KR102393576B1 - Cmp 패드 컨디셔너 기판의 재생방법 - Google Patents

Cmp 패드 컨디셔너 기판의 재생방법 Download PDF

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KR102393576B1
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홍재경
전종원
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주식회사 씨엠케미칼
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Abstract

본 발명의 일 측면은, 기판, 상기 기판 상에 형성된 제1 금속 및 다이아몬드를 포함하는 제1 층, 상기 제1 층 상에 형성된 제2 금속을 포함하는 제2 층, 및 상기 제2 층 상에 형성된 제3 금속을 포함하는 제3 층을 포함하되, CMP 공정에 사용되어 수명이 종료된 CMP 패드 컨디셔너 중 상기 기판의 재생방법에 있어서, (a) 제1 전해질이 담지된 전해조에 음극과 상기 CMP 패드 컨디셔너를 포함하는 양극을 배치하고 전기분해하여 상기 제3 층을 박리하는 단계; (b) 상기 제3 층이 박리된 상기 CMP 패드 컨디셔너를 산(acid)으로 처리하여 상기 제2 층을 박리하는 단계; 및 (c) 제2 전해질이 담지된 전해조에 음극과 상기 제2 층이 박리된 상기 CMP 패드 컨디셔너를 포함하는 양극을 배치하고 전기분해하여 상기 제1 층을 박리하는 단계;를 포함하는 CMP 패드 컨디셔너 기판의 재생방법을 제공한다.

Description

CMP 패드 컨디셔너 기판의 재생방법{METHOD FOR REGENERATING SUBSTRATE OF CMP PAD CONDITIONER}
본 발명은 CMP 패드 컨디셔너 기판의 재생방법에 관한 것이다.
CMP 패드 컨디셔너는 반도체를 가공하기 위한 다수의 공정 중 CMP(Chemical Mechanical Polishing 또는 Chemical Mechanical Planarization) 공정에 사용되는 도구로, 화학적 요소와 기계적 요소를 결합하여 반도체를 연마 내지 평탄화하기 위한 도구로 이해될 수 있다.
CMP공정에서는 반도체 회로가 있는 웨이퍼의 전면과 접촉하는 패드와 화학적인 반응을 일으키는 슬러리, 그리고 패드를 최적의 상태로 컨디셔닝하는 CMP 패드 컨디셔너가 사용된다. CMP 패드 컨디셔너는 반도체를 직접 가공하는 도구가 아니라 패드를 가공하면서 패드에 막혀있는 부분을 세척하고 슬러리를 분배하는 역할을 하는 도구이다.
다만, CMP 패드 컨디셔너는 사용 수명이 짧은 반면에 가격이 비싼 문제가 있고, 이러한 문제를 해결하기 위해 기사용된 CMP 패드 컨디셔너를 재생 및 재사용하려는 시도가 지속적으로 이루어지고 있으나, 기판 상에 도금되거나 전착된 다양한 금속, 귀금속, 다이아몬드 등을 효과적으로 박리, 제거하기 어려워 이 중 귀금속 성분만을 분리하여 재사용하되, 기판으로 적용되고 있는 스테인리스 스틸(SUS) 기판을 포함한 나머지 부분을 전량 폐기하고 있는 실정이어서 스테인리스 스틸(SUS) 기판의 가격과 수급에 직접적인 영향을 받는 CMP 패드 컨디셔너의 생산성과 단가를 개선하는데 한계가 있다.
이에 대해, CMP 패드 컨디셔너 중 스테인리스 스틸 기판을 재생하기 위해 기판 상에 형성된 도금층 등을 물리적, 기계적 및/또는 화학적으로 박리하는 기술이 제안되기도 하였으나, 기판 상에 도금되거나 전착된 다양한 금속, 귀금속, 다이아몬드 등을 효과적으로 박리, 제거하기 어려울 뿐만 아니라, 과도한 박리에 의해 스테인리스 스틸 기판의 일부가 부식되어 재사용하기 어려운 문제가 있다.
본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 기사용된 CMP 패드 컨디셔너의 기판 상에 도금되거나 전착된 다양한 금속, 귀금속, 다이아몬드 등을 효과적으로 박리, 제거할 수 있고, 기판이 부식, 손상, 파손되는 것을 방지하여 CMP 패드 컨디셔너를 제조함에 있어서 재사용성 내지 재활용성을 높일 수 있는 CMP 패드 컨디셔너 기판의 재생방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면은, 기판, 상기 기판 상에 형성된 제1 금속 및 다이아몬드를 포함하는 제1 층, 상기 제1 층 상에 형성된 제2 금속을 포함하는 제2 층, 및 상기 제2 층 상에 형성된 제3 금속을 포함하는 제3 층을 포함하되, CMP 공정에 사용되어 수명이 종료된 CMP 패드 컨디셔너 중 상기 기판의 재생방법에 있어서, (a) 제1 전해질이 담지된 전해조에 음극과 상기 CMP 패드 컨디셔너를 포함하는 양극을 배치하고 전기분해하여 상기 제3 층을 박리하는 단계; (b) 상기 제3 층이 박리된 상기 CMP 패드 컨디셔너를 산(acid)으로 처리하여 상기 제2 층을 박리하는 단계; 및 (c) 제2 전해질이 담지된 전해조에 음극과 상기 제2 층이 박리된 상기 CMP 패드 컨디셔너를 포함하는 양극을 배치하고 전기분해하여 상기 제1 층을 박리하는 단계;를 포함하는 CMP 패드 컨디셔너 기판의 재생방법을 제공한다.
일 실시예에 있어서, 상기 기판은 스테인리스 스틸(SUS)을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 금속은 니켈(Ni)을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제2 금속은 팔라듐(Pd), 백금(Pt), 금(Au), 이리듐(Ir), 오스뮴(Os), 은(Ag), 루테늄(Ru) 및 이들 중 2 이상의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제3 금속은 크롬(Cr)을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 전해질은 황산암모늄 및 암모늄시트레이트 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 (a) 단계에서 상기 전기분해는 5~30분 간 수행될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 산은 탄소수 1~4의 알킬술폰산, 탄소수 6~8의 아릴술폰산, 탄소수 5~7의 헤테로아릴술폰산, 탄소수 7~18의 알킬벤젠술폰산, 이들의 금속염 및 이들 중 2 이상의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 (b) 단계에서 상기 CMP 패드 컨디셔너를 상기 산(acid)을 포함하는 용액에 5~30분 간 침지할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제2 전해질은 암모늄 브로마이드 및 암모늄 아세테이트 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 (c) 단계에서 상기 전기분해는 1~3시간 동안 수행될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른CMP 패드 컨디셔너 기판의 재생방법은, (a) 제1 전해질이 담지된 전해조에 음극과 상기 CMP 패드 컨디셔너를 포함하는 양극을 배치하고 전기분해하여 제3 층을 박리하는 단계; (b) 상기 제3 층이 박리된 상기 CMP 패드 컨디셔너를 산(acid)으로 처리하여 제2 층을 박리하는 단계; 및 (c) 제2 전해질이 담지된 전해조에 음극과 상기 제2 층이 박리된 상기 CMP 패드 컨디셔너를 포함하는 양극을 배치하고 전기분해하여 제1 층을 박리하는 단계;를 포함함으로써, 기사용된 CMP 패드 컨디셔너의 기판 상에 도금되거나 전착된 다양한 금속, 귀금속, 다이아몬드 등을 효과적으로 박리, 제거할 수 있고, 기판이 부식, 손상, 파손되는 것을 방지하여 CMP 패드 컨디셔너를 제조함에 있어서 재사용성 내지 재활용성을 높일 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 CMP 패드 컨디셔너의 층상 구조를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 CMP 패드 컨디셔너 기판의 재생방법을 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 재생된 CMP 패드 컨디셔너 기판의 표면을 나타낸다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 일 측면은, 기판, 상기 기판 상에 형성된 제1 금속 및 다이아몬드를 포함하는 제1 층, 상기 제1 층 상에 형성된 제2 금속을 포함하는 제2 층, 및 상기 제2 층 상에 형성된 제3 금속을 포함하는 제3 층을 포함하되, CMP 공정에 사용되어 수명이 종료된 CMP 패드 컨디셔너 중 상기 기판의 재생방법에 있어서, (a) 제1 전해질이 담지된 전해조에 음극과 상기 CMP 패드 컨디셔너를 포함하는 양극을 배치하고 전기분해하여 상기 제3 층을 박리하는 단계; (b) 상기 제3 층이 박리된 상기 CMP 패드 컨디셔너를 산(acid)으로 처리하여 상기 제2 층을 박리하는 단계; 및 (c) 제2 전해질이 담지된 전해조에 음극과 상기 제2 층이 박리된 상기 CMP 패드 컨디셔너를 포함하는 양극을 배치하고 전기분해하여 상기 제1 층을 박리하는 단계;를 포함하는 CMP 패드 컨디셔너 기판의 재생방법을 제공한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 CMP 패드 컨디셔너의 층상 구조를 나타낸다. 도 1을 참고하면, 상기 CMP 패드 컨디셔너는 CMP 공정에 사용되어 수명이 종료된 것으로서, 기판, 상기 기판 상에 형성된 제1 금속 및 다이아몬드(11)를 포함하는 제1 층(10), 상기 제1 층 상에 형성된 제2 금속을 포함하는 제2 층(20), 및 상기 제2 층 상에 형성된 제3 층(30)을 포함할 수 있다.
상기 기판은 본 발명에 따른 방법으로 재생하고자 하는 대상으로서, 상기 (a) 내지 (c) 단계를 통해 상기 CMP 패드 컨디셔너로부터 상기 제3 층, 상기 제2 층 및 상기 제1 층이 순차적으로 박리, 제거될 수 있다. 즉, 본 명세서에서 사용된 용어, "재생"은 기사용된 상기 CMP 패드 컨디셔너로부터 상기 기판을 제외한 상기 제3 층, 상기 제2 층 및 상기 제1 층을 순차적으로 박리, 제거하여 표면상태가 양호한 기판을 얻는 일련의 과정을 의미한다. 재생된 상기 기판은 새로운 CMP 패드 컨디셔너를 제조하기 위한 기판으로 재사용될 수 있으며, 상기 기판은 스테인리스 스틸(SUS)을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제1 층(10)은 상기 기판을 상기 제1 금속으로 도금처리하여 형성된 것으로서, 상기 제1 금속은 니켈(Ni)을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제1 층(11)은 그 내부에 분산되거나, 그 표면에 전착되어 상기 제2 층(20)의 하부로 침투하거나, 그 내부에 분산된 상태에서 그 표면으로 돌출되어 상기 제2 층(20)의 하부로 침투한 다이아몬드를 포함할 수 있다.
상기 제2 층(20)은 상기 기판의 표면을 상기 제1 금속으로 도금처리한 다음, 상기 제2 금속을 도금, 전착 및/또는 코팅하여 형성된 것으로서, 상기 제2 금속은 귀금속일 수 있다. 상기 귀금속은 팔라듐(Pd), 백금(Pt), 금(Au), 이리듐(Ir), 오스뮴(Os), 은(Ag), 루테늄(Ru) 및 이들 중 2 이상의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나를 포함할 수 있고, 바람직하게는, 팔라듐(Pd)을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제3 층(30)은 상기 기판의 표면에 상기 제1 및 제2 층(10, 20)을 형성한 다음, 상기 제3 금속을 도금, 전착 및/또는 코팅하여 형성된 것으로서, 상기 제3 금속은 크롬(Cr)을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 CMP 패드 컨디셔너 기판의 재생방법을 나타낸다. 도 2를 참고하면, 기사용된 상기 CMP 패드 컨디셔너 중 상기 기판의 재생방법은, (a) 제1 전해질이 담지된 전해조에 음극과 상기 CMP 패드 컨디셔너를 포함하는 양극을 배치하고 전기분해하여 상기 제3 층을 박리하는 단계; (b) 상기 제3 층이 박리된 상기 CMP 패드 컨디셔너를 산(acid)으로 처리하여 상기 제2 층을 박리하는 단계; 및 (c) 제2 전해질이 담지된 전해조에 음극과 상기 제2 층이 박리된 상기 CMP 패드 컨디셔너를 포함하는 양극을 배치하고 전기분해하여 상기 제1 층을 박리하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 (a) 단계에서, 제1 전해질이 담지된 전해조에 음극과 상기 CMP 패드 컨디셔너를 포함하는 양극을 배치하고 전기분해하여 상기 제3 층을 박리할 수 있다.
상기 제1 전해질은 황산암모늄 및 암모늄시트레이트 중 적어도 하나, 바람직하게는, 황산암모늄을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 전해질은 황산암모늄을 포함하는 수용액일 수 있고, 상기 수용액 중 상기 황산암모늄의 농도는 10~500g/L, 바람직하게는, 50~300g/L, 더 바람직하게는, 80~150g/L일 수 있다.
상기 (a) 단계에서 상기 전기분해는 5~30분 간 수행될 수 있다. 상기 전기분해 시간이 5분 미만이면 상기 제3 층에 포함된 상기 제3 금속을 효과적으로 박리, 제거하기 어렵고, 30분 초과이면 전력효율, 생산성이 저하될 뿐만 아니라, 상기 기판이 임의로 부식되어 표면상태가 악화될 수 있다.
상기 (b) 단계에서, 상기 제3 층이 박리된 상기 CMP 패드 컨디셔너를 산(acid)으로 처리하여 상기 제2 층을 박리할 수 있다.
상기 산은 유기술폰산일 수 있고, 상기 유기술폰산은 탄소수 1~4의 알킬술폰산, 탄소수 6~8의 아릴술폰산, 탄소수 5~7의 헤테로아릴술폰산, 탄소수 7~18의 알킬벤젠술폰산, 이들의 금속염 및 이들 중 2 이상의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나일 수 있다. 예를 들어, 상기 산은 상기 유기술폰산을 포함하는 수용액일 수 있고, 상기 수용액 중 상기 유기술폰산의 농도는 1~10중량%, 바람직하게는, 2~5중량%일 수 있다.
상기 탄소수 1~4의 알킬술폰산은 메탄술폰산, 에탄술폰산, 프로판술폰산, 아미노메탄술폰산 및 이들 중 2 이상의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나일 수 있고, 그 금속염은 알칼리 금속염일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 탄소수 6~8의 아릴술폰산은 벤젠술폰산, 페놀술폰산, 또는 이들의 조합일 수 있고, 그 금속염은 알칼리 금속염일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 탄소수 5~7의 헤테로아릴술폰산은 피리딘술폰산일 수 있고, 그 금속염은 알칼리 금속염일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 탄소수 7~18의 알킬벤젠술폰산은 도데실벤젠술폰산, 톨루엔술폰산(4-메틸벤젠술폰산), 피리디니움파라톨루엔술폰산, 크레졸술폰산(메틸페놀술폰산), 큐멘술폰산, 크실렌술폰산 및 이들 중 2 이상의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나일 수 있고, 그 금속염은 알칼리 금속염일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 (b) 단계에서 상기 CMP 패드 컨디셔너를 상기 산(acid)을 포함하는 용액에 5~30분 간 침지할 수 있다. 상기 침지 시간이 5분 미만이면 상기 제2 층에 포함된 상기 제2 금속을 효과적으로 박리, 제거하기 어렵고, 30분 초과이면 전력효율, 생산성이 저하될 뿐만 아니라, 상기 기판이 임의로 부식되어 표면상태가 악화될 수 있다.
상기 (c) 단계에서, 제2 전해질이 담지된 전해조에 음극과 상기 제2 층이 박리된 상기 CMP 패드 컨디셔너를 포함하는 양극을 배치하고 전기분해하여 상기 제1 층을 박리하여 필요한 수준의 박리율과 표면상태를 가지는 기판을 얻을 수 있다.
상기 제2 전해질은 암모늄 브로마이드 및 암모늄 아세테이트 중 적어도 하나, 바람직하게는, 암모늄 브로마이드 및 암모늄 아세테이트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 전해질은 암모늄 브로마이드 및 암모늄 아세테이트를 포함하는 수용액일 수 있고, 상기 수용액 중 암모늄 브로마이드 및 암모늄 아세테이트의 농도는 각각 1~10중량%, 바람직하게는, 2~5중량%일 수 있다.
상기 (c) 단계에서 상기 전기분해는 1~3시간 동안 수행될 수 있다. 상기 전기분해 시간이 1시간 미만이면 상기 제1 층에 포함된 상기 제1 금속을 효과적으로 박리, 제거하기 어렵고, 3시간 초과이면 전력효율, 생산성이 저하될 뿐만 아니라, 상기 기판이 임의로 부식되어 표면상태가 악화될 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 설명하기로 한다.
실시예 1
(1단계) 100g/L 황산암모늄 전해질이 담지된 전해조에 스테인리스 스틸(SUS)를 음극(cathode)으로, 스테인리스 스틸(SUS)으로 이루어진 기판, 상기 기판 상에 도금된 니켈 및 전착된 다이아몬드를 포함하는 제1 층, 상기 제1 층 상에 도금된 팔라듐을 포함하는 제2 층, 및 상기 제2 층 상에 도금된 니켈을 포함하는 제3 층을 포함하는 CMP 패드 컨디셔너로서, CMP 공정에 사용되어 수명이 종료된 것을 양극(anode)으로 배치하였다. 상온에서 상기 음극 및 상기 양극에 2.5V의 전압으로 5분 간 전기분해하여 상기 CMP 패드 컨디셔너 중 상기 제3 층을 박리하였다.
(2단계) 상기 제3 층이 박리된 상기 CMP 패드 컨디셔너를 2중량% 벤젠술폰산 나트륨 수용액에 5분 간 침지하여 상기 CMP 패드 컨디셔너 중 상기 제2 층을 박리하였다.
(3단계) 암모늄 브로마이드 4중량% 및 암모늄 아세테이트 4중량%를 포함하는 전해질이 담지된 전해조에 스테인리스 스틸(SUS)를 음극(cathode)으로, 상기 제3 층 및 상기 제2 층이 박리된 상기 CMP 패드 컨디셔너를 양극(anode)으로 배치하였다. 상온에서 상기 음극 및 상기 양극에 2.5V의 전압으로 1시간 동안 전기분해하여 상기 CMP 패드 컨디셔너 중 상기 제1 층을 박리하였다.
실시예 2
상기 1단계에서 전기분해 시간을 10분으로 변경한 것을 제외하면, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 상기 CMP 패드 컨디셔너 중 상기 제3 층, 상기 제2 층 및 상기 제1 층을 순차적으로 박리하였다.
실시예 3
상기 1단계에서 전기분해 시간을 20분으로 변경한 것을 제외하면, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 상기 CMP 패드 컨디셔너 중 상기 제3 층, 상기 제2 층 및 상기 제1 층을 순차적으로 박리하였다.
실시예 4
상기 1단계에서 전기분해 시간을 30분으로 변경한 것을 제외하면, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 상기 CMP 패드 컨디셔너 중 상기 제3 층, 상기 제2 층 및 상기 제1 층을 순차적으로 박리하였다.
실시예 5
상기 2단계에서 침지 시간을 10분으로 변경한 것을 제외하면, 상기 실시예 4와 동일한 방법으로 상기 CMP 패드 컨디셔너 중 상기 제3 층, 상기 제2 층 및 상기 제1 층을 순차적으로 박리하였다.
실시예 6
상기 2단계에서 침지 시간을 30분으로 변경한 것을 제외하면, 상기 실시예 5와 동일한 방법으로 상기 CMP 패드 컨디셔너 중 상기 제3 층, 상기 제2 층 및 상기 제1 층을 순차적으로 박리하였다.
실시예 7
상기 3단계에서 전기분해 시간을 2시간으로 변경한 것을 제외하면, 상기 실시예 5와 동일한 방법으로 상기 CMP 패드 컨디셔너 중 상기 제3 층, 상기 제2 층 및 상기 제1 층을 순차적으로 박리하였다.
실시예 8
상기 3단계에서 전기분해 시간을 3시간으로 변경한 것을 제외하면, 상기 실시예 5와 동일한 방법으로 상기 CMP 패드 컨디셔너 중 상기 제3 층, 상기 제2 층 및 상기 제1 층을 순차적으로 박리하였다.
비교예 1
스테인리스 스틸(SUS)으로 이루어진 기판, 상기 기판 상에 도금된 니켈 및 전착된 다이아몬드를 포함하는 제1 층, 상기 제1 층 상에 도금된 팔라듐을 포함하는 제2 층, 및 상기 제2 층 상에 도금된 니켈을 포함하는 제3 층을 포함하는 CMP 패드 컨디셔너로서, CMP 공정에 사용되어 수명이 종료된 것을 질산 수용액에 30분 간 침지하였다.
비교예 2
스테인리스 스틸(SUS)으로 이루어진 기판, 상기 기판 상에 도금된 니켈 및 전착된 다이아몬드를 포함하는 제1 층, 상기 제1 층 상에 도금된 팔라듐을 포함하는 제2 층, 및 상기 제2 층 상에 도금된 니켈을 포함하는 제3 층을 포함하는 CMP 패드 컨디셔너로서, CMP 공정에 사용되어 수명이 종료된 것을 질산 수용액에 30분 간 침지하였다.
이후, 암모늄 브로마이드 4중량% 및 암모늄 아세테이트 4중량%를 포함하는 전해질이 담지된 전해조에 스테인리스 스틸(SUS)를 음극(cathode)으로, 질산 처리된 상기 CMP 패드 컨디셔너를 양극(anode)으로 배치하였다. 상온에서 상기 음극 및 상기 양극에 2.5V의 전압으로 2시간 동안 전기분해하였다.
비교예 3
스테인리스 스틸(SUS)으로 이루어진 기판, 상기 기판 상에 도금된 니켈 및 전착된 다이아몬드를 포함하는 제1 층, 상기 제1 층 상에 도금된 팔라듐을 포함하는 제2 층, 및 상기 제2 층 상에 도금된 니켈을 포함하는 제3 층을 포함하는 CMP 패드 컨디셔너로서, CMP 공정에 사용되어 수명이 종료된 것을 2중량% 벤젠술폰산 나트륨 수용액에 10분 간 침지하였다.
이후, 암모늄 브로마이드 4중량% 및 암모늄 아세테이트 4중량%를 포함하는 전해질이 담지된 전해조에 스테인리스 스틸(SUS)를 음극(cathode)으로, 벤젠술폰산 나트륨 수용액으로 처리된 상기 CMP 패드 컨디셔너를 양극(anode)으로 배치하였다. 상온에서 상기 음극 및 상기 양극에 2.5V의 전압으로 2시간 동안 전기분해하였다.
비교예 4
스테인리스 스틸(SUS)으로 이루어진 기판, 상기 기판 상에 도금된 니켈 및 전착된 다이아몬드를 포함하는 제1 층, 상기 제1 층 상에 도금된 팔라듐을 포함하는 제2 층, 및 상기 제2 층 상에 도금된 니켈을 포함하는 제3 층을 포함하는 CMP 패드 컨디셔너로서, CMP 공정에 사용되어 수명이 종료된 것을 2중량% 벤젠술폰산 나트륨 수용액에 10분 간 침지하였다.
이후, 에틸렌디아민 1.5중량%를 포함하는 수용액에 벤젠술폰산 나트륨 수용액으로 처리된 상기 CMP 패드 컨디셔너를 6시간 동안 침지하였다.
비교예 5
100g/L 황산암모늄 전해질이 담지된 전해조에 스테인리스 스틸(SUS)를 음극(cathode)으로, 스테인리스 스틸(SUS)으로 이루어진 기판, 상기 기판 상에 도금된 니켈 및 전착된 다이아몬드를 포함하는 제1 층, 상기 제1 층 상에 도금된 팔라듐을 포함하는 제2 층, 및 상기 제2 층 상에 도금된 니켈을 포함하는 제3 층을 포함하는 CMP 패드 컨디셔너로서, CMP 공정에 사용되어 수명이 종료된 것을 양극(anode)으로 배치하였다. 상온에서 상기 음극 및 상기 양극에 2.5V의 전압으로 20분 간 전기분해하여 상기 CMP 패드 컨디셔너 중 상기 제3 층을 박리하였다.
이후, 에틸렌디아민 1.5중량%를 포함하는 수용액에 상기 제3 층이 박리된 상기 CMP 패드 컨디셔너를 6시간 동안 침지하였다.
비교예 6
100g/L 황산암모늄 전해질이 담지된 전해조에 스테인리스 스틸(SUS)를 음극(cathode)으로, 스테인리스 스틸(SUS)으로 이루어진 기판, 상기 기판 상에 도금된 니켈 및 전착된 다이아몬드를 포함하는 제1 층, 상기 제1 층 상에 도금된 팔라듐을 포함하는 제2 층, 및 상기 제2 층 상에 도금된 니켈을 포함하는 제3 층을 포함하는 CMP 패드 컨디셔너로서, CMP 공정에 사용되어 수명이 종료된 것을 양극(anode)으로 배치하였다. 상온에서 상기 음극 및 상기 양극에 2.5V의 전압으로 20분 간 전기분해하여 상기 CMP 패드 컨디셔너 중 상기 제3 층을 박리하였다.
상기 제3 층이 박리된 상기 CMP 패드 컨디셔너를 2중량% 벤젠술폰산 나트륨 수용액에 10분 간 침지하여 상기 CMP 패드 컨디셔너 중 상기 제2 층을 박리하였다.
에틸렌디아민 1.5중량%를 포함하는 수용액에 상기 제3 층 및 상기 제2 층이 박리된 상기 CMP 패드 컨디셔너를 6시간 동안 침지하였다.
비교예 7
상기 2단계를 생략한 것을 제외하면, 상기 실시예 7과 동일한 방법으로 상기 CMP 패드 컨디셔너를 처리하였다.
비교예 8
상기 1단계에서 전기분해 시간을 3분으로 변경한 것을 제외하면, 상기 실시예 7과 동일한 방법으로 상기 CMP 패드 컨디셔너 중 상기 제3 층, 상기 제2 층 및 상기 제1 층을 순차적으로 박리하였다.
비교예 9
상기 1단계에서 전기분해 시간을 40분으로 변경한 것을 제외하면, 상기 실시예 7과 동일한 방법으로 상기 CMP 패드 컨디셔너 중 상기 제3 층, 상기 제2 층 및 상기 제1 층을 순차적으로 박리하였다.
비교예 10
상기 2단계에서 침지 시간을 3분으로 변경한 것을 제외하면, 상기 실시예 7과 동일한 방법으로 상기 CMP 패드 컨디셔너 중 상기 제3 층, 상기 제2 층 및 상기 제1 층을 순차적으로 박리하였다.
비교예 11
상기 2단계에서 침지 시간을 40분으로 변경한 것을 제외하면, 상기 실시예 7과 동일한 방법으로 상기 CMP 패드 컨디셔너 중 상기 제3 층, 상기 제2 층 및 상기 제1 층을 순차적으로 박리하였다.
비교예 12
상기 3단계에서 전기분해 시간을 50분으로 변경한 것을 제외하면, 상기 실시예 7과 동일한 방법으로 상기 CMP 패드 컨디셔너 중 상기 제3 층, 상기 제2 층 및 상기 제1 층을 순차적으로 박리하였다.
비교예 13
상기 3단계에서 전기분해 시간을 4시간으로 변경한 것을 제외하면, 상기 실시예 7과 동일한 방법으로 상기 CMP 패드 컨디셔너 중 상기 제3 층, 상기 제2 층 및 상기 제1 층을 순차적으로 박리하였다.
실험예
하기 식에 따른 박리율을 0~100% 범위에서 구분하여 실시예 및 비교예에 따른 공정의 박리특성을 평가하였고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다(X: 0 이상 20% 미만, △: 20% 이상 50% 미만, ○: 50% 이상 80% 미만, ◎: 80% 이상 100% 이하).
(식) 박리율=[{(박리 전 CMP 패드 컨디셔너의 중량)-(박리 후 CMP 패드 컨디셔너의 중량)}/{박리 전 CMP 패드 컨디셔너 중 제1 및 제2 층, 제3 층의 총 중량})*100
또한, 실시예 및 비교예에서 처리된 상기 CMP 패드 컨디셔너의 표면, 구체적으로, 스테인리스 스틸(SUS)으로 이루어진 기판의 표면상태를 육안으로 관찰, 평가하였고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다(X: 다량 부식, △: 일부 부식, ○: 미세 부식, ◎: 양호).
구분 박리특성 SUS 기판 표면상태
실시예 1 ○ ○
실시예 2 ○ ○
실시예 3 ○ ◎
실시예 4 ○ ◎
실시예 5 ◎ ○
실시예 6 ◎ ○
실시예 7 ◎ ◎
실시예 8 ◎ ◎
비교예 1 X X
비교예 2 X X
비교예 3 △ X
비교예 4 △ X
비교예 5 X X
비교예 6 △ △
비교예 7 X X
비교예 8 △ △
비교예 9 ◎ X
비교예 10 X △
비교예 11 ◎ X
비교예 12 X △
비교예 13 ◎ X
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10: 제1 층 11: 다이아몬드
20: 제2 층 30: 제3 층

Claims (11)

  1. 기판, 상기 기판 상에 형성된 제1 금속 및 다이아몬드를 포함하는 제1 층, 상기 제1 층 상에 형성된 제2 금속을 포함하는 제2 층, 및 상기 제2 층 상에 형성된 제3 금속을 포함하는 제3 층을 포함하되, CMP 공정에 사용되어 수명이 종료된 CMP 패드 컨디셔너 중 상기 기판의 재생방법에 있어서,
    (a) 황산암모늄 및 암모늄시트레이트 중 적어도 하나를 포함하는 제1 전해질이 담지된 전해조에 음극과 상기 CMP 패드 컨디셔너를 포함하는 양극을 배치하고 전기분해하여 상기 제3 층을 박리하는 단계;
    (b) 상기 제3 층이 박리된 상기 CMP 패드 컨디셔너를 탄소수 1~4의 알킬술폰산, 탄소수 6~8의 아릴술폰산, 탄소수 5~7의 헤테로아릴술폰산, 탄소수 7~18의 알킬벤젠술폰산, 이들의 금속염 및 이들 중 2 이상의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나의 산(acid)으로 처리하여 상기 제2 층을 박리하는 단계; 및
    (c) 암모늄 브로마이드 및 암모늄 아세테이트 중 적어도 하나를 포함하는 제2 전해질이 담지된 전해조에 음극과 상기 제2 층이 박리된 상기 CMP 패드 컨디셔너를 포함하는 양극을 배치하고 전기분해하여 상기 제1 층을 박리하는 단계;를 포함하는, CMP 패드 컨디셔너 기판의 재생방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기판은 스테인리스 스틸(SUS)을 포함하는, CMP 패드 컨디셔너 기판의 재생방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 금속은 니켈(Ni)을 포함하는, CMP 패드 컨디셔너 기판의 재생방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2 금속은 팔라듐(Pd), 백금(Pt), 금(Au), 이리듐(Ir), 오스뮴(Os), 은(Ag), 루테늄(Ru) 및 이들 중 2 이상의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나를 포함하는, CMP 패드 컨디셔너 기판의 재생방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제3 금속은 크롬(Cr)을 포함하는, CMP 패드 컨디셔너 기판의 재생방법.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 (a) 단계에서 상기 전기분해는 5~30분 간 수행되는, CMP 패드 컨디셔너 기판의 재생방법.
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 (b) 단계에서 상기 CMP 패드 컨디셔너를 상기 산(acid)을 포함하는 용액에 5~30분 간 침지하는, CMP 패드 컨디셔너 기판의 재생방법.
  10. 삭제
  11. 제1항에 있어서,
    상기 (c) 단계에서 상기 전기분해는 1~3시간 동안 수행되는, CMP 패드 컨디셔너 기판의 재생방법.
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