特開 2022-90651 研磨パッド用シート、研磨パッド及び半導体素子の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022090651

(43)【公開日】2022-06-17

(54)【発明の名称】研磨パッド用シート、研磨パッド及び半導体素子の製造方法

(51)【国際特許分類】

   B24B 37/22 20120101AFI20220610BHJP

   B24B 37/24 20120101ALI20220610BHJP

   H01L 21/304 20060101ALI20220610BHJP

【ＦＩ】

B24B37/22

B24B37/24 A

H01L21/304 622F

【審査請求】有

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021198866

(22)【出願日】2021-12-07

(31)【優先権主張番号】10-2020-0169130

(32)【優先日】2020-12-07

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(71)【出願人】

【識別番号】505232852

【氏名又は名称】エスケーシー ソルミックス カンパニー，リミテッド

【氏名又は名称原語表記】ＳＫＣ ｓｏｌｍｉｃｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．

【住所又は居所原語表記】１０４３，Ｇｙｅｏｎｇｇｉ－ｄａｅｒｏ，Ｐｙｅｏｎｇｔａｅｋ－ｓｉ，Ｇｙｅｏｎｇｇｉ－ｄｏ １７７８４， Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ

(74)【代理人】

【識別番号】110001139

【氏名又は名称】ＳＫ弁理士法人

(74)【代理人】

【識別番号】100130328

【弁理士】

【氏名又は名称】奥野 彰彦

(74)【代理人】

【識別番号】100130672

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 寛之

(72)【発明者】

【氏名】ユン、ソンフン

(72)【発明者】

【氏名】キム、キョンファン

(72)【発明者】

【氏名】アン、ジェイン

(72)【発明者】

【氏名】ソ、ジャンウォン

【テーマコード（参考）】

3C158

5F057

【Ｆターム（参考）】

3C158AA07

3C158AA09

3C158AC04

3C158CB01

3C158CB03

3C158CB10

3C158DA12

3C158DA17

3C158EA11

3C158EB01

3C158EB06

3C158EB20

3C158EB22

3C158EB26

3C158EB28

3C158EB29

5F057AA03

5F057AA24

5F057BA15

5F057CA12

5F057DA03

5F057EB03

5F057EB05

(57)【要約】      （修正有）

【課題】適切な弾性及び高い耐久性をもとに、研磨パッドの積層構造に対して最適化した界面特性を有する研磨パッドを提供する。
【解決手段】研磨パッド用シートは、研磨層付着面である第１面；及び第１面の裏面である第２面を含み、第１面は、下記式１の値が４．２０～５．５０であることを特徴とする。［式１］

式１において、Ｓｖは、第１面の最大ピット高さ照度値であり、Ｓｚは、第１面の最大高さ照度値であり、Ｐは、研磨パッド用シートから横縦がそれぞれ２５ｍｍ大きさの試片を採取した後、無負荷の状態でダイヤルケージを測定した後、８５ｇの標準重りによる加圧後、３０秒経過時に、第１厚さＤ１を測定し、８００ｇの重りを追加した加圧条件設定後、３分経過時に、第２厚さＤ２を測定して計算された圧縮率である。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

研磨層付着面である第１面；及び前記第１面の裏面である第２面を含み、
前記第１面は、下記式１の値が４．２０～５．５０である、研磨パッド用シート。
［式１］

前記式１において、前記Ｓｖは、前記第１面の最大ピット高さ（Ｍａｘｉｍｕｍ ｐｉｔ ｈｅｉｇｈｔ）照度値であり、前記Ｓｚは、前記第１面の最大高さ（Ｍａｘｉｍｕｍ ｈｅｉｇｈｔ）照度値であり、前記Ｐは、前記研磨パッド用シートから横縦がそれぞれ２５ｍｍ大きさの試片を採取した後、無負荷の状態でダイヤルケージ（Ｄｉａｌ Ｇａｕｇｅ）を測定した後、８５ｇの標準重りによる加圧後、３０秒経過時に、第１厚さ（Ｄ１）を測定し、前記標準重りに８００ｇの重りを追加した加圧条件設定後、３分経過時に、第２厚さ（Ｄ２）を測定して（Ｄ１－Ｄ２）／Ｄ１×１００の式から計算された圧縮率（％）値である。

【請求項2】

前記第１面は、下記式２の値が０．１０～０．３５である、請求項１に記載の研磨パッド用シート。
［式２］

前記式２において、前記Ｓｖは、前記第１面の最大ピット高さ（Ｍａｘｉｍｕｍ ｐｉｔ ｈｅｉｇｈｔ）照度値であり、前記Ｓｚは、前記第１面の最大高さ（Ｍａｘｉｍｕｍ ｈｅｉｇｈｔ）照度値である。

【請求項3】

前記第１面は、下記式３の値が１．５０～２．５０である、請求項１に記載の研磨パッド用シート。
［式３］

前記式３において、前記Ｓａは、前記第１面の算術平均高さ（Ａｒｉｔｈｍｅｔｉｃａｌ ｍｅａｎ ｈｅｉｇｈｔ）照度値であり、前記Ｓｚは、前記第１面の最大高さ（Ｍａｘｉｍｕｍ ｈｅｉｇｈｔ）照度値であり、前記Ｐは、前記研磨パッド用シートから横縦がそれぞれ２５ｍｍ大きさの試片を採取した後、無負荷の状態でダイヤルケージ（Ｄｉａｌ Ｇａｕｇｅ）を測定した後、８５ｇの標準重りによる加圧後、３０秒経過時に、第１厚さ（Ｄ１）を測定し、前記標準重りに８００ｇの重りを追加した加圧条件設定後、３分経過時に、第２厚さ（Ｄ２）を測定して（Ｄ１－Ｄ２）／Ｄ１×１００の式から計算された圧縮率（％）値である。

【請求項4】

前記第１面は、下記式４の値が０．１０～０．２０である、請求項３に記載の研磨パッド用シート。
［式４］

前記式４において、前記Ｓａは、前記第１面の算術平均高さ（Ａｒｉｔｈｍｅｔｉｃａｌ ｍｅａｎ ｈｅｉｇｈｔ）照度値であり、前記Ｓｚは、前記第１面の最大高さ（Ｍａｘｉｍｕｍ ｈｅｉｇｈｔ）照度値である。

【請求項5】

繊維不織物及び前記繊維不織物に含浸された樹脂を含む第１層；及び
前記第１層の少なくとも一面上のコート層である第２層を含み、
前記第２層の前記第１層側と反対側面が前記第１面である、請求項１に記載の研磨パッド用シート。

【請求項6】

研磨層及びクッション層を含み、
前記クッション層は、研磨パッド用シートに由来し、
前記研磨パッド用シートは、研磨層付着面である第１面；及び前記第１面の裏面である第２面を含み、
前記第１面は、下記式１の値が４．２０～５．５０であり、
前記研磨層付着面の前記研磨層に対する接着力は、８．００ｋｇｆ／２５ｍｍ以上である、研磨パッド：
［式１］

前記式１において、前記Ｓｖは、前記第１面の最大ピット高さ（Ｍａｘｉｍｕｍ ｐｉｔ ｈｅｉｇｈｔ）照度値であり、前記Ｓｚは、前記第１面の最大高さ（Ｍａｘｉｍｕｍ ｈｅｉｇｈｔ）照度値であり、前記Ｐは、前記研磨パッド用シートから横縦がそれぞれ２５ｍｍ大きさの試片を採取した後、無負荷の状態でダイヤルケージ（Ｄｉａｌ Ｇａｕｇｅ）を測定した後、８５ｇの標準重りによる加圧後、３０秒経過時に、第１厚さ（Ｄ１）を測定し、前記標準重りに８００ｇの重りを追加した加圧条件設定後、３分経過時に、第２厚さ（Ｄ２）を測定して（Ｄ１－Ｄ２）／Ｄ１×１００の式から計算された圧縮率（％）値である。

【請求項7】

前記研磨層の密度と前記クッション層の密度との差が０．３０ｇ／ｃｍ^３～０．５０ｇ／ｃｍ^３である、請求項６に記載の研磨パッド。

【請求項8】

全積層構造に対して、横縦がそれぞれ２５ｍｍ大きさの試片を採取した後、無負荷の状態でダイヤルケージ（Ｄｉａｌ Ｇａｕｇｅ）を測定した後、８５ｇの標準重りによる加圧後、３０秒経過時に、第１厚さ（Ｄ１）を測定し、８００ｇの重りを追加した加圧条件設定後、３分経過時に、第２厚さ（Ｄ２）を測定して（Ｄ１－Ｄ２）／Ｄ１×１００の式から計算された圧縮率（％）値が、１．０％～１．５％である、請求項６に記載の研磨パッド。

【請求項9】

研磨層及びクッション層を含む研磨パッドを提供するステップ；及び
前記研磨層の研磨面に研磨対象の被研磨面が当接するように配置した後、加圧条件下で互いに相対回転させながら前記研磨対象を研磨させるステップ；を含み、
前記研磨対象は、半導体基板を含み、
前記クッション層は、研磨パッド用シートに由来し、
前記研磨パッド用シートは、研磨層付着面である第１面；及び前記第１面の裏面である第２面を含み、
前記第１面は、下記式１の値が４．２０～５．５０であり、
前記研磨層付着面の前記研磨層に対する接着力は、８．００ｋｇｆ／２５ｍｍ以上である、半導体素子の製造方法。
［式１］

前記式１において、前記Ｓｖは、前記第１面の最大ピット高さ（Ｍａｘｉｍｕｍ ｐｉｔ ｈｅｉｇｈｔ）照度値であり、前記Ｓｚは、前記第１面の最大高さ（Ｍａｘｉｍｕｍ ｈｅｉｇｈｔ）照度値であり、前記Ｐは、前記研磨パッド用シートから横縦がそれぞれ２５ｍｍ大きさの試片を採取した後、無負荷の状態でダイヤルケージ（Ｄｉａｌ Ｇａｕｇｅ）を測定した後、８５ｇの標準重りによる加圧後、３０秒経過時に、第１厚さ（Ｄ１）を測定し、前記標準重りに８００ｇの重りを追加した加圧条件設定後、３分経過時に、第２厚さ（Ｄ２）を測定して（Ｄ１－Ｄ２）／Ｄ１×１００の式から計算された圧縮率（％）値である。

【請求項10】

前記研磨対象の被研磨面が、前記研磨層の研磨面に加圧される荷重が０．０１ｐｓｉ～２０ｐｓｉである、請求項９に記載の半導体素子の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

研磨工程に適用されるパッドの一構成である研磨パッド用シートに関するものであり、このような研磨パッド用シートを用いた研磨パッドに関するものである。また、このような研磨パッドを適用した半導体素子の製造方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

化学機械的平坦化（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｌａｎａｒｉｚａｔｉｏｎ、ＣＭＰ）または化学機械的研磨（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ、ＣＭＰ）工程は、様々な技術分野で様々な目的に応じて行われることができる。ＣＭＰ工程は、研磨対象の所定の研磨面を対象として行われ、研磨面の平坦化、凝集した物質の除去、結晶格子損傷の解消、スクラッチ及び汚染源の除去などの目的で行われることができる。

【0003】

半導体工程のＣＭＰ工程技術の分類は、研磨対象膜質または研磨後の表面の形状によって区分することができる。例えば、研磨対象膜質によって単一シリコーン（ｓｉｎｇｌｅ ｓｉｌｉｃｏｎ）またはポリシリコーン（ｐｏｌｙ ｓｉｌｉｃｏｎ）に分けることができ、不純物の種類によって区分される様々な酸化膜またはタングステン（Ｗ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、ルテニウム（Ｒｕ）、タンタル（Ｔａ）などの金属膜ＣＭＰ工程に分類することができる。そして、研磨後の表面の形状によって、基板表面の粗さを緩和させる工程、多層回路配線によって生じる段差を平坦化する工程、研磨後の回路配線を選択的に形成するための素子分離工程に分類することができる。

【0004】

ＣＭＰ工程は、半導体素子の製造過程で複数適用することができる。半導体素子の場合、複数の層を含み、各層ごとに複雑かつ微細な回路パターンを含む。また、最近、半導体素子は、個別的なチップの大きさは小さくなり、各層のパターンはより複雑かつ微細になる方向に進化している。これによって、半導体素子を製造する過程で、回路配線の平坦化の目的だけでなく、回路配線の分離及び配線表面の改善の応用などにＣＭＰ工程の目的が広がり、その結果、より精巧で信頼性のあるＣＭＰ性能が求められている。

【0005】

このようなＣＭＰ工程に使用される研磨パッドは、摩擦を通じて研磨面を求められる水準に加工する工程用部品であって、研磨後の研磨対象の厚さ均一度、研磨面の平坦度及び研磨品質などにおいて最も重要な要素のうち一つとして挙げられる。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

一具現例において、研磨パッドに適用され、適切な弾性及び高い耐久性を具現することができ、これを通じて、安定した研磨工程が可能な研磨パッド用シートを提供しようとする。

【0007】

他の具現例において、前記研磨パッド用シートを適用した研磨パッドであって、研磨層とクッション層との間の界面特性が、研磨パッドの全体としての研磨性能の具現において最適化した物性として発現し、長期間の湿潤環境での研磨過程中にも損傷することなく機能の具現が可能であり、研磨率などの本来の機能も優秀に具現することができる研磨パッドを提供しようとする。

【0008】

別の具現例において、前記研磨パッドを適用することによって、半導体基板の研磨において高い工程効率を示し、最終研磨結果において、前記半導体基板の被研磨面が適正の研磨率及び最低水準の欠陥と優れた研磨平坦度を示す半導体素子の製造方法を提供しようとする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

一具現例において、研磨層付着面である第１面；及び前記第１面の裏面である第２面を含み、前記第１面は、下記式１の値が４．２０～５．５０である研磨パッド用シートを提供する。

【0010】

［式１］

【0011】

前記式１において、前記Ｓｖは、前記第１面の最大ピット高さ（Ｍａｘｉｍｕｍ ｐｉｔ ｈｅｉｇｈｔ）照度値であり、前記Ｓｚは、前記第１面の最大高さ（Ｍａｘｉｍｕｍ ｈｅｉｇｈｔ）照度値であり、前記Ｐは、前記研磨パッド用シートから横縦がそれぞれ２５ｍｍ大きさの試片を採取した後、無負荷の状態でダイヤルケージ（Ｄｉａｌ Ｇａｕｇｅ）を測定した後、８５ｇの標準重りによる加圧後、３０秒経過時に、第１厚さ（Ｄ１）を測定し、前記標準重りに８００ｇの重りを追加した加圧条件設定後、３分経過時に、第２厚さ（Ｄ２）を測定して（Ｄ１－Ｄ２）／Ｄ１×１００の式から計算された圧縮率（％）値である。

【0012】

前記第１面は、下記式２の値が０．１０～０．３５である条件をさらに満足することができる。

【0013】

［式２］

【0014】

前記第１面は、下記式３の値が１．５０～２．５０である条件をさらに満足することができる。

【0015】

［式３］

【0016】

前記式３において、前記Ｓａは、前記第１面の算術平均高さ（Ａｒｉｔｈｍｅｔｉｃａｌ ｍｅａｎ ｈｅｉｇｈｔ）照度値であり、前記Ｓｚは、前記第１面の最大高さ（Ｍａｘｉｍｕｍ ｈｅｉｇｈｔ）照度値であり、前記Ｐは、前記研磨パッド用シートから横縦がそれぞれ２５ｍｍ大きさの試片を採取した後、無負荷の状態でダイヤルケージ（Ｄｉａｌ Ｇａｕｇｅ）を測定した後、８５ｇの標準重りによる加圧後、３０秒経過時に、第１厚さ（Ｄ１）を測定し、前記標準重りに８００ｇの重りを追加した加圧条件設定後、３分経過時に、第２厚さ（Ｄ２）を測定して（Ｄ１－Ｄ２）／Ｄ１×１００の式から計算された圧縮率（％）値である。

【0017】

前記第１面は、下記式４の値が０．１０～０．２０である条件をさらに満足することができる。

【0018】

［式４］

【0019】

他の具現例において、研磨層及びクッション層を含み、前記クッション層は、研磨パッド用シートに由来し、前記研磨パッド用シートは、研磨層付着面である第１面；及び前記第１面の裏面である第２面を含み、前記第１面は、下記式１の値が４．２０～５．５０であり、前記研磨層付着面の前記研磨層に対する接着力は、８．００ｋｇｆ／２５ｍｍ以上である研磨パッドを提供する。

【0020】

［式１］

【0021】

前記式１において、前記Ｓｖは、前記第１面の最大ピット高さ（Ｍａｘｉｍｕｍ ｐｉｔ ｈｅｉｇｈｔ）照度値であり、前記Ｓｚは、前記第１面の最大高さ（Ｍａｘｉｍｕｍ ｈｅｉｇｈｔ）照度値であり、前記Ｐは、前記研磨パッド用シートから横縦がそれぞれ２５ｍｍ大きさの試片を採取した後、無負荷の状態でダイヤルケージ（Ｄｉａｌ Ｇａｕｇｅ）を測定した後、８５ｇの標準重りによる加圧後、３０秒経過時に、第１厚さ（Ｄ１）を測定し、前記標準重りに８００ｇの重りを追加した加圧条件設定後、３分経過時に、第２厚さ（Ｄ２）を測定して（Ｄ１－Ｄ２）／Ｄ１×１００の式から計算された圧縮率（％）値である。

【0022】

別の具現例において、研磨層及びクッション層を含む研磨パッドを提供するステップ；及び前記研磨層の研磨面に研磨対象の被研磨面が当接するように配置した後、加圧条件下で互いに相対回転させながら前記研磨対象を研磨させるステップ；を含み、前記研磨対象は、半導体基板を含み、前記クッション層は、研磨パッド用シートに由来し、前記研磨パッド用シートは、研磨層付着面である第１面；及び前記第１面の裏面である第２面を含み、前記第１面は、下記式１の値が４．２０～５．５０であり、前記研磨層付着面の前記研磨層に対する接着力は、８．００ｋｇｆ／２５ｍｍ以上である、半導体素子の製造方法を提供する。

【0023】

［式１］

【0024】

前記式１において、前記Ｓｖは、前記第１面の最大ピット高さ（Ｍａｘｉｍｕｍ ｐｉｔ ｈｅｉｇｈｔ）照度値であり、前記Ｓｚは、前記第１面の最大高さ（Ｍａｘｉｍｕｍ ｈｅｉｇｈｔ）照度値であり、前記Ｐは、前記研磨パッド用シートから横縦がそれぞれ２５ｍｍ大きさの試片を採取した後、無負荷の状態でダイヤルケージ（Ｄｉａｌ Ｇａｕｇｅ）を測定した後、８５ｇの標準重りによる加圧後、３０秒経過時に、第１厚さ（Ｄ１）を測定し、前記標準重りに８００ｇの重りを追加した加圧条件設定後、３分経過時に、第２厚さ（Ｄ２）を測定して（Ｄ１－Ｄ２）／Ｄ１×１００の式から計算された圧縮率（％）値である。

【発明の効果】

【0025】

前記研磨パッド用シートは、研磨パッドに適用され、適切な弾性及び高い耐久性を具現することができ、これを通じて、安定した研磨工程が可能である。

【0026】

前記研磨パッドは、前記研磨パッド用シートを適用した研磨パッドであって、研磨層とクッション層との間の界面特性が、研磨パッドの全体としての研磨性能の具現において最適化した物性として発現し、長期間の湿潤環境での研磨過程中にも損傷することなく機能の具現が可能であり、研磨率などの本来の機能も優秀に具現することができる。

【0027】

前記半導体素子の製造方法は、前記研磨パッドを適用することによって、半導体基板の研磨において高い工程効率を示し、最終研磨結果において、前記半導体基板の被研磨面が適正の研磨率及び最低水準の欠陥と優れた研磨平坦度を示すことができる。

【図面の簡単な説明】

【0028】

【図1】一具現例に係る研磨パッド用シートの一断面において第１面の一部分の拡大図を概略的に図示したものである。

【図2】一具現例に係る研磨パッド用シートの断面図を概略的に図示したものである。

【図3】一具現例に係る研磨パッドの断面図を概略的に図示したものである。

【図4】一具現例に係る半導体素子の製造方法を概略的に図示した模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0029】

本発明の利点及び特徴、並びにそれらを達成する方法は、後述する実施例を参照すれば明確になるはずである。しかし、本発明は、以下で開示している実施例に限定されるものではなく、互いに異なる様々な形態に具現することができ、但し、本実施例は、本発明の開示が完全となるようにするものであり、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者に発明の範疇を完全に知らせるために提供されるものであり、本発明は、請求項の範疇によって定義されるのみである。

【0030】

図面において、複数の層及び領域を明確に表現するために厚さを拡大して示している。そして、図面において、説明の便宜のために、一部の層及び領域の厚さを誇張して示している。明細書全体にかけて同一の参照符号は、同一の構成要素を指称する。

【0031】

また、本明細書において、層、膜、領域、板などの部分が、他の部分の「上に」または「上部に」あるというとき、これは、他の部分の「真上に」ある場合だけでなく、その中間に別の部分がある場合も含む。逆に、ある部分が他の部分の「真上に」あるというときには、中間に他の部分がないことを意味する。併せて、層、膜、領域、板などの部分が、他の部分の「下に」または「下部に」あるというとき、これは、他の部分の「真下に」ある場合だけでなく、その中間に別の部分がある場合も含む。逆に、ある部分が他の部分の「真下に」あるというときには、中間に他の部分がないことを意味する。

【0032】

一具現例において、研磨層付着面である第１面；及び前記第１面の裏面である第２面を含み、前記第１面は、下記式１の値が４．２０～５．５０である研磨パッド用シートを提供する。

【0033】

［式１］

【0034】

前記式１において、前記Ｓｖは、前記第１面の最大ピット高さ（Ｍａｘｉｍｕｍ ｐｉｔ ｈｅｉｇｈｔ）照度値であり、前記Ｓｚは、前記第１面の最大高さ（Ｍａｘｉｍｕｍ ｈｅｉｇｈｔ）照度値であり、前記Ｐは、前記研磨パッド用シートから横縦がそれぞれ２５ｍｍ大きさの試片を採取した後、無負荷の状態でダイヤルケージ（Ｄｉａｌ Ｇａｕｇｅ）を測定した後、８５ｇの標準重りによる加圧後、３０秒経過時に、第１厚さ（Ｄ１）を測定し、前記標準重りに８００ｇの重りを追加した加圧条件設定後、３分経過時に、第２厚さ（Ｄ２）を測定して（Ｄ１－Ｄ２）／Ｄ１×１００の式から計算された圧縮率（％）値である。

【0035】

図１は、前記研磨パッド用シートの一断面において、前記第１面の一部分の拡大図を概略的に図示したものである。図１を参照すると、前記研磨パッド用シート（１０）は、第１面（１１）を含み、前記第１面の表面は、不規則的な高低のピーク（Ｐｅａｋ）とバレー（Ｖａｌｌｅｙ）とが連続した表面構造を有する。前記ピーク（＋）と前記バレー（－）との和が０（ｚｅｒｏ）となる平面を基準平面（Ｐ）とするとき、前記基準平面から最大深さを有するバレーの頂点までの直線距離値（Ｖ）を前記Ｓｖ値とする。また、最大深さを有するバレーの頂点から最大高さを有するピークの頂点までの直線距離値（Ｔ）を前記Ｓｚ値とする。前記Ｓｖ及び前記Ｓｚは、３次元表面照度測定値であって、図１に図示されたものは、説明の便宜のために２次元に表現したものであるだけである。

【0036】

前記Ｐは、前記研磨パッド用シートから横縦がそれぞれ２５ｍｍ大きさの試片を採取した後、無負荷の状態でダイヤルケージ（Ｄｉａｌ Ｇａｕｇｅ）を測定した後、８５ｇの標準重りによる加圧後、３０秒経過時に、第１厚さ（Ｄ１）を測定し、前記標準重りに８００ｇの重りを追加した加圧条件設定後、３分経過時に、第２厚さ（Ｄ２）を測定して（Ｄ１－Ｄ２）／Ｄ１×１００の式から計算された圧縮率（％）値である。前記研磨パッド用シートは、弾性を有するシートであって、所定の加圧条件下で圧縮したとき、最初厚さに対する最終厚さが小さくなる。

【0037】

一具現例において、前記研磨パッド用シートは、半導体製造中の研磨工程に使用される研磨パッドの一つの層として適用することができる。最近、半導体構造が微細かつ複雑になるにつれて半導体製造過程での研磨工程は、精巧なコントロール（ｃｏｎｔｒｏｌ）が求められる。したがって、これに適用される研磨パッドの物理的及び／または機械的物性の微細な変化によっても研磨結果が大いに変わることがある。本発明者は、前記第１面の３次元表面照度の中で、Ｓｚに対するＳｖの割合と前記研磨パッド用シートの圧縮率との相関関係が前記式１を満足する場合、前記研磨パッド用シートが適用された研磨パッドを半導体工程の研磨工程に適用する場合、優れた研磨性能を具現するということを明かした。

【0038】

図１を参照すると、前記基準平面（Ｐ）から最大高さを有するピークの頂点までの直線距離値（Ａ）は、最大ピーク高さ（Ｍａｘｉｍｕｍ ｐｅａｋ ｈｅｉｇｈｔ、Ｓｐ）値として定義される。実質的に、前記Ｓｚは、前記Ｓｖの絶対値と前記Ｓｐの絶対値との和である。このとき、前記式１で前記Ｓｚに対する前記Ｓｖの絶対値の割合は、最大底点から最大高点までの直線距離（Ｔ）全体の中で、前記基準平面（Ｐ）から前記最大底点までの直線距離値（Ｖ）の割合であり、これは、前記Ｓｚに対する前記Ｓｐの割合に比べて、前記研磨パッド用シートの応用を考慮したの面で、さらに大きい技術的意味を有する。

【0039】

具体的に、前記研磨パッド用シートは、前記第１面側に研磨層が積層された構造の研磨パッドに応用することができる。すなわち、前記第１面は、研磨層付着面として機能することができる。前記第１面の前記Ｓｚに対する前記Ｓｖの絶対値の割合が適正の割合を満足する場合、前記研磨パッド用シートが前記第１面を界面として研磨層に付着して適用されるとき、優れた界面付着性を確保することができ、半導体研磨過程で前記研磨層を介して加えられる外圧に対する適切な緩衝作用を具現することができる。さらには、前記研磨パッド用シートが前記Ｓｚに対する前記Ｓｖの絶対値の割合と圧縮率との相関関係で前記式１の値が前述の範囲を満足する場合、このような技術的利点を極大化できる。

【0040】

より具体的に、前記研磨パッド用シートは、前記第１面の前記式１の値が、約４．２０～約５．５０、例えば、約４．２０～約５．５０、例えば、約４．２０～４．６０、例えば、約４．２０～約４．４５であってもよい。

【0041】

一具現例において、前記研磨パッド用シートの前記第１面は、下記式２の値が０．１０～０．３５である条件をさらに満足することができる。

【0042】

［式２］

【0043】

前述のように、前記Ｓｚに対する前記Ｓｖの絶対値の割合が有する技術的意義を考慮すると、具体的に、この値が前記範囲を満足する場合、より有利である。

【0044】

より具体的に、前記研磨パッド用シートの前記式２の値は、約０．１０～約０．３５、例えば、約０．１５～約０．３５、例えば、約０．１５～約０．３０、例えば、約０．２０～約０．３５であってもよい。

【0045】

一具現例において、前記研磨パッド用シートの前記第１面は、下記式３の値が１．５０～２．５０である条件をさらに満足することができる。

【0046】

［式３］

【0047】

前記式３において、前記Ｓａは、前記第１面の算術平均高さ（Ａｒｉｔｈｍｅｔｉｃａｌ ｍｅａｎ ｈｅｉｇｈｔ）照度値であり、前記Ｓｚは、前記第１面の最大高さ（Ｍａｘｉｍｕｍ ｈｅｉｇｈｔ）照度値であり、前記Ｐは、前記研磨パッド用シートから横縦がそれぞれ２５ｍｍ大きさの試片を採取した後、無負荷の状態でダイヤルケージ（Ｄｉａｌ Ｇａｕｇｅ）を測定した後、８５ｇの標準重りによる加圧後、３０秒経過時に、第１厚さ（Ｄ１）を測定し、前記標準重りに８００ｇの重りを追加した加圧条件設定後、３分経過時に、第２厚さ（Ｄ２）を測定して（Ｄ１－Ｄ２）／Ｄ１×１００の式から計算された圧縮率（％）値である。

【0048】

図１を参照すると、前記Ｓａは、前記第１面中の複数のピークに対して前記基準平面（Ｐ）から各ピークの頂点までの直線距離の算術平均値を意味する。前記Ｓｚに対する前記Ｓａの値の割合と前記研磨パッド用シートの圧縮率との相関関係が前記範囲を満足する場合、前記研磨パッド用シートは目的とする技術的性能を全面積にかけて確保できるという利点を有する。前記研磨パッド用シートの前記第１面が局所的に過度に異なる構造を有することによって、それに相応する物理的／機械的物性を示すならば、前記研磨パッド用シートが適用された研磨パッドを用いた研磨工程中に半導体基板上にスクラッチ（Ｓｃｒａｔｃｈ）などの欠陥（Ｄｅｆｅｃｔ）を生じさせる原因となり得る。一具現例に係る前記研磨パッド用シートが前記式１の条件に加えて前記式３の条件をさらに満足することによって、前記式１によって達成する技術的効果を全面積にかけて均等に具現できるという利点を有する。

【0049】

より具体的に、前記研磨パッド用シートは、前記式３の値が、約１．５０～約２．５０、例えば、約１．５０～約２．４５、例えば、約１．６０～約２．４５、例えば、約１．８０～約２．４５、例えば、約１．８５～約２．４５であってもよい。

【0050】

一具現例において、前記研磨パッド用シートは、下記式４値が０．１０～０．２０である条件をさらに満足することができる。

【0051】

［式４］

【0052】

前述のように、前記Ｓｚに対する前記Ｓａの割合が有する技術的意義を考慮すると、具体的に、この値が前記範囲を満足する場合、より有利である。

【0053】

より具体的に、前記研磨パッド用シートは、前記式４の値が、約０．１０～約０．２０、例えば、約０．１１～約０．１８であってもよい。

【0054】

一具現例において、前記研磨パッド用シートは、繊維不織物及び前記繊維不織物に含浸された樹脂を含む第１層；及び前記第１層の少なくとも一面上のコート層である第２層を含んでもよい。

【0055】

図２は、一具現例に係る前記研磨パッド用シート（１０）の断面を概略的に図示したものである。図２を参照すると、前記研磨パッド用シートは、前記第１層（１０１）及び前記第２層（１０２）を含み、前記第２層（１０２）の前記第１層（１０１）側と反対側の表面が前記第１面（１１）であってもよい。また、前記第１層（１０１）の前記第２層（１０２）側と反対側の表面が前記第２面（１２）であってもよい。

【0056】

前記繊維不織物は、例えば、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維、ポリプロピレン繊維、ポリエチレン繊維及びこれらの組み合わせからなる群より選択された一つを含んでもよい。

【0057】

前記樹脂は、例えば、ポリウレタン樹脂、ポリブタジエン樹脂、スチレン－ブタジエン共重合樹脂、スチレン－ブタジエン－スチレン共重合樹脂、アクリロニトリル－ブタジエン共重合樹脂、スチレン－エチレン－ブタジエン－スチレン共重合樹脂、シリコーンゴム樹脂、ポリエステル系エラストマー樹脂、ポリアミド系エラストマー樹脂及びこれらの組み合わせからなる群より選択された一つを含んでもよい。

【0058】

前記コート層は、例えば、ポリウレタン樹脂を含んでもよい。前記ポリウレタン樹脂は、例えば、２，４－トルエンジイソシアネート（２，４－ｔｏｌｕｅｎｅｄｉｉｓｏｃｙａｎａｔｅ、２，４－ＴＤＩ）、２，６－トルエンジイソシアネート（２，６－ｔｏｌｕｅｎｅｄｉｉｓｏｃｙａｎａｔｅ、２，６－ＴＤＩ）４，４'－ジシクロへキシルメタンジイソシアネート（４，４'－ｄｉｃｙｃｌｏｈｅｘｙｌｍｅｔｈａｎｅｄｉｉｓｏｃｙａｎａｔｅ、Ｈ_１２ＭＤＩ）、メチレンジフェニルジイソシアネート（Ｍｅｔｈｙｌｅｎｅｄｉｐｈｅｎｙｌｄｉｉｓｏｃｙａｎａｔｅ、ＭＤＩ）及びこれらの組み合わせからなる群より選択された一つを含むジイソシアネート成分；及びポリテトラメチレンエテルグリコール（ＰＴＭＧ）、ポリプロピレンエテルグリコール（ＰＥＧ）、エチレングリコール（ＥＧ）、ブタンジオール（ＢＧ）及びこれらの組み合わせからなる群より選択された一つを含むジオール成分の反応生成物を含んでもよい。

【0059】

一具現例において、前記第１層に対する前記第２層の厚さ比は、約１：０．０８～約１：０．２５であってもよいし、例えば、約１：０．０８～約１：０．２０であってもよい。前記厚さ比は、前記第１層及び前記第２層のそれぞれの平均厚さの割合で表し、前記厚さ比が、このような範囲を満足する場合、前記第１面が研磨層付着面として機能するとき、優れた付着性を具現することができ、前記研磨パッド用シートが適用された研磨パッドの寿命が長くなるという利点を確保することができる。また、前記研磨パッド用シートが前記式１の値を前述の範囲内で満足するように調節するのに有利であり、これを通じて、前記式１の値に相応する優れた機械的物性を確保することができる。

【0060】

前記研磨パッド用シートは、前記第１面を対象として測定した表面硬度がアスカーＣ（Ａｓｋｅｒ Ｃ）硬度を基準として約６０～約９０であってもよいし、例えば、約６０～約８０であってもよいし、例えば、約６０～約７５であってもよい。前記研磨パッド用シートが前記式１の値を所定の範囲で満足すると共に、このような範囲の表面硬度を有する場合、前記研磨パッド用シートを適用した研磨パッドの結果的研磨性能のうち、特に欠陥防止の効果の具現に有利である。

【0061】

前記研磨パッド用シートは、密度が約０．３００ｇ／ｃｍ^３～約０．８００ｇ／ｃｍ^３であってもよいし、例えば、約０．４００ｇ／ｃｍ^３～約０．７００ｇ／ｃｍ^３であってもよいし、例えば、約０．４００ｇ／ｃｍ^３～約０．６５０ｇ／ｃｍ^３であってもよい。前記研磨パッド用シートが前記式１の値を所定の範囲で満足すると共に、このような範囲の密度を有する場合、前記研磨パッド用シートを適用した研磨パッドが研磨工程中に半導体基板に対して適切な弾性力を提供することができ、このような弾性力基盤の緩衝作用によって前記半導体基板の全体としての研磨平坦度が向上し、欠陥防止性能が極大化できる。

【0062】

以下、前記研磨パッド用シートの製造方法について、詳細に説明することにする。

【0063】

前記研磨パッド用シートは、繊維不織物を製造するステップ；前記繊維不織物に樹脂を含浸した後、乾燥または硬化してシートを製造するステップ；及び前記シートが前記式１の値を４．２０～５．５０の範囲で満足するように加工処理するステップを含む製造方法を通じて製造することができる。

【0064】

前記繊維不織物は、織造されていない繊維構造体を意味する。前記繊維不織物を製造するステップは、湿式製造工程または乾式製造工程を適用することができる。例えば、前記繊維不織物を製造するステップは、スパンボンド（ｓｐｕｎ－ｂｏｎｄｅｄ）工法、スパンレース（ｓｐｕｎｌａｃｅ）工法、メルトブローン（ｍｅｌｔ－ｂｌｏｗｎ）工法、熱融着（ｔｈｅｒｍａｌｌｙ－ｂｏｎｄｅｄ）工法、梳綿技法（ｃａｒｄｉｎｇ）、エアーレイ法（ａｉｒ－ｌａｙ）、ニードルパンチ（ｎｅｅｄｌｅ ｐｕｎｃｈｉｎｇ）工法、ステッチボンド（ｓｔｉｔｃHｂｏｎｄｅｄ）工法及びこれらの組み合わせからなる群より選択された一つの工法を適用してもよいが、ここに制限されるものではない。

【0065】

前記繊維不織物は、例えば、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維、ポリプロピレン繊維、ポリエチレン繊維及びこれらの組み合わせからなる群より選択された一つを含んでもよい。

【0066】

前記繊維不織物に樹脂を含浸する方法には、例えば、含浸法、スプレー（ｓｐｒａｙ）法、泡法、プリント（ｐｒｉｎｔ）法及びこれらの組み合わせからなる群より選択された一つの工法を適用してもよいが、ここに制限されるものではない。

【0067】

前記繊維不織物の含浸のための樹脂は、例えば、ポリウレタン樹脂、ポリブタジエン樹脂、スチレン－ブタジエン共重合樹脂、スチレン－ブタジエン－スチレン共重合樹脂、アクリロニトリル－ブタジエン共重合樹脂、スチレン－エチレン－ブタジエン－スチレン共重合樹脂、シリコーンゴム樹脂、ポリエステル系エラストマー樹脂、ポリアミド系エラストマー樹脂及びこれらの組み合わせからなる群より選択された一つを含んでもよい。

【0068】

前記シートが前記式１の値を所定の範囲で満足するように加工処理するステップは、前記シートの少なくとも一面上に樹脂をコートする方法で行われてもよい。

【0069】

前記コート方法は、乾式法または湿式法が適用されてもよいし、例えば、ブレード（ｂｌａｄｅ）コート法、ナイフ（ｋｎｉｆｅ）コート法、エアドクター（ａｉｒ ｄｏｃｔｏｒ）コート法、ロール（ｒｏｌｌ）コート法、グラビア（ｇｒａｖｕｒｅ）コート法及びこれらの組み合わせからなる群より選択された一つの工法を適用してもよいが、ここに制限されるものではない。

【0070】

前記コートのための樹脂は、例えば、ポリウレタン樹脂、ポリブタジエン樹脂、スチレン－ブタジエン共重合樹脂、スチレン－ブタジエン－スチレン共重合樹脂、アクリロニトリル－ブタジエン共重合樹脂、スチレン－エチレン－ブタジエン－スチレン共重合樹脂、シリコーンゴム樹脂、ポリエステル系エラストマー樹脂、ポリアミド系エラストマー樹脂及びこれらの組み合わせからなる群より選択された一つを含んでもよい。

【0071】

前記コートのための樹脂は、例えば、ポリウレタン樹脂を含んでもよい。前記ポリウレタン樹脂は、例えば、２，４－トルエンジイソシアネート（２，４－ｔｏｌｕｅｎｅｄｉｉｓｏｃｙａｎａｔｅ、２，４－ＴＤＩ）、２，６－トルエンジイソシアネート（２，６－ｔｏｌｕｅｎｅｄｉｉｓｏｃｙａｎａｔｅ、２，６－ＴＤＩ）、４，４'－ジシクロへキシルメタンジイソシアネート（４，４'－ｄｉｃｙｃｌｏｈｅｘｙｌｍｅｔｈａｎｅｄｉｉｓｏｃｙａｎａｔｅ、Ｈ_１２ＭＤＩ）、メチレンジフェニルジイソシアネート（Ｍｅｔｈｙｌｅｎｅｄｉｐｈｅｎｙｌｄｉｉｓｏｃｙａｎａｔｅ、ＭＤＩ）及びこれらの組み合わせからなる群より選択された一つを含むジイソシアネート成分；及びポリテトラメチレンエテルグリコール（ＰＴＭＧ）、ポリプロピレンエテルグリコール（ＰＥＧ）、エチレングリコール（ＥＧ）、ブタンジオール（ＢＧ）及びこれらの組み合わせからなる群より選択された一つを含むジオール成分の反応生成物を含んでもよい。

【0072】

他の具現例において、研磨層及びクッション層を含み、前記クッション層は、研磨パッド用シートに由来し、前記研磨パッド用シートは、研磨層付着面である第１面；及び前記第１面の裏面である第２面を含み、前記第１面は、下記式１の値が４．２０～５．５０であり、前記第１面の前記研磨層に対する接着力が８．００ｋｇｆ／２５ｍｍ以上である研磨パッドを提供する。

【0073】

［式１］

【0074】

前記式１において、前記Ｓｖは、前記第１面の最大ピット高さ（Ｍａｘｉｍｕｍ ｐｉｔ ｈｅｉｇｈｔ）照度値であり、前記Ｓｚは、前記第１面の最大高さ（Ｍａｘｉｍｕｍ ｈｅｉｇｈｔ）照度値であり、前記Ｐは、前記研磨パッド用シートから横縦がそれぞれ２５ｍｍ大きさの試片を採取した後、無負荷の状態でダイヤルケージ（Ｄｉａｌ Ｇａｕｇｅ）を測定した後、８５ｇの標準重りによる加圧後、３０秒経過時に、第１厚さ（Ｄ１）を測定し、８００ｇの重りを追加した加圧条件設定後、３分経過時に、第２厚さ（Ｄ２）を測定して（Ｄ１－Ｄ２）／Ｄ１×１００の式から計算された圧縮率（％）値である。

【0075】

前記研磨パッド用シートに関する全ての事項は、前述した通りである。すなわち、前記研磨パッド用シートに関して前述した具体的事項及びこれの技術的利点は、前記研磨パッドについて全て統合適用される。前記第１面の前記式１の値が前述の範囲を満足する研磨パッド用シートを前記クッション層に適用することによって、前記研磨層と前記クッション層との間の界面付着性を大きく向上することができ、前記研磨層を介して伝達する外圧に対する前記クッション層の緩衝作用と支持作用を共に優秀に具現することができる。

【0076】

前記第１面の前記研磨層に対する接着力が約８．００ｋｇｆ／２５ｍｍであってもよいし、例えば、約８．００ｋｇｆ／２５ｍｍ～約２０．００ｋｇｆ／２５ｍｍであってもよいし、例えば、約９．００ｋｇｆ／２５ｍｍ～約１５．００ｋｇｆ／２５ｍｍであってもよいし、例えば、約１０．００ｋｇｆ／２５ｍｍ～約１５．００ｋｇｆ／２５ｍｍであってもよいし、例えば、約１１．００ｋｇｆ／２５ｍｍ～約１５．００ｋｇｆ／２５ｍｍであってもよい。前記クッション層と前記研磨層との界面接着力が、このような範囲を満足することによって、前記研磨パッドの長期耐久性が向上し、数十時間の間持続する湿潤環境での研磨工程中にバブル（ｂｕｂｂｌｅ）の発生や引き裂かれがなく、優れた機械的剛性を具現することができる。

【0077】

図３は、一具現例に係る前記研磨パッド（１００）の断面図を概略的に図示したものである。図３を参照すると、前記研磨パッド（１００）は、研磨層（２０）及びクッション層を含み、前記クッション層は、前記研磨パッド用シート（１０）に由来したことを特徴とする。前記クッション層が前記研磨パッド用シート（１０）に由来することによって前記第１層（１０１）及び前記第２層（１０２）を含んでもよい。前記第１層（１０１）及び前記第２層（１０２）に関する事項は、前記研磨パッド用シートに関連して前述した通りである。

【0078】

一具現例において、前記研磨パッド（１００）は、前記研磨層（２０）と前記クッション層との付着の媒介となる第１接着層（３０）をさらに含んでもよい。

【0079】

前記第１接着層（３０）は、例えば、熱融着（ｈｅａｔ ｓｅａｌｉｎｇ）接着剤を含んでもよい。具体的に、前記第１接着層（３０）は、ウレタン系接着剤、シリコーン系接着剤、ゴム系接着剤、アクリル系接着剤及びこれらの組み合わせからなる群より選択された一つを含んでもよい。

【0080】

一具現例において、前記第１接着層（３０）は、ウレタン系接着剤を含んでもよいし、前記コート層（１０２）はポリウレタン系樹脂を含んでもよい。この場合、前記第１接着層を介して前記研磨層と前記クッション層との付着力を大きく向上することができ、数十時間の間持続する湿潤環境での研磨工程中にバブル（ｂｕｂｂｌｅ）の発生や引き裂かれがなく、優れた機械的剛性を具現する長期耐久性を極大化できる。

【0081】

図１を参照すると、前記研磨層（２０）は、所定の厚さを有するシート形態であって、研磨対象の被研磨面に直接または間接に接触される研磨面（１３）を有する。前記研磨面（１３）は、前記研磨対象の被研磨面と物理的に接触して実質的な機械的研磨機能を行う役目を果たす。

【0082】

一具現例において、前記研磨層の厚さは、約０．８ｍｍ～約５．０ｍｍ、例えば、約１．０ｍｍ～約４．０ｍｍ、例えば、約１．０ｍｍ～３．０ｍｍ、例えば、約１．５ｍｍ～約３．０ｍｍ、例えば、約１．７ｍｍ～約２．７ｍｍ、例えば、約２．０ｍｍ～約３．５ｍｍであってもよい。

【0083】

一具現例において、前記研磨面（１３）には、前記研磨層（２０）の厚さより少ない深さに加工された溝（２０１）を含んでもよい。前記研磨面（１３）は、複数の溝（２０１）を含んでもよい。一具現例において、前記研磨パッド（１００）は、平面は、実質的に円形構造であってもよいし、前記複数の溝（２０１）は、例えば、前記研磨層（２０）の平面上の中心から末端に向けて所定の間隔で離隔配置された同心円形構造を有してもよい。他の具現例において、前記複数の溝（２０１）は、前記研磨層（２０）の平面上の中心から末端に向けて連続形成された放射形構造を有してもよい。別の具現例において、前記複数の溝（２０１）は、前記同心円形構造と前記放射形構造を同時に有してもよい。前記溝（２０１）は、前記研磨パッド（１００）を用いた研磨工程中に前記研磨面（１３）上に供給される研磨液または研磨スラリーの流動性を調節するか、前記研磨面（１３）と研磨対象の被研磨面との接触面積の大きさを調節して物理的研磨特性を調節する役目を果たすことができる。

【0084】

前記研磨層は、複数の気孔を含んでもよい。前記複数の気孔の平均大きさは、約５μｍ～約５０μｍ、例えば、約５μｍ～約４０μｍ、例えば、約１０μｍ～約４０μｍ、例えば、約１０μｍ～約３５μｍであってもよいが、ここに限定されるものではない。前記複数の気孔は、その一部が前記研磨層の研磨面で外部に晒され、前記溝（２０１）とは区別される微細凹部であってもよいし、これは、前記研磨パッドの使用中に前記溝（２０１）と共に研磨液または研磨スラリーの流動性及び係留空間を決めて研磨特性の調節要素として機能することができる。

【0085】

一具現例において、前記研磨パッド（１００）は、前記クッション層の前記第１面（１１）の裏面である前記第２面（１２）を含み、前記第２面上に配置された第２接着層（４０）をさらに含んでもよい。前記第２接着層（４０）は、前記研磨パッド（１００）を研磨装置の定盤上に付着するための構成であって、例えば、減圧接着剤（Ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ ａｄｈｅｓｉｖｅ、ＰＳＡ）に由来してもよいが、ここに制限されるものではない。

【0086】

一具現例において、前記研磨パッド（１００）は、これの最上位表面と最下位表面を貫通する貫通領域（図示せず）を含んでもよい。前記貫通領域は、前記研磨パッドの使用中に研磨終点の検出のための構成であって、所定の波長条件の光に対して一定水準以上の透過度を示すことができる。一具現例において、前記貫通領域には、全厚さの少なくとも一部にわたって光透過ウィンドウが配置されてもよい。例えば、前記光透過ウィンドウは、約５００ｎｍ～約７００ｎｍ波長のうちいずれか一つの波長の光に対する透過率が、約３０％超過、例えば、約４０％～約８０％であってもよい。

【0087】

一具現例において、前記研磨層（２０）は、ウレタン系プレポリマーを含む予備組成物の硬化物を含んでもよい。一具現例において、前記予備組成物は、硬化剤及び発泡剤をさらに含んでもよい。本明細書において、「プレポリマー（ｐｒｅｐｏｌｙｍｅｒ）」とは、硬化物製造において、成形しやすいように重合度を中間ステップで中止させた比較的低い分子量を有する高分子を意味する。プレポリマーは、その自体で追加の硬化工程を経るか、または他の重合性化合物と反応させた後に最終硬化物に成形されてもよい。

【0088】

一具現例において、前記ウレタン系プレポリマーは、イソシアネート化合物とポリオール化合物とを反応させて製造することができる。

【0089】

前記ウレタン系プレポリマーの製造に使用される前記イソシアネート化合物は、芳香族ジイソシアネート、脂肪族ジイソシアネート、脂環族ジイソシアネート及びこれらの組み合わせからなる群より選択された一つを使用してもよい。例えば、前記イソシアネート化合物は、芳香族ジイソシアネートを含んでもよいし、例えば、前記イソシアネート化合物は、芳香族ジイソシアネート及び脂環族ジイソシアネートを含んでもよい。

【0090】

前記イソシアネート化合物は、例えば、２，４－トルエンジイソシアネート（２，４－ｔｏｌｕｅｎｅｄｉｉｓｏｃｙａｎａｔｅ、２，４－ＴＤＩ）、２，６－トルエンジイソシアネート（２，６－ｔｏｌｕｅｎｅｄｉｉｓｏｃｙａｎａｔｅ、２，６－ＴＤＩ）、ナフタレン－１，５－ジイソシアネート（ｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅ－１，５－ｄｉｉｓｏｃｙａｎａｔｅ）、パラ－フェニレンジイソシアネート（ｐ－ｐｈｅｎｙｌｅｎｅｄｉｉｓｏｃｙａｎａｔｅ）、トリジンジイソシアネート（ｔｏｌｉｄｉｎｅｄｉｉｓｏｃｙａｎａｔｅ）、４，４'－ジフェニルメタンジイソシアネート（４，４'－ｄｉｐｈｅｎｙｌｍｅｔｈａｎｅｄｉｉｓｏｃｙａｎａｔｅ）、ヘキサメチレンジイソシアネート（ｈｅｘａｍｅｔｈｙｌｅｎｅｄｉｉｓｏｃｙａｎａｔｅ）、ジシクロへキシルメタンジイソシアネート（ｄｉｃｙｃｌｏｈｅｘｙｌｍｅｔｈａｎｅｄｉｉｓｏｃｙａｎａｔｅ）、４，４'－ジシクロへキシルメタンジイソシアネート（４，４'－ｄｉｃｙｃｌｏｈｅｘｙｌｍｅｔｈａｎｅｄｉｉｓｏｃｙａｎａｔｅ、Ｈ_１２ＭＤＩ）、イソポロンジイソシアネート（ｉｓｏｐｏｒｏｎｅ ｄｉｉｓｏｃｙａｎａｔｅ）及びこれらの組み合わせからなる群より選択された一つを含んでもよい。

【0091】

前記「ポリオール（ｐｏｌｙｏｌ）」とは、分子当たりヒドロキシ基（－ＯＨ）を少なくとも２以上含む化合物を意味する。一具現例において、前記ポリオール化合物は、ヒドロキシ基が２個である２価アルコール化合物、すなわち、ジオール（ｄｉｏｌ）またはグリコール（ｇｌｙｃｏｌ）；またはヒドロキシ基が３個である３価アルコール化合物、すなわち、トリオール（ｔｒｉｏｌ）化合物を含んでもよい。

【0092】

前記ポリオール化合物は、例えば、ポリエテル系ポリオール（ｐｏｌｙｅｔｈｅｒ ｐｏｌｙｏｌ）、ポリエステル系ポリオール（ｐｏｌｙｅｓｔｅｒ ｐｏｌｙｏｌ）、ポリカーボネート系ポリオール（ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ ｐｏｌｙｏｌ）、アクリル系ポリオール（ａｃｒｙｌ ｐｏｌｙｏｌ）及びこれらの組み合わせからなる群より選択された一つを含んでもよい。

【0093】

前記ポリオール化合物は、例えば、ポリテトラメチレンエテルグリコール（ＰＴＭＧ）、ポリプロピレンエテルグリコール、エチレングリコール、１，２－プロピレングリコール、１，３－プロピレングリコール、１，２－ブタンジオール、１，３－ブタンジオール、２－メチル－１，３－プロパンジオール、１，４－ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、１，５－ペンタンジオール、３－メチル－１，５－ペンタンジオール、１，６－ヘキサンジオール、ジエチレングリコール（ＤＥＧ）、ジプロピレングリコール（ＤＰＧ）、トリプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリプロピレントリオール及びこれらの組み合わせからなる群より選択された一つを含んでもよい。

【0094】

前記ポリオール化合物は、約１００ｇ／ｍｏｌ～約３，０００ｇ／ｍｏｌの重量平均分子量（Ｍｗ）を有してもよい。例えば、前記ポリオールは、約１００ｇ／ｍｏｌ～約３，０００ｇ／ｍｏｌ、例えば、約１００ｇ／ｍｏｌ～約２，０００ｇ／ｍｏｌ、例えば、約１００ｇ／ｍｏｌ～約１，８００ｇ／ｍｏｌの重量平均分子量（Ｍｗ）を有してもよい。

【0095】

一具現例において、前記ポリオール化合物は、重量平均分子量（Ｍｗ）が約１００ｇ／ｍｏｌ以上、約３００ｇ／ｍｏｌ未満の低分子量のポリオール及び重量平均分子量（Ｍｗ）が約３００ｇ／ｍｏｌ以上、約１８００ｇ／ｍｏｌ以下の高分子量のポリオールを含んでもよい。前記高分子量のポリオールの重量平均分子量（Ｍｗ）は、例えば、約５００ｇ／ｍｏｌ以上、約１，８００ｇ／ｍｏｌ以下であってもよいし、例えば、約７００ｇ／ｍｏｌ以上、約１，８００ｇ／ｍｏｌ以下であってもよい。この場合、前記ポリオール化合物は、前記ウレタン系プレポリマー内で適切な架橋構造を形成してもよいし、前記ウレタン系プレポリマーを含む予備組成物が所定の工程条件下で硬化して形成された研磨層が、前述の効果を具現するのにより有利である。

【0096】

前記ウレタン系プレポリマーは、約５００ｇ／ｍｏｌ～約３，０００ｇ／ｍｏｌの重量平均分子量（Ｍｗ）を有してもよい。前記ウレタン系プレポリマーは、例えば、約６００ｇ／ｍｏｌ～約２，０００ｇ／ｍｏｌ、例えば、約８００ｇ／ｍｏｌ～約１，０００ｇ／ｍｏｌの重量平均分子量（Ｍｗ）を有してもよい。前記ウレタン系プレポリマーが前述の重量平均分子量（Ｍｗ）に相応する重合度を有する場合、前記予備組成物が所定の工程条件下で硬化して形成された研磨層が前述の優れた研磨特性を具現するための化学的結合構造を有するのにより有利である。

【0097】

一具現例において、前記ウレタン系プレポリマーを製造するためのイソシアネート化合物は、芳香族ジイソシアネート化合物を含んでもよいし、前記芳香族ジイソシアネート化合物は、例えば、２，４－トルエンジイソシアネート（２，４－ＴＤＩ）及び２，６－トルエンジイソシアネート（２，６－ＴＤＩ）を含んでもよい。また、前記ウレタン系プレポリマーを製造するためのポリオール化合物は、ポリテトラメチレンエテルグリコール（ＰＴＭＧ）及びジエチレングリコール（ＤＥＧ）を含んでもよい。

【0098】

他の具現例において、前記ウレタン系プレポリマーを製造するためのイソシアネート化合物は、芳香族ジイソシアネート化合物及び脂環族ジイソシアネート化合物を含んでもよいし、例えば、前記芳香族ジイソシアネート化合物は、２，４－トルエンジイソシアネート（２，４－ＴＤＩ）及び２，６－トルエンジイソシアネート（２，６－ＴＤＩ）を含み、前記脂環族ジイソシアネート化合物は、４，４'－ジシクロへキシルメタンジイソシアネート（Ｈ_１２ＭＤＩ）を含んでもよい。また、前記ウレタン系プレポリマーを製造するためのポリオール化合物は、ポリテトラメチレンエテルグリコール（ＰＴＭＧ）及びジエチレングリコール（ＤＥＧ）を含んでもよい。

【0099】

前記ポリテトラメチレンエテルグリコール（ＰＴＭＧ）の含有量は、前記イソシアネート化合物の全重量１００重量部に対して、約１００重量部～約１５０重量部であってもよいし、例えば、約１０５重量部～約１４０重量部であってもよいし、例えば、１１０重量部～約１４０重量部であってもよいし、例えば、約１２０重量部～約１４０重量部であってもよい。

【0100】

前記ジエチレングリコール（ＤＥＧ）の含有量は、前記イソシアネート化合物の全重量１００重量部に対して、約１重量部～約２０重量部であってもよいし、例えば、約１重量部～約１５重量部であってもよい。

【0101】

前記イソシアネート化合物が前記芳香族ジイソシアネート化合物を含み、前記芳香族ジイソシアネート化合物が２，４－ＴＤＩ及び２，６－ＴＤＩを含む場合、前記２，６－ＴＤＩの含有量は、前記２，４－ＴＤＩの１００重量部に対して、約１重量部～約４０重量部であってもよいし、例えば、約１重量部～約３０重量部であってもよいし、例えば、約３重量部～約２８重量部であってもよいし、例えば、約１重量部～約１０重量部であってもよいし、例えば、約２０重量部～約３０重量部であってもよい。

【0102】

前記イソシアネート化合物が前記芳香族ジイソシアネート化合物及び前記脂環族ジイソシアネート化合物を含む場合、前記脂環族ジイソシアネート化合物の含有量は、前記芳香族ジイソシアネート化合物の全１００重量部に対して、約５重量部～約２０重量部であってもよいし、例えば、約５重量部～約１５重量部であってもよいし、例えば、約８重量部～約１３重量部であってもよい。

【0103】

前記予備組成物は、イソシアネート基の含有量（ＮＣＯ％）が約５重量％～約１１重量％、例えば、約５重量％～約１０重量％、例えば、約５重量％～約８重量％、例えば、約８重量％～約１０重量％、例えば、約８．５重量％～約１０重量％であってもよい。前記「イソシアネート基の含有量」は、前記予備組成物の全重量の中で、ウレタン反応せず自由反応基として存在するイソシアネート基重量の百分率を意味する。前記予備組成物のイソシアネート基の含有量（ＮＣＯ％）は、前記ウレタン系プレポリマーを製造するためのイソシアネート化合物及びポリオール化合物の種類及び含有量、前記ウレタン系プレポリマーを製造する工程の温度、圧力、時間などの工程条件及び前記ウレタン系プレポリマーの製造に用いられる添加剤の種類及び含有量などを総合的に調節して設計することができる。

【0104】

一具現例において、前記予備組成物は、硬化剤及び発泡剤をさらに含んでもよい。前記硬化剤は、前記ウレタン系プレポリマーと化学的に反応して前記研磨層内の最終硬化構造体を形成するための化合物であって、例えば、アミン化合物またはアルコール化合物を含んでもよい。具体的に、前記硬化剤は、芳香族アミン、脂肪族アミン、芳香族アルコール、脂肪族アルコール及びこれらの組み合わせからなる群より選択された一つを含んでもよい。

【0105】

例えば、前記硬化剤は４，４'－メチレンビス（２－クロロアニリン）（４，４'－ｍｅｔｈｙｌｅｎｅｂｉｓ（２－ｃｈｌｏｒｏａｎｉｌｉｎｅ）；ＭＯＣＡ）、ジエチルトルエンジアミン（ｄｉｅｔｈｙｌｔｏｌｕｅｎｅｄｉａｍｉｎｅ；ＤＥＴＤＡ）、ジアミノジフェニルメタン（ｄｉａｍｉｎｏｄｉｐｈｅｎｙｌｍｅｔｈａｎｅ）、ジメチルチオトルエンジアミン（ｄｉｍｅｔｈｙｌｔｈｉｏ－ｔｏｌｕｅｎｅｄｉａｍｉｎｅ；ＤＭＴＤＡ）、プロパンジオールビスｐ－アミノベンゾエート（ｐｒｏｐａｎｅｄｉｏｌｂｉｓｐ－ａｍｉｎｏｂｅｎｚｏａｔｅ）、メチレンビス－メチルアントラニレート（Ｍｅｔｈｙｌｅｎｅ ｂｉｓ－ｍｅｔｈｙｌａｎｔｈｒａｎｉｌａｔｅ）、ジアミノジフェニルスルホン（ｄｉａｍｉｎｏｄｉｐｈｅｎｙｌｓｕｌｆｏｎｅ）、ｍ－キシレンジアミン（ｍ－ｘｙｌｙｌｅｎｅｄｉａｍｉｎｅ）、イソポロンジアミン（ｉｓｏｐｈｏｒｏｎｅｄｉａｍｉｎｅ）、エチレンジアミン（ｅｔｈｙｌｅｎｅｄｉａｍｉｎｅ）、ジエチレントリアミン（ｄｉｅｔｈｙｌｅｎｅｔｒｉａｍｉｎｅ）、トリエチレンテトラアミン（ｔｒｉｅｔｈｙｌｅｎｅｔｅｔｒａｍｉｎｅ）、ポリプロピレンジアミン（ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅｄｉａｍｉｎｅ）、ポリプロピレントリアミン（ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅｔｒｉａｍｉｎｅ）、ビス（４－アミノ－３－クロロフェニル）メタン（ｂｉｓ（４－ａｍｉｎｏ－３－ｃｈｌｏｒｏｐｈｅｎｙｌ）ｍｅｔｈａｎｅ）及びこれらの組み合わせからなる群より選択された一つを含んでもよい。

【0106】

前記硬化剤の含有量は、前記予備組成物１００重量部を基準として約１８重量部～約２７重量部、例えば、約１９重量部～約２６重量部、例えば、約２０重量部～約２６重量部であってもよい。前記硬化剤の含有量が前記範囲を満足する場合、目的とする研磨パッドの性能を具現するのにさらに有利である。

【0107】

前記発泡剤は、前記研磨層内の気孔構造を形成するための成分であって、固相発泡剤、気相発泡剤、液相発泡剤及びこれらの組み合わせからなる群より選択された一つを含んでもよい。一具現例において、前記発泡剤は、固相発泡剤、気相発泡剤またはこれらの組み合わせを含んでもよい。

【0108】

前記固相発泡剤の平均粒径は、約５μｍ～約２００μｍ、例えば、約２０μｍ～約５０μｍ、例えば、約２１μｍ～約５０μｍ、例えば、約２１μｍ～約４０μｍであってもよい。前記固相発泡剤の平均粒径は、前記固相発泡剤が後述の熱膨脹した（ｅｘｐａｎｄｅｄ）粒子の場合、熱膨脹した粒子自体の平均粒径を意味し、前記固相発泡剤が後述の未膨脹した（ｕｎｅｘｐａｎｄｅｄ）粒子の場合、熱または圧力によって膨脹した以後、の粒子の平均粒径を意味する。

【0109】

前記固相発泡剤は、膨脹性粒子を含んでもよい。前記膨脹性粒子は、熱または圧力などによって膨脹が可能な特性を有する粒子であって、前記研磨層を製造する過程で加えられる熱または圧力などによって最終研磨層内での大きさが決められる。前記膨脹性粒子は、熱膨脹した（ｅｘｐａｎｄｅｄ）粒子、未膨脹した（ｕｎｅｘｐａｎｄｅｄ）粒子またはこれらの組み合わせを含んでもよい。前記熱膨脹した粒子は、熱によって事前に膨脹した粒子であって、前記研磨層の製造過程で加えられる熱または圧力による大きさの変化が小さいか、ほとんどない粒子を意味する。前記未膨脹した粒子は、事前に膨脹していない粒子であって、前記研磨層の製造過程で加えられる熱または圧力によって膨脹して最終大きさが決められる粒子を意味する。

【0110】

前記膨脹性粒子は、樹脂材質の外被；及び前記外被で封入された内部に存在する膨脹誘発成分を含んでもよい。

【0111】

例えば、前記外被は、熱可塑性樹脂を含んでもよいし、前記熱可塑性樹脂は、塩化ビニリデン系共重合体、アクリロニトリル系共重合体、メタクリロニトリル系共重合体及びアクリル系共重合体からなる群より選択された１種以上であってもよい。

【0112】

前記膨脹誘発成分は、炭化水素化合物、クロロフルオロ化合物、テトラアルキルシラン化合物及びこれらの組み合わせからなる群より選択された一つを含んでもよい。

【0113】

具体的に、前記炭化水素化合物は、エタン（ｅｔｈａｎｅ）、エチレン（ｅｔｈｙｌｅｎｅ）、プロパン（ｐｒｏｐａｎｅ）、プロペン（ｐｒｏｐｅｎｅ）、ｎ－ブタン（ｎ－ｂｕｔａｎｅ）、イソブタン（ｉｓｏｂｕｔｅｎｅ）、ｎ－ブテン（ｂｕｔｅｎｅ）、イソブテン（ｉｓｏｂｕｔｅｎｅ）、ｎ－ペンタン（ｎ－ｐｅｎｔａｎｅ）、イソペンタン（ｉｓｏｐｅｎｔａｎｅ）、ネオペンタン（ｎｅｏｐｅｎｔａｎｅ）、ｎ－ヘキサン（ｎ－ｈｅｘａｎｅ）、ヘプタン（ｈｅｐｔａｎｅ）、石油エテル（ｐｅｔｒｏｌｅｕｍｅｔｈｅｒ）及びこれらの組み合わせからなる群より選択された一つを含んでもよい。

【0114】

前記クロロフルオロ化合物は、トリクロロフルオロメタン（ｔｒｉｃｈｌｏｒｏｆｌｕｏｒｏｍｅｔｈａｎｅ、ＣＣｌ_３Ｆ）、ジクロロジフルオロメタン（ｄｉｃｈｌｏｒｏｄｉｆｌｕｏｒｏｍｅｔｈａｎｅ、ＣＣｌ_２Ｆ_２）、クロロトリフルオロメタン（ｃｈｌｏｒｏｔｒｉｆｌｕｏｒｏｍｅｔｈａｎｅ、ＣＣｌＦ_３）、テトラフルオロエチレン（ｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ、ＣＣｌＦ_２－ＣＣｌＦ_２）及びこれらの組み合わせからなる群より選択された一つを含んでもよい。

【0115】

前記テトラアルキルシラン化合物は、テトラメチルシラン（ｔｅｔｒａｍｅｔｈｙｌｓｉｌａｎｅ）、トリメチルエチルシラン（ｔｒｉｍｅｔｈｙｌｅｔｈｙｌｓｉｌａｎｅ）、トリメチルイソプロピルシラン（ｔｒｉｍｅｔｈｙｌｉｓｏｐｒｏｐｙｌｓｉｌａｎｅ）、トリメチル－ｎ－プロピルシラン（ｔｒｉｍｅｔｈｙｌ－ｎ－ｐｒｏｐｙｌｓｉｌａｎｅ）及びこれらの組み合わせからなる群より選択された一つを含んでもよい。

【0116】

前記固相発泡剤は、選択的に無機成分処理粒子を含んでもよい。例えば、前記固相発泡剤は、無機成分処理された膨脹性粒子を含んでもよい。一具現例において、前記固相発泡剤は、シリカ（ＳｉＯ_２）粒子処理された膨脹性粒子を含んでもよい。前記固相発泡剤の無機成分処理は、複数の粒子間の凝集を防止することができる。前記無機成分処理された固相発泡剤は、無機成分処理されていない固相発泡剤と発泡剤表面の化学的、電気的及び／または物理的特性が異なってもよい。

【0117】

前記固相発泡剤の含有量は、前記ウレタン系プレポリマー１００重量部を基準として約０．５重量部～約１０重量部、例えば、約１重量部～約３重量部、例えば、約１．３重量部～約２．７重量部、例えば、約１．３重量部～約２．６重量部であってもよい。

【0118】

前記研磨層の目的とする気孔構造及び物性によって、前記固相発泡剤の種類及び含有量を設計することができる。

【0119】

前記気相発泡剤は、不活性ガスを含んでもよい。前記気相発泡剤は、前記ウレタン系プレポリマーと前記硬化剤とが反応する過程で投入され、気孔形成要素として使用されてもよい。

【0120】

前記不活性ガスは、前記ウレタン系プレポリマーと前記硬化剤との間の反応に関与しないガスであれば、種類は特別に限定されない。例えば、前記不活性ガスは、窒素ガス（Ｎ_２）、アルゴンガス（Ａｒ）、ヘリウムガス（Ｈｅ）及びこれらの組み合わせからなる群より選択された一つを含んでもよい。具体的に、前記不活性ガスは、窒素ガス（Ｎ_２）またはアルゴンガス（Ａｒ）を含んでもよい。

【0121】

前記研磨層の目的とする気孔構造及び物性によって、前記気相発泡剤の種類及び含有量を設計することができる

【0122】

一具現例において、前記発泡剤は、固相発泡剤を含んでもよい。例えば、前記発泡剤は固相発泡剤のみからなってもよい。

【0123】

前記固相発泡剤は、膨脹性粒子を含み、前記膨脹性粒子は、熱膨脹した粒子を含んでもよい。例えば、前記固相発泡剤は、熱膨脹した粒子のみからなってもよい。前記未膨脹した粒子を含まず熱膨脹した粒子のみからなる場合、気孔構造の可変性は低下するが、事前予測可能性が高くなり、前記研磨層の全領域にかけて均質な気孔特性を具現するのに有利である。

【0124】

一具現例において、前記熱膨脹した粒子は、約５μｍ～約２００μｍの平均粒径を有する粒子であってもよい。前記熱膨脹した粒子の平均粒径は、約５μｍ～約１００μｍ、例えば、約１０μｍ～約８０μｍ、例えば、約２０μｍ～約７０μｍ、例えば、約２０μｍ～約５０μｍ、例えば、約３０μｍ～約７０μｍ、例えば、約２５μｍ～４５μｍ、例えば、約４０μｍ～約７０μｍ、例えば、約４０μｍ～約６０μｍであってもよい。前記平均粒径は、前記熱膨脹した粒子のＤ５０と定義される。

【0125】

一具現例において、前記熱膨脹した粒子の密度は、約３０ｋｇ／ｍ^３～約８０ｋｇ／ｍ^３、例えば、約３５ｋｇ／ｍ^３～約８０ｋｇ／ｍ^３、例えば、約３５ｋｇ／ｍ^３～約７５ｋｇ／ｍ^３、例えば、約３８ｋｇ／ｍ^３～約７２ｋｇ／ｍ^３、例えば、約４０ｋｇ／ｍ^３～約７５ｋｇ／ｍ^３、例えば、約４０ｋｇ／ｍ^３～約７２ｋｇ／ｍ^３であってもよい。

【0126】

一具現例において、前記発泡剤は、気相発泡剤を含んでもよい。例えば、前記発泡剤は、固相発泡剤及び気相発泡剤を含んでもよい。前記固相発泡剤に関する事項は、前述した通りである。

【0127】

前記気相発泡剤は、窒素ガスを含んでもよい。

【0128】

前記気相発泡剤は、前記ウレタン系プレポリマー、前記固相発泡剤及び前記硬化剤が混合する過程中に所定の注入ラインを通じて注入されてもよい。前記気相発泡剤の注入速度は、約０．８Ｌ／ｍｉｎ～約２．０Ｌ／ｍｉｎ、例えば、約０．８Ｌ／ｍｉｎ～約１．８Ｌ／ｍｉｎ、例えば、約０．８Ｌ／ｍｉｎ～約１．７Ｌ／ｍｉｎ、例えば、約１．０Ｌ／ｍｉｎ～約２．０Ｌ／ｍｉｎ、例えば、約１．０Ｌ／ｍｉｎ～約１．８Ｌ／ｍｉｎ、例えば、約１．０Ｌ／ｍｉｎ～約１．７Ｌ／ｍｉｎであってもよい。

【0129】

前記研磨層を製造するための組成物は、界面活性剤、反応速度調節剤などのその他の添加剤をさらに含んでもよい。前記「界面活性剤」、「反応速度調節剤」などの名称は、該当物質の主な役目を基準として任意に指称する名称であって、それぞれの該当物質が必ず該当名称の役目に限った機能のみを行うわけではない。

【0130】

前記界面活性剤は、気孔の凝集または重畳などの現象を防止する役目を果たす物質であれば、特別に制限されない。例えば、前記界面活性剤は、シリコーン系界面活性剤を含んでもよい。

【0131】

前記界面活性剤は、前記ウレタン系プレポリマー１００重量部を基準として約０．２重量部～約２重量部の含有量で使用されてもよい。具体的に、前記界面活性剤は、前記ウレタン系プレポリマー１００重量部を基準として約０．２重量部～約１．９重量部、例えば、約０．２重量部～約１．８重量部、例えば、約０．２重量部～約１．７重量部、例えば、約０．２重量部～約１．６重量部、例えば、約０．２重量部～約１．５重量部、例えば、約０．５重量部～１．５重量部の含有量含んでもよい。前記範囲内の含有量で界面活性剤を含む場合、気相発泡剤に由来する気孔をモールド内で安定して形成及び維持することができる。

【0132】

前記反応速度調節剤は、反応促進または反応遅延の役目を果たすものであって、目的に応じて反応促進剤、反応遅延剤またはこれらを全て使用してもよい。前記反応速度調節剤は、反応促進剤を含んでもよい。例えば、前記反応促進剤は、３次アミン系化合物及び有機金属系化合物からなる群より選択された１種以上の反応促進剤であってもよい。

【0133】

具体的に、前記反応速度調節剤は、トリエチレンジアミン、ジメチルエタノールアミン、テトラメチルブタンジアミン、２－メチル－トリエチレンジアミン、ジメチルシクロへキシルアミン、トリエチルアミン、トリイソプロパノールアミン、１，４－ジアザビシクロ（２，２，２）オクタン、ビス（２－メチルアミノエチル）エテル、トリメチルアミノエチルエタノールアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ''－ペンタメチルジエチレントリアミン、ジメチルアミノエチルアミン、ジメチルアミノプロピルアミン、ベンジルジメチルアミン、Ｎ－エチルモルホリン、Ｎ，Ｎ－ジメチルアミノエチルモルホリン、Ｎ，Ｎ－ジメチルシクロへキシルアミン、２－メチル－２－アザノルボルナン、ジブチル錫ジラウレート、スタナスオクトエート、ジブチル錫ジアセテート、ジオクチル錫ジアセテート、ジブチル錫マリエート、ジブチル錫ジ－２－エチルヘキサノエート及びジブチル錫ジメルカプチドからなる群より選択された１種以上を含んでもよい。具体的に、前記反応速度調節剤は,

【0134】

ベンジルジメチルアミン、Ｎ，Ｎ－ジメチルシクロへキシルアミン及びトリエチルアミンからなる群より選択された１種以上を含んでもよい。

【0135】

前記反応速度調節剤は、前記ウレタン系プレポリマー１００重量部を基準として約０．０５重量部～約２重量部の量で使用されてもよい。具体的に、前記反応速度調節剤は、前記ウレタン系プレポリマー１００重量部を基準として約０．０５重量部～約１．８重量部、例えば、約０．０５重量部～約１．７重量部、例えば、約０．０５重量部～約１．６重量部、例えば、約０．１重量部～約１．５重量部、例えば、約０．１重量部～約０．３重量部、例えば、約０．２重量部～約１．８重量部、例えば、約０．２重量部～約１．７重量部、例えば、約０．２重量部～約１．６重量部、例えば、約０．２重量部～約１．５重量部、例えば、約０．５重量部～約１重量部の量で使用されてもよい。前記反応速度調節剤が前述の含有量範囲で使用される場合、予備組成物の硬化反応速度を適切に調節して所望の大きさの気孔及び硬度を有する研磨層を形成することができる。

【0136】

前記研磨パッド用シートに由来の前記クッション層は、その厚さが約０．５ｍｍ～約２．５ｍｍ、例えば、約０．８ｍｍ～約２．５ｍｍ、例えば、約１．０ｍｍ～約２．５ｍｍ、例えば、約１．０ｍｍ～約２．０ｍｍ、例えば、約１．２ｍｍ～約１．８ｍｍであってもよい。

【0137】

一具現例において、前記研磨層の密度と前記クッション層の密度との差が約０．３０ｇ／ｃｍ^３～約０．５０ｇ／ｃｍ^３であってもよいし、例えば、約０．３０ｇ／ｃｍ^３～約０．４５ｇ／ｃｍ^３であってもよいし、例えば、約０．３０ｇ／ｃｍ^３～約０．４０ｇ／ｃｍ^３であってもよい。前記式１の値を前述の範囲で満足する前記研磨パッド用シートを前記クッション層に適用しながら、これと同時に前記研磨層と前記クッション層との密度の差が前記範囲を満足する場合、前記研磨層の研磨面を通じて加圧条件下で研磨加工される研磨対象に対して適切な研磨剛性及び弾性を提供することができ、その結果、研磨率向上及び欠陥（Ｄｅｆｅｃｔ）防止の面で、より有利である。

【0138】

一具現例において、前記研磨層の表面硬度は、ショアＤ（Ｓｈｏｒｅ Ｄ）硬度を基準として約４０～約７０であってもよいし、例えば、約４０～約６５であってもよい。前記式１の条件を満足する前記研磨パッド用シート（１０）を前記クッション層に適用しながら、前記研磨層（２０）の研磨面（１３）の表面硬度がショアＤ硬度を基準として前記範囲を満足することによって、前記研磨パッドを適用した研磨工程中に研磨率を最適の範囲に達成することができ、スクラッチ（Ｓｃｒａｔｃｈ）低減効果に優れ、長期間で同等水準の研磨性能を具現することがより有利である。

【0139】

一方、前記第１面（１１）を対象として測定した表面硬度がアスカーＣ硬度を基準として約６０～約９０である前記研磨パッド用シート（１０）を前記クッション層に適用しながら、前記研磨層（２０）の研磨面（１３）の表面硬度がショアＤ硬度を基準として前記範囲を満足する場合、前記研磨パッドを適用した研磨工程中に前記研磨対象の被研磨面に対して適切な表面摩擦力を提供することができる。

【0140】

一具現例において、前記研磨層（２０）の引張強度は、約１０Ｎ／ｍｍ^２～約３０Ｎ／ｍｍ^２であってもよいし、例えば、約１０Ｎ／ｍｍ^２～約２５Ｎ／ｍｍ^２であってもよい。前記式１の値が前述の範囲を満足する前記研磨パッド用シート（１０）を前記クッション層に適用しながら、前記研磨層（２０）の引張強度が前記範囲を満足する場合、前記クッション層が前記研磨層を介して前記研磨対象の被研磨面に適切な弾性及び剛性を提供することができ、その結果、研磨率向上及び欠陥低減の面で、より有利である。

【0141】

一具現例において、前記研磨層（２０）の伸びが約９０％～約２５０％であってもよいし、例えば、約１００％～約２５０％であってもよいし、例えば、約１００％超過、約２５０％以下であってもよい。前記式１の値が前述の範囲を満足する前記研磨パッド用シート（１０）を前記クッション層に適用しながら、前記研磨層（２０）の伸びが前記範囲を満足する場合、前記クッション層が前記研磨層を介して前記研磨対象の被研磨面に適切な弾性及び剛性を提供することができ、その結果、研磨率の最適範囲の達成及び欠陥防止の面で、より有利である。

【0142】

一具現例において、前記研磨パッドの全積層構造に対して横縦がそれぞれ２５ｍｍ大きさの試片を採取した後、無負荷の状態でダイヤルケージ（Ｄｉａｌ Ｇａｕｇｅ）を測定した後、８５ｇの標準重りによる加圧後、３０秒経過時に、第１厚さ（Ｄ１）を測定し、８００ｇの重りを追加した加圧条件設定後、３分経過時に、第２厚さ（Ｄ２）を測定して（Ｄ１－Ｄ２）／Ｄ１×１００の式から計算された圧縮率（％）値が、約１．０％～約１．５％であってもよいし、例えば、約１．０％～約１．２％であってもよい。前記式１の値が前述の範囲を満足する前記研磨パッド用シート（１０）を前記クッション層に適用すると共に、前記研磨層（２０）及び前記クッション層を含む前記研磨パッドの全圧縮率（％）が前記範囲を満足する場合、前記研磨パッドを適用した研磨工程中に前記研磨対象、例えば、半導体基板を所定の加圧条件下で加圧研磨するとき、前記研磨対象の被研磨面に適切な物理的／機械的刺激を与えることができる。これによって、研磨が完了した前記被研磨面の表面物性が最適化し、前記研磨工程の不良率を顕著に減少させるのに有利である。

【0143】

以下、前記研磨パッドの製造方法を詳細に説明することにする。

【0144】

前記研磨パッドは、研磨面及びその裏面を含む研磨層を製造するステップ；研磨層付着面である第１面及び前記第１面の裏面である第２面を含む研磨パッド用シートを製造するステップ；及び前記研磨パッド用シートの前記第１面を前記研磨層の裏面と付着するステップ；を含む製造方法を通じて製造することができる。

【0145】

前記研磨層を製造するステップは、プレポリマーを含む予備組成物を製造するステップ；前記予備組成物、発泡剤及び硬化剤を含む研磨層製造用組成物を製造するステップ；及び前記研磨層製造用組成物を硬化して研磨層を製造するステップを含んでもよい。

【0146】

前記予備組成物を製造するステップは、ジイソシアネート化合物及びポリオール化合物を反応させてウレタン系プレポリマーを製造する工程であってもよい。前記ジイソシアネート化合物及び前記ポリオール化合物に関する事項は、前記研磨パッドに関して前述した通りである。

【0147】

前記予備組成物のイソシアネート基の含有量（ＮＣＯ％）は、約５重量％～約１１重量％、例えば、約５重量％～約１０重量％、例えば、約５重量％～約８重量％、例えば、約８重量％～約１０重量％であってもよい。前記予備組成物のイソシアネート基の含有量は、前記ウレタン系プレポリマーの末端イソシアネート基、前記ジイソシアネート化合物の中で反応しない未反応のイソシアネート基などに由来してもよい。前記イソシアネート基の含有量（ＮＣＯ％）は、前記予備組成物の全１００重量％のうち、イソシアネート基（－ＮＣＯ）の重量％を意味する。

【0148】

前記予備組成物の粘度は、約８０℃で約１００ｃｐｓ～約１，０００ｃｐｓであってもよいし、例えば、約２００ｃｐｓ～約８００ｃｐｓであってもよいし、例えば、約２００ｃｐｓ～約６００ｃｐｓであってもよいし、例えば、約２００ｃｐｓ～約５５０ｃｐｓであってもよいし、例えば、約３００ｃｐｓ～約５００ｃｐｓであってもよい。

【0149】

前記発泡剤が固相発泡剤または気相発泡剤を含んでもよい。前記固相発泡剤及び前記気相発泡剤などに関する事項は、前記研磨パッドに関して前述した通りである。

【0150】

前記発泡剤が固相発泡剤を含む場合、前記研磨層製造用組成物を製造するステップは、前記予備組成物及び前記固相発泡剤を混合して第１予備組成物を製造するステップ；及び前記第１予備組成物と前記硬化剤とを混合して第２予備組成物を製造するステップを含んでもよい。

【0151】

前記第１予備組成物の粘度は、約８０℃で約１，０００ｃｐｓ～約２，０００ｃｐｓであってもよいし、例えば、約１，０００ｃｐｓ～約１，８００ｃｐｓであってもよいし、例えば、約１，０００ｃｐｓ～約１、６００ｃｐｓであってもよいし、例えば、約１，０００ｃｐｓ～約１，５００ｃｐｓであってもよい。

【0152】

前記発泡剤が気相発泡剤を含む場合、前記研磨層製造用組成物を製造するステップは、前記予備組成物及び前記硬化剤を含む第３予備組成物を製造するステップ；及び前記第３予備組成物に前記気相発泡剤を注入して第４予備組成物を製造するステップを含んでもよい。

【0153】

一具現例において、前記第３予備組成物は、前記固相発泡剤をさらに含んでもよい。

【0154】

一具現例において、前記研磨層を製造する工程は、第１温度に予熱されたモールドを準対するステップ；及び前記予熱されたモールドに前記研磨層製造用組成物を注入して硬化体を製造するステップ；及び前記硬化剤を前記予熱温度より高い第２温度条件下で後硬化するステップを含んでもよい。

【0155】

一具現例において、前記第１温度と前記第２温度との温度差は、約１０℃～約４０℃であってもよいし、例えば、約１０℃～約３５℃であってもよいし、例えば、約１５℃～約３５℃であってもよい。

【0156】

一具現例において、前記第１温度は、約６０℃～約１００℃、例えば、約６５℃～約９５℃、例えば、約７０℃～約９０℃であってもよい。

【0157】

一具現例において、前記第２温度は、約１００℃～約１３０℃であってもよいし、例えば、約１００℃～約１２５℃であってもよいし、例えば、約１００℃～約１２０℃であってもよい。

【0158】

前記研磨層製造用組成物を前記第１温度下で硬化するステップは、約５分～約６０分、例えば、約５分～約４０分、例えば、約５分～約３０分、例えば、約５分～約２５分間行われてもよい。

【0159】

前記第１温度下で硬化した研磨層製造用組成物を前記第２温度下で後硬化するステップは、約５時間～約３０時間、例えば、約５時間～約２５時間、例えば、約１０時間～約３０時間、例えば、約１０時間～約２５時間、例えば、約１２時間～約２４時間、例えば、約１５時間～約２４時間の間行われてもよい。

【0160】

前記研磨層を製造するステップは、前記研磨面を加工するステップをさらに含んでもよい。

【0161】

前記研磨面を加工するステップは、前記研磨面上にグルーブ（Ｇｒｏｏｖｅ）または溝を形成するステップ；及び前記研磨面を旋削（ｌｉｎｅ ｔｕｒｎｉｎｇ）するステップ；及び前記研磨面を粗面化するステップのうち少なくとも一つのステップを含んでもよい。

【0162】

前記グルーブ（ｇｒｏｏｖｅ）または溝は、前記研磨面の中心から所定の間隔で離隔形成される同心円形；及び前記研磨面の中心から前記研磨面のエッジ（ｅｄｇｅ）まで連続連結される放射形のうち少なくとも一つの形態で形成されてもよい。

【0163】

前記旋削（ｌｉｎｅ ｔｕｒｎｉｎｇ）は、切削工具を用いて前記研磨面を所定の厚さだけ削り出す方法で行われてもよい。

【0164】

前記粗面化は、前記研磨面をセンディングローラー（ｓａｎｄｉｎｇ ｒｏｌｌｅｒ）で加工する方法で行われてもよい。

【0165】

前記第１面の裏面である第２面を含む研磨パッド用シートを製造するステップは、前述の前記研磨パッドシートの製造方法と同一の方法で行われてもよい。

【0166】

前記研磨パッド用シートの前記第１面を前記研磨層の裏面と付着するステップは、熱融着接着剤を介して付着するステップであってもよい。前記熱融着接着剤に関する事項は、前述した通りである。一具現例において、前記研磨パッド用シートの前記第１面上に前記熱融着接着剤を塗布し、前記研磨層の前記研磨面の裏面上に前記熱融着接着剤を塗布した後、前記研磨層と前記研磨パッド用シートとをそれぞれの熱融着接着剤が塗布された面が互いに当接するように積層した後、加圧ローラーを用いて融着させる方法で行われてもよい。前記研磨パッド用シートの第１面と前記研磨層の裏面上にそれぞれ熱融着接着剤を塗布した後、相互付着することによって目的とする水準の界面付着力を確保するのに有利である。

【0167】

また、前記研磨パッドが数十時間の間持続する湿潤環境での研磨工程中にバブル（ｂｕｂｂｌｅ）の発生や引き裂かれることなく、優れた機械的剛性を具現する長期耐久性を確保するのに有利である。

【0168】

別の具現例において、研磨層及びクッション層を含む研磨パッドを提供するステップ；及び前記研磨層の研磨面に研磨対象の被研磨面が当接するように配置した後、加圧条件下で互いに相対回転させながら前記研磨対象を研磨させるステップ；を含み、前記研磨対象は、半導体基板を含み、前記クッション層は、研磨パッド用シートに由来し、前記研磨パッド用シートは、研磨層付着面である第１面；及び前記第１面の裏面である第２面を含み、前記第１面は、下記式１の値が４．２０～５．５０であり、前記第１面の前記研磨層に対する接着力は、８．００ｋｇｆ／２５ｍｍ以上である半導体素子の製造方法を提供する。

【0169】

［式１］

【0170】

【0171】

前記式１において、前記Ｓｖは、前記第１面の最大ピット高さ（Ｍａｘｉｍｕｍ ｐｉｔ ｈｅｉｇｈｔ）照度値であり、前記Ｓｚは、前記第１面の最大高さ（Ｍａｘｉｍｕｍ ｈｅｉｇｈｔ）照度値であり、前記Ｐは、前記研磨パッド用シートから横縦がそれぞれ２５ｍｍ大きさの試片を採取した後、無負荷の状態でダイヤルケージ（Ｄｉａｌ Ｇａｕｇｅ）を測定した後、８５ｇの標準重りによる加圧後、３０秒経過時に、第１厚さ（Ｄ１）を測定し、前記標準重りに８００ｇの重りを追加した加圧条件設定後、３分経過時に、第２厚さ（Ｄ２）を測定して（Ｄ１－Ｄ２）／Ｄ１×１００の式から計算された圧縮率（％）値である。

【0172】

前記研磨層及び前記研磨パッド用シートに関する事項は、前記研磨パッドに関連して前述の具体的事項及びこれの技術的利点を、前記半導体素子の製造方法に対して全て同様に統合適用することができる。前記半導体素子の製造方法は、前記研磨層と前記研磨パッド用シートに由来のクッション層とを含む研磨パッドを適用することによって、長期間の間前記研磨パッドの入れ替えがなくとも優れた研磨性能を維持する効果が得られ、これを通じて、製造された前記半導体基板が最終的な半導体素子に優れた機能を提供することができる。

【0173】

図４は、一具現例に係る前記半導体素子の製造方法を概略的に図示した模式図である。図４を参照すると、前記研磨パッドを提供するステップにおいて、前記研磨パッド（１１０）は、定盤（１２０）上に配置されて提供されてもよい。

【0174】

前記研磨対象は、半導体基板を含む。前記半導体基板（１３０）は、その被研磨面が前記研磨パッド（１１０）の研磨層の研磨面に当接するように配置されてもよい。このとき、前記半導体基板（１３０）の被研磨面と前記研磨層の研磨面とは直接当接してもよいし、流動性のあるスラリーなどを介して間接に当接してもよい。

【0175】

一具現例において、前記半導体素子の製造方法は、前記研磨パッド（１１０）の研磨層の研磨面上に研磨スラリー（１５０）を供給するステップをさらに含んでもよい。例えば、前記研磨スラリー（１５０）は、供給ノズル（１４０）を通じて前記研磨面上に供給されてもよい。

【0176】

前記供給ノズル（１４０）を通じて噴射される研磨スラリー（１５０）の流量は、約１０ｍｌ／分～約１，０００ｍｌ／分であってもよいし、例えば、約１０ｍｌ／分～約８００ｍｌ／分であってもよいし、例えば、約５０ｍｌ／分～約５００ｍｌ／分であってもよいが、ここに制限されるものではない。

【0177】

前記研磨スラリー（１５０）は、シリカスラリーまたはセリアスラリーを含んでもよいが、ここに制限されるものではない。

【0178】

前記半導体基板（１３０）は、研磨ヘッド（Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ Ｈｅａｄ、１６０）に取り付けられた状態で前記研磨面（１１）に所定の荷重で加圧されながら研磨されてもよい。前記研磨ヘッド（１６０）によって前記半導体基板（１３０）の被研磨面が前記研磨面上に加圧される荷重は、例えば、約０．０１ｐｓｉ～約２０ｐｓｉの範囲で目的に応じて選択されてもよいし、例えば、約０．１ｐｓｉ～約１５ｐｓｉであってもよいが、ここに制限されるものではない。前記研磨層の研磨面と前記半導体基板の被研磨面とが前述の荷重で互いに当接する場合、前記研磨層と前記研磨パッド用シートに由来のクッション層との積層体が全体として前記半導体基板に対して適正の圧縮特性及び弾性を示すことができ、これによって前記半導体基板の研磨率及び欠陥防止の効果を目的とする水準に具現するのに有利である。

【0179】

前記半導体基板（１３０）と前記研磨パッド（１１０）とはそれぞれの被研磨面と研磨面とが互いに当接したまま相対回転してもよい。このとき、前記半導体基板（１３０）の回転方向と前記研磨パッド（１１０）の回転方向とは同一の方向であってもよいし、反対方向であってもよい。前記半導体基板（１３０）及び前記研磨パッド（１１０）の回転速度は、それぞれ約１０ｒｐｍ～約５００ｒｐｍの範囲で目的に応じて選択されてもよいし、例えば、約３０ｒｐｍ～約２００ｒｐｍであってもよいが、ここに制限されるものではない。前記半導体基板及び前記研磨パッドの回転速度がそれぞれ前記範囲を満足する場合、前記研磨層と前記研磨パッド用シートに由来のクッション層との積層体が適正の圧縮特性及び弾性を示し、ここに相応する時間当たり接触面積を前記半導体基板の被研磨面に提供することができ、これによって、前記半導体基板の研磨率及び欠陥防止の効果を目的とする工程時間の間同等水準に具現するのに有利である。

【0180】

一具現例において、前記半導体素子の製造方法は、前記研磨パッド（１１０）の研磨面を研磨に適切な状態で維持させるために、前記半導体基板（１３０）の研磨と同時にコンディショナー（１７０）を通じて前記研磨パッド（１１０）の研磨面を加工するステップをさらに含んでもよい。

【0181】

一具現例において、前記半導体素子の製造方法は、前記半導体基板が酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）膜を含み、前記被研磨面が前記酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）膜の表面であり、前記酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）膜の平均研磨率が、約１，５００Å／ｍｉｎ～約３，０００Å／ｍｉｎであってもよい。例えば、前記酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）膜の平均研磨率が、約１，５００Å／ｍｉｎ～約３，０００Å／ｍｉｎであってもよいし、例えば、約２、５００Å／ｍｉｎ～約３，０００Å／ｍｉｎであってもよい。

【0182】

前記半導体素子の製造方法は、前記半導体基板が酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）膜を含み、前記被研磨面が前記酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）膜の表面であり、前記被研磨膜上の研磨完了後の研磨平坦度が約５％未満、例えば、約４．８％未満、例えば、約０％以上、約４．８％未満であってもよい。

【0183】

前記半導体素子の製造方法は、前記半導体基板が酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）膜を含み、前記被研磨面が前記酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）膜の表面であり、前記被研磨膜上の表面欠陥（Ｄｅｆｅｃｔ）が約５個未満、例えば、約４個未満、例えば、約３個未満であってもよい。

【0184】

前記半導体素子の製造方法は、前述の特徴を有する研磨層が備えられた研磨パッドを適用することによって、酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）膜を有する半導体基板を研磨対象として、数十時間研磨する中にも研磨パッドの入れ替えが必要ない工程効率を達成することができる。例えば、前記半導体素子の製造方法は、所定の研磨条件下で５０時間研磨進行後の前記研磨パッドにおいて、前記研磨層と前記クッション層との間の界面の脱着；研磨面バブル（ｂｕｂｂｌｅ）の発生；または引き裂かれがないことを特徴とする。

【0185】

以下では、本発明の具体的な実施例を提示する。但し、下記に記載した実施例は、本発明を具体的に、例示するか、説明するためのものに過ぎず、これにより本発明が制限されるものではない。

【0186】

＜製造例＞
製造例１－１：研磨層（１）の製造
ジイソシアネート成分とポリオール成分とを下記表１の組成比で混合して４口フラスコに投入後、８０℃で反応させてウレタン系プレポリマーを含む予備組成物を製造した。前記予備組成物中のイソシアネート基（ＮＣＯ基）の含有量は９重量％に調節された。前記予備組成物に硬化剤として４，４'－メチレンビス（２－クロロアニリン）（ＭＯＣＡ）を混合する際に、前記予備組成物中のＮＣＯ基に対する前記ＭＯＣＡのＮＨ_２基のモル比が０．９６となるように混合した。また、前記予備組成物に膨脹性粒子である固相発泡剤（Ａｋｚｏｎｏｂｅｌ社）１．０重量部を混合した。前記予備組成物を横１，０００ｍｍ、縦１，０００ｍｍ、高さ３ｍｍであり、９０℃に予熱されたモールドに注入する際に、１０ｋｇ／ｍｉｎの吐出速度で注入し、同時に気相発泡剤として窒素（Ｎ_２）気体を１．０Ｌ／ｍｉｎの注入速度でキャスティング時間と同じ時間の間注入した。次いで、前記予備組成物を１１０℃の温度条件下で後硬化反応させて研磨層を製造した。

【0187】

製造例１－２：研磨層（２）の製造
ジイソシアネート成分とポリオール成分とを下記表１の組成比で混合して４口フラスコに投入後、８０℃で反応させてウレタン系プレポリマーを含む予備組成物を製造した。前記予備組成物中のイソシアネート基（ＮＣＯ基）の含有量は６重量％に調節された。前記予備組成物に硬化剤として４，４'－メチレンビス（２－クロロアニリン）（ＭＯＣＡ）を混合する際に、前記予備組成物中のＮＣＯ基に対する前記ＭＯＣＡのＮＨ_２基のモル比が０．７５となるように混合した。また、前記予備組成物に膨脹性粒子である固相発泡剤（Ａｋｚｏｎｏｂｅｌ社）１．０重量部を混合した。前記予備組成物を横１，０００ｍｍ、縦１，０００ｍｍ、高さ３ｍｍであり、９０℃に予熱されたモールドに注入する際に、１０ｋｇ／ｍｉｎの吐出速度で注入した。次いで、前記予備組成物を１１０℃の温度条件下で後硬化反応させて研磨層を製造した。

【0188】

【表1】

【0189】

製造例２－１：研磨パッド用シート（１）の製造
ポリエステル繊維不織物にポリウレタン樹脂を含浸した後、乾燥させ、全厚さが１．６ｍｍであるシートを製造した。次いで、下記表２に記載のような物性を満足する研磨パッド用シートを製造した。

【0190】

製造例２－２：研磨パッド用シート（２）の製造
ポリエステル繊維不織物にポリウレタン樹脂を含浸した後、乾燥させ、全厚さが１．４ｍｍであるシートを製造した。次いで、下記表２に記載のような物性を満足する研磨パッド用シートを製造した。

【0191】

製造例２－３：研磨パッド用シート（３）の製造
ポリエステル繊維不織物にポリウレタン樹脂を含浸した後、乾燥させ、全厚さが１．０ｍｍであるシートを製造した。次いで、下記表２に記載のような物性を満足する研磨パッド用シートを製造した。

【0192】

製造例２－４：研磨パッド用シート（４）の製造
ポリエステル繊維不織物にポリウレタン樹脂を含浸した後、乾燥させ、全厚さが１．６ｍｍであるシートを製造した。次いで、前記シートの一面上に同一のポリウレタン樹脂を含むコート組成物を浸漬（Ｄｉｐｐｉｎｇ）方法で塗布し、１５０μｍ厚さのコート層を形成することによって、下記表２に記載のような物性を満足する研磨パッド用シートを製造した。

【0193】

製造例２－５：研磨パッド用シート（５）の製造
ポリエステル繊維不織物にポリウレタン樹脂を含浸した後、乾燥させ、全厚さが１．４ｍｍであるシートを製造した。次いで、前記シートの一面上に同一のポリウレタン樹脂を含むコート組成物を浸漬（Ｄｉｐｐｉｎｇ）方法で塗布し、１５０μｍ厚さのコート層を形成することによって、下記表２に記載のような物性を満足する研磨パッド用シートを製造した。

【0194】

製造例２－６：研磨パッド用シート（６）の製造
ポリエステル繊維不織物にポリウレタン樹脂を含浸した後、乾燥させ、全厚さが１．０ｍｍであるシートを製造した。次いで、前記シートの一面上に同一のポリウレタン樹脂を含むコート組成物を浸漬（Ｄｉｐｐｉｎｇ）方法で塗布し、１５０μｍ厚さのコート層を形成することによって、下記表２に記載のような物性を満足する研磨パッド用シートを製造した。

【0195】

【表2】

【0196】

＜実施例及び比較例＞
実施例１～６及び比較例１～６の研磨パッド製造のために下記表４のように前記製造例の研磨層及び研磨パッド用シートの組み合わせを選択した。

【0197】

それぞれの研磨層の研磨面の裏面に熱融着接着剤としてポリウレタン系接着剤（ＹＯＵＮＧＣＨＡＮＧ ＣＨＥＭＩＣＡＬ、ＨＭＦ ２７）を２７μｍ厚さで塗布し、それぞれの研磨パッド用シートの第１面上に同一の熱融着接着剤を２７μｍ厚さで塗布した。次いで、それぞれの研磨層の研磨面の裏面がそれぞれの研磨パッド用シートの第１面と当接するように配置した後、１２０℃の条件下で加圧ローラーを用いて算術厚さの５０％ギャップ（Ｇａｐ）を基準として加圧して二つの層を付着した。次いで、２５℃の条件下で２４時間の間配置し、後処理することによって研磨パッドを製造した。

【0198】

＜評価＞
前記製造例１－１～１－２の研磨層と前記製造例２－１～２－６の研磨パッド用シートと前記実施例１～６及び前記比較例１～６のそれぞれの研磨パッドに対して、下記方法で物性及び性能を評価し、その結果は、前記表１、表２及び下記表４に記載した。

【0199】

実験例１：研磨層の物性評価
（１）硬度（Ｓｈｏｒｅ Ｄ）
それぞれの研磨層に対して横×縦が５ｃｍ×５ｃｍ（厚さ：２ｍｍ）大きさであるサンプルを切り出し、温度２５℃で１２時間保持後、硬度計を用いてショアＤ（Ｓｈｏｒｅ Ｄ）硬度を測定した。

【0200】

（２）引張強度
それぞれの研磨層に対して横×縦が４ｃｍ×１ｃｍ（厚さ：２ｍｍ）大きさであるサンプルを切り出し、万能試験計（ＵＴＭ）を使用して５０ｍｍ／分の速度で研磨パッドの破断直前の最高強度値を測定した。

【0201】

（３）伸び
それぞれの研磨層に対して横×縦が４ｃｍ×１ｃｍ（厚さ：２ｍｍ）大きさであるサンプルを切り出し、万能試験計（ＵＴＭ）を使用して５０ｍｍ／分の速度で研磨パッドの破断直前の最大変形量を測定した後、最初長さに対する最大変形量の割合を百分率（％）で示している。

【0202】

（４）密度
それぞれの研磨層に対して横×縦が２ｃｍ×５ｃｍ（厚さ：２ｍｍ）大きさであるサンプルを切り出し、温度２５℃で１２時間保持後、比重計を使用して密度を測定した。

【0203】

実験例２：研磨パッド用シートの物性評価
（１）硬度（Ａｓｋｅｒ Ｃ）
それぞれの研磨パッド用シートに対して横×縦が５ｃｍ×５ｃｍ（厚さ：２ｍｍ）大きさであるサンプルを切り出し、温度２５℃で１２時間保持後、硬度計を用いてアスカーＣ（Ａｓｋｅｒ Ｃ）硬度を測定した。

【0204】

（２）密度
それぞれの研磨パッド用シートに対して横×縦が２ｃｍ×５ｃｍ（厚さ：２ｍｍ）大きさであるサンプルを切り出し、温度２５℃で１２時間保持後、比重計を使用して密度を測定した。

【0205】

（３）圧縮率
それぞれの研磨パッド用シートに対して横縦がそれぞれ２５ｍｍ大きさの試片を採取した後、無負荷の状態でダイヤルケージ（Ｄｉａｌ Ｇａｕｇｅ）を測定した後、８５ｇの標準重りによる加圧後、３０秒経過時に、第１厚さ（Ｄ１）を測定し、前記標準重りに８００ｇの重りを追加した加圧条件設定後、３分経過時に、第２厚さ（Ｄ２）を測定し、（Ｄ１－Ｄ２）／Ｄ１×１００の式を用いて圧縮率（％）を導出した。

【0206】

（４）３次元表面粗度
それぞれの研磨パッド用シートに対して、３Ｄ粗度測定方法でＣｏｎｔｏｕｒ ＧＴ（Ｂｒｕｋｅｒ社）を用いて、第１面の３次元表面照度値として、最大ピット高さ（Ｍａｘｉｍｕｍ ｐｉｔ ｈｅｉｇｈｔ、Ｓｖ）照度、最大高さ（Ｍａｘｉｍｕｍ ｈｅｉｇｈｔ、Ｓｚ）照度及び算術平均高さ（Ａｒｉｔｈｍｅｔｉｃａｌ ｍｅａｎ ｈｅｉｇｈｔ、Ｓａ）を導出した。

【0207】

実験例３：研磨パッドの物性及び性能評価
（１）圧縮率
それぞれの研磨パッドに対して、横縦がそれぞれ２５ｍｍ大きさの試片を採取した後、無負荷の状態でダイヤルケージ（Ｄｉａｌ Ｇａｕｇｅ）を測定した後、８５ｇの標準重りによる加圧後、３０秒経過時に、第１厚さ（Ｄ１）を測定し、前記標準重りに８００ｇの重りを追加した加圧条件設定後、３分経過時に、第２厚さ（Ｄ２）を測定し、（Ｄ１－Ｄ２）／Ｄ１×１００の式を用いて圧縮率（％）を導出した。

【0208】

（２）界面付着力
それぞれの研磨パッドに対して、各研磨層と各研磨パッド用シートに由来のクッション層との間の界面付着力を１８０度ｐｅｅｌ ｓｔｒｅｎｇｔｈ方法で万能試験機（ＵＴＭ）装置を用いて測定した。このとき、試片は、横×縦が２５ｍｍ×３００ｍｍの大きさに切断し、グリップ（ｇｒｉｐ）を取る位置は、各試片の５０ｍｍ程度の幅を持たせて測定し、試験速度は、３００ｍｍ／ｍｉｎの下で測定した。

【0209】

（３）研磨率
それぞれの研磨パッドに対して、下記表３のような研磨条件下で研磨を行った。下記ダミー（ｄｕｍｍｙ）ウエハは、時間によって持続的に研磨を行いながら、時間当たりモニタリング（ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ）ウエハを２枚投入して研磨性能を評価した。

【0210】

【表3】

【0211】

より具体的に、定盤上に研磨パッドを付着し、酸化ケイ素膜を有する直径３００ｍｍのウエハを研磨パッドの研磨面に向けるように研磨ヘッドに連結されたキャリアに収容させた。研磨パッド上にスラリーを２５０ｍＬ／分の速度で供給しながら、６０秒間酸化ケイ素膜を研磨した。研磨後にウエハをキャリアから取り外し、回転式脱水機（ｓｐｉｎ ｄｒｙｅｒ）に取り付けて蒸溜水で洗浄した後、窒素で１５秒間乾燥した。乾燥したウエハに対して光干渉式厚さ測定装置（ＳＩ－Ｆ８０Ｒ、Ｋｙｅｎｃｅ社）を使用して研磨前後の膜厚さの変化を測定した。以後、下記式を使用して研磨率を計算した。

【0212】

研磨率（Å／ｍｉｎ）＝シリコーンウエハの研磨厚さ（Å）／研磨時間（ｍｉｎ）

【0213】

（４）研磨平坦度
それぞれの研磨パッドに対して、前記研磨率の測定方法と同一の条件で研磨工程を行った後、９８ヶ所のウエハの面内膜厚さを測定し、（研磨された厚さの標準偏差（Å）／平均研磨厚さ（Å））×１００の式を用いて研磨平坦度（ＷＩＷＮＵ：Ｗｉｔｈｉｎ Ｗａｆｅｒ Ｎｏｎ Ｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙ、％）を導出した。

【0214】

（５）長期耐久性
それぞれの研磨パッドに対して、前記研磨率の測定方法と同一の条件で研磨工程を行う際に、研磨時間を５０時間とした後、研磨完了後の研磨パッドに対して、研磨面上のバブル（ｂｕｂｂｌｅ）の発生有無、研磨パッドが引き裂かれる現象などがあるのかを目視して観察した。

【0215】

【表4】

【0216】

前記表１～４を参照すると、前記実施例１～６の研磨パッドは、前記クッション層として前記式１の値が、約４．２０～約５．５０、より具体的に、約４．２０～約４．４０の範囲を満足する前記製造例２－４～２－６の研磨パッド用シートを適用することによって、前記研磨層と前記クッション層との間の界面付着性及び前記研磨層の長期耐久性の面で共に優れた物性を確保しながら、最終的な研磨性能、すなわち、研磨率及び研磨平坦度の面で目的とする水準を達成することを確認することができた。これに対し、前記比較例１～６の研磨パッドは、前記クッション層として前記式１の値が４．２０未満であるか、５．５０を超過する前記製造例２－１～２－３の研磨パッド用シートを適用することによって、前記研磨層と前記クッション層との間の界面付着性が低下するか、酸化ケイ素膜に対する平均研磨率が目的とする水準に及ばないか、研磨平坦度の面で不利であるか、前記研磨層の長期耐久性の面でバブルの発生、引き裂かれることなどの工程上の障害要素が生じることを確認することができた。

【0217】

より具体的に、前記比較例１及び前記比較例４の研磨パッドは、前記式１の値が、約５．５０を超過する研磨パッド用シートを前記クッション層に適用することによって、前記研磨層と前記クッション層との間の界面付着力が８．００ｋｇｆ／２５ｍｍ未満と示され、前記研磨層の長期耐久性の面でバブルの発生の障害要因が生じることを確認することができた。

【0218】

前記比較例２及び前記比較例５の研磨パッドは、前記式１の値が、約４．２０に及ばない研磨パッド用シートを前記クッション層に適用することによって、研磨平坦度が５％を超過するか、前記研磨層の長期耐久性の面でバブルが発生するなどの研磨性能が低下することを確認することができた。

【0219】

前記比較例３及び前記比較例５の研磨パッドは、前記式１の値が、約５．５０を超過し、かつ前記式３の値が顕著に低い研磨パッド用シートを前記クッション層に適用することによって、前記研磨層と前記クッション層との間の界面付着性が約１０ｋｇｆ／２５ｍｍに及ばず、前記研磨層の長期耐久性の面でバブルの発生と共に引き裂かれるなどの最も低下した耐久性を示しており、前記平均研磨率の面で多少低い研磨率を示すか、前記研磨平坦度が約４．８％未満の条件を満足しないなどの研磨性能が低下したことを確認することができた。

【0220】

以上、前述のように、一具現例に係る前記研磨パッド用シートは、研磨パッドに適用され、適切な弾性及び高い耐久性を具現することができ、これを通じて、安定した研磨工程が可能である。また、一具現例に係る前記研磨パッドは、最適の研磨パッド用シートをクッション層に適用した研磨パッドであって、研磨層とクッション層との間の界面特性が、研磨パッドの全体としての研磨性能の具現において最適化した物性として発現し、長期間の湿潤環境での研磨過程中にも損傷することなく機能の具現が可能であり、研磨率などの本来の機能も優秀に具現することができる。

【0221】

さらには、前記研磨パッドを適用した前記半導体素子の製造方法は、半導体基板の研磨において高い工程効率を示し、最終研磨結果において、前記半導体基板の被研磨面が適正の研磨率及び優れた研磨平坦度を示すことができる。

【符号の説明】

【0222】

１０：研磨パッド用シート
１１：第１面
１２：第２面
１３：研磨面
２０：研磨層
３０：第１接着層
４０：第２接着層
１００：研磨パッド
１０１：第１層
１０２：第２層
１１０：研磨パッド
１２０：定盤
１３０：半導体基板
１４０：ノズル
１５０：研磨スラリー
１６０：研磨ヘッド
１７０：コンディショナー
２０１：溝
Ｐ：基準平面
Ａ：基準平面から最大高さを有するピークの頂点までの直線距離値
Ｖ：基準平面から最大深さを有するバレーの頂点までの直線距離値
Ｔ：最大深さのバレーの頂点から最大高さのピークの頂点までの直線距離値

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】