KR20070063569A

KR20070063569A - 윤곽지어진 ｃｍｐ 패드 드레서 및 관련 방법들

Info

Publication number: KR20070063569A
Application number: KR1020077009784A
Authority: KR
Inventors: 치엔 민 성
Original assignee: 치엔 민 성
Priority date: 2004-09-29
Filing date: 2005-09-28
Publication date: 2007-06-19
Also published as: CN101068654A; WO2006039457A1; CN101068654B; TW200618942A; US7201645B2; JP2008515238A; TWI290506B; US20070254566A1; US20050095959A1

Abstract

CMP 패드의 드레싱 동안 중심에 위치한 연마 입자들(310)에 패드 드레싱 작업 부하를 증가시킨 CMP 패드 드레서, 및 이와 관계된 방법이 개시되고 설명된다. 중심에 위치한 입자들(310)에 대한 작업 부하의 증가는 패드 드레싱 성능을 개선시키고 또한 패드 드레서의 사용 수명을 연장시킨다.

Description

윤곽지어진 ＣＭＰ 패드 드레서 및 관련 방법들 {CONTOURED CMP PAD DRESSER AND ASSOCIATED METHODS}

발명의 분야

본원 발명은 일반적으로 화학적 기계적 연마 (CMP) 패드를 드레싱 또는 컨디셔닝 하기 위한 장치 및 방법에 관계한다. 따라서, 본원 발명은 화학 및 물질 과학 분야에 관계된다.

발명의 배경

많은 산업들은 특정 피가공물을 연마하기 위해 화학적 기계적 가공(CMP)을 사용하고 있다. 특히, 컴퓨터 제조 산업은 세라믹, 실리콘, 유리, 석영 및 이들의 금속들의 웨이퍼들을 연마하기 위하여 CMP 공정에 크게 의존하기 시작했다. 이러한 연마 공정들은 일반적으로 폴리우레탄과 같은 내구성 유기 물질로 제조된 회전식 패드에 대면하는 웨이퍼 사용을 수반한다. 패드에, 웨이퍼 물질을 손상시킬 수 있는 화학물질을 함유하는 화학물질 슬러리 및 웨이퍼 표면을 물리적으로 부식시키기 위하여 작용하는 양의 연마 입자들이 첨가된다. 슬러리는 회전하는 CMP 패드에 연속적으로 첨가되며, 웨이퍼에 가해지는 이원 화학물질 및 기계적 힘은 웨이퍼가 원하는 방식으로 연마되게 한다.

구현되는 연마의 품질에 특히 중요한 것은 패드 전체에 두루 퍼져있는 연마 입자들의 분포이다. 패드의 상부는 통상적으로 섬유, 또는 소형 공극과 같은 메커니즘으로 입자들을 지지하는데, 섬유 또는 소형 공극과 같은 메커니즘들은 패드의 회전 운동에 의해 발생되는 원심력으로 인해 패드가 이탈하는 것을 방지하기에 충분한 마찰력을 제공한다. 그러므로, 패드 상부를 가능한 한 가요성인 상태로유지하는 것, 그리고 섬유들을 가능한 한 직립으로 유지하는 것, 또는 새로운 연마 입자들을 수용할 수 있는 여분의 개구 및 공극들이 존재하도록 확보하는 것이 중요하다.

패드의 상부를 유지하는 것에 관한 문제는 피가공물, 연마 슬러리, 및 드레싱 디스크에서 생긴 연마 부스러기의 축적에 의해 야기된다. 이러한 축적은 패드 상부의 "글레이징" 또는 경화를 야기하며, 섬유질들을 헝클어 버리므로, 패드가 슬러리의 연마 입자들을 덜 지지할 수 있도록 만들고, 패드의 전체적인 연마 성능을 현저히 감소시킨다. 또한, 많은 패드들에 있어서, 슬러리를 지지하기 위하여 사용되는 공극들은 막히게 되고, 패드의 연마 표면의 전체적인 조도는 저하되어 편평해진다. 그러므로, 다양한 장치를 사용하여 패드 상부를 "코밍(combing)" 또는 "컷팅(cutting)"하여 재생시키기 위한 시도들이 이루어졌다. 이러한 공정은 CMP 패드를 "드레싱" 또는 "컨디셔닝"하는 것으로 공지되었다. 이러한 목적을 위하여 많은 유형의 장치들 및 공정들이 사용되었다. 이러한 하나의 장치는 표면에 부착된 다이아몬드 입자들과 같은 복수의 초경질 결정질 입자들을 구비한 디스크 또는 이들의 기판이다.

불행하게도, 전통적인 방법에 의하여 제조된 이러한 연마 디스크들은 여러 가지 문제점들을 보인다. 첫째, 연마 입자들은 디스크의 기판으로부터 제거되어 CMP 패드 섬유질에 붙잡힐 수 있다. 이는 연마되는 피가공물의 긁힘 및 파손을 초래한다. 둘째, 선행 기술의 제조 방법들은 기판의 표면위에 고르지 않은 간격의 그룹으로 밀집되는 연마 입자들을 가지는 디스크들을 생산하기 쉽다. 입자들 사이에 생성된 균일하지 않은 간격은 CMP 패드의 일부분을 과다하게 드레싱되게 하여 마모흔들을 생성하고, 그밖의 다른 부분들을 덜 드레싱하여, 광택있는 층들을 생성한다. 셋째, 이러한 디스크들의 연마 입자들은 패드를 균일한 깊이로 침투하도록 배열되지 않는다. 이러한 비-균일성은 CMP 패드의 고르지 않은 드레싱을 추가적으로 생성한다. 마지막으로, CMP 패드가 유연한 정도에 따라, 드레서의 처음 리딩 에지 앞부분에서는 드레서에 의하여 생성되는 하향력으로 인하여 볼록해지거나 둥글어지는 경향이 있다. 이러한 볼록함은 패드가 드레서의 잔여 부분아래서 지나갈 때, 패드의 함몰이 일어나게 할 수 있으며, 순차적으로 남아있는 연마 입자들, 특히 패드 드레서의 중심에 위치한 입자들이 패드 전체에 걸쳐 덜 깊게 침투하게 또는 심지어는 침투하지 않게 할 수 있다. 드레서 입자들에 대한 이러한 고르지 않은 작업 부하는 패드를 고르지않게 드레싱 되도록 할 수 있으며, 또한 드레서를 고르지 않게 마모되게 하거나 조기에 마모되어 닳도록 할 수 있다.

또한 현재의 CMP 패드 드레서가 가지는 또다른 결점은 패드 컨디셔너의 사용 수명 감소이다. CMP 패드 컨디셔너의 사용 효과 및 효율성은 작업하는 연마 입자들의 수 및 각 입자가 수행하는 작업의 양에 의해 결정된다. 상기 지적한 바와 같이, 패드 컨디셔너의 사용 수명은 초연마 입자들에 대한 작업 부하의 고르지 않은 분포에 의해 감소될 수 있다. 가요성 CMP 패드가 드레서의 압력하에서 함몰할 때, 패드 컨디셔너의 리딩 에지 결정들에 과다한 마모가 발생할 수 있는데, 이는 이러한 결정들이 대부분의 작업 부하를 견디게 되기 때문이다. 또한, 중심에 위치한 연마 입자들은 동일한 작업 부하를 수용하지 못하게 된다. 이러한 작업 부하의 불일치는 리딩 에지 입자들에 대한 마모 속도를 증가시키고, 중심에 위치한 입자들의 소모 이전에 드레서를 쓸모없게 만들 수 있다.

입자 보유와 관련하여, 두가지 요인들이 연마 입자들로 하여금 선행 기술의 패드 드레서 디스크로부터 제거되기 쉽게 한다. 첫째, 제거는 종종 연마 입자들이 부착되었던 열등한 방법으로 인하여 발생한다. 전기도금된 니켈 또는 그밖의 다른 기저에 놓인 물질들에 의해서만 기판에 지지된 연마 입자들은 약한 기계적 힘에 의하여만 확보되며, 어떤 형태의 화학적 결합에 의하여도 확보되지 않는다. 그러므로, 이러한 입자들은 마찰력과 같은 강한 기계적 힘에 노출될 때 용이하게 제거되게 된다. 더욱이, 입자 제거는 화학물질 슬러리에 의하여 제공되는 전기도금 물질에 대한 화학적 공격에 의해 촉진된다.

대조적으로, 연마 입자들이 기판 위에 브레이징 될 때, 화학적 결합은 입자들을 더욱 견고하게 지지한다. 그러나, 화학물질 슬러리의 산은 브레이즈-입자 결합들을 급속하게 약하게 하며, 패드 드레싱의 마찰력 하에서 연마 입자들을 제거하게 할 수 있다. 그러므로, 화학물질들에 대한 브레이즈의 노출을 최소화하고 패드 드레서의 가용 수명을 연장하기 위하여, 연마 공정들은 드레싱이 발생하는 동안 정 지되어야 한다. 결과적으로 연마 및 그 이후 드레싱을 교대시키는 연쇄는 시간을 낭비시키며, 비효율적이다.

브레이징 공정 동안 패드 드레서 작업 표면의 뒤틀림 또한 종종 연마 입자들을 제거되게 한다. 브레이징 공정 동안 패드 드레서는 상당한 고온에 노출되어야 한다. 이러한 극도의 열에 대한 노출은 패드 드레서의 작업 표면을 뒤틀리게 할 수 있으므로, 패드 드레서 작업 표면의 매끄러움 및 평면성을 손상시킨다. 결과적으로, 작업 표면의 브레이즈 부분은 거칠게 되며, 높고 낮은 지점들을 가지게 될 것이다. 이러한 지점들은 바람직하지 않은데, 왜냐하면 이들은 브레이즈를 조각조각 떨어지기 시작하도록 만들 수 있으며, 피가공물의 연마된 표면에 미세-긁힘을 만들 수 있다. 또한, 이러한 울퉁불퉁함은 드레서의 또다른 가공, 및 연마 입자 보유력과 관련하여 문제점을 유발할 수 있다.

전술한 관점에서, 최대의 효율성 및 수명을 가지며 최적의 드레싱 결과를 구현하기 위하여 제작되고 구성된 CMP 패드 드레서가 계속하여 요구되고 있다.

발명의 요약

따라서, 한 양태에서, 본원 발명은 CMP 패드를 드레싱 하는 동안 CMP 패드 드레서에서 중심에 위치한 초연마 입자들에 대한 작업 부하를 증가시키기 위한 방법 및 CMP 패드 드레서 구조물을 제공한다. 이러한 한 방법에서, 각각이 기판 부재에 연결되고 예정된 패턴에 따라 특정 위치에 지지된 복수의 초연마 입자들을 가지는 CMP 패드 드레서가 제공된다. 초연마 입자들은 둘레에 위치한 입자들의 CMP 패 드 내부로의 침투는 감소시키고 중심에 위치한 입자들의 CMP 패드 내부로의 침투는 증가시키는 패턴으로 배열될 수 있으므로, 중심에 위치한 초연마 입자들에 대하여 가해지는 작업 부하를 최적화 시킬 수 있다. 일반적으로, 입자들은 단일 결정 또는 다결정질 형태의 다이아몬드, 또는 입방정 질화 붕소 (cBN)와 같은 초경질 물질들이다.

본원 발명의 한 구체예에서, 중심에 위치한 초연마 입자들에 대한 작업 부하를 증가시키는 방법은 둘레에 위치한 입자들의 작업 말단으로부터 중심에 위치한 입자들의 작업 말단까지 상향인 기울기를 제공하는 패턴으로 배열된 초연마 입자들을 보유하는 기판을 가지는 CMP 패드 드레서의 이용을 포함한다. 또한, 이용되는 기울기의 정확한 각도는 중심에 위치한 입자들이 부담하는 작업 부하를 제어하도록 형성될 수 있다. 이러한 기울기는 다양한 방식으로 생성될 수 있다. 예를 들면, 한 양태에서, 기울기는 실질적으로 편평한 기판 위에 또는 내부에 초연마 입자들을 배치함으로써 생성될 수 있는데, 여기서 기판의 작업 표면위의 초연마 입자들의 높이는 둘레에 위치한 입자들로부터 중심에 위치한 입자들을 향하여 증가한다. 몇몇 경우에, 바람직한 기울기 각도는 패드 속도(velocity) 및 패드 가요성의 측정으로서 결정될 수 있다.

본원 발명의 또다른 바람직한 구체예에서, 중심에 위치한 입자들에 대한 작업 부하를 증가시키는 방법은 중심에 위치한 입자들보다 더 높은 밀도로 둘레에 위치한 초연마 입자들을 배치하는 패턴으로 기판에 결합된 복수의 초연마 입자들을 가지는 CMP 패드 드레서를 제공하는 것을 포함할 수 있다. 더 높은 밀도로 밀집된 입자들은 서로 더 먼 간격으로 밀집된 입자들만큼 깊게 패드 내부로 침투할 수 없음이 발견되었다. 그러므로, 기판 상의 입자들의 밀도를 변화시킴으로써 작업 부하는 한 부위에서 다른 부위로 이전될 수 있다.

또한 본원 발명의 또다른 구체예에서, 중심에 위치한 입자들에 대한 작업 부하를 증가시키는 방법은 중심에 위치한 입자들을 둘레에 위치한 입자들의 애티튜드(attitude)에 의해 제공되는 침투보다 CMP 패드 내부로 더 높은 입자 침투를 유발시키는 애티튜드로 배향시킴으로써 구현될 수 있다. 한 양태에서, 중심에 위치한 입자들의 애티튜드는 이들의 작업 말단에 꼭지점(apex)을 제공할 수 있으며, 둘레에 위치한 입자들의 애티튜드는 이들의 작업 말단에 면 또는 에지를 제공할 수 있다. 또다른 양태에서, 중심에 위치한 입자들의 애티튜드는 이들의 작업 말단에 에지를 제공할 수 있으며, 둘레에 위치한 입자들의 애티튜드는 이들의 작업 말단에 면을 제공할 수 있다. 또한 또다른 양태에서, 중심에 위치한 입자들의 애티튜드가 이들의 작업 말단에 꼭지점(apex)을 제공할 때, 둘레에 위치한 입자들의 애티튜드는 이들의 작업 말단에서 면을 제공할 수 있으며, 둘레에 위치한 입자들과 중심에 위치한 입자들 사이에 위치한 입자들의 애티튜드는 이들의 작업 말단에 에지를 제공할 수 있다. 상기 언급된 사용 방법 이외에도, 본원 발명은 또한 중심에 위치한 초연마 입자들에서 증가된 작업 부하를 보여주는 CMP 패드 드레서를 제공하는 방법을 포함한다. 일반적으로 말하면, 이러한 방법은 다음 단계들을 포함한다: 1) 기판을 제공하는 단계; 및 2) 둘레에 위치한 입자들의 CMP 패드 내부로의 침투는 감소시키고 중심에 위치한 입자들의 CMP 패드 내부로의 침투는 증가시키는 패턴으로 복 수의 초연마 입자들을 기판 위에 부착하는 단계.

상기 설명된 방법을 사용하여, 상당한 이점들을 보이는 CMP 패드 드레서를 제조할 수 있다. 예를 들면, CMP 패드 드레서의 작업 표면은 외부 또는 이들의 "리딩 에지"를 지나치게 접촉하기 보다는 드레서의 중심 이하의 부분에서 CMP 패드의 접촉을 증가시키기 위하여 배열될 수 있다. 이러한 중심 접촉의 증가는 드레서의 둘레부로부터 드레서의 중심부로 작업 부하의 일부를 이전시키므로, 드레서의 사용 수명을 길게하고 드레서로 하여금 패드를 더욱 효과적으로 절삭 및 그루밍(grooming)할 수 있게 한다. 상기 배열을 결합시킨 CMP 패드 드레서는 본원 발명에 포함되며, 상기 언급된 방법들을 뒷받침하기 위하여 이루어진 특정 구조를 가지는 CMP 패드 드레서들도 포함한다.

본원 발명의 상기 언급된 특징들 및 이점들은 첨부된 도면 및 다음의 상세한 설명을 참고하면 더욱 자명해질 것이다.

도면의 간단한 설명

도 1은 본원 발명의 한 구체예에 따른 디스크 기판에 연마 입자들을 고정시키기 위하여 전기도금법을 사용하는 선행 기술의 CMP 패드 드레서의 측면도이다.

도 2는 디스크 기판에 연마 입자들을 고정시키기 위하여 전통적인 브레이징법을 사용하여 제조된 선행 기술의 CMP 패드 드레서의 측면도이다.

도 3은 본원 발명의 한 구체예에 따라 제조된 CMP 패드 드레서의 측면도이다.

도 4는 본원 발명의 한 구체예에 따라, 브레이징 합금 쉬트의 표면위에 연마 입자들을 배치하기 위한 형판을 구비한 브레이징 합금 쉬트의 측면도이다.

도 5는 브레이징 합금 쉬트의 표면에 형판을 구비한 브레이징 합금 쉬트의 측면도이며, 연마 입자들이 형판의 개구들을 채우고 있다. 본원 발명의 한 구체예에 따라 편평한 표면은 브레이징 합금 쉬트 내부로 연마 입자들을 가압하는데 사용하기 위하여 도시되어 있다.

도 6은 본원 발명의 한 구체예에 따라 브레이징 합금 쉬트 내부로 가압된 연마 입자들을 가지는 브레이징 합금 쉬트의 측면도이다.

도 7은 본원 발명의 한 구체예에 따라, 실질적으로 오직 드레서의 리딩 에지를 따라서 연마 입자들이 존재하도록 기판에 결합된 연마 입자들을 가지는 CMP 패드 드레서의 작업 표면의 평면도이다.

도 8은 본원 발명의 한 구체예에 따라, 중심에서 보다 리딩 에지에서 더 많은 입자들이 존재하도록 기판에 결합된 연마 입자들을 가지는 CMP 패드 드레서의 작업 표면의 평면도이다.

도 9는 본원 발명의 한 구체예에 따라, 입자들이 두루 균일하게 분포되도록 기판에 결합된 연마 입자들을 가지는 CMP 패드 드레서의 작업 표면의 평면도이다.

도 10은 본원 발명의 한 구체예에 따라 제조된 CMP 패드 드레서의 측면도이다.

도 11은 본원 발명의 한 구체예에 따라 제조된 CMP 패드 드레서의 측면도이다.

발명의 상세한 설명

본원의 CMP 패드 드레서 및 수반되는 사용 및 제조 방법을 개시하고 설명하기에 앞서, 본원 발명은 본원에 개시된 특정 공정 단계들 및 물질들에 제한되는 것이 아니라, 관련 분야의 통상의 당업자가 인식하게 되는 이들의 균등물에까지 확장됨을 이해하여야 한다. 또한 본원에서 사용되는 용어는 단지 특정 구체예들을 설명하기 위하여 사용되는 것이며 제한하기 위하여 사용되되는 것이 아님을 이해하여야 한다.

본원 명세서 및 첨부된 청구항에서 사용되는, 단수형들 "하나" 및, "그것"은 명확하게 다른 언급이 없으면 복수형을 포함함을 알아두어야 한다. 그러므로, 예를 들면, 하나의 "연마 입자" 또는 "그릿"이라는 언급은 하나 또는 그 이상의 연마 입자들 또는 그릿들에 대한 언급을 포함한다.

정의

본원 발명을 설명하고 청구함에 있어서, 아래 설명된 정의에 따라 다음의 용어가 사용될 것이다.

본원에서 사용되는, "연마 입자" 또는 "그릿" 또는 유사한 용어들은 초경질의 결정질 또는 다결정질 물질, 또는 이들 물질들의 혼합물을 의미하며, 다이아몬드, 다결정질 다이아몬드 (PCD), 입방정 질화 붕소, 및 다결정질 입방정 질화 붕소 (PCBN)를 포함하나, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, "연마 입자", "그릿", "다이아몬드", "다결정질 다이아몬드 (PCD)", "입방정 질화 붕소" 및 "다결정질 입방정 질화 붕소(PCBN)" 의 용어들은 호환적으로 사용될 수 있다.

본원에서 사용되는, "기판"은 연마 입자들을 지지하는, 그리고 연마 입자들이 고정될 수 있는, CMP 드레서의 일부를 의미한다. 본원 발명에서 유용한 기판들은 의도한 목적에 유용한 공구를 제공하기에 충분한 방식으로 연마 입자들을 지지할 수 있는, 임의의 형상, 두께 또는 물질일 수 있다. 기판들은 고체 물질, 가공시 고체가 되는 분말 물질, 또는 가요성 물질일 수 있다. 전형적인 기판 물질들의 예에는 금속, 금속 합금, 세라믹, 및 이들의 혼합물을 포함하나, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한 기판은 브레이징 합금 물질을 포함할 수 있다.

본원에서 사용되는, "작업 표면"은 작업하는 동안 위를 향하는, 또는 CMP 패드와 접촉하게 되는 CMP 패드 드레서의 표면을 의미한다.

본원에서 사용되는, "리딩 에지"는 CMP 패드가 움직이는 방향에 기초하여, 또는 패드가 움직이는 방향에 기초하여, 또는 이들 모두에 기초하여 전두 에지인 CMP 패드 드레서의 에지를 의미한다. 특히, 몇몇 양태에서, 리딩 에지는 특정하게 드레서의 에지 부위를 포함할 뿐만 아니라, 또한 실제 에지로부터 약간 안쪽으로 연장하는 드레서의 일부들을 포함할 수 있는 것으로 생각된다. 한 양태에서, 리딩 에지는 CMP 패드 드레서의 외부 에지를 따라 위치될 수 있다. 또다른 양태에서, CMP 패드 드레서는 CMP 패드 드레서 작업 표면의 중심 또는 내부 부분 위에 적어도 하나의 효과적인 리딩 에지를 제공하는 연마 입자들의 패턴으로 형성될 수 있다. 다시 말하면, 드레서의 중심 또는 내부 부분은 드레서의 외부 에지 위에 리딩 에지의 효과와 유사한 기능적 효과를 제공하도록 형성될 수 있다.

본원에서 사용되는, "날카로운 부분"은 결정이 올 수 있는 협소한 부분을 의미하며, 코너, 융기, 에지, 오벨리스크, 및 그밖의 다른 돌출부들을 포함하나, 이에 제한되는 것은 아니다.

본원에서 사용되는, "중심에 위치한 입자"는 통상의 드레싱 환경하에서 둘레에 위치한 입자에 비하여 감소된 작업 부하를 수용하는 드레서의 입자를 의미한다. 몇몇 양태에서, "중심" 또는 "중심에 위치한"이란 드레서의 중심 지점에서 시작하여 드레서 에지를 향해 바깥쪽으로 드레서 직경의 최대 약 90%까지 연장하는 영역을 의미한다. 몇몇 양태에서, 상기 영역은 반경의 약 20% 내지 약 90%까지 바깥쪽으로 연장할 수 있다. 그밖의 다른 양태에서, 상기 영역은 반경의 약 50%까지 연장할 수 있다. 또한 또다른 양태에서, 상기 영역은 드레서 반경의 약 33%까지 연장할 수 있다.

본원에서 사용되는, "둘레에 위치한"이란 통상적인 드레싱 환경하에서 중심에 위치한 입자들에 비하여 과다한 작업 부하를 수용하는 드레서의 입자를 의미한다. 몇몇 양태에서, "둘레의" 또는 "주변의" 또는 "둘레에 위치한"이란 드레서의 리딩 에지 또는 외부 가장자리에서 시작하여 드레서 직경의 최대 약 90%까지 중심을 향하여 안쪽으로 연장하는 영역을 의미할 수 있다. 몇몇 양태에서, 상기 영역은 반경의 약 20% 내지 90%까지 안쪽으로 연장할 수 있다. 그밖의 다른 양태에서, 상기 영역은 반경의 약 50%까지 연장할 수 있다. 또한 또다른 양태에서, 상기 영역은 드레서 직경의 약 33%까지 연장할 수 있다(즉, 중심으로부터 66% 떨어짐).

본원에서 사용되는, "작업 부하"란 드레서를 사용하는 동안 드레서에 있는 입자들에 가해지는 작업량 또는 힘의 양을 의미한다.

본원에서 사용되는, "작업 말단"이란 CMP 패드를 향하여 배향되고 드레싱 작업을 하는 동안 패드와 접촉하는 입자의 말단을 의미한다. 거의 대부분 입자의 작업 말단은 입자가 부착되는 기판으로부터 말단이 될 것이다.

본원에서 사용되는, "비정질 브레이즈"란 비-결정질 구조를 가지는 균질의 브레이즈 조성물을 의미한다. 이러한 합금은 가열시 부조화 용융하는 공융상을 실질적으로 전혀 함유하지 않는다. 비록 간결한 합금 조성물을 확보하기 어렵지만, 본원에서 사용되는 비정질 브레이징 합금은 좁은 온도 범위에 걸쳐 실질적으로 조화용융 거동을 보여야 한다.

본원에서 사용되는, "합금"이란 제 2 물질과 금속의 고체 또는 액체 혼합물을 의미하며, 상기 제 2 물질은 탄소와 같은 비-금속, 금속, 또는 금속의 성질을 향상 또는 개선시키는 합금이 될 수 있다.

본원에서 사용되는, "금속 브레이징 합금," "브레이징 합금," "브레이즈 합금", "브레이즈 재료" 및 "브레이즈"는 호환적으로 사용될 수 있으며, 초연마 입자들, 및 매트릭스 지지 재료 또는 기판을 서로 실질적으로 결합시키기 위하여 화학적으로 결합할 수 있는 금속 합금을 의미한다. 본원에 개시된 특정 브레이즈 합금 성분들 및 조성물은 이와 관계되어 개시된 특정 구체예에 제한되는 것이 아니며, 본원에 개시된 본원 발명의 어떠한 구체예에서도 사용될 수 있다.

본원에서 사용되는, "브레이징" 공정은 초연마 입자들의 탄소 원자들과 브레이즈 재료 사이의 화학적 결합 생성을 의미하는 것으로 간주된다. 또한, "화학적 결합"이란 기계적 인력 또는 그보다 약한 원자 내부의 인력이라기 보다는, 탄화물 또는 보라이드 결합과 같은 공유 결합을 의미한다. 그러므로, "브레이징"이 초연마 입자들과 관련하여 사용되는 경우, 진정한 화학적 결합이 형성되는 것이다. 그러나, "브레이징"이 금속 대 금속 결합과 관련하여 사용되는 경우, 이 용어는 더욱 전형적인 야금학적 결합의 의미로 사용된다. 그러므로, 공구 몸체에 대한 초연마 세그먼트의 브레이징은 탄화물 형성제의 존재를 요하지 않는다.

본원에서 사용되는, "초연마 입자들" 및 "초연마 그릿들"은 호환적으로 사용될 수 있으며, 천연 또는 인공 다이아몬드, 초경질 결정질, 또는 다결정질 물질, 또는 물질들의 혼합물의 입자들을 의미하며, 다이아몬드, 다결정질 다이아몬드 (PCD), 입방정 질화 붕소 (CBN), 및 다결정질 입방정 질화 붕소 (PCBN)를 포함하나, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, "연마 입자", "그릿", "다이아몬드", "PCD", "CBN" 및 "PCBN"이란 용어들은 호환적으로 사용될 수 있다.

브레이징 공정과 관련하여 본원에서 사용되는, "직접적으로"란 결합 매질로서 단일 브레이징 금속 또는 합금을 사용하여 초연마 입자들 및 동일한 재료 사이에 화학적 결합의 형성을 의미하는 것으로 간주된다.

본원에서 사용되는, "돌기"란 다양한 표면 분석의 특성들에 의하여 평가된 표면의 거칠음을 의미한다. 다양한 측정들은 피크 높이 또는 그 위의 돌출, 및 밸리의 깊이 또는 그 내부에 함몰하는 함몰부와 같은 표면 돌기의 지표로서 사용될 수 있다. 더욱이, 돌기의 측정치에는 주어진 표면 영역 내부의 피크 또는 밸리의 수 (즉, 피크 또는 밸리 밀도), 및 피크들 또는 밸리들 사이의 거리가 포함될 수 있다.

본원에서 사용되는, "세라믹"이란 비-금속 물질, 때때로 금속 물질과 함께 연소함에 의해 제조될 수 있는, 상당히 내열성이며 내식성인, 경질의, 때때로 결정질의 재료를 의미한다. 세라믹으로 고려되는 수많은 산화물, 질화물, 및 탄화물 재료들이 당해 분야에 잘 알려져 있으며, 산화 알루미늄, 산화 알루미늄, 산화 규소, 질화 붕소, 질화 규소, 및 탄화 규소, 탄화 텅스텐, 등이 포함되나, 이에 제한되는 것은 아니다.

본원에서 사용되는, "금속성"이란 임의의 타입의 금속, 금속 합금, 또는 이들의 혼합물을 의미하며, 구체적으로는 강(스틸), 철, 및 스테인레스 강이 포함되나, 이에 제한되는 것은 아니다.

본원에서 사용되는, "격자"는 복수의 사각형을 형성하는 선들의 패턴을 의미한다.

거리 및 크기와 관련하여 본원에서 사용되는, "균일한"이란 전체 약 75 마이크로미터 미만으로 상이한 크기를 의미한다.

본원에서 사용되는, "Ra"란 피크 및 이웃하는 밸리 사이의 높이차로 결정되는 표면 조도의 측정치를 의미한다. 또한, "Rmax"는 표면 위에서 가장 높은 피크와 표면에서 가장 낮은 밸리 간의 높이차로 결정되는 표면 조도의 측정치이다.

콘센트레이션, 양, 및 그밖의 다른 수치 데이타는 본원에서 범위 형식으로 표현되거나 나타내어질 수 있다. 이러한 범위 형식은 단순히 편의 및 간결함을 위해 사용되는 것이므로, 범위의 한계로 명확히 언급되는 수치 값들 뿐만 아니라, 그 범위 내에 포함되는 모든 개개의 수치 값들 또는 하위-범위들도 마치 각각의 수치 값 및 하위-범위가 명확히 언급된 것처럼 포함되는 것으로 해석되어야 함을 이해하여야 한다.

설명하자면, "약 1 마이크로미터 내지 약 5 마이크로미터"의 수치 범위는 약 1 마이크로미터 내지 약 5 마이크로미터 중 명확히 언급된 수치들 뿐만 아니라, 지시된 범위에 속하는 개별적인 수치들 및 하위-범위들도 포함되는 것으로 해석되어야 한다. 그러므로, 상기 수치 범위에는 2, 3, 및 4와 같은 개개의 수치들 및 1-3, 2-4, 및 3-5, 등과 같은 하위-범위까지도 포함된다. 이와 동일한 원리가 단 하나의 수치 값을 언급하는 범위들에도 적용된다. 더욱이, 이러한 해석은 설명되는 범위의 폭 및 특성들에 관계없이 적용되어야 한다.

발명

출원인은 CMP 패드 컨디셔닝 또는 드레싱의 효율성과 품질을 개선하기 위한 장치 및 방법들을 발견하였다. CMP 패드를 컨디셔닝 또는 드레싱 하기 위한 장치를 사용함으로써, 패드 수명이 연장될 뿐만 아니라, 또한 패드가 사용될 수 있는 항구성, 및 그리하여 장치가 구현하는 장치의 작업 속도가 개선된다.

이제 도 1을 참고하면, 선행 기술의 CMP 패드 드레서(10)이 도시되는데, 이것은 기판 (40)에 전기도금된 복수의 연마 입자들(50)을 가진다. 전기도금 재료(60)는 일반적으로 산 용액으로부터 침전된 니켈이다.

기판에 연마 입자들 (50)을 부착하기 위하여 전기도금 재료(60)만을 사용하는 CMP 패드 드레서는 도 1에 도시된 바와 같이 자명한 많은 결점들을 가진다. 첫째, 전기도금 재료는 연마 입자들과 화학적 결합을 형성할 수 없다. 그러므로, 단지 약한 기계적 힘들이 기판(40) 상에서 연마 입자들을 지지한다. 패드 드레서가 CMP 패드를 대면하여 회전되는 경우, 이러한 기계적 힘들은 연마 입자들에 작용하는 마찰력에 의해 신속하게 극복된다. 결과적으로 연마 입자들은 전기도금 재료로부터 쉽게 헐거워져서, 전기도금 재료에 공간(70)과 같은 공극들을 남긴다. 이러한 공극들은 피가공물에서 연마되어 나온 잔여물 뿐만 아니라, 슬러리로부터 화학물질 및 연마 입자들로 신속히 채워진다. 이러한 물질들은 전기도금 재료를 화학적으로 공격하며 더욱 약화시킨다.

전기도금 재료(60)에 의해 생성된 기계적 힘은 기판(40) 위에 연마 입자들(50)을 지지시키는 단 하나의 수단이기 때문에, 연마 입자들 above the 전기도금 재료 위의 연마 입자들의 노출은 최소로 유지되어야 한다. 그럼에도 불구하고, 전기도금 재료와 CMP 패드 사이의 접촉은 필연적이다. 이러한 접촉은 전기도금 재료를 마모시키며, 연마 입자들의 방출을 더욱 촉진시킨다. 추가적으로, 제조하는 동안, 전기도금 재료는 볼록한 부분(80)과 같은 공간에서 연마 입자들 주위에 쌓이기 쉽다. 불가능한 것이 아니라면, 이미 낮은 노출 및 연마 입자들의 빽빽한 공간 이외에도 이러한 볼록한 부분들은 연마 입자들의 CMP 패드 섬유질 내부로의 상당한 침투를 어렵게 한다. 이러한 침투가 없다면, 드레싱 공정의 효과는 불리하다.

이제 도 2를 보면, 브레이징 재료(90) 및 전통적인 진공로 브레이징 기술을 사용하여 기판에 브레이즈된 연마 입자들(50)을 가지는 기판(40)을 구비한 선행 기술의 CMP 패드 드레서가 도시된다. 브레이징 재료(90)은 일반적으로 탄화물 형성제와 혼합된 금속 합금을 포함한다. 이러한 탄화물 형성제는 연마 입자들을 브레이징 재료에 화학적으로 결합할 수 있게 하여 순차적으로 기판과 결합할 수 있게 한다. 이러한 결합 배열은 CMP 드레서의 전체 강도를 현저히 증가시키지만, 몇가지 바람직하지 않은 부작용을 수반한다.

브레이징 재료(90)는 연마 입자들(50)을 완전히 커버하지 않도록 하기 위하여 최소로 유지되어야 한다. 그러므로, 연마 입자들은 브레이징 재료의 얇은 코팅만으로 감싸진다. 이러한 문제는 전형적인 브레이징 재료들이 기계적으로 너무 약하다는 사실에 의해 사화된다. 이러한 기계적 결함은 연마 입자들과 브레이징 재료 사이에 생성되는 화학 결합의 강도를 상쇄시킨다. 사실상, 연마 입자들과 브레이징 재료 사이의 화학 결합들은 떨어져 나간 연마 입자들과 함께 브레이징 재료 자체가 종종 전단되어 나가기에 충분히 강하다.

브레이징 재료(90)는 또한 연마 슬러리에 의한 화학적 공격에 매우 민감하다. 이는 연마 입자들(50)의 탈착에 기여하는데, 왜냐하면 연마 입자들의 탈착은 브레이징 재료를 더욱 약화시키기 때문이다. 화학물질 슬러리에 대한 CMP 패드 드레서(20)의 노출을 감소시키기 위하여, 피가공물의 연마는 중단되어야 하며, 화학물질 슬러리는 패드 드레서에 도포되기 전에 패드에서 제거되게 하여야 한다. 연마 공정에서 이러한 중단은 패드가 사용될수 있는 항구성을 현저히 감소시키고, 완제품을 제조하는데 필요한 시간을 증가시키므로, 비효율적이다.

연마 입자들(50)을 전통적인 브레이징만을 사용하여 기판(40)에 결합시키는 것에 대한 또다른 결점은 용융 금속 합금이 기판에 사용될 경우 연마 입자들의 "밀집"을 유발하기 쉽다는 것이다. 이러한 밀집은 (100)에 도시되는데, 의도하지 않은 공백(110)을 남긴다. 전체적인 효과는 연마 입자들의 비-균일한 분포이며, 이것은 그루밍(grooming)을 비효율적이게 한다. 또한, 공백들은 패드의 고르지않은 컨디셔닝을 유발하며, 이는 궁극적으로 CMP 패드의 특정 영역을 그밖의 다른 영역보다 더 빠르게 마모시키며, 전체적으로는, 마모된 영역들이 적절히 컨디셔닝된 영역 보다 덜 효과적으로 연마되기 때문에 피가공물이 고르지 않은 연마를 수용하게 되는 결과를 가져온다.

연마 입자들의 밀집은 브레이징 재료(90)에 둑을 형성함으로써 또다른 손실을 만든다. 둑 형성은 일부 연마 입자들을 기판(40) 위의 높이까지 상승하여 형성되며, 이것은 그밖의 다른 연마 입자들의 높이보다 더 높다. 그러므로, 가장 높이 돌출한 연마 입자들은 CMP 패드의 섬유질 내부로 매우 깊이 침투할 수 있으며, 그보다 덜 돌출한 연마 입자들이 CMP 패드를 접촉하지 못하게 하거나 유용한 그루밍 효과를 가지지 못하게 할 것이다.

선행 기술의 CMP 패드 드레서와 대조적으로, 본원 발명은 CMP 패드의 고른 드레싱을 가능하게 한다. 이제 도 3을 보면, 본원 발명의 원리에 따라 제조된 CMP 패드 드레서(30)이 도시되어 있다. CMP 패드 드레서는 브레이징 재료(90)을 가진 기판(40)에 결합된 복수의 연마 입자들(50)을 가진다.

연마 입자들(50)은 다양한 초경질 재료로 이루어질 수 있다. 이러한 재료의 예에는 다이아몬드, 다결정질 다이아몬드 (PCD), 입방정 질화 붕소 (CBN) 및 다결정질 입방정 질화 붕소 (PCBN)가 포함되나, 이에 제한되는 것은 아니다.

추가적으로 도 3에는 최종 브레이징 공정 후에 처리되는 오버레이 재료층(120)이 도시된다. 상기 언급한 바와 같이, 오버레이는 브레이징 합금의 작업 표면보다 실질적으로 더 매끄러운 작업 표면을 제공한다. 이러한 매끄러움 및 평면성은 수많은 이점들을 제공하는데, 이 이점들에는 브레이즈를 조각조각 떨어뜨리는 것으로부터 미세-긁힘의 발생 감소 및 내식층이 포함되는 경우 내식층과 더 우수한 결합이 포함된다. 한 양태에서, 오버레이 재료의 작업 표면은 약 1 마이크로미터 미만의 Ra 값을 가질수 있다.

수많은 적절한 오버레이 재료가 사용될 수 있다. 그러나, 한 양태에서, 오버레이 재료들에는 주석, 니켈, 텅스텐, 코발트, 크롬, 및 지르코늄 니켈 합금과 같은 이들의 합금이 포함되나, 이에 제한되는 것은 아니다. 오버레이 재료는 다양한 방법들에 의해 처리될 수 있다. 오버레이 재료를 처리하는 방법들의 예에는 전기도금 및 물리적 증기 증착 (PVD)이 포함된다. 오버레이 재료층은 특수한 결과를 달성하기 위하여 필요한 두께일 수 있으나, 본원 발명의 한 양태에서, 오버레이 재료층은 약 0.1 내지 50 마이크로미터 두께의 두께를 가질 수 있다. 또다른 양태에서, 오버레이의 두께는 약 0.1 내지 약 5 마이크로미터일 수 있다.

또한 도 3에는 내식성 층(130)이 도시되어 있다. 선택적인 내식성 층은 연마 입자들(50)이 기판(40)에 고정된 후 CMP 패드 드레서의 표면 위에 형성된다. 한 양태에서, 내식성 층은 다이아몬드-형 탄소 (DLC), 또는 비정질 다이아몬드와 같은 초연마 재료일 수 있다. 한 구체예에서, 내식성 층은 약 80% 이상의 원자 탄소 함량을 가진다. 추가적으로, 내식성 층은 특수한 결과를 달성하기 위하여 필요한 다양한 두께를 가질 수 있으나, 일반적으로 그 두께는 0.5 내지 5 마이크로미터 범위이다. 한 양태에서, 내식성 층은 3 마이크로미터 미만의 두께를 가진다. 이러한 얇은 내식성 층은 CMP 패드 드레서의 작업 표면이 CMP 패드를 드레싱하는 연마 입자들의 능력을 감소시키지 않고 보호되는 것을 보장한다. 내식성 층은 일반적으로 물리적 증기 증착(PVD)법을 사용하여 제조된다. 흑연 양극과 함께 양극 아크를 사용하는 것과 같은 PVD 법은 일반적으로 당해 분야에 공지이다.

내식성 층(130)에 의해 제공되는 하나의 이점은 내식성 층이 작업 표면을 효과적으로 "밀폐"한다는 점이며, 또한 화학적 공격에 약할 수 있는, CMP 패드 드레서(30)의 그밖의 다른 표면들을 밀폐할 수 있다는 점이다. 밀폐제로서, 내식성 층은 CMP 패드 내부에 지지된 연마성 화학물질 슬러리에 의한 화학적 공격으로부터 브레이징 재료(90)를 보호한다. 이러한 보호는 CMP 패드 드레서로 하여금 즉석에서 CMP 패드를 드레싱할 수 있게 하며, 선행 기술의 CMP 패드 드레서의 가용 수명을 연장시키기 위하여 사용되는 제조 정지를 제거할 수 있게 한다. CMP 패드의 연속적이고 고른 드레싱은 더욱 많은 제조 작업 산출량을 가능하게 하며, CMP 패드의 수명 및 효율성을 연장시킨다.

내식성 층(130)이 본원 발명의 몇몇 구체예에서 사용될 수 있으나, 오버레이 재료(120)는 그 자체로써 그리고 자연히 상당한 내식성을 가진다는 점이 두드러진다. 오버레이 재료만이 사용되고, 내식성 층이 사용되지 않는 경우, 이와 같은 많은 제조 이점들을 상당한 정도로 얻을 수 있다.

연마 입자들(180)을 기판에 고정시키는 한 가지 방법이 도 4-6에 도시된다. 먼저, 개구들(150)을 가지는 형판(140)이 브레이징 합금(190) 쉬트 위에 배치된다. 본원 발명의 한 양태에서, 브레이징 합금 쉬트는 연속적 비정질 브레이징 합금의 압연 쉬트일 수 있다. 또다른 양태에서, 브레이징 합금 쉬트는 결합제 재료와 함께 지지되는 브레이징 합금 분말일 수 있다. 또다른 양태에서, 브레이징 합금 분말에는 그밖의 다른 금속성 분말들이 포함될 수 있으며, 이러한 그밖의 다른 분말들은 브레이징 쉬트에서 재료의 대부분을 구성할 수 있다. 또한 또다른 양태에서, 쉬트는 기판으로서 기능하기에 충분할 수 있다. 형판의 사용은 개구들을 가지는 형판을 원하는 패턴으로 디자인함으로써 특정 위치에 각 연마 입자를 제어하여 배치할 수 있게 한다.

형판(140)이 브레이징 합금 쉬트(190) 위에 배치된 후, 개구들(150)은 연마 입자들(180)로 채워진다. 개구들은 오직 하나의 연마 입자 만이 각 개구에 채워지도록 예정된 크기를 가진다. 어떠한 크기의 연마 입자 또는 그릿이라도 사용할 수 있으나, 본원 발명의 한 양태에서, 입자 크기는 약 100 내지 약 350 마이크로미터 직경일 수 있다.

본원 발명의 또다른 양태에서, 형판에 있는 개구들의 크기는 균일한 크기 범위에 속하는 크기를 가지는 연마 입자들의 패턴을 얻기 위하여 주문제작될 수 있다. 한 구체예에서, 형판의 개구들은 50 마이크로미터 이하의 변화량을 가지는 크기 범위에 속하는 그릿들만을 선택하기에 충분하다. 이러한 그릿 크기의 균일성은 CMP 패드 그루밍의 균일성에 기여하는데, 이는 각각의 연마 입자의 작업 부하가 고르게 분포되기 때문이다. 순차적으로, 고른 작업 부하 분포는 개별적인 연마 입자들에 대한 응력(stress)을 감소시키고, CMP 패드 드레서의 유효 수명을 연장시킨다.

형판(150)의 개구들이 그릿들(180)로 모두 채워진 후, 과량의 연마 입자들이 제거되고, 편평한 표면(160)이 연마 입자들에 처리된다. 편평한 표면(160)은 브레이징 합금 쉬트(190) 내부로 연마 입자들을 내리누를 수 있도록 극히 강하고 단단한 재료여야 한다. 이러한 재료들에는 전형적으로 스틸, 철, 이들의 합금 등이 포함되나, 이에 제한되는 것은 아니다.

연마 입자들(180)은 도 6에서 브레이징 합금 쉬트(190)에 묻혀 있는 것으로 도시된다. 표면(160)이 편평하기 때문에, 연마 입자들은 기판으로부터, 예정된 균일한 높이까지 확장될 것이다. 이러한 균일한 높이는 T형판(140)의 두께에 의해 결정될 것이며, 바람직한 구체예에서, 각각의 연마 입자는 상기 거리의 50 마이크로미터 이내까지 확장할 것이다. 이와 같이, 각각의 연마 입자는 CMP 패드 상에서 실질적으로 동일한 깊이로 그루밍된다. 그러나, 어떠한 응용예에서는, 그릿 높이가 균일한 것이 바람직하지 않을 수도 있음을 알아두어야 한다. 이와 같이, 다양한 높이의 그릿 패턴들은 그러한 디자인을 제공하기 위해 형판(140) 및 표면(160)을 다양한 높이로 형성함으로써 제공될 수 있음을 당해 분야의 통상의 당업자들은 알고 있을 것이다. 예를 들면, 한 양태에서, 표면(160)은 둘레에 위치한 입자들을 중심에 위치한 입자들보다 더 아래로 가압하기 위하여 오목한 형상을 가질 수도 있다. 알 수 있는 바와 같이, 이러한 오목한 형상은, 둘레의 입자들의 작업 말단에서의 낮은 지점에서 시작하여 중심에 위치한 입자들의 작업 말단에서의 높은 지점까지 기울어지는, 연마 입자들을 위한 기울기를 제공할 것이다.

도 4-6에 도시된 연마 입자들(180)은 둥글다. 그러나, 도 3에서, 이들은 뾰족하다. 자형, 팔면체, 입방정 팔면체, 또는 천연적으로 형성된 입자들을 포함하여, 어떠한 형상의 연마 입자들이라도 본원 발명의 범위에 포함된다. 그러나, 한 구체예에서, 연마 입자들은 기판(40)으로부터 한 방향으로 뻗어나가는 뾰족한 지점 또는 꼭지점(apex)을 보유한 예정된 형상을 가진다.

다른 구체예에서, 연마 입자들(180)을 브레이징 합금 쉬트(190) 내부로 가압하기 보다는, 연마 입자들은 브레이징 합금 쉬트 표면 위에 접착제를 도포하여 형판에서와 같은 위치에 고정될 수 있다. 이러한 방식에서, 입자들은 형판이 제거되고 열처리되는 동안 제 위치에 고정된 채로 남는다. 또한 본원 발명의 또다른 구체예에서, 형판(140)은 그 위에 얇은 접착제를 보유한 전달 쉬트(도시되지 않음) 위에 놓일 수도 있다. 이러한 경우, 입자들은 상기 설명한 형판 절차를 사용하여 전달 쉬트에 부착되게 된다. 이후 형판은 제거되고, 전달 쉬트는 쉬트를 대면하는 연마 입자들과 함께 브레이징 쉬트(190) 위에 놓인다. 브레이징 쉬트위에 도포된 상기 접착제 층은 전달 쉬트 위의 접착제보다 훨씬 더 강한 접착제이다. 그러므로, 연마 입자들은 형판에 의해 지정된 패턴으로 브레이징 합금의 쉬트로 전달된다.

연마 입자들(180)이 브레이징 합금 쉬트(190) 내부에 적어도 부분적으로 묻히거나, 쉬트에 부착된 후, 쉬트는 도 3에 도시된 바와 같이 기판에 고정된다. 대안적으로 몇몇 구체예에서, 브레이징 합금 쉬트는 기판에 먼저 고정될 수 있으며, 연마 입자들은 본원에 설명된 형판 절차를 사용하여 후속적으로 브레이징 합금 쉬트에 추가된다. 사용되는 브레이징 합금은 당해 분야에 공지된 어떠한 브레이징 재료일 수도 있으나, 한 양태에서, 2 중량% 이상의 크롬 함량을 가지는 니켈 합금일 수 있다. 이러한 조성의 브레이징 합금은 그 자체로 그리고 자연적으로 거의 초경질이 될 것이며, 연마제를 함유하는 슬러리로부터의 화학적 공격에 덜 민감할 것이다. 그러므로, 내식성 층(130), 및 오버레이 재료(120)는 선택적이다.

연마 입자들(50)이 브레이징 합금 쉬트(90) 안에 또는 위에 단단히 지지되기 때문에, 액체 브레이징 합금의 표면 장력은 도 2에서 도시된 바와 같은 입자 밀집을 유발하기에 불충분하다. 게다가, 브레이즈 농축은 훨씬 적은 정도로 발생하며, "둑(mound)"이 거의 또는 전혀 형성되지 않는다. 그보다, 브레이즈는 각 연마 입자 사이에 약간 오목한 표면을 형성하는데, 이는 추가적인 구조적 지지를 제공한다. 한 구체예에서, 브레이징 합금 쉬트(90)의 두께는 각 연마 입자의 적어도 약 10 내지 90%를 브레이징 재료(90)의 외부 또는 작업 표면 위로 돌출될 수 있도록 예정된다. 또다른 양태에서, 오버레이 재료(120)가 사용될 때, 연마 입자들은 각 연마 입자의 적어도 약 10 내지 약 90%가 오버레이 재료(120)의 외부 또는 작업 표면 위로 돌출될 수 있도록 선택되거나 배치될 수 있다.

가공하는 동안 연마 입자들(50)을 고정된 위치에 유지시키는 방법의 결과로서, 연마 입자들 사이에 고른 간격들이 형성될 수 있다. 게다가, 연마 그릿들은 기판(40) 위의 균일한 높이 또는 거리까지 확장할 수 있는데, 이는 CMP 패드에 적용될 때, 연마 그릿들은 패드 섬유질 내의 균일한 깊이까지 돌출하게 되는 것을 의미한다. 고른 간격 및 균일한 돌출은 CMP가 고르게 드레싱 또는 그루밍될 수 있게 하며, 이는 순차적으로 CMP 패드의 연마 효율성을 증가시키고, CMP 패드의 가용 수명을 연장시킨다. 연마 입자들을 브레이징 합금에 묻거나 부착시키는 상기 설명한 방법 이외에도, 당업자들은 연마 입자들을 기판에 고정시킨 후, 브레이즈를 그 위에 배치하는 것과 같은 적절한 대안 절차들을 알고 있을 것이다. 이러한 경우, 입자들은 상기 언급된 형판 방법을 사용하여 기판 위에 배치될 수 있으며, 아교, 또는 그밖의 다른 결합제에 의하여 제 위치에 지지될 수 있다. 이후 브레이즈 재료는 헹궈지거나, 연마 입자들 주위의 기판 위에 배치되고, 오버레이 재료가 첨가된다.

본원 발명은 상기 설명한 방법을 사용하여 생성될 수 있는 연마 입자 배치를 위한 널리 다양한 패턴들을 포함하지만, 본원 발명의 한 양태는 CMP 패드 드레서가 사용되는 특수한 필요성 및 조건들을 더욱 적절하게 충족시키는 특수한 예정 패턴의 인식물이다. 상기 패턴들을 구현하기 위하여, 각각의 그릿은 패턴 디자인에 따라 특수 위치에 배치되고 지지된다. 이러한 패턴들은 특수한 CMP 패드 드레싱 결과를 달성하기 위해 실제로 유용하며, 알 수 있는 바와 같이 특수한 그루밍 결과를 달성하기 위하여 다양해질 수 있다.

예를 들면, 많은 공지된 패드의 그루밍 결과는 그릿들을 특정한 배열로 배치함으로써 개선될 수 있다. 특히, CMP 패드가 가요성이기 때문에, 드레서에 의해 발생되는 하향 압력은 주어진 방향으로 움직이는 드레서의 리딩 에지와 패드가 접촉될 때 패드를 상승하게 또는 올려지게 한다. 상승하는 작용은 연마 입자들과 더 최대의 접촉을 가능하게 하기 때문에 드레서의 리딩에지에서 패드의 드레싱을 개선시킬 수 있지만, 이는 또한 드레서의 리딩 에지 아래 이미 통과된 패드 부분에서는 침적 작용을 유발할 수 있다. 심지어 어떠한 침적도 전혀 발생하지 않는다 하더라도, 패드는 일단 드레서 아래에서 다시 한번 상승할 수 있게 되지 않기 때문에, 일반적으로 리딩 에지 후방에 있는 드레서 잔여 부분의 드레싱 작용은 리딩 에지의 드레싱 작용보다 덜 효과적이다 (즉, 연마 입자들의 첫번째 열은 드레서, 또는 회전하는 CMP 패드, 또는 모두의 방향성 거동에 의해 지정된 바에 따라 패드와 직면됨). 이와 같이, 드레싱 작업 부담의 대부분이 드레서의 리딩 에지에 있는 연마 입자들에 배치되며, 고르지 않은 입자 마모가 발생한다.

각 입자의 침투 깊이는 주로 두 개의 요인, 즉, 다른 입자들로부터의 분리 거리 및 돌출 높이에 의해 제어된다. 성긴 간격의 입자들은 빽빽하게 밀집된 입자들보다 더욱 공격적으로 드레싱 할 것이다. 그러므로, 본원 발명의 한 양태에서, 연마 입자들의 패턴은 내부 또는 중심 위치(즉, 리딩 에지에 후속하는 위치)에서 드레서 아래에 있는 동안 CMP 패드를 상승하게 하고, 그리하여 입자들이 리딩 에지의 연마 입자들에 후속하는 연마 입자들에 의해 드레싱되도록 배열될 수 있다. 실제로, 이러한 배열은 드레서의 작업 표면을 따라 리딩 에지의 다양성을 제공한다. 다시 말하면, 둘레에 있는 입자들은 중심에 위치한 입자들의 밀도 보다 더 큰 밀도를 가진다. 둘레의 입자들의 밀도는 중심 입자들의 밀도보다 적어도 약 1.25, 2, 또는 5배 더 클 수 있다. 또한 밀도는 둘레의 입자들에서 높고 중심 입자들에서 낮은 구배가 될 수 있다. 이러한 방식에서, 다양한 밀도들은 CMP 패드가 패드 드레서의 중심 부분 아래에 있는 동안 CMP 패드를 상승하게 하고, 드레싱 효율을 증가시킨다. 알게 되는 바와 같이, 다양한 입자 배열 또는 패턴들은 상기 작용들을 구현하는데 필요한 연마 입자들의 간격을 제공할 수 있으며 특수하게 필요로하는 드레싱 결과를 달성하기 위하여 사용될 수 있다.

도 7에서 실시예로서 설명되는 바와 같이, 본원 발명의 한 양태에서, 연마 입자들은 패드 드레서(30)의 리딩 에지(200)를 따라서만 배치된 연마 입자들을 가지기 위하여 배열될 수 있다. 이제 도 8을 보면, 본원 발명의 또다른 양태에서, 연마 입자들은 중심(210)에서 보다 리딩 에지(200)을 따라 더 고도로 밀집되도록 (즉 더 큰 밀도를 가지도록) 배열될 수 있다. 대조적으로, 본원 발명의 또다른 양태에서, 연마 입자들은 리딩 에지를 따라서 보다는 중심에 더 많이 밀집되도록 배열될 수 있다 (도시되지 않음). 또한 또다른 양태에서, 입자들은 둘레에 있는 입자들 보다는 패드 드레서의 중심 부분에서 더 많은 밀집도로 배열되어 분포될 수 있다. 또한, 중심 및 둘레 부분들 사이에 위치한 입자들은 중심 부분과 둘레 부분의 밀도 사이의 밀도를 가지도록 배열된다. 이제 도 9를 보면, 본원 발명의 또다른 양태에서, 연마 입자들은 전술한 패드 상승을 가능하게 하기에 충분한, 각 입자들 사이의 간격으로 균일하게 분포되도록 배열될 수 있다. 한 양태에서, 균일하게 분포된 입자들은 격자를 형성할 수 있으며, 각 개별적인 그릿 크기의 약 1.5 내지 약 10배의 거리로 고르게 간격지어 질 수 있다. 당업자가 알게 되는 바와 같이, 연마 입자들은 또한 콘센트레이션에 있어서 리딩 에지로부터 CMP 패드 드레서의 중심을 향하여 증가하거나 감소하는 다양한 콘센트레이션 구배로 배열될 수 있다 (도시되지 않음).

또다른 구체예에서, 본원 발명은 드레서를 구비한 CMP 패드의 드레싱을 하는 동안 CMP 패드 드레서에서 중심에 위치한 초연마 입자들에 대한 작업 부하를 증가시키는 방법을 제공한다. 상기 방법은 둘레에 위치한 입자들의 CMP 패드 내부로의 침투는 감소시키고 중심에 위치한 입자들의 CMP 패드 드레서 내부로의 침투는 증가시키는 패턴으로 초연마 입자들을 배열한다. 몇몇 양태에서, 초연마 입자들은 예정된 패턴에 따라 CMP 패드 기판위의 특수한 위치에 각각 개별적으로 배치된다. 중심에 위치한 입자들에 대한 작업 부하는 둘레에 위치한 입자들의 작업 부하의 적어도 약 10% 내지 약 30% 이내까지 증가될 수 있다. 또한 작업 부하는 둘레의 입자들 또는 모든 입자들의 작업 부하와 실질적으로 동일할 수 있다.

중심에 위치한 입자들에 대한 작업 부하를 증가시키는 것은 여러가지 방식으로 구현될 수 있다. 예를 들면, 초연마 입자들은, 도 10에 도시된 바와 같이, 둘레의 입자들의 작업 말단으로부터 중심 입자들의 작업 말단을 향하여 상향의 기울기를 제공하는 패턴으로 배열될 수 있다. 작업 부하를 증가시키는 또다른 방법은, 상기 설명한 바와 같이, 중심에 위치한 입자들의 밀도보다 더 높은, 둘레에 위치한 입자들의 밀도를 제공하는 패턴으로 초연마 입자들을 고정시키는 것이다. 마지막으로, 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 패턴은 둘레에 위치한 입자들의 애티튜드에 의해 제공되는 침투보다 CMP 패드 내부로 더 큰 입자 침투를 유발하는 애티튜드를 중심에 위치한 입자들에 제공하도록 배열될 수 있다.

도 10을 참고하면, 본원 발명은 둘레의 초연마 입자들(320)로부터 중심에 위치한 입자들(310)을 향하여 상향의 기울기(305)를 가지는 초연마 입자들에 결합된 기판(300)을 제공함으로써 중심에 위치한 초연마 입자들에 대한 작업 부하를 증가시키는 CMP 패드 드레서를 제공한다. 상향의 기울기는 둘레에 위치한 입자들로부터 중심에 위치한 입자들 쪽으로 입자 높이를 증가시킴으로써 생성될 수 있다. 결과적으로, 상향의 기울기는 중심의 입자들과 CMP 패드에 더욱 큰 접촉을 제공함으로써 작업 부하를 둘레의 입자들로부터 중심의 입자들로 전달한다. 증가된 접촉은 CMP 패드의 드레싱 및 패드 컨디셔너의 총 마모를 개선시킨다. 기울기는 패드 속도(velocity) 및 패드 가요성의 측정으로서 결정된다. 일반적으로, 패드는 패드가 리딩 에지 입자들과 접촉될 때 함몰하는 변형가능한 매질이다. 통상적으로, 패드의 함몰은 패드의 가요성 및 패드의 회전속도에 따라 증대될 것이다. 본원 발명의 바람직한 구체예에서, 기울기는 약 0.1% 내지 0.5%이며, 바람직하게는 기울기는 0.2%이다.

대안으로서, 기울기는 기판의 배열을 변형시킴으로써 얻어질 수 있다. 도 10에 도시된 바와 같이, CMP 패드 드레서의 기판은 실질적으로 편평하나, 몇몇 양태에서, 기판은 회전하는 CMP 패드의 함몰에 맞게 변형하기 위해 윤곽지어질 수 있다. 이러한 윤곽은 연마 입자들(310 및 320)의 작업 말단에 필요한 기울기를 제공할 수 있다. 이러한 경우, 기판 작업 표면 위의 입자들의 높이는 실질적으로 균일할 것이다. 기판은 통상적으로 금속성, 세라믹, 또는 가요성 재료로 제조된다. 한 구체예에서, 기판은 스테인레스 강일 수 있다. 몇몇 양태에서, 기판은 가공시에 고체로 되는 분말화된 재료일 수 있다. 또다른 양태에서, 분말은 크롬과 같은, 약 2 중량% 이상의 양의 탄화물 형성 원소와 조합된 니켈과 같은 금속의 브레이징 합금을 포함할 수 있다. 몇몇 양태에서, 기판은 본질적으로 브레이징 재료로 구성될 수 있다.

도 11은 CMP 패드를 드레싱하는 동안 CMP 패드 드레서의 중심에 위치한 입자들에 대한 작업 부하를 증가시키는 CMP 패드 드레서의 도시이다. 연마 입자들은 입자들의 애티튜드에 따라 상이한 속도로 마모한다. 일반적으로, 꼭지점(apex)의 애티튜드는 CMP 패드 내부로 더 많은 침투를 제공할 것이며 그밖의 다른 애티튜드 보다 더욱 공격적으로 그루밍할 것이다. 면의 애티튜드를 가지는 입자는 최소량의 침투를 제공하며, 패드를 드레싱함에 있어서 가장 적은 공격성을 띤다. 애티튜드로서 에지를 가지는 입자는 중간 정도의 그루밍 및 침투 특성을 제공한다. 도 11을 참고하면, 기판(400)은 복수의 초연마 입자들(410, 420, 430)을 예정된 패턴으로 수용한다. 패턴은 패드 드레서의 둘레에 위치한 입자들의 애티튜드에 의해 제공되는 침투보다 더 높은 입자 침투를 CMP 패드 내부로 유발하는 애티튜드를 중심에 위치한 입자들에 제공하도록 배열된다. 중심에 위치한 초연마 입자들(410)은 입자들의 작업 말단(405)에 꼭지점(apex)을 제공하는 애티튜드로 배향된다. 이러한 입자들은 패드를 더욱 공격적으로 다듬으며, 그밖의 다른 입자들에 의해 제공되는 애티튜드보다 더 큰 정도의 침투를 가진다. 둘레의 입자들(420)은 이들의 작업 말단에서 에지 또는 면(430)을 제공하는 애티튜드로 배향될 수 있다. 특히, 도 11의 구체예에서 도시된 바와 같이, 중심에 위치한 입자들은 이들의 작업 말단(405)에서 꼭지점(apex)을 제공하는 애티튜드로 배향되고, 둘레의 입자들의 애티튜드(430)는 이들의 작업 말단(405)에서 면이며, 이들 사이의 입자들(420)은 이들의 작업 말단에서 에지를 제공하는 애티튜드로 배향될 수 있다. 그러나, 그밖의 다른 전형적인 구체예에서, 둘레의 입자들과 중심의 입자들 사이에 위치한 입자들은 다른 유형 중 하나와 동일할 것이다. 하나의 추가 구체예에서 (도시되지 않음), 중심에 위치한 입자들은 이들의 작업 말단에 에지를 제공하는 애티튜드로 배향될 수 있으며, 둘레에 위치한 입자들은 이들의 작업 말단에 면을 제공하는 애티튜드로 배향될 수 있다.

상기 언급한 방법 및 장치들 이외에도, 본원 발명은 본원에 설명된 CMP 패드 드레서의 제조 방법을 제공한다. 한 양태에서, 이러한 방법은 기판을 제공하는 단계 및 둘레에 위치한 입자들의 CMP 패드 내부로의 침투를 감소시키고 중심에 위치한 입자들의 CMP 패드 내부로의 침투를 증가시키는 패턴으로 초연마 입자들을 기판에 부착하는 단계를 포함한다.

수많은 변형 및 수정이 본원 발명의 원리 및 범위에서 벗어나지 않고 당업자에 의하여 고안될 수 잇으며, 첨부된 청구항들은 이러한 변형 및 배열을 뒷받침하는 것으로 간주된다. 그러므로, 가장 실용적이고 바람직한 본원 발명의 구체예로 생각되는 것과 관련하여 본원 발명을 특수하고 상세하게 상기와 같이 설명하였으나, 본원에 설명된 원리 및 개념에서 벗어나지 않고 크기, 재료, 형상, 형태, 기능, 작업 방식, 조합, 및 용도의 변화(이에 제한되는 것은 아님)를 포함한, 수많은 변형이 이루어질 수 있음이 당업자에게는 자명할 것이다.

Claims

둘레에 위치한 입자들의 CMP 패드 내부로의 침투를 감소시키고 중심에 위치한 입자들의 CMP 패드 내부로의 침투를 증가시키는 패턴으로 초연마 입자들을 배열하는 것을 포함하는,

CMP 패드를 드레서로 드레싱하는 동안 CMP 패드 드레서에서 중심에 위치한 초연마 입자들에 작업 부하를 증가시키는 방법.
제 1항에 있어서, 상기 초연마 입자들의 패턴은 둘레에 위치한 입자들의 작업 말단으로부터 중심에 위치한 입자들의 작업 말단까지 상향의 기울기를 제공함을 특징으로 하는, CMP 패드 드레서에서 중심에 위치한 초연마 입자들에 작업 부하를 증가시키는 방법.
제 2항에 있어서, 상기 기울기는 둘레에 위치한 입자들에서 중심에 위치한 입자들까지 드레서의 작업 표면 위의 입자 높이를 증가시킴으로써 제공됨을 특징으로 하는, CMP 패드 드레서에서 중심에 위치한 초연마 입자들에 작업 부하를 증가시키는 방법.
제 2항에 있어서, 상기 기울기는 패드 속도(velocity) 및 가요성을 측정하여 결정됨을 특징으로 하는, CMP 패드 드레서에서 중심에 위치한 초연마 입자들에 작 업 부하를 증가시키는 방법.
제 2항에 있어서, 상기 기울기는 0.1% 내지 0.5% 임을 특징으로 하는, CMP 패드 드레서에서 중심에 위치한 초연마 입자들에 작업 부하를 증가시키는 방법.
제 5항에 있어서, 상기 기울기는 0.2%임을 특징으로 하는, CMP 패드 드레서에서 중심에 위치한 초연마 입자들에 작업 부하를 증가시키는 방법.
제 1항에 있어서, 상기 초연마 입자들의 패턴은 중심에 위치한 입자들의 밀도 보다 더 높은, 둘레에 위치한 입자들의 밀도를 제공함을 특징으로 하는, CMP 패드 드레서에서 중심에 위치한 초연마 입자들에 작업 부하를 증가시키는 방법.
제 7항에 있어서, 상기 둘레에 위치한 입자들의 밀도는 중심에 위치한 입자들의 밀도보다 5배 이상 더 큼을 특징으로 하는, CMP 패드 드레서에서 중심에 위치한 초연마 입자들에 작업 부하를 증가시키는 방법.
제 7항에 있어서, 상기 둘레에 위치한 입자들의 밀도는 중심에 위치한 입자들의 밀도보다 2배 이상 더 큼을 특징으로 하는, CMP 패드 드레서에서 중심에 위치한 초연마 입자들에 작업 부하를 증가시키는 방법.
제 7항에 있어서, 상기 둘레에 위치한 입자들의 밀도는 중심에 위치한 입자들의 밀도보다 1.25배 이상 더 큼을 특징으로 하는, CMP 패드 드레서에서 중심에 위치한 초연마 입자들에 작업 부하를 증가시키는 방법.
제 7항에 있어서, 중심에 그리고 둘레에 위치한 입자들 사이의 초연마 입자들은 중심에 위치한 입자들 및 둘레에 위치한 입자들의 밀도 사이의 밀도로 배치됨을 특징으로 하는, CMP 패드 드레서에서 중심에 위치한 초연마 입자들에 작업 부하를 증가시키는 방법.
제 7항에 있어서, 상기 초연마 입자들의 패턴은 둘레에 위치한 입자들에서는 높고 중심에 위치한 입자들에서는 낮은, 실질적으로 연속적인 밀도 구배를 제공함을 특징으로 하는, CMP 패드 드레서에서 중심에 위치한 초연마 입자들에 작업 부하를 증가시키는 방법.
제 1항에 있어서, 상기 초연마 입자들의 패턴은 둘레에 위치한 입자들의 애티튜드에 의하여 제공되는 침투보다 CMP 패드 내부로 더 큰 입자 침투를 유발하는 애티튜드를 가지는 중심에 위치한 입자들을 제공함을 특징으로 하는, CMP 패드 드레서에서 중심에 위치한 초연마 입자들에 작업 부하를 증가시키는 방법.
제 13항에 있어서, 상기 중심에 위치한 입자들의 애티튜드는 이들의 작업 말 단에서 꼭지점(apex)이며, 둘레에 위치한 입자들의 애티튜드는 이들의 작업 말단에서 에지 또는 면임을 특징으로 하는, CMP 패드 드레서에서 중심에 위치한 초연마 입자들에 작업 부하를 증가시키는 방법.
제 13항에 있어서, 상기 중심에 위치한 입자들의 애티튜드는 이들의 작업 말단에서 에지이며, 둘레에 위치한 입자들의 애티튜드는 이들의 작업 말단에서 면임을 특징으로 하는, CMP 패드 드레서에서 중심에 위치한 초연마 입자들에 작업 부하를 증가시키는 방법.
제 13항에 있어서, 상기 중심에 위치한 입자들의 애티튜드는 이들의 작업 말단에서 꼭지점(apex)이며, 둘레에 위치한 입자들의 애티튜드는 이들의 작업 말단에서 면이고, 사이에 위치한 입자들은 이들의 작업 말단에서 에지의 애티튜드를 가짐을 특징으로 하는, CMP 패드 드레서에서 중심에 위치한 초연마 입자들에 작업 부하를 증가시키는 방법.
제 1항, 2항, 7항 또는 13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중심에 위치한 입자들의 작업 부하는 상기 둘레에 위치한 입자들의 작업 부하의 적어도 30% 까지 이내까지 증가됨을 특징으로 하는, CMP 패드 드레서에서 중심에 위치한 초연마 입자들에 작업 부하를 증가시키는 방법.
제 17항에 있어서, 상기 중심에 위치한 입자들의 작업 부하는 둘레에 위치한 입자들의 작업 부하의 적어도 10% 이내까지 증가됨을 특징으로 하는, CMP 패드 드레서에서 중심에 위치한 초연마 입자들에 작업 부하를 증가시키는 방법.
제 17항에 있어서, 상기 중심에 위치한 입자들의 작업 부하는 둘레에 위치한 입자들의 작업 부하와 실질적으로 동일하게 증가됨을 특징으로 하는, CMP 패드 드레서에서 중심에 위치한 초연마 입자들에 작업 부하를 증가시키는 방법.
제 17항에 있어서, 모든 입자들의 작업 부하는 실질적으로 동일함을 특징으로 하는, CMP 패드 드레서에서 중심에 위치한 초연마 입자들에 작업 부하를 증가시키는 방법.
제 2항 또는 13항에 있어서, 상기 초연마 입자들은 각각 개별적으로 예정된 패턴에 따라 기판 상의 특정 위치에 배치됨을 특징으로 하는, CMP 패드 드레서에서 중심에 위치한 초연마 입자들에 작업 부하를 증가시키는 방법.
제 21항에 있어서, 상기 패턴은 실질적으로 균일한 격자임을 특징으로 하는, CMP 패드 드레서에서 중심에 위치한 초연마 입자들에 작업 부하를 증가시키는 방법.
제 1항, 2항, 7항 또는 13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 초연마 입자들은 다이아몬드, 다결정질 다이아몬드 (PCD), 입방정 질화 붕소 (cBN), 및 다결정질 입방정 질화 붕소 (PCBN)로 구성된 그룹에서 선택됨을 특징으로 하는, CMP 패드 드레서에서 중심에 위치한 초연마 입자들에 작업 부하를 증가시키는 방법.
제 23항에 있어서, 상기 초연마 입자들은 다이아몬드임을 특징으로 하는, CMP 패드 드레서에서 중심에 위치한 초연마 입자들에 작업 부하를 증가시키는 방법.
제 1항, 2항, 7항 또는 13항 주 어느 한 항에 있어서, 초연마 입자들이 결합되는 기판을 제공하는 단계를 더욱 포함함을 특징으로 하는, CMP 패드 드레서에서 중심에 위치한 초연마 입자들에 작업 부하를 증가시키는 방법.
제 25항에 있어서, 상기 초연마 입자들은 브레이징, 소결, 또는 전기도금에 의하여 기판에 결합됨을 특징으로 하는, CMP 패드 드레서에서 중심에 위치한 초연마 입자들에 작업 부하를 증가시키는 방법.
제 1항, 2항, 7항 또는 13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 초연마 입자들은 실질적으로 균일한 형상을 가짐을 특징으로 하는, CMP 패드 드레서에서 중심에 위치한 초연마 입자들에 작업 부하를 증가시키는 방법.
제 27항에 있어서, 상기 균일한 형상은 자형임을 특징으로 하는, CMP 패드 드레서에서 중심에 위치한 초연마 입자들에 작업 부하를 증가시키는 방법.
제 27항에 있어서, 상기 균일한 형상은 팔면체임을 특징으로 하는, CMP 패드 드레서에서 중심에 위치한 초연마 입자들에 작업 부하를 증가시키는 방법.
제 25항에 있어서, 상기 기판은 가요성의 금속 또는 세라믹 물질로 제조됨을 특징으로 하는, CMP 패드 드레서에서 중심에 위치한 초연마 입자들에 작업 부하를 증가시키는 방법.
제 30항에 있어서, 상기 금속 물질은 스테인레스 강임을 특징으로 하는, CMP 패드 드레서에서 중심에 위치한 초연마 입자들에 작업 부하를 증가시키는 방법.
다음을 포함하는 CMP 패드 드레서:

기판; 및

상기 기판에 부착된 복수의 초연마 입자들, 여기서 상기 초연마 입자들은 둘레에 위치한 입자들의 작업 말단으로부터 중심에 위치한 입자들의 작업 말단까지 상향의 기울기를 제공하는 예정된 패턴으로 배열됨.
다음을 포함하는 CMP 패드 드레서:

기판; 및

상기 기판에 부착된 복수의 초연마 입자들, 여기서 상기 초연마 입자들은 중심에 위치한 입자들의 밀도 보다 더 높은, 둘레에 위치한 입자들의 밀도를 제공하는 예정된 패턴으로 배열됨.
다음을 포함하는 CMP 패드 드레서:

기판; 및

상기 기판에 부착된 복수의 초연마 입자들, 여기서 상기 초연마 입자들은 중심에 위치한 입자들에, 둘레에 위치한 입자들의 애티튜드에 의하여 제공되는 침투보다, CMP 패드 내부로 더 큰 입자 침투를 유발하는 애티튜드를 제공하는 예정된 패턴으로 배열됨.
제 32항에 있어서, 상기 기울기는 둘레에 위치한 입자들로부터 중심에 위치한 입자들까지 드레서의 작업 표면 위의 입자 높이를 증가시킴으로써 제공됨을 특징으로 하는, CMP 패드 드레서.
제 32항에 있어서, 상기 기울기는 패드 속도(velocity) 및 가요성의 측정치로서 결정됨을 특징으로 하는, CMP 패드 드레서.
제 32항에 있어서, 상기 기울기는 0.1% 내지 0.5%임을 특징으로 하는, CMP 패드 드레서.
제 32항에 있어서, 상기 기울기는 0.2%임을 특징으로 하는, CMP 패드 드레서.
제 33항에 있어서, 상기 둘레에 위치한 입자들의 밀도는 중심에 위치한 입자들의 밀도 보다 5배 이상임을 특징으로 하는, CMP 패드 드레서.
제 33항에 있어서, 둘레에 위치한 입자들의 밀도는 중심에 위치한 입자들의 밀도 보다 2배 이상 더 큼을 특징으로 하는, CMP 패드 드레서.
제 33항에 있어서, 둘레에 위치한 입자들의 밀도는 중심에 위치한 입자들의 밀도 보다 1.25배 이상 더 큼을 특징으로 하는, CMP 패드 드레서.
제 33항에 있어서, 중심에 위치한 입자들과 둘레에 위치한 입자들 사이의 초연마 입자들은 중심에 위치한 입자들의 밀도와 둘레에 위치한 입자들의 밀도 사이의 밀도로 배치됨을 특징으로 하는, CMP 패드 드레서.
제 33항에 있어서, 상기 초연마 입자들의 패턴은 둘레에 위치한 입자들에서 는 높고 중심에 위치한 입자들에서는 낮은, 연속적 밀도 구배를 제공함을 특징으로 하는, CMP 패드 드레서.
제 34항에 있어서, 중심에 위치한 입자들의 애티튜드는 이들의 작업 말단에서 꼭지점(apex)이고, 둘레에 위치한 입자들의 애티튜드는 이들의 작업 말단에서 에지 또는 면임을 특징으로 하는, CMP 패드 드레서.
제 34항에 있어서, 중심에 위치한 입자들의 애티튜드는 이들의 작업 말단에서 에지이고, 둘레에 위치한 입자들의 애티튜드는 이들의 작업 말단에서 면임을 특징으로 하는, CMP 패드 드레서.
제 34항에 있어서, 중심에 위치한 입자들의 애티튜드는 이들의 작업 말단에서 꼭지점(apex)이고, 둘레에 위치한 입자들의 애티튜드는 이들의 작업 말단에서 면이며, 이들 사이에 위치한 입자들은 이들의 작업 말단에서 에지의 애티튜드를 가짐을 특징으로 하는, CMP 패드 드레서.
제 32항, 33항, 또는 34항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중심에 위치한 입자들의 작업 부하는 둘레에 위치한 입자들의 작업 부하의 적어도 30% 이내까지 증가됨을 특징으로 하는, CMP 패드 드레서.
제 47항에 있어서, 상기 중심에 위치한 입자들의 작업 부하는 둘레에 위치한 입자들의 작업 부하의 적어도 10% 이내까지 증가됨을 특징으로 하는, CMP 패드 드레서.
제 47항에 있어서, 상기 중심에 위치한 입자들의 작업 부하는 둘레에 위치한 입자들의 작업 부하와 실질적으로 같아지도록 증가됨을 특징으로 하는, CMP 패드 드레서.
제 47항에 있어서, 모든 입자들의 작업 부하는 실질적으로 동일함을 특징으로 하는, CMP 패드 드레서.
제 32항 또는 34항에 있어서, 초연마 입자들은 각각 개별적으로 예정된 패턴에 따라 특정 위치에 배치됨을 특징으로 하는, CMP 패드 드레서.
제 51항에 있어서, 상기 패턴은 실질적으로 균일한 격자임을 특징으로 하는, CMP 패드 드레서.
제 32항, 33항, 또는 34항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 초연마 입자들은 다이아몬드, 다결정질 다이아몬드 (PCD), 입방정 질화 붕소 (cBN), 및 다결정질 입방정 질화 붕소 (PCBN)로 구성되는 그룹에서 선택됨을 특징으로 하는, CMP 패드 드 레서.
제 53항에 있어서, 상기 초연마 입자들은 다이아몬드임을 특징으로 하는, CMP 패드 드레서.
제32항, 33항, 또는 34항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 초연마 입자들은 브레이징, 소결, 또는 전기도금에 의해 기판에 부착됨을 특징으로 하는, CMP 패드 드레서.
제 32항, 33항, 또는 34항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 초연마 입자들은 실질적으로 균일한 형상을 가짐을 특징으로 하는, CMP 패드 드레서.
제 56항에 있어서, 상기 균일한 형상은 자형임을 특징으로 하는, CMP 패드 드레서.
제 56항에 있어서, 상기 균일한 형상은 팔면체임을 특징으로 하는, CMP 패드 드레서.
제 56항에 있어서, 상기 균일한 형상은 입방정 팔각임을 특징으로 하는, CMP 패드 드레서.
제 32항, 33항 또는 34항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판은 가요성의 금속 또는 세라믹 물질로 제조됨을 특징으로 하는, CMP 패드 드레서.
제 60항에 있어서, 상기 금속 물질은 스테인레스 강임을 특징으로 하는, CMP 패드 드레서.
다음 단계들을 포함하는, 제 32항 내지 34항 중 어느 한 항의 CMP 패드 드레서를 제조하는 방법:

기판을 제공하는 단계; 및

둘레에 위치한 입자들의 CMP 패드 내부로의 침투는 감소시키고 중심에 위치한 입자들의 CMP 패드 내부로의 침투는 증가시키는 패턴으로 기판에 복수의 초연마 입자들을 부착하는 단계.