TW200940258A - CMP pad dressers - Google Patents

Description

200940258 九、發明說明 此申請案根據2007年11月13日提出之美國臨時專 利申請案序號第60/987,687號；及2007年11月16日提 出之美國臨時專利申請案序號第60/988,643號主張優先權 ’其每—個係據此以引用的方式倂入本文中。 【發明所屬之技術領域】 ❹ 本發明大致上有關供使用於與修整或平整化學機械拋 光（CMP)墊有關的裝置及方法。據此，本發明包括化工 、化學、冶金、及材料科學之領域。 【先前技術】 化學機械加工（CMP )已成爲用於拋光某些工件之寬 廣應用的技術。特別地是，電腦製造工業已開始大大地倚 靠CMP製程以在半導體製造中用於拋光陶瓷、矽、玻璃 φ 、石英、金屬、及其混合物之晶圓。此等拋光製程大致上 必需施加該晶圓抵靠著一由耐久性有機物質（諸如聚胺基 甲酸酯）所製成之旋轉墊。將含有能夠分解該晶圓物質之 化學溶液及某一數量之用於物理性地磨損該晶圓表面的硏 磨微粒之化學漿料加至該旋轉墊。該漿料被連續地加至旋 轉的CMP墊，且施加在該晶圓上之雙重化學及機械力使 以想要之方式拋光晶圓。 爲有效工作一段時間，CMP墊需要被保持在良好狀態 中，以使用於每一次拋光的硏磨微粒之分佈最佳化。減少 -5- 200940258 該CMP墊上之碎屑的“磨光”或累積之一方法係正修整 或平整該墊。修整意指意圖藉由以各種裝置“梳理”或“ 切割”該墊而復原該墊之頂部。很多種裝置及製程已被用 於此目的。一些CMP墊修整器造成該等CMP墊過早地磨 損。 【發明內容】 按照本發明的一態樣’提供—種硏磨工具’而其可包 括一工具前驅物組件。該等工具前驅物之至少一者能包括 呈刃片形狀之連續式複晶鑽石、或複晶立方氮化硼、或其 他陶瓷材料的切割元件。該硏磨工具可額外地包括固定材 料，其被組構成連接該等工具前驅物且形成單一組合體。 該等工具前驅物之選擇、配置、及固定可使該硏磨工具具 有預定的切割構型。 按照本發明之另一態樣，提供一種硏磨工具’而其及 可包括一工具前驅物組件。該等工具前驅物可包括至少一 個長型基板，在該基板之一表面上具有連續式複晶鑽石、 立方氮化硼（cBN)、或其他陶瓷材料的切割元件。該前 驅物組合體可提供一具有預定切割構型之表面的工具。該 硏磨工具可另外包括固定材料，其被組構成將該等工具前 驅物連接成單一組合體，該組合體形成該預定的切割構型 〇 按照本發明之另一態樣，提供一種形成一硏磨工具之 方法，該方法包括提供複數工具前驅物。該等工具前驅物 -6 - 200940258 之至少一者可具有呈刃片形狀之連續式鑽石或立方氮化硼 、或其他陶瓷的切割元件。該方法可另外包括將該等工具 前驅物鎖固在一起，以形成具有一工作表面之工具，該工 作表面包括呈刃片形狀之複晶鑽石、或立方氮化硼、或其 他陶瓷材料的切割元件。 按照本發明之另一態樣，提供一種CMP墊平整器， 其包括一基底及複數個由該基底延伸之切割元件。該複數 II 個切割元件分別可具有一切割刀片，其可操作至嚙合該 CMP墊之材料。至少一些該等切割元件相對其他切割元件 之切割刀片可具有朝向不同高度的切割刀片。 按照本發明之另一態樣，該等切割元件之至少一者， 相對該墊平整器之基底，可包括一朝向比緊鄰的切割元件 之切割刀片較高的高度之切割刀片。 按照本發明之另一態樣，該至少一切割元件抵靠著該 緊鄰之切割元件。 Φ 按照本發明之另一態樣，該等切割元件可包括，相對 於由該等切割元件所平整之CMP墊的表面，朝向90度或 更少的切割面。 按照本發明之另一態樣，該等切割元件可包括後緣， 而此後緣的角度調整成使在該等切割元件及藉由該等切割 元件所平整之CMP墊的表面之間提供一退切區域（reiief 按照本發明之另一態樣，該等切割元件及該基底可爲 由一整塊材料所形成。於一具體實施例中，該等切割元件 200940258 及該基底係由 按照本發 基底。 按照本發 ，使得該墊平 個較低高度切 較高高度切割 按照本發 法，其包括： 切割刀片；使 藉此用該切割 產生CMP墊 與該切割元件 嚙合；及使與 該CMP墊彼ί 露層。 按照本發 層包括嚙合該 割刀片。 於一具體 括嚙合該暴露 按照本發 件由一共用之 按照本發 —整塊之複晶鑽石複合片所形成。 明之另一態樣’該等切割元件可被連接至該 明之另一態樣’配置至少二個該等切割元件 整器及該CMP墊彼此相對運動，使得第一 割元件由該CMP墊移除材料，隨後第二個 元件由該CMP墊移除其他材料。 明之另一態樣，提供一種平整CMP墊之方 嚙合該CMP墊之材料與至少一切割元件之 該切割元件及該CMP墊彼此相對運動，以 元件之切割刀片由該CMP墊移除材料，以 才料的暴露層；嚙合該CMP墊材料的暴露層 之切割刀片，或與第二切割元件之切割刀片 該CMP墊材料的暴露層嚙合之切割元件及 t相對運動，以藉此移除該CMP墊材料的暴 ❹ 明之另一態樣，嚙合該CMP墊材料的暴露 暴露層與用於產生該暴露層的切割元件之切 實施例中，嚙合該CMP墊材料之暴露層包 層與該第二切割元件之切割刀片。 明之另一態樣，該切割元件及該第二切割元 基底延伸。 明之另一態樣，提供一種平整CMP墊之方 -8- 200940258 法被提供’其包括：以切割元件由該CMP墊移除一薄層 材料；及以該相同或不同之切割元件由該CMP移除第二 層材料，該第二層材料係藉由移除該薄層材料而暴露出。 如此，在此已相當寬廣地槪述本發明之各種特徵，以 致其隨後之詳細敘述可被較佳了解，且以致本發明對此技 術領域的貢獻可被較佳判斷。本發明之其他特徵將由本發 明之取自所附申請專利範圍的以下詳細敘述變得較清楚， 0 或可藉由本發明之實例所學習。 【實施方式】 在揭示及敘述本發明之前，應了解本發明不限於在此 所揭示之特別結構、製程步驟、或材料，而是延伸至其同 等物，如普通熟諳該相關技藝者所認知者。亦應了解在此 所採用之術語係僅只用於敘述特別具體實施例之目的，且 係不意欲限制之。 〇 必需被注意的是，如於此說明書及所附申請專利範圍 中所使用，該單數形式“一” “一個”及“該”包括複數 範圍，除非該上下文特別指明。如此，譬如，“ CMP墊修 整器”包括一或多個此等修整器，“ 一操作參數”包括一 或多個此等操作參數，及“該凸凹不平部”包括一或多個 此等凸凹不平部。 定義 於敘述及主張本發明的權利時，以下之術語將按照在 -9- 200940258 下面所提出之定義使用。 如文中所使用，“實質上”一詞意指一作用、特徵、 特性、狀態、結構、項目、或結果之完整或幾乎完整的範 圍或程度。例如，“實質上”半透明之物件將意指該物件 係完全半透明或幾乎完全半透明。在一些案例中，脫離絕 對完整性之實際可容許的偏差程度可視該特定之情況而定 。然而’大致言之’完整性之接近將是使具有相同之完整 結果，好像是可獲得絕對及整個完整性。當用於一負面涵 義中’以意指該一作用、特徵、特性、狀態、結構、項目 、或結果之不完整或幾乎不完整時，“實質上”之使用係 同樣可適用的。換言之’ “實質上無”一成分或元素之成 份仍然可真正地包含此項目，只要其無可測量之效果。 該“修整”及“平整”等詞係可互換的，且意指藉由 自該墊移除碎屑、以及選擇性地舉昇舖有墊片之纖維及產 生新溝槽，以更新CMP墊之製程。同樣地，該“修整器 ”及“平整器”等詞係可互換地使用，且指示用於修整或 平整之設備。 本文中’ “基板”意指一支撐或能支撐PCD或cBN、 或陶瓷層之材料，且可將PCD或cBN、或陶瓷層固著於此 材料。在本發明中有用的基板可爲任何形狀、厚度、或材 料’其係能夠以一充分提供對於其意欲之目的有用之工具 的方式支撐硏磨微粒。基板可爲固體材料、當加工時凝成 固體之粉末材料、或撓性材料。典型之基板材料的範例無 限制地包括金屬、金屬合金、陶瓷、固化的樹脂與聚合材 -10- 200940258 料及其混合物。 本文中’該“基底”或“基板” 一詞可使用於意指支 撐硏磨材料之墊平整器的一部份，且可將硏磨材料固著於 此部份’或可由該部份延伸。在本發明中有用的基板可爲 任何形狀、厚度、或材料，其係能夠以一充分提供對於其 意欲之目的有用之墊平整器的方式支撐硏磨材料。基板可 爲固體材料、當加工時凝成固體之粉末材料、或撓性材料 0 。典型之基板材料的範例無限制地包括金屬、金屬合金' 陶瓷、相當硬之聚合物或其他有機材料、玻璃、及其混合 物。再者，該基板可包括有助於連接硏磨材料至該基板之 材料，無限制地包括銅焊合金材料、燒結助劑及類似者。 於一些具體實施例中，該基板及該等硏磨切割元件可爲由 相同材料所形成，且能由一體、單件材料所形成。 本文中，“前緣”意指CMP墊修整器之邊緣，其係 一基於該CMP墊運動的方向、或該墊運動之方向、或兩 〇 者，之前面邊緣。顯著地，於一些態樣中，該前緣可被考 慮爲不只涵蓋特別在一修整器之邊緣的區域，同時亦可包 括該修整器由該實際邊緣稍微朝內延伸之部份。於一態樣 中，該前緣可爲坐落沿著該CMP墊修整器之外部邊緣。 於另一態樣中，該CMP墊修整器可被組構成具有硏磨微 粒的圖案，其在該CMP墊修整器工作表面之中心或內部 上提供至少一有效之前緣。換句話說，可組構該修整器之 中心或內部，以提供一類似於該修整器的外部邊緣上之前 緣的功能性效果。 -11 - 200940258 本文中，“銅焊”之製程意指諸如鑽石、CBN、或陶 瓷材料之非金屬的原子及以銅鋅合金焊接材料間之化學鍵 的產生。再者，“化學鍵”指一共價鍵，諸如碳化物、氮 化物、或硼化物的鍵結，而非機械式或較弱之原子間吸引 力。如此，當關於超級硏磨微粒使用“銅焊”時，真實之 化學鍵係形成。然而，當關於金屬至金屬鍵結使用“銅焊 ”時，該名詞被用於更傳統的冶金鍵意義中。因此，對一 工具本體的超級硏磨片段之銅焊不需要存在有碳化物、氮 化物、或硼化物形成劑。 本文中，“陶瓷”意指硬的、通常結晶質、實質上耐 熱及抗腐蝕之材料，其可爲藉由燒製非金屬材料所製成， 有時候以金屬材料所製成。若干被視爲陶瓷的氧化物、氮 化物、及碳化物材料係於先前技藝中熟知的，無限制地包 括氧化鋁、氧化矽、氮化硼、氮化矽、及碳化矽、碳化鎢 等。 本文中，“金屬”意指任何型式之金屬、金屬合金、 或其混合物，且特別地是包括、但不限於鋼、鐵、及不銹 鋼。 本文中，“硏磨輪廓（abrasive profile) ”將被了解 爲意指藉由硏磨材料所界定之形狀或空間，該等硏磨材料 可被用於由CMP墊移除材料。硏磨輪廓之範例無限制地 包括長方形、逐漸縮小之長方形、截頭之楔形、楔形等。 於一些具體實施例中’在由該CMP墊移除材料期間，由 經過該CMP墊被導向之平面觀看時，藉由本發明的硏磨 200940258 片段所呈現之硏磨輪廓將變得明顯。 本文中’ “超硬的”可被用來意指任何結晶材料、或 複晶材料、或此等材料之混合物，其具有大約8或更大之 摩爾（Mohr )硬度。於一些態樣中，該摩爾硬度可爲大約 9.5或更大。此等材料包括（但不被限於）鑽石、複晶鑽 石（PCD )、立方氮化硼（cBN )、複晶立方氮化硼（ PcBN)、砂金石與藍寶石、以及熟諳此技藝者所熟悉之其 φ 他超硬的材料。超硬的材料能以各種形式被倂入本發明， 包括微粒、粗粒、薄膜、層、小塊、片段等。於—些案例 中’本發明之超硬的材料係呈複晶超硬的材料之形式，諸 如PCD及PCBN材料。 本文中’ “有機材料”意指有機化合物之半固體或固 體複合非晶形混合物。如此，“有機材料層”及“有機材 料基質’’可交換地使用’意指一層或一團之有機化合物的 半固體或固體複合非晶形混合物。該有機材料較佳地係將 ® 爲由一或多個單體的聚合作用所形成之聚合物或共聚物。 本文中，“微粒”及“粗粒”可交換地使用。 本文中’該“磨料”一詞可被用於敘述能夠由Cmp 墊移除（例如切割、拋光、削去）材料之各種結構。磨料 能包括一其上或在其中形成有數個切割點、背脊或台面之 組合體。須指明的是’此等切割點、背脊或台面可爲來自 該組合體中所包括之複數個突出部份或凸凹不平部。再者 ’磨料能包括複數個個別之硏磨微粒，該等硏磨微粒之上 面或其中可只形成—切割點、背脊或台面。磨料亦可包括 -13- 200940258 複合的組合體，諸如PCD塊、片段或胚料，可個別地包 括該硏磨層或是共同地包括該硏磨層。 本文中，該“切割刀片” 一詞通常係意指切割元件的 一部份’其嚙合及由一工件（通常爲CMP墊）移除材料 。“切割刀片”能包括點、邊緣、表面等，其係能夠由 CMP墊切割材料。該“切割刀片” “邊緣”、“刃片”等 詞可爲（但不總是可以）交換地使用。 本文中，爲了便利，複數個零組件可呈現在共用之清 單中。然而，這些清單應被解釋爲該清單之每一構件被個 別地認知爲一分開及獨特之構件。如此，基於其在共用族 群中之呈現而沒有指示相反情況，此清單之個別構件不應 被獨自地解釋爲相同清單之任何其他構件之事實上的同等 項。 濃度、數量、微粒尺寸、體積、及其他數値資料可以 一範圍格式表達或呈現。其將了解此一範圍格式僅只爲了 便利及簡潔被使用，且如此應被靈活地解釋爲不只包括明 確地陳述該範圍時之限制的數値，而且亦包括所有涵括在 該範圍內之個別數値或子範圍’好像每一數値及子範圍均 被明確地陳述者。 當作說明，“大約1至大約5”之數値範圍應被解釋 爲不只包括大約1至大約5之明確陳述値’但亦包括在該 指示範圍內之個別値及子範圍。如此，包括於此數値範圍 中者係諸如2、3及4之個別値及諸如由丨_3、由2·4、及 由3-5等之子範圍。此相同之原理應用至僅只陳述一數値 -14- 200940258 之範圍，再者，將應用此一說明，不管待敘述之範圍或特 性之寬度。 本發明 吾人已發現該整個CMP製程能經過以CMP墊修整器 修整或平整而被改善，該修整器有效地修整該CMP墊， 如此以最佳地延長CMP墊的壽命，同時減少在該CMP墊 0 上之磨光及其他負面效果。精確地機械加工的CMP墊修 整器能得到此等改良。藉由利用本文所揭示之修整器， CMP墊能被翻修，而不會如使用典型CMP墊修整器般損 失CMP墊壽命。再者，文中所揭示之用於產生此等修整 器的方法提供一相當快速及經濟之方式，以產生此精密之 工具。另外，該方法提供用於產生一具有預定工作表面之 CMP墊修整器。 按照文中所呈現之具體實施例，提供適用於每一 CMP φ 墊修整器之各種細節及用於產生或形成該等CMP墊修整 器之方法。如此，一特定具體實施例之討論係與其他相關 具體實施例之情況有關，及支持於其他相關具體實施例的 情況中之討論。 硏磨工具能包括一工具前驅物組件。工具前驅物能夠 爲各種形狀及尺寸。圖1-3說明複數個工具前驅物。圖1 說明三件工具前驅物1 〇、1 2、1 4。所說明之前驅物分別包 括在該工具前驅物之基板22、24、26的一表面上之複晶 鑽石（PCD )、立方氮化硼（PcBN )、或陶瓷層16、18 -15- 200940258 、20。於每一具體實施例中，該層能或者包括或基本上由 PCD或PcBN所組成。另外，該層能以其他形式包括或由 鑽石所組成，包括CVD沈積之鑽石及各種陶瓷材料。於 一具體實施例（未示出）中，該層可爲覆蓋在CVD鑽石 之外層上的陶瓷或PcBN層。所說明之層越過該基板之表 面的整個面積之厚度實質上係均勻的。工具前驅物12說 明一長型工具前驅物，在該工具前驅物上面形成有連續式 複晶鑽石或複晶立方氮化硼切割元件。於一具體實施例中 ，圖1之工具前驅物12可被進一步機器加工，以形成如 圖2所說明之刃片形狀。如所示，該工具前驅物30包括 —長型基板32及一在該基板的表面上之連續式複晶鑽石 或立方氮化硼切割元件34。該切割元件係形成爲刃片形狀 ，沿著該長型工具前驅物之長度實質上具有該切割元件之 單一尖頂3 6。 應了解，雖然許多討論係針對PCD、鑽石、PcBN、 及/或立方氮化硼切割元件，但是仍可使用其他材料獨自 地或與其他材料結合而作爲切割元件，且將被包括本文之 揭示內容的範圍中。譬如，該切割元件能包括或基本上由 陶瓷、或其他鑽石或cBN薄膜所組成，包括經由化學蒸氣 沈積（CVD )沈積者。能被用作切割元件的陶瓷之非限制 範例包括氧化鋁、碳化鋁、矽石、碳化矽、氮化矽、氧化 鉻、碳化鉻、及其混合物。於一具體實施例中，切割元件 可爲燒結的組合體、局部燒結的組合體、及/或根據該技 藝中習知之任何方法連接至該工具前驅物之基板的材料層 200940258 。於一態樣中，該切割元件能包括複數種材料之均質或其 他形態的混合物，選擇性地包括硏磨微粒。於另一態樣中 ’該切割元件能包括複數個材料層。當作一非限制範例， 該切割元件能包括塗覆以CVD鑽石之陶瓷。 於一態樣中，圖2之工具前驅物可被進一步機器加工 ’以形成如圖3所說明之複數個凸凹不平部。如所示，該 工具前驅物40具有一長型基板42，在該基板的一表面上 0 具有連續式複晶鑽石或立方氮化硼切割元件44。該鑽石或 立方氮化硼切割元件係形成爲具有單一尖頂或點之複數個 凸凹不平部46。如所示，該等凸凹不平部係角錐形狀。雖 然角錐形狀被說明當作該凸凹不平部形狀，但是具有一可 形成凸凹不平部的尖頂之任何形狀仍將明確被包括在其中 。關於角錐形狀，該角錐形凸凹不平部可包括規則或不規 則形角錐。此等凸凹不平部能包括任何具有三角形的無底 面之三維形狀，該等表面會聚在一點上。該基底之形狀典 φ 型係四邊形或三邊形，但可爲任何多邊形狀。於圖3之案 例中，具有三角形基底之角錐形凸凹不平部被顯示，且此 等角錐具有一實質上平坦之直立側面，將被更詳細地說明 。另一選擇係，具有立方基底之角錐可被使用。圖3之角 錐形凸凹不平部的諸面之一係實質上垂直於該基板表面之 平面。於此案例中，其係可能以前後顛倒的方式配對二類 似工具前驅物，以便形成一具有較大基底之角錐形狀，亦 即每一工具前驅物將提供大約該凸凹不平部的一半。於以 前後顛倒的方式配置圖3之工具前驅物的案例中，藉由將 -17- 200940258 二個該等工具前驅物對齊在一起以形成角錐形凸凹不平部 之單一線所形成的角錐具有四邊形之基底形狀，每一基底 的一半係藉由單一工具前驅物所提供。於一具體實施例中 ，本發明之工具前驅物能藉由以如圖ίο所示之連接至基 板之PCD或PcBN層而形成一PCD或P cBN胚料所製備， 且長型片段能如所示地被移除。其次，放電加工（EMD ) 金屬線可藉由塑形每一片段之PCD或PcBN層被用於形成 該等工具前驅物。該等前驅物能接著被組裝成一完成之工 具。 於一態樣中，經過EDM金屬線或其他硏磨或材料移 除方法，具有連續式PCD或PcBN層之基板能被形成爲刃 片形狀此刃片形狀被說明在圖2中。以所形成之刃片形狀 ，凸凹不平部可經過使用EDM金屬線、或其他精密之材 料移除方法所形成。在由刃片形狀形成凸凹不平部中，該 等凸凹不平部可被形成彼此緊接毗連、或被隔開。每一凸 凹不平部之角度可爲均勻或非均勻的。基於該等個別片段 之待雕刻的區域爲二維區域而非三維區域之事實，該EDM 金屬線及其他工具係輕易地用於雕塑該等片段之PCD或

PcBN，該三維區域將具有不易於藉由該金屬線接近之部份 〇 需要指明的是，該硏磨工具係一工具前驅物組件。該 組件可包括任何數目之工具前驅物，且能包括變化設計之 工具前驅物。或者，該組件能包括複數個具有實質上相同 形狀及切割元件之工具前驅物。該組件可被配置’以便具 -18 - 200940258 有切割元件設計的圖案。於一具體實施例中’交替式的設 計可能是所欲的。再者’工具前驅物組件能包括變化該高 度尺寸、或凸凹不平部或刃片突出部份相對於鄰接工具前 驅物之差異，以實現一特別之預定切割構型。 工具前驅物之配置的非限制範例包括交替的，如圖4 所說明，具有交替之凸凹不平部50及刃片52之工具前驅 物；首先如圖5所示’在一端部具有刃片54及複數個凸 gj 凹不平部工具56之前驅物連接至其上；接著如圖6中所 示的圖案，具有複數個對齊之凸凹不平部，使得每一尖頂 係實質上與該等鄰接工具前驅物之凸凹不平部對齊；及如 圖7所示的偏置圖案’設有複數個具凸凹不平部之工具前 驅物，在此該等凸凹不平部被對齊，以便不與該等鄰接工 具前驅物之凸凹不平部對齊。應注意的是，該等說明係不 限制該等工具前驅物之配置。那些所說明者能以各種方式 被組合。另外，胚料能以各種方式與各圖案及預定配置一 〇 起使用，以便產生一預定之切割構型。胚料能包括沒有 PCD之簡單的基板’或能包括連續式或不連續式之PCD 或PcBN層作爲一未成形之層或包覆層。再者，所說明之 配置不考慮由在反向方向中定位一或多個工具前驅物所獲 得之變化性，諸如具有該角錐形凸凹不平部之前後顛倒的 方位。該等工具前驅物之方位大幅地增加可用於產生一切 割構型之可能性。其亦應注意的是圖4-7中所說明之工具 前驅物組件可與固定材料一起構成該硏磨工具，或者它們 可爲硏磨工具中之一工具前驅物組件的一部份。 -19- 200940258 使用於該硏磨工具中之基板可爲各種組成及形狀。於 一態樣中，該基板能包栝或基本上由金屬、金屬製品、陶 瓷、有機物、及其組合所組成。再者，該基板可爲與該 PCD或PcBN層直接地接觸，或可沿著該pcd或PcBN及 基板之界面包括一連續或不連續層。 形成一硏磨工具包括提供複數個工具前驅物及將該等 工具前驅物鎖固在一起，以形成具有一工作表面之工具。 該工作表面能在其上面包括複晶鑽石或複晶立方氮化硼切 割元件。將該等工具前驅物鎖固在一起可包括各種步驟。 於一態樣中’固定材料能被用於形成該固結之工具。用於 鎖固該工具前驅物組件之非限制步驟的範例包括銅焊、軟 焊、燒結、膠合、及其組合。如此，固定材料能包括銅鋅 合金焊接材料、軟焊材料、燒結劑、膠合材料、包括聚合 材料與樹脂之有機材料、及其組合。再者，固定材料能包 括黏接劑。 任何製程及任何相關材料或諸材料能被用於將該等工 具前驅物固定成單一組合體。此等材料能被分佈或用於一 些或每一工具前驅物之間，或能被用於圍繞，藉此固定該 等工具前驅物。能被用於鎖固該等硏磨前驅物之製程的一 非限制性範例可包括以有機材料鎖固該等硏磨前驅物。該 等硏磨前驅物能如想要地配置抵靠著一鋼板或其他的板件 ’具有如想要地配置之凸凹不平部、刃片、或其他尖頂。 於圖8所說明之案例中，該等工具前驅物62之凸凹不平 部的尖頂60被配置抵靠著一板件64，以便爲同水平的。 -20- 200940258 該等尖頂能被覆蓋以黏接劑或其他覆蓋物66，且接著，環 氧基樹脂68能被放置在經配置之工具前驅物的上方。於 一態樣中，該環氧基樹脂能被以玻璃纖維強化、以顔料彩 色編碼、以背襯強化、或其任何組合。一旦該環氧基樹脂 被固化，該等工具前驅物係以一可提供想要之切割表面的 方式被配置及固定。應注意的是，以同水平的方式配置該 等凸凹不平部及其他尖頂係以此範例加以說明，然而，此 φ 配置僅只是本發明的方法及工具的一具體實施例。有益的 是，慎重地配置該等尖頂工具前驅物，以便提供一直立之 圖案，使得該凸凹不平部及其他尖頂或尖端突出與該工作 表面不同的數量。 各種反向澆鑄方法可被利用，以將該等工具前驅物固 定成單一組合體。譬如，可將一由充分柔軟的材料製成的 間隔層施加至一暫時基板之工作表面上，以便使該等前驅 物之至少一尖頂部穿透進入該間隔層。該等工具前驅物能 φ 被配置，以使每一前驅物之切割元件的至少一部份係至少 局部地嵌入該間隔層及與該暫時基板形成接觸、或幾乎接 觸。於一態樣中，該等工具前驅物能被任何機件或裝置所 壓按，使得凸凹不平部及/或刃片之尖頂與該暫時基板造 成接觸。以此方式，該暫時基板能界定該被組裝之組合體 的最後之同水平的輪廓。如此，根據該被組裝組合體之想 要輪廓該暫時基板能，包括任何輪廓、水平度、斜率 '階 梯狀部份等。於另一選擇態樣中，該間隔層可爲選擇性地 。於又另一態樣中，該間隔層可爲黏接劑或其他有機樹脂 -21 - 200940258 黏接劑可被選擇性地施加至該暫時基板及/或該間隔 層及/或該等切割元件，以有利於適當之配置及暫時的連 接。用在任何顯著表面上之黏接劑可爲熟諳該技藝者所熟 悉之任何黏接劑，諸如無限制地包括聚乙烯醇（PVA )、 聚乙烯醇縮丁醛（PVB )、聚乙二醇（PEG )、石蠟（ pariffin )、酚醛樹脂、蠟乳液、丙烯酸樹脂、或其組合 。於一態樣中，該固定劑係噴灑式丙烯酸黏膠。 該間隔層可爲由任何具有極均勻之厚度的柔軟、可變 形材料所製成，並可根據製造之特別需求、未來之使用、 工具前驅物之組成考量等被選擇。有用材料之範例包括、 但不被限於橡膠、塑膠、蠟、石墨、黏土、膠帶、柔性石 墨（Grafoil)、金屬、粉末、及其組合。於一態樣中，該 間隔層可爲一包括金屬或其他粉末及黏結劑之軋制薄板。 譬如，該金屬可爲不銹鋼粉末及聚乙二醇黏結劑。各種黏 結劑可被利用，其係熟諳此技藝者所熟知者，諸如、但不 限於聚乙烯醇（PVA )、聚乙烯醇縮丁醛（PVB )、聚乙 二醇（PEG )、石蠟、酚醛樹脂、蠟乳液、丙烯酸樹脂、 及其組合。 一至少局部未固化的樹脂材料可被施加至與該暫時基 板相反之間隔層。例如不銹鋼或其他材料的模子可被利用 ’以於製造期間裝盛該未固化的樹脂材料。於固化該樹脂 材料時，樹脂層被形成，膠合工具前驅物之至少一部份。 選擇性地，一永久性工具基板可被連接至該樹脂層，以有 -22- 200940258 利於其使用於修整CMP墊或於其他應用中。於一態樣中 ’該永久性基板可藉著適當之黏接劑被連接至該樹脂層。 可藉由使該永久性基板及該樹脂層間之接觸表面變粗糙而 有利於該連接。於另一態樣中，該永久性基板可與該樹脂 . 材料結合，且如此由於固化變得連接至該樹脂層。 —旦該樹脂被固化，該模子及該暫時基板可隨後由該 CMP墊修整器移除。另外，該間隔層能被由該樹脂層移除 φ 。這可藉由該技藝中所習知之任何方式來完成，包括剝離 、硏磨、噴砂、削去、磨擦、磨耗等。因此，來自該樹脂 的工具前驅物之突出部份係視藉由該間隔層所覆蓋或隱藏 之數量而定。另外，該等工具前驅物之配置係藉由該樹脂 相對地固定。如此，該等工具前驅物能被放置於各種組構 中，如此產生一組裝工具之表面的各種組構。 再者，該等工具前驅物可被設定在一平行之結構中， 諸如圖4-7所說明，或能被放置於任何形成想要之切割構 0 型的配置。於一態樣中，該等工具前驅物能夠被配置在輪 幅結構中，如圖9所說明，其中該等工具前驅物70被配 置爲所說明之圓形硏磨工具的轉輪之輪幅。 工具前驅物能被配置在各種角度，以形成硏磨工具。 刃片可爲呈某一角度，以與它們所接觸之各種材料更好互 相作用。譬如，其可被發現偏角調節刃片形工具前驅物至 特定角度、或偏角調節複數個刃片形工具前驅物至不同角 度，可更好加工由CMP墊的材料之移除。 於一具體實施例中，該等工具前驅物可爲由單一組合 -23- 200940258 體所形成。例如’基板，諸如碳化鎢，可被形成一想要之 整體工具形狀。該整個工具之形成係不需要的。然而，於 圖10中，單一基板72係形成爲截頭之圓柱形狀。圓形表 面之一能夠被覆蓋以PCD或PcBN層74。在該圖示中說 明連續層；然而，不連續層能同樣地被使用。在該基板上 具有該PCD或PcBN層，該等個別之工具前驅物可由圖 10所示之整件切割出。一旦由該較大之本體切割，它們可 爲圖1所說明之形式，或任何由該較大本體所切割之其他 形狀。一旦切割，假如想要，它們可被進一步塑形。一旦 形成該等工具前驅物，它們可選擇性地返回至該較大之本 體，其中每一件包括鄰接表面之反影像，如來自由相同之 原始組合體所切割的表面。如此將形成一具有實質上連續 的PCD或PcBN層之硏磨工具，假設該原來之組合體包括 一實質上連續之PCD或PcBN層。選擇性地，僅只部份該 原來之組合體能被重組成該硏磨工具。於此案例中，視被 選擇以形成該硏磨工具之工具前驅物而定，該硏磨工具之 工作表面可或不能包括一實質上連續式PCD或PcBN層。 於另一具體實施例中，諸如圖10所示之另一整件可 在一不同角度被切割出，如圖11所說明。如圖10，圖n 描述形成爲截頭圓柱形狀之單一基板72，其中一圓形表面 被PCD或PcBN層74所覆蓋。然而，於此案例中，該整 件係在一垂直及平行於該PCD或PcBN層的表面間之平面 處切割。該整件之側面的一視圖被說明在圖1 2中，其包 括一額外之切割線及說明圖11之切割角度。在一角度切 -24- 200940258 割或分開該整件能產生一工具前驅物，如圖13所示，在 該基板的一表面上具有長型基板78及連續式複晶鑽石或 連續式複晶立方氮化硼、或其他陶瓷材料之切割元件80。 該切割元件係形成爲刃片形狀，使該切割元件之單一尖頂 實質上沿著該長型工具前驅物之長度，其結果是由該整件 切割該工具前驅物。爲作比較，圖13之工具前驅物係類 似於圖2之工具前驅物，在此圖2之工具前驅物已被切割 φ 及並進行成形步驟，以產生該刃片結構。此二工具前驅物 間之顯著的差異係圖2中之長型基板的平坦基底相對於圖 13的長型基板之呈一角度的基底。 圖13之硏磨工具前驅物的切割元件可被進一步塑形 ，如同文中所揭示之其他工具前驅物。於一特定具體實施 例中，複數個凸凹不平部可被選擇性形成爲該切割元件之 刃片形狀。再者，具有該呈一角度的基底之切割元件能被 組裝，如同文中所揭示之其他工具前驅物。一非限制範例 φ 被說明在圖14中，其中具有刃片形切割元件之硏磨前驅 物與具有角錐形凸凹不平部者係交替的。應注意的是，胚 料，亦即呈圖案化或隨機配置而沒有切割元件、其他間隔 層、及工具前驅物之其他構型的基板，係涵蓋在本發明內 容範圍內。再者，具有呈一角度的基底之工具前驅物及具 有平坦的基底者可被組合地使用，以形成硏磨工具。 關於先前所揭示之工具前驅物，具有呈一角度的基底 之工具前驅物可被包括在硏磨工具中。此等工具前驅物能 隨同其他工具前驅物被包括在硏磨工具中，或該等硏磨工 -25- 200940258 具能由僅只具有該等呈一角度的基底之工具前驅物所構成 。一範例硏磨工具被顯示如圖15’其中於此具體實施例中 ，該等基板82及切割元件74之每一個以複數個凸凹不平 部塑形，係以環氧基樹脂86固持在一起。此工具能根據 文中所揭示之方法、尤其關於繞著圖8之討論被製成’且 所得之工具與先前具體實施例不同，主要差異在於該等工 具前驅物之基底係呈某一角度，且如此沿著該環氧基樹脂 界面88產生一 Z字形設計。 圖21-23說明各種其他方式，其中該等工具前驅物或 切割元件7〇能被配置在該硏磨工具或墊修整器112上， 以最大化特別之硏磨功能，同時使對待硏磨之墊片或工件 的可能損壞減至最小。於這些具體實施例中，配置該等前 驅物或切割元件，使得該墊修整器或硏磨工具能“掠過” 橫越該墊片，且完全地、或幾乎完全地修整該墊片，而沒 有切割元件之內部部件“捉住”或“打磨”該墊片，而造 成不想要之凸凹不平部。 如將了解，任何特別切割元件（或前驅物）“凝聚物 (knot ) ”或集合體之周邊被關上，使得該前驅物集合體 能由任何角度接近墊片的一部份（或該墊片可接近前驅物 集合體），而不會在該墊片材料上由前驅物“打磨”形成 內部角度。使用此技術，更多之切割刀片亦可於墊片運動 之方向中（由切割元件或前驅物之任何特別的集合體）面 朝向外。該內側可包含用於較少工作（與較少磨損）之較 少切割刀片。本質上，一前驅物（或切割元件）集合體被 -26- 200940258 界定在圖21及22之具體實施例中（每一集合體由複數個 前驅物70所形成），反之，複數個凝聚物或集合體71被 說明在圖23中，每一集合體由3個前驅物70所形成。 現在回到圖〗6-20，按照本發明之另一態樣，提供各 種切割裝置及相關方法，其可被使用於以一在該CMP墊 上產生平滑與均勻之表面的方式由CMP墊118移除材料 。按照.一具體實施例，本發明提供CMP墊平整器（藉由 φ 圖20中之任意範例112所示），其可包括一基底（例如 圖20中之114)及複數個由該基底延伸之切割元件116。 圖20中所示切割元件116被顯示在一示範方位中，顯示 該等切割元件之間距、配置、相對尺寸等的一方式。其他 具體實施例可包括各種不同尺寸之切割元件或刃片’不同 之物理布置（例如間距、有角度配置等）、切割元件或刃 片之長度等亦被本發明所涵括。 如圖16所示，該等切割元件1 16a、1 16b等之每一個 φ 可具有一切割刀片120a、120b等，其係可操作以嚙合該 CMP墊118之材料。至少一些該等切割元件可具有相對其 他切割元件的切割刀片朝向不同高度之切割刀片。譬如’ 於圖16所說明之具體實施例中，切割元件116a之切割刀 片120a係朝向一比切割元件116b之切割刀片120b較低 的高度（應注意的是如文中所用之“高度” 一詞係僅只用 於比較諸元件之相對距離’及不會將本發明限制於直立平 面中之方位）。 於圖16所示態樣中，該墊片118及該等切割元件116 -27- 200940258 係彼此相對運動（例如該等切割元件可在1 22所指示之方 向中運動），以由該墊片移除材料。因該等切割元件及墊 片係彼此相對運動，該前導切割元件116a首先嚙合該墊 片之材料，且能移除一相當薄之墊片材料層。因該等切割 元件在該墊片材料上方前進，後引切割元件116b嚙合該 墊片材料及移除一額外之薄層材料。如此，該墊片材料可 於薄層中被增量地移除，直至一平滑、均勻之表面係施加 至該墊片。 於圖11所示具體實施例中，該前導切割元件U6a包 括一切割刀片120a，其係朝向一比緊鄰切割元件116b之 切割刀片12 0b較大的高度（相對該墊平整器之基底，其 將被安置在圖16所示切割元件之上方）。圖16之具體實 施例亦包括一對第二後引切割元件116c、1 16d，其具有在 與切割刀片12 0b大約相同之高度對齊的切割刀片。於此 具體實施例中，該等切割刀片12〇a及12 0b進行移除墊片 材料薄層的工作，而該等第二後引切割元件（1 16c、1 16d )能進行在切割刀片1 2〇a及1 20b通過之後所留下的任何 凸塊或背脊之很細微的平滑加工。 於圖16所示具體實施例中，該等切割元件被安置成 使彼此抵靠與以快速依序通過（及/或經過）該墊片材料 。其由圖17將了解該等切割元件亦可彼此被隔開一段距 離。本發明之此態樣可爲有利的’其中該墊片材料可藉由 該前導切割元件稍微變形，及可提供時間以使在該隨後的 後引刃片通過新近藉由該前導刃片所切割或平整的位置之 -28 - 200940258 前回到鬆驰狀態。 雖然未如此要求，於本發明的一具體實施例中，該等 切割元件能包括一切割面（譬如122a )，其係相對該 CMP墊藉由該等切割元件所形成之表面126而朝向90度 或更少之角度。圖16及17所示切割元件之切割面係形成 大約90度，而圖1 8所示切割元件之切割面係相對該墊片 材料上所形成之表面126而形成少於90度之角度。此外 φ ，該等切割刃片之面基本上能被彎曲或弓形的。 於圖16及17所示具體實施例中，該等切割元件包括 後緣130a、130b等，該後緣係呈某一角度，以於該等切 割元件及藉由該等切割元件所產生之CMP墊的平整表面 126之間提供一退切區域。然而，如圖18所示，該等後緣 140a、140b等亦可被形成爲與藉由該等切割元件在該墊片 材料上所產生之表面126實質上呈平行之關係。 應了解該等切割元件之數目、及每一切割元件之切割 Q 刀片的相對高度位置能變化。於圖1 9所說明之具體實施 例中，提供三個切割元件136a、136b及136c’每一切割 元件包括不同之高度。於其他具體實施例中’具有二或更 多切割元件之切割刀片能共享實質上共同之高度，而其他 切割刀片係相對此共同之高度向上或往下錯移的。於一些 具體實施例中，前導刃片（例如將首先接觸該墊片材料之 刃片）將爲比後引刃片在相對較高之高度，因該等後引刃 片將不會以別的方式接觸該前導刃片已經通過之後所留下 的墊材料。對此通則的一項例外可爲於包括稍微高於鄰接 -29- 200940258 前導刃片之後引刃片的墊平整器之案例中，於清理藉由該 前導刃片所產生的很粗糙之表面的案例中，需要移除藉由 該前導刃片所產生之突出部份。於其他具體實施例中，許 多刃片可共享共同之高度。藉由本發明所可能製成之不同 組構的變化性，可在爲特定應用剪裁墊平整器中提供大量 彈性。 該等切割元件或刃片能夠以各種方式形成。一具體實 施例包括由複晶鑽石壓塊或複晶立方氮化硼壓塊形成該切 割元件（個別之切割元件能夠由該等壓塊所形成及連接至 該基底，或該基底及該等切割元件可由一整件壓塊所形成 )° 於另一態樣中，該等切割元件能藉由產生燒結的氧化 鋁板件所形成，該板件具有由該處延伸之切割元件的基本 形狀。DLC層能被塗在所得的圖案化的表面上方。CVDD 亦能被塗在一圖案化的陶瓷表面上方。此外，燒結的SiC 板件（具有用於滲入該等孔隙之熔融矽）能被使用。於另 —具體實施例中，燒結的氮化矽（Si3N4 )能被使用。 此外，其他材料能被用作該等切割元件或刃片，可爲 獨自或與其他材料結合，且將被包括於本文所揭示內容的 範圍中。譬如，該切割元件可包括或基本上由陶瓷、或其 他鑽石或cBN薄膜所組成，包含括經由化學蒸氣沈積（ CVD )所沈積者。 能被用作切割元件的陶瓷之非限制範例包括氧化鋁、 碳化鋁、矽石、碳化矽、氮化矽、氧化鉻、碳化鍩、及其 -30- 200940258 混合物。於一具體實施例中，切割元件可爲燒結的組合體 、局部燒結的組合體、及/或根據該技藝中習知之任何方 法連接至該工具前驅物之基板的材料層。於一態樣中，該 切割元件可包括複數個材料之均質或其他的混合物，選擇 性地包括硏磨微粒。於另一態樣中，該切割元件可包括複 數個材料層。當作一非限制範例，該切割元件可包括塗覆 以CVD鑽石之陶瓷。 φ 於一些具體實施例中，該等切割元件可爲通常像牙齒 的個別突出部份。於本發明之其他態樣中，該等切割元件 可包括切割刃片。本文中，“切割刃片”將被了解爲意指 長度（或寬度，指係切割該墊片材料之部份）大於高度（ 指“沉入”該墊片材料的一最初表面之下的部份）之切割 元件。該等切割刃片可有利地被用於每次通過移除較大百 分比之墊材料。該等切割刃片亦可沿著該等切割刃片之長 度包括變化之切割角度，及能包括形成在其上面之個別的 φ 齒部、或同時具有二者。鋸齒、突出部份等亦可被形成在 該等切割刃片上或於該等切割刃片中，或連接至其上，以 增強該等齒部或刃片之切割能力。 本發明之切割元件可爲以各種方式與該基底114有關 。於一具體實施例中，該等切割元件及該基底係由一整件 之材料，諸如複晶鑽石壓塊、複晶立方氮化硼壓塊等所形 成。於其他態樣中，該等切割元件能被接合、焊接、或以 別的方式連接至該基底。 各種反向澆鑄方法亦可被利用’以聯合該等切割元件 -31 - 200940258 與該基底。譬如，間隔層可被施加至一暫時基板之工作表 面。該等切割元件能被配置’以使每一該等切割元件之至 少一部份係至少局部地嵌入該間隔層。於一態樣中，該等 切割元件能被各種機件或裝置所壓按，使得該等切割元件 之尖頂與該暫時基板造成接觸。以此方式，該暫時基板能 界定該完成之墊平整器/切割工具的最後之同水平的組構 (例如輪廓）。如此，根據該墊平整器/切割工具的想要 輪廓，該暫時基板能包括輪廓、水平度、斜率、階梯狀部 份等之變化程度及組合。 黏接劑可被選擇性地施加至該暫時基板及/或該間隔 層及/或該等切割元件，以有利於適當之配置及暫時的連 接。用在任何顯著表面上之黏接劑可爲熟諳該技藝者所已 知之任何黏接劑，諸如無限制地包括聚乙烯醇（PVA )、 聚乙烯醇縮丁醛（PVB)、聚乙二醇（PEG)、石蠟、酚 醛樹脂、蠟乳液、丙烯酸樹脂、或其組合。於一態樣中， 該固定劑係噴灑式丙烯酸黏膠。 該間隔層可爲由任何具有極均勻之厚度的柔軟、可變 形材料所製成，並可根據製造之特別需求、未來之使用、 工具前驅物之組成考量等被選擇。有用材料之範例包括、 但不被限於橡膠、塑膠、蠘、石墨、黏土、膠帶、柔性石 墨、金屬、粉末、及其組合。於一態樣中，該間隔層可爲 一包括金屬或其他粉末及黏結劑之軋制薄板。譬如，該金 屬可爲不銹鋼粉末及聚乙二醇黏結劑。各種黏結劑可被利 用，其係熟諳此技藝者所熟知者，諸如，但不限於聚乙烯 -32- 200940258 醇（PVA )、聚乙烯醇縮丁醛（PVB )、聚乙二醇（PEG )、石蠟、酚醛樹脂、蠟乳液、丙烯酸樹脂、及其組合。 一至少局部未固化的樹脂材料可被施加至與該暫時基 板相反之間隔層。例如不銹鋼或其他材料的模子可被利用 ，以於製造期間裝盛該未固化的樹脂材料。於固化該樹脂 材料時，樹脂層被形成，膠合切割元件之至少一部份。選 擇性地，一永久性工具基板可被連接至該樹脂層，以有利 〇 於其使用於修整CMP墊或於其他應用中。於一態樣中， 該永久性基板可藉著適當之黏接劑被連接至該樹脂層。可 藉由使該永久性基板及該樹脂層間之接觸表面變粗糙而有 利於該連接。於另一態樣中，該永久性基板可與該樹脂材 料結合，且如此由於固化變得連接至該樹脂層。一旦該樹 脂被固化，該模子及該暫時基板可隨後由該CMP墊修整 器移除。另外，該間隔層能被由該樹脂層移除。這可藉由 該技藝中所習知之任何方式來完成，包括剝離、硏磨、噴 〇 砂、削去、磨擦、磨耗等。因此，來自該樹脂的切割元件 之突出部份係視藉由該間隔層所覆蓋或隱藏之數量而定。 另外，該等切割元件之配置可爲藉由該樹脂相對地固定。 如此，該等切割元件能被放置於各種組構中，如此產生一 組裝工具（例如墊平整器）之表面的各種組構。 該等切割元件之每一個可包括一實質上平面式後引面 (例如圖18中之140a、140b及圖20中之140c)，其可 界定一工件接觸面積。所有該等切割元件的一組合工件接 觸面積可包括由該基底之總面積的大約5%至該基底之總 -33- 200940258 面積的大約20%之間。如此，於本發明之一態樣中，如果 墊修整器具有大約100毫米之直徑，且該切割元件之組合 接觸面積將爲該總面積的大約1 〇%，則所有切割元件之總 接觸面積可爲大約78 50平方毫米。每一切割元件之邊緣 對面積比率可爲大約4/毫米，導致總邊緣長度係大約 3 1 400毫米。 本發明之切割裝置可被利用在濕式系統或乾燥系統。 於一乾燥應用中，該等切割元件能被用於切割或鉋平來自 一工件之凹口，而不存在有液體漿料。於典型之應用中， 該切割裝置可被安裝至一夾具減震墊，其能被連接至一可 旋轉之夾頭。譬如矽晶圓或CMP墊之工件能被連接至一 真空夾頭，該夾頭提供用於該工件之旋轉。該可旋轉之夾 頭及該真空夾頭兩者能於順時針方向或反時針方向旋轉， 以由該工件移除材料。藉由改變一元件相對另一元件之旋 轉，更多或較少之材料可在該工件之單一旋轉中被移除。 譬如，如果該工件及切割元件係在同一方向中（但在不同 速度下）旋轉，將比當它們彼此相反地旋轉時移除較少之 材料。 於此典型之應用中，可施加漿料，其可有助於鉋平該 工件表面。該漿料可爲水漿料或化學漿料。於使用化學漿 料之案例中，該化學品能被選擇，以提供冷卻或與該工件 之表面反應，以軟化該工件而提供一更有效率之切割製程 。已被發現矽晶圓之磨耗率可藉由軟化其表面而急劇地增 加。譬如，包含氧化劑（例如H2〇2 )之化學漿料可被用 200940258 來形成一相當高黏性之氧化物，其將傾向於“黏著”在該 晶圓表面上。於此案例中，本發明之PCD切割裝置不必 一定要切割該晶圓，但反之能刮除掉該晶圓表面之氧化物 。因此，該切割邊緣之鋒利性變得較不重要。此外，該切 割裝置之使用壽命可藉由利用漿料而被大幅地延長。譬如 ，與漿料一起使用之PCD刮除器可比PCD切割器持久長 達1000倍。 除了上面所討論之結構態樣以外，本發明亦提供平整 CMP墊之方法，所提供之方法包括：以至少一切割元件之 切割刀片嚙合該CMP墊之材料；使該切割元件及該CMP 墊彼此相對運動，以藉此用該切割元件之切割刀片由該 CMP墊移除材料’以產生CMP墊材料之暴露層；使CMP 墊材料之暴露層與該切割元件之切割刀片嚙合，或與第二 切割元件之切割刀片嚙合；及使與CMP墊材料之暴露層 嚙合的切割元件及該CMP墊彼此相對運動，以藉此移除 CMP墊材料之暴露層。 嚙合CMP墊材料之暴露層可包括嚙合該暴露層與該 切割元件之切割刀片，以產生該暴露層。 嚙合CMP墊材料之暴露層可包括嚙合該暴露層與該 第二切割元件之切割刀片。 本發明亦提供平整CMP墊之方法，其包括：以切割 元件由該CMP墊移除一薄層材料；及以該相同或不同之 切割元件由該CMP移除第二層材料，該第二層材料係藉 由該薄層材料之移除而暴露出。 -35- 200940258 根據本文揭示的方法所形成之硏磨工具可被用作爲最 後之硏磨工具，例如利用作爲CMP修整器。或者，該硏 磨工具可被組合，或用作硏磨工具組件中之一或多個元件 ，以形成CMP修整器。 圖24及25說明與本發明之另一態樣有關聯的資料， 其中各種切割元件或前驅物之切割“齒部”的銳利度及間 距被變化，以解決有關在修整期間於該墊片中所形成之凸 凹不平部的問題。如將由圖24所了解，具大約150度的 角度之更多“滾動式”切齒已被顯示，相較於具大約130 度之稍微波浪狀切齒，提供更好之硏磨輪廓，且該更銳利 切齒形成於大約90度。該更滾動之切齒係有利的，其中 該切齒之尖頂係不易於在使用、及於該切齒之製造或形成 期間破裂。此優點增加精確度，該等切齒能以此精確度修 整墊片，及增加該等切齒之壽命，且大幅地減少能製成該 等修整器之成本。 圖25所呈現之資料說明用於具有本墊平整器之當場 修整的WCMP之晶圓輪廓，與傳統之銅鋅合金焊接鑽石修 整墊作比較。由於藉著本發明所提供之同時修整及拋光， 產量可增加多達2 5 %。 應了解該等上述配置係僅只說明本發明之原理的應用 。極多修改及另一選擇配置可被那些熟諳此技藝者所想出 ’而不會由本發明之精神及範圍脫離，且任何所附或以下 之申請專利範圍係意欲涵蓋此等修改及配置。如此，雖然 本發明已在上面以有關目前被視爲本發明之最實用及較佳 -36- 200940258 具體實施例的特殊情況及細節作敘述，對於那些普通熟諳 此技藝者將變得明顯的是可作成極多修改，包括、但不限 於尺寸、材料、形狀、樣式、功能及操作方式、組裝、及 使用中之變化，而不會由在此所提出之原理及槪念脫離。 【圖式簡單說明】 圖1係按照本發明之具體實施例的複數工具前驅物之 ❹ 側面透視圖； 圖2係按照本發明之具體實施例的具有呈刃片形之 PCD或cBN、或陶瓷層的工具前驅物之側面透視圖； 圖3係按照本發明之具體實施例的具有複數個凸凹不 平部之PCD或cBN、或陶瓷層的工具前驅物之側面透視圖 9 圖4係按照本發明之具體實施例的一工具前驅物組件 之側面透視圖； 〇 圖5係按照本發明之具體實施例的一工具前驅物組件 之側面透視圖； 圖6係按照本發明之具體實施例的一工具前驅物組件 之側面透視圖； 圖7係按照本發明之具體實施例的一工具前驅物組件 之側面透視圖； 圖8係同水平的及固定在環氧基樹脂中之工具前驅物 的側視圖，如此形成一按照本發明之具體實施例的硏磨工 具； -37- 200940258 圖9係按照本發明之具體實施例具有配置成輪幅構造 之工具前驅物的硏磨工具之俯視圖； 圖10係按照本發明之具體實施例的組合體之透視圖 ，工具前驅物可選擇性地由該組合體所形成； 圖11係按照本發明之具體實施例的組合體之透視圖 ，工具前驅物可選擇性地由該組合體所形成； 圖12係按照本發明之具體實施例的類似於圖11的組 合體之側視圖，工具前驅物可選擇性地由該組合體所形成 » 圖13按照本發明之具體實施例的具有呈刃片構造之 PCD或cBN或陶瓷層的工具前驅物之側面透視圖； 圖14係按照本發明之具體實施例的一工具前驅物組 件之側面透視圖； 圖15係按照本發明之具體實施例的硏磨工具之側截 面圖； 圖16係按照本發明之具體實施例嚙合一 CMP墊的墊 平整器之側視圖； 圖17係按照本發明之具體實施例嚙合一 CMP墊的另 一墊平整器之側視圖； 圖18係按照本發明之具體實施例嚙合一 CMP墊的另 一墊平整器之側視圖； 圖19係按照本發明之另一具體實施例所平整的墊之 局部視圖， 圖20係一示範墊平整器之俯視圖，說明越過該墊平 -38- 200940258 整器之面的切割元件之一可能配置； 圖21係另一示範塑平整器之俯視圖’說明越過該墊 平整器之面的切割元件之一可能配置； 圖22係另一示範墊平整器之俯視圖，說明越過該墊 平整器之面的切割元件之一可能配置； 圖23係另一示範墊平整器之俯視圖，說明越過該墊 平整器之面的切割元件之一可能配置； 0 圖24說明本發明之各種切割齒之性能（於形狀及間 距兩者中變化）：及 圖25說明按照本發明的墊修整器與傳統技術之比較 〇 其將被了解上面之圖式係僅只用於進一步理解本發明 之說明性目的。再者，該等圖示未按照比例畫出，如此爲 使說明更爲清楚，尺寸及其他態樣可能，通常，被誇大或 改變。因此，可偏離該等圖式中所示之特定尺寸及態樣， φ 以便製成本發明之硏磨工具或工具前驅物。 【主要元件符號說明】 10 :工具前驅物 1 2 :工具前驅物 1 4 :工具前驅物 16 :陶瓷層 18 :陶瓷層 20 :陶瓷層 -39- 200940258 22 :基板 24 :基板 26 :基板 30 :工具前驅物 32 :基板 3 4 :切割元件 36 :尖頂 4 0 :工具前驅物 42 :基板 44 :切割元件 46 :凸凹不平部 50 :凸凹不平部 52 :刃片 54 :刃片 56:凸凹不平部工具 60 :尖頂 6 2 :工具前驅物 64 :板件 66 :覆蓋物 68 :環氧基樹脂 7 0 :工具前驅物 71 :集合體 72 :基板 74 :複晶立方氮化硼層 -40- 200940258 78 :基板 80 :切割元件 82 :基板 86 :環氧基樹脂 8 8 :環氧基樹脂界面 1 12 :墊修整器 1 1 4 :基底 U 1 1 6 :切割元件 1 16a :切割元件 1 16b :切割元件 1 16c :切割元件 1 16d :切割元件 1 1 8 :化學機械拋光墊 120a :切割刀片 120b :切割刀片 φ 122 :方向 122a :切割面 1 2 6 :表面 1 3 0 a :後緣 130b :後緣 13 6a :切割元件 13 6b :切割元件 13 6c :切割元件 1 4 0 a :後緣 -41 - 200940258 1 4 0 b :後緣 1 4 0 c :後緣

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Claims (1)

1. 200940258 十、申請專利範圍 1·—種硏磨工具，包括： 一工具前驅物組件，其包括至少一個長型基板，在該 基板之一表面上具有呈刃片形狀之由複晶鑽石、複晶立方 氮化硼、或陶瓷形成的連續式切割元件：及 固定材料，其被組構成將該等工具前驅物連接成形成 有預定之切割構型的單一組合體。 φ 2.如申請專利範圍第1項之硏磨工具，其包括具有 長型基板之複數工具前驅物，該等基板之一表面上具有呈 刃片形狀之連續式切割元件。 3. 如申請專利範圍第2項之硏磨工具，其中該等刃 片形工具前驅物被配置在一圖案中，其中具有該切割元件 之表面係實質上朝向單一平面。 4. 如申請專利範圍第3項之硏磨工具，其中該圖案 係一交錯之圖案，設有至少一空白的長型基板，或其一表 〇 面上具有呈非刃片形狀之連續式切割元件的長型基板。 5. 如申請專利範圍第1項之硏磨工具，其另外包括 至少一個長型基板，而該基板具有形成複數個凸凹不平部 之連續式切割元件。 6. 如申請專利範圍第5項之硏磨工具，其中該複數 個凸凹不平部包括角錐形狀。 7. 如申請專利範圍第5項之硏磨工具，其中該硏磨 工具包括至少二個具有長型基板之硏磨前驅物，當該等硏 磨前驅物被放置在一起時，形成具有實質上角錐形狀之凸 -43- 200940258 凹不平部。 8. 如申請專利範圍第1項之硏磨工具’其中一表面 上具有連續式切割元件之硏磨前驅物配置成使該切割兀件 之突出部份實質上同水平。 9. 如申請專利範圔第1項之硏磨工具’其中該切割 元件係複晶鑽石。 10. 如申請專利範圍第1項之硏磨工具’其中至少一 種硏磨工具被用作爲硏磨工具組件中之元件。 11. 如申請專利範圍第1項之硏磨工具’其中該組件 包括複數個呈實質上平行結構之長型工具前驅物。 12. 如申請專利範圍第1項之硏磨工具’其中複數個 工具前驅物包括具有另一工具前驅物之反向輪廓的表面。 13. —種硏磨工具，其包括： 一工具前驅物組件，其包括一長型基板，該基板之一 表面上具有由複晶鑽石、複晶立方氮化硼、或陶瓷材料形 成的連續式切割元件，該前驅物組件提供具有具預定的切 割構型的工作表面之工具；及 固定材料，其被組構成將該等工具前驅物連接成形成 有預定之切割構型的單一組合體。 14. 如申請專利範圍第13項之硏磨工具，其中該組 件包括複數個工具前驅物，該等工具前驅物具有長型的基 板’且該長型基板之一表面上具有連續式切割元件。 15·如申請專利範圍第14項之硏磨工具，其中該複 數個工具前驅物中之至少一者包括具有形成複數個凸凹不 -44- 200940258 平部的連續式切割元件之工具前驅物。 16. —種形成硏磨工具之方法，其包括： 提供複數個工具前驅物，該等工具前驅物包括在其一 表面上具有連續式切割元件之長型基板；及 將該等工具前驅物緊固在一起，以形成具有具預定的 切割構型的工作表面之工具。 17. 如申請專利範圍第16項之方法，其中該複數個 φ 工具前驅物包括至少一個其一表面上具有形成複數個凸凹 不平部的連續式切割元件之工具前驅物。 18. 如申請專利範圍第16項之方法，其中該緊固包 括反向澆鑄該等工具前驅物及以固定材料固定。 19. 一種形成硏磨工具之方法，其包括： 將複數個工具前驅物依序安置成預選的設計，其中該 等工具前驅物包括至少一個長型基板，且該基板之一表面 上具有呈刃片形狀之複晶鑽石、立方氮化硼、或陶瓷材料 φ 的連續式切割元件； 垂直地配置該複數個工具前驅物； 以遮罩材料遮罩一部份切割元件； 使用樹脂類固定材料將該等工具前驅物固定在一起； 及 移去該遮罩材料，以暴露出具有預定之工作表面的工 -45-