KR100622267B1 - Pad Conditioner for Chemical Mechanical Planarization - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반도체 소자의 고집적화를 위해 행해지는 웨이퍼의 광역평탄화 작업에 필요한 CMP공정에 사용되는 컨디셔너에 관한 것으로서, 패드의 균일한 연마를 달성할 수 있는 CMP 패드용 컨디셔너를 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다.The present invention relates to a conditioner for use in the CMP process required for the wide-area leveling of wafers performed for high integration of a semiconductor device, and to provide a conditioner for a CMP pad capable of achieving uniform polishing of a pad. have.
본 발명은 일체로 형성되는 금속기판, 이 금속기판상에 고정되는 연마재 및 이 연마재를 상기 금속기판상에 고정시켜 주는 금속결합재층을 포함하는 드레싱 기판, 이 드레싱 기판을 유지해주는 홀더 및 이 홀더에 고정되어 있는 결합부재를 포함하여 구성되는 CMP용 패드 컨디셔너에 있어서, 상기 드레싱 기판이 다수개의 기판으로 분할되어 있고; The present invention is a dressing substrate comprising a metal substrate formed integrally, an abrasive fixed on the metal substrate and a metal binder layer for fixing the abrasive on the metal substrate, a holder holding the dressing substrate, and fixed to the holder. A pad conditioner for a CMP comprising a coupling member, wherein the dressing substrate is divided into a plurality of substrates;
상기 드레싱 기판과 홀더사이에 가요성 부재가 삽입되어 있고; 그리고 A flexible member is inserted between the dressing substrate and the holder; And
상기 분할된 각각의 드레싱 기판과 가요성 부재사이에는 경사조절기판이 분할된 각각의 드레싱 기판에 대응하여 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 CMP용 패드 컨디셔너를 그 요지로 한다.The pad conditioner for CMP is characterized in that the inclination adjustment board is provided between each divided dressing board | substrate and a flexible member corresponding to each dressing board | substrate divided | segmented.
본 발명에 의하면, 패드의 굴곡진 면도 균일하게 드레싱할 수 있다.According to the present invention, the curved shaving of the pad can be uniformly dressed.
패드, 컨디셔너, 드레싱, 홀더, 가요성 부재, 경사조절기판Pad, Conditioner, Dressing, Holder, Flexible Member, Incline Board
Description
도 1은 종래의 CMP 패드 컨디셔너의 구성도로서, 도 1(a)는 종래의 CMP 패드 컨디셔너의 사시도를 나타내고, 1 is a block diagram of a conventional CMP pad conditioner, Figure 1 (a) shows a perspective view of a conventional CMP pad conditioner,
도 1(b)는 종래의 CMP 패드 컨디셔너의 드레싱 기판의 상세도Figure 1 (b) is a detailed view of the dressing substrate of the conventional CMP pad conditioner
도 2는 종래의 CMP 패드 컨디셔너를 사용하여 패드를 드레싱하는 상태를 나타내는 개략도Figure 2 is a schematic diagram showing a state of dressing the pad using a conventional CMP pad conditioner
도 3은 본 발명의 CMP 패드 컨디셔너의 구성도로서, 도 3(a)는 본 발명의 CMP 패드 컨디셔너의 사시도를 나타내고, 도 3(b)는 본 발명의 CMP 패드 컨디셔너의 드레싱 기판의 상세도Fig. 3 is a block diagram of the CMP pad conditioner of the present invention, and Fig. 3 (a) shows a perspective view of the CMP pad conditioner of the present invention, and Fig. 3 (b) shows a detail of the dressing substrate of the CMP pad conditioner of the present invention.
도 4는 본 발명의 CMP 패드 컨디셔너를 사용하여 패드를 드레싱하는 상태를 나타내는 개략도Figure 4 is a schematic diagram showing a state of dressing the pad using the CMP pad conditioner of the present invention
도 5는 본 발명에 따라 기판의 상부 가장자리부가 라운딩 처리된 드레싱 기판의 상세도5 is a detailed view of a dressing substrate with a rounded upper edge of the substrate in accordance with the present invention;
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
10, 20 . . . 컨디셔너 11, 21 . . . 드레싱 기판 12, 22 . . . 홀더10, 20. . .
15, 25 . . . 결합부재 21a, 21b . . . 분할된 드레싱 기판 15, 25. . .
23 . . . 가요성 부재 24 . . . 경사조절판 26 . . . 내산 방수천 23. . . Lack of
111, 211 . . . 금속기판 112, 212 . . . 연마재 111, 211. . .
113,213 . . . 금속결합재층 2111 . . . 가장자리부 113,213. . . Metal binder layer. . . Edge
본 발명은 반도체 소자의 고집적화를 위해 행해지는 웨이퍼의 광역평탄화 작업에 필요한 CMP공정(Chemical mechanical Planarization)에 사용되는 컨디셔너에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 가요성을 갖는 CMP 패드용 컨디셔너에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
현재 반도체 산업은 회로의 고속ㆍ고집적화가 이루어지고 있으며, 집적 용량이 점점 커짐에 따라서 칩의 크기는 점점 더 커지게 되고, 한계를 극복하기 위하여 배선 폭의 최소화와 웨이퍼의 대직경화를 거쳐 배선의 다층화와 같은 구조적인 변화를 하고 있다. In the semiconductor industry, high-speed and high-density circuits are being developed. As the integration capacity increases, the chip size becomes larger and larger, and in order to overcome the limitations, wiring is minimized by minimizing the wiring width and the large diameter of the wafer. Making structural changes.
하지만, 소자의 집적도가 높아지고 최소 선폭이 줄어들면서 종래의 부분적인 평탄화 기술들로는 극복하지 못할 한계에 도달하였으며 가공능률이나 고품질화를 위해 웨이퍼 전면에 걸친 평탄화, 즉 광역평탄화(Global Planarization) 연마가공기술(CMP: Chemical Mechanical Planarization)이 유일한 해결책으로 사용되고 있다. 즉, CMP에 의한 광역평탄화의 요구는 현재의 웨이퍼 프로세스에서는 필연적이다.However, as the device density increases and the minimum line width decreases, the conventional partial planarization techniques have reached a limit that cannot be overcome. For the sake of processing efficiency or high quality, planarization across the wafer surface, that is, global planarization polishing technology (CMP) Chemical Mechanical Planarization is the only solution available. In other words, the demand for wide area leveling by CMP is inevitable in current wafer processes.
CMP는 화학ㆍ기계적 연마가공으로 연마 제거 가공과 화학액의 용해 작용을 동시 에 이용하여 반도체 웨이퍼의 평탄도를 얻게 되는 연마가공이다. CMP is a chemical and mechanical polishing process that obtains the flatness of a semiconductor wafer by using a polishing removal process and a chemical solution dissolving action simultaneously.
가공 원리는 연마 패드와 웨이퍼를 가압, 상대 운동시키면서 패드 위에 연마입자와 화학액이 혼입된 연마액(slurry)을 공급하게 되며, 이때 폴리우레탄등의 연마 패드 표면에 있는 수많은 발포 기공들이 새로운 연마액을 담아두는 역할을 하여 일정한 연마 효율과 웨이퍼 전면에 연마 균일성을 얻을 수 있게 된다. The processing principle is to pressurize and relatively move the polishing pad and the wafer while supplying a slurry containing abrasive particles and chemicals on the pad. It serves to hold a constant polishing efficiency and polishing uniformity can be obtained on the entire surface of the wafer.
그러나, 연마중에 압력과 상대 속도가 부가되므로, 가공시간이 지남에 따라 패드의 표면은 불균일하게 변형되고, 연마패드 상의 미공은 연마 잔류물들로 막히게 되어 연마패드가 재역할을 잃게 된다. However, since pressure and relative speed are added during polishing, the surface of the pad will be unevenly deformed over time, and fine pores on the polishing pad will be clogged with polishing residues, causing the polishing pad to lose its role.
이러한 이유에서 전 가공시간 동안 웨이퍼 전면에서의 광역평탄화, 웨이퍼간의 연마 균일성 등을 달성할 수 없게 된다. For this reason, it is impossible to achieve wide-area leveling on the entire surface of the wafer and polishing uniformity between wafers during the entire processing time.
이러한 패드의 불균일 변형과 미공의 막힘을 해결하기 위해서 스테인레스 또는 니켈 플레이트등에 다이아몬드등의 연마재를 고정시킨 컨디셔너를 사용하여 패드 표면을 미세 연마해줌으로써 새로운 마이크로 기공이 나오도록 해주는 컨디셔닝 작업을 해준다. In order to solve the non-uniform deformation of the pads and clogging of pores, a conditioner that fixed an abrasive such as diamond on a stainless steel or nickel plate is used to condition the micro surface of the pad by fine polishing the pad surface.
상기와 같이 패드 표면을 미세 연마해 주는 컨디셔너를 제조하는 방법에는 여러 가지 방법이 있지만 주로 전착, 융착 또는 소결방식이 사용되어지고 있다. As described above, there are various methods for manufacturing the conditioner for finely polishing the pad surface, but mainly electrodeposition, fusion, or sintering methods are used.
전착으로 제작된 컨디셔너의 경우 제품의 조도와 표면이 깨끗한 장점을 가지고 있으나 다이아몬드의 보지력(retention)이 융착에 비해 약해 스크래치를 발생시킬 우려가 있고, 슬러리의 이동을 용이하게 하는 칩 포켓(chip pocket)을 형성하기 어렵다. In case of conditioner manufactured by electrodeposition, the roughness and surface of the product have the advantage of being clean, but the retention of diamond is weak compared to fusion, which may cause scratches and chip pockets that facilitate the movement of slurry. ) Is difficult to form.
한편, 융착으로 제작된 컨디셔너는 웨이퍼의 평탄화에 있어서 중요한 인자들인 연마효율(removal rate)및 스크래치 문제에 있어서는 융착으로 제작된 컨디셔너가 전착으로 제작된 컨디셔너에 비해 우수하다. On the other hand, the conditioner manufactured by fusion is superior to the conditioner manufactured by fusion in terms of the removal rate and scratch, which are important factors in the planarization of the wafer.
종래의 패드 컨디셔너의 일례가 도 1 및 도 2에 나타나 있다.One example of a conventional pad conditioner is shown in FIGS. 1 and 2.
도 1 및 도 2에 나타난 바와 같이, CMP용 패드 컨디셔너(10)는 일체로 형성되는 금속기판(111), 이 금속기판(111)상에 고정되는 연마재(112) 및 이 연마재(112)를 상기 금속기판(111)상에 고정시켜주는 금속결합재층(113)을 포함하는 드레싱 기판(11), 이 드레싱 기판(11)을 유지해주는 홀더(12) 및 이 홀더(12)에 고정되어 드레싱 기판(11)을 CMP 장비에 유지되게 해주는 결합부재(15)를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the
도 1(b)에서, 부호 "114" 는 내산코팅층을 나타낸다. In Fig. 1B,
도 2에 나타난 바와 같이, 상기 CMP용 패드 컨디셔너(10)를 사용하여 CMP 패드(1)를 연마하는 경우, 드레이싱 기판(11)이 가요성을 갖지 못하므로 도 2에서와 같이 CMP 패드(1)가 볼록한 경우에는 패드 중심부가 편마모되고, 오목한 경우에는 패드 가장자리가 편마모되는 현상을 나타내며, 결국 웨이퍼의 균일성(uniformity)을 해치게 된다. As shown in FIG. 2, when the
즉, 종래의 컨디셔너의 경우에는 가요성(탄성)을 가지지 못하게 되어 패드의 볼록해진 면만을 드레싱 해주고 상대적으로 낮은 높이에 있는 패드는 드레싱을 해주지 못하게 되어 결국 패드의 불균일 변형을 일으키게 되고, 이로 인하여 웨이퍼의 균일성을 해칠 뿐만 아니라 패드를 드레싱 해주는 컨디셔너도 편마모가 일어나 공구 수명을 단축시키는 문제점을 가지고 있다. That is, in the case of the conventional conditioner, it does not have flexibility (elasticity) to dress only the convex side of the pad, and the pad having a relatively low height cannot dress, resulting in non-uniform deformation of the pad, thereby causing wafers. In addition to compromising the uniformity of the conditioner, the conditioner for dressing the pad also has a problem of uneven wear and shortening of tool life.
본 발명자들은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 연구 및 실험을 행하고, 그 결과에 근거하여 본 발명을 제안하게 된 것으로서, 본 발명은 드레싱 기판을 복수개로 구성하여 가요성을 부여함으로써 패드의 균일한 연마를 달성할 수 있는 CMP용 패드 컨디셔너를 제공하고자 하는데, 그 목적이 있는 것이다.MEANS TO SOLVE THE PROBLEM The present inventors performed research and experiment in order to solve the above-mentioned problem of the prior art, and based on the result, this invention proposes this invention. The present invention consists of a plurality of dressing substrates, and gives flexibility to the pads It is an object of the present invention to provide a pad conditioner for CMP that can achieve a polishing.
본 발명의 다른 목적은 금속기판을 복수개로 구성하여 가요성을 부여하고 또한 패드 드레싱시 발생하는 응력집중부를 제거함으로써 패드의 균일한 연마를 달성할 수 있을 뿐만 아니라 드레싱 기판의 가장자리부에 위치한 연마재의 깨어짐이나 탈락 및 내산 코팅층의 박리를 방지할 수 있는 CMP용 패드 컨디셔너를 제공하고자 하는데, 있다.Another object of the present invention is to provide a plurality of metal substrates to provide flexibility and to remove the stress concentration generated during the dressing of the pad to achieve uniform polishing of the pad, as well as to provide the abrasives at the edge of the dressing substrate. An object of the present invention is to provide a pad conditioner for CMP that can prevent cracking, dropping, and peeling of the acid resistant coating layer.
이하, 본 발명에 대하여 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, this invention is demonstrated.
본 발명은 일체로 형성되는 금속기판, 이 금속기판상에 고정되는 연마재 및 이 연마재를 상기 금속기판상에 고정시켜 주는 금속결합재층을 포함하는 드레싱 기판, 이 드레싱 기판을 유지해주는 홀더 및 이 홀더에 고정되어 드레싱 기판을 CMP장비에 유지시켜 주는 결합부재를 포함하여 구성되는 CMP용 패드 컨디셔너에 있어서, 상기 드레싱 기판이 다수개의 기판으로 분할되어 있고; The present invention is a dressing substrate comprising a metal substrate formed integrally, an abrasive fixed on the metal substrate and a metal binder layer for fixing the abrasive on the metal substrate, a holder holding the dressing substrate, and fixed to the holder. A pad conditioner for a CMP comprising a coupling member for holding a dressing substrate in a CMP apparatus, the dressing substrate being divided into a plurality of substrates;
상기 드레싱 기판과 홀더사이에 가요성 부재가 삽입되어 있고; 그리고 A flexible member is inserted between the dressing substrate and the holder; And
상기 분할된 각각의 드레싱 기판과 가요성 부재사이에는 경사조절기판이 분할된 각각의 드레싱 기판에 대응하여 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 CMP용 패 드 컨디셔너에 관한 것이다.It relates to a pad conditioner for CMP, characterized in that between the divided dressing substrate and the flexible member is provided to correspond to the respective dressing substrate divided inclination control substrate.
이하, 본 발명을 도면을 통해 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
본 발명은 금속기판, 이 금속기판상에 고정되는 연마재 및 이 연마재를 상기 금속기판상에 고정시켜주는 금속결합재층을 포함하는 드레싱 기판, 이 드레싱 기판을 유지해주는 홀더 및 이 홀더에 고정되어 드레싱 기판을 CMP장비에 유지시켜 주는 결합부재를 포함하여 CMP용 패드를 드레싱하는 컨디셔너에 적용되는 것이다. The present invention provides a dressing substrate comprising a metal substrate, an abrasive fixed on the metal substrate, and a metal binder layer for fixing the abrasive on the metal substrate, a holder for holding the dressing substrate, and a dressing substrate fixed to the holder for the CMP. It is applied to the conditioner for dressing the pad for CMP, including the coupling member to hold the equipment.
도 3 및 도 4에는 본 발명의 CMP용 패드 컨디셔너의 바람직한 일례가 나타나 있다.3 and 4 show a preferred example of the pad conditioner for CMP of the present invention.
도 3(a)에 나타난 바와 같이, 본 발명의 컨디셔너(20)은 다수개로 분할되어 있는 드레싱 기판(21), 이 드레싱 기판(21)에 가요성을 부여하는 가요성 부재(23), 이 가요성 부재(23)와 드레싱 기판(21)사이에 삽입되는 경사조절기판(24), 상기 가요성 부재(23)를 유지해주는 홀더(22), 및 이 홀더(22)에 고정되어 드레싱 기판(21)을 CMP 장비에 유지시켜 주는 결합부재(25)를 포함하여 구성된다. As shown in Fig. 3A, the
상기 드레싱 기판(21)은 분할되어 다수 개의 기판(211)으로 이루어져 있고, 도 3(b)에 나타난 바와 같이, 각각의 드레싱 기판(21a)및 (21b)들은 각각의 금속기판(211a) 및 (211b)상에 고정되는 연마재(212)및 이 연마재(212)를 상기 금속기판(211a) 및 (211b)상에 고정시켜주는 금속결합재층(213)을 포함한다.The dressing
상기 분할된 금속기판은 DLC(Diamond Like Carbon), TiN, 테프론 또는 에폭시 계열의 수지에 의하여 내산 코팅하거나 또는 로듐, 크롬, 금, 또는 백금을 내산 도금하여 내산성을 갖도록 하는 것이 바람직하다.The divided metal substrate may be acid-resistant coated by DLC (Diamond Like Carbon), TiN, Teflon or epoxy resin, or acid-plated rhodium, chromium, gold, or platinum to have acid resistance.
상기 분할된 각각의 드레싱 기판(21a)및 (21b)의 금속기판은 평행사변형, 사각형, 사다리꼴, 삼각형 및 원형으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나의 형상을 가지거나 또는 이들 형상을 복합하여 가질 수 있다.The divided metal substrates of each of the
상기 연마재는 소결, 전착, 또는 융착방식등에 의하여 금속기판에 고정된다.The abrasive is fixed to the metal substrate by sintering, electrodeposition, or fusion.
상기 금속기판의 재질로는 스테인레스 강이 바람직하다.Stainless steel is preferable as the material of the metal substrate.
상기 연마재로는 초지립 입자, 다이아몬드 입자 및 CBN 입자등을 들수 있다. Examples of the abrasive include super abrasive grains, diamond particles, CBN particles, and the like.
금속결합재에 의하여 연마재를 금속기판에 고정시킨 다음, 산에 견딜 수 있도록 내산 코팅제를 코팅을 해주는 것이 바람직하며, 이 코팅제로는 에폭시 계열의 도료나 DLC(Diamond Like Carbon)등을 사용할 수 있다.After fixing the abrasive to the metal substrate by the metal binder, it is preferable to coat the acid-resistant coating to withstand the acid, this coating may be epoxy-based paint or DLC (Diamond Like Carbon).
본 발명에서는 드레싱 기판을 하나가 아닌 여러 개로 분할한 것으로서 이렇게 함으로써 각각의 금속기판 마다 다른 하중을 가질 수 있고, 또한 가요성을 가질 수 있게 된다.In the present invention, the dressing substrate is divided into several parts instead of one, and thus, each metal substrate can have a different load and also have flexibility.
상기 분할된 각각의 드레싱 기판의 크기가 너무 작은 경우, 즉, 분할된 드레싱 기판의 수가 너무 많은 경우에는 각각의 분할된 금속기판의 높이편차를 조정하기가 어렵고 연마에 참여하는 연마재의 수도 줄어들게 되어 연마효율이 좋지 못하게 된다.When the size of each divided dressing substrate is too small, that is, when the number of divided dressing substrates is too large, it is difficult to adjust the height deviation of each divided metal substrate and the number of abrasives participating in polishing is reduced. The efficiency is not good.
상기 분할된 각각의 드레싱 기판의 크기가 너무 큰 경우에는 금속기판 위에 금속결합재층 형성시 분할된 금속기판의 열변형이 크게 일어나 결과적으로 연마에 작용하는 다이아몬드 수가 줄어 들어 연마효율을 저하시키게 될 뿐만 아니라 컨디셔너 내에 들어갈 수 있는 분할된 금속기판 수가 줄어들게 되어 종래 하나의 금속기 판을 사용한 컨디셔너와 같은 문제점을 가지게 된다. If the size of each of the divided dressing substrates is too large, thermal deformation of the divided metal substrates is large when the metal binder layer is formed on the metal substrates, resulting in a reduction in the number of diamonds acting on the polishing, thereby lowering the polishing efficiency. As the number of divided metal substrates that can fit into the conditioner is reduced, there is a problem such as a conditioner using a single metal substrate.
본 발명에 부합되는 컨디셔너의 일례에 있어서 분할된 금속기판 크기는 가로: 30~150mm, 세로: 10~40mm, 및 높이: 1~10mm 치수로 이루어진다.In one example of a conditioner in accordance with the present invention, the divided metal substrate has dimensions of 30 to 150 mm, 10 to 40 mm, and 1 to 10 mm in height.
상기 가요성 부재(23)는 상기 드레이싱 기판(21)에 가요성을 부여하는 것으로서, 이러한 성질을 갖는 재질이라면 어느 것이나 사용할 수 있으며, 바람직한 재질로는 스폰지, 고무 및 마이크로 커플링(micro coupling)과 같은 스프링등을 들 수 있다.The
상기 경사조절기판(24)들은 분할된 드레싱 기판의 뒤틀림을 방지하고 그리고 드레싱 기판이 패드의 굴곡진 부분을 고르게 드레싱하도록 해준다.The
상기 경사조절기판(24)들은 분할된 드레싱 기판 각각에 대응하여 구비된다.The
즉, 경사조절기판(24)들은 도 3에 나타난 바와 같이 상기 드레싱 기판(21a) 및 (21b)의 각각의 금속기판(211a) 및 (211b)에 고정된다.That is, the
상기 경사조절기판(24)은 패드에 주입되는 공기의 압력이 낮아 높이 편차가 작을 경우에는 균일한 두께를 갖지만, 공기의 압력이 높아 패드의 중앙부가 볼록한 경우에는 드레싱 기판이 패드를 균일하게 연마할 수 있도록 그 두께를 달리하여야 한다.The
즉, 드레싱 기판이 패드를 균일하게 연마할 수 있도록 경사조절기판(24)들간의 두께를 달리할 수 있고, 또한/ 그리고 각각의 경사조절기판(24)도 부위별로 다른 두께를 가질 수 있다. That is, the dressing substrate may vary the thickness between the
한편, 본 발명에 있어서 경사조절기판(24)의 두께는 균일하게 하고 가요성 부재 (23)의 두께를 변화시켜 드레싱 기판(21)에 경사를 주어 드레싱 기판(21)이 패드를 균일하게 연마할 수 있도록 할 수도 있다.On the other hand, in the present invention, the
또한, 상기 가요성 부재(23) 및 경사조절기판(24)의 두께 모두를 적절히 변화시켜 드레싱 기판이 패드를 균일하게 연마할 수 있도록 할 수도 있다.In addition, all of the thicknesses of the
또한 드레싱 기판(21a) 및 (21b)의 두께를 달리하여 패드를 균일하게 연마할 수도 있다.In addition, the pads may be uniformly polished by varying the thicknesses of the
상기 드레싱 기판(21)과 경사조절기판(24)은 나사 또는 접착제를 이용해 결합되어질 수 있다. The dressing
상기 홀더(22)는 가요성 부재(23)에 결합되어 가요성 부재(23)의 좌우 뒤틀림을 방지하도록 가요성 부재를 유지해준다.The
상기 홀더(22)의 재질은 특별히 한정되는 것은 아니며, 바람직한 제질로는 플라스틱을 들수 있다.The material of the
상기 홀더(22)와 가요성 부재(23)의 결합방식도 특별히 한정되는 것은 아니며, 나사결합방식 또는 접착제에 의한 결합방식등을 들수 있으며, 바람직한 결합방식은 접착제를 사용하여 결합하는 방식이다.A coupling method of the
바람직하게는, 상기 홀더(22), 가요성 부재(23)와 경사조절기판(24)을 내산 방수천(26)으로 에워싸 이들을 견고히 결합하도록 하는 것이 바람직하다.Preferably, it is preferable to surround the
상기 내산 방수천(26)은 상기 홀더(22), 가요성 부재(23)와 경사조절기판(24)을 하나로 묶어 이들간의 결합을 확고히 함과 동시에 CMP 공정중 사용되어지는 산등으로부터 이들을 보호하는 역할을 한다.The acid-
상기 내산 방수천(26)의 고정은 상기 홀더(22)위에서 결합부재(25)에 의하여 이루어진다.The fixing of the acid resistant
상기 결합부재(25)는 상기 홀더(22)에 고정되어 있으며, 드레싱 기판(21)을 CMP장비에 유지시켜 주는 역할을 하게 된다. The
상기 결합부재(25)의 재질은 특별히 한정되는 것은 아니며, 바람직한 재료로는 스테인레스 강을 들수 있다.The material of the
본 발명에 따라 구성되는 CMP용 패드 컨디셔너를 사용하여 패드를 연마하는 경우에는 직선 형태 패드 뿐만 아니라 도 4에 나타난 바와 같이 곡선형태의 패드도 균일하게 연마할 수 있다.When the pad is polished using the pad conditioner for CMP configured according to the present invention, not only a straight pad but also a curved pad as shown in FIG. 4 may be uniformly polished.
컨디셔너는 회전작동과 가압작동에 의해 패드를 드레싱 해주게 되는데 회전작동시 드레싱 기판(21)의 상부 가장자리부(2111)에 응력이 집중되게 된다. The conditioner is dressing the pad by the rotation operation and the pressing operation, the stress is concentrated in the
상기와 같이 드레싱 기판(21)의 상부 가장자리부(2111)에 응력이 집중되는 경우에는 응력집중으로 인해 금속기판(211)위에 부착된 연마재(212)중 가장자리 부근의 연마재가 특히 큰 응력을 받게 되며, 심한 경우 연마재가 깨지거나 탈락하여 피삭재인 웨이퍼에 스크래치를 발생시킬 우려가 있다. When stress is concentrated on the
또한, 금속(Metal) CMP 공정에 컨디셔너를 사용하기 위해서는 상기한 바와 같이 산에 견딜 수 있도록 내산 코팅제를 코팅해 주어야 하는데 이 내산 코팅제와 금속기판과의 접착력이 내산 코팅제와 금속결합재층과의 접착력에 비해 상대적으로 낮은 값을 가지고 있어 응력이 집중되는 가장자리부에 코팅된 내산 코팅층이 박리될 우려가 있다. In addition, in order to use the conditioner in the metal CMP process, it is necessary to coat the acid-resistant coating to withstand acids as described above, and the adhesion between the acid-resistant coating and the metal substrate is dependent on the adhesion between the acid-resistant coating and the metal binder layer. Compared with the relatively low value, there is a fear that the acid resistant coating layer coated on the edge where stress is concentrated is peeled off.
따라서, 드레싱 기판(21)의 상부 가장자리부(2111)에 응력이 집중되므로써 야기되는 문제점을 해결하기 위하여 도 5에서와 같이 드레싱 기판(21)의 상부 가장자리부(2111)를 모 따기 또는 라운드 곡면처리하는 것이 바람직하다.Therefore, in order to solve the problem caused by stress concentration in the
상기 금속기판의 모따기는 0.5~10mm의 가장자리 부분을 10~70°의 경사각으로 행하거나 또는 반지름 1~500mm로 라운드 곡면 처리를 행하는 것이 바람직하다.The chamfering of the metal substrate is preferably performed at an inclined angle of 10 to 70 ° with an edge portion of 0.5 to 10 mm or a round curved surface treatment at a radius of 1 to 500 mm.
상기 모따기 시 보다 바람직한 경사각은 20~40°이다.The angle of inclination more preferable at the time of chamfering is 20-40 degrees.
상기와 같이 드레싱 기판(21)의 상부 가장자리부(2111)를 모 따기 또는 라운드 곡면처리를 행하는 경우에는 패드 연마시 컨디셔너의 회전과 가압에 따라 드레싱 기판(21)의 상부 가장자리부(2111)에 집중되는 응력이 곡면을 따라 분산됨으로써 드레싱 기판(21)의 상부 가장자리부(2111)에 위치한 연마재의 깨어짐이나 탈락 및 내산 코팅층의 박리를 방지할 수 있다.As described above, when the
또한, 모따기 또는 라운드 곡면처리된 드레싱 기판(21)의 상부 가장자리부 (2111)에 연마재가 위치하도록 하는 것이 바람직하다.In addition, the abrasive is preferably positioned at the
상기와 같이 모따기 또는 라운드 곡면처리된 가장자리부에 위치된 연마재는 내산코팅재와 연마결합재층이 직접적으로 패드에 닿아 내산코팅제가 박리되거나 연마결합제층이 마모되는 것을 방지해 준다.As described above, the abrasive positioned at the chamfered or round curved edge portion prevents the acid resistant coating material and the abrasive binder layer from directly contacting the pad to prevent the acid resistant coating agent from peeling off or the abrasive binder layer is worn out.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples.
(실시예)(Example)
드레싱 기판이 일체로 이루어진 종래의 컨디셔너(종래재), 가장자리부가 직각을 이루고 있는 분할된 드레싱 기판으로 구성되는 본 발명의 컨디셔너(발명재 1) 및 가장자리부가 라운드 곡면처되고 분할된 드레싱 기판으로 구성되는 본 발명의 컨디셔너(발명재 2)를 준비하였다.The conditioner (invention material 1) of the present invention consisting of a conventional conditioner (conventional material) in which a dressing substrate is integrally formed, a divided dressing substrate having an edge at right angles, and a dressing substrate having a rounded curved edge and a divided portion The conditioner (invention material 2) of this invention was prepared.
상기와 같이 준비된 종래의 컨디셔너 및 본 발명의 컨디셔너에 대하여 다음과 같은 조건으로 실제 CMP공정에서 가장자리 마모상태, 마이크로 스크래치 발생 상태 및 컨디셔너 수명을 평가하고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.The conventional conditioner prepared as described above and the conditioner of the present invention were evaluated under the conditions of the edge wear, micro-scratch occurrence and conditioner life in the actual CMP process under the following conditions, and the results are shown in Table 1 below.
평가 조건은 IPEC사의 CMP 기계를 사용하여 8인치 웨이퍼를 약 3000Å정도 폴리싱(Polishing)한 후 상기 특성들을 측정하였다. The evaluation conditions were measured by polishing the 8-inch wafer about 3000 mm 3 using an IPEC CMP machine.
상기 표 1에 나타난 바와 같이, 종래재는 가장자리부의 응력집중으로 가장자리부에서 내산 코팅층의 박리와 함께 편마모 현상이 발생하여 많은 스크래치를 발생시켰고 수명도 짧음을 알 수 있다.As shown in Table 1, it can be seen that the conventional material caused a lot of scratches due to the stress concentration of the edge portion with the peeling of the acid-resistant coating layer at the edge portion caused a lot of scratches and short life.
또한, 발명재(1)은 각각의 분할된 금속기판에 다른 하중 값을 전달 시킬 수 있게 함으로써 컨디셔너 내에 편마모 현상을 방지하여 종래재에 비해 좋은 특성을 나타내고 있음을 알 수 있다.In addition, it can be seen that the inventive material (1) exhibits better characteristics than the conventional material by preventing uneven wear in the conditioner by allowing different load values to be transmitted to each divided metal substrate.
또한, 발명재(2)는 발명재(1)의 효과와 더불어 가장자리부에 집중되는 응력을 라운드 곡면을 통해 분산시킴으로써 가장자리부에서 발생하는 내산 코팅층의 박리 문제와 연마면 모서리 부근의 다이아몬드가 깨지거나 표면의 입자(Particle)가 컨디셔닝중 떨어져나가 마이크로 스크래치를 발생시킬 위험을 방지하여 가장 좋은 성능을 나타내고 있음을 알 수 있다.In addition, the invention material (2) with the effect of the invention material (1) by dispersing the stress concentrated on the edge through the round curved surface peeling problem of the acid-resistant coating layer occurring at the edge portion and the diamond near the edge of the polishing surface is broken It can be seen that the particles exhibit the best performance by preventing the risk of particles falling off during conditioning and causing micro scratches.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 패드의 굴곡진 면을 균일하게 드레싱할 수 있고, 또한, 드레싱 기판의 가장자리부근에서 발생하는 다이아몬드 깨짐이나 탈락 위험을 최소화시킬 수 있고, 또한, 내산 코팅층의 박리를 억제할 수 있으며, 이로 인하여 공구의 수명을 크게 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 균일한 패드 드레싱을 행할 수 있다. As described above, according to the present invention, it is possible to uniformly dress the curved surface of the pad, and to minimize the risk of diamond cracking or falling off occurring near the edge of the dressing substrate, and also to peel off the acid resistant coating layer. Can be suppressed, thereby not only greatly improving the life of the tool but also performing uniform pad dressing.
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