KR20060001125A - Conditioner of cmp apparatus provided with ring type polishing tip - Google Patents

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KR20060001125A KR1020040050155A KR20040050155A KR20060001125A KR 20060001125 A KR20060001125 A KR 20060001125A KR 1020040050155 A KR1020040050155 A KR 1020040050155A KR 20040050155 A KR20040050155 A KR 20040050155A KR 20060001125 A KR20060001125 A KR 20060001125A
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Abstract

본 발명은 환형 연마팁을 구비한 화학적 기계적 연마장치의 컨디셔너에 관한 것으로 반도체 제조 공정에 있어서 웨이퍼의 표면을 연마하는 화학적 기계적 연마장치에 구비되어 연마패드 표면에 소정 거칠기를 부여하도록 연마패드를 컨디셔닝하는 컨디셔너의 연마팁의 마모에 의한 변형을 최소화하고, 연마패드 상에 슬러리가 균일하게 분포되도록 이루어지는 환형 연마팁을 구비한 화학적 기계적 연마장치의 컨디셔너를 제공하는데 그 목적이 있다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a conditioner of a chemical mechanical polishing apparatus having an annular polishing tip. The present invention relates to a chemical mechanical polishing apparatus for polishing a surface of a wafer in a semiconductor manufacturing process. It is an object of the present invention to provide a conditioner of a chemical mechanical polishing apparatus having an annular polishing tip which minimizes deformation due to abrasion of the polishing tip of the conditioner and distributes the slurry evenly on the polishing pad.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 컨디셔너 몸체; 및 상기 컨디셔너 몸체에 장착되고, 중공을 갖는 환형체로 이루어지되, 상단은 평평하게 이루어진 복수개의 연마팁을 포함하는 환형 연마팁을 구비한 컨디셔너를 제공한다.
In order to achieve the above object, the present invention provides a conditioner body; And an annular body mounted to the conditioner body, the annular body having a hollow, and having an annular polishing tip including a plurality of polishing tips having a flat top.

컨디셔너 몸체, 연마팁, 중공, 홈Conditioner Body, Grinding Tip, Hollow, Groove

Description

환형 연마팁을 구비한 화학적 기계적 연마장치의 컨디셔너{Conditioner of CMP apparatus provided with ring type polishing tip} Conditioner of chemical mechanical polishing apparatus with annular polishing tip {Conditioner of CMP apparatus provided with ring type polishing tip}             

도1은 종래기술에 따른 컨디셔너의 제1실시예를 도시한 개략도.1 is a schematic diagram showing a first embodiment of a conditioner according to the prior art;

도2a 및 도2b는 종래기술에 따른 컨디셔너의 제2실시예를 도시한 개략도.2A and 2B are schematic views showing a second embodiment of a conditioner according to the prior art.

도3은 제2실시예에 따른 컨디셔너 연마팁의 마모 상태를 도시한 개략도.3 is a schematic diagram showing a wear state of the conditioner polishing tip according to the second embodiment;

도4는 본 발명에 따른 환형 연마팁을 구비한 컨디셔너를 설명하기 위한 사시도.Figure 4 is a perspective view for explaining a conditioner having an annular abrasive tip according to the present invention.

도5a는 도4의 A-A' 단면도.5A is a sectional view taken along the line A-A 'in FIG.

도5b는 도4의 B-B' 단면도.
5B is a cross-sectional view taken along line BB 'of FIG.

*도면의 주요부분에 대한 부호설명* Code descriptions for the main parts of the drawings

100: 컨디셔너 몸체 200: 연마팁100: conditioner body 200: polishing tip

210: 중공 220: 홈
210: hollow 220: groove

본 발명은 환형 연마팁을 구비한 화학적 기계적 연마장치의 컨디셔너에 관한 것으로 반도체 제조 공정에 있어서 웨이퍼(wafer)의 표면을 연마하는 화학적 기계적 연마장치에 구비되어 연마패드 표면에 소정 거칠기를 부여하도록 연마패드를 컨디셔닝하는 컨디셔너의 연마팁의 마모에 의한 변형을 최소화하고, 연마패드 상에 슬러리가 균일하게 분포되도록 이루어지는 환형 연마팁을 구비한 화학적 기계적 연마장치의 컨디셔너에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a conditioner of a chemical mechanical polishing apparatus having an annular polishing tip, and is provided in a chemical mechanical polishing apparatus for polishing a surface of a wafer in a semiconductor manufacturing process to provide a predetermined roughness to a polishing pad surface. It relates to a conditioner of a chemical mechanical polishing apparatus having an annular polishing tip which minimizes deformation due to abrasion of the polishing tip of a conditioner for conditioning and uniformly distributes the slurry on the polishing pad.

반도체 웨이퍼 상에 집적회로를 제조하는 과정에서 웨이퍼 전면 또는 이면을 평탄화하기 위하여 통상적으로 화학적 기계적 연마 공정을 거치게 된다. 이와 같은 화학적 기계적 연마 공정을 이용한 평탄화 기술은 반도체 집적회로의 집적도가 높아지고 웨이퍼의 대구경화 추세에 따라 더욱 더 중요한 가공 기술로 취급되고 있다.In the process of fabricating an integrated circuit on a semiconductor wafer, a chemical mechanical polishing process is usually performed to planarize the front or rear surface of the wafer. The planarization technology using the chemical mechanical polishing process is being treated as a more important processing technology in accordance with the trend of increasing the integration of semiconductor integrated circuits and the large diameter of wafers.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 종래 기술에 따른 화학적 기계적 연마장치의 컨디셔너를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a conditioner of a chemical mechanical polishing apparatus according to the prior art will be described with reference to the accompanying drawings.

도1은 종래기술에 따른 컨디셔너의 제1실시예를 도시한 개략도이다.1 is a schematic diagram showing a first embodiment of a conditioner according to the prior art.

도면에 도시된 바와 같이 종래 기술에 따른 컨디셔너의 제1실시예는 컨디셔너 몸체(20); 및 니켈지지체(10)을 매개로 상기 컨디셔너 몸체(20)에 구비되는 복수개의 다이아몬드 입자(30)로 이루어진다.As shown in the figure, a first embodiment of a conditioner according to the prior art comprises: a conditioner body 20; And a plurality of diamond particles 30 provided in the conditioner body 20 through the nickel support 10.

연마패드(미도시)에 소정 거칠기를 부여하도록 컨디셔닝하는 상기 컨디셔너(20)는 상기 니켈지지체(10)에 의해 상기 컨디셔너(20)에 구비된 복수개의 다이아몬드 입자(30)가 상기 연마패드(미도시)의 표면에 직접 접촉하여 컨디셔닝하게 된다. 여기에서 상기 다이아몬드 입자(30)는 사용 빈도수가 증가함에 따라 슬러리 입자와의 마찰로 인하여 마모되어 라운딩됨에 따라 컨디셔닝의 효율을 낮추고, 상기 니켈지지체(10)의 상기 다이아몬드 입자(30)에 대한 결속력이 낮아지게 되어 상기 다이아몬드 입자(30)가 상기 니켈지지체(10)로부터 이탈되어 상기 연마패드(미도시) 상에 떨어지게 되면 상기 연마패드(미도시)에 스크레치를 유발시킬 수 있는 문제점이 있다.The conditioner 20, which is conditioned to impart a predetermined roughness to a polishing pad (not shown), includes a plurality of diamond particles 30 provided to the conditioner 20 by the nickel support 10. Condition by contacting the surface directly. Here, the diamond particles 30 are worn and rounded due to friction with the slurry particles as the frequency of use increases, lowering the efficiency of conditioning, and binding force of the nickel support 10 to the diamond particles 30 is increased. When the diamond particles 30 are lowered from the nickel support 10 and fall on the polishing pad (not shown), there is a problem that may cause scratches on the polishing pad (not shown).

도2a 내지 도2b를 참조하여 종래 기술에 따른 컨디셔너 연마팁의 제2실시예를 설명하면 다음과 같다. 도2a 및 도2b는 종래기술에 따른 컨디셔너의 제2실시예를 도시한 개략도이고. 도3은 제2실시예에 따른 컨디셔너 연마팁의 마모 상태를 도시한 개략도이다.A second embodiment of a conditioner polishing tip according to the prior art will now be described with reference to FIGS. 2A to 2B. 2A and 2B are schematic diagrams showing a second embodiment of a conditioner according to the prior art. 3 is a schematic diagram showing a wear state of the conditioner polishing tip according to the second embodiment.

도면에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 따른 컨디셔너 연마팁의 제2실시예는 컨디셔너 몸체(20); 및 상기 컨디셔너 몸체(20)에 구비되고, 상기 컨디셔너 몸체(20)로부터 폭이 점차 작아지는 피라미드 또는 원뿔 형상의 연마팁(40)으로 이루어지며, 상기 연마팁(40)은 세라믹으로 코팅되거나 상기 연마팁(40) 자체가 세라믹으로 형성된다.As shown in the figure, a second embodiment of a conditioner polishing tip according to the prior art comprises: a conditioner body 20; And a polishing tip 40 of the pyramid or cone shape that is provided in the conditioner body 20 and gradually decreases in width from the conditioner body 20, and the polishing tip 40 is coated with ceramic or the polishing. The tip 40 itself is formed of ceramic.

여기에서 제2실시예에 따른 컨디셔너의 연마팁(40)은 그의 첨단이 연마패드(미도시)에 접촉하여 상기 연마패드(미도시)를 컨디셔닝하게 된다. 이에 따라, 도3에 도시된 바와 같이, 상기 연마팁(40)은 사용 빈도수가 증가함에 따라 마모되어 둥글게 무뎌짐으로써 상기 연마패드(미도시)에 대한 컨디셔닝의 효율성이 떨어지는 문제점이 있다.
Here, the polishing tip 40 of the conditioner according to the second embodiment is to contact the polishing pad (not shown) with its tip to condition the polishing pad (not shown). Accordingly, as shown in FIG. 3, the polishing tip 40 is worn and rounded off with increasing frequency of use, resulting in a poor efficiency of conditioning for the polishing pad (not shown).

따라서 본 발명은 상기의 제반 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서 연마패드를 컨디셔닝하는 컨디셔너의 연마팁을 중공을 가진 환형으로 구비하고, 상기 연마팁의 상단에 복수개의 홈을 형성하여 마모에 의한 변형을 최소화하고, 슬러리를 균일하게 분포시키는 환형 연마팁을 구비한 컨디셔너를 제공하는데 그 목적이 있다.
Therefore, the present invention has been proposed to solve the above problems, and has a polishing tip of the conditioner for conditioning the polishing pad in an annular shape having a hollow, and forms a plurality of grooves on the top of the polishing tip to prevent deformation by wear. It is an object to provide a conditioner with an annular abrasive tip that minimizes and distributes the slurry evenly.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 컨디셔너 몸체; 및 상기 컨디셔너 몸체에 장착되고, 중공을 갖는 환형체로 이루어지되, 상단은 평평하게 이루어진 복수개의 연마팁을 포함하는 환형 연마팁을 구비한 컨디셔너를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a conditioner body; And an annular body mounted to the conditioner body, the annular body having a hollow, and having an annular polishing tip including a plurality of polishing tips having a flat top.

상기 연마팁은 전체가 동일한 두께를 갖으며, 상기 연마팁의 상단은 복수개의 홈이 형성된다.The polishing tip has the same thickness as a whole, and the top of the polishing tip is formed with a plurality of grooves.

상기 연마팁은 세라믹 소재로 형성될 수 있다.The polishing tip may be formed of a ceramic material.

상기 연마팁은 금속 소재로 이루어지고, 그 표면에 세라믹이 피복될 수 있으며, 상기 연마팁은 철(Fe), 니켈(Ni) 및 알루미늄(Al) 합금으로 이루어질 수 있다.The polishing tip is made of a metal material, the surface of the ceramic may be coated, the polishing tip may be made of iron (Fe), nickel (Ni) and aluminum (Al) alloy.

상기 연마팁의 컨디셔너 몸체로부터 중공 주연까지의 높이는 10㎛이하로 이루어지며, 상기 연마팁의 홈은 50㎛ 이하의 높이를 갖는다. The height from the conditioner body of the polishing tip to the hollow periphery is 10 μm or less, and the groove of the polishing tip has a height of 50 μm or less.                     

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 환형 연마팁을 구비한 컨디셔너를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a conditioner having an annular polishing tip according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도4는 본 발명에 따른 환형 연마팁을 구비한 컨디셔너를 설명하기 위한 사시도이고, 도5a 및 도5b는 각각 도4의 A-A' 및 B-B' 단면도이다.4 is a perspective view illustrating a conditioner having an annular polishing tip according to the present invention, and FIGS. 5A and 5B are sectional views taken along line A-A 'and B-B', respectively.

도면에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 환형 연마팁을 구비한 컨디셔너는 컨디셔너 몸체(100); 및 상기 컨디셔너 몸체(100)에 장착되고, 중공(210)을 갖는 환형체로 이루어지되, 상단은 평평하게 이루어지며, 복수개의 홈(220)이 형성되어 복수개의 평평한 호형상면으로 이루어진 복수개의 연마팁(200)으로 이루어진다.As shown in the figure, a conditioner having an annular polishing tip according to the present invention comprises: a conditioner body 100; And is mounted to the conditioner body 100, made of an annular body having a hollow 210, the top is made flat, a plurality of grooves 220 is formed a plurality of polishing tips consisting of a plurality of flat arc-shaped surface ( 200).

본 발명에 따른 컨디셔너(100)는 이에 장착된 복수개의 연마팁(200)이 상기 연마패드(미도시)에 접촉하여 컨디셔닝하게 된다.In the conditioner 100 according to the present invention, a plurality of polishing tips 200 mounted thereon contact and condition the polishing pad (not shown).

상기 연마팁(200)은 상단은 평평하게 이루어져 중공(210)을 가지며, 복수개의 홈(200)이 형성됨으로써 복수개의 호형상면으로 분활되어 상기 연마패드(미도시)에 수직으로 접촉한다.The polishing tip 200 has a hollow 210 formed at an upper end thereof, and is formed into a plurality of grooves 200 so that the polishing tip 200 is divided into a plurality of arc-shaped surfaces so as to vertically contact the polishing pad (not shown).

여기에서 상기 연마팁(200)은 컨디셔너 몸체(100)로부터 상단까지의 높이가 10㎛ 이하인 것이 바람직하고, 상기 연마팁(200)의 홈(220)은 그 높이가 5㎛ 이하인 것이 바람직하다.Here, the polishing tip 200 preferably has a height from the conditioner body 100 to an upper end of 10 μm or less, and the groove 220 of the polishing tip 200 preferably has a height of 5 μm or less.

상기 연마팁(200)은 상기 컨디셔너 몸체(100)에 구비되되 상기 연마팁(200) 자체가 세라믹 소재로 이루어질 수 있는데 산소, 질소, 탄소 등의 통상적인 세라믹 소재로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 연마팁(200)은 철, 니켈 및 알루미늄 합금 등의 금속 소재로 이루어져 세라믹 소재가 건식 또는 습식 등의 방법으로 상기 연 마팁(200)에 피복될 수 있다.The polishing tip 200 is provided in the conditioner body 100, but the polishing tip 200 itself may be made of a ceramic material, but may be made of a conventional ceramic material such as oxygen, nitrogen, and carbon. In addition, the polishing tip 200 is made of a metal material such as iron, nickel and aluminum alloy, the ceramic material may be coated on the polishing tip 200 by a method such as dry or wet.

이에 따라, 본 발명에 따른 컨디셔너는 이에 구비된 연마팁(200)이 연마패드(미도시)에 접촉하여 상기 연마패드(미도시)를 컨디셔닝하되 그 상단이 평평하게 이루어지고, 상기 평평한 상단이 상기 연마패드(미도시)에 수직으로 접촉하여 이동함으로써 컨디셔닝한다. 이에 따라, 상기 연마팁(200)은 연마패드(미도시) 또는 상기 연마패드(미도시)에 공급되는 슬러리(미도시)의 마찰로 인한 마모시에도 라운딩되지 않아 그 형태를 유지하고, 특히 상기 연마팁(200)의 상단에 형성된 복수개의 홈(220) 사이로 상기 슬러리(미도시)가 이동가능하도록 하여 상기 연마패드(미도시) 상에서의 상기 슬러리(미도시)의 분포를 방해하지 않고, 상기 연마팁(200)의 이동시 상기 슬러리(미도시)의 분포를 균일하게 한다. 또한, 상기 연마팁(200)의 홈(220)의 높이가 줄어듦에 따라 상기 연마팁(200)의 마모상태가 측정가능하여 상기 연마팁(200)의 교체 시기를 가늠하기 용이하다.Accordingly, in the conditioner according to the present invention, the polishing tip 200 provided thereon contacts the polishing pad (not shown) to condition the polishing pad (not shown), the top of which is flat, and the flat top of the Condition by moving vertically in contact with a polishing pad (not shown). Accordingly, the polishing tip 200 is not rounded even when worn due to friction of a polishing pad (not shown) or a slurry (not shown) supplied to the polishing pad (not shown), and thus maintains its shape. By allowing the slurry (not shown) to move between the plurality of grooves 220 formed on the top of the polishing tip 200 without disturbing the distribution of the slurry (not shown) on the polishing pad (not shown), When the polishing tip 200 is moved, the distribution of the slurry (not shown) is made uniform. In addition, as the height of the groove 220 of the polishing tip 200 decreases, the wear state of the polishing tip 200 can be measured, so that it is easy to estimate the replacement time of the polishing tip 200.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내어서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
The present invention described above is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, and various substitutions, modifications, and changes can be made in the technical field of the present invention without departing from the technical spirit of the present invention. It will be clear to those of ordinary knowledge.

이상에서 본 바와 같이 본 발명은 연마패드를 컨디셔닝하는 컨디셔너의 연마팁을 중공을 가진 환형으로 구비하고, 상기 연마팁의 상단에 복수개의 홈을 형성하 여 마모에 의한 변형을 최소화하고, 슬러리를 균일하게 분포시키는 효과가 있다.As described above, the present invention provides a polishing tip of the conditioner for conditioning the polishing pad in a hollow shape, and forms a plurality of grooves on the top of the polishing tip to minimize deformation due to wear and uniform slurry. It is effective to distribute.

Claims (7)

컨디셔너 몸체; 및 Conditioner body; And 상기 컨디셔너 몸체에 장착되고, 중공을 갖는 환형체로 이루어지되, 상단은 평평하게 이루어진 복수개의 연마팁을 포함하는It is mounted to the conditioner body, and made of an annular body having a hollow, the top includes a plurality of polishing tips made flat 환형 연마팁을 구비한 컨디셔너.Conditioner with annular abrasive tip. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 연마팁은The polishing tip is 전체가 동일한 두께를 갖는All have the same thickness 환형 연마팁을 구비한 컨디셔너.Conditioner with annular abrasive tip. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 연마팁의 상단은The top of the polishing tip is 복수개의 홈이 형성된Formed with a plurality of grooves 환형 연마팁을 구비한 컨디셔너.Conditioner with annular abrasive tip. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 연마팁은The polishing tip is 세라믹 소재로 형성되는Formed from ceramic material 환형 연마팁을 구비한 컨디셔너.Conditioner with annular abrasive tip. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 연마팁은The polishing tip is 금속 소재로 이루어지고, 그 표면에 세라믹이 피복되는Made of a metallic material, the surface of which is covered with ceramic 환형 연마팁을 구비한 컨디셔너.Conditioner with annular abrasive tip. 제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 연마팁은The polishing tip is 철, 니켈 및 알루미늄 합금 소재로 이루어지는Made of iron, nickel and aluminum alloy materials 환형 연마팁을 구비한 컨디셔너.Conditioner with annular abrasive tip. 제1항 또는 제3항에 있어서,The method according to claim 1 or 3, 상기 연마팁은The polishing tip is 컨디셔너 몸체로부터 상단까지의 높이가 10㎛ 이하로 이루어지고, 상기 연마팁의 홈은 50㎛ 이하의 높이를 갖는The height from the conditioner body to the top is made of 10 μm or less, and the groove of the polishing tip has a height of 50 μm or less. 환형 연마팁을 구비한 컨디셔너.Conditioner with annular abrasive tip.
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