WO2012121563A2

WO2012121563A2 - 수명이 종료된 cmp 패드 컨디셔너 재활용방법 및 상기 재활용방법이 수행된 재활용 cmp 패드 컨디셔너

Info

Publication number: WO2012121563A2
Application number: PCT/KR2012/001731
Authority: WO
Inventors: 이세광; 김연철; 이주한
Original assignee: 이화다이아몬드공업 주식회사
Priority date: 2011-03-10
Filing date: 2012-03-09
Publication date: 2012-09-13
Also published as: KR101233239B1; KR20120103150A; WO2012121563A3

Abstract

본 발명은 CMP 패드 컨디셔너에 대한 것으로 보다 구체적으로는 CMP 패드 컨디셔너 중 기판 표면에 일정한 패턴 형태로 형성된 돌출부와 그 표면에 다이아몬드층이 코팅된 CMP 패드 컨디셔너는 다이아몬드층이 마모되면 수명이 종료되는데, 이처럼 수명이 종료된 CMP 패드 컨디셔너를 재활용함으로써 자원을 절약할 수 있는 수명이 종료된 CMP 패드 컨디셔너 재활용방법 및 상기 재활용방법이 수행된 재활용 CMP 패드 컨디셔너에 관한 것이다.

Description

【명세서】

【발명의 명칭】

수명이 종료된 CMP 패드 컨디셔너 재활용방법 및 상기 재활용방법이 수행된 재활용 CMP 패드 컨디셔너

【기술분야]

<ι> 본 발명은 CMP 패드 컨디셔너에 대한 것으로 보다 구체적으로는 CMP 패드 컨 디셔너 중 기판 표면에 일정한 패턴 형태로 형성된 돌출부와 그 표면에 다이아몬드 층이 코팅된 CMP 패드 컨디셔너는 다이아몬드층이 마모되면 수명이 종료되는데, 이 처럼 수명이 종료된 CMP 패드 컨디셔너를 재활용함으로써 자원을 절약할 수 있는 수명이 종료된 CMP 패드 컨디셔너 재활용방법 및 상기 재활용방법이 수행된 재활용 CMP 패드 컨디셔너에 관한 것이다.

<2>

【배경기술： I

<3> 반도체 장치에 사용되는 CMP 기술은 반도체 웨이퍼 상에 형성된 절연막이나 금속막등의 박막을 평탄화할 때 이용된다.

<4> CMP 공정에 사용되어지는 대표적인 소모 부품으로 패드와 슬러리, 컨디셔너 를 들 수 있다. 특히, 컨디셔너는 연마 패드의 표면을 스크래핑 또는 러핑하기 위 해 연마 패드와 접촉하는 다이아몬드와 같은 그라인더를 갖게 하여， 새로운 연마 패드의 표면 상태가슬러리의 우수한 유지 능력을 갖는 초기 상태로 최적화되거나, 연마 패드의 슬러리 유지 능력이 연마 패드의 연마 능력을 유지하도록 회복되는 동 작인 컨디셔닝을 수행하는 역할과 패드에 공급되는 슬러리의 흐름 성을 좋게 하는 역할을 한다.

<5> 종래 알려진 CMP 패드 컨디셔너 중 먼저 다이아몬드 전착형 패드 컨디셔너는 다이아몬드 입자를 전착이나 융착 방식으로 고정시켜 사용하며 컨디셔너의 수명은 다이아몬드 입자의 표면 중 edge 부위가 무뎌지 ^:면 패드를 깎는 성능이 떨어져 그 수명이 다하게 된다.

<6> 또한, 전착형 패드 컨디셔너와는 다르게 최근 기판의 표면을 일정한 형태로 돌출시켜 형성된 복수개의 돌출부에 CVD로 다이아몬드 박막을 코팅하여 제조된 CMP 패드 컨디셔너가 개발되었는데， 대표적으로 국내특허 제 10-0387954호에 기판의 표 면에 상방으로 균일한 높이로 돌출되는 복수의 다각뿔대가 형성되고 그 표면에 다 이아몬드층아 CVD로 증착된 구조를 갖는 CMP 패드 컨디셔너가 개시되어 있다. 상기 특허에 개시된 CMP 패드 컨디셔너는 컨디셔너에 부가되는 압력과 슬러 리를 포함한 패드와의 접촉면과 높이가 일정하여 마모 속도와 높이가 일정하게 유 지되고 패드 연마량 (Pad Wear Rate)올 일정하게 유지할 수 있는 장점이 있다.

<8> 다만， 상기와 같은 구조의 CMP 패드 컨디셔너를 제조하는데 사용되는 기판재 료로는 다이아몬드 코팅이 가능한 초경이나 SiC, Si₃N₄등의 세라믹 기판 등이 사용 될 수 있는데， 통상적으로 기판 표면 부근의 온도가 '2000도에 가까워 경도가 높고 난삭재가 대부분이다.

<9> 그 결과, 기판 재료로 사용되는 초경이나 SiC, Si3N4등의 세라믹 기판가격이 매우 비싸 기존 스테인레스 기판을 사용하는 컨디셔너보다 제조비용이 비싼 단점이 있을 뿐만 아니라, 난삭재에 기 설정된 패턴에 따라 돌출부를 형성하는 공정 또한 극히 어려운 작업이다.

<ιο> 그럼에도 불구하고, 상술된 구조의 CMP 패드 컨디셔너의 수명은 기판의 표면 에 돌출된 돌출부에 코팅된 다이아몬드층이 컨디셔닝 공정 중에 모두 마모되면 종 료되어 더 이상사용할 수 없게 된다.

<ιι> 따라서, 자원절약 뿐만 아니라 생산 원가 절감을위하여 버려지는 CMP 패드 컨디셔너를 재활용할 수 있는 새로운 기술 개발에 대한 필요성이 대두 되었다/

<12>

【발명의 상세한 설명】

[기술적 과제]

<13> 본 발명자들은 상기와 같은 종래 기술의 제반 단점과 문제점을 해결하기 위 해 연구 노력한 결과 수명이 종료된 CMP 패드 컨디셔너의 재활용기술올 개발함으로

^' 써 본 발명을 완성하게 되었다.

<14> 따라서, 본 발명의 목적은 수명이 종료된 CMP 패드 컨디서너에 잔류된 다이 아몬드층을 기판에 형성된 패턴을 그대로 유지하면서 제거할 수 있어 가격이 비싼 초경 또는 세라믹 기판을 재사용할 수 있으므로 자원절약 및 컨디셔너 제조원가를 낮출 수 있는 수명이 종료된 CMP 패드 컨디셔너 재활용방법 및 상기 재활용방법이 수행된 재활용 CMP 패드 컨디셔너를 제공하는 것이다.

<15> 본 발명의 다른 목적은 다이아몬드 코팅이 가능한 기판 재료들이 통상 경도 가 높은 난삭재여서 미세한 팁 가공에 필요한 시간과 소모비용을 획기적으로 절감 시킬 수 있는 수명이 종료된 CMP 패드 컨디셔너 재활용방법 및 상기 재활용방법이 수행된 _;재활용 CMP 패드 컨디셔너를 제공하는 것이다.

<16> 본 발명의 또 다른 목적은 수명이 종료된 CMP 패드 컨디셔너에 잔류된 다이 아몬드층을 컨디셔너 표면에서 제거한 후 다이아몬드층을 재형성함으로써 매우 단 순한 공정만으로 신제품과 동일한 사용수명을 갖는 CMP 패드 컨디셔너를 제공할 수 있어 1회 이상 재활용이 가능한 수명이 종료된 CMP 패드 컨디셔너 재활용방법 및 상기 재활용방법이 수행된 재활용 CMP 패드 컨디셔너를 제공하는 것이다.

<17> 본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것 이다.

<18>

【기술적 해결방법】

<19> 상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 그 표면에 기 설정된 패턴에 따라 다수의 돌출부가 형성된 기판과, 상기 기판 표면 전체에 코팅되어 형성된 다 이아몬드 층을 포함하는 CMP 패드 컨디셔너 중 수명이 종료된 CMP 패드 컨디셔너를 수집하는 단계; 상기 수집된 CMP 패드 컨디셔너의 기판 표면에 잔류하고 있는 다이 아몬드층올 제거하는 단계; 및 상기 기판 표면 전체에 다이아몬드 층을 형성하는 단계를 포함하는 수명이 종료된 CMP 패드 컨디셔너 재활용방법을 제공한다.

<20> 바람직한 실시예에 있어서, 상기 다이아몬드 층올 제거하는 단계는 상기 CMP 패드 컨디셔너를 30 ~ 300분 동안 765^°C ~ 1000 ^°C 범위에서 처리하여 상기 다이아 몬드 층의 다이아몬드를 탄화시키는 단계를 포함하여 이루어진다.

<2i> 바람직한 실시예에 있어서, 상기 탄화단계는 공기를 500SCCM 이상으로 주입 하여 수행된다.

<22> 바람직한 실시예에 있어서， 상기 다이아몬드 층을 제거하는 단계는 상기 탄 화단계가 수행된 상기 CMP 패드 컨디셔너의 표면을 200 ~ lOOOmesh의 연마재를 이 용하여 면마하는 단계를 더 포함한다.

<23> 바람직한 실시예에 있어서， 상기 연마재는 SiC분말, 알루미나, Si0₂가 포함 된 glass bead, 미세한 다이아몬드 입자 중 어느 하나이다.

<24> 바람직한 실시예에 있어서， 상기 다이아몬드 층을 형성하는 단계를 수행하기 전에 다이아몬드 코팅용 핵올 생성시키기 위해 수행되는 코팅전처리 단계를 더 포 함한다.

<25> 바람직한 실시예에 있어서， 상기 전처리 단계는 l~¾mi크기의 다이아몬드 분 말이 포함된 초음파세척기에서 처리하여 이루어진다.

<26> 바람직한 실시예에 있어서, 상기 기판의 소재가 초경재료인 경우 상기 전처 리 단계 전에 상기 기판 표면의 코발트를 제거하기 위한 표면 에칭 처리단계를 더 포함한다.

<27> . 바람직한 실시예에 있어서, 상기 수명이 종료된 CMP 패드 컨디셔는 상기 돌 출부 상부면에 형성된 다이아몬드 층이 실질적으로 모두 마모된 상태이다.

<28> 또한, 본 발명은 제 1항 내지 제 9 항 중 어느 하나의 재활용방법이 수행되 어 CMP공정에 사용가능한 것을 특징으로 하는 재활용 CMP 패드 컨디셔너를 제공한 다. -

<29> 바람직한 실시예에 있어서, 상기 CMP 패드 컨디셔너를 구성하는 표면에 기 설정된 패턴에 따라 다수의 돌출부가 형성된 기판은 1회 이상 재활용 된다.

<30> 바람직한 실시예에 있어서， 상기 돌출부는 그 전체적인 형상이 원기둥, 다각 기등， 원뿔대 또는 각뿔대 중 어느 하나 이상이다.

<31>

[유리한 효과】

<32> 본 발명은 다음과 같은 우수한 효과를 갖는다.

<33> 먼저, 본 발명의 수명이 종료된 CMP패드 컨디셔너 재활용방법 및 상기 재활 용방법이 수행된 재활용 CMP 패드 컨디셔너에 의하면, 수명이 종료된 CMP 패드 컨 디셔너에 잔류된 다이아몬드층을 기판에 형성된 패턴을 그대로 유지하면서 제거할 수 있어 가격이 비싼 초경 또는 세라막 기판을 재사용할 수 있으므로 자원절약 및 컨디셰 제조원가를 낮출 수 있다.

<34> 또한， 본 발명의 수명이 종료된 CMP패드 컨디셔너 재활용방법 및 상기 재활 용방법이 수행된 재활용 CMP 패드 컨디셔너는 다이아몬드 코팅이 가능한 기판 재료 들이 통상 경도가 높은 난삭재여서 미세한 팁 가공에 필요한 시간과 소모비용을 획 기적으로 절감시킬 수 있다.

<35> 또한, 본 발명의 수명이 종료된 CMP패드 컨디셔너 재활용방법 및 상기 재활 용방법이 수행된 재활용 CMP 패드 컨디셔너는 수명이 종료된 CMP 패드 컨디셔너에 잔류된 다이아몬드층을 컨디셔너 표면에서 제거한 후 다이아몬드층을 재형성함으로 써 매우 단순한공정만으로 신제품과 동일한 사용,수명을 갖는 CMP 패드 컨디셔너를 제공할 수 있어 1회 이상 재활용이 가능하다.

<36> ᅳ

【도면의 간단한 설명】

<37> 도 1은 CMP 공정에 사용되기 전 상태의 CMP 패드 컨디셔너에 형성된 다수의 절삭팁 중 절삭팁 1 의 단면사진， ^{' '}

<38> 도 2는 CMP 공정에 사용되어 수명이 종료된 상태의 CMP 패드 컨디셔너에 형 성된 다수의 절삭팁 중 절삭팁 1개의 단면사진，

<39> 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수명이 종료된 CMP 패드 컨디셔너의 재 활용 방법에 따라 얻어진 재활용 CMP 패드 컨디셔너에 형성된 다수의 절삭팁 중 절 삭팁 1개의 단면사진 .

<40>

【발명의 실시를 위한 최선의 형태】

<41> 본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나， 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있는데 이 경우에는 단순한 용어의 명칭이 아닌 발명의 상세한 설명 부분에 기재되거나 사용된 의미를 고려하여 그 의미가 파악되어야 할 것이다.

<42> 특히， 본 발명에서 사용되고 있는 "절삭팁' '이란 용어는 기판의 표면에 형성 된 돌출부와 그 돌출부를 감싸서 코팅된 다이아몬드 층으로 이루어진 절삭단위로서 다이아몬드층이 코팅된 돌출부 1개를 의미한다.

<43> 또한, 본 발명에서 사용되고 있는 "수명이 종료된 CMP 패드 컨디셔너"는 절 삭팁의 다이아몬드층이 모두 마모되었거나 거의 마모된 경우뿐만 아나라 품질 불량 등 여러 가지 이유로 더 이상 컨디셔닝에 사용될 수 없다고 작업자 판단한 모든

CMP 패드 컨디셔너를 의미한다.

<44> 이하， 첨부한 도면에 도시된 바람직한 실시예를 참조하여 본 발명의 기술적 구성을 상세하게 설명한다.

<45> 그러나， 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구 체화 될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐 본 발명을절명하기 위해 사용되는 동일한 참조번호는 동일한구성요소를 나타낸다 .

<46> 먼저， 본 발명의 제 1 기술적 특징은 수명이 종료된 CMP 패드 컨디셔너에 잔 류된 다이아몬드층을 기판에 형성된 패턴을 그대로 유지하면서 제거할 수 있어 가 격이 비싼 초경 또는 세라믹 기판을 재사용할 수 있으며， 미세한 팁 가공에 필요한 시간과 소모비용을 획기적으로 절감시킬 수 있는 수명이 종료된 CMP 패드 컨디셔 너 재활용방법에 있다.

<47> 그 결과， 본 발명의 재활용방법에 의하면 종래의 다이아몬드층이 형성된 CMP 패드 컨디셔너가 수명이 종료되면 버려지거나 재활용 되더라도 재료로서 사용되어 재활용의 의미가 없던 것과는 달리 절삭팁을 형성하기 위한 다수 돌출부로 된 미세 패턴이 형성된 기판올 그대로사용할 수 있게 된다.

<48> 따라서， 본 발명의 수명이 종료된 CMP 패드 컨디셔너 재활용방법은 수명이 종료된 CMP 패드 컨디셔너를 수집하는 단계; 상기 수집된 CMP 패드 컨디셔너의 기 판 표면에 잔류하고 있는 다이아은드층을 제거하는 단계; 및 상기 기판 표면 전체 에 다이아몬드 층을 형성하는 단계를포함한다.

<49> 여기서， 통상적인 다이아몬드 층이 코팅되어 형성된 CMP 패드 컨디셔너의 구 조에 대해 살펴보면， 그 표면에 기 설정된 패턴에 따라 다수의 돌출부가 형성된 기 판과, 기판 표면 전체에 코팅되어 형성된 다이아몬드 층을 포함하므로, 신제품인 CMP 패드 컨디셔너가 CMP 공정에 사용되기 전에는 도 1에 도시된 바와 같은 단면을 갖는 절삭팁이 일정한 패턴에 따라 다수개 형성된 상태이다.

<50> 도 1에 도시된 바와 같은 단면을 갖는 절삭팁이 CMP 공정에 사용되기 시작하 면 다수의 돌출부 상부면에 형성된 다이아몬드 층이 패드와 면접하면서 마모되기 시작하는데， 상기 상부면에 형성된 다이아몬드 층이 도 2에 도시된 바와 같이 거의 모두 마모되게 되면 CMP 패드 컨디셔너는 더 이상 컨디셔닝 작업에 사용될 수 없게 되므로 그 수명이 종료하게 된다. ,

<5i> 이와 같이 수명이 종료된 상태의 CMP 패드 컨디셔너에는 돌출부의 옆면과 돌 출부가 없는 평탄한 면에 코팅된 다이아몬드 층이 마모되지 않아 그대로 다이아몬 드 층이 잔류하게 된다.

<52> 그러므로， 일단 수명이 종료된 CMP 패드 컨디셔너가 수집되면 수집된 CMP 패 드 컨디셔너의 기판 표면에 잔류하고 있는 다이아몬드층을 기판 상에 형성된 미세 한 돌출부 패턴의 손상 없이 안전하고 효과적으로 제거하여야 기판을 재활용할 수 있다. -

<53> 본 발명의 재활용방법에서 다이아몬드층을 제거하는 단계는 CMP 패드 컨디셔 너를 30 ~ 300분 동안 765^°C ~ 1000 ^°C 범위에서 처리하여 패드 컨디셔너에 잔류하 고 있는 다이아몬드 층의 다이아몬드를 탄화시키는 단계를 포함하여 이루어질 수 있다 ·

<54> 바람직하게는 다이아몬드를 탄화시키는 단계를 수행하면서 공기를 500SCCM 이상으로 주입하여 수행하는 것인데, 이와 같이 공기가 주입되면 다이아몬드 층의 탄화를 촉진시킬 수 있기 때문이다.

<55> 보다 바람직하게는 CMP 패드 컨디셔너를 탄화시킨 후 기판 표면을

200~1000mesh의 연마재를 이용하여 표면 처리하는 것인데, 이러한 표면 처리를 통 해 기판 표면에 남아 있을 수 있는 탄화 잔재물을 완전히 제거할 수 있기 때문이 다. 이 때 연마재는 SiC분말， 알루미나, Si0₂가 포함된 glass bead, 미세한 다이아 몬드 입자 중 어느 하나인 것이 바람직하다. 본 발명의 재활용방법에서 잔류된 다이아은드 층이 제거된 기판 표면 전체에 다이아몬드 층을 다시 형성시키는 단계는 공지된 CVD 방식을 사용할 수 있으므로 자세한 설명은 생략하기로 하며， 이 단계에서 기 설정된 두께만큼 다이아몬드를 성 장시키면 CMP 공정 사용 전의 신제품과 동일한 품질을 가진 ^활용 CMP 패드 컨디 셔너를 제조할 수 있다.

<57> 여기서， 다이아몬드 층을 다시 형성시키기^' 전에 잔류된 다이아몬드 층이 제 거된 기판 표면 전체에 다이아몬드 코팅용 핵을 생성시킬 수 있도록 코팅전처리 단 계를 더 수행하는 것이 바람직할 수 있다.

<58> 전처리 단계는 1~ ΛΠ 크기와 다이아몬드 분말이 포함된 초음파세척기에서 처 리하여 이루어질 수 있으며, 특히 기판의 소재가초경재료인 경우에는 잔류된 다이 아몬드 층이 제거된 기판 표면의 코발트를 제거하가 위한 표면 에칭 처리단계를 전 처리 단계를 수^'행하기 전에 먼저 수행하는 것이 바람직할 수 있다.

<59>

<60> 다음으로， 본 발명의 제 2 기술적 특징은 1회 이상 재활용된， 수명이 종료된

CMP 패드 컨디셔너에서 얻어진 고가이며 난삭재인 초경이나 SiC, Si₃N₄등의 세라믹 재질을 갖고 기 설정된 패턴에 따라 돌출부가 형성된 기판을 필수구성으로 하는 재 활용 CMP 패드 컨디셔너에 있다.

<6i> 즉, 본 발명의 재활용 CMP 패드 컨디셔너는 도 3와사진과 같은 절삭팁을 갖 도록 수명이 종료된 CMP 패드 컨디셔너에 잔류된 다이아몬드층을 컨디셔너 표면에 서 제거한 후 기 설정된 두께로 다이아몬드층을 재형성하여 얻을 수 있기 때문이 다 ·

<62> 이와 같이 상술된 본 발명의 재활용방법이 수행된 재활용 CMP 패드 컨디셔너 는 CMP 공정에 사용가능할 뿐만 아니라 신제품과 동일한 사용수명을 확보할 수 있 ' 으므로， 재활용 CMP 패드 컨디셔너를 구성하는 표면에 기 설정된 패턴에 따라 다수 의 돌출부가 형성돤 기판은 1회 이상 재활용될 수 있다. 여기서, 돌출부는 그 전체 적인 형상이 원기등， 다각기등， 원뿔대 또는 각뿔대 중 어느 하나 이상인 것이 바 람직한테， 기 설정된 절삭팁의 패턴에 따라 돌출부의 형상이 한 개로 단일 할 수도 있지만 그룹화되어 서로 다른 형상을 가질 수도 있기 때문이다. 경우에 따라서는 돌출부의 높이 또한 기 설정된 절삭팁의 패턴에 따라 동일 높이일 수도 있지만 그 룹화되어 서로 다른 높이를 가지는 것이 제한되는 것은 아니다.

<63> 이와 같이 본 발명의 재활용 CMP 패드 컨디셔너는 매우 단순한 공정을 수행 하는 것만으로 신제품과 동일한사용수명을 가질 수 있다: 【발명의 실시를 위한 형태】

<65> 실시예 1

<66> 외경 4인치， 두께 3mm로 가공하여 표면의 평탄도를 확보하기 위해 랩핑공정 올 통해 평탄도 공차를 3mm±0.002mm이하로 맞추어진 Si₃N₄ 소재 기판을 준비하였 다. 기 설정된 패턴에 따라 절삭팁을 형성시키기 위해 연마가공기를 이용해 미세가 공을 실시하였으며 이때 돌출부의 크기는 가로 세로의 크기는 50 ， 높이는 60皿, 돌출부의 개수는 2000ea로 가공을 실시하였다. 다이아몬드 코팅올 위해서 우선 다 이아몬드 핵생성과 박막의 접착력을 향상시키기 위해 전처리로 초음파기기를 이용 해 1~2 크기의 다이아몬드 분말을 넣어 핵생성이 용이하도록 처리하였다. 이후 다이아몬드 박막을 기상합성 방식인 열필라멘트 방법을 이용해 10hr동안 다이아몬 드를 성장시켜, 도 1과 같은 절삭팁의 단면을 갖는 신제품 CMP 폐드 컨디셔너를 완 성하였다.

<67> 그 후 신제품 CMP 패드 컨디셔너를 200mm 드레싱 장비를 이용해 30hr동안

141bs에서 다이아몬드 박막층을 연마시키면서 컨디셔닝을 실시하였고， 도 2에 도시 된 바와 같은 절삭팁 단면을 갖는 것을 확인함으로써 수명이 종료된 것으로 판단하 였다.

<68> 이와 같이 컨디셔너 절삭팁의 표면 다이아몬드 층이 거의 없어져 수명이 다 한 상태 컨디셔너를 고온 열처리로에 장입하여 1000도에서 30분간 air gas를 챔버 내에 2SLM으로 주입하면서 다이아몬드 표면층을 탄화시켰다. 탄화된 다이아몬드는 기판표면과 쉽게 박리되어 일부 벗겨짐을 확인할 수 있었다.

<69> 이후 완벽하게 제거하기 위해 샌딩기를 이용해 600mesh 연마재가 포함된 샌 딩 머신에 1분간표면을 처리하였다. 하지만 생략하여도 무방하였다.

<70> 잔류된 다이아몬드 층이 제거된 기판은 초기 다이아몬드 코팅과 동일한 공정 즉 기상합성 방식인 열필라멘트 방법올 이용해 10hr동안 다이아몬드를 성장시키면 도 3에 도시된 바와 같이 초기와 동일한 컨디셔너의 제조가 가능함을 확인할 수 있 었다.

<7i> 경우에 따라서는 다이아몬드 코팅 전에 초음파기기를 이용해 l~ zm,크기의 다이아몬드 분말을 넣어 핵생성이 용이하도록 처리할 수 있다.

<72> - <73> 실시예 2

<74> 기판의 소재가초경재료인 것을 제외하면 실시예 1과 동일한 방법으로 기판을 준비하고 기판에 기 설정된 패턴에 따라 절삭팁을 형성하기 위해 다수의 돌출부를 형성하였다. 초경재료는 기판 표면의 코발트를 제거하는 공정이 필요하기 때문에 수산화나트륨 수용액에 담가 5분간 가열하여 표면 쌔칭을 실시하였다. 이후 다이아 몬드 코팅을 위해서 우선 다이아몬드 핵생성과 박막의 접착력을 향상시키기 위해 전처리로 초음파기기를 이용해 크기의 다이아몬드 분말을 넣어 핵생성이 용 이하도록 처리하였다. 그 다음 다이아몬드 박막을 기상합성 방식인 열필라멘트 방 법을 이용해 10hr동안 다이아몬드를 성장시켜， 도 1과 같은 절삭팁의 단면흘 갖는 신제품 CMP 패드 컨디셔너를 완성하였다.

<75> CMP공정에서 사용되는 다이아몬드 박막 컨디셔너의 제조가 완료된 후, 200mm 드레싱 장비를 이용해 30hr동안 141bs에서 다이아몬드 박막층을 연마시키면서 컨디 셔닝을 실시하였고， 도 2에 도시된 바와 같은 절삭팁 단면올 갖는 것을 확인함으로 써 수명이 종료된 것으로 판단하였다.

<76> 컨디셔너 절삭팁의 표면 박막층이 거의 없어져 수명이 다한 상태 컨디셔너를 고온 열처리로에 장입하여 765도에서 300분간 air gas를 챔버내에 2SLM으로 주입하 ' 면서 다이아몬드 표면층올 탄화시켰다. 초경의 경우는 세라믹보다 열팽창계수가 커 서 다이아몬드가 탄화될 수 있는 최소의 온도인 765도로 설정하고 유지시간은 300min간 실시하였다. 유지시간이 300m in보다 짧은 경우 절삭팁 부위의 다이아몬드 층이 떨어지지 않는 영역이 있었다. 탄화된 다이아몬드는 기판표면과 쉽게 박리되 어 일부 벗겨짐을 확인할 수 있다. 이후 완벽하게 제거하기 위해 샌딩기를 이용해 600mesh 연마재가포함된 샌딩 머신에 1분간 표면을처리하였다.

<77> 표면 처리된 기판은 초기 다이아몬드 코팅과 동일한 공정으로 에칭과 전처리 를 실시한 후 기상합성 방식인 열필라멘트 방법을 이용해 10hr동안 다이아몬드를 성장시키면 도 3에 도시된 바와 같이 초기와 동일한 컨디셔너의 제조가 가능하였 다 ·

<78> 본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 ^시 예를 들어 도시하고 설 명하였으나, 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양 한 변경과 수정이 가능할 것아다.

Claims

【청구의 범위】

【청구항 1】

그 표 에 기 설정된 패턴에 따라 다수의 돌출부가 형성된 기판과， 상기 기 판 표면 전체에 코팅되어 형성된 다이아몬드 층을 포함하는 CMP 패드 컨디셔너 중 수명이 종료된 CMP 패드 컨디셔너를 수집하는 단계;

상기 수집된 CMP 패드 컨디셔너의 기판 표면에 잔류하고 있는 다이아몬드층 을 제거하는 단계; 및

상기 기판 표면 전체에 다이아몬드 층을 형성하는 단계를 포함하는 수명이 종료된 CMP 패드 컨디셔너 재활용방법.

【청구항 2】 . .

제 1 항에 있어서，

상기 다이아몬드 층을 제거하는 단계는 상기 CMP 패드 컨디셔너를 30 ~ 300 분 동안 765^°C ~ 1000 ^°C 범위에서 처리하여 상기 다이아몬드 층의 다이아몬드를 탄 화시키는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 CMP 패드 컨디셔너 재활 용방법.

【청구항 3】

제 2 항에 있어서，

상기 탄화단계는 공기를 500 SCCM 이상으로 주입하여 수행되는 것을 특징으 로 하는 수명이 종료된 CMP 패드 컨디셔너 재활용방법.

【청구항 4]

제 2 항에 있어서 ,

상기 다이아몬드 층을 제거하는 단계는 상기 탄화단계가수행된 상기 CMP 패 드 컨디셔너의 표면을 200 ~ lOOOmesh의 연마재를 이용하여 연마하는 단계를 더 포 함하는 것을 특징으로 하는 수명이 종료된 CMP 패드 컨디셔너 재활용방법.

【청구항 5】

제 ⁴항에 있어서 ,

상기 연마재는 SiC분말， 알루미나， Si0₂가 포함된 glass bead, 미세한 다이 아몬드 입자 중 어느하나인 것을 특징으로 하는 수명이 종료된 CMP 패드 컨디셔너 활용방법.

【청구항 6】

제 1 항에 있어서,

상기 다이아몬드 층올 형성하는 단계를 수행하기 전에 다이아몬드 코팅용 핵 을 생성시키기 위해 수행되는 코팅전처리 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수명이 종료된 CMP 패드 컨디셔너 재활용방법 .

【청구항 7】

제 6 항에 있어서，

상기 전처리 단계는 l~ /m 크기의 다이아몬드 분말이 포함된 초음파세척기에 서 처리하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 수명이 종료된 CMP 패드 컨디셔너 재 활용방법.

【청구항 8】

제 7 항에 있어서 ,

상기 기판의 소재가 초경재료인 경우 상기 전처리 단계 전에 상기 기판 표면 의 코발트를 제거하기 위한 표면 에칭 처리단계를 더 포함하는 것올 특징으로 하는 수명이 종료된 CMP 패드 컨디셔너 재활용방법 .

【청구항 9】

계 1 항에 있어서, ―

상기 수명이 종료된 CMP 패드 컨디셔는 상기 돌출부 상부면에 형성된 다이아 몬드 층이 실질적으로 모두 마모된 상태안 것을 특징으로 하는 수명이 종료된 CMP 패드 컨디셔너 재활용방법.

【청구항 10】

제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 하나의 재활용방법이 수행되어 CMP공정에 사 용가능한 것을 특징으로 하는 재활용 CMP 패드 컨디셔너.

【청구항 11】

제 10 항에 있어서， 상기 CMP 패드 컨디셔너를 구성하는 표면에 기 설정된 패턴에 따라 다수의 돌출부가 형성된 기판은 1회 이상 재활용 된 것을 특징으로 하는 재활용 CMP 패드 컨디셔너 .

【청구항 12】

제 11 항에 있어서，

상기 돌출부는 그 전체적 인 형상이_. 원기등， 다각기등， 원뿔대 또는 각뿔대 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 재활용 CMP 패드 컨디셔너 .