KR20100033911A - 다이아몬드 막이 코팅된 ｃｍｐ 컨디셔너 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 다이아몬드 막이 코팅된 CMP 컨디셔너 및 그 제조방법에 관한 것으로, 특히 CMP 컨디셔너의 표면 조도가 균일하게 되고 막(film)의 두께 조절이 용이하며, CMP 컨디셔너에서 요철부의 다이아몬드 코팅 막이 탈락되는 문제점 또한 해소할 수 있는 다이아몬드 막이 코팅된 CMP 컨디셔너 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 다이아몬드 막이 코팅된 CMP 컨디셔너는 기판; 및 상기 기판 상에 독립한 형태로 다수 개 증착되어 형성되는 다이아몬드 증착 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하고, 본 발명에 따르는 다이아몬드 막이 코팅된 CMP 컨디셔너의 제조방법은, 표면이 평탄한 기판을 준비하는 단계; 및 상기 기판 상에 다이아몬드를 증착하여, 소정 형상의 다이아몬드 증착 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 다이아몬드 막이 코팅된 CMP 컨디셔너 및 그 제조방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 반도체 웨이퍼를 평탄화시키는 CMP 연마패드를 드레싱(dressing)하여 평탄화시키기 위한 다이아몬드 막이 코팅된 CMP 컨디셔너 및 그 제조방법에 관한 것이다.
CMP 컨디셔너(CMP Conditioner)란 CMP(화학기계연마; Chemical mechanical polishing) 공정에 사용되는 CMP 연마 패드를 드레싱(dressing)해 주는 공구로서, 주로 반도체 제조공정 중에 필수적으로 사용되는 공구이다.
반도체 제조공정 중에는 실리콘 웨이퍼에 여러 가지 물질의 막(film)을 증착(deposition)하거나 식각(etching)하는 등의 다양한 공정이 이루어지며, 각각의 공정 단계에서 다음 단계로 진행하기 위해서는 연마패드를 이용하여 웨이퍼를 평탄화시키는 공정이 필수적이다.
웨이퍼를 평탄화시키는 공정은 예컨대 폴리머(polymer) 재질로 이루어진 CMP 연마패드 상에 반도체 웨이퍼를 접착시킨 후 소정 압력으로 압착하여, 연마패드와 웨이퍼 사이에 연마제 파우더가 포함된 연마액을 공급하면서 회전시키는 방법으로 진행된다.
연마패드에는 마이크론(㎛) 크기의 미세 기공들이 다수 개 존재하며 이들 기공에 연마액이 침투되면서 평탄화 공정의 효율을 높이게 된다. 그러나 연마(평탄화) 공정이 진행될수록 연마패드 상의 상기 미세기공이 막히거나 마모되는 일이 발생하고 나아가 연마패드 자체가 마모되는 일도 발생하며, 이러한 연마패드는 웨이퍼의 평탄화에 사용하는 것이 어렵게 된다.
이 때, 연마패드에서 기공이 막힌 부분이나 마모로 인해 연마패드에서 손상된 부분은, CMP 컨디셔너를 사용하여 연마패드의 표면을 드레싱(dresssing; 구체적으로는 연마패드를 연마하여 평탄화)함으로써 그 성능이 개선된다. 이렇게 연마패드를 드레싱하는 CMP 컨디셔너의 작용과 성능은 반도체 제조공정에서 매우 중요한 위치를 차지하고 있다.
도 1 및 도 2는 종래의 다이아몬드 막이 코팅된 CMP 컨디셔너를 도시한 단면도이다. 이 중 도 1은 다이아몬드 전착 또는 융착(브레이징) 방식에 의해 제조된 CMP 컨디셔너를 도시하고, 도 2는 기상화학증착법(CVD; Chemical Vapor Deposition)으로 다이아몬드를 코팅하는 방식에 의해 제조된 CMP 컨디셔너를 도시한다.
이 중 먼저 도 1에 도시된 다이아몬드 전착 또는 융착(브레이징)으로 제작된 CMP 컨디셔너의 구성과 제조방법을 살펴보면 다음과 같다.
철(Fe) 금속 내지 다양한 소재로 이루어진 기판(110)의 표면에 다이아몬드 입자(160)를 배열하고 결합용 금속 합금(162)을 이용한 전착 공정(금속 이온이 용해되어 있는 용액의 내부에서 기판에는 음극(-)을 전극에는 양극(+)을 인가하여 금속을 기판 상에 증착시키는 공정)이나 융착(혹은 브레이징 : 금속 재료가 입혀진 기판을 진공 분위기 또는 환원 분위기의 고온으로 상승시켜 금속재료를 용해시킴으로써 소결하는 방법) 공정에 의해 다이아몬드 입자(160)를 기판(110)에 고정시킨다.
이렇게 기판(110) 상에 고정된 다이아몬드 입자(160)들은 CMP 연마패드(미도시)를 드레싱(연삭)하여 연마패드를 평탄화시키고, 또한 연마액이 침투될 기공을 막고 있는 연삭 찌꺼기들을 제거함으로써 CMP 연마 패드가 다시 웨이퍼의 평탄화 공정에 사용 가능하도록 한다.
그런데 이와 같이 전착 또는 융착 방식으로 제조된 종래의 CMP 컨디셔너는 다이아몬드 입자(160)가 수십 내지 수백 마이크론(㎛)의 크기로 불규칙하게 형성되므로, CMP 컨디셔너의 연삭면 자체가 균일하지 않다는 근본적인 문제점을 가지고 있다. 이 때 다이아몬드 입자(160)를 크기별로 선별하여 일정 크기 안에 들어가는 다이아몬드만을 사용하더라도 입자(160) 간의 크기 차이는 여전히 존재하고, 다이아몬드 입자(160)의 형상도 각지게 이루어지므로, 기판(110)에 전착될 때 그 높이가 균일하게 하는 것은 실질적으로 불가능하다.
또한 연마패드를 평탄화시키기 위한 드레싱 공정 중에 다이아몬드 입자(160)가 탈락되고 이들 탈락된 다이아몬드 입자(160)가 주로 고분자 재질로 형성되는 연마패드(미도시)에 박히게 되는 일이 발생하고, 이 경우 연마패드를 이용하여 웨이 퍼를 평탄화시키는 공정에서 웨이퍼에 커다란 흠집(scratch)을 발생시켜 전체 반도체 웨이퍼에 불량을 초래한다.
특히, 웨이퍼의 평탄화 공정에 사용되는 연마액은 강산 또는 강알칼리 성질이며, 최근에는 드레싱 공정과 웨이퍼의 평탄화 공정이 한 공간에서 동시에 진행되는 경우가 많기 때문에, 이들 연마액이 CMP 컨디셔너의 다이아몬드 입자(160)를 고정시키고 있는 금속합금(162)을 부식시켜 다이아몬드 입자(160)의 탈락을 가중시키고, 또한 부식된 금속은 반도체 제조공정에서 웨이퍼 불량 발생의 원인으로 작용하여 매우 심각한 문제가 되고 있다.
이러한 기존의 CMP 컨디셔너의 문제점을 해결하고자 기상화학증착에 의해 다이아몬드를 코팅한 CMP 컨디셔너에 대한 발명이 소개되었으나(등록특허 제387954호, 2003. 6. 19. 공고), 이 발명에서는 다이아몬드 코팅이 이루어지기 전에 먼저 코팅될 기판을 다양한 형상으로 연삭하고 가공하는 복잡한 과정이 필수적으로 이루어져야 하는 문제점이 있다.
도 2는 종래의 기상화학증착법으로 다이아몬드를 코팅하여 제작한 CMP 컨디셔너 구조를 개략적으로 도시한 단면도이다. 다이아몬드를 코팅하기 전에 기판(110)은 요철(凹凸)을 가지도록 미리 가공되어 있으며, 이후 기판(110)의 형상에 맞추어 균일한 두께로 다이아몬드 막(130)을 코팅한다. 그런데 이 경우 다이아몬드 막(130)이 복잡한 형상의 기판(110)을 따라 코팅되므로, 기판(110) 표면에서 굴곡이 있는 모서리 영역(110a)에서 다이아몬드 코팅 막(130)과 기판(110)과의 접착력 문제가 발생한다. 즉 드레싱 공정 중 손쉽게 다이아몬드 코팅 막(130)이 탈락되어 기존의 전착 또는 융착 방식에 의한 CMP 컨디셔너와 같이 탈락된 다이아몬드 코팅 막(130)에 의해 웨이퍼에 흠집이 발생하는 심각한 문제가 발생한다.
이는 다이아몬드 코팅 막(130) 자체가 매우 큰 잔류응력을 가지고, 다이아몬드와는 다른 물질(예컨대 SiC 또는 WC-Co 등)로 이루어진 기판(110) 표면에 고온에서 다이아몬드 막을 증착하기 때문에, 두 물질 간의 열팽창 계수 차이에 의해 응력이 많이 발생하기 때문이다. 따라서 기판(110)의 요철을 따라 다이아몬드 코팅 막(130)을 코팅하면 요철의 모서리 부위(110a)에서는 작은 충격에 의해서도 다이아몬드 코팅 막(130)이 손쉽게 탈락되는 문제점을 가지게 된다.
또한, 다이아몬드 코팅 막(130)의 두께를 증가시켜 CMP 컨디셔너의 성능을 향상시키고자 하여도, 기판(110)의 요철의 간격이 미세한 경우에는 다이아몬드 코팅 막(130)의 두께가 약간만 증가하더라도, 코팅되는 다이아몬드 막(130)에 의해 기판(110)의 요철이 메워져 버린다는 문제가 발생한다. 아울러 이러한 방식은 기판(110)의 가공에서 가공의 폭과 깊이 그리고 형상 등이 근본적으로 기판(110)을 연삭하는 공구 등에 의해 제한을 받는다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, CMP 컨디셔너의 표면 조도가 균일하게 되고 막(film)의 두께 조절이 용이하고, 수명이 향상되며 종래의 전착 또는 융착 방식에 의한 CMP 컨디셔너에서 나타나는 다이아몬드 입자의 불균일 또는 입자의 탈락에 의한 CMP 연마패드의 흠집 불량을 방지할 수 있는 다이아몬드 막이 코팅된 CMP 컨디셔너 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 그리고 CMP 컨디셔너 제조공정이 단순화되고 요철의 높낮이 및 폭을 자유롭게 디자인할 수 있어 설계 특성이 우수하게 되고, CMP 컨디셔너에서 요철부의 다이아몬드 코팅 막이 탈락되는 문제점 또한 해소할 수 있는 다이아몬드 막이 코팅된 CMP 컨디셔너 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 기판; 및 상기 기판 상에 독립한 형태로 다수 개 증착되어 형성되는 다이아몬드 증착 패턴을 포함하는 것을 특징으로 한다.
혹은 기판; 및 상기 기판 상에 증착되어 형성되고, 소정 간격으로 소정 깊이 함몰되어 형성된 리세스(recess)를 구비하는 다이아몬드 증착막을 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 기판은 SiC, Si3N4 또는 WC-Co 로 이루어질 수 있고, 상기 기판 및 상기 다이아몬드 증착 패턴으로 전체 표면을 덮는 다이아몬드 코팅 막을 더 포함하는 것이 바람직하다.
나아가, 상기 다이아몬드 증착막의 전체 표면을 덮는 다이아몬드 코팅 막을 더 포함할 수 있고, 상기 기판은 원판 형상으로 형성되는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에 따르는 다이아몬드 막이 코팅된 CMP 컨디셔너의 제조방법은, 표면이 평탄한 기판을 준비하는 단계; 및 상기 기판 상에 다이아몬드를 증착하여, 소정 형상의 다이아몬드 증착 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
나아가, 상기 기판의 표면에 소정 형상의 관통공이 형성된 증착 마스크를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있고, 상기 증착 마스크를 상기 기판 상에 형성하는 과정은 실크 스크린을 이용한 스크린 프린팅법에 의한 것이 바람직하며, 상기 증착 마스크는 흑연(C) 또는 금속(구리, 니켈, 철, 코발트, 백금)으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 다이아몬드를 증착하는 단계 이후, 산 또는 알칼리 용액을 이용하여 상기 증착 마스크를 제거하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하고, 상기 기판 상에 다이아몬드를 증착하는 단계는 기상화학증착(CVD) 법에 의한 것을 특징으로 한다.
상기 기판 및 상기 다이아몬드 증착 패턴의 표면에 다이아몬드 증착을 더 실시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하고, 상기 기판을 산 또는 알칼리(예컨대 산화나트륨(NaOH) 등) 수용액에서 가열하며 표면 에칭을 실시하는 단계를 더 포함 하는 것이 바람직하다.
나아가, 상기 다이아몬드 증착 전에 상기 기판을 다이아몬드 입자가 첨가된 알콜 용액 속에서 초음파 발생장치에 의해 전처리하는 단계를 더 포함할 수 있고, 상기 다이아몬드를 증착하는 단계는, 기상화학 증착장치 내부의 압력을 60 torr로 하고 수소 및 메탄을 각각 480 sccm, 15 sccm 으로 투입하면서 기판의 온도를 900 °C 로 하는 열 필라멘트 기상화학 증착방식에 의해 수행하는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명에 따르는 다이아몬드 막이 코팅된 CMP 컨디셔너의 제조방법의 다른 실시예는, 표면이 평탄한 기판을 준비하는 단계; 상기 기판의 표면에 다이아몬드 증착막을 균일한 두께로 형성하는 단계; 및 상기 다이아몬드 증착막의 일부를 식각하여, 상기 다이아몬드 증착막에서 소정 간격으로 소정 깊이 함몰되어 형성된 리세스(recess)를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
나아가 상기 다이아몬드 증착막의 일부를 식각하는 단계는: 상기 다이아몬드 증착막의 표면에 실리콘 산화막 패턴을 형성하는 단계; 및 상기 실리콘 산화막 패턴을 마스크로 상기 다이아몬드 증착막을 식각하는 단계를 포함하는 것이 바람직하고, 상기 다이아몬드 증착막을 식각하는 단계는, 반응성 이온 식각(RIE: Reactive Ion Etching)에 의한 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 실리콘 산화막 패턴을 형성하는 단계는: 상기 다이아몬드 증착막 표면에 실리콘 산화막을 증착하는 단계; 상기 실리콘 산화막 표면에 포토레지스트를 증착하는 단계; 포로리소그래피에 의해 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계; 및 상기 포토레지스트 패턴을 마스크로 상기 실리콘 산화막을 일부 식각하는 단계 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 실리콘 산화막 패턴을 불산(HF)을 이용하여 식각하여 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르는 다이아몬드 막이 코팅된 CMP 컨디셔너 제조방법의 다른 실시예로, 표면이 평탄한 기판을 준비하는 단계; 상기 기판의 표면에 다이아몬드 증착막을 균일한 두께로 형성하는 단계; 및 상기 다이아몬드 증착막의 일부를 레이저를 이용하여 다이아몬드 증착막에서 소정 간격으로 소정 깊이 함몰되어 형성된 리세스(recess)를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
나아가 상기 다이아몬드 증착막의 일부를 레이저에 의해 제거하는 단계에서 사용하는 레이저로는 CO2 레이저, Nd-YAG 레이저, Excimer, pico, femto 초 레이저 및 fiber 레이저 등이 사용 가능하며, 이를 통해 원하는 형상으로 다이아몬드 증착 막 일부를 제거하는 단계에 의한 것을 특징으로 하는 다이아몬드 막이 코팅된 CMP 컨디셔너의 제조방법.
마지막으로, 상기 다이아몬드 증착막의 표면에 다이아몬드 증착을 더 실시하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 다이아몬드 막이 코팅된 CMP 컨디셔너 및 그 제조방법은 i) CMP 컨디셔너의 표면 조도가 균일하게 되고 막(film)의 두께 조절이 용이하고, ii) 종래의 전착 또는 융착 방식에 의한 CMP 컨디셔너에서 나타나는 다이아몬드 입자의 불균일 또는 입자의 탈락에 의한 CMP 패드의 흠집 불량을 방지할 수 있다. 그리고 iii) CMP 컨디셔너 제조공정이 단순화되고 요철의 높낮이 및 폭을 자유롭게 디자인할 수 있어 설계 특성이 우수하게 되고, iv) 증착되는 다이아몬드 막의 두께 증가가 가능하여 대폭적인 수명 향상이 가능하고, v) CMP 컨디셔너에서 요철부의 다이아몬드 코팅 막이 탈락되는 문제점 또한 해소할 수 있는 효과를 제공한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 다이아몬드 막이 코팅된 CMP 컨디셔너 및 그 제조방법의 일실시예에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 3a 내지 3d는 본 발명에 따르는 다이아몬드 막이 코팅된 CMP 컨디셔너를 도시한 도면이다.
먼저 도 3a를 참고하면 본 발명에 따르는 다이아몬드 막이 코팅된 CMP 컨디셔너는 기판(10) 상에 다이아몬드 증착 패턴(20)이 서로 독립한 형태로 다수 개 증착된 구조로 구비되는 것을 특징으로 한다. 그리고 다른 실시예인 도 3b를 참고하면 기판(10) 상에 다이아몬드 증착막(40)이 형성되며, 이 다이아몬드 증착막(40)에는 소정 간격을 두고 소정의 폭 및 깊이로 리세스(42; recess)가 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한 도 3c 및 3d에 도시된 바와 같이, 도 3a 및 3b에 도시된 다이아몬드 막이 코팅된 CMP 컨디셔너에서 기판(10) 및 다이아몬드 증착 패턴(20) 혹은 다이아몬드 증착막(40)의 표면에는 소정 두께로 균일하게 증착된 다이아몬드 코팅막(30)이 형성된다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따르는 다이아몬드 막이 코팅된 CMP 컨디셔너는 종래에 비하여 다이아몬드 증착 패턴(20; 도 3a 및 3c 참조)이나 다이아몬드 증착막(40; 도 3b 및 3d 참조)이 균일한 높이 및 폭으로 규칙적으로 형성되기 때문에 CMP 컨디셔너의 연삭면이 균일하게 되어, CMP 연마패드의 드레싱 공정 중 다이아몬드 입자가 탈락되어 반도체 웨이퍼에 흠칩이 발생하는 도 1에 도시된 종래기술의 문제점이 해소되는 효과가 있다.
그리고 CMP 연마패드와 접촉하는 요철의 전 영역이 다이아몬드로만 구성되기 때문에, CMP 컨디셔닝 공정에서 강산 또는 강알칼리 성질의 연마액과 접촉하더라도 다이아몬드 입자가 탈락하는 도 1에 도시된 종래기술이 문제점이 해소되는 효과가 있다.
또한, 다이아몬드 코팅막(30)을 증착한 실시예의 경우(도 3c 및 3d 참조) 도 2에 도시된 종래기술과 대비할 때, 다이아몬드 코팅막(30)이 동일한 다이아몬드 재질인 다이아몬드 증착 패턴(20) 또는 다이아몬드 증착막(40)에 증착되어 고정된 상태이다. 이 결과 다이아몬드 코팅막(30)과 다이아몬드 증착 패턴(20) 또는 다이아몬드 증착막(40)은 열팽창 계수가 동일하므로 이 사이에서 응력이 적게 발생하여, 다이아몬드 코팅막(30)과 다이아몬드 증착 패턴(20) 또는 다이아몬드 증착막(40) 사이의 접착력이 우수하여 도 2에 도시된 종래기술의 문제점이 해소되는 효과가 있다.
도 4a 내지 4g는 본 발명에 따르는 다이아몬드 막이 코팅된 CMP 컨디셔너의 제조방법을 도시한 도면으로, 이하 이 도면들을 참고하여 본 발명에 따르는 CMP 컨 디셔너의 제조방법을 설명한다.
먼저 도 4a에 도시된 바와 같이 표면이 평탄한 기판(10)을 준비한다. 이 기판(10)의 평면 형상은 도 4c에 도시된 바와 같이 실리콘 웨이퍼나 CMP 연마패드의 형상에 대응하여 원형으로 형성되는 것이 바람직하다.
다음으로 도 4b 및 4c에 도시된 바와 같이 기판(10) 상에 소정 형상의 증착 마스크(12)를 형성한다. 도 4c는 증착 마스크(12)가 기판(10) 상에 형성된 모습을 도시한 사시도이고, 도 4b는 도 4c에서 A-A 선을 따른 단면도에 해당된다. 즉 상기 증착 마스크(12)의 외곽은 기판(10)과 동일한 원판 형상이나, 그 중심부를 상하로 관통하여 다수 개의 관통공이 형성되어 이 관통공을 통하여 기판(10)이 외부로 노출되는 부분(14)이 형성되고, 이하 이 기판(10)에서 노출된 부분(14)을 ‘증착 영역(14)’이라 칭한다. 추후 증착 영역(14)의 표면에는 다이아몬드 패턴이 형성되고 증착 마스크(12)의 표면에는 다이아몬드 패턴이 형성되지 않으며, 이 증착 마스크(12)는 다이아몬드 패턴을 형성하는 역할을 하게 된다.
여기서 증착 마스크(12)를 기판(10) 상에 형성하는 과정은 여러 가지 방법에 의해 할 수 있고 그 예를 들면 다음과 같다. 첫 번째로 스크린 프린팅(screen printing) 법이 있으며, 상기 증착 영역(14)을 반전시킨 형상의 관통영역(‘12’로 표시된 영역이 관통되는 형상)이 형성된 실크 스크린(silk screen)를 기판(10) 상에 올려 둔다. 이후 흑연(C) 내지 금속(구리, 니켈, 철, 코발트, 백금 등)과 같이 다이아몬드가 증착되지 않는 재료를 분말 반죽으로 형성하여, 상기 기판(10)과 실크 위에서 압착하여 밀어주면 흑연 내지 금속 성분으로 이루어진 증착 마스크(12) 가 도 4c에 도시된 것과 같은 형상으로 형성된다. 이 흑연이나 금속으로 이루어진 증착 마스크(12)는 다이아몬드 입자가 흑연화가 되는 촉매 역할을 하여 추후 다이아몬드 막이 증착되지 않게 된다.
두 번째로 도 4c에 도시된 증착 마스크(12)의 형상이 가능하도록 패터닝(patterning)된 얇은 금속 또는 세라믹 재질로 마스크(미도시)를 형성하여 이 마스크(미도시)를 기판(10)상에 덮는다. 이후 다이아몬드 증착을 실시하게 되면 마찬가지로 마스크(미도시) 표면에는 다이아몬드가 증착되지 않는다.
세 번째로 물리적 증착법(PVD : physical vapor deposition)이나 기상화학증착법(CVD : chemical vapor deposition)을 이용하여 다이아몬드 막이 증착되지 않을 영역 즉 증착 마스크(12) 부분을 금속이나 세라믹 등으로 직접 형성하는 방법이다. 예를 들면, 스퍼터링(sputtering) 방법을 이용하여 다이아몬드가 증착되지 않을 증착 마스크(12) 영역을 금속원소로 매우 정밀하게 증착하여 패터닝할 수 있다. 이 때 증착 마스크(12)로 사용될 수 있는 재료로는 여러 금속(Cu, Fe, Co, Ni, Pt 등) 이외에도 고주파 스퍼터링(RF sputtering)이나 LPCVD 방식(Low Pressure Chemical Vapor deposition)에 의해 SiO2, Al2O3 등과 같은 다이아몬드 증착이 일어나기 어려운 산화물 세라믹스 등이 사용될 수 있다.
이상과 같은 방법으로 도 4b 및 4c에 도시된 증착 마스크(12)를 기판(10) 표면에 형성한 후, 상기 기판(10)을 기상화학증착(CVD) 장치에 장입하여 도 4d에 도시된 바와 같이 기판(10) 표면에 다이아몬드 증착을 실시한다. 이 결과 기판(10) 표면 중 증착 영역(14)에는 다이아몬드 증착 패턴(20)이 형성되고, 증착 마스크(12) 상에도 다이아몬드 막(12a)이 불규칙한 형상으로 소정 두께 형성된다.
이후 CVD 장치에서의 다이아몬드 증착이 종료되면, 도 4e에 도시된 바와 같이 산 또는 알칼리 용액을 이용하여 증착 마스크(12)를 제거하게 되는데, 이 때 증착 마스크(12) 상의 불규칙적인 다이아몬드 막(12a) 또한 함께 제거된다. 반면 기판(10)이 표면에 직접적으로 안정하게 증착된 다이아몬드 증착 패턴(20)은 산 또는 알칼리 세정에 의해서도 제거되지 않고 잔류한다. 도 4f에 도시된 바와 같이 다이아몬드 증착 패턴(20)은 최초 증착 영역(14)의 형상과 같이 기판(10)의 표면에 다수개의 서로 독립된 형상으로 형성된다.
이와 같이 형성된 CMP 컨디셔너 기판(10) 상의 다이아몬드 증착 패턴(20)은 결과적으로 기판(10)으로부터 소정 높이 돌출된 형상을 이루게 되고, 도 1의 다이아몬드 입자(160) 또는 도 2의 다이아몬드 코팅막(130)의 역할을 하게 된다. 즉 CMP 연마패드를 컨디셔닝할 때 CMP 연마패드와 직접 접촉하여 CMP 연마패드를 연마하는 역할을 수행하게 된다. 그리고 다이아몬드 증착 패턴(20) 사이에 형성되는 공간(16)은 CMP 연마패드에서 연삭된 연삭 찌꺼기를 외부로 배출하는 통로 역할을 하게 된다.
아울러 더욱 바람직하게는 상기 다이아몬드 증착 패턴(20)이 형성된 기판(10)의 전체 표면에 다시 다이아몬드 증착을 실시할 수 있다. 도 4g는 이러한 다이아몬드 재층착 이후 기판(10)과 다이아몬드 증착 패턴(20) 상에 다이아몬드 코팅막(30)이 형성된 모습을 도시하고 있다. 이와 같이 다이아몬드 코팅막(30)을 다시 증착할 경우, 다이아몬드 증착 패턴(20)의 높이가 일정하면서 다이아몬드 코팅막(30)은 서로 연결된 막의 형태로 이루어지므로 기계적으로도 매우 우수하게 된다.
다음으로 도 5a 내지 5h는 본 발명에 따르는 다이아몬드 막이 코팅된 CMP 컨디셔너의 제조방법의 다른 실시예를 도시한 도면이고, 도 5a 내지 5h를 참고하여 CMP 컨디셔너의 다른 제조방법을 이하 설명한다.
먼저 도 5a에 도시된 바와 같이 평탄한 기판(10)을 준비한다. 이 기판(10)의 평면 형상은 도 4c에 도시된 바와 같이 실리콘 웨이퍼나 CMP 연마패드의 형상에 대응하여 원형으로 형성되는 것이 바람직하다.
다음으로 도 5b에 도시된 바와 같이 기판(10)의 표면에 CVD에 의해 다이아몬드 증착막(40)을 균일한 두께로 증착시킨다. 이후 도 5c와 같이, 반도체 제조공정에 사용되는 포토리소그래피(photo lithography) 공정에 의해 다이아몬드 증착막(40)의 표면에 균일한 두께의 실리콘 산화막 패턴(SiO2; 50)을 형성한다.
여기서 실리콘 산화막 패턴(50)을 형성하는 과정을 구체적으로 살펴보면, 다이아몬드 증착막(40)의 표면에 실리콘 산화막(SiO2)을 물리적 또는 화학적 증착방법에 의해 증착하고, 이 실리콘 산화막의 표면에 포토레지스트(photoresist; 미도시)를 증착한다. 그리고 소정 형상의 마스크(미도시)를 통하여 빛을 조사하여 포토레지스트 패턴(미도시)을 형성하고 이 포토레지스트 패턴을 마스크로 실리콘 산화막을 식각함으로써 도 5c에 도시된 실리콘 산화막 패턴(50)을 형성하게 된다.
이후 도 5d에 도시된 바와 같이 실리콘 산화막 패턴(50)을 마스크로 다이아몬드 증착막(40)을 소정 깊이 식각한다. 이 식각 과정은 반응성 이온 식각(RIE: Reactive Ion Etching) 등 건식 식각(예컨대 산소 플라즈마 식각)에 의해 노출된 다이아몬드 증착막(40)을 식각하는 방식에 의하는 것이 바람직하다.
이 다이아몬드 증착막(40)을 계속 식각하여 다이아몬드 증착막(40)의 표면이 요철(凹凸)을 가지는 수준이 되면 식각 공정을 완료하여 도 5e에 도시된 바와 같이 서로 분리되지 않고 연결되었으나 소정 간격으로 리세스(recess; 42)가 형성된 다이아몬드 증착막(40)이 구비된 CMP 컨디셔너를 얻게 된다. 그리고 이후 다이아몬드 증착막(40)의 표면에 잔류한 실리콘 산화막 패턴(50)은 불산(HF) 용액을 이용하여 식각하여 제거한다.
한편 필요에 따라, 다이아몬드 증착막(40)을 더 식각함으로써 도 5f에 도시된 바와 같이 다이아몬드 증착막(40)이 서로 분리되어 다수 개의 독립된 다이아몬드 증착막(40)을 형성하는 것도 가능하다. 즉 본 발명의 실시예에 따르면 다이아몬드 증착막(40)의 식각 정도를 조정함으로써 리세스(42; 도 5e 참조)의 깊이를 조정하는 것도 가능하게 된다.
또한, 도 5e 또는 5f에 도시된 다이아몬드 증착막(40)의 모서리는 날카로운 형상을 가지고 있어서, CMP 연마패드의 드레싱 공정 중에 상기 날카로운 요철부가 작은 충격에 의해 기판(10)으로부터 탈락될 수 있는 문제점을 가지고 있다. 이 문제점을 해소하기 위하여 도 5h에 도시된 바와 같이 다이아몬드 증착막(40)이 형성된 기판(10)을 다시 기상화학 증착장치에 투입하여 기판(10) 및 다이아몬드 증착 막(40)의 전체 표면에 다이아몬드 코팅막(32)을 다시 증착할 수 있다.
이와 같이 다이아몬드 코팅막(32)을 다시 증착할 경우 도 5h에 도시된 바와 같이 다이아몬드 코팅막(32)의 모서리는 곡면으로 완화되어 균일한 표면조도를 가지게 되므로 드레싱 공정 중 기판(10)으로부터 다이아몬드 증착막(40)이 탈락되는 것을 방지할 수 있다.
다음으로 본 발명에 따르는 다이아몬드 막이 코팅된 CMP 컨디셔너의 제조방법의 다른 실시예를 설명하며, 구체적인 공정과정은 도 5a, 5b, 5g 및 5h를 참고하여 이하 설명한다.
먼저 도 5a에 도시된 바와 같이 평탄한 기판(10)을 준비한다. 이 기판(10)의 평면 형상은 도 4c에 도시된 바와 같이 실리콘 웨이퍼나 CMP 연마패드의 형상에 대응하여 원형으로 형성되는 것이 바람직하다.
다음으로 도 5b에 도시된 바와 같이 기판(10)의 표면에 CVD에 의해 다이아몬드 증착막(40)을 균일한 두께로 증착시킨다. 이후 도 5g와 같이 다이아몬드 증착막(40)의 표면이 요철(凹凸)을 가지게 하기 위해 레이저로 가공한다. 사용되는 레이저의 출력을 제어하여 표면의 요철(凹凸)을 형성하기 위해 제거되는 증착막의 깊이, 넓이 및 모양을 원하는 형태로 형성시킨다. 즉 레이저의 출력을 제어함으로써 다이아몬드 증착막 표면의 요철을 형성하는 방법으로는, i) 소정 간격으로 리세스(42; 도 5e 참조)가 형성된 다이아몬드 증착막(40)이 구비된 CMP 컨디셔너를 얻는 방법 또는 ii) 다이아몬드 증착막(40)을 더 식각함으로써 도 5g에 도시된 바와 같이 다이아몬드 증착막(40)이 서로 분리되어 다수 개의 독립된 다이아몬드 증착 막(40)이 형성되도록 하는 방법이 모두 가능하다.
또한, 도 5h에 도시된 바와 같이 다이아몬드 증착막(40)이 형성된 기판(10)을 다시 기상화학 증착장치에 투입하여 기판(10) 및 다이아몬드 증착막(40)의 전체 표면에 다이아몬드 코팅막(32)을 다시 증착할 수 있다.
이하, 본 발명자가 수행한 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하겠으나, 본 발명이 본 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
CMP 컨디셔너에서 기판은 일반적으로 철 합금, 초경재료, 세라믹 등이 사용될 수 있으나, 본 실시예에서는 기상화학증착법으로 코팅된 다이아몬드 막과 좋은 접착력을 보이는 실리콘 카바이드(SiC) 재질의 기판을 적용하였다.
직경 100 mm와 두께 5 mm의 SiC 원형 기판을 선택하여 다이아몬드 막의 접착력을 향상시키기 위해서 우선 수산화나트륨(NaOH) 수용액에 넣어 5분간 가열하며 표면 에칭을 실시하였다. 이후, 다이아몬드 증착시 핵생성 밀도를 높여 균일한 표면조도와 증착막을 얻기 위해 다이아몬드 입자를 첨가한 알콜 용액 속에 SiC 기판을 넣고 초음파 발생장치 속에서 10분간 전처리 하였다.
이렇게 얻어진 SiC 기판 위에 원하는 형태로 다이아몬드 막을 증착하기 위해 금속재료를 이용한 스크린 프린팅 방법을 사용하였다. 가로와 세로 각각 0.5 mm 의 간격으로 바둑판 형태로 디자인된 실크 스크린(silk screen)을 제작하여 SiC 기판위에 올리고, 구리 페이스트(Cu paste)를 사용하여 두께가 50 um인 구리(Cu) 막을 스크린 프린팅으로 형성하였다.
이렇게 구리 패턴이 형성된 SiC 기판을 200 °C 에서 1시간 유지하여 구리 페이스트에 함유된 유기 바인더를 제거하고, 다이아몬드 증착을 위해 열 필라멘트(hot filament) 기상화학증착장치에 장입하였다. 다이아몬드 증착에는 다양한 방식이 적용 가능하나, 본 실시예에서는 넓은 면적에서 균일한 막을 증착하기에 유리한 열 필라멘트 기상화학증착방식을 적용하였다. 장치 내부의 압력을 60 torr로 하고 수소, 메탄을 각각 480 sccm, 15 sccm 으로 투입하면서 기판의 온도를 900 °C 로 하여 다이아몬드 증착을 수행하였다.
다이아몬드의 증착 시간은 최종 CMP 컨디셔너에서 도출되는 다이아몬드 막의 높낮이를 결정하는 것으로 본 실시예에서는 50 시간동안 수행하였고, 그 결과 약 60 ㎛ 내외의 다이아몬드 막 두께를 얻었다. 이렇게 얻어진 다이아몬드 증착 SiC 기판은 강산의 수용액에 넣어 구리 패턴을 에칭함으로써 구리 패턴 및 그 구리 패턴 위에 증착된 불순물을 함께 제거하였다. 에칭 공정을 통해 스크린 프린팅된 구리 영역은 모두 제거되어 SiC 기판 영역이 나타났으며, 그 이외의 영역에서는 패터닝된 모습으로 다수의 돌출된 균일한 높이의 다이아몬드 막이 얻어졌다.
이렇게 얻어진 다이아몬드가 증착된 SiC 웨이퍼는 앞서와 같이 다이아몬드 분말이 첨가된 알콜 용액 속에 다시 넣어 초음파 진동장치 내에서 10분간 전처리하였다.
이후 앞서 행했던 열필라멘트 기상화학증착 장치 내에 기판을 다시 장입하고 동일 조건하에서 20시간 재증착(2차 증착)을 행하였다. 이렇게 얻어진 다이아몬드가 증착된 SiC 기판에는 초기 도출된 영역은 SiC 기판으로부터 약 70~80 ㎛ 의 높 이를 보였으며, 2차 증차된 영역에서는 10 ~ 20 ㎛ 의 두께를 보이며 균일하게 전체 SiC 기판 영역에 다이아몬드 증착이 이루어졌다.
다이아몬드의 재증착에 의해 도출되었던 다이아몬드 막의 모서리 부위가 완화되고 다듬어지는 효과를 나타내었으며, 이러한 효과는 CMP 컨디셔너의 연마패드 드레싱 공정 시 충격에 취약한 모서리 부위를 충격으로부터 완화해 주는 효과를 얻게 되었다.
실시예 2
다이아몬드 증착을 실시하기 이전에 SiC 기판에 행하는 패터닝 공정을 금속재료가 아닌 세라믹 재료를 이용하였다. 즉, 절연체 스퍼터링이 가능한 RF 스퍼터링을 이용하여 SiC 기판 위에 스테인레스 스틸로 디자인된 마스크를 올려놓고 타겟을 SiO2 로 하여 아르곤(Ar) 가스를 주입하여 20 mtorr의 압력 분위기에서 250 W 의 출력으로 SiO2 막이 약 1 um의 두께를 갖도록 스퍼터링 하였다. 이후, 얻어진 SiO2로 패터닝된 SiC 웨이퍼는 열필라멘트 기상화학증착장치에 장입하고 40 시간 증착을 행하여 약 40 ㎛ 의 두께를 가지는 균일한 표면조도의 다이아몬드 막을 얻었다.
이렇게 얻어진 다이아몬드 증착 SiC 기판은 SiO2에 의한 패터닝 효과를 제거하기 위해 산 처리 하였으며, 이를 통해 SiO2가 증착되었던 영역에는 초기 SiC 기판이 그대로 노출되어 결국 다수의 독립적인 다이아몬드 막으로 이루어진 SiC 웨이퍼를 얻었다.
이렇게 얻은 웨이퍼는 다시 다이아몬드 분말이 첨가된 알콜 용액에서 초음파 처리하여 핵생성 밀도를 높이는 전처리 과정을 거쳐 열 필라멘트 기상화학증착장치에서 20시간 재증착하였다. 재증착후 SiC 웨이퍼는 전 면적에 걸쳐 다이아몬드막이 증착된 형태였으며, 패터닝에 의해 요철로 도출되었던 다이아몬드 막은 그 형태가 다이아몬드의 재증착에 의해서도 그대로 유지되었다.
실시예 3
본 실시예 3은 다이아몬드 자체가 요철을 구비한 CMP 컨디셔너의 제작에 있어서 우선 기판의 전영역에 걸쳐 다이아몬드 막을 증착하고 2 단계에서 패터닝에 의해 특정 영역의 다이아몬드 막을 제거하는 것에 의해 이루어졌다.
직경 100 mm 및 두께 5 mm 인 SiC 기판을 준비하여, 다이아몬드 분말이 첨가된 알콜 용액에서 10분간 다이아몬드 입자의 핵생성을 촉진하기 위해서 초음파 처리를 하였다.
이렇게 처리된 SiC 기판은 열필라멘트 기상화학증착 장치에 넣어 장치 내부의 압력을 60 torr로 하고 수소, 메탄을 각각 480 sccm, 15 sccm으로 투입하면서 기판의 온도를 900 °C 로 하여 50시간동안 다이아몬드 증착을 행하였다. 증착된 다이아몬드 막의 두께는 SiC 기판에 걸쳐 약 50 ㎛ 를 보였다.
다이아몬드가 증착된 SiC 기판을 LPCVD(Low Pressure Chemical Vapor Deposition) 장치 내에 장입하여 SiH4 와 산소 가스를 투입하여 균일한 SiO2 막을 다이아몬드 증착 막 표면에 증착하였다. 이후 포토레지스터를 이용하여 패터닝하고 다이아몬드를 에칭하고자 하는 영역 위의 SiO2 막을 선택적으로 산(HF)혼합액을 이 용하여 제거하였다. 이후 SiO2 증착 막 위의 나머지 포토레지스터를 완전히 제거하고 산소 플라즈마을 이용하여 산소 플라즈마에 노출된 다이아몬드 막을 제거하였다.
이 과정을 통해 초기 다이아몬드 증착으로 균일한 두께 막에는 페터닝된 모습으로 선택적인 에칭이 이루어져 다이아몬드 막이 제거되었다. 그리고 산소 플라즈마 에칭으로 인해 특정 영역이 제거된 다이아몬드 증착 막은 그 자체가 요철을 가지게 되면서 CMP 컨디셔너로 사용가능하게 되었다.
실시예 4
본 실시예 4는 실시예 3과 유사한 공정 과정으로 CMP 컨디셔너를 제작하나, 2 단계에서 패터닝에 의해 특정 영역의 다이아몬드 막을 제거하는 공정단계에서 레이저를 이용하였다.
직경 100 mm 및 두께 5 mm 인 SiC 기판을 준비하여, 다이아몬드 분말이 첨가된 알콜 용액에서 10분간 다이아몬드 입자의 핵생성을 촉진하기 위해서 초음파 처리를 하였다.
이렇게 처리된 SiC 기판은 열필라멘트 기상화학증착 장치에 넣어 장치 내부의 압력을 60 torr로 하고 수소, 메탄을 각각 480 sccm, 15 sccm으로 투입하면서 기판의 온도를 900 °C 로 하여 80시간동안 다이아몬드 증착을 행하였다. 증착된 다이아몬드 막의 두께는 SiC 기판에 걸쳐 약 90 ㎛ 로 측정되었다.
다이아몬드가 증착된 SiC 기판을 제품의 마킹(marking)에 주로 사용되는 ‘ single mode fiber laser’를 이용하여 도출 다이아몬드 증착막의 형태가 다수의 사각형이 규칙적으로 형성(도 4f 의 도식적 형상) 되도록 레이저로 가공하였다. 이때, 레이저의 출력은 20 W, 20 Hz, 노출 시간은 8 ms로 하여 가공하였으며, 이러한 조건하에서 레이저 빔을 한 번 맞은 다이아몬드 막에는 폭 50 um 깊이 약 30 um의 가공 선이 형성되었으며, 이러한 가공선의 제어에 의해 넓은 면의 다이아몬드 코팅막의 제거가 가능하여 요철이 형성된 다이아몬드 증착막을 얻을 수 있었다. 그리고 레이저 가공이 끝난 시편은 강산 용액에 넣어 에칭함으로써 가공 중 형성된 불순물(주로 탄소)을 제거하여 깨끗한 요철이 형성된 다이아몬드 막을 얻을 수 있었다. 즉, 레이저에 의해 특정 영역이 제거된 다이아몬드 증착 막은 그 자체가 요철을 가지게 되면서 CMP 컨디셔너로 사용가능하게 되었다.
본 발명은 기재된 실시예에 한정하는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않는 한 다양하게 수정 및 변형을 할 수 있음은 당업자에게 자명하다고 할 수 있는 바, 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속하는 것이다.
도 1 및 도 2는 종래의 다이아몬드 막이 코팅된 CMP 컨디셔너를 도시한 단면도;
도 3a 내지 3d는 본 발명에 따르는 다이아몬드 막이 코팅된 CMP 컨디셔너를 도시한 도면;
도 4a 내지 4g는 본 발명에 따르는 다이아몬드 막이 코팅된 CMP 컨디셔너의 제조방법을 도시한 도면; 그리고,
도 5a 내지 5h는 본 발명에 따르는 다이아몬드 막이 코팅된 CMP 컨디셔너의 제조방법의 다른 실시예를 도시한 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10, 110 : 기판 12 : 마스크
12a : 잔류 다이아몬드 14 : 증착 영역
20 : 다이아몬드 증착 패턴 30, 130 : 다이아몬드 코팅막
40 : 다이아몬드 증착막 42 : 리세스
50 : 산화막 패턴 160 : 다이아몬드 입자
162 : 결합용 금속합금
Claims (26)
- 기판; 및 상기 기판 상에 독립한 형태로 다수 개 증착되어 형성되는 다이아몬드 증착 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 다이아몬드 막이 코팅된 CMP 컨디셔너.
- 기판; 및 상기 기판 상에 증착되어 형성되고, 소정 간격으로 소정 깊이 함몰되어 형성된 리세스(recess)를 구비하는 다이아몬드 증착막을 포함하는 것을 특징으로 하는 다이아몬드 막이 코팅된 CMP 컨디셔너.
- 청구항 1 또는 2에 있어서,상기 기판은 SiC, Si3N4, WC-Co, 또는 이들의 조합 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 다이아몬드 막이 코팅된 CMP 컨디셔너.
- 청구항 1에 있어서,상기 기판 및 상기 다이아몬드 증착 패턴의 전체 표면을 덮는 다이아몬드 코팅 막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다이아몬드 막이 코팅된 CMP 컨디셔너.
- 청구항 2에 있어서,상기 다이아몬드 증착막의 전체 표면을 덮는 다이아몬드 코팅 막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다이아몬드 막이 코팅된 CMP 컨디셔너.
- 청구항 1 또는 2에 있어서,상기 기판은 원판 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 다이아몬드 막이 코팅된 CMP 컨디셔너.
- 표면이 평탄한 기판을 준비하는 단계; 및상기 기판 상에 다이아몬드를 증착하여, 소정 형상의 다이아몬드 증착 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다이아몬드 막이 코팅된 CMP 컨디셔너의 제조방법.
- 청구항 7에 있어서,상기 기판의 표면에 소정 형상의 관통공이 형성된 증착 마스크를 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다이아몬드 막이 코팅된 CMP 컨디셔너의 제조방법.
- 청구항 8에 있어서,상기 증착 마스크를 상기 기판 상에 형성하는 과정은 실크 스크린을 이용한 스크린 프린팅법에 의한 것을 특징으로 하는 다이아몬드 막이 코팅된 CMP 컨디셔너 의 제조방법.
- 청구항 8에 있어서,상기 증착 마스크는 흑연(C) 또는 금속(구리, 니켈, 철, 코발트, 백금)으로 형성되는 것을 특징으로 하는 다이아몬드 막이 코팅된 CMP 컨디셔너의 제조방법.
- 청구항 9 또는 10에 있어서,상기 다이아몬드를 증착하는 단계 이후, 산 또는 알칼리 용액을 이용하여 상기 증착 마스크를 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다이아몬드 막이 코팅된 CMP 컨디셔너의 제조방법.
- 청구항 7 내지 10 중 어느 한 항에 있어서,상기 기판 상에 다이아몬드를 증착하는 단계는 기상화학증착(CVD) 법에 의한 것을 특징으로 하는 다이아몬드 막이 코팅된 CMP 컨디셔너의 제조방법.
- 청구항 7 내지 10 중 어느 한 항에 있어서,상기 기판 및 상기 다이아몬드 증착 패턴의 표면에 다이아몬드 증착을 더 실시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다이아몬드 막이 코팅된 CMP 컨디셔너의 제조방법.
- 청구항 7 내지 10 중 어느 한 항에 있어서,상기 기판을 산 또는 알칼리 수용액에서 가열하며 표면 에칭을 실시하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다이아몬드 막이 코팅된 CMP 컨디셔너의 제조방법.
- 청구항 7 내지 10 중 어느 한 항에 있어서,상기 다이아몬드 증착 전에 상기 기판을 다이아몬드 입자가 첨가된 알콜 용액 속에서 초음파 발생장치에 의해 전처리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다이아몬드 막이 코팅된 CMP 컨디셔너의 제조방법.
- 청구항 7 내지 10 중 어느 한 항에 있어서,상기 다이아몬드를 증착하는 단계는,기상화학 증착장치 내부의 압력을 60 torr로 하고 수소 및 메탄을 각각 480 sccm, 15 sccm 으로 투입하면서 기판의 온도를 900 °C 로 하는 열 필라멘트 기상화학 증착방식에 의해 수행하는 것을 특징으로 하는 다이아몬드 막이 코팅된 CMP 컨디셔너의 제조방법.
- 표면이 평탄한 기판을 준비하는 단계;상기 기판의 표면에 다이아몬드 증착막을 균일한 두께로 형성하는 단계; 및상기 다이아몬드 증착막의 일부를 식각하여, 상기 다이아몬드 증착막에서 소 정 간격으로 소정 깊이 함몰되어 형성된 리세스(recess)를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다이아몬드 막이 코팅된 CMP 컨디셔너의 제조방법.
- 청구항 17에 있어서,상기 다이아몬드 증착막의 일부를 식각하는 단계는:레이저를 이용하여 상기 증착된 다이아몬드 막의 일부분을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다이아몬드 막이 코팅된 CMP 컨디셔너의 제조방법.
- 청구항 17에 있어서,상기 다이아몬드 증착막의 일부를 식각하는 단계는:상기 다이아몬드 증착막의 표면에 실리콘 산화막 패턴을 형성하는 단계; 및상기 실리콘 산화막 패턴을 마스크로 상기 다이아몬드 증착막을 식각하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다이아몬드 막이 코팅된 CMP 컨디셔너의 제조방법.
- 청구항 17 또는 19에 있어서,상기 다이아몬드 증착막을 식각하는 단계는, 반응성 이온 식각(RIE: Reactive Ion Etching)에 의한 것을 특징으로 하는 다이아몬드 막이 코팅된 CMP 컨디셔너의 제조방법.
- 청구항 19에 있어서,상기 실리콘 산화막 패턴을 형성하는 단계는:상기 다이아몬드 증착막 표면에 실리콘 산화막을 증착하는 단계;상기 실리콘 산화막 표면에 포토레지스트를 증착하는 단계;포로리소그래피에 의해 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계; 및상기 포토레지스트 패턴을 마스크로 상기 실리콘 산화막을 일부 식각하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다이아몬드 막이 코팅된 CMP 컨디셔너의 제조방법.
- 청구항 19에 있어서,상기 실리콘 산화막 패턴을 불산(HF)을 이용하여 식각하여 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다이아몬드 막이 코팅된 CMP 컨디셔너의 제조방법.
- 청구항 17에 있어서,상기 다이아몬드 증착막의 표면에 다이아몬드 증착을 더 실시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다이아몬드 막이 코팅된 CMP 컨디셔너의 제조방법.
- 청구항 17 또는 19에 있어서,상기 기판을 산화나트륨(NaOH) 수용액에서 가열하며 표면 에칭을 실시하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다이아몬드 막이 코팅된 CMP 컨디셔너의 제조방법.
- 청구항 17 또는 19에 있어서,상기 다이아몬드 증착 전에 상기 기판을 다이아몬드 입자가 첨가된 알콜 용액 속에서 초음파 발생장치에 의해 전처리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다이아몬드 막이 코팅된 CMP 컨디셔너의 제조방법.
- 청구항 17 또는 19에 있어서,상기 다이아몬드를 증착하는 단계는,기상화학 증착장치 내부의 압력을 60 torr로 하고 수소 및 메탄을 각각 480 sccm, 15 sccm 으로 투입하면서 기판의 온도를 900 °C 로 하는 열 필라멘트 기상화학 증착방식에 의해 수행하는 것을 특징으로 하는 다이아몬드 막이 코팅된 CMP 컨디셔너의 제조방법.
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