KR100876990B1 - 반도체 웨이퍼를 연마하기 위한 조절 조립체 및 방법 - Google Patents

반도체 웨이퍼를 연마하기 위한 조절 조립체 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 반도체 기판상의 박막을 연마하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 연마 패드(20)가 회전하고 연마될 웨이퍼(18)가 회전하는 연마 패드상에 배치된다. 연마 패드(20)는, 웨이퍼와 연마 패드(20) 사이에서 슬러리를 유통시키고 웨이퍼(18)로부터 과잉 물질을 제거하는 홈을 구비하여, 웨이퍼 표면의 효과적인 연마를 가능하게 한다. 연마 패드(20)는 웨이퍼(18)의 연마에 기인하여 평탄하게 되므로 유효성을 복원하도록 조절되어야 한다. 따라서, 복수의 다이아몬드를 갖는 조절 조립체가 제공된다. 다이아몬드(70)는 다이아몬드에 강도를 제공하는 소정 각도를 갖는다. 이에 의해서, 다이아몬드(70)의 파쇄 속도를 감소시키면서, 연마 패드를 효과적으로 조절하는데 있어서 최적의 회전 속도 및 하향의 힘을 제공할 수 있다.

Description

반도체 웨이퍼를 연마하기 위한 조절 조립체 및 방법{A METHOD AND APPARATUS FOR CONDITIONING A POLISHING PAD}
본 발명은 일반적으로 반도체 웨이퍼 연마 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 반도체 웨이퍼의 연마 패드용 조절 조립체(conditioning assembly)에 관한 것이다.
반도체 웨이퍼 기판상에 연속 층을 형성하는 것에 의해서 반도체 칩이 제조된다. 요철 형태는 막에 기복(undulation)을 발생시킬 수 있다. 기복은 추가의 제작을 가능하게 하도록 평탄하게 되어야 한다.
당해 기술분야에 "화학 기계적 연마"(chemical-mechanical polishing)(CMP)로 공지된 공정에서 층이 주로 연마된다. 일반적으로, CMP는 웨이퍼와 연마 패드사이의 경계면(interface)상에서 층이 연마되도록 연마 패드에 웨이퍼를 배치하는 단계를 포함한다. 그 다음, 웨이퍼와 연마 패드는 서로 좁혀지도록 이동한다.
연마 패드상에 슬러리가 도입된다. 연마 패드는 슬리리와 함께 웨이퍼와 연마 패드의 서로간의 이동에 의해 층의 점진적인 연마를 실행하도록 일정 구조의 표면(textured surface)을 갖는다.
소정 수의 웨이퍼를 연마한 후에, 결국 슬러리 및 웨이퍼의 재료가 연마 패드상에 축적되어 연마 패드가 매끈하게 된다. 연마 패드가 매끈하게 되면, 웨이퍼의 표면의 유효성을 감소시켜, 결과적으로 연마 속도를 감소시키거나 웨이퍼의 표면 위의 불균일한 연마를 초래한다. 따라서, 연마 패드의 조절을 행하여야 한다.
그 후에, 연마 패드는 슬러리를 재분배하도록 조절된다. 조절 조립체가 연마 패드의 표면 위로 이동하여 연마 패드의 표면에 하향의 힘으로 접촉한다. 연마 패드의 조절은 내부에 홈을 발생시켜, 연마 패드를 울퉁불퉁하게 하고 과잉 재료의 효과적인 제거를 가능하게 하며, 연마 패드의 연마 특징을 복원한다.
발명의 요약
반도체 기판상의 박막을 연마하는 방법 및 장치에 대해서 설명한다. 연마 패드가 회전하고 연마될 웨이퍼가 회전하는 연마 패드상에 배치된다. 연마 패드는 웨이퍼와 연마 패드 사이에서 슬러리를 흐르게 하고 웨이퍼로부터 과잉 물질을 제거하여 웨이퍼의 표면의 유효한 연마를 가능하게 하는 홈을 구비한다. 연마 패드는 웨이퍼의 연마에 기인하여 평탄하게 되므로 유효성을 복원하도록 조절되어야 한다. 복수의 다이아몬드를 갖는 조절 조립체가 제공된다. 다이아몬드는 다이아몬드에 강도를 부여하는 소정의 각도를 갖는다. 이것은, 연마 패드의 유효한 조절시에 최적의 회전 속도 및 하향의 힘을 제공하는 동시에 다이아몬드 파쇄 속도를 감소시킨다.
도 1은 연마 지지 시스템을 갖는 연마 장치의 도면,
도 2는 웨이퍼를 연마하는 연마 장치의 사용 상태도,
도 3은 조절 유닛을 갖는 연마 장치의 도면,
도 4a 및 도 4b는 조절 조립체 및 그 내부의 복수의 다이아몬드를 상세히 도시하는 단면도,
도 5a는 연마 패드를 조절하는 연마 장치의 사용 상태도,
도 5b는 도5a의 연마 장치의 평면도,
도 6은 연마 패드의 조절을 상세히 도시하는 단면도,
도 7은 최적의 처리 매개변수의 그래프.
첨부 도면을 참조하면서 본 발명을 예시를 통하여 설명한다.
1. 연마 시스템
첨부 도면 중 도 1은 웨이퍼(18)를 연마하는 동안의 연마 장치(10)를 도시한 것이다. 연마 장치(10)는 연마 지지 시스템(12), 분배 유닛(14) 및 웨이퍼(18)용 웨이퍼 지지 조립체(16)를 포함한다.
연마 지지 시스템(12)은 연마 패드(20), 테이블(22), 회전 소켓(24), 구동 샤프트(26) 및 전기 모터(28)를 포함한다. 연마 패드(20)는 테이블(22)에 의해 지지되고 구동 샤프트(26)를 통해 회전 소켓(24)에 결합된다. 회전 소켓(24)은 전기 모터(28)에 의해 전력을 공급 받는다.
분배 유닛(14)은 배관(32) 및 슬러리(36)를 수용한 저장기(34)를 포함한다. 배관(32)은 저장기(34)에 결합되고 연마 지지 시스템(12)위로 연장된다. 웨이퍼(18)의 연마 도중에 저장기(34)로부터 연마 패드(20)에 슬러리(36)가 반송된다.
웨이퍼 지지 조립체(16)는 유지 블록(38), 회전 샤프트(40), 지향성 아암(42), 연결 아암(44), 회전 유닛(46) 및 전기 모터(48)를 포함한다. 유지 블록(38)은 웨이퍼(18)를 고정시키고 회전 샤프트(40)에 의해서 지향성 아암(44)에 결합된다. 지향성 아암(42)은 연결 아암(44)에 결합된 다음 전기 모터(48)에 의해 전력이 공급되는 회전 유닛(46)에 결합된다.
도 2는 웨이퍼(18)가 연마 패드(20)의 표면에 접촉할 때의 연마 장치(10)를 도시한 것이다. 연마 패드(20)는, 회전 소켓(24)을 통해서 전기 모터(28)에 의해 전력이 공급되는 구동 샤프트(26)에 결합된다. 슬러리(36)가 저장기(34)를 거쳐 배관(32)으로부터 연마 패드(20)상에 분배된다. 웨이퍼(18)는 연마 패드(20) 및 슬러리(36)에 접촉한다. 웨이퍼(18)는 유지 블록(38)에 의해 지지되고, 지향성 아암(42)에 결합된 회전 샤프트(40)에 의해 회전한다. 연마 패드에 압력(F1)을 가하면서 회전하는 연마 패드 위에서 웨이퍼(18)가 회전하고, 슬러리(36)에 의해 웨이퍼의 표면이 연마된다.
2. 조절 시스템
연마 지지 시스템(12)이 소정 수의 웨이퍼(18)를 연마한 후에, 연마 패드(20)의 유효성이 감소된다. 따라서, 웨이퍼(18)의 연마시의 유효성을 유지시키기 위해서 연마 패드(20)를 조절하는 것이 권장된다. 연마 패드(20)는 웨이퍼(18)의 연마 전, 연마 도중 또는 연마 후에 조절 시스템에 의해 조절될 수 있다.
도 3은 연마 패드(20)의 조절에서의 연마 장치(10)를 도시한 것이다. 본 명서에서 후술하는 바와 같이, 연마 장치(10)는, 연마 지지 시스템(12) 및 분배 장치(14)외에, 조절 유닛(50)을 더 포함한다.
조절 유닛(50)은 조절 조립체(52), 회전 샤프트(54), 지향성 아암(56), 연결 아암(58), 회전 유닛(60) 및 전기 모터(62)를 포함한다. 조절 조립체(52)는 회전 샤프트(54)에 의해 지향성 아암(56)에 결합되어 있다. 회전 유닛(60)은 연결 아암(58)에 의해 지향성 아암(56)에 결합되며 전기 모터(62)에 의해 전력이 공급된다.
도 4a 및 4b는 조절 조립체(52)의 부품을 보다 상세히 도시한 것이다. 조절 조립체(52)는 베이스부(64)와 복수의 다이아몬드(70)를 포함하고 있다. 도 4a는 다이아몬드(70)가 8면체인 일 실시예를 도시하고 있고, 도 4b에 도시된 다른 실시예에서, 다이아몬드(70)는 입방체로 되어 있다.
8면체형 다이아몬드(70)는 8개의 면과, 12개의 모서리와, 6개의 꼭지점으로 이루어져 있다. 일 실시예에서, 외부 각(A1)은 60°이고, 합계 1440°이며, 내부 각은 90°로 직각(A2)을 형성하고 있다. 입방형 다이아몬드는 직각(A2)을 형성하는 6개의 면으로 이루어져 있고, 또한 12개의 모서리와 합계 2160°인 6개의 꼭지점을 포함하고 있다.
다이아몬드형의 실시예는, 다이아몬드의 강도 및 내구성을 결정하는데 있어서 필요한 각도를 제공한다. 최적의 가공 조건을 이용하여 연마 패드(20)를 효율적으로 조절하는데 필요한 품질을 얻는다. 현존하는 다이아몬드 조절 패드는 파손되기 쉬운 톱니형 또는 3각형 다이아몬드를 사용한다. 다이아몬드의 파편이 연마 패드(20) 내에 박히면 웨이퍼의 표면을 긁게 된다. 파쇄는 조절의 불일치를 초래하고 그리고 웨이퍼(18)의 연마에 불리하다.
베이스부(64)는 제 1 측면(66) 및 제 2 측면(68)을 포함한다. 제 1 측면(66)은 회전 샤프트(54)와 결합하여, 조절 조립체(52)의 회전을 지지한다. 제 2 측면(68)은 3M 코포레이션에서 제작한 점착성 접합 매트릭스 재료를 갖는데, 이것은 제 2 측면 내의 복수의 다이아몬드(70)의 매립을 가능하게 하여, 조절을 위한 최적의 분배 및 돌출을 촉진시킨다. 다이아몬드는 베이스로부터 50 내지 90 미크론 정도로 돌출하고, 일실시예에서 다이아몬드(70)는 80 미크론의 거리(D1) 만큼 돌출한다. 일 실시예에서, 다이아몬드(70)의 56%가 접착제(68) 내에 임의로 매립되는데, 이것은 44% 돌출을 유지한 상태로, 다이아몬드가 어떠한 각도라도 돌출할 수 있어서, 슬러리(36)와 웨이퍼(18) 양자간의 결합을 촉진시키기 위해 연마 패드(20) 내에 최적의 홈을 생성할 수 있다는 것을 의미한다.
다이아몬드(70)의 돌출 거리(D1)는 연마 패드(20) 내에 최적의 깊이의 홈을 발생시키는 것에 의해서 연마 패드를 효율적으로 조절한다. 무결함 환경을 유지하면서 최적의 가공 조건에 견딜 수 있는 형상 및 그의 능력의 완전성에 의해 특성이 가능하게 된다. 현존하는 조정 불가능한 조절기는, 다이아몬드의 완전성이 가공 조건의 영향을 유지하지 않기 때문에, 연마 패드 내로의 침입을 적게 하여 결함을 발생시킨다. 현존하는 조정 가능한 스크류형 다이아몬드 조절기는 나사식 강철 생크(shank)를 고정시키므로, 다이아몬드의 완전성이 손상되기 때문에 최적의 깊이를 허용할 수 없다.
다이아몬드(70)는 직경이 160 미크론 내지 210 미크론이고 일 실시예에서는 180 미크론이다. 일 실시예에서, 단위 면적 당 다이아몬드(70)는 평방 센티미터당 적어도 50개의 다이아몬드이다. 매트릭스 점착성 접착재 내에 매립된 다이아몬드(70)의 수는 150개 내지 900개의 범위이다. 일 실시예에서, 보다 유효한 450 내지 900개의 범위의 다이아몬드가 매립된다. 다른 실시예에서, 약 600개의 다이아몬드가 1 인치 직경의 디스크에 매립되고, 일 실시예에서는 700 미크론의 거리(D2)로 균일하게 매립되어, 평방 센티미터당 200개의 다이아몬드의 단위면적 당 다이아몬드를 형성한다.
현존하는 조정 가능한 스크류형 조절기는 4개 내지 5개의 조정 가능한 다이아몬드를 수용하고 있는데, 이것은 연마 패드(20)를 효율적으로 조절하는데 필요한 적절한 범위를 제공하지 않는다. 소수의 다이아몬드는 연마 패드 내에 형성된 소수의 홈과 동등하다. 웨이퍼를 효율적으로 연마하기 위해서는, 슬러리가 웨이퍼 표면과 접촉해야 하므로, 홈이 적을수록 슬러리가 웨이퍼에 접촉할 가능성이 낮아져서 연마를 방해하게 된다.
현존하는 조정 불가능한 매립형 조절기는 4 인치 내지 6 인치 직경의 디스크에 적어도 300개의 톱니형 다이아몬드를 이용한다. 연마 패드 내에 다수의 홈을 형성하는 동안, 큰 직경의 디스크는 그것의 불충분한 표면 평탄도 및 연마 패드에 남은 연마 트랙을 횡단하는 표면 편차를 추적하는 것이 불가능한 것 때문에, 부적합하게 유지된다. 조절기는 다른 부분을 미 조절상태로 유지한 채 일정 부분을 조절하는 경향이 있으므로, 웨이퍼 연마의 유효성을 감소시킨다. 또한, 큰 직경의 디스크와 함께 7 내지 10 파운드의 큰 힘이 사용되는데, 이 힘의 크기는 보통 사용되는 톱니형 다이아몬드를 파쇄시켜 웨이퍼 연마의 유효성을 더욱 감소시킨다.
도 5a는 조절 조립체(52)가 연마 패드(20)의 표면에 접촉할 때의 연마 장치(10)를 도시하고 있다. 연마 패드(20)는 구동 샤프트(26)에 결합되고 회전 소켓(24)에 의해 회전한다. 회전 소켓은 전기 모터(28)에 의해 전력이 공급되어 연마 패드(20)를 회전시킨다. 연마 도중에, 배관(32)으로부터 저장기(34)를 거쳐 연마 패드(20)상에 슬러리(36)가 분배된다. 조절 조립체(52)는 하향의 압력(F2)이 가해져 연마 패드(20)와 접촉하고, 회전 샤프트(54)에 의해 회전한다.
이제 도 5b를 참조하면, 연마 패드(20)가 회전함에 따라, 연결 아암(58)과 지향성 아암 연결부의 중심점을 중심으로 지향성 아암(56)이 회전하여, 조절 조립체(52)를 연마 패드(20)를 횡단하여 지나가게 한다. 유지 블록(38)은 웨이퍼(18)를 수용하고 지향성 아암(42)과 회전 유닛(46)에 의해 지지된다. 웨이퍼(18)를 연마할 때 슬러리(36)가 부착된다.
도 6은 조절 도중의 연마 패드(20)의 스크레이핑을 보다 상세히 도시하고 있다. 베이스부의 제 2 측면(68)에 매립된 다이아몬드(70)가 슬러리(36) 및 연마 패드(20)와 접촉한다. 다이아몬드(70)는 50 내지 90 미크론의 깊이를 갖는 홈의 생성에 의해서 슬러리(34) 및 연마 패드(20)를 조절한다. 일 실시예에서, 홈의 깊이는 80 미크론이다. 홈은 연마 패드(20)와 웨이퍼(18) 사이에서 슬러리(36)를 유통시키는 것에 의해서 연마를 보조하고 과잉의 물질을 제거할 수 있도록 한다.
3. 가공 조건
조절 조립체(52)의 제 2 측면(68)상의 복수의 다이아몬드(70)가 내부의 홈의 생성에 의해 연마 패드(20)의 표면을 조절하고, 이것은 웨이퍼(18)와 연마 패드(20) 사이에서 슬러리(36)를 유통시키는 것에 의해 웨이퍼(18)를 효율적으로 연마하는 것을 가능하게 하고, 웨이퍼로부터 과잉의 물질을 제거할 수 있도록 하여, 웨이퍼(18)의 표면을 효율적으로 평탄하게 한다.
조절기의 회전 중의 다이아몬드의 파쇄 및 파편은 연마 패드(20)에 매립되고 그 후에 연마를 받는 웨이퍼의 표면을 긁는 것으로 알려져 있다. 조절 조립체(52)상의 다이아몬드(70)는 다이아몬드의 일체성을 최적화하는 각도를 갖고 있다. 매립된 다이아몬드의 8면체 또는 입방체 형상은, 최적의 분당 회전과, 다이아몬드 분포와, 돌출과, 연마 패드(20)상으로의 힘(F2)의 발생을 가능하게 하며, 이것은 조절 조립체(52)에 대한 연마 패드(20)의 최적의 비와 함께, 파쇄 속도를 감소시키고 연마 패드(20)의 조절과 그에 수반하는 웨이퍼(18)의 연마를 보다 유효하게 한다.
도 7은 연마 패드의 유효한 조절을 발생시키기 위한 최적의 가공 변수를 도시하고 있다. 일 실시예에서, 조절 조립체는 0.5 인치 내지 1.5 인치 범위의 직경을 가지며, 연마 패드에 1:13 내지 1:40의 패드/조절기 비를 유지하고, 대체로 100 내지 750 rpm에서 회전하며, 이것은 150개 내지 900개의 매립된 다이아몬드와 1 내지 6 파운드의 하향 힘(F)의 일반적인 범위에 해당한다. 다른 실시예에서, 보다 유효한 패드/조절기의 비는 1:16 내지 1:26이고, 300 내지 700 rpm을 얻는데, 이것은 450개 내지 900개의 매립된 다이아몬드의 보다 유효한 범위에 해당한다. 다른 실시예에서는, 500 rpm과, 1.175 파운드의 하향 힘(F2)으로 1 인치 직경의 디스크에 분포된 600개의 매립 다이아몬드에 의해서 조절이 달성되어, 1:20의 패드/조절기 비를 유지함으로써, 연마 패드(20)상으로 평방 인치당 0.37 파운드의 힘을 발생시킨다.
직경이 대체로 4 인치 내지 6 인치이고, 연마 패드에 1:3 내지 1:4의 비를 제공하며, 30 내지 50 rpm의 속도로 회전하고, 3000개의 다이아몬드를 수용하고 7 파운드 내지 10 파운드의 힘을 가하는 현존하는 조절 불가능한 조절기는 여러 이유 때문에 연마 패드의 조절에는 불충분하다.
조절기와 연마 패드간의 비는, 그것의 불충분한 표면 평탄도와 연마 패드에 유지된 연마 트랙의 표면 변화를 추적하는 것이 불가능한 것 때문에, 부적절한 것으로 입증되었고, 이것은 웨이퍼의 연마에 불리한 특성인 상당한 불균일성을 제공한다. 사용되는 다이아몬드의 종류는 파쇄되기 쉬우므로, 가공 조건이 적용되면, 결함이 발생하여 웨이퍼의 연마 유효성을 감소시킬 수 있다. 일반적으로, 당해 기술분야는 다이아몬드의 수와 조절기에 가해지는 힘을 감소시키는 방향으로 이동하고 있다.
현존하는 조정 가능한 스크류형 조절기는 대체적으로 직경이 작고, 2,000 rpm의 속도로 회전하고, 강철 생크에 고정된 3개 내지 4개의 조정 가능한 다이아몬드 팁을 수용하고 있다. 힘의 양은 조정 불가능한 조절기보다 대체로 작지만, 동일한 많은 문제점을 발생시킨다.
현존하는 조정 가능한 스크류형 조절기에 의해 연마 패드 내에 발생되는 홈의 양 및 깊이는, 웨이퍼와 슬러리 사이의 경계면을 감소시켜 연마 유효성을 감소시킨다. 홈을 생성하는 다이아몬드는, 디스크에 끼워 맞출 수 있는 부품의 크기 및 능력 때문에 매우 적고, 제조하기도 어렵다. 다이아몬드는 스크류형 강철 생크에 의해 조정하는 것이 가능하지만, 다이아몬드의 무름 및 크기 때문에 바라는 깊이를 달성하기가 불가능하다. 2,000 rpm과 1 파운드의 힘에서, 다이아몬드의 파쇄 속도가 일정하게 유지되어, 웨이퍼 연마의 유효성을 감소시킨다.
균일한 패드 표면을 유지하기 위하여 CMP 웨이퍼 처리 도중에 조절 패드가 연마 패드의 표면을 재생한다. 연마 패드의 조절은, 최적의 패드 표면 조도 및 다공성을 유지하여 웨이퍼 표면으로의 슬러리 반송과 CMP 잔류물의 제거를 확보하는 것을 돕는다. 패드의 표면은 조절하지 않으면 "광택"이 생길 것이고, 산화물의 제거가 급속하게 감소하여 웨이퍼의 연마를 방해할 것이다.
변수의 수는 CMP 처리에 영향을 미치고 무효한 조절의 문제점이 남을 것이다. 다이아몬드의 특성은 양호하게 유지되고, 최적의 처리 조건으로 작업하는 능력을 제공한다. 다이아몬드를 강철 나사 생크에 고정하는 대신에 매립하면, 조절기가 단위 면적당 다이아몬드 및 소망하는 돌출부를 얻을 수 있다. 현존하는 조절기에서 사용되는 톱니형 다이이몬드에서 알 수 있는 바와 같이, 입방체 또는 8면체 형상의 다이아몬드의 완전성은 더 이상 다이아몬드가 처리 방정식에서의 제한 인자가 되도록 허용하지 않지만, 최적의 하향 힘 및 분당 회전수로 완전하고 균일하게 조절할 수 있게 한다. 최종적으로, 작은 디스크 사이즈는 표면 평탄도를 유지하고 연마 패드의 표면 변화를 추적하는 것을 가능하게 하여, 연마 패드를 균일하게 조절함으로써, 연마 출력을 향상시킨다.
일정한 예시적 실시예를 설명하고 첨부 도면에 도시하였지만, 그러한 실시예들은 단순히 설명을 위한 것일 뿐 본 발명을 한정하려는 의도는 아니며, 당업자가 수정을 가할 수도 있으므로 본 발명은 도시하고 설명한 특정 구성 및 장치에 한정되지 않는다는 점을 이해하여야 한다.

Claims (34)

  1. 제 1 측면 및 제 2 측면을 갖는 베이스를 구비한 반도체 웨이퍼 연마용 조절 조립체에 있어서,
    평면인 상기 제 2 측면에서 상기 베이스내에 매립된 복수의 다이아몬드를 포함하고, 상기 다이아몬드는 약 90°의 내각을 갖는 꼭지점들을 구비하며, 상기 복수의 다이아몬드 각각의 상기 90°꼭지점들중 적어도 하나는 상기 베이스의 평면인 상기 제 2 측면으로부터 돌출되고,
    상기 복수의 다이아몬드 각각의 상기 돌출하는 90°꼭지점 각각은 동일한 정도로 비슷하게 돌출하는
    조절 조립체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 베이스는 0.5 인치 내지 1.5 인치의 직경을 갖는
    조절 조립체.
  3. 제 1 항에 있어서,
    150개 내지 900개의 다이아몬드를 구비하는
    조절 조립체.
  4. 제 3 항에 있어서,
    약 600개의 다이이몬드를 구비하는
    조절 조립체.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 다이아몬드는 8면체인
    조절 조립체.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 8면체 다이아몬드의 상기 꼭지점은 약 60°이하의 내각을 가지며 상기 베이스내에 매립되는
    조절 조립체.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 다이아몬드는 상기 베이스로부터 50 미크론 내지 90 미크론만큼 돌출하는
    조절 조립체.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 다이아몬드는 상기 베이스로부터 상기 다이아몬드 구조의 약 44% 만큼 돌출하는
    조절 조립체.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 다이아몬드의 최대 횡단 폭이 160 미크론 내지 210 미크론인
    조절 조립체.
  10. 삭제
  11. 제 1 항에 있어서,
    각 다이아몬드 사이의 간격이 적어도 700 마이크로미터인
    조절 조립체.
  12. 제 1 항에 있어서,
    면적 당 다이아몬드의 수는 평방 센티미터당 적어도 50개인
    조절 조립체.
  13. 연마 패드의 연마 표면을 반도체 웨이퍼의 표면 위로 이동시킴으로써 반도체 웨이퍼의 표면을 연마하는 방법에 있어서,
    제 1 측면 및 평면인 제 2 측면을 갖는 베이스를 구비한 조절 디스크를 상기 조절 디스크의 상기 베이스의 상기 제 2 측면의 매립된 복수의 다이아몬드와 함께 약 100 rpm 내지 약 750 rpm의 속도로 회전시켜서 상기 연마 패드를 조절하는 단계를 더 포함하고,
    상기 다이아몬드는 약 90°의 내각을 갖는 꼭지점들을 구비하며, 상기 복수의 다이아몬드 각각의 상기 90°꼭지점들중 적어도 하나는 동일한 정도로 비슷하게 상기 베이스로부터 돌출하여 상기 다이아몬드가 상기 연마 표면 위를 균등하게 긁어내는
    반도체 웨이퍼의 표면을 연마하는 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 조절 디스크는 300 rpm의 속도로 회전하는
    반도체 웨이퍼의 표면을 연마하는 방법.
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 제 13 항에 있어서,
    상기 다이아몬드는 입방체이며 90°의 내각을 갖는 꼭지점을 구비하는
    반도체 웨이퍼의 표면을 연마하는 방법.
  18. 제 13 항에 있어서,
    상기 다이아몬드는 8면체인
    반도체 웨이퍼의 표면을 연마하는 방법.
  19. 제 13 항에 있어서,
    상기 조절 디스크상에 적어도 450개의 다이아몬드가 존재하는
    반도체 웨이퍼의 표면을 연마하는 방법.
  20. 제 13 항에 있어서,
    면적당 다이아몬드의 수는 평방 센티미터당 약 200개인
    반도체 웨이퍼의 표면을 연마하는 방법.
  21. 제 13 항에 있어서,
    상기 연마 패드는 상기 조절 디스크상에 1 파운드 내지 6 파운드의 하향 힘의 인가에 의해서 조절되는
    반도체 웨이퍼의 표면을 연마하는 방법.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 연마 패드는 상기 조절 디스크상에 약 1.175 파운드의 하향 힘의 인가에 의해서 조절되는
    반도체 웨이퍼의 표면을 연마하는 방법.
  23. 제 13 항에 있어서,
    상기 다이아몬드에 의해 생성되는 홈의 깊이는 50 미크론 내지 90 미크론인
    반도체 웨이퍼의 표면을 연마하는 방법.
  24. 연마 패드의 연마 표면을 반도체 웨이퍼의 표면 위로 이동시킴으로써 반도체 웨이퍼의 표면을 연마하는 방법에 있어서,
    약 0.5 내지 1.5 인치의 직경을 가지며 1 내지 6 파운드의 접촉힘으로 상기 연마 패드의 상기 연마 표면과 물리적 접촉하는 평면인 조절 표면을 갖는 조절 디스크를 상기 조절 디스크의 상기 조절 표면상에 매립된 약 150 내지 약 900개의 다이아몬드와 함께 상기 연마 패드에 대해 상대적인 약 100 rpm 내지 약 700 rpm의 속도로 회전시켜 상기 연마 패드를 조절하는 단계를 더 포함하고,
    상기 다이아몬드는 약 90°의 내각을 갖는 꼭지점들을 구비하며, 상기 복수의 다이아몬드 각각의 상기 90°꼭지점들중 적어도 하나는 동일한 정도로 비슷하게 상기 조절 표면으로부터 돌출하여 상기 다이아몬드가 상기 연마 표면 위를 균등하게 긁어내는
    반도체 웨이퍼의 표면을 연마하는 방법.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 조절 디스크는 약 500 rpm의 속도로 회전하는
    반도체 웨이퍼의 표면을 연마하는 방법.
  26. 삭제
  27. 삭제
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  29. 삭제
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TWI826966B (zh) * 2021-03-17 2023-12-21 南韓商二和鑽石工業股份有限公司 鑽石盤及其製造方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH06159087A (ja) * 1991-03-29 1994-06-07 Agency Of Ind Science & Technol 水素エンジン
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