KR200339181Y1 - Diamond electrodeposited conditioner for CMP pad - Google Patents
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Abstract
본 고안은 화학적-기계적-연마(CMP)용 폴리싱 패드의 평탄화를 향상시킴과 동시에, 이 패드의 컨디셔닝을 효과적으로 행하는 기능을 가지고, 더구나 컨디셔닝 성능이 우수하고, 수명이 길며, 컨디셔너의 제조가 용이하여 제조시의 불량률을 현저히 감소시킬 수 있는 CMP 장치용 컨디셔너를 제공함에 그 목적이 있다.The present invention improves the flattening of the polishing pad for chemical-mechanical-polishing (CMP), and at the same time has the function of effectively conditioning the pad, furthermore, it has excellent conditioning performance, long life, and easy manufacture of the conditioner. It is an object of the present invention to provide a conditioner for a CMP device that can significantly reduce the defective rate at the time of manufacture.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 샹크(3)의 표면에 구멍 형상의 비마스킹부(1)를 가지는 마스킹 시트(2)를 점착하고, 하나의 비마스킹부(1)에 하나의 다이아몬드 입자(4) 만을 예비 고정한 후에 마스킹 시트(2)를 박리시키고, 이어서 도금액 안에 넣어서 다이아몬드 입자 직경의 40∼60% 정도의 두께를 가지도록 Ni 도금층(6)을 석출시키며, 더욱이 1개 구멍 형상의 비마스킹부(1)의 면적이 다이아몬드 입자(4)의 투영 면적의 110∼160%배로 하고, 상기한 마스킹 시트(2)의 비마스킹부(1)의 전면적이 바스킹 시트(2)의 전면적의 0.04∼0.2배의 범위로 하는 것이 특징으로 된 화학적-기계적-연마 패드용 다이아몬드 전착 컨디셔너를 제공한다.The present invention for achieving this object, the masking sheet (2) having a hole-shaped non-masking portion 1 on the surface of the shank (3), one diamond particle on one non-masking portion (1) (4) After only preliminarily fixing the masking sheet 2, the masking sheet 2 was peeled off, and then the Ni plating layer 6 was deposited so as to have a thickness of about 40 to 60% of the diameter of the diamond particles by being put in a plating solution. The area of the masking portion 1 is 110 to 160% of the projected area of the diamond grains 4, and the entire area of the non-masking portion 1 of the masking sheet 2 is the entire area of the masking sheet 2. A diamond electrodeposition conditioner for chemical-mechanical-polishing pads characterized by being in the range of 0.04 to 0.2 times.
본 고안에 의해 치수 정밀도가 엄격한 패턴 형상을 재현성 높게 용이하게 형성시킬 수 있고, 마스킹 시트(2)의 샹크(3)에 대한 밀착력이 높으며, 또한 샹크(3)에 전착되는 80∼120메쉬의 다이아몬드 입자(4)가, 구멍형의 비마스킹부(1)에 한 개씩 분산된다. 따라서 CMP용 폴리싱 패드의 평탄화를 향상시킴과 동시에, 이 패드의 컨디셔닝을 효과적으로 행하는 기능을 가지고, 더구나 컨디셔닝 성능이 우수하고, 수명이 길며, 컨디셔너의 제조가 용이하기 때문에 제조시의 불량률을 현저히감소시킬 수 있다.The present invention makes it possible to easily form a pattern shape with strict dimensional accuracy with high reproducibility, has high adhesion to the shank 3 of the masking sheet 2, and is 80 to 120 mesh diamond electrodeposited to the shank 3. Particles 4 are dispersed one by one in the hole-type non-masking section 1. This improves the planarization of the polishing pad for CMP and at the same time effectively regulates the pad. Furthermore, it has excellent conditioning performance, long life, and easy manufacture of conditioners. Can be.
Description
본 고안은 반도체의 웨이퍼 가공에 사용되는 CMP(Chemical mechanical planarization) 장치의 패드 컨디셔너에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 고안은CMP용 폴리싱 패드의 평탄화를 향상시킴과 동시에, 이 패드의 컨디셔닝을 효과적으로 행하는 기능을 가지고, 더구나 컨디셔닝 성능이 우수하고, 수명이 긴 CMP 장치용 컨디셔너에 관한 것이다.The present invention relates to a pad conditioner of a chemical mechanical planarization (CMP) device used for wafer processing of semiconductors. More specifically, the present invention relates to a conditioner for a CMP device which has a function of improving the planarization of the polishing pad for CMP and effectively conditioning the pad, and having excellent conditioning performance and long life.
반도체 웨이퍼의 연마를 반복하기 위하여, 연마 입자나 연마칩 등이 폴리싱 패드의 미세한 구멍에 들어가서 눈메움이 일어난다든지, 연마 입자와 웨이퍼와의 화학 반응열에 의해 폴리싱 패드의 표면이 경면화하여 연마 속도를 저하시키게 된다. 이 때문에 폴리싱 패드의 표면을 재생시켜 연마 속도를 회복시키는 컨디셔너라고 불리는 공구가 사용된다. 다이아몬드 입자는 우수한 컨디셔닝 재료이며, 다이아몬드 입자를 이용한 컨디셔닝이 실용화되어 있다. 이와 같은 CMP용 폴리싱 패드의 컨디셔너에 대해서는, 폴리싱 패드의 마멸을 가급적 억제할 수 있으며, 더욱이 패드의 표면 상태를 항상 소정의 연마속도가 얻어지도록 일정하게 유지되는 것과, 다이아몬드 입자의 탈락이 없고, 패드면에 눈메움을 일으키지 않는 것이 요구된다.In order to repeat the polishing of the semiconductor wafer, the abrasive particles or the abrasive chips enter the fine holes of the polishing pad to cause eye filling, or the surface of the polishing pad is mirrored due to the heat of chemical reaction between the abrasive particles and the wafer to increase the polishing rate. Is degraded. For this reason, a tool called a conditioner for regenerating the surface of the polishing pad to restore the polishing rate is used. Diamond particles are excellent conditioning materials, and conditioning using diamond particles has been put to practical use. As for the conditioner of the CMP polishing pad, the wear of the polishing pad can be suppressed as much as possible. Furthermore, the surface of the pad is kept constant so that a predetermined polishing rate is always obtained, and there is no drop of diamond particles. It is required not to cause blindness on the cotton.
다이아몬드 입자를 컨디셔너 본체의 작용면에 금속 결합제를 사용하여 고착하는 방법에는 여러 가지가 있으나, 전착법은 비교적 용이하고 더욱이 다이아몬드 입자를 컨디셔너 본체의 작용면에 확실하게 고착시킬 수 있으므로 많이 사용되고 있다. 전착법에 의해 다이아몬드 입자를 고착하는 경우는, 컨디셔너 본체의 작용면에 다이아몬드 입자의 고정면을 남겨 두고서, 절연성의 마스킹 재료로 피복한다. 컨디셔너의 본체를 도금액에 담그고 입자 고정면에 입자를 놓고서 컨디셔너의 본체에 음극을 접속하고, 도금액에 양극을 접속하여 전기 도금을 행하여 다이아몬드 입자를 예비 고정한다. 다이아몬드 입자를 예비 고정한 후에 대부분의 입자는 그 일부가 본체의 입자 고정면에 접한 상태에서 예비 고정되지만, 본체의 입자 고정면에 접하지 않은 상태에 부착하여, 부유하는 입자가 존재하는 경우도 있다. 컨디셔너의 본체를 다시 도금액에 넣어서, 본체에 음극을 접속하고 도금액에 양극을 접속하여 다이아몬드 입자 고정면의 도금을 행한다.There are various methods for fixing the diamond particles to the working surface of the conditioner body using a metal binder, but electrodeposition methods are relatively easy and the diamond particles can be reliably fixed to the working surface of the conditioner body. In the case where the diamond particles are fixed by the electrodeposition method, the fixed surfaces of the diamond particles are left on the working surface of the conditioner main body and coated with an insulating masking material. The main body of the conditioner is immersed in the plating liquid, the particles are placed on the particle fixing surface, and the negative electrode is connected to the main body of the conditioner, and the positive electrode is connected to the plating liquid to perform electroplating to pre-fix the diamond particles. After preliminary fixation of the diamond particles, most of the particles are preliminarily fixed in a state where a part thereof is in contact with the particle fixing surface of the main body, but may be attached in a state where the particles are not in contact with the particle fixing surface of the main body, so that floating particles may exist. The main body of the conditioner is put back into the plating liquid, the negative electrode is connected to the main body, and the positive electrode is connected to the plating liquid, thereby plating the diamond particle fixing surface.
그러나 종래의 전착 숫돌의 제조에 있어서, 컨디셔너 본체의 작용면에 다이아몬드 입자의 고정면을 남겨 두고서, 절연성의 마스킹 재료로 피복하는 경우에 미세한 크기의 적절한 치수 정밀도로 피복하는 것이 곤란하여 마스킹 되어 있지 않은 곳에 두 개 이상의 다이아몬드 입자가 동시에 들어가는 문제가 발생하였고, 마스킹 위치가 어긋나서 동일한 형상으로 재현하는 것이 곤란하였고, 피복층이 평활하게 되지않고 요철(凹凸)이 심하였으며, 피복층의 밀착력이 약하여 이후에 공정에서 벗겨지는 경우가 있었기 때문에, CMP 패드를 컨디셔닝 하는데 있어서 불량률이 매우 높았다. 또한 종래의 컨디셔너는, 패드의 표면 상태를 항상 소정의 연마속도가 얻어지도록 일정하게 유지시키는 것이 곤란하였으며, 다이아몬드 입자의 탈락이 많고, 패드면에 눈메움을 일으키는 경우가 많았으며, 종래의 컨디셔너를 사용하여 패드를 컨디셔닝하면, 웨이퍼의 표면거칠기 값 및 스크래치 개수가 높은 것이 큰 문제로 되어왔다.However, in the manufacture of the conventional electrodeposited grindstone, it is difficult to coat with an appropriate masking precision of a fine size when leaving the fixed surface of the diamond particles on the working surface of the conditioner main body and coating it with an insulating masking material. The problem that two or more diamond particles enter at the same time occurred, it was difficult to reproduce the same shape because the masking position is shifted, the coating layer was not smooth, the irregularities were severe, and the adhesion of the coating layer was weak, so that the process Because of peeling at, the failure rate was very high in conditioning the CMP pad. In addition, in the conventional conditioner, it was difficult to keep the surface of the pad constant so that a predetermined polishing rate was always obtained, and there were many diamond particles falling off, and the pad surface was often filled with eyes, and the conventional conditioner was used. When the pads are conditioned, high surface roughness values and scratch numbers of the wafers have been a major problem.
본 고안은 CMP용 폴리싱 패드의 평탄화를 향상시킴과 동시에, 이 패드의 컨디셔닝을 효과적으로 행하는 기능을 가지고, 더구나 컨디셔닝 성능이 우수하고, 수명이 길며, 컨디셔너의 제조가 용이하여 제조시의 불량률을 현저히 감소시킬 수 있는 CMP 장치용 컨디셔너를 제공함에 그 목적이 있다.The present invention improves the planarization of the polishing pad for CMP, and at the same time, effectively performs the conditioning of the pad. Furthermore, the conditioning performance is excellent, the service life is long, and the conditioner is easy to manufacture. It is an object of the present invention to provide a conditioner for a CMP device.
도 1은 마스킹 시트를 점착한 샹크의 부분 평면도1 is a partial plan view of a shank adhered to a masking sheet
도 2는 다이아몬드 입자가 예비 고정된 샹크의 부분 평면도2 is a partial plan view of a shank to which diamond particles are preliminarily fixed;
도 3은 본 고안 컨디셔너의 연삭면의 부분 단면도3 is a partial cross-sectional view of the grinding surface of the subject conditioner
도 4는 본 고안에 의한 일실시예인 컨디셔너의 작용면의 평면도Figure 4 is a plan view of the working surface of the conditioner according to an embodiment of the present invention
도 5는 본 고안에 의한 다른 실시예인 컨디셔너의 작용면의 평면도5 is a plan view of the working surface of the conditioner according to another embodiment of the present invention
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>
1 : 구멍형상의 비마스킹부 2 : 마스킹 시트1: hole-shaped non-masking part 2: masking sheet
3 : 샹크 4 : 다이아몬드 입자3: Shank 4: Diamond Particles
5 : 예비 도금층 6 : Ni 도금층5: pre-plated layer 6: Ni-plated layer
7 : 컨디셔너 8 : 비전착 영역7: conditioner 8: non-deposition area
본 고안자들은, 상기의 과제를 해결하기 위하여 실험적인 연구를 거듭한 결과, 전착 컨디셔너의 연삭면에 있어서, 하나의 비마스킹부에 한 개씩의 다이아몬드 입자를 분산시키는 것에 의해, 연삭 저항을 감소시키고 컨디셔너의 수명이 증가되며, 연마속도비와 컨디셔닝 속도가 높아지며, 웨이퍼의 표면거칠기 값이 낮아지며, 웨이퍼의 스크래치 개수가 감소됨을 확인하였다. 즉, 본 고안은, 샹크(3)의 표면에 구멍 형상의 비마스킹부(1)를 가지는 마스킹 시트(2)를 점착하고, 하나의 비마스킹부(1)에 하나의 다이아몬드 입자(4) 만을 예비 고정한 후에 마스킹 시트(2)를 박리시키고, 이어서 도금액 안에 넣어서 다이아몬드 입자 직경의 40∼60% 정도의 두께를 가지도록 Ni 도금층을 석출시키며, 더욱이 1개의 구멍 형상의 비마스킹부(1)의 면적이 다이아몬드 입자(4)의 투영 면적의 110∼160%배로 하고, 상기한 마스킹 시트(2)의 비마스킹부(1)의 전면적이 마스킹 시트(2)의 전면적의 0.04∼0.2배의 범위로 하는 것이 특징으로 된 화학적-기계적-연마 패드 컨디셔너를 제공하는 것이다.The inventors have conducted experiments to solve the above problems, and as a result, by dispersing one diamond particle in one non-masking portion on the grinding surface of the electrodeposition conditioner, the grinding resistance is reduced and the conditioner It has been confirmed that the lifespan is increased, the polishing rate ratio and the conditioning speed are increased, the surface roughness value of the wafer is lowered, and the number of scratches of the wafer is reduced. That is, according to the present invention, the masking sheet 2 having the hole-shaped non-masking portion 1 is adhered to the surface of the shank 3, and only one diamond particle 4 is attached to the one non-masking portion 1. After the preliminary fixing, the masking sheet 2 is peeled off, and then placed in a plating solution to deposit a Ni plating layer having a thickness of about 40 to 60% of the diameter of the diamond particles, and furthermore, the area of the non-masking portion 1 of one hole shape. 110 to 160% of the projected area of the diamond grains 4, and the entire area of the non-masking portion 1 of the masking sheet 2 is in the range of 0.04 to 0.2 times the total area of the masking sheet 2 It is to provide a chemical-mechanical-polishing pad conditioner characterized by.
아래에, 도면을 참고하여 본 고안을 상세히 설명한다. 그림 1은 마스킹 시트(2)를 점착한 샹크의 부분 평면도이다. 그림 1에서 원으로 표시되는 부분이 비마스킹부(1)로서, 한 개의 비마스킹부(1)에 1개의 다이아몬드 입자(4)가 고착된다. 1개의 비마스킹부(1)에 고착되는 다이아몬드 입자(4)가 2개를 넘으면, 패드에 의한 연마에서 웨이퍼의 표면거칠기 값이 낮아지며, 웨이퍼의 스크래치 개수가 감소되기 쉽다. 그림 1에서 비마스킹부(1)의 전면적이 다이아몬드 입자(4)를 고착한 연삭면적의 0.04∼0.2배이다. 비마스킹부(1)의 전면적이 다이아몬드 입자(4)를 고착한 연삭면의 전면적의 0.04배 미만이면, 컨디셔너(7)로서의 연삭력이 부족한 문제가 있으며, 컨디셔너(7)의 수명이 짧아지게 된다. 또한 비마스킹부(1)의 전면적이 다이아몬드 입자(4)를 고착한 연삭면의 전면적의 0.3배 이상이면 패드에 의한 연마에서 웨이퍼의 표면거칠기 값이 낮아지며, 웨이퍼의 스크래치 개수가 감소되기 쉽다. 본 고안의 컨디셔너의 샹크(3) 재료로는, 스테인레스 강재인 STS 304를 사용하는 것이 바람직하나, 경우에 따라서는 예를 들면 알루미늄 합금 등이 사용될 수 있다.In the following, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Fig. 1 is a partial plan view of the shank to which the masking sheet 2 is attached. The portion indicated by the circle in Fig. 1 is the non-masking portion 1, and one diamond particle 4 is fixed to one non-masking portion 1. When there are more than two diamond particles 4 adhered to one non-masking portion 1, the surface roughness value of the wafer becomes low during polishing by the pad, and the number of scratches of the wafer is likely to decrease. In Fig. 1, the total area of the non-masking part 1 is 0.04 to 0.2 times the grinding area where the diamond particles 4 are fixed. If the total area of the non-masking part 1 is less than 0.04 times the total area of the grinding surface to which the diamond particles 4 are fixed, there is a problem that the grinding force as the conditioner 7 is insufficient, and the life of the conditioner 7 is shortened. . In addition, when the total area of the non-masking portion 1 is 0.3 times or more of the total area of the grinding surface to which the diamond particles 4 are fixed, the surface roughness value of the wafer is lowered when polishing by the pad, and the number of scratches of the wafer is likely to decrease. As the material of the shank 3 of the conditioner of the present invention, it is preferable to use STS 304 made of stainless steel, but in some cases, for example, an aluminum alloy may be used.
본 고안의 컨디셔너를 제조하기 위해서는, 우선 샹크(3)의 탈지를 행하는 것이 바람직하다. 탈지를 종료한 샹크면에, 구멍 형상의 비마스킹부(1)를 가지는 마스킹 시트(2)를 점착한다. 그림 1에서, 원형의 구멍 형상의 비마스킹부(1)를 가지는 마스킹 시트(2)가 샹크(3)에 점착되고, 샹크(3)의 일부가 비마스킹부(1)의 형상으로 노출되어 있다. 본 고안에서는, 마스킹 시트(2)를 점착한 상태에서, 컨디셔너의 연삭면으로 되는 샹크면에 예비 도금층(5)을 형성시키는 것이 바람직하다. 예비 도금을 실시하는 것에 의해, 다이아몬드 입자(4)와 샹크(3)가 직접 접촉하는 것이 아니고, 다이아몬드 입자(4)의 샹크(3)에 대한 고착성이 개량된다. 예비 도금하는 금속으로는 니켈 및 니켈 합금을 사용할 수가 있다. 본 고안에서는, 예비 도금을 실시한 샹크를, 마스킹 시트(2)를 점착한 상태에서 도금 용기에 넣고, 도금 용기 중에서 샹크의 마스킹 시트(2)를 점착한 면의 부분에 다이아몬드 입자(4)를 충진한다. 이어서, 샹크에 음극을 접속하고, 도금액에 양극을 접속하여, 예비 도금층(5)의 형성을 위한 전기 도금을 실시한다. 예비 도금을 위한 금속은 다이아몬드입자(4)를 샹크(3)에 예비 고정할 수 있는 것이라면 제한이 없으나, 니켈 및 니켈 합금을 사용할 수가 있다. 각 다이아몬드 입자(4)의 일부분이 비마스킹부(1)에서 예비 도금층(5)을 사이에 두고 예비고정되며, 샹크 표면에서 탈락하지 않는 상태로 되면, 예비 고정을 위한 도금을 종료하고, 샹크를 도금 용기로부터 꺼낸다. 그림 2는, 다이아몬드 입자가 예비 고정된 샹크의 부분 단면도이다. 본 그림에서, 샹크(3)에 마스킹 시트(2)가 점착되고, 마스킹 시트의 구멍 형상의 비마스킹부(1)에 다이아몬드 입자(4)가 예비 도금층(5)에 의해 예비 고정되어 있다.In order to manufacture the conditioner of this invention, it is preferable to first degrease the shank 3. The masking sheet 2 which has the hole-shaped non-masking part 1 is stuck to the shank surface which finished degreasing. In Fig. 1, a masking sheet 2 having a circular hole-shaped non-masking portion 1 is adhered to the shank 3, and a part of the shank 3 is exposed in the shape of the non-masking portion 1. . In this invention, in the state which stuck the masking sheet 2, it is preferable to form the preplating layer 5 in the shank surface used as the grinding surface of a conditioner. By performing pre-plating, the diamond particle 4 and the shank 3 do not directly contact, but the adhesiveness of the diamond particle 4 with respect to the shank 3 improves. Nickel and nickel alloy can be used as a metal to pre-plat. In the present invention, the shank subjected to preplating is placed in a plating container in a state where the masking sheet 2 is attached, and the diamond particles 4 are filled in the portion of the plating container where the shank masking sheet 2 is attached. do. Next, a cathode is connected to the shank, an anode is connected to the plating liquid, and electroplating for forming the preplating layer 5 is performed. The metal for pre-plating is not limited as long as it can pre-fix the diamond particles 4 to the shank 3, but nickel and nickel alloys can be used. A portion of each diamond particle 4 is pre-fixed in the non-masking portion 1 with the pre-plated layer 5 interposed therebetween. When the diamond particles 4 do not fall off from the surface of the shank, the plating for pre-fixing is terminated and the shank is removed. Remove from plating vessel. Figure 2 is a partial cross-sectional view of a shank with diamond particles preliminarily fixed. In this figure, the masking sheet 2 is affixed to the shank 3, and the diamond grains 4 are preliminarily fixed by the preplating layer 5 to the hole-shaped non-masking part 1 of the masking sheet.
이어서 샹크(3)의 표면으로부터 마스킹 시트(2)를 박리시키고, 더욱이 마스킹부의 탈지와 활성화 처리를 행한 후에, 다시 샹크(3)를 도금 용기에 담그서 음극을 접속하고, 도금액에 양극을 접속하여 도금을 계속하며, 다이아몬드 입자(4)를 샹크(3)에 전착하여 연삭면을 형성하고, 컨디셔너를 완성하게 된다. 도금에 사용하는 금속은, 예비 고정의 경우와 마찬가지로 다이아몬드 입자(4)를 샹크(3)에 고착할 수 있는 것이면 제한이 없고, 예를 들면 니켈 및 니켈 합금을 사용할 수 있다. 그림 3은 본 고안의 컨디셔너의 연삭면의 부분 단면도이다. 본 그림에서 다이아몬드 입자(2)는 샹크(3)에 예비 도금층(5)에 의해 예비 고정되며, 더욱이 도금에 의해 형성된 Ni 도금층(6)에 의해 완전히 고착되어 있다. 본 고안에서 이용하는 마스킹 시트(2)는, 도금 조건에 견딜 수 있는 것이면 제한은 없으며, 예를 들면 폴리 염화비닐 등의 수지 시트의 일면에 아크릴계 또는 비닐 에테르계 등의 점착제를 도포한 뒤에 박리시트를 적층시키고, 또한 구멍 형상의 비마스킹부(1)의 가공을 실시한 것을 용이하게 사용할 수가 있다. 마스킹 시트(2)의 두께란, 수지 시트 및 점착제 층의 두께의 합이 되며 이러한 마스킹 시트의 두께는 다이아몬드 입자 직경의 60%∼140%의 범위로 하는 것이 바람직하다. 또한 더욱이 1개의 구멍 형상의 비마스킹부(1)의 면적이 다이아몬드 입자의 투영 면적의 110∼160%배의 범위로 되어야 한다. 마스킹 시트의 두께를 다이아몬드 입자 직경의 60% 미만으로 한다든지, 또는 한 개의 비마스킹부의 면적이 다이아몬드 입자의 투영 면적의 160%를 초과하면, 한 개의 비마스킹부에 2개 이상의 다이아몬드 입자가 고착되어서 균등한 분산이 이루어지지 않는다. 또한 비마스킹부의 면적이 다이아몬드 입자의 투영 면적의 110% 미만에서는, 다이아몬드 입자의 샹크에 대한 부착이 곤란하게 된다. 따라서 마스킹의 두께를 전착할 다이아몬드 입자경의 60∼140%의 범위로 하고, 마스킹하지 않는 구멍의 직경을 전착할 입자경의 110∼160%의 범위로 하는 것에 의해, 컨디셔너 금속에 전착되는 다이아몬드 입자(4)가, 비마스킹부(1)에 한 개씩 분산되도록 된다. 다이아몬드 입자의 평균 투영 면적은, 다이아몬드 입자가 분산된 상태에서 확대 사진을 촬영하는 것에 의해 구할 수 있다. 본 고안에서는, 상기한 마스킹 시트의 비마스킹부의 전면적이 마스킹 시트의 전면적의 0.04∼0.2배의 범위이다. 마스킹 시트의 비마스킹부의 전면적은, 본 고안의 컨디셔너의 연삭면에서 다이아몬드 입자가 고착된 부분의 전면적에 대응한다. 마스킹 시트의 비마스킹부의 전면적이 마스킹 시트의 전면적의 0.04배 미만이면, 구멍 형상의 비마스킹부의 전면적이 다이아몬드 입자를 고착한 연삭면의 전면적의 0.04배 미만으로 되어, 컨디셔너로서의 연삭력이 부족할 염려가 있다. 마스킹 시트의 비마스킹부의 전면적이 마스킹 시트의 전면적의 0.2배를 초과하면, 구멍 형상의 비마스킹부의 전면적이 다이아몬드 입자를 고착한 연삭면의 전면적의 0.2배를 초과하여, 연삭시에 눈메움이 발생할 염려가 있다.Subsequently, the masking sheet 2 is peeled off from the surface of the shank 3, and further, after degreasing and activating the masking portion, the shank 3 is immersed in a plating container to connect the cathode, and the anode is connected to the plating solution. The plating is continued, and the diamond grains 4 are electrodeposited on the shank 3 to form a grinding surface to complete the conditioner. The metal used for the plating is not limited as long as the diamond particles 4 can be fixed to the shank 3 as in the case of preliminary fixing, and nickel and nickel alloys can be used, for example. Figure 3 is a partial cross-sectional view of the grinding surface of the conditioner of the present invention. In this figure, the diamond grains 2 are preliminarily fixed to the shank 3 by the preplating layer 5, and are also completely fixed by the Ni plating layer 6 formed by plating. The masking sheet 2 used in the present invention is not limited as long as it can withstand the plating conditions. For example, the release sheet is applied after applying an adhesive such as acrylic or vinyl ether to one surface of a resin sheet such as polyvinyl chloride. What laminated | stacked and processed the hole-shaped non-masking part 1 can be used easily. The thickness of the masking sheet 2 is the sum of the thicknesses of the resin sheet and the pressure-sensitive adhesive layer, and the thickness of the masking sheet is preferably in the range of 60% to 140% of the diamond particle diameter. Furthermore, the area of one hole-shaped non-masking portion 1 should be in the range of 110 to 160% times the projected area of the diamond grains. If the thickness of the masking sheet is less than 60% of the diamond particle diameter, or if the area of one non-masking portion exceeds 160% of the projected area of the diamond particles, two or more diamond particles adhere to one non-masking portion and Even distribution is not achieved. In addition, when the area of the non-masking portion is less than 110% of the projected area of the diamond particles, the adhesion of the diamond particles to the shank becomes difficult. Therefore, the diamond particles are electrodeposited to the conditioner metal by making the thickness of the masking to be in the range of 60 to 140% of the diamond particle diameter to be electrodeposited and the diameter of the unmasked hole to be in the range of 110 to 160% of the particle diameter to be electrodeposited (4 ) Are dispersed one by one in the non-masking unit 1. The average projected area of the diamond particles can be obtained by taking an enlarged picture in a state where the diamond particles are dispersed. In this invention, the whole area of the non-masking part of said masking sheet is the range of 0.04-0.2 times the whole area of the masking sheet. The total area of the non-masked portion of the masking sheet corresponds to the entire area of the portion where the diamond particles are fixed on the grinding surface of the conditioner of the present invention. If the total area of the non-masking portion of the masking sheet is less than 0.04 times the total area of the masking sheet, the total area of the hole-shaped non-masking portion is less than 0.04 times the total area of the grinding surface to which the diamond particles are fixed, and there is a fear that the grinding force as a conditioner may be insufficient. have. If the total area of the non-masking portion of the masking sheet exceeds 0.2 times the total area of the masking sheet, the total area of the hole-shaped non-masking portion exceeds 0.2 times of the total area of the grinding surface to which the diamond particles are fixed. There is concern.
〈실시예〉<Example>
컨디셔너 샹크(3)의 연삭면으로 되는 작용면을 탈지하고, 마스킹 시트를 점착한 후에, 니켈에 의한 예비 도금층(5)을 형성하였다. 마스킹 시트(2)의 두께를 전착할 #120 메쉬 다이아몬드 입자경의 80%로 하였으며, 더욱이 다이아몬드 입자(4)를 전착시키기 위해 비마스킹부(1)의 직경을 전착할 다이아몬드 입자경의 140%로 하였다. 구멍 형상의 비마스킹부(1)의 전면적을 마스킹 시트(2)의 전면적의 0.1배가 되도록 하였다. 그 후에 컨디셔너의 본체를 도금액에 담그고 입자 고정면에 다이아몬드 입자(4)를 놓고서 컨디셔너의 본체에 음극을 접속하고, 도금액에 양극을 접속하여 전기 도금을 행하여 다이아몬드 입자(4)를 예비 고정하였다. 샹크를 도금액으로부터 빼내고, 마스킹 시트(2)를 박리시키며, 탈지를 행한 후에 컨디셔너의 본체를 다시 도금액에 담그며, 본체에 음극을 접속하고 도금액에 양극을 접속하여 다이아몬드 입자 고정면의 최종 Ni 도금을 행함에 의해 다이아몬드 입자(4)를 샹크의 연삭면에 고착하였다.After degreasing the working surface which becomes the grinding surface of the conditioner shank 3, and sticking a masking sheet, the preplating layer 5 by nickel was formed. The thickness of the masking sheet 2 was 80% of the # 120 mesh diamond particle size to be electrodeposited, and the diameter of the non-masking portion 1 was 140% of the diamond particle size to be electrodeposited to deposit the diamond particles 4. The entire surface area of the hole-shaped non-masking part 1 was made to be 0.1 times the whole area of the masking sheet 2. Thereafter, the main body of the conditioner was immersed in the plating liquid, the diamond particles 4 were placed on the particle fixing surface, the negative electrode was connected to the main body of the conditioner, the positive electrode was connected to the plating liquid, and electroplating was performed to pre-fix the diamond particles 4. The shank is removed from the plating liquid, the masking sheet 2 is peeled off, and after degreasing, the main body of the conditioner is immersed in the plating liquid again, the negative electrode is connected to the main body, and the positive electrode is connected to the plating liquid to perform final Ni plating of the diamond particle fixing surface. By this, the diamond grains 4 were fixed to the grinding surface of the shank.
컨디셔너의 형상은 실시예 1에서는 도 4와 같은 다이아몬드 입자의 분포를 가지도록 하였으며, 실시예 2에서는 도 5와 같이 전착부가 스파이럴 형상이 되도록 하였고, 실시예 2에는 비전착 영역(8)이 형성되도록 하였다. 실시예 1 및 실시예 2는 컨디셔너의 형상을 제외하고는 다른 모든 제조 조건은 동일하였다. 비교예는 실시예 1 및 실시예 2의 컨디셔너의 성능과 비교를 행하기 위하여 당사에서 종래의 제조방법으로 제조되어 시중에서 판매되는 것으로, 비교예 1은 실시예 1과 동일 형상이며, 비교예 2는 실시예 2와 동일 형상의 컨디셔너를 사용하였다. 실시예 1, 실시예 2, 비교예 1 및 비교예 2의 컨디셔너를 사용하여, 반도체의 웨이퍼 가공에 사용되는 화학-기계-연마 장치의 패드 컨디셔닝을 행한 결과를 표 1에 나타낸다.In Example 1, the shape of the conditioner was to have the distribution of diamond particles as shown in FIG. 4, in Example 2, the electrodeposition part was spiraled as shown in FIG. 5, and in Example 2, the non-deposition region 8 was formed. It was. Examples 1 and 2 were identical in all other manufacturing conditions except for the shape of the conditioner. Comparative Example is manufactured by the company in the conventional manufacturing method and sold on the market in order to compare the performance of the conditioner of Example 1 and Example 2, Comparative Example 1 is the same shape as Example 1, Comparative Example 2 Conditioner of the same shape as in Example 2 was used. Table 1 shows the results of pad conditioning of the chemical-mechanical-polishing apparatus used for wafer processing of semiconductors using the conditioners of Example 1, Example 2, Comparative Example 1 and Comparative Example 2.
[표 1]TABLE 1
실시예 1 및 실시예 2의 패드 연마속도비, 컨디셔닝 속도 및 컨디셔너 수명이 비교예에 비해 현저히 높으며, 웨이퍼의 표면거칠기 및 스크래치 개수의 경우에서도 실시예 1과 실시예 2가 비교예에 비해 현저히 낮은 값을 보이며, 실시예 1 및 실시예 2의 컨디셔너를 사용한 경우 패드의 연삭흔이 거의 나타나지 않았으나, 비교예의 컨디셔너를 사용한 경우는 패드의 표면에 연삭흔이 많이 나타났다.The pad polishing rate ratio, conditioning speed and conditioner life of Example 1 and Example 2 were significantly higher than those of the comparative example, and the surface roughness and scratch number of the wafers were significantly lower than those of the comparative example. When the conditioners of Example 1 and Example 2 were used and the grinding marks of the pads were hardly seen, the grinding marks appeared on the surface of the pads when the conditioners of the comparative examples were used.
이상에서 서술한 바와 같이 본 고안은, 마스킹 시트(2)의 점착에 의해 마스킹을 행하므로 치수 정밀도가 엄격한 패턴 형상을 재현성 높게 용이하게 형성시킬 수 있으며, 마스킹 시트(2)의 컨디셔너 금속에 대한 밀착력이 높으며, 또한 컨디셔너 금속에 전착되는 80∼120메쉬의 다이아몬드 입자(4)가, 비마스킹부(1)에 한 개씩 분산된다. 따라서 CMP용 폴리싱 패드의 평탄화를 향상시킴과 동시에, 이 패드의 컨디셔닝을 효과적으로 행하는 기능을 가지고, 더구나 컨디셔닝 성능이 우수하고, 수명이 길며, 컨디셔너의 제조가 용이하기 때문에 제조시의 불량률을 현저히 감소시킬 수 있다.As described above, the present invention masks by adhesion of the masking sheet 2, so that a pattern shape with strict dimensional accuracy can be easily formed with high reproducibility, and the adhesion of the masking sheet 2 to the conditioner metal is high. This high and 80 to 120 mesh diamond particles 4 electrodeposited to the conditioner metal are dispersed one by one in the non-masking section 1. This improves the flattening of the polishing pad for CMP and effectively regulates the pad. Furthermore, it provides excellent conditioning performance, long life, and easy manufacture of the conditioner. Can be.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| REGI | Registration of establishment | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20070108 Year of fee payment: 4 |
|
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |