KR20090026486A - Ｃｍｐ용 컨디셔너 다이어몬드 도금장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 CMP(chemical mechanical polishing)용 연마 패드의 컨디셔닝을 위하여 사용되는 디스크 몸체에 다이어몬드를 견고하게 부착하는 전기도금장치에 관한 것으로, CMP용 컨디셔너 다이어몬드 도금장치는 이미 다이어몬드-니켈 도금액에서 1차 도금이 이루어지진 디스크 몸체를 수용하는 도금조와, 상기 디스크 몸체에 고정된 다이어몬드를 더욱 견고하게 잡아주기 위하여 상기 도금조에 충진되는 니켈 도금액과, 전기도금시 음극에서 발생하는 수소가스가 다이어몬드 주위에서 니켈과 다이어몬드의 결합을 방해하지 않도록 초음파 진동에너지를 상기 니켈 도금액에 전달하는 초음파 진동수단을 포함한다. 상기 초음파 진동수단은 도금조 외부에 설치되거나 내부에 일체로 설치되어 초음파를 발생하는 초음파 발진기와 도금조 내부에 니켈 도금액에 잠길 정도의 깊이로 다수 설치되는 플레이트 형태의 초음파 진동자로 구성되며, 상기 도금조 내외부에는 디스크 몸체가 상기 초음파 진동부의 하부를 통과하도록 디스크 모체를 운반하는 이동장치가 더 구비된다. 이와 같은 구성의 본 발명에 의하면, 니켈과 다이어몬드의 밀착불량이 방지된다.

다이어몬드, 니켈, 초음파, 디스크, 전기도금

Description

ＣＭＰ용 컨디셔너 다이어몬드 도금장치{A manufacturing apparatus for condititioner coated with diamond for chemical-mechanical polisher}

본 발명은 반도체 웨이퍼 가공에 사용되는 CMP(Chemical mechanical planarization) 장치에서 패드 컨디셔너에 들어가는 다이어몬드 디스크의 제조장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 디스크에 다이어몬드를 부착함에 있어서 전기도금방식에 의하여 니켈이 디스크 몸체에 전착 되는데, 이러한 전착과정에서 발생하는 수소가스로 인하여 니켈과 다이어몬드가 견고하게 밀착되지 못하고 들뜨는 것을 방지하기 위하여 도금조 내부에 초음파 진동에너지를 발진하는 CMP용 컨디셔너 다이어몬드 도금장치에 관한 것이다.

최근 반도체 산업은 국내 산업은 물론 세계 산업계에 크나큰 영향을 차지하면서 발전하고 있다. 이러한 반도체 산업의 최근 변화 환경 중 하나가 반도체의 고집적화이고, 이러한 반도체의 고집적화를 위해 단위 면적당 많은 칩의 생산을 위한 배선의 다층화가 시도되었으며, 노광 광원의 초점심도 한계로 인하여 웨이퍼(Wafer)의 전면에 걸친 광역평탄화가 필수적인 공정으로 인식되었다.

이러한 목적을 달성하기 위해서 기계적 제거가공과 화학적인 제거가공를 하나의 가공방법으로 혼합한 CMP(Chemical Mechanical Polishing)라는 새로운 연마 공정이 개발되었다. 이러한 CMP는 연마패드와 웨이퍼 사이에 연마액을 개재시킨 채 압력을 가한 상태에서 서로 상대 운동시켜 연마하는 가공기구를 메커니즘으로 하고 있다.

반도체 웨이퍼의 연마를 반복하기 위하여, 연마 입자나 연마 칩 등이 연마 패드의 미세한 구멍에 들어가서 눈메움이 일어난다든지, 연마 입자와 웨이퍼와의 화학 반응열에 의해 연마 패드의 표면이 경면화하여 연마 속도를 저하시키게 된다. 이 때문에 연마 패드의 표면을 재생시켜 연마 속도를 회복시키는 컨디셔너라고 불리는 공구가 사용된다.

다이어몬드 입자는 우수한 컨디셔닝 재료이며, 다이어몬드 입자를 이용한 컨디셔닝이 실용화되어 있다. 이와 같은 CMP(chemical Mechanical planarization)용 연마 패드의 컨디셔너에 대해서는, 연마 패드의 마멸을 가급적 억제할 수 있으며, 더욱이 패드의 표면 상태를 항상 소정의 연마속도가 얻어지도록 일정하게 유지되는 것과, 다이어몬드 입자의 탈락이 없고, 패드면에 눈메움을 일으키지 않는 것이 요구된다.

이와 같이 CMP용 연마 다이어몬드 공구는 사용중에 다이어몬드 입자가 탈락이 되면 연마 제품에 치명적인 불량을 초래한다. 따라서 다이어몬드 입자가 탈락 되지 않도록 여러 가지 방법들이 행하여져 왔다. 다이어몬드 입자의 탈락이 발생하는 원인들은 다양하지만 가장 큰 원인은 밀착불량 즉, 다이어몬드 입자가 들뜨거 나 견고하게 고착되어 있지 않기 때문인 것으로, 이러한 문제점을 없애기 위해 여러 가지 방법들이 제안되고 있다.

가령, 반도체 칩(chip)을 제조할 시 웨이퍼(wafer) 상에 다수개의 반도체 칩을 형성한 후 그 위에 산화 박막 또는 금속 박막을 코팅하는 공정이 있고, 그 공정에서 산화 박막과 금속 박막을 연삭 하는 고탄성 플라스틱 패드(pad)가 있는데, 이러한 다이어몬드 연마구는 연마 패드를 연마하여 연마표면에 극히 미세한 요철 표면이 유지되도록 (이 공정을 conditioning 이라 함)하여 주는데 사용되는 연마용 다이어몬드 공구로서 이러한 사용 목적으로 제조되는 다이어몬드 연마구의 제조방법으로 종래에는 스테인레스 재질로 되는 연마구(샹크) 몸체 일측 표면에 미세한 다이어몬드 입자를 고착하는 방법으로 전착 방식과 융착 방식이 있다. 상기 융착식은 전착식에 비하여 다이어몬드를 강하게 몸체 고정시켜 줄 수 있는 장점이 있는데 반하여, 용융 및 응고시 발생하는 기포로 표면이 전착식에 비하여 거치른 단점이 있기 때문에 주로 전착식 방법이 주로 사용된다

이러한 전착식은 전기 도금법을 이용한 것으로 도금 용액 속에서 공구 몸체 위에 다이어몬드를 올려놓고 진동을 부여하여 다이어몬드가 몸체에 겹치거나 들뜨지 않도록 한 다음, 전기를 통전 하면 몸체상에 도금이 이루어지면서 다이어몬드가 몸체에 고정되게 된다. 이때 도금 두께를 조절하여 맨 밑바닥에 놓여있는 다이어몬드만 살짝 고정되도록 다이어몬드 크기의 1/8 ~ 1/4 정도만 도금이 이루어지게 한 다음, 몸체의 바닥에 살짝 고정된 다이어몬드만 남도록 용액 속에서, 또는 도금액 밖에서 흔들거나, 진동을 주거나 하여 가능한 한 최하층의 다이어몬드만 남게 하 고, 계속하여 도금을 하여 도금 두께가 다이어몬드 크기의 2/3 ~ 3/4까지 하여 다이어몬드를 단단히 고정시키는 제조방식으로 다이어몬드 주변이 다른 부분보다 도금이 적게 되어 다이어몬드의 탈락이 발생하기 쉬운 단점이 있다.

그러나, 최하층 다이어몬드만 남을 때까지 도금 공정이 여러 번 반복되는 공정상 문제가 있을 뿐만 아니라 여러 차례 도금이 이루어진다고 하더라도 다이어몬드는 쉽게 공구 몸체로부터 이탈되는 문제점이 있고, 이로 인하여 다이어몬드가 웨이퍼에 유입되어 막히게 되는 표면 눈 막힘 발생으로 웨이퍼의 연마효율이 급속히 저하되게 된다. 이러한 문제는 연마 패드 성능을 저하시켜 균일한 연마 효율, 웨이퍼 전면에서의 광역평탄화, 웨이퍼간의 평탄화 등을 달성할 수 없게 되는 문제가 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 다이어몬드가 디스크 몸체로부터 임의로 이탈되지 않고 이탈된 다이어몬드가 웨이퍼에 유입되어 표면 눈 막힘 현상이 발생되지 않도록 다이어몬드를 디스크 몸체에 견고하게 잡아줄 수 있도록 니켈을 전기 도금하는 CMP용 컨디셔너 다이어몬드 도금장치을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 디스크 몸체에 니켈을 전착함에 있어서 다수의 디스크 몸체가 자동으로 도금조 내부를 수회 반복하여 통과할 수 있는 CMP용 컨디셔너 다이어몬드 도금장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 디스크 몸체를 니켈 수용액 속에 반복하여 통과하면서 전기도금시 발생하고 니켈과 다이어몬드 사이의 결합을 방해하는 가스를 제거하는 CMP용 컨디셔너 다이어몬드 도금장치를 제공하는 것이다.

전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 CMP의 연마용 패드의 컨디셔닝을 위하여 사용되는 다이어몬드를 디스크 몸체에 부착하는 CMP용 컨디셔너 다이어몬드 도금장치에 있어서, 상기 다이어몬드 입자가 임시 고정되어 있는 디스크 몸체가 수용되도록 내부에 공간을 구비하는 도금조와, 상기 다이어몬드를 디스크 몸체에 한 층 견고하게 고정하는 니켈이 상기 디스크 몸 체가 잠길 정도로 충진되는 니켈 도금액과, 상기 니켈 도금액을 진동시키는 초음파 진동수단을 포함한다.

상기 초음파 진동수단은, 초음파 진동을 일으키는 초음파 발진기와, 상기 도금시 음극에서 발생하는 수소가스가 다이어몬드 주위에서 니켈과 다이어몬드의 결합을 방해하지 않도록 상기 초음파 진동에너지를 니켈 도금액에 전달하는 초음파 진동자를 포함하고, 상기 초음파 발진기의 소비전력은 400w 내지 1200w이고, 상기 초음파 진동자의 진동에너지는 25kHz 내지 60kHz인 것이 바람직하다.

상기 디스크 몸체에는 상기 다이어몬드가 임시 고정되고, 상기 다이어몬드는 다이어몬드 입자가 혼입된 니켈 도금액이 충진되어 있는 다이어몬드-니켈 도금조에서 전착에 의하여 임시 고정된다.

상기 디스크 몸체는, 스테인레스 스틸 플레이트의 전도성 금속물질이다.

상기 니켈 입자의 크기는 1㎛ 내지 2㎛이고, 상기 다이어몬드 입자의 크기는 3㎛ 내지 400㎛인 것이 바람직하다.

상기 다이어몬드의 밀도는 1mm 당 5개 내지 50 정도로 분포된다.

상기 니켈 도금액은, 니켈 분말이 용해되어 있는 황산니켈 수용액이며, 상기 니켈 도금액의 온도는 40℃ 내지 90℃이고, PH는 4 내지 6인 것이 바람직하다.

상기 디스크 몸체가 상기 니켈 도금액에서 잠긴 상태로 운반되도록 하는 이동장치를 더 포함한다.

상기 이동장치는, 모터에 의하여 구동되고 반복하여 순환되는 컨베이어 시스템과, 일측은 상기 컨베이어 시스템에 연결되고 타측은 상기 디스크 몸체를 수용하 여 상기 니켈 도금액 안에서 지지하는 트레이를 포함한다.

상기 컨베이어 시스템은, 다수의 체인과, 상기 체인의 일측에 체인의 회전방향에 대하여 수직으로 설치되는 걸림구를 포함한다.

상기 트레이는, 상기 걸림구와 연결되는 고리부와, 상기 고리부에서 수직으로 연장되는 연결부와, 상기 연결부에 다시 수직으로 연장되는 받침부를 포함한다.

상기 초음파 진동자는, 상기 도금조 내부에서 플레이트 형태로 설치되며, 상기 받침부의 상부에 고정되고, 상기 트레이에 안착되는 디스크 몸체는, 상기 컨베이어시스템에 의하여 상기 초음파 진동자의 하부를 통과하게 된다.

위에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 구성에 의하면 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.

첫째, 다이어몬드가 디스크 몸체에서 쉽게 이탈되지 않음으로써, 다이어몬드 입자가 웨이퍼에 유입되는 눈 막힘 현상이 발생하지 않는다.

둘째, 디스크 몸체가 안착되는 트레이가 컨베이어시스템에 의하여 수회 반복하여 도금조 내부를 통과함으로써 니켈 전착이 우수하고 대량생산에 적합하다.

셋째, 디스크 몸체가 다수의 초음파 진동자 하부를 통과하도록 구성함으로써, 니켈과 다이어몬드 사이에 부유하는 가스를 제거함으로써 니켈과 다이어몬드 사이의 밀착불량을 방지한다.

이하, 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 CMP용 컨디셔너 다이어몬드 도금장치의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.

본 발명의 CMP용 컨디셔너 다이어몬드 도금장치(100)는, 디스크 몸체에 다이어몬드를 전착시켜 CMP 다이어몬드 컨디셔너 디스크를 제작하는 세척조, 니켈스트라이크 도금조, 다이어몬드-니켈 도금조, 니켈 도금조, 코발트 도금조, 건조실 등의 다수의 도금조로 구성되어 있지만, 본 실시예에서는 도 1, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 다이어몬드(110)의 결합력을 한 층 강화하기 위한 니켈 도금조(130)의 구성에 관한 것이다.

도면에는 도시되어 있지 않지만, 상기 세척조는 디스크 몸체(110)의 표면을 활성화하고 표면에 묻어 있는 각종 오염물질을 제거하기 위해 디스크 몸체(110)를 세척하는 기능을 하고, 상기 니켈스트라이크 도금조는, 본격적인 전착에 앞서 밀착성을 높이기 위하여 디스크 몸체(110)에 니켈 스트라이크 도금층을 형성하기 위한 것이며, 상기 다이어몬드-니켈 도금조는, 본격적으로 디스크 몸체(110)에 다이어몬드(120) 입자를 결합하기 위하여 다이어몬드(120) 입자가 혼입된 니켈 도금층을 전착하는 기능을 수행하며, 상기 니켈 도금조는 디스크 몸체(110)에 다이어몬드(120)를 더욱 견고하게 결합시킴으로써 웨이퍼와의 마찰저항을 최소화하기 위한 것이며, 상기 코발트 도금조는, 다시 코발트를 도금함으로써 마찰 저항을 더욱 최소화하기 위한 것이며, 상기 건조실은, 최종적으로 디스크 몸체를 건조시키기 위한 것이다.

상기 디스크 몸체(110)는, 연마 도구의 모재가 되는 것으로서, 스테인레스 스틸 플레이트와 같은 전도성 금속물질이 사용되나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니며, 그 형상 또한 플레이트의 형태라면 원형이든 다각형상이든 불문한다.

상기 다이어몬드(120)는, 3㎛ 내지 400㎛ 크기의 입자로 구성되고, 더 바람직하게는 5㎛~200㎛의 범위 내에서, 가장 바람직하게는 20㎛~200㎛ 선택되는 것이 바람직하다. 상기 입자의 크기가 400㎛를 초과하게 되면 다이아몬드의 직경이 커져 웨이퍼 표면이 매끄럽지 못할 우려가 있고, 3㎛ 미만이면, 연마 효과가 떨어질 우려가 있다. 상기 다이어몬드(120)의 밀도는 다이아몬드의 직경 및 연마될 웨이퍼의 요구 조건에 따라 가변적으로 조절할 수 있으나, 1mm 길이당 1개 내지 200개 정도가 많이 쓰일 수 있으며, 약 5개 내지 50 정도로 분포되는 것이 바람직하다. 다이어몬드가 너무 촘촘하게 박혀 있게 되어, 다이아몬드 입자의 크기가 상대적으로 작아 연마 효과가 작을 우려가 있으며, 그 반대가 되면 다이아몬드 입자의 크기가 상대적 크게 되거나 웨이퍼 표면이 거칠 우려가 있게 되거나, 연마에 기여하는 다이어몬드의 개수가 적은 이유로 연마 효과가 떨어지게 되게 된다.

상기 니켈 도금조(130)에는, 니켈(132) 분말이 용해되어 있는 황산니켈 수용액이 충진되어 있으며, 온도가 40℃ 내지 90℃이고 PH가 4 내지 6인 상기 도금액에서 다이어몬드 입자가 박인 디스크 몸체(110)를 투입하여 니켈 도금층을 형성하게 된다. 또한, 상기 니켈(132) 입자의 크기는 1㎛ 내지 2㎛ 정도가 적당하다.

상기 니켈 도금조(130)는, 상면이 개방되어 있고, 소정 높이와 넓이를 갖는 직육면체의 형상을 하다. 도면에는 도시되어 있지 않지만, 니켈 도금액의 공급, 순환 및 배출을 위하여 길이 방향의 양측으로 내부 격벽을 더 구비하고, 격벽 사이 의 중앙에 메인챔버를 형성하며, 메인챔버의 양측으로 보조챔버를 형성하며, 상기 메인챔버의 바닥에는 도금액이 공급되는 공급부가 형성되고, 상기 보조챔버의 바닥에는 도금액 등이 회수되는 배출부가 형성되며, 상기 공급부와 배출부에는 각각 공급배관 및 배출배관이 하부로 연장됨으로써 상호 연통되도록 구성할 수 있다. 이와 같이 도금액의 공급, 순환 및 배출을 용이하게 구성하게 되면, 도금액의 회수, 저장 및 교환이 유리한 장점이 있다.

또한 도금조(130)의 바닥에 압축 공기를 형성하는 에어 노즐을 더 구비함으로서, 입자의 중력에 의하여 가라앉기 쉬운 다이어몬드를 상방으로 부유하도록 유도하고, 도금액의 순환을 촉진하며, 도금을 원활하게 수행할 수 있다.

상기 디스크 몸체(110)가 도금조(130)의 도금액 속에 잠길 수 있도록 디스크 몸체(110)를 운반하는 이동장치(140)를 더 구비한다. 상기 이동장치(140)는, 모터(M)에 의하여 구동되고 반복하여 순환되는 컨베이어시스템(150)과, 일측은 상기 컨베이어시스템(150)에 연결되고 타측은 디스크 몸체(110)를 수용하는 트레이(160)로 구성된다.

상기 컨베이어시스템(150)은, 원, 타원 기타 순환가능한 형상으로서 다수의 체인(152)에 의하여 연결되고, 체인(152)의 일측에는 다수의 걸림구(154)가 체인(152)의 회전방향에 대하여 수직으로 설치된다.

상기 트레이(160)는 상기 걸림구(154)와 연결되는 고리부(162)와, 고리부(162)에서 수직으로 연장되는 연결부(164)와, 상기 연결부(164)에 다시 수직으로 연장되는 받침부(166)로 구성된다.

한편, 도 4에 도시된 바와 같이 니켈 도금조(130)에는 전기장치(도시되지 않음)가 설치되어 양극에 전기를 통하면, 황산니켈 수용액이 이온화되면서 니켈(132)이 디스크 몸체(110)의 표면 전체와 다이어몬드(120)의 표면 일부에 부착된다. 음극에서는 수소가스가 발생하면서, 수소가스에 의하여 다이어몬드(120)에 니켈(132)이 부착되는 것이 방해되며, 이로 인하여 니켈(132)이 다이어몬드(120)의 표면에 밀착되게 부착되지 못하고 이격되고, 따라서 다이어몬드(120)가 들떠있는 것을 알 수 있다. 이와 같이 니켈(132)은 디스크 몸체(110)의 표면에서 다이어몬드(120)를 견고하게 잡아주는 기능을 수행하지 못할 뿐만 아니라, 연마시 마찰 저항만을 증가시키기 때문에, 수작업으로 들떠있는 니켈 도금층을 제거해야 한다.

따라서, 도 5에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에서는 이격된 니켈 도금층을 제거하는 공정을 생략하기 위하여, 니켈(132)이 다이어몬드(120)의 표면에 들뜨지 않고 밀착되게 부착되도록 수소가스를 날려 버리는 초음파 진동수단(180)을 설치한다. 상기 초음파 진동수단(180)은, 초음파 진동을 일으키는 초음파 발진기(182)와, 초음파 진동에너지를 니켈 도금액에 전달하는 초음파 진동자(184)가 설치되며, 초음파가 발진 되면 초음파 진동에너지가 니켈 도금액을 진동시켜 다이어몬드(120)의 주위에 부유하는 수소가스를 모두 제거하게 된다.

본 실시예에서 초음파 발진기(182)는 니켈 도금조(130)의 외부에 설치되는 것으로 되어 있으나, 도금조(130) 내부에 일체형으로 설치될 수 있으며, 초음파 진동자(184)는 니켈 도금조(130) 내부에서 플레이트 형태로 설치되며, 초음파 진동이 디스크 몸체(110)에 가장 잘 전달될 수 있도록 디스크 몸체(110)의 상면에 설치된 다. 즉, 초음파 진동자(184)의 하부를 트레이(160)의 받침부(166)가 이동하도록 구성한다.

물론, 도금조(130)의 바닥에 수평으로 설치하거나 양면에 수직으로 설치되는 경우를 배제하지 않으며, 초음파 진동자(184)의 형상을 봉 형상의 로드 형태로 설치할 수도 있다.

보통 20kHz 이상의 귀로 들을 수 없는 음파를 초음파라고 하고, 초음파 진동자(184)에서 발진되는 진동에너지는 20kHz에서 300kHz까지 사용되고, 초음파 발진기(182)에서 사용되는 소비전력은 200w에서 2400w까지 사용되나, 본 실시예에서는 진동에너지를 20kHz 내지 60kHz의 범위 내에서 사용하며(소비전력은 400w에서 1200w 범위 내에서사용됨), 그 중에서 28kHz의 진동수와 1200w의 소비전력을 사용하는 경우에 수소 가스 등의 가스(gas)나 발생 기체를 쉽게 제거하고 니켈을 다이어몬드에 견고하게 부착하는데 가장 적합하였다.

이하, 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 CMP용 컨디셔너 다이어몬드 도금과정을 상세하게 설명하기로 한다.

먼저, 디스크 몸체(110)의 표면을 활성화하고 표면에 묻어 있는 각종 오염물질을 제거하기 위하여 디스크 몸체(110)를 세척조에서 세척한다.

세척된 디스크 몸체(110)는 다이어몬드-니켈 도금과정을 적어도 1회 이상 실시한다. 왜냐하면, 다이어몬드(120) 입자 크기에 따라 디스크 몸체(110)에 전착되는 정도가 다를 수 있고, 칩핑 현상을 최소화하기 위하여 다양한 크기의 다이어몬드(120) 입자를 규칙 혹은 불규칙하게 전착시킬 필요가 있기 때문이다.

다이어몬드-니켈 도금과정에서 전착된 다이어몬드(120)가 디스크 몸체(110)에서 한 층 견고하게 결합력을 유지하기 위하여 니켈 도금과정을 적어도 1회 이상 실시한다. 이때, 니켈 도금조(130)에는 초음파 진동수단을 이용하여, 다이어몬드(120) 주위에 머무르는 수소가스 등의 가스나 발생 기체를 용이하게 이탈시켜 버린다.

니켈 도금조(130)에서 실시되는 구체적인 도금과정은 다음과 같다.

먼저, 모터(M)가 구동되면 컨베이어시스템(150)이 회전을 하게 되면서, 체인(152)의 일측에 구비된 걸림구(154)도 함께 회전하게 된다. 걸림구(154)에는 고리부(162)를 통하여 트레이(160)가 설치되어 있기 때문에, 받침부(166)가 컨베이어시스템(150)의 진행과 연동되어 함께 이동하게 된다. 상기 트레이(160)는 일렬로 배치된 다수의 초음파 진동자(184)의 하부를 통과하게 되고, 트레이(160)에 안착된 디스크 몸체(110)는 다수의 초음파 진동자(184)의 하부를 순차적으로 통과하면서 다이어몬드(120) 주위에 부유하는 수소가스나 기타 발생 기체를 진동에너지에 의하여 신속하게 부상시킴으로써, 소위 니켈 오름 등과 같은 현상을 방지하게 되어, 니켈(132)이 다이어몬드(120)와 밀착되게 고착된다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 다이어몬드를 디스크 몸체에 잡아주기 위하여 실시되는 전기도금시 음극에서 발생되는 수소가스가 다이어몬드와 니켈 사이에서 결합을 방해하지 않도록 초음파 진동에너지를 이용하여 니켈 수용액을 흔들어줌으로써 수소가스를 용이하게 다이어몬드로부터 이탈시켜, 디스크 몸체를 다수의 초음파 진동자 하부를 통과시킴으로써 보다 효과적으로 진동에너지를 전달하 는 구성을 기술적 사상으로 하고 있음을 알 수 있다. 이와 같은 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형이 가능할 것이다.

본 발명에서는 초음파 진동에너지를 이용하여 발생하는 수소가스를 다이아몬드로부터 용이하게 이탈시키는 것에 대해 기술하였으나, 기타 다른 기체의 용이한 이탈에도 본 발명 사상이 활용될 수 있음은 물론이다 하겠다.

도 1은 본 발명에 의한 CMP용 컨디셔너 다이어몬드 도금장치의 구성을 나타내는 사시도.

도 2는 본 발명에 의한 CMP용 컨디셔너 다이어몬드 도금장치의 구성을 나타내는 단면도.

도 3은 본 발명에 의한 CMP용 컨디셔너 다이어몬드 도금장치의 구성을 나타내는 확대사시도.

도 4는 본 발명에 의한 초음파 진동수단이 설치되기 전의 니켈과 다이어몬드의 결합상태를 나타내는 확대단면도.

도 5는 본 발명에 의한 초음파 진동수단이 설치된 후의 니켈과 다이어몬드의 결합상태를 나타내는 확대단면도.

**도면의 주요구성에 대한 부호의 설명**

100: 다이어몬드 도금장치 110: 디스크 몸체

120: 다이어몬드 130: 니켈 도금조

132: 니켈 140: 이동장치

150: 컨베이어시스템 152: 체인

154: 걸림구 160: 트레이

162: 고리부 164: 연결부

166: 받침부 180: 초음파 진동수단

182: 초음파 발진기 184: 초음파 진동자

Claims (15)

1. CMP의 연마용 패드의 컨디셔닝을 위하여 사용되는 다이어몬드를 디스크 몸체에 부착하는 CMP용 컨디셔너 다이어몬드 도금장치에 있어서,

   상기 다이어몬드 입자가 임시 고정되어 있는 디스크 몸체가 수용되도록 내부에 공간을 구비하는 도금조;

   상기 다이어몬드를 디스크 몸체에 한 층 견고하게 고정하는 니켈이 수용액의 형태로 상기 디스크 몸체가 잠길 정도로 충진되는 니켈 도금액;

   상기 니켈 도금액을 진동시키는 초음파 진동수단; 을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 CMP용 컨디셔너 다이어몬드 도금장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 초음파 진동수단은,

   초음파 진동을 일으키는 초음파 발진기;

   상기 도금시 음극에서 발생하는 수소가스가 다이어몬드 주위에서 니켈과 다이어몬드의 결합을 방해하지 않도록 상기 초음파 진동에너지를 니켈 도금 도금액에 전달하는 초음파 진동자; 를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 CMP용 컨디셔너 다이어몬드 도금장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 초음파 발진기의 소비전력은 400w 내지 1200w이고,

   상기 초음파 진동자의 진동에너지는 25kHz 내지 60kHz인 것을 특징으로 하는 CMP용 컨디셔너 다이어몬드 도금장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 디스크 몸체에는 상기 다이어몬드가 임시 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 CMP용 컨디셔너 다이어몬드 도금장치.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 다이어몬드는 다이어몬드 입자가 혼입된 니켈 도금액이 충진되어 있는 다이어몬드-니켈 도금조에서 전착에 의하여 임시 고정된 것을 특징으로 하는 CMP용 컨디셔너 다이어몬드 도금장치.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 디스크 몸체는, 스테인레스 스틸 플레이트의 전도성 금속물질인 것을 특징으로 하는 CMP용 컨디셔너 다이어몬드 도금장치.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 다이어몬드 입자의 크기는 3㎛ 내지 400㎛인 것을 특징으로 하는 CMP용 컨디셔너 다이어몬드 도금장치.
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 다이어몬드의 밀도는 1mm 길이당 5개 내지 50 정도로 분포되는 것을 특징으로 하는 CMP용 컨디셔너 다이어몬드 도금장치.
9. 제 1 항에 있어서,

   상기 니켈 도금액은, 니켈 분말이 용해되어 있는 황산니켈 수용액이며, 상기 니켈 도금액의 온도는 40℃ 내지 90℃이고, PH는 4 내지 6인 것을 특징으로 하는 CMP용 컨디셔너 다이어몬드 도금장치.
10. 제 1 항에 있어서,

    상기 디스크 몸체가 상기 니켈 도금액에서 잠긴 상태로 운반되도록 하는 이동장치; 를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 CMP용 컨디셔너 다이어몬드 도금장치.
11. 제 10 항에 있어서,

    상기 이동장치는,

    모터에 의하여 구동되고 반복하여 순환되는 컨베이어 시스템;

    일측은 상기 컨베이어 시스템에 연결되고 타측은 상기 디스크 몸체를 수용하여 상기 니켈 도금액 안에서 지지하는 트레이; 를 포함하여 구성됨을 특징으로 하 는 CMP용 컨디셔너 다이어몬드 도금장치.
12. 제 11 항에 있어서,

    상기 컨베이어 시스템은,

    다수의 체인;

    상기 체인의 일측에 체인의 회전방향에 대하여 수직으로 설치되는 걸림구; 를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 CMP용 컨디셔너 다이어몬드 도금장치.
13. 제 12 항에 있어서,

    상기 트레이는,

    상기 걸림구와 연결되는 고리부;

    상기 고리부에서 수직으로 연장되는 연결부;

    상기 연결부에 다시 수직으로 연장되는 받침부; 를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 CMP용 컨디셔너 다이어몬드 도금장치.
14. 제 13 항에 있어서,

    상기 초음파 진동자는, 상기 도금조 내부에서 플레이트 형태로 설치되며, 상기 받침부의 상부에 고정되는 것을 특징으로 하는 CMP용 컨디셔너 다이어몬드 도금장치.
15. 제 13 항에 있어서,

    상기 트레이에 안착되는 디스크 몸체는, 상기 컨베이어시스템에 의하여 상기 초음파 진동자의 하부를 통과하는 것을 특징으로 하는 CMP용 컨디셔너 다이어몬드 도금장치.

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