KR101233239B1 - 수명이 종료된 ｃｍｐ 패드 컨디셔너 재활용방법 및 상기 재활용방법이 수행된 재활용 ｃｍｐ 패드 컨디셔너 - Google Patents

수명이 종료된 ｃｍｐ 패드 컨디셔너 재활용방법 및 상기 재활용방법이 수행된 재활용 ｃｍｐ 패드 컨디셔너 Download PDF

Info

Publication number
KR101233239B1
KR101233239B1 KR1020110021234A KR20110021234A KR101233239B1 KR 101233239 B1 KR101233239 B1 KR 101233239B1 KR 1020110021234 A KR1020110021234 A KR 1020110021234A KR 20110021234 A KR20110021234 A KR 20110021234A KR 101233239 B1 KR101233239 B1 KR 101233239B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
cmp pad
pad conditioner
substrate
diamond layer
life
Prior art date
Application number
KR1020110021234A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20120103150A (ko
Inventor
이세광
김연철
이주한
Original Assignee
이화다이아몬드공업 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 이화다이아몬드공업 주식회사 filed Critical 이화다이아몬드공업 주식회사
Priority to KR1020110021234A priority Critical patent/KR101233239B1/ko
Priority to PCT/KR2012/001731 priority patent/WO2012121563A2/ko
Publication of KR20120103150A publication Critical patent/KR20120103150A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101233239B1 publication Critical patent/KR101233239B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/304—Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B53/00—Devices or means for dressing or conditioning abrasive surfaces
    • B24B53/017—Devices or means for dressing, cleaning or otherwise conditioning lapping tools
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B55/00—Safety devices for grinding or polishing machines; Accessories fitted to grinding or polishing machines for keeping tools or parts of the machine in good working condition
    • B24B55/12—Devices for exhausting mist of oil or coolant; Devices for collecting or recovering materials resulting from grinding or polishing, e.g. of precious metals, precious stones, diamonds or the like

Abstract

본 발명은 CMP 패드 컨디셔너에 대한 것으로 보다 구체적으로는 CMP 패드 컨디셔너 중 기판 표면에 일정한 패턴 형태로 형성된 돌출부와 그 표면에 다이아몬드층이 코팅된 CMP 패드 컨디셔너는 다이아몬드층이 마모되면 수명이 종료되는데, 이처럼 수명이 종료된 CMP 패드 컨디셔너를 재활용함으로써 자원을 절약할 수 있는 수명이 종료된 CMP 패드 컨디셔너 재활용방법 및 상기 재활용방법이 수행된 재활용 CMP 패드 컨디셔너에 관한 것이다.

Description

수명이 종료된 ＣＭＰ 패드 컨디셔너 재활용방법 및 상기 재활용방법이 수행된 재활용 ＣＭＰ 패드 컨디셔너{Recycling method of CMP pad conditioner having end of life and recycled CMP pad conditioner treated thereby}
본 발명은 CMP 패드 컨디셔너에 대한 것으로 보다 구체적으로는 CMP 패드 컨디셔너 중 기판 표면에 일정한 패턴 형태로 형성된 돌출부와 그 표면에 다이아몬드층이 코팅된 CMP 패드 컨디셔너는 다이아몬드층이 마모되면 수명이 종료되는데, 이처럼 수명이 종료된 CMP 패드 컨디셔너를 재활용함으로써 자원을 절약할 수 있는 수명이 종료된 CMP 패드 컨디셔너 재활용방법 및 상기 재활용방법이 수행된 재활용 CMP 패드 컨디셔너에 관한 것이다.
반도체 장치에 사용되는 CMP 기술은 반도체 웨이퍼 상에 형성된 절연막이나 금속막 등의 박막을 평탄화 할 때 이용된다.
CMP 공정에 사용되어지는 대표적인 소모 부품으로 패드와 슬러리, 컨디셔너를 들 수 있다. 특히, 컨디셔너는 연마 패드의 표면을 스크래핑 또는 러핑하기 위해 연마 패드와 접촉하는 다이아몬드와 같은 그라인더를 갖게 하여, 새로운 연마 패드의 표면 상태가 슬러리의 우수한 유지 능력을 갖는 초기 상태로 최적화되거나, 연마 패드의 슬러리 유지 능력이 연마 패드의 연마 능력을 유지하도록 회복되는 동작인 컨디셔닝을 수행하는 역할과 패드에 공급되는 슬러리의 흐름 성을 좋게 하는 역할을 한다.
종래 알려진 CMP 패드 컨디셔너 중 먼저 다이아몬드 전착형 패드 컨디셔너는 다이아몬드 입자를 전착이나 융착 방식으로 고정시켜 사용하며 컨디셔너의 수명은 다이아몬드 입자의 표면 중 edge 부위가 무뎌지면 패드를 깎는 성능이 떨어져 그 수명이 다하게 된다.
또한, 전착형 패드 컨디셔너와는 다르게 최근 기판의 표면을 일정한 형태로 돌출시켜 형성된 복수개의 돌출부에 CVD로 다이아몬드 박막을 코팅하여 제조된 CMP 패드 컨디셔너가 개발되었는데, 대표적으로 국내특허 제10-0387954호에 기판의 표면에 상방으로 균일한 높이로 돌출되는 복수의 다각뿔대가 형성되고 그 표면에 다이아몬드층이 CVD로 증착된 구조를 갖는 CMP 패드 컨디셔너가 개시되어 있다.
상기 특허에 개시된 CMP 패드 컨디셔너는 컨디셔너에 부가되는 압력과 슬러리를 포함한 패드와의 접촉면과 높이가 일정하여 마모 속도와 높이가 일정하게 유지되고 패드 연마량(Pad Wear Rate)을 일정하게 유지할 수 있는 장점이 있다.
다만, 상기와 같은 구조의 CMP 패드 컨디셔너를 제조하는데 사용되는 기판재료로는 다이아몬드 코팅이 가능한 초경이나 SiC, Si3N4등의 세라믹 기판 등이 사용될 수 있는데, 통상적으로 기판 표면 부근의 온도가 2000도에 가까워 경도가 높고 난삭재가 대부분이다.
그 결과, 기판 재료로 사용되는 초경이나 SiC, Si3N4등의 세라믹 기판가격이 매우 비싸 기존 스테인레스 기판을 사용하는 컨디셔너보다 제조비용이 비싼 단점이 있을 뿐만 아니라, 난삭재에 기 설정된 패턴에 따라 돌출부를 형성하는 공정 또한 극히 어려운 작업이다.
그럼에도 불구하고, 상술된 구조의 CMP 패드 컨디셔너의 수명은 기판의 표면에 돌출된 돌출부에 코팅된 다이아몬드층이 컨디셔닝 공정 중에 모두 마모되면 종료되어 더 이상 사용할 수 없게 된다.
따라서, 자원절약 뿐만 아니라 생산 원가 절감을 위하여 버려지는 CMP 패드 컨디셔너를 재활용할 수 있는 새로운 기술 개발에 대한 필요성이 대두 되었다.
본 발명자들은 상기와 같은 종래 기술의 제반 단점과 문제점을 해결하기 위해 연구 노력한 결과 수명이 종료된 CMP 패드 컨디셔너의 재활용기술을 개발함으로써 본 발명을 완성하게 되었다.
따라서, 본 발명의 목적은 수명이 종료된 CMP 패드 컨디셔너에 잔류된 다이아몬드층을 기판에 형성된 패턴을 그대로 유지하면서 제거할 수 있어 가격이 비싼 초경 또는 세라믹 기판을 재사용할 수 있으므로 자원절약 및 컨디셔너 제조원가를 낮출 수 있는 수명이 종료된 CMP 패드 컨디셔너 재활용방법 및 상기 재활용방법이 수행된 재활용 CMP 패드 컨디셔너를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 다이아몬드 코팅이 가능한 기판 재료들이 통상 경도가 높은 난삭재여서 미세한 팁 가공에 필요한 시간과 소모비용을 획기적으로 절감시킬 수 있는 수명이 종료된 CMP 패드 컨디셔너 재활용방법 및 상기 재활용방법이 수행된 재활용 CMP 패드 컨디셔너를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 수명이 종료된 CMP 패드 컨디셔너에 잔류된 다이아몬드층을 컨디셔너 표면에서 제거한 후 다이아몬드층을 재형성함으로써 매우 단순한 공정만으로 신제품과 동일한 사용수명을 갖는 CMP 패드 컨디셔너를 제공할 수 있어 1회 이상 재활용이 가능한 수명이 종료된 CMP 패드 컨디셔너 재활용방법 및 상기 재활용방법이 수행된 재활용 CMP 패드 컨디셔너를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 그 표면에 기 설정된 패턴에 따라 다수의 돌출부가 형성된 기판과, 상기 기판 표면 전체에 코팅되어 형성된 다이아몬드 층을 포함하는 CMP 패드 컨디셔너 중 수명이 종료된 CMP 패드 컨디셔너를 수집하는 단계; 상기 수집된 CMP 패드 컨디셔너의 기판 표면에 잔류하고 있는 다이아몬드층을 제거하는 단계; 및 상기 기판 표면 전체에 다이아몬드 층을 형성하는 단계를 포함하는 수명이 종료된 CMP 패드 컨디셔너 재활용방법을 제공한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 다이아몬드 층을 제거하는 단계는 상기 CMP 패드 컨디셔너를 30 ~ 300분 동안 765℃ ~ 1000℃ 범위에서 처리하여 상기 다이아몬드 층의 다이아몬드를 탄화시키는 단계를 포함하여 이루어진다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 탄화단계는 공기를 500SCCM 이상으로 주입하여 수행된다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 다이아몬드 층을 제거하는 단계는 상기 탄화단계가 수행된 상기 CMP 패드 컨디셔너의 표면을 200 ~ 1000mesh의 연마재를 이용하여 연마하는 단계를 더 포함한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 연마재는 SiC분말, 알루미나, SiO2가 포함된 glass bead, 미세한 다이아몬드 입자 중 어느 하나이다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 다이아몬드 층을 형성하는 단계를 수행하기 전에 다이아몬드 코팅용 핵을 생성시키기 위해 수행되는 코팅전처리 단계를 더 포함한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 전처리 단계는 1~2um 크기의 다이아몬드 분말이 포함된 초음파세척기에서 처리하여 이루어진다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 기판의 소재가 초경재료인 경우 상기 전처리 단계 전에 상기 기판 표면의 코발트를 제거하기 위한 표면 에칭 처리단계를 더 포함한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 수명이 종료된 CMP 패드 컨디셔는 상기 돌출부 상부면에 형성된 다이아몬드 층이 실질적으로 모두 마모된 상태이다.
또한, 본 발명은 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 하나의 재활용방법이 수행되어 CMP 공정에 사용가능한 것을 특징으로 하는 재활용 CMP 패드 컨디셔너를 제공한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 CMP 패드 컨디셔너를 구성하는 표면에 기 설정된 패턴에 따라 다수의 돌출부가 형성된 기판은 1회 이상 재활용 된다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 돌출부는 그 전체적인 형상이 원기둥, 다각기둥, 원뿔대 또는 각뿔대 중 어느 하나 이상이다.
본 발명은 다음과 같은 우수한 효과를 갖는다.
먼저, 본 발명의 수명이 종료된 CMP 패드 컨디셔너 재활용방법 및 상기 재활용방법이 수행된 재활용 CMP 패드 컨디셔너에 의하면, 수명이 종료된 CMP 패드 컨디셔너에 잔류된 다이아몬드층을 기판에 형성된 패턴을 그대로 유지하면서 제거할 수 있어 가격이 비싼 초경 또는 세라믹 기판을 재사용할 수 있으므로 자원절약 및 컨디셔너 제조원가를 낮출 수 있다.
또한, 본 발명의 수명이 종료된 CMP 패드 컨디셔너 재활용방법 및 상기 재활용방법이 수행된 재활용 CMP 패드 컨디셔너는 다이아몬드 코팅이 가능한 기판 재료들이 통상 경도가 높은 난삭재여서 미세한 팁 가공에 필요한 시간과 소모비용을 획기적으로 절감시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 수명이 종료된 CMP 패드 컨디셔너 재활용방법 및 상기 재활용방법이 수행된 재활용 CMP 패드 컨디셔너는 수명이 종료된 CMP 패드 컨디셔너에 잔류된 다이아몬드층을 컨디셔너 표면에서 제거한 후 다이아몬드층을 재형성함으로써 매우 단순한 공정만으로 신제품과 동일한 사용수명을 갖는 CMP 패드 컨디셔너를 제공할 수 있어 1회 이상 재활용이 가능하다.
도 1은 CMP 공정에 사용되기 전 상태의 CMP 패드 컨디셔너에 형성된 다수의 절삭팁 중 절삭팁 1개의 단면사진,
도 2는 CMP 공정에 사용되어 수명이 종료된 상태의 CMP 패드 컨디셔너에 형성된 다수의 절삭팁 중 절삭팁 1개의 단면사진,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수명이 종료된 CMP 패드 컨디셔너의 재활용 방법에 따라 얻어진 재활용 CMP 패드 컨디셔너에 형성된 다수의 절삭팁 중 절삭팁 1개의 단면사진.
본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있는데 이 경우에는 단순한 용어의 명칭이 아닌 발명의 상세한 설명 부분에 기재되거나 사용된 의미를 고려하여 그 의미가 파악되어야 할 것이다.
특히, 본 발명에서 사용되고 있는 "절삭팁"이란 용어는 기판의 표면에 형성된 돌출부와 그 돌출부를 감싸서 코팅된 다이아몬드 층으로 이루어진 절삭단위로서 다이아몬드층이 코팅된 돌출부 1개를 의미한다.
또한, 본 발명에서 사용되고 있는 "수명이 종료된 CMP 패드 컨디셔너"는 절삭팁의 다이아몬드층이 모두 마모되었거나 거의 마모된 경우뿐만 아니라 품질 불량 등 여러 가지 이유로 더 이상 컨디셔닝에 사용될 수 없다고 작업자 판단한 모든 CMP 패드 컨디셔너를 의미한다.
이하, 첨부한 도면에 도시된 바람직한 실시예를 참조하여 본 발명의 기술적 구성을 상세하게 설명한다.
그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐 본 발명을 설명하기 위해 사용되는 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.
먼저, 본 발명의 제1 기술적 특징은 수명이 종료된 CMP 패드 컨디셔너에 잔류된 다이아몬드층을 기판에 형성된 패턴을 그대로 유지하면서 제거할 수 있어 가격이 비싼 초경 또는 세라믹 기판을 재사용할 수 있으며, 미세한 팁 가공에 필요한 시간과 소모비용을 획기적으로 절감시킬 수 있는 수명이 종료된 CMP 패드 컨디셔너 재활용방법에 있다.
그 결과, 본 발명의 재활용방법에 의하면 종래의 다이아몬드층이 형성된 CMP 패드 컨디셔너가 수명이 종료되면 버려지거나 재활용 되더라도 재료로서 사용되어 재활용의 의미가 없던 것과는 달리 절삭팁을 형성하기 위한 다수 돌출부로 된 미세 패턴이 형성된 기판을 그대로 사용할 수 있게 된다.
따라서, 본 발명의 수명이 종료된 CMP 패드 컨디셔너 재활용방법은 수명이 종료된 CMP 패드 컨디셔너를 수집하는 단계; 상기 수집된 CMP 패드 컨디셔너의 기판 표면에 잔류하고 있는 다이아몬드층을 제거하는 단계; 및 상기 기판 표면 전체에 다이아몬드 층을 형성하는 단계를 포함한다.
여기서, 통상적인 다이아몬드 층이 코팅되어 형성된 CMP 패드 컨디셔너의 구조에 대해 살펴보면, 그 표면에 기 설정된 패턴에 따라 다수의 돌출부가 형성된 기판과, 기판 표면 전체에 코팅되어 형성된 다이아몬드 층을 포함하므로, 신제품인 CMP 패드 컨디셔너가 CMP 공정에 사용되기 전에는 도 1에 도시된 바와 같은 단면을 갖는 절삭팁이 일정한 패턴에 따라 다수개 형성된 상태이다.
도 1에 도시된 바와 같은 단면을 갖는 절삭팁이 CMP 공정에 사용되기 시작하면 다수의 돌출부 상부면에 형성된 다이아몬드 층이 패드와 면접하면서 마모되기 시작하는데, 상기 상부면에 형성된 다이아몬드 층이 도 2에 도시된 바와 같이 거의 모두 마모되게 되면 CMP 패드 컨디셔너는 더 이상 컨디셔닝 작업에 사용될 수 없게 되므로 그 수명이 종료하게 된다.
이와 같이 수명이 종료된 상태의 CMP 패드 컨디셔너에는 돌출부의 옆면과 돌출부가 없는 평탄한 면에 코팅된 다이아몬드 층이 마모되지 않아 그대로 다이아몬드 층이 잔류하게 된다.
그러므로, 일단 수명이 종료된 CMP 패드 컨디셔너가 수집되면 수집된 CMP 패드 컨디셔너의 기판 표면에 잔류하고 있는 다이아몬드층을 기판 상에 형성된 미세한 돌출부 패턴의 손상 없이 안전하고 효과적으로 제거하여야 기판을 재활용할 수 있다.
본 발명의 재활용방법에서 다이아몬드층을 제거하는 단계는 CMP 패드 컨디셔너를 30 ~ 300분 동안 765℃ ~ 1000℃ 범위에서 처리하여 패드 컨디셔너에 잔류하고 있는 다이아몬드 층의 다이아몬드를 탄화시키는 단계를 포함하여 이루어질 수 있다.
바람직하게는 다이아몬드를 탄화시키는 단계를 수행하면서 공기를 500SCCM 이상으로 주입하여 수행하는 것인데, 이와 같이 공기가 주입되면 다이아몬드 층의 탄화를 촉진시킬 수 있기 때문이다.
보다 바람직하게는 CMP 패드 컨디셔너를 탄화시킨 후 기판 표면을 200~1000mesh의 연마재를 이용하여 표면 처리하는 것인데, 이러한 표면 처리를 통해 기판 표면에 남아 있을 수 있는 탄화 잔재물을 완전히 제거할 수 있기 때문이다. 이 때 연마재는 SiC분말, 알루미나, SiO2가 포함된 glass bead, 미세한 다이아몬드 입자 중 어느 하나인 것이 바람직하다.
본 발명의 재활용방법에서 잔류된 다이아몬드 층이 제거된 기판 표면 전체에 다이아몬드 층을 다시 형성시키는 단계는 공지된 CVD 방식을 사용할 수 있으므로 자세한 설명은 생략하기로 하며, 이 단계에서 기 설정된 두께만큼 다이아몬드를 성장시키면 CMP 공정 사용 전의 신제품과 동일한 품질을 가진 재활용 CMP 패드 컨디셔너를 제조할 수 있다.
여기서, 다이아몬드 층을 다시 형성시키기 전에 잔류된 다이아몬드 층이 제거된 기판 표면 전체에 다이아몬드 코팅용 핵을 생성시킬 수 있도록 코팅전처리 단계를 더 수행하는 것이 바람직할 수 있다.
전처리 단계는 1~2um 크기의 다이아몬드 분말이 포함된 초음파세척기에서 처리하여 이루어질 수 있으며, 특히 기판의 소재가 초경재료인 경우에는 잔류된 다이아몬드 층이 제거된 기판 표면의 코발트를 제거하기 위한 표면 에칭 처리단계를 전처리 단계를 수행하기 전에 먼저 수행하는 것이 바람직할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 제2 기술적 특징은 1회 이상 재활용된, 수명이 종료된 CMP 패드 컨디셔너에서 얻어진 고가이며 난삭재인 초경이나 SiC, Si3N4 등의 세라믹 재질을 갖고 기 설정된 패턴에 따라 돌출부가 형성된 기판을 필수구성으로 하는 재활용 CMP 패드 컨디셔너에 있다.
즉, 본 발명의 재활용 CMP 패드 컨디셔너는 도 3의 사진과 같은 절삭팁을 갖도록 수명이 종료된 CMP 패드 컨디셔너에 잔류된 다이아몬드층을 컨디셔너 표면에서 제거한 후 기 설정된 두께로 다이아몬드층을 재형성하여 얻을 수 있기 때문이다.
이와 같이 상술된 본 발명의 재활용방법이 수행된 재활용 CMP 패드 컨디셔너는 CMP 공정에 사용가능할 뿐만 아니라 신제품과 동일한 사용수명을 확보할 수 있으므로, 재활용 CMP 패드 컨디셔너를 구성하는 표면에 기 설정된 패턴에 따라 다수의 돌출부가 형성된 기판은 1회 이상 재활용될 수 있다. 여기서, 돌출부는 그 전체적인 형상이 원기둥, 다각기둥, 원뿔대 또는 각뿔대 중 어느 하나 이상인 것이 바람직한데, 기 설정된 절삭팁의 패턴에 따라 돌출부의 형상이 한 개로 단일 할 수도 있지만 그룹화되어 서로 다른 형상을 가질 수도 있기 때문이다. 경우에 따라서는 돌출부의 높이 또한 기 설정된 절삭팁의 패턴에 따라 동일 높이일 수도 있지만 그룹화되어 서로 다른 높이를 가지는 것이 제한되는 것은 아니다.
이와 같이 본 발명의 재활용 CMP 패드 컨디셔너는 매우 단순한 공정을 수행하는 것만으로 신제품과 동일한 사용수명을 가질 수 있다.
실시예 1
외경 4인치, 두께 3mm로 가공하여 표면의 평탄도를 확보하기 위해 랩핑공정을 통해 평탄도 공차를 3mm±0.002mm이하로 맞추어진 Si3N4 소재 기판을 준비하였다. 기 설정된 패턴에 따라 절삭팁을 형성시키기 위해 연마가공기를 이용해 미세가공을 실시하였으며 이때 돌출부의 크기는 가로 세로의 크기는 50um, 높이는 60um, 돌출부의 개수는 2000ea로 가공을 실시하였다. 다이아몬드 코팅을 위해서 우선 다이아몬드 핵생성과 박막의 접착력을 향상시키기 위해 전처리로 초음파기기를 이용해 1~2um 크기의 다이아몬드 분말을 넣어 핵생성이 용이하도록 처리하였다. 이후 다이아몬드 박막을 기상합성 방식인 열필라멘트 방법을 이용해 10hr동안 다이아몬드를 성장시켜, 도1과 같은 절삭팁의 단면을 갖는 신제품 CMP 패드 컨디셔너를 완성하였다.
그 후 신제품 CMP 패드 컨디셔너를 200mm 드레싱 장비를 이용해 30hr동안 14lbs에서 다이아몬드 박막층을 연마시키면서 컨디셔닝을 실시하였고, 도 2에 도시된 바와 같은 절삭팁 단면을 갖는 것을 확인함으로써 수명이 종료된 것으로 판단하였다.
이와 같이 컨디셔너 절삭팁의 표면 다이아몬드 층이 거의 없어져 수명이 다한 상태 컨디셔너를 고온 열처리로에 장입하여 1000도에서 30분간 air gas를 챔버내에 2SLM으로 주입하면서 다이아몬드 표면층을 탄화시켰다. 탄화된 다이아몬드는 기판표면과 쉽게 박리되어 일부 벗겨짐을 확인할 수 있었다.
이후 완벽하게 제거하기 위해 샌딩기를 이용해 600mesh 연마재가 포함된 샌딩 머신에 1분간 표면을 처리하였다. 하지만 생략하여도 무방하였다.
잔류된 다이아몬드 층이 제거된 기판은 초기 다이아몬드 코팅과 동일한 공정즉 기상합성 방식인 열필라멘트 방법을 이용해 10hr동안 다이아몬드를 성장시키면 도 3에 도시된 바와 같이 초기와 동일한 컨디셔너의 제조가 가능함을 확인할 수 있었다.
경우에 따라서는 다이아몬드 코팅 전에 초음파기기를 이용해 1~2um 크기의 다이아몬드 분말을 넣어 핵생성이 용이하도록 처리할 수 있다.
실시예 2
기판의 소재가 초경재료인 것을 제외하면 실시예1과 동일한 방법으로 기판을 준비하고 기판에 기 설정된 패턴에 따라 절삭팁을 형성하기 위해 다수의 돌출부를 형성하였다. 초경재료는 기판 표면의 코발트를 제거하는 공정이 필요하기 때문에 수산화나트륨 수용액에 담가 5분간 가열하여 표면 에칭을 실시하였다. 이후 다이아몬드 코팅을 위해서 우선 다이아몬드 핵생성과 박막의 접착력을 향상시키기 위해 전처리로 초음파기기를 이용해 1~2um 크기의 다이아몬드 분말을 넣어 핵생성이 용이하도록 처리하였다. 그 다음 다이아몬드 박막을 기상합성 방식인 열필라멘트 방법을 이용해 10hr동안 다이아몬드를 성장시켜, 도1과 같은 절삭팁의 단면을 갖는 신제품 CMP 패드 컨디셔너를 완성하였다.
CMP공정에서 사용되는 다이아몬드 박막 컨디셔너의 제조가 완료된 후, 200mm 드레싱 장비를 이용해 30hr동안 14lbs에서 다이아몬드 박막층을 연마시키면서 컨디셔닝을 실시하였고, 도 2에 도시된 바와 같은 절삭팁 단면을 갖는 것을 확인함으로써 수명이 종료된 것으로 판단하였다.
컨디셔너 절삭팁의 표면 박막층이 거의 없어져 수명이 다한 상태 컨디셔너를 고온 열처리로에 장입하여 765도에서 300분간 air gas를 챔버내에 2SLM으로 주입하면서 다이아몬드 표면층을 탄화시켰다. 초경의 경우는 세라믹보다 열팽창계수가 커서 다이아몬드가 탄화될 수 있는 최소의 온도인 765도로 설정하고 유지시간은 300min간 실시하였다. 유지시간이 300min보다 짧은 경우 절삭팁 부위의 다이아몬드층이 떨어지지 않는 영역이 있었다. 탄화된 다이아몬드는 기판표면과 쉽게 박리되어 일부 벗겨짐을 확인할 수 있다. 이후 완벽하게 제거하기 위해 샌딩기를 이용해 600mesh 연마재가 포함된 샌딩 머신에 1분간 표면을 처리하였다.
표면 처리된 기판은 초기 다이아몬드 코팅과 동일한 공정으로 에칭과 전처리를 실시한 후 기상합성 방식인 열필라멘트 방법을 이용해 10hr동안 다이아몬드를 성장시키면 도 3에 도시된 바와 같이 초기와 동일한 컨디셔너의 제조가 가능하였다.
본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.

Claims (12)

  1. 그 표면에 기 설정된 패턴에 따라 다수의 돌출부가 형성된 기판과, 상기 기판 표면 전체에 코팅되어 형성된 다이아몬드 층을 포함하는 CMP 패드 컨디셔너 중 수명이 종료된 CMP 패드 컨디셔너를 수집하는 단계;
    상기 수집된 CMP 패드 컨디셔너의 기판 표면에 잔류하고 있는 다이아몬드층을 제거하는 단계; 및
    상기 기판 표면 전체에 다이아몬드 층을 형성하는 단계를 포함하는데,
    상기 다이아몬드 층을 제거하는 단계는 상기 CMP 패드 컨디셔너를 30 ~ 300분 동안 765℃ ~ 1000℃ 범위에서 처리하여 상기 다이아몬드 층의 다이아몬드를 탄화시키는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 CMP 패드 컨디셔너 재활용방법.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 탄화단계는 공기를 500 SCCM 이상으로 주입하여 수행되는 것을 특징으로 하는 수명이 종료된 CMP 패드 컨디셔너 재활용방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 다이아몬드 층을 제거하는 단계는 상기 탄화단계가 수행된 상기 CMP 패드 컨디셔너의 표면을 200 ~ 1000mesh의 연마재를 이용하여 연마하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수명이 종료된 CMP 패드 컨디셔너 재활용방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 연마재는 SiC분말, 알루미나, SiO2가 포함된 glass bead, 미세한 다이아몬드 입자 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 수명이 종료된 CMP 패드 컨디셔너 재활용방법.
  6. 그 표면에 기 설정된 패턴에 따라 다수의 돌출부가 형성된 기판과, 상기 기판 표면 전체에 코팅되어 형성된 다이아몬드 층을 포함하는 CMP 패드 컨디셔너 중 수명이 종료된 CMP 패드 컨디셔너를 수집하는 단계;
    상기 수집된 CMP 패드 컨디셔너의 기판 표면에 잔류하고 있는 다이아몬드층을 제거하는 단계; 및
    상기 기판 표면 전체에 다이아몬드 층을 형성하는 단계를 포함하는데,
    상기 다이아몬드 층을 형성하는 단계를 수행하기 전에 다이아몬드 코팅용 핵을 생성시키기 위해 수행되는 코팅전처리 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수명이 종료된 CMP 패드 컨디셔너 재활용방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 전처리 단계는 1~2um 크기의 다이아몬드 분말이 포함된 초음파세척기에서 처리하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 수명이 종료된 CMP 패드 컨디셔너 재활용방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 기판의 소재가 초경재료인 경우 상기 전처리 단계 전에 상기 기판 표면의 코발트를 제거하기 위한 표면 에칭 처리단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수명이 종료된 CMP 패드 컨디셔너 재활용방법.
  9. 그 표면에 기 설정된 패턴에 따라 다수의 돌출부가 형성된 기판과, 상기 기판 표면 전체에 코팅되어 형성된 다이아몬드 층을 포함하는 CMP 패드 컨디셔너 중 수명이 종료된 CMP 패드 컨디셔너를 수집하는 단계;
    상기 수집된 CMP 패드 컨디셔너의 기판 표면에 잔류하고 있는 다이아몬드층을 제거하는 단계; 및
    상기 기판 표면 전체에 다이아몬드 층을 형성하는 단계를 포함하는데,
    상기 수명이 종료된 CMP 패드 컨디셔는 상기 돌출부 상부면에 형성된 다이아몬드 층이 실질적으로 모두 마모된 상태인 것을 특징으로 하는 수명이 종료된 CMP 패드 컨디셔너 재활용방법.
  10. 제 1 항, 제 3 항 내지 제 9 항 중 어느 하나의 재활용방법이 수행되어 CMP 공정에 사용가능한 것을 특징으로 하는 재활용 CMP 패드 컨디셔너.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 CMP 패드 컨디셔너를 구성하는 표면에 기 설정된 패턴에 따라 다수의 돌출부가 형성된 기판은 1회 이상 재활용 된 것을 특징으로 하는 재활용 CMP 패드 컨디셔너.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 돌출부는 그 전체적인 형상이 원기둥, 다각기둥, 원뿔대 또는 각뿔대 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 재활용 CMP 패드 컨디셔너.
KR1020110021234A 2011-03-10 2011-03-10 수명이 종료된 ｃｍｐ 패드 컨디셔너 재활용방법 및 상기 재활용방법이 수행된 재활용 ｃｍｐ 패드 컨디셔너 KR101233239B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110021234A KR101233239B1 (ko) 2011-03-10 2011-03-10 수명이 종료된 ｃｍｐ 패드 컨디셔너 재활용방법 및 상기 재활용방법이 수행된 재활용 ｃｍｐ 패드 컨디셔너
PCT/KR2012/001731 WO2012121563A2 (ko) 2011-03-10 2012-03-09 수명이 종료된 cmp 패드 컨디셔너 재활용방법 및 상기 재활용방법이 수행된 재활용 cmp 패드 컨디셔너

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110021234A KR101233239B1 (ko) 2011-03-10 2011-03-10 수명이 종료된 ｃｍｐ 패드 컨디셔너 재활용방법 및 상기 재활용방법이 수행된 재활용 ｃｍｐ 패드 컨디셔너

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120103150A KR20120103150A (ko) 2012-09-19
KR101233239B1 true KR101233239B1 (ko) 2013-02-14

Family

ID=46798662

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110021234A KR101233239B1 (ko) 2011-03-10 2011-03-10 수명이 종료된 ｃｍｐ 패드 컨디셔너 재활용방법 및 상기 재활용방법이 수행된 재활용 ｃｍｐ 패드 컨디셔너

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR101233239B1 (ko)
WO (1) WO2012121563A2 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102393576B1 (ko) * 2021-11-05 2022-05-04 주식회사 씨엠케미칼 Cmp 패드 컨디셔너 기판의 재생방법
US11541504B2 (en) 2019-01-29 2023-01-03 Samsung Electronics Co., Ltd. Recycled polishing pad

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201512445A (zh) * 2013-07-11 2015-04-01 Entegris Inc 經塗覆之化學機械硏磨之固定環

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060050007A (ko) * 2004-07-08 2006-05-19 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 폴리싱 패드 컨디셔너와 그 제조 및 재생 방법
KR20100063312A (ko) * 2008-12-03 2010-06-11 한국과학기술연구원 다이아몬드막으로 코팅된 세라믹 몸체 및 그 제조방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060050007A (ko) * 2004-07-08 2006-05-19 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 폴리싱 패드 컨디셔너와 그 제조 및 재생 방법
KR20100063312A (ko) * 2008-12-03 2010-06-11 한국과학기술연구원 다이아몬드막으로 코팅된 세라믹 몸체 및 그 제조방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11541504B2 (en) 2019-01-29 2023-01-03 Samsung Electronics Co., Ltd. Recycled polishing pad
KR102393576B1 (ko) * 2021-11-05 2022-05-04 주식회사 씨엠케미칼 Cmp 패드 컨디셔너 기판의 재생방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20120103150A (ko) 2012-09-19
WO2012121563A2 (ko) 2012-09-13
WO2012121563A3 (ko) 2012-12-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6884155B2 (en) Diamond grid CMP pad dresser
EP1151825B1 (en) A diamond grid cmp pad dresser
US6818029B2 (en) Conditioner for polishing pad and method for manufacturing the same
US7201645B2 (en) Contoured CMP pad dresser and associated methods
EP1649075B1 (en) Cvd diamond-coated composite substrate and method for making same
TWI647759B (zh) 半導體製造用部件的再生方法和其再生裝置及再生部件
JP5843120B2 (ja) Ｃｍｐパッドコンディショナー
JP2002210659A (ja) グリッド状ダイヤモンド配列の化学的機械的平坦化技術パッド仕上げ用具
KR100413371B1 (ko) 다이아몬드 그리드 화학 기계적 연마 패드 드레서
TW201241902A (en) Method and apparatus for refurbishing gas distribution plate surfaces
KR101233239B1 (ko) 수명이 종료된 ｃｍｐ 패드 컨디셔너 재활용방법 및 상기 재활용방법이 수행된 재활용 ｃｍｐ 패드 컨디셔너
JP2018006573A (ja) 静電チャック及びその製造方法並びに静電チャックの再生方法
US20030109204A1 (en) Fixed abrasive CMP pad dresser and associated methods
US6860803B2 (en) Polishing plate
JP2018014515A (ja) 静電チャック及びその製造方法並びに静電チャックの再生方法
KR101211138B1 (ko) 연약패드용 컨디셔너 및 그 제조방법
JP2007260886A (ja) Ｃｍｐコンディショナおよびその製造方法
KR101177558B1 (ko) Ｃｍｐ 패드 컨디셔너 및 그 제조방법
JP4064391B2 (ja) 研磨パッド処理用ＳｉＣ基板
JP2006096588A (ja) 窒化ガリウム独立基板を製造する方法
WO2004051724A1 (ja) 半導体を製造する工程で使用するシリカガラス治具およびその製造方法
US20240120191A1 (en) Method for preparing the residue of a donor substrate, a layer of which has been removed by delamination
JP2007136650A (ja) 研磨体及びその製造方法
CN116619246A (zh) 一种具有金刚石柱状晶簇的cmp抛光垫修整器及其制备方法
CN117564818A (zh) 内端面高精密度磨削方法及磨削用标准块、标准块制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160211

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170207

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180207

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190115

Year of fee payment: 7