JP2014522739A - Cmpパッドコンディショナー - Google Patents

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Abstract


【課題】CMPパッドコンディショナーを提供する。
【解決手段】本発明は、基板と、前記基板の少なくとも一面に形成される切削チップパターンとを有するCMPパッドコンディショナーに関し、より具体的には、切削チップパターンの構造を改善して生産性を向上させ且つ微細な切削チップパターンの強度および安定性を十分保障することができる、切削チップパターンを有するCMPパッドコンディショナーを提供する。
【選択図】図2a

Description

本発明は、基板と、前記基板の少なくとも一面に形成される切削チップパターンとを有するCMPパッドコンディショナーに係り、より具体的には、切削チップパターンの構造を改善して生産性を向上させ且つ微細な切削チップパターンの強度および安定性を十分保障することができる、切削チップパターンを有するCMPパッドコンディショナーに関する。
現在、半導体産業は、回路の高速・高集積化が行われており、これにより半導体チップのサイズが益々大きくなり、限界を克服するために、配線幅の最小化およびウエハーの大直径化を介して配線の多層化などの構造的な変化を示している。
しかし、素子の集積度が高くなり且つ最小線幅が減少しながら、従来の部分的な平坦化技術では克服できない限界に到達した。加工能率または高品質化のために、ウエハーの全面にわたっての平坦化、すなわちグローバル平坦化(Global Planarization)研磨加工技術(CMP:Chemical Mechanical Planarization)が唯一の解決策として用いられている。CMPによるグローバル平坦化の要求は、現在のウエハープロセスでは必然的である。
CMPは、化学−機械的研磨加工であって、研磨除去加工および化学液の溶解作用を同時に用いて半導体ウエハーの平坦度を得る研磨加工である。
CMP研磨加工原理は、研磨パッドとウエハーとを互いに加圧した状態でそれらを相対運動させながら、研磨パッド上に、研磨粒子と化学液が混入された研磨液(スラリー)を供給する過程で行われるが、この際、ポリウレタン素材からなる研磨パッドの表面にある数多くの発泡気孔が新しい研磨液を納める役目をし、一定の研磨効率およびウエハーの全面にわたっての研磨均一性を得ることができる。
ところが、研磨中に圧力と相対速度が付加されるので、加工時間が経つにつれて研磨パッドの表面は不均一に変形し、研磨パッド上の気孔は研磨残留物で詰まることにより、研磨パッドが自分の役割を果たすことができなくなる。これにより、全加工時間にわたって、ウエハーの全面におけるグローバル平坦化およびウエハー間の研磨均一性などを達成することができなくなる。
このようなCMP研磨パッドの不均一変形および気孔詰まりを解決するために、CMPパッドコンディショナーを用いて研磨パッドの表面を微細に研磨することにより、新しいマイクロ気孔が形成されるようにCMPパッドコンディショニング作業を行う。
CMPパッドコンディショニング作業は、生産性を高めるために、本作業であるCMP作業と同時に行うことができる。これをいわゆる「インサイチュコンディショニング(In−situ Conditioning」という。
この際、CMP作業に使用される研磨液はシリカ、アルミナまたはセリアなどの研磨粒 子を含み、CMP工程は使用される研磨液の種類によってオキサイドCMPとメタルCMPに大別される。前者に使用されるオキサイドCMP用研磨液はpH値が主に10〜12であり、後者に使用されるメタルCMP用研磨液はpH値が4以下であって酸性の溶液を使用する。
通常の従来のCMPパッドコンディショナーは、電着方式で製造された電着型CMPパッドコンディショナーと、金属粉末を高温で溶融させる方式の融着型CMPパッドコンディショナーが使われている。
ところが、このような従来の電着型および融着型CMPパッドコンディショナーは、酸性溶液を用いるメタルCMP工程においてインサイチュコンディショニング方式で作業を行うとき、CMPパッドコンディショナーの表面に付着したダイヤモンド粒子がスラリー研磨粒子との研磨作用と強い酸性溶液による表面腐食によって基板から脱落する現象が起こるという問題点があった。
このように脱落したダイヤモンド粒子は、主にCMP研磨過程でCMP研磨パッドに打ち込まれると、ウエハーの表面に致命的なスクラッチを誘発して工程不良率を高める一方で、結局はCMP研磨パッドを取り替えなければならない原因にもなる。
また、腐食によって金属結合材から離脱した金属イオンは、メタルCMP工程中に半導体回路のメタルラインへ移動して回路短絡を引き起こす、いわゆる金属イオン汚染現象(metal ion contamination)の主原因として作用することもある。このような金属汚染現象による短絡不良は回路を作るあらゆる工程が完了した後に発見されるため、その生産損失の費用は実に莫大である。
上述したような従来のCMPパッドコンディショナーの問題点を解決するために、「研磨パッド用コンディショナーおよびその製造方法」が韓国公開特許第2000−24453号に開示されている。
この特許には、少なくとも一方の表面にほぼ均一な高さで突出した多数の多角柱が配置された基板を加工し、その表面全体にCVD方式を用いてダイヤモンド薄膜をコートする発明も提案されている。ここで、多角柱は凸凹形状の切削チップであることが分かる。
ところで、このような研磨パッド用コンディショナーは、ほぼ均一な高さで突出した多数の切削チップから構成されているが、同じ高さを有するチップはコンディショニング過程中にポリウレタン研磨パッドを少しずつ削る役割を果たすことができるが、コンディショニング過程中に発生する大きいデブリ(Debris)を細かく砕く役割、またはウエハーからのスラッジを外に掃き出して効率よく排出させる役割は果たすことができない。
このような役割を果たすための切削チップの構成としては、研磨パッドを削る切削チップ以外に、高さ差の異なる切削チップを形成させて、コンディショニング途中で発生するデブリのサイズを小さくし、スラッジの流れ性を円滑にする切削チップの構成が必ず必要である。
一方、切削チップを有する他の従来のCMPコンディショナー101のうち、図1に示すように、基板110上に独立して多数の切削チップパターン120を形成するために、基板にダイヤモンドを蒸着させた後、エッチングマスクを用いてダイヤモンドのみで切削チップパターン120を形成し、この切削チップパターン120上にさらにダイヤモンドコーティング層130を蒸着する技術が開発されたことがある。
ところで、この種のCMPコンディショナーは2つの問題点がある。まず、1次ダイヤモンド蒸着層のみで基板上に切削チップパターンを形成するためには、切削チップパターンの高さだけ基板上にダイヤモンド蒸着層を形成しなければならない。
ところが、CVD方式を用いてダイヤモンド蒸着層を形成する方式には様々な種類があるが、その中でも、CMP工程で使用されるコンディショナーのように比較的大面積の基板にダイヤモンド蒸着層を形成するためには、熱フィラメント方式を用いる。
熱フィラメント方式を用いる場合、通常、ダイヤモンド成長速度が0.1〜0.3μm/hr程度と低いから、コンディショナーの切削チップパターンとして使用するための30〜60μmの高さに成長させるためには、100〜200hrのコーティング時間が必要である。よって、CMPコンディショナーの生産性が非常に低下するという問題点が発生する。
ダイヤモンドは硬度が高いものの、脆性は高いため、衝撃強度が非常に低い。微細な切削チップパターンがCMP装備で研磨パッドを研磨する途中で受けるコンディショナー圧力および研磨材との摩擦摩耗を考慮すると、切削チップパターンの破損および脱落などから切削チップパターンの安定性を保障することが難しい。このような切削チップパターンの破損および脱落は、シリコンウエハーのスクラッチを誘発する問題点として台頭する。
したがって、切削チップパターンの衝撃安定性を確保することが非常に重要であるが、CVDダイヤモンドの成長特性上、柱状晶組織に成長し、コンディショニング途中で受けるせん断荷重には非常に脆弱であって、切削チップパターンのサイズが100μm以下の微細な構造を形成させることが難しい。
そこで、本発明の目的は、切削チップパターンを速くかつ容易に形成して生産性を向上させることが可能なCMPパッドコンディショナーを提供することにある。
本発明の他の目的は、切削チップパターンを微細な構造で形成しながら強度および安全性を保障することが可能なCMPパッドコンディショナーを提供することにある。
本発明の別の目的は、コンディショニング過程でデブリ(Debris)の除去およびスラッジなどの異物の排出が効率よく行われる切削チップパターンを有するCMPパッドコンディショナーを提供することにある。
本発明の目的は上述した目的に限定されず、上述していない他の目的は以降の記載から当業者に明確に理解できるであろう。
上記目的を達成するために、本発明は、基板と、前記基板の少なくとも一面に形成される切削チップパターンとを有するCMPパッドコンディショナーであって、前記切削チップパターンは、前記基板に互いに離隔して設けられる多数の基板チップ部と、前記多数の基板チップ部上に形成されるダイヤモンド蒸着チップ部とを含むことを特徴とする、CMPパッドコンディショナーを提供する。
ここで、多数の基板チップ部が互いに同一の高さで形成され、多数の基板チップ部上のダイヤモンド蒸着チップ部が同一の厚さで形成されることにより、切削チップパターンを構成する切削チップの高さが同一となるようにすることもできるが、場合に応じては、多数の基板チップ部の一部が互いに異なる高さを持つように形成されてもよく、ダイヤモンド蒸着チップ部の一部の厚さを異ならしめて、切削チップパターンを構成する切削チップの高さが異なるように形成されてもよい。特に、切削チップパターンを構成する切削チップの高さが異なるようにしようとする場合、前記多数の基板チップ部は互いに異なる高さで形成され、ダイヤモンド蒸着チップ部は一定の厚さで全ての前記基板チップ部上に形成されることが効果的である。
また、本発明は、基板と、前記基板の少なくとも一面に形成される切削チップパターンとを有するCMPパッドコンディショナーであって、前記切削チップパターンは、前記基板に互いに離隔して設けられる多数の基板チップ部と、前記多数の基板チップ部のうち一部の基板チップ部上に形成されるダイヤモンド蒸着チップ部とを含むことを特徴とする、CMPパッドコンディショナーを提供する。
ここで、多数の基板チップ部が互いに同一の高さで形成され、ダイヤモンド蒸着チップ部は、一定の厚さをもって、隣り合う基板チップ部のうち、一方の基板チップ部上には形成され、他方の基板チップ部上には形成されないことにより、切削チップパターンを構成する切削チップの高さが異なるように形成されることが好ましい。
基板チップ部間の離隔間隔は基板から陥没した陥没部として形成されることがより好ましい。
この際、基板チップ部の側断面形状は多角形の断面形状を有することがより効果的である。
また、基板チップ部の平面形状は多角形または円形または楕円形の形状を有することが好ましい。
また、ダイヤモンド蒸着チップ部の厚さは1〜10μmであることが効果的である。
また、切削チップパターンの上面は、SiCの研磨材を含む砥石、またはダイヤモンド砥粒を含むレジンホイールでドレシング処理されることが好ましい。
また、基板および切削チップパターンの上面にコートされるダイヤモンドコート層をさらに含むことがより好ましい。
一方、このような構成により、切削チップパターンは100μm以下の微細な構造で形成できる。
本発明は、次のような優れた効果を有する。
まず、本発明のCMPパッドコンディショナーによれば、切削チップパターンを速くかつ容易に形成して生産性を向上させることができる。
また、本発明のCMPパッドコンディショナーによれば、切削チップパターンを微細な構造で形成しながら強度および安全性を保障することができる。
また、本発明のCMPパッドコンディショナーによれば、コンディショニング過程でデブリ(Debris)の除去およびスラッジなどの異物の排出が効率よく行われる切削チップパターンを有する。
従来のCMPパッドコンディショナーの断面図である。 本発明の一実施例に係るCMPパッドコンディショナーの断面図である。 本発明の一実施例に係るCMPパッドコンディショナーの断面図である。 本発明の他の実施例に係るCMPパッドコンディショナーの断面図である。 本発明の他の実施例に係るCMPパッドコンディショナーの断面図である。 本発明の別の実施例に係るCMPパッドコンディショナーの断面図である。 本発明の別の実施例に係るCMPパッドコンディショナーの断面図である。 本発明の別の実施例に係るCMPパッドコンディショナーの断面図である。 本発明の別の実施例に係るCMPパッドコンディショナーの断面図である。 図1のCMPパッドコンディショナーの切削チップパターンの耐久性実験を示す写真である。 本発明に係るCMPコンディショナーの切削チップパターンの耐久性実験を示す写真である。
以下に添付図面を参照しながら、本発明について詳細に説明する。
図2a〜図3bは、本発明の実施例のうち、切削パターンを構成する切削チップの全てが基板チップ部とダイヤモンド蒸着チップ部を含むCMPパッドコンディショナーの断面図である。図4aおよび図5bは、本発明の実施例のうち、切削パターンを構成する切削チップの一部のみが基板チップ部とダイヤモンド蒸着チップ部を含むCMPパッドコンディショナーの断面図である。図示の如く、本発明に係るCMPパッドコンディショナー1は基板10と、基板10の少なくとも一面に形成される切削チップパターン20とを含む。
基板10は、強度および硬度の高い素材であって、一般な鉄合金や超硬合金、セラミックなどの材料を用いてディスク形状を持つように製作できる。
ここで、基板10の素材は、SiC、SiおよびWCの少なくとも1種の素材を使用してもよく、SiC、SiおよびWCの混合素材を使用してもよい。
基板10の素材は、場合に応じて、炭化タングステン−コバルト(WC−Co)系や炭化タングステン−炭化チタニウム−コバルト(WC−TiC−Co)系、炭化タングステン−炭化チタニウム−炭化タンタル−コバルト(WC−TiC−TaC−Co)系などの炭化タングステン(WC)系超硬合金を始めとして、サーマット(TiCN)、炭化ホウ素(BC)系、ホウ化チタニウム(TiB)系の超硬合金を使用することができる。また、基板10の素材は、超硬合金の他にも、セラミック系材質である窒化ケイ素(Si)またはシリコン(Si)からなる基板10、10が好ましく、その他に使用可能なセラミック系材質としては、酸化アルミニウム(Al)、窒化アルミニウム(AlN)、酸化チタニウム(TiO)、酸化ジルコニウム(ZrO)、酸化ケイ素(SiO)、炭化ケイ素(SiC)、シリコンオキシナイトライド(SiO)、窒化タングステン(WN)、酸化タングステン(WO)、DLC(Diamond Like Coating)、窒化ホウ素(BN)または酸化クロム(Cr)などを挙げることができる。
基板10は、平面視において、円形のディスク形状を有することが好ましく、場合に応じては多角形の平面形状を有することができる。
この基板10は、切削チップパターン20を形成する前に、少なくとも一面を研削加工およびラッピング加工して表面を平坦化させ、ダイヤモンド蒸着チップ部23の蒸着のために、超音波を用いた前処理工程を経ることが好ましい。
切削チップパターン20は、基板10の一面に形成される多数の基板チップ部21と、多数の基板チップ部21の全て或いは一部の上に形成されるダイヤモンド蒸着チップ部23とを有する。
基板チップ部21は、基板10の一面に互いに一定の間隔をおいて同一または異なる高さで形成できる。この際、基板チップ部21は、図2a〜図4bに示すように、陥没部25によって互いに一定の間隔をおいて四角形の断面形状に形成された構造、或いは、図5aおよび図5bに示すように、四角形断面の基板チップ部21と三角形断面の基板チップ部21aが陥没部25によって互いに一定の間隔をおいて交互に形成された構造を持つことができる。また、基板チップ部21の平面形状は、多角形または円形または楕円形の形状を有することができる。このような基板チップ部21の断面形状および平面形状は、図示していないが、基板チップ部21を立体的に見るとき、基板チップ部21が多角錐状、多角柱状、円錐状、楕円錐状、円柱状または楕円柱状を有することが分かる。
この基板チップ部21は、基板10に対して機械的加工やレーザー加工、エッチングなどを施すことにより形成できる。
ダイヤモンド蒸着チップ部23は、一定の厚さで多数の基板チップ部21上に形成されるが、図2a〜図3bに示すように、全ての基板チップ部21上に形成されてもよく、多数の基板チップ部21のうち一部の基板チップ部21にのみ形成されてもよいが、図4a〜図5bに示すように、互いに隣接する基板チップ部21のうち、一方の基板チップ部21上には形成されており、他方の基板チップ部21上には形成されていないことが好ましい。
この際、図5aおよび図5bに示すように、基板チップ部21、21aの断面形状が四角形断面構造と三角形断面構造に交互に形成された場合には、ダイヤモンド蒸着チップ部23は四角形断面構造の基板チップ部21上に形成されることが好ましい。
ここで、ダイヤモンド蒸着チップ部23は、気相化学蒸着(CVD)法を用いて基板チップ部21上に形成できるが、例えば、基板チップ部21を形成する前に、基板10の一面にまずダイヤモンド蒸着層を形成して平坦化させた後、基板チップ部21が形成される領域のダイヤモンド蒸着層のみを残し、残り領域のダイヤモンド蒸着層を除去する方法で形成できる。
この際、ダイヤモンド蒸着層の気相化学蒸着条件は10〜55torr、水素およびメタンは1〜2SLM、約25SCCMで投入し、基板10の温度は約900度とし、フィラメントの温度は1900〜2000℃の間を維持し、基板10とフィラメントの高さは10〜15mmの間隔を維持することが好ましい。
このように蒸着されたダイヤモンド蒸着層は、粒子の屈曲および全体均一度を確保するために、平坦化工程において、2000メッシュ以上の研磨粒子を有するレジンまたはセラミック系のポリシング用研磨板を用いて1〜10μmの厚さに平坦化されることが好ましい。これにより、基板チップ部21上に形成されるダイヤモンド蒸着チップ部23の厚さを1〜10μmのいずれか一つの厚さに均一化することができる。
また、ダイヤモンド蒸着層の除去は、食刻(例えば、反応性イオンエッチング)、エッチング(ドライエッチングまたはウェットエッチングまたはプラズマエッチング)、機械的加工またはレーザー加工を用いて行われてもよい。
ここで、ダイヤモンド蒸着層の除去後、切削チップパターン20の上面は、エッチングまたは機械的加工による高さ差の発生、隅角部の形崩れ、或いは切削チップ断面の屈曲形成などの現象を防止するためにドレシング処理を経ることが好ましい。このドレシング処理は、SiCの研磨材を含む砥石、或いはダイヤモンド砥粒を含むレジンホイールなどによって行われる。この際、研磨砥石、またはダイヤモンド砥粒を含むレジンホイールは、表面粗さまたは切削チップの安定性を考慮すると、2000メッシュ以上の微細な研磨材を含んでいることが好ましい。
一方、ダイヤモンドコーティング層30は、気相化学蒸着(CVD)法を用いてダイヤモンド蒸着チップ部23の厚さより薄い薄膜の厚さで、図2a、図3a、図4a、図5aのように、基板10および切削チップパターン20上にコートできる。このダイヤモンドコーティング層30を形成する前に、基板チップ部21とダイヤモンド蒸着チップ部23が形成された基板10を超音波前処理することが好ましい。これは、超音波前処理過程で微細ダイヤモンド粒子を用いてダイヤモンド蒸着チップ部23、残りの陥没部25および基板チップ部21上に微細スクラッチを形成することにより、ダイヤモンドコーティング層30のコーティング状態が硬くなるようにするためである。ダイヤモンドコーティング層30を形成した状態で、切削チップパターン20は、図3a、図4aおよび図5aに示すように、交互に高さ差を有する。
ここで、ダイヤモンドコーティング層30は、場合に応じて(例えば、基板チップ部21とダイヤモンド蒸着チップ部23のみで切削チップパターン20の耐久性が十分保障される場合や、使用条件などを考慮する場合など)、図2b、図3b、図4bおよび図5bに示すように、その構成が切削チップパターン20から省略できるのは勿論である。
このように、本発明に係るCMPパッドコンディショナーは、基板チップ部21上にダイヤモンド蒸着チップ部23が形成される構造であるため、切削チップパターン20におけるダイヤモンド蒸着チップ部23の占有厚さを微細にすることができる。よって、切削チップパターン20のダイヤモンド蒸着チップ部23を形成するためのダイヤモンド蒸着高さが低くなって熱フィラメント方式でダイヤモンド成長速度が0.1〜0.3μm/hrと低くても、コンディショナー1の切削チップとして使用するための切削チップパターン20の高さである30〜60μmを基板チップ部21と共に形成するので、ダイヤモンド蒸着チップ部23の形成のためのダイヤモンド蒸着時間が著しく減少する。これにより、CMPパッドコンディショナー1の生産性を向上させることができる。
また、本発明によれば、基板10に形成される基板チップ部21とダイヤモンド蒸着チップ部23によって切削チップパターン20が形成されるので、ダイヤモンド層のみで切削チップパターン20を形成する従来のCMPパッドコンディショナーとは異なり、微細な構造で形成される切削チップパターン20の強度および安定性などの耐久性が十分保障される。これにより、コンディショニング工程で切削チップパターン20の破損および脱落などを防止することにより、ウエハーにスクラッチを誘発する問題点を解消することができる。
特に、本発明に係るCMPパッドコンディショナーのうち、特に切削チップパターン20が高さの異なる切削チップから構成された構造を持つCMPパッドコンディショナー1は、高さの高い切削パターン20によってパッド研磨が行われ、高さの低い切削チップパターンによってコンディショニング過程中に発生したデブリ(Debris)が細かく砕かれ、切削チップパターン20の高さ差により形成される空間を介して、ウエハーからのスラッジを外部に誘導して効率よく排出させる優れた効果がある。
本発明に係るCMPパッドコンディショナー1の切削チップパターン20の耐久性に対する実験結果は、下記表1、図6および図7から確認することができる。
耐久性実験のための試料として、試料1は切削チップパターンがダイヤモンドのみで形成された従来のCMPパッドコンディショナーであり、試料2は図2aのように切削チップパターン20が基板チップ部21とダイヤモンド蒸着チップ部23からなる本発明に係るCMPパッドコンディショナー1である。
この際、試料1は、20mmの超硬基板にダイヤモンドを35μmの厚さで蒸着し、レーザーを用いて切削チップパターン(サイズ50μm(L)×50μm(W))を1mmの間隔で加工した後、超音波洗浄およびダイヤモンド前処理して熱フィラメント方式で5μmのダイヤモンドコーティング層をコートした試料である。
試料2は、20mmの超硬基板10に、ダイヤモンド蒸着チップ部23を5μmの厚さにして基板チップ部21と共に厚さ35μmの切削チップパターン20を形成するように加工し、超音波洗浄およびダイヤモンド前処理して熱フィラメント方式で5μmのダイヤモンドコーティング層30をコートした試料である。
表1、図6および図7から確認されるように、従来のCMPパッドコンディショナーである試料1の場合、ダイヤモンド本来の特性により衝撃と荷重に対する靭性が低下してせん断力が平均40g程度の値を示している。また、せん断高さが高くなるほど、すなわち切削チップパターンの端部に行くほどせん断力が低くなって、切削チップパターンの高さが高くなるほど端部における壊れ(破損または脱落)の危険性が存在することを確認することができる。
これに対し、本発明に係るCMPパッドコンディショナー1である試料2の場合、切削チップパターン20のせん断力は、基板チップ部21の機械的靭性により従来の試料1に比べて10倍以上高いせん断力を持っていることを確認することができる。
したがって、本発明に係るCMPパッドコンディショナー1は、微細な構造で形成される切削チップパターン20の強度および安定性などの耐久性が十分保障されることを確認することができる。
このように、本発明に係るCMPパッドコンディショナーは、切削チップパターンを速くかつ容易に形成して生産性を向上させるとともに、切削チップパターンを微細な構造で形成しながら強度および安全性を十分保障することができる。
しかも、コンディショニング過程でデブリ(Debris)の除去およびスラッジなどの異物の排出が効率よく行われる。
本発明は、上述したように好適な実施例を挙げて図示および説明したが、これらの実施例に限定されるものではなく、本発明の技術的思想から逸脱することなく、当該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よって様々な変更および修正が可能であろう。

Claims (11)

  1. 基板と、前記基板の少なくとも一面に形成される切削チップパターンとを有するCMPパッドコンディショナーであって、
    前記切削チップパターンは、
    前記基板に互いに離隔して設けられる多数の基板チップ部と、
    前記多数の基板チップ部上に形成されるダイヤモンド蒸着チップ部とを含むことを特徴とする、CMPパッドコンディショナー。
  2. 前記多数の基板チップ部の一部は互いに異なる高さを持つように形成されることを特徴とする、請求項1に記載のCMPパッドコンディショナー。
  3. 基板と、前記基板の少なくとも一面に形成される切削チップパターンとを有するCMPパッドコンディショナーであって、
    前記切削チップパターンは、
    前記基板に互いに離隔して設けられる多数の基板チップ部と、
    前記多数の基板チップ部のうち一部の基板チップ部上に形成されるダイヤモンド蒸着チップ部とを含むことを特徴とする、CMPパッドコンディショナー。
  4. 前記多数の基板チップ部は互いに同一の高さで形成され、
    前記ダイヤモンド蒸着チップ部は、一定の厚さをもって、隣り合う基板チップ部のうち一方の基板チップ部上には形成され、他方の基板チップ部上には形成されないことを特徴とする、請求項3に記載のCMPパッドコンディショナー。
  5. 前記多数の基板チップ部間の離隔間隔は基板から陥没した陥没部として形成されることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載のCMPパッドコンディショナー。
  6. 前記基板チップ部の側断面形状は多角形の断面形状を有することを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載のCMPパッドコンディショナー。
  7. 前記基板チップ部の平面形状は多角形または円形または楕円形の形状を有することを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載のCMPパッドコンディショナー。
  8. 前記ダイヤモンド蒸着チップ部の厚さが1〜10μmであることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載のCMPパッドコンディショナー。
  9. 前記切削チップパターンの上面は、SiCの研磨材を含む砥石、またはダイヤモンド砥粒を含むレジンホイールでドレシング処理されることを特徴とする、請求項8に記載のCMPパッドコンディショナー。
  10. 前記基板および切削チップパターンの上面にコートされるダイヤモンドコート層をさらに含むことを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載のCMPパッドコンディショナー。
  11. 前記切削チップパターンは100μm以下の微細な構造で形成されることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載のCMPパッドコンディショナー。
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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9452509B2 (en) * 2013-06-28 2016-09-27 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Sapphire pad conditioner
TWI548486B (zh) * 2013-07-29 2016-09-11 The method of manufacturing a dresser of the polishing pad sapphire discs
EP3041934A1 (en) 2013-09-03 2016-07-13 Moderna Therapeutics, Inc. Chimeric polynucleotides
JP6453666B2 (ja) * 2015-02-20 2019-01-16 東芝メモリ株式会社 研磨パッドドレッサの作製方法
JP2018032745A (ja) * 2016-08-24 2018-03-01 東芝メモリ株式会社 ドレッサー、ドレッサーの製造方法、及び半導体装置の製造方法
KR102581481B1 (ko) 2016-10-18 2023-09-21 삼성전자주식회사 화학적 기계적 연마 방법, 반도체 소자의 제조 방법, 및 반도체 제조 장치
TWI681843B (zh) * 2017-12-01 2020-01-11 詠巨科技有限公司 拋光墊修整方法
KR102078342B1 (ko) 2018-08-17 2020-02-19 동명대학교산학협력단 접촉 영역의 조절이 가능한 다이아몬드 컨디셔너
KR102229135B1 (ko) * 2018-11-16 2021-03-18 이화다이아몬드공업 주식회사 개별 절삭팁 부착형 cmp 패드 컨디셔너 및 그 제조방법
JP7368492B2 (ja) * 2019-04-09 2023-10-24 インテグリス・インコーポレーテッド ディスクのセグメント設計
CN115870875B (zh) * 2022-12-08 2024-04-12 西安奕斯伟材料科技股份有限公司 一种用于研磨硅片的研磨盘及研磨设备

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003175465A (ja) * 2001-12-11 2003-06-24 Mitsubishi Materials Corp ダイヤモンドコーティング切削工具
JP2004537646A (ja) * 2000-09-08 2004-12-16 アグファ − ゲヴェルト 蛍光材料膜の製造方法
JP2010069612A (ja) * 2008-08-20 2010-04-02 Mitsubishi Materials Corp 半導体研磨布用コンディショナー、半導体研磨布用コンディショナーの製造方法及び半導体研磨装置
JP2010125587A (ja) * 2008-12-01 2010-06-10 Mitsubishi Materials Corp 半導体研磨布用コンディショナー及びその製造方法
WO2012122186A2 (en) * 2011-03-07 2012-09-13 Entegris, Inc. Chemical mechanical planarization pad conditioner

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100387954B1 (ko) 1999-10-12 2003-06-19 (주) 휴네텍 연마패드용 컨디셔너와 이의 제조방법
US6439986B1 (en) 1999-10-12 2002-08-27 Hunatech Co., Ltd. Conditioner for polishing pad and method for manufacturing the same
KR101103137B1 (ko) * 2005-01-24 2012-01-04 강준모 패드 컨디셔너 및 그 제조 방법
US8398466B2 (en) * 2006-11-16 2013-03-19 Chien-Min Sung CMP pad conditioners with mosaic abrasive segments and associated methods
TW200726582A (en) 2005-10-04 2007-07-16 Mitsubishi Materials Corp Rotary tool for processing flexible materials
US20080153398A1 (en) * 2006-11-16 2008-06-26 Chien-Min Sung Cmp pad conditioners and associated methods
TW200841996A (en) 2007-04-24 2008-11-01 Creating Nano Technologies Inc Polishing pad conditioner
KR101020870B1 (ko) * 2008-09-22 2011-03-09 프리시젼다이아몬드 주식회사 다이아몬드 막이 코팅된 cmp 컨디셔너 및 그 제조방법
KR101052325B1 (ko) * 2009-04-06 2011-07-27 신한다이아몬드공업 주식회사 Cmp 패드 컨디셔너 및 그 제조방법
KR101072384B1 (ko) * 2009-11-30 2011-10-11 이화다이아몬드공업 주식회사 Cmp 패드용 컨디셔너의 제조방법
KR101091030B1 (ko) * 2010-04-08 2011-12-09 이화다이아몬드공업 주식회사 감소된 마찰력을 갖는 패드 컨디셔너 제조방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004537646A (ja) * 2000-09-08 2004-12-16 アグファ − ゲヴェルト 蛍光材料膜の製造方法
JP2003175465A (ja) * 2001-12-11 2003-06-24 Mitsubishi Materials Corp ダイヤモンドコーティング切削工具
JP2010069612A (ja) * 2008-08-20 2010-04-02 Mitsubishi Materials Corp 半導体研磨布用コンディショナー、半導体研磨布用コンディショナーの製造方法及び半導体研磨装置
JP2010125587A (ja) * 2008-12-01 2010-06-10 Mitsubishi Materials Corp 半導体研磨布用コンディショナー及びその製造方法
WO2012122186A2 (en) * 2011-03-07 2012-09-13 Entegris, Inc. Chemical mechanical planarization pad conditioner

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