KR20090082360A - 화학 기계적 평탄화를 위한 컨디셔닝 공구 및 방법 - Google Patents

화학 기계적 평탄화를 위한 컨디셔닝 공구 및 방법 Download PDF

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Abstract

화학 기계적 평탄화 (CMP) 패드를 컨디셔닝하기 위한 공구들은 적어도 하나의 표면에 결속된 연마 미립자들을 갖는 기판을 포함한다. 상기 공구들은 다양한 미립자 및 본드 형태를 가질 수 있다. 예를 들어, 연마 미립자들은 한 측면 또는 정면 및 후면에 본딩(예를 들어, 납땜 또는 기타 금속 본드 기술)될 수 있다. 선택적으로, 연마 미립자들은 정면에 본딩되고, 필러 미립자는 후면에 결속된다. 상기 연마 미립자들은 패턴(예를 들면, 6각형)을 형성할 수 있으며, 컨디셔닝 동안 CMP 패드의 기공들을 관통하도록 충분히 작은 미립자 크기를 가짐으로써, 컨디셔닝된 CMP 패드로 폴리싱된 웨이퍼상의 결함을 감소시킨다. 입자 본딩은 땜납 필름을 사용하여 성취될 수 있으나, 또한 다른 금속 본드들도 사용될 수 있다. 또한 균형 본드 재료(예를 들면, 양쪽 측면들상의 납땜)은 낮은 비평탄부값을 가능하게 한다.
화학 기계적 평탄화, 패드, 컨디셔닝, 연마 미립자, 기판, 납땜, 필러 미립자, 패턴

Description

화학 기계적 평탄화를 위한 컨디셔닝 공구 및 방법{Conditioning tools and techniques for chemical mechanical planarization}
본 출원은 2006년 9월 22일자로 가출원된 미국특허 제60/846,416호의 이익을 청구한다. 또한, 본 출원은 2005년 9월 16일자로 출원된 미국특허출원 제11/229,440호에 관한 것이다. 상기 출원서들은 각각 전체로서 본원에 참고용으로 합체된다.
본 발명은 연마 기술에 관한 것이며, 특히 마이크로일렉트로닉스 산업에서 사용되는 CMP 패드와 같은 연마 패드를 컨디셔닝하기 위한 공구 및 방법에 관한 것이다.
패드 컨디셔너(pad conditioner)는 일반적으로 반도체 웨이퍼, 유리, 하드 디스크 기판, 사파이어 웨이퍼 및 윈도우, 및 플라스틱을 포함하는 다양한 물질들을 연마하기 위한 컨디션 또는 드레스 폴리싱 패드에 사용된다. 상기 연마 공정은 통상 중합체 패드와, 복수의 성긴 연마 미립자를 포함하는 슬러리, 및 화학적 및 기계적 작용에 의해 제거 공정을 강화하기 위한 다른 화학적 첨가물의 사용을 포함한다.
예를 들어, 집적회로 (IC) 제조 공정은 주로 적층, 에칭, 패터닝, 클리닝, 및 제거 공정을 포함하는 다수의 제조 단계를 요구한다. IC 제조에서의 제거 공정들 중 하나는 화학 기계적 폴리싱 또는 평탄화 (CMP) 공정과 관련된다. 이러한 CMP 공정은 웨이퍼들상에 평평한 (평면상의) 표면을 생성하기 위해 사용된다. 대표적으로, 중합체 패드들은 상기 처리 동안에 폴리싱하기 위해 사용되며, 상기 패드들은 폴리싱 잔류물들로 글래이징된다. 그와 같이, 상기 글래이징된(glazed) 패드면들은 안정된 폴리싱 성능을 나타내기 위해 컨디셔닝될 필요가 있다. 그렇지 않을 경우, 일반적으로 공정 불안정성과 악화된 웨이퍼면들로 인해 비용이 증가되는 결과를 초래하게 된다.
따라서, 패드 컨디셔닝 공구 및 방법에 대한 필요성이 대두된다.
본 발명의 한 실시예는 화학 기계적 평탄화 (CMP) 패드들을 컨디셔닝하기 위한 공구에 관한 것이다. 상기 공구는 적어도 2개의 측면(예를 들면, 정면 및 후면)과 복수의 연마 미립자들을 갖는 지지 부재를 포함하며, 여기서 상기 연마 미립자들은 금속 본드에 의해 상기 지지 부재의 측면들 중 적어도 하나에 결속되며, 상기 연마 미립자들의 적어도 약 95 중량%가 85 ㎛ 이하의 미립자 크기를 갖는다. 상기 공구는 약 4000 연마 미립자/in2 (620 연마 미립자/㎠) 이상의 연마 미립자 농도, 및 실제 어떠한 연마 미립자들도 다른 연마 미립자들과 접촉되지 않도록 하기 위한 (예를 들면, 5 용적% 이하의 연마 미립자들이 다른 연마 미립자들과 접촉한다) 상호-미립자 공간(inter-particle spacing)을 갖는다. 일부의 경우는, 상기 연마 미립자 농도가 약 10000 미립자/in2 (1550 연마 미립자/㎠)보다 크게 된다. 상기 공구는 예를 들면 약 0.01 in 이하, 일부의 경우 약 0.002 in 이하의 비평탄부(out-of-flatness)를 가질 수 있다. 하나의 특정의 경우, 상기 지지 부재는 스테인리스강 디스크이며, 상기 연마 미립자들은 다이아몬드이다. 그와 같은 경우, 상기 금속 본드는 땜납 합금이며, 상기 다이아몬드는 상기 땜납 합금에 의해 상기 지지 부재의 제 1 측면에 납땜된다. 다른 경우, 상기 다이아몬드는 상기 땜납 합금에 의해 상기 지지 부재의 제 1 측면 및 제 2 측면 양쪽 모두에 납땜된다. 또 다른 경우, 상기 다이아몬드는 상기 땜납 합금에 의해 상기 지지 부재의 제 1 측면에만 납땜되고, 상기 지지 부재의 제 2 측면은 (다이아몬드 없이) 납땜된다. 하나의 경우, (공구 제조 공정에 대한) 비활성 필러 미립자들은 상기 제 2 측면에 납땜된다. 복수의 금속 본드 및 연마 미립자 구성은 이와 같은 설명에 비추어 명백해진다. 상기 땜납 합금은 예를 들면 땜납 필름(예를 들면, 땜납 테이프 또는 포일)으로 될 수 있다. 특별한 경우, 상기 땜납 합금은 적어도 약 2 중량%의 크롬량을 갖는 니켈 합금을 포함한다. 상기 연마 입자들은 예를 들면 하나 이상의 패턴 형태로 위치될 수 있다. 예시적 연마 입자 패턴 및 서브-패턴은 SARDTM 패턴, 6각형 패턴, 면 중심 입방 패턴, 입방 패턴, 마름모 패턴, 나선형 패턴 및 임의 패턴을 포함한다. 상기 상호-미립자 공간은 대체로 모든 연마 미립자들에 대해 동일할 수 있으나, 또한 본 설명에 비추어 명백한 바와 같이 변할 수도 있다. 예를 들면, 대응하는 상호-개방 공간을 갖는 개구부를 구비하는 연마 배치 가이드(placement guide)를 사용함으로써 특별한 상호-미립자 공간을 성취할 수 있다. 예시적 배치 가이드로서는 소정 패턴의 복수의 개구부 또는 천공부를 갖는 땜납 필름(예를 들면, 포일)을 들 수 있다. 그와 같은 천공부들은 또한 땜납이 진행되는 동안 휘발성 점착물의 가스 처리를 허용하기 위해 사용되며, 따라서 땜납 필름의 리프트업을 감소시킨다. 하나의 예시적인 경우에, 상기 금속 본드는 땜납 테이프 또는 땜납 포일(선구 물질 상태)일 수 있으며, 이 경우, 땜납 테이프 또는 땜납 포일은 개구부 패턴을 가지며, 연소 후, 상기 연마 입자들이 대체로 개구부 패턴과 유사한 입자 패턴을 형성하도록, 각각의 개구부는 그 안에 단일 연마 미립자를 보유한다.
본 발명의 다른 실시예는 CMP 패드를 컨디셔닝하기 위한 공구를 제조하기 위한 방법을 제공한다. 상기 방법은 제 1 및 제 2 측면(예를 들면, 비록 평행할 필요는 없지만, 서로에 대해 대체로 평행한 정면 및 후면)을 갖는 지지 부재를 제공하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 연마 미립자들을 금속 본드에 의해 상기 지지 부재의 제 1 측면과 제 2 측면 중 적어도 하나에 결속하는 단계를 추가로 포함하며, 여기서 상기 연마 미립자들의 적어도 약 95 중량%가 독립적으로 약 85 ㎛ 이하의 미립자 크기를 갖는다. 상기 공구는 약 4000 연마 미립자/in2 (620 연마 미립자/㎠) 이상의 연마 미립자 농도, 및 실제 어떠한 연마 미립자들도 다른 연마 미립자들과 접촉되지 않도록 하기 위한 상호-미립자 공간을 갖는다. 일부 그와 같은 경우, 상기 공구는 약 0.002 in(50.8 ㎛) 이하의 비평탄부를 갖도록 제조된다. 상기 연마 미립자들을 금속 본드에 의해 상기 지지 부재의 측면들 중 적어도 하나에 결속하는 단계는 예를 들어 상기 지지 부재의 측면들 중 적어도 하나에 전기 도금, 소결, 납땜, 또는 솔더링 결속하는 방법이 있다. 그와 같은 경우, 상기 연마 미립자를 결속하는 단계는 상기 연마 미립자를 땜납 합금으로 상기 지지 부재의 측면들 중 적어도 하나에 납땜하는 단계를 포함한다. 여기서, 납땜 단계는 땜납 필름을 상기 지지 부재의 양 측면들 중 적어도 하나에 본딩하는 단계와, 그린 부분(green part)을 형성하기 위해 상기 연마 미립자들을 상기 땜납 필름의 적어도 일부상에 위치시키는 단계, 및 상기 연마 미립자들을 땜납 합금으로 상기 지지 부재에 화학적 본딩시키도록 상기 그린 부분 (및 이어지는 냉각 그린 부분)을 연소시키는 단계를 포함한다. 상기 땜납 필름은 예를 들어 땜납 테이프, 땜납 포일, 천공부를 갖는 땜납 포일, 및 천공부를 갖는 땜납 테이프로 구성된 그룹으로부터 선택될 수 있다. 상기 땜납 필름은, 예를 들면 상기 연마 미립자들 중 가장 작은 입자 크기의 약 1 % 내지 약 60 % 사이인, 두께를 가질 수 있다. 상기 연마 미립자를 위치시키는 단계는 예를 들면 상기 연마 미립자들을 상기 땜납 필름의 적어도 일부에 또는 상기 땜납 필름상의 복수의 개구부들에 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 그와 같은 하나의 경우, 개구부들은 패턴 또는 서브-패턴(예를 들면, SARDTM 패턴, 6각형 패턴 등)을 형성한다. 여기서, 상기 연마 미립자들을 상기 땜납 필름의 적어도 일부에 또는 상기 땜납 필름상의 복수의 개구부들에 제공하는 단계는 예를 들어 점착물층을 상기 땜납 필름의 적어도 일부에 제공하는 단계와, 복수의 개구부들의 적어도 일부를 포함하는 배치 가이드를 상기 점착물층상에 위치시키는 단계, 및 상기 연마 미립자들을 상기 개구부들을 통해 상기 점착물에 접촉시키는 단계를 포함한다. 선택적으로, 상기 연마 미립자들을 위치시키는 단계는 예를 들면 점착물을 상기 땜납 필름의 적어도 일부에 제공하는 단계, 및 상기 연마 입자들을 상기 점착물상에 임의로 분배하는 단계를 포함할 수 있다. 이와 같은 설명에 비추어 명백한 바와 같이, 상기 연마 미립자들을 상기 지지 부재의 측면들 중 적어도 하나에 결속시키는 단계는 상기 연마 미립자들을 땜납 합금으로 상기 지지 부재의 제 1 측면과 제 2 측면 모두에 납땜하는 단계를 포함할 수 있다. 선택적으로, 상기 연마 미립자들을 상기 지지 부재의 측면들 중 적어도 하나에 결속시키는 단계는 상기 지지 부재의 제 1 측면과 제 2 측면 모두에 땜납 합금을 제공하는 단계, 및 상기 연마 미립자들을 상기 땜납 합금으로 상기 지지 부재의 오직 제 1 측면에만 납땜하는 단계를 포함할 수 있다. 그와 같은 하나의 경우, 상기 방법은 하나 이상의 비활성 필러 미립자들을 상기 땜납 합금으로 상기 지지 부재의 제 2 측면에 납땜하는 단계를 추가로 포함한다.
여기에 설명된 특징 및 장점들은 일체를 포함하는 것으로 기재된 것이 아니며, 특히 당업자라면 도면, 상세한 설명 및 청구항들의 관점에서 많은 특징 및 장점들이 추가될 수 있다는 사실을 명백하게 알 수 있을 것이다. 또한, 본 명세서에서 사용된 언어들은 용이한 판독 및 설명을 목적으로 원리적으로 선택된 것일 뿐, 발명의 주제의 범위를 제한하고자 하는 의도를 갖는 것은 아니다.
도 1은, 본 발명의 한 실시예에 따른, 정면상에 단일 연마 미립자층을 갖는 CMP 패드 컨디셔닝 공구의 개략 단면도.
도 2는, 본 발명의 다른 실시예에 따른, 상기 정면에 납땜된 단일 연마 미립자층과 상기 공구의 후면에 납땜된 단일 연마 미립자층을 갖는 CMP 패드 컨디셔닝 공구의 개략 단면도.
도 3은, 본 발명의 다른 실시예에 따른, 상기 정면에 납땜된 단일 연마 미립자층과 상기 공구의 후면상에 땜납 합금층을 갖는 CMP 패드 컨디셔닝 공구의 개략 단면도.
도 4는, 본 발명의 한 실시예에 따른, 상기 미립자들이 SARDTM 패턴을 형성하도록 상기 지지 부재에 납땜된 연마 미립자들을 갖는, 도 1 내지 도 3에 도시된 CMP 패드 컨디셔닝 공구의 작업 표면들 중 어느 하나에 대한 평면도.
도 5는, 본 발명의 한 실시예에 따른, 상기 미립자들이 6각형 패턴을 형성하도록 상기 지지 부재에 납땜된 연마 미립자들을 갖는, 도 1 내지 도 3에 도시된 CMP 패드 컨디셔닝 공구의 작업 표면들 중 어느 하나에 대한 평면도.
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른, 양 측면 납땜된 패드 컨디셔닝 공구를 생성하기 위해 지르코니아 지지부에 의해 지지되는 동안 노에서 연소되는 그린 부분에 대한 개략 측면도.
패드 컨디셔닝 공구 및 방법이 설명되어 있으며, 컨디셔닝 CMP 연마 패드와 같은 복수의 용도에 사용될 수 있다. 컨디셔닝 공정 동안, 상기 패드의 글래이징 된 표면을 컨디셔닝함으로써 공정 안정성을 단순히 지속시키기에는 충분하지 않다. 컨디셔너는 웨이퍼 표면 특성에 크게 영향을 미치는 패드 직물 또는 토포그래피를 확실하게 발생시킬 수 있다. 최적의 패드 직물의 형성은 연마 크기, 분배, 형태, 농도 및 높이 분배와 같은 다양한 컨디셔너 제조 매체들의 최적화를 요한다. 패드 컨디셔너 공구의 부적합한 선택은 연마된 소재의 표면상에 극소-상처를 발생하고 또한 상기 소재상에 형성된 팬턴들상의 패임 또는 부식을 증가시킬 수 있는 패드 직물을 야기시킨다.
본 발명의 다양한 실시예을 설명하고 주장함에 있어서, 다음과 같은 용어들이 사용될 수 있다:
본 출원서에 사용된 "비평탄부(out-of-flatness)"란 (CMP 패드와 같은) 연마 패드를 위한 공구의 측면을 특징화하기 위해 사용될 수 있고, 또한 일반적으로 정확한 평면으로부터의 방사 방향 편차에 관한 계측을 의미한다. 하나의 실시예의 경우에, 비평탄부는 공구 측면의 최저 계측 포인트와 상기 측면의 최고 계측 포인트(각각의 포인트에서 동일한 측정 기술을 사용) 사이의 높이에서의 차이로서 계측된다. 본 발명의 실시예에 따라 구성된 컨디셔닝 CMP용 공구의 비평탄부는 예를 들면 약 0.01 in에서 약 0 in까지의 범위를 가질 수 있다. 소망의 비평탄부는 소망의 성능 기준에 기초하여 한 용도로부터 다른 용도로 크게 변화시킬 수 있다.
본 출원서에서 사용된 "작업 표면"이란 패드 드레서(dresser)의 표면 및 작업하는 동안 CMP 패드 또는 폴리싱 패와 같은 다른 패드와 마주하거나 또는 접촉하는 대응 지지 부재의 측면과 관련된다. 연마 미립자들은 상기 작업 표면상에 위치 된다. 도 1 및 도 3은 하나의 작업 표면을 갖는 패드 컨디셔너를 설명하고 있는 반면, 도 2는 (비록 양쪽 모두 사용될 필요성은 없지만) 2개의 작업 표면을 갖는 패드 컨디셔너를 설명한다. 선택적으로, 양쪽 측면들은 작업 표면의 비평탄부를 개선하기 위해 연마 미립자와 결합될 수 있다.
본 출원서에서 사용된 연마 미립자의 "상호-미립자 공간(inter-particle spacing)"이란 가장 가까이 이웃하는 연마 미립자에 대한 연자 미립자의 최소 거리와 관련되며, 여기서 "최소 거리"란 어느 2개의 포인트, 즉 하나의 포인트는 연마 미립자의 표면상의 포인트이고, 다른 포인트는 이웃하는 연마 미립자의 표면상의 포인트인, 2개의 포인트들 사이의 최소 길이를 의미한다.
본 출원서에서 사용된 "그린 부분(green part)"이란 노에서 연소되기 전의 부분과 관련된다.
드레싱 공구
도 1은 지지 부재의 한 측면에 납땜된 다이아몬드 입자들의 개략도를 설명하며, 도 2는 지지 부재의 양쪽 측면들에 납땜된 다이아몬드 입자들의 개략도를 설명한다. 지지 부재(또한, 본 출원서에서는 예비 성형품 또는 기판으로도 언급된다)는 폴리싱 패드(예들 들면, CMP 패드)를 컨디셔닝하기 위한 공구의 베이스부이다. 이와 같은 공구 자체는 예를 들면 "패드 드레서" 또는 "패드 컨디셔너" 또는 "컨디셔닝 공구"로서 지칭될 수 있다. 도 1 및 도 2에서, 상기 지지 부재는 대체로 서로 평행한 2개의 편평한 측면을 가지며, 상기 2개의 측면들 중 하나는 정면으로서 지칭될 수 있으며, 다른 하나의 측면은 후면으로 지칭될 수 있다. 본 발명의 한 실시예는 평행하지 않은 편평한 측면들을 가질 수 있다.
상기 지지 부재는 예를 들면 CMP 패드의 컨디셔닝 공정 동안 화학적 및 기계적 상태에 대체로 저항할 수 있는 어떠한 재료로 제조될 수 있다. 상기 지지 부재를 형성하는 재료의 예로서는 금속, 세라믹, 및 열가소성 재료들을 포함한다. 본 출원서에 사용된 바와 같은 "금속"이란 어떠한 타입의 금속, 금속 합금, 또는 그들의 혼합을 포함한다. 상기 지지 부재를 형성하기에 적합한 예시적인 금속 재료들로는 강철, 철, 스테인리스강을 포함한다. 특정 실시예들에서, 상기 지지 부재는 304 스테인리스강 또는 430 스테인리스강으로 제조된다. 또한, 상기 지지 부재는 그의 측면들의 하나 이상의 전체 면을 따라 여장하는 하나 이상의 좁은 슬롯들을 포함할 수 있다. 이와 같은 슬롯들은 예를 들어 공구와 (찌꺼기 제거를 위한) 패드 사이의 강화된 슬러리 억세스를 제공할 수 있으며, (비접촉 납땜 영역의 형성으로 인해) 연소 후의 내부 응력을 감소시키고, 납땜 동안(또는 다른 열적 공정 동안) 휘발성 점착물의 탈기체화를 돕는다.
볼 수 있는 바와 같이, 본 예시적 실시예에서의 상기 연마 미립자는 다이아몬드이며, 다른 적합한 연마 미립자들도 또한 사용될 수 있다. 다른 예시적 연마 미립자로서는 질화붕소 입방체, 시드된 겔(seedes gel), 석영, 및 산화알루미늄을 포함한다. 사용된 연마 타입은 일반적으로 바로 사용할 수 있는 용도에 의존하며, 이와 같은 설명에 비추어 명백한 어떠한 견고한 결정성 물질을 포함할 수 있다. 복수의 연마 미립자들은 2개 이상의 연마 미립자들에 관련된다. 일반적으로, 상기 지지 부재에 결속될 수 있는 연마 미립자들의 최대 수는 상기 연마 미립자들의 입 자 크기에 기초한다. 입자 크기가 작을수록, 더 많은 연마 입자가 서로 접촉하는 일없이 상기 지지 부재에 결속될 수 있다. 예들 들어, 상기 연마 입자들의 최대 수는 수만(예들 들면, 24만)이 될 수 있다.
연마 미립자의 크기(미립자 크기)는 예를 들면 체 분해(sieve analysis) 또는 스크리닝에 의해 결정될 수 있다. 예들 들어, 65 내지 75 ㎛ 입자 크기의 연마 미립자는 75 메시(미국 체 시리즈)를 통과하며, 65 메시(미국 체 시리즈)는 통과하지 못한다. 어느 2개의 연마 미립자들이 접촉되는 일없이 지지 부재의 측면에 납땜될 복수의 연마 미립자들을 허용하는 입자 크기가 적합하며, 예를 들면, 상기 입자 크기는 약 15 ㎛ 내지 약 350 ㎛의 범위가 적합한다. 한 실시예에서, 상기 입자 크기는 개별 연마 미립자들이 컨디셔닝될 폴리머 CMP의 기공을 관통할 수 있도록 형성된다. 결과적으로, 패드 기공에 수집될 수 있는 슬러리 덩어리의 양은 감소되며, 폴리싱된 웨이퍼(또는 다른 소재)상에 적은 또한 덜 극심한 결함을 유발한다.
미립자 크기의 범위는 채용된 스크리닝/선택 기술 및 연마 미립자 형태(예들 들면, 라운더 입자는 연장형 입자들보다 더 정확하게 스크린되는 경향을 갖는다)와 같은 인자들에 기초하게 된다. 연마 미립자들의 (중량) 퍼센트(%)는 또한 특정화될 수 있는 특정 크기 범위에 있게 된다. 예를 들어, 한 실시예에 따라서, 연마 미립자의 적어도 50 (중량)%가 독립적으로 약 85 ㎛ 이하의 미립자 크기를 갖는다. 소정의 입자 범위에서 연마 미립자들을 절연시키기 위해 사용되는 스크리닝 기술 및 제어에 기초하여, 특정 크기의 연마 미립자 (중량)%는 100%까지 높아질 수 있 다. 예들 들어, 다른 특정 실시예에 따라, 독립적으로 상기 연마 미립자의 약 60 (중량)% 내지 100 (중량)%가 약 65 ㎛ 내지 약 75 ㎛ 사이의 미립자 크기를 갖는다. 다른 특별한 경우에 있어서, 약 50% 내지 100%의 연마 미립자는 독립적으로 약 45 ㎛ 내지 85 ㎛ 사이의 미립자 크기를 갖는다. 다른 특별한 경우에, 약 50% 내지 100%의 연마 미립자들이 독립적으로 약 15 ㎛ 내지 50 ㎛ 사이의 미립자 크기를 갖는다. 다수의 연마 미립자 크기가 적절한 스크리닝을 사용하여 안출되나, 그외에도 선택된 미세한 석질 연마제(예를 들면, 다이아몬드)가 본 설명에 비추어 명백할 것이며, 또한 본 발명은 어떠한 특정한 것에 한정되도록 의도되지 않는다.
연마 입자들은 예를 들어 하나 이상의 패턴 형태로 위치될 수 있다. 하나의 패턴은 하나 이상의 서브-패턴들을 포함한다. 각각의 패턴은 보더 및 그에 따른 패턴의 형태를 한정하는 물체들을 갖는다. 어떠한 패턴 형태도 본 발명의 다양한 실시예들에서 수용 가능하다. 일부 실시예들에서, 상기 패턴의 형태는 상기 지지 부재의 측면 형태와 유사하게 조절될 수 있다(예들 들어, 상기 지지 부재가 원형 측면을 가지며, 상기 패턴이 원형 형태를 갖는 경우). 예시적인 연마 입자 패턴들과 서브-패턴들은 SARDTM 패턴, 6각형 패턴, 면 중심 입방 패턴, 입방 패턴, 마름모 패턴, 나선형 패턴을 포함한다. SARDTM 패턴은 자가-예방(self-avoiding) 연마 입자 어레이에 관한 것이며, 예를 들어 그와 같은 패턴은 도 4에 도시되어 있다. 그와 같은 패턴을 어떻게 수행할 것인지에 대한 추가의 상세 설명은 "자가 예방 연마 입자 어레이로 제조된 연마 공구"라는 제목의 앞서 언급한 미국특허출원 제 11/229,440호에 설명되어 있다. 6각형 패턴은 패턴의 보더를 규정하지 않는 각각의 물체가 동일한 거리로 둘러싸는 6개의 물체들을 갖는 물체들의 배열과 관련된다. 예시적 6각 패턴은 도 5에 도시되어 있다. 임의 연마 입자 패턴(예들 들면, 입자들이 기판상에 임의로 분배된다)도 또한 사용될 수 있다. 그와 같은 패턴들은 모조-임의 및 혼돈 또는 차원 분열 패턴을 포함한다. 상술된 바와 같은 하나 이상의 서브-패턴 또는 하나 이상의 임의 패턴들은 혼합 패턴을 형성하도록 결합될 수 있다. 다양한 연마 입자 패턴과 서브-패턴 설계는 본 설명에 비추어 명백해질 것이다.
상기 상호-미립자 공간은 모든 연마 미립자들(예를 들면, 도 5의 예시적 6각 패턴의 경우와 같은)에 대해 대체로 동일하게 될 수 있다. 선택적으로, 또는 추가적으로, 연마 미립자들은 다른 상호-미립자 공간(예들 들면, 임의 패턴을 갖는 경우로 될 수 있는)을 가질 수 있다. 어떠한 상호-미립자 공간도, 상기 연마 미립자들이 서로 접촉하지 않고 또한 소정의 농도가 제공되는 한, 수용 가능하다. 특정 상호-미립자 공간들은 예들 들어 대응하는 상호-개방 공간을 갖는 개구부를 포함하는 배치 포일(또는 다른 적합한 가이드)을 사용하여 성취될 수 있다. 상기 상호-미립자 공간은 예를 들어 약 10 내지 480 ㎛ 사이가 될 수 있다. 그와 같은 하나의 특정 실시예에 있어서, 상기 상호-미립자 공간은 약 10 내지 180 ㎛ 사이가 된다. 배치 가이드는 반드시 연마 미립자들을 상기 지지 부재의 하나 이상의 측면들 위로 위치 결정하도록 돕기 위한 공구로서 작용한다. 그것은 복수의 개구부들을 포함하며, 여기서 각각의 개구부는 하나의 연마 미립자가 관통하여 결합하거나 그 렇지 않으면 그 안에 위치하도록 적응된다(크기와 형태가 결정된다). 하나의 실시예에서, 상기 개구부들은 원형이나, 다른 적합한 형태들도 사용될 수 있다. 상기 배치 가이드에 있는 개구부들은 상술된 패턴을 효과적으로 형성하며, 따라서 대체로 동일한 패턴과 농도를 나타내는 위치된 연마 미립자들을 이끈다. 비록 연소 공정 동안 미립자들의 약간의 이동이 존재할지라도, 결과적인 입자 패턴은 상기 배치 가이드에 있는 상기 개구부들의 패턴을 닮는다. 상기 배치 가이드는 예를 들면 땜납 테이프 또는 땜납 포일와 같은 땜납 필름일 수 있다. 선택적으로, 상기 배치 가이드가 땜납 테이프 또는 포일에 추가될 수 있으며, 이 경우 상기 가이드는 상기 땜납 테이프 또는 포일의 아래층에 부착된다. 복수의 땜납 필름 및 가이드 설계는 본 설명에 비추어 명백하다.
상기 연마 미립자들은 납땜, 솔더링, 소결, 및 전기 도금과 같은 공정을 사용하여 상기 지지 부재에 부착(본딩 또는 다른 방법으로의 고정)될 수 있다. 하나의 실시예에서, 상기 연바 미립자들은 전기 도금을 사용하여 상기 지지 부재에 결속된다. 상기 지지 부재에 상기 연마 미립자들을 결속하기 위한 전기 도금 공정에서 사용될 수 있는 금속의 예로는 니켈, 크롬, 금, 팔라듐, 은 등을 포함한다. 다른 실시예에서, 상기 연마 미립자들은 상기 지지 부재에 납땜된다. 그와 같은 경우, 상기 납땜은 적어도 약 2 중량%의 크롬량을 갖는 니켈 합금을 포함한다. 본 발명의 일부 실시예들에 따라 사용될 수 있는 상업적으로 이용 가능한 니켈-크롬 납땜의 특수 예는 Wall Colmonoy LM, Vitta 1777, 및 Lucas Milhaupt Hi Temp 820을 포함한다. 그와 같은 납땜은 또한 땜납 필름을 형성하기 위해 사용될 수 있음 에 주목할 필요가 있다. 다른 적합한 납땜(상업적으로 이용 가능하던지 또는 주문 제작이던지)은 본 설명에 비추어 명백하게 될 것이다.
일부 실시예들에서, 상기 납땜은 천공부를 가질 수 있으며 또한 측면들 중 하나 또는 양쪽에 접착물을 가질 수 있는 필름, 시트 또는 땜납 합금 층인 땜납 필름 형태를 갖는다. 땜납 필름은 땜납 테이프 또는 땜납 포일을 포함한다. 땜납 테이프는 예를 들면, 금속 합금 분말을 정위치에 보유하고, 한 측면 또는 양쪽 측면상에 점착물 배면을 가지며, 또한 상대적으로 작은 두께(예를 들면, 약 25 ㎛ 이하의)를 가지며 상업적으로 이용 가능한 유기 바인더를 포함할 수 있다. 다른 한편, 땜납 포일은 비결정성, 연성을 가질 수 있으며, 어떠한 유기 바인더도 포함하지 않을 수 있다. 땜납 포일들은 또한 상업적으로 이용 가능하며, 상대적으로 작고 일정한 두께(예를 들면,약 +/- 2.5 ㎛의 편차)를 가질 수 있다. 납땜 도금과 비교하여, 땜납 테이프와 땜납 포일은 일정한 납땜 허용(납땜 두께)을 형성하는 장점을 갖는다. 납땜 도금 및 땜납 테이프와 비교하여, 땜납 포일은 더욱 균일하고 신속하게 용해되며, CMP 드레서의 제조에서 높은 생산성을 가능하게 한다. 다양한 본드 설계가 본 설명에 비추어 명밸하게 될 것이다. 상술된 천공부는 땜납 필름에서의 복수의 개구부 또는 갭들과 관련된다. 상기 천공부는 납땜 공정 동안 휘발성 점착물의 탈기체화를 허용하기 위해 사용될 수 있으며, 따라서 상기 땜납 필름의 리프트업을 방지하고, 또한 소정의 입자 패턴을 확립하기 위해 사용될 수 있다. 그와 같은 천공부는 또한 소정의 입자 패턴과 농도를 용이하게 하기 위해 사용될 수 있음을 상기하라. 천공부는 제한적이지 않지만 원형, 장방형, 타원형, 삼각형 등의 어떠한 형태를 취할 수 있다. 천공부는 예를 들어 레이저 포토화학적 기계 가공, 또는 어떠한 다른 적합한 공정으로 제조될 수 있다.
도 3은 지지 부재의 한 측면에 남땜되고, 상기 지지 부재의 다른 측면은 (어떠한 연마 미립자들도 존재하지 않는) 오직 땜납층만을 갖는 다이아몬드 입자들을 설명하는 개략도이다. 도 1 및 도 2와 관련된 이전의 설명과 상기 지지 부재에 대한 상세 설명에 관련된 연마 미립자들 및 본드 타입은 본 도면에서도 동일하게 적용된다. 동일한 본딩 물질이, 공구에 대한 작은 비평탄부값을 허용하기 위해, 특히 얇은 지지 부재들을 갖기 위해, 미립자를 갖거나 또는 갖지 않는, 상기 지지 부재의 2 측면들 중 각각에 독립적으로 결속된다. 도 3의 예에서, 납땜은 본딩 동인이다. 다른 실시예에서, 연마 미립자들은 상기 지지 부재의 한 측면에 결속되며, 비활성(공구 제조 공정에 대한) 필러 미립자들은 다른 측면에 결속된다. 비활성 필러들의 예로서는 산화물, 질화물, 탄화물, 붕소화물 등을 포함한다. 특정 예의 필러 미립자들은 지르코니아, 알루미나, 및 실리카를 포함한다. 그와 같은 비활성 필러 미립자들은 예를 들어 납땜 필러 결합의 열팽창 계수를 비평탄부를 나타내기 위한 납땜-연마 결합의 열팽창 계수와 일치시키기 위해 사용될 수 있다. 마찬가지로, 그와 같은 비활성 필러는 비평탄부를 나타내도록 열적 공정 동안 그린 공구가 위치하는 플레이트 또는 내화 물질에 대한 납땜의 관통을 방지하기 위해 사용될 수 있다. 또한, 그와 같은 비활성 필러는 내마모성를 개선시킬 수 있으며, 또한 만약 원할 경우 점착물로서 작동할 수 있다. 본 발명의 특정 실시예는 약 0.002 인치 이하의 비평탄부를 갖는 드레싱 공구이다. 다른 실시예들은 훨씬 낮은 비평탄부 사양(예를 들면, 약 0.001 인치 이하)을 가질 수 있다.
상기 지지 부재에 본딩되거나 또는 결속되는 상기 연마 미립자들은 예를 들면 노출된(땜납 합금 또는 다른 본드 물질로부터 돌출) 각각의 미립자 표면의 약 1% 내지 약 60% 사이를 가질 수 있으며, 그와 같이 노출되지 않은 모든 표면들은 대체로 상기 본드 물질과 접촉한다. 하나의 특정 실시예에서, 각각의 연마 미립자들은 상대적으로 균일한 돌출 높이 분배를 갖는 점착 입자들의 단일층을 제공하도록 그의 노출된 표면의 약 40% 내지 60%를 갖는다. 돌출 높이 분배의 편차는 개별 입자들의 형태와 크기, 어떻게 각각의 입자가 본드 내에 설정될 것인가, 및 본드 두께와 같은 인자들에 기초한다. 일반 경험 법칙(rule of thumb)과 같이, 연소 후 땜납 필름의 두께는 그의 연소 전 두께(선구 물질 상태 두께)의 약 1/2이 된다. 마찬가지로, 가이드들은 다른 금속 본드 타입에 적용된다. 따라서 각각의 연마 미리자들에 대한 주어진 소정량의 노출 표면들과 상기 연마 미립자의 평균 크기, 및 적절한 땜납 필름 두께가 선택될 수 있다. 예를 들어, 약 100 ㎛의 평균 미립자 크기와 약 60%의 소망 노출을 갖는 주어진 상대적으로 둥근 연마 미립자, 약 80 ㎛의 연소 전 두께를 갖는 땜납 필름이 사용될 수 있다. 연소후, 상기 땜납 필름 두께는 약 40 ㎛가 될 수 있으며, 각각의 노출된 입자의 약 60 ㎛을 잔류시킨다(본 예에서 상기 입자 표면의 약 60%). 특정 크기의 범위에서, 이와 같은 산출은 예를 들면 주어진 범위 내의 가장 작은 크기의 미립자의 상관 관계로부터 수행될 수 있다.
따라서, 본 발명의 하나의 상세한 예시적 실시예는 정면 및 후면; 땜납 합 금; 및 복수의 다이아몬드를 갖는 스테인리스강 디스크을 포함하는 CMP 패드를 컨디셔닝하기 위한 공구이다. 상기 다이아몬드는 상기 땜납 합금에 의해 상기 스테인리스강 디스크의 양쪽 정면 및 후면에 납땜되고, 상기 다이아몬드의 적어도 약 95 (중량)%는 약 85 ㎛ 이하의 미립자 크기를 갖는다. 선택적으로, 상기 스테인리스강 디스크의 후면은 오직 땜납 합금(즉, 다이아몬드를 전혀 갖지 않음)만을 갖는다. 선택적으로, 상기 스테인리스강 디스크의 후면은 땜납 합금 및 비활성 필러 미립자(또한 다이아몬드를 전혀 갖지 않음)를 갖는다. 상기 공구는 또한 약 0.002 인치 이하의 비평탄부를 갖는 것을 특징으로 한다. 하나의 특정 실시예에서, 상기 다이아몬드의 적어도 약 95 (중량)%가 독립적으로 약 65 ㎛ 내지 약 85 ㎛ 사이의 미립자 크기를 갖는다. 대부분(50 중량% 이상)의 연마 미립자들은 약 75 ㎛ 이하이다. 상기 연마 미립자들은 패턴(6각형 또는 SARDTM 패턴, 또는 그들의 혼합)을 형성한다. 이와 같은 설명에 비추어 명백한 바와 같이, 미세한 연마 미립자들의 패턴은 각각의 미립자의 배치 뿐만 아니라 연마 미립자들의 전체 농도를 결정한다. 그 결과 웨이퍼 표면의 질을 개선시키는 경향을 갖는 패드 토포그래피를 발생시킬 수 있는 패트 컨디셔너가 형성된다.
제조 기술
본 발명의 다른 실시예는 CMP 패드를 컨디셔닝하기 위한 공구의 제조 방법을 포함한다.
그와 같은 한 실시예에서, 상기 방법은 다음의 단계를 포함한다: 정면 및 후 면을 포함하는 지지 부재를 제공하는 단계로서, 상기 정면 및 후면은 대체로 서로 평행한 단계; 및 연마 미립자들을 상기 지지 부재의 측면들 중 적어도 하나에 결속하는 단계로서, 상기 연마 미립자들의 적어도 약 50 (중량)%가 독립적으로 약 85 ㎛ 이하의 미립자 크기를 갖는 단계. 하나의 특정 예에서, 상기 공구는 상술된 바와 같이 약 0.002 인치 이하, 적합하게는 약 0.001 인치 이하의 비평탄부를 갖도록 제조된다. 상기 지지 부재는 예를 들어 스테인리스강 디스크일 수 있으며, 상기 연마 미립자는 다이아몬드(또는 기타 적합한 연마 미립자 또는 그와 같은 미립자들의 혼합)일 수 있다. 연마 타입, 크기, 및 연마 미립자 크기의 중량%를 포함하는, 다양한 공구 실시예들의 상세와 관련된 검토가 여기서 동시에 적용된다.
하나의 특정 경우, 연마 미립자들을 상기 지지 부재에 결속하는 단계는 상기 지지 부재의 측면들 중 적어도 하나에 땜납 합금을 갖는 연마 미립자를 납땜하는 단계를 포함한다. 여기서, 상기 연마 미립자들을 납땜하는 단계는 예를 들면: 땜납 재료가 제공된 각각의 측면들상에 땜납층을 형성하도록 상기 지지 부재의 측면들 중 적어도 하나에 땜납 필름을 본딩하는 단계와; 그린 부분을 형성하도록 상기 각각의 땜납층들상에 연마 미립자들을 위치시키는 단계; 및 땜납 합금을 갖는 연마 미립자들을 상기 지지 부재에 화학적으로 본딩시키기 위해 상기 그린 부분의 냉각에 이어 모든 땜납층들을 용해시키기 위해 상기 그린 부분을 연소시키는 단계를 포함할 수 있다. 상기 땜납 필름은 이미 설명된 바와 같이 예를 들어 땜납 테이프, 땜납 포일, 천공부를 갖는 땜납 테이프 또는 천공부를 갖는 땜납 포일일 수 있다. 그와 같은 특정 경우에, 상기 땜납 필름은 땜납 포일이며, 상기 지지 부재는 스테 인리스강 디스크이며, 상기 연마 미립자들은 다이아몬드이고, 상기 다이아몬드의 적어도 약 50 (중량)%는 독립적으로 약 65 ㎛ 내지 약 75 ㎛ 사이의 미립자 크기를 갖는다. 상기 각각의 땜납층들상에 연마 미립자들을 위치시키는 단계는 예를 들면: 모든 땜납층들에 점착물을 제공하는 단계와; 각각의 점착물층상에 복수의 개구부들을 갖는 배치 포일을 위치시키는 단계; 및 상기 개구부를 통해 상기 점착물을 갖는 연마 미립자들을 접촉시키는 단계를 포함한다. 그와 같은 경우, 상기 개구부는 패턴(예를 들면, SARDTM 패턴, 면 중심 입방 패턴, 입방 패턴, 6각형 패턴, 마름모 패턴, 나선형 패턴, 임의 패턴, 및 그와 같은 패턴들의 혼합과 같은)을 형성한다. 상술된 바와 같이, 패턴은 복수의 서브-패턴들을 포함할 수 있다. 상기 개구부들의 패턴은 상술된 바와 같이 땜납 필름 안에 합체될 수 있음을 상기하라.
또한, 상기 연마 미립자들과 땜납은 각각 상기 지지 부재의 한쪽 또는 양쪽 측면들에 제공될 수 있음을 상기하라. 한 실시예의 경우, 땜납 필름을 본딩시키는 단계는 땜납 필름을 상기 지지 부재의 양쪽 측면들에 본딩시키는 단계를 포함하며, 상기 위치시키는 단계는 상기 그린 부분을 형성하기 위해 양쪽 측면들(예를 들면 정면 및 후면)상에 연마 입자들을 위치시키는 단계를 포함한다. 선택적으로, 땜납 필름을 본딩시키는 단계는 땜납 필름을 상기 지지 부재의 양쪽 측면들에 본딩시키는 단계를 포함하며, 상기 위치시키는 단계는 그린 부분을 형성하기 위해 연마 미립자들을 오직 하나의 측면(예를 들면, 정면)상에만 위치시키는 단계를 포함한다. 여기서, 상기 위치시키는 단계는 그린 부분을 형성하기 위해 비활성 필러 미립자들 을 다른 측면(예를 들면, 후면)상에 위치시키는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 상술된 바와 같이, 땜납 필름(또는 다른 적합한 땜납)을 상기 지지 부재의 양쪽 측면상에 본딩시키는 단계(양쪽 측면들이 점착물을 갖는지의 여부와 관계없이)는 낮은 비평탄부값(예를 들면, 0.001 인치 이하)에 대해, 특히 상대적으로 얇은 지지 부재용으로 허용되는 하나의 기술이다. 유사한 장점이 비활성 필러 미립자들의 사용을 통해 얻어질 수 있다. 그럼에도 불구하고, 땜납 필름을 본딩시키는 단계는 선택적으로 땜남 필름을 상기 지지 부재의 오직 한 측면(예를 들면, 정면)에만 본딩시키는 단계를 포함할 수 있으며, 상기 위치시키는 단계는 상기 그린 부분을 형성하기 위해 연마 미립자들을 한 측면상에 위치시키는 단계를 포함한다. 그와 같은 한측면상의 실시예에 있어서, 비평탄부값은 균형된 본드 재료 및 미립자 설계를 갖는 실시예들에 대해 높을 수 있다.
본 발명의 다양한 특정 실시예들은 다음의 예들에 의해 설명된다:
예 1
FEPA D76 200/230 메시 다이아몬드들(소스: Element Six Ltd)은 -85 ㎛ +65 ㎛로 서브 체질(subsieve)되었다. 3.6183 g의 다이아몬드들이 아래에 표시된 체(sieve)들(미국 시브 시리즈)을 사용하여 체질되었다. 주어진 메시의 체들상의 또는 체들을 통한 다이아몬드들의 다음과 같은 분배가 얻어졌다:
체 그램(g) %
116상에서 0 0
85상에서 0.1042 2.88
75상에서 1.2697 35.09
65상에서 2.1359 59.03
65를 통해 0.1085 3.00
49를 통해 0 0
3.6183 100.00
따라서, 상기 체질된 다이아몬드의 35.09의 전체 중량%는 65의 메시 체상에 머무는 체질된 다이아몬드들의 전체 중량에 의해 85 및 59.03 메시 체를 관통했다. 모든 다른 다이아몬드들은 폐기되었다. 따라서, 보유된 다이아몬드들의 37.97 중량%는 85 ㎛ 이하 및 75 ㎛ 이상의 미립자 크기를 가지며, 보유된 다이아몬드들의 62.03 중량%는 75 ㎛ 이하 및 65 ㎛ 이상의 미립자 크기를 갖는다. 이와 같은 다이아몬드들은 본 발명의 다양한 실시예들에 따라 CMP 패드 컨디셔닝 공구의 제조에 사용되었다.
예 2
한 측면상에 연마 미립자로서 다이아몬드들을 갖는 CMP 패드 컨디셔닝 공구는 다음의 단계들에 따라 제조되었다:
1) 납땜을 수용하기 위해, 4" 직경 및 0.250" 두께의 304 스테인리스강 예비 성형품이 초음파 탈유지화, 드라이 블라스팅, 및 솔벤트 와이핑에 의해 세정되었다;
2) 0.003" 두께 비타 4777 땜납 테이프(Vitta Corporation, Bethel CT)가 수동으로 준비된 표면에 제공되었고, 아크릴 롤러를 사용하여 수평화되었다;
3) 점착성을 갖도록 상기 땜납 테이프의 노출된 표면상에 브러시 작업함으로써{다음에 상기 부분은 적합한 정도의 두께를 허용하도록 제한 기간(예들 들어 약 15분) 동안 위치되도록 허용되었다}, K4-2-4 점착물(Vitta Corporation, Bethel CT)이 제공되었다;
4) 개구부들(0.004" 내지 0.005" 두께)의 6각형 어레이를 갖는 0.002" 두께의 포일(소스: TechEtch, Plymouth MA)이 단일 석질 연마제들의 정확한 배치를 허용하도록 설계되었고, 상기 포일은 포일 스크린을 제공하기에 적합한 강성 프레임에 장착되었다;
5) 상기 프레임된 포일 스크린은 스크린 인쇄 장치를 사용하여 점착성 표면과 접촉 위치되었다;
6) 연마 미립자들이 상기 프레임된 포일의 상부에 제공되었고, 연마제들은 설계된 구멍들(각각의 개구부당 오직 하나의 연마제) 안으로 밀려졌고, 개구부에 포획되지 않은 여분의 연마 미립자들은 연성 팁 페인트 브러시에 의해 제거되었다(상기 연마 미립자들은 예 1에서 설명된 바와 같이 -85 ㎛ +65 ㎛로 서브 체질된 FEPA D76 다이아몬드 연마 미립자들이었다);
7) 상기 프레임된 포일은 점착성 땜납 표면상의 연마 미립자들의 제어된 패 턴을 떠나 리프트업되었다;
8) 상기 그린 부분은 20분 동안 1020 ℃의 노에서 진공(< 1 mm Hg)하에 연소되었다;
9) 상기 땜납은 용해되었고, 냉각하에, 상기 다이아몬드를 강 예비 성형품에 화학적으로 본딩시켰다.
최종 결과는 연마 제품었고, 정확하게 위치된 비접촉 연마 미립자들의 단일층이 미리 결정된 두께의 납땜으로 강 예비 성형품에 본딩되었다. 이와 같은 실시예상의 변화는 연마 미립자들이 상기 예비 성형품의 양쪽 측면상에 납땜되는 한 실시예와, 연마 미립자들이 한 측면상에 납땜되고 오직 땜납이 다른 측면상에 납땜되는 다른 실시예, 및 연마 미립자들이 한 측면상에 납땜되고 비활성 필러 미립자들(예들 들면, 지르코니아)이 다른 측면상에 납땜되는 다른 실시예를 포함한다.
예 3
BNi2(American Welders Assiciation designation) 땜납 테이프(Vitta Corporation, Bethel CT)가 4인치 직경의 CMP 드레서 예비 성형품(304 스테인리스강)에 제공되었고, 롤러가 어떠한 공기 기포들을 제거하기 위해 사용되었다. 테이프 두께는 0.007 +/_ 0.0001 인치였다. 비타 점착물(Vitta Corporation, Bethel CT)이 점착성을 갖도록 테이프 표면에 제공되었고, 다이아몬드(-155 ㎛ +139 ㎛로 체질된 FEPA 100/200 메시)가 6각형 스텐실을 사용하여 점착성 땜납 표면상에 위치되었다. 코팅된 예비 성형품은 밤새 75 ℃에서 오븐 건조되었고, 다음에 20분 동안 1020 ℃의 노에서 진공(< 1 mm Hg)하에 연소되었다. 노 작업 후에, 약 0.002 인치 이하의 비평탄부를 갖는 CMP 드레서가 생성되었다. 동일한 예가 예 1로부터의 다이아몬드를 사용하여 제조될 수 있음은 명백하다.
예 4
땜납 도금이 2181 그램의 니크로브레이즈 LM 땜납 분말(Wall Colmonoy Corporation, Madison Heights, MI), 510 그램의 퓨지티브 액체 바인더(fugitive liquid binder), 비타 브레이즈 겔(Vitta Corporation, Bethel CT), 및 90 그램의 트리프로필렌 클리콜을 갖는 분말(< 44 ㎛)을 균일한 도금이 형성될 때까지 스테인리스강 컨테이너에서 혼합함으로써 구비되었다. 상기 도금은 0.008 인치 땜납 허용을 갖는 닥터 땜납을 사용하여 4 인치 직격의 CMP 드레서 예비 성형품(304 스테인리스강)에 제공되었다. 코팅된 예비 성형품은 공기 건조된 다음, 20분 동안 1020 ℃의 노에서 진공(< 1 mm Hg)하에 연소되었다. 그 결과 냉각된 노 부분은 밀집된 비 다공성 응고 땜납의 코팅을 갖는 예비 성형품으로 구성되었다. 비타 접착물(Vitta Corporation, Bethel CT)이 점착성을 갖도록 조밀화된 땜납 표면에 제공되었고, 다이아몬드(100/200 메시)가 6각형 스텐실을 사용하여 상기 점착성 표면상에 위치되었다. 상기 부분은 연속해서 처음 사용된 동일한 상태하에 재 연소되었다. 상기 땜납은 재 용해되고, 냉각하에 다이아몬드를 상기 예비 성형품에 본딩시켰다. 제 2 노작업 후에, 상기 드레서는 6각형 스텐실로 다이아몬드를 그린 땜납 점착성 표면에 제공함으로써 제조된 상대물과 분간할 수 없었다. 동일한 샘플들이 예 1로부터의 다이아몬드를 사용하여 제조될 수 있음은 명백하다.
예 5
니켈-크롬 땜납에 의해 젖지 않은, 지르코니아와 같은 세라믹 재료의 식별 다음에, 다이아몬드(-155 ㎛ +139 ㎛로 체질된 FEPA 100/200 메시)를 갖는 땜납을 스테인리스강 배면의 양 측면상에 제공하고, 그것을 노작업하는 것이 가능하다. 특히, 2개의 0.0625" 두께의 430 스테인리스강 예비 성형품이 얻어졌다. 땜납은 제 1 예비 성형품의 한쪽 측면과 제 2 예비 성형품의 양쪽 측면에 제공되었다. 다이아몬드들이 소정의 패턴으로 위치되었다. 양쪽 그린 부분들은 1020 ℃에서 노작업되었다. 따라서, 오직 한 측면상에 땜납을 갖는 공구가 극심하게 왜곡되었다. 특히, 상기 공구는 컵형상으로 되었고, 중심은 에지 아래로 0.068 인치에 위치되었다. 반대로, 이중 측면 땜납을 갖는 공구는 단일 측면 땜납 부분에 대해 크게 감소된 약 0.008 인치의 비평탄부를 가졌다.
예 6
다양한 SARDTM 드레서의 필드 평가가 수행되었다. 평가된 드레서들은 표 1에 표시되었다. 알 수 있는 바와 같이, 상기 SARDTM 드레서는 벤치 마크와 비교되었다. 상기 벤치 마크는 니켈 전기도금된 제품이었다. 양쪽 다이아몬드 및 필러는 Ni 도금으로 기판에 본딩된다. 공지된 바와 같이, 전기 도금 공정은 완충 이하로 다이아몬드 농도를 효과적으로 제어하기 위해 필러들을 사용할 수 있다(즉, 필러는 다이아몬드가 완전한 예비 성형품 표면으로 고정되지 않도록 공간을 취한다). 비록 상기 벤치 마크 드레서가 일부 70 ㎛ 다이아몬드를 포함한다 할지라도, 상기 입자 크기는 주로 100 ㎛ 이상의 범위를 갖는다. 또한, 상기 다이아몬드들은 비제 어 방식으로 기판상에 위치되어, 미립자 적층(예들 들면, 하나의 다이아몬드가 다른 다이아몬드의 상부에 도금되거나, 또는 필러 미립자가 다이아몬드의 상부상에 도금됨) 및/또는 과다한 미립자 접촉(예들 들면, 5 중량% 이상의 연마 미립자들이 다른 연마 미립자들과 접촉함)과 같은 바람직하지 않은 결과가 제공된다. 그와 같이 미 제어된 상호-미립자 공간은, 부적당한 패드 직물로 안내되는 다르게 거동하는 하나의 큰 미립자(예들 들면, 이웃하는 입자들 보다 더 깊고 더 넓게 절삭됨)와 같이 2개의 작은 그러나 접촉하는 미립자들이 효과적으로 함께 작동함에 따라, 패드 컨디셔닝 용도에서 문제점을 갖는다.
표 1
Figure 112009024048078-PCT00001
상기 SARDTM 드레서 SGA-05-067은 상기 벤치 마크보다 낮은 약 90%인 연마제 입자 농도를 갖는다. 상기 SARDTM 드레서 SGA-05-184 및 187은, 도 1의 다이아몬드 들을 채용한 SGA-05-184와 함께, 웨이퍼 결함상의 다이아몬드 농도의 효과를 결정하도록 설계되었다. SGA-05-184는 상기 벤치 마크의 미립자 농도에 가장 근접한 농도를 가지나, 미립자-접촉-미립자를 야기하거나 상기 벤치 마크의 결과물을 적층하지는 않는다. 다른 미립자 농도는, 제곱 인치당 4000 내지 25000 연마 미립자(예를 들면, 13000 다이아몬드/in2) 또는 그 이상을 갖는 드레서들과 같이, 이와 같은 설명에 비추어 명백하다. 표 2에 표시된 테스트 결과들은 특히 0.3 ㎛ 이상에서의 미립자에 대한 결함을 나타내며, (본 발명의 실시예에 따른 SARD 또는 6각형 패턴에서와 같이) 다이아몬드가 선택적으로 위치되는 높은 다이아몬드 농도로 크게 감소될 수 있다. 높은 다이아몬드 농도는 예를 들면 작은 다이아몬드 크기로 성취될 수 있다. MRR은 material removal rate을 나타내며, WIWNU는 within-wafer-nonuniformity를 나타내며, 이들 각각은 테스트된 드레서들에 대해 상대적으로 유사하다.
표 2
Figure 112009024048078-PCT00002
이와 같은 테스트 결과에 기초하여, 본 발명의 실시예에 따라 구성된 다양한 드레서들이 설계되었다. 특히, 높은 패킹 효율에 기초하여, (도 5와 관련하여 상술된 것과 같은) 6각형 어레이가 SARDTM 어레이와 비교하여 단위 영역당 더 많은 절 삭 포인트를 생성한다. 따라서, 상기 다이아몬드 농도를 최대화하기 위해서, 2개의 다이아몬드 배열을 갖는 드레서들이 설계되었다. 첫번째는 70 ㎛ 다이아몬드(예 1에 따른)를 사용하여 약 47,000 절삭 포인트들을 야기하는 순수한 6각형 어레이이다. 두번째는 임의화된 입자 중심 포인트들을 갖는 6각형 어레이에 기초한 SARDTM 배열이다.
예 7
CMOC(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 산화물/텅스텐 CMP 공정용 CMP 컨디셔너들이 테스트되었다. 상기 테스트 결과는 아래의 표 3 및 표 4에 표시되었다. 제곱 인치당 약 3005 다이아몬드의 입자 농도를 갖는, SGA-05-68 SARDTM 컨디셔너(SGA_old)는, 비록 높은 제거 속도 및 양호한 균일성을 갖는 벤치 마크 드레서(제곱 인치당 약 28963 다이아몬드를 갖는)를 능가할지라도, 더 많은 결함을 나타냈다.
표 3 및 표 4에서 알 수 있듯이, 보다 작은 다이아몬드 크기와 그에 따른 제곱 인치당 높은 다이아몬드 농도를 갖는 산화물 및 텅스텐 컨디셔너들은 높은 제거 속도, 양호한 균일성, 및 유사한 결함을 갖는 벤치 마크 드레서들을 능가한다. 표 4에 나타낸 벤치 마크 Ⅱ 드레서는 약 50 미크론 다이아몬드(2000 다이아몬드/in2 이하)의 낮은 농도를 갖는 다이아몬드 CVD 코팅된 드레서이다.
표 3
Figure 112009024048078-PCT00003
표 4
Figure 112009024048078-PCT00004
따라서, 본 발명의 한 실시예에 따라, 상대적으로 높은 농도(예를 들면, 4000 연마 미립자/in2 이상)의 미세 연마 미립자들 및 최소 상호-미립자 공간을 갖는 연마 미립자들(예를 들어, 어떠한 연마 미립자들도 다른 연마 미립자들과 접촉하지 않는)을 갖는 CMP 드레서가 컨디셔닝 CMP 패드들에서 소망의 성능을 발생시킨다. 하나의 특별한 경우에, 상기 상호-미립자 공간은 연마 미립자들의 2 중량% 이하가 다른 연마 미립자들과 접촉하도록 구성되며, 반면 다른 특별한 경우는, 1% 이하의 연마 미립자들이 다른 연마 미립자들과 접촉한다. 특수한 용도의 요구에 기 초하여, 접촉 입자의 높은 중량%(예들 들면, 5 중량% 내지 10 중량%)가 허용될 수 있다.
예 8
상기 컨디셔너 SG-05-265(부품 기하학: 2" 직경 x 0.150" 두께; 기판: 430 스테인리스강; 예 1에서 설명된 바와 같은 다이아몬드)가 다음과 같은 절차에 따라 제조되었다:
1) 도금 표면이 니클 도금의 양호한 점착을 방해할 수 있는 산화물이나 오염 물질에 노출되지 않도록, 부품들을 충분히 세척한다;
2) 다음에, 상기 부품들은 오직 소망의 영역들에서만 도금을 얻기 위해 테이프들, 액체 체류부, 또는 비전도성 고체 베리어들로 선택적으로 마스크된다;
3) 적당한 전기 접촉이 컨디셔너에 제공된다;
4) 부품들은 가끔 특별히 구비된 바스켓들의 도움으로 니켈 도금 용액에 수평으로 함침시킨다;
5) 다량의 다이아몬드들이 다이아몬드 도금되도록 표면과 직접 접촉 위치된다(상기 다이아몬드들은 일반적으로 중력에 의해 정위치에 보유된다);
6) 니켈 금속은 상기 표면과 접촉하는 제 1 다이아몬드층 주위에 강화되고, 그들을 기판에 얕게 부착시킨다;
7) 충분히 부착되지 않은 다이아몬드들은 상기 공구로부터 제거되며, 모든 잔류 다이아몬드들은 도금조로부터 제거된다;
8) 상기 부품은 상기 다이아몬드 주변의 금속을 추가적으로 캡슐화하기 위해 상기 도금 용액 안에 재위치된다. 상기 금속 본드는 상기 다이아몬드의 충분한 기계적 체결이 강체상에서 성취되도록 상기 다이아몬드의 적도 또는 중심점을 지나 소정의 높이로 제조되도록 한다.
본 발명의 실시예들에 대한 상술된 설명은 설명과 기술을 목적으로 제안되었다. 이는 본 발명을 설명된 바와 같은 정확한 형태로 제한하거나 망라하려는 의도륵 갖지 않는다. 다양한 수정과 변경이 본 설명의 관점에서 가능하다. 본 발명의 범위는 그와 같은 상세한 설명에 의해 제한되지 아니하고, 첨부된 청구항들에 의해 규정된다.

Claims (45)

  1. 화학 기계적 평탄화 (CMP) 패드를 컨디셔닝하기 위한 공구로서,
    제 1 측면과 제 2 측면을 갖는 지지 부재; 및
    금속 본드에 의해 상기 지지 부재의 제 1 및 제 2 측면들 중 적어도 하나에 결속되며, 상기 연마 미립자들의 적어도 95 (중량)%가 독립적으로 약 85 ㎛ 이하의 미립자 크기를 갖는 복수의 연마 미립자를 포함하며,
    상기 공구는 약 4000 연마 미립자/in2 (620 연마 미립자/㎠) 이상의 연마 미립자 농도, 및 실제로 어떠한 연마 미립자들도 다른 연마 미립자들과 접촉되지 않도록 하기 위한 상호-미립자 공간을 갖는 화학 기계적 평탄화 패드 컨디셔닝 공구.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 연마 미립자들의 적어도 50 (중량)%가 독립적으로 약 45 ㎛ 내지 85 ㎛ 사이의 미립자 크기를 갖는 화학 기계적 평탄화 패드 컨디셔닝 공구.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 연마 미립자들의 적어도 50 (중량)%가 독립적으로 약 15 ㎛ 내지 약 50 ㎛ 사이의 미립자 크기를 갖는 화학 기계적 평탄화 패드 컨디셔닝 공구.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 연마 미립자들의 적어도 약 60 (중량)%가 독립적으로 약 65 ㎛ 내지 약 75 ㎛ 사이의 미립자 크기를 갖는 화학 기계적 평탄화 패드 컨디셔닝 공구.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 측면과 상기 제 2 측면은 대체로 서로 평행한 화학 기계적 평탄화 패드 컨디셔닝 공구.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 상호-미립자 공간은 5 용적% 이하의 상기 연마 미립자들이 다른 연마 미립자들과 접촉하도록 구성되는 화학 기계적 평탄화 패드 컨디셔닝 공구.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 연마 미립자들은 상기 지지 부재에 전기 도금, 소결, 솔더링, 또는 납땜되는 것 중 하나가 수행되는 화학 기계적 평탄화 패드 컨디셔닝 공구.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 연마 미립자들은 적어도 약 2 중량%의 크롬량을 갖는 니켈 합금을 포함하는 땜납 합금으로 상기 지지 부재에 납땜되는 화학 기계적 평탄화 패드 컨디셔닝 공구.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 연마 미립자들은 땜납 합금으로 상기 지지 부재에 납땜되며, 상기 연마 미립자들 중 어느 하나의 약 1% 내지 약 60% 사이의 표면이 노출되며, 그와 같이 노출되지 않는 표면은 거의 모두는 상기 땜납 합금과 접촉하는 화학 기계적 평탄화 패드 컨디셔닝 공구.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 연마 미립자들의 거의 모두는 독립적으로 약 10 내지 약 480 ㎛ 사이의 상호-미립자 공간을 갖는 화학 기계적 평탄화 패드 컨디셔닝 공구.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 상호-미립자 공간은 약 10 내지 약 180 ㎛ 사이인 화학 기계적 평탄화 패드 컨디셔닝 공구.
  12. 제 1 항에 있어서, 추가로 약 0.002 in(50.8 ㎛) 이하의 비평탄부를 갖는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 평탄화 패드 컨디셔닝 공구.
  13. 제 1 항에 있어서, 상기 연마 미립자 농도는 약 10000 미립자/in2 (1550 연마 미립자/㎠)보다 큰 화학 기계적 평탄화 패드 컨디셔닝 공구.
  14. 제 1 항에 있어서, 상기 연마 미립자들은 다이아몬드, 질화붕소 입방체, 시드된 겔(seedes gel), 및 산화알루미늄으로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하 나의 부재를 포함하며, 상기 지지 부재는 원형 디스크, 정육면체, 입방체, 바아 및 타원형 디스크로 구성된 그룹으로부터 선택된 형상을 갖는 화학 기계적 평탄화 패드 컨디셔닝 공구.
  15. 제 1 항에 있어서, 상기 연마 미립자들은 SARDTM 패턴, 면 중심 입방 패턴, 입방 패턴, 6각형 패턴, 마름모 패턴, 나선형 패턴 및 임의 패턴으로 구성된 그룹의 적어도 하나의 서브-패턴을 포함하는 패턴을 형성하는 화학 기계적 평탄화 패드 컨디셔닝 공구.
  16. 제 1 항에 있어서, 상기 연마 미립자들은 상기 지지 부재의 제 1 측면과 제 2 측면에 결속되는 화학 기계적 평탄화 패드 컨디셔닝 공구.
  17. 제 1 항에 있어서, 상기 연마 미립자들은 상기 금속 본드에 의해 상기 지지 부재의 상기 제 1 측면에 결속되고, 상기 지지 부재의 상기 제 2 측면은 상기 금속 본드를 가지나 어떠한 연마 미립자들은 갖지 않는 화학 기계적 평탄화 패드 컨디셔닝 공구.
  18. 제 17 항에 있어서, 복수의 비활성 필러 미립자들이 상기 금속 본드에 의해 상기 지지 부재의 상기 제 2 측면에 결속되는 화학 기계적 평탄화 패드 컨디셔닝 공구.
  19. 제 17 항에 있어서, 상기 금속 본드는 땜납 함금인 화학 기계적 평탄화 패드 컨디셔닝 공구.
  20. 제 1 항에 있어서, 상기 금속 본드는 땜납 테이프 또는 땜납 포일의 선구 물질 상태를 갖는 화학 기계적 평탄화 패드 컨디셔닝 공구.
  21. 제 20 항에 있어서, 상기 땜납 테이프 또는 땜납 포일은 개구부 패턴을 가지며, 연소 후, 상기 연마 입자들이 대체로 개구부 패턴과 유사한 입자 패턴을 형성하도록, 각각의 개구부는 그 안에 단일 연마 미립자를 보유하는 화학 기계적 평탄화 패드 컨디셔닝 공구.
  22. 제 21 항에 있어서, 상기 입자 패턴은 SARDTM 패턴, 면 중심 입방 패턴, 입방 패턴, 6각형 패턴, 마름모 패턴, 나선형 패턴 및 임의 패턴으로 구성된 그룹의 적어도 하나의 서브-패턴을 포함하는 화학 기계적 평탄화 패드 컨디셔닝 공구.
  23. 화학 기계적 평탄화 (CMP) 패드를 컨디셔닝하기 위한 공구로서,
    제 1 측면과 제 2 측면을 갖는 금속 기판과;
    땜납 합금; 및
    상기 땜납 합금에 의해 상기 금속 기판의 상기 제 1 및 제 2 측면들 중 적어도 하나에 납땜되며, 다이아몬드들의 적어도 95 (중량)%가 약 85 ㎛ 이하의 미립자 크기를 갖는 복수의 다이아몬드를 포함하며,
    상기 공구는 약 4000 연마 미립자/in2 (620 연마 미립자/㎠) 이상의 연마 미립자 농도, 및 5 용적% 이하의 연마 미립자들이 다른 연마 미립자들과 접촉하도록 상호-미립자 공간을 갖는 화학 기계적 평탄화 패드 컨디셔닝 공구.
  24. 제 23 항에 있어서, 상기 땜납 합금은 적어도 약 2 중량%의 크롬량을 갖는 니켈 합금을 포함하는 화학 기계적 평탄화 패드 컨디셔닝 공구.
  25. 제 23 항에 있어서, 상기 다이아몬드들은 상기 금속 디스크의 상기 제 1 측면과 제 2 측면에 납땜되는 화학 기계적 평탄화 패드 컨디셔닝 공구.
  26. 제 23 항에 있어서, 상기 다이아몬드들은 상기 땜납 합금에 의해 상기 금속 디스크의 상기 제 1 측면에 납땜되고, 상기 금속 디스크의 상기 제 2 측면은 상기 땜납 합금을 가지나 어떠한 다이아몬드들은 갖지 않는 화학 기계적 평탄화 패드 컨디셔닝 공구.
  27. 제 26 항에 있어서, 복수의 비활성 필러 미립자들이 상기 땜납 합금에 의해 상기 금속 디스크의 상기 제 2 측면에 납땜되는 화학 기계적 평탄화 패드 컨디셔닝 공구.
  28. 제 23 항에 있어서, 상기 땜납 합금은 땜납 테이프 또는 땜납 포일의 선구 물질 상태를 갖는 화학 기계적 평탄화 패드 컨디셔닝 공구.
  29. 제 28 항에 있어서, 상기 땜납 테이프 또는 땜납 포일은 개구부 패턴을 가지며, 연소 후, 상기 연마 입자들이 대체로 개구부 패턴과 유사한 입자 패턴을 형성하도록, 각각의 개구부는 그 안에 단일 다이아몬드를 보유하며, 상기 입자 패턴은 SARDTM 패턴, 면 중심 입방 패턴, 입방 패턴, 6각형 패턴, 마름모 패턴, 나선형 패턴 및 임의 패턴으로 구성된 그룹의 적어도 하나의 서브-패턴을 포함하는 화학 기계적 평탄화 패드 컨디셔닝 공구.
  30. 제 23 항에 있어서, 상기 상호-미립자 공간은 2 용적% 이하의 상기 연마 미립자들이 다른 연마 미립자들과 접촉하도록 구성되는 화학 기계적 평탄화 패드 컨디셔닝 공구.
  31. 제 23 항에 있어서, 상기 지지 부재는 금속 재료, 세라믹 재료, 및 열가소성 재료로 구성된 그룹 중 적어도 하나의 부재를 포함하는 화학 기계적 평탄화 패드 컨디셔닝 공구.
  32. 제 23 항에 있어서, 상기 지지 부재는 스테인리스강을 포함하는 화학 기계적 평탄화 패드 컨디셔닝 공구.
  33. 제 23 항에 있어서, 상기 공구는 약 0.001 in(25.4 ㎛) 이하의 비평탄부를 갖는 화학 기계적 평탄화 패드 컨디셔닝 공구.
  34. 화학 기계적 평탄화(CMP) 패드를 컨디셔닝하기 위한 공구를 제조하기 위한 방법으로서,
    제 1 측면 및 제 2 측면을 갖는 지지 부재를 제공하는 단계; 및
    연마 미립자들을 금속 본드에 의해 상기 지지 부재의 상기 제 1 측면과 제 2 측면 중 적어도 하나에 결속하는 단계로서, 상기 연마 미립자들의 적어도 약 95 (중량)%가 독립적으로 약 85 ㎛ 이하의 미립자 크기를 갖는, 단계를 포함하며,
    상기 공구는 약 4000 연마 미립자/in2 (620 연마 미립자/㎠) 이상의 연마 미립자 농도, 및 실제로 어떠한 연마 미립자들도 다른 연마 미립자들과 접촉되지 않도록 하기 위한 상호-미립자 공간을 갖도록 제조되는 공구 제조 방법.
  35. 제 34 항에 있어서, 상기 연마 미립자들을 금속 본드에 의해 상기 지지 부재의 측면들 중 적어도 하나에 결속하는 단계는 상기 지지 부재의 측면들 중 적어도 하나에 상기 연마 미립자들을 전기 도금, 소결, 또는 납땜시키는 단계를 포함하는 공구 제조 방법.
  36. 제 34 항에 있어서, 상기 연마 미립자들을 금속 본드에 의해 상기 지지 부재의 측면들 중 적어도 하나에 결속하는 단계는 상기 연마 미립자들을 땜납 합금에 의해 상기 지지 부재의 측면들 중 적어도 하나에 납땜하는 단계를 포함하며, 상기 납땜하는 단계는,
    땜납 필름을 상기 지지 부재의 측면들 중 적어도 하나에 본딩시키는 단계와;
    그린 부분을 형성시키기 위해 연마 미립자들을 상기 땜납 필름의 적어도 일부상에 위치시키는 단계; 및
    상기 연마 미립자들을 상기 땜납 합금으로 상기 지지 부재에 화학적 본딩시키기 위해, 상기 그린 부분을 연소시키고 또한 이어서 상기 그린 부분을 냉각시키는 단계를 포함하며,
    상기 땜납 필름은 땜납 테이프, 땜납 포일, 천공부를 갖는 땜납 테이프, 및 천공부를 갖는 땜납 포일로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 부재인 공구 제조 방법.
  37. 제 36 항에 있어서, 상기 연마 미립자들을 위치시키는 단계는 상기 연마 미 립자들을 상기 땜납 필름의 적어도 일부에 위치하는 또는 상기 땜납 필름상의 복수의 개구부들에 제공하는 단계를 포함하며, 상기 각각의 개구부들은 상기 연마 미립자들 중 하나를 수용하도록 구성되고,
    상기 개구부들은 소정의 입자 패턴을 형성하고, 납땜되는 동안 가스 처리를 허용하는 공구 제조 방법.
  38. 제 37 항에 있어서, 상기 연마 미립자들을 상기 땜납 필름의 적어도 일부에 위치하는 또는 상기 땜납 필름상의 복수의 개구부들에 제공하는 단계는,
    점착물층을 상기 땜납 필름의 적어도 일부에 제공하는 단계와;
    상기 복수의 개구부들의 적어도 일부를 포함하는 배치 가이드를 상기 점착물층상에 위치시키는 단계; 및
    상기 연마 미립자들을 상기 개구부들을 통해 상기 점착물에 접촉시키는 단계를 포함하는 공구 제조 방법.
  39. 제 36 항에 있어서, 상기 연마 미립자들을 위치시키는 단계는,
    점착물을 상기 땜납 필름의 적어도 일부에 제공하는 단계; 및
    상기 연마 미립자들을 상기 점착물상에 임의로 분배하는 단계를 포함하는 공구 제조 방법.
  40. 제 34 항에 있어서, 상기 연마 미립자들을 상기 지지 부재의 측면들 중 적어 도 하나에 결속시키는 단계는 상기 연마 미립자들을 땜납 합금으로 상기 지지 부재의 상기 제 1 측면과 제 2 측면 모두에 납땜하는 단계를 포함하는 공구 제조 방법.
  41. 제 34 항에 있어서, 상기 연마 미립자들을 상기 지지 부재의 측면들 중 적어도 하나에 결속시키는 단계는,
    상기 지지 부재의 상기 제 1 측면과 제 2 측면 모두에 땜납 합금을 제공하는 단계; 및
    상기 연마 미립자들을 상기 땜납 합금으로 상기 지지 부재의 오직 제 1 측면에만 납땜하는 단계를 포함하는 공구 제조 방법.
  42. 제 41 항에 있어서, 하나 이상의 비활성 필러 미립자들을 상기 땜납 합금으로 상기 지지 부재의 상기 제 1 측면에 납땜하는 단계를 추가로 포함하는 공구 제조 방법.
  43. 제 34 항에 있어서, 상기 연마 미립자들을 상기 금속 본드로 상기 지지 부재의 측면들 중 적어도 하나에 결속시키는 단계는,
    상기 연마 미립자들을 상기 지지 부재의 측면들 중 적어도 하나상의 복수의 개구부들에 제공하는 단계를 포함하며, 상기 각각의 개구부들은 상기 연마 미립자들 중 하나를 수용하도록 구성되고,
    상기 개구부들은 소정의 입자 패턴을 형성하는 공구 제조 방법.
  44. 제 34 항에 있어서, 상기 상호-미립자 공간은 2 용적% 이하의 상기 연마 미립자들이 다른 연마 미립자들과 접촉하도록 구성되는 공구 제조 방법.
  45. 제 34 항에 있어서, 상기 공구는 약 0.001 in(25.4 ㎛) 이하의 비평탄부를 갖는 공구 제조 방법.
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