KR20120046227A - Ｃｍｐ 패드를 컨디셔닝하기 위한 편평하고 일관된 표면 형태를 가지는 연마 공구 및 그 제조 방법 - Google Patents

Ｃｍｐ 패드를 컨디셔닝하기 위한 편평하고 일관된 표면 형태를 가지는 연마 공구 및 그 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20120046227A
KR20120046227A KR1020127003058A KR20127003058A KR20120046227A KR 20120046227 A KR20120046227 A KR 20120046227A KR 1020127003058 A KR1020127003058 A KR 1020127003058A KR 20127003058 A KR20127003058 A KR 20127003058A KR 20120046227 A KR20120046227 A KR 20120046227A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
cte
abrasive
abrasive particles
cmp
metal bond
Prior art date
Application number
KR1020127003058A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101268287B1 (ko
Inventor
지안후이 우
궈후아 장
더블유. 제이. 홀 리차드
Original Assignee
생-고벵 아브라시프
생-고뱅 어브레이시브즈, 인코포레이티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 생-고벵 아브라시프, 생-고뱅 어브레이시브즈, 인코포레이티드 filed Critical 생-고벵 아브라시프
Publication of KR20120046227A publication Critical patent/KR20120046227A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101268287B1 publication Critical patent/KR101268287B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D18/00—Manufacture of grinding tools or other grinding devices, e.g. wheels, not otherwise provided for
    • B24D18/0054—Manufacture of grinding tools or other grinding devices, e.g. wheels, not otherwise provided for by impressing abrasive powder in a matrix
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/04—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B53/00—Devices or means for dressing or conditioning abrasive surfaces
    • B24B53/017—Devices or means for dressing, cleaning or otherwise conditioning lapping tools
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B53/00—Devices or means for dressing or conditioning abrasive surfaces
    • B24B53/12—Dressing tools; Holders therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D18/00—Manufacture of grinding tools or other grinding devices, e.g. wheels, not otherwise provided for
    • B24D18/0009—Manufacture of grinding tools or other grinding devices, e.g. wheels, not otherwise provided for using moulds or presses
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D3/00—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents
    • B24D3/02—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent
    • B24D3/04—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent and being essentially inorganic
    • B24D3/06—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent and being essentially inorganic metallic or mixture of metals with ceramic materials, e.g. hard metals, "cermets", cements
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K3/00—Materials not provided for elsewhere
    • C09K3/14—Anti-slip materials; Abrasives

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Grinding-Machine Dressing And Accessory Apparatuses (AREA)
  • Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)

Abstract

CMP 패드를 컨디셔닝하기 위한 편평하고 일관된 표면 형태를 가지는 연마 공구 및 그 제조 방법이 개시된다. 연마 공구는 메탈 본드를 통해 낮은 열팽창계수(CTE) 기재에 결합된 연마 입자를 포함한다. 약 0.1 ㎛/m-℃ 내지 약 5.0 ㎛/m-℃ 범위의 전체 CTE 미스매치가 존재한다. 전체 CTE 미스매치는 연마 입자와 메탈 본드의 CTE 미스매치 및 낮은 CTE 기재와 메탈 본드의 CTE 미스매치 사이의 차이다.

Description

ＣＭＰ 패드를 컨디셔닝하기 위한 편평하고 일관된 표면 형태를 가지는 연마 공구 및 그 제조 방법{ABRASIVE TOOL WITH FLAT AND CONSISTENT SURFACE TOPOGRAPHY FOR CONDITIONING A CMP PAD AND METHOD FOR MAKING}
관련 출원에 관한 상호 참조
본 출원은, 2009년 7월 16일자로 출원된 "CMP 패드를 컨디셔닝하기 위한 편평하고 일관된 표면 형태를 가지는 연마 공구 및 그 제조 방법(ABRASIVE TOOL WITH FLAT AND CONSISTENT SURFACE TOPOGRAPHY FOR CONDITIONING A CMP PAD AND METHOD FOR MAKING)"이라는 명칭의 미국 가출원 일련번호 제61/226,074호 및 2009년 8월 7일자로 출원된 "CMP 패드를 컨디셔닝하기 위한 편평하고 일관된 표면 형태를 가지는 연마 공구 및 그 제조 방법(ABRASIVE TOOL WITH FLAT AND CONSISTENT SURFACE TOPOGRAPHY FOR CONDITIONING A CMP PAD AND METHOD FOR MAKING)"이라는 명칭의 미국 가출원 일련번호 제61/232,040호의 이익을 주장하며, 이는 그 전체가 참조로서 본원에 통합된다.
기술분야
본 발명은 전반적으로 연마 공구에 관한 것으로, 더 구체적으로는 화학적 기계적 연마 또는 화학적 기계적 평탄화(CMP) 패드를 컨디셔닝하기 위한 편평하고 일관된 표면 형태를 가진 연마 공구 및 그 공구의 제조 방법에 관한 것이다.
반도체 웨이퍼, 유리, 하드 디스크 기판, 사파이어 웨이퍼 및 창, 그리고 플라스틱 등을 비롯한 다양한 재료 상에 편평한(평탄한) 표면을 만들기 위해 CMP 공정이 수행된다. 전형적으로 CMP 공정은, 화학적 작용과 기계적 작용 둘 다를 통해 재료를 제거하여 설계된 치수, 기하형상 및 표면 특성(예컨대, 평탄도, 표면 조도)에 도달하기 위해, 성긴 연마 입자들과 기타 화학 첨가제를 함유한 슬러리 및 고분자 패드(CMP 패드)의 이용을 수반한다.
전형적인 CMP 공정 동안에 CMP 패드는 폴리싱 잔류물로 글레이징된다. 이로 인해 글레이징 및 잔류물을 없애기 위해서 CMP 컨디셔너("CMP 드레서"라고도 지칭됨)를 사용하여 CMP 패드를 컨디셔닝 또는 드레싱할 필요가 있다. 글레이징 및 잔류물을 없앰으로써 CMP 패드는 안정적인 폴리싱 성능을 발휘하게 된다.
일반적으로 CMP 컨디셔너는, 메탈 본드를 이용하여 프리폼(perform)에 연마 입자를 고정시켜서, CMP 패드를 컨디셔닝 할 수 있는 작업면을 가진 연마 공구를 생성함으로써 제조된다. 작업면의 편평도 및 표면 형태는 CMP 컨디셔너가 CMP 패드를 컨디셔닝하는 능력을 좌우할 수 있다. 편평하지 않고 표면 형태가 일관되지 않은 작업면을 가진 CMP 컨디셔너는 CMP 패드에 상처를 내고/내거나 손상을 입히게 된다. 이러한 유형의 표면 형태는 결국 CMP 공정 중 일관되고 균일한 폴리싱을 제공하는 CMP 패드의 능력에 영향을 끼친다. 추가적으로, 반도체 웨이퍼를 폴리싱하기 위해 CMP 패드가 사용되는 응용분야에서, 상처가 나고/나거나 손상된 패드는 웨이퍼로부터 형성된 집적 회로 칩의 수율에 영향을 주게 된다.
본 발명의 목적은, CMP 패드를 컨디셔닝하기 위한 편평하고 일관된 표면 형태를 가지는 연마 공구 및 그 제조 방법을 제공하는 데에 있다.
제1 실시형태에 있어서, 메탈 본드를 통해 낮은 열팽창계수(CTE) 기재에 결합된 연마 입자를 포함하는 연마 공구가 제공되고, 이 때 전체 CTE 미스매치가 약 0.1 ㎛/m-℃ 내지 약 5.0 ㎛/m-℃ 범위이며, 전체 CTE 미스매치는 연마 입자와 메탈 본드의 CTE 미스매치 및 낮은 CTE 기재와 메탈 본드의 CTE 미스매치 사이의 차이다.
제2 실시형태에 있어서, 연마 공구를 형성하는 방법이 제공되고, 이 때 상기 방법은: 프리폼으로서 낮은 열팽창계수(CTE) 기재를 제공하는 단계; 낮은 CTE 기재에 메탈 본드를 적용하는 단계; 메탈 본드에 연마 입자를 적용하여 제조된 대로의(as-made) 연마 공구를 형성하는 단계로서, 전체 CTE 미스매치가 약 0.1 ㎛/m-℃ 내지 약 5.0 ㎛/m-℃ 범위이며, 전체 CTE 미스매치는 연마 입자와 메탈 본드의 CTE 미스매치 및 낮은 CTE 기재와 메탈 본드의 CTE 미스매치 사이의 차인 것인 단계; 제조된 대로의 연마 공구를 오븐에서 건조시키는 단계; 및 제조된 대로의 연마 공구를 노에서 미리 결정된 소성 온도로 소성하여 연마 공구를 형성하는 단계를 포함한다.
제3 실시형태에 있어서, 화학적 기계적 연마(CMP) 패드를 컨디셔닝하는 방법이 제공되고, 이 때 상기 방법은, CMP 패드의 작업면을 연마 공구에 접촉시키는 단계로서, 연마 공구는 메탈 본드를 통해 낮은 열팽창계수(CTE) 기재에 결합된 연마 입자를 포함하고, 전체 CTE 미스매치가 약 0.1 ㎛/m-℃ 내지 약 5.0 ㎛/m-℃ 범위이며, 전체 CTE 미스매치는 연마 입자와 메탈 본드의 CTE 미스매치 및 낮은 CTE 기재와 메탈 본드의 CTE 미스매치 사이의 차인 것인 단계를 포함한다.
도 1은 편평하지 않고 일관되지 않은 표면 형태를 가진 종래의 연마 공구의 이미지이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 연마 공구의 이미지이다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 낮은 열팽창계수(CTE: coefficient of thermal expansion) 기재와 연마 입자들의 본딩의 미세구조를 보여주는 주사 전자 현미경 이미지이다.
도 4는 도 3에 도시된 연마 입자의 미세구조를 더 상세히 보여주는 주사 전자 현미경 이미지이다.
도 5는 편평하고 일관된 표면 형태를 가지는 낮은 CTE 기재로 만들어진 연마 공구의 이미지이다.
도 6은 편평하지 않고 일관되지 않은 표면 형태를 가진 스테인레스 강 기재로 만들어진 연마 공구의 이미지이다.
도 7은 낮은 CTE 기재를 가진 연마 공구의 작업면과 스테인레스 강 기재를 가진 연마 공구의 작업면에 비슷한 하중이 인가되었을 때 각 표면을 비교하는 이미지이다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 일 실시형태에 따라 형성된 연마 공구에 의해 컨디셔닝된 화학적 기계적 연마(CMP) 기계로 폴리싱된 웨이퍼의 웨이퍼 균일성을 도시한 그래프이다.
도 9는 도 8a 및 도 8b에 도시된 웨이퍼 균일성 결과의 반복성을 도시한 그래프이다.
도 10a 및 도 10b는 본 발명의 일 실시형태에 따라 형성된 연마 공구에 의해 컨디셔닝된 CMP 기계로 폴리싱된 웨이퍼의 웨이퍼 제거율 및 제거율 범위 안정성을 도시한 그래프이다.
본원에 기술된 본 발명의 실시형태들은, 화학적 기계적 연마 또는 화학적 기계적 평탄화(CMP) 패드로부터 글레이징 및 잔류물을 없애기 위해 CMP 패드를 컨디셔닝 또는 드레싱하는 데 사용되어, CMP 공정 중 패드가 안정적인 폴리싱 성능을 발휘할 수 있도록 하는 CMP 컨디셔너 또는 드레서와 같은 연마 공구에 관한 것이다. 본원에서는, 기재 상에 금속 합금(예를 들어, 경납땜 재료 및 분말형 메탈 본드 재료)이 적층되고 금속 합금 상에 연마 입자들이 적층된 스테인레스 강 기재로 제조된 종래의 CMP 컨디셔너는, 편평하지 않고 일관되지 않은 표면 형태의 작업면을 가지기 쉽다고 판단하였다. 상기에 언급된 바와 같이, 이는 CMP 공정 중 CMP 패드가 일관되고 균일한 폴리싱을 제공하는 능력에 영향을 끼친다.
금속 합금 및 연마 입자들을 가진 스테인레스 강 기재 프리폼으로 제조된 CMP 컨디셔너의 경우, 편평하지 않고 일관되지 않은 표면 형태는, 컨디셔너를 제조하는 소성 공정에서 발생한다. 구체적으로, 금속 합금 및 연마 입자를 가진 스테인레스 강 기재 프리폼은 미리 정해진 온도로 가열된 진공로(vacuum furnace)에 배치되며, 이로 인해 금속 합금이 팽창하여 스테인레스 강 기재 및 연마 입자와 반응하고 각 계면(즉, 연마 입자와 금속 합금의 계면 및 스테인레스 강 기재와 금속 합금의 계면) 사이에 메탈 본드를 형성한다. 일단 온도가 낮아지면, 스테인레스 강 기재, 메탈 본드 및 연마 입자는 수축 및 고형화되기 시작한다. 스테인레스 강 기재의 열팽창 계수(CTE)는 금속 합금 및 연마 입자로 형성된 복합층의 CTE보다 높기 때문에, 스테인레스 강 기재와 금속 합금 및 연마 입자로 이루어진 복합층의 팽창 및 수축은 상이한 속도로 발생하게 된다. 구체적으로, CTE의 미스매치로 인해 스테인레스 강 기재는 금속 합금 및 연마 입자로 형성된 복합층보다 더 빠른 속도로 팽창 및 수축한다. 이러한 CTE의 미스매치는, 스테인레스 강 기재와 금속 합금 및 연마 입자로 형성된 복합층 사이에 압축을 발생시킨다는 점에서 열 변형의 원인이 된다. 이러한 결과, 노의 온도가 실온으로 낮아질 때, 복합층의 낮은 수축 속도에 비해 스테인레스 강 기재의 수축 속도가 높기 때문에, 복합층은 볼록한 표면 형태(즉, 중앙부가 가장자리보다 더 높음)를 가지게 된다. 볼록한 표면 형태를 가진 CMP 컨디셔너는 낮은 가장자리와는 대조적으로 중앙부에서 컨디셔닝의 대부분을 수행하기 때문에, 중앙부가 빠르게 마모된다. 볼록한 형태로 인해 편평하지 않고 일관되지 않은 표면 형태를 가진 CMP 컨디셔너는 CMP 패드를 불균일하게 컨디셔닝하게 된다. 결과적으로, CMP 패드에 의해 수행되는 폴리싱 기능이 일관되지 않게 되어 품질(즉, 결함)과 수율의 문제를 가져올 것이다.
CMP 컨디셔너의 소성 공정에서 열 변형에 기인하는 볼록한 표면 형태를 기계적인 가압 공정을 이용함으로써 교정하려는 시도가 있어 왔다. 구체적으로, 작업면(즉, 연마 입자들)에 하중(예컨대, 최대 10,000 lbs)을 인가하여, 중앙부 근처에서부터 볼록한 부분을 눌러 편평한 형태로 만든다. 그러나, 기계적인 가압 공정의 하중은 연마 입자 상에 불균일한 힘을 제공하여, 그 결과 CMP 컨디셔너의 표면 형태를 충분히 교정할 수 없다.
도 1은 기계적 가압 공정을 가한 종래의 연마 공구의 이미지(10)이다. 이미지(10)에서 다양한 음영들로 나타낸 바와 같이, 기계적인 가압 공정을 수행한 후에도 여전히 일부의 변형이 남아 있기 때문에, 표면 형태가 고르지 않고 불균일하다. 기계적인 가압 공정을 가한 후에도 CMP 컨디셔너가 여전히 편평하지 않고 일관되지 않은 표면 형태를 가지기 때문에, CMP 컨디셔너의 소성 공정에서 열 변형이 발생하는 것을 방지할 필요성이 존재한다.
본원에서는 연마 입자의 CTE에 더욱 가깝게 매칭되는 CTE를 가진 기재를 사용함으로써 열 변형을 최소화할 수 있다고 판단하였다. 구체적으로, 연마 입자의 CTE에 가깝게 매칭되는 낮은 CTE 재료를 포함하는 기재를 사용하는 것이 제안되었다. 낮은 CTE 재료를 기재에 이용함으로써, 본원에서 CMP 컨디셔너가 편평하지 않고 일관되지 않은 표면 형태의 작업면을 가지게 되는 원인으로 판단된 스테인레스 강 기재를 이용함으로써 야기된 CTE 미스매치를 제거한다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 연마 공구(25)의 이미지(20)이다. 일 실시형태에 의하면, 연마 공구(25)는 메탈 본드를 통해 낮은 CTE 기재에 결합된 연마 입자들을 포함하는데, 이 때 약 0.1 ㎛/m-℃ 내지 약 5.0 ㎛/m-℃ 범위의 전체 CTE 미스매치가 존재하며, 전체 CTE 미스매치는 연마 입자와 메탈 본드 간의 CTE 미스매치 및 낮은 CTE 기재와 메탈 본드 간의 CTE 미스매치 사이의 차이다. 본원에 사용된 바와 같이, CTE 미스매치는 두 종류의 재료 사이의 CTE 절대차이다. 따라서, 본 발명에 있어서, 전체 CTE 미스매치는 다음과 같이 정의된다:
전체 CTE 미스매치 =
Figure pct00001
,
이 때,
Figure pct00002
는 연마 입자와 메탈 본드의 CTE 미스매치이며,
Figure pct00003
는 낮은 CTE 기재와 메탈 본드의 CTE 미스매치이다.
연마 입자는, 공구에 연마, 절삭, 폴리싱, 연삭 또는 기타 재료 제거 특성을 제공할 수 있는 임의의 입자를 가리킨다. 본 발명의 실시형태에서 사용될 수 있는 연마 입자의 비제한적인 목록에는, 산화물, 붕화물, 탄화물, 질화물, 다이아몬드 입자, cBN 및 이들의 조합이 포함된다. 바람직한 실시형태에 있어서, 연마 입자는 단결정 다이아몬드 입자, 다결정 다이아몬드 입자, 알루미나, Si3N4, 지르코니아, cBN, SiC 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
본원에 사용된 바와 같이, 낮은 CTE 기재는 약 0.1 ㎛/m-℃ 내지 약 10.0 ㎛/m-℃ 범위의 CTE를 가지는 임의의 재료이다. 본 발명의 실시형태에서 사용될 수 있는 낮은 CTE 기재 재료의 비제한적인 목록에는 인바(Invar), 슈퍼 인바(Super Invar) 및 코바(Kovar)가 포함된다. 바람직한 실시형태에 있어서, 낮은 CTE 기재 재료는 인바 36, 슈퍼 인바(인바 32-5) 및 코바 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된다.
연마 입자는 메탈 본드를 통해 낮은 CTE 기재 재료에 결합된다. 본 발명의 실시형태에 있어서, 메탈 본드를 형성하는 데 사용되는 재료는 경납땜 재료, 분말형 메탈 본드 재료 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된다. 경납땜 재료의 예에 대한 비제한적인 목록에는 BNi-1, BNi-1a, BNi-2 및 BNi-6이 포함된다. 분말형 메탈 본드 재료의 예에 대한 비제한적인 목록에는, 니켈 기반 및 철 기반의 경납땜 분말(경납땜 충전 금속)이 포함된다. 당업자라면 재료의 선택 및 재료의 치수(예컨대, 두께, 입경 등)는 CMP 컨디셔너에 구비하기를 원하는 사양에 좌우된다는 것을 인식할 것이다. 연마 입자와 낮은 CTE 기재 재료 사이의 메탈 본드를 형성하는 데 채용될 수 있는 접근법에는 경납땜 및 소결이 포함되지만 이에 제한되지는 않는다.
당업자라면, 연마 입자를 낮은 CTE 기재에 본딩하기에 앞서, CMP 패드를 컨디셔닝하거나 드레싱하는 데 도움을 주는 원하는 표면 형태를 형성하는 데 사용될 수 있는 하나 이상의 패턴을 형성하도록, 메탈 본드 재료 및 낮은 CTE 기재에 대해 입자들을 배치할 수 있음을 인식할 것이다. 본 발명의 실시형태에 있어서, 이러한 패턴들 각각은 경계 및 그에 따른 패턴의 형상을 정의하는 대상을 가질 수 있다. 일부 실시형태에 있어서, 패턴의 형상은 낮은 CTE 기재 재료의 형상과 유사하게 조정된다(예를 들어, 낮은 CTE 기재 재료가 원형 측면을 가진다면, 패턴은 원형 형상을 가질 수 있다). 이용 가능한 패턴의 예에는 면심 입방 패턴, 입방 패턴, 육방 패턴, 마름모꼴 패턴, 나선 패턴, 랜덤 패턴 및 이러한 패턴들의 조합이 포함된다. 추가적으로, 하나 이상의 서브 패턴 및 하나 이상의 랜덤 패턴이 조합되어 혼합 패턴을 형성할 수 있다. 랜덤 연마 입자 패턴(예를 들어, 입자들이 기재 상에 랜덤하게 분포됨) 또한 사용될 수 있다. 랜덤 분포 또는 패턴화된 분포로 배치된 패턴들을 사용하는 것 외에도, Saint-Gobain Abrasives사에서 개발한 자기 회피 랜덤 분포(SARDTM: self-avoiding random distribution)를 이용하여, 반복 패턴이 없고 또한 연마 입자 무형성 영역(abrasive grain-free zone)이 없도록 할 수 있다.
연마 공구에서 메탈 본드와 낮은 CTE 기재 및 연마 입자와 메탈 본드 간의 CTE 미스매치가 약 0.1 ㎛/m-℃ 내지 약 5.0 ㎛/m-℃ 범위를 달성하도록 하기 위해서는, 이러한 범위를 가능하게 하는 CTE를 가지는 연마 입자, 낮은 CTE 기재 및 메탈 본드 재료를 구비하는 것이 바람직하다. 본 발명의 실시형태에 있어서, 연마 입자의 CTE는 약 1.0 ㎛/m-℃ 내지 약 8.0 ㎛/m-℃ 범위일 수 있고, 메탈 본드의 CTE는 약 5.0 ㎛/m-℃ 내지 약 20.0 ㎛/m-℃ 범위일 수 있고, 낮은 CTE 기재의 CTE는 약 1.0 ㎛/m-℃ 내지 약 10.0 ㎛/m-℃ 범위일 수 있다. 이들 실시형태에서 CTE 값은 300℃ 미만에서 측정되었다는 것에 주목한다.
연마 입자에 대해서, 다양한 실시형태들의 낮은 CTE 기재는 연마 입자의 CTE의 약 100% 이하만큼 상이하다. 다른 실시형태에서, 낮은 CTE 기재는 연마 입자의 CTE의 약 50% 이하만큼 상이하다. 바람직한 실시형태에서, 낮은 CTE 기재는 연마 입자의 CTE의 약 20% 이하만큼 상이하다.
연마 입자의 CTE와 더 가깝게 매칭되는 낮은 CTE 기재를 이용하는 연마 공구를 구비한 결과, 편평하고 일관된 표면 형태를 얻을 수 있다. 이는 CMP 컨디셔너의 개선 및 CMP 공정 중의 성능 향상과 연관이 있다. 본원에서 이용되는 바와 같이, 표면 형태 편평도는 CMP 컨디셔너 상부 작업면의 피크-밸리 편평도 편차이다. 표면 형태의 측정은 백색광 색수차 기법을 이용하는 마이크로 측정 3D 표면 프로파일로미터(Micro Measure 3D Surface Profilometer)와 같은 조면계를 이용함으로써 얻어진다. 특성 실시형태에 있어서, 마이크로 측정 3D 표면 프로파일로미터는 본원에서 편평도와 표면파형 둘 다를 측정하기 위해 약 96mm × 96mm 면적의 작업면을 프로파일링하는 데 이용되었다. 이러한 실시형태에 있어서, 스캔 영역에 이용된 간격 크기(step size)는 Y축에서 약 70.0㎛, X축에서 약 250.0㎛였다. 최소 제곱법에 의해 평준화된 표면에 기초하여 ISO 12781 표준에 따라, 표면의 피크-밸리 편평도 편차(FLTt), 피크-기준 편평도 편차(FLTp), 기준-밸리 편평도 편차(FLTv) 및 제곱 평균 편평도 편차(FLTq)와 같은 편평도 매개변수가 계산되었다. 그 후 이들 값은 전체 스캔 면적에 대해 계산하기 위해 사용자가 선택한 컷오프 값으로 저역 통과되었다. 또한, 평가된 프로파일의 산술 평균 편차, 평가된 프로파일의 제곱 평균(RMS) 편차, 평가 길이 상에서의 프로파일의 총 높이, 샘플링 길이 내에서의 최대 프로파일 피크 높이, 샘플링 길이 내에서의 최대 프로파일 밸리 깊이, 및 샘플링 길이 내에서의 프로파일의 최대 높이와 같은 표면파형 매개변수가 계산되었다. 이들 매개변수에 대한 값은, 샘플링 길이에 대한 표면파형 매개변수를 정의하는 ISO 4287 표준 및 모든 이용 가능한 샘플링 길이에 대한 평균을 제공하는 ISO 4288 표준을 이용하여 계산되었다.
특정 실시형태에 있어서, 전술한 방식으로 마이크로 측정 3D 표면 프로파일로미터를 이용하여, 본원에서 연마 공구(20)로 형성된 CMP 컨디셔너는 약 150㎛ 이하의 표면 형태 편평도를 가지는 것으로 판단하였다. 다른 실시형태에 있어서, 표면 형태 편평도는 약 100㎛ 이하일 수 있다. 바람직한 실시형태에 있어서, 표면 형태 편평도는 약 70㎛ 이하일 수 있다.
본원에 기술된 연마 공구로 형성된 CMP 컨디셔너는 이하의 방식으로 획득된다. 일 실시형태에 있어서, 낮은 CTE 기재 재료가 프리폼으로 사용된다. 메탈 본드층이 낮은 CTE 기재에 적용되고 연마 입자층이 메탈 본드에 적용되어 제조된 대로의(as-made) 연마 공구를 형성한다. 그 후, 제조된 대로의 연마 공구는 오븐에서 건조된다. 일 실시형태에 있어서, 제조된 대로의 연마 공구를 오븐에서 건조하는 것에는, 오븐 내의 연마 공구를 약 8시간 동안 약 260℃의 온도로 유지하는 것이 포함된다. 건조 후, 제조된 대로의 연마 공구는 미리 결정된 침지 온도로 진공로에서 소성 처리된다. 일 실시형태에 있어서, 제조된 대로의 연마 공구는 진공로에서 약 1020℃의 침지 온도로 약 40분 동안 소성 처리되며, 그 후에 연마 공구가 형성된 것으로 간주된다. 당업자라면 침지 온도 및 시간은 다양할 수 있으며 기타 다른 값들이 선택될 수 있음을 인식할 것이다.
다른 실시형태에 있어서, 연마 공구가 형성된 후에 작업면에 코팅재가 적용될 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 작업면이란 작업 중 CMP 패드 또는 기타 다른 연마 패드에 대향되거나 이와 접촉하는 CMP 컨디셔너와 같은 연마 공구의 표면을 말한다. 일 실시형태에 있어서, 코팅재는 내부식성을 지닌다. 구체적으로, 코팅재는 불소-도핑된 나노복합 코팅재 및 소수성 고분자 코팅재로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. 소수성 고분자 코팅재의 비제한적인 목록에는 플루오르화 에틸렌 프로필렌(FEP), 파릴렌 및 기타 플루오로수지 코팅재가 포함된다. 당업자라면 불소-도핑된 나노복합 코팅재 및 소수성 고분자 코팅재에는 하나 이상의 추가적인 도펀트가 포함될 수 있음을 인식할 것이다. 또 다른 실시형태에 있어서, 코팅재는 소수성 또는 친수성을 지닐 수 있다. CMP 컨디셔너의 작업면에 코팅재를 적용하는 양태에 관한 상세는, 2009년 6월 2일자로 출원되었으며 그 전체가 참조로서 통합된 "내부식성 CMP 컨디셔닝 공구 및 이의 제조 및 이용 방법(Corrosion-Resistant CMP Conditioning Tools And Methods For Making And Using Same)"이라는 명칭의 공동 양도된 미국 가출원 일련번호 제61/183284호에 제공되어 있다. 다이아몬드상 나노복합 코팅재에 관한 추가 정보는, 예를 들어 1994년 10월 4일자로 Dorfman et al.에게 부여되었으며 그 교시 내용 전체가 본원에 참조로서 통합된 미국 특허 번호 제5,352,493호, "다이아몬드상 나노 복합재 또는 도핑된 다이아몬드상 나노복합재 필름의 형성 방법(Method for Forming Diamond-Like Nanocomposite or Doped-Diamond-Like Nanocomposite Films)"에 기술되어 있다. 전형적으로 이러한 코팅재들은 수소에 의해 안정화된 특히 sp3 결합된 탄소의 랜덤 네트워크, 산소에 의해 안정화된 유리상 규소 및 주기율표의 1-7b 및 8족 원소들의 랜덤 네트워크를 침투시키는 것을 특징으로 하는 비정질 재료이다. 예를 들어 2008년 8월 14일자로 공개되었으며 그 전체 교시내용이 본원에 참조로서 통합된 Jacquet et al.의 미국 특허 출원 일련번호 제2008/0193649 A1호, "다이아몬드상 탄소층의 적층 구조를 포함하는 코팅재(Coating Comprising Layered Structures of Diamond-Like Carbon Layers)"에 기술된 것과 같은 적층 구조를 채용할 수도 있다.
도 3 및 도 4는 연마 입자들과 낮은 CTE 재료 기재의 본딩의 미세구조를 보여주는 주사 전자 현미경 이미지를 보여준다. 구체적으로, 도 3의 주사 전자 현미경 이미지(30)는 낮은 CTE 기재(34)에 견고히 본딩된 연마 입자들(32)의 본딩의 미세구조를 보여주는 한편, 도 4의 주사 전자 현미경 이미지(40)는 특정 연마 입자(32)와 낮은 CTE 기재(34) 간의 화학적 본딩의 강도를 더 상세히 보여준다. 두 이미지에서, 연마 입자들(32)의 화학적 본딩은 낮은 CTE 기재(34)와 제 자리에 견고하게 위치해 있고, 입자들은 잘 변위되지 않는다.
본원에서 기술된 연마 공구로부터 CMP 컨디셔너를 형성한 후, CMP 패드를 컨디셔닝 또는 드레싱하는 데에 컨디셔너를 사용할 준비가 된다. 일 실시형태에 있어서, CMP 패드의 작업면이 CMP 컨디셔너에 접촉된다. 컨디셔닝 또는 드레싱 작업 중 CMP패드의 작업면과 CMP 컨디셔너의 접촉에 따라 CMP 패드의 재정비가 시작된다.
실시예
본원에 기술된 실시형태에 따라 형성된 CMP 컨디셔너 연마 공구의 특정 실시예가 이하에 제공된다.
실시예 1:
이 실시예에 있어서, 메탈 본드를 통해 낮은 CTE 기재에 결합된 연마 입자를 포함하는 연마 공구로부터 CMP 컨디셔너가 형성되었다. 이 실시예에 있어서, 연마 입자는 다이아몬드 입자이고, 메탈 본드는 니크로브레이즈(NICROBRAZE)이며, 낮은 CTE 기재는 인바(Invar)이다. 이 실시예에서 CMP 컨디셔너를 형성하는 데 사용된 연마 공구는 상기에 언급된 방식으로 형성하였다. CMP 컨디셔너의 형성 후, 표면 형태 편평도 및 표면파형을 측정하기 위해 마이크로 측정 3D 표면 프로파일러미터를 이용하였다. 도 5의 이미지(50)에 나타난 바와 같이, CMP 컨디셔너의 표면 형태는 전반적으로 고르고 균일하며, 심각한 변형이 나타나지 않는다.
비교예 1:
이 실시예에서는, 메탈 본드를 통해 스테인레스 강 기재에 결합된 연마 입자를 포함하는 연마 공구로부터 CMP 컨디셔너가 형성되었다. 이 실시예에 있어서, 연마 입자는 다이아몬드 입자이고, 메탈 본드는 니크로브레이즈이며, 스테인레스 강 기재는 430SS이다. 이 연마 공구를 상기 언급한 방식으로 CMP 컨디셔너를 형성하는 데 이용하며, 표면 형태 편평도 및 표면파형을 측정하기 위해 마이크로 측정 3D 표면 프로파일러미터를 이용하였다. 도 6의 이미지(60)에 나타난 바와 같이, 430SS 기재 및 연마 입자와 메탈 본드의 복합층 간의 CTE 미스매치 때문에 발생하는 변형으로 인해 표면 형태는 고르지 않고 불균일하다. 낮은 CTE 기재 인바로 제조된 CMP 컨디셔너가 스테인레스 강 430SS 기재로 제조된 CMP 컨디셔너보다 훨씬 더 편평하다.
비교예 2:
이 실시예에서는, 실시예 1에 제시된 바와 같이 낮은 CTE 기재 인바로 제조된 CMP 컨디셔너 및 비교예 1에 제시된 바와 같이 430SS 기재로 제조된 CMP 컨디셔너를 동일한 하중에 두고 각각의 컨디셔너의 수명과 성능을 측정하였다. 이 실시예에서는, CMP 컨디셔너의 상부 작업면 상에 압력 센서 감응성 필름을 배치하였다. 그 후 약 10 lbs 내지 약 500 lbs 범위에 있을 수 있는 하중을 CMP 컨디셔너의 상부 작업면에 배치하였다. 하중 제거 후, 표면을 분석하여 CMP 컨디셔너의 작업면의 표면 형태를 결정하였다. 이 실시예에 있어서, 도 7의 이미지(70)에 나타난 바와 같이, 낮은 CTE 기재 인바로 제조된 CMP 컨디셔너는 균일한 작업면을 가졌고, 따라서 더 많은 연마 입자가 CMP 컨디셔닝에 관여하게 된다. 따라서, 이러한 CMP 컨디셔너는 더 개선된 수명 및 성능 일관성을 지니게 된다. 반면에, 430SS 기재로 제조된 CMP 컨디셔너는 불균일한 작업면을 가지고, 따라서 더 많은 연마 입자가 CMP 컨디셔닝에 관여하지 않게 된다. 따라서, 이러한 CMP 컨디셔너의 성능은 낮은 CTE 기재 인바를 가지는 CMP 컨디셔너만큼 양호하지 못하다.
실시예 2:
이 실시예에 있어서, 메탈 본드를 통해 낮은 CTE 기재에 결합된 연마 입자를 포함하는 연마 공구로부터 CMP 컨디셔너가 형성되었다. 구체적으로, 연마 입자는 다이아몬드 입자이고, 메탈 본드는 니크로브레이즈며, 낮은 CTE 기재는 인바(Invar)이다. 니크로브레이즈가 인바에 적용되고, 다이아몬드 입자가 니크로브레이즈에 적용되어 제조된 대로의 연마 공구를 형성하였다. 제조된 대로의 연마 공구는 오븐에서 약 8시간 동안 약 260℃의 온도로 건조되었다. 건조 후, 제조된 대로의 연마 공구는 진공로에서 약 1020℃의 미리 결정된 침지 온도로 약 20분 동안 소성 처리되어 연마 공구를 형성하였다. 연마 공구의 형성 후, 불소-도핑된 나노복합 코팅재를 연마 공구의 작업면에 적용하였다.
이 실시예에서 형성된 연마 공구를, 반도체 웨이퍼를 평탄화 또는 폴리싱하는 데 사용되는 AMAT Mirra CMP 기계의 CMP 패드를 컨디셔닝 하기 위한 CMP 컨디셔너로서 이용하였다. AMAT Mirra CMP 기계에 대한 폴리싱 매개변수 설정값에는 플래튼 속도, 웨이퍼 헤드 속도, 멤브레인 압력 및 슬러리 양이 포함되는 한편, 컨디셔닝 매개변수 설정값에는 모드, 하향력 및 디스크 헤드 속도가 포함되었다. 이 실시예에 있어서, 플래튼 속도는 93 RPM(revolution per minute), 웨이퍼 헤드 속도는 87 RPM, 멤브레인 압력은 3 PSI(pounds per square inch), 슬러리 양은 200 ml/min(milliliters per minute), 모드는 인시츄(in-situ), 하향력은 7 lbf(pound force), 디스크 헤드 속도는 93 RPM으로 설정하였다.
도 8a 및 도 8b는 이 실시예에서 형성된 CMP 컨디셔너로 컨디셔닝된 AMAT Mirra CMP 기계에 의해 폴리싱된 웨이퍼에 대한 웨이퍼 균일도를 도시한 그래프이다. 구체적으로, 도 8a는 폴리싱 작업 후 웨이퍼의 가장자리에서 중심 및 다른 가장자리(중심으로부터의 거리(DFC: distance from the center))를 측정했을 때 CMP 기계를 이용한 웨이퍼의 제거율(RR)을 나타낸 그래프(80)를 보여준다. 도 8b는 또한 다수의 웨이퍼가 상이한 특정 시간대들에서 폴리싱된 후의 RR 대 DFC의 그래프(85)를 보여준다. 구체적으로, 도 8b는 AMAT Mirra CMP 기계가 최대 999개의 웨이퍼를 폴리싱하는 데 사용된 후의 폴리싱 결과를 보여준다. 웨이퍼 21, 웨이퍼 137, 웨이퍼 337, 웨이퍼 496, 웨이퍼 676 및 웨이퍼 999의 폴리싱 후에 측정값을 취했다. 도 8a 및 도 8b는 둘 다 본 실시예에서 형성된 CMP 컨디셔너와 함께 AMAT Mirra CMP 기계를 이용한 경우, 웨이퍼의 일 가장자리로부터 웨이퍼의 중심 및 다른 가장자리까지 측정했을 때 편평하고 일관된 웨이퍼 프로파일을 생성한 것을 보여준다(도 8a 및 도 8b의 그래프의 측정값들은 각 폴리싱 작업을 수행한 후 웨이퍼를 스캔하도록 풀 포인트 프로브(full point probe)를 이용함으로써 획득하였음에 주목한다). 이러한 결과들은, 다이아몬드 입자, 니크로브레이즈 및 인바로 형성되고 불소-도핑된 나노복합 코팅재로 코팅된 CMP 컨디셔너가 웨이퍼 프로파일에 직접적으로 영향을 주어, 일관되게 편평하고 더욱 균일한 웨이퍼 프로파일로 이어지도록 한다는 것을 입증한다.
도 8a 및 도 8b에 예시된 결과가 반복 가능하도록 보장하기 위해서, 본 실시예에 대해 전술된 바와 같은 또 다른 CMP 컨디셔너를 제조하고 동일한 AMAT Mirra CMP 기계와 함께 사용하여 동일한 기계 매개변수 설정값으로 웨이퍼를 폴리싱하였다. 이러한 웨이퍼들의 웨이퍼 프로파일 측정값들이 도 9의 그래프(90)에 예시되어 있다. 구체적으로, 도 9는 본 실시예의 CMP 컨디셔너와 함께 AMAT Mirra CMP 기계를 이용한 경우, 웨이퍼의 일 가장자리로부터 웨이퍼의 중심 및 다른 가장자리까지 측정하였을 때 편평하고 일관된 웨이퍼 프로파일을 생성하였음을 다시금 보여준다. 더 상세하게, 도 9는 대략 18시간의 테스트에 걸친 1000회의 웨이퍼 폴리싱 작업 동안 웨이퍼 프로파일이 일관되게 편평한 상태로 유지된 것을 보여준다. 따라서, 도 9의 그래프(90)는, 다이아몬드 입자, 니크로브레이즈 및 인바로 형성되고 불소-도핑된 나노복합 코팅재로 코팅된 CMP 컨디셔너에 대한 도 8a 및 도 8b의 결과들이 반복 가능했다는 것을 보여주며, 이러한 CMP 컨디셔너가 일관되고 균일한 웨이퍼 프로파일을 생성하는 데 도움을 주었다는 것을 입증한다.
도 10a 및 도 10b는 다이아몬드 입자, 니크로브레이즈 및 인바로 형성되고 불소-도핑된 나노복합 코팅재로 코팅된 CMP 컨디셔너가 웨이퍼의 폴리싱에 얼마나 긍정적인 효과를 끼치는지 예시하는 다른 그래프를 보여준다. 구체적으로, 도 10a는 제거율(RR) 대 본 실시예의 CMP 컨디셔너와 AMAT Mirra CMP 기계로 폴리싱된 웨이퍼 수의 그래프(100)를 보여준다. 구체적으로, 도 10a는 웨이퍼 0 내지 웨이퍼 1000의 제거율이 안정적이고 일관됨을 보여준다. 도 10b는 폴리싱된 웨이퍼 수에 대한 RR의 범위를 예시하는 그래프(110)를 보여준다. 본원에 사용된 바와 같이, RR의 범위는 최대 RR에서 최소 RR을 뺀 것이다. 도 10b에 도시된 바와 같이, RR의 범위는 1000회의 웨이퍼 폴리싱에 대해 매우 작으며 이는 매우 안정적인 제거율을 나타낸다. 이는 다이아몬드 입자, 니크로브레이즈 및 인바로 형성되고 불소-도핑된 나노복합 코팅재로 코팅된 CMP 컨디셔너가 웨이퍼 프로파일에 직접적으로 영향을 주어 일관되게 편평하고 더욱 균일한 웨이퍼 프로파일로 이어진다는 것을 입증한다.
본 발명을 바람직한 실시형태와 함께 구체적으로 도시하고 설명하였지만, 당업자라면 변형 및 수정이 가능하다는 것을 이해할 것이다. 따라서, 첨부된 특허청구범위가 본 발명의 진정한 사상 내에 속함에 따라 이러한 모든 수정 및 변경을 아우르고자 하는 바임을 이해해야 한다.

Claims (44)

  1. 메탈 본드를 통해 낮은 열팽창계수(CTE) 기재에 결합된 연마 입자를 포함하는 연마 공구로,
    전체 CTE 미스매치가 약 0.1 ㎛/m-℃ 내지 약 5.0 ㎛/m-℃ 범위이며,
    전체 CTE 미스매치는 연마 입자와 메탈 본드의 CTE 미스매치 및 낮은 CTE 기재와 메탈 본드의 CTE 미스매치 사이의 차인 것인 연마 공구.
  2. 제1항에 있어서,
    연마 입자의 CTE는 약 1.0 ㎛/m-℃ 내지 약 8.0 ㎛/m-℃ 범위인 것인 연마 공구.
  3. 제1항에 있어서,
    메탈 본드의 CTE는 약 5.0 ㎛/m-℃ 내지 약 20.0 ㎛/m-℃ 범위인 것인 연마 공구.
  4. 제1항에 있어서,
    낮은 CTE 기재의 CTE는 약 1.0 ㎛/m-℃ 내지 약 10.0 ㎛/m-℃ 범위인 것인 연마 공구.
  5. 제1항에 있어서,
    연마 입자는, 산화물, 붕화물, 탄화물, 질화물, 다이아몬드 입자, cBN 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것인 연마 공구.
  6. 제1항에 있어서,
    연마 입자는 단결정 다이아몬드 입자, 다결정 다이아몬드 입자, 알루미나, Si3N4, 지르코니아, cBN, SiC 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것인 연마 공구.
  7. 제1항에 있어서,
    메탈 본드는 경납땜 재료, 분말형 메탈 본드 재료 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것인 연마 공구.
  8. 제1항에 있어서,
    낮은 CTE 기재는 인바(Invar), 슈퍼 인바(Super Invar), 코바(Kovar) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것인 연마 공구.
  9. 제8항에 있어서,
    낮은 CTE 기재는 인바 36, 슈퍼 인바, 코바 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것인 연마 공구.
  10. 제1항에 있어서,
    낮은 CTE 기재의 CTE는 연마 입자의 CTE의 약 100% 이하만큼 상이한 것인 연마 공구.
  11. 제10항에 있어서,
    낮은 CTE 기재의 CTE는 연마 입자의 CTE의 약 50% 이하만큼 상이한 것인 연마 공구.
  12. 제11항에 있어서,
    낮은 CTE 기재의 CTE는 연마 입자의 CTE의 약 20% 이하만큼 상이한 것인 연마 공구.
  13. 제1항에 있어서,
    공구는 화학적 기계적 연마(CMP) 컨디셔너인 것인 연마 공구.
  14. 제13항에 있어서,
    CMP 컨디셔너의 표면 형태 편평도는 약 150㎛ 이하인 것인 연마 공구.
  15. 제14항에 있어서,
    CMP 컨디셔너의 표면 형태 편평도는 약 100㎛ 이하인 것인 연마 공구.
  16. 제15항에 있어서,
    CMP 컨디셔너의 표면 형태 편평도는 약 70㎛ 이하인 것인 연마 공구.
  17. 제13항에 있어서,
    CMP 컨디셔너는, CMP 컨디셔너의 작업면에 적용되는 코팅재를 포함하는 것인 연마 공구.
  18. 제17항에 있어서,
    코팅대는 내부식성을 지니는 것인 연마 공구.
  19. 제17항에 있어서,
    코팅재는 불소-도핑된 나노복합 코팅재 및 소수성 고분자 코팅재로 이루어진 군에서 선택되는 것인 연마 공구.
  20. 제19항에 있어서,
    불소-도핑된 나노복합 코팅재 및 소수성 고분자 코팅재는 하나 이상의 추가적인 도펀트를 포함하는 것인 연마 공구.
  21. 제17항에 있어서,
    코팅재는 소수성을 지니는 것인 연마 공구.
  22. 제17항에 있어서,
    코팅재는 친수성을 지니는 것인 연마 공구.
  23. 연마 공구를 형성하는 방법으로,
    프리폼으로서 낮은 열팽창계수(CTE) 기재를 제공하는 단계;
    낮은 CTE 기재에 메탈 본드를 적용하는 단계;
    메탈 본드에 연마 입자를 적용하여 제조된 대로의(as-made) 연마 공구를 형성하는 단계로서, 전체 CTE 미스매치가 약 0.1 ㎛/m-℃ 내지 약 5.0 ㎛/m-℃ 범위이며, 전체 CTE 미스매치는 연마 입자와 메탈 본드의 CTE 미스매치 및 낮은 CTE 기재와 메탈 본드의 CTE 미스매치 사이의 차인 것인 단계;
    제조된 대로의 연마 공구를 오븐에서 건조시키는 단계; 및
    제조된 대로의 연마 공구를 노에서 미리 결정된 소성 온도로 소성하여 연마 공구를 형성하는 단계를 포함하는 것인 방법.
  24. 제23항에 있어서,
    연마 공구의 표면 형태 편평도는 약 150㎛ 이하인 것인 방법.
  25. 제24항에 있어서,
    연마 공구의 표면 형태 편평도는 약 100㎛ 이하인 것인 방법.
  26. 제25항에 있어서,
    연마 공구의 표면 형태 편평도는 약 70㎛ 이하인 것인 방법.
  27. 제23항에 있어서,
    연마 공구의 작업면에 코팅재를 적용하는 단계를 더 포함하는 방법.
  28. 제27항에 있어서,
    코팅대는 내부식성을 지니는 것인 방법.
  29. 제27항에 있어서,
    코팅재는 불소-도핑된 나노복합 코팅재 및 소수성 고분자 코팅재로 이루어진 군에서 선택되는 것인 방법.
  30. 제29항에 있어서,
    불소-도핑된 나노복합 코팅재 및 소수성 고분자 코팅재는 하나 이상의 추가적인 도펀트를 포함하는 것인 방법.
  31. 제27항에 있어서,
    코팅재는 소수성을 지니는 것인 방법.
  32. 제27항에 있어서,
    코팅재는 친수성을 지니는 것인 방법.
  33. 제23항에 있어서,
    연마 입자의 CTE는 약 1.0 ㎛/m-℃ 내지 약 8.0 ㎛/m-℃ 범위인 것인 방법.
  34. 제23항에 있어서,
    메탈 본드의 CTE는 약 5.0 ㎛/m-℃ 내지 약 20.0 ㎛/m-℃ 범위인 것인 방법.
  35. 제23항에 있어서,
    낮은 CTE 기재의 CTE는 약 1.0 ㎛/m-℃ 내지 약 10.0 ㎛/m-℃ 범위인 것인 방법.
  36. 제23항에 있어서,
    낮은 CTE 기재의 CTE는 연마 입자의 CTE의 약 100% 이하만큼 상이한 것인 방법.
  37. 제36항에 있어서,
    낮은 CTE 기재의 CTE는 연마 입자의 CTE의 약 50% 이하만큼 상이한 것인 방법.
  38. 제37항에 있어서,
    낮은 CTE 기재의 CTE는 연마 입자의 CTE의 약 20% 이하만큼 상이한 것인 방법.
  39. 제23항에 있어서,
    연마 입자는, 산화물, 붕화물, 탄화물, 질화물, 다이아몬드 입자, cBN 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것인 방법.
  40. 제23항에 있어서,
    연마 입자는 단결정 다이아몬드 입자, 다결정 다이아몬드 입자, 알루미나, Si3N4, 지르코니아, cBN, SiC 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것인 방법.
  41. 제23항에 있어서,
    메탈 본드는 경납땜 재료, 분말형 메탈 본드 재료 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것인 방법.
  42. 제23항에 있어서,
    낮은 CTE 기재는 인바(Invar), 슈퍼 인바(Super Invar), 코바(Kovar) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것인 방법.
  43. 제42항에 있어서,
    낮은 CTE 기재는 인바 36, 슈퍼 인바, 코바 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것인 방법.
  44. 화학적 기계적 연마(CMP) 패드를 컨디셔닝하는 방법으로,
    CMP 패드의 작업면을 연마 공구에 접촉시키는 단계로서, 연마 공구는 메탈 본드를 통해 낮은 열팽창계수(CTE) 기재에 결합된 연마 입자를 포함하고, 전체 CTE 미스매치가 약 0.1 ㎛/m-℃ 내지 약 5.0 ㎛/m-℃ 범위이며, 전체 CTE 미스매치는 연마 입자와 메탈 본드의 CTE 미스매치 및 낮은 CTE 기재와 메탈 본드의 CTE 미스매치 사이의 차인 것인 단계; 및
    연마 공구로 CMP 패드의 작업면을 재정비하여 CMP 패드를 컨디셔닝하는 단계를 포함하는 것인 방법.
KR1020127003058A 2009-07-16 2010-07-16 Ｃｍｐ 패드를 컨디셔닝하기 위한 편평하고 일관된 표면 형태를 가지는 연마 공구 및 그 제조 방법 KR101268287B1 (ko)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US22607409P 2009-07-16 2009-07-16
US61/226,074 2009-07-16
US23204009P 2009-08-07 2009-08-07
US61/232,040 2009-08-07
PCT/US2010/042267 WO2011009046A2 (en) 2009-07-16 2010-07-16 Abrasive tool with flat and consistent surface topography for conditioning a cmp pad and method for making

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120046227A true KR20120046227A (ko) 2012-05-09
KR101268287B1 KR101268287B1 (ko) 2013-05-28

Family

ID=43450238

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020127003058A KR101268287B1 (ko) 2009-07-16 2010-07-16 Ｃｍｐ 패드를 컨디셔닝하기 위한 편평하고 일관된 표면 형태를 가지는 연마 공구 및 그 제조 방법

Country Status (7)

Country Link
US (2) US8721395B2 (ko)
EP (1) EP2454052A4 (ko)
JP (2) JP2012532767A (ko)
KR (1) KR101268287B1 (ko)
CN (1) CN102470505B (ko)
SG (1) SG177568A1 (ko)
WO (1) WO2011009046A2 (ko)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103962943A (zh) 2009-03-24 2014-08-06 圣戈班磨料磨具有限公司 用作化学机械平坦化垫修整器的研磨工具
CN102484054A (zh) 2009-06-02 2012-05-30 圣戈班磨料磨具有限公司 耐腐蚀性cmp修整工件及其制造和使用方法
CN102612734A (zh) 2009-09-01 2012-07-25 圣戈班磨料磨具有限公司 化学机械抛光修整器
TWI568538B (zh) * 2013-03-15 2017-02-01 中國砂輪企業股份有限公司 化學機械硏磨修整器及其製法
JP2015150635A (ja) * 2014-02-13 2015-08-24 株式会社東芝 研磨布および研磨布の製造方法
US20200172780A1 (en) * 2017-07-11 2020-06-04 3M Innovative Properties Company Abrasive articles including conformable coatings and polishing system therefrom
WO2019191660A1 (en) 2018-03-30 2019-10-03 Saint-Gobain Abrasives, Inc. Bonded abrasive article including a coating
EP3774180A4 (en) * 2018-03-30 2021-12-29 Saint-gobain Abrasives, Inc Abrasive article including a coating
CN108422321B (zh) * 2018-04-28 2023-12-01 长鑫存储技术有限公司 化学机械研磨的抛光垫图像检测系统及方法
CN110549258B (zh) * 2018-06-01 2020-09-11 东莞市中微纳米科技有限公司 一种抛光片及其制备方法
TWI779728B (zh) * 2021-07-20 2022-10-01 大陸商廈門佳品金剛石工業有限公司 鑽石修整碟及其製造方法

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU4517589A (en) 1988-10-24 1990-05-14 Handy & Harman Automotive Group Inc. Brazing paste for joining materials with dissimilar thermal expansion rates
US5069978A (en) 1990-10-04 1991-12-03 Gte Products Corporation Brazed composite having interlayer of expanded metal
US5352493A (en) 1991-05-03 1994-10-04 Veniamin Dorfman Method for forming diamond-like nanocomposite or doped-diamond-like nanocomposite films
JPH0671503A (ja) 1992-06-30 1994-03-15 Sumitomo Electric Ind Ltd ダイヤモンド切削工具およびその製造方法
JP3102715B2 (ja) * 1992-10-16 2000-10-23 株式会社ノリタケカンパニーリミテド 研削砥石
JP3802586B2 (ja) 1995-07-04 2006-07-26 本田技研工業株式会社 熱膨脹率を異にする二種の部材の、ろう材を用いた加熱接合方法
US5755299A (en) 1995-08-03 1998-05-26 Dresser Industries, Inc. Hardfacing with coated diamond particles
JPH1015833A (ja) * 1996-07-04 1998-01-20 Nitolex Honsha:Kk 切断砥石
JPH10113875A (ja) 1996-10-08 1998-05-06 Noritake Co Ltd 超砥粒研削砥石
US5791911A (en) 1996-10-25 1998-08-11 International Business Machines Corporation Coaxial interconnect devices and methods of making the same
JP3380125B2 (ja) 1996-10-29 2003-02-24 アルプス電気株式会社 多孔質超砥粒砥石とその製造方法
US6004362A (en) * 1998-02-02 1999-12-21 Lockheed Martin Energy Systems Method for forming an abrasive surface on a tool
JP3729700B2 (ja) * 2000-02-29 2005-12-21 株式会社ノリタケカンパニーリミテド ドレッシング工具の製造方法
US6755720B1 (en) 1999-07-15 2004-06-29 Noritake Co., Limited Vitrified bond tool and method of manufacturing the same
JP3398626B2 (ja) * 1999-08-25 2003-04-21 株式会社ノリタケスーパーアブレーシブ 硬質工具
JP4084944B2 (ja) 2002-01-31 2008-04-30 旭ダイヤモンド工業株式会社 Ｃｍｐ用コンディショナ
JP3609059B2 (ja) * 2002-04-15 2005-01-12 株式会社ノリタケスーパーアブレーシブ Ｃｍｐ加工用ドレッサ
JP4089951B2 (ja) * 2002-07-29 2008-05-28 Ａｇｃテクノグラス株式会社 砥粒接着用フリットおよび砥石
US20050241239A1 (en) 2004-04-30 2005-11-03 Chien-Min Sung Abrasive composite tools having compositional gradients and associated methods
US7150677B2 (en) 2004-09-22 2006-12-19 Mitsubishi Materials Corporation CMP conditioner
JP2006116692A (ja) * 2004-09-22 2006-05-11 Mitsubishi Materials Corp Ｃｍｐコンディショナ
CA2627786C (en) 2004-11-30 2012-03-27 The Regents Of The University Of California Braze system with matched coefficients of thermal expansion
US20060254761A1 (en) 2005-05-11 2006-11-16 Denso Corporation Brazed structure and method of manufacturing the same
EP1726682A1 (en) 2005-05-26 2006-11-29 NV Bekaert SA Coating comprising layered structures of diamond like nanocomposite layers and diamond like carbon layers.
US7473577B2 (en) 2006-08-11 2009-01-06 International Business Machines Corporation Integrated chip carrier with compliant interconnect
JP2009016484A (ja) 2007-07-03 2009-01-22 Renesas Technology Corp Ｃｍｐ用ドレッサおよび半導体装置の製造方法
JP2009136926A (ja) * 2007-12-03 2009-06-25 Allied Material Corp コンディショナおよびコンディショニング方法
US8795035B2 (en) 2008-06-26 2014-08-05 Saint-Gobain Abrasives, Inc. Chemical mechanical planarization pad conditioner and method of forming
CN102484054A (zh) 2009-06-02 2012-05-30 圣戈班磨料磨具有限公司 耐腐蚀性cmp修整工件及其制造和使用方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2011009046A3 (en) 2011-04-28
US20140208661A1 (en) 2014-07-31
CN102470505A (zh) 2012-05-23
JP2015096294A (ja) 2015-05-21
KR101268287B1 (ko) 2013-05-28
WO2011009046A2 (en) 2011-01-20
EP2454052A2 (en) 2012-05-23
JP2012532767A (ja) 2012-12-20
US8721395B2 (en) 2014-05-13
US20120122377A1 (en) 2012-05-17
CN102470505B (zh) 2014-07-30
EP2454052A4 (en) 2015-08-26
SG177568A1 (en) 2012-03-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101268287B1 (ko) Ｃｍｐ 패드를 컨디셔닝하기 위한 편평하고 일관된 표면 형태를 가지는 연마 공구 및 그 제조 방법
US9132526B2 (en) Chemical mechanical planarization conditioner
KR102089382B1 (ko) 정밀하게 형상화된 특징부를 갖는 연마 요소 전구체 및 그의 제조 방법
US9321647B2 (en) Polycrystalline aluminum nitride material and method of production thereof
KR102089383B1 (ko) 정밀하게 형상화된 특징부를 갖는 연마 물품 및 그의 제조 방법
US20190091832A1 (en) Composite conditioner and associated methods
KR20150039795A (ko) 정밀하게 형상화된 특징부를 갖는 연마 요소, 그로부터 제작되는 연마 물품, 및 그의 제조 방법
KR20120027449A (ko) 내식성 ｃｍｐ 컨디셔닝 공구, 그리고 그 제조 및 사용 방법
JP7191153B2 (ja) ダイヤモンド粒子を含む反応結合型炭化ケイ素を有するセラミック基板
KR20160043962A (ko) 금속제 연마 패드 및 그 제조 방법
US20170216994A1 (en) Chemical mechanical polishing conditioner and fabrication method thereof
TWI580523B (zh) 具有最佳磨料露出率之化學機械研磨修整器
TWM446063U (zh) 化學機械研磨修整器
KR101211138B1 (ko) 연약패드용 컨디셔너 및 그 제조방법
JP7079332B2 (ja) Ｃｍｐ研磨パッドコンディショナ
JP6975598B2 (ja) 炭化珪素部材の製造方法
JP2022519889A (ja) 精密に成形された特徴部を有する研磨要素、同研磨要素から製造された研磨物品、及び同研磨物品の製造方法
TWI806466B (zh) 拋光墊修整器及其製造方法
WO2024009938A1 (ja) セラミックスボール用素材、セラミックス成形体の加工装置、および、セラミックス成形体の加工方法
TWI779728B (zh) 鑽石修整碟及其製造方法
JP6825518B2 (ja) プラズマ処理装置用炭化珪素電極板及びその製造方法
JP7420600B2 (ja) 耐食性部材
JP2001138232A (ja) ダイヤモンド膜の研磨砥石とその研磨方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee