KR102524817B1 - 정8면체 형상의 다이아몬드를 기판에 자율지립하는 컨디셔너 제작방법 - Google Patents

정8면체 형상의 다이아몬드를 기판에 자율지립하는 컨디셔너 제작방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 정8면체 형상의 다이아몬드를 기판에 자율지립하는 컨디셔너 제작방법에 관한 것으로서 보다 상세하게는, 모든 팔면체 다이아몬드를 동일한 모양으로 세워, 성능 편차와 스크래치 발생을 줄일 수 있는 정8면체 형상의 다이아몬드를 기판에 자율지립하는 컨디셔너 제작방법에 관한 것으로서, 정8면체 다이아몬드를 기판에 지립하는 컨디셔너 제작방법에 있어서, 상기 정8면체의 하부형상만큼 돌출부(12)가 형성된 성형치구(10) 및 지립기판(20)을 준비하는 단계; 상기 지립기판(20)에 상기 성형치구(10)의 돌출부(12)를 압입하여 상기 다이아몬드(4) 지립홈(22)을 형성하는 단계; 상기 지립기판(20)에 상기 다이아몬드(4)를 분산하는 단계; 분산된 상기 다이아몬드(4)를 상기 지립홈(22)에 안착시키는 단계; 를 포함하는 정8면체 형상의 다이아몬드를 기판에 자율지립하는 컨디셔너 제작방법을 제공하여, 동일한 크기의 다이아몬드가 정위치에서 정자세로 지립될 수 있고 다양한 자세의 다이아몬드(4)가 정위치로 자리잡는 것이 보다 용이하게 수행될 수 있게 됨으로써 제품성이 향상되는 강점이 발휘된다.

Description

정8면체 형상의 다이아몬드를 기판에 자율지립하는 컨디셔너 제작방법{An autonomic upright setup method for making conditioner in use with regular octahedron diamond}
본 발명은 정8면체 형상의 다이아몬드를 기판에 자율지립하는 컨디셔너 제작방법에 관한 것으로서 보다 상세하게는, 모든 팔면체 다이아몬드를 동일한 모양으로 세워, 성능 편차와 스크래치 발생을 줄일 수 있는 정8면체 형상의 다이아몬드를 기판에 자율지립하는 컨디셔너 제작방법에 관한 것이다.
CMP(chemical mechanical polishing) 장치는 반도체 웨이퍼의 평탄도를 얻게 하기 위한 연마 가공장치이다.
종래 CMP 장치는 회전되는 정반위에 연마 패드를 부착하고 캐리어가 연마대상 물질인 웨이퍼를 잡고 그 패드 위에 연마액을 공급하면서 웨이퍼를 잡고 있는 캐리어에 압력을 가한 상태에서 정반과 캐리어를 상대 운동시켜 연마하는 것을 기본 원리로 한다.
이 때, 반도체 웨이퍼의 평탄도를 얻기 위한 CMP 장치 기술에서 웨이퍼의 연마 균일성은 중요한 특성이다.
그리고, 웨이퍼의 연마 균일성을 향상시키기 위한 여러 요소 중 패드의 표면 상태는 매우 중요하다.
그런데, 패드의 연마 중에 압력과 속도가 부가되므로 가공시간이 지남에 따라 패드의 표면은 불균일하게 변형되고, 패드 상의 미공은 연마 잔류물들로 막히게 되어 패드가 제역할을 잃게 된다.
따라서, 패드의 표면 상태가 변형되었을 경우에는 CMP 패드 컨디셔너를 이용하여 변형된 패드의 표면을 미세하게 연마해줌으로써 새로운 마이크로 기공이 나오도록 해주는 컨디셔닝 작업을 수행하게 된다.
컨디셔너는 컨디셔너 기판과 컨디셔너 기판상에 배치되는 다수 개의 연마입자 및 이 연마입자들을 컨디셔너 기판상에 고정시켜 주는 도금층으로 구성된다.
종래 컨디셔너의 제조방법은 연마입자를 고정시키는 방식에 따라 전착, 융착 또는 소결방식이 사용되고 있었으며, 다이아몬드의 간격을 자유롭게 조절하는 것이 어렵고, 연마입자의 돌출높이와 정확한 지립형성이 어렵다는 문제점이 있었다.
다시 말해서, 일반적으로 팔면체 다이아몬드를 사용하여 컨디셔너를 제작하면 CMP 패드와 접촉하는 다이아몬드 끝단의 모양은 점, 선, 면 중 무작위 형태로 정해진다.
이 때, 다이아몬드는 점, 선, 면 각 형태에서도 다양한 각도와 방향을 가지며 이에 따라 컨디셔너 성능에 편차가 생기게 된다.
이에 다이아몬드의 정위치 지립과 정자세의 지립은 CMP 패드 컨디셔너 성능을 유지하기 위해 중요하다.
그러나, 종래의 기술은 다이아몬드를 컨디셔너에 고정하기 위한 지립과정에 있어서, 식립위치 오차 혹은 불균일성 등이 발생되는 문제가 있었으며, 이는 결국 패드의 연마 성능을 저하로 이어지는 문제가 있었다.
KR 2002-0046471 A
위와 같은 종래 기술의 문제점을 극복하기 위한 본 발명은 모든 팔면체 다이아몬드를 동일한 모양으로 세워, 성능 편차와 스크래치 발생을 줄이는 정8면체 형상의 다이아몬드를 기판에 자율지립하는 컨디셔너 제작방법을 제공하는 것에 그 목적이 있다.
정8면체 다이아몬드를 기판에 지립하는 컨디셔너 제작방법에 있어서, 상기 정8면체의 하부형상만큼 돌출부(12)가 형성된 성형치구(10) 및 지립기판(20)을 준비하는 단계; 상기 지립기판(20)에 상기 성형치구(10)의 돌출부(12)를 압입하여 상기 다이아몬드(4) 지립홈(22)을 형성하는 단계; 상기 지립기판(20)에 상기 다이아몬드(4)를 분산하는 단계; 분산된 상기 다이아몬드(4)를 상기 지립홈(22)에 안착시키는 단계; 를 포함하는 정8면체 형상의 다이아몬드를 기판에 자율지립하는 컨디셔너 제작방법을 포함한다.
또한, 상기 안착된 다이아몬드(4)의 꼭지부(2)는 노출된 채, 상기 다이아몬드(4)의 측면 중 일부 및 상기 지립기판(20)을 전기도금 혹은 융착소결 결합하는 단계; 를 추가하는 정8면체 형상의 다이아몬드를 기판에 자율지립하는 방법을 포함한다.
또한, 상기 지립홈(22)에 상기 다이아몬드(4)의 안착을 위해 상기 지립기판(20)에 진동을 주는 단계;를 포함하는 정8면체 형상의 다이아몬드를 기판에 자율지립하는 방법을 포함한다.
또한, 정8면체 다이아몬드(4)를 기판에 지립하는 컨디셔너 제작방법에 있어서, 상기 정8면체의 하부형상만큼 돌출부(12)가 형성된 성형치구(10) 및 지립기판(20)을 준비하는 단계; 상기 지립기판(20)에 상기 성형치구(10)의 돌출부(12)를 압입하여 상기 다이아몬드(4) 지립홈(22)을 형성하는 단계; 상기 지립기판(20)에 상기 다이아몬드(4)를 분산하는 단계; 상기 지립기판(20)의 지립홈(22)에 마주하도록 곡면홈(32)이 형성된 회전치구(30)를 배치하는 단계; 상기 회전치구(30)의 움직임에 의해 분산된 상기 다이아몬드(4)를 상기 지립홈(22)에 안착시키는 단계;를 포함하는 정8면체 형상의 다이아몬드를 기판에 자율지립하는 컨디셔너 제작방법을 포함한다.
또한, 상기 곡면홈(32)의 내면을 형성하는 1개 이상의 곡률반경은 상기 지립홈(22)의 일측면으로부터 상기 다이아몬드(4)의 높이 이하인 것을 특징으로 하는 정8면체 형상의 다이아몬드를 기판에 자율지립하는 컨디셔너 제작방법을 포함한다.
또한, 상기 곡면홈(32)의 내면을 형성하는 1개 이상의 곡률반경의 중심은 상기 지립홈(22)의 일측면 상에 위치한 것을 특징으로 하는 정8면체 형상의 다이아몬드를 기판에 자율지립하는 컨디셔너 제작방법을 포함한다.
또한, 상기 회전치구(30)는 상기 지립기판(20)으로부터 최소이격거리(11)만큼 이격된 채 배치되는 것을 특징으로 하는 정8면체 형상의 다이아몬드를 기판에 자율지립하는 컨디셔너 제작방법을 포함한다.
또한, 상기 곡면홈의 폭(9)은 상기 지립홈의 폭(8)과 상기 최소이격거리(11)의 합보다 작은 것을 특징으로 하는 정8면체 형상의 다이아몬드를 기판에 자율지립하는 컨디셔너 제작방법을 포함한다.
위와 같은 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 다양한 자세의 다이아몬드(4)가 정위치로 자리잡는 것이 보다 용이하게 수행될 수 있게 됨으로써 제품성이 향상되는 강점이 발휘된다.
둘째, 마모가 진행되는 과정에서도 절삭성이 유지되어 컨디셔너의 수명이 증대되는 강점이 발휘된다.
셋째, 동일한 크기의 다이아몬드가 정위치에서 정자세로 지립될 수 있기 때문에 동일한 접촉 높이를 얻을 수 있어 CMP패드의 균일한 연마가 가능해지는 강점이 발휘된다.
도 1은 종래 컨디셔너와 본 발명의 바람직한 실시 예의 컨디셔너 비교도
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 성형치구(10) 및 지립기판(20)를 이용한 다이아몬드(4)의 지립과정이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 지립기판(20)에 올려지는 다양한 자세의 다이아몬드(4)를 보여준다.
도 4(a), 4(b)는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 지립기판(20)에 올려지는 다양한 자세의 다이아몬드(4)를 정위치 및 정자세로 자리잡는 과정을 보여준다.
도 5(a), 5(b)는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 회전치구(30)의 곡면홈(32)과 지립홈(22) 사이에 위치된 다이아몬드(4)의 자세가 다이아몬드의 높이(6), 지립홈의 폭(8), 곡면홈의 폭(9), 최소이격거리(11) 와의 상관관계에 대하여 도시한다.
도 6(a), 6(b), 6(c)는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 코팅과정을 도시한 것이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 공정 흐름도
도 8은 본 발명의 바람직한 제2실시 예에 따른 공정 흐름도
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 구체적으로 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용한다.
제 1, 제 2등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. "및/또는" 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않아야 한다.
설명에 앞서 상세한 설명에 사용된 용어를 간략히 정리한다.
다이아몬드의 "지립"이라 함은 해당 다이아몬드가 피대상체에 부착되는 형태의 일종으로서, 피대상체에 부착 혹은 고정되는 부분과 그 외 돌출되는 부분을 뚜렷하게 가지는 형태의 부착 혹은 설치를 의미하는 것으로 이해하면 된다.
이 때, 돌출되는 부분을 “노출부”라 하며, “노출부”가 연마 대상체와 접촉되는부분을 “노출단부”라고 한다.
다시 말해서, 다이아몬드의 "지립"이라 함은 다이아몬드의 일부분이 컨디셔너에 부착되고 그 외의 부분은 컨디셔너로부터 돌출되도록 세워져 고정된 형태일 수 있다.
또한, “정위치”라 함은 각 다이아몬드가 각각 지립되는 올바른 각각의 위치를 가리키고, “정자세”라 함은 다이아몬드가 지립되는 올바른 자세를 가리킨다.
“동일높이”라 함은 도 5(b) 기준으로 상하방향으로의 높이 중 서로 동일한 위치를 의미한다.
도 1은 종래 컨디셔너와 본 발명의 바람직한 실시 예의 컨디셔너 비교도이다.
종래 컨디셔너의 경우 다이아몬드의 노출단부의 높이가 제각각으로 형성되고 있다.
그러나, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 정8면체 다이아몬드(4)를 기판에 지립하는 컨디셔너 제작방법에 의해 제작된 신규 컨디셔너의 노출단부는 그 높이가 동일하며, 복수 개의 각 다이아몬드들 중 서로 최인접된 한 쌍 간의 거리는 균일하게 형성되고 있음을 확인할 수 있다.
먼저, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 정8면체 다이아몬드(4)를 기판에 지립하는 컨디셔너 제작방법에 사용되는 성형치구(10) 및 지립기판(20)을 설명한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 성형치구(10) 및 지립기판(20)을 이용한 다이아몬드(4)의 지립과정이다.
성형치구(10)는 도 2 (a)와 같이 편평한 판상의 베이스 플레이트의 일면에서 복수 개의 돌출부(12)가 소정의 간격으로 이격되어 돌설되고 있다.
돌출부(12)는 아래로 갈수록 횡단면의 폭이 좁아지도록 뾰족하게 형성되고 있다.
돌출부(12)의 외형은 다이아몬드(4)의 외형과 대응되는 형상인 것이 바람직할 수 있다.
보다 바람직하게는 복수 개의 돌출부(12)는 서로 등간격으로 형성될 수 있다.
지립기판(20)은 도 2 (a)와 같이 돌출부(12)와 접촉되는 상면이 편평한 평면으로 이루어지고, 지립기판(20)은 도 2 (b)와 같이 돌출부(12)에 의해 음각처리될 수 있는 재질로 형성될 수 있다.
다시 말해서, 성형치구(10)가 지립기판(20)에 가압되어 돌출부(12)가 지립기판(20)에 압입되고 나면 도 2 (c)와 같이 지립홈(22)이 지립기판(20)에 형성된다.
복수 개의 다이아몬드(4)는 도 2 (d)와 같이 복수 개의 지립홈(22)에서 정위치에서 위치되고, 각각의 꼭지부(2)가 정자세를 쉽게 유지할 수 있게 된다.
한편, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 지립기판(20)에 올려지는 다양한 자세의 다이아몬드(4)를 보여준다.
먼저 복수 개의 지립홈(22)이 형성된 지립기판(20) 위로 복수 개의 다이아몬드(4)가 흩어져 제공될 수 있다.
이 때 복수 개의 다이아몬드(4) 중 어느 것은 지립기판(20)에 형성된 복수 개의 지립홈(22)에 한번에 정자세로 안착될 수도 있다.
그러나, 다른 어떤 다이아몬드(4)는 지립홈(22)에는 진입해 있지만 정자세가 아닐 수 있으며, 또 다른 어느 다이아몬드(4)는 일부라도 전혀 지립홈(22)에 안착되지 못하고 지립기판(20)의 상면에 올려질 수도 있다.
다이아몬드(4)는 정팔면체의 다이아몬드(4)이기 때문에 지립홈(22)에 정위치에서 정자세를 한번에 달성하는 일은 도 3과 같은 단계만으로는 쉽게 달성하기가 곤란한 부분이 있다.
이와 같은 문제를 해결하는 것이 바로 도 4에서 도시된다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 지립기판(20)에 올려지는 다양한 자세의 다이아몬드(4)를 정위치 및 정자세로 바로잡는 과정을 보여준다.
먼저 도 4(a)처럼 복수 개의 지립홈(22)이 형성된 지립기판(20) 위로 복수 개의 다이아몬드(4)가 제공된 상태에서 지립기판(20)에 진동을 인가함으로써 다이아몬드(4)를 정위치로 안착시키고 정자세를 하도록 유도할 수 있다.
그러나, 단순히 지립기판(20)을 진동시키는 것만으로는 복수 개의 다이아몬드(4) 모두가 정위치, 정자세를 정확하게 취할 수 없을 수 있으며, 결국 만족스럽지 못한 결과가 초래될 수도 있다.
따라서, 도 4(b)와 같이 지립기판(20)에 올려진 복수 개의 다이아몬드(4)를 강제적으로 접촉하여 정위치 및 정자세로 바로 잡도록 하도록 하는 것이 보다 바람직할 수 있다.
여기에는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 회전치구(30)가 이용될 수 있다.
즉, 회전치구(30)에는 다이아몬드(4)와 접촉하는 면에 복수 개의 곡면홈(32)이 형성될 수 있다.
복수 개의 곡면홈(32)은 서로 소정거리 이격되어 형성될 수 있으며, 보다 상세하게는 곡면홈(32)은 소정의 곡률을 가진 채 상방향으로 오목하게 들어가 형성되고 있다.
보다 상세하게는 복수 개의 곡면홈(32)은 회전치구(30)가 접근하는 지립기판(20)에 형성된 복수 개의 지립홈(22)에 대응되는 위치에 형성되는 것이 바람직할 수 있다.
바꿔 말해, 곡면홈(32)의 내면을 형성하는 1개 이상의 곡률반경의 중심은 상기 지립홈(22)의 일측면 상에 위치될 수 있는 것이다.
즉, 다이아몬드(4)는 곡면홈(32)에 접촉될 수 있기 때문에 회전되면서 정위치에서 정자세를 취할 수 있게 된다.
이 때, 회전치구(30) 및 지립기판(20)은 서로에 대하여 상대적으로 위치가 가변되도록 슬립동작을 할 수 있게 된다.
예를 들면, 지립기판(20)이 위치 고정된 상태에서 회전치구(30)가 좌우로 슬립동작하던가, 그 반대로 회전치구(30)가 위치 고정된 상태에서 지립기판(20)가 좌우로 슬립동작할 수 있다.
다른 한편, 지립기판(20) 및 회전치구(30)가 동시에 좌우로 슬립동작하되, 서로의 슬립속도를 달리 할 수도 있다.
또한, 슬립동작에는 전술한 직선 병진운동뿐만 아니라 소정의 회전운동도 포함될 수 있음을 일러둔다.
따라서, 복수 개의 지립홈(22)에 위치한 각각의 다이아몬드(4)들은 곡면홈(32)의 표면에서 정자세를 쉽게 할 수 있게 되며, 도 5를 참조하면서 보다 상세하게 설명한다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 회전치구(30)의 곡면 홈(32)과 지립홈(22) 사이에 위치된 다이아몬드(4)의 자세가 다이아몬드의 높이(6), 지립홈의 폭(8), 곡면홈의 폭(9), 최소이격거리(11) 와의 상관관계에 대하여 도시한다.
다이아몬드(4)는 도 5(a)처럼 꼭 지부(2), 다이아몬드(4), 다이아몬드의 높이(6)를 가지는 정8면체 다이아몬드(4)이다.
다이아몬드의 높이(6)는 복수 개의 꼭짓점들 중 서로 최대 떨어진 되는 한 쌍의 꼭지점들 사이의 거리일 수 있다.
즉, 다이아몬드의 높이(6)는 이하에서 설명될 한 쌍의 회전축꼭짓점 간의 거리일 수 있다.
도 5(b)는 회전치구(30)의 곡면 홈(32) 중심과 지립기판(20)의 지립홈(22)의 중심을 일치시킨 상태에서의 곡면 홈(32) 중심과 지립기판(20)의 지립홈(22)의 중심 각각을 지나는 단면도이다.
회전치구(30)의 최하면은 복수 개의 곡면홈(32)의 최하단부에서 편평하게 형성되고 있다.
한편, 지립기판(20)의 최상 면은 복수 개의 지립홈(22)의 최상단부에서 편평하게 형성되어 있다.
최소 떨어진 거리(11)는 회전치구(30)의 최하면과 지립기판(20)의 최상면 사이의 거리이다.
한편, 곡면홈의 폭(9)은 곡면홈(32)의 최하단부 사이 거리로서, 보다 엄밀하게는 곡면홈의 폭(9)의 내주면에서 임의의 세개의 지점을 연결하는 가상의 원의 직경 중에서 최대직경을 가지는 원의 직경일 수 있다.
지립홈의 폭(8)은 지립홈(22)의 내주면 중에서 서로 대향되는 두 면에 각각 동일한 높이에 있어 서로 대향되는 두 지점을 연결한 직선 거리 값들 중 최소값일 수 있다.
다시 말하면, 지립홈의 폭(8)은 다이아몬드(4)의 측면 중 어느 하나의 길이일 수 있다.
한편, 지립홈의 깊이(13)는 지립홈(22)의 최대 깊이로서, 보다 바람직하게는 지립홈의 깊이(13)는 다이아몬드의 높이(6)의 절반일 수 있다.
서로 자세를 달리하는 복수 개의 다이아몬드(4)들이 회전치구(30) 및 지립기판(20) 사이에 위치되고 있다.
도 5(b)처럼, 복수 개의 지립홈(22) 및 곡면홈(32) 사이 공간에는 다양한 자세의 다이아몬드(4)가 각각 마련될 수 있고, 이 상태에서 전술한 다양한 방식으로 지립기판(20) 및 회전치구(30)가 서로 방향을 가변적으로 달리하면서 상대운동 가능하도록 움직여줄 수 있는데(전술한 슬립동작) 이 때 어느 하나의 다이아몬드(4)가 지립홈(22)의 내주면 그리고 곡면홈(32)의 내주면에서 각각 어떻게 접촉되고 있으며, 또한 각각의 접촉에 의해서 어떻게 회전 가능한가를 도 5(b)의 확대도를 통해 설명하면 다음과 같다.
이 때, 도 5(b)에서 곡면홈(32)의 우측 최하단부를 3시 방향이라 하고, 곡면홈의 폭(9)의 최상단을 12시 방향이라 설정하겠다.
회전치구(30)에 형성된 곡면홈(32)의 형상을 보다 상세히 살펴보면, 복수 개의 다이아몬드(4) 중 어느 하나의 다이아몬드(4)의 복수 개의 꼭지부(2) 중에서 서로 최대 이격된 한 쌍의 꼭지부(2)(이하, 회전축꼭지점이라 함) 중 하나인 일측 꼭지부(2)가 지립홈(22)의 내주면에 접촉되고, 다른 하나인 타측 꼭지부(2)는 곡면홈(32)의 내주면에 접촉되고 있다.
즉, 일측 꼭지부(2)는 A지점에 점접촉되고, 타측 꼭지부(2)는 곡면홈(32)에 접촉될 수 있다.
이때, 다수의 실선은 각각의 서로 다른 시각에서 한 쌍의 회전축꼭지점 사이를 연결하는 가상의 선을 나타낸 것이다.
즉, 다수의 실선 각각은 서로 다른 시각에서 다이아몬드(4)의 최대 이격된 한 쌍의 꼭지부(2)를 직선으로 연결한 가상의 선이며, 이들을 축방향가상선이라한다.
다수의 실선으로 표현한 것과 같이축방향가상선은 지립기판(20) 및 회전치구(30)의 슬립동작에 의해 시간의 흐름에 따라 3시방향에서 12시 방향을 향해 점차 변화하여, 결국에 다이아몬드(4)가 정자세를 취할 수 있게 된다.
다시 말해서, 다이아몬드(4)가 정자세일 때, 축방향가상선은 12시 방향이다.
바꿔 말하면, 다이아몬드(4)의 축방향가상선이 곡면홈(32)의 중심과 지립홈(22)의 중심을 서로 연결하는 가상의 선과 일치할 수 있게 됨으로써 다이아몬드(4)가 정자세를 할 수 있다.
이 때, 곡면홈(32)의 3시 방향 지점에서 12시 방향 지점으로 갈수록 곡률이 완만하게 형성되는 것이 보다 바람직할 수 있다.
다른 한편, 다이아몬드(4)의 한 쌍의 회전축꼭지점 중에서 어느 하나인 일측 꼭지부(2)가 지립홈(22)과 B위치에서 점접촉할 수도 있다.
이 때, 타측 꼭지부(2)는 곡면홈(32)의 내주면에 3시 방향에 점접촉하고 있는 경우이며, 전술한 일측 꼭지부(2)가 A위치에 있을 때의 곡면홈의 폭(9)의 곡률보다 더 큰 곡면홈의 폭(9) 곡률을 가질 수 있는 것이 보다 바람직할 수 있다.
다시 말하면, 곡면홈(32)의 곡률은 회전치구(30)에서 다양하게 마련될 수도 있는데, 다이아몬드(4)의 회전축꼭지점 중 어느 하나가 A 위치인 것과 B 위치인 것 등 각기 그 높이를 달리하더라도, 정자세로의 자세수정이 매우 용이하게 이루어질 수 있게 됨을 의미한다.
도시된 것과 같이 A지점의 높이가 B지점의 높이보다 높다.
회전축꼭지점이 상대적으로 높은 위치의 A지점에서 점첩촉하는 경우와, 상대적으로 낮은 위치인 B지점에서 점접촉하는 경우 모두에 대응되어 자세 수정이 용이하게 되는 것이다.
한편, 도 6은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 코팅과정을 도시한다.
코팅과정은 전술한 원리와 같이 다이아몬드(4)가 정위치 및 정자세를 취한 후 수행될 수 있다.
즉, 다이아몬드(4)가 도 6 (a), 도 6 (b) 및 도 6(c)처럼 지립홈(22)에 정위치에서 정자세를 한 상태에서 도금액에 함침시켜 코팅 처리되어 지립을 견고하게 완성시킬 수 있는 것이다.
도 6(c)에는 다이아몬드(4)가 정위치에 놓여있는 두 가지 케이스(C,D)를 보여주는데, 하나는 다이아몬드(4)의 하부가 지립홈(22)에 밀착된 경우이고, 다른 하나는 다이아몬드(4)의 하단부가 지립홈(22)에 소정 이격되지만 전체적으로 정자세를 취한 경우(D)이다.
두 가지 케이스(C,D) 모두 다이아몬드(4)가 정위치에서 정자세를 한 것으로 볼 수 있다.
다음으로 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 정8면체 다이아몬드(4)를 기판에 지립하는 컨디셔너 제작방법을 설명한다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 공정 흐름도다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 정8면체 다이아몬드(4)를 기판에 지립하는 컨디셔너 제작방법은 준비단계(S11), 지립홈 형성단계(S12), 다이아몬드 분산단계(S13) 및 안착단계(S14)가 순차적으로 수행될 수 있다.
준비단계(S11)는 정팔면체의 하부형상만큼 돌출부(12)가 형성된 성형치구(10) 및 지립기판(20)을 준비하는 단계이다.
지립홈 형성단계(S12)는 지립기판(20)에 성형치구(10)의 돌출부(12)를 압입하여 다이아몬드(4) 지립홈(22)을 형성하는 단계이며, 다이아몬드 분산단계(S13)는 지립기판(20)에 다이아몬드(4)를 분산하는 단계이다.
안착단계(S14)는 분산된 다이아몬드(4)를 지립홈(22)에 안착시키는 단계이다.
한편, 이 때 안착된 다이아몬드(4)의 꼭지부(2)는 노출된 채, 다이아몬드(4)의 측면 중 일부 및 지립기판(20)을 전기도금 혹은 융착소결 결합하는 단계를 더 추가할 수 있다.
한편, 전술한 것과 같이 다이아몬드(4)의 정위치 및 정자세 수정을 위하여 안착단계(S14) 이후에 지립홈(22)에 다이아몬드(4)의 안착을 위해 지립기판(20)에 진동을 주는 단계를 더 포함할 수 있다.
한편, 도 8은 본 발명의 바람직한 제2실시 예에 따른 공정 흐름도다.
본 발명의 바람직한 제2실시 예에 따른 정8면체 다이아몬드(4)를 기판에 지립하는 컨디셔너 제작방법은 준비단계(S21), 지립홈 형성단계(S22), 다이아몬드 분산단계(S23), 회전치구 배치단계(S24), 안착단계(S25)를 포함할 수 있다.
준비단계(S21)는 정팔면체의 하부형상만큼 돌출부(12)가 형성된 성형치구(10) 및 지립기판(20)을 준비하는 단계이고, 지립홈 형성단계(S22)는 지립기판(20)에 성형치구(10)의 돌출부(12)를 압입하여 다이아몬드(4) 지립홈(22)을 형성하는 단계다.
다이아몬드 분산단계(S23)는 지립기판(20)에 다이아몬드(4)를 분산하는 단계이고, 회전치구 배치단계(S24)는 지립기판(20)의 지립홈(22)에 마주하도록 곡면홈(32)이 형성된 회전치구(30)를 배치하는 단계이다.
안착단계(S25)는 전술한 회전치구(30)의 움직임에 의해 분산된 다이아몬드(4)를 지립홈(22)에 안착시키는 단계다.
이 때, 곡면홈(32)의 내면을 형성하는 1개 이상의 곡률반경은 지립홈(22)의 일측면으로부터 다이아몬드(4)의 높이 이하인 것이 바람직할 수 있다.
다른 한편, 곡면홈(32)의 내면을 형성하는 1개 이상의 곡률반경의 중심은 지립홈(22)의 일측면 상에 위치한 것이 바람직할 수 있다.
따라서, 곡면홈(32)과 지립홈(22) 사이에 다이아몬드(4)가 위치될 수 있게 됨으로써, 다이아몬드(4)가 정위치로 자리잡는 것을 돕게 된다.
또한, 회전치구(30)는 지립기판(20)으로부터 상기 회전치구 간의 이격된 최소거리에 해당하는 최소이격거리(11)만큼 이격된 채 배치되는 것이 바람직할 수 있다.
한편, 곡면홈의 폭(9)은 지립홈의 폭(8)과 최소이격거리(11)의 합보다 작은 것이 바람직할 수도 있다.
이로써 다양한 자세의 다이아몬드(4)가 정위치로 자리잡는 것이 보다 용이하게 수행될 수 있게 됨으로써 제품성이 향상되는 강점이 발휘된다.
2 : 꼭지부
4 : 다이아몬드
6 : 다이아몬드의 높이
8 : 지립홈의 폭
9 : 곡면홈의 폭
10 : 성형치구
11 : 최소이격거리
12 : 돌출부
13 : 지립홈의 깊이
20 : 지립기판
22 : 지립홈
30 : 회전치구
32 : 곡면홈
S21, S22 : 준비단계
S12, S22 : 지립홈 형성단계
S13, S23 : 다이아몬드 분산단계
S14, S25 : 안착단계
S24 : 회전치구 배치단계

Claims (8)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 정8면체 다이아몬드(4)를 기판에 지립하는 컨디셔너 제작방법에 있어서,
    상기 정8면체의 하부형상만큼 돌출부(12)가 형성된 성형치구(10) 및 지립기판(20)을 준비하는 단계;
    상기 지립기판(20)에 상기 성형치구(10)의 돌출부(12)를 압입하여 상기 다이아몬드(4) 지립홈(22)을 형성하는 단계;
    상기 지립기판(20)에 상기 다이아몬드(4)를 분산하는 단계;
    상기 지립기판(20)에 마주하도록 곡면홈(32)이 형성된 회전치구를 배치하여상기 지립기판(20)에 대해 상기 회전치구(30)의 좌우 움직임에 의해 분산된 상기 다이아몬드(4)를 상기 지립홈(22)에 안착시키는 단계;
    상기 회전치구(30)의 움직임에 의해 분산된 상기 다이아몬드(4)를 상기 지립홈(22)에 안착시키는 단계;
    상기 회전치구(30)의 상기 곡면홈(32)의 내면을 형성하는 1개 이상의 곡률반경은 상기 지립홈(22)의 일측면으로부터 상기 다이아몬드의 높이(6) 이하이고,
    상기 곡면홈(32)의 내면을 형성하는 1개 이상의 곡률반경의 중심은 상기 지립홈(22)의 일측면 상에 위치하고,
    상기 회전치구(30)는 상기 지립기판(20)으로부터 상기 회전치구 간의 이격된 최소거리에 해당하는 최소이격거리(11)만큼 이격된 채 배치되는 것을 특징으로 하는 정8면체 형상의 다이아몬드를 기판에 자율지립하는 컨디셔너 제작방법.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제4항에 있어서,
    상기 곡면홈의 폭(9)은 상기 지립홈의 폭(8)과 상기 최소이격거리(11)의 합보다 작은 것을 특징으로 하는 정8면체 형상의 다이아몬드를 기판에 자율지립하는 컨디셔너 제작방법.
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