KR101156862B1

KR101156862B1 - 다중 측면 ｃｍｐ패드 컨디셔닝 디스크

Info

Publication number: KR101156862B1
Application number: KR1020100076099A
Authority: KR
Inventors: 마크 엘. 부브닉; 토마스 에스. 쥬니어 남올라
Original assignee: 어브레이시브 테크날러지, 인크.
Priority date: 2009-08-07
Filing date: 2010-08-06
Publication date: 2012-06-20
Also published as: KR20110015402A; US20110097977A1; TW201116364A

Abstract

사용된 CMP 연마 패드를 작동가능한 상태로 복원시키기 위한 컨디셔닝 공구가 개시된다. 이러한 공구는 구동 기기에 부착되며, 디스크의 둘레 에지를 수용하고 견부가 돌출해나가는 표면을 가진다. 상기 디스크는 2개의 대향 표면을 가지며, 이들 각각은 실질적으로 평평하고 그 위에 연마재를 가진다. 디스크의 둘레 에지는 디스크의 둘레 에지와 상보적인 견부를 가지는 링 및 기부 견부 사이에서 제 위치에 유지된다. 링은 제1 디스크 표면의 연마재가 링 내의 개구를 통해 돌출하고 대향하는 디스크 표면이 기부 표면으로부터 이격되도록, 기부에 체결된다. 디스크의 제1 표면이 마모된 이후에, 디스크는 CMP 패드에 반대 표면의 연마재를 노출시키도록 뒤집힐 수 있다.

Description

다중 측면 ＣＭＰ패드 컨디셔닝 디스크 {MULTIPLE-SIDED CMP PAD CONDITIONING DISK}

본 발명은 전체적으로 반도체 웨이퍼와 같은 소재(workpiece)의 연마(polishing)를 위한 장치 및 방법, 특히 이러한 방법에 사용되는 연마 패드의 컨디셔닝 및 복원(restoring)을 위한, 향상된 디스크 또는 기타 형태의 기판에 관한 것이다.

집적 회로의 제조는 고 품질 반도체 웨이퍼의 제조를 포함한다. 이러한 산업 분야에서 잘 알려진 바와 같이, 적절한 성능 목적이 달성되는 것을 보장하도록 고 정밀도로 평평한(평면형) 표면이 웨이퍼의 하나 이상의 측부 상에 요구된다. 회로 부품의 크기가 감소되어 포함된 미세 구조물의 복잡성이 증가될 때 웨이퍼의 고 정밀 표면 품질에 대한 요구가 증가된다.

이러한 고 정밀 표면은 반도체 웨이퍼의 플러싱 또는 평탄화에 의해 반도체 웨이퍼 상에 형성된다. 이러한 공정 동안, 연마 패드는 연마재 슬러리의 존재시 웨이퍼의 표면에 맞닿아서 회전한다. 연마재 슬러리의 화학적 성분은 연마되는 웨이퍼 상의 하나 또는 둘 이상의 특별한 재료와 반응하여 웨이퍼의 표면으로부터 이러한 재료의 부분을 제거하는데 연마재가 도움을 준다. 통상적인 연마 패드는 롬(Rohm) 및 하스(Haas)로부터 입수가능한 패드의 IC 및 GS 시리즈와 같은 발포 폴리우레탄-기재 재료를 포함한다. 연마 패드의 경도 및 밀도 특성은 연마되는 제품(반도체 웨이퍼)의 재료를 기초로 하여 결정된다.

아래의 특허들은 본 명세서에서 및 본 산업에서 CMP로서 인용되는 화학적, 기계적 평탄화의 넓은 논의를 제공한다: 1989년 2월에 발행된 어래이(Arai) 등의 미국 특허 제 4,805,348호; 1992년 3월에 발행된 어래이 등의 미국 특허 제 5,099,614호; 1994년 7월에 발행된 칼스루드(Karlsrud) 등의 미국 특허 제 5,329,732호; 1996년 3월에 발행된 칼스루드 등의 미국 특허 제 5,498,196호; 1996년 3월에 발행된 칼스루드 등의 미국 특허 제 5,498,199호; 1996년 1월에 발행된 세스나(Cesna) 등의 미국 특허 제 5,486,131호; 및 1998년 12월 1일에 발행된 홀잡펠(Holzapfel) 등의 미국 특허 제 5,842,912호. 전술된 특허들 모두 본 명세서에서 참조된다.

CMP 공정에서 연마 패드의 계속된 이용 동안, 웨이퍼로부터 재료 제거율은 본 분야에서 " 패드 글레이징(pad glazing) "으로 지칭되는 것에 의해 감소된다. 부가적으로, 계속된 이용으로, 연마 패드의 표면은 정상적으로 원하지 않는 표면 불규칙성을 초래하는 불균일한 마모를 경험한다. 따라서, 회전하는 디스크의 평면형 표면과 같이, 패드-컨디셔닝 표면으로 패드를 노출시킴으로써 연마 패드를 원하는 작동 상태로 복원하도록 연마 패드를 리컨디셔닝(recondition)(조정하여 드레싱(true and dress))하는 것이 필요하다. 패드의 이러한 조정 및 드레싱은 1996년 10월 29일에 칼스루드에게 발행된 미국 특허 제 5,569,062호에서 설명된 바와 같이 웨이퍼 연마 공정 동안 수행될 수 있다(인-시츄 컨디셔닝(in-situ conditioning)으로서 지칭됨). 그러나, 이 같은 컨디셔닝은 또한 1996년 1월 23일에 세스나 등에게 발행된 미국 특허 제 5,486,131호에서 설명된 바와 같이 연마 단계들 사이에서 수행될 수 있다(엑스-시츄 컨디셔닝(ex-situ conditioning)으로서 지칭됨).

연마 패드의 리컨디셔닝은 패드 표면의 적절한 마찰 계수를 복원하여 패드가 웨이퍼 상의 원하는 평면을 제공하도록 계속적으로 이용되는 것을 허용한다. 리컨디셔닝은 또한 연마되는 반도체 웨이퍼 표면의 가장 효과적이고 정밀한 평탄화를 얻도록 웨이퍼 표면으로 연마 슬러리의 효과적인 운반을 허용한다.

통상적인 패드 컨디셔너는 단층의 연마재 입자로 코팅된 스테인리스 스틸 디스크를 포함한다. 디스크는 로터리 모터에 장착되고 연마재 입자-코팅 표면은 표면이 회전할 때 CMP 패드에 맞닿아서 배치된다. 다이아몬드 입자 또는 큐빅 질화 붕소 입자는 바람직한 연마재이고, 종종 이들의 마모에 대한 내성 때문에, "수퍼 연마재"로서 지칭된다. 이러한 수퍼 연마재 입자는 전기 도금, 소결에 의해 또는 브레이징 공정에 의해 컨디셔닝 디스크에 고정될 수 있다. 브레이징 공정은 입자와 기판 사이의 더 강한 본드의 형성때문에 바람직하며, 이에 의해 전기 도금된 컨디셔닝 디스크에 비해 입자가 적게 느슨해져 적게 분리된다. 연마재 입자가 분리되어 연마 패드 내에 매립되거나 그렇지 않으면 연마되는 웨이퍼로 노출되는 경우, 웨이퍼 표면의 상당한 변형 또는 마모가 발생되어 웨이퍼가 사용 불가능하게 될 수 있다. 이 같은 상황은 수천 달러의 시간 및 노동의 손실을 의미한다.

미국 오하이오주 루이스 센터의 어브레이시브 테크놀러지 인코포레이티드(Abrasive Technology, Inc.)에 의해 제조되는 것과 같은, 단층의 브레이즈 본딩 다이아몬드를 채용하는 컨디셔닝 디스크는 매우 효과적이며 특히 다이아몬드 연마재 입자의 조기 손실을 저지하는 다른 본딩 매체를 이용하는 종래 기술의 컨디셔닝 디스크에 대한 개선으로서 인정된다. 이용된 CMP 연마 패드를 복원하기 위한 현 기술은 컨디셔닝 디스크의 일 측부 상에 다이아몬드 표면 및 컨디셔닝 디스크를 컨디셔닝 구동 메커니즘으로 부착하기 위해 디스크의 반대 측부 상에 장착 표면을 구비한 다이아몬드 컨디셔닝 디스크를 이용한다.

이중-측면 래핑(double-sided lapping)과 같은, 래핑을 위해 이용되는 일부 장치는 이용된 CMP 패드를 복원하기 위해 이용된 장치에 관련하여 나타난다. 랩 마스터(Lap Master) 및 가능하게는 다른 것에 의해 제조되는 것으로 믿어지는, 이 같은 장치는 반대로 회전하는 동안 반대로 회전하는 플레이튼과 그 안의 플로트 사이에 삽입된다. 이 같은 장치는 CMP 연마 패드가 한번에 표면의 일 측부만을 리컨디셔닝하는 사실에 의해 CMP 리컨디셔닝 디스크가 통상적인 CMP 리컨디셔닝 공정에 있어야 할 때 직접 구동되지 않는다. CMP 패드는 래핑 공정에서와 같이 표면의 두 개의 측부들을 연마하기 위해 이용하지 않는다.

따라서, 성능에서의 어떠한 감소도 없이 사용된 재료의 양을 감소시키고 이에 의해 컨디셔닝 디스크의 비용을 감소시키는 컨디셔닝 디스크에 대한 요구가 있었다.

본 발명은 낡은 CMP 연마 패드를 사용할 수 있는 상태로 복원하기 위한 컨디셔닝 공구(conditioning tool)를 제공한다. 바람직한 실시예에서, 본 발명은 바람직하게 원형의 외주 에지를 갖는 디스크인 기판을 포함한다. 바람직한 실시예에서, 상기 디스크의 외주 에지는 서로 비스듬하게 둘 이상의 표면으로 빗각을 이룬다.

상기 디스크는 다이아몬드 입자의 단층과 같은 제 1 연마재가 브레이징(brazing)에 의해서와 같이 부착되는 실질적으로 평면인 제 1 표면을 갖는다. 제 2 연마재는 대향하는 실질적으로 평면인 제 2 표면에 유사하게 부착된다. 이러한 구성은 그에 따라 2개의 대향하며 실질적으로 평면인 연마 표면들을 형성하며, 이들 연마 표면은 낡은 CMP 연마 패드를 수리하기 위해 서로 다른 시간에 사용된다.

컨디셔닝 공구를 회전 가능하게 구동되는 장치에 구동 방식으로 연결하기 위한 기부는 기부 표면으로부터 연장하는 원형 견부(shoulder)를 갖는다. 기부 견부의 지름은 바람직하게 상기 디스크의 원형 외주 에지의 지름과 실질적으로 동일하다. 기부 견부는 상기 디스크의 외주 에지의 적어도 일부를 수용하며, 가장 바람직하게는 상기 외주 에지의 각진 표면 중 하나를 수용한다.

나사 또는 자석과 같은 체결 수단(fastener)이 상기 기부에 상기 디스크를 설치한다. 제 1 연마재는 상기 기부로부터 먼 쪽을 향하고, 제 2 연마재는 상기 기부 표면으로부터 이격됨으로써, 제 2 연마재 또는 기부 표면이 접촉으로 인한 마모를 겪지 않는다.

바람직한 실시예에서, 링은 개구를 형성하는 원형 견부를 구비하는 환형 본체를 갖는다. 개구는 개구를 통하여 전체 디스크가 통과하는 것을 방지하기 위해 디스크의 외주 에지의 지름보다 작은 지름을 갖는다. 링 견부의 지름은 디스크의 외주 에지의 지름과 실질적으로 동일하며, 링 견부는 디스크의 외주 에지의 적어도 일부를 수용한다.

나사 또는 자석과 같은 체결수단은 클램핑 힘(clamping force)에 의해 기부와 링 사이에 디스크가 지지되는 상태에서 기부에 링을 설치한다. 클램핑 힘은 바람직하게 링 견부 및 기부 견부에 의해 디스크의 외주 에지에만 가해진다. 제 1 연마재는 링의 개구를 통하여 돌출하며, 제 2 연마재는 기부 표면으로부터 이격됨으로써, 제 2 연마재 또는 기부 표면이 접촉으로 인한 마모를 겪지 않는다.

따라서, 본 발명의 일 실시예에서, 기부는 그에 장착되는 디스크를 가지며, 상기 디스크는 2개의 대향하는 면 위에 연마재를 갖는다. 상기 디스크는 일 측면상의 연마재가 그 가용 수명의 한도에 도달하거나 접근할 때, 뒤집힌다. 상기 디스크는 고정 수단에 의해 기부에 장착될 수 있으며, 고정 수단은 임의의 유용한 체결수단을 포함할 수 있다. 바람직한 실시예에서, 고정 수단은 링을 포함하고, 상기 링은 디스크보다 약간 더 크며 디스크 상의 연마재가 돌출하는 개구를 가지며, 상기 연마재는 링과 기부 사이에서 디스크를 클램핑한다. 특정한 일 실시예에서, 디스크는 링 및 기부에 의해 유리하게 접촉되는 외주 에지를 가짐으로써, 디스크의 연마재 부분과의 접촉부를 설치하는 것을 방지한다. 디스크의 외주 에지와 기부 및 링의 수용 표면들은 정렬되며 디스크를 유지시킨다.

본 발명은 이에 따라 다른 이점 및 개선점 중의 하나의 현행 산업 표준 관행 대신, 디스크마다 2개의 유용한 연마재 컨디셔닝 표면을 효과적으로 제공한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예를 도시하는 평면도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예를 도시하는 저면도이다.
도 3은 도 1의 선 3-3을 따른, 도 1 및 도 2의 실시예를 도시하는 측단면도이다.
도 4는 도 3의 실시예를 도시하는 사시도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 디스크를 도시하는 사시도이다.
도 6은 도 5의 디스크를 도시하는 확대도이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 링을 도시하는 사시도이다.
도 8은 도 3에 도시된 본 발명의 바람직한 실시예의 원으로 둘러싸인 부분의 측면 확대도이다.
도 9는 링과 디스크 내의 노치를 도시하기 위해 기부가 제거된 사시도이다.
도 10은 단면도로 인해서 일부만이 도시된, 노치 내의 완성 키의 위치를 도시하는, 도 9에 도시된 발명의 평면도이다.
도 11은 본 발명의 대안적인 실시에를 도시하는 사시도이다.
도 12는 선 12-12를 따라 절개한 도 11의 실시예에 대한 측단면도이다.
도 13은 선 12-12를 따라 절개한 도 11의 실시예의 사시도이다.
도 14는 선 14-14를 따라 절개한 도 11의 실시예의 사시도이다.
도 15는 도시를 위해 몇 개의 부품이 제거된, 도 14의 장치의 사시도이다.
도 16은 추가적인 부품이 제거된 도 15의 장치에 대한 도면이다.
도 17은 도시를 위해 몇 개의 부품이 제거된, 도 11의 장치의 사시도이다.
도 18은 추가적인 부품이 제거된 도 17의 장치에 대한 도면이다.
도 19는 본 발명의 대안적인 실시예에 대한 사시도이다.
도 20은 밑으로부터 바라본, 도 19의 실시예에 대한 사시도이다.
도 21은 선 21-21을 따라 절개한 도 20의 실시예의 측단면도이다.
도 22는 선 21-21을 따라 절개한 도 20의 실시예의 사시도이다.
도 23은 도시를 위해 몇 개의 부품이 제거된, 도 22의 실시예의 단면 사시도이다.
도 24는 본 발명의 대안적인 실시예에 대한 사시도이다.
도 25는 본 발명의 대안적인 실시예에 대한 측단면도이다.
도 26은 명확성을 위해 일부가 제거된 도 25의 실시예의 또 다른 측단면도이다.
도 27은 도 25의 실시예를 도시하는 하부측 사시도이다.
도면에 도시된 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함에 있어서, 명확성을 위해서 구체적인 용어를 사용할 것이다. 그러나 이는 본 발명을 이렇게 선택된 구체적인 용어에 한정하고자 하는 것은 아니며, 또한 각각의 구체적인 용어는 유사한 목적을 이루기 위하여 유사한 방식으로 작동하는 모든 기술적 등가물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, 용어 "연결된" 또는 이와 유사한 용어가 자주 사용된다. 이는 직접적인 연결에만 한정되는 것이 아니라, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 동등한 것으로 인식되는, 다른 부재를 통한 연결도 포함하는 것이다.

본 발명의 바람직한 실시예는 도 1-10에 도시된 이하의 주요 구성요소를 포함한다. 홀더(holder)(10)는 기부(20) 및 기부(20)에 부착되는 링(30)으로 구성된다. 기부(20)는 회전가능한 구동 모터와 같은 구동 메커니즘(도시되지 않음)에 부착되도록 설계된다. 링(30)은 스크루 또는 자석과 같은 체결 부재를 이용하여 기부(20)에 단단하고 견고하게 부착된다. 디스크(40)는 링(30)과 기부(20) 사이에 장착되며, 바람직하게는 홀더(10)와 디스크(40)의 상대적인 이동을 방지하도록 맞물리는 기부(20) 또는 링(30)과 디스크(40)의 둘레 에지에 위치하는 구조체에 의하여, 단단하고 회전되지 않게 연결되어 제 위치에 유지된다. 이러한 방식에서, 디스크(40)는 홀더(10) 내의 제 위치에 견고하게 유지되며, 이로써 디스크(40)와 홀더(10) 사이의 실질적인 상대 이동이 없이 회전가능하게 구동된다. 이는 디스크 표면이, 장치의 목적인 패드의 컨디셔닝을 위해 CMP 연마 패드와 접촉하여 위치될 수 있게 한다.

특히 디스크(40)와 같은 패드 컨디셔닝 기판은, 실질적으로 평평한 2개의 대향하는 주 표면(42, 44)을 구비하여 전체적으로 평평한 형상을 가지는 도 2, 3 및 5에 가장 잘 도시되어 있다. 디스크의 주 표면(42, 44)은, 이하에서 설명되는 이유로 인하여, 평행하고 실질적으로 평평한 것이 바람직하다. 평평한 주 표면(42, 44) 상에는, 다이아몬드, 입방정 질화붕소(cubic boron nitride), 탄화규소, 알루미나 또는 기타 종래의 초연마재(superabrasive)와 같은 연마재, 특히 바람직하게는 종래의 초연마재 입자가, 통상적으로 공지되어 있으며 본 명세서에 참조로 병합되는 미국 특허에 개시된 바와 같은 점착성 장착(adhesively mounting), 전기도금, 또는 납땜(brazing)에 의한 것과 같은 통상적인 방식으로 부착된다. 연마재 입자는, 디스크가 사용되는 CMP의 유형에 따라서, 바람직하게는 약 30 내지 약 350 마이크론의 크기를 갖는다. 따라서, 이러한 입자가 도면에서 시각적으로 뚜렷하게 나타나지는 않는다. 연마재는 일정한 패턴으로 배치될 수 있으며, 주 표면(42, 44)의 표면 대부분의 위에 배치되거나, 링 형상의 원형 연마재의 경우에서와 같이, 주 표면의 작은 부분 위에만 배치될 수도 있다. 따라서, 각각의 주 표면(42, 44)은 적어도 그 표면의 일부에 단일층의 연마재가 덮여, 표면(42, 44)이 회전중에 접촉하도록 배치되는 임의의 소재 표면을 연마시킬 수 있게 된다.

디스크(40)가 CMP 패드 컨디셔닝 디스크로서 사용될 수 있으므로, 연마재에 의해 덮인 표면(42, 44)의 부분은 디스크(40)의 둘레 에지까지 연장하지 않는다. 대신, 업계에서 실시되는 바와 같이, 연마재의 반경 방향 최외각 에지와 디스크(40)의 가장 둘레 에지 사이에 작은 간격이 형성된다.

바람직하게는 디스크(40)가, 스테인리스 스틸, 티타늄, 세라믹 또는 플라스틱과 같이, 단단한(strong) 내부식성 재료로 제조되며, 사용시에 있어서 실질적인 변형을 방지하기 위하여 5.0 mm 정도의 실질적인 두께를 갖는다. 디스크(40)의 두께는 10.5 cm 정도일 수 있다. 이러한 크기 및 재료는 단지 설명을 위한 것일 뿐이며; 디스크의 크기 및 재료가 중요한 것은 아니므로 이러한 예와 실질적으로 다를 수 있다. 바람직하게는 기부(20) 및 링(30)도 스테인리스 스틸 또는 상황(circumstance)에 적합한 임의의 다른 재료로 제조될 수 있다.

도 6에 가장 잘 도시되어 있는 바와 같이, 바람직하게는 디스크의 둘레 에지(45)가, 디스크(40)의 둘레 주위에서 연장하여 서로 각을 두고 형성되는 3개의 원형 표면(46, 48, 49)을 형성하도록 경사진다. 2개의 표면(46, 48) 사이의 상대 각도(α)가 중요한 것은 아니나, 바람직하게는 약 90도 범위 내에 있다. 원형 표면(46, 48)은 디스크(40)의 표면(42, 44, 49)에 대하여 약 45도로 기울어지며, 표면(49)은 주 표면(42, 44)에 대해 약 90도로 기울어진다. 이러한 각은 상당히 변화될 수 있다. 예를 들어, 각도(α)는 90도로부터 변경될 수 있으며, 또한 각도(α)가 약 30도 이상으로부터 약 180도까지 변경될 수도 있다.

각도(α)가 180도인 경우에는, 둘레 에지(45)가 평평하게 된다; 즉, 에지(45)는 디스크의 주 표면(42, 44)으로부터 90도로 기울어진 하나의 굽은 원형 표면을 형성한다. 이러한 실시예가 도시되어 있지는 않지만, 이러한 디스크는 통상적인 동전을 닮은 형상을 가지게 된다. 도 24에 도시된 다른 대안적인 디스크(340)에서는 둘레 에지(345)가 둥근 형태이다. 다른 형태도 역시 가능하다. 디스크의 둘레 에지는 파지(gripping)가 가능하도록 돌출하는 임의의 비-수직형 형상일 수 있으며, 일부 체결 수단에 있어서는 수직 형태가 유용하다. 사실상, 본 발명이 본 명세서에서 설명되는 바와 같이 작동하도록 하는 어떠한 형태도 본 명세서에 개시된 주면 에지 형태를 대체할 수 있다.

도 1에는 실질적으로 둥근 원통형 형상을 가지는 기부(20)가 도시되어 있다. 이러한 형상이 바람직하나 반드시 요구되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 기부(20)가 불균형이 없이 그리고 주변 구조물에 악영향을 주지 않고, 바람직하게는 고속으로, 회전되게 구동될 수 있는 어떠한 형상도 될 수 있다는 것이 명백할 것이다. 기부(20)는, 종래 기술에서와 같이, 구동 메커니즘의 용이한 부착을 가능하게 하는, 나사 구멍(23)과 같은, 공동이 형성된 제1 단부(22)를 가진다. 업계에서 사용되는 통상적인 CMP 컨디셔닝 기기의 예로는 Ebrarra Technologies 가 판매하는 Reflection tools and CMP machines 및 AMAT Mirra 가 있다. 기부 및/또는 구동 메커니즘에 통상의 기술자에게 명백한 수정을 가하여 다른 구동 메커니즘이 대체될 수 있다. 바람직하게는 기부(20)가 구멍(23)에 나사결합되는 스크루(도시되지 않음)를 이용하여 구동 메커니즘에 장착되지만, 통상의 기술자는, 제한 없이, 축을 반경 방향으로 조이는 종래의 공구인 "척(chuck)", 자석 부착수단 또는 압축되어 환형 홈 내부로 팽창되는 O-링 등과 같은 다른 체결 수단도 가능하다는 것을 알 수 있을 것이다.

구동 메커니즘이 장착되는 제1 기부 단부(22)에 대향하는 제2 기부 단부(24)(도 3 및 4 참조)는, 바람직하게는 실질적으로 평평한 제1 표면(25)을 가진다. 견부(shoulder)(26)는 기부(20)와 일체로 형성되지만(도 8 참조), 별도의 부품으로서 제1 표면(25) 상에 설치될 수도 있다. 견부(26)는 제1 표면(25)으로부터 약 45도로 기울어지는 내향(inwardly facing) 표면(28)을 가진다. 내향 표면(28)은, 도 8에 도시된 바와 같이, 디스크의 둘레 에지(45)의 경사진 표면(46)과 접하도록 크기, 형상 및 배향을 가진다.

링(30)은 원형 본체(31)를 가지며, 이러한 본체(31)를 관통해 개구(35)가 형성된다. 개구(35)는 도 8에서 가장 잘 볼 수 있는, 반경 방향 내측으로 연장하는 견부(36)에 의해 한정된다. 견부(36)는 약 45도의 각도로 표면(39)으로부터 배향되는 표면(38)을 가진다. 개구(35)는 견부(36)의 반경 방향 최내측(inward-most) 에지 사이에서 연장되며, 바람직하게는 디스크(40)가 개구(35)를 완전히 통과할 수 없도록 디스크(40)의 지름보다 약간 더 작은 지름을 가진다.

링(30)은 도 1에 도시된 스크루(32, 33, 34)와 같은 하나 이상의 체결수단에 의해 기부(20)에 장착된다. 스크루(32-34)는 링(30)과 기부(20) 사이에서 연장하는 정렬 구멍을 통해 연장하며, 이러한 정렬 구멍의 일례가 도 8에 도시된 구멍(50)이다. 도 8에 상세하게 도시된 바와 같이 링(30)이 기부(20)에 장착되면, 디스크(40)는 이하에서 설명되는 바와 같이 기부(20)와 링(30) 사이에서 조여지게 된다.

디스크(40)가 기부(20)와 링(30) 사이에서 클램핑 될 때, 3개의 각각의 본체들 사이에서 접촉해 있는 표면들만이 도 8에 명확히 도시된 바와 같은 디스크(40)의 외주의 표면들인 것이 바람직하다. 따라서, 본체(20)의 표면(28)은 디스크(40)의 표면(46)에 견고히 접합한다(abut). 링(30)의 표면(38)은 디스크(40)의 표면(48)에 대해 대향하는 접합력을 가한다. 디스크(40)의 외주 에지 표면에 대한 기부(20)와 링(30)의 클램핑 힘은 이러한 견고한 맞물림으로 디스크(40)를 적소에 유지시켜서, 홀더(10)가 회전식으로 구동될 때에 예상되는 상태하에서 홀더(10)에 대한 디스크(40)의 실질적인 이동이 불가능하다. 또한, 기부(20)와 링(30)의 상보적인 표면들과 디스크(40)의 빗각을 이룬 외주 에지(45)의 맞물림은, 디스크(40)가 이러한 위치에 초기에 놓여있지 않은 경우에도, 디스크(40)가 기부(20)에 가능한 가까이 있는 2개의 구조물 사이의 상대 위치를 디스크(40)가 "찾을 때까지", 기부(20)에 대한 링(30)의 고정은 디스크(40)의 각진 표면이 접합 표면들에 대해 활주하도록 하는 것을 보장한다.

디스크(40)는 또한 키(57)에 의해 홀더(10)에 대하여 회전식으로 이동하는 것이 제한되며, 키는 디스크(40)의 외주 에지(45) 및 링(30) 각각에 형성된 정렬된 노치(37, 47)(도 6, 7, 및 10 참조) 안으로 연장한다. 도 9에 도시된 바와 같이, 노치(37, 47)는 서로 정렬되어 키(57)와 실질적으로 동일한 형상인 공극을 형성한다. 키(57)는 바람직하게 노치(47)보다 약간 작고 노치(37)보다 약간 더 커서, 키(57)는 마찰 끼워맞춤(friction fit)으로 노치(37) 안으로 삽입되어 그 내부에 유지된다. 따라서, 키(57)는 링(30)에 부착되어 유지되고, 키(57)의 돌출부와 노치(47)의 정렬시 디스크(40)의 노치(47) 안으로 연장한다. 이후 디스크(40)는 디스크(40)를 기부(20) 및 링(30)으로부터 수동식으로 들어올림으로써 제거될 수 있다.

본 발명은 단일한 키(57)를 도시하지만, 하나보다 많은 이러한 키가 사용될 수 있으며, 키의 형상은 도시된 것에서 변화될 수 있는 것으로 생각되는 것이 이해되어야 한다. 예를 들어, 키는 원형, 직사각형, 삼각형, 도브테일형(dovetail) 또는 적합한 임의의 다른 형상일 수 있다. 대안적인 실시예에서, 키(57)는 디스크 자체에 대해 대단히 강한 인력을 갖는 자석으로, 또는 소재에 의해 디스크(40)에 가해진 임의의 예상되는 회전력이 상대 운동을 일으키기에 불충분한 디스크에 장착되는 구조물 또는 다른 구조물로 대체된다.

기부(20) 상 표면과 디스크 주 표면(42) 사이에 간격(60)(도 8)이 형성된다. 간격(60)은 디스크 주 표면(42) 상 연마재가 기부(20) 상 표면(25)과 접촉하고 이로써 두 부분 간에 마모를 일으키는 것을 막는다. 나아가, 디스크 주 표면(44)은 링(30)의 개구(35)를 관통하여 돌출하고 도 8에 가장 잘 도시된 바와 같이 링(30)의 말단 표면(39)을 지나 연장된다. 링 표면(39)을 지나는 디스크 주 표면(44)의 연장은 디스크 주 표면(44) 상 연마재에 의해서 영향을 받게 될(to be conditioned) 표면과 링(30)이 접촉하는 것을 막는다.

본 발명은 바람직한 일 실시예에서 다음의 방식으로 작동된다. 기부(20)가 구동 기계에 장착되고 디스크(40)가 링(30) 내에 위치된다. 링(30)과 디스크(40)는 기부(20) 아래에 위치되고(이때 본 명세서에서 기술된 바와 같이 노치(47)가 노치(37)와 정렬되고 키(57)가 노치들(37 및 47)에 삽입됨), 스크루들(32-34)이 개구에 삽입되고 조여진다. 조임 시, 디스크(40)가 링(30)과 기부(20) 사이에서 적소에(in place) 클램핑되고 각진 둘레 표면들(46 및 48)이 각각 기부(20)와 링(30)의 각진 표면들(28 및 38) 상에 안착된다.

디스크(40)가 일단 홀더(10)에 장착되면, 홀더(10)와 디스크(40)가 회전된다. 회전하는 디스크 주 표면(44)은 하나 이상의 CMP 연마 패드들에 안착되고 CMP 패드들이 통상적으로 재조정된다(recondition). 일단 디스크 주 표면(44) 상 연마재가 기결정된 마모의 정도에 이르면, 회전하는 기계가 멈춰지고 스크루들(32-34)를 제거하는 것과 기부(20)로부터 멀리 링(30)과 디스크(40)를 수동으로 당기는 것에 의해서(일반적으로는 이들의 조합에 의해서) 링(30)이 기부(20)로부터 제거된다. 일단 링(30)과 디스크(40)가 기부(20)로부터 제거되면, 단순히 디스크(40)를 링(30)으로부터 멀리 당기는 것에 의해서, 링(30)으로부터 디스크(40)가 수동적으로 제거될 수 있다.

이어서 제거된 디스크(40)가 뒤집혀서, 마모된 디스크 주 표면(44)이 기부(20)를 대면하고 마모되지 않은(fresh) 디스크 주 표면(42)이 기부(20)를 외면하게 된다. 물론, 필요하다면 디스크를 포함하는 전체 개구가 처음에 세정(clean)될 수 있다. 가능한 일 실시예에 있어서, 디스크 주 표면이 사용되어왔는지에 관한 필름, 코팅, 또는 다른 지시자(indicator)가 표면에 부착되어 디스크 주 표면(42)이 사용되어왔는지를 즉시 인지가능하도록 할 수 있다. 디스크의 노치(47)는 노치(37) 및 키(57)와 정렬되고, 이후 링(30)은, 그것이 이전에 부착된 것과 같은 방식으로, 기부(20)에 재부착된다. 이것은 디스크 주 표면(44)과 기부 표면(25) 사이에 간격(60)과 실질적으로 동일한 간격을 형성한다. 홀더(10)와 디스크(40)가 회전되고 디스크 주 표면(42)이 하나 이상의 CMP 연마 패드들에 안착되어서 CMP 패드들이 재조정될 수 있다.

본 발명은 디스크(40)의 단지 하나의 연마재 표면이 언제라도 사용되어지는 것을 허용한다. 이것은 디스크(40)가 소재(workpiece)와 접촉하여 회전될 때, 홀더(10)가 디스크(40)의 다른 면들(other sides)을 실질적으로 전부 덮고 있다는 사실에 기인한다. 나아가, 간격(60) 때문에, 하나의 연마재 표면의 사용이 반대편 연마재 표면에 거의 또는 전혀 영향을 미치지 아니하는데, 사용 중이지 않은 연마재 표면 또는 그 인접한 구조에는 마모가 거의 또는 전혀 발생하지 않기 때문이다.

본 명세서에 기술된 바람직한 구조들과 방법들에 대하여 다양한 대체들이 행해질 수 있음이 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다. 예를 들면, 기부(20)에 링(30)을 장착하는데 사용되는 체결수단은 바람직하게는 스크루들인데, 스크루들은 통상적인 공구들을 사용하여 수없이 기부(20)로부터 디스크(40)를 제거 및 교체하는 것을 용이하게 하기 때문이다. 그러나 스크루들(32-34) 대신에 자기 체결수단들(magnetic fasteners), 리벳들, 클램프들 및 기부에 링을 체결할 목적으로 만들어진 특화된 구조들 또는 이들의 임의의 조합 또는 균등물들을 포함하여 어떠한 제한 없이 다른 제거가능한 체결수단들이 사용될 수 있다. 유사하게, 기부(20)가 거기에 형성된 나사산 개구들(threaded apertures)(23)에 의해서 구동 기계에 부착되는 것으로 도시되어 있지만, 본 발명이 속한 기술 분야의 통상의 기술자는 그러한 체결 수단이 마찬가지로 하나의 나사산 척(threaded chuck), 클램프들, 및 다른 체결 수단에 의해서 대체될 수 있음을 이해할 수 있다. 나아가, 슬러리(slurry)가 홀더(10) 내로 누출되는 것을 막기 위해서 밀봉 구조들(sealing structures)이 부가될 수 있다. 예를 들면, 압축가능한 O-링들(o-rings) 또는 접착식으로 배킹된(adhesive-backed) 플라스틱 개스킷들이 링(30)과 기부(20)의 사이와 디스크(40)와 기부(20) 사이 그리고 다른 구조들 사이에 삽입될 수 있다.

또한, 디스크(40), 링(30) 및 기부(20)의 형태(shape)는 도 1 내지 도 9에 도시된 바람직한 실시예로부터 변형될 수 있다. 예를 들면, 기부는 단면이 원형이 아니라 사각형 또는 삼각형일 수 있다. 유사하게, 링과 디스크는 바람직하게는 협동하는 부품들(cooperating components)의 형태를 제공하도록(accommodate) 그리고 과다한 진동 없이 홀더와 디스크의 회전을 허용하도록 서로 다른 형태들을 가질 수 있다.

본 발명의 분명한 하나의 이점은 현존하는 단면 디스크들과 재료와 크기가 매우 유사하게 제조될 수 있고 따라서 현존하는 기계들에서 사용될 수 있지만 단지 한 면이 아니라 양면 상에 연마재가 존재한다는 것이다. 이것은 밑에 있는(underlying) 기판(디스크)에 실질적인 부가되는 재료 비용(added material costs) 없이도 디스크의 제2 면의 후속 사용을 허용한다. 유사하게, 사용 후 버려지거나 재활용되어야 하는 연마재 장치의 부분만이 마모될 표면상에 직접 안착되는 구성부분이다. 왜냐하면, 홀더(10)가 재사용되면, 종래의 한-면 디스크들에 대한 비용이 장기적으로 보아 더 작기 때문이다.

본 발명의 다른 이점은 디스크 교체 소요 시간이 감소된다는 것이다. 홀더(10)는 홀더를 구동하는 기계로부터 제거될 필요가 없다. 그 대신, 홀더는 구동기(driver)에 계속 남겨지고 적은 수의(a few) 작은 스크루들이 제거되고 이어서 사용되지 않은 면을 노출하기 위한 디스크의 회전 후에 교체된다. 더욱이, 사용되지 않은 연마재 표면으로 디스크를 사용하고 있는 어떤 홀더 내에 새로운 연마재 표면을 노출시키는 것이 요구될 때, 이것이 다른 디스크를 배치시켜야 하지 아니하고도 성취될 수 있다. 대신에 홀더(10) 내에 마모되지 않은(fresh) 디스크가 보유된다.

또한, 오직 두 개의 측부를 가진 디스크 대신 다른 기판 형상이 이용될 수 있다. 예를 들면 스테인리스 강 큐브가 고려될 수 있고, 이는 2개 그리고 6개의 연마 표면 사이에 그리고 6개의 평면 측부를 가진다. 각각의 측부는 에지 근처로 연장하는 초연마재 단일층을 갖는다. 베이스는 큐브에 대해 위치한 사각형 표면을 가진 견부를 갖는다. 큐브의 측부의 각각보다 약간 작은 구멍 주위의 유사한 견부를 가진 사각형 링은 베이스에 장착되고, 이에 의해 큐브를 베이스에 클램핑한다. 베이스, 링 및 큐브는 장치에 장착되고, 이 장치는 그 조합을 회전시키며 큐브의 돌출면은 소재를 침식한다. 마멸의 일정한 포인트에 도달할 때, 큐브는 제거되고 링을 제거함에 의해 큐브의 상이하고 이용되지 않는 연마면을 노출시키도록 이동되며, 이후 큐브의 이동 이후 링을 교체한다. 대안적인 형상도 생각할 수 있다.

기판의 각각의 측부의 연마 특성은 거의 동일한 것이 바람직하다. 그러나, 일측부 상의 연마재는 대향 측부 상의 연마재와 약간 또는 실질적으로 다를 수 있다. 또한, 다중-측부 기판의 경우 각각의 측부는 상이할 수 있고, 이에 의해 예를 들면 각각의 연마재는 소재 상에서 연마 과정의 일부를 위해 이용될 수 있다. 고려된 예에서, 조악한 연마재가 먼저 이용되고 이후 더욱 미세한 연마재가 이용되고 이후 훨씬 더 미세한 연마재가 이용된다.

본 발명의 다른 대안적인 실시예가 도 11-18에서 도시된다. 도 11에서, 홀더(110)는 베이스(120)에 부착되는 링(130) 및 베이스(120)로 구성된다. 이 베이스(120)는 회전 가능한 구동 모터와 같은 구동 메커니즘(미도시)에 부착되도록 설계된다. 링(130)은 스크루 또는 자석과 같은 죔쇠를 이용하여 베이스(120)에 단단하고 굳건히 부착된다. 디스크(140)는 링(130)에 부착되고, 디스크(140) 및 홀더(110)의 상대적 이동을 막기 위해 맞물리는 링(130) 또는 베이스(120) 그리고 디스크(140)의 주위 에지에 위치한 구조물에 의해 바람직하게 단단한 비회전 연결로 유지된다. 이러한 방식으로, 디스크(140)는 홀더(110)에서 단단하게 그 위치에서 유지되고, 디스크(140) 및 베이스(120) 사이의 실질적 상대적 회전 이동 없이 회전식으로 구동된다.

디스크(140)는 여기서 도시되고 설명된 디스크(40)와 거의 동일하다. 바람직하게 베이스(120)는 거의 원형의 원통형 구성을 가지며 도 11에서 도시된다. 베이스(120)는 제 1 단부(122)(도 12 참조)를 갖고, 그 안에 나사산 보어와 같이 공동(void)이 형성되며, 이는 종래와 같이 구동 메커니즘의 편리한 부착을 가능하게 한다. 베이스(120)는 종래 방식으로 구동 메커니즘에 장착되는 것이 바람직하다.

구동 메커니즘이 장착되는 제 1 베이스 단부(122)에 대향하는 제 2 베이스 단부(124)(도 12 참조)는 바람직하게 거의 평면인 제 1 표면(125)을 갖는다. 링(130)은 본체를 통해 형성된 구멍을 가진 원형 본체를 갖는다. 구멍은 견부(136)에 의해 형성되고, 이는 디스크(140)의 둘레 에지에 대해 위치하는 디스크 형상의 공동을 형성한다. 링(130)의 견부(126)는 견부(136)와 반대이고 이들 사이에 홈이 형성되며, 그 안으로 디스크(130)의 둘레 에지가 이용 동안 삽입된다. 구멍(135)은 견부(136)의 반경 방향 최내각 에지 사이에서 연장하고, 디스크(140)보다 지름에서 약간 작은 것이 바람직한데 이에 의해 디스크(140)는 구멍(135)을 완전히 통과할 수 없다. 따라서, 링(130)의 견부(126, 136)는 표면을 형성하고, 이 표면은 도 1-10에서 도시된 실시예의 견부(26, 36)와 무척 유사한 디스크(140)의 둘레 에지에 대해 위치한다. 그러나, 견부(126, 136)는 서로에 대해 이동 불가능하기 때문에, 유사한 조정 가능한 클램핑이 없고 디스크(140)의 삽입 및 제거를 허용하는 링의 분리 가능한 부분이어야만 한다.

링(130)은 도 11에서 도시된 것처럼 스크루(132, 134)와 같은 하나 이상의 죔쇠에 의해 베이스(120)에 장착된다. 디스크(140)가 링(130)에 장착될 때 세 개의 각각의 본체 사이에서 접촉한 표면 만이 도 1-10의 실시예와 관련하여 디스크(140)의 둘레에서의 표면이 되는 것이 바람직하다. 링(130)에서 디스크(140)를 장착시키기 위해, 제 1 부분(130a)(도 15 및 16을 보라)은 제 2 부분(130b)과 일부분(130a, 130b)의 단부에서 공동으로부터 죔쇠를 제거함에 의해서와 같이 분리된다. 따라서, 제 2 부분(130b)은 베이스(120)에 대해 영구적으로 장착될 수 있고, 디스크(140)는 견부(136, 126)에 의해 형성된 홈 안으로 슬라이드 되며, 제 1 부분(130a)은 디스크(140)의 단부를 넘어 슬라이드 하고, 이후 죔쇠(132, 134)는 베이스(120) 및 링(130) 사이에서 고정된다.

디스크(140)는 디스크(140)의 둘레 에지 및 링(130)에 형성된 정렬된 노치들로 연장하는 키(157)에 의해 홀더(110)에 대해 회전식으로 이동하는 것이 제한된다(도 13, 17, 18을 보라). 간격(160)(도 12)은 베이스(120) 상의 표면(125) 및 디스크 주 표면(142) 사이에 형성된다. 간격(160)은 디스크 주 표면(142) 상의 연마재가 베이스(120) 상의 표면(125)과 접촉하는 것을 방지하고, 이에 의해 두 부품들 사이의 마모를 야기한다. 따라서, 홀더(110)는 도 1-10의 실시예의 동일 특징들의 다수를 갖고, 이에 의해 본 발명의 실시예의 변화 가능성을 나타낸다.

본 발명의 다른 대안적인 실시예는 도 19-23에서 도시된다. 여기서 개시된 다른 실시예와 관련된 구동 메커니즘에 부착되는 홀더(210)는 도 21에서와 같이 스크루(232, 234)와 같은 죔 수단에 의해 베이스(220)에 부착된 디스크(240)를 갖는다. 물론, 다른 죔쇠 및 죔 수단이 스크루(232, 234)를 대체할 수 있고, 이는 제한 없이 자석, 프레스-핏 핀, 리벳 및 클램프 또는 이들의 조합을 포함한다. 예를 들면, 고려될 수 있는 조합은 상대적 회전을 막기 위해 디스크의 대응하는 공동으로 베이스로부터 연장하는 하나 이상의 드라이브 핀을 구비한 베이스 및 디스크 사이의 자기 인력을 포함한다. 바람직하게 평면인 베이스 표면(225)은 베이스(220)의 일 단부 상에서 형성된다. 제 1 디스크-수용 표면은 표면(225)으로부터 연장하는 견부(236) 상에 형성된다. 제 2 디스크-수용 표면은 대향 견부(226) 상에 형성된다. 상보적 표면은 중앙 영역(250) 및 연마 표면(252) 사이의 전이 위치에서 그리고 그 둘레 에지에서 디스크(240) 상에 형성된다.

디스크(240)가 기부(220)에 장착될 때, 이러한 상보적인 표면들은 마모 입자가 없는 곳에서 기부(220)의 견부(236 및 226)가 디스크(240)와 접촉할 수 있게 허용한다. 그에 따라, 스크루(232 및 233)가 디스크(240)의 중앙 영역(250)에 대해서 조여질 때, 디스크(240)의 반대쪽 측부가 기부(220)에 대해서 안착되며, 이때 마모 표면과 디스크의 표면(225) 사이에는 간격이 형성된다. 물론, 디스크(240)의 둘레 에지가 경사질 필요가 없다. 그 대신에 둘레 에지가 디스크의 주 표면들로부터 90도로 각도를 이룰 수 있을 것이다.

본원 발명의 다른 대안적인 실시예가 도 25-28에 도시되어 있다. 도 25에서, 홀더(410)가 기부(220) 및 링(430)으로 구성되고, 상기 링은 기부(420)에 부착된다. 기부(420)는 드라이브 메커니즘(도시되지 않음)에 부착되도록 디자인된다. 링(430)은 스크루 또는 자석(도시되지 않음)과 같은 체결수단을 이용하여 기부(420)에 견고하고도 확실하게 부착된다. 바람직하게 디스크(440)와 홀더(410)의 상대적인 이동을 방지하기 위해서 인터록킹되는 기부(420) 또는 디스크(440) 및 링(430)의 둘레 에지에 위치되는 구조물에 의해서, 디스크(440)가 링(430)에 장착되고 그리고 타이트한 비-회전식으로 연결되어 정위치에서 유지된다. 이러한 방식에서, 디스크(440)는 홀더(410) 내의 정위치에서 확실하게 유지되고, 그리고 그에 따라 회전방향으로 구동되며, 이때 디스크(440)와 기부(420) 사이의 서로 상대적인 실질적 이동이 없는 상태가 된다. 디스크(440)는, 둘레 에지를 제외하고, 여기에서 제시되고 설명된 디스크(40)와 실질적으로 동일하다.

도 25 및 도 26에 가장 잘 도시된 바와 같이, 디스크(440)는 둘레 에지(445)를 구비하며, 그 둘레 에지는 베벨가공되어 디스크(440)의 둘레 주위로 연장하고 그리고 서로 각을 이루어 형성되는 3개의 원형 표면(446, 448 및 449)을 형성한다. 2개의 표면(446 및 448) 사이의 상대적인 각도는 중요하지 않으나, 바람직하게 약 90 도 범위가 될 것이다. 바람직하게, 표면(446 및 448)은 대향하는 디스크 표면(442 및 444)과 디스크(440)의 둘레 에지 표면(449)에 대해서 약 45도의 각도를 이룬다. 또한, 표면(449)은 표면(442 및 444)에 대해서 약 90도의 각도를 이룬다. 이들 각도는 전술한 실시예들에서와 같이 실질적으로 변경될 수 있을 것이다.

바람직한 실질적으로 원형의 원통형(circular cylindrical) 구성을 가지는 기부(420)가 도 25에 도시되어 있다. 기부(420)는 제 1 단부를 구비하며, 상기 제 1 단부에는 종래 기술에서와 같이 드라이브 메커니즘의 용이한 부착을 허용하는 나사형 보어와 같은 공극이 형성된다. 바람직하게, 기부(420)는 통상적인 방법으로 드라이브 메커니즘에 장착된다. 드라이브 메커니즘이 장착되는 기부 단부의 반대쪽에 위치하는 기부 단부(424)(도 25 참조)는 바람직하게 평면형인 제 1 표면(425)을 구비한다.

링(430)은 본체를 통해서 형성된 개구(aperture)를 가지는 원형 본체를 구비한다. 개구는 디스크(440)의 둘레 에지(449)에 대해서 안착되는 디스크-형상 공극을 형성하는 견부(436)에 의해서 형성된다. 견부(436)는, 사용 중에, 디스크(430)의 둘레 에지에 형성되는 홈(groove) 내에 삽입되는 리브(rib)를 형성한다(도 25 참조). 링(430)의 개구는 견부(436)의 방사상으로 가장 내측의 에지와의 사이로 연장하고, 그리고 바람직하게 디스크(440)보다 약간 작은 지름을 가지며, 그에 따라 디스크(440)가 개구를 완전히 통과하지 못한다. 그에 따라, 견부(436)는 도 1 내지 도 10에 도시된 실시예의 견부(26 및 36)와 상당히 유사하게 디스크(440)의 둘레 에지(445)에 대해서 안착되는 표면을 형성한다. 그러나, 도 1 내지 도 10의 실시예와 유사한 조정가능한 클램핑이 없기 때문에, 디스크(440)의 삽입 및 제거를 위해서는 링(430)의 분리가능한 부분이 반드시 있어야 할 것이다.

링(430)은 스크루(도시되지 않음)와 같은 하나 이상의 체결수단에 의해서 기부(420)에 장착된다. 디스크(440)가 링(430)에 장착될 때, 3개의 각각의 본체와 접하는 유일한 표면들이 도 1 내지 도 10의 실시예에서와 같이 디스크(440) 둘레의 표면인 것이 바람직하다. 디스크(440)를 링(430) 내에 장착하기 위해서, 예를 들어 제 1 부분(430a) 및 제 2 부분(430b)의 단부 내의 공극으로부터 체결수단을 제거함으로써, 제 1 부분(430a)(도 28 참조)을 제 2 부분(430b)으로부터 분리시킨다. 그에 따라, 제 2 부분(430b)이 기부(420)에 영구적으로(또는 분리가능하게) 장착되며, 디스크(440)가 링 부분(430b) 내로 슬라이딩되고, 제 1 부분(430a)이 디스크(440)의 단부 위쪽에서 슬라이딩되며, 이어서 체결수단이 기부(420)와 링(430) 사이에 고정된다.

디스크(440)의 둘레 에지와 링(430) 내에 형성된 정렬된 노치들 내로 연장하는 키(457)(도 25 참조)에 의해서, 디스크(440)가 홀더(410)에 대해서 상대적으로 회전 이동하는 것이 방지된다. 간격(460)(도 25 참조)이 디스크 주 표면(442)과 기부(420) 상의 표면(425) 사이에 형성된다. 간격(460)은 디스크 주 표면(442) 상의 연마재(abrasive)가 기부(420) 상의 표면(425)과 접촉하는 것을 방지하고, 그에 따라 두 부분 사이에서 마모가 유발되는 것을 방지한다.

도면과 관련한 이러한 상세한 설명은 원칙적으로 본원 발명의 제시된 바람직한 실시예에 관한 것으로서, 본원 발명이 구성되거나 이용될 수 있는 유일한 형태를 설명하기 위한 것은 아니다. 이상의 설명은 제시된 실시예들과 관련하여 본원 발명을 실시하기 위한 디자인, 기능, 수단 및 방법을 설명한다. 그러나, 본원 발명의 사상 및 범위 내에 포함될 수 있는 다른 여러 실시예들에 의해서도 동일하거나 균등한 기능 및 특징들이 달성될 수 있고, 그리고 본원 발명 또는 특허청구범위의 권리범위 내에서도 여러 가지 변형 실시예가 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

Claims

사용된 CMP 연마 패드를 작동가능한 상태로 복원시키기 위한 컨디셔닝 공구로서,
(a) 둘레 에지와, 실질적으로 평평한 제1 주 표면과, 그리고 대향하여 면하는 실질적으로 평평한 적어도 제2 주 표면을 가지는 기판으로서, 상기 제1 주 표면상에 제1 연마재가 마련되고 상기 제2 주 표면상에 제2 연마재가 마련되는, 기판;
(b) 회전가능하게 구동되는 기기에 구동방식으로 연결되기 위한 기부로서, 기부 표면을 가지는 기부; 및
(c) 상기 제2 연마재가 상기 기부 표면으로부터 이격되어 상기 기부 표면과 상기 제2 연마재 사이에 간격을 형성하며 상기 제1 연마재가 상기 기부를 외면하도록, 상기 기판을 상기 기부에 장착하는 하나 이상의 체결수단;을 포함하는,
컨디셔닝 공구.
제1항에 있어서,
상기 하나 이상의 체결수단이 상기 기판과 상기 기부 사이의 중심 영역에 장착되며, 상기 기판의 중심 영역 상에는 연마재가 마련되지 않는,
컨디셔닝 공구.
제2항에 있어서,
상기 하나 이상의 체결수단이 상기 기판을 통해 상기 기부로 연장하는,
컨디셔닝 공구.
제1항에 있어서,
상기 기판이 원형 둘레 에지를 구비하는 디스크인,
컨디셔닝 공구.
제4항에 있어서,
상기 하나 이상의 체결수단이 상기 디스크에 가해지는 클램핑 힘(clamping force)에 의해 링과 상기 기부 사이에 상기 디스크가 유지되도록 상기 링을 상기 기부에 장착하며, 상기 제1 연마재는 상기 디스크보다 작은 링의 개구를 통해 돌출하고, 상기 기부는 상기 기판이 장착되는 제1 기판 형태 공동을 가지고 상기 링은 상기 디스크가 장착되는 제2 기판 형태 공동을 가지는,
컨디셔닝 공구.
제5항에 있어서,
상기 제1 기판 형태 공동이 상기 기부 표면으로부터 연장하는 원형 견부에 의해 한정되고, 상기 견부 지름은 상기 디스크의 원형 둘레 에지의 지름과 실질적으로 동일하며 상기 디스크의 둘레 에지의 적어도 일부를 수용하는,
컨디셔닝 공구.
제6항에 있어서,
상기 제2 기판 형태 공동이 상기 디스크의 둘레 에지의 지름보다 작은 지름을 가지는 개구를 형성하는 원형 견부를 가지는 링 본체에 의해 형성되고, 상기 링 견부 지름은 상기 디스크의 둘레 에지의 지름과 실질적으로 동일하며 상기 디스크의 둘레 에지의 적어도 일부를 수용하는,
컨디셔닝 공구.
제7항에 있어서,
상기 하나 이상의 체결수단은, 링 견부 및 기부 견부에 의해 상기 디스크의 둘레 에지에 가해지는 클램핑 힘에 의하여 상기 디스크가 상기 기부와 상기 링 사이에 유지되도록, 상기 링을 상기 기부에 장착시키는,
컨디셔닝 공구.
제8항에 있어서,
상기 기부와 상기 디스크의 상대적인 운동을 방지하기 위하여 상기 기부와 상기 링 중 하나 이상과 상기 디스크 내에 형성되는 노치로 삽입되는 키를 더 포함하는,
컨디셔닝 공구.
제4항에 있어서,
상기 하나 이상의 체결수단이 링을 상기 기부에 장착시키고, 제1 및 제2 기판 형태 공동을 형성하는 링 내의 홈이 상기 디스크를 상기 링 내에 유지시키고, 상기 제1 연마재가 상기 디스크보다 작은 상기 링의 개구를 통해 돌출하는,
컨디셔닝 공구.
제10항에 있어서,
상기 제1 기판 형태 공동은 상기 링 내에 형성되는 제1 원형 견부에 의해 형성되고, 제1 견부 지름은 상기 디스크의 원형 둘레 에지의 지름과 실질적으로 동일하고 상기 디스크의 둘레 에지의 적어도 일부를 수용하며, 상기 제2 기판 형태 공동은 상기 디스크의 원형 둘레 에지의 지름보다 더 작은 지름을 가지는 개구를 형성하며 상기 제1 원형 견부에 대향하여 상기 링 내에 형성되는 제2 원형 견부에 의해 형성되며, 상기 제2 원형 견부 지름은 상기 디스크의 둘레 에지의 지름과 실질적으로 동일하고 상기 디스크의 둘레 에지의 적어도 일부를 수용하는,
컨디셔닝 공구.
제11항에 있어서,
상기 링이 제2 링 부분에 제거 가능하게 장착되며 상기 디스크를 수용하도록 구성되는 제1 링 부분을 더 포함하는,
컨디셔닝 공구.
제12항에 있어서,
상기 기부와 상기 디스크의 상대적인 운동을 방지하기 위하여 상기 링과 상기 디스크 내에 형성되는 노치로 삽입되는 키를 더 포함하는,
컨디셔닝 공구.
사용된 CMP 연마 패드를 작동가능한 상태로 복원시키기 위한 개량된 컨디셔닝 공구로서, 회전가능하게 구동되는 기기에 구동방식으로 연결하기 위한 구동 마운트 및 제1 연마재가 부착되는 실질적으로 평평한 제1 표면과 원형 둘레 에지를 구비하는 디스크를 포함하는, 컨디셔닝 공구에 있어서,
(a) 상기 디스크가 제2 연마재가 부착되는 실질적으로 평평하며 대향하는 제2 표면을 가짐으로써, 2개의 대향하는 실질적으로 평평한 연마재 표면을 형성하며;
(b) 상기 구동 마운트가 형성되는 기부로서, 상기 구동 마운트에 실질적으로 대향하는 기부 표면으로부터 연장하는 원형 견부를 가지며, 기부 견부 지름은 상기 디스크의 원형 둘레 에지의 지름과 실질적으로 동일하고 상기 디스크의 둘레 에지의 적어도 일부를 수용하는, 기부;
(c) 상기 디스크의 둘레 에지의 지름보다 작은 지름을 가지는 개구를 형성하는 원형 견부를 구비하는 환형 본체를 가지는 링으로서, 링 견부 지름이 상기 디스크의 둘레 에지의 지름과 실질적으로 동일하고 상기 디스크의 둘레 에지의 적어도 일부를 수용하는, 링;
(d) 상기 링 견부 및 상기 기부 견부에 의해 상기 디스크의 둘레 에지에 가해지는 클램핑 힘에 의하여 상기 디스크가 상기 기부와 상기 링 사이에 유지되도록, 상기 링을 상기 기부에 장착시키기 위한 하나 이상의 체결수단으로서, 상기 제1 연마재가 상기 링의 개구를 통해 돌출하고 상기 제2 연마재가 상기 기부 표면으로부터 이격되는, 하나 이상의 체결수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는,
컨디셔닝 공구.
제14항에 있어서,
상기 하나 이상의 체결수단은, 링 견부 및 기부 견부에 의해 상기 디스크의 둘레 에지에 가해지는 클램핑 힘에 의하여 상기 디스크가 상기 기부와 상기 링 사이에 유지되도록, 상기 링을 상기 기부에 장착시키는,
컨디셔닝 공구.
제15항에 있어서,
상기 기부와 상기 디스크의 상대적인 운동을 방지하기 위하여 상기 기부와 상기 링 중 하나 이상과 상기 디스크 내에 형성되는 노치로 삽입되는 키를 더 포함하는,
컨디셔닝 공구.
사용된 CMP 연마 패드를 작동가능한 상태로 복원시키기 위한 컨디셔닝 공구로서,
(a) 원형 둘레 에지, 제1 연마재가 부착되는 실질적으로 평평한 제1 표면, 및 제2 연마재가 부착되는 실질적으로 평평하며 대향하는 제2 표면을 가짐으로써, 2개의 대향하는 실질적으로 평평한 연마재 표면을 형성하는 디스크로서, 상기 원형 둘레 에지가 제1 표면 및 제2 표면을 포함하는, 디스크;
(b) 회전가능하게 구동되는 기기에 구동방식으로 연결하기 위한 기부로서, 상기 기부 표면으로부터 연장하는 원형 견부를 가지며, 견부 지름은 상기 디스크의 원형 둘레 에지의 지름과 실질적으로 동일하고 상기 디스크의 둘레 에지의 제1 표면을 수용하는, 기부;
(c) 상기 디스크의 둘레 에지의 지름보다 작은 지름을 가지는 개구를 형성하는 원형 견부를 구비하는 환형 본체를 가지는 링으로서, 링 견부 지름이 상기 디스크의 둘레 에지의 지름과 실질적으로 동일하고 상기 디스크의 둘레 에지의 제2 표면을 수용하는, 링; 및
(d) 상기 링 견부 및 상기 기부 견부에 의해 상기 디스크의 둘레 에지에 가해지는 클램핑 힘에 의하여 상기 디스크가 상기 기부와 상기 링 사이에 유지되도록, 상기 링을 상기 기부에 장착시키는 하나 이상의 체결수단으로서, 상기 제1 연마재가 상기 링의 개구를 통해 돌출하고 상기 제2 연마재가 상기 기부 표면으로부터 이격되는, 하나 이상의 체결수단;을 포함하는,
컨디셔닝 공구.
제17항에 있어서,
상기 하나 이상의 체결수단은, 링 견부 및 기부 견부에 의해 상기 디스크의 둘레 에지에 가해지는 클램핑 힘에 의하여 상기 디스크가 상기 기부와 상기 링 사이에 유지되도록, 상기 링을 상기 기부에 장착시키는,
컨디셔닝 공구.
제18항에 있어서,
상기 기부와 상기 디스크의 상대적인 운동을 방지하기 위하여 상기 기부와 상기 링 중 하나 이상과 상기 디스크 내에 형성되는 노치로 삽입되는 키를 더 포함하는,
컨디셔닝 공구.
사용된 CMP 연마 패드를 작동가능한 상태로 복원시키기 위한 컨디셔닝 공구로서,
(a) 둘레 에지와, 실질적으로 평평한 제1 주 표면과, 그리고 대향하여 면하는 실질적으로 평평한 적어도 제2 주 표면을 가지는 기판으로서, 상기 제1 주 표면상에 제1 연마재가 마련되고 상기 제2 주 표면상에 제2 연마재가 마련되는, 기판;
(b) 회전가능하게 구동되는 기기에 구동방식으로 연결되기 위한 기부로서, 기부 표면을 가지는 기부; 및
(c) 상기 제2 연마재가 상기 기부 표면으로부터 이격되어 상기 기부 표면과 상기 제2 연마재 사이에 간격을 형성하며 상기 제1 연마재가 상기 기부를 외면하도록, 상기 기판을 상기 기부에 장착하는 장착수단;을 포함하는,
컨디셔닝 공구.
제20항에 있어서,
상기 기판이 원형 둘레 에지를 구비하는 디스크인,
컨디셔닝 공구.
사용된 CMP 연마 패드를 작동가능한 상태로 복원시키기 위한 방법으로서,
(a) 기부를 회전가능하게 구동되는 기기에 구동방식으로 연결하는 단계로서, 상기 기부가 기부 표면으로부터 연장하는 원형 견부를 가지며, 견부 지름이 디스크의 원형 둘레 에지의 지름과 실질적으로 동일한, 연결 단계;
(b) 디스크의 원형 둘레 에지를 기부의 견부에 대해 배치하는 단계로서, 상기 디스크가 제1 연마재가 부착되는 실질적으로 평평한 제1 표면, 및 제2 연마재가 부착되는 실질적으로 평평하며 대향하는 제2 표면을 가짐으로써, 2개의 대향하는 실질적으로 평평한 연마재 표면을 형성하는, 배치 단계;
(c) 링을 상기 기부에 장착하는 단계로서, 상기 링이 상기 디스크의 둘레 에지의 지름보다 작은 지름을 가지는 개구를 형성하는 원형 견부를 구비하는 환형 본체를 가지며, 링 견부 지름이 상기 디스크의 둘레 에지의 지름과 실질적으로 동일하고 상기 디스크의 둘레 에지의 적어도 일부를 수용하는, 장착 단계;
(d) 상기 링 견부와 상기 기부 견부에 의해서 상기 디스크의 둘레 에지에 가해지는 클램핑 힘에 의하여 상기 링과 상기 기부 사이에 상기 디스크를 클램핑시키는 단계로서, 상기 제1 연마재가 상기 링의 개구를 통해 돌출하고 상기 제2 연마재가 상기 기부 표면으로부터 이격되는, 클램핑 단계;를 포함하는,
사용된 CMP 연마 패드를 작동가능한 상태로 복원시키기 위한 방법.
제22항에 있어서,
상기 기부와 상기 디스크의 상대적인 운동을 방지하기 위하여 상기 기부와 상기 링 중 하나 이상과 상기 디스크 내에 형성되는 노치로 키를 삽입하는 단계를 더 포함하는,
사용된 CMP 연마 패드를 작동가능한 상태로 복원시키기 위한 방법.
사용된 CMP 연마 패드를 작동가능한 상태로 복원시키기 위한 컨디셔닝 공구로서,
(a) 원형 둘레 에지, 제1 연마재가 부착되는 실질적으로 평평한 제1 표면, 및 제2 연마재가 부착되는 실질적으로 평평하며 대향하는 제2 표면을 가짐으로써, 2개의 대향하는 실질적으로 평평한 연마재 표면을 형성하는 디스크로서, 상기 원형 둘레 에지가 제2 표면을 향하는 제1 표면을 포함하는, 디스크;
(b) 회전가능하게 구동되는 기기에 구동방식으로 연결하기 위한 기부로서, 상기 기부 표면으로부터 연장하는 원형 견부를 가지며, 견부 지름은 상기 디스크의 원형 둘레 에지의 지름과 실질적으로 동일하고 상기 디스크의 둘레 에지의 제1 표면을 수용하는, 기부;
(c) 상기 디스크의 둘레 에지의 지름보다 작은 지름을 가지는 개구를 형성하는 원형 견부를 구비하는 환형 본체를 가지는 링으로서, 링 견부 지름이 상기 디스크의 둘레 에지의 지름과 실질적으로 동일하고 상기 디스크의 둘레 에지의 제2 표면을 수용하는, 링; 및
(d) 상기 디스크가 상기 기부와 상기 링 사이에 유지되도록, 상기 링을 상기 기부에 장착시키는 하나 이상의 체결수단으로서, 상기 제1 연마재가 상기 링의 개구를 통해 돌출하고 상기 제2 연마재가 상기 기부 표면으로부터 이격되는, 하나 이상의 체결수단;을 포함하는,
컨디셔닝 공구.
사용된 CMP 연마 패드를 작동가능한 상태로 복원시키기 위한 컨디셔닝 공구용 홀더로서,
(a) 회전가능하게 구동되는 기기에 구동방식으로 연결하기 위한 기부로서, 상기 기부가 디스크를 수용하도록 구성된 기부 표면으로부터 연장하는 원형 견부를 가지며, 상기 디스크가
(ⅰ) 제1 표면 및 제2 표면을 포함하는 원형 둘레 에지;
(ⅱ) 제1 연마재가 부착되는 실질적으로 평평한 제1 표면; 및
(ⅲ) 2개의 대향하는 실질적으로 평평한 연마재 표면을 형성하도록, 제2 연마재가 부착되는 실질적으로 평평하며 대향하는 제2 표면;을 가지며, 견부 지름이 상기 디스크의 원형 둘레 에지의 지름과 실질적으로 동일하고 상기 디스크의 둘레 에지의 제1 표면을 수용하는, 기부;
(b) 상기 디스크의 둘레 에지의 지름보다 작은 지름을 가지는 개구를 형성하는 원형 견부를 구비하는 환형 본체를 가지는 링으로서, 링 견부 지름이 상기 디스크의 둘레 에지의 지름과 실질적으로 동일하고 상기 디스크의 둘레 에지의 제2 표면을 수용하는, 링; 및
(c) 상기 링 견부 및 상기 기부 견부에 의해 상기 디스크의 둘레 에지에 가해지는 클램핑 힘에 의하여 상기 디스크가 상기 기부와 상기 링 사이에 유지되도록, 상기 링을 상기 기부에 장착시키기 위한 하나 이상의 체결수단으로서, 상기 제1 연마재가 상기 링의 개구를 통해 돌출하고 상기 제2 연마재가 상기 기부 표면으로부터 이격되는, 하나 이상의 체결수단;을 포함하는,
컨디셔닝 공구용 홀더.