KR20040084153A - 유리질 화합물을 사용하여 화학기계적 연마 패드콘디셔너를 제조하는 방법 및 그에 의해 제조된화학기계적 연마 패드 콘디셔너 - Google Patents

유리질 화합물을 사용하여 화학기계적 연마 패드콘디셔너를 제조하는 방법 및 그에 의해 제조된화학기계적 연마 패드 콘디셔너 Download PDF

Info

Publication number
KR20040084153A
KR20040084153A KR1020030018987A KR20030018987A KR20040084153A KR 20040084153 A KR20040084153 A KR 20040084153A KR 1020030018987 A KR1020030018987 A KR 1020030018987A KR 20030018987 A KR20030018987 A KR 20030018987A KR 20040084153 A KR20040084153 A KR 20040084153A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
plate
glassy
polishing pad
pad conditioner
oxide
Prior art date
Application number
KR1020030018987A
Other languages
English (en)
Inventor
정만섭
Original Assignee
(주)디디다이아
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)디디다이아 filed Critical (주)디디다이아
Priority to KR1020030018987A priority Critical patent/KR20040084153A/ko
Priority to PCT/KR2004/000630 priority patent/WO2004086477A1/en
Publication of KR20040084153A publication Critical patent/KR20040084153A/ko

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/304—Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B53/00—Devices or means for dressing or conditioning abrasive surfaces
    • B24B53/017—Devices or means for dressing, cleaning or otherwise conditioning lapping tools
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D3/00—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents
    • B24D3/02—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent
    • B24D3/04—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent and being essentially inorganic
    • B24D3/14—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent and being essentially inorganic ceramic, i.e. vitrified bondings

Abstract

유리질 화합물을 사용하여 화학기계적 연마 패드 콘디셔너를 제조하는 방법 및 그에 의해 제조된 화학기계적 연마 패드 콘디셔너가 제공된다. 이 방법은 절연재(insulating material)로 이루어진 플레이트를 준비하고, 상기 플레이트의 앞면(front surface) 상에 내산성(acid-resistant property)을 갖는 유리질 분말층(vitrified powder layer)을 형성하는 것을 구비한다. 상기 유리질 분말층 내에 연마입자들(polishing particles)을 균일하게 침투시키고(infiltrating), 상기 유리질 분말층을 용융(melting) 및 냉각시키어(cooling) 상기 연마입자들을 홀딩하는 고체상태의 유리질 화합물층을 형성한다. 이에 따라, 상기 연마패드 콘디셔너가 산성 슬러리를 채택하는 화학기계적 연마 공정에 사용될지라도, 상기 연마입자들이 상기 연마패드 콘디셔너로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있다.

Description

유리질 화합물을 사용하여 화학기계적 연마 패드 콘디셔너를 제조하는 방법 및 그에 의해 제조된 화학기계적 연마 패드 콘디셔너{Method of fabricating a chemical mechanical polishing pad conditioner using a vitrified compound and chemical mechanical polishing pad conditioner fabricated thereby}
본 발명은 화학기계적 연마 장비의 제조방법 및 그에 의해 제조된 화학기계적 연마 장비에 관한 것으로, 특히, 유리질 화합물을 사용하여 연마패드 콘디셔너를 제조하는 방법 및 그에 의해 제조된 연마패드 콘디셔너에 관한 것이다.
반도체소자의 집적도가 증가함에 따라 다층 배선 기술(multi-layered interconnection technique)이 널리 사용되고 있다. 이 경우에, 상기 다층 배선들은 그들 사이에 개재된 층간절연막에 의해 절연된다. 상기 층간절연막의 표면 프로파일은 사진공정과 같은 후속공정에 직접적으로 영향을 준다. 이에 따라, 상기 층간절연막은 반도체기판의 전면에 걸쳐서 완전 평탄화되는 것이 바람직하다.
최근에, 화학기계적 연마 기술이 상기 평탄화 공정에 널리 사용되고 있다. 상기 화학기계적 연마 기술은 패드 콘디셔너를 갖는 연마 장비를 사용하여 실시된다.
도 1은 전기도금법(electroplating manner)을 사용하여 종래의 패드 콘디셔너를 제조하는 방법을 설명하기 위한 단면도이다.
도 1을 참조하면, 스테인레스 스틸로 이루어진 샹크(shank; 1) 상에 다이아몬드 입자들(3)을 균일하게 분포시킨다. 상기 다이아몬드 입자들(3) 사이의 상기 샹크(1) 상에 전기도금법을 사용하여 니켈막과 같은 금속막(5)을 선택적으로 형성한다. 이에 따라, 상기 다이아몬드 입자들(3)은 상기 금속막(5)에 의해 홀딩 및 고정된다. 그러나, 상기 금속막(5)을 전기도금법을 사용하여 형성하는 경우에, 상기 다이아몬드 입자들(3) 및 상기 금속막(5) 사이의 경계 영역(interface region; A)에 리세스된 영역이 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 다이아몬드 입자들(3)이 화학기계적 연마 공정 중에 상기 샹크(1)의 표면으로부터 이탈될 수 있다. 이러한 이탈된 다이아몬드 입자들(3)은 연마되는 반도체기판의 표면에 스크래치를 유발시킬 수 있다.
도 2a 및 도 2b는 용융법(melting manner)을 사용하여 종래의 패드 콘디셔너를 제조하는 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 스테인레스 스틸로 이루어진 샹크(shank; 11) 상에 다이아몬드 입자들(13) 및 금속분말(metal powder; 15)을 균일하게 분포시킨다. 이어서, 상기 금속분말(15)을 용융 및 냉각시키어 상기 다이아몬드 입자들(13)을 홀딩하는 고체상태의 금속막(solid-state metal layer; 15a)을 형성한다. 이 경우에, 상기 다이아몬드 입자들(13) 및 상기 금속막(15a) 사이의 경계 영역(B)에 도 2b에 도시된 바와 같이 상기 용융된 금속의 표면장력(surface tension)에 기인하여 미니스커스(meniscus)가 형성된다. 이에 따라, 상기 금속막(15a)은 도 1에서 설명된 종래의 기술에 비하여 상기 다이아몬드 입자들(13)을 더욱 강하게 홀딩한다. 그러나, 상기 금속막(15a)은 화학기계적 연마 공정에 널리 사용되는 산성 슬러리(acid slurry)에 취약한 성질을 갖는다. 이에 따라, 상기 경계 영역(B)의 금속막(15a)은 상기 산성 슬러리에 의해 쉽게 부식될 수 있다. 결과적으로, 상기 금속막(15a)을 용융법을 사용하여 형성할지라도, 상기 다이아몬드 입자들(13)은 산성 슬러리를 사용하는 화학기계적 연마 공정에 기인하여 상기 샹크(11)로부터 쉽게 이탈될 수 있다.
상술한 바와 같이 종래의 기술에 따르면, 연마입자들의 역할을 하는 다이아몬드 입자들은 금속막에 의해 홀딩된다. 이에 따라, 산성 슬러리를 사용하는 화학기계적 연마 공정에 적합한 연마 콘디셔너를 형성하는 것이 어렵다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 내산성(acid-resistant property)을 갖는 유리질 화합물(vitrified compound)을 사용하여 고성능 연마 콘디셔너를 제조하는 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 산성 슬러리에 대한 내성(immunity)을 갖는 고성능 연마 콘디셔너를 제공하는 데 있다.
도 1은 도금법을 사용하는 종래의 패드 콘디셔너 제조방법을 설명하기 위한 단면도이다.
도 2a 및 도 2b는 용융법을 사용하는 종래의 패드 콘디셔너 제조방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 3은 본 발명에 따른 패드 콘디셔너를 갖는 화학기계적 연마 장비의 일 부분을 보여주는 개략도이다.
도 4는 도 3에 보여진 패드 콘디셔너를 설명하기 위한 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 패드 콘디셔너의 제조에 사용되는 유리질 분말을 형성하는 방법을 설명하기 위한 공정 순서도이다.
도 6 내지 도 9는 본 발명에 따른 패드 콘디셔너의 제조방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
상기 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명은 연마 콘디셔너를 제조하는 방법을 제공한다. 이 방법은 절연재(insulating material)로 이루어진 플레이트를 준비하는 것을 포함한다. 상기 플레이트의 앞면(front surface) 상에 유리질 분말층(vitrified powder layer)을 형성하고, 상기 유리질 분말층 내에 연마입자들(polishing particles)을 균일하게 침투시킨다(infiltrate). 이어서, 상기 유리질 분말층을 용융(melting) 및 응고시키어(solidifying) 상기 연마입자들을 홀딩하는 유리질 화합물층을 형성한다.
상기 플레이트는 알루미늄 산화물과 같은 세라믹스로 이루어진 것이 바람직하다.
상기 유리질 분말층은 실리콘 산화물(SiO2), 알루미늄 산화물(Al2O3), 칼슘 산화물(CaO), 나트륨 산화물(Na2O), 타이타늄 산화물(TiO2), 지르코늄 산화물(ZrO2) 및 아연 산화물(zinc oxide; ZnO)로 이루어질 수 있다.
상기 연마 입자들은 다이아몬드 입자들(diamond particles) 또는 정육면체의 붕소 질화물 입자들(cubic boron nitride particles)일 수 있다.
이에 더하여, 상기 유리질 화합물층을 형성한 후에, 상기 플레이트의 뒷면(backside surface)을 금속 샹크(metal shank)와 접착시킬 수 있다.
상기 다른 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명은 고성능 연마패드 콘디셔너를 제공한다. 상기 연마패드 콘디셔너는 절연재로 이루어진 플레이트를 포함한다. 상기 플레이트의 앞면 상에 연마입자들이 균일하게 배열된다. 상기 연마입자들 사이의 영역은 유리질 화합물층으로 채워진다. 상기 유리질 화합물층은 상기 연마입자들을 홀딩한다.
상기 플레이트는 그 가장자리의 표면으로부터 돌출된 가드링을 포함할 수 있다. 이 경우에, 상기 유리질 화합물층 및 상기 연마입자들은 상기 가드링에 의해 둘러싸여진 리세스된 영역 내에 위치한다.
상기 유리질 화합물층의 표면은 상기 가드링의 표면과 동일한 레벨을 갖는 것이 바람직하다. 또한, 상기 각 연마입자들의 일 부분은 상기 유리질 화합물층의 표면으로부터 돌출된다.
더 나아가서, 상기 플레이트의 뒷면(backside surface)은 금속 샹크와 접착될 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 플레이트 상에 배열된 연마입자들이 내산성(acid-resistant property)을 갖는 유리질 화합물층에 의해 홀딩된다. 이에 따라, 상기 유리질 화합물층이 산성 슬러리에 노출될지라도 상기 유리질 화합물층이 산화되는 것을 방지할 수 있다. 결과적으로, 산성 슬러리를 사용하는 화학기계적 연마 공정을 실시하는 동안, 상기 연마입자들이 상기 플레이트로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다. 도면들에 있어서, 층 및 영역들의 두께는 명확성을 기하기 위하여 과장되어진 것이다. 또한, 층이 다른 층 또는 기판 "상"에 있다고 언급되어지는 경우에 그것은 다른 층 또는 기판 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제3의 층이 개재될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 3은 본 발명에 따른 연마패드 콘디셔너를 구비하는 화학기계적 연마 장비의 일 부분을 보여주는 개략도이다.
도 3을 참조하면, 패드 플레이트(pad plate; 51) 상에 연마패드(53)가 장착된다. 상기 패드 플레이트(51)는 회전축(roatational axis; 55)에 의해 회전한다.상기 연마패드(53)의 소정영역 상부에 웨이퍼 척(57)이 위치한다. 상기 웨이퍼 척(57)은 그 하부에 로딩되는 웨이퍼(59)를 고정시킨다. 상기 웨이퍼 척(57)은 회전축(61)에 의해 회전한다. 또한, 상기 웨이퍼 척(57)은 상/하로 이동한다. 상기 웨이퍼(59) 상에 형성된 물질막을 평탄화시키기 위한 화학기계적 연마 공정을 수행하는 동안, 상기 웨이퍼(59)는 상기 연마패드(53)와 접촉하고 상기 웨이퍼(59) 및 연마패드(53)는 회전된다. 이때, 상기 연마패드(53) 상에 연마 슬러리가 제공된다. 이에 따라, 상기 웨이퍼 상의 물질막은 기계적으로 그리고 화학적으로 연마되어 평탄한 표면을 갖는다.
한편, 상기 연마패드(53)는 일정한 표면거칠기(surface roughness)를 가져야 한다. 이는, 상기 웨이퍼(59) 상의 물질막의 표면을 기계적으로 연마하기 위함이다. 그러나, 상기 연마 공정을 오랜 시간동안 실시하는 경우에, 상기 연마패드(53)의 표면거칠기는 감소한다. 그 결과, 상기 연마공정의 효율이 저하될 수 있다. 이에 따라, 상기 연마패드(53)의 표면거칠기를 균일하게 조절하기 위하여 연마패드 콘디셔너(90)가 사용된다. 상기 연마패드 콘디셔너(90)는 플레이트(71) 및 상기 플레이트(71)의 앞면에 부착된 연마입자들(polishing particles; 77)을 포함한다. 더 나아가서, 상기 연마패드 콘디셔너(90)는 상기 플레이트(71)의 뒷면에 부착된 금속 샹크(metal shank; 79)를 더 포함할 수 있다. 상기 연마패드 콘디셔너(90)는 회전축(81)에 의해 회전된다. 또한, 상기 연마패드 콘디셔너(90)는 상기 웨이퍼 척(57)처럼 상/하로 이동될 수 있다.
도 4는 도 3에 보여진 연마패드 콘디셔너(90)를 자세히 설명하기 위한 단면도이다.
도 4를 참조하면, 세라믹스와 같은 절연물질로 이루어진 플레이트(71)의 앞면 상에 복수개의 연마입자들(77)이 균일하게 분포한다. 상기 세라믹스는 알루미늄 산화물(Al2O3)일 수 있다. 상기 연마입자들(77)은 다이아몬드 입자들 또는 정육면체의 붕소질화물 입자들(cubic boron nitride particles)일 수 있다. 상기 연마입자들(77) 사이의 영역은 유리질 화합물층(vitrified compound layer; 75a)으로 채워진다. 상기 유리질 화합물층(75a)은 상기 연마입자들(77)을 홀딩한다. 상기 유리질 화합물층(75a)은 내산성(acid-resistant property)을 갖는 비금속층(non-metal layer)인 것이 바람직하다. 예를 들면, 상기 유리질 화합물층(75a)은 실리콘 산화물(SiO2), 알루미늄 산화물(Al2O3), 칼슘 산화물(CaO), 나트륨 산화물(Na2O), 타이타늄 산화물(TiO2), 지르코늄 산화물(ZrO2) 및 아연 산화물(zinc oxide; ZnO)로 이루어진 것이 바람직하다.
더 나아가서(further), 상기 플레이트(71)는 그 가장자리의 표면으로부터 돌출된 가드링(71r)을 구비할 수 있다. 이에 따라, 상기 플레이트(71)는 상기 가드링(71r)에 의해 둘러싸여진 리세스된 영역(71a)을 갖는다. 이 경우에, 상기 유리질 화합물층(71a) 및 연마입자들(77)은 상기 리세스된 영역(71a) 내에 위치한다. 상기 유리질 화합물층(75a)의 표면은 상기 가드링(71r)의 표면과 동일한 레벨을 갖는 것이 바람직하다. 상기 각 연마입자들(77)의 일 부분은 상기 유리질 화합물층(75a)의 표면으로부터 돌출되어 도 3에 보여진 연마패드(53)의 표면에 일정한 표면거칠기를 제공한다.
이에 더하여, 상기 플레이트(71)의 뒷면은 금속 샹크(79)와 접착될 수 있다. 상기 플레이트(71)는 그 뒷면 상에 형성된 돌출부들(71b)을 구비하는 것이 바람직하다. 이 경우에, 상기 금속 샹크(79)는 상기 돌출부들(71b)이 삽입되는 홀들(79a)을 구비한다. 이에 따라, 상기 금속 샹크(79) 및 플레이트(71) 사이의 접착력을 증대시킬 수 있다. 상기 금속 샹크(79)는 스테인레스 스틸과 같은 금속물질로 형성될 수 있다.
이제, 도 5 내지 도 9를 참조하여 도 4에 보여진 연마패드 콘디셔너(90)를 제조하는 방법을 설명하기로 한다. 도 5는 본 발명에 따른 연마패드 콘디셔너의 유리질 화합물층의 제조에 사용되는 유리질 분말을 형성하는 방법을 설명하기 위한 공정 순서도(process flowchart)이고, 도 6 내지 도 9는 본 발명에 따른 연마패드 콘디셔너를 제조하는 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 5를 참조하면, 여러가지의 유리질 성분들(vitrified elements)을 혼합시키어 유리질 혼합제(vitrified mixture)를 형성한다(101). 상기 유리질 혼합제는 45 내지 70 wt%의 실리콘 산화물(SiO2), 5 내지 30 wt%의 알루미늄 산화물(Al2O3), 1 내지 20 wt%의 칼슘 산화물(CaO), 5 내지 30 wt%의 나트륨 산화물(Na2O), 1 내지 35 wt%의 타이타늄 산화물(TiO2), 0.5 내지 20 wt%의 지르코니움 산화물(ZrO2) 및 0.1 내지 15 wt%의 아연 산화물(ZnO)로 이루진 것이 바람직하다. 이어서, 상기 유리질 혼합제를 분쇄 공정(a pulverization process)을 사용하여 유리질분말(vitrified powder)을 형성한다. 상기 분쇄 공정은 순차적으로 실시되는 제1 및 제2 분쇄 공정들(103, 105)을 포함할 수 있다.
상기 제1 분쇄 공정(103)은 상기 유리질 혼합제를 로(furnace) 내에서 용융시키는 것과, 상기 용융된 유리질 혼합제를 급냉시키어 응고시키는 것과, 상기 응고된(solidified) 유리질 혼합제를 분쇄시키어 유리질 분말을 형성하는 것을 포함한다. 상기 유리질 혼합제는 1400℃ 내지 1700℃의 고온에서 4시간 내지 10시간 동안 용융시키는 것이 바람직하다. 상기 제1 분쇄 공정(103)을 통하여 상기 유리질 분말은 균일한 혼합비(uniform mixing ratio)를 갖는다. 이에 더하여, 상기 제1 분쇄 공정(103)을 통하여 얻어진 유리질 분말은 제2 분쇄 공정(105)을 사용하여 더욱 균일한 혼합비(mixing ratio)를 가질 수 있다. 상기 제2 분쇄 공정(105)은 상기 제1 분쇄 공정(103)과 동일한 조건 하에서 실시할 수 있다.
도 6을 참조하면, 세라믹스와 같은 절연물질로 이루어진 플레이트(71)의 앞면 상에 도 5에서 설명된 방법을 통하여 얻어진 유리질 분말을 균일하게 분포시킨다. 상기 세라믹스는 알루미늄 산화물(Al2O3)일 수 있다. 이어서, 상기 유리질 분말에 적절한 압력을 가하여 몰딩된 유리질 분말층(75)을 형성한다. 바람직하게는, 상기 플레이트(71)는 그 가장자리에 돌출된 가드링(71r)을 갖는다. 이에 따라, 상기 플레이트(71)의 중심부(central region)는 상기 가드링(71r)에 비하여 상대적으로 낮은 표면을 갖는다. 결과적으로, 상기 플레이트(71)는 상기 가드링(71r)에 의해 둘러싸여진 리세스된 영역(71a)을 갖는다. 이 경우에, 상기 유리질 분말은 상기 리세스된 영역(71a) 내에 분포되고, 상기 유리질 분말층(75) 역시 상기 리세스된 영역(71a)을 채우도록 형성된다. 상기 가드링(71r)의 존재에 기인하여 상기 유리질 분말층(75)이 상기 플레이트(71)의 가장자리 상에 형성되는 것을 방지할 수 있다. 더욱 바람직하게는, 상기 유리질 분말층(75)을 형성하는 동안 상기 플레이트(71)의 가장자리 상에, 즉 상기 가드링(71r) 상에 보호링(73)을 장착시킨다(mount). 그 결과, 상기 가드링(71r)보다 높은 표면을 갖는 유리질 분말층(75)을 형성할 수 있다. 이에 더하여, 상기 플레이트(71)는 그 뒷면에 형성된 돌출부들(71b)을 갖는 것이 바람직하다.
도 7을 참조하면, 상기 유리질 분말층(75) 상에 연마입자들(77)을 균일하게 분포시킨다. 상기 연마입자들(77)은 다이아몬드 입자들 또는 정육면체의 붕소질화물 입자들(cubic boron nitride particles)일 수 있다. 상기 연마입자들(77)에 소정의 압력을 가하여 상기 연마입자들(77)을 상기 유리질 분말층(75) 내로 침투시킨다.
도 8을 참조하면, 상기 유리질 분말층(75)을 1000℃ 내지 1700℃의 고온에서 약 4시간 내지 10시간 동안 용융시키어 유리질액(vitrified liquid)을 형성한다. 이때, 상기 유리질액이 상기 플레이트(71)의 가장자리 상부로 흐르는 것을 방지할 수 있다. 이는 상기 보호링(73)의 존재에 기인한다. 이어서, 상기 유리질액을 냉각시키어 상기 연마입자들(77)을 홀딩하는 고체상태의(solid-state) 유리질 화합물층(vitrified compound layer; 75a)을 형성한다. 상기 유리질 분말층(75)을 용융 및 냉각시키는 동안 상기 연마입자들(77)이 산화되는 것을 방지하기 위하여산화방지 가스(oxidation resistant gas)를 분위기 가스(ambient gas)로 사용하는 것이 바람직하다. 상기 분위기 가스로 질소 가스를 사용할 수 있다.
상기 유리질 분말층(75)의 체적(volume)은 상기 용융 및 냉각 공정 동안 감소할 수 있다. 이에 따라, 상기 유리질 화합물층(75a)의 표면은 상기 유리질 분말층(75)의 표면보다 낮아진다. 바람직하게는, 상기 유리질 화합물층(75a)의 표면은 상기 가드링(71r)의 표면과 동일한 레벨을 갖는다. 이어서, 상기 보호링(73)을 제거한다.
도 9를 참조하면, 상기 유리질 화합물층(75a)을 형성한 후에, 상기 플레이트(71)의 뒷면에 금속 샹크(metal shank; 79)를 접착시키는 것이 바람직하다. 상기 금속 샹크(79)는 스테인레스 스틸과 같은 금속재질로 형성된다. 상기 금속 샹크(79)는 상기 플레이트(71)를 지지하는 역할을 하며, 상기 플레이트(71)의 돌출부들(71b)이 삽입되는 홀들(79a)을 구비한다. 상기 금속 샹크(79)는 화학기계적 연마 장비의 연마패드 콘디셔너의 회전축(도 3의 81)에 연결된다.
상기 유리질 화합물층(75a)이 상기 금속 샹크(79) 상에 직접 형성되는 경우에, 이들 사이의 접착력이 매우 약할 수 있다. 따라서, 상기 유리질 화합물층(75a) 및 상기 금속 샹크(79) 사이에 상기 플레이트(71)를 개재시키는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 연마입자들이 내산성(acid-resistant property)를 갖는 유리질 화합물층에 의해 홀딩된다. 이에 따라, 상기 유리질 화합물층이 산성 슬러리에 노출될지라도 상기 연마입자들이 상기 유리질 화합물층으로부터 이탈되는(detached) 것을 방지할 수 있다. 결과적으로, 신뢰성 있는 연마패드 콘디셔너를 구현할 수 있다. 이에 더하여, 상기 유리질 화합물층을 갖는 연마패드 콘디셔너를 사용하여 산성 슬러리를 채택하는 화학기계적 연마 공정을 실시한 후에, 탈이온수(de-ionized water)와 같은 세정액을 사용하여 상기 연마패드 콘디셔너를 린스시킬 필요가 없다. 이에 따라, 화학기계적 연마 공정을 사용하는 반도체 제조공정의 생산성을 향상시킬 수 있다.

Claims (11)

  1. 절연재(insulating material)로 이루어진 플레이트를 준비하고,
    상기 플레이트의 앞면(front surface) 상에 유리질 분말층(vitrified powder layer)을 형성하고,
    상기 유리질 분말층 내에 연마입자들(polishing particles)을 균일하게 침투시키고(infiltrating),
    상기 유리질 분말층을 용융(melting) 및 냉각시키어(cooling) 상기 연마입자들을 홀딩하는 고체상태의 유리질 화합물층을 형성하는 것을 포함하는 연마패드 콘디셔너의 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 절연재는 세라믹스인 것을 특징으로 하는 연마패드 콘디셔너 제조방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 유리질 분말층은 실리콘 산화물(SiO2), 알루미늄 산화물(Al2O3), 칼슘 산화물(CaO), 나트륨 산화물(Na2O), 타이타늄 산화물(TiO2), 지르코늄 산화물(ZrO2) 및 아연 산화물(zinc oxide; ZnO)로 이루어진 것을 특징으로 하는 연마패드 콘디셔너 제조방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 유리질 화합물층을 형성한 후에, 상기 플레이트의 뒷면(backside surface)을 금속 샹크(metal shank)와 접착시키는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연마패드 콘디셔너 제조방법.
  5. 절연재로 이루어진 플레이트;
    상기 플레이트의 앞면 상에 균일하게 배열된 연마입자들; 및
    상기 연마입자들 사이의 상기 플레이트 상에 형성되어 상기 연마입자들을 홀딩하는 유리질 화합물층을 포함하는 연마패드 콘디셔너.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 절연재는 세라믹스인 것을 특징으로 하는 연마패드 콘디셔너.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 플레이트는 그 가장자리의 표면으로부터 돌출된 가드링을 포함하되, 상기 유리질 화합물층 및 상기 연마입자들은 상기 가드링에 의해 둘러싸여진 리세스된 영역 내에 위치하는 것을 특징으로 하는 연마패드 콘디셔너.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 연마입자들은 다이아몬드 입자들(diamond particles) 또는 정육면체의 붕소 질화물 입자들(cubic boron nitride particles)인 것을 특징으로 하는 연마패드 콘디셔너.
  9. 제 5 항에 있어서,
    상기 유리질 화합물층은 실리콘 산화물(SiO2), 알루미늄 산화물(Al2O3), 칼슘 산화물(CaO), 나트륨 산화물(Na2O), 타이타늄 산화물(TiO2), 지르코늄 산화물(ZrO2) 및 아연 산화물(zinc oxide; ZnO)로 이루어진 것을 특징으로 하는 연마패드 콘디셔너.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 유리질 화합물층의 표면은 상기 가드링의 표면과 동일한 레벨을 갖고, 상기 각 연마입자들의 일 부분은 상기 유리질 화합물층의 표면으로부터 돌출된 것을 특징으로 하는 연마패드 콘디셔너.
  11. 제 5 항에 있어서,
    상기 플레이트의 뒷면(backside surface)에 접착된 금속 샹크를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연마패드 콘디셔너.
KR1020030018987A 2003-03-26 2003-03-26 유리질 화합물을 사용하여 화학기계적 연마 패드콘디셔너를 제조하는 방법 및 그에 의해 제조된화학기계적 연마 패드 콘디셔너 KR20040084153A (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020030018987A KR20040084153A (ko) 2003-03-26 2003-03-26 유리질 화합물을 사용하여 화학기계적 연마 패드콘디셔너를 제조하는 방법 및 그에 의해 제조된화학기계적 연마 패드 콘디셔너
PCT/KR2004/000630 WO2004086477A1 (en) 2003-03-26 2004-03-23 Pad conditioners and fabrication methods thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020030018987A KR20040084153A (ko) 2003-03-26 2003-03-26 유리질 화합물을 사용하여 화학기계적 연마 패드콘디셔너를 제조하는 방법 및 그에 의해 제조된화학기계적 연마 패드 콘디셔너

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20040084153A true KR20040084153A (ko) 2004-10-06

Family

ID=33095579

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020030018987A KR20040084153A (ko) 2003-03-26 2003-03-26 유리질 화합물을 사용하여 화학기계적 연마 패드콘디셔너를 제조하는 방법 및 그에 의해 제조된화학기계적 연마 패드 콘디셔너

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR20040084153A (ko)
WO (1) WO2004086477A1 (ko)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7300338B2 (en) 2005-09-22 2007-11-27 Abrasive Technology, Inc. CMP diamond conditioning disk
US8795035B2 (en) 2008-06-26 2014-08-05 Saint-Gobain Abrasives, Inc. Chemical mechanical planarization pad conditioner and method of forming
JP4960395B2 (ja) * 2009-03-17 2012-06-27 株式会社東芝 研磨装置とそれを用いた半導体装置の製造方法
CN103465178A (zh) * 2013-08-26 2013-12-25 上海鑫轮超硬磨具有限公司 用于立方氮化硼砂轮的陶瓷有机复合结合剂
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
KR102524817B1 (ko) * 2020-12-02 2023-04-25 새솔다이아몬드공업 주식회사 정8면체 형상의 다이아몬드를 기판에 자율지립하는 컨디셔너 제작방법

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3281563B2 (ja) * 1996-12-27 2002-05-13 株式会社ノリタケカンパニーリミテド ビトリファイドボンド工具及びその製造方法
JP3482328B2 (ja) * 1997-11-07 2003-12-22 新日本製鐵株式会社 半導体基板用研磨布のドレッサーおよびその製造方法
JP3387858B2 (ja) * 1999-08-25 2003-03-17 理化学研究所 ポリッシングパッドコンディショナー
JP3527448B2 (ja) * 1999-12-20 2004-05-17 株式会社リード Ｃｍｐ研磨布用ドレッサー及びその製造方法
KR100363693B1 (ko) * 1999-12-28 2002-12-05 키니크 컴퍼니 화학적 기계적 연마 패드 드레서 및 그 제조 방법

Also Published As

Publication number Publication date
WO2004086477A1 (en) 2004-10-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100328108B1 (ko) 반도체 기판용 연마패드의 드레서, 그 제조방법 및 그것을 사용한 화학적 기계적 연마방법
EP0874390B1 (en) Polishing method
JP3911174B2 (ja) 半導体素子の製造方法および半導体素子
US20050260938A1 (en) Table of wafer polishing apparatus, method for polishing semiconductor wafer, and method for manufacturing semiconductor wafer
JP2008132562A (ja) 真空チャックおよびこれを用いた真空吸着装置
JP2010016176A (ja) 試料保持具
JP2005294661A (ja) 研磨パッド及びそれを用いる研磨方法
KR20040084153A (ko) 유리질 화합물을 사용하여 화학기계적 연마 패드콘디셔너를 제조하는 방법 및 그에 의해 제조된화학기계적 연마 패드 콘디셔너
EP1408538A1 (en) Polishing element, cmp polishing device and productions method for semiconductor device
JP3904943B2 (ja) サファイアウエハーの加工方法及び電子装置の製造方法
JP2008520106A (ja) 半導体ウェーハに一つまたはそれ以上の金属ダマシン構造を形成するための方法
TWM446063U (zh) 化學機械研磨修整器
JP2002160168A (ja) 単層砥石
US20050260930A1 (en) Table of wafer of polishing apparatus, method for polishing semiconductor wafer, and method for manufacturing semiconductor wafer
KR100413493B1 (ko) 화학적 기계적 연마 장치의 연마 플래튼 및 그를 이용한평탄화방법
US20100240285A1 (en) Polishing apparatus and method of manufacturing semiconductor device using the same
CN106711032B (zh) 适用于硬脆易解理单晶氧化镓晶片的高效低损伤研磨方法
JP3336191B2 (ja) 半導体ウェ−ハの製造方法
KR100508300B1 (ko) 세라믹 물질을 사용하여 화학기계적 연마 패드 콘디셔너를제조하는 방법 및 그에 의해 제조된 화학기계적 연마 패드콘디셔너
JP2002373873A (ja) ウェハ保持用真空チャック
KR101086966B1 (ko) 반도체 웨이퍼 연마방법
JP3609059B2 (ja) Ｃｍｐ加工用ドレッサ
JP3678993B2 (ja) Ｃｍｐ加工用ドレッサ
JP4731368B2 (ja) 真空チャック及びこれを用いた真空吸着装置
JP2003311539A (ja) 研磨方法および研磨装置、並びに半導体装置の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application