KR101259651B1 - 배향된 입자들을 가지는 ｃｍｐ 패드 드레서 및 관련방법들 - Google Patents

배향된 입자들을 가지는 ｃｍｐ 패드 드레서 및 관련방법들 Download PDF

Info

Publication number
KR101259651B1
KR101259651B1 KR1020077009785A KR20077009785A KR101259651B1 KR 101259651 B1 KR101259651 B1 KR 101259651B1 KR 1020077009785 A KR1020077009785 A KR 1020077009785A KR 20077009785 A KR20077009785 A KR 20077009785A KR 101259651 B1 KR101259651 B1 KR 101259651B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
dresser
superabrasive particles
cmp
pad
particles
Prior art date
Application number
KR1020077009785A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20070063570A (ko
Inventor
치엔 민 성
Original Assignee
치엔 민 성
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
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=36126164&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=KR101259651(B1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by 치엔 민 성 filed Critical 치엔 민 성
Publication of KR20070063570A publication Critical patent/KR20070063570A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101259651B1 publication Critical patent/KR101259651B1/ko

Links

Images

Classifications

    • 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
    • B24B53/00—Devices or means for dressing or conditioning abrasive surfaces
    • B24B53/02—Devices or means for dressing or conditioning abrasive surfaces of plane surfaces on abrasive 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
    • B24B53/00—Devices or means for dressing or conditioning abrasive surfaces
    • B24B53/12—Dressing tools; Holders therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D18/00—Manufacture of grinding tools or other grinding devices, e.g. wheels, not otherwise provided for
    • 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 potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Grinding-Machine Dressing And Accessory Apparatuses (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)

Abstract

CMP 패드 성능을 제어하는 애티튜드로 배향된 초연마 입자들 (130, 120, 110)을 가지는 CMP 패드 드레서(100), 및 이와 관련된 방법들이 개시되고 설명된다. 제어된 CMP 패드 성능은 CMP 패드 드레싱 속도 및 드레서 마모를 최적화하기 위하여 선택될 수 있다.

Description

배향된 입자들을 가지는 ＣＭＰ 패드 드레서 및 관련 방법들 {PAD DRESSER WITH ORIENTED PARTICLES AND ASSOCIATED METHODS}
발명의 분야
본원 발명은 일반적으로 화학적 기계적 연마 (CMP) 패드를 드레싱 또는 컨디셔닝 하기 위한 장치 및 방법에 관계한다. 따라서, 본원 발명은 화학 및 물질 과학 분야에 관계된다.
발명의 배경
화학적 기계적 가공(CMP)은 특정 피가공물을 연마하기 위하여 널리 사용되는 기술이 되었다. 특히, 컴퓨터 제조 산업은 반도체 제조에서 사용하기 위한 세라믹, 실리콘, 유리, 석영, 금속 및 이들의 혼합물의 웨이퍼들을 연마하기 위하여 CMP 공정에 크게 의존하기 시작했다. 이러한 연마 공정들은 일반적으로 폴리우레탄과 같은 내구성 유기 물질로 제조된 회전식 패드에 대면하는 웨이퍼 사용을 수반한다. 패드에, 웨이퍼 물질을 손상시킬 수 있는 화학물질 용액을 함유하는 화학물질 슬러리 및 웨이퍼 표면을 물리적으로 부식시키기 위하여 작용하는 양의 연마 입자들이 첨가된다. 슬러리는 회전하는 CMP 패드에 연속적으로 첨가되며, 웨이퍼에 가해지는 이원 화학물질 및 기계적 힘은 웨이퍼가 원하는 방식으로 연마되게 한다.
구현되는 연마의 품질에 특히 중요한 것은 패드 전체에 두루 퍼져있는 연마 입자들의 분포이다. 패드의 상부는 통상적으로 섬유, 또는 소형 공극과 같은 메커니즘으로 입자들을 지지하는데, 섬유 또는 소형 공극과 같은 메커니즘들은 패드의 회전 운동에 의해 발생되는 원심력으로 인해 패드가 이탈하는 것을 방지하기에 충분한 마찰력을 제공한다. 그러므로, 패드 상부를 가능한 한 가요성인 상태로유지하는 것, 그리고 섬유들을 가능한 한 직립으로 유지하는 것, 또는 새로운 연마 입자들을 수용할 수 있는 여분의 개구 및 공극들이 존재하도록 확보하는 것이 중요하다.
패드의 상부를 유지하는 것에 관한 문제는 피가공물, 연마 슬러리, 및 드레싱 디스크에서 생긴 연마 부스러기의 축적에 의해 야기된다. 이러한 축적은 패드 상부의 "글레이징" 또는 경화를 야기하며, 섬유질들을 헝클어 버리므로, 패드가 슬러리의 연마 입자들을 덜 지지할 수 있도록 만들고, 패드의 전체적인 연마 성능을 현저히 감소시킨다. 또한, 많은 패드들에 있어서, 슬러리를 지지하기 위하여 사용되는 공극들은 막히게 되고, 패드의 연마 표면의 전체적인 거칠음은 저하되어 편평해진다. 그러므로, 다양한 장치를 사용하여 패드 상부를 "코밍(combing)" 또는 "컷팅(cutting)"하여 재생시키기 위한 시도들이 이루어졌다. 이러한 공정은 CMP 패드를 "드레싱" 또는 "컨디셔닝"하는 것으로 공지되었다. 이러한 목적을 위하여 많은 유형의 장치들 및 공정들이 사용되었다. 이러한 하나의 장치는 표면에 부착된 다이아몬드 입자들과 같은 복수의 초경질 결정질 입자들을 구비한 디스크 또는 이들의 기판이다.
그러나 현재의 CMP 패드 드레서가 가지는 또다른 결점은 패드 컨디셔너 및 CMP 패드의 수명 감소이다. 아는 바와 같이, 연마 입자들 및 CMP 패드는 입자들이 패드 내부로 너무 깊게 절단하는 경우 조기에 마모되며 패드를 불필요하게 소비시킬 수 있다. 이러한 조기의 마모는 피가공물을 효과적으로 연마하는 CMP 패드 드레서의 능력을 감소시킨다. 최적으로 기능할 때, 연마 입자들은 CMP 패드에서의 돌기를 다시 연마하기 위하여 기능하므로, 최적의 연마 환경을 생성한다. CMP 패드가 드레싱되는 속도는 패드의 표면 돌기에 영향을 줄 수 있으며, 이는 순차적으로 표면에 지지되는 슬러리의 양을 결정하여 연마 속도에 영향을 줄 수 있다. 일반적으로, 웨이퍼의 연마 속도는 드레싱 속도에 비례한다. 그러나, 드레싱 속도가 과다한 경우, 패드 표면은 지나치게 거칠어질 수 있으므로, 연마된 웨이퍼의 균일성을 감소시킬 수 있다. 이와 같이, 드레싱 속도를 최적화하는 것은 웨이퍼의 품질에 역영향을 주지 않고 연마 속도를 개선시킬 수 있다.
전술한 관점에서, 다양한 응용에 있어서 최대의 효율성 및 수명을 가지며, 최적의 드레싱 결과를 구현하기 위하여, 드레서 성능을 제어하기 위하여 형성된 CMP 패드 드레서 및 그 방법들을 얻는 것이 바람직하다.
발명의 요약
따라서, 한 양태에서 본원 발명은 CMP 패드 드레서 성능을 제어하기 위한 방법 및 CMP 패드 드레서 구성을 제공한다. 이러한 한 방법에서, 기판 요소에 각각 결합되고, CMP 패드 드레서 제조 성능의 일부로서 고려되는 성능 특성을 제공하는 애티튜드로 배향된 복수의 초연마 입자들을 사용하는 CMP 패드 드레서가 제공된다. 그밖의 다른 양태에서, 본원 발명의 성능 특성은 드레싱 속도 및 드레서 마모를 최적화 할 수 있다. 더욱이, 본원 발명의 또다른 양태에서, 성능 특성은 드레싱 속도와 드레서 마모의 최적의 균형이 될 수 있다. 초연마 입자들을 예정된 패턴 또는 배열로 배향시키는 것은 드레싱 속도 및 드레서 마모를 개선 및 최적화시킬 수 있음이 발견되었다. 더욱 특히, 예정된 애티튜드를 가지는 초연마 입자들을 사용하는 방법은 드레서 성능 특성을 제어할 수 있다.
본원 발명의 한 양태에 따르면, 상기 방법은 기판을 제공하는 단계, 및 그 후 초연마 입자들이 최적의 드레서 특성들을 제공하는 애티튜드로 배향되도록 복수의 초연마 입자들을 기판에 결합시키는 단계를 포함한다. 결합된 초연마 입자들은 드레싱되는 패드쪽으로 꼭지점 부분이 배향되는 애티튜드로 실질적으로 배열될 수 있다. 또한, 초연마 입자들은 드레싱되는 패드쪽으로 에지 부분 또는 면이 배향되는 애티튜드로 배열될 수 있다. 이러한 다양한 배향은 최적의 드레싱 속도 및 드레서 마모를 가지는 드레서를 수득하기 위하여 드레서 성능 특성들을 변화시킬 수 있다.
또다른 양태에서, 중심에 위치한 초연마 입자들은 드레싱되는 패드쪽으로 꼭지점 부분이 배향되는 애티튜드로 배향될 수 있으며, 둘레에 위치한 초연마 입자들은 드레싱되는 패드쪽으로 면 또는 에지 부분 중 하나가 배향되는 애티튜드로 기판 또는 표면위에 배치될 수 있다. 다양한 배향들은 CMP 패드에서 다양한 돌기 패턴들을 생성할 수 있다. 이러한 패턴들은 입자 마모를 감소시키면서 웨이퍼 연마 속도를 증가시키는 돌기를 제공함으로써 드레서 성능의 변화가능성을 제공할 수 있다. 예를 들면, 한 양태에서, 드레서 속도 및 드레서 마모는 중심에 위치한 입자들의 애티튜드를 꼭지점이 되게, 둘레에 위치한 입자들의 애티튜드를 면이 되게, 그리고 그 사이에 위치한 입자들은 드레싱되는 패드쪽으로 에지 배향된 애티튜드를 가지도록 배열함으로써 균형이 맞게 될 수 있다.
또한 본원 발명의 또다른 양태에서, 드레서 성능을 최적화시키는 방법은 둘레에 위치한 초연마 입자들 보다 저품질의, 중심에 위치한 복수의 초연마 입자들을 가지는 CMP 패드 드레서를 제공하는 것을 포함할 수 있다. 저품질이란 더 저급의 내부 품질, 더 저급의 형상 품질, 등과 같이 수많은 특성들이 될 수 있다. 불규칙적 형상과 같이 더 저급의 형상 품질의 입자들은 더 고급의 형상 품질의 입자들보다 더욱 공격적으로 CMP 패드를 드레싱할 수 있으나, 더 저급의 품질의 입자들은 더 저하된 패드 드레싱 속도를 가지는데, 이는 이들이 칩핑 및 파열되기 쉽기 때문임이 발견되었다. 다른 한편으로는, 팔면체 또는 입방-팔면체와 같은, 더 고급의 형상 품질은 덜 공격적으로 드레싱하나, 더 높은 드레싱 속도를 가능하게 하는 더욱 큰 내구성을 가진다. 또한 내구성은 과다한 마모로부터 내부 또는 중심 입자들의 보호를 돕는다. 그러므로, 더 저급의 품질의 입자를 패드 드레서의 중심 위치에, 더 우수한 품질의 입자를 둘레에 배치하는 것은 결과적으로 균형잡힌 드레싱 속도 및 드레서 마모를 가져올 수 있다.
상기 언급한 사용 방법 이외에도, 본원 발명은 또한 초연마 입자들을 예정된 패턴으로 배향시킴으로써 드레서 성능을 최적화시키는 CMP 패드 드레서 제조 방법 을 포함한다. 일반적으로 말해서, 이러한 방법은 기판을 제공하는 단계, 의도한 성능 특성을 제공하는, 초연마 입자들을 위한 애티튜드를 선택하는 단계, 초연마 입자들을 기판에 관한 애티튜드로 배향시키는 단계, 그리고 초연마 입자들을 선택된 애티튜드로 기판에 결합시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 설명된 방법을 사용하여, 상당한 이점들을 보이는 CMP 패드 드레서를 제조할 수 있다. 예를 들면, CMP 패드 드레싱 성능은 CMP 패드 드레싱 속도 및 드레서 마모를 최적화하기 위하여 제어될 수 있다. 이러한 최적화된 성능은 드레서 마모와 드레싱 속도간의 균형을 생성할 수 있으므로, 드레서의 작업 수명을 길게 할 수 있는 반면, 드레서가 패드를 다듬는 속도는 최대화시킬 수 있다.
상기 언급된 본원 발명의 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 함께 제공되는 다음의 상세한 설명을 고려하면 명확해질 것이다.
도면의 간단한 설명
도 1은 본원 발명의 한 구체예에 따른 CMP 패드 드레서의 측면도이다.
도 2는 본원 발명의 한 구체예에 따른 CMP 패드 드레서의 측면도이다.
도 3은 본원 발명의 한 구체예에 따른 CMP 패드 드레서의 측면도이다.
도 4는 본원 발명의 한 구체예에 따른 CMP 패드 드레서의 측면도이다.
발명의 상세한 설명
본원의 CMP 패드 드레서 및 수반되는 사용 및 제조 방법을 개시하고 설명하기에 앞서, 본원 발명은 본원에 개시된 특정 공정 단계들 및 물질들에 제한되는 것이 아니라, 관련 분야의 통상의 당업자가 인식하게 되는 이들의 균등물에까지 확장됨을 이해하여야 한다. 또한 본원에서 사용되는 용어는 단지 특정 구체예들을 설명하기 위하여 사용되는 것이며 제한하기 위하여 사용되되는 것이 아님을 이해하여야 한다.
본원 명세서 및 첨부된 청구항에서 사용되는, 단수형들 "하나" 및, "그것"은 명확하게 다른 언급이 없으면 복수형을 포함함을 알아두어야 한다. 그러므로, 예를 들면, 하나의 "연마 입자" 또는 "그릿"이라는 언급은 하나 또는 그 이상의 연마 입자들 또는 그릿들에 대한 언급을 포함한다.
정의
본원 발명을 설명하고 청구함에 있어서, 아래 설명된 정의에 따라 다음의 용어가 사용될 것이다.
본원에서 사용되는 "초연마 입자들" 및 "초연마 그릿" 또는 이와 유사한 용어들은 호환적으로 사용될 수 있고, 천연 또는 인공 초경질 결정질 또는 다결정질 물질, 또는 이 물질들의 혼합물을 의미하며, 다이아몬드, 다결정질 다이아몬드 (PCD), 입방정 붕화 질소 (cBN), 및 다결정질 입방정 붕화 질소 (PcBN)를 포함하나, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, "연마 입자", "그릿", "다이아몬드", "다결정질 다이아몬드 (PCD)", "입방정 붕화 질소", 및 "다결정질 입방정 붕화 질소(PcBN)" 등의 용어들은 호환적으로 사용될 수 있다.
본원에서 사용되는, "초경질" 및 "초연마재"는 호환적으로 사용될 수 있으며, 결정질, 또는 다결정질 재료, 또는 약 4000 Kg/mm2 또는 그 이상의 비커스 경도를 가지는 재료의 혼합물을 의미한다. 이러한 재료들에는 다이아몬드, 및 입방정 붕화 질소 (cBN) 뿐만 아니라, 당업자에게 공지된 그밖의 다른 재료들을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 초연마 재료들이 매우 비활성을 띠므로 화학적 결합을 형성하기 어렵지만, 크롬 및 티타늄과 같은 특정 반응성 원소들은 특정 온도에서 초연마 재료들과 화학적으로 반응할 수 있음이 공지되어 있다.
본원에서 사용되는, "기판"은 연마 입자들을 지지하는, 그리고 연마 입자들이 고정될 수 있는, CMP 드레서의 일부를 의미한다. 본원 발명에서 유용한 기판들은 의도한 목적에 유용한 공구를 제공하기에 충분한 방식으로 연마 입자들을 지지할 수 있는, 임의의 형상, 두께 또는 물질일 수 있다. 기판들은 고체 물질, 가공시 고체가 되는 분말 물질, 또는 가요성 물질일 수 있다. 전형적인 기판 물질들의 예에는 금속, 금속 합금, 세라믹, 및 이들의 혼합물을 포함하나, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한 기판은 브레이징 합금 물질을 포함할 수 있다.
본원에서 사용되는, "리딩 에지"는 CMP 패드가 움직이는 방향에 기초하여, 또는 패드가 움직이는 방향에 기초하여, 또는 이들 모두에 기초하여 전두 에지인 CMP 패드 드레서의 에지를 의미한다. 특히, 몇몇 양태에서, 리딩 에지는 특정하게 드레서의 에지 부위를 포함할 뿐만 아니라, 또한 실제 에지로부터 약간 안쪽으로 연장하는 드레서의 일부들을 포함할 수 있는 것으로 생각된다. 한 양태에서, 리딩 에지는 CMP 패드 드레서의 외부 에지를 따라 위치될 수 있다. 또다른 양태에서, CMP 패드 드레서는 CMP 패드 드레서 작업 표면의 중심 또는 내부 부분 위에 적어도 하나의 효과적인 리딩 에지를 제공하는 연마 입자들의 패턴으로 형성될 수 있다. 다시 말하면, 드레서의 중심 또는 내부 부분은 드레서의 외부 에지 위에 리딩 에지의 효과와 유사한 기능적 효과를 제공하도록 형성될 수 있다.
본원에서 사용되는, "날카로운 부분"은 결정이 올 수 있는 협소한 부분을 의미하며, 코너, 융기, 에지, 오벨리스크, 및 그밖의 다른 돌출부들을 포함하나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원에서 사용되는, "중심에 위치한 입자", "중심 위치의 입자" 등은 드레서의 중심 지점에서 시작하여 드레서 에지를 향해 바깥쪽으로 드레서 직경의 최대 약 90%까지 연장하는 영역에 위치한 드레서의 입자를 의미한다. 몇몇 양태에서, 상기 영역은 반경의 약 20% 내지 약 90%까지 바깥쪽으로 연장할 수 있다. 그밖의 다른 양태에서, 상기 영역은 반경의 약 50%까지 연장할 수 있다. 또한 또다른 양태에서, 상기 영역은 드레서 반경의 약 33%까지 연장할 수 있다.
본원에서 사용되는, "둘레에 위치한", "둘레 위치의 입자들" 이란 드레서의 리딩 에지 또는 외부 가장자리에서 시작하여 드레서 직경의 최대 약 90%까지 중심을 향하여 안쪽으로 연장하는 영역에 위치한 드레서의 입자를 의미할 수 있다. 몇몇 양태에서, 상기 영역은 반경의 약 20% 내지 90%까지 안쪽으로 연장할 수 있다. 그밖의 다른 양태에서, 상기 영역은 반경의 약 50%까지 연장할 수 있다. 또한 또다른 양태에서, 상기 영역은 드레서 직경의 약 33%까지 연장할 수 있다(즉, 중심으로부터 66% 떨어짐).
본원에서 사용되는, "작업 말단"이란 CMP 패드를 향하여 배향되고 드레싱 작업을 하는 동안 패드와 접촉하는 입자의 말단을 의미한다. 거의 대부분 입자의 작업 말단은 입자가 부착되는 기판으로부터 말단이 될 것이다.
본원에서 사용되는, "품질"이란 우수한 정도 또는 등급을 의미한다. 내부 결정질 원숙도, 형상, 등과 같은 초연마 입자의 각각의 특성 또는 성질은 입자의 품질을 결정하기 위하여 정렬될 수 있다. 당해 분야의 통상의 당업자에게 잘 알려져 있는 미국 보석학 교육기관(GIA)의 다이아몬드 등급 보고서 또는 GIA 스케일과 같은, 정립된 수많은 품질 척도들이 다이아몬드 및 그밖의 다른 초연마재의 분야에 존재한다.
본원에서 사용되는, "비정질 브레이즈"란 비-결정질 구조를 가지는 균질의 브레이즈 조성물을 의미한다. 이러한 합금은 가열시 부조화 용융하는 공융상을 실질적으로 전혀 함유하지 않는다. 비록 간결한 합금 조성물을 확보하기 어렵지만, 본원에서 사용되는 비정질 브레이징 합금은 좁은 온도 범위에 걸쳐 실질적으로 조화용융 거동을 보여야 한다.
본원에서 사용되는, "합금"이란 제 2 물질과 금속의 고체 또는 액체 혼합물을 의미하며, 상기 제 2 물질은 탄소와 같은 비-금속, 금속, 또는 금속의 성질을 향상 또는 개선시키는 합금이 될 수 있다.
본원에서 사용되는, "금속 브레이징 합금," "브레이징 합금," "브레이즈 합금", "브레이즈 재료" 및 "브레이즈"는 호환적으로 사용될 수 있으며, 초연마 입자들, 및 매트릭스 지지 재료 또는 기판을 서로 실질적으로 결합시키기 위하여 화학적으로 결합할 수 있는 금속 합금을 의미한다. 본원에 개시된 특정 브레이즈 합금 성분들 및 조성물은 이와 관계되어 개시된 특정 구체예에 제한되는 것이 아니며, 본원에 개시된 본원 발명의 어떠한 구체예에서도 사용될 수 있다.
본원에서 사용되는, "브레이징" 공정은 초연마 입자들의 탄소 원자들과 브레이즈 재료 사이의 화학적 결합 생성을 의미하는 것으로 간주된다. 또한, "화학적 결합"이란 기계적 인력 또는 그보다 약한 원자 내부의 인력이라기 보다는, 탄화물 또는 보라이드 결합과 같은 공유 결합을 의미한다. 그러므로, "브레이징"이 초연마 입자들과 관련하여 사용되는 경우, 진정한 화학적 결합이 형성되는 것이다. 그러나, "브레이징"이 금속 대 금속 결합과 관련하여 사용되는 경우, 이 용어는 더욱 전형적인 야금학적 결합의 의미로 사용된다. 그러므로, 공구 몸체에 대한 초연마 세그먼트의 브레이징은 탄화물 형성제의 존재를 요하지 않는다.
브레이징 공정과 관련하여 본원에서 사용되는, "직접적으로"란 결합 매질로서 단일 브레이징 금속 또는 합금을 사용하여 초연마 입자들 및 동일한 재료 사이에 화학적 결합의 형성을 의미하는 것으로 간주된다.
본원에서 사용되는, "세라믹"이란 비-금속 물질, 때때로 금속 물질과 함께 연소함에 의해 제조될 수 있는, 상당히 내열성이며 내식성인, 경질의, 때때로 결정질의 재료를 의미한다. 세라믹으로 고려되는 수많은 산화물, 질화물, 및 탄화물 재료들이 당해 분야에 잘 알려져 있으며, 산화 알루미늄, 산화 알루미늄, 산화 규소, 질화 붕소, 질화 규소, 및 탄화 규소, 탄화 텅스텐, 등이 포함되나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원에서 사용되는, "금속성"이란 임의의 타입의 금속, 금속 합금, 또는 이들의 혼합물을 의미하며, 구체적으로는 강(스틸), 철, 및 스테인레스 강이 포함되나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원에서 사용되는, "격자"는 복수의 사각형을 형성하는 선들의 패턴을 의미한다.
거리 및 크기와 관련하여 본원에서 사용되는, "균일한"이란 전체 약 75 마이크로미터 미만으로 상이한 크기를 의미한다.
본원에서 사용되는, "애티튜드"란 초연마 입자가 부착되는 기판, 또는 작업을 수행하는 동안 초연마 입자가 처리되게 되는 CMP 패드와 같은 정의된 표면에 대한 초연마 입자의 위치 또는 배열을 의미한다. 예를 들면, 초연마 입자는 CMP 패드를 향하는 배향으로 입자의 특정 부분을 제공하는 애티튜드를 가질 수 있다.
본원에서 사용되는, "작업 말단"이란 CMP 패드를 향하여 배향되고 드레싱 작업을 하는 동안 패드와 접촉하는 입자의 말단을 의미한다. 거의 대부분 입자의 작업 말단은 입자가 부착되는 기판으로부터 말단이 될 것이다.
본원에서 사용되는, 복수의 아이템, 구조적 요소들, 조성 원소들, 및/또는 재료들은 편의를 위해 통상적인 리스트로 제공될 수 있다. 그러나, 이들 리스트들은 마치 리스트의 각각의 요소가 별도로 그리고 유일한 요소로서 개별적으로 언급된 것과 같이 해석되어야 한다. 그러므로, 다른 언급이 없다면, 상기 리스트 중 전혀 개별적인 요소가 없는 것은 통상의 그룹에서 이들이 제공되는 것에 기초하여 동일한 리스트 중에 있는 그밖의 다른 요소의 사실상의 균등물로서 해석되어야 한다.
콘센트레이션, 양, 및 그밖의 다른 수치 데이타는 본원에서 범위 형식으로 표현되거나 나타내어질 수 있다. 이러한 범위 형식은 단순히 편의 및 간결함을 위해 사용되는 것이므로, 범위의 한계로 명확히 언급되는 수치 값들 뿐만 아니라, 그 범위 내에 포함되는 모든 개개의 수치 값들 또는 하위-범위들도 마치 각각의 수치 값 및 하위-범위가 명확히 언급된 것처럼 포함되는 것으로 해석되어야 함을 이해하여야 한다. 설명하자면, "약 1 내지 약 5"의 수치 범위는 약 1 내지 약 5 중 명확히 언급된 수치들뿐만 아니라, 지시된 범위에 속하는 개별적인 수치들 및 하위-범위들도 포함되는 것으로 해석되어야 한다. 그러므로, 상기 수치 범위에는 2, 3, 및 4와 같은 개개의 수치들 및 1-3, 2-4, 및 3-5, 등과 같은 하위-범위까지도 포함된다.
이와 동일한 원리가 단 하나의 수치 값을 언급하는 범위들에도 적용된다. 더욱이, 이러한 해석은 설명되는 범위의 폭 및 특성들에 관계없이 적용되어야 한다.
발명
본원 발명은 초연마 입자들을 사용하는 화학적 기계적 연마 (CMP) 패드 드레서의 드레싱 성능을 최적화하기 위한 장치 및 방법들을 제공한다. 이러한 입자들을 특정한 애티튜드로 배향시킴으로써, 드레싱 속도 및 드레서 마모가 제어될 수 있음을 발견하였다. 한 양태에서, 성능은 드레서 위의 초연마 입자들의 수명 및 CMP 패드의 가용 작업 수명을 개선시키는 배열을 통해 최적화되며, 충분한 CMP 패드 드레싱 속도를 유지시킨다.
도 1은 본원 발명의 한 구체예에 따른 CMP 패드 드레서를 도시한다. CMP 패드 컨디셔너(100)는 그에 결합된 복수의 초연마 입자들(110, 120, 및 130)을 가지는 실질적으로 편평한 기판(101)을 포함한다. 각각의 초연마 입자들은 드레싱 작업 동안 CMP 패드를 접촉하는, 꼭지점, 에지, 또는 면과 같은 원하는 작업 부분을 제공하는 특정 애티튜드로 배향된다.
CMP 패드의 드레서 마모 및 드레싱 속도의 최적화는 많은 요인들에 의존하지만, 그중에서도 초연마 입자들의 배향에 의존한다. 다양한 유형의 초연마 입자들이 본원 발명의 다양한 양태에서 사용될 수 있다. 예를 들면, 이러한 재료들에는 다이아몬드, 다결정질 다이아몬드 (PCD), 입방정 붕화 질소 (cBN) 및 다결정질 입방정 질화 붕소 (PcBN)를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 몇몇 양태에서, 초연마 입자들에는 다이아몬드가 포함될 수 있다. 한 양태에서, 다이아몬드 초연마 입자들은 입방체 및 팔면체 면들의 조합을 보일 수도 있다. 또한, 초연마 입자들은 예정된 형상일 수 있다. 예를 들면, 초연마 입자들은 자형 형상 또는 팔면체나 입방-팔면체 형상 중 하나일 수 있다. 비록 실제적으로 어떠한 크기의 연마 입자라도 본원 발명의 범위에 속하는 것으로 생각되지만, 한 양태에서 입자들은 약 100 내지 350 마이크로미터 크기 범위일 수 있다. 또한, 초연마 입자들은 패드에 대하여 많은 방향으로 배향될 수 있지만, 입자들의 절삭 또는 그루밍 거동에 영향을 미칠 수 있는 세 가지 주된 배향 또는 애티튜드가 존재한다. 이러한 애티튜드는 드레싱되는 CMP 패드를 향하는 초연마 입자의 꼭지점, 에지 또는 면의 노출이다.
드레싱되는 CMP 패드에 대하여 특정 애티튜드로 초연마 입자들을 배향시키는 것은 패드 표면에 상이한 돌기를 생성하므로, CMP 패드의 성능을 변화시킨다. 상이한 돌기는 상이한 방식으로 슬러리를 보유하므로 돌기 깊이, 너비, 밀도 등에 따라 상이하게 실리콘 칩 웨이퍼를 연마한다. CMP 패드 드레서의 초연마 입자들은 원하는 CMP 패드의 연마 특성에 따라 배향될 수 있다. 예를 들면, 초연마 입자들이 CMP 패드를 향하여 꼭지점을 우세하게 배향시킨 경우, 패드의 돌기는 좁고 깊다. 좁고 깊은 돌기의 이점은 패드가 연마 슬러리를 더 잘 보유할 수 있으므로, 웨이퍼의 연마 속도가 증가한다. 그러나 또한 증가된 연마 속도는 초연마 입자들의 마모 속도를 증가시킬 수도 있다. 이와 같이, 마모 속도는 초연마 입자들의 애티튜드에 따라 상당히 변화할 수 있으므로, 각각의 초연마 입자의 배향은 원하는 성능 특성들을 가지는 장치를 고안할 때 고려될 수 있다. 일반적으로 말하면, 더 큰 드레싱 속도(즉, 패드 내부로의 더 깊은 침투)를 제공하는 연마 입자 애티튜드는 또한 더 큰 속도에서 입자들을 마모시킨다.
대조적으로, 초연마 입자들이 패드를 향하여 면으로 배향될 경우, 생성된 돌기는 낮은 속도로 연마할 수 있다. 입자의 면은 일반적으로 더욱 내구성을 띠는 것으로 생각되지만, 전형적으로 패드에 있는 깊고 좁은 돌기를 절삭하지 못하며, 그보다는 얕고 폭이 넓은 돌기를 절삭한다. 그러므로 입자의 면 부분은 입자의 꼭지점 부분에 비하여 감소된 속도로 CMP 패드를 드레싱 할 것이지만, 초연마 입자는 더욱 저하된 속도로 마모할 것이다.
초연마 입자의 에지 부분은 면과 꼭지점 부분들의 드레싱 특성 및 마모 특성 사이의 드레싱 및 마모 특성을 가진다. 에지 부분이 CMP 패드를 드레싱하는데 사용된다면, 돌기는 꼭지점 부분으로 드레싱되는 돌기만큼 깊거나 좁지 않지만, 원하는 중간 정도의 특성을 가지는 돌기를 제공할 수 있는 것으로 생각되었다. 또한, 입자의 에지 부분은 꼭지점의 속도만큼 높은 속도로 마모되지 않는다. 그러므로, 에지 부분이 노출된 초연마 입자들의 모두 또는 일부분을 사용하는 CMP 패드 드레서는 수많은 이점들을 제공할 수 있다.
도 1을 다시 참고하면, 기판(101)에 대하여 다양한 애티튜드를 가지는 복수의 초연마 입자들이 도시되어 있다. 이러한 애티튜드에는 중심에 위치한 입자들(110)에 관하여는 드레싱되는 패드를 향해 배향되는 꼭지점, 및 입자(120)에 관하여는 드레싱되는 패드를 향해 배향되는 에지, 또는 둘레에 위치한 입자들(130)에 대하여는 드레싱되는 패드를 향해 배향되는 면이 포함된다. 본원 발명의 이러한 구체예는 드레싱 속도 및 드레서 마모 이점들 모두를 제공할 수 있다. 상기 배열은 공격적인 드레싱 특성들을 가지는 중심에 위치한 입자들을 제공하는 반면, 둘레에 위치한 입자들은 더욱 내구성을 띨 수 있으며 내부 및 중심 입자들을 과다한 마모로부터 보호한다.
본원 발명의 또다른 양태에서, 도 2는 기판(101)을 따라 배치된 복수의 초연마 입자들을 가지는 CMP 패드 드레서(200)를 도시하는데, 여기서 중심에 위치한 초연마 입자들(110)은 드레싱되는 패드를 향하여 꼭지점이 배향되는 애티튜드로 배치되며, 나머지 초연마 입자들(130)은 드레싱되는 패드를 향하여 면이 배향되는 애티튜드로 배치된다.
도 3은 본원 발명의 또다른 구체예를 도시한다. 이러한 구체예에서, 기판 (101)을 따라 배치된 복수의 초연마 입자들을 가지는 CMP 패드 드레서(300)가 도시되어 있는데, 여기서 중심에 위치한 초연마 입자들은 드레싱되는 패드를 향하여 꼭지점(110)이 배향되는 애티튜드로 배치되며, 나머지 초연마 입자들은 드레싱되는 패드를 향하여 에지(120)가 배향되는 애티튜드를 가진다.
또한 본원 발명의 또다른 구체예에서, 도 4에 도시된 바와 같이, 기판(101)을 따라 배치된 복수의 초연마 입자들을 가지는 CMP 패드 드레서(400)가 도시되는데, 여기서 중심에 위치한 초연마 입자들은 드레싱되는 CMP 패드를 향해 에지 부분(120)이 배향되는 애티튜드로 배향되며, 둘레에 위치한 초연마 입자들은 CMP 패드를 향해 면(130)이 배향되는 애티튜드로 배향된다. 그밖의 다른 양태에서, 실질적으로 모든 초연마 입자들은 CMP 패드를 향해 꼭지점이 배향되는 애티튜드로 배향될 수 있거나 (도시되지 않음), 실질적으로 모든 초연마 입자들은 CMP 패드를 향해 에지가 배향되는 애티튜드로 배향될 수 있다(도시되지 않음). 또한 실질적으로 모든 초연마 입자들이 CMP 패드를 향하여 면이 배향되는 애티튜드로 배향될 수 있는 다양한 양태들이 고려된다(도시되지 않음).
대안적인 구체예에서 (도시되지 않음), 본원 발명은 상이한 품질의 연마 입자들을 사용함으로써 CMP 패드 드레싱 성능을 최적화시키기 위한 방법을 개시한다. 언급된 품질에는 외부적 초연마 입자 형상들 및 내부적 초연마 입자 흠 또는 결점들이 포함될 수 있다. 불규칙적 형상 (자형형상)의 입자들은 종종 공격적인 드레싱을 가능하게 하는 날카로운 부분 또는 꼭지점을 포함한다. 이러한 날카로운 부분들은 연마 속도를 증가시키기 쉬운, 패드에 있는 깊은 돌기를 절삭한다. 그러나, 불규칙적 입자들은 더 저급의 내부 품질이기 때문에, 이들은 칩핑(chipping)되기 쉽고, 이는 웨이퍼 긁힘을 유발할 수 있다. 대조적으로, 팔면체 또는 입방-팔면체 형상들을 보이는 연마 입자들은 더 고급의 형상 품질 및/또는 더 고급의 내구성 품질을 제공한다. 더 고급의 품질의 입자들은 불규칙적인 입자들에 비하여 날카로운 부분들이 없으므로, 칩핑, 파손, 및 후속적으로 웨이퍼 긁힘이 덜 일어난다.
또한 본원 발명은 상이한 품질들을 가지는 연마 입자들을 사용하는 방법을 제공한다. 예를 들면, 본원 발명은 기판에 결합된 복수의 초연마 입자들을 가지는 CMP 패드 드레서를 개시하는데, 여기서 중심에 위치한 초연마 입자들은 둘레에 위치한 초연마 입자들보다 더 저급의 품질이다. 다시 말하면, 둘레에 위치한 초연마 입자들은 더 고급의 품질을 띤다. 더 저급의 품질에는 더 저급의 내부 품질, 더 저급의 형상 품질 등이 포함될 수 있다. 더 저급의 내부 품질에는 초연마 입자에 있는 흠 및/또는 함입(inclusion)의 수가 포함될 수 있다. 더 저급의 형상 품질에는 불규칙적 형상을 가지는 초연마 입자가 포함될 수 있으며, 더 고급의 형상 품질에는 팔면체 또는 입방-팔면체 형상을 가지는 초연마 입자들이 포함될 수 있다. 본원 발명은 더 고급의 품질의 초연마 입자들이 드레서의 둘레 근방에 위치되고, 이는 중심에 위치한 더 저급의 품질의 입자들을 칩핑 및 파손으로부터 보호하고 차단하는 것을 돕는다. 본원의 배열 구조는 CMP 패드 드레서 성능을 제어하여, 드레서 마모 및 드레싱 속도를 최적화할 수 있다.
본원 발명은 추가적으로 본원에 언급된 CMP 패드 드레서의 제조 방법을 포함한다. 한 양태에서, 이러한 방법은 기판을 제공하는 단계, 초연마 입자들에 의도한 성능 특성을 제공하는 애티튜드를 선택하는 단계, 기판에 대하여 선택된 애티튜드로 초연마 입자들을 배향시키는 단계, 및 연마 입자들을 선택된 애티튜드로 기판에 결합시키는 단계를 포함할 수 있다. 본원 발명의 다양한 양태들의 기판은 금속성, 세라믹, 분말, 금속성 분말, 또는 가요성 재료로 제조될 수 있다. 한 구체예에서, 기판은 스테인레스 강이 될 수 있다.
초연마 입자들을 예정된 배열로 기판에 고정시키기 위한 입자 배치 및 그 방법 및 격자와 같은 재료들은 미국 특허 6,039,641, 미국 특허 6,286,498, 미국 특허 6,368,198, 및 2002년 3월 27일에 출원된 출원인의 계속중인 미국 특허 출원 제 10/109,531호에서 찾을 수 있으며, 각각은 본원에 온전하게 참고문헌으로 편입된다.
마지막으로, 초연마 입자들은 금속성 분말로 제조된 기판에 결합될 수 있다. 금속성 분말은 기판을 형성용으로 공지된 수많은 재료들로부터 선택될 수 있다. 또한 이러한 금속성 분말은 초연마 입자들의 브레이징을 촉진시키기 위한 브레이징 합금을 함유할 수 있다. 예비 가공 단계에서, 기판을 형성함에 있어서, 초연마 입자들은 고화 또는 경화(consolidation) 이전에 금속성 파우더 내부로 배치될 수 있다. 브레이징 또는 경화 단계 동안, 연마 입자들은 기판에 화학적으로 결합되고, 이것은 입자 칩핑 및 제거에 덜 민감할 수 있는 내구성 있는 CMP 패드 드레서를 제공한다. 또한, 브레이징 방법은 이미 설명되었으며, 입자들은 전기도금법을 통하여 기판에 고정될 수도 있다.
본원 발명의 다양한 양태에서, 초연마 입자들을 특정 애티튜드로 배향시키는 것은 자기장 또는 진공을 사용함으로써 이루어질 수 있다. 자기법을 사용하는 초연마 입자들의 배치 및 배향은 미국 특허 4,916,869 및 미국 특허 5,203,881에서 논의되었으며, 이 문헌들은 본원에 참고문헌으로 편입되어 있다. 적합한 진공법의 예가 미국 특허 4,680,199에서 발견될 수 있는데, 이것은 본원에 참고문헌으로 편입되어 있다. 본질적으로, 진공 수단을 통해 연마 입자들을 회수한 후 기판위에 연마 입자들을 배치하기 위하여 고안된 척(chuck)을 가지는 진공이 논의된다. 척에 있는 진공 척 튜브는 기계적 맞춤 공정을 통해 초연마 입자들을 선택된 애티튜드로 배향시키는 개구들로 형성될 수 있다. 초연마 입자들이 일단 적절하게 배향되었으면, 진공은 초연마 입자들이 고정되게 될 기판에 입자들의 애티튜드를 어지럽히거나 변화시키지 않고 초연마 입자들을 배치한다. 결과는 원하는 양태를 위하여 드레서 성능을 최적화시키기 위하여 입자들을 배향시켜 배열한 CMP 패드 드레서이다.
수많은 변형 및 수정이 본원 발명의 원리 및 범위에서 벗어나지 않고 당업자에 의하여 고안될 수 잇으며, 첨부된 청구항들은 이러한 변형 및 배열을 뒷받침하는 것으로 간주된다. 그러므로, 가장 실용적이고 바람직한 본원 발명의 구체예로 생각되는 것과 관련하여 본원 발명을 특수하고 상세하게 상기와 같이 설명하였으나, 본원에 설명된 원리 및 개념에서 벗어나지 않고 크기, 재료, 형상, 형태, 기능, 작업 방식, 조합, 및 용도의 변화(이에 제한되는 것은 아님)를 포함한, 수많은 변형이 이루어질 수 있음이 당업자에게는 자명할 것이다.

Claims (49)

  1. 다음을 포함하며, 복수의 초연마(superabrasive) 입자들을 사용하는 패드 드레서(pad dresser) 제작 공정의 일부로서 CMP 패드 드레서에서 CMP 패드 드레서 성능을 제어하는 방법:
    드레싱 속도와 드레서 마모의 균형을 제공하는 애티튜드(attitude)로 초연마 입자들을 배향시키는 단계, 여기서
    드레서 위의 중심에 위치한 모든 초연마 입자들은 드레싱되는 패드를 향하여 꼭지점이 배향되는 애티튜드로 배치되며, 모든 나머지 초연마 입자들은 패드를 향하여 꼭지점이 배향되지 않는 애티튜드로 배치되고, 여기서 드레서 위의 중심에 위치한 초연마 입자들의 애티튜드는 나머지 초연마 입자들의 애티튜드와는 다름.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서, 상기 초연마 입자들에는 다이아몬드, 다결정질 다이아몬드 (PCD), 입방정 붕화 질소 (cBN), 및 다결정질 입방정 붕화 질소 (PCBN)로 구성되는 그룹에서 선택된 구성요소들이 포함됨을 특징으로 하는, CMP 패드 드레서 성능의 제어 방법.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 초연마 입자들은 다이아몬드를 포함함을 특징으로 하는, CMP 패드 드레서 성능의 제어 방법.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 초연마 입자들은 예정된 패턴으로 배열됨을 특징으로 하는, CMP 패드 드레서 성능의 제어 방법.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 예정된 패턴은 격자임을 특징으로 하는, CMP 패드 드레서 성능의 제어 방법.
  9. 제 1항에 있어서, 상기 초연마 입자들은 예정된 형상을 가짐을 특징으로 하는, CMP 패드 드레서 성능의 제어 방법.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 예정된 형상은 자형(euhedral) 형상임을 특징으로 하는, CMP 패드 드레서 성능의 제어 방법.
  11. 제 9항에 있어서, 상기 예정된 형상은 팔면체 또는 입방-팔면체 형상임을 특징으로 하는, CMP 패드 드레서 성능의 제어 방법.
  12. 제 1항에 있어서, 상기 초연마 입자들은 본질적으로 금속성 재료, 가요성 재료, 세라믹 재료 및 이들의 혼합물로 구성되는 그룹에서 선택된 기판에 부착됨을 특징으로 하는, CMP 패드 드레서 성능의 제어 방법.
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 제 12항에 있어서, 상기 초연마 입자들은 상기 기판에 화학적으로 결합됨을 특징으로 하는, CMP 패드 드레서 성능의 제어 방법.
  17. 제 12항에 있어서, 상기 초연마 입자들은 상기 기판에 전기도금됨을 특징으로 하는, CMP 패드 드레서 성능의 제어 방법.
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 제 1항에 있어서, 드레서 위의 중심에 위치한 초연마 입자들은 드레서 위의 둘레에 위치한 초연마 입자들보다 더 저급의 품질임을 특징으로 하는, CMP 패드 드레서 성능의 제어 방법.
  21. 제 20항에 있어서, 상기 더 저급의 품질은 더 저급의 내부 품질임을 특징으로 하는, CMP 패드 드레서 성능의 제어 방법.
  22. 제 20항에 있어서, 상기 더 저급의 품질은 더 저급의 형상 품질임을 특징으로 하는, CMP 패드 드레서 성능의 제어 방법
  23. 제 22항에 있어서, 상기 더 저급의 품질은 불규칙적 형상임을 특징으로 하는, CMP 패드 드레서 성능의 제어 방법.
  24. 제 20항에 있어서, 상기 둘레에 위치한 초연마 입자들은 팔면체 또는 입방-팔면체 형상을 가짐을 특징으로 하는, CMP 패드 드레서 성능의 제어 방법.
  25. 제 23항에 있어서, 상기 불규칙적 형상은 팔면체 형상보다 더 공격적인 드레싱 작용을 제공함을 특징으로 하는, CMP 패드 드레서 성능의 제어 방법.
  26. 제 1항에 있어서, 상기 초연마 입자들은 100 내지 350 마이크로미터의 크기를 가짐을 특징으로 하는, CMP 패드 드레서 성능의 제어 방법.
  27. 다음을 포함하는 화학적 기계적 연마 (CMP) 패드 드레서:
    기판; 및
    기판에 부착된 복수의 초연마 입자들, 여기서
    드레서 위의 중심에 위치한 모든 초연마 입자들은 드레싱되는 패드를 향하여 꼭지점이 배향되는 애티튜드로 배치되며, 모든 나머지 초연마 입자들은 패드를 향하여 꼭지점이 배향되지 않는 애티튜드로 배치되고, 여기서 드레서 위의 중심에 위치한 초연마 입자들의 애티튜드는 나머지 초연마 입자들의 애티튜드와는 다름.
  28. 제 27항에 있어서, 상기 초연마 입자들에는 다이아몬드, 다결정질 다이아몬드 (PCD), 입방정 붕화 질소 (cBN), 및 다결정질 입방정 붕화 질소 (PCBN)로 구성 되는 그룹에서 선택된 구성요소들이 포함됨을 특징으로 하는, 화학적 기계적 연마 (CMP) 패드 드레서.
  29. 제 28항에 있어서, 상기 초연마 입자들에는 다이아몬드가 포함됨을 특징으로 하는, 화학적 기계적 연마 (CMP) 패드 드레서.
  30. 제 29항에 있어서, 상기 초연마 입자들은 예정된 형상을 가짐을 특징으로 하는, 화학적 기계적 연마 (CMP) 패드 드레서.
  31. 제 30항에 있어서, 상기 예정된 형상은 자형형상임을 특징으로 하는, 화학적 기계적 연마 (CMP) 패드 드레서.
  32. 제 30항에 있어서, 상기 예정된 형상은 팔면체 또는 입방-팔면체 형상임을 특징으로 하는, 화학적 기계적 연마 (CMP) 패드 드레서.
  33. 삭제
  34. 삭제
  35. 삭제
  36. 제 27항에 있어서, 상기 초연마 입자들은 예정된 패턴으로 배열됨을 특징으로 하는, 화학적 기계적 연마 (CMP) 패드 드레서.
  37. 제 36항에 있어서, 상기 예정된 패턴은 격자임을 특징으로 하는, 화학적 기계적 연마 (CMP) 패드 드레서.
  38. 제 27항에 있어서, 상기 초연마 입자들은 상기 기판에 화학적으로 결합됨을 특징으로 하는, 화학적 기계적 연마 (CMP) 패드 드레서.
  39. 제 27항에 있어서, 상기 초연마 입자들은 상기 기판에 전기도금됨을 특징으로 하는, 화학적 기계적 연마 (CMP) 패드 드레서.
  40. 삭제
  41. 삭제
  42. 제 27항에 있어서, 중심에 위치한 초연마 입자들은 둘레에 위치한 입자들보다 더 저급의 품질임을 특징으로 하는, 화학적 기계적 연마 (CMP) 패드 드레서.
  43. 제 42항에 있어서, 상기 더 저급의 품질은 더 저급의 내부 품질임을 특징으로 하는, 화학적 기계적 연마 (CMP) 패드 드레서.
  44. 제 42항에 있어서, 상기 더 저급의 품질은 더 저급의 형상 품질임을 특징으로 하는, 화학적 기계적 연마 (CMP) 패드 드레서.
  45. 제 44항에 있어서, 상기 더 저급의 품질은 불규칙적 형상임을 특징으로 하 는, 화학적 기계적 연마 (CMP) 패드 드레서.
  46. 제 42항에 있어서, 상기 더 고급의 품질의 형상은 팔면체 또는 입방-팔면체 형상임을 특징으로 하는, 화학적 기계적 연마 (CMP) 패드 드레서.
  47. 제 45항에 있어서, 상기 불규칙한 형상은 팔면체 형상보다 더 공격적인 드레싱 작용을 제공함을 특징으로 하는, 화학적 기계적 연마 (CMP) 패드 드레서.
  48. 제 27항에 있어서, 상기 연마 입자들은 100 내지 350 마이크로미터의 크기를 가짐을 특징으로 하는, 화학적 기계적 연마 (CMP) 패드 드레서.
  49. 다음 단계들을 포함하는, 제 27항의 CMP 패드 드레서를 제조하는 방법:
    기판을 제공하는 단계;
    드레서 위의 중심에 위치한 모든 초연마 입자들을 드레싱되는 패드를 향하여 꼭지점이 배향되는 애티튜드로 배향시키는 단계;
    모든 나머지 초연마 입자들은 패드를 향하여 꼭지점이 배향되지 않는 애티튜드로 배향시키는 단계, 여기서 드레서 위의 중심에 위치한 초연마 입자들의 애티튜드는 나머지 초연마 입자들의 애티튜드와는 다름; 및
    상기 초연마 입자들을 상기 애티튜드로 상기 기판에 결합시키는 단계.
KR1020077009785A 2004-09-29 2005-09-29 배향된 입자들을 가지는 ｃｍｐ 패드 드레서 및 관련방법들 KR101259651B1 (ko)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US61459604P 2004-09-29 2004-09-29
US60/614,596 2004-09-29
US11/238,819 2005-09-28
US11/238,819 US7491116B2 (en) 2004-09-29 2005-09-28 CMP pad dresser with oriented particles and associated methods
PCT/US2005/035046 WO2006039413A2 (en) 2004-09-29 2005-09-29 Cmp pade dresser with oriented particles and associated methods

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20070063570A KR20070063570A (ko) 2007-06-19
KR101259651B1 true KR101259651B1 (ko) 2013-04-30

Family

ID=36126164

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020077009785A KR101259651B1 (ko) 2004-09-29 2005-09-29 배향된 입자들을 가지는 ｃｍｐ 패드 드레서 및 관련방법들

Country Status (6)

Country Link
US (4) US7491116B2 (ko)
EP (1) EP1793965A2 (ko)
JP (1) JP2008514446A (ko)
KR (1) KR101259651B1 (ko)
CN (1) CN101039775B (ko)
WO (1) WO2006039413A2 (ko)

Families Citing this family (57)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9199357B2 (en) 1997-04-04 2015-12-01 Chien-Min Sung Brazed diamond tools and methods for making the same
US9221154B2 (en) 1997-04-04 2015-12-29 Chien-Min Sung Diamond tools and methods for making the same
US9409280B2 (en) 1997-04-04 2016-08-09 Chien-Min Sung Brazed diamond tools and methods for making the same
US9238207B2 (en) 1997-04-04 2016-01-19 Chien-Min Sung Brazed diamond tools and methods for making the same
US7491116B2 (en) * 2004-09-29 2009-02-17 Chien-Min Sung CMP pad dresser with oriented particles and associated methods
US9868100B2 (en) 1997-04-04 2018-01-16 Chien-Min Sung Brazed diamond tools and methods for making the same
US9463552B2 (en) 1997-04-04 2016-10-11 Chien-Min Sung Superbrasvie tools containing uniformly leveled superabrasive particles and associated methods
US20070060026A1 (en) * 2005-09-09 2007-03-15 Chien-Min Sung Methods of bonding superabrasive particles in an organic matrix
US8622787B2 (en) * 2006-11-16 2014-01-07 Chien-Min Sung CMP pad dressers with hybridized abrasive surface and related methods
US9138862B2 (en) 2011-05-23 2015-09-22 Chien-Min Sung CMP pad dresser having leveled tips and associated methods
US9724802B2 (en) 2005-05-16 2017-08-08 Chien-Min Sung CMP pad dressers having leveled tips and associated methods
US20110275288A1 (en) * 2010-05-10 2011-11-10 Chien-Min Sung Cmp pad dressers with hybridized conditioning and related methods
US8678878B2 (en) 2009-09-29 2014-03-25 Chien-Min Sung System for evaluating and/or improving performance of a CMP pad dresser
US8398466B2 (en) 2006-11-16 2013-03-19 Chien-Min Sung CMP pad conditioners with mosaic abrasive segments and associated methods
US8393934B2 (en) 2006-11-16 2013-03-12 Chien-Min Sung CMP pad dressers with hybridized abrasive surface and related methods
US8974270B2 (en) 2011-05-23 2015-03-10 Chien-Min Sung CMP pad dresser having leveled tips and associated methods
US20080271384A1 (en) * 2006-09-22 2008-11-06 Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. Conditioning tools and techniques for chemical mechanical planarization
US20080153398A1 (en) * 2006-11-16 2008-06-26 Chien-Min Sung Cmp pad conditioners and associated methods
US20150017884A1 (en) * 2006-11-16 2015-01-15 Chien-Min Sung CMP Pad Dressers with Hybridized Abrasive Surface and Related Methods
US20080250722A1 (en) * 2007-04-10 2008-10-16 Chien-Min Sung Electroplated abrasive tools, methods, and molds
TW200906546A (en) * 2007-08-07 2009-02-16 Tian-Yuan Yan Adjusting device for resin-bonded polishing pad and manufacturing method thereof
US8393938B2 (en) * 2007-11-13 2013-03-12 Chien-Min Sung CMP pad dressers
US9011563B2 (en) * 2007-12-06 2015-04-21 Chien-Min Sung Methods for orienting superabrasive particles on a surface and associated tools
WO2009158507A2 (en) * 2008-06-26 2009-12-30 Saint-Gobain Abrasives, Inc. Chemical mechanical planarization pad conditioner and method of forming
TW201016387A (en) * 2008-10-22 2010-05-01 jian-min Song CMP Pad Dressers with Hybridized abrasive surface and related methods
US8491358B2 (en) * 2009-01-26 2013-07-23 Chien-Min Sung Thin film brazing of superabrasive tools
WO2010110834A1 (en) 2009-03-24 2010-09-30 Saint-Gobain Abrasives, Inc. Abrasive tool for use as a chemical mechanical planarization pad conditioner
US9233454B2 (en) * 2009-03-31 2016-01-12 Honda Motor Co., Ltd. Grinding stone, manufacturing method of grinding stone, and manufacturing apparatus of grinding stone
US20100291841A1 (en) * 2009-05-14 2010-11-18 Chien-Min Sung Methods and Systems for Water Jet Assisted CMP Processing
MY155563A (en) * 2009-06-02 2015-10-30 Saint Gobain Abrasives Inc Corrosion-resistant cmp conditioning tools and methods for making and using same
US20110097977A1 (en) * 2009-08-07 2011-04-28 Abrasive Technology, Inc. Multiple-sided cmp pad conditioning disk
CN102612734A (zh) 2009-09-01 2012-07-25 圣戈班磨料磨具有限公司 化学机械抛光修整器
US20110073094A1 (en) * 2009-09-28 2011-03-31 3M Innovative Properties Company Abrasive article with solid core and methods of making the same
US9205530B2 (en) * 2010-07-07 2015-12-08 Seagate Technology Llc Lapping a workpiece
US8531026B2 (en) 2010-09-21 2013-09-10 Ritedia Corporation Diamond particle mololayer heat spreaders and associated methods
US9242342B2 (en) * 2012-03-14 2016-01-26 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Manufacture and method of making the same
US8998678B2 (en) 2012-10-29 2015-04-07 Wayne O. Duescher Spider arm driven flexible chamber abrading workholder
US8845394B2 (en) 2012-10-29 2014-09-30 Wayne O. Duescher Bellows driven air floatation abrading workholder
US8998677B2 (en) 2012-10-29 2015-04-07 Wayne O. Duescher Bellows driven floatation-type abrading workholder
US9011207B2 (en) 2012-10-29 2015-04-21 Wayne O. Duescher Flexible diaphragm combination floating and rigid abrading workholder
US9039488B2 (en) 2012-10-29 2015-05-26 Wayne O. Duescher Pin driven flexible chamber abrading workholder
US9604339B2 (en) 2012-10-29 2017-03-28 Wayne O. Duescher Vacuum-grooved membrane wafer polishing workholder
US9199354B2 (en) 2012-10-29 2015-12-01 Wayne O. Duescher Flexible diaphragm post-type floating and rigid abrading workholder
US9233452B2 (en) 2012-10-29 2016-01-12 Wayne O. Duescher Vacuum-grooved membrane abrasive polishing wafer workholder
TWI583496B (zh) * 2013-05-09 2017-05-21 中國砂輪企業股份有限公司 化學機械研磨修整器之尖點檢測方法及裝置
EP2835220B1 (de) * 2013-08-07 2019-09-11 Reishauer AG Abrichtwerkzeug sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung
TWI546158B (zh) * 2013-12-20 2016-08-21 中國砂輪企業股份有限公司 低磁性化學機械研磨修整器
TWI623382B (zh) * 2015-10-27 2018-05-11 中國砂輪企業股份有限公司 Hybrid chemical mechanical polishing dresser
CN106625248A (zh) * 2017-01-26 2017-05-10 北京清烯科技有限公司 具有大钻石单晶的高平坦度化学机械研磨垫修整器
CN106944930A (zh) * 2017-01-26 2017-07-14 福建自贸试验区厦门片区展瑞精芯集成电路有限公司 具有大钻石单晶的组合式修整器
US10926378B2 (en) 2017-07-08 2021-02-23 Wayne O. Duescher Abrasive coated disk islands using magnetic font sheet
CN109866108A (zh) * 2017-12-01 2019-06-11 咏巨科技有限公司 抛光垫修整装置及其制造方法以及抛光垫修整方法
CN108127802A (zh) * 2017-12-22 2018-06-08 郑州中南杰特超硬材料有限公司 一种大尺度多晶金刚石制品的加工方法
KR102502899B1 (ko) * 2017-12-28 2023-02-24 엔테그리스, 아이엔씨. Cmp 연마 패드 컨디셔너
US11691241B1 (en) * 2019-08-05 2023-07-04 Keltech Engineering, Inc. Abrasive lapping head with floating and rigid workpiece carrier
US20210299816A1 (en) * 2020-03-25 2021-09-30 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. Cmp polishing pad with protruding structures having engineered open void space
TWI780883B (zh) * 2021-08-31 2022-10-11 中國砂輪企業股份有限公司 化學機械研磨墊修整器及其製法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5725421A (en) * 1996-02-27 1998-03-10 Minnesota Mining And Manufacturing Company Apparatus for rotative abrading applications
US6368198B1 (en) * 1999-11-22 2002-04-09 Kinik Company Diamond grid CMP pad dresser

Family Cites Families (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2817885A (en) * 1953-11-10 1957-12-31 Albert E Long Means for orienting diamonds in hard vector directions in diamond bits and tools
US2999275A (en) * 1958-07-15 1961-09-12 Leyman Corp Mechanical orientation of magnetically anisotropic particles
US3877891A (en) * 1971-08-02 1975-04-15 Inoue K Method of orienting abrasive particles in making abrasive articles
US4333986A (en) * 1979-06-11 1982-06-08 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Diamond sintered compact wherein crystal particles are uniformly orientated in a particular direction and a method for producing the same
US4680199A (en) * 1986-03-21 1987-07-14 United Technologies Corporation Method for depositing a layer of abrasive material on a substrate
US4916869A (en) * 1988-08-01 1990-04-17 L. R. Oliver & Company, Inc. Bonded abrasive grit structure
US4925457B1 (en) * 1989-01-30 1995-09-26 Ultimate Abrasive Syst Inc Method for making an abrasive tool
US5049165B1 (en) * 1989-01-30 1995-09-26 Ultimate Abrasive Syst Inc Composite material
US4968326A (en) * 1989-10-10 1990-11-06 Wiand Ronald C Method of brazing of diamond to substrate
US5203881A (en) * 1990-02-02 1993-04-20 Wiand Ronald C Abrasive sheet and method
US5380390B1 (en) * 1991-06-10 1996-10-01 Ultimate Abras Systems Inc Patterned abrasive material and method
US5250084A (en) * 1992-07-28 1993-10-05 C Four Pty. Ltd. Abrasive tools and process of manufacture
US6069080A (en) * 1992-08-19 2000-05-30 Rodel Holdings, Inc. Fixed abrasive polishing system for the manufacture of semiconductor devices, memory disks and the like
US5453106A (en) * 1993-10-27 1995-09-26 Roberts; Ellis E. Oriented particles in hard surfaces
JP2725660B2 (ja) * 1995-11-29 1998-03-11 住友電気工業株式会社 ドレッサー用単結晶ダイヤモンドチップおよびダイヤモンドドレッサー
JPH106218A (ja) * 1996-06-27 1998-01-13 Minnesota Mining & Mfg Co <3M> ドレッシング用研磨材製品
JP2896657B2 (ja) * 1996-06-28 1999-05-31 旭ダイヤモンド工業株式会社 ドレッサ及びその製造方法
WO1998016347A1 (fr) * 1996-10-15 1998-04-23 Nippon Steel Corporation Appareil ebarbeur pour tampon de polissage de substrat semi-conducteur, son procede de fabrication et procede de polissage chimico-mecanique au moyen dudit appareil ebarbeur
US6039641A (en) * 1997-04-04 2000-03-21 Sung; Chien-Min Brazed diamond tools by infiltration
US7491116B2 (en) * 2004-09-29 2009-02-17 Chien-Min Sung CMP pad dresser with oriented particles and associated methods
US6286498B1 (en) * 1997-04-04 2001-09-11 Chien-Min Sung Metal bond diamond tools that contain uniform or patterned distribution of diamond grits and method of manufacture thereof
TW394723B (en) * 1997-04-04 2000-06-21 Sung Chien Min Abrasive tools with patterned grit distribution and method of manufacture
US6884155B2 (en) * 1999-11-22 2005-04-26 Kinik Diamond grid CMP pad dresser
US5921856A (en) * 1997-07-10 1999-07-13 Sp3, Inc. CVD diamond coated substrate for polishing pad conditioning head and method for making same
US6159087A (en) * 1998-02-11 2000-12-12 Applied Materials, Inc. End effector for pad conditioning
US6213586B1 (en) * 1998-04-20 2001-04-10 Hewlett-Packard Company Method and apparatus for controlling a multicolor inkjet printhead to produce temporally or spatially shingled images
KR19990081117A (ko) * 1998-04-25 1999-11-15 윤종용 씨엠피 패드 컨디셔닝 디스크 및 컨디셔너, 그 디스크의 제조방법, 재생방법 및 세정방법
US6755720B1 (en) * 1999-07-15 2004-06-29 Noritake Co., Limited Vitrified bond tool and method of manufacturing the same
US6325709B1 (en) * 1999-11-18 2001-12-04 Chartered Semiconductor Manufacturing Ltd Rounded surface for the pad conditioner using high temperature brazing
US6669745B2 (en) * 2001-02-21 2003-12-30 3M Innovative Properties Company Abrasive article with optimally oriented abrasive particles and method of making the same
TW524729B (en) * 2001-11-15 2003-03-21 Nanya Technology Corp Conditioner of chemical mechanical polishing machine and method of detecting diamond fall-off thereof
US6872127B2 (en) * 2002-07-11 2005-03-29 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd Polishing pad conditioning disks for chemical mechanical polisher
US6958005B1 (en) * 2004-03-30 2005-10-25 Lam Research Corporation Polishing pad conditioning system
US6945857B1 (en) * 2004-07-08 2005-09-20 Applied Materials, Inc. Polishing pad conditioner and methods of manufacture and recycling

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5725421A (en) * 1996-02-27 1998-03-10 Minnesota Mining And Manufacturing Company Apparatus for rotative abrading applications
US6368198B1 (en) * 1999-11-22 2002-04-09 Kinik Company Diamond grid CMP pad dresser

Also Published As

Publication number Publication date
JP2008514446A (ja) 2008-05-08
US8298048B2 (en) 2012-10-30
US20130316629A1 (en) 2013-11-28
CN101039775A (zh) 2007-09-19
WO2006039413A2 (en) 2006-04-13
US20060073774A1 (en) 2006-04-06
US8043145B2 (en) 2011-10-25
US20120100787A1 (en) 2012-04-26
WO2006039413A3 (en) 2007-02-08
CN101039775B (zh) 2010-12-15
KR20070063570A (ko) 2007-06-19
EP1793965A2 (en) 2007-06-13
US20090186561A1 (en) 2009-07-23
US7491116B2 (en) 2009-02-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101259651B1 (ko) 배향된 입자들을 가지는 ｃｍｐ 패드 드레서 및 관련방법들
KR20070063569A (ko) 윤곽지어진 ｃｍｐ 패드 드레서 및 관련 방법들
JP4742845B2 (ja) 半導体ウエーハの面取り部の加工方法及び砥石の溝形状の修正方法
KR101127256B1 (ko) 요철 패드 컨디셔너 및 그 사용법
JP3791610B2 (ja) 鏡面加工用超砥粒ホイール
KR100413371B1 (ko) 다이아몬드 그리드 화학 기계적 연마 패드 드레서
US8491358B2 (en) Thin film brazing of superabrasive tools
JP2017170554A (ja) ラップ盤用低圧加工ビトリファイド砥石とそれを用いた研磨加工方法
US20120196514A1 (en) Methods and devices for enhancing chemical mechanical polishing pad processes
JP3050379B2 (ja) ダイヤモンドラップ定盤
JP2014205225A (ja) 高硬度脆性材料の研削用砥石
JP2000024934A (ja) 鏡面加工用超砥粒砥石
JP2003039334A (ja) 平面ホーニング加工用超砥粒ホイール及びそのドレス方法ならびに同ホイールを使用する研削装置
JP2000190199A (ja) 定盤平面修正方法
JPH0829496B2 (ja) ベース円板形研削砥石
JP2007167997A (ja) ツルーイング工具
JP3539679B2 (ja) ダイヤモンドブレードのセグメント構造
US20100173567A1 (en) Methods and Devices for Enhancing Chemical Mechanical Polishing Processes
JP3998648B2 (ja) カップ型回転砥石
TWI306048B (ko)
JP2884030B2 (ja) 内周形切断砥石及びその製造方法
JP4976053B2 (ja) 砥石
JPH1133917A (ja) 超砥粒砥石
JP2002346934A (ja) 砥粒と研削工具
JPH04300164A (ja) レンズ研削用砥石

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: 20160420

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170419

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180419

Year of fee payment: 6