a zeta potential of +10 mV to +30 mV, and the third composition may include ceria particles having an average particle diameter of about 130 nm to about 160 nm, and a zeta potential of -55 mV to -35 mV.
상기 제1 조성물, 상기 제2 조성물 및 제3 조성물의 각각의 제타 전위는 이의 성분 및 각각의 함량에 의해 결정될 수 있다. 동일한 성분을 동일한 함량으로 포함하는 임의의 세 조성물은 상호 동일한 제타 전위 값을 가지지만, 임의의 세 조성물이 동일한 제타 전위 값을 갖는다고 하여 반드시 동일한 성분을 동일한 함량으로 포함하는 것은 아니다.The zeta potential of each of the first composition, the second composition, and the third composition may be determined by a component thereof and each content thereof. Any three compositions containing the same component in the same content have the same zeta potential value, but just because any three compositions have the same zeta potential value does not necessarily include the same component in the same content.
일 구현예에서, 상기 제1 조성물은 퓸드(fumed) 실리카 입자를 포함할 수 있고, 상기 제2 조성물은 콜로이달(colloidal) 실리카 입자를 포함할 수 있으며, 상기 제3 조성물은 세리아 입자, 예를 들어 습식 세리아 입자를 포함할 수 있다.In one embodiment, the first composition may include fumed silica particles, the second composition may include colloidal silica particles, and the third composition may include ceria particles, e.g. For example, it may contain wet ceria particles.
각각이 전술한 조성물의 제타 전위 값을 가지면서, 이와 동시에 퓸드 실리카 입자를 포함하는 제1 조성물, 콜로이달 실리카 입자를 포함하는 제2 조성물, 세리아 입자를 포함하는 제3 조성물에 대한 표면 제타 전위가 상기 식 2의 조건을 만족하는 연마면을 갖는 연마패드는, 서로 다른 연마 환경, 보다 구체적으로 슬러리 환경이 산성 및 염기성인 경우, 또는 실리카 슬러리와 세리아 슬러리인 경우에도 우수한 연마 성능을 구현할 수 있고, 스크래치 및 채터마크 등의 표면 결함을 최소화할 수 있으며, 하나의 연마패드로 상기 환경들의 각각의 공정에 연속 및 불연속 적용이 가능한 이점을 갖는다.The surface zeta potential of the first composition comprising fumed silica particles, the second composition comprising colloidal silica particles, and the third composition comprising ceria particles while each having the zeta potential value of the composition described above is A polishing pad having a polishing surface that satisfies the condition of Equation 2 can realize excellent polishing performance even in different polishing environments, more specifically, when the slurry environments are acidic and basic, or even when the silica slurry and the ceria slurry are used, It is possible to minimize surface defects such as scratches and chatter marks, and has an advantage that can be applied continuously and discontinuously to each process in the above environments with one polishing pad.
일 구현예에서, 상기 퓸드 실리카 입자는 평균 입경이 130nm 내지 160nm일 수 있고, 예를 들어, 140nm 내지 160nm일 수 있고, 예를 들어, 150(±5)nm일 수 있다. 일 구현예에서, 상기 콜로이달 실리카 입자는 30nm 내지 50nm일 수 있고, 예를 들어, 30nm 내지 45nm일 수 있고, 예를 들어, 40(±5)nm일 수 있다. 일 구현예에서, 상기 세리아 입자는 130nm 내지 160nm일 수 있고, 예를 들어, 140nm 내지 160nm일 수 있고, 예를 들어, 150(±5)nm일 수 있다. 각각이 전술한 조성물 제타 전위 값을 가지면서, 이와 동시에 전술한 평균 입경을 갖는 퓸드 실리카 입자를 포함하는 제1 조성물, 전술한 평균 입경을 갖는 콜로이달 실리카 입자를 포함하는 제2 조성물, 및 전술한 평균 입경을 갖는 세리아 입자를 포함하는 제3 조성물에 대한 표면 제타 전위가 상기 식 2의 조건을 만족하는 연마면을 갖는 연마패드는 슬러리 환경이 산성 및 염기성인 경우, 또는 실리카 슬러리와 세리아 슬러리인 경우, 상기 환경들의 각각의 연마 공정에 연속 또는 불연속으로 수행될 때 옥사이드 막, 또는 텅스텐 막, 또는 이들 둘 다에 대해 표면 결함 없이 우수한 연마 성능을 보장하는 이점을 갖는다.In one embodiment, the fumed silica particles may have an average particle diameter of 130 nm to 160 nm, for example, 140 nm to 160 nm, for example, 150 (±5) nm. In one embodiment, the colloidal silica particles may be 30 nm to 50 nm, for example, 30 nm to 45 nm, for example, 40 (±5) nm. In one embodiment, the ceria particles may be 130 nm to 160 nm, for example, 140 nm to 160 nm, for example, 150 (±5) nm. A first composition comprising fumed silica particles each having the above-mentioned composition zeta potential value, and at the same time having the above-mentioned average particle diameter, a second composition including colloidal silica particles having the above-mentioned average particle diameter, and the above-mentioned A polishing pad having a polishing surface in which the surface zeta potential of the third composition including ceria particles having an average particle size satisfies the condition of Equation 2 above, when the slurry environment is acidic and basic, or when the silica slurry and the ceria slurry , has the advantage of ensuring excellent polishing performance without surface defects for the oxide film, or the tungsten film, or both, when carried out continuously or discontinuously in the polishing process of each of the above environments.
상기 제1 조성물은 자체적인 조성물의 제타 전위가 -50mV 내지 -30mV인 조성물일 수 있다. 상기 제1 조성물의 제타 전위는 예를 들어, -50mV 내지 -35mV, 예를 들어, -48mV 내지 -35mV, 예를 들어, -47mV 내지 -35mV, 예를 들어, -46mV 내지 -38mV, 예를 들어, -45mV 내지 -38mV, 예를 들어, -44mV 내지 -38mV, 예를 들어, -43mV 내지 -38mV, 예를 들어, -42mV 내지 -38mV, 예를 들어, -42mV 내지 -40mV, 예를 들어, -42mV 내지 -41mV일 수 있다.The first composition may be a composition having a zeta potential of -50 mV to -30 mV of its own composition. The zeta potential of the first composition is, for example, -50 mV to -35 mV, such as -48 mV to -35 mV, such as -47 mV to -35 mV, such as -46 mV to -38 mV, such as For example -45mV to -38mV, for example -44mV to -38mV, for example -43mV to -38mV, for example -42mV to -38mV, for example -42mV to -40mV, for example For example, it may be -42mV to -41mV.
상기 제2 조성물의 제타 전위는 자체적인 조성물의 제타 전위가 +10mV 내지 +30mV인 조성물일 수 있다. 상기 제2 조성물의 제타 전위는 예를 들어 +15mV 내지 +30mV, 예를 들어 +20mV 내지 +30mV, 예를 들어, +20mV 내지 +28mV, 예를 들어, +20mV 내지 +27mV, 예를 들어, +20mV 내지 +26mV, 예를 들어, +20mV 내지 +25mV, 예를 들어, +20mV 내지 +24mV, 예를 들어, +20mV 내지 +23mV, 예를 들어, +21mV 내지 +23mV일 수 있다. The zeta potential of the second composition may be a composition in which the zeta potential of the composition itself is +10 mV to +30 mV. The zeta potential of the second composition may be, for example, from +15 mV to +30 mV, such as from +20 mV to +30 mV, such as from +20 mV to +28 mV, such as from +20 mV to +27 mV, for example, +20mV to +26mV, eg, +20mV to +25mV, eg, +20mV to +24mV, eg, +20mV to +23mV, eg, +21mV to +23mV.
상기 제3 조성물의 제타 전위는 자체적인 조성물의 제타 전위가 -55mV 내지 -35mV인 조성물일 수 있다. 상기 제3 조성물의 제타 전위는 예를 들어, -50mV 내지 -35mV, 예를 들어, -50mV 내지 -40mV, 예를 들어, -50mV 내지 -43mV, 예를 들어, -48mV 내지 -43mV, 예를 들어, -47mV 내지 -43mV, 예를 들어, -46mV 내지 -43mV, 예를 들어, -46mV 내지 -44mV일 수 있다.The zeta potential of the third composition may be a composition in which the zeta potential of the composition itself is -55mV to -35mV. The zeta potential of the third composition is, for example, -50mV to -35mV, for example -50mV to -40mV, for example -50mV to -43mV, for example -48mV to -43mV, for example For example, it may be -47mV to -43mV, for example, -46mV to -43mV, for example, -46mV to -44mV.
각각이 전술한 조성물의 pH 값을 가지면서, 이와 동시에 전술한 제타 전위 값을 갖는 제1 조성물, 전술한 제타 전위 값을 갖는 제2 조성물, 및 전술한 제타 전위 값 갖는 제3 조성물에 대한 표면 제타 전위가 상기 식 2의 조건을 만족하는 연마면을 갖는 연마패드는 슬러리 환경이 산성 및 염기성인 경우, 또는 실리카 슬러리와 세리아 슬러리인 경우, 상기 환경들의 각각의 연마 공정에 연속 또는 불연속으로 수행될 때 옥사이드 막, 또는 텅스텐 막, 또는 이들 둘 다에 대해 표면 결함 없이 우수한 연마 성능을 보장하는 이점을 갖는다. Surface zeta for a first composition having the aforementioned zeta potential value, a second composition having the aforementioned zeta potential value, and a third composition having the aforementioned zeta potential value, each having a pH value of the aforementioned composition When the polishing pad having a polishing surface whose dislocation satisfies the condition of Equation 2 above, when the slurry environment is acidic and basic, or when the slurry environment is a silica slurry and a ceria slurry, when the polishing process of each of the above environments is continuously or discontinuously performed It has the advantage of ensuring excellent polishing performance without surface defects for the oxide film, or the tungsten film, or both.
상기 제1 조성물, 상기 제2 조성물 및 제3 조성물의 제타 전위는 각각에 대하여 전술한 상기 수치 범위 중의 하나의 고정 값을 갖는다. 이로써, 상기 제1 조성물, 상기 제2 조성물 및 상기 제3 조성물에 의해 도출되는 제1 표면 제타 전위(PZ1), 제2 표면 제타 전위(PZ2) 및 제3 표면 제타 전위(PZ3)도 각각 하나의 고정 값을 갖게 된다. The zeta potentials of the first composition, the second composition and the third composition each have a fixed value in one of the numerical ranges described above. Accordingly, the first surface zeta potential (PZ1), the second surface zeta potential (PZ2), and the third surface zeta potential (PZ3) derived by the first composition, the second composition, and the third composition are each one has a fixed value.
상기 PZ1은 예를 들면, -70mV 내지 -45mV, 예를 들면, -70 mV 내지 -48mV, 예를 들면, -69mV 내지 -50mV, 예를 들면, -68mV 내지 -50mV, 예를 들면, -67mV 내지 -50mV, 예를 들면, -66mV 내지 -51mV, 예를 들면, -65mV 내지 -51mV일 수 있다. The PZ1 is, for example, -70 mV to -45 mV, for example, -70 mV to -48 mV, for example, -69 mV to -50 mV, for example, -68 mV to -50 mV, for example -67 mV to -50 mV, for example, -66 mV to -51 mV, for example, -65 mV to -51 mV.
상기 PZ2는 예를 들면, +10mV 내지 +30mV, 예를 들면, +12mV 내지 +28mV, +14mV 내지 +26mV, +15mV 내지 +26mV, +16mV 내지 +26mV, +16mV 내지 +25mV, 또는 +16mV 내지 +23mV일 수 있다. The PZ2 is, for example, +10mV to +30mV, for example +12mV to +28mV, +14mV to +26mV, +15mV to +26mV, +16mV to +26mV, +16mV to +25mV, or +16mV to +23 mV.
상기 PZ3는 예를 들면, -60mV 내지 -30mV, 예를 들면, -58mV 내지 -30mV, 예를 들면, -56mV 내지 -32mV, 예를 들면, -55mV 내지 -32mV, 예를 들면, -55mV 내지 -35mV, 예를 들면, -54mV 내지 -35mV, 예를 들면, -52mV 내지 -35mV일 수 있다. The PZ3 is, for example, -60mV to -30mV, for example, -58mV to -30mV, for example, -56mV to -32mV, for example, -55mV to -32mV, for example -55mV to -35 mV, for example, -54 mV to -35 mV, for example, -52 mV to -35 mV.
일 구현예에 따른 상기 연마패드는 상기 제1 표면 제타 전위(PZ1) 중 적어도 하나, 상기 제2 표면 제타 전위(PZ2) 중 적어도 하나, 및 상기 제3 표면 제타 전위(PZ3) 중 적어도 하나가 상기 식 2의 조건을 만족하기만 하면, 다른 하나의 PZ1 값, 다른 하나의 PZ2 값 및 다른 하나의 PZ3 값 중 어느 하나가 상기 식 2의 조건을 만족하지 않더라도 본 발명에서 목적으로 하는 이점을 구현할 수 있다. 즉, 상기 식 2의 조건은 상기 연마면의 제2 표면 제타 전위(PZ2) 중 적어도 하나의 값과 제1 표면 제타 전위(PZ1) 중 적어도 하나의 값의 차(PZ2-PZ1), 및 상기 연마면의 제2 표면 제타 전위(PZ2) 중 적어도 하나의 값과 제3 표면 제타 전위(PZ3) 중 적어도 하나의 값의 차(PZ2-PZ3)의 비율((PZ2-PZ1)/(PZ2-PZ3))이 1 내지 5 범위에 해당한다는 것으로서, 상기 (PZ2-PZ1)/(PZ2-PZ3)는 예를 들어, 1 초과, 5 이하, 예를 들어, 1.02 내지 4, 예를 들어, 1.02 내지 3, 예를 들어, 1.02 내지 2일 수 있다.In the polishing pad according to an embodiment, at least one of at least one of the first surface zeta potential PZ1, at least one of the second surface zeta potential PZ2, and the third surface zeta potential PZ3 is the As long as the condition of Equation 2 is satisfied, even if any one of the other PZ1 value, the other PZ2 value, and the other PZ3 value does not satisfy the condition of the above Equation 2, the desired advantage of the present invention can be realized. there is. That is, the condition of Equation 2 is a difference (PZ2-PZ1) between at least one of the second surface zeta potential (PZ2) of the polished surface and at least one of the first surface zeta potential (PZ1), and the polishing Ratio ((PZ2-PZ1)/(PZ2-PZ3) of the difference (PZ2-PZ3) between at least one value of the second surface zeta potential (PZ2) of the surface and at least one value of the third surface zeta potential (PZ3) ) is in the range of 1 to 5, wherein (PZ2-PZ1)/(PZ2-PZ3) is, for example, greater than 1, less than or equal to 5, for example, 1.02 to 4, for example, 1.02 to 3, For example, it may be 1.02 to 2.
한편, 상기 연마면의 제2 표면 제타 전위(PZ2) 중 적어도 하나의 값과 제1 표면 제타 전위(PZ1) 중 적어도 하나의 값의 차(PZ2-PZ1)는 50mV 내지 100mV일 수 있다. 상기 PZ2-PZ1는 예를 들어, 60mV 내지 100mV, 예를 들어, 65mV 내지 100mV, 예를 들어, 65mV 내지 95mV, 또는 예를 들어, 65mV 내지 90mV일 수 있다. Meanwhile, a difference PZ2-PZ1 between at least one of the second surface zeta potential PZ2 of the polished surface and at least one of the first surface zeta potential PZ1 may be 50 mV to 100 mV. The PZ2-PZ1 may be, for example, 60mV to 100mV, for example, 65mV to 100mV, for example, 65mV to 95mV, or, for example, 65mV to 90mV.
상기 연마면의 제2 표면 제타 전위(PZ2) 중 적어도 하나의 값과 제3 표면 제타 전위(PZ3) 중 적어도 하나의 값의 차(PZ2-PZ3)는 40mV 내지 80mV일 수 있다. 상기 PZ2-PZ3는 예를 들어, 45mV 내지 75mV, 예를 들어, 50mV 내지 75mV, 예를 들어, 55mV 내지 75mV, 또는 예를 들어, 64mV 내지 75mV일 수 있다. A difference PZ2-PZ3 between at least one of the second surface zeta potential PZ2 of the polished surface and at least one of the third surface zeta potential PZ3 may be 40 mV to 80 mV. The PZ2-PZ3 may be, for example, 45mV to 75mV, for example, 50mV to 75mV, for example, 55mV to 75mV, or, for example, 64mV to 75mV.
상기 PZ2-PZ1 및 상기 PZ2-PZ3가 상기 범위를 만족함으로써, 상기 연마패드를 실제 공정에 적용함에 있어서 서로 다른 조성물(연마 슬러리)의 환경, 또는 서로 다른 종류의 조성물을 이용한 연마가 동시에 우수한 성능으로 구현할 수 있으며, 옥사이드 막 또는 텅스텐 막 상에 나타나는 스크래치 및 채터마크 등의 표면 결함 특성을 개선시킬 수 있다.Since the PZ2-PZ1 and the PZ2-PZ3 satisfy the above range, in applying the polishing pad to the actual process, polishing using different compositions (polishing slurries) or different types of compositions is performed simultaneously with excellent performance. It can be implemented, and surface defect characteristics such as scratches and chatter marks appearing on the oxide film or the tungsten film can be improved.
일 구현예에서, 상기 연마패드는 이의 연마면에 대하여, 상기 제1 조성물을 이용하여 옥사이드(Oxide) 막을 연마한 경우의 연마율(OR1)이 2750 Å/분 이상, 2955 Å/분 미만일 수 있다. 상기 OR1은 예를 들어, 2780 Å/분 이상, 2955 Å/분 미만, 예를 들어, 2800 Å/분 이상, 2955 Å/분 미만, 예를 들어, 2850 Å/분 내지 2952 Å/분, 예를 들어, 2890 Å/분 내지 2950 Å/분, 예를 들어, 2900 Å/분 초과, 2950 Å/분 이하, 예를 들어, 2920 Å/분 내지 2950 Å/분일 수 있다.In one embodiment, the polishing pad may have a polishing rate (OR1) of 2750 Å/min or more and less than 2955 Å/min when an oxide film is polished using the first composition with respect to the polishing surface thereof. . The OR1 is, for example, 2780 Å/min or more, less than 2955 Å/min, such as 2800 Å/min or more, less than 2955 Å/min, such as 2850 Å/min to 2952 Å/min, e.g. For example, 2890 Å/min to 2950 Å/min, eg, greater than 2900 Å/min, less than or equal to 2950 Å/min, eg, 2920 Å/min to 2950 Å/min.
상기 연마패드는 이의 연마면에 대하여, 상기 제2 조성물을 이용하여 텅스텐(W) 막을 연마한 경우의 연마율(WR2)이 730 Å/분 이상, 850 Å/분 이하일 수 있다. 상기 WR2는 예를 들어, 730 Å/분 내지 830 Å/분, 예를 들어, 770 Å/분 내지 820 Å/분, 예를 들어, 780 Å/분 내지 800 Å/분, 예를 들어, 783 Å/분 내지 800 Å/분일 수 있다.The polishing pad may have a polishing rate WR2 of 730 Å/min or more and 850 Å/min or less when the tungsten (W) film is polished using the second composition with respect to the polishing surface thereof. The WR2 is, for example, 730 Å/min to 830 Å/min, eg 770 Å/min to 820 Å/min, eg 780 Å/min to 800 Å/min, eg 783 Å/min to 800 Å/min.
상기 연마패드는 이의 연마면에 대하여, 상기 제3 조성물을 이용하여 옥사이드 막을 연마한 경우의 연마율(OR3)이 2200 Å/분 내지 2955 Å/분일 수 있다. 상기 OR3는 예를 들어, 2200 Å/분 내지 2800 Å/분, 예를 들어, 2200 Å/분 내지 2700 Å/분, 예를 들어, 2200 Å/분 내지 2600 Å/분, 예를 들어, 2300 Å/분 내지 2600 Å/분일 수 있다.The polishing pad may have a polishing rate (OR3) of 2200 Å/min to 2955 Å/min when the oxide film is polished using the third composition with respect to the polishing surface thereof. The OR3 is, for example, between 2200 Å/min and 2800 Å/min, eg between 2200 Å/min and 2700 Å/min, eg between 2200 Å/min and 2600 Å/min, eg 2300 It may be between Å/min and 2600 Å/min.
또한, 상기 WR2와 OR3의 차(WR2-OR3)에 대한 상기 WR2와 OR1의 차(WR2-OR1)의 비율(WR2-OR1/WR2-OR3)은 1 내지 2, 예를 들어, 1 내지 1.8, 예를 들어, 1 내지 1.6, 예를 들어, 1 내지 1.5, 또는 예를 들어, 1.1 내지 1.5일 수 있다.In addition, the ratio (WR2-OR1/WR2-OR3) of the difference between WR2 and OR1 (WR2-OR1) to the difference between WR2 and OR3 (WR2-OR3) is 1 to 2, for example, 1 to 1.8, for example from 1 to 1.6, such as from 1 to 1.5, or for example from 1.1 to 1.5.
상기 OR1, WR2 및 OR3는 상기 연마패드의 옥사이드(Oxide) 막과 텅스텐(W) 막에 대한 연마 성능 중에서 특히 연마 속도에 대한 요소가 목적하는 수준으로 구현되었는지 판단할 수 있는 간접적 지표가 될 수 있다. 상기 연마 성능은 연마 속도뿐만 아니라, 연마 선택성 및 구조적 결함 발생 정도 등 여러 성능을 종합적으로 고려하여 평가될 수 있다. 일 구현예에 따른 상기 연마패드는 상기 식 2의 조건을 만족함과 동시에 상기 OR1, WR2 및 OR3에 관한 사항을 만족하는 연마면을 가짐으로써 적정 연마 속도를 구현하고, 이와 동시에 디싱(Dishing), 스크래치(Scratch), 채터마크(Chatter Mark) 등의 구조적 결함이 최소화되는 이점을 구현할 수 있다.The OR1, WR2, and OR3 may be indirect indicators for determining whether a factor for a polishing rate, in particular, is implemented at a desired level among polishing performance for an oxide film and a tungsten (W) film of the polishing pad. . The polishing performance may be evaluated in consideration of not only the polishing rate, but also various performances such as polishing selectivity and the degree of occurrence of structural defects. The polishing pad according to an embodiment realizes an appropriate polishing rate by having a polishing surface that satisfies the conditions of Equation 2 and satisfies the matters related to OR1, WR2, and OR3, and at the same time provides dishing and scratching. It is possible to realize the advantage of minimizing structural defects such as scratches and chatter marks.
일 구현예에서, 상기 연마층은 복수의 기공을 포함하는 다공성 구조일 수 있다. 구체적으로, 상기 연마층에 포함된 복수의 기공의 수평균 직경은 약 10㎛ 내지 약 40㎛, 예를 들어, 약 10㎛ 내지 약 35㎛, 예를 들어, 약 12㎛ 내지 약 30㎛, 예를 들어, 약 14㎛ 내지 약 30㎛, 예를 들어, 약 16㎛ 내지 약 30㎛, 예를 들어, 약 14㎛ 내지 약 28㎛, 예를 들어, 약 16㎛ 내지 약 28㎛일 수 있다. 상기 기공들의 수평균 직경은 복수의 기공 직경의 합을 복수의 기공 개수로 나눈 평균값으로 정의될 수 있다. In one embodiment, the polishing layer may have a porous structure including a plurality of pores. Specifically, the number average diameter of the plurality of pores included in the polishing layer is about 10 μm to about 40 μm, for example, about 10 μm to about 35 μm, for example, about 12 μm to about 30 μm, for example For example, it may be about 14 μm to about 30 μm, for example, about 16 μm to about 30 μm, for example, about 14 μm to about 28 μm, for example, about 16 μm to about 28 μm. The number average diameter of the pores may be defined as an average value obtained by dividing the sum of the plurality of pore diameters by the number of the plurality of pores.
일 구현예에서, 상기 연마층은 우레탄계 프리폴리머, 경화제 및 발포제를 포함하는 조성물로부터 형성된 경화물을 포함하는 연마층을 포함할 수 있다. In one embodiment, the polishing layer may include an abrasive layer including a cured product formed from a composition including a urethane-based prepolymer, a curing agent, and a foaming agent.
상기 조성물에 포함되는 각 성분을 이하에 구체적으로 설명한다.Each component included in the composition will be specifically described below.
'프리폴리머(prepolymer)'란 경화물 제조에 있어서, 성형하기 쉽도록 중합도를 중간 단계에서 중지시킨 비교적 낮은 분자량을 갖는 고분자를 의미한다. 프리폴리머는 그 자체로 또는 다른 중합성 화합물과 반응시킨 후 최종 경화물로 성형될 수 있다. The term 'prepolymer' refers to a polymer having a relatively low molecular weight in which the polymerization degree is stopped at an intermediate stage to facilitate molding in the production of a cured product. The prepolymer can be molded into a final cured product either on its own or after reacting with other polymerizable compounds.
일 구현예에서, 상기 우레탄계 프리폴리머는 이소시아네이트 화합물과 폴리올을 반응시켜 제조될 수 있다. In one embodiment, the urethane-based prepolymer may be prepared by reacting an isocyanate compound with a polyol.
상기 우레탄계 프리폴리머의 제조에 사용되는 이소시아네이트 화합물은, 방향족 디이소시아네이트, 지방족 디이소시아네이트, 지환족 디이소시아네이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 사용할 수 있다. As the isocyanate compound used in the preparation of the urethane-based prepolymer, one selected from the group consisting of aromatic diisocyanate, aliphatic diisocyanate, cycloaliphatic diisocyanate, and combinations thereof may be used.
상기 이소시아네이트 화합물은, 예를 들어, 2,4-톨루엔 디이소시아네이트(2,4-toluene diisocyanate, 2,4-TDI), 2,6-톨루엔 디이소시아네이트(2,6-toluene diisocyanate, 2,6-TDI) 나프탈렌-1,5-디이소시아네이트(naphthalene-1,5-diisocyanate), 파라-페닐렌 디이소시아네이트(p-phenylene diisocyanate), 토리딘 디이소시아네이트(tolidine diisocyanate), 4,4'-디페닐 메탄 디이소시아네이트(4,4'-diphenyl methane diisocyanate), 헥사메틸렌 디이소시아네이트(hexamethylene diisocyanate), 디사이클로헥실메탄 디이소시아네이트(dicyclohexylmethane diisocyanate), 이소포론 디이소시아네이트(isoporone diisocyanate) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다.The isocyanate compound is, for example, 2,4-toluene diisocyanate (2,4-toluene diisocyanate, 2,4-TDI), 2,6-toluene diisocyanate (2,6-toluene diisocyanate, 2,6- TDI) naphthalene-1,5-diisocyanate, p-phenylene diisocyanate, tolidine diisocyanate, 4,4'-diphenyl methane selected from the group consisting of 4,4'-diphenyl methane diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, dicyclohexylmethane diisocyanate, isophorone diisocyanate, and combinations thereof may contain one.
상기 폴리올은 분자 당 히드록시기(-OH)를 적어도 2 이상 포함하는 화합물로서, 예를 들어, 폴리에테르계 폴리올(polyether polyol), 폴리에스테르계 폴리올(polyester polyol), 폴리카보네이트계 폴리올(polycarbonate polyol), 아크릴계 폴리올(acryl polyol) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다. The polyol is a compound containing at least two or more hydroxyl groups (-OH) per molecule, for example, polyether polyol, polyester polyol, polycarbonate polyol, It may include one selected from the group consisting of acrylic polyols and combinations thereof.
상기 폴리올은 예를 들어, 폴리테트라메틸렌에테르글리콜, 폴리프로필렌에테르글리콜, 에틸렌 글리콜, 1,2-프로필렌 글리콜, 1,3- 프로필렌 글리콜, 1,2-부탄디올, 1,3-부탄디올, 2-메틸-1,3-프로판디올, 1,4-부탄디올, 네오펜틸 글리콜, 1,5-펜탄디올, 3-메틸-1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 디에틸렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 트리프로필렌 글리콜 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다.The polyol is, for example, polytetramethylene ether glycol, 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, dipropylene glycol , may include one selected from the group consisting of tripropylene glycol and combinations thereof.
상기 폴리올은 약 100g/mol 내지 약 3,000g/mol의 중량평균분자량(Mw)을 가질 수 있다. 상기 폴리올은 예를 들어, 약 100g/mol 내지 약 3,000g/mol, 예를 들어, 약 100g/mol 내지 약 2,000g/mol, 예를 들어, 약 100g/mol 내지 약 1,800g/mol의 중량평균분자량(Mw)을 가질 수 있다.The polyol may have a weight average molecular weight (Mw) of about 100 g/mol to about 3,000 g/mol. The polyol may have a weight average of, for example, from about 100 g/mol to about 3,000 g/mol, such as from about 100 g/mol to about 2,000 g/mol, such as from about 100 g/mol to about 1,800 g/mol. It may have a molecular weight (Mw).
일 구현예에서, 상기 폴리올은 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.In one embodiment, the polyol is a low molecular weight polyol having a weight average molecular weight (Mw) of about 100 g/mol or more and less than about 300 g/mol, and a high molecular weight having a weight average molecular weight (Mw) of about 300 g/mol or more and about 1800 g/mol or less polyols.
상기 우레탄계 프리폴리머는 약 500g/mol 내지 약 3,000g/mol의 중량평균분자량(Mw)을 가질 수 있다. 상기 우레탄계 프리폴리머는 예를 들어, 약 1,000g/mol 내지 약 2,000g/mol, 예를 들어, 약 1,000g/mol 내지 약 1,500g/mol의 중량평균분자량(Mw)을 가질 수 있다.The urethane-based prepolymer may have a weight average molecular weight (Mw) of about 500 g/mol to about 3,000 g/mol. The urethane-based prepolymer may have a weight average molecular weight (Mw) of, for example, about 1,000 g/mol to about 2,000 g/mol, for example, about 1,000 g/mol to about 1,500 g/mol.
일 구현예에서, 상기 우레탄계 프리폴리머를 제조하기 위한 이소시아네이트 화합물은 방향족 디이소시아네이트 화합물을 포함할 수 있고, 상기 방향족 디이소시아네이트 화합물은 예를 들어, 2,4-톨루엔디이소시아네이트(2,4-TDI) 및 2,6-톨루엔디이소시아네이트(2,6-TDI)를 포함할 수 있다. 상기 우레탄계 프리폴리머를 제조하기 위한 폴리올 화합물은 폴리테트라메틸렌에테르글리콜(PTMEG) 및 디에틸렌글리콜(DEG)을 포함할 수 있다. In one embodiment, the isocyanate compound for preparing the urethane-based prepolymer may include an aromatic diisocyanate compound, and the aromatic diisocyanate compound is, for example, 2,4-toluene diisocyanate (2,4-TDI) and 2,6-toluenediisocyanate (2,6-TDI). The polyol compound for preparing the urethane-based prepolymer may include polytetramethylene ether glycol (PTMEG) and diethylene glycol (DEG).
다른 구현예에서, 상기 우레탄계 프리폴리머를 제조하기 위한 이소시아네이트 화합물은 방향족 디이소시아네이트 화합물 및 지환족 디이소시아네이트 화합물을 포함할 수 있고, 예를 들어, 상기 방향족 디이소시아네이트 화합물은 2,4-톨루엔디이소시아네이트(2,4-TDI) 및 2,6-톨루엔디이소시아네이트(2,6-TDI)를 포함하고, 상기 지환족 디이소시아네이트 화합물은 디사이클로헥실메탄 디이소시아네이트(H12MDI)을 포함할 수 있다. 상기 우레탄계 프리폴리머를 제조하기 위한 폴리올 화합물은 폴리테트라메틸렌에테르글리콜(PTMEG) 및 디에틸렌글리콜(DEG)을 포함할 수 있다. In another embodiment, the isocyanate compound for preparing the urethane-based prepolymer may include an aromatic diisocyanate compound and an alicyclic diisocyanate compound, for example, the aromatic diisocyanate compound is 2,4-toluene diisocyanate (2 ,4-TDI) and 2,6-toluene diisocyanate (2,6-TDI), and the alicyclic diisocyanate compound may include dicyclohexylmethane diisocyanate (H12MDI). The polyol compound for preparing the urethane-based prepolymer may include polytetramethylene ether glycol (PTMEG) and diethylene glycol (DEG).
상기 우레탄계 프리폴리머는 이소시아네이트 말단기 함량(NCO%)이 약 5중량% 내지 약 11중량%, 예를 들어, 약 5중량% 내지 약 10중량%, 예를 들어, 약 5중량% 내지 약 8중량%, 예를 들어, 약 8중량% 내지 약 10중량%일 수 있다.The urethane-based prepolymer has an isocyanate end group content (NCO%) of about 5 wt% to about 11 wt%, for example, about 5 wt% to about 10 wt%, for example, about 5 wt% to about 8 wt% , for example, from about 8% to about 10% by weight.
상기 우레탄계 프리폴리머의 이소시아네이트 말단기 함량(NCO%)은 상기 우레탄계 프리폴리머를 제조하기 위한 이소시아네이트 화합물 및 폴리올 화합물의 종류 및 함량, 상기 우레탄계 프리폴리머를 제조하는 공정의 온도, 압력, 시간 등의 공정 조건 및 상기 우레탄계 프리폴리머의 제조에 이용되는 첨가제의 종류 및 함량 등을 종합적으로 조절하여 설계될 수 있다. The isocyanate end group content (NCO%) of the urethane-based prepolymer is determined by the type and content of the isocyanate compound and polyol compound for preparing the urethane-based prepolymer, the process conditions such as temperature, pressure, and time of the process for preparing the urethane-based prepolymer, and the urethane-based prepolymer It can be designed by comprehensively controlling the type and content of additives used in the preparation of the prepolymer.
상기 우레탄계 프리폴리머의 이소시아네이트 말단기 함량(NCO%)이 전술한 범위를 만족하는 경우, 후속하여 상기 우레탄계 프리폴리머와 경화제를 반응할 때의 반응 속도, 반응 시간 및 최종 경화 구조 등이 최종 연마패드의 용도 및 사용 목적에 따른 연마 성능에 유리한 방향으로 조절될 수 있다. When the isocyanate end group content (NCO%) of the urethane-based prepolymer satisfies the above-mentioned range, the reaction rate, reaction time, and final curing structure when the urethane-based prepolymer and the curing agent are subsequently reacted depend on the use of the final polishing pad and It can be adjusted in a direction favorable to the polishing performance according to the purpose of use.
일 구현예에서, 상기 우레탄게 프리폴리머의 이소시아네이트 말단기 함량(NCO%)이 약 8중량% 내지 약 10중량%, 예를 들어, 약 8중량% 내지 약 9.4중량%일 수 있다. 상기 NCO%가 상기 범위 미만인 경우, 상기 연마패드 내 화학적 경화 구조에 의거한 전기적 특성으로서 상기 제1 표면 제타 전위, 상기 제2 표면 제타 전위, 및 상기 제3 표면 제타 전위가 연마율 및 평탄도 측면에서 목적하는 연마 성능을 구현하지 못하도록 구현될 수 있으며, 절삭률의 지나친 증가 등에 의하여 연마패드의 수명이 감소하는 문제가 있을 수 있다. 반면, 상기 NCO%가 상기 범위를 초과하는 경우 반도체 기판의 스크래치 및 채터마크 등의 표면 결함이 증가할 수 있다.In one embodiment, the isocyanate end group content (NCO%) of the urethane crab prepolymer may be about 8 wt% to about 10 wt%, for example, about 8 wt% to about 9.4 wt%. When the NCO% is less than the above range, the first surface zeta potential, the second surface zeta potential, and the third surface zeta potential as electrical properties based on a chemically cured structure in the polishing pad are determined in terms of polishing rate and flatness. It may be implemented so as not to realize the desired polishing performance in the present invention, and there may be a problem in that the life of the polishing pad is reduced due to an excessive increase in the cutting rate. On the other hand, when the NCO% exceeds the above range, surface defects such as scratches and chatter marks of the semiconductor substrate may increase.
상기 경화제는 상기 우레탄계 프리폴리머와 화학적으로 반응하여 상기 연마층 내의 최종 경화 구조를 형성하기 위한 화합물로서, 예를 들어, 아민 화합물 또는 알콜 화합물을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 경화제는 방향족 아민, 지방족 아민, 방향족 알콜, 지방족 알코올 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다. The curing agent is a compound for chemically reacting with the urethane-based prepolymer to form a final cured structure in the polishing layer, and may include, for example, an amine compound or an alcohol compound. Specifically, the curing agent may include one selected from the group consisting of aromatic amines, aliphatic amines, aromatic alcohols, aliphatic alcohols, and combinations thereof.
예를 들어, 상기 경화제는 4,4'-메틸렌비스(2-클로로아닐린)(4,4'-methylenebis(2-chloroaniline); MOCA), 디에틸톨루엔디아민(diethyltoluenediamine; DETDA), 디아미노디페닐메탄(diaminodiphenylmethane), 디메틸티오톨루엔디아민(dimethyl thio-toluene diamine; DMTDA), 프로판디올 비스 p-아미노벤조에이트(propanediol bis p-aminobenzoate), Methylene bis-methylanthranilate, 디아미노디페닐설폰(diaminodiphenylsulfone), m-자일릴렌디아민(m-xylylenediamine), 이소포론디아민(isophoronediamine), 에틸렌디아민(ethylenediamine), 디에틸렌트리아민(diethylenetriamine), 트리에틸렌테트라아민(triethylenetetramine), 폴리프로필렌디아민(polypropylenediamine), 폴리프로필렌트리아민(polypropylenetriamine), 비스(4-아미노-3-클로로페닐)메탄(bis(4-amino-3-chlorophenyl)methane) 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다.For example, the curing agent is 4,4'-methylenebis(2-chloroaniline) (4,4'-methylenebis(2-chloroaniline); MOCA), diethyltoluenediamine (DETDA), diaminodiphenyl Methane (diaminodiphenylmethane), dimethyl thio-toluene diamine (DMTDA), propanediol bis p-aminobenzoate (propanediol bis p-aminobenzoate), Methylene bis-methylanthranilate, diaminodiphenylsulfone (diaminodiphenylsulfone), m -xylylenediamine, isophoronediamine, ethylenediamine, diethylenetriamine, triethylenetetramine, polypropylenediamine, polypropylenetriamine (polypropylenetriamine), bis (4-amino-3-chlorophenyl) methane (bis (4-amino-3-chlorophenyl) methane), and may include one selected from the group consisting of combinations thereof.
상기 경화제는 상기 우레탄계 프리폴리머 100 중량부를 기준으로 약 18 중량부 내지 약 27 중량부, 예를 들어, 약 19 중량부 내지 약 26 중량부, 예를 들어, 약 20 중량부 내지 약 26 중량부일 수 있다. 상기 경화제의 함량이 상기 범위를 만족하는 경우, 목적하는 연마패드의 표면 제타 전위 비율을 구현하는 데에 더욱 유리할 수 있다.The curing agent may be in an amount of about 18 parts by weight to about 27 parts by weight, for example, about 19 parts by weight to about 26 parts by weight, for example, about 20 parts by weight to about 26 parts by weight based on 100 parts by weight of the urethane-based prepolymer. . When the content of the curing agent satisfies the above range, it may be more advantageous to realize a desired surface zeta potential ratio of the polishing pad.
일 구현예에서, 상기 경화제는 4,4'-메틸렌비스(2-클로로아닐린) 또는 디메틸티오톨루엔디아민을 포함할 수 있고, 상기 경화제를 상기 우레탄계 프리폴리머 100 중량부 대비 약 21 중량부 내지 약 26 중량부 포함할 수 있다. 이를 통해, 상기 연마층 중의 우레탄 경화 구조가 상기 우레탄계 프리폴리머와 상기 경화제의 반응에 따른 화학적 특징에 의거한 전기적 특성을 나타낼 수 있으며, 이러한 전기적 특성이 상기 연마패드를 통해 구현하고자 하는 연마 성능을 목적 범위로 구현하기에 유리할 수 있다.In one embodiment, the curing agent may include 4,4'-methylenebis(2-chloroaniline) or dimethylthiotoluenediamine, and the curing agent is used in an amount of about 21 parts by weight to about 26 parts by weight based on 100 parts by weight of the urethane-based prepolymer. may include parts. Through this, the urethane cured structure in the polishing layer can exhibit electrical characteristics based on chemical characteristics according to the reaction of the urethane-based prepolymer and the curing agent, and these electrical characteristics are the desired range of polishing performance to be realized through the polishing pad. It may be advantageous to implement as
상기 발포제는 상기 연마층 내의 기공 구조를 형성하기 위한 성분으로서 고상 발포제, 기상 발포제, 액상 발포제 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다. 일 구현예에서 상기 발포제는 고상 발포제, 기상 발포제 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. The foaming agent may include one selected from the group consisting of a solid foaming agent, a gaseous foaming agent, a liquid foaming agent, and a combination thereof as a component for forming a pore structure in the polishing layer. In one embodiment, the foaming agent may include a solid foaming agent, a gas phase foaming agent, or a combination thereof.
상기 고상 발포제의 평균 입경은 약 5㎛ 내지 약 200㎛, 예를 들어, 약 20㎛ 내지 약 50㎛, 예를 들어, 약 21㎛ 내지 약 50㎛, 예를 들어, 약 25㎛ 내지 약 45㎛일 수 있다. 상기 고상 발포제의 평균 입경은 상기 고상 발포제가 후술하는 바에 따른 열팽창된(expanded) 입자인 경우 열팽창된 입자 자체의 평균 입경을 의미하며, 상기 고상 발포제가 후술하는 바에 따른 미팽창된(unexpanded) 입자인 경우 열 또는 압력에 의해 팽창된 이후 입자의 평균 입경을 의미할 수 있다. The average particle diameter of the solid foaming agent is about 5 μm to about 200 μm, for example, about 20 μm to about 50 μm, for example, about 21 μm to about 50 μm, for example, about 25 μm to about 45 μm. can be The average particle diameter of the solid foaming agent means the average particle diameter of the thermally expanded particles themselves when the solid foaming agent is thermally expanded particles as described below, and the solid foaming agent is an unexpanded particle as described below. In this case, it may mean the average particle diameter of the particles after being expanded by heat or pressure.
상기 고상 발포제는 팽창성 입자를 포함할 수 있다. 상기 팽창성 입자는 열 또는 압력 등에 의하여 팽창이 가능한 특성을 갖는 입자로서, 상기 연마층을 제조하는 과정에서 가해지는 열 또는 압력 등에 의하여 최종 연마층 내에서의 크기가 결정될 수 있다. 상기 팽창성 입자는 열팽창된(expanded) 입자, 미팽창된(unexpanded) 입자 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 상기 열팽창된 입자는 열에 의해 사전 팽창된 입자로서, 상기 연마층의 제조 과정에서 가해지는 열 또는 압력에 의한 크기 변화가 작거나 거의 없는 입자를 의미한다. 상기 미팽창된 입자는 사전 팽창되지 않은 입자로서, 상기 연마층의 제조 과정에서 가해지는 열 또는 압력에 의하여 팽창되어 최종 크기가 결정되는 입자를 의미한다. The solid blowing agent may include expandable particles. The expandable particles are particles having a property of being expandable by heat or pressure, and the size in the final abrasive layer may be determined by heat or pressure applied during the manufacturing process of the abrasive layer. The expandable particles may include thermally expanded particles, unexpanded particles, or a combination thereof. The thermally expanded particles are particles pre-expanded by heat, and refer to particles having little or no size change due to heat or pressure applied during the manufacturing process of the abrasive layer. The unexpanded particles are non-expanded particles, and refer to particles whose final size is determined by being expanded by heat or pressure applied during the manufacturing process of the abrasive layer.
상기 팽창성 입자는 수지 재질의 외피; 및 상기 외피로 봉입된 내부에 존재하는 팽창 유발 성분을 포함할 수 있다. The expandable particles may include a resin material; And it may include an expansion-inducing component present in the interior enclosed by the shell.
예를 들어, 상기 외피는 열가소성 수지를 포함할 수 있고, 상기 열가소성 수지는 염화비닐리덴계 공중합체, 아크릴로니트릴계 공중합체, 메타크릴로니트릴계 공중합체 및 아크릴계 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다. For example, the outer shell may include a thermoplastic resin, and the thermoplastic resin is selected from the group consisting of a vinylidene chloride-based copolymer, an acrylonitrile-based copolymer, a methacrylonitrile-based copolymer, and an acrylic copolymer. may be more than one species.
상기 팽창 유발 성분은 탄화수소 화합물, 클로로플루오로 화합물, 테트라알킬실란 화합물 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다. The expansion-inducing component may include one selected from the group consisting of a hydrocarbon compound, a chlorofluoro compound, a tetraalkylsilane compound, and combinations thereof.
구체적으로, 상기 탄화수소 화합물은 에탄(ethane), 에틸렌(ethylene), 프로판(propane), 프로펜(propene), n-부탄(n-butane), 이소부탄(isobutene), n-부텐(butene), 이소부텐(isobutene), n-펜탄(n-pentane), 이소펜탄(isopentane), 네오펜탄(neopentane), n-헥산(n-hexane), 헵탄(heptane), 석유 에테르(petroleum ether) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다. Specifically, the hydrocarbon compound is ethane, ethylene, propane, propene, n-butane, isobutene, n-butene, isobutene, n-pentane, isopentane, neopentane, n-hexane, heptane, petroleum ether, and their It may include one selected from the group consisting of combinations.
상기 클로로플루오로 화합물은 트리클로로플루오로메탄(trichlorofluoromethane, CCl3F), 디클로로디플루오로메탄(dichlorodifluoromethane, CCl2F2), 클로로트리플루오로메탄(chlorotrifluoromethane, CClF3), 테트라플루오로에틸렌(tetrafluoroethylene, CClF2-CClF2) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다. The chlorofluoro compound is trichlorofluoromethane (trichlorofluoromethane, CCl 3 F), dichlorodifluoromethane (dichlorodifluoromethane, CCl 2 F 2 ), chlorotrifluoromethane (chlorotrifluoromethane, CClF 3 ), tetrafluoroethylene ( tetrafluoroethylene, CClF 2 -CClF 2 ) and a combination thereof may include one selected from the group consisting of.
상기 테트라알킬실란 화합물은 테트라메틸실란(tetramethylsilane), 트리메틸에틸실란(trimethylethylsilane), 트리메틸이소프로필실란(trimethylisopropylsilane), 트리메틸-n-프로필실란(trimethyl-n-propylsilane) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다.The tetraalkylsilane compound is selected from the group consisting of tetramethylsilane, trimethylethylsilane, trimethylisopropylsilane, trimethyl-n-propylsilane, and combinations thereof. may contain one.
상기 고상 발포제는 선택적으로 무기 성분 처리 입자를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 고상 발포제는 무기 성분 처리된 팽창성 입자를 포함할 수 있다. 일 구현예에서, 상기 고상 발포제는 실리카(SiO2) 입자 처리된 팽창성 입자를 포함할 수 있다. 상기 고상 발포제의 무기 성분 처리는 복수의 입자 간 응집을 방지할 수 있다. 상기 무기 성분 처리된 고상 발포제는 무기 성분 처리되지 않은 고상 발포제와 발포제 표면의 화학적, 전기적 및/또는 물리적 특성이 상이할 수 있다. The solid foaming agent may optionally include inorganic component-treated particles. For example, the solid blowing agent may include inorganic component-treated expandable particles. In one embodiment, the solid foaming agent may include silica (SiO 2 ) particle-treated expandable particles. The inorganic component treatment of the solid foaming agent can prevent aggregation between a plurality of particles. The inorganic component-treated solid foaming agent may have different chemical, electrical, and/or physical properties on the surface of the foaming agent surface than the inorganic component-treated solid foaming agent.
상기 고상 발포제의 함량은 상기 우레탄계 프리폴리머 100 중량부를 기준으로 약 0.5 중량부 내지 약 10 중량부, 예를 들어, 약 1 중량부 내지 약 3 중량부, 예를 들어, 약 1.3 중량부 내지 약 2.7 중량부, 예를 들어, 약 1.3 중량부 내지 약 2.6 중량부일 수 있다.The amount of the solid foaming agent is about 0.5 parts by weight to about 10 parts by weight, for example, about 1 part by weight to about 3 parts by weight, for example, about 1.3 parts by weight to about 2.7 parts by weight based on 100 parts by weight of the urethane-based prepolymer. parts, for example from about 1.3 parts by weight to about 2.6 parts by weight.
상기 연마층의 목적하는 기공 구조 및 물성에 따라 상기 고상 발포제의 종류 및 함량을 설계할 수 있다.The type and content of the solid foaming agent may be designed according to the desired pore structure and physical properties of the polishing layer.
상기 기상 발포제는 불활성 가스를 포함할 수 있다. 상기 기상 발포제는 상기 우레탄계 프리폴리머와 상기 경화제가 반응하는 과정에서 투입되어 기공 형성 요소로 사용될 수 있다.The gas-phase foaming agent may include an inert gas. The gas-phase foaming agent may be used as a pore-forming element by being added during a reaction between the urethane-based prepolymer and the curing agent.
상기 불활성 가스는 상기 우레탄계 프리폴리머와 상기 경화제 간의 반응에 참여하지 않는 가스라면 종류가 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 상기 불활성 가스는 질소 가스(N2), 아르곤 가스(Ar), 헬륨 가스(He) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 불활성 가스는 질소 가스(N2) 또는 아르곤 가스(Ar)를 포함할 수 있다.The type of the inert gas is not particularly limited as long as it does not participate in the reaction between the urethane-based prepolymer and the curing agent. For example, the inert gas may include one selected from the group consisting of nitrogen gas (N 2 ), argon gas (Ar), helium gas (He), and combinations thereof. Specifically, the inert gas may include nitrogen gas (N 2 ) or argon gas (Ar).
상기 연마층의 목적하는 기공 구조 및 물성에 따라 상기 기상 발포제의 종류 및 함량을 설계할 수 있다The type and content of the gas-phase foaming agent can be designed according to the desired pore structure and physical properties of the abrasive layer.
일 구현예에서, 상기 발포제는 고상 발포제를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 발포제는 고상 발포제만으로 이루어질 수 있다.In one embodiment, the foaming agent may include a solid foaming agent. For example, the foaming agent may be formed of only a solid foaming agent.
상기 고상 발포제는 팽창성 입자를 포함하고, 상기 팽창성 입자는 열팽창된 입자를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 고상 발포제는 열팽창된 입자로만 이루어질 수 있다. 상기 미팽창된 입자를 포함하지 않고 열팽창된 입자로만 이루어지는 경우, 기공 구조의 가변성은 저하되지만 사전 예측 가능성이 높아져 상기 연마층의 전 영역에 걸쳐 균질한 기공 특성을 구현하기에 유리할 수 있다. The solid foaming agent may include expandable particles, and the expandable particles may include thermally expanded particles. For example, the solid foaming agent may consist only of thermally expanded particles. In the case of not including the unexpanded particles but only the thermally expanded particles, the variability of the pore structure is reduced, but the predictability is increased, so it may be advantageous to implement homogeneous pore properties over the entire area of the abrasive layer.
일 구현예에서, 상기 열팽창된 입자는 약 5㎛ 내지 약 200㎛의 평균 입경을 갖는 입자일 수 있다. 상기 열팽창된 입자의 평균 입경은 약 5㎛ 내지 약 100㎛, 예를 들어, 약 10㎛ 내지 약 80㎛, 예를 들어, 약 20㎛ 내지 약 70㎛, 예를 들어, 약 20㎛ 내지 약 50㎛, 예를 들어, 약 30㎛ 내지 약 70㎛, 예를 들어, 약 25㎛ 내지 45㎛, 예를 들어, 약 40㎛ 내지 약 70㎛, 예를 들어, 약 40㎛ 내지 약 60㎛일 수 있다. 상기 평균 입경은 상기 열팽창된 입자의 D50으로 정의된다.In one embodiment, the thermally expanded particles may be particles having an average particle diameter of about 5 μm to about 200 μm. The average particle diameter of the thermally expanded particles is about 5 μm to about 100 μm, for example, about 10 μm to about 80 μm, for example, about 20 μm to about 70 μm, for example, about 20 μm to about 50 μm. μm, for example from about 30 μm to about 70 μm, such as from about 25 μm to 45 μm, such as from about 40 μm to about 70 μm, such as from about 40 μm to about 60 μm there is. The average particle diameter is defined as the D50 of the thermally expanded particles.
일 구현예에서, 상기 열팽창된 입자의 밀도는 약 30kg/㎥ 내지 약 80kg/㎥, 예를 들어, 약 35kg/㎥ 내지 약 80kg/㎥, 예를 들어, 약 35kg/㎥ 내지 약 75kg/㎥, 예를 들어, 약 38kg/㎥ 내지 약 72kg/㎥, 예를 들어, 약 40kg/㎥ 내지 약 75kg/㎥, 예를 들어, 약 40kg/㎥ 내지 약 72kg/㎥일 수 있다. In one embodiment, the density of the thermally expanded particles is from about 30 kg/m to about 80 kg/m, such as from about 35 kg/m to about 80 kg/m, such as from about 35 kg/m to about 75 kg/m, For example, it may be from about 38 kg/m to about 72 kg/m, such as from about 40 kg/m to about 75 kg/m, such as from about 40 kg/m to about 72 kg/m.
일 구현예에서, 상기 고상 발포제는 무기 성분 처리되지 않은 팽창성 입자를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 고상 발포제는 무기 성분 처리되지 않은 팽창성 입자로 이루어질 수 있다. 상기 고상 발포제로서 무기 성분 처리되지 않은 팽창성 입자를 사용함으로써 상기 고상 발포제 표면의 화학적, 전기적 특성이 목적하는 표면 제타 전위 특성을 구현하기에 유리할 수 있다. In one embodiment, the solid foaming agent may include expandable particles that are not treated with inorganic components. Specifically, the solid foaming agent may be formed of expandable particles that are not treated with inorganic components. By using expandable particles that are not treated with inorganic components as the solid foaming agent, chemical and electrical properties of the surface of the solid foaming agent may be advantageous in realizing a desired surface zeta potential characteristic.
일 구현예에서, 상기 발포제는 기상 발포제를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 발포제는 고상 발포제 및 기상 발포제를 포함할 수 있다. 상기 고상 발포제에 관한 사항은 전술한 바와 같다.In one embodiment, the foaming agent may include a gas phase foaming agent. For example, the foaming agent may include a solid foaming agent and a gas phase foaming agent. Matters regarding the solid foaming agent are the same as described above.
상기 기상 발포제는 질소 가스를 포함할 수 있다.The gas-phase foaming agent may include nitrogen gas.
상기 기상 발포제는 상기 우레탄계 프리폴리머, 상기 고상발포제 및 상기 경화제가 혼합되는 과정 중에 소정의 주입 라인을 통하여 주입될 수 있다. 상기 기상 발포제의 주입 속도는 약 0.8L/min 내지 약 2.0L/min, 예를 들어, 약 0.8L/min 내지 약 1.8L/min, 예를 들어, 약 0.8L/min 내지 약 1.7L/min, 예를 들어, 약 1.0L/min 내지 약 2.0L/min, 예를 들어, 약 1.0L/min 내지 약 1.8L/min, 예를 들어, 약 1.0L/min 내지 약 1.7L/min일 수 있다.The vapor-phase foaming agent may be injected through a predetermined injection line while the urethane-based prepolymer, the solid-state foaming agent, and the curing agent are mixed. The injection rate of the gas phase blowing agent is from about 0.8 L/min to about 2.0 L/min, such as from about 0.8 L/min to about 1.8 L/min, such as from about 0.8 L/min to about 1.7 L/min. , for example, from about 1.0 L/min to about 2.0 L/min, such as from about 1.0 L/min to about 1.8 L/min, such as from about 1.0 L/min to about 1.7 L/min there is.
상기 연마층을 제조하기 위한 조성물은 계면활성제, 반응속도조절제 등의 기타 첨가제를 더 포함할 수 있다. 상기 '계면활성제', '반응속도조절제' 등의 명칭은 해당 물질의 주된 역할을 기준으로 임의 지칭하는 명칭이며, 각각의 해당 물질이 반드시 해당 명칭으로 역할에 국한된 기능만을 수행하는 것은 아니다. The composition for preparing the polishing layer may further include other additives such as a surfactant and a reaction rate controlling agent. The names such as 'surfactant' and 'reaction rate regulator' are arbitrary names based on the main role of the corresponding substance, and each corresponding substance does not necessarily perform only a function limited to the role by the corresponding name.
상기 계면활성제는 기공들의 응집 또는 중첩 등의 현상을 방지하는 역할을 하는 물질이면 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 상기 계면활성제는 실리콘계 계면활성제를 포함할 수 있다. The surfactant is not particularly limited as long as it is a material that serves to prevent aggregation or overlapping of pores. For example, the surfactant may include a silicone-based surfactant.
상기 계면활성제는 상기 우레탄계 프리폴리머 100 중량부를 기준으로 약 0.2 중량부 내지 약 2 중량부의 함량으로 사용될 수 있다. 구체적으로, 상기 계면활성제는 상기 우레탄계 프리폴리머 100 중량부를 기준으로 약 0.2 중량부 내지 약 1.9 중량부, 예를 들어, 약 0.2 중량부 내지 약 1.8 중량부, 예를 들어, 약 0.2 중량부 내지 약 1.7 중량부, 예를 들어, 약 0.2 중량부 내지 약 1.6 중량부, 예를 들어, 약 0.2 중량부 내지 약 1.5 중량부, 예를 들어, 약 0.5 중량부 내지 1.5 중량부의 함량으로 포함될 수 있다. 상기 범위 내의 함량으로 계면활성제를 포함할 경우, 기상 발포제 유래 기공이 몰드 내에서 안정하게 형성 및 유지될 수 있다.The surfactant may be used in an amount of about 0.2 parts by weight to about 2 parts by weight based on 100 parts by weight of the urethane-based prepolymer. Specifically, the surfactant is about 0.2 parts by weight to about 1.9 parts by weight, for example, about 0.2 parts by weight to about 1.8 parts by weight, for example, about 0.2 parts by weight to about 1.7 parts by weight based on 100 parts by weight of the urethane-based prepolymer. It may be included in an amount of, for example, about 0.2 parts by weight to about 1.6 parts by weight, for example, about 0.2 parts by weight to about 1.5 parts by weight, for example, about 0.5 parts by weight to 1.5 parts by weight. When the surfactant is included in an amount within the above range, pores derived from the gas-phase foaming agent may be stably formed and maintained in the mold.
상기 반응속도조절제는 반응 촉진 또는 반응 지연의 역할을 하는 것으로서 목적에 따라 반응촉진제, 반응지연제 또는 이들 모두를 사용할 수 있다. 상기 반응속도조절제는 반응촉진제를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 반응촉진제는 3차 아민계 화합물 및 유기금속계 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 반응 촉진제일 수 있다. The reaction rate controlling agent serves to promote or delay the reaction, and depending on the purpose, a reaction accelerator, a reaction retarder, or both may be used. The reaction rate controlling agent may include a reaction accelerator. For example, the reaction accelerator may be one or more reaction accelerators selected from the group consisting of a tertiary amine-based compound and an organometallic compound.
구체적으로, 상기 반응속도조절제는 트리에틸렌디아민, 디메틸에탄올아민, 테트라메틸부탄디아민, 2-메틸-트리에틸렌디아민, 디메틸사이클로헥실아민, 트리에틸아민, 트리이소프로판올아민, 1,4-디아자바이사이클로(2,2,2)옥탄, 비스(2-메틸아미노에틸) 에테르, 트리메틸아미노에틸에탄올아민, N,N,N,N,N''-펜타메틸디에틸렌트리아민, 디메틸아미노에틸아민, 디메틸아미노프로필아민, 벤질디메틸아민, N-에틸모르폴린, N,N-디메틸아미노에틸모르폴린, N,N-디메틸사이클로헥실아민, 2-메틸-2-아자노보네인, 디부틸틴 디라우레이트, 스태너스 옥토에이트, 디부틸틴 디아세테이트, 디옥틸틴 디아세테이트, 디부틸틴 말리에이트, 디부틸틴 디-2-에틸헥사노에이트 및 디부틸틴 디머캅타이드로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 반응속도 조절제는 벤질디메틸아민, N,N-디메틸사이클로헥실아민 및 트리에틸아민으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.Specifically, the reaction rate controlling agent is triethylenediamine, dimethylethanolamine, tetramethylbutanediamine, 2-methyl-triethylenediamine, dimethylcyclohexylamine, triethylamine, triisopropanolamine, 1,4-diazabicyclo( 2,2,2)octane, bis(2-methylaminoethyl)ether, trimethylaminoethylethanolamine, N,N,N,N,N''-pentamethyldiethylenetriamine, dimethylaminoethylamine, dimethylamino Propylamine, benzyldimethylamine, N-ethylmorpholine, N,N-dimethylaminoethylmorpholine, N,N-dimethylcyclohexylamine, 2-methyl-2-azanovonein, dibutyltin dilaurate, Contains at least one selected from the group consisting of stannous octoate, dibutyltin diacetate, dioctyltin diacetate, dibutyltin maleate, dibutyltin di-2-ethylhexanoate and dibutyltin dimercaptide can do. Specifically, the reaction rate controlling agent may include at least one selected from the group consisting of benzyldimethylamine, N,N-dimethylcyclohexylamine and triethylamine.
상기 반응속도조절제는 상기 우레탄계 프리폴리머 100 중량부를 기준으로 약 0.05 중량부 내지 약 2 중량부의 양으로 사용될 수 있다. 구체적으로, 상기 반응속도조절제는 상기 우레탄계 프리폴리머 100 중량부를 기준으로 약 0.05 중량부 내지 약 1.8 중량부, 예를 들어, 약 0.05 중량부 내지 약 1.7 중량부, 예를 들어, 약 0.05 중량부 내지 약 1.6 중량부, 예를 들어, 약 0.1 중량부 내지 약 1.5 중량부, 예를 들어, 약 0.1 중량부 내지 약 0.3 중량부, 예를 들어, 약 0.2 중량부 내지 약 1.8 중량부, 예를 들어, 약 0.2 중량부 내지 약 1.7 중량부, 예를 들어, 약 0.2 중량부 내지 약 1.6 중량부, 예를 들어, 약 0.2 중량부 내지 약 1.5 중량부, 예를 들어, 약 0.5 중량부 내지 약 1 중량부의 양으로 사용될 수 있다. 상기 반응속도조절제가 전술한 함량 범위로 사용될 경우, 프리폴리머 조성물의 경화 반응속도를 적절하게 조절하여 원하는 크기의 기공 및 경도를 갖는 연마층을 형성할 수 있다.The reaction rate controlling agent may be used in an amount of about 0.05 parts by weight to about 2 parts by weight based on 100 parts by weight of the urethane-based prepolymer. Specifically, the reaction rate controlling agent is about 0.05 parts by weight to about 1.8 parts by weight, for example, about 0.05 parts by weight to about 1.7 parts by weight, for example, about 0.05 parts by weight to about 100 parts by weight of the urethane-based prepolymer. 1.6 parts by weight, such as about 0.1 parts by weight to about 1.5 parts by weight, such as about 0.1 parts by weight to about 0.3 parts by weight, such as about 0.2 parts by weight to about 1.8 parts by weight, for example, about 0.2 parts by weight to about 1.7 parts by weight, such as about 0.2 parts by weight to about 1.6 parts by weight, such as about 0.2 parts by weight to about 1.5 parts by weight, such as about 0.5 parts by weight to about 1 parts by weight. It can be used in negative amounts. When the reaction rate controlling agent is used in the above-described content range, the curing reaction rate of the prepolymer composition may be appropriately adjusted to form an abrasive layer having pores of a desired size and hardness.
일 구현예에서, 상기 연마층 내 무기물의 함량이 약 5ppm 내지 약 500ppm일 수 있다. In one embodiment, the content of the inorganic material in the polishing layer may be about 5 ppm to about 500 ppm.
상기 무기물은 예를 들어 규소(Si) 원소, 인(P) 원소, 및 칼슘(Ca) 원소로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 원소를 포함할 수 있다. The inorganic material may include, for example, at least one element selected from the group consisting of a silicon (Si) element, a phosphorus (P) element, and a calcium (Ca) element.
상기 무기물은 다양한 소스(source)에 의해 유래될 수 있다. 예를 들어, 상기 무기물은 발포제 등의 상기 연마층의 제조 과정에서 사용되는 각종 첨가제로부터 유래된 것일 수 있다. 이때 상기 무기물의 소스(source)가 되는 첨가제는 예를 들어, 발포제, 계면활성제, 반응속도조절제 및 이들의 조합으로 일루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다. The inorganic material may be derived from various sources. For example, the inorganic material may be derived from various additives used in the manufacturing process of the polishing layer, such as a foaming agent. In this case, the additive serving as the source of the inorganic material may include, for example, one selected from the group consisting of a foaming agent, a surfactant, a reaction rate regulator, and a combination thereof.
상기 연마층 내의 무기물의 함량은 발포제 또는 이외 첨가제 중 어느 하나만을 단독으로 사용하고 그 종류 및 함량을 조절함으로써 적절한 범위로 설계될 수도 있고, 발포제 및 기타 첨가제를 동시에 사용하고 그 종류 및 함량을 조절함으로써 적절한 범위로 설계될 수도 있다.The content of inorganic substances in the abrasive layer may be designed in an appropriate range by using only one of the foaming agent or other additives and controlling the type and content, or by using the foaming agent and other additives simultaneously and controlling the type and content. It may be designed in an appropriate range.
상기 연마층 내 무기물의 함량은 약 5ppm 내지 약 500ppm, 예를 들어, 약 5ppm 내지 약 400ppm, 예를 들어, 약 8ppm 내지 약 300ppm, 예를 들어, 약 220ppm 내지 약 400ppm, 예를 들어, 약 5ppm 내지 약 180ppm일 수 있다. 이때 상기 연마층 내 무기물의 함량은 유도결합 플라즈마(ICP: Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectrometer) 분석에 의해 측정된 것일 수 있다.The content of the inorganic material in the polishing layer is about 5 ppm to about 500 ppm, for example, about 5 ppm to about 400 ppm, for example, about 8 ppm to about 300 ppm, for example, about 220 ppm to about 400 ppm, for example, about 5 ppm to about 180 ppm. At this time, the content of the inorganic material in the polishing layer may be measured by inductively coupled plasma (ICP: Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectrometer) analysis.
상기 연마층 내 무기물의 함량은 상기 연마패드의 표면 제타 전위에 중요한 영향을 줄 수 있으며, 상기 무기물의 함량이 상기 범위를 만족하는 경우, 목적하는 연마패드의 표면 제타 전위, 구체적으로 연마 슬러리 종류에 따른 연마패드의 표면 제타 전위 비율을 소정의 범위로 구현할 수 있다. 만일, 상기 무기물의 함량이 연마층 내에 약 500ppm을 초과할 경우, 연마층의 조성이 달라져 연마패드의 표면 제타 전위가 달라질 수 있으며, 이 경우 반도체 소자의 제조 과정에서 상기 연마층과 연마 슬러리 사이의 전기적 상관성이 반도체 기판의 스크래치 및 채터마크 등의 표면 결함을 현저히 증가시키는 방향으로 변형될 수 있다.The content of the inorganic material in the polishing layer may have a significant effect on the surface zeta potential of the polishing pad. Accordingly, the surface zeta potential ratio of the polishing pad may be implemented within a predetermined range. If the content of the inorganic material exceeds about 500 ppm in the polishing layer, the composition of the polishing layer may be changed, so that the surface zeta potential of the polishing pad may vary. Electrical correlation may be modified in a direction to significantly increase surface defects such as scratches and chatter marks of the semiconductor substrate.
이하, 상기 연마패드를 제조하는 방법을 자세히 설명하기로 한다. Hereinafter, a method of manufacturing the polishing pad will be described in detail.
본 발명에 따른 다른 구현예에서, 프리폴리머 조성물을 제조하는 단계; 상기 프리폴리머 조성물, 발포제 및 경화제를 포함하는 연마층 제조용 조성물을 제조하는 단계; 및 상기 연마층 제조용 조성물을 경화하여 연마층을 제조하는 공정을 포함하는 연마패드의 제조방법을 제공할 수 있다. In another embodiment according to the present invention, the method comprising the steps of preparing a prepolymer composition; preparing a composition for preparing an abrasive layer comprising the prepolymer composition, a foaming agent and a curing agent; and curing the composition for preparing the polishing layer to prepare a polishing layer.
상기 프리폴리머 조성물을 제조하는 단계는 디이소시아네이트 화합물 및 폴리올 화합물을 반응시켜 우레탄계 프리폴리머를 제조하는 공정일 수 있다. 상기 디이소시아네이트 화합물 및 상기 폴리올 화합물에 관한 사항은 상기 연마패드에 관하여 전술한 바와 같다. The preparing of the prepolymer composition may be a process of preparing a urethane-based prepolymer by reacting a diisocyanate compound and a polyol compound. The diisocyanate compound and the polyol compound are the same as those described above with respect to the polishing pad.
상기 프리폴리머 조성물의 이소시아네이트기(NCO기) 함량은 약 5중량% 내지 약 15중량%, 예를 들어, 약 5중량% 내지 약 8중량%, 예를 들어, 약 5중량% 내지 약 7중량%, 예를 들어, 약 8중량% 내지 약 15중량%, 예를 들어, 약 8중량% 내지 약 14중량%, 예를 들어, 약 8중량% 내지 약 12중량%, 예를 들어, 8중량% 내지 약 10중량%일 수 있다.The isocyanate group (NCO group) content of the prepolymer composition is from about 5% to about 15% by weight, for example, from about 5% to about 8% by weight, for example, from about 5% to about 7% by weight, For example, from about 8% to about 15% by weight, such as from about 8% to about 14% by weight, such as from about 8% to about 12% by weight, such as from 8% to about 12% by weight It may be about 10% by weight.
상기 프리폴리머 조성물의 이소시아네이트기 함량은 상기 우레탄계 프리폴리머의 말단 이소시아네이트기, 상기 디이소시아네이트 화합물 중 반응하지 않은 미반응 이소시아네이트기 등으로부터 유래될 수 있다. The isocyanate group content of the prepolymer composition may be derived from terminal isocyanate groups of the urethane-based prepolymer, unreacted unreacted isocyanate groups in the diisocyanate compound, and the like.
상기 프리폴리머 조성물의 점도는 약 80℃에서 약 100cps 내지 약 1,000cps일 수 있고, 예를 들어, 약 200cps 내지 약 800cps일 수 있고, 예를 들어, 약 200cps 내지 약 600cps일 수 있고, 예를 들어, 약 200cps 내지 약 550cps일 수 있고, 예를 들어, 약 300cps 내지 약 500cps일 수 있다. The viscosity of the prepolymer composition may be from about 100 cps to about 1,000 cps at about 80° C., for example, from about 200 cps to about 800 cps, for example, from about 200 cps to about 600 cps, for example, It may be from about 200 cps to about 550 cps, for example, from about 300 cps to about 500 cps.
상기 발포제가 고상 발포제 또는 기상 발포제를 포함할 수 있다. The foaming agent may include a solid foaming agent or a gas phase foaming agent.
상기 발포제가 고상 발포제를 포함하는 경우, 상기 연마층 제조용 조성물을 제조하는 단계는 상기 프리폴리머 조성물 및 상기 고상 발포제를 혼합하여 제1 예비 조성물을 제조하는 단계; 및 상기 제1 예비 조성물과 경화제를 혼합하여 제2 예비 조성물을 제조하는 단계를 포함할 수 있다. When the foaming agent includes a solid foaming agent, preparing the composition for preparing an abrasive layer may include preparing a first preliminary composition by mixing the prepolymer composition and the solid foaming agent; and mixing the first preliminary composition and a curing agent to prepare a second preliminary composition.
상기 제1 예비 조성물의 점도는 약 80℃에서 약 1,000cps 내지 약 2,000cps일 수 있고, 예를 들어, 약 1,000cps 내지 약 1,800cps일 수 있고, 예를 들어, 약 1,000cps 내지 약 1,600cps일 수 있고, 예를 들어, 약 1,000cps 내지 약 1,500cps일 수 있다.The viscosity of the first preliminary composition may be from about 1,000 cps to about 2,000 cps at about 80° C., for example, from about 1,000 cps to about 1,800 cps, for example, from about 1,000 cps to about 1,600 cps. may be, for example, about 1,000 cps to about 1,500 cps.
상기 발포제가 기상 발포제를 포함하는 경우, 상기 연마층 제조용 조성물을 제조하는 단계는 상기 프리폴리머 조성물 및 상기 경화제를 포함하는 제3 예비 조성물을 제조하는 단계; 및 상기 제3 예비 조성물에 상기 기상 발포제를 주입하여 제4 예비 조성물을 제조하는 단계를 포함할 수 있다. When the foaming agent includes a gaseous foaming agent, the preparing of the composition for preparing an abrasive layer may include preparing a third preliminary composition including the prepolymer composition and the curing agent; and injecting the gas-phase foaming agent into the third preliminary composition to prepare a fourth preliminary composition.
일 구현예에서, 상기 제3 예비 조성물은 고상 발포제를 더 포함할 수 있다. In one embodiment, the third preliminary composition may further include a solid foaming agent.
일 구현예에서, 상기 연마층을 제조하는 공정은 제1 온도로 예열된 몰드를 준비하는 단계; 및 상기 예열된 몰드에 상기 연마층 제조용 조성물을 주입하여 경화시키는 단계; 및 경화된 상기 연마층 제조용 조성물을 상기 예열 온도보다 높은 제2 온도 조건 하에서 후경화하는 단계를 포함할 수 있다. In one embodiment, the process of manufacturing the polishing layer comprises: preparing a mold preheated to a first temperature; and injecting and curing the composition for preparing the polishing layer into the preheated mold; and post-curing the cured composition for preparing the polishing layer under a second temperature condition higher than the preheating temperature.
일 구현예에서, 상기 제1 온도와 상기 제2 온도의 온도차는 약 10℃ 내지 약 40℃일 수 있고, 예를 들어, 약 10℃ 내지 약 35℃일 수 있고, 예를 들어, 약 15℃ 내지 약 35℃일 수 있다. In one embodiment, the temperature difference between the first temperature and the second temperature may be about 10 °C to about 40 °C, for example, about 10 °C to about 35 °C, for example, about 15 °C to about 35°C.
일 구현예에서, 상기 제1 온도는 약 60℃ 내지 약 100℃, 예를 들어, 약 65℃ 내지 약 95℃, 예를 들어, 약 70℃ 내지 약 90℃일 수 있다. In one embodiment, the first temperature may be about 60 °C to about 100 °C, for example, about 65 °C to about 95 °C, for example, about 70 °C to about 90 °C.
일 구현예에서, 상기 제2 온도는 약 100℃ 내지 약 130℃일 수 있고, 예를 들어, 약 100℃ 내지 125℃일 수 있고, 예를 들어, 약 100℃ 내지 약 120℃일 수 있다. In one embodiment, the second temperature may be from about 100°C to about 130°C, for example, from about 100°C to 125°C, for example, from about 100°C to about 120°C.
상기 연마층 제조용 조성물을 상기 제1 온도 하에서 경화시키는 단계는 약 5분 내지 약 60분, 예를 들어, 약 5분 내지 약 40분, 예를 들어, 약 5분 내지 약 30분, 예를 들어, 약 5분 내지 약 25분동안 수행될 수 있다. The step of curing the composition for preparing an abrasive layer under the first temperature is about 5 minutes to about 60 minutes, for example, about 5 minutes to about 40 minutes, for example, about 5 minutes to about 30 minutes, for example , from about 5 minutes to about 25 minutes.
상기 제1 온도 하에서 경화된 연마층 제조용 조성물을 상기 제2 온도 하에서 후경화하는 단계는 약 5시간 내지 약 30시간, 예를 들어, 약 5시간 내지 약 25시간, 예를 들어, 약 10시간 내지 약 30시간, 예를 들어, 약 10시간 내지 약 25시간, 예를 들어, 약 12시간 내지 약 24시간, 예를 들어, 약 15시간 내지 약 24시간동안 수행될 수 있다.The step of post-curing the composition for preparing an abrasive layer cured under the first temperature under the second temperature is about 5 hours to about 30 hours, for example, about 5 hours to about 25 hours, for example, about 10 hours to about 10 hours. about 30 hours, such as about 10 hours to about 25 hours, such as about 12 hours to about 24 hours, such as about 15 hours to about 24 hours.
상기 연마패드의 제조방법은 상기 연마층의 적어도 일면을 가공하는 단계를 포함할 수 있다. The method of manufacturing the polishing pad may include processing at least one surface of the polishing layer.
상기 연마층의 적어도 일면을 가공하는 단계는 상기 연마층의 적어도 일면 상에 그루브(groove)를 형성하는 단계 (1); 상기 연마층의 적어도 일면을 선삭(line turning)하는 단계(2); 및 상기 연마층의 적어도 일면을 조면화하는 단계 (3) 중 적어도 하나의 단계를 포함할 수 있다. The step of machining at least one surface of the abrasive layer may include the steps of (1) forming a groove on at least one surface of the abrasive layer; line turning (2) at least one surface of the abrasive layer; and roughening at least one surface of the polishing layer (3).
상기 단계 (1)에서, 상기 그루브(groove)는 상기 연마층의 중심으로부터 소정의 간격으로 이격형성되는 동심원형 그루브; 및 상기 연마층의 중심으로부터 상기 연마층의 엣지(edge)까지 연속 연결되는 방사형 그루브 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. In the step (1), the groove (groove) is a concentric circular groove formed spaced apart from the center of the polishing layer at a predetermined interval; and at least one of a radial groove continuously connected from the center of the polishing layer to an edge of the polishing layer.
상기 단계 (2)에서, 상기 선삭(line turning)은 절삭 공구를 이용하여 상기 연마층을 소정의 두께만큼 깎아내는 방법으로 수행될 수 있다. In the step (2), the line turning may be performed by using a cutting tool to cut the abrasive layer by a predetermined thickness.
상기 단계 (3)에서 상기 조면화는 상기 연마층의 표면을 샌딩 롤러(Sanding roller)로 가공하는 방법으로 수행될 수 있다. In step (3), the roughening may be performed by processing the surface of the abrasive layer with a sanding roller.
상기 연마패드의 제조방법은 상기 연마층의 연마면의 이면 상에 쿠션층을 적층하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method of manufacturing the polishing pad may further include laminating a cushion layer on the back surface of the polishing surface of the polishing layer.
상기 연마층과 상기 쿠션층은 열융착 접착제를 매개로 적층될 수 있다. The abrasive layer and the cushion layer may be laminated using a heat-sealing adhesive.
상기 연마층의 연마면의 이면 상에 상기 열융착 접착제를 도포하고, 상기 쿠션층의 상기 연마층과 맞닿을 표면 상에 상기 열융착 접착제를 도포하며, 각각의 열융착 접착제가 도포된 면이 맞닿도록 상기 연마층과 상기 쿠션층을 적층한 후, 가압 롤러를 이용하여 두 층을 융착시킬 수 있다.The heat sealing adhesive is applied on the back surface of the polishing surface of the polishing layer, the heat sealing adhesive is applied on the surface to be in contact with the polishing layer of the cushion layer, and the surfaces to which the respective heat sealing adhesives are applied are in contact After laminating the abrasive layer and the cushion layer to the surface, the two layers may be fusion-bonded using a pressure roller.
상기 쿠션층은 상기 연마층을 지지하면서 상기 연마층에 가해지는 외부 충격을 흡수하고 분산시키는 역할을 함으로써 상기 연마패드를 적용한 연마 공정 중의 연마 대상에 대한 손상 및 결함의 발생을 최소화시킬 수 있다.The cushion layer serves to absorb and disperse an external shock applied to the polishing layer while supporting the polishing layer, thereby minimizing damage and defects to the polishing object during the polishing process to which the polishing pad is applied.
상기 쿠션층은 부직포 또는 스웨이드를 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. The cushion layer may include a nonwoven fabric or suede, but is not limited thereto.
일 구현예에서, 상기 쿠션층은 수지 함침 부직포일 수 있다. 상기 부직포는 폴리에스테르 섬유, 폴리아미드 섬유, 폴리프로필렌 섬유, 폴리에틸렌 섬유 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함하는 섬유 부직포일 수 있다. In one embodiment, the cushion layer may be a resin-impregnated nonwoven fabric. The nonwoven fabric may be a fiber nonwoven fabric including one selected from the group consisting of polyester fibers, polyamide fibers, polypropylene fibers, polyethylene fibers, and combinations thereof.
상기 부직포에 함침된 수지는 폴리우레탄 수지, 폴리부타디엔 수지, 스티렌-부타디엔 공중합 수지, 스티렌-부타디엔-스티렌 공중합 수지, 아크릴로니트릴-부타디엔 공중합 수지, 스티렌-에틸렌-부타디엔-스티렌 공중합 수지, 실리콘 고무 수지, 폴리에스테르계 엘라스토머 수지, 폴리아미드계 엘라스토머 수지 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다.The resin impregnated into the nonwoven fabric is a polyurethane resin, polybutadiene resin, styrene-butadiene copolymer resin, styrene-butadiene-styrene copolymer resin, acrylonitrile-butadiene copolymer resin, styrene-ethylene-butadiene-styrene copolymer resin, silicone rubber resin , it may include one selected from the group consisting of a polyester-based elastomer resin, a polyamide-based elastomer resin, and combinations thereof.
본 발명에 따른 또 다른 구현예에서, 연마층을 포함하는 연마패드를 제공하는 단계; 및 상기 연마층의 연마면에 연마 대상의 피연마면이 맞닿도록 상대 회전시키면서 상기 연마 대상을 연마시키는 단계;를 포함하고, 상기 연마 대상은 옥사이드 막, 텅스텐 막, 또는 이들의 복합막을 포함하고, 상기 연마층의 연마면은 조성물의 수소이온농도(pH)가 9.5 초과, 12 이하인 제1 조성물에 대하여 하기 식 1에 의하여 도출된 표면 제타 전위 값인 제1 표면 제타 전위(PZ1)를 갖고, 상기 연마층의 연마면은 조성물의 수소이온농도(pH)가 2 이상, 6 이하인 제2 조성물에 대하여 하기 식 1에 의하여 도출된 표면 제타 전위 값인 제2 표면 제타 전위(PZ2)를 가지며, 상기 연마층의 연마면은 조성물의 수소이온농도(pH)가 7.5 이상, 9.5 이하인 제3 조성물에 대하여 하기 식 1에 의하여 도출된 표면 제타 전위 값인 제3 표면 제타 전위(PZ3)를 갖고, 상기 제1 표면 제타 전위(PZ1) 중 적어도 하나, 상기 제2 표면 제타 전위(PZ2) 중 적어도 하나 및 상기 제3 표면 제타 전위(PZ3) 중 적어도 하나가 하기 식 2를 만족하는, 반도체 소자의 제조방법을 제공한다. In another embodiment according to the present invention, providing a polishing pad comprising a polishing layer; and polishing the polishing object while relatively rotating so that the polishing surface of the polishing object is in contact with the polishing surface of the polishing layer, wherein the polishing object includes an oxide film, a tungsten film, or a composite film thereof, The polishing surface of the polishing layer has a first surface zeta potential (PZ1), which is a surface zeta potential value derived by the following Equation 1 with respect to a first composition having a hydrogen ion concentration (pH) of more than 9.5 and 12 or less, and the polishing The polishing surface of the layer has a second surface zeta potential (PZ2), which is a surface zeta potential value derived by the following Equation 1 for a second composition having a hydrogen ion concentration (pH) of 2 or more and 6 or less, The polished surface has a third surface zeta potential (PZ3), which is a surface zeta potential value derived by the following Equation 1 for a third composition having a hydrogen ion concentration (pH) of 7.5 or more and 9.5 or less, and the first surface zeta potential At least one of (PZ1), at least one of the second surface zeta potential (PZ2), and at least one of the third surface zeta potential (PZ3) satisfy Equation 2 below.
[식 1][Equation 1]
표면 제타 전위 = (-) 고정층의 제타 전위 + 조성물의 제타 전위Surface zeta potential = (-) zeta potential of the fixed layer + zeta potential of the composition
[식 2][Equation 2]
1 ≤ ≤ 51 ≤ ≤ 5
도 4는 일 구현예에 따른 반도체 소자 제조 공정의 개략적인 공정도를 도시한 것이다. 도 4를 참조할 때, 상기 일 구현예에 따른 연마패드(410)를 정반(420) 상에 장착한 후, 연마 대상인 반도체 기판(430)을 상기 연마패드(410) 상에 배치한다. 이때, 상기 반도체 기판(430)의 피연마면은 상기 연마패드(410)의 연마면에 직접 접촉된다. 연마를 위해 상기 연마패드 상에 노즐(440)을 통하여 연마 슬러리(450)가 분사될 수 있다. 상기 노즐(440)을 통하여 공급되는 연마 슬러리(450)의 유량은 약 10 ㎤/분 내지 약 1,000 ㎤/분 범위 내에서 목적에 따라 선택될 수 있으며, 예를 들어, 약 50 ㎤/분 내지 약 500 ㎤/분일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.4 is a schematic flowchart of a semiconductor device manufacturing process according to an exemplary embodiment. Referring to FIG. 4 , after the
이후, 상기 반도체 기판(430)과 상기 연마패드(410)는 서로 상대 회전하여, 상기 반도체 기판(430)의 표면이 연마될 수 있다. 이때, 상기 반도체 기판(430)의 회전 방향 및 상기 연마패드(410)의 회전 방향은 동일한 방향일 수도 있고, 반대 방향일 수도 있다. 상기 반도체 기판(430)과 상기 연마패드(410)의 회전 속도는 각각 약 10 rpm 내지 약 500 rpm 범위에서 목적에 따라 선택될 수 있으며, 예를 들어, 약 30 rpm 내지 약 200 rpm 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.Thereafter, the
상기 반도체 기판(430)은 연마헤드(460)에 장착된 상태로 상기 연마패드(410)의 연마면에 소정의 하중으로 가압되어 맞닿게 한 뒤 그 표면이 연마될 수 있다. 상기 연마헤드(460)에 의하여 상기 반도체 기판(430)의 표면에 상기 연마패드(410)의 연마면에 가해지는 하중은 약 1 gf/㎠ 내지 약 1,000 gf/㎠ 범위에서 목적에 따라 선택될 수 있으며, 예를 들어, 약 10 gf/㎠ 내지 약 800 gf/㎠일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. The
일 구현예에서, 연마 대상인 상기 반도체 기판(430)은 옥사이드 막, 텅스텐 막, 또는 이들의 복합막을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 반도체 기판(430)은 옥사이드 막을 포함하거나, 텅스텐 막을 포함하거나, 옥사이드 막 및 텅스텐 막의 복합막을 포함할 수 있다. 상기 옥사이드 막 및 텅스텐 막의 복합막은 상기 옥사이드 막의 일면 상에 상기 텅스텐 막이 적층된 다층막일 수도 있고, 한 층 내에 옥사이드 영역 및 텅스텐 영역이 혼합된 단층막일 수도 있다. 상기 연마 대상이 이러한 막질 특성을 가지면서, 동시에 상기 연마패드가 상기 식 2에 의한 소정의 전기적 특성을 가짐으로써 상기 반도체 소자의 제조방법에 따라 제조된 반도체 소자는 우수한 평탄성 및 회로 특성을 가질 수 있다.In an embodiment, the
일 구현예에서, 상기 반도체 소자의 제조방법은 상기 연마 대상을 연마시키는 단계에서, 상기 옥사이드 막 연마용 슬러리 및 상기 텅스텐 막 연마용 슬러리 중 어느 하나를 공급하는 단계; 또는 상기 옥사이드 막 연마용 슬러리 및 상기 텅스텐 막 연마용 슬러리를 순차적으로 연마면에 공급하는 단계를 더 포함할 수 있다. In one embodiment, the method of manufacturing the semiconductor device comprises: supplying any one of the oxide film polishing slurry and the tungsten film polishing slurry in the polishing of the polishing object; Alternatively, the method may further include sequentially supplying the oxide film polishing slurry and the tungsten film polishing slurry to the polishing surface.
예를 들어, 상기 연마 대상인 반도체 기판이 옥사이드 막을 포함하는 경우, 상기 반도체 소자의 제조방법은 상기 옥사이드 막 연마용 슬러리를 공급하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 반도체 기판이 텅스텐 막을 포함하는 경우, 상기 반도체 소자의 제조방법은 상기 텅스텐 막 연마용 슬러리를 공급하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 반도체 기판이 옥사이드 막 및 텅스텐 막의 복합막을 포함하는 경우, 상기 반도체 소자의 제조방법은 상기 옥사이드 막 연마용 슬러리 및 상기 텅스텐 막 연마용 슬러리를 순차적으로 연마면에 공급하는 단계를 포함할 수 있다. 이때, 공정에 따라 상기 옥사이드 막 연마용 슬러리를 먼저 공급한 후 상기 텅스텐 막 연마용 슬러리를 나중에 공급할 수도 있고, 상기 텅스텐 막 연마용 슬러리를 먼저 공급한 후 상기 옥사이드 막 연마용 슬러리를 나중에 공급할 수도 있다. For example, when the semiconductor substrate to be polished includes an oxide layer, the method of manufacturing the semiconductor device may include supplying a slurry for polishing the oxide layer. When the semiconductor substrate includes a tungsten film, the method of manufacturing the semiconductor device may include supplying a slurry for polishing the tungsten film. When the semiconductor substrate includes a composite film of an oxide film and a tungsten film, the method of manufacturing the semiconductor device may include sequentially supplying the oxide film polishing slurry and the tungsten film polishing slurry to a polishing surface. At this time, depending on the process, the slurry for polishing the oxide film may be supplied first and then the slurry for polishing the tungsten film may be supplied later, or the slurry for polishing the tungsten film may be supplied first and then the slurry for polishing the oxide film may be supplied later .
일 구현예에서, 상기 반도체 소자의 제조 방법은, 상기 연마패드(410)의 연마면을 연마에 적합한 상태로 유지시키기 위하여, 상기 반도체 기판(430)의 연마와 동시에 컨디셔너(470)를 통해 상기 연마패드(410)의 연마면을 가공하는 단계를 더 포함할 수 있다.In one embodiment, in the method of manufacturing the semiconductor device, in order to maintain the polishing surface of the
상기 일 구현예에 따른 연마패드는 이의 연마층의 연마면이 소정의 표면 제타 전위 특성을 가짐으로써 하나의 연마패드로 슬러리 환경이 산성 및 염기성인 경우, 또는 실리카 슬러리와 세리아 슬러리인 경우에도 적절한 범위로 구현할 수 있음은 물론, 하나의 연마패드로 상기 환경들의 각각의 공정에 연속 및 불연속 적용이 가능하므로, 이에 따라 상기 연마패드를 이용하여 우수한 품질의 반도체 소자를 효율적으로 제조할 수 있다.In the polishing pad according to the embodiment, since the polishing surface of the polishing layer has a predetermined surface zeta potential characteristic, a single polishing pad is used in an acidic and basic slurry environment, or a silica slurry and a ceria slurry. Of course, since continuous and discontinuous application to each process in the above environments is possible with one polishing pad, a semiconductor device of excellent quality can be efficiently manufactured using the polishing pad.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예들을 제시한다. 다만, 하기에 기재된 실시예들은 본 발명을 구체적으로 예시하거나 설명하기 위한 것에 불과하며, 이로서 본 발명이 제한되어서는 아니된다.Hereinafter, specific embodiments of the present invention are presented. However, the examples described below are only for specifically illustrating or explaining the present invention, and the present invention is not limited thereto.
<실시예 및 비교예><Examples and Comparative Examples>
실시예 1Example 1
1-1: 우레탄계 프리폴리머의 제조1-1: Preparation of urethane-based prepolymer
2,4-톨루엔디이소시아네이트(2,4-TDI), 2,6-톨루엔디이소시아네이트(2,6-TDI) 디사이클로헥실메탄 디이소시아네이트(H12MDI), 폴리테트라메틸렌 에테르 글리콜(PTMEG) 및 디에틸렌글리콜(DEG)를 4구 플라스크에 투입하여 80 ℃에서 3시간 동안 반응시켜 NCO기의 함량이 9.1 중량%인 우레탄계 프리폴리머를 제조하였다. 2,4-toluene diisocyanate (2,4-TDI), 2,6-toluene diisocyanate (2,6-TDI) dicyclohexylmethane diisocyanate (H12MDI), polytetramethylene ether glycol (PTMEG) and diethylene Glycol (DEG) was added to a four-neck flask and reacted at 80 °C for 3 hours to prepare a urethane-based prepolymer having an NCO group content of 9.1 wt%.
1-2: 장치의 구성1-2: Configuration of the device
몰드(Mold)에 직접 또는 간접적으로 연결된 우레탄계 프리폴리머 탱크, 경화제 탱크 및 불활성 가스 주입 라인이 구비된 장비를 마련하였다. 상기 우레탄계 프리폴리머 탱크에 앞서 제조된 우레탄계 프리폴리머 및 고상 발포제(제조사: Akzonobel사, 제품명: Expancel 551 DE 40 d42, 평균 입경: 40 ㎛)를 투입하고 혼합하였다. 상기 고상 발포제는 상기 우레탄계 프리폴리머 100 중량부에 대하여 2.2 중량부 사용되었다. 상기 경화제 탱크에 4,4'-메틸렌비스(2-클로로아닐린)(4,4'-methylenebis(2-chloroaniline); MOCA)을 충진하였다.Equipment equipped with a urethane-based prepolymer tank, a curing agent tank, and an inert gas injection line directly or indirectly connected to the mold was prepared. The urethane-based prepolymer and the solid foaming agent (manufacturer: Akzonobel, product name: Expancel 551 DE 40 d42, average particle diameter: 40 μm) prepared before the urethane-based prepolymer tank were added and mixed. 2.2 parts by weight of the solid foaming agent was used based on 100 parts by weight of the urethane-based prepolymer. 4,4'-methylenebis(2-chloroaniline) (4,4'-methylenebis(2-chloroaniline); MOCA) was filled in the curing agent tank.
1-3. 연마층의 제조1-3. Preparation of the abrasive layer
각각의 투입 라인을 통하여 믹싱 헤드에 상기 우레탄계 프리폴리머, 상기 고상 발포제 및 상기 경화제를 소정의 속도로 투입하면서 혼합하였다. 상기 경화제는 상기 우레탄계 프리폴리머 100 중량부에 대하여 25 중량부 투입하였다. 상기 믹싱 헤드의 회전 속도는 약 5,000rpm으로 하였다. 상기 우레탄계 프리폴리머, 상기 고상 발포제 및 상기 경화제를 포함하는 혼합 조성물이 상기 믹싱 헤드에서 혼합된 후 가로 1,000mm, 세로 1,000mm, 높이 3mm의 몰드(mold)로 주입되었다. 상기 몰드의 온도는 약 80(±5)℃로 조절되었다. 상기 혼합 조성물이 상기 몰드 내에서 고상화되어 연마층용 시트로 제조되었다. 상기 시트를 약 110(±5)℃에서 약 18시간동안 후경화함으로써 연마층을 제조하였다.Through each input line, the urethane-based prepolymer, the solid foaming agent and the curing agent were mixed in the mixing head at a predetermined speed. 25 parts by weight of the curing agent was added based on 100 parts by weight of the urethane-based prepolymer. The rotation speed of the mixing head was about 5,000 rpm. The mixed composition including the urethane-based prepolymer, the solid foaming agent and the curing agent was mixed in the mixing head and then injected into a mold having a width of 1,000 mm, a length of 1,000 mm, and a height of 3 mm. The temperature of the mold was adjusted to about 80 (±5) °C. The mixed composition was solidified in the mold to prepare a sheet for an abrasive layer. An abrasive layer was prepared by post-curing the sheet at about 110 (±5)° C. for about 18 hours.
1-4. 연마패드의 제조1-4. Manufacture of polishing pad
상기 연마층의 일면을 절삭 공구를 이용하여 선삭하고, 팁을 사용하여 그루빙(grooving)하는 과정을 거쳐 평균두께 2mm로 제조하였다. 폴리에스테르 섬유 부직포에 폴리우레탄 수지가 함침된 쿠션층을 마련하고, 상기 쿠션층의 일면과 상기 연마층의 그루브 형성면의 이면에 각각 열융착 접착제를 도포하였다. 상기 쿠션층 및 상기 연마층을 각각의 열융착 접착제가 도포된 면이 맞닿도록 적층하고 가압 롤러를 이용하여 약 140(±5)℃의 온도 및 2kgf/㎠의 압력 조건으로 가압 적층하여 연마패드를 제조하였다. One surface of the abrasive layer was turned by using a cutting tool and grooved using a tip to prepare an average thickness of 2 mm. A cushion layer impregnated with a polyurethane resin was prepared on a polyester fiber nonwoven fabric, and a heat-sealing adhesive was applied to one surface of the cushion layer and the back surface of the grooved surface of the polishing layer, respectively. The cushion layer and the abrasive layer are laminated so that the surfaces to which each heat-sealing adhesive is applied are in contact, and the abrasive pad is formed by pressure lamination at a temperature of about 140 (±5)° C. and a pressure of 2 kgf/cm 2 using a pressure roller. prepared.
실시예 2Example 2
하기 표 1과 같이, 발포제로서 고상 발포제(제조사: Akzonobel사, 제품명: Expancel 461 DE 20 d70, 평균 입경: 20 ㎛)를 사용하였으며, 이를 통해 연마층 내 기공의 수평균직경을 조절한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 연마패드를 제조하였다.As shown in Table 1 below, a solid foaming agent (manufacturer: Akzonobel, product name: Expancel 461
실시예 3Example 3
하기 표 1과 같이, 발포제로서 고상 발포제(제조사: Akzonobel사, 제품명: Expancel 551 DE 40 d42, 평균 입경: 40 ㎛)를 사용하였고, 상기 우레탄계 프리폴리머, 상기 고상 발포제 및 상기 경화제를 포함하는 혼합 조성물이 상기 믹싱 헤드에서 혼합될 때 별도 투입 라인을 통하여 기상 발포제(질소 가스(N2))를 혼합하여 사용하였다. 상기 고상 발포제는 상기 우레탄계 프리폴리머 100 중량부에 대하여 1,5 중량부를 사용하였다. 한편, 계면활성제로서 실리콘 계면활성제(제조사: Evonik사, 제품명: B8462)를 상기 혼합 조성물 제조시 첨가하였다. 이를 통하여, 연마층 내 기공의 수평균직경 및 무기물 함량을 조절한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 연마패드를 제조하였다.As shown in Table 1 below, a solid foaming agent (manufacturer: Akzonobel, product name: Expancel 551 DE 40 d42, average particle diameter: 40 μm) was used as a foaming agent, and a mixed composition comprising the urethane-based prepolymer, the solid foaming agent and the curing agent was When mixing in the mixing head, a gaseous foaming agent (nitrogen gas (N 2 )) was mixed and used through a separate input line. 1,5 parts by weight of the solid foaming agent was used based on 100 parts by weight of the urethane-based prepolymer. Meanwhile, a silicone surfactant (manufacturer: Evonik, product name: B8462) as a surfactant was added during the preparation of the mixed composition. Through this, a polishing pad was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the number average diameter and inorganic content of the pores in the polishing layer were adjusted.
실시예 4Example 4
하기 표 1과 같이, 발포제로서 고상 발포제를 사용하지 않고 기상 발포제인 질소 가스(N2)만을 사용하였으며, 상기 우레탄계 프리폴리머 및 상기 경화제를 포함하는 혼합 조성물의 제조시 계면활성제를 첨가하였다. 하기 표 1과 같이 계면 활성제의 함량, 연마층 내 기공의 수평균직경 및 무기물 함량을 조절한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 연마패드를 제조하였다.As shown in Table 1 below, only nitrogen gas (N 2 ), which is a gas-phase foaming agent, was used without using a solid foaming agent as a foaming agent, and a surfactant was added during the preparation of a mixed composition including the urethane-based prepolymer and the curing agent. A polishing pad was prepared in the same manner as in Example 1, except that the content of surfactant, the number average diameter of pores in the polishing layer, and the content of inorganic matter were adjusted as shown in Table 1 below.
실시예 5Example 5
하기 표 1과 같이, 경화제로서 디메틸티오톨루엔디아민(dimethyl thio-toluene diamine; DMTDA)을 사용하고 연마층 내 기공의 수평균직경 및 연마층 내 무기물(Si)의 함량을 조절한 것을 제외하고는, 실시예 3과 동일한 방법으로 연마패드를 제조하였다.As shown in Table 1 below, dimethyl thio-toluene diamine (DMTDA) was used as a curing agent and the number average diameter of pores in the polishing layer and the content of inorganic material (Si) in the polishing layer were adjusted, except that, A polishing pad was prepared in the same manner as in Example 3.
비교예 1Comparative Example 1
하기 표 1과 같이, 고상 발포제(제조사: Akzonobel사, 제품명: Expancel 461 DET 40 d25, 평균 입경: 40 ㎛)의 종류를 변경하고, 연마층 내 기공의 수평균직경 및 무기물 함량을 조절한 것을 제외하고는, 실시예 3과 동일한 방법으로 연마패드를 제조하였다.As shown in Table 1 below, the type of the solid foaming agent (manufacturer: Akzonobel, product name: Expancel 461 DET 40 d25, average particle diameter: 40 μm) was changed and the number average diameter of pores in the abrasive layer and the inorganic content were adjusted except for Then, a polishing pad was manufactured in the same manner as in Example 3.
비교예 2Comparative Example 2
하기 표 1과 같이, 경화제로서 디메틸티오톨루엔디아민(dimethyl thio-toluene diamine; DMTDA)을 사용하고 연마층 내 기공의 수평균직경 및 무기물 함량을 조절한 것을 제외하고는, 비교예 1과 동일한 방법으로 연마패드를 제조하였다.As shown in Table 1 below, in the same manner as in Comparative Example 1, except that dimethyl thio-toluene diamine (DMTDA) was used as a curing agent and the number average diameter and inorganic content of pores in the polishing layer were adjusted. A polishing pad was manufactured.
상기 연마층의 구체적인 성분 및 특성을 하기 표 1에 정리하였다.Specific components and properties of the polishing layer are summarized in Table 1 below.
하기 표 1의 중량부는 상기 우레탄계 프리폴리머 100 중량부를 기준으로 한 값이다. Parts by weight in Table 1 below are values based on 100 parts by weight of the urethane-based prepolymer.
제조pad
Produce
(중량부)Hardener content
(parts by weight)
(25)MOCA
(25)
(25)MOCA
(25)
(25)MOCA
(25)
(25)MOCA
(25)
(21.4)DMTDA
(21.4)
(25)MOCA
(25)
(21.4)DMTDA
(21.4)
(총 기공부피 기준 부피%)blowing agent
(volume % based on total pore volume)
100%solid B
100%
100%solid C
100%
50%solid B
50%
50%solid A
50%
함량(중량부)Surfactants
Content (parts by weight)
직경(㎛)pore number average
Diameter (㎛)
고상 B: 고상 발포제-제조사: Akzonobel사, 제품명: Expancel 551 DE 40 d42, 평균 입경: 40 ㎛
고상 C:고상 발포제-제조사: Akzonobel사, 제품명: Expancel 461 DE 20 d70, 평균 입경: 20 ㎛
상기 고상 발포체 및 기상 발포제의 부피%는 상기 각 발포제에 의해 도출되는 기공의 부피%를 의미할 수 있다.Solid A: Solid foaming agent-Manufacturer: Akzonobel, product name: Expancel 461 DET 40 d25, average particle diameter: 40 µm
Solid B: Solid foaming agent-Manufacturer: Akzonobel, product name: Expancel 551 DE 40 d42, average particle diameter: 40 μm
Solid C: Solid foaming agent-Manufacturer: Akzonobel, product name: Expancel 461
The volume% of the solid foam and the gas-phase foaming agent may mean the volume% of the pores derived by each of the foaming agents.
<평가><Evaluation>
실험예 1: 연마 슬러리의 제조Experimental Example 1: Preparation of abrasive slurry
하기 표 2와 같이, 제1 연마 슬러리, 제2 연마 슬러리, 및 제3 연마 슬러리를 제조하였다.As shown in Table 2 below, a first polishing slurry, a second polishing slurry, and a third polishing slurry were prepared.
입자 : 5 중량%wet ceria
Particles: 5% by weight
pH adjuster (KOH): 0.2%
유기산 : 0.05%
당알콜류 : 1%Amino acids: 0.1%
Organic acid: 0.05%
Sugar alcohols: 1%
(poly acrylic acid)
0.2%
Dispersant: Polyacrylic acid:
(poly acrylic acid)
0.2%
(중량%)solid content
(weight%)
제타 전위(mV)of slurry
Zeta potential (mV)
시험예 2: 연마패드의 물성 측정Test Example 2: Measurement of physical properties of polishing pad
2-1. 연마패드의 표면 제타 전위 측정2-1. Surface Zeta Potential Measurement of Polishing Pads
실시예 및 비교예 연마패드의 표면 제타 전위(surface zeta potential)는 제타 전위 측정 장치인 ZETASIZER Nano-ZS90(Malvern 사)를 이용하여 측정하였다.Examples and Comparative Examples The surface zeta potential of the polishing pad was measured using a zeta potential measuring device, ZETASIZER Nano-ZS90 (Malvern).
상기 제타 전위 측정 장치는 Dip 셀 타입으로, 배럴의 끝에 전극이 있고(그 사이 시편이 부착), 애벌란시 포토 아이오드 검출 시스템 포함한다. The zeta potential measuring device is a dip cell type, has an electrode at the end of the barrel (a specimen is attached therebetween), and includes an avalanche photo-iod detection system.
구체적으로, 도 3은 표면 제타 전위 셀을 나타낸 모식도를 나타낸 것이다. 도 3을 참조하여, 실시예 및 비교예에서 얻은 연마패드 시료(4mm X 5mm, 20 mm2)를 양면 테잎을 이용하여 샘플 홀더(310)에 부착하고, 큐벳(cuvette)(330)에 제1 연마 슬러리, 제2 연마 슬러리, 또는 제3 연마 슬러리 2 ml를 표 2에 기재된 희석 농도로 희석하여 넣고 Ag/AgCl 가역 전극(320)을 이용하여 전기 영동 이동성을 측정하였다. 측정된 전기 영동 이동성은 샘플 표면으로부터의 거리의 함수로서 변하며, 하기 식 1을 이용하여 연마패드의 표면 제타 전위를 구하였다.Specifically, FIG. 3 is a schematic diagram showing a surface zeta potential cell. 3, the polishing pad samples (4mm X 5mm, 20 mm 2 ) obtained in Examples and Comparative Examples are attached to the
[식 1][Equation 1]
표면 제타 전위 = (-) 고정층의 제타 전위 + 조성물의 제타 전위.Surface zeta potential = (-) zeta potential of the fixed layer + zeta potential of the composition.
상기 식 1에서, 고정층(110)의 제타 전위는 도 1의 이온의 확산층(120)을 측정하여 외삽한 것이다.In Equation 1, the zeta potential of the pinned
도 2는 실시예 1의 연마패드의 연마면의 표면 이동(surface displacement)에 대한 겉보기 제타 전위(apparent zeta potential)를 측정한 그래프이다. 구체적으로, 실시예 1의 연마패드의 연마면을, 추적자(tracer)인 1 연마 슬러리의 제타 전위가 -41.3 mV인 제1 연마 슬러리를 사용하여 표면 이동에 대한 겉보기 제타 전위를 측정하였고, 이에 대한 평균값 및 회귀선(regression fit) 그래프를 나타내었다. 제타 전위가 -41.3 mV인 제1 연마 슬러리에 대하여 상기 식 1에 의하여 도출된 표면 제타 전위 값인 제1 표면 제타 전위(PZ1)는 -60.5 mV로 측정되었다. 이때, 고정층 제타 전위는 19.2 mV, 표면 상응 이동도 (surface equivalent mobility) 값은 -4.744(㎛㎝/Vs), 표면 제타 전위 불확실 (surface zeta potential uncertainty) 값은 4.31(mV), 표면 상응 이동도 불확실 (surface equivalent mobility uncertainty) 값은 0.3377(㎛㎝/Vs)였다. FIG. 2 is a graph of measuring an apparent zeta potential with respect to a surface displacement of a polishing surface of the polishing pad of Example 1; FIG. Specifically, for the polishing surface of the polishing pad of Example 1, the apparent zeta potential for surface movement was measured using the first polishing slurry having a zeta potential of -41.3 mV of polishing slurry 1 as a tracer. Mean values and regression fit graphs are shown. With respect to the first polishing slurry having a zeta potential of -41.3 mV, the first surface zeta potential (PZ1), which is a surface zeta potential value derived by Equation 1, was measured to be -60.5 mV. At this time, the fixed bed zeta potential is 19.2 mV, the surface equivalent mobility value is -4.744 (㎛cm/Vs), the surface zeta potential uncertainty value is 4.31 (mV), and the surface equivalent mobility value is 4.31 (mV). The surface equivalent mobility uncertainty value was 0.3377 (㎛cm/Vs).
이러한 방법으로 연마 슬러리의 종류에 따라 측정된 실시예 및 비교예 각각의 연마패드의 표면 제타 전위를 하기 표 3에 나타내었다.Table 3 below shows the surface zeta potentials of the polishing pads of Examples and Comparative Examples, respectively, measured according to the type of polishing slurry in this way.
2-2. 텅스텐 및 옥사이드의 연마율 측정2-2. Determination of the removal rate of tungsten and oxide
<텅스텐(W) 막에 대한 연마율><Removal rate for tungsten (W) film>
CMP 연마 장비를 사용하여, CVD 공정에 의해서 텅스텐(W) 막이 형성된 직경 300 mm의 실리콘 웨이퍼를 설치하였다. 이후 상기 연마패드를 붙인 정반 상에 실리콘 웨이퍼의 텅스텐 막을 아래로 세팅하였다. 이후, 연마 하중이 2.8 psi가 되도록 조정하고 연마패드 상에 제2 연마 슬러리(콜로이달 실리카 슬러리)를 190 ㎖/분의 속도로 투입하면서 정반을 115 rpm으로 30 초간 회전시켜 텅스텐 막을 연마하였다. 연마 후 실리콘 웨이퍼를 캐리어로부터 떼어내어, 회전식 탈수기(spin dryer)에 장착하고 정제수(DIW)로 세정한 후 공기로 15 초 동안 건조하였다. 건조된 실리콘 웨이퍼를 접촉식 면저항 측정 장치(4 point probe)를 사용하여 연마 전후 두께 차이를 측정하였다. 이후 하기 수학식 1을 사용하여 연마율을 계산하였다.Using CMP polishing equipment, a silicon wafer having a diameter of 300 mm on which a tungsten (W) film was formed by a CVD process was installed. Thereafter, the tungsten film of the silicon wafer was set down on the surface to which the polishing pad was attached. Thereafter, the polishing load was adjusted to 2.8 psi, and the second polishing slurry (colloidal silica slurry) was fed onto the polishing pad at a rate of 190 ml/min while rotating the platen at 115 rpm for 30 seconds to polish the tungsten film. After polishing, the silicon wafer was removed from the carrier, mounted on a spin dryer, washed with purified water (DIW), and then dried with air for 15 seconds. The difference in thickness before and after polishing the dried silicon wafer using a contact-type sheet resistance measuring device (4 point probe) was measured. Thereafter, the polishing rate was calculated using Equation 1 below.
<수학식 1><Equation 1>
연마율(Å/분) = 연마 전후 두께 차이(Å) / 연마 시간(분)Polishing rate (Å/min) = difference in thickness before and after polishing (Å) / polishing time (min)
<옥사이드(O) 막에 대한 연마율><Abrasion rate for oxide (O) film>
또한, 동일한 장비를 사용하여, 텅스텐 막이 형성된 실리콘 웨이퍼 대신, TEOS-플라즈마 CVD 공정에 의해 산화규소(SiOx) 막이 형성된 직경 300 mm의 실리콘 웨이퍼를 설치하였다. 이후 상기 연마패드를 붙인 정반 상에 실리콘 웨이퍼의 산화규소 막을 아래로 세팅하였다. 이후, 연마 하중이 1.4 psi가 되도록 조정하고 연마패드 상에 제1 연마 슬러리(퓸드 실리카 슬러리) 또는 제3 연마 슬러리(세리아 슬러리)를 190 ㎖/분의 속도로 투입하면서 정반을 115 rpm으로 60 초간 회전시켜 산화규소 막을 연마하였다. 연마 후 실리콘 웨이퍼를 캐리어로부터 떼어내어, 회전식 탈수기(spin dryer)에 장착하고 정제수(DIW)로 세정한 후 공기로 15 초 동안 건조하였다. 건조된 실리콘 웨이퍼를 광간섭식 두께 측정 장치(제조사: Kyence 사, 모델명: SI-F80R)를 사용하여 연마 전후 두께 차이를 측정하였다. 이후 상기 수학식 1을 사용하여 연마율을 계산하였다.Further, using the same equipment, instead of the silicon wafer on which the tungsten film was formed, a silicon wafer having a diameter of 300 mm on which a silicon oxide (SiOx) film was formed by a TEOS-plasma CVD process was installed. Thereafter, the silicon oxide film of the silicon wafer was set downward on the surface plate to which the polishing pad was attached. Thereafter, the polishing load was adjusted to 1.4 psi, and the first polishing slurry (fumed silica slurry) or the third polishing slurry (ceria slurry) was put on the polishing pad at a rate of 190 ml/min and the surface plate was rotated at 115 rpm for 60 seconds. The silicon oxide film was polished by rotation. After polishing, the silicon wafer was removed from the carrier, mounted on a spin dryer, washed with purified water (DIW), and then dried with air for 15 seconds. The difference in thickness before and after polishing was measured for the dried silicon wafer using an optical interference thickness measuring device (manufacturer: Kyence, model name: SI-F80R). Thereafter, the polishing rate was calculated using Equation 1 above.
2-3. 스크래치 및 채터마크 등의 표면 결함 개수 측정2-3. Measure the number of surface defects such as scratches and chatter marks
실시예 및 비교예의 연마패드를 이용하여 상기 시험예 (2-2)와 같은 절차로 CMP 공정을 수행한 후, 결함 검사 장비(AIT XP+, KLA Tencor사)를 이용하여 연마 이후에 웨이퍼 표면 상에 나타나는 스크래치 및 채터마크 등의 표면 결함 개수를 측정하였다(조건: threshold 150, die filter threshold 280).After performing the CMP process in the same manner as in Test Example (2-2) using the polishing pads of Examples and Comparative Examples, after polishing using a defect inspection equipment (AIT XP+, KLA Tencor), on the wafer surface The number of surface defects such as scratches and chatter marks that appear was measured (conditions: threshold 150, die filter threshold 280).
상기 스크래치는 실질적으로 연속적 선형의 긁힌 자국을 의미하는 것으로서, 일례로 도 5에 도시된 바와 같은 형상의 결함(defect)을 의미한다. The scratch refers to a substantially continuous linear scratch, for example, a defect having a shape as shown in FIG. 5 .
한편, 상기 채터마크는 실질적으로 불연속적인 선형의 긁힌 자국을 의미하는 것으로서, 일례로 도 6에 도시된 바와 같은 형상의 결함(defect)을 의미한다.On the other hand, the chatter mark refers to a substantially discontinuous linear scratch, for example, a shape defect as shown in FIG. 6 .
상기 시험예의 결과를 하기 표 3에 정리하였다.The results of the above test examples are summarized in Table 3 below.
제타
전위
(mV)slurry
zeta
electric potential
(mV)
(SZ1)first abrasive slurry
(SZ1)
(SZ2)Second abrasive slurry
(SZ2)
(SZ3)3rd Abrasive Slurry
(SZ3)
(mV)Fixed bed zeta potential
(mV)
(IZ1)first abrasive slurry
(IZ1)
(IZ2)Second abrasive slurry
(IZ2)
(IZ3)3rd Abrasive Slurry
(IZ3)
표면
제타
전위
(mV)pad
surface
zeta
electric potential
(mV)
(PZ2-PZ3)(PZ2-PZ1)/
(PZ2-PZ3)
마
율
(Å/
min)Kite
mind
rate
(Å/
min)
(WR2-OR3)(WR2-OR1)/
(WR2-OR3)
스크래치 및 채터
마크
(개)
Scratch and Chatter
Mark
(dog)
PZ2: 제2 연마 슬러리를 이용하여 측정된 상기 식 1에 의한 연마패드의 표면 제타 전위
PZ3: 제3 연마 슬러리를 이용하여 측정된 상기 식 1에 의한 연마패드의 표면 제타 전위
OR1: 제1 연마 슬러리를 이용한 연마패드의 옥사이드 막에 대한 연마율
WR2: 제2 연마 슬러리를 이용한 연마패드의 텅스텐 막에 대한 연마율
OR3: 제3 연마 슬러리를 이용한 연마패드의 옥사이드 막에 대한 연마율PZ1: The surface zeta potential of the polishing pad according to Equation 1 measured using the first polishing slurry
PZ2: The surface zeta potential of the polishing pad according to Equation 1 measured using the second polishing slurry
PZ3: The surface zeta potential of the polishing pad according to Equation 1 measured using the third polishing slurry
OR1: The polishing rate for the oxide film of the polishing pad using the first polishing slurry
WR2: The polishing rate of the tungsten film of the polishing pad using the second polishing slurry
OR3: the polishing rate for the oxide film of the polishing pad using the third polishing slurry
상기 표 3에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에서 목적하는 표면 제타 전위를 만족하는 경우, 연마율 및 스크래치 및 채터마크 등의 표면 결함 감소 효과가 비교예 1 및 2의 연마패드를 사용한 경우에 비해 현저히 우수함을 확인하였다.As can be seen from Table 3, when the surface zeta potential desired in the present invention is satisfied, the polishing rate and the effect of reducing surface defects such as scratches and chatter marks are higher than when the polishing pads of Comparative Examples 1 and 2 are used. It was confirmed that it was remarkably excellent.
구체적으로 살펴보면, 연마율과 관련하여, 실시예 1 내지 5의 연마패드의 경우, 제1 연마 슬러리를 이용한 연마패드의 옥사이드 막에 대한 연마율(OR1)은 2894 Å/분 내지 2950 Å/분이고, 제2 연마 슬러리를 이용한 연마패드의 텅스텐 막에 대한 연마율(WR2)이 780 Å/분 내지 800 Å/분이며, 제3 연마 슬러리를 이용한 연마패드의 옥사이드 막에 대한 연마율(OR3)은 2256 Å/분 내지 2495 Å/분으로, 연마 대상 막질에 따른 슬러리의 종류에 따라 각각이 모두 적절한 연마율을 구현할 수 있었다.Specifically, with respect to the polishing rate, in the case of the polishing pads of Examples 1 to 5, the polishing rate (OR1) for the oxide film of the polishing pad using the first polishing slurry is 2894 Å/min to 2950 Å/min, The polishing rate (WR2) for the tungsten film of the polishing pad using the second polishing slurry was 780 Å/min to 800 Å/min, and the polishing rate (OR3) for the oxide film of the polishing pad using the third polishing slurry was 2256 From Å/min to 2495 Å/min, it was possible to implement an appropriate polishing rate for each of the slurry types according to the film quality to be polished.
또한, 스크래치 및 채터마크 등의 표면 결함과 관련하여, 실시예 1 내지 5의 연마패드를 이용한 경우, 웨이퍼 표면에 나타난 스크래치 및 채터마크 등의 표면 결함이 모두 5개 미만이었으나, 비교예 1과 2의 연마패드를 사용한 경우 웨이퍼 표면에 나타난 스크래치 및 채터마크 등의 표면 결함이 실시예의 연마패드를 사용한 경우에 비해 많게는 9배 이상 현저히 증가함을 확인하였다. In addition, with respect to surface defects such as scratches and chatter marks, when the polishing pads of Examples 1 to 5 were used, all surface defects such as scratches and chatter marks appeared on the wafer surface were less than 5, but Comparative Examples 1 and 2 It was confirmed that, when the polishing pad of
전술한 사항을 고려할 때, 상기 실시예에 따른 연마패드는 연마 슬러리의 종류에 따른 연마면의 표면 제타 전위와 이들의 비율을 특정 범위로 제어함으로써, 하나의 패드로 슬러리 환경이 산성 및 염기성인 경우, 또는 실리카 슬러리 및 세리아 슬러리를 이용한 연마 환경 모두에서 우수한 연마 성능을 구현할 수 있었으며, 반도체 기판의 표면 상에 나타나는 스크래치 및 채터마크 등의 표면 결함을 감소시키는 데에 탁월한 효과를 나타냄을 알 수 있었다. 즉, 상기 연마패드는 하나의 연마패드로 슬러리 환경이 산성 및 염기성인 경우, 또는 실리카 슬러리 및 세리아 슬러리를 이용한 연마 환경 모두에서 적절한 연마 성능을 구현함으로써 상이한 슬러리 종류 또는 슬러리 환경에 대하여 연속 및 불연속 공정의 적용이 가능한 이점을 가질 수 있다.In consideration of the above, the polishing pad according to the embodiment controls the surface zeta potential of the polishing surface according to the type of polishing slurry and their ratio to a specific range, so that when the slurry environment is acidic and basic with one pad, , or silica slurry and ceria slurry were able to realize excellent polishing performance in both polishing environments, and it was found that it showed an excellent effect in reducing surface defects such as scratches and chatter marks appearing on the surface of the semiconductor substrate. That is, the polishing pad is a single polishing pad, and when the slurry environment is acidic and basic, or in both a polishing environment using a silica slurry and a ceria slurry, by implementing appropriate polishing performance, continuous and discontinuous processes for different types of slurry or slurry environment The application of may have possible advantages.
100, 410: 연마패드
10: 연마층
11: 연마면
20: 쿠션층
30: 접착층
110: 고정층
120: 이온의 확산층
130: 미끄러운 면(slipping plane)
310: 샘플 홀더
320: 전극
330: 큐벳(cuvette)
420: 정반
430: 반도체 기판
440: 노즐
450: 연마 슬러리
460: 연마헤드
470: 컨디셔너 100, 410: polishing pad
10: abrasive layer
11: Polishing surface
20: cushion layer
30: adhesive layer
110: fixed bed
120: diffusion layer of ions
130: slipping plane
310: sample holder
320: electrode
330: cuvette
420: surface plate
430: semiconductor substrate
440: nozzle
450: polishing slurry
460: abrasive head
470: conditioner
Claims (8)
상기 연마층의 연마면은 조성물의 수소이온농도(pH)가 9.5 초과, 12 이하인 제1 조성물에 대하여 하기 식 1에 의하여 도출된 표면 제타 전위 값인 제1 표면 제타 전위(PZ1)를 갖고,
상기 연마층의 연마면은 조성물의 수소이온농도(pH)가 2 이상, 6 이하인 제2 조성물에 대하여 하기 식 1에 의하여 도출된 표면 제타 전위 값인 제2 표면 제타 전위(PZ2)를 가지며,
상기 연마층의 연마면은 조성물의 수소이온농도(pH)가 7.5 이상, 9.5 이하인 제3 조성물에 대하여 하기 식 1에 의하여 도출된 표면 제타 전위 값인 제3 표면 제타 전위(PZ3)를 갖고,
상기 제1 표면 제타 전위(PZ1) 중 적어도 하나, 상기 제2 표면 제타 전위(PZ2) 중 적어도 하나, 및 상기 제3 표면 제타 전위(PZ3) 중 적어도 하나가 하기 식 2를 만족하는, 연마패드:
[식 1]
표면 제타 전위 = (-) 고정층의 제타 전위 + 조성물의 제타 전위
[식 2]
1 ≤ ≤ 5.
comprising an abrasive layer;
The polishing surface of the polishing layer has a first surface zeta potential (PZ1), which is a surface zeta potential value derived by Equation 1 below with respect to a first composition having a hydrogen ion concentration (pH) of more than 9.5 and 12 or less,
The polishing surface of the polishing layer has a second surface zeta potential (PZ2), which is a surface zeta potential value derived by Equation 1 below with respect to a second composition having a hydrogen ion concentration (pH) of 2 or more and 6 or less,
The polishing surface of the polishing layer has a third surface zeta potential (PZ3), which is a surface zeta potential value derived by the following Equation 1 with respect to a third composition having a hydrogen ion concentration (pH) of 7.5 or more and 9.5 or less,
At least one of the first surface zeta potential PZ1, at least one of the second surface zeta potential PZ2, and at least one of the third surface zeta potential PZ3 satisfy Equation 2 below:
[Equation 1]
Surface zeta potential = (-) zeta potential of the fixed layer + zeta potential of the composition
[Equation 2]
1 ≤ ≤ 5.
상기 제1 조성물에 대한 고정층의 제타 전위 값인 IZ1이 +5mV 내지 +30mV이고,
상기 제2 조성물에 대한 고정층의 제타 전위 값인 IZ2가 -5mV 내지 +15mV이며,
상기 제3 조성물에 대한 고정층의 제타 전위 값인 IZ3가 -15mV 내지 +10mV인,
연마패드.
According to claim 1,
IZ1, which is a zeta potential value of the fixed layer with respect to the first composition, is +5mV to +30mV,
IZ2, which is a zeta potential value of the fixed layer with respect to the second composition, is -5mV to +15mV,
IZ3, which is a zeta potential value of the fixed layer with respect to the third composition, is -15mV to +10mV,
polishing pad.
상기 제1 조성물은 평균 입경이 130nm 내지 160nm인 실리카 입자를 포함하고, 제타 전위가 -50mV 내지 -30 mV이며,
상기 제2 조성물은 평균 입경이 30nm 내지 50nm인 실리카 입자를 포함하고, 제타 전위가 +10mV 내지 +30mV이며,
상기 제3 조성물은 평균 입경이 130nm 내지 160nm인 세리아 입자를 포함하고, 제타 전위가 -55mV 내지 -35 mV인,
연마패드.
According to claim 1,
The first composition includes silica particles having an average particle diameter of 130 nm to 160 nm, and a zeta potential of -50 mV to -30 mV,
The second composition includes silica particles having an average particle diameter of 30 nm to 50 nm, and a zeta potential of +10 mV to +30 mV,
The third composition includes ceria particles having an average particle diameter of 130 nm to 160 nm, and a zeta potential of -55 mV to -35 mV,
polishing pad.
상기 연마층이 우레탄계 프리폴리머, 경화제 및 발포제를 포함하는 조성물의 경화물을 포함하고,
상기 연마층 내 무기물의 함량이 5ppm 내지 500ppm인,
연마패드.
According to claim 1,
The polishing layer includes a cured product of a composition comprising a urethane-based prepolymer, a curing agent and a foaming agent,
The content of inorganic matter in the abrasive layer is 5 ppm to 500 ppm,
polishing pad.
상기 우레탄계 프리폴리머가 8중량% 내지 10중량%의 이소시아네이트 말단기 함량(NCO%)을 갖거나,
상기 발포제가 5㎛ 내지 200㎛의 평균 입경을 갖는 고상 발포제, 기상 발포제 또는 이들의 조합을 포함하거나,
상기 경화제의 함량이 상기 우레탄계 프리폴리머 100 중량부를 기준으로 18 중량부 내지 27 중량부이거나,
상기 연마층이 수평균 직경이 10㎛ 내지 40㎛인 기공을 포함하는 다공성 구조인,
연마패드.
5. The method of claim 4,
The urethane-based prepolymer has an isocyanate end group content (NCO%) of 8 wt% to 10 wt%, or
The foaming agent includes a solid foaming agent having an average particle diameter of 5 μm to 200 μm, a gas phase foaming agent, or a combination thereof,
The content of the curing agent is 18 parts by weight to 27 parts by weight based on 100 parts by weight of the urethane-based prepolymer,
The abrasive layer has a porous structure including pores having a number average diameter of 10 μm to 40 μm,
polishing pad.
상기 제1 조성물을 이용한 상기 연마층의 연마면에 대한 옥사이드 막의 연마율을 OR1이라고 하고,
상기 제2 조성물을 이용한 상기 연마층의 연마면에 대한 텅스텐 막의 연마율을 WR2라고 하며,
상기 제3 조성물을 이용한 상기 연마층의 연마면에 대한 옥사이드 막의 연마율을 OR3라고 할 때,
상기 OR1이 2750 Å/분 이상, 2955 Å/분 미만이고,
상기 WR2가 730 Å/분 이상, 850 Å/분 이하이며,
상기 OR3가 2200 Å/분 이상, 2955 Å/분 이하인,
연마패드.
According to claim 1,
The polishing rate of the oxide film with respect to the polishing surface of the polishing layer using the first composition is OR1,
The polishing rate of the tungsten film with respect to the polishing surface of the polishing layer using the second composition is referred to as WR2,
When the polishing rate of the oxide film with respect to the polishing surface of the polishing layer using the third composition is OR3,
wherein OR1 is greater than or equal to 2750 Å/min and less than 2955 Å/min,
The WR2 is 730 Å/min or more and 850 Å/min or less,
wherein the OR3 is greater than or equal to 2200 Å/min and less than or equal to 2955 Å/min,
polishing pad.
상기 연마층의 연마면에 연마 대상의 피연마면이 맞닿도록 상대 회전시키면서 상기 연마 대상을 연마시키는 단계;를 포함하고,
상기 연마 대상은 옥사이드 막, 텅스텐 막, 또는 이들의 복합막을 포함하고,
상기 연마층의 연마면은 조성물의 수소이온농도(pH)가 9.5 초과, 12 이하인 제1 조성물에 대하여 하기 식 1에 의하여 도출된 표면 제타 전위 값인 제1 표면 제타 전위(PZ1)를 갖고,
상기 연마층의 연마면은 조성물의 수소이온농도(pH)가 2 이상, 6 이하인 제2 조성물에 대하여 하기 식 1에 의하여 도출된 표면 제타 전위 값인 제2 표면 제타 전위(PZ2)를 가지며,
상기 연마층의 연마면은 조성물의 수소이온농도(pH)가 7.5 이상, 9.5 이하인 제3 조성물에 대하여 하기 식 1에 의하여 도출된 표면 제타 전위 값인 제3 표면 제타 전위(PZ3)를 갖고,
상기 제1 표면 제타 전위(PZ1) 중 적어도 하나, 상기 제2 표면 제타 전위(PZ2) 중 적어도 하나 및 상기 제3 표면 제타 전위(PZ3) 중 적어도 하나가 하기 식 2를 만족하는,
반도체 소자의 제조방법:
[식 1]
표면 제타 전위 = (-) 고정층의 제타 전위 + 조성물의 제타 전위
[식 2]
1 ≤ ≤ 5.
providing a polishing pad comprising an abrasive layer; and
Grinding the polishing object while relatively rotating so that the polishing surface of the polishing object is in contact with the polishing surface of the polishing layer;
The polishing object includes an oxide film, a tungsten film, or a composite film thereof,
The polishing surface of the polishing layer has a first surface zeta potential (PZ1), which is a surface zeta potential value derived by Equation 1 below with respect to a first composition having a hydrogen ion concentration (pH) of more than 9.5 and 12 or less,
The polishing surface of the polishing layer has a second surface zeta potential (PZ2), which is a surface zeta potential value derived by Equation 1 below with respect to a second composition having a hydrogen ion concentration (pH) of 2 or more and 6 or less,
The polishing surface of the polishing layer has a third surface zeta potential (PZ3), which is a surface zeta potential value derived by the following Equation 1 with respect to a third composition having a hydrogen ion concentration (pH) of 7.5 or more and 9.5 or less,
At least one of the first surface zeta potential (PZ1), at least one of the second surface zeta potential (PZ2), and at least one of the third surface zeta potential (PZ3) satisfy Equation 2 below,
A method of manufacturing a semiconductor device:
[Equation 1]
Surface zeta potential = (-) zeta potential of the fixed layer + zeta potential of the composition
[Equation 2]
1 ≤ ≤ 5.
상기 연마 대상을 연마시키는 단계에서,
상기 옥사이드 막 연마용 슬러리 및 상기 텅스텐 막 연마용 슬러리 중 어느 하나를 공급하는 단계; 또는
상기 옥사이드 막 연마용 슬러리 및 상기 텅스텐 막 연마용 슬러리를 순차적으로 연마면에 공급하는 단계를 더 포함하는,
반도체 소자의 제조방법. 8. The method of claim 7,
In the step of polishing the polishing object,
supplying one of the oxide film polishing slurry and the tungsten film polishing slurry; or
Further comprising the step of sequentially supplying the oxide film polishing slurry and the tungsten film polishing slurry to the polishing surface,
A method of manufacturing a semiconductor device.
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