KR20040017328A - Fixed Abrasive Articles with Wear Indicators - Google Patents

Abstract

마모 인디케이터를 포함하는 고정된 마모성 물품이 기재된다. 예시적인 마모성 물품(2)은 기둥 형태의 마모성 복합재 요소(4)를 포함한다. 마모성 복합재 요소(4)는 결합제 및 마모성 입자(마모성 입자는 구체적으로 나타내지 않음) 및 가시적 표지, 예를 들면 가시적 염료를 요소(4)의 아래 부분(10)에 포함한다. 사용 도중, 가시적 마모 인디케이터를 함유하지 않는 요소의 부분(6)은 마모되거나 침식되어 없어질 것이다. 선(8)으로 표시된 바 가시적 마모 인디케이터가 처음 존재하는 마모성 복합재 요소의 수준까지 이러한 침식이 내려오면, 마모 인디케이터가 보이게 된다. 그러면 그 때 마모성 물품을 새로운 마모성 물품으로 교체할 수 있다.Fixed wear articles comprising wear indicators are described. Exemplary wearable article 2 comprises a wearable composite element 4 in the form of a column. The wearable composite element 4 comprises a binder and wearable particles (wearable particles not specifically shown) and a visible label, for example a visible dye, in the lower portion 10 of the element 4. During use, the parts 6 of the element that do not contain visible wear indicators will wear out or erode. When this erosion drops to the level of the abrasive composite element where the visible wear indicator first appears as indicated by line 8, the wear indicator is visible. The wear article can then be replaced with a new wear article.

Description

마모 인디케이터를 갖는 고정된 마모성 물품{Fixed Abrasive Articles with Wear Indicators}Fixed Abrasive Articles with Wear Indicators

마모성 물품들은 미세 전자 장치(예, 반도체 장치) 및 자기 기록 매체와 같은 표면을 마모, 마무리 및 광택내기 위한 다양한 산업적 응용에 사용된다. 마모성 물품의 전형적인 산업적 용도는 제조의 각종 단계 도중 기판을 광택내는 것을 포함한다.Abrasive articles are used in a variety of industrial applications for abrasion, finishing, and polishing surfaces such as microelectronic devices (eg, semiconductor devices) and magnetic recording media. Typical industrial uses for abrasive articles include polishing a substrate during various stages of manufacture.

반도체 장치의 제조에서, 웨이퍼는 전형적으로 침착, 패턴형성 및 에칭을 포함하는 여러 가공 단계를 거친다. 이러한 하나 이상의 가공 단계 후, 정확한 사진평판 공정을 가능케 하도록 높은 수준의 표면 평활성 및 균일성을 획득하는 것이 필요하다. 통상의 평탄화 기술은 웨이퍼 담체 조립품을 CMP 장치의 광택 패드와 접촉하여 회전시키는 화학적 기계적 광택 "CMP" 같은 광택을 포함한다. 광택 패드를 회전/이동 턴테이블 또는 압반 상에 놓는다. 담체 또는 광택 헤드 위에 웨이퍼를 올려 놓고, 제어가능한 힘이 웨이퍼를 회전하는 광택 패드에 대하여 누른다. 즉, CMP 장치는 반도체 웨이퍼와 광택 패드의 표면 사이에서 광택 또는 문지르는운동을 수행한다. 선택적으로, 마모성 입자를 용액 중 함유하는 광택 슬러리를 패드 및 웨이퍼 상에 분산시킬 수 있다.In the manufacture of semiconductor devices, wafers typically undergo several processing steps, including deposition, patterning, and etching. After one or more of these processing steps, it is necessary to obtain a high level of surface smoothness and uniformity to enable accurate photographic flattening processes. Conventional planarization techniques include gloss, such as a chemical mechanical gloss "CMP", which rotates the wafer carrier assembly in contact with the gloss pad of the CMP device. The gloss pad is placed on a rotating / moving turntable or platen. The wafer is placed on a carrier or gloss head and a controllable force is pressed against the gloss pad which rotates the wafer. That is, the CMP apparatus performs a polishing or rubbing motion between the semiconductor wafer and the surface of the polishing pad. Optionally, a glossy slurry containing abrasive particles in solution can be dispersed on the pad and the wafer.

마모성 슬러리 공정에 사용되는 어떤 광택 패드는 홈이 파인 다공성 중합체 표면을 포함하고, 마모성 슬러리는 CMP를 거치는 특정 물질에 따라 선택될 수 있다. 상기 홈이 CMP를 거치는 마모성 슬러리를 웨이퍼에 전달하는 동안, 마모성 슬러리를 중합체 표면의 세공 내로 함침시킬 수 있다. CMP 슬러리 가공에 사용하기 위한 광택 패드는 미국 특허 제 5,842,910 호에서 Krywanczyk 등에 의해 개시되어 있다. 전형적인 CMP는 실리콘 웨이퍼 자체 위에 뿐만 아니라 산화 규소 같은 각종 유전체 층, 알루미늄 및 구리 같은 전도성 층, 또는 상감(damascene) 공정에서와 같이 전도성 및 유전체 물질을 둘 다 함유하는 층 위에서도 수행될 수 있다.Some gloss pads used in abrasive slurry processes include grooved porous polymer surfaces, and abrasive slurries can be selected depending on the particular material undergoing CMP. While the grooves deliver the abrasive slurry through the CMP to the wafer, the abrasive slurry can be impregnated into the pores of the polymer surface. Gloss pads for use in CMP slurry processing are disclosed by Krywanczyk et al. In US Pat. No. 5,842,910. Typical CMP can be performed not only on the silicon wafer itself but also on various dielectric layers such as silicon oxide, conductive layers such as aluminum and copper, or on layers containing both conductive and dielectric materials, such as in damascene processes.

상기 언급된 마모성 슬러리-형 광택 패드와는 상이한 종류의 마모성 물품이 고정된 마모성 물품, 예를 들면 고정된 마모성 광택 시트 또는 패드이다. 그러한 고정된 마모성 물품은 전형적으로 거기에 부착된 다수의 마모성 복합재 요소를 갖는 안감을 포함한다. 마모성 복합재 요소는 결합제, 예를 들면 중합체 결합제 중 마모성 입자를 포함할 수 있다. CMP 도중, 작업편, 예를 들면 CMP를 거치는 웨이퍼는 상기 고정된 마모성 요소를 마모시켜 새로운 마모성 입자를 노출시킨다. 화학적 활성을 제공하기 위해 예를 들면 작업 유체 중에 화학적 시약이 제공되거나 상기 고정된 마모성 물품에 도입되는 한편, 기계적 활성이 고정된 마모성 요소에 의해 제공된다. 따라서, 이와 같이 고정된 마모성 물품은 유리된 마모성 입자를 함유하는 슬러리의 사용을 필요로 하지 않으며, 배출물 처리를 유리하게 단순화시키며, 소모품의 비용을 감소시키고, 마모성 슬러리를 필요로 하는 광택 패드에 비하여 디슁(dishing)을 감소시킨다. 고정된 마모성 광택 패드를 사용하는 CMP 도중, 화학적 시약이 패드에 적용될 수 있고, 상기 시약은 CMP를 거치는 특정 물질(들)에 의존하여 선택된다. 그러나, 화학적 시약은 마모성 슬러리-타입 CMP 작업에서와 같이 반드시 마모성 입자를 함유해야 하는 것은 아니다. 고정된 마모성 물품은 Rutherford 등에 의한 미국 특허 제 5,692,950 호, Calhoun에 의한 미국 특허 제 5,820,450 호, Haas 등에 의한 미국 특허 제 5,453,312 호, Hibbard 등에 의한 미국 특허 제 5,454,844 호, Bruxvoort 등에 의한 미국 특허 제 5,958,794 호, Kaisaki 등에 의한 WO 98/49723, 및 Ravipati 등에 의한 미국 특허 제 5,014,468 호에 개시되어 있다.Abrasive articles of a different kind from the above-mentioned abrasive slurry-type gloss pads are fixed abrasive articles, for example, fixed abrasive gloss sheets or pads. Such fixed wear articles typically include a lining having a plurality of wear composite elements attached thereto. The abrasive composite element may comprise abrasive particles in a binder, for example a polymeric binder. During CMP, a workpiece, for example a wafer passing through the CMP, wears the fixed abrasive element to expose new abrasive particles. For example, chemical reagents are provided in the working fluid or introduced into the fixed wear article to provide chemical activity, while mechanical activity is provided by the fixed wear element. Thus, such fixed abrasive articles do not require the use of slurries containing free abrasive particles, advantageously simplify discharge treatment, reduce the cost of consumables, and as compared to glossy pads that require abrasive slurries. Reduces dishing During CMP using a fixed abrasive gloss pad, a chemical reagent may be applied to the pad, which reagent is selected depending on the specific material (s) passing through the CMP. However, chemical reagents do not necessarily contain abrasive particles as in abrasive slurry-type CMP operations. Fixed wear articles include U.S. Patent 5,692,950 by Rutherford, U.S. Patent 5,820,450 by Calhoun, U.S. Patent 5,453,312 by Haas, U.S. Patent 5,454,844 by Hibbard, U.S. Patent 5,958,794 by Bruxvoort, WO 98/49723 to Kaisaki et al. And US Pat. No. 5,014,468 to Ravipati et al.

CMP 도중, 마모성-슬러리 타입 CMP 작업을 위한 통상의 중합체 광택 패드의 표면은 흐려지게 되고, 따라서 마모성 슬러리를 수용하고/또는 분배하기에 비수용적이고, 그렇지 않으면 만족스런 속도 및 균일성으로 광택을 낼 수 없다. 따라서, 통상의 실시는 패드 표면이 CMP를 위해 적합한 형태로 유지되도록 이를 주기적으로 컨디셔닝하는 것을 포함한다. 통상적인 컨디셔닝 수단은 광택 패드를 컨디셔닝하기 위해 다이아몬드 또는 실리콘 카바이드(SiC) 컨디셔닝 디스크를 포함한다. 반복된 컨디셔닝 작업 후, 상기 패드는 결국 소모되어 만족스런 속도 및 균일성으로 광택을 낼 수 없다. 상기 시점에서, 광택 패드는 교체되어야 한다. 교체하는 도중, CMP 장치는 동반되는 실질적인 생산 처리량의 감소와 함께 광택을 내는 데 사용될 수 없다.During CMP, the surface of conventional polymeric gloss pads for abrasive-slurry type CMP operations will become cloudy and thus unacceptable to receive and / or dispense abrasive slurry, otherwise it can be polished at a satisfactory speed and uniformity. none. Thus, a common practice involves periodically conditioning the pad surface to keep it in a form suitable for CMP. Conventional conditioning means include diamond or silicon carbide (SiC) conditioning discs for conditioning gloss pads. After repeated conditioning operations, the pad is eventually consumed and cannot be polished with satisfactory speed and uniformity. At this point, the gloss pad must be replaced. During the replacement, the CMP apparatus cannot be used to polish with the substantial reduction in the production throughput involved.

고정된 마모성 물품의 유용한 수명을 연장시키면서 동시에 높은 웨이퍼-대-웨이퍼 속도 안정성을 유지할 필요가 있다. 또한 연장된 수명을 가지며 높은 웨이퍼-대-웨이퍼 속도 안정성을 획득하는 고정된 마모성 광택 패드의 사용을 가능케 하는 CMP 장치에 대한 필요성이 존재한다. 또한, CMP 도중 오염을 감소시킬 수 있고, 웹 제거를 촉진함으로써 CMP를 개선하고; 고정된 마모성 웹 아래의 공기 버블 형성을 방지하고; CMP 도중 화학 약품의 적용을 쉽게 하고; 다양한 기판 재료를 가공하는 데 사용하도록 고정된 마모성 물품의 맞춤을 허용하며; 인덱싱(indexing)을 감소 및/또는 제거하고; CMP 도중 열을 방산하며; CMP 도중 광택 웹의 일치성을 개선하고; 고정된 마모성 요소를 컨디셔닝하고; 롤 상에 저장된 웹 재료의 양을 증가시키고; CMP를 감시하며; CMP 도중 화학 약품의 사용을 적정화하고; CMP 온도 제어를 적정화하며; CMP 도중 화학 약품을 맞추고; CMP 배출물 중 미립자를 감소시키며; 배출물 입자를 검출 및 분석하여 그 조성을 결정하고; 배출물 중 입자를 제어하여 긁힘과 디슁을 감소시키고; CMP 도중 고정된 마모성 요소의 유용한 수명을 결정하고; 고정된 마모성 물품의 수명을 적정화하며; 인덱싱을 적정화하고; 일반적으로 효율을 향상시키며, 제조 처리량을 증가시키고 CMP 비용을 감소시키는, 고정된 마모성 물품, 고정된 마모성 물품의 제조 방법, 고정된 마모성 물품을 사용하는 CMP 장치 및 고정된 마모성 물품을 사용하는 CMP 방법의 필요성이 존재한다.There is a need to extend the useful life of a fixed wear article while maintaining high wafer-to-wafer speed stability. There is also a need for a CMP device that allows for the use of fixed abrasive gloss pads that have extended lifetime and achieve high wafer-to-wafer speed stability. It can also reduce contamination during CMP and improve CMP by promoting web removal; Prevent the formation of air bubbles under the fixed abrasive web; Facilitate the application of chemicals during CMP; Allows for fitting of wearable articles fixed for use in processing various substrate materials; Reduce and / or eliminate indexing; Dissipates heat during CMP; Improve the consistency of the glossy webs during CMP; Condition fixed wear elements; Increasing the amount of web material stored on the roll; Monitor the CMP; To optimize the use of chemicals during CMP; To optimize CMP temperature control; Aligning chemicals during CMP; Reduce particulates in CMP emissions; Detect and analyze effluent particles to determine their composition; Controlling the particles in the discharge to reduce scratches and dishing; Determine the useful life of the fixed wear elements during CMP; To optimize the life of the fixed wear article; To optimize indexing; Fixed wear articles, methods of making fixed wear articles, CMP devices using fixed wear articles and CMP methods using fixed wear articles, which generally improve efficiency, increase manufacturing throughput and reduce CMP costs. The need exists.

발명의 요약Summary of the Invention

본 발명은 마모 인디케이터를 포함하는 고정된 마모성 물품 및 방법에 관한 것이다. 본 방법 및 물품은 사용자로 하여금 고정된 마모성 물품의 유용한 수명및 유용한 수명의 종말을 결정하여, 고정된 마모성 물품의 실제 사용량을, 예를 들면 최대화하는 등, 적정화할 수 있게 한다.The present invention relates to a fixed wearable article and method comprising a wear indicator. The present methods and articles allow a user to determine the useful life and end of useful life of a fixed wear article to optimize, for example, maximizing the actual usage of the fixed wear article.

고정된 마모성 물품은 기판에 대하여 마모시키거나 광택을 내는 등 작용하므로, 마모성 복합재 요소는 시간이 지남에 따라 마모 및 닳아진다. 본 발명에 따르면, 마모성 복합재 요소의 마모는 고정된 마모성 물품의 모양 또는 성질 또는 그의 기판과의 상호 작용에 변화를 일으킨다. 고정된 마모성 물품을 감시하는 것 또는 그 변화를 검출하기 위한 방법은 고정된 마모성 물품을 교체하기 위하여 고정된 마모성 물품의 수명의 적정 시점을 확인하기 위한 객관적 근거를 허용한다.The fixed abrasive article acts on the substrate, such as abrasion or gloss, such that the abrasive composite element wears and wears over time. According to the present invention, the wear of the wearable composite element causes a change in the shape or nature of the fixed wearable article or its interaction with the substrate. Monitoring the fixed wear article or a method for detecting a change allows an objective basis for ascertaining an appropriate time point in the life of the fixed wear article to replace the fixed wear article.

일반적으로 고정된 마모성 물품을 갖는 기판의 공정에서, 고정된 마모성 물품은 그 마모성 물품이 새로운 마모성 물품으로 교체되어야할지 여부를 결정하기 위해 작업을 중단하고 검사하여야 한다. 이러한 중단은 비효율적이며 본 발명의 방법과 고정된 마모성 물품을 이용하여 방지할 수 있다. 닳아진 고정된 마모성 물품의 교체가 비효율 및 중단-시간의 원인이 될 수 있는 한편, 닳아진 마모성 물품의 교체를 간과하는 것은 가공되는 기판의 손상 가능성을 나타낸다. 한편, 마모성 물품을 그 마모성 물품이 여전히 실질적인 유용한 수명을 갖는 시점에 너무 일찍 교체하는 것은 비효율의 원인이되고 마모성 물품을 완전히 사용하지 못하는 비용 뿐만 아니라 과도한 교체 동안의 추가적 중지-시간을 불필요하게 일으킴으로써 공정 비용을 증가시킨다. 본 발명은 고정된 마모성 물품의 적정한 사용을 허용하고, 고정된 마모성 물품의 공정 도중 교체되어야 할 횟수를 최소화한다.In general, in the processing of a substrate having a fixed wear article, the fixed wear article must be stopped and inspected to determine whether the wear article should be replaced with a new wear article. This interruption is inefficient and can be prevented using the method of the present invention and a fixed wear article. While replacement of worn, fixed abrasive articles can cause inefficiency and downtime, overlooking replacement of worn, worn articles represents the potential for damage to the substrate being processed. On the other hand, replacing the wear article too early at the point at which the wear article still has a substantial useful life can cause inefficiency and unnecessary costs not only for full use of the wear article, but also additional down-time during excessive replacement. Increase process costs The present invention allows for the proper use of a fixed wear article and minimizes the number of times the fixed wear article needs to be replaced during processing.

본 발명의 한 국면은 마모성 복합재 요소의 형태인 3-차원의 마모성 복합재,및 마모 인디케이터를 더 포함하는 고정된 마모성 물품에 관한 것이다.One aspect of the invention relates to a fixed wearable article further comprising a three-dimensional wearable composite in the form of a wearable composite element, and a wear indicator.

본 발명의 또하나의 국면은 기둥 소모를 나타내는 비활성의 화학적 또는 기계적 표시를 갖는 기둥을 포함하는 고정된 마모성 물품에 관한 것이다.Another aspect of the invention relates to a fixed wear article comprising a pillar having an inert chemical or mechanical indication indicative of pillar consumption.

본 출원에 걸쳐, 다음 정의들이 적용된다:Throughout this application, the following definitions apply:

"마모성 덩어리"는 복수의 마모성 입자가 하나의 미립자 덩어리 형태로 한데 결합된 것을 의미한다."Abrasive agglomerate" means that a plurality of abrasive particles are joined together in a single particulate form.

"마모성 복합재 요소"는 예를 들면 마모성 입자 및 결합제를 포함하는 질감이 있는 삼차원의 마모성 물품을 총체적으로 제공하는 복수의 형체의 하나를 의미하며, 여기에서 마모성 입자는 마모성 덩어리의 형태일 수 있다."Abrasive composite element" means one of a plurality of shapes that collectively provide a textured three-dimensional abrasive article comprising, for example, abrasive particles and a binder, wherein the abrasive particles may be in the form of abrasive mass.

본 발명은 제조 도중 여러 단계에서 반도체 웨이퍼의 표면 특성을 개선시키기 위한 비교적 낮은 비용의, 쉽게 제어가능한 방법을 제공한다. 마모성 물품은 비교적 오래-지속되도록 고안되므로, 하나의 마모성 물품이 다수의 이어지는 작업에서 사용될 수 있다.The present invention provides a relatively low cost, easily controllable method for improving the surface properties of semiconductor wafers at various stages during manufacturing. Since the wear article is designed to be relatively long-lasting, one wear article can be used in many subsequent operations.

본 발명의 다른 특징, 장점 및 구성은 이하의 도면 및 본 발명의 바람직한 구현예의 기재로부터 더 잘 이해될 것이다.Other features, advantages and configurations of the present invention will be better understood from the following drawings and description of preferred embodiments of the present invention.

본 발명은 화학적 기계적 광택(CMP)을 위한, 반도체 장치의 제조에 특히 응용가능한 고정된 마모성 물품에 관한 것이다.The present invention relates to a fixed wear article that is particularly applicable to the manufacture of semiconductor devices for chemical mechanical gloss (CMP).

도 1 내지 도 10은 여러 가지 고정된 마모성 물품에 관한 것이다.1-10 relate to various fixed abrasive articles.

고정된 마모성 물품은 작업편의 표면으로부터, 특히 적절한 작업 유체의 존재 하에 물질을 제거할 수 있는 마모성 물품이다. 바람직한 고정된 마모성 물품은마모성 복합재를 포함하는 종류의 것일 수 있다. 마모성 복합재는 고정된 마모성 물품의 기술 분야에 공지되어 있으며, 중합체 물질, 상 분리된 중합체 물질 또는 이들 중 하나 또는 둘다와 무기 또는 중합체 마모성 입자와 같은 마모성 입자와의 조합을 포함할 수 있다. 그 예로서, 마모성 복합재는 결합제 및 결합제에 걸쳐 분산된 선택적인 무기 마모성 입자를 포함할 수 있다. 또다른 예로서, 마모성 복합재는, 하나의 상이 마모성 입자로서 작용하는 분리된 상을 갖는 중합체 물질을 포함할 수 있다.A fixed abrasive article is an abrasive article capable of removing material from the surface of the workpiece, especially in the presence of a suitable working fluid. Preferred fixed wear articles can be of the type comprising a wearable composite. Abrasive composites are known in the art of fixed abrasive articles and may include a combination of polymeric materials, phase separated polymeric materials or one or both of them with abrasive particles such as inorganic or polymeric abrasive particles. By way of example, the abrasive composite can include a binder and optional inorganic abrasive particles dispersed throughout the binder. As another example, an abrasive composite may include a polymeric material having a separate phase in which one phase acts as the abrasive particle.

고정된 마모성 물품은 사용 도중 생성될 수 있는 것 외에는 부착되지 않은 마모성 입자가 실질적으로 존재하지 않는 일체화된 마모성 물품일 수 있다. 바람직하게는, 고정된 마모성 물품은 "3차원의", "질감을 가진", "침식성의" 또는 이들의 조합인 것일 수 있다. "3차원의" 고정된 마모성 물품은, 평탄화 도중 입자들의 일부를 제거하는 것이 추가의 마모성 입자를 노출시키도록, 그 두께의 적어도 일부에 걸쳐 분산된 마모성 입자를 갖는 고정된 마모성 물품이다. "질감을 가진" 고정된 마모성 물품은 적어도 올라온 부분은 마모성 입자 및 결합제를 갖는, 올라온 부분과 우묵한 부분을 갖는 고정된 마모성 물품이다. "침식성의" 고정된 마모성 물품은 사용 조건 하에서 제어된 방식으로 붕괴되는 고정된 마모성 물품이다.A fixed wear article may be an integrated wear article that is substantially free of unattached wear particles other than those that may be produced during use. Preferably, the fixed abrasive article may be "three-dimensional", "textured", "erosive", or a combination thereof. A “three-dimensional” fixed abrasive article is a fixed abrasive article having abrasive particles dispersed over at least a portion of its thickness such that removing some of the particles during planarization exposes additional abrasive particles. A “textured” fixed wear article is a fixed wear article having raised portions and recessed portions, at least the raised portions having abrasive particles and binders. An “erosive” fixed abrasive article is a fixed abrasive article that collapses in a controlled manner under conditions of use.

본 발명의 고정된 마모성 물품은, 정밀한-모양을 가진 마모성 복합재를 만드는 데 사용되는 금형 공동의 역상인 성형된 형태를 가지며 상기 마모성 복합재가 금형으로부터 제거된 후에도 유지되는, "정밀한-모양을 가진" 마모성 복합재인 마모성 복합재를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 정밀한-모양을 가진 마모성 물품의마모성 복합재는, 본 명세서에 참고문헌으로 도입되는 미국 특허 제 5,152,917 호(Pieper 등)에 기재된 바와 같이, 마모성 물품이 사용되기 전에는 형태의 노출된 표면 상에 돌출된 마모성 입자가 실질적으로 없다.The fixed abrasive article of the present invention has a "fine-shaped" shape that is in the reversed-molded form of the mold cavity used to make the fine-shaped abrasive composite and is retained even after the abrasive composite is removed from the mold. It may include an abrasive composite that is an abrasive composite. Preferably, the wear composite of the fine-shaped abrasive article is placed on the exposed surface of the form before the abrasive article is used, as described in US Pat. No. 5,152,917 (Pieper et al.), Incorporated herein by reference. Substantially free of abrasive particles protruding into it.

고정된 마모성 물품은 마모성 기술 분야에 공지되어 있고, 예를 들면 미국 특허 제 5,692,950 호(Rutherford 등), 미국 특허 제 5,820,450 호(Calhoun), 미국 특허 제 5,453,312 호(Haas 등), 미국 특허 제 5,454,844 호(Hibbard 등), 미국 특허 제 5,958,794 호(Bruxvoort 등), WO 98/49723 (Kaisaki) 및 미국 특허 제 5,014,468 호(Ravipati 등)에 기재되어 있으며, 이들 각각의 전체 개시는 참고문헌으로 본 명세서에 도입된다.Fixed wear articles are known in the wear technology and are described, for example, in US Pat. No. 5,692,950 (Rutherford et al.), US Pat. No. 5,820,450 (Calhoun), US Pat. No. 5,453,312 (Haas et al.), US Pat. (Hibbard et al.), US Pat. No. 5,958,794 (Bruxvoort et al.), WO 98/49723 (Kaisaki) and US Pat. No. 5,014,468 (Ravipati et al.), The entire disclosures of each of which are incorporated herein by reference. do.

고정된 마모성 물품용 결합제는 고정된 마모성 물품의 분야에 일반적으로 공지되어 있으며, 결합제로 유용한 다양한 물질이 상업적으로 입수가능하다. 결합제는 사용하기 위한 마모성 입자를 함유할 수 있는 중합체 물질일 수 있고, 하나 이상의 반응 화학으로부터 제조될 수 있다. 바람직한 결합제는 유기 중합체 수지, 예를 들면 열경화성 수지와 같은 중합가능한 수지로부터 제조될 수 있다. 바람직한 수지의 예로서 아크릴레이트 및 메타크릴레이트 중합체 수지를 들 수 있다. 적절한 결합제의 또다른 종류는 유기 중합체 내에 콜로이드성 금속 산화물 입자를 포함하는 세라머(ceramer) 결합제가다.Binders for immobilized wear articles are generally known in the field of immobilized wear articles, and various materials useful as binders are commercially available. The binder may be a polymeric material that may contain abrasive particles for use and may be prepared from one or more reaction chemistries. Preferred binders can be prepared from polymerizable resins such as organic polymer resins, for example thermosetting resins. Examples of preferred resins include acrylate and methacrylate polymer resins. Another class of suitable binders is ceramer binders comprising colloidal metal oxide particles in an organic polymer.

바람직하게는, 마모성 복합재는 침식성일 수 있다. 침식성은 마모성 물품으로부터 마모성 입자가 제거되어 새로운 마모성 입자를 노출시키는 결과를 가져오므로 바람직하다. 마모성 물품이 3차원인 것이 바람직할 수 있으므로, 새로운 마모성 입자의 풍부한 공급이 보장될 것이다. 마모성 복합재가 침식성이 아닐 경우, 마모성 입자는 사용 도중 마모성 물품으로부터 적절하게 방출되지 않을 수 있고, 이러한 경우에는 새로운 마모성 입자가 노출되지 않을 것이다. 마모성 피복이 너무 침식성이 클 경우, 마모성 입자는 너무 신속하게 방출되어 바람직한 제품 수명에 비해 더 짧은 수명을 갖는 마모성 물품의 결과를 가져올 수 있다.Preferably, the wear composite may be erosive. Erosion is desirable because the abrasive particles are removed from the abrasive article, resulting in the exposure of new abrasive particles. Since it may be desirable for the abrasive article to be three dimensional, a rich supply of new abrasive particles will be ensured. If the abrasive composite is not erosive, the abrasive particles may not be adequately released from the abrasive article during use, in which case new abrasive particles will not be exposed. If the abrasive coating is too corrosive, the abrasive particles may be released too quickly resulting in an abrasive article having a shorter lifetime compared to the desired product life.

특정 응용의 경우, 마모성 복합재의 침식성 정도는, 마모성 복합재 요소의 형태를 포함하는 고정된 마모성 물품 및 작업편의 표면 질감; 고정된 마모성 물품 및 작업편 사이의 압력 및 공정 도중 액체의 사용 여부를 포함하는 사용 조건; 및 기판의 조성을 포함하는 다양한 요인들의 함수일 수 있다.For certain applications, the degree of erosion of the wear composite may include the surface texture of the fixed wear article and the workpiece, including the form of the wear composite element; Conditions of use, including the pressure between the fixed abrasive article and the workpiece and whether liquid is used during the process; And the composition of the substrate.

침식성을 촉진하기 위해, 결합제는, 가소제를 함유하지 않는 동일한 고정된 마모성 물품에 비하여 고정된 마모성 물품의 침식성을 증가시키기에 충분한 양의 가소제를 함유하는 것이 바람직하다. 바람직하게는, 상기 결합제는 가소제와 수지의 합한 중량을 기준으로 약 25 중량% 이상의 가소제(더욱 바람직하게는, 약 40% 내지 약 75 중량% 사이)를 포함한다. 바람직한 가소제는 프탈레이트 에스테르 및 그의 유도체이다. 예를 들면 미국 특허 제 5,958,794 호를 참고하라.In order to promote erosion, the binder preferably contains an amount of plasticizer sufficient to increase the erosion of the fixed abrasive article as compared to the same fixed abrasive article that does not contain a plasticizer. Preferably, the binder comprises at least about 25% by weight plasticizer (more preferably, between about 40% and about 75% by weight) based on the combined weight of the plasticizer and the resin. Preferred plasticizers are phthalate esters and derivatives thereof. See, for example, US Pat. No. 5,958,794.

마모성 입자는, 마모성 물품의 특정 조성(예, 결합제), 마모성 물품으로 가공하도록 고안된 작업편, 및 공정 도중 사용이 의도되는 액체의 유무와 같은 요인들에 따라, 마모성 물품에 유용할 임의의 크기, 조성 또는 형태일 수 있다. 일반적으로, 약 5 마이크로미터 이하의 평균 입자 크기를 갖는 마모성 입자가 바람직하다. 더욱 바람직한 것은 약 1 마이크로미터 이하의 마모성 입자, 특히 약 0.5 마이크로미터 이하의 것이다.The abrasive particles can be of any size that will be useful for the abrasive article, depending on factors such as the particular composition of the abrasive article (eg, the binder), the workpiece designed to be processed into the abrasive article, and the presence or absence of liquid intended to be used during the process, It may be in composition or form. Generally, abrasive particles having an average particle size of about 5 micrometers or less are preferred. More preferred are abrasive particles of about 1 micrometer or less, particularly about 0.5 micrometer or less.

예를 들면 반도체 웨이퍼(특히 웨이퍼 표면이 이산화 규소-함유 표면과 같은 금속 산화물-함유 표면인)와 같은 작업편의 표면의 손상을 방지하여야 할 특정 응용에서, 마모성 입자는 약 8 이하의 모오스 경도 값을 갖도록 선택될 수 있다. 바람직한 마모성 입자의 예로서, 산화 세륨(ceria)과 같은 금속 산화물 재료로 만들어진 입자를 들 수 있다. 마모성 입자의 다른 예로서 미국 특허 제 5,958,794 호, 컬럼 19, 6-40 행(Bruxvoort 등) 및 WO 98/49723(Kaisaki)을 참고하라.In certain applications where, for example, semiconductor wafers (especially where the wafer surface is a metal oxide-containing surface such as silicon dioxide-containing surface) must be protected from damage to the surface of the workpiece, the abrasive particles may have a MOS hardness value of about 8 or less. May be chosen to have. Examples of preferred abrasive particles include particles made of a metal oxide material such as ceria oxide. As other examples of abrasive particles, see US Pat. No. 5,958,794, columns 19, lines 6-40 (Bruxvoort et al.) And WO 98/49723 (Kaisaki).

마모성 복합재는 마모성 입자와 조합하여 다른 입자들, 예를 들면 충진재 입자를 고정된 마모성 물품 분야에 알려진 양으로 함유할 수도 있다. 충진재 입자의 예로서, 탄산염(예, 탄산 칼슘), 규산염(예, 마그네슘 실리케이트, 알루미늄 실리케이트, 칼슘 실리케이트 및 이들의 조합), 및 이들의 조합을 들 수 있다. 플라스틱 충진재 입자도 사용될 수 있다.Abrasive composites may contain other particles, such as filler particles, in combination with abrasive particles in amounts known in the art of fixed abrasive articles. Examples of the filler particles include carbonates (eg calcium carbonate), silicates (eg magnesium silicate, aluminum silicate, calcium silicate and combinations thereof), and combinations thereof. Plastic filler particles may also be used.

마모성 복합재 요소는 원통형, 입방체형, 잘린 원통형, 삼각기둥형, 원뿔형, 원뿔대형, 사각뿔대형, 십자형, 편평한 상단면을 갖는 기둥-모양, 반구형 및 이들의 조합을 포함하는 바람직한 형태를 갖는 임의의 유용한 양각 또는 음각의 형태 또는 모양을 가질 수 있다. 상기 요소의 적절한 크기 및 모양 또한 고정된 마모성 물품 분야의 숙련된 작업자에 의해 잘 파악되고 이해될 것이다. 일반적으로 마모성 복합재 요소의 유용한 형태는 선택된 작업편을 유용하게 마모 또는 광택낼 임의의 형태, 바람직하게는 삼차원의 침식성 요소의 형태일 수 있다. 바람직하게는, 실질적으로 모든 마모성 복합재 요소가 같은 모양을 갖는다.The wearable composite element can be any useful type having a desirable shape including cylindrical, cuboid, truncated cylindrical, triangular, conical, truncated, square pyramid, cross, pillar-shaped with flat top face, hemispherical and combinations thereof. It may have the form or shape of an embossed or intaglio. Appropriate size and shape of the elements will also be well understood and understood by those skilled in the art of fixed wear articles. In general, a useful form of the wearable composite element may be any form that will usefully wear or polish the selected workpiece, preferably in the form of a three-dimensional erosive element. Preferably, substantially all wearable composite elements have the same shape.

마모성 복합재 요소는 서로 직접 맞닿아 있거나 공간을 두고 떨어져 있을 수 있다. 예를 들면, 그들은 서로로부터 공간을 두고 떨어져 있는 연장된 봉우리들의 형태, 예를 들면 인접하는 마모성 복합재 봉우리 요소들 사이에 채널이 형성되는 형태로 제공될 수 있다. 각각의 마모성 복합재 요소는 안감에 대하여 바람직하게는 실질적으로 같은 방향을 가질 수 있다.The wear composite elements may be in direct contact with each other or spaced apart. For example, they may be provided in the form of elongated peaks spaced apart from one another, for example in the form of a channel between adjacent wearable composite peak elements. Each wearable composite element may preferably have substantially the same orientation with respect to the lining.

정밀한-형태를 갖는 패턴의 형태로 배열된 복수의 마모성 복합재 요소를 포함하는 고정된 마모성 물품이 바람직하다. 모든 요소는 실질적으로 같은 높이, 가장 바람직하게는 약 250 미크론 이하의 높이를 갖는 것이 바람직하다.Preference is given to a fixed wearable article comprising a plurality of wearable composite elements arranged in the form of a fine-shaped pattern. All elements preferably have substantially the same height, most preferably no greater than about 250 microns.

고정된 마모성 물품은 오래 지속되는 것, 예를 들면 적어도 2, 바람직하게는 적어도 5, 더욱 바람직하게는 적어도 20, 가장 바람직하게는 적어도 30 회의 평탄화 공정을 완결할 수 있는 것이 바람직하다. 마모성 물품은 바람직하게는 양호한 절단 속도를 제공하여야 한다. 또한, 마모성 물품은 수용할 만한 평탄성, 표면 마무리 및 최소의 디슁을 갖는 예를 들면 반도체 웨이퍼의 가공된 작업편을 제공할 수 있는 것이 바람직하다. 당업자에 의해 잘 알 수 있듯이, 상기 고정된 마모성 물품을 제조하는 데 사용되는 재료, 바람직한 질감 및 공정은 상기 기준에 부합되는지 여부에 모두 영향을 준다.It is desirable that the fixed abrasive article be able to complete a long lasting, for example at least 2, preferably at least 5, more preferably at least 20, most preferably at least 30 planarization process. The abrasive article should preferably provide a good cutting speed. It is also desirable for the abrasive article to be able to provide a machined workpiece of, for example, a semiconductor wafer with acceptable flatness, surface finish and minimal dishing. As will be appreciated by those skilled in the art, the materials, preferred textures and processes used to make the fixed wearable articles all influence whether or not the above criteria are met.

고정된 마모성 물품은, 공지된 바와 같이 안감을 함유하는 것이 바람직할 수 있다. 그러한 물품의 한 예를 도 10에 도시한다. 일반적으로, 마모성 입자는 결합제에 분산되어 안감에 접착된 마모성 복합재를 형성한다. 도 10을 참고하면, 마모성 물품(50)은 전면(58)을 갖는 안감(59)을 포함한다. 마모성 복합재(57)는 전면(58) 상에 부착된다. 고정된 마모성 물품(50)은 질감을 가지며 3차원이고, 복수의 침식성 마모성 복합재 요소(54)를 포함한다. 상기 고정된 마모성 물품의 상부 표면, 즉, 마모성 복합재 요소(54)를 포함하는 면을 갖는 고정된 마모성 물품의 측이 일반적으로 마모성 표면(52)이라 언급될 것이다. 도면에서, 마모성 복합재 요소(54)는 사각뿔이다. 인접한 마모성 복합재 요소 사이에 우묵한 부분 또는 골(53)이 있다. 마모성 복합재 요소의 두번째 열이 첫번째 열로부터 파생된 2 열 이상의 사각뿔형 마모성 복합재 요소가 보여진다. 마모성 복합재 요소(54)는 결합제(55)에 분산된 복수의 마모성 입자(56)를 포함한다. 각 마모성 복합재(54)의 가장 바깥 점(51)은 공정 도중 먼저 작업편과 접촉하고, 공정이 진행되면서 마모성 복합재 요소는 안감(59)을 향하여 실질적으로 균일하게 마모 또는 침식되어진다.The fixed wear article may preferably contain a lining, as is known. One example of such an article is shown in FIG. Generally, the abrasive particles are dispersed in the binder to form an abrasive composite adhered to the lining. Referring to FIG. 10, the wearable article 50 includes a lining 59 having a front surface 58. Abrasive composite 57 is attached on front surface 58. The fixed abrasive article 50 is textured, three dimensional, and includes a plurality of erosive abrasive composite elements 54. The top surface of the fixed wearable article, ie the side of the fixed wearable article having a face comprising the wearable composite element 54, will generally be referred to as the wearable surface 52. In the figure, the wearable composite element 54 is a square pyramid. There are recesses or valleys 53 between adjacent wearable composite elements. Two or more rows of square pyramidal abrasive composite elements are shown in which the second row of wearable composite elements is derived from the first row. Abrasive composite element 54 includes a plurality of abrasive particles 56 dispersed in binder 55. The outermost point 51 of each abrasive composite 54 contacts the workpiece first during the process, and as the process progresses the abrasive composite element wears or erodes substantially uniformly towards the lining 59.

도 10의 고정된 마모성 물품(50)은 마모성 복합재 요소(54)의 바닥에 있는 가시적 표지이며, 그늘진 부분(60)으로 도시된 마모 인디케이터의 예를 포함한다. 마모성 복합재 요소(54)의 양이 마모 또는 침식된 후, 가시적 표지는 고정된 마모성 물품(50)의 상부(마모된) 표면에서 눈에 보이게 된다.The fixed wearable article 50 of FIG. 10 is a visible mark at the bottom of the wearable composite element 54 and includes an example of a wear indicator shown by the shaded portion 60. After the amount of wearable composite element 54 has been worn or eroded, the visible label is visible at the top (weared) surface of the fixed wearable article 50.

선택적으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 고정된 마모성 물품은 별도의 안감을 필요로 하지 않는다. 도 3은 일반적인 마모성 표면(606)을 구성하는 질감을 가진 마모성 표면(602)를 갖는 질감을 가진 3차원의 마모성 몸체를 포함하며, 마모성 입자(601)이 결합제(603)에 분산되어 있는 복수의 사각뿔-형의 마모성 복합재(604)로 구성된 일체형 구조로 제공되는 고정된 마모성 물품(600)을 나타낸다. 가시적 표지는 그늘진 면적(605)으로 표시된 바와 같이 마모 인디케이터으로서 포함되어 있다.Optionally, as shown in FIG. 3, a fixed wear article does not require a separate lining. 3 includes a three-dimensional wearable body having a textured wearable surface 602 having a textured surface that constitutes a general wearable surface 606, wherein the plurality of wearable particles 601 are dispersed in a binder 603. Represents a fixed wearable article 600 provided in an integral structure consisting of a square pyramid-shaped abrasive composite 604. The visible mark is included as a wear indicator as indicated by the shaded area 605.

마모성 물품의 구현예는 예를 들면 마모성 원판의 형태로 원형의 모양이거나; 본 마모 기술 분야에서 마모성 테이프 롤이라고 일반적으로 부르는 마모성 롤이거나; 끝이 없는 마모성 벨트의 형태일 수 있다.Embodiments of a wearable article are in the shape of a circle, for example in the form of a wearable disc; An abrasive roll commonly referred to in the field of wear technology as an abrasive tape roll; It may be in the form of an endless wear belt.

마모 인디케이터를 이용하는 고정된 마모성 물품의 마모 측정Wear Measurement of Fixed Wear Items Using Wear Indicators

본 발명의 고정된 마모성 물품은, 예를 들면 고정된 마모성 물품의 유용한, 편리한, 적정의, 또는 과도한 마모 정도를 측정하기 위해, 고정된 마모성 물품의 마모 또는 남아 있는 유용한 수명을 측정할 수 있게 한다. 바람직한 방법에서, 이는 작업편의 가공 도중에 수행될 수 있고, 정체 상태의 고정된 마모성 물품을 보기 위해 공정을 중단할 필요가 없이; 즉, 고정된 마모성 물품을 작업편과의 접촉으로부터 옮길 목적으로 공정을 중단하지 않고, 고정된 마모성 물품의 작동을 혹시 중단시키지 않고 고정된 마모성 물품 및 그것이 받은 마모의 양을 볼 수 있게 한다. 상기 고정된 마모성 물품은 고정된 마모성 물품이 새로운 고정된 마모성 물품으로 교체되어야 할지 여부 및 교체할 때를 결정할 수 있게 한다. 적정 양의 마모 후 고정된 마모성 물품을 교체하는 것은 고정된 마모성 물품을 너무 많이 사용함으로써 기판을 손상할 가능성을 없애주고, 고정된 마모성 물품이 교체되는 회수를 최소화시켜 효율을 창출함으로써, 시간이 경과함에 닳아진 고정된 마모성 물품을 교체하는 데 필요한 공정 중단 시간의 총량을 감소시킨다.The fixed abrasive article of the present invention allows for measuring the wear or remaining useful life of the fixed abrasive article, for example to determine the useful, convenient, proper, or excessive degree of wear of the fixed abrasive article. . In a preferred method, this can be carried out during the processing of the workpiece, without having to interrupt the process to see the stationary, abraded article; That is, it is possible to see the fixed abrasive article and the amount of wear it receives without interrupting the process for the purpose of transferring the fixed abrasive article from contact with the workpiece and without interrupting the operation of the fixed abrasive article. The fixed wear article allows to determine whether and when the fixed wear article should be replaced with a new fixed wear article. Replacing a fixed abrasive article after an appropriate amount of wear eliminates the possibility of damaging the substrate by using too much of the fixed abrasive article and minimizes the number of times the fixed abrasive article is replaced, thereby creating efficiency Reduce the total amount of process downtime required to replace a fixed wear item that is worn out in a bin.

마모 인디케이터는 물품 내에 고안되어 사용 도중 고정된 마모성 물품 내에 측정가능한 변화를 일으키며, 고정된 마모성 물품 또는 공정에서 사용 도중 변화를측정하기 위해 사용될 수 있는 고정된 마모성 물품의 성분, 특징, 모양 또는 디자인으로, 고정된 마모성 물품이 마모를 경험하여 고정된 마모성 물품의 일부를 남기는 유용한 마모성 복합재의 양이 감소된 것을 나타낸다. 물리적 구성 또는 조성의 면에서, 마모 인디케이터는 그의 고정된 마모성 물품 내로의 조성, 위치 또는 도입이 그러한 성분, 특징, 모양 또는 디자인의 통상의 조성, 위치 또는 도입과 상이한, 고정된 마모성 물품의 성분, 특징, 모양 또는 디자인일 수 있고; 마모 인디케이터는 전형적으로 결합제, 마모성 입자 등과 같은 고정된 마모성 물품의 통상적인 성분은 아닐 것이나, 그의 고정된 마모성 물품 내 위치, 디자인 또는 도입이 고정된 마모성 물품의 마모 시에 검출가능한 변화를 생성하도록 고안될 경우, 상기 고정된 마모성 물품의 그러한 특징이 마모 인디케이터으로 간주될 수 있다.The wear indicator is a component, feature, shape, or design of a fixed wearable article that is designed in the article to produce a measurable change in the fixed wearable article during use and that can be used to measure the change during use in a fixed wearable article or process. In other words, the fixed wear article experiences wear and the amount of useful wear composite that leaves a portion of the fixed wear article is reduced. In terms of physical configuration or composition, the wear indicator is a component of a fixed wear article, whose composition, location or introduction into its fixed wear article is different from the usual composition, location or introduction of such components, features, shapes or designs, Can be a feature, a shape or a design; Abrasion indicators will typically not be typical components of fixed abrasive articles such as binders, abrasive particles, and the like, but their position, design, or introduction within the fixed abrasive articles is designed to produce detectable changes in the wear of the fixed abrasive articles. If so, such a feature of the fixed wearable article can be considered a wear indicator.

바람직한 마모 인디케이터가 고정된 마모성 물품의 상기 여타 통상적으로 필요한 물질 및 특징, 예를 들면 필요한 결합제 및 마모성 물질에 가하여 진다. 바람직한 마모 인디케이터의 예는 착색제 또는 염료; 어떤 형태의 방사에 대하여 투명하거나 굴절율로써 측정될 수 있는 투명 재료; 자기 또는 금속성 물질과 같은 검출가능한 물질; 예를 들면 화학 반응이나 pH 변화를 통하여 직접 또는 간접적으로 화학적으로 검출가능한 물질과 같이, 고정된 마모성 물품 또는 고정된 마모성 물품을 사용하는 방법의 시각적 성질에 영향을 주는 물질의 사용을 수반하거나, 또는 마모 인디케이터는 일정 양의 마모가 일어난 후 시각적으로 또는 달리 검출가능하게 되는 고정된 마모성 물품 중의 공극 또는 구멍과 같은 고정된 마모성 물품의 모양 또는 형태일 수 있거나, 또는 고정된 마모성 물품의 마모와 함께 변화될 공정의물리적 특징 또는 또다른 공정 변수를 감시하기 위해 사용될 수 있다.Preferred wear indicators are applied to the above other commonly required materials and features of the fixed wearable article, such as the necessary binders and wear materials. Examples of preferred wear indicators include colorants or dyes; Transparent materials that are transparent to any form of radiation or can be measured as refractive index; Detectable materials such as magnetic or metallic materials; Involves the use of a fixed abrasive article or a material that affects the visual properties of a method of using a fixed abrasive article, such as, for example, chemically detectable directly or indirectly through chemical reactions or pH changes, or The wear indicator may be in the shape or shape of a fixed wearable article, such as a void or a hole in a fixed wearable article that becomes visually or otherwise detectable after a certain amount of wear has occurred, or changes with the wear of a fixed wearable article. It can be used to monitor the physical characteristics of the process to be processed or another process variable.

마모 인디케이터는 임의의 화학적, 물리적, 기계적, 전기적 또는 다른 원리에 따라 작동할 수 있다. 그 예로서 다음을 들 수 있다: 마모 인디케이터는 축전기 또는 다른 전기용량의, 유도의, 저항의 또는 전도성 장치(예, 마모 인디케이터가 상기 장치들 중의 하나이거나 그 성질을 갖는 경우 또는 상기 장치 또는 관련된 원리의 어느 것에 의해 검출될 수 있다면)와 같은 전기적 장치를 이용하는 전기의 원리; 고정된 마모성 물품, 마모 인디케이터, 또는 작업편이나 공정 중 사용되는 액체를 도입하는 등의 고정된 마모성 물품을 사용하는 공정의 다른 성분 또는 국면에서 색상 또는 굴절율의 변화를 감시함에 의한 광학의 원리; 예를 들면 자기 마모 막대, 자기 필름, 자기 분말, 자기 페인트 또는 임의의 다른 자기 물질과 같은 자기 마모 인디케이터의 사용에 의한 자성에 관한 원리; 고정된 마모성 물품과 작업편 사이의 마찰에 관계된 원리, 즉 고정된 마모성 물품이 마모를 경험하고 마모성 복합재가 침식됨에 따라, 고정된 마모성 물품과 기판 사이의 이동하는 마찰력이 증가 또는 감소되어 쉽게 측정될 수 있는 운동 토크의 증가 또는 감소의 결과를 가져오는 원리(예, 마모 인디케이터과 고정된 마모성 물품 사이의 접촉이 고정된 마모성 물품과 기판 사이의 마찰의 양을 증가 또는 감소시킬 수 있다)를 이용하여 작동할 수 있거나; 또는, 상기 마모 인디케이터는 작업편과 접촉 시에 작업편에 노이즈 또는 예를 들면 긁힘과 같은 더 이상의 마모를 생성함으로써 (이러한 선택은 그들이 기판을 손상할 수 있을 경우에는 바람직하지 않을 것이지만) 작동할 수 있다. 사용될 작동 원리의 선택 및 고정된 마모성 물품의 선택된 성분은 작업편, 가공 장치, 공정의 원하는 정밀도, 작업편 또는 고정된 마모성 물품의 치수와 같은 다수의 요인에 의존할 수 있다.The wear indicator may operate according to any chemical, physical, mechanical, electrical or other principle. By way of example, the wear indicators may be: A wear indicator may be a capacitor or other capacitive, inductive, resistive or conductive device (eg, when the wear indicator is one of or has properties of the device or the device or a related principle). The principle of electricity using an electrical device such as, if any can be detected by; Principles of optics by monitoring changes in color or index of refraction in other components or aspects of the process of using a fixed wear article, such as introducing a fixed wear article, a wear indicator, or a workpiece or liquid used in the process; Principles relating to magnetism by the use of magnetic wear indicators such as, for example, magnetic wear rods, magnetic films, magnetic powders, magnetic paints or any other magnetic material; The principle related to friction between a fixed wear article and a workpiece, i.e., as the fixed wear article experiences wear and the wear composite is eroded, the moving friction between the fixed wear article and the substrate increases or decreases and is easily measured. Operation using a principle that results in an increase or decrease in the possible kinetic torque (e.g., the contact between the wear indicator and the fixed wearable article may increase or decrease the amount of friction between the fixed wearable article and the substrate). Or can; Alternatively, the wear indicator may operate by creating further wear, such as noise or, for example, scratching the work piece upon contact with the work piece (though this option would be undesirable if they could damage the substrate). have. The choice of the principle of operation to be used and the selected components of the fixed abrasive article may depend on a number of factors such as the workpiece, processing equipment, desired precision of the process, dimensions of the workpiece or fixed abrasive article.

일반적으로, 예를 들면 시각적 광학을 이용하는 등의 쉽게 및 시각적으로 관찰될 수 있는 특징에 관련된 마모 인디케이터가 바람직할 수 있다. 예를 들면, 마모 인디케이터는 고정된 마모성 물품의 마모와 함께 일어나는 고정된 마모성 물품의 시각적 성질의 변화 원리에 입각하여 작동될 수 있다.In general, wear indicators related to easily and visually observable features, such as using visual optics, may be desirable. For example, the wear indicator can be operated on the basis of the principle of change in the visual properties of the fixed wear article that occurs with the wear of the fixed wear article.

상기 변화는 수명 및 고정된 마모성 물품의 사용에 걸쳐 측정 및 감시될 수 있는 점진적 변화일 수 있거나, 일정량의 마모 후 나타나는 시각적 표지와 같이 돌연한, 신속한, 또는 갑작스런 시각적 변화일 수 있거나, 고정된 마모성 물품의 표면으로부터 표지가 돌연히 닳아 없어질 때까지 눈에 보이는 것일 수 있다.The change can be a gradual change that can be measured and monitored over the life and use of a fixed abrasive article, or can be a sudden, rapid, or sudden visual change, such as a visual marker that appears after a certain amount of wear, or a fixed wearability It may be visible until the label suddenly wears off from the surface of the article.

더욱 일반적으로, 예시적인 마모 인디케이터는 고정된 마모성 물품의 특징 또는 성질이 고정된 마모성 물품이 마모됨에 따라 변화하도록 하는 것들을 포함한다. 그 변화가 점진적이건 갑작스런 것이건, 마모 인디케이터는 그 변화가 고정된 마모성 물품의 마모 정도에 상호연관될 수 있는 예측가능하고 검출가능하며 측정가능한 방식으로 고정된 마모성 물품의 특징 또는 성질이 변화하도록 하는 것이 바람직하다. 이러한 종류의 마모 인디케이터는 고정된 마모성 물품이 마모됨에 따라, 특히 고정된 마모성 물품의 마모성 복합재 요소가 마모되거나 침식됨에 따라 검출가능하거나 검출가능하지 않게 됨으로써, 또는 비교적 더 또는 덜 검출가능하게 됨으로써, 고정된 마모성 물품이 마모 인디케이터의 존재에 기초한 검출가능한 변화를 경험하거나 일으키게 하여 작동할 수 있다. 이러한 마모 인디케이터는 특히 고정된 마모성 물품이 마모되어 마모 인디케이터과 작업편 사이에 접촉을 허용하는 경우에, 고정된 마모성 물품의 시각적 특성에 고정된 마모성 물품의 사용 및 마모에 따른 예측가능한 변화를 일으키는 방식으로 고정된 마모성 물품 내에 도입된 시각적 안료, 착색제, 염료 등과 같은 적절히 위치한 시각적 표지일 수 있다.More generally, exemplary wear indicators include those in which the characteristics or properties of a fixed wear article change as the fixed wear article wears. Whether the change is gradual or abrupt, the wear indicator causes the change or characteristic of the fixed wear article to change in a predictable, detectable and measurable manner that can be correlated to the degree of wear of the fixed wear article. It is preferable. This kind of wear indicator is fixed by being fixed or not detectable as the fixed wearable article wears, especially as the wearable composite element of the fixed wearable article wears or erodes, or is relatively more or less detectable. Can be operated by causing or causing a wearable article to experience or cause a detectable change based on the presence of a wear indicator. Such wear indicators are designed in such a way that the visual properties of the fixed wear article and the use of the fixed wear article and the predictable change due to wear, in particular when the fixed wear article wears, permits contact between the wear indicator and the workpiece. And appropriately positioned visual labels, such as visual pigments, colorants, dyes, etc., incorporated into the fixed wear article.

하나의 구체적인 예로서, 고정된 마모성 물품은 마모성 복합재 요소 위에, 예를 들면 마모성 표면의 적어도 일부 위에, 또는 전체 마모성 표면 위에, 착색된 층의 형태로 시각적 마모 인디케이터를 포함할 수 있다. 도 4에 도시된 고정된 마모성 물품(620)은 착색된 층(622), 예를 들면 사각뿔 형태의 마모성 복합재 요소 위에 도포된 페인트를 포함한다. 마모성 복합재 요소는 고정된 마모성 물품 상에 남아 있는 마모 인디케이터의 양이 고정된 마모성 물품의 사용 및 마모와 함께 변화(즉, 감소)되며, 그 변화가 측정가능할 수만 있다면 임의의 모양의 것일 수 있다. 바람직한 모양은 마모성 표면이 보여질 때 색상 변화를 경험할, 도 15에 나타낸 바와 같은 사각뿔 또는 봉우리와 같은 적어도 하나의 비-수직인 마모 표면을 포함할 수 있다. 다른 실시예는 반구형 요소, 원뿔형 요소 및 심지어는 원기둥형 요소, 특히 착색된 층으로 피복될 경우 점차적으로 또는 돌연히 고정된 마모성 물품의 사용 도중 색상이 변할, 상부(shoulder), 선반, 고리 또는 예를 들면 계단 또는 경사와 같은 비수직 표면의 다른 형태를 포함한다.As one specific example, a fixed wear article may include a visual wear indicator in the form of a colored layer on the wear composite element, for example on at least a portion of the wear surface, or over the entire wear surface. The fixed wearable article 620 shown in FIG. 4 includes a paint applied over a colored layer 622, for example, a wearable composite element in the form of a square pyramid. The wearable composite element changes (ie, decreases) with the use and wear of the fixed wearable article, and the amount of wear indicator remaining on the fixed wearable article can be of any shape as long as the change can be measurable. Preferred shapes may include at least one non-vertical wear surface, such as square pyramids or peaks, as shown in FIG. 15, which will experience color change when the wear surface is shown. Another embodiment is a shoulder, shelf, ring or example that may change color during the use of a hemispherical element, conical element and even cylindrical element, in particular a wear item that is gradually or suddenly fixed when it is covered with a colored layer. And other forms of non-vertical surfaces such as stairs or slopes.

마모 인디케이터의 또다른 형태의 예는 고정된 마모성 물품의 일정량이 사용되어 닳아 없어진 후 시각적으로 되는 시각적 안료, 착색제 또는 염료 등과 같은 시각적 표지이다. 시각적 표지는 고정된 마모성 물품의 사용 및 마모와 함께 시각적 마모 인디케이터를 보여지도록 할 수 있는 임의의 방식으로 고정된 마모성 물품 내에 도입될 수 있다.Another example of a wear indicator is a visual label, such as a visual pigment, colorant, or dye, which is visualized after a certain amount of a fixed, wearable article is used and wears off. The visual label can be introduced into the fixed wearable article in any manner that can cause the visual wear indicator to be shown with the use and wear of the fixed wearable article.

이러한 종류의 마모 인디케이터의 구체적인 예로서, 마모 인디케이터으로 하여금 일정의 마모성 복합재 요소가 마모되거나 침식된 후 시각적으로 또는 달리 검출가능하게 (또는 비교적 더 또는 덜 시각적이거나 검출가능하게) 될 수 있게 하는 위치에 존재하는 마모 인디케이터를 포함한다. 도 1은 마모성 복합재 요소(4)를 기둥의 형태로 포함하는 예시적 마모성 물품(2)을 도시한다. 마모성 복합재 요소(4)는 결합제 및 마모성 입자(마모성 입자는 구체적으로 나타내지 않음) 및 시각적 표지, 예를 들면 요소(4)의 하부(10)에 위치한 시각적 염료를 포함한다. 사용 도중, 시각적 마모 인디케이터를 함유하지 않은 요소의 부분(6), 즉 시각적 마모 표지를 함유하는 부분 10 위의 부분은 마모되어 침식될 것이다. 그러한 침식이 시각적 마모 표지가, 도 1의 선(8)으로 표시된 처음 존재하는 마모성 복합재 요소의 수준까지 내려오면, 마모 인디케이터는 보이게 된다. 그 때 마모성 물품은 새로운 마모성 물품으로 교체될 수 있다. 시각적 마모 인디케이터는 이와 같은 고정된 마모성 물품의 마모성 복합재 요소의 하나, 여러 개 또는 모두에, 예를 들면 원 또는 선과 같은 패턴으로, 또는 고정된 마모성 물품의 모든 마모성 복합재 요소 내에 존재할 수 있다.As a specific example of a wear indicator of this kind, a wear indicator may be placed in a position that allows a wearable composite element to be visually or otherwise detectable (or relatively more or less visual or detectable) after it has been worn or eroded. Includes wear indicators present. 1 shows an exemplary wearable article 2 comprising an abrasive composite element 4 in the form of a column. The wearable composite element 4 comprises a binder and wearable particles (abrasive particles not specifically shown) and a visual label, for example a visual dye located at the bottom 10 of the element 4. During use, the portion 6 of the element not containing the visual wear indicator, ie the portion above the portion 10 containing the visual wear indicator, will wear and erode. When such erosion is brought down to the level of the first existing wearable composite element indicated by the line 8 in FIG. 1, the wear indicator is visible. The wear article can then be replaced with a new wear article. The visual wear indicator may be present in one, several or all of the wearable composite elements of such fixed wear articles, for example in a pattern such as circles or lines, or in all wearable composite elements of the fixed wear articles.

도 1의 마모 인디케이터는 시각적일 필요는 없으나, 마모성 복합재 요소의 마모 후 작업편과의 접촉 시 검출가능하게 되는 임의의 물질일 수 있다. 또다른 예로서, 하부(10)은 공정 도중 하부(10)가 작업편과 접촉할 때 고정된 마모성 물품으로부터 방출될, 예를 들면 분산되거나 캡슐화된 화학약품을 포함할 수 있다. 상기 화학약품은, 예를 들면 색상 변화, pH 변화, 또는 다른 모종의 검출가능한 화학적 현상을 일으키는 또다른 물질과의 반응에 의해, 공정의 분위기에서 직접 검출가능하거나 공정의 배출물 또는 작업 유체에서 간접적으로 검출가능할 수 있다.The wear indicator of FIG. 1 need not be visual, but may be any material that becomes detectable upon contact with the workpiece after wear of the abrasive composite element. As another example, the bottom 10 may include chemicals that are to be released, for example dispersed or encapsulated, from the fixed abrasive article when the bottom 10 contacts the workpiece during the process. The chemical is detectable directly in the atmosphere of the process or indirectly in the process's discharge or working fluid, for example by reaction with another substance causing a color change, a pH change, or some other detectable chemical phenomenon. It may be detectable.

마모 인디케이터를 함유하는 마모성 복합재 요소(4)의 부분(10)의 높이는 마모 인디케이터으로 하여금 물품의 수명 도중, 원하는 양의 마모 후에 원하는 시간에 검출될 수 있도록 원하는 대로 선택될 수 있다. 이는 마모성 복합재 요소의 높이 그 자체 및 마모성 복합재 요소의 모양에 크게 의존한다. 일반적인 의미에서, 상기 마모 인디케이터는 마모성 복합재 요소의 단지 바닥 25%(높이) 내에서, 예를 들면 높이의 5 또는 10% 바닥에서 바람직하게 포함될 수 있다. 또한, 마모성 복합재 물품의 부분(10)은 필요에 따라 마모성 입자를 포함하거나 포함하지 않을 수 있다. 이러한 생각은 고정된 마모성 물품에 관계된 분야의 숙련자에 의해 쉽게 이해될 것이다.The height of the portion 10 of the wearable composite element 4 containing the wear indicator can be selected as desired so that the wear indicator can be detected at the desired time during the life of the article, after the desired amount of wear. This depends largely on the height of the wearable composite element itself and on the shape of the wearable composite element. In a general sense, the wear indicator may preferably be included within only 25% (height) of the bottom of the wearable composite element, for example at a 5 or 10% bottom of the height. In addition, portion 10 of the abrasive composite article may or may not include abrasive particles as desired. This idea will be readily understood by those skilled in the art related to fixed wear articles.

마모 인디케이터의 또다른 예가 도 2에 보여진다. 상기 구현예에서는, 마모 인디케이터 요소(12)(그늘진 면적으로 표시됨), 즉 결합제 및 마모 인디케이터를 포함하는 "마모 인디케이터 복합재"가 마모성 물품(16) 중 마모성 복합재 요소(14) 사이의 공간에 위치한다. 마모 인디케이터 요소(12)는 그것이 고정된 마모성 복합재 요소의 모양 또는 조성을 취해야 할 필요가 없기 때문에, (결합제 및 마모성 또는 다른 입자들을 또한 포함할 수는 있다 할지라도) 반드시 마모성 복합재 요소의 일부일 필요는 없다. 여기에서, 마모 인디케이터 요소(12)는, 상기 실시예에서 마모성 복합재 요소(14)에 부착된 것으로 보이는, 고정된 마모성 물품의 별도 성분으로 간주될 수 있다. 마모 인디케이터 요소(12)의 상부 표면은 인접한 기둥(14)이 마모 인디케이터 요소(12)의 표면 수준까지 닳아져 내려왔을 때 기판의 표면과 접촉하게 된다. 그 때, 마모 인디케이터 요소(12)는 마모 인디케이터 요소(12)가 기판에 접촉하는 어떤 표시를 제공한다. 이러한 표시는 예를 들면 마모 인디케이터 요소(12)의 표면의 마모 시에 색상이 나타나거나 사라지는 등의 색상 변화와 같은 시각적 표시; 예를 들면 기판과 접촉 시 마모되어 없어지는 마모 인디케이터 요소의 상단 면에 피복된 자기 마모 인디케이터를 감지함; 접촉에 의해 생기는 마찰 또는 마모를 증가시킴; 배출물, 작업 유체 또는 공정 분위기 중에서 직접 또는 간접적으로 검출가능한 화학 약품과 같은 마모 인디케이터 요소(12)로부터 침식되어 나오는 또다른 종류의 물질의 존재; 또는 임의의 여타 효과적인 메카니즘에 의한 것일 수 있다. 이러한 종류의 마모 인디케이터는 고정된 마모성 물품의 마모성 표면에 걸쳐 하나 또는 다수의 상이한 지점, 예를 들면 마모성 복합재 요소 사이에 위치할 수 있다. 고정된 마모성 물품의 표면에 걸쳐 하나 또는 다수의 이러한 마모 인디케이터가 있을 수 있고, 마모 인디케이터의 일군이 사용 도중, 예를 들면 마모성 물품이 돌거나 달리 움직이는 동안 보일 수 있도록 선이나 원 같은 일정한 패턴을 선택적으로 형성할 수 있다.Another example of a wear indicator is shown in FIG. In this embodiment, the wear indicator element 12 (indicated by the shaded area), ie a "wear indicator composite" comprising a binder and a wear indicator, is located in the space between the wear composite elements 14 of the wear article 16. . The wear indicator element 12 does not necessarily need to be part of the wear composite element (although it may also include binder and wear or other particles) since it does not have to take the shape or composition of the fixed wear composite element. . Here, the wear indicator element 12 can be considered a separate component of a fixed wearable article, which in this embodiment appears to be attached to the wearable composite element 14. The upper surface of the wear indicator element 12 comes into contact with the surface of the substrate when the adjacent pillar 14 is worn down to the surface level of the wear indicator element 12. The wear indicator element 12 then provides some indication that the wear indicator element 12 contacts the substrate. Such indications include, for example, visual indications such as color changes such as color appearing or disappearing upon wear of the surface of the wear indicator element 12; Detecting, for example, a magnetic wear indicator coated on the top surface of the wear indicator element that wears off upon contact with the substrate; Increase friction or wear caused by contact; The presence of another kind of material that erodes from the wear indicator element 12, such as a chemical that can be detected directly or indirectly in the discharge, working fluid or process atmosphere; Or by any other effective mechanism. Wear indicators of this kind may be located between one or many different points, such as wearable composite elements, over the wearable surface of a fixed wearable article. There may be one or several such wear indicators across the surface of a fixed wearable article, and a certain pattern of lines or circles may be selected so that a group of wear indicators can be seen during use, for example while the wearable article is turning or otherwise moving. It can be formed as.

도 2에서, 마모성 물품(16)의 마모 인디케이터 요소(12)는 결합제를 포함하고, 및 임의의 1종 이상의 시각적 표지, 금속성 재료, 자기 재료 등, 또는 마모성 입자와 같은 마모성 물질을 포함하는 마모 인디케이터에 유용한 전술한 물질 중 임의의 것으로 구성될 수 있다. 하나의 구현예로서, 마모 인디케이터(12)의 상부 표면은 기둥(14)이 상부 표면의 수준까지 마모되어 내려올 때 닳아 없어지는 착색된 피복(도시되지 않음)으로 피복될 수 있다; 상기 마모 수준에서, 상기 착색된 피복은 닳아 없어져 고정된 마모성 물품의 색상에 변화를 일으켜 이것이 마모의 정도가 나타났음을 표시한다.In FIG. 2, wear indicator element 12 of wearable article 16 includes a binder and wear indicator comprising any one or more visual labels, metallic materials, magnetic materials, or the like, or abrasive materials such as abrasive particles. It may be composed of any of the foregoing materials useful for. In one embodiment, the top surface of the wear indicator 12 may be covered with a colored coating (not shown) that wears off when the column 14 wears down to the level of the top surface; At the wear level, the colored sheath wears away causing a change in the color of the fixed abrasive article, indicating that the degree of wear has appeared.

또다른 실시예로서, 마모 인디케이터는 고정된 마모성 물품의 공지된 위치에 삽입되어, 상기 고정된 마모성 물품이 마모됨에 따라 상기 마모 인디케이터의 상대적인 위치가 감시되어 마모성 복합재가 얼마나 마모되었는지를 감시할 수 있다. 구체적으로 그러한 마모 인디케이터는, 예를 들면 고정된 마모성 물품의 표면에 또는 그 아래에 위치하거나 고정된 마모성 물품의 층들(예, 마모성 복합재, 보조-패드, 또는 기판 또는 안감)사이에 위치한 착색된, 금속성 또는 자기 스트립 같이 검출가능한 마모 막대 또는 스트립의 형태일 수 있다. 고정된 마모성 물품이 마모됨에 따라, 마모 인디케이터과 작업편의 표면 사이의 거리가 변화(예, 감소)될 것이다. 그러한 거리는 측정 및 감시될 수 있고, 마모 막대 및 작업편 표면 사이의 일정한 거리에 도달하면, 고정된 마모성 물품은 교체될 수 있다. 상기 거리는 마모 인디케이터를 이용하여, 임의의 적절한 기술에 의해 직접 또는 간접적으로 측정될 수 있다. 하나의 예로서, 작업편 표면으로부터 자기 물질의 거리는 홀 이펙트(Hall Effect) 센서를 이용하여 측정될 수 있다. 눈금 헤드에 의해 감지되는 바와 같은 시그널 강도는 상기 거리가 가까워짐에 따라 그 크기가 커질 수 있다.As another example, a wear indicator may be inserted at a known position of a fixed wearable article such that the relative position of the wear indicator may be monitored as the fixed wearable article wears to monitor how wearable the composite is worn. . Specifically such a wear indicator is, for example, colored, positioned on or below the surface of the fixed abrasive article or between the layers of the fixed abrasive article (eg, the abrasive composite, the auxiliary-pad, or the substrate or lining), It may be in the form of a detectable wear rod or strip, such as a metallic or magnetic strip. As the fixed abrasive article wears, the distance between the wear indicator and the surface of the workpiece will change (eg, decrease). Such distance can be measured and monitored, and once a fixed distance between the wear rod and the workpiece surface is reached, the fixed wear article can be replaced. The distance can be measured directly or indirectly by any suitable technique, using a wear indicator. As one example, the distance of magnetic material from the workpiece surface can be measured using a Hall Effect sensor. Signal strength as sensed by the calibration head may increase in magnitude as the distance approaches.

상기 구현예의 예를 도 5에 나타낸다. 도면에서, 고정된 마모성 물품(630)은 삽입된 마모 막대(632)를 포함한다. 상기 마모 막대는 검출가능하고, 그 위치가 마모성 물품(630)을 통하여 결정될 수 있는 임의의 물질일 수 있다. 상기 마모 막대를 위한 유용한 재료의 예는 고정된 마모성 물품의 조성 및 마모 막대의 위치를 검출하는 데 사용된 방법에 의존할 수 있다. 몇가지 유용한 재료는 금속 재료, 자기 재료 및 상기 고정된 마모성 물품의 적어도 일부가 가시광선에 대하여 투명할 경우에는 아마도 고르게 착색된 재료를 포함한다. 도 5는 마모 막대를 보여주지만, 검출가능한 물질은 임의의 유용한 형태를 취할 수 있다. 사용에 있어서, 상기 고정된 마모성 물품은 기판(640)과 접촉하고, 마모성 복합재 요소(604)를 닳아 없어지게 하여, 이것이 마모 막대(632)와 기판(640)의 표면(638) 사이의 거리(636)를 감소시킨다. 거리(636)는 마모 막대(632)의 위치를 측정함으로써 측정될 수 있고, 이것이 마모의 양 및 고정된 마모성 물품(630)의 유용한 잔류 수명을 계속 감시하는 데 사용될 수 있다; 즉, 일정한 최소 거리에 도달할 때, 상기 고정된 마모성 물품(630)은 새로운 고정된 마모성 물품으로 교체될 수 있다.An example of this embodiment is shown in FIG. 5. In the figure, the fixed wear article 630 includes an inserted wear rod 632. The wear rod is detectable and can be any material whose location can be determined through the wearable article 630. Examples of useful materials for the wear rods may depend on the composition of the fixed wear article and the method used to detect the position of the wear rods. Some useful materials include metallic materials, magnetic materials and perhaps evenly colored materials if at least a portion of the fixed wearable article is transparent to visible light. 5 shows the wear bars, the detectable material can take any useful form. In use, the fixed abrasive article contacts the substrate 640 and wears away the abrasive composite element 604, which is the distance between the wear rod 632 and the surface 638 of the substrate 640. 636). The distance 636 can be measured by measuring the position of the wear rod 632, which can be used to continue to monitor the amount of wear and the useful remaining life of the fixed wear article 630; That is, when a certain minimum distance is reached, the fixed wearable article 630 can be replaced with a new fixed wearable article.

마모 인디케이터의 또다른 예시적 종류는, 존재하지만 고정된 마모성 물품의 일정 양이 마모된 후, 특히 마모성 복합재 요소의 마모 후 닳아 없어져 마모 인디케이터가 검출될 수 있도록 하는 위치에서 고정된 마모성 물품 중에 포함되는 마모성 마모 인디케이터가다. 마모성 마모 인디케이터의 예는 마모성 시각적 표지, 자기 또는 금속성 페인트 또는 다른 물질, 또는 고정된 마모성 물품의 표면에 또는 고정된 마모성 물품 내의 원하는 깊이에 위치한 임의의 다른 검출가능한 및 마모가능한 물질일 수 있다.Another exemplary type of wear indicator is included in a fixed wear article in a position such that after a certain amount of a fixed but wearable article is worn out, in particular after wear of the wearable composite element, the wear indicator can be detected. Abrasion wear indicator. Examples of wearable wear indicators may be wearable visual labels, magnetic or metallic paint or other materials, or any other detectable and wearable material located at a desired depth in the surface of a fixed wearable article or in a fixed wearable article.

도 2는 고정된 마모성 물품의 표면 상의 마모성 마모 인디케이터를 도시하기 위해 사용될 수 있다. 전술하였듯이, 마모 인디케이터 요소(12)의 상부 표면은 검출가능한 착색된, 금속성 또는 자기 물질과 같은 마모성 마모 인디케이터(도시되지 않음)으로 피복될 수 있다. 고정된 마모성 물품(16)의 유용한 수명 동안, 마모성 마모 인디케이터는 존재 및 검출가능하다; 마모성 복합재 요소(14)가 상기 마모 인디케이터 요소(12)의 표면 수준까지 및 그 이상으로 마모되면, 상기 마모 인디케이터 요소(12)의 표면에 피복된 상기 마모성 마모 인디케이터가 닳아 없어져 더 이상 검출가능하지 않게 될 것이다.2 may be used to show an abrasion wear indicator on the surface of a fixed wear article. As mentioned above, the top surface of wear indicator element 12 may be covered with a wearable wear indicator (not shown), such as a detectable colored, metallic or magnetic material. During the useful life of the fixed wear article 16, the wear wear indicator is present and detectable; When the wearable composite element 14 wears to and above the surface level of the wear indicator element 12, the wear wear indicator coated on the surface of the wear indicator element 12 wears off and is no longer detectable. Will be.

도 7은 고정된 마모성 물품(618)의 표면 아래에 위치한, 예를 들면 그 안에 삽입된 마모성 마모 인디케이터를 도시한다. 마모성 마모 인디케이터(607)은 마모성 표면(602)의 아래에 위치하고, 존재하는 동안은 검출가능하도록 하지만, 마모성 복합재 요소(604)가 마모됨에 따라 닳아 없어지게 되도록 하는 깊이에서 마모성 복합재 요소(604) 내로 삽입되어 있다. 마모성 마모 인디케이터(607)의 깊이는 인디케이터(607)이 고정된 마모성 물품(600)의 수명 동안 원하는, 적정의 또는 편리한 시간에 닳아 없어지게 하는 표면(602) 아래의 깊이일 수 있다. 또한, 도 7은 세 개의 직선형 요소 또는 막대의 형태인 마모성 마모 인디케이터를 나타내지만, 임의의 수 및 임의의 크기 또는 모양이 사용될 수 있다.7 shows an abrasive wear indicator positioned below, for example, inserted into the surface of a fixed abrasive article 618. Abrasive wear indicator 607 is located under the wear surface 602 and into the wearable composite element 604 at a depth such that it is detectable while present, but wears away as the wear composite element 604 wears. It is inserted. The depth of the wear wear indicator 607 may be the depth below the surface 602 that causes the indicator 607 to wear off at a desired, appropriate or convenient time for the life of the fixed wear article 600. In addition, although FIG. 7 shows wearable wear indicators in the form of three straight elements or rods, any number and any size or shape may be used.

전술한 바와 같이, 본 발명의 어떤 구현예에서 마모는 고정된 마모성 물품의 마모성 표면(즉, "전면")을 관찰함으로써, 고정된 마모성 물품의 마모성 표면의 특성에서 관찰될 수 있는 변화를 감시함으로써 측정될 수 있다. 마모 인디케이터의 다른 구현예들은 고정된 마모성 물품의 배면, 특히 고정된 마모성 물품 및 그의 설치 중 창, 구멍 또는 다른 틈을 통해 관찰함으로써 사용될 수 있다.As noted above, in some embodiments of the present invention, the wear may be monitored by observing the wearable surface of the fixed wearable article (ie, “front”), by monitoring for changes that may be observed in the properties of the wearable surface of the fixed wearable article. Can be measured. Other embodiments of the wear indicator can be used by looking through the back of a fixed wear article, in particular through a window, a hole or other gap during fixed wear article and its installation.

고정된 마모성 물품의 배면으로부터 감시될 수 있는 마모 인디케이터의 몇가지 예는, 마모성 물품이 상기 마모 인디케이터를 감지하는 데(예, "방사선 감지") 사용되는 메카니즘에 대하여 투명하기 때문에, 또는 상기 고정된 마모성 물품에 구멍이 포함되기 때문에, 마모성 물품을 통하여 볼 수 있는 마모 인디케이터를 포함한다. 상기 설치는 또한 배면으로부터 마모 인디케이터의 감시를 허용하도록 고안되어야 한다.Some examples of wear indicators that can be monitored from the back of a fixed wearable article are because the wearable article is transparent to the mechanism used to detect the wear indicator (eg, "radiation detection"), or the fixed wearability Since the article includes a hole, it includes a wear indicator visible through the wearable article. The installation should also be designed to allow monitoring of the wear indicator from the back.

고정된 마모성 물품의 배면으로부터 관찰될 수 있는 마모 인디케이터의 한 예는 광학의 원리에 입각하여 작동하는 마모 인디케이터으로, 여기에서 고정된 마모성 물품의 마모는 고정된 마모성 물품을 통한 경로의 광학적 성질의 변화, 또는 아마도 작업편을 개질함에 있어서 고정된 마모성 물품과 함께 사용된 액체를 통하여 고정된 마모성 물품 및 작업편을 통과하는 경로의 광학적 성질의 변화 중 하나 이상의 원인이 된다.One example of a wear indicator that can be observed from the back of a fixed wear article is a wear indicator that operates on the principles of optics, where wear of a fixed wear article is a change in the optical properties of the path through the fixed wear article. Or, perhaps, in modifying the workpiece causes one or more of a change in the optical properties of the path through the workpiece and the fixed abrasive article through the liquid used with the abrasive article.

더욱 구체적으로는, 도 6에 도시된 바와 같은 고정된 마모성 물품은 고체이지만 투명한 창의 형태인 투명 마모 인디케이터(646), 예를 들면 방사선을 감지하는 종류에 대하여 투명하며, 창 및 배면을 통하여 통과할 예를 들면 빔 형태의 방사선을 감지할 수 있게 하는 틈(구멍), 유리, 폴리카보네이트 또는 다른 물질을 포함할 수 있다. 투명한 마모 인디케이터는 가시광선에 대하여 투명할 필요는 없으며, 가시광선 외의 방사선이 유용할 수 있다.More specifically, the fixed wearable article as shown in FIG. 6 is a transparent wear indicator 646 in the form of a solid but transparent window, for example transparent to the kind of sensing radiation, and may pass through the window and back. For example, it may include gaps, glass, polycarbonate or other materials that allow for the detection of beam-shaped radiation. Transparent wear indicators need not be transparent to visible light, and radiation other than visible light may be useful.

마모 인디케이터의 광학적 성질은 마모 인디케이터가 작업편에 접촉할 때 측정되도록 감시될 수 있다. 이는, 예를 들면 상기 고정된 마모성 물품(644) 아래에서 시작하여 상기 마모 인디케이터(646), 공간(642) 및 작업편(640)의 표면(638)을 통하여 상향으로 이동하는 경로(648)의 광학적 성질을 측정함으로써 수행될 수 있다. 광학적 성질은 색상 또는 굴절율 등일 수 있다. 고정된 마모성 물품(644)을 사용하는 도중, 마모성 복합재 요소(604)는 마모 인디케이터(646)과 작업편(640)의 표면(638) 사이에 거리 및 공간(642)을 유지한다. 공간(642)은 배면, 즉 고정된 마모성 물품(644)의 아래쪽으로부터 마모 인디케이터과 공간의 광학적 성질을 감시함으로써 검출될 수 있다. 마모 인디케이터(646)과 작업편 표면(638) 사이의 공간(642)은 마모 인디케이터(646)을 통해 검출될 수 있는 색상 및 굴절율 같은 광학적 성질을 나타낼 것이다. 상기 광학적 성질은 작업편의 광학적 성질 및 공정에서 사용되는 임의의 액체의 광학적 성질에 의해 영향을 받을 것이다. 상기 액체는 공간(642)에 존재할 수 있고, 공기일 수도 있으며, 이들 중 하나 또는 둘다의 존재가 선(648)을 따라 광학적 성질에 영향을 줄 것이다. 마모성 복합재 요소(604)가 마모 인디케이터(642)이 기판 표면(638)과 접촉할 정도로 닳아질 때, 공간(642)은 제거되고 선(648)을 따라서 마모 인디케이터를 통해 관찰되는 광학적 성질은 주로 작업편 표면(638)과 접촉하는 마모 인디케이터(646)의 성질일 것이므로(아마도 공기나 액체의 얇은 층을 통하여), 측정되는 광학적 성질은 예측가능한 방식으로 변화할 것이다. 상기 광학적 성질의 관찰은 고정된 마모성 물품의 마모된 양 및 남은 수명과 상호 연관될 수 있다.The optical properties of the wear indicator can be monitored to be measured when the wear indicator contacts the workpiece. This is, for example, of the path 648 starting under the fixed wearable article 644 and moving upward through the wear indicator 646, the space 642 and the surface 638 of the workpiece 640. This can be done by measuring the optical properties. Optical properties may be color or refractive index and the like. While using the fixed abrasive article 644, the abrasive composite element 604 maintains a distance and space 642 between the wear indicator 646 and the surface 638 of the workpiece 640. The space 642 can be detected by monitoring the wear indicator and the optical properties of the space from the back, i.e., the bottom of the fixed abrasive article 644. The space 642 between the wear indicator 646 and the workpiece surface 638 will exhibit optical properties such as color and index of refraction that can be detected through the wear indicator 646. The optical properties will be influenced by the optical properties of the workpiece and the optical properties of any liquid used in the process. The liquid may be present in space 642 and may be air, the presence of one or both of which will affect the optical properties along line 648. When the wearable composite element 604 wears to the extent that the wear indicator 642 contacts the substrate surface 638, the space 642 is removed and the optical properties observed through the wear indicator along the line 648 are primarily work. Since it will be a property of the wear indicator 646 in contact with the piece surface 638 (possibly through a thin layer of air or liquid), the optical properties measured will change in a predictable manner. Observation of the optical properties can be correlated with the amount of wear and remaining life of a fixed wear article.

도 8은 마모 인디케이터가 어떻게 고정된 마모성 물품의 모양, 형태 또는 디자인을 취할 수 있는지 보여준다: 예를 들면, 도면에서 마모성 복합재 또는 마모 인디케이터 복합재의 형태, 모양, 디자인은 고정된 마모성 물품 내에 고안된 공극 또는 구멍의 형태이다. 구체적으로, 고정된 마모성 물품(619)은 바닥으로부터 시작하여 고정된 마모성 물품(619)을 거쳐 부분적으로 연장되는 공극(608)을 포함한다. 공극(608) 바로 위에 위치한 마모성 복합재 요소(604)의 부분이 마모되면, 공극은 상기 고정된 마모성 물품을 통하여 눈에 보이는 구멍이 될 것이다. 이들은 시각적으로 검출되거나 고정된 마모성 물품과 기판 사이의 마찰력의 변화에 근거하여, 또는 다른 방법으로 검출될 수 있다.8 shows how a wear indicator may take the shape, shape or design of a fixed wear article: for example, the shape, shape, design of the wear composite or wear indicator composite in the figures may be defined by a void or In the form of a hole. Specifically, the fixed abrasive article 619 includes a void 608 starting from the bottom and partially extending over the fixed abrasive article 619. If a portion of the abrasive composite element 604 located just above the void 608 wears, the void will become a visible hole through the fixed abrasive article. These may be detected visually or based on a change in friction between the fixed wearable article and the substrate, or in other ways.

또다른 선택적인 구현예로서, 도시되지는 않았지만, 마모 인디케이터는 고정된 마모성 물품을 통하여 공정에 작업 유체를 도입하기 위해 사용되는 구멍의 형태를 취할 수 있다. 구멍은 상기 고정된 마모성 물품의 임의의 부분을 통하여, 예를 들면 기둥의 형태로 마모성 복합재 요소를 통하여, 또는 예를 들면 세공 또는 홈을 정의하는 마모성 복합재 요소 사이의 면적에 있을 수 있다. 이러한 유형의 마모 인디케이터는 고정된 마모성 물품의 마모 도중 변화되는 구멍에 관계된 공정 변수를 감시함으로써 사용될 수 있다. 예를 들면 상기 구멍을 통하여 흐르는 작업 유체의 압력 또는 누설율은 고정된 마모성 물품의 점차적인 마모와 함께 변화될 것이고, 고정된 마모성 물품의 마모 정도에 (공정 도중) 연관될 수 있다.As another alternative embodiment, although not shown, the wear indicator may take the form of a hole used to introduce a working fluid into the process through a fixed wear article. The hole may be in any area of the fixed abrasive article, for example through the abrasive composite element in the form of a column, or in the area between the abrasive composite elements defining the pores or grooves, for example. This type of wear indicator can be used by monitoring process variables related to the holes that change during the wear of a fixed abrasive article. For example, the pressure or leakage rate of the working fluid flowing through the aperture will change with the gradual wear of the fixed wear article and may be related to the degree of wear of the fixed wear article (during processing).

또다른 가능성으로, 마모 인디케이터는 작업편, 예를 들면, 어떤 종류의 감지 방사선에 대하여 투명한 작업편 또는 고정된 마모성 물품, 작업편, 공정에 수반되는 액체 또는 이들의 조합을 보게 하는 구멍 또는 틈을 포함하는 작업편을 통하여 감시될 수 있는 종류의 것일 수 있다. 투명한 작업편의 예는 다이아몬드 광택 기술을 이용하여 윤을 낸 텔레비전 화면과 같은 유리 작업편이다. 점차적으로 또는 갑작스럽게, 나타나거나 약해지거나 사라짐으로써 색상을 변화시키는 시각적 마모 인디케이터가 투명 기판과 함께 특히 유용할 수 있으나, 다른 종류의 마모 인디케이터도 유용할 것이다.In another possibility, the wear indicator may be provided with a hole or gap to see a workpiece, for example a workpiece or stationary wearable article, workpiece, liquid involved in the process, or a combination thereof, that is transparent to any kind of sensing radiation. It may be of a kind that can be monitored through the containing workpiece. An example of a transparent workpiece is a glass workpiece, such as a television screen, polished using diamond polish technology. Gradually or suddenly, visual wear indicators that change color by appearing, weakening, or disappearing may be particularly useful with transparent substrates, but other types of wear indicators may also be useful.

고정된 마모성 물품 내에 도입되는 마모 인디케이터의 다른 구현예들은 전술한 개시로부터 자명할 것이며, 상기 개념 및 구체적 제품 구현예 또는 기타의 하나 이상을 포함할 수 있을 것이다. 예를 들면, 마모 인디케이터는 마모성 복합재 요소의 각종 유용한 모양과 크기 중 임의의 것을 갖는 마모성 복합재 요소의 바닥에서 표지의 형태이거나, 임의의 형태를 갖는 마모성 복합재 요소 사이에 위치한 성분으로서 존재할 수 있다.Other embodiments of a wear indicator introduced into a fixed wear article will be apparent from the foregoing disclosure, and may include one or more of the above concepts and specific product embodiments or the like. For example, the wear indicator may be in the form of a label at the bottom of the wear composite element having any of a variety of useful shapes and sizes of wear composite elements, or as a component located between the wear composite elements having any form.

고정된 마모성 물품은 작업편(때로는 "기판"이라고도 칭함)의 표면을 개질하는데 사용될 수 있다. 상기 고정된 마모성 물품을 사용하는 몇가지 방법은 전술한 기재로부터 자명하지만, 이하의 보다 구체적인 실시예에 관계된다.Fixed abrasive articles can be used to modify the surface of a workpiece (sometimes referred to as a "substrate"). Several methods of using the fixed wear article are apparent from the foregoing description, but relate to the following more specific embodiments.

작업편은 가공될, 예를 들면, 고정된 마모성 물품을 이용하여 마모될, 광택을 낼, 또는 달리 개질될 수 있는 임의의 작업편일 수 있다. 바람직한 공정은 반도체의 표면의 개질을 수반하지만, 특히 화학적 기계적 광택의 방법을 반드시 수반할 필요는 없다.The workpiece can be any workpiece to be processed, for example, to be abraded, polished, or otherwise modified using a fixed abrasive article. Preferred processes involve modification of the surface of the semiconductor, but do not necessarily involve a method of chemical mechanical gloss.

반도체 기판은 반도체 웨이퍼와 같은 미세 전자 장치를 포함할 수 있다. 반도체 웨이퍼는 실질적으로 순수한 표면 또는 피복 또는 다른 물질로 가공된 표면을 포함할 수 있다. 구체적으로, 반도체 웨이퍼는 공백의 웨이퍼(즉, 금속화된 및 절연된 면적과 같은 지형학적 특징을 첨가할 목적의 가공 이전의 웨이퍼) 또는 가공된 웨이퍼(즉, 웨이퍼 표면에 지형학적 특징을 첨가하기 위한 하나 이상의 가공 단계를 수행한 후의 웨이퍼)의 형태일 수 있다. "가공된 웨이퍼"라는 용어는 웨이퍼의 전체 노출된 표면이 같은 물질(예, 이산화 규소)로 만들어진 "덮개(blanket)" 웨이퍼를 포함하나 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 방법이 유용할 수 있는 하나의 분야는 반도체 웨이퍼의 노출된 표면이 하나 이상의 금속 산화물-함유 면적, 예를 들면 이산화 규소-함유 면적을 포함하는 경우이다.The semiconductor substrate may include a microelectronic device such as a semiconductor wafer. The semiconductor wafer may comprise a substantially pure surface or a surface processed with a sheath or other material. Specifically, a semiconductor wafer may be a blank wafer (i.e., a wafer prior to processing for the purpose of adding topographical features such as metallized and insulated areas) or a processed wafer (i.e. adding topographical features to the wafer surface. Wafers after carrying out one or more processing steps. The term "machined wafer" includes, but is not limited to, a "blanket" wafer, wherein the entire exposed surface of the wafer is made of the same material (eg, silicon dioxide). One area in which the method may be useful is where the exposed surface of the semiconductor wafer includes one or more metal oxide-containing areas, such as silicon dioxide-containing areas.

작업편 표면을 개질하기 위해 처리 전의 작업편 표면보다 더 "평탄한" 및/또는 더 "균일한" 및/또는 덜 "거친" 표면을 획득하는 것이 일반적으로 바람직하다. 원하는 특정 정도의 "평탄성", "거침성" 및/또는 "균일성"은 그 작업편이 거치게 될 임의의 이어지는 가공 단계의 성질 뿐만 아니라 개개의 작업편 및 그 작업편이 의도하는 응용에 따라 변할 수 있다. 그러나, 일반적으로, "평탄성", "거침성" 및/또는 "균일성"을 측정하는 몇 가지 공지의 방법이 있다.It is generally desirable to obtain more "flat" and / or more "uniform" and / or less "rough" surfaces than the workpiece surface prior to treatment to modify the workpiece surface. The particular degree of "flatness", "roughness" and / or "uniformity" desired can vary depending on the nature of any subsequent machining step that the workpiece will be subjected to, as well as the individual workpiece and the intended application of the workpiece. . In general, however, there are several known methods for measuring "flatness", "roughness" and / or "uniformity".

고정된 마모성 물품을 이용하여 작업편 표면을 개질하는 방법은 공지되어 있으며, 일반적으로 작업편과 고정된 마모성 물품을 원하는 압력 및 그들 사이의 상대적 운동, 예를 들면 회전식, 직선형 또는 다른 운동을 이용하여 접촉시키는 것을 포함한다.Methods of modifying a workpiece surface using a fixed abrasive article are known and generally employ the workpiece and the fixed abrasive article using a desired pressure and relative movement therebetween, for example, rotary, straight or other movements. Contacting.

예를 들면 평탄화 공정과 같은 특정의 방법이 작업편 및 고정된 마모성 물품과 접촉하는 액체를 이용하여 수행될 수 있는데, 상기 액체는 작업편에 역영향을 주거나 이를 손상하지 않고 원하는 평탄화를 제공하도록 작업편의 조성에 기초하여 선택된다.Certain methods, such as, for example, a planarization process, can be performed using a liquid in contact with the workpiece and the fixed abrasive article, the liquid being operated to provide the desired planarization without adversely affecting or damaging the workpiece. It is selected based on the composition of the bias.

상기 액체는 고정된 마모성 물품과 조합되어, 화학적 기계적 광택 공정을 통해 공정에 기여할 수 있다. 예를 들면, SiO₂의 화학적 광택은 액체 중 염기성 화합물이 SiO₂와 반응하여 수산화 규소의 표면 층을 형성할 때 일어난다. 마모성 물품이 표면으로부터 금속 수산화물을 제거할 때 기계적 공정이 일어난다.The liquid can be combined with a fixed abrasive article to contribute to the process through a chemical mechanical polishing process. For example, chemical glow of SiO ₂ occurs when forming the surface layer of the silicon hydroxide is a basic compound in the liquid reacts with the SiO _2. Mechanical processes occur when the abrasive article removes metal hydroxides from the surface.

액체의 pH는 작업편을 개질함에 있어서 마모성 물품의 성능에 영향을 줄 수 있고, 평탄화될 작업편 표면의 화학적 조성 및 지형학을 포함하는 성질에 기초하여 원하는 대로 선택될 수 있다. 작업편이 역시 금속 산화물(예, 이산화 규소)을 함유하는 실리콘 웨이퍼 표면을 포함하는 경우, 상기 액체는 5 보다 큰, 바람직하게는 6 보다 큰, 더욱 바람직하게는 10 보다 큰 pH를 갖는 수성 매질일 수 있다. 10.5 내지 14.0 범위의, 예를 들면 약 10.5 내지 12.5의 pH가 바람직할 수 있다. 구리 작업편과 함께 사용하기 적절한 화학의 예가 Kaisaki의 WO 98/49723, 및 양수인의 함께 계류중인 1999년 3월 10일에 출원된 미국 특허 출원 제 09/266,208 호에 기재되어 잇으며, 이들은 본 명세서에 참고문헌으로 도입된다.The pH of the liquid can affect the performance of the abrasive article in modifying the workpiece and can be selected as desired based on properties including the topography and the chemical composition of the workpiece surface to be planarized. If the workpiece also comprises a silicon wafer surface that also contains a metal oxide (eg, silicon dioxide), the liquid may be an aqueous medium having a pH of greater than 5, preferably greater than 6, more preferably greater than 10. have. A pH in the range of 10.5 to 14.0, for example about 10.5 to 12.5, may be desirable. Examples of chemistry suitable for use with copper workpieces are described in WO 98/49723, Kaisaki, and US Patent Application No. 09 / 266,208, filed March 10, 1999, which is pending with the assignee, which are herein incorporated by reference. Is incorporated by reference.

금속 산화물-함유 웨이퍼 표면 개질에 사용하기 적절한 액체 매질의 예로서 수산화 칼륨, 수산화 나트륨, 수산화 암모늄, 수산화 리튬, 수산화 마그네슘, 수산화 칼슘, 수산화 바륨과 같은 수산화물 화합물을 함유하는 수용액, 및 아민 등과 같은 화합물을 함유하는 염기성 조성물을 들 수 있다. 염기성 액체 매질은 예를 들면 수산화 칼륨과 수산화 리튬의 혼합물 같은 2 종 이상의 염기성 물질을 함유할 수도 있다. 금속 수산화물-함유 액체 매질의 예는 수산화 칼륨 농도가 약 0.1 내지 0.5%(예, 약 0.25%)인 탈이온수 또느 증류수 중 수산화 칼륨 용액이다.Examples of liquid media suitable for use in metal oxide-containing wafer surface modification include compounds such as aqueous solutions containing hydroxide compounds such as potassium hydroxide, sodium hydroxide, ammonium hydroxide, lithium hydroxide, magnesium hydroxide, calcium hydroxide, barium hydroxide, and amines, and the like. The basic composition containing these is mentioned. The basic liquid medium may contain two or more basic substances such as, for example, a mixture of potassium hydroxide and lithium hydroxide. An example of a metal hydroxide-containing liquid medium is a solution of potassium hydroxide in deionized or distilled water having a potassium hydroxide concentration of about 0.1 to 0.5% (eg, about 0.25%).

상기 액체는, 특히 반도체 웨이퍼의 표면을 개질함에 있어서, 화학적 에칭제를 또한 포함할 수 있다. 이론에 구애되기를 원치 않지만, 화학적 에칭제가 반도체 웨이퍼의 가장 바깥 표면을 "공격"하고 아마도 이와 반응하는 것으로 이론화된다. 다음 마모성 물품은 반도체 웨이퍼의 가장 바깥 표면 상에 결과적으로 형성된 물질을 제거한다. 화학적 에칭제의 예로서 강산(예, 황산, 플루오르화 수소산 등) 및 산화제(예, 과산화물)를 들 수 있다.The liquid may also comprise a chemical etchant, especially in modifying the surface of the semiconductor wafer. While not wishing to be bound by theory, it is theorized that chemical etchant “attack” and perhaps react with the outermost surface of a semiconductor wafer. The abrasive article then removes the resulting material on the outermost surface of the semiconductor wafer. Examples of chemical etchants include strong acids (eg, sulfuric acid, hydrofluoric acid, etc.) and oxidants (eg, peroxides).

상기 액체는 바람직하다면 고정된 마모성 물품의 표면의 붕괴를 도움으로써 침식성을 증가시키고 사용 도중 고정된 마모성 물품의 침식성 및 침식 속도를 증가시킬 수 있다. 예를 들면, 상기 고정된 마모성 물품이 수용성 결합제 또는 목재 펄프와 같은 수분-민감성 충진재를 함유하는 마모성 복합재를 포함할 경우, 수분-함유 액체 매질은 물에 용해되거나 마모성 피복 내로 흡수됨으로써 고정된 마모성 물품의 침식성을 향상시킬 것이다.The liquid can, if desired, assist in the collapse of the surface of the fixed abrasive article to increase erosion and increase the erosion and erosion rate of the fixed abrasive article during use. For example, if the fixed abrasive article comprises an abrasive composite containing a water-sensitive filler such as a water soluble binder or wood pulp, the moisture-containing liquid medium is dissolved in water or absorbed into the abrasive coating to fix the abrasive article. Will improve the erosion.

상기 액체는 또한 계면활성제, 습윤제, 완충액, 방청제, 윤활제, 비누 등과 같은 첨가제를 함유할 수 있다. 이들 첨가제는 작업편 표면의 손상을 방지하면서 바람직한 장점을 제공하도록 선택된다. 예를 들면, 윤활제가 평탄화 도중 고정된마모성 물품과 반도체 웨이퍼 표면 사이의 마찰을 감소시키기 위해 포함될 수 있다. 무기 미립자가 상기 액체에 또한 포함될 수 있다. 이들 무기 미립자는 절단 속도에 도움을 줄 수 있다. 이러한 무기 미립자의 예로서, 실리카, 지르코니아, 탄산 칼슘, 산화 크롬, 산화 세륨, 세륨 염(예, 질산 세륨), 석류석, 규산염 및 이산화 티탄을 들 수 있다. 이들 무기 미립자의 평균 입자 크기는 약 1,000 옹스트롬 미만, 바람직하게는 약 500 옹스트롬 미만, 더욱 바람직하게는 약 250 옹스트롬 미만이어야 한다.The liquid may also contain additives such as surfactants, wetting agents, buffers, rust inhibitors, lubricants, soaps and the like. These additives are selected to provide desirable advantages while preventing damage to the workpiece surface. For example, lubricants may be included to reduce the friction between the fixed wearable article and the semiconductor wafer surface during planarization. Inorganic particulates may also be included in the liquid. These inorganic particulates can help the cutting speed. Examples of such inorganic fine particles include silica, zirconia, calcium carbonate, chromium oxide, cerium oxide, cerium salts (e.g., cerium nitrate), garnet, silicate and titanium dioxide. The average particle size of these inorganic particulates should be less than about 1,000 angstroms, preferably less than about 500 angstroms, more preferably less than about 250 angstroms.

상기 액체의 양은, 예를 들면 반도체 웨이퍼의 표면으로부터 금속 수산화물 침착물의 제거를 돕기 위해, 특정 기판과 함께 유용하도록 충분한 것이 바람직하다.The amount of liquid is preferably sufficient to be useful with a particular substrate, for example to assist in the removal of metal hydroxide deposits from the surface of the semiconductor wafer.

작업편의 공정이 완결된 후, 작업편은 원하는 대로 가공될 수 있다: 예를 들면 반도체 웨이퍼를 당 분야에 공지된 방법을 이용하여 일반적으로 닦는다.After the processing of the workpiece is completed, the workpiece can be processed as desired: for example, the semiconductor wafer is generally wiped using methods known in the art.

작업편의 표면을 개질하는 데 사용되는 동안, 상기 고정된 마모성 물품은 바람직하게는 보조-패드에 고정될 수 있다. 보조-패드는 상기 고정된 마모성 물품을 작업편에 접촉시키는 것을 포함하는 작업편의 공정을 허용하며, 여기에서 작업편 표면과 고정된 마모성 물품 사이의 접촉 압력(즉, 총 웨이퍼 배면 압력)은 특정 마모성 물품에 적어도 부분적으로 의존한다. 일반적으로, 상기 접촉 압력은 약 10 psi를 넘지 않는 것이 바람직하다.While used to modify the surface of the workpiece, the fixed wear article can preferably be secured to the sub-pad. The sub-pad allows processing of the workpiece including contacting the fixed abrasive article to the workpiece, wherein the contact pressure between the workpiece surface and the fixed abrasive article (ie, total wafer back pressure) is determined to be of particular wearability. Depends at least in part on the article. In general, the contact pressure preferably does not exceed about 10 psi.

본 발명에 따르면, 작업편의 표면을 개질하기 위해 고정된 마모성 물품을 이용하는 방법은 고정된 마모성 물품의 사용, 남은 수명 또는 교환 필요성을 감시하기 위해 마모 인디케이터를 사용할 수 있게 한다. 고정된 마모성 물품은 고정된 마모성 물품 상에 마모의 한계량이 나타난 것을 표시하는 변화를 검출하기 위한 임의의 방식으로 감시될 수 있다. 변화의 예로서, 시각적 성질 또는 기타 시각적, 광학적 또는 비-시각적 성질에 의한 검출가능성과 같은, 마모 인디케이터의 형태 또는 성질의 변화를 들 수 있다. 구체적으로, 상기 마모 인디케이터는 예를 들면 특히 마모성 복합 요소가 마모 인디케이터가 기판과 접촉할 정도로 혹은 그와 인접하도록 닳아진 후; 노이즈, 추가된 마찰, 긁힘 또는 작업편의 표면의 마모에 의해 측정되거나, 시각적 표시에 의한 마모 인디케이터과 작업편 사이의 단순한 접촉; 상기 고정된 마모성 물품의 형태나 성질의 변화, 예를 들면 그 색상 또는 평균 색상의 변화; 마모 인디케이터의 위치를 측정할 때 마모 인디케이터으로부터 최소의 거리 미만에 있는 기판의 경우 작업편과 마모 인디케이터 사이의 거리 또는 공간의 변화 등의 후에 시각적으로 검출가능해질 수 있다.According to the present invention, the method of using a fixed wear article to modify the surface of the workpiece allows the use of wear indicators to monitor the use of the fixed wear article, remaining life or the need for replacement. The fixed wear article may be monitored in any manner to detect a change that indicates a threshold amount of wear on the fixed wear article. Examples of changes include changes in the shape or properties of wear indicators, such as detectability by visual or other visual, optical or non-visual properties. Specifically, the wear indicator may be for example worn after the wearable composite element is worn such that the wear indicator is in contact with or adjacent the substrate; Simple contact between the wear indicator and the workpiece, as measured by noise, added friction, scratches, or abrasion of the surface of the workpiece, or by visual indication; A change in shape or property of the fixed wearable article, for example a change in its color or average color; Substrates that are less than the minimum distance from the wear indicator when measuring the position of the wear indicator may be visually detectable after a change in distance or space between the workpiece and the wear indicator, and the like.

구체적인 예로서, 마모 인디케이터는 염료와 같은 시각적 표지일 수 있고, 상기 고정된 마모성 물품을 이용하는 공정은 상기 고정된 마모성 물품의 마모성 표면을 시각적으로 감시하는 것을 포함할 수 있다. 이는 상기 마모성 물품을 작업편과의 접촉으로부터 옮김으로써, 또는, 바람직하게는, 사용 도중 및 상기 물품이 작업편과 접촉을 유지하며 작업편의 공정을 계속하는 동안 마모성 물품을 시각적으로 감시하기 위한 메카니즘을 수립함으로써 수행될 수 있다. 바람직하게는, 사용 도중 상기 마모성 물품의 연속적인 감시는 예를 들면 선택적으로 작업편의 움직임과 함께, 벨트가 롤러 주위로 이동하며 벨트의 표면이 작업편과 접촉하는, 벨트 형태의 고정된 마모성 물품을 이용하여 수행될 수 있다. 이러한 가공 방법은 고정된 마모성 물품을 이용하는 공정 분야에 공지되어 있고 잘 알려져 있다. 상기 마모성 물품 벨트의 전체 표면이 사용 도중 작업편과 접촉하지는 않기 때문에, 상기 벨트는 시각적으로 감시될 수 있고, 상기 시각적 마모 인디케이터가 눈에 보이게 될 때, 상기 벨트는 교환될 수 있다. 시각적 감시는 작업자에 의해 수행될 수 있거나 전자적으로 수행될 수 있다.As a specific example, the wear indicator may be a visual label, such as a dye, and the process using the fixed wear article may include visually monitoring the wear surface of the fixed wear article. This provides a mechanism for visually monitoring the wearable article by removing the wearable article from contact with the workpiece, or, preferably, during use and while the article maintains contact with the workpiece and continues processing of the workpiece. By establishing it. Preferably, continuous monitoring of the wearable article during use provides for a fixed, wearable article in the form of a belt, for example with the movement of the workpiece, the belt moving around the rollers and the surface of the belt contacting the workpiece. It can be performed using. Such processing methods are known and well known in the field of processing using fixed abrasive articles. Since the entire surface of the wearable article belt does not contact the workpiece during use, the belt can be monitored visually and when the visual wear indicator becomes visible, the belt can be replaced. Visual monitoring may be performed by an operator or may be performed electronically.

도 9는 본 발명의 고정된 마모성 물품을 이용하여 반도체 웨이퍼를 평탄화하기 위한 단순화된 장치를 도시한다. 도시된 유형의 장치 및 장치의 수많은 변형 및 다른 종류가 광택 패드 및 유리된 마모성 슬러리와 함께 사용하기 위해 공지되어 있다. 적절한 시판되는 장치의 예는 IPEC/WESTECH(Phoenix, AZ 소재)로부터 시판되는 CMP 기계이다.9 illustrates a simplified apparatus for planarizing a semiconductor wafer using the fixed abrasive article of the present invention. Numerous variations and other types of devices and types of devices shown are known for use with glossy pads and liberated abrasive slurries. An example of a suitable commercial device is a CMP machine commercially available from IPEC / WESTECH (Phoenix, AZ).

도 9에서 나타나듯이, 장치(30)는 모터(도시되지 않음)에 연결된 헤드 단위(31)를 포함한다. 척(chuck, 32)이 헤드 단위(31)로부터 연장된다: 이러한 척의 예는 짐벌(gimbal) 척이다. 척(32)은 바람직하게는 상이한 힘과 추축을 수용하도록 디자인되어, 상기 고정된 마모성 물품이 웨이퍼 상에서 바람직한 표면 마무리 및 평탄성을 유지할 수 있도록 한다.As shown in FIG. 9, the device 30 includes a head unit 31 connected to a motor (not shown). A chuck 32 extends from the head unit 31: an example of such a chuck is a gimbal chuck. The chuck 32 is preferably designed to accommodate different forces and axes so that the fixed wear article can maintain the desired surface finish and flatness on the wafer.

척(31)의 말단에 반도체 웨이퍼(34)를 헤드 단위(31)에 고정시키는 것을 돕고 반도체 웨이퍼가 평탄화 도중 이동하는 것을 막기 위한 웨이퍼 홀더(33)가 있다.At the end of the chuck 31 is a wafer holder 33 to help secure the semiconductor wafer 34 to the head unit 31 and to prevent the semiconductor wafer from moving during planarization.

웨이퍼 홀더(33)가 회전하는 속도는 특정 장치, 평탄화 조건, 마모성 물품및 원하는 평탄화 기준에 의존할 것이다. 그러나 일반적으로 웨이퍼 홀더(33)는 약 2 내지 약 1,000 rpm, 전형적으로 약 5 내지 약 500 rpm, 바람직하게는 약 10 내지 약 300 rpm, 더욱 바람직하게는 약 30 내지 약 150 rpm 사이에서 회전한다. 웨이퍼 홀더가 너무 느리게 또는 너무 빠르게 회전하는 경우에는 원하는 절단 속도가 수득될 수 없다.The speed at which the wafer holder 33 rotates will depend on the particular device, planarization conditions, abrasive article, and desired planarization criteria. Generally, however, wafer holder 33 rotates between about 2 to about 1,000 rpm, typically about 5 to about 500 rpm, preferably about 10 to about 300 rpm, more preferably about 30 to about 150 rpm. If the wafer holder rotates too slowly or too fast, the desired cutting speed cannot be obtained.

웨이퍼 홀더(33)는 원형의 방식으로 회전할 수 있다. 선택적으로, 웨이퍼 홀더(33)이 회전할 때, 웨이퍼 홀더는 예를 들면 원형 나선형, 8자, 코르크스크류 타입, 또는 다른 균일한, 불균일한 또는 랜덤한 방식으로 왕복 또는 진동할 수 있다. 바람직하게는, 고정된 마모성 물품(39)의 크기는 웨이퍼 홀더(33)의 크기보다 크고, 더 나아가서, 상기 공정은 웨이퍼 홀더(33)가 고정된 마모성 물품(39)에 대하여 이동하고 상기 고정된 마모성 물품 표면(42)의 상이한 면적과 접촉하도록, 상기 고정된 마모성 물품(39)와 웨이퍼 홀더(33) 사이에 움직임을 포함한다. 고정된 마모성 물품(39)과 웨이퍼 홀더(33)의 상대적 크기는, 상기 고정된 마모성 물품의 표면적의 일부가 작업편과 접촉하지 않고, 따라서 보이는 상태를 유지하도록 충분할 수 있다. 보이는 면적을 감시할 수 있다.The wafer holder 33 can rotate in a circular manner. Optionally, when the wafer holder 33 rotates, the wafer holder may reciprocate or oscillate, for example in a circular spiral, eight-character, corkscrew type, or other uniform, non-uniform or random manner. Preferably, the size of the fixed abrasive article 39 is larger than the size of the wafer holder 33, furthermore, the process moves relative to the fixed abrasive article 39 where the wafer holder 33 is fixed and fixed. A movement between the fixed wearable article 39 and the wafer holder 33 to contact different areas of the wearable article surface 42. The relative size of the fixed abrasive article 39 and the wafer holder 33 may be sufficient so that a portion of the surface area of the fixed abrasive article does not contact the workpiece and thus remains visible. You can monitor the visible area.

고정된 마모성 물품은 전형적으로 약 10 내지 200 cm, 바람직하게는 약 20 내지 150 cm, 더욱 바람직하게는 약 25 내지 100 cm 사이의 직경을 갖는다. 마모성 물품은 약 5 내지 10,000 rpm 사이, 전형적으로 약 10 내지 1000 rpm 사이, 바람직하게는 약 10 내지 250 rpm 사이에서 회전할 수 있다. 반도체 웨이퍼 및 상기 고정된 마모성 물품이 둘다 같은 방향으로 회전하는 것이 바람직하다. 그러나, 반도체 웨이퍼 및 고정된 마모성 물품은 반대 방향으로도 회전할 수 있다.Fixed wear articles typically have a diameter between about 10 and 200 cm, preferably between about 20 and 150 cm, more preferably between about 25 and 100 cm. The abrasive article may rotate between about 5 and 10,000 rpm, typically between about 10 and 1000 rpm and preferably between about 10 and 250 rpm. It is preferred that both the semiconductor wafer and the fixed wear article rotate in the same direction. However, the semiconductor wafer and the fixed abrasive article can also rotate in the opposite direction.

장치(30)는 마모성 표면(42)을 갖는 고정된 마모성 물품(39)를 고정시키는 바닥 단위(41)을 가질 수 있다. 보조-패드(40)는 바닥 단위(41)에 연결되어 고정된 마모성 물품(39)에 부착된다. 일반적으로, 상기 보조-패드는 평탄화 도중 상기 고정된 마모성 물품이 전체 반도체 웨이퍼 표면을 평탄화하도록 탄력적이어야 한다. 보조-패드는 폴리우레탄 발포체와 같이 조화되는 물질로 만들어지는 것이 바람직하다.The device 30 may have a floor unit 41 that secures a fixed wearable article 39 having an abrasive surface 42. The sub-pad 40 is connected to the floor unit 41 and attached to the fixed abrasive article 39. In general, the sub-pad should be resilient so that the fixed wear article flattens the entire semiconductor wafer surface during planarization. The sub-pad is preferably made of a compatible material, such as a polyurethane foam.

본 방법의 바람직한 구현예는 다음과 같을 수 있다. 마모성 복합재 요소가 복수의 마모성 입자 및 결합제를 포함하는, 안감에 접착된 복수의 마모성 복합재 요소를 포함하는 3차원의 질감을 가진 고정된 마모성 물품이 제공된다. 마모 인디케이터는 시각적 표지, 예를 들면 하나 이상의 마모성 복합재 요소의 바닥에 존재하는 염료와 같은 다양한 형태 중 임의의 것으로, 소정량의 마모성 복합재 요소가 사용 도중 닳아지거나 침식된 후에 보이게 되는 양 및 위치에서 포함된다.Preferred embodiments of the method may be as follows. A fixed wear article having a three-dimensional texture is provided that includes a plurality of wearable composite elements adhered to the lining, wherein the wearable composite element comprises a plurality of wearable particles and a binder. Abrasion indicators are any of a variety of forms, such as visual markers, for example, dyes present at the bottom of one or more wearable composite elements, including in amounts and locations where a certain amount of wearable composite element is visible after wear or erosion during use. do.

보조-패드는 상기 고정된 마모성 물품의 배면에 부착되어 일반적으로 함께 연장된다. 보조-패드는 약 100 MPa 미만의 영 탄성율 및 약 60% 이상의 압축에서 잔류 응력을 갖는 적어도 하나의 탄성 요소; 및 상기 탄성 요소와 상기 고정된 마모성 물품의 안감과 함께 일반적으로 함께 연장되고 그 사이에 삽입되는, 상기 탄성 요소의 영 탄성율보다 큰 약 100 MPa 이상의 영 탄성율을 갖는 적어도 하나의 강성 요소를 포함한다. 적절한 보조-패드 구성은 미국 특허 제 5,962,950 호에 개시되어 있다.Auxiliary pads are attached to the back side of the fixed wear article and generally extend together. The sub-pad may comprise at least one elastic element having a Young's modulus of less than about 100 MPa and a residual stress at compression of at least about 60%; And at least one rigid element having a Young's modulus of at least about 100 MPa greater than the Young's modulus of the elastic element, which is generally extended together and inserted therebetween with the lining of the elastic element and the fixed wearable article. Suitable sub-pad configurations are disclosed in US Pat. No. 5,962,950.

마모성 물품은 작업편에 대하여 적절한 직경, 예를 들면 전형적으로 25 cm를 넘는, 종종 36 cm를 넘는, 때로는 직경 50 cm를 넘는 직경을 갖는 원판의 형태일 수 있다.The abrasive article may be in the form of a disc having a suitable diameter for the workpiece, for example, typically more than 25 cm, often more than 36 cm, sometimes more than 50 cm in diameter.

도 9를 참고하면, 용기(37)는 액체(43)를 보유하고, 이것이 관(38)을 통하여 반도체 웨이퍼(34)와 마모성 표면(42) 사이의 계면 내로 펌프질된다.Referring to FIG. 9, the vessel 37 holds a liquid 43, which is pumped through the tube 38 into the interface between the semiconductor wafer 34 and the abrasive surface 42.

평탄화 도중, 마모성 물품과 반도체 웨이퍼 사이의 계면에 매질의 일정한 흐름이 선택적으로 존재할 수 있다.During planarization, a constant flow of medium may optionally be present at the interface between the abrasive article and the semiconductor wafer.

도 90은 또한 고정된 마모성 물품의 마모가 본 발명에 따라 시각적 마모 인디케이터를 이용하여 어떻게 감시될 수 있는가를 보여 준다. 도 9는 고정된 마모성 물품(39)의 색상을 감시하는 광검출기(49)를 도시한다. 공정 도중, 고정된 마모성 물품(39)의 마모성 복합재 요소가 마모 또는 침식되어 광검출기(49)에 의해 검출될 수 있는 시각적(예, 착색된) 표지를 노출시킨다. 상기 시각적 표지가 검출될 때, 고정된 마모성 물품(39)는 마모된 것으로 이해되고 새로운 고정된 마모성 물품으로 교체될 수 있다.90 also shows how wear of a fixed abrasive article can be monitored using a visual wear indicator in accordance with the present invention. 9 shows a photodetector 49 that monitors the color of a fixed wearable article 39. During the process, the abrasive composite element of the fixed abrasive article 39 is worn or eroded to expose visual (eg colored) labels that can be detected by the photodetector 49. When the visual marker is detected, the fixed wear article 39 is understood to be worn and can be replaced with a new fixed wear article.

마모 인디케이터를 포함하는 고정된 마모성 물품의 제조Fabrication of Fixed Wear Articles Including Wear Indicators

본 발명의 고정된 마모성 물품은 고정된 마모성 물품 제조의 공지 기술에 의해 제조될 수 있고, 마모 및 고정된 마모성 물품의 분야에서 통상의 기술을 가진 자는 마모 인디케이터가 고정된 마모성 물품 내에 어떻게 도입될 수 있는지를 이해할 것이다.The fixed wearable articles of the present invention can be made by known techniques of manufacturing fixed wearable articles, and those skilled in the art of wear and fixed wearable articles can be introduced into wear wear fixed articles. I will understand.

3-차원의, 질감을 가진, 고정된 마모성 물품을 제공하는 일반적으로-언급되는 방법은 다음과 같다. 결합제 전구체 및 마모성 입자의 혼합물을 함유하는 슬러리를, 고정된 마모성 물품의 질감을 갖는 표면의 원하는 모양의 역상인 공극을 갖는 제조 도구에 도포한다. 상기 제조 도구의 노출된 표면과 안감을 접촉시켜 슬러리가 안감의 표면을 적시도록 한다. 다음, 결합제를 적어도 부분적으로 고체화, 경화 또는 겔화시킬 수 있다. 고정된 마모성 물품이 이전 단계에서 완전히 경화되지 않았다면 이를 제조 도구로부터 제거하여 완전히 경화시킬 수 있다. 그렇지 않으면, 상기 슬러리를 안감의 표면에 도포한 다음 제조 도구를 안감 상의 슬러리와 접촉하게 할 수 있다. 그리하면 마모성 복합재는 안감에 부착된 복수의 마모성 복합재 요소의 형태를 갖는다.A generally-mentioned method of providing a three-dimensional, textured, fixed wear article is as follows. The slurry containing the mixture of the binder precursor and the abrasive particles is applied to a manufacturing tool having pores that are reverse phases of the desired shape of the surface having the texture of the fixed abrasive article. The exposed surface of the manufacturing tool is in contact with the lining to allow the slurry to wet the surface of the lining. The binder can then be at least partially solidified, cured or gelled. If the fixed abrasive article did not fully cure in the previous step, it may be removed from the manufacturing tool and completely cured. Otherwise, the slurry may be applied to the surface of the lining and then the manufacturing tool may be brought into contact with the slurry on the lining. The abrasive composite then takes the form of a plurality of abrasive composite elements attached to the lining.

마모 인디케이터는 고정된 마모성 물품 제조 분야에 숙련된 자에게 자명할 기술을 이용하여 고정된 마모성 물품 내로 도입될 수 있다. 이는 고정된 마모성 물품을 제조하는 데 사용된 비경화된 결합제 전구체 내에 마모 인디케이터를 도입하는 것, 예를 들면 바람직하다면 고정된 마모성 물품의 일부 또는 전부의 마모성 복합재 요소 내로 바람직하게는 일정한 깊이로 마모 인디케이터를 도입하는 것을 포함한다.Wear indicators can be introduced into a fixed wear article using techniques that will be apparent to those skilled in the art of manufacturing a fixed wear article. This is the introduction of a wear indicator in the uncured binder precursor used to make a fixed wear article, for example, wear indicators, preferably at a constant depth, into the wear composite element of some or all of the fixed wear article. It includes introducing.

고정된 마모성 물품의 마모성 표면의 일부 또는 전체에 피복된 검출가능한 물질의 형태를 취하는 마모 인디케이터는 그러한 피복을 고정된 마모성 물품의 적어도 일부에 단순히 도포함으로써 제조될 수 있다.Abrasion indicators in the form of a detectable material coated on some or all of the wear surface of the fixed wear article can be made by simply applying such coating to at least a portion of the fixed wear article.

마모 인디케이터가 마모성 복합재 요소 또는 마모 인디케이터 복합재 요소, 또는 심지어는 고정된 마모성 물품의 안감 또는 임의의 다른 성분 내로 도입, 예를들면 삽입되는 다른 방법들이 고정된 마모성 물품을 제조하기 위해 사용될 수 있다.Abrasion indicators may be used to produce a fixed wear article such as wear composite elements or wear indicator composite elements, or even other methods introduced into, for example, inserted into the lining or any other component of a fixed wear article.

일반적으로, 마모 인디케이터는 안감 내에 또는 안감과 고정된 마모성 물품의 마모성 복합재 요소 사이, 또는 임의의 다른 층에, 적층 또는 피복 기술에 의해 제공될 수 있다.In general, the wear indicators may be provided by lamination or coating techniques, either in the lining or between the lining and the wearable composite element of the fixed wearable article, or in any other layer.

또다른 예로서, 제조 도구의 공동은 결합제 전구체 및 마모성 입자를 함유하는 슬러리로 부분적으로 채워질 수 있으며, 상기 슬러리는 선택적으로 부분적으로 또는 완전히 경화될 수 있다. 마모 인디케이터는 슬러리의 개방 표면에 도포될 수 있다. 예를 들면, 시각적 인디케이터의 층, 예를 들어 페인트나 염료가 상기 개방 표면 위에 피복될 수 있고, 상기 남아 있는 공동 공간이 채워질 수 있다. 그렇지 않으면, 상기 공동을 부분적으로 채운 후, 결합제 전구체 및 염료나 안료 같은 마모 인디케이터를 포함하는 전구체("마모 인디케이터 전구체")가 하나 이상의 도구 공동의 남아 있는 공간을 부분적으로 또는 완전히 채우기 위해 사용될 수 있었다. 마모 인디케이터 전구체는 결합제 전구체 또는 또다른 경화성 또는 경화가능한 물질을 함유하며, 이것이 그후 완전히 또는 부분적으로 경화되어서, 상기 공동이 이미 채워지지 않았다면 완전히 채워질 수 있다. 편의성, 효율 또는 비용을 위해 마모 인디케이터 전구체는 마모성 입자를 포함할 필요가 없다. 더욱 일반적으로, 마모 인디케이터 전구체가 첨가된 후 채워진 공동의 공간(들)은 마모성 입자를 함유할 필요가 없는데, 그 이유는 마모성 물품의 상기 마모 지시 부분이, 만일 마모성 입자가 그 안에 포함되어 있다면 물론 마모제로 기능할 수 있지만, 반드시 마모제로 기능해야 할 필요가 없기 때문이다.As another example, the cavity of the manufacturing tool may be partially filled with a slurry containing binder precursor and abrasive particles, which slurry may optionally be partially or fully cured. The wear indicator can be applied to the open surface of the slurry. For example, a layer of visual indicator, such as paint or dye, may be coated over the open surface and the remaining cavity space may be filled. Otherwise, after partially filling the cavity, a precursor ("abrasion indicator precursor") comprising a binder precursor and a wear indicator, such as a dye or pigment, could be used to partially or completely fill the remaining space of one or more tool cavities. . The wear indicator precursor contains a binder precursor or another curable or curable material, which can then be fully or partially cured so that it can be fully filled if the cavity is not already filled. The wear indicator precursor need not include abrasive particles for convenience, efficiency or cost. More generally, the void (s) of the cavity filled after the wear indicator precursor has been added need not contain abrasive particles, because the wear indication portion of the abrasive article may, of course, be included if abrasive particles are contained therein. It can function as an abrasive, but it does not necessarily have to function as an abrasive.

마모 인디케이터를 갖는 3-차원의, 질감을 가진 고정된 마모성 물품을 제공하는 또다른 방법은 일반적으로 다음과 같다. 질감을 가진 표면의 원하는 모양에 일반적으로 상응하는 윤곽을 갖는 안감을 제공한다. 다음, 결합제 전구체 중 마모성 입자의 슬러리를 상기 안감의 윤곽을 가진 표면 상에 피복하고, 경화된 마모성 복합재가 상기 안감의 윤곽에 일반적으로 상응하는 질감을 가진 표면을 갖도록 경화시킨다. 마모 인디케이터를, 예를 들면 상기 안감의 표면 또는 그 밑에, 마모성 복합재 요소 상에 일정양의 마모가 일어난 후 표지가 검출가능해지도록 하는 깊이 및 위치에 표지를 위치시킴으로써, 상기 방법에 의해 제조된 상기 고정된 마모성 물품 내로 도입할 수 있다. 그렇지 않으면, 상기 표지는 마모성 복합재 요소 상에 일정량의 마모가 일어난 후에 표지를 검출가능하게 변화시키거나 검출가능해지도록 하는 위치에서 슬러리 내로 도입될 수 있다. 슬러리에 배치된 시각적 표지는, 슬러리로부터 형성된 상기 마모성 복합재 요소가 마모되고 안감(상이한 색상의)이 노출됨에 따라 색상이 변하게 되는 도 15의 것과 유사한 제품을 생성할 것이다.Another method of providing a three-dimensional, textured, fixed abrasive article having a wear indicator is generally as follows. It provides a lining with a contour that generally corresponds to the desired shape of the textured surface. Next, a slurry of abrasive particles in the binder precursor is coated on the contoured surface of the lining and the cured abrasive composite is cured to have a surface having a texture that generally corresponds to the contour of the lining. The fixation produced by the method by placing a wear indicator, for example, at or below the lining, at a depth and position such that the mark becomes detectable after a certain amount of wear has occurred on the wearable composite element. Into the worn abrasive article. Otherwise, the label may be introduced into the slurry at a location that makes the label detectable or detectable after a certain amount of wear on the wearable composite element. The visual label placed on the slurry will produce a product similar to that of FIG. 15 in which the abrasive composite element formed from the slurry wears and changes color as the lining (of different colors) is exposed.

성능을 개선하거나 성능을 달리 변화시키기 위해 고정된 마모성 물품 중 특정의 추가적인 수정이 가해질 수 있다. 예를 들어, 상기 마모성 물품은 천공되어, 사용 전, 사용 도중 또는 사용 후 유체의 통로를 허용하기 위해 상기 마모성 층 및/또는 안감을 통하여 구멍을 제공할 수 있다.Certain additional modifications of the fixed wear article may be made to improve or otherwise vary performance. For example, the abrasive article may be perforated to provide holes through the abrasive layer and / or lining to allow passage of fluid prior to, during or after use.

여기에 개시되고 청구된 본 발명은 웨이퍼-대-웨이퍼 균일성 및 반도체 장치의 품질을 유지하면서, 마모성 제품 및 공정 기술에서 발견되는 문제점들을 제기하고 해결하며, 효율을 개선하고 CMP 공정의 비용을 감소시킨다. 여기에 기재된 본 발명을 이후에 열거된 구현예로써 설명하며, 이들은 본 발명을 한정하는 것으로 여겨져서는 아니된다.The invention disclosed and claimed herein addresses and solves the problems found in abrasive products and process technologies, while maintaining wafer-to-wafer uniformity and quality of semiconductor devices, improving efficiency and reducing the cost of CMP processes. Let's do it. The invention described herein is illustrated by the embodiments listed below, which should not be construed as limiting the invention.

구현예 1Embodiment 1

본 발명의 개념은 화학약품을 도입할 투과성 웹, 예를 들면 미세공성 웹을 제공함에 있다. 추가의 장점은 웹 아래에 공기 버블을 방지하는 것을 포함한다. 웹 재료 자체는 화학약품을 공급하도록 투과성이다.The concept of the present invention is to provide a permeable web, for example microporous web, into which a chemical is introduced. Further advantages include preventing air bubbles under the web. The web material itself is permeable to supply chemicals.

CMP 도중 발생하는 문제점은 웨이퍼 중심에서 부족하게되는 웨이퍼 밑의 화학약품을 효과적으로 공급하는 것이다. 이는 고정된 마모성 및 통상적인 슬러리 CMP에 둘 다 적용될 것이다. 웨이퍼가 회전하면, 앞서는 연부-추적 연부 상황이 발생한다. 그러나 어떠한 경우에도, 어떤 점에서 웨이퍼의 연부 주위로 연부 상의 모든 상이한 점들이 어떤 점에서 선도되고, 모든 것이 일정한 점에서 끌리게 되지만, 중심은 항상 중심이다. 회전 도중 웨이퍼를 가로질러 약간의 소모가 있을 것이고, 웨이퍼는 웨이퍼의 중심 주위에서 회전한다. 따라서, 웨이퍼의 중심은 항상 약간의 중간 화학적 농도를 경험한다. 따라서, 화학적 농도는 오르락 내리락하여 매우 불안정한 상황을 일으킨다. 이러한 문제는 투과성 마모성 패드를 제공하여 웨이퍼가 모든 곳에서 균일한 화학약품의 농도를 나타내게 함으로써 해결된다. 웹은 수직 방향에서 바닥으로부터 올라오면서 투과성이다. 화학약품은 압반 자체를 통해 막을 통해 직접 올라옴으로써 공급될 것이다.The problem that occurs during CMP is the effective supply of chemicals under the wafer that are lacking in the wafer center. This will apply to both fixed wear and conventional slurry CMP. As the wafer rotates, the preceding edge-tracking edge situation occurs. In any case, however, at some point all the different points on the edge around the edge of the wafer are led at some point, and everything is attracted at a certain point, but the center is always the center. There will be some consumption across the wafer during the rotation, and the wafer rotates around the center of the wafer. Thus, the center of the wafer always experiences some intermediate chemical concentration. Thus, the chemical concentration rises and falls, causing a very unstable situation. This problem is solved by providing a permeable abrasive pad so that the wafer exhibits a uniform chemical concentration everywhere. The web is permeable as it rises from the bottom in the vertical direction. Chemicals will be supplied by coming directly through the membrane through the platen itself.

또다른 장점은, 평탄하지 않은 표면을 마모제에 제공하여 공기 버블이 포획되었을 때, 그것이 투과되어 버리는 것이다.Another advantage is that when the air bubbles are trapped by providing a non-flat surface to the abrasive, it is permeated.

이러한 배열은 진공 유지와 조화되지 않는 것이 아닌데, 그 이유는 반투과성 막을 통해 이를 빨아들임으로써 막을 가로질러 압력의 강하가 일어나고 이것이 필요한 유지를 제공하는 것이기 때문이다.This arrangement is not inconsistent with vacuum holding because the pressure drop across the membrane occurs by sucking it through the semipermeable membrane and this provides the necessary holding.

국면들은 한 부분 상의 진공 채널 패턴 및 다른 부분 상의 화학적 공급 채널을 포함한다. 따라서 진공 유지는 국소화된 파열이 없이 필름 상에 양호한 유지를 수득하기 충분할 정도로 균일하게 분산된다. 화학적 공급은 공기 및 화학 공급 채널의 적절한 공간을 가지고 필름을 통하여 위로 올라갈 것이다.Aspects include a vacuum channel pattern on one portion and a chemical feed channel on the other portion. Thus, the vacuum hold is dispersed evenly enough to obtain a good hold on the film without localized bursting. The chemical feed will rise up through the film with appropriate space in the air and chemical feed channels.

구현예 2Embodiment 2

본 발명은 공정 화학약품과 함께 웹의 플라스틱 매트릭스를 함침하는 것을 수반한다. 이러한 기둥들은 전형적으로 약 50 미크론 높이 및 약 200 미크론 직경을 갖는다. 그러나 그 형태는 본 발명을 어떤 식으로든 제한하지 않는다. 광택 도중, 첫번째 웨이퍼는 기둥의 상단에 있고, 이것이 마모되어 나중에 웨이퍼가 기둥의 하부까지 노출되게 된다.The present invention involves impregnation of the plastic matrix of the web with process chemicals. Such pillars typically have a height of about 50 microns and a diameter of about 200 microns. However, the form does not limit the present invention in any way. During polishing, the first wafer is at the top of the post, which wears out and later exposes the wafer to the bottom of the post.

CMP 화학에 의해 수행되는, 예를 들면 산화제, 부식 저해제 같은 저해제, 완충액 및 킬레이트화제와 같은 다수의 상이한 기능들이 있다. 그러므로, 예를 들면 구리, 텅스텐 또는 산화물 같은 특정 계에 따라 약간은 변화하는 다수의 상이한 역할들이 수행된다. 그러나, 화학적 함침의 개념은 동일할 것이다.There are a number of different functions performed by CMP chemistry such as, for example, oxidants, inhibitors such as corrosion inhibitors, buffers and chelating agents. Therefore, many different roles are played, which vary slightly depending on the particular system, for example copper, tungsten or oxide. However, the concept of chemical impregnation will be the same.

예시의 목적으로, Cu 계에서, 산화제는 구리를 공격하여 이를 산화 구리로산화시킨다. 이는 두 가지 기능을 수행한다. 처음에는, 마모가 없는 곳에 부식 장벽을 제공한다 -- 그것은 마찰이 일어나지 않는 곳에서 자가 제한적이다. 따라서 에칭이 중단된다. 하지만 높은 지점에서, 상기 산화물은 구리 금속에 비하여 더 광택을 내는 경향을 갖는다. 따라서, 산화물은 광택되고, 이어서 재산화되고, 광택되고, 이어서 재산화된다. 낮은 지점에서 산화물은 충분히 양호한 장벽이 아니며, 이것이 광택을 거치지 않는 낮은 지점의 표면을 덮는 데 산화제를 근본적으로 보조하기 위해 약간의 부식 저해제(예, BTA)가 포함되는 이유이다. 높은 지점에서 광택의 기계적 작용은 산화물 층과 저해제를 모두 제거하여, 구리의 새로운 공격을 개시하게 한다. 이들 화학물질은 pH 활성이므로 용액 중 pH를 유지하기 위해 화학적 완충액이 사용된다 - 이는 pH에 의존하는 전기 화학적 유형의 공정이다. 킬레이트화제가 용액 중 구리를 포획하여 이를 용액 중에 유지시킴으로써, 마모되는 물질이 웨이퍼 상에 재침착되는 대신 제거되도록 한다.For purposes of illustration, in the Cu system, the oxidant attacks copper and oxidizes it to copper oxide. This performs two functions. Initially, it provides a corrosion barrier where there is no wear-it is self limiting where no friction occurs. Thus the etching is stopped. At high points, however, the oxides tend to be more glossier than copper metals. Thus, the oxide is polished, then reoxidized, polished, and then reoxidized. The oxide at low points is not a good barrier, which is why some corrosion inhibitors (eg, BTA) are included to fundamentally assist the oxidant in covering the low point surface, which is not polished. At high points, the mechanical action of the gloss removes both the oxide layer and the inhibitor, initiating a new attack of copper. Since these chemicals are pH active, chemical buffers are used to maintain the pH in solution-this is an electrochemical type of process that depends on pH. The chelating agent traps copper in solution and keeps it in solution, allowing the worn material to be removed instead of redeposited on the wafer.

원하는 pH를 유지하도록 플라스틱 매트릭스 내에 완충액을 함침시키는 것이 특히 유리하다. 플라스틱 매트릭스 내에 함침된 완충액은 필요한 정확한 지점-광택되는 바로 그 지점-에 계속적으로 공급된다. 따라서, 예를 들면 완충액, 산화제, 저해제 등과 같은 임의의 종류의 화학약품이 기둥 내에 공급될 수 있었다.It is particularly advantageous to impregnate the buffer in the plastic matrix to maintain the desired pH. The buffer impregnated in the plastic matrix is continuously supplied at the exact point needed—the very point where it is polished. Thus, for example, any kind of chemicals, such as buffers, oxidants, inhibitors, etc., could be supplied in the column.

화학약품을 기둥 내에 넣는 것은 몇 가지 장점이 있다. 하나는 시간 조절된 방출을 제공한다는 것이다. 기둥이 마모되어 내려옴에 따라, 더 많은 화학약품이 매우 제어된 방식으로 제공된다.Putting chemicals in the column has several advantages. One is to provide timed release. As the column wears down, more chemical is provided in a very controlled manner.

패드는, 상기 기둥을 담지하는 안감 필름 및 기둥 그 자체인, 웹 재료 그 자체와 일체 또는 일체가 아닌 안감으로서 공급되는, 흐늘흐늘한 물질을 의미한다. 매우 미시적인 관점에서, 웹은 상기 기둥 및 안감이다. 웹의 경우, 릴에서 릴로 진행되면서, 그것은 바로 안감 및 기둥이며, 상기 흐늘흐늘한 보조-패드는 독립적으로 공급된다. 웨이퍼와 접촉하는 것은 기둥 그 자체이다. 따라서, 기둥이 마모됨에 따라 새로운 화학약품이 시간제어된 방출에 대하여 연속적으로 노출되고, 따라서 바로 그 원하는 접촉의 지점에서 시간에 따라 더욱 일정한 농도를 수득하게 한다.By pad is meant a lining film carrying the pillar and a flaky material, which is supplied as a lining, either integrally or not integrally with the web material itself, which is the pillar itself. In a very microscopic sense, the web is the pillar and the lining. In the case of the web, proceeding from the reel to the reel, it is the lining and the pillar, and the mushy sub-pad is supplied independently. Contacting the wafer is the pillar itself. Thus, as the column wears, new chemicals are continuously exposed to time-controlled release, thus allowing to obtain a more consistent concentration over time at the very point of desired contact.

더욱이, 웹 제조자는 얼마나 많은 화학 약품을 포함할 것인지를 결정할 수 있고, 이는 화학약품을 일신하는 것을 기술자에 의존하는 것보다 더욱 제어가능한데, 그 이유는 당 분야에서 무슨 일이 진행되진지 또는 장비가 파괴되었는지 하는 것보다는 당신의 제조가능성 입지에 따라 항상 같은 농도일 것이기 때문이다.Moreover, the web manufacturer can determine how many chemicals to include, which is more controllable than relying on a technician to renew a chemical, because what is going on in the art or what equipment It will always be at the same concentration, depending on your manufacturability position, rather than being destroyed.

또다른 국면은 공정에 대하여 비활성이지만 검출가능한 화학적 표지를 기둥의 바닥 근처 아래에 도입함으로써 기둥의 말단에 근접할 때 표시를 제공하는 것을 포함한다. 이러한 화학약품은 공정 화학과 반대되는 상호작용을 하지 않는 유기 염료를 포함할 수 있다. 그것이 방출되기 시작할 때, 이는 색상 변화 때문에 육안에 매우 선명하게 보일 것이다. 또한, 광학적 검출기가 배출류에 설치될 수 있다. 상기 구현예의 또다른 국면은 첫번째 웨이퍼로부터 다음 웨이퍼로의 공정 균일성에서의 동향을 검출하고, 기둥에서 적절한 화학에 의해 그 경향을 수정하는 것을 포함한다.Another aspect includes providing an indication when approaching the end of the pillar by introducing a chemical label that is inert to the process but detectable below the bottom of the pillar. Such chemicals may include organic dyes that do not interact as opposed to process chemistry. When it begins to emit, it will look very clear to the naked eye due to the color change. In addition, an optical detector can be installed in the exhaust stream. Another aspect of this embodiment involves detecting trends in process uniformity from the first wafer to the next and modifying the trend by appropriate chemistry at the column.

구현예 3Embodiment 3

본 구현예는 다양한 모양, 다양한 크기, 다양한 높이, 다양한 재료 및 다양한 입자 분포를 갖는 다수의 기둥을 갖는 고정된 마모성 웹을 형성하는 것을 수반한다. 이는 웹으로 하여금 다양한 기능들, 예를 들면 금속과 산화물의 동시 CMP를 맞추는 능력을 제공한다.This embodiment involves forming a fixed abrasive web having a plurality of pillars having various shapes, various sizes, various heights, various materials and various particle distributions. This gives the web the ability to match a variety of functions, such as simultaneous CMP of metals and oxides.

본 구현예는 시간에 따라 접촉하는 기둥의 수를 맞춤으로써 그들의 일부가 마모되는 경우에 웨이퍼가 더 많은 기둥들과 관여하기 시작하도록 함으로써 시간에 따른 공정의 동향 변화의 문제를 해결한다. 또다른 문제는 기둥의 초기 접촉과 약간의 CMP 후 이어지는 기둥 접촉 사이의 속도 차이로부터 발생한다. 보다 낮은 기둥을 갖는 첫번째 접촉은 다른 속도를 경험할 것이다.This embodiment solves the problem of changing trends in the process over time by tailoring the number of pillars in contact over time, causing the wafer to begin to engage with more pillars when some of them wear out. Another problem arises from the difference in speed between the initial contact of the column and the subsequent column contact after some CMP. The first contact with the lower column will experience different velocities.

웹 상에 다양한 모양을 조합함으로써 상이한 모양들의 이점이 얻어질 수 있다. 나중에 공정에서, 예를 들면, 구리가 산화물 위에서 닦기 시작하여 탄탈룸(Ta)으로 된 장벽 층이 노출된다. Ta은 산화물 상에서 방해하는 것이 제거되어야 한다. 상기 국면은 통상적으로 웹이 Ta 및 산화물 양자에 대해, 예를 들면 Ta 상에서 약 500 대 1 및 산화물 상에서 약 250 대 1로 매우 선택적이지만, 그 선택성을 맞추는 것을 수반한다. 본 구현예의 국면은 목표한 에칭에 대하여 적절한 화학을 갖는 기둥들을 전략적으로 조성함으로써 1 대 1 대 1의 선택성을 갖는 웹을 포함한다.By combining various shapes on the web, the benefits of different shapes can be obtained. Later in the process, for example, copper begins to wipe over the oxide and the barrier layer of tantalum (Ta) is exposed. Ta must be removed from the interference on the oxide phase. This phase typically involves tailoring the selectivity, although the web is highly selective for both Ta and oxide, for example about 500 to 1 on Ta and about 250 to 1 on oxide. Aspects of this embodiment include a web with one-to-one selectivity by strategically constructing pillars with appropriate chemistry for the desired etch.

기둥의 모양, 높이 및 직경을 변화시켜 다양한 구조 또는 패턴을 수득하는 것이 쉽게 실시될 수 있다. 더 작은 기둥은 더 나은 파는(dig) 능력을 가지므로 더 나은 제거 속도 및 더 빠른 마모를 갖는다.Changing the shape, height and diameter of the pillars can be readily carried out to obtain various structures or patterns. Smaller columns have a better dig capability and therefore have better removal rates and faster wear.

구현예 4Embodiment 4

본 발명은 웹의 압축성을 변화시켜 비-직선형 압축성을 수득함으로써 웨이퍼의 상부 및 하부 지점 모두를 효과적으로 처리하는 개념을 포함한다. 압축 하에, 압축율은, 실리카 충진재로 부하된 통상의 봉합재 엘라스토머를 이용하여 힘과 몸체를 제공함으로써 물질이 약 50%까지 압축됨에 따라, 실질적으로 증가한다. 상기 흐늘흐늘한 봉함재가 압축됨에 따라, 중합체가 압축되지만, 충진재-대-충진재 접촉 시에, 압축은 완전히 중단된다: 즉, 매우 비-선형의 압축성. 상기 구현예에서, 기둥은 힘이 적용될 때 그것이 어느 정도 압축될 수 있으나, 더 이상의 힘이 그것을 더 이상 압축할 수 없도록(즉, 비-선형 스프링) 제공된다. 상부 및 하부를 갖는 웨이퍼를 이용할 때, 상부가 기둥과 접촉하고 이를 압축하여 큰 힘을 수득한다. 그들이 하부와 접촉할 경우에는 약한 힘이 수득된다. 비-선형 힘을 제공함으로써 웨이퍼의 부분은 낮은 지점 위로 몇 미크론이 돌출되고, 기둥을 더 심한 정도로 압축하여 그것을 더 뻣뻣하게 하여 그 배면을 더 심하게 밀도록 만든다.The present invention encompasses the concept of effectively treating both the top and bottom points of the wafer by varying the compressibility of the web to obtain non-linear compressibility. Under compression, the compression rate increases substantially as the material is compressed by about 50% by providing force and body using conventional encapsulation elastomer loaded with silica filler. As the flaky encapsulant is compressed, the polymer is compacted, but upon filler-to-filler contact, compaction stops completely: ie very non-linear compressibility. In this embodiment, the column is provided so that it can be compressed to some extent when a force is applied, but no more force can compress it anymore (ie a non-linear spring). When using a wafer having a top and a bottom, the top contacts the pillar and compresses it to obtain a large force. When they come in contact with the bottom, a weak force is obtained. By providing a non-linear force, a portion of the wafer protrudes a few microns above the low point, compresses the pillar to a greater degree, making it more stiff and pushes its back harder.

기둥의 압축율은 중합체의 적절한 가교, 충진재의 양의 변화 또는 중합체의 성질(예를 들면 더 선형인 중합체 또는 더 3-작용성 또는 심지어는 4-작용성 중합체)의 변화에 따라 변화될 수 있다. 이는 중합체 산업에서 공지된 기술이다.The compressibility of the pillars can be varied depending on the appropriate crosslinking of the polymer, the change in the amount of filler or the nature of the polymer (eg a more linear polymer or a more 3-functional or even 4-functional polymer). This is a technique known in the polymer industry.

본 발명의 개념은 웨이퍼가 압축됨에 따라, 한계에서, 웨이퍼 상의 높은 점만이 광택용 패드와 자동적으로 접촉할 것이다. 각각의 기둥은 거기에 적용되는 힘의 양에 따라 압축율이 변할 것이다. 따라서, 각 기둥은 작은 스프링과 유사하고, 마찰력은 적용된 힘과 함께 변한다. 선형 스프링에서, 힘은 위치 변화에 따라비교적 일정하다. 그러나, 상기 구현예에서와 같이 비선형 스프링의 경우에, 충분한 압력이 가해지면 힘은 극적으로 증가되어, 하부 지점과 마주 보는 웨이퍼 상의 상부 지점에 대하여 더 큰 힘이 자동으로 적용된다.The concept of the present invention is that, as the wafer is compressed, at the limit, only the high points on the wafer will automatically contact the polishing pad. Each column will vary in compression depending on the amount of force applied to it. Thus, each column is like a small spring and the frictional force changes with the applied force. In a linear spring, the force is relatively constant as the position changes. However, in the case of a nonlinear spring as in the above embodiment, the force is increased dramatically when sufficient pressure is applied, so that a larger force is automatically applied to the upper point on the wafer facing the lower point.

구현예 5Embodiment 5

유리하게는, 방열 재료를 포함하는 고정된 마모성 광택 웹은 광택 도중 축적되는 과열과 관련된 문제점을 극복할 수 있다. 본 구현예의 국면에서, 방열 물질은 기둥 및/또는 연결된 안감 시트 내에 도입된다. 열 전도성 물질은 예를 들면, 철, 니켈, 구리, 아연, 주석, 납, 은, 금, 티타늄, 텅스텐, 팔라듐, 비스무트, 인듐, 갈륨, 알루미늄 및 이들의 합금과 같은 금속 분말, 금속화된 중합체 또는 금속화된 세라믹, 예를 들면 알루미나, 실리카, 유리, 폴리아미드, 폴리스티렌, 폴리에테르아미드, 폴리아세틸렌, 폴리페닐렌, 폴리페닐렌 설파이드, 폴리피롤, 폴리티오펜 및 흑연을 포함한다. 전도성 요소는 예를 들면, 입자, 전선, 필라멘트 및 금속화된 플레이크 같은 여러 형태로 제공될 수 있다. 요소들은 광범위한 규칙적 및 불규칙적인 모양, 예를 들면, 구, 막대, 플레이크 및 필라멘트의 모양을 가질 수 있다. 결합제는 열가소성 또는 열경화성-유형의 중합체, 또는 중합되어 그 안에 열 전도된 요소들을 갖는 열 전도성 기판을 형성할 단량체일 수 있다.Advantageously, a fixed abrasive polished web comprising a heat dissipating material can overcome the problems associated with overheating that accumulates during gloss. In an aspect of this embodiment, the heat dissipating material is introduced into the pillars and / or connected lining sheets. Thermally conductive materials include, for example, metal powders, metalized polymers such as iron, nickel, copper, zinc, tin, lead, silver, gold, titanium, tungsten, palladium, bismuth, indium, gallium, aluminum and alloys thereof Or metalized ceramics such as alumina, silica, glass, polyamide, polystyrene, polyetheramide, polyacetylene, polyphenylene, polyphenylene sulfide, polypyrrole, polythiophene and graphite. The conductive element may be provided in various forms such as, for example, particles, wires, filaments and metallized flakes. The elements can have a wide range of regular and irregular shapes, such as the shape of spheres, rods, flakes and filaments. The binder can be a thermoplastic or thermoset-type polymer, or a monomer that will polymerize to form a thermally conductive substrate having thermally conductive elements therein.

구현예 6Embodiment 6

본 구현예는 시트 상에 복수의 신장된 기둥을 포함하는 고정된 마모성 웹에 관한 것이다. 통상의 기둥은, 높이의 약 2 배인 약 125 내지 1,000 미크론의 직경을 갖는다. 따라서, 통상의 기둥은 안감 시트 위로 500 미크론까지 연장된다. 본구현예는 통상의 실시에 반대되는 높이 대 직경 비를 갖는 기둥, 즉, 그 직경보다 실질적으로 더 높은 기둥을 형성하는 것을 포함한다. 이러한 방식으로 다수의 매우 키 큰 기둥들이 형성된다. 그 상부 연부에 광택을 내는 대신, 상기 키 큰 기둥들은 털과 같이 기대어 CMP 도중 마모되는 그들의 측면 상에 광택을 낸다. 따라서, 키 큰 기둥들은 그들이 CMP 도중 기대어 측면으로부터 흐르면서 솔질하여 상단에서부터 마모되도록 형성된다.This embodiment is directed to a fixed wearable web comprising a plurality of elongated pillars on a sheet. Typical columns have a diameter of about 125 to 1,000 microns, which is about twice the height. Thus, a typical column extends to 500 microns over the lining sheet. This embodiment includes forming a column having a height to diameter ratio as opposed to conventional practice, ie, a column substantially higher than its diameter. In this way a number of very tall pillars are formed. Instead of polishing their upper edges, the tall pillars lean like hair and polish on their sides that wear out during CMP. Thus, tall pillars are formed such that they lean from the side as they lean against CMP and brush from the top.

유리하게는, 본 구현예에 따르면, 개개의 기둥에 대하여 구부리는 데 단지 작은 양의 힘이 필요하다. 그러나, 그 힘은 더 키 큰 기둥들이 굽어져 서로 접촉하고 서로에 대하여 나란히 쌓이게 됨에 따라 증가할 것이다. 상기 지점에서, 하향의 힘은 압축되게 된다. 본 구현예의 국면은 약 1 미크론 내지 약 10 미크론의 높이를 가지며 약 1 미크론 내지 약 10 미크론의 간격을 두고 있는 기둥을 형성하는 것을 포함한다.Advantageously, according to the present embodiment, only a small amount of force is required to bend the individual pillars. However, the force will increase as the taller pillars bend, contact each other, and build up next to each other. At this point, the downward force is compressed. Aspects of this embodiment include forming pillars having a height between about 1 micron and about 10 microns and spaced between about 1 micron and about 10 microns.

구현예 7Embodiment 7

본 구현예는 균일한 질감, 즉 기둥 상의 균일한 마모성 표면을 수득하기 위해 기둥이 안감 위에 동일한 높이를 갖도록 다수의 기둥을 포함하는 미리 컨디셔닝된 고정된 마모성 물품을 포함한다. 이러한 방식으로, 각각의 기둥은 정확히 같은 상단 표면, 즉, 균일한 표면 및 균일한 높이를 갖는다. 이러한 목적은, 광택 파편을 포함하는 슬러리와 함께 예비-살포(pre-seeding)하는, 기둥의 마모성 물질보다 경질이 큰 마모성 물질에 의한 것과 같은 물리적 드레싱에 의해 수행될 수 있다. 광택 파편을 이용하는 예비-살포에 의해, 첫번째 웨이퍼 효과는 제거된다. 첫번째웨이퍼 효과는 통상적으로 발생하며 초기 웨이퍼의 초기 불-균일성을 수반한다. 이어지는 웨이퍼는 광택 파편의 존재 하에 광택내게 되는 것으로 생각된다. 따라서, 광택 파편으로 예비-살포함으로써, 첫번째 웨이퍼 효과는 제거된다.This embodiment includes a preconditioned conditioned wearable article comprising a plurality of posts such that the posts have the same height above the lining to obtain a uniform texture, ie a uniform wear surface on the posts. In this way, each pillar has exactly the same top surface, ie uniform surface and uniform height. This object can be accomplished by physical dressing, such as by a harder abrasive material that is harder than the abrasive material of the pillar, pre-seeding with a slurry comprising glossy debris. By pre-spraying with glossy debris, the first wafer effect is eliminated. The first wafer effect typically occurs and involves initial non-uniformity of the initial wafer. Subsequent wafers are believed to be polished in the presence of glossy debris. Thus, by pre-spraying with glossy debris, the first wafer effect is eliminated.

구현예 8Embodiment 8

본 발명은 그 자리에서의 속도 측정(ISRM) 장치에 관한 개량에 관한 것이다. ISRM 장치는 웹 재료를 통하여 빛을 비추어 필름 두께의 측정을 제공하는 레이저 기반의 장치이다. 상기 웹 재료는 마모성 충진재 및 중합체 결합제로 된 복합재이다. 분산된 입자는 일반적으로 매트릭스와 상이한 굴절율을 가지므로 산란의 결과를 가져온다. 따라서, 특히 그것이 두번 움직여야 (즉, 반사로 가고 돌아 나와야) 하기 때문에 검출가능한 강도를 가지고는 레이저를 수득하기 매우 어렵다. 이 구현예는 마모성 입자의 굴절율과 조화되도록 중합체 매트릭스의 굴절율을 변화시키는 문제점을 해결한다. 중합체의 굴절율은 전체적으로 투명한 재료를 수득하기 위해 굴절율의 그것과 대략 조화되도록 쉽게 조절될 수 있다.The present invention relates to an improvement on an in-situ velocity measuring (ISRM) device. ISRM devices are laser based devices that provide a measure of film thickness by shining light through a web material. The web material is a composite of an abrasive filler and a polymeric binder. Scattered particles generally have a different refractive index than the matrix, resulting in scattering. Therefore, it is very difficult to obtain a laser with detectable intensity, especially since it must move twice (ie go to reflection and back). This embodiment solves the problem of changing the refractive index of the polymer matrix to match the refractive index of the abrasive particles. The refractive index of the polymer can be easily adjusted to roughly match that of the refractive index to obtain a wholly transparent material.

본 발명의 구현예는 레이저 광선에 투명한 물질로 만들어진 마모성 입자 및 결합제를 포함한다. 예를 들면, 마모성 입자 및 결합제는 둘 다, 예를 들면 폴리우레탄, 폴리카보네이트, 에폭시 수지와 같은 투명 중합체; 예를 들면 사파이어, 유리, 석영과 같은 무기물; 또는 예를 들면 다이아몬드나 게르마늄 같은 경질 유기 또는 반-유기 재료로 만들어질 수 있다.Embodiments of the present invention include abrasive particles and binders made of a material transparent to the laser beam. For example, the abrasive particles and the binder may both include, for example, transparent polymers such as polyurethanes, polycarbonates, epoxy resins; Inorganic materials such as, for example, sapphire, glass and quartz; Or made of hard organic or semi-organic materials such as, for example, diamond or germanium.

구현예 9Embodiment 9

본 발명은 미국 특허 제 5,014,468 호에서와 같이 음각의 기둥을 갖는 고정된 마모성 웹을 형성하고, 상기 음각의 우묵한 곳에 화학약품을 도입하는 것에 관한다. 전형적으로, 상기 기둥은 패드 표면의 약 10 내지 25%를 형성하고, 약 75%이상을 개방 채널, 즉 삼출 이론으로부터의 용어를 사용하면 연결된 상으로 남긴다. 연결된 상은 온통 통하여 연결된 것이다. 개방된 공간은 연결된 상이고, 기둥은 서로로부터 불연속이다. 본 구현예는 개방 공간을 불연속 상으로 만들고 기둥을 연속된 상으로 만듦으로써 통상의 고정된 마모성 패드를 역전시킨 것이므로, 상대적으로 같은 양의 기둥 면적을 유지한다. 그러나, 고립되는 육각형의 우묵한 곳을 형성함으로써 상기 고립된 우묵한 곳 주위에 기둥들이 벽을 구성하도록 하는 것과 같이, 영역이 벽으로 둘러싸이거나 하강된다. 웹과 웨이퍼를 접촉시키는 공정에서, 화학약품은 상기 우묵한 곳에 공급된다. 화학약품은 주로 액체이고, 개방 공간, 연결된 상인 경우 기둥과 관련된 문제는 액체가 혼합되어 돌아다닐 수 있는 것이다. 화학약품이 상기 고립된 우묵한 곳에 공급단다면, 상기 화학약품은 웹과 함께 이송되어 한 장소에 남게 된다. 따라서, 상기 화학은 각각의 셀이 포켓인 다수의 상이한 작은 셀을 통하여 기본적으로 고립된다. 에두르는 또는 비틀린 경로가 상기 기둥들 사이에 형성되어 완전히 고립되지는 않지만 효과적으로 고립되도록 할 수 있다.The present invention relates to the formation of fixed abrasive webs with intaglio pillars, as in US Pat. No. 5,014,468, and the introduction of chemicals into the recesses. Typically, the pillars form about 10-25% of the pad surface and leave at least about 75% as connected phases using terms from open channels, ie exudation theory. The connected phase is connected through it all. Open spaces are connected phases and columns are discontinuous from each other. This embodiment reverses the conventional fixed wear pad by making the open space into a discontinuous phase and the pillar into a continuous phase, thus maintaining a relatively equal amount of pillar area. However, the area is enclosed or lowered by a wall, such as by forming pillars in an isolated hexagon to allow the columns to form walls around the isolated recess. In the process of contacting the web and the wafer, chemical is supplied to the recess. Chemicals are primarily liquids and, in open spaces, connected phases, the problem with the column is that the liquids can move around. If a chemical is supplied to the isolated recess, the chemical is transported with the web and left in one place. Thus, the chemistry is basically isolated through a number of different small cells where each cell is a pocket. An edging or twisted path may be formed between the pillars to effectively isolate it, although not completely isolated.

구현예 10Embodiment 10

본 구현예는 상이한 기능을 수행하도록 상이한 면적을 갖는 비-균질 웹을 제공함으로써 더욱 큰 융통성을 제공하는 것에 관한다. 예를 들면, 기둥들은 완충을 수행하기 위해 사용될 수 있다. 상기 구현예는 상이한 기능을 위해 서로 다른 웹의 거시적 영역들을 제공한다. 예를 들면, 웹의 한 면적은 구리 광택을 위한 것이고 다른 한 면적은 예를 들면 Ta를 제거함으로써 거시적 효과를 획득할 수 있다. 이는 웨이퍼가 웹 물질 상의 원 주위를 움직이면서 그 자리를 돌 경우 돌고/도는 광택으로 쉽게 수행될 수 있다.This embodiment relates to providing greater flexibility by providing non-homogeneous webs with different areas to perform different functions. For example, the pillars can be used to perform a cushion. This embodiment provides different macroscopic areas of the web for different functions. For example, one area of the web is for copper gloss and the other area can achieve macroscopic effect, for example by removing Ta. This can easily be done with spinning / turning luster as the wafer moves around the circle on the web material.

웨이퍼는 상기 웹 재료 상의 주위 원을 효과적으로 표시하고, 따라서, 중심의 추적은 웹 상의 주변 원형 경로에서 일정한 거리에 있다. 그러나, 상기 연부는 때로는 더 밖으로 때로는 더 안쪽으로 연장되는 데, 그 이유는 그들이 웨이퍼가 돌아다니는 동안에도 회전하기 때문이다. 따라서, 광택은, 스트립에 대하여 중심이 더 시간을 소모하는 재료의 스트립을 도입함으로써, 연부에 비하여 예를 들면 중심에서 향상된다. 상기 개념은 거시적 영역에서, 웹의 상이한 영역에서의 성질 성능을 변화시키는 것, 예를 들면 웨이퍼 상의 연부 아래에서의 성능을 변화시키는 것을 포함한다.The wafer effectively marks the surrounding circles on the web material, so that the tracking of the center is at a constant distance in the peripheral circular path on the web. However, the edges sometimes extend more out and sometimes more inward because they rotate while the wafer is moving around. Thus, gloss is enhanced, for example, in the center relative to the edges, by introducing a strip of material whose center is more time consuming to the strip. The concept includes, in the macroscopic region, changing the property performance in different areas of the web, for example changing the performance below the edges on the wafer.

구현예 11Embodiment 11

본 발명에 의해 제기되는 문제는 폴리에스테르-기재 물질로 생각되었던 종래의 웹 안감 재료가 마모에 영향을 준다는 것이다. 진행 도중 압반과 웹 사이의 마찰적 상호작용이 공정에 입자를 발생시킨다. 이 문제에 대한 해결은 영향을 주지 않는 안감 재료, 예를 들면 자가-윤활 플라스틱 같은 재료를 제공하는 데 있다. 이러한 자가-윤활 플라스틱은 통상적이다.The problem posed by the present invention is that conventional web lining materials that were considered polyester-based materials affect wear. Frictional interactions between the platen and the web create particles in the process during the process. The solution to this problem is to provide a material that does not affect the lining material, such as self-lubricating plastics. Such self-lubricating plastics are conventional.

자가-윤활 중합체의 예로서 플루오르화 알칸, 예를 들면 테플론, 플루오르화 폴리에테르, 플루오르화 폴리에스테르, 폴리에테르 케톤, 예를 들면 PEEK, 나일론또는 아세탈 수지를 들 수 있다. 자가-윤활 중합체 조성의 예는 수지 성분을 포함하며, 윤활 계의 약 30 중량% 내지 약 0.5 중량%이다. 상기 중합체 조성에 유용한 수지 성분은 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리페닐렌 설파이드, 폴리올레핀, 폴리옥시메틸렌, 스티렌 중합체 및 폴리카보네이트로부터 선택될 수 있다. 본 발명의 윤활 계는 마찰 및 마모를 감소시키기에 충분한 윤활량의 수지 성분을 함유하는 것으로 특징될 수 있으며, 폴리테트라플루오로에틸렌, 스테아레이트 및 탄산 칼슘을 포함할 수 있다. 고체 윤활제 및 섬유, 예를 들면 흑연, 운모, 실리카, 활석, 질화 붕소 및 황화 몰리브덴, 파라핀 왁스, 석유 및 합성 윤활 오일, 및 다른 중합체, 예를 들면 폴리에틸렌 및 폴리테트라플루오로에틸렌을 포함하는 많은 기타 물질들이 마찰 성질을 개선하기 위해 수지 성분에 첨가될 수 있다.Examples of self-lubricating polymers include fluorinated alkanes such as teflon, fluorinated polyethers, fluorinated polyesters, polyether ketones such as PEEK, nylon or acetal resins. Examples of self-lubricating polymer compositions include the resin component and are about 30% to about 0.5% by weight of the lubrication system. Resin components useful in the polymer composition may be selected from polyamides, polyesters, polyphenylene sulfides, polyolefins, polyoxymethylenes, styrene polymers and polycarbonates. The lubrication system of the present invention may be characterized as containing a resin component of a sufficient amount of lubrication to reduce friction and wear, and may include polytetrafluoroethylene, stearate and calcium carbonate. Solid lubricants and fibers such as graphite, mica, silica, talc, boron nitride and molybdenum sulfide, paraffin wax, petroleum and synthetic lubricating oils, and many other polymers, including polyethylene and polytetrafluoroethylene Materials can be added to the resin component to improve the friction properties.

구현예 12Embodiment 12

본 발명은 기둥들이 소모되는 때를 결정하기 위한 안전 기술을 제공한다. 구현예는 부분적으로 소모된 웹에 의해 광택낼 수 있는 웨이퍼의 수에 대한 경고를 제공하기 위해 비활성 화학약품 같은 추적자 성분의 도입을 포함한다. 또다른 국면에서, 노치 또는 막대가 기계적 표시를 위해 제공된다.The present invention provides a safety technique for determining when pillars are consumed. Embodiments include the introduction of tracer components, such as inert chemicals, to provide a warning about the number of wafers that can be polished by a partially consumed web. In another aspect, a notch or rod is provided for mechanical marking.

어떤 인디케이터는 CMP 공정의 끝을 표시하기 위해 주위보다 높다. 상기 인디케이터 또는 막대가 도달하면, 일정량의 높이만이 남는다.Some indicators are higher than the surroundings to mark the end of the CMP process. When the indicator or rod reaches, only a certain amount of height remains.

이는 시각적으로 검사하거나, 기둥과 마모 막대의 높이가 동일할 때 측정하기 위해 높이를 물리적으로 감지함으로써 검출될 수 있다.This can be detected by visual inspection or by physically sensing the height to measure when the height of the column and wear bar are the same.

구현예 13Embodiment 13

본 발명은 마모성 웹 롤의 말단에 근접할 때를 측정하기 위해 노치와 같은 기계적 수단을 제공하는 것에 관한다. 웹을 진행시킬 때, 롤에서 이탈되어 진행되는 것을 피하기 위해 그 말단이 접근할 때를 아는 것이 유리하다. 릴의 끝이 다가오는 것을 영화관의 영사기사에게 인식시키기 위해 점들이 번쩍이는 것, 또는 현금 등록 영수증의 줄무늬와 유사하게, 공정에 영향을 주는 것을 피하도록 웹 배면 상에 기계적으로 또는 광학적으로 검출될 수 있는 노치가 제공된다.The present invention is directed to providing a mechanical means such as a notch to measure when approaching the end of an abrasive web roll. When advancing the web, it is advantageous to know when its ends approach to avoid advancing off the roll. Mechanical or optically detected on the back of the web to avoid impacting the process, such as flashing dots, or streaks on cash register receipts, to alert the cinematographer the end of the reel to be approached. Notches are provided.

구현예 14Embodiment 14

본 발명은 웹의 상이한 부분의 위치를 측정할 수 있도록 웹의 길이에 걸쳐 웹을 코드화하는 것에 관한다. 바 코드 또는 광학적 문자 인식으로 판독가능한 숫자를 사용할 수 있다. 작은 구멍을 뚫어 검출가능한 패턴을 제공할 수 있다. 웹의 길이를 따라 임의의 종류의 코드화가 제공되어 적절한 종류의 센서에 의해 판독될 수 있다. 본 발명의 개념은 웹의 길이를 따르는 위치의 암호화를 수반한다. 적어도 두 가지 장점이 있다. 하나는 실시간 피드백 및 모든 종류의 움직임 제어이다. 예를 들면, 움직이는 웹의 길이를 피드백 제어로 측정하여 명령 신호를 활성화하여 웹을 진행시킨다. 두번째 장점은 진행된 웹의 양이 판독될 수 있다는 것이다. 이것은 (1) 웹 상의 위치에 광택되는 웨이퍼의 양호한 추적 및 (2) 웹의 말단에 대한 근접성의 측정 및 작업자로 하여금 웹의 교체를 위한 경고를 가능하게 해준다.The present invention is directed to encoding a web over the length of the web so that the location of different portions of the web can be measured. You can use numbers readable by bar code or optical character recognition. Small holes can be drilled to provide a detectable pattern. Any kind of coding may be provided along the length of the web and read by an appropriate kind of sensor. The concept of the present invention involves the encryption of a location along the length of the web. There are at least two advantages. One is real time feedback and all kinds of motion control. For example, the length of the moving web is measured by feedback control to activate the command signal to advance the web. The second advantage is that the amount of web advanced can be read. This allows (1) good tracking of the wafer polished to a location on the web and (2) measuring proximity to the end of the web and allowing the operator to warn for replacement of the web.

구현예 15Embodiment 15

예를 들면 1 밀리미터의 얇은 단층의 다이아몬드를 실리콘 카바이드 입자를함유하는 웹 기둥 상에 형성하고, 매트릭스를 선택적으로 제거하기 위해 열과 용매를 이용하는 화학적 예비-컨디셔닝 등에 의해, 화학적으로 예비-컨디셔닝하여 기둥의 상단으로부터 약 500 Å의 매트릭스를 제거함으로써 다이아몬드를 노출시킨다.For example, one millimeter thin monolayer of diamond is formed on a web pillar containing silicon carbide particles, and chemically pre-conditioned by heat and solvent to selectively remove the matrix, such as by chemical pre-conditioning The diamond is exposed by removing a matrix of about 500 mm 3 from the top.

본 구현예는, 예를 들면 다이아몬드나 입방형 질화붕소와 같이 매우 단단한 물질에 대하여 산업에서 사용되는 용어인, 초마모제의 사용을 통해 웹의 마모 속도를 유리하게 연장시킨다. 기둥의 마모 속도는 시간의 경과에 따라 실질적으로 변화하지 않는 정도로 감소되고, 따라서 CMP 균일성을 개선한다.This embodiment advantageously extends the wear rate of the web through the use of ultra-wear agents, a term used in industry for very hard materials such as diamond or cubic boron nitride. The wear rate of the pillars is reduced to such an extent that they do not substantially change over time, thus improving CMP uniformity.

구현예 16Embodiment 16

본 발명은 개량된 취급을 위하여 웹의 측부 또는 말단에 천공을 제공하는 것에 관한다. 천공을 수행하기 위해 사슬톱니를 갖는 롤이 제공된다.The present invention is directed to providing a perforation on the side or end of the web for improved handling. Rolls with chain teeth are provided for carrying out the perforation.

본 발명은 실질적으로 원형인 회전식 광택 패드 및 실질적으로 직사각인 광택 시트를 포함하는 모든 종류의 고정된 마모성 물품에 적용가능하다. 본 발명은 CMP의 웨이퍼-대-웨이퍼 속도 안정성을 제공하고, 반도체 장치 제조의 여러 단계 도중 사용될 수 있다. 따라서, 본 발명은 각종 산업적 응용에, 특히 반도체 산업의 CMP, 뿐만 아니라 자기 기록 매체 산업에 이용될 수 있다.The present invention is applicable to all kinds of fixed wear articles including substantially circular, rotating glossy pads and substantially rectangular glossy sheets. The present invention provides wafer-to-wafer speed stability of CMP and can be used during various stages of semiconductor device fabrication. Thus, the present invention can be used for various industrial applications, in particular in the CMP of the semiconductor industry, as well as in the magnetic recording medium industry.

본 발명의 단지 바람직한 구현예 및 그 다양성의 몇가지 예만이 본 개시에 보여지고 설명된다. 본 발명은 다양한 기타 조합 및 환경에서 사용될 수 있으며, 여기 표현된 발명적 개념의 범위 내에서 변화 및 수정이 가해질 수 있음이 이해되어야 한다.Only preferred embodiments of the invention and some examples of its variety are shown and described in this disclosure. It is to be understood that the invention can be used in a variety of other combinations and environments, and that changes and modifications can be made within the scope of the inventive concepts presented herein.

Claims (18)

마모성 복합재 요소의 형태로 삼차원 마모성 복합재를 포함하고, 마모 인디케이터를 더 함유하는 고정된 마모성 물품.A fixed abrasive article comprising a three-dimensional abrasive composite in the form of an abrasive composite element, the article further comprising a wear indicator. 제 1 항에 있어서, 삼차원의 고정된 마모성 물품이 질감을 갖는 것인, 고정된 마모성 물품.The fixed wearable article of claim 1, wherein the three-dimensional fixed wear article has a texture. 제 1 항에 있어서, 침식가능한 마모성 복합재 요소를 포함하는 고정된 마모성 물품.The fixed wearable article of claim 1 comprising an erosive wearable composite element. 제 3 항에 있어서, 상기 마모성 복합재 요소가 복수의 원통형 기둥을 포함하는 고정된 마모성 물품.4. The fixed wearable article of claim 3, wherein the wearable composite element comprises a plurality of cylindrical pillars. 제 1 항에 있어서, 정밀한-모양을 가진 마모성 복합재를 포함하는 고정된 마모성 물품.The fixed abrasive article of claim 1 comprising a fine-shaped abrasive composite. 제 1 항에 있어서, 마모 인디케이터가 결합제 중 가시적 표지를 포함하는 고정된 마모성 물품.The fixed wearable article of claim 1, wherein the wear indicator comprises a visible label in the binder. 제 1 항에 있어서, 상기 표지가 금속성 물질, 가시적 물질 또는 자기 물질을 포함하는 고정된 마모성 물품.The fixed wearable article of claim 1, wherein the label comprises a metallic material, a visible material, or a magnetic material. 제 1 항에 있어서, 상기 마모 인디케이터가 착색된 표지를 포함하는 고정된 마모성 물품.2. The fixed wearable article of claim 1, wherein the wear indicator comprises a colored label. 제 8 항에 있어서, 상기 착색된 표지가 염료, 안료 또는 착색제로 구성된 군에서 선택되는 고정된 마모성 물품.The fixed wearable article of claim 8, wherein the colored label is selected from the group consisting of dyes, pigments, or colorants. 제 1 항에 있어서, 상기 마모 인디케이터가 결합제 중 함유된 가시적 표지를 포함하는 고정된 마모성 물품.The fixed wearable article of claim 1, wherein the wear indicator comprises a visible label contained in a binder. 제 1 항에 있어서, 상기 마모 인디케이터가 고정된 마모성 물품의 마모성 표면 상에 피복된 마모가능한 마모 인디케이터를 포함하는 고정된 마모성 물품.2. The fixed wearable article of claim 1, wherein the wear indicator comprises an wearable wear indicator coated on the wearable surface of the fixed wearable article. 제 1 항에 있어서, 상기 마모 인디케이터가 마모성 복합재 내에 함침된 마모가능한 마모 인디케이터를 포함하는 고정된 마모성 물품.2. The fixed wearable article of claim 1, wherein the wear indicator comprises an wearable wear indicator impregnated in the wear composite. 제 1 항에 있어서, 상기 마모 인디케이터가 마모성 복합재 요소의 높이의 하부 10% 내에 포함된 가시적 표지를 포함하는 고정된 마모성 물품.The fixed wearable article of claim 1, wherein the wear indicator comprises a visible label contained within a lower 10% of the height of the wearable composite element. 제 1 항에 있어서, 상기 마모 인디케이터가 바닥에 부착된 결합제 및 마모 인디케이터를 포함하는 마모 인디케이터 복합재이며, 기판과 접촉 시 상기 인디케이터-복합재요소가 마모 인디케이터과 기판 사이의 접촉을 나타내는, 고정된 마모성 물품.2. The fixed wearable article of claim 1, wherein the wear indicator is a wear indicator composite comprising a wear indicator and a binder attached to a bottom, wherein the indicator-composite element exhibits contact between the wear indicator and the substrate when in contact with the substrate. 제 1 항에 있어서, 상기 물품이 고정된 마모성 패드를 포함하는 고정된 마모성 물품.2. The fixed wearable article of claim 1, wherein the article comprises a fixed wear pad. 제 1 항에 있어서, 상기 물품이 고정된 마모성 벨트를 포함하는 고정된 마모성 물품.The fixed wearable article of claim 1, wherein the article comprises a fixed wear belt. 기둥 소모를 나타내기 위해 비활성의 화학적 또는 기계적 표시를 갖는 기둥을 포함하는, 고정된 마모성 물품.A fixed abrasive article comprising a pillar having an inert chemical or mechanical indication to indicate pillar consumption. 제 17 항에 있어서, 상기 고정된 마모성 물품이 패드인, 고정된 마모성 물품.18. The fixed wearable article of claim 17, wherein the fixed wearable article is a pad.