KR101066237B1 - 다이아몬드 연마구 및 그 제조 방법 - Google Patents

다이아몬드 연마구 및 그 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 다이아몬드 연마구 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 본체 상면에 다이아몬드가 분포되어 부착되는 연마 영역이 구분되게 복수로 구비되며, 상기 각각의 연마 영역에는 베이스 다이아몬드가 분포되어 부착되고, 상기 베이스 다이아몬드의 사이로 베이스 다이아몬드보다 크기가 큰 스팟 다이아몬드가 이격되게 복수로 부착된 다이아몬드 연마구를 제공하고, 절연 시트 형성단계, 시트 부착 단계, 스팟 다이아몬드 삽입 단계, 제 1 도금 단계, 베이스 다이아몬드 삽입 단계, 제 2 도금 단계, 시트 제거 단계를 포함한 다이아몬드 연마구 제조 방법으로 스팟 다이아몬드와 베이스 다이아몬드와의 높이 차이를 줄인 것이다.
본 발명은 크기가 구획된 복수의 각 연마 영역에 각각 베이스 다이아몬드와, 베이스 다이아몬드 보다 크기가 큰 스팟 다이아몬드를 함께 부착하여 스팟 다이아몬드의 위치 및 수량 조절로 절삭력 조정이 용이하며, 연마 효율을 증대시키는 효과가 있는 것이다.
또한 본 발명은 폴리싱 패드가 과도하게 연마되는 것을 방지함은 물론 공구 자체 수명을 증대시키고 연마 용도에 맞게 적절한 설계가 가능한 효과가 있는 것이다.

Description

다이아몬드 연마구 및 그 제조 방법{Diamond Grinder and the Manufacturing Method Thereof}
본 발명은 다이아몬드 연마구 및 그 제조 방법에 관한 것으로 더 상세하게는 수명이 길고, 폴리싱 패드를 더욱 효율적으로 연마할 수 있도록 발명된 것이다.
일반적으로, 반도체 웨이퍼는 반도체 메모리 회로의 고집적화와 초소형화를 위해 극도의 평탄도를 가지도록 연마되며, 이러한 웨이퍼 평탄화 가공에는 CMP(Chemical Mechanical Planarization)장치를 주로 사용하고 있다.
상기 CMP 장치는 상면에 고탄성 플라시틱 재질의 폴리싱 패드가 장착되며 회전되는 테이블과, 하면에 웨이퍼가 장착되며 웨이퍼를 회전시키는 캐리어, 폴리싱 패드와 웨이퍼 사이로 슬러리를 공급하는 슬러리 공급기를 포함한다.
즉, 상기 CMP장치는 슬러리를 폴리싱 패드와 웨이퍼의 접촉면 사이로 공급하여 웨이퍼의 접촉 면에 반응 층을 형성하고, 캐리어에 장착되어 회전되는 웨이퍼를 연마 압력으로 테이블에 의해 회전되는 폴리싱 패드에 밀착시켜 웨이퍼와 폴리싱 패드의 두 접촉면에서 발생하는 기계적 마모로 상기 반응 층을 제거하면서 연마가 이루어지는 것이다.
한편, CMP장치의 폴리싱 패드는 상기한 바와 같이 웨이퍼의 일면과 밀착된 상태로 회전되면서 웨이퍼를 연마하게 되는데, 이 때 폴리싱 패드의 연마면은 연마 입자나 연마 칩 등이 폴리싱 패드의 미세틈을 메우거나, 연마 입자와 웨이퍼의 화학 반응열에 의해 폴리싱 패드의 표면이 경화되면서 손상되는 것이다.
상기한 바와 같이 폴리싱 패드의 연마면이 손상되면 연마 속도 및 평탄도가 저하되므로, CMP장치에는 폴리싱 패드의 연마면을 연마하여 다시 최초 상태로 회복시키는 연마 헤드가 구비된다.
그리고 상기 연마 헤드는 다이아몬드 연마구를 사용하여 폴리싱 패드의 연마면을 연마한다.
상기 다이아몬드 연마구는 원판형상의 본체의 상면에 다수의 다이아몬드 입자가 고르게 분포되게 부착된 것으로, 상기 다이아몬드 입자와 폴리싱 패드의 마찰을 통해서 폴리싱 패드를 연마하는 것이다.
한편, 상기 다이아몬드 연마구는 통상 도 1에서 도시한 바와 같이 본체(1)의 상부면에 동일한 크기의 다이아몬드 입자(1a)를 고르게 분포하여 사용하는데, 이렇게 동일한 크기의 다이아몬드 입자(1a)가 고르게 부착된 다이아몬드 연마구의 경우에는 다수의 다이아몬드 입자(1a)가 폴리 우레탄과 같이 탄성을 가지는 재질로 제조된 폴리싱 패드 내부로 동시에 박히게 됨은 물론, 박히는 양을 제어할 수 없었던 것이다.
따라서, 연마 작업 중 다이아몬드 입자(1a)의 마모량이 많아 공구의 수명이 짧으며, 폴리싱 패드를 정밀하게 연마할 수 없는 문제점이 있었던 것이다.
상기한 문제점을 해결하기 위하여 도 2에서 도시한 바와 같이 크기가 다른 다이아몬드 입자를 사용하되, 원판형상의 본체(1)의 상면을 다수의 다이아몬드가 부착되는 복수의 영역으로 구분하되, 크기가 작은 베이스 다이아몬드(2)가 부착되는 제 1 영역(1b)과 크기가 큰 스팟 다이아몬드(3)가 부착되는 제 2 영역(1c)을 교대로 배치되게 구분한 다이아몬드 연마구가 제안된 바 있다.
상기한 다이아몬드 연마구는 스팟 다이아몬드(3)로 폴리싱 패드를 일차적으로 연마한 후 베이스 다이아몬드(2)로 연마하게 되는데, 이때 도 3에서 도시한 바와 같이 제 1 영역(1b) 양 측에서 제 2 영역(1c)의 스팟 다이아몬드(3)가 폴리싱 패드(10)를 지지한 상태로 제 1 영역(1b)의 베이스 다이아몬드(2)가 폴리싱 패드(10)에 접촉되어 박히면서 연마가 이루어지게 되는 것이다.
그러나 상기 다이아몬드 연마구는 제 1 영역(1b)에서 베이스 다이아몬드(2)가 폴리싱 패드(10)를 연마하는 중에 제 2 영역(1c)의 스팟 다이아몬드(3)가 폴리싱 패드(10)에 깊숙히 박히면서 연마하게 되므로 폴리싱 패드(10)가 과도하게 연마되는 문제점이 있었던 것이다.
그리고, 제 2 영역(1c)의 스팟 다이아몬드(3)로 접촉되는 부분이 넓어 스팟 다이아몬드(3)가 일정부분 이상 골고루 마모되지 않으면 베이스 다이아몬드(2)가 폴리싱 패드(10)와 접촉되지 않아 베이스 다이아몬드(2)의 접촉 시기를 조정하는데 어려움이 있으며, 스팟 다이아몬드(3)가 제 2 영역(1c)에 분포되어 있으므로 수량을 조절하기 어려워 절삭력 조정이 힘든 문제점이 있었던 것이다.
또, 제 2 영역(1c)의 스팟 다이아몬드(3)들은 높이에 미세한 차이가 있어 폴 리싱 패드(10)에 접촉되지 않는 스팟 다이아몬드(3)들이 발생하는 문제점이 있었던 것이다.
또한 상기 다이아몬드 연마구는 그 제조 방법에 있어 일단 베이스 다이아몬드(2)가 분포되어 부착되게 복수의 제 1 구멍이 형성된 제 1 영역(1b)과, 스팟 다이아몬드(3)가 분포되어 부착되게 복수의 제 2 구멍이 형성된 제 2 영역(1c)이 교대로 구분되게 형성된 절연 시트를 본체(1) 상면에 부착한다.
그리고 상기 절연 시트의 제 1 영역(1b)에 각각 제 1 구멍을 막는 시트 커버를 덮은 후 절연 시트의 상부에 스팟 다이아몬드(3)를 뿌리면서 본체(1)에 진동을 가하면 뿌려진 스팟 다이아몬드(3)가 제 2 구멍에 각각 삽입되게 된다.
이때 상기 스팟 다이아몬드(3)와 베이스 다이아몬드(2)의 크기 차이가 크지 않아 베이스 다이아몬드(2)가 삽입되는 제 1 영역(1b)의 제 1 구멍에 삽입될 수 있으므로 상기한 바와 같이 시트 커버를 각각의 제 1 영역(1b)에 부착시킨 후 스팟 다이아몬드(3)를 제 2 영역(1c)의 제 2 구멍에 각각 삽입시켜야 하는 것이다.
그 다음 도금을 통해 제 2 구멍에 삽입된 스팟 다이아몬드(3)를 본체(1) 상면에 부착시킨 후 제 2 구멍에 삽입되지 못한 스팟 다이아몬드(3)를 털어서 제거한 후 제 1 영역(1b)의 시트 커버를 제거하고 제 1 영역(1b)에 베이스 다이아몬드(2)를 뿌리면서 진동을 가하면 뿌려진 베이스 다이아몬드(2)가 제 1 구멍에 삽입되게 되는 것이다.
그리고 도금을 통해 제 1 구멍에 삽입된 베이스 다이아몬드(2)를 본체(1) 상면에 부착시킨 후 제 1 구멍에 삽입되지 못한 베이스 다이아몬드(2)를 털어서 제거 한 후 절연 시트를 제거하여 제조되는 것이다.
따라서 상기 다이아몬드 연마구는 시트커버를 사용해서 크기가 다른 베이스 다이아몬드(2) 및 스팟 다이아몬드(3)를 각각 다른 영역, 즉, 제 1 영역(1b)와 제 2 영역(1c)에 구분시켜 부착시키는 것으로 제조 방법이 복잡하고 번거로운 문제점이 있었던 것이다.
본 발명은 크기가 다른 두 다이아몬드를 사용하여 연마 효율을 증대시키며, 크기가 작은 다이아몬드를 통한 연마 작업의 효율성을 극대화 시킬 수 있게 한 다이아몬드 연마구 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다.
이러한 본 발명의 과제는 본체 상면에 다이아몬드가 분포되어 부착되는 연마 영역이 구분되게 복수로 구비되며, 상기 각각의 연마 영역에는 베이스 다이아몬드가 분포되어 부착되고, 상기 베이스 다이아몬드보다 크기가 큰 스팟 다이아몬드가 이격되게 복수로 부착된 다이아몬드 연마구를 제공함으로써 해결되는 것이다.
또한 본 발명의 과제는 절연 시트에 베이스 다이아몬드가 삽입되는 제 1 구멍을 형성하고, 베이스 다이아몬드보다 크기가 큰 스팟 다이아몬드가 삽입되는 제 2 구멍을 형성하는 절연 시트 형성단계와;
상기 절연 시트 형성단계에서 형성된 절연 시트를 본체 상면에 부착하는 시트 부착 단계와;
상기 시트 부착 단계를 거친 절연 시트의 제 2 구멍에 각각 스팟 다이아몬드를 삽입시키는 스팟 다이아몬드 삽입 단계와;
상기 스팟 다이아몬드 삽입 단계를 거친 본체의 상면을 전기 도금하여 제 2 구멍에 스팟 다이아몬드를 고착시키는 도금층을 형성하고, 제 1 구멍에 도금에 의한 받침부를 형성하는 제 1 도금 단계와;
제 1 도금 단계를 거친 절연 시트의 제 1 구멍에 각각 베이스 다이아몬드를 삽입시키는 베이스 다이아몬드 삽입 단계와;
상기 베이스 다이아몬드 삽입 단계를 거친 본체의 상면을 전기 도금하여 제 1 구멍에 베이스 다이아몬드를 고착시키는 도금층을 형성하는 제 2 도금 단계와;
상기 제 2 도금 단계를 거친 본체의 상면에서 절연 시트를 제거하는 시트 제거 단계를 포함한 다이아몬드 연마구 제조 방법을 제공함으로써 해결되는 것이다.
본 발명은 크기가 구획된 복수의 각 연마 영역에 각각 베이스 다이아몬드와, 베이스 다이아몬드 보다 크기가 큰 스팟 다이아몬드를 함께 부착하여 스팟 다이아몬드의 위치 및 수량 조절로 절삭력 조정이 용이하며, 연마 효율을 증대시키는 효과가 있는 것이다.
또한 본 발명은 폴리싱 패드가 과도하게 연마되는 것을 방지함은 물론 공구 자체 수명을 증대시키고 연마 용도에 맞게 적절한 설계가 가능한 효과가 있는 것이다.
본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 4는 본 발명의 기본 형상을 도시한 사시도로서, 본체 상면에 구분된 각 연마 영역에 베이스 다이아몬드가 분포되어 부착되고, 상기 베이스 다이아몬드의 사이로 베이스 다이아몬드보다 크기가 큰 스팟 다이아몬드가 이격되게 복수로 부착된 것을 나타내고 있다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 각 실시 예를 도시한 단면도로서, 도 5는 본체의 상면에 스팟 다이아몬드 및 베이스 다이아몬드가 부착되어 고정되는 예를 나타내고 있으며, 도 6은 본체의 상면에 스팟 다이아몬드가 부착되어 고정되고, 본체 상면에 전기 도금으로 형성된 받침부에 베이스 다이아몬드가 부착되어 고정된 예를 나타내고 있으며, 도 7은 본체 상면에 형성되는 받침부의 높이를 조절하여 베이스 다이아몬드와 스팟 다이아몬드의 높이 차를 조절하는 예를 나타내고 있다.
도 8은 본 발명의 제조 방법을 순차적으로 도시한 블록도로서, 절연 시트 형성 단계 및 시트 부착 단계, 스팟 다이아몬드 삽입 단계, 제 1 도금 단계, 베이스 다이아몬드 삽입 단계, 제 2 도금 단계, 시트 제거 단계가 순차적으로 행해지는 예를 나타내고 있다.
도 9 내지 도 14는 본 발명의 제조 방법을 순차적으로 도시한 개략도로서, 도 9은 시트 부착 단계를 나타내고 있으며, 도 10은 스팟 다이아몬드 삽입 단계, 도 11은 제 1 도금 단계, 도 12는 베이스 다이아몬드 삽입 단계, 도 13은 제 2 도금 단계, 도 14는 시트 제거 단계를 각각 나타내고 있다.
이하, 도 4에서 도시한 바와 같이 본 발명인 다이아몬드 연마구의 본체(1)는 원판 형상을 가지고, 스테인레스 스틸로 형성된 것을 기본으로 하며, 본체(1)의 상면에는 다이아몬드가 분포되어 부착되는 연마 영역이 구분되게 복수로 구비된다.
상기 각 연마 영역은 본체(1)의 중심에서 방사상으로 균일하게 분할되어 형 성되는데, 나선 형상으로 형성된다.
상기 각 연마 영역에는 베이스 다이아몬드(2)가 분포되어 부착되어 있으며, 상기 베이스 다이아몬드(2) 사이로 베이스 다이아몬드(2)보다 크기가 큰 스팟 다이아몬드(3)가 이격되게 복수로 부착된다.
상기 스팟 다이아몬드(3)는 베이스 다이아몬드(2)보다 크기가 큰 다이아몬드로써, 큰 절삭력을 가져 일차적으로 폴리싱 패드(10)를 거칠게 연마하는 역할을 하며, 베이스 다이아몬드(2)는 크기가 작아 상기 스팟 다이아몬드(3)에 의해 1차적으로 거칠게 마모된 폴리싱 패드(10)의 연마면을 고르게 연마하는 역할을 하는 것이다.
이때 상기 스팟 다이아몬드(3)가 폴리싱 패드(10)를 연마하면서 일부분 이상 마모되면 베이스 다이아몬드(2)가 상기 폴리싱 패드(10)에 접촉되므로, 스팟 다이아몬드(3)와 베이스 다이아몬드(2)의 높이 차이를 조절함으로써 연마하는 시기를 제어할 수 있는 것이다.
또 상기 폴리싱 패드(10)는 도 5에서 도시한 바와 같이 폴리 우레탄과 같이 탄성을 가지는 재질로 형성되므로 스팟 다이아몬드(3)와 베이스 다이아몬드(2)의 높이 차가 일정 높이 이하로 되면 유연하게 베이스 다이아몬드(2)로 접촉되어 연마되는 것이다.
따라서, 연마 영역 내 스팟 다이아몬드(3)의 수가 많아질수록 즉, 스팟 다이아몬드(3)의 간격이 좁을수록 베이스 다이아몬드(2)가 폴리싱 패드(10)와 접촉되는 시기가 늦춰지고, 반대로 스팟 다이아몬드(3)의 간격이 넓을수록 베이스 다이아몬 드(2)가 폴리싱 패드(10)와 접촉되는 시기가 빨라지므로, 스팟 다이아몬드(3)의 갯수로 베이스 다이아몬드(2)가 폴리싱 패드(10)에 접촉되어 연마하는 시기를 제어할 수 있는 것이다.
또한, 상기한 바와 같이 폴리싱 패드(10)가 유연성으로 스팟 다이아몬드(3) 사이의 베이스 다이아몬드(2)들과 접촉될 때 스팟 다이아몬드(3)는 폴리싱 패드(10)를 지지하여 베이스 다이아몬드(2)가 폴리싱 패드(10)에 깊숙히 박히지 않고 적정한 깊이로 박히도록 제어하는 것이다.
상기 스팟 다이아몬드(3)는 각 연마 영역 내에서 등간격으로 복수로 배치되며, 베이스 다이아몬드(2)는 상기 스팟 다이아몬드(3)의 주위에서 등간격으로 분포되게 배치되는 것이 바람직하다.
이는 상기 각각 스팟 다이아몬드(3)의 사이 간격에서 폴리싱 패드(10)가 동일한 개수의 스팟 다이아몬드(3)에 균일한 정도로 박혀 연마가 이루어지게 하는 것으로, 각 스팟 다이아몬드(3)가 균일하게 마모되고, 각 베이스 다이아몬드(2)도 거의 균일하게 마모되어 공구의 수명을 증대시키며 폴리싱 패드(10)를 더욱 고르게 연마시키는 것이다.
한편, 상기한 바와 같이 스팟 다이아몬드(3)는 베이스 다이아몬드(2)에 폴리싱 패드(10)가 접촉될때 폴리싱 패드(10)의 연마 정도를 제어하는 역할을 하는데, 이때 각각 하나의 스팟 다이아몬드(3)로 폴리싱 패드(10)를 지지하여 베이스 다이아몬드(2)의 접촉 시기를 제어하기 위해서는 스팟 다이아몬드(3)의 크기가 큰 것을 사용하는 것이 바람직하다.
그런데, 스팟 다이아몬드(3)의 크기가 너무 클 경우 베이스 다이아몬드(2)와의 높이 차이가 커서 베이스 다이아몬드(2)에 의한 2차 연마 시기가 늦어지고 이는 폴리싱 패드(10)를 과도하게 마모시키고 연마 효율을 저하시키는 원인이 되므로 본 발명 내에서 크기가 큰 스팟 다이아몬드(3)를 사용하되, 베이스 다이아몬드(2)와의 높이 차이를 줄여 적당한 높이 차이를 유지하도록 해야 하는 것이다.
이때 스팟 다이아몬드(3)와 베이스 다이아몬드(2)의 높이 차이는 50㎛ 보다 작게 형성하는 것이 바람직하다.
따라서 도 6에서 도시한 바와 같이 본체(1)의 상면에서 베이스 다이아몬드(2)의 배치 위치에 도금으로 인한 받침부(5)를 형성하고, 받침부(5) 상부에 베이스 다이아몬드(2)를 부착시키는 것이다.
상기 받침부(5)는 본체(1) 상면에서 돌출되어 베이스 다이아몬드(2)의 높이를 높임으로써 베이스 다이아몬드(2)에 비해 크기가 큰 스팟 다이아몬드(3)와의 높이 차이(h1)를 줄여 베이스 다이아몬드(2)에 의해 폴리싱 패드(10)가 마모되는 연마 시기 및 베이스 다이아몬드(2)에 의한 연마 정도를 최적의 상태로 조절할 수 있게 하는 것이다.
또한 상기 복수의 받침부(5)는 도금 시 도금되는 양을 조절함으로써 형성되는 높이를 조절할 수 있는 것이다.
즉, 도 7에서 도시한 바와 같이 높이를 높게 형성하여 큰 스팟 다이아몬드(3)와의 높이 차이(h1)보다 작은 높이 차이(h2)를 가지도록 형성할 수 있는 것이다.
상기 받침부(5)는 도금 횟수 및 도금 시 형성되는 도금층의 두께에 따라 다양하게 형성될 수 있는 것으로 후술될 제조 방법에서 더 상세히 설명함을 밝혀둔다.
이는 높이 차이가 나는 베이스 다이아몬드(2)가 순차적으로 폴리싱 패드(10)에 접촉되게 되어 폴리싱 패드(10)의 연마를 여러 단계로 되어 이루어지게 함으로써 폴리싱 패드(10)를 더욱 다양한 형태로 연마할 수 있게 하는 것이다.
한편, 상기한 바와 같이 본체(1) 상면에 받침부(5)를 형성하여 스팟 다이아몬드(3)와 베이스 다이아몬드(2)의 높이 차이를 줄여 다이아몬드 연마구를 제조하는 방법은 도 8에서 도시한 바와 같이 절연 시트 형성 단계 및 시트 부착 단계, 스팟 다이아몬드 삽입 단계, 제 1 도금 단계, 베이스 다이아몬드 삽입 단계, 제 2 도금 단계, 시트 제거 단계가 순차적으로 행하기와 같다.
일단 본체(1) 상면에 부착되는 연마 시트를 준비하고, 상기 연마시트에 본체(1)의 상면에서 다이아몬드가 분포되어 부착되는 복수의 연마 영역을 구분되게 형성한 후 각 연마 영역 내에 베이스 다이아몬드(2)의 일부분이 삽입될 수 있는 제 1 구멍(4a)을 베이스 다이아몬드(2)의 배치 위치에 각각 형성하고, 베이스 다이아몬드(2)보다 크기가 큰 스팟 다이아몬드(3)의 일부분이 삽입될 수 있는 제 2 구멍(4b)을 상기 제 1 구멍(4a) 사이 스팟 다이아몬드(3)의 배치 위치에 각각 형성하는 절연 시트 형성단계를 행한다.
이때 상기 제 2 구멍(4b)은 등간격을 가지고 형성되고, 제 2 구멍(4b)의 주위로 제 1 구멍(4a)을 등간격으로 형성함으로써 각각의 스팟 다이아몬드(3)가 등간 격으로 배치되며, 각각의 베이스 다이아몬드(2)가 스팟 다이아몬드(3) 사이에서 등간격으로 배치되도록 한다.
상기한 절연 시트 형성단계를 거쳐 복수의 연마 영역 및 각각의 연마 영역에 제 1 구멍(4a) 및 제 2 구멍(4b)이 다수 형성된 절연 시트(4)는 시트 부착 단계를 통해 도 9에서 도시한 바와 같이 본체(1) 상면에 부착된다.
그리고, 상기 시트 부착 단계 후 제 2 구멍(4b)에 각각 스팟 다이아몬드(3)를 삽입하는 스팟 다이아몬드 삽입 단계를 거치게 되는데, 절연 시트(4)의 표면에 크기가 큰 스팟 다이아몬드(3)를 뿌려주고 진동을 가하면 도 10에서 도시한 바와 같이 크기가 큰 스팟 다이아몬드(3)가 크기가 작은 제 1 구멍(4a)에는 삽입되지 못하고 삽입될 수 있는 제 2 구멍(4b)에만 각각 삽입되게 되는 것이다.
본 발명에서 상기 스팟 다이아몬드(3)와 베이스 다이아몬드(2)는 받침부(5)에 의해 높이 차이가 줄어들 수 있어 크기 차이가 커서 스팟 다이아몬드(3)가 베이스 다이아몬드(2)가 삽입되는 제 1 구멍(4a)에는 삽입되지 못하는 것이다.
상기 스팟 다이아몬드 삽입 단계에서 스팟 다이아몬드(3)는 제 2 구멍(4b)의 수보다 많은 수로 여유있게 뿌려지며 제 2 구멍(4b)에 삽입되지 못한 베이스 다이아몬드(2)는 절연 시트(4)의 상에서 제거되는 것이다.
상기 베이스 다이아몬드(2) 삽입 단계를 거친 후 제 1 도금 단계를 행하게 되는데, 상기 제 1 도금 단계는 도시하지는 않았지만 본체(1)에 '+'전극 또는 '-'전극을 인가한 후 상기 본체(1)에 인가된 반대 전극이 인가된 금속 입자를 분사하는 것으로 이외에도 스테인레스 스틸로 제조된 본체(1)를 니켈 전극봉을 사용하는 전기 도금조에 담그고, 본체(1) 상면에는 '-'전극을 연결하고, 니켈 전극봉에 '+' 전극을 연결함으로써 통전시키면 니켈 전극봉에서 니켈 금속이 이온화되어 본체(1) 상면에 전착되어 니켈 도금층을 형성하게 되는 것이다.
상기한 도금 방법으로 형성되는 도금층은 도 11에서 도시한 바와 같이 절연 시트(4)에 의해 절연되지 않은 개방 부분, 즉, 제 2 구멍(4b) 및 제 1 구멍(4a)에서 형성되는데 제 2 구멍(4b)에 형성된 도금층은 제 2 구멍(4b) 내에 삽입된 스팟 다이아몬드(3)를 고착시키게 되고, 제 1 구멍(4a)에 형성되는 도금층은 임의의 높이를 가지는 받침부(5)를 형성하게 되는 것이다.
상기 제 1 도금 단계에서 형성되는 도금층의 두께에 따라 각 받침부(5)의 높이를 조절할 수 있고, 스팟 다이아몬드(3)과 베이스 다이아몬드(2)와의 높이 차이를 조절할 수 있는 것이다.
상기 제 1 도금 단계는 절연 시트(4)의 상부에 뿌려져 각 제 2 구멍(4b)에 삽입된 스팟 다이아몬드(3)를 부착시키는 제 1 도금 및 절연 시트(4)의 상부에서 제 2 구멍(4b)에 삽입되지 못한 복수의 스팟 다이아몬드(3)를 제거한 후 제 1 구멍(4a)에 도금으로 인한 받침부(5)를 형성하는 제 2 도금을 포함한다.
절연 시트(4)의 제 1 구멍(4a)는 상부로 뿌려진 스팟 다이아몬드(3) 중 제 2 구멍(4b)에 삽입되지 못하고 절연 시트(4) 상에 올려진 것들에 의해 일부 가려질 수 있어 한 번의 도금으로는 제 1 구멍(4a) 내에 받침부(5)를 균일하게 형성할 수 없고, 미세한 스팟 다이아몬드(3) 중 제 2 구멍(4b)에 삽입되지 못한 다수의 스팟 다이아몬드(3)를 하나씩 제거하기에도 어려움이 있으므로, 상기한 바와 같이 제 1 도금으로 제 2 구멍(4b)에 삽입된 스팟 다이아몬드(3)를 부착시켜 고정한 후 절연 시트(4)의 상부에서 제 2 구멍(4b)에 삽입되지 못한 복수의 스팟 다이아몬드(3)를 용이히게 제거하여 각각의 제 1 구멍(4a)를 노출시킨 후 제 2 도금을 통해 도금으로 제 1 구멍(4a) 내에 도금으로 인한 받침부(5)를 형성하는 것이다.
상기한 제 1 도금 단계 후에는 제 1 구멍(4a)에 각각 베이스 다이아몬드(2)를 삽입하는 베이스 다이아몬드 삽입 단계를 거치게 되는데, 절연 시트(4)의 표면에 크기가 베이스 다이아몬드(2)를 뿌려주고 진동을 가하면 도 12에서 도시한 바와 같이 베이스 다이아몬드(2)가 이미 스팟 다이아몬드(3)가 삽입되어 고착된 제 2 구멍(4b)에는 삽입되지 못하고 삽입될 수 있는 제 1 구멍(4a)에만 각각 삽입되게 되는 것이다.
상기 베이스 다이아몬드(2) 삽입 단계에서 베이스 다이아몬드(2)는 제 1 구멍(4a)의 수보다 많은 수로 여유있게 뿌려지며 제 1 구멍(4a)에 삽입되지 못한 베이스 다이아몬드(2)는 절연 시트(4) 상에서 제거되는 것이다.
그리고 상기 베이스 다이아몬드(2) 삽입 단계 후에는 베이스 다이아몬드(2)를 전기 도금으로 고착시키는 제 2 도금 단계를 행하며, 이 제 2 도금단계는 상기 제 1 도금 단계와 같이 전착식 전기 도금을 행하는 것이다.
도 13에서 도시한 바와 같이 상기 제 2 도금 단계에 의해 크기가 큰 스팟 다이아몬드(3)는 주위에 도금층이 더 형성되어 더욱 견고히 고착되며, 베이스 다이아몬드(2)는 제 1 구멍(4a) 내에서 형성되는 도금층에 의해 고착되는 것이다.
상기 제 2 도금 단계는 베이스 다이아몬드(2) 및 스팟 다이아몬드(3)를 더욱 견고히 고착시키기 위해 반복 시행될 수 있으며 이는 제조 시 도금층의 형성 정도에 따라 선택적으로 할 수 있는 것이다.
그리고 상기 제 2 도금 단계 후에 도 14에서 도시한 바와 같이 절연 시트(4)를 제거하는 시트 제거 단계를 행하면 본 발명인 다이아몬드 연마구의 제조가 완료되는 것이다.
이때 절연 시트(4)는 가열로 제거하거나 화학적 반응을 통해 제거하는 것을 기본으로 하며 이외에도 다양한 방법으로 제거될 수 있는 것이다.
상기한 바와 같이 제조된 본 발명은 스팟 다이아몬드(3) 및 베이스 다이아몬드(2)의 갯수 및 높이 차로 절삭력 및 폴리싱 패드(10)의 연마 정도를 조절할 수 있는 다양한 연마구를 용이하게 설계하여 제조할 수 있는 것이다.
상기한 방법에 의해 제조된 다이아몬드 연마구는 사용 초반에 폴리싱 패드(10)를 연마하는 패드 절삭력(Cut Rate)는 감소하는데 연마된 폴리싱 패드(10)의 RR(Removal rate; 폴리싱 패드가 웨이퍼를 절삭하는 절삭력)은 증대되는 실험 결과를 보인다.
이는 스팟 다이아 몬드(3)가 마모되어 점점 높이가 낮아짐에 따라 베이스 다이아몬드(3)의 연마 참여율이 증가되는 것으로 해석될 수 있으며, 이로써 다이아몬드 연마구의 수명이 향상되는 것이다.
본 발명은 상기한 실시 예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지에 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있으며 이는 본 발명의 구성에 포함됨을 밝혀둔다.
도 1은 종래 다이아몬드 연마구를 도시한 사시도
도 2는 종래 다이아몬드 연마구의 다른 실시 예를 도시한 사시도
도 3은 종래 다이아몬드의 사용 상태 단면도
도 4는 본 발명의 기본 형상을 도시한 사시도
도 5 내지 도 7은 본 발명의 각 실시 예를 도시한 단면도
도 8은 본 발명의 제조 방법을 순차적으로 도시한 블록도
도 9 내지 도 14는 본 발명의 제조 방법을 순차적으로 도시한 개략도
*도면 중 주요 부호에 대한 설명*
1 : 본체 2 : 베이스 다이아몬드
3 : 스팟 다이아몬드 4 : 절연 시트
5 : 받침부

Claims (10)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 절연 시트에 베이스 다이아몬드가 삽입되는 제 1 구멍을 형성하고, 베이스 다이아몬드보다 크기가 큰 스팟 다이아몬드가 삽입되는 제 2 구멍을 형성하는 절연 시트 형성단계와;
    상기 절연 시트 형성단계에서 형성된 절연 시트를 본체 상면에 부착하는 시트 부착 단계와;
    상기 시트 부착 단계를 거친 절연 시트의 제 2 구멍에 각각 스팟 다이아몬드를 삽입시키는 스팟 다이아몬드 삽입 단계와;
    상기 스팟 다이아몬드 삽입 단계를 거친 본체의 상면을 전기 도금하여 제 2 구멍에 스팟 다이아몬드를 고착시키는 도금층을 형성하고, 제 1 구멍에 도금에 의한 받침부를 형성하는 제 1 도금 단계와;
    상기 제 1 도금 단계를 거친 절연 시트의 제 1 구멍에 각각 베이스 다이아몬드를 삽입시키는 베이스 다이아몬드 삽입 단계와;
    상기 베이스 다이아몬드 삽입 단계를 거친 본체의 상면을 전기 도금하여 제 1 구멍에 베이스 다이아몬드를 고착시키는 도금층을 형성하는 제 2 도금 단계와;
    상기 제 2 도금 단계를 거친 본체의 상면에서 절연 시트를 제거하는 시트 제거 단계를 포함한 것을 특징으로 하는 다이아몬드 연마구 제조 방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 절연 시트 형성 단계에서 절연 시트를 복수의 연마 영역으로 구분하여 각 연마 영역에 제 1 구멍 및 제 2 구멍을 형성한 것을 특징으로 하는 다이아몬드 연마구 제조 방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 절연 시트 형성 단계에서 각 연마 영역의 제 1 구멍은 등간격을 가지고 형성되는 것을 특징으로 하는 다이아몬드 연마구 제조 방법.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 절연 시트 형성 단계에서 각 연마 영역의 제 2 구멍은 등간격을 가지고 형성되는 것을 특징으로 하는 다이아몬드 연마구 제조 방법.
  9. 청구항 5 또는 청구항 6에 있어서,
    상기 제 1 도금 단계는 절연 시트의 상부에 뿌려져 각 제 2 구멍에 삽입된 스팟 다이아몬드를 부착시키는 제 1 도금 및 절연 시트의 상부에서 제 2 구멍에 삽입되지 못한 복수의 스팟 다이아몬드를 제거한 후 제 1 구멍에 도금으로 인한 받침부를 형성하는 제 2 도금을 포함한 것을 특징으로 하는 다이아몬드 연마구 제조 방법.
  10. 청구항 5의 제조 방법에 의해 제조된 다이아몬드 연마구.
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