CN101903131A

CN101903131A - Cmp垫修整器

Info

Publication number: CN101903131A
Application number: CN2008801219837A
Authority: CN
Inventors: 宋健民
Original assignee: Individual
Current assignee: Hongji Industry Co ltd; Taiwan China Grinding Wheel Enterprise Co ltd
Priority date: 2007-11-13
Filing date: 2008-11-07
Publication date: 2010-12-01
Anticipated expiration: 2028-11-07
Also published as: KR20100106328A; WO2009064677A3; CN101903131B; US20090123705A1; WO2009064677A2; TW200940258A; US8393938B2

Abstract

一种磨料刀具(112)，包括刀具前体组件(116)。刀具前体中的至少一个具有被形成为刀片形状的连续多晶金刚石、多晶立方体氮化硼或陶瓷材料的切割元件(18)。该磨料刀具可以另外包括装配材料(68)，其被配置为连接刀具前体并形成单个块。该刀具前体的选择、设置和装配可以导致具有预定切割构造的磨料刀具。形成这种磨料刀具的方法也被公开了。

Description

CMP垫修整器

优先权声明

本申请要求于2007年11月13日提交的系列号为60/987,687的美国临时专利申请以及于2007年11月16日提交的系列号为60/988,643的美国临时专利申请的权益，其中每一个都包含于此以供参考。

技术领域

本发明一般涉及用于与修整或调整化学机械抛光(CMP)垫相关的装置和方法。因此，本发明涉及化学工程、化学、冶金和材料科学领域。

背景技术

化学机械加工(CMP)已经成为用于抛光某些工件的广泛应用技术。特别地，计算机制造工业已经开始高度依赖CMP过程，以抛光用于半导体加工的陶瓷、硅、玻璃、石英、金属及其混合物的晶片。该抛光过程一般使晶片抵靠由耐用有机物质(例如聚亚安酯)制成的旋转垫。该垫上被添加了化学浆，该化学浆包含能够分解(break down)晶片物质的化学溶液和大量可以物理性侵蚀晶片表面的磨料颗粒。该浆被持续添加到回转CMP垫，并且施加到晶片上的双重的化学和机械力使其以所需方式被抛光。

为了能有效工作一段时间，CMP垫需要保持良好状况以使每一次抛光的磨料颗粒的分布都最优化。一种减少CMP垫上的“磨光”或碎屑积聚的方法是修整或调整该垫。修整指的是意图通过使用各种装置“梳理”或“剪切”垫来更新其顶部。许多类型的装置和方法已被用于该目的。一些CMP垫修整器使CMP垫过早地磨损。

发明内容

根据本发明的一个方面，可以提供磨料刀具并且该磨料刀具可以包括刀具前体组件。刀具前体中的至少一个可以包括被形成为刀片形状的连续多晶金刚石或多晶立方体氮化硼或其它陶瓷材料的切割元件。该磨料刀具可以另外包括装配材料，其被配置为连接刀具前体并形成单个块。该刀具前体的选择、设置和装配可以导致具有预定切割构造的磨料刀具。

根据本发明的另一方面，可以提供磨料刀具并且该磨料刀具可以包括刀具前体组件。刀具前体可以包括至少一个细长衬底，其在该衬底的表面上具有连续多晶金刚石、立方体氮化硼(cBN)或其它陶瓷材料的切割元件。前体组件可以提供具有带预定切割构造的表面的刀具。该磨料刀具可以另外包括装配材料，其被配置为连接刀具前体以形成单个块，该单个块形成预定切割构造。

根据本发明的另一方面，可以提供形成磨料刀具的方法，该方法包括提供多个刀具前体。刀具前体中的至少一个可以具有被形成为刀片形状的连续金刚石或立方体氮化硼或其它陶瓷的切割元件。该方法还可以包括将刀具前体固定到一起以形成具有工作表面的刀具，该工作表面包括被形成为刀片形状的多晶金刚石、立方体氮化硼或其它陶瓷的切割元件

根据本发明的另一方面，可以提供CMP垫调整器，其包括基底和从基底延伸的多个切割元件。多个切割元件可以每个都具有可被操作地接合CMP垫材料的切割顶端。切割元件中的至少一些可以具有相对于其它切割元件的切割顶端以不同高度取向的切割顶端。

根据本发明的另一方面，切割元件中的至少一个可以包括相对于垫调整器的基底比紧邻的切割元件的切割顶端以更大高度取向的切割顶端。

根据本发明的另一方面，所述至少一个切割元件邻接该紧邻的切割元件。

根据本发明的另一方面，切割元件可以包括相对于由切割元件调整的CMP垫的表面以90度或小于90度取向的切割面。

根据本发明的另一方面，切割元件可以包括后边缘，其被形成角度以在切割元件和由切割元件调整的CMP垫的表面之间提供退切区域(reliefarea)。

根据本发明的另一方面，切割元件和基底可以由一体材料件形成。在一个实施例中，切割元件和基底可以由多晶金刚石压块的一体件形成。

根据本发明的另一方面，切割元件可以被连接到基底。

根据本发明的另一方面，切割元件中的至少两个被设置成使垫调整器和CMP垫的相对运动导致第一、较低高度的切割元件从CMP垫上去除材料，然后第二、较高高度的切割元件从CMP垫上进一步去除材料。

根据本发明的另一方面，提供了调整CMP垫的方法，该方法包括：使用至少一个切割元件的切割顶端来接合CMP垫的材料；使切割元件和CMP垫相对彼此运动从而使用切割元件的切割顶端从CMP垫上去除材料来产生CMP垫材料的暴露层；使用所述切割元件的切割顶端或第二切割元件的切割顶端来接合CMP垫材料的暴露层；以及使与CMP垫材料的暴露层接合的切割元件和CMP垫相对彼此运动从而去除CMP垫材料的暴露层。

根据本发明的另一方面，接合CMP垫材料的暴露层包括使用用于产生暴露层的切割元件的切割顶端接合暴露层。

在一个实施例中，接合CMP垫材料的暴露层包括使用产生暴露层的第二切割元件的切割顶端接合暴露层。

根据本发明的另一方面，切割元件和第二切割元件从共同基底延伸。

根据本发明的另一方面，提供了调整CMP垫材料的方法，包括：使用切割元件从CMP垫上去除材料薄层；和使用相同或不同的切割元件从CMP垫上去除第二材料层，第二材料层通过去除材料薄层被显示出来。

已经非常宽泛地概述了本发明的多个特征，以使下面的详细描述将会被更好地理解，并以使本发明对本领域的现有贡献可以被更好地了解。本发明的其它特征将从下面对发明的详细描述和所附的权利要求中变得更清楚，或者可以通过本发明的实践被学习到。

附图说明

图1为根据本发明的实施例的多个刀具前体的侧面透视图；

图2为根据本发明的实施例的呈刀片形式的具有PCD或cBN或陶瓷层的刀具前体的侧面透视图；

图3为根据本发明的实施例的被形成为多个粗糙处的具有PCD或cBN或陶瓷层的刀具前体的侧面透视图；

图4为根据本发明的实施例的刀具前体组件的侧面透视图；

图5为根据本发明的实施例的刀具前体组件的侧面透视图；

图6为根据本发明的实施例的刀具前体组件的侧面透视图；

图7为根据本发明的实施例的刀具前体组件的侧面透视图；

图8为根据本发明的实施例的刀具前体被展平并被装配到环氧树脂内因此形成磨料刀具的侧视图；

图9为根据本发明的实施例的具有被设置成轮辐形式的刀具前体的磨料刀具的俯视图；

图10为一块的透视图，通过该块可以可选地形成根据本发明的实施例的刀具前体；

图11为一块的透视图，通过该块可以可选地形成根据本发明的实施例的刀具前体；

图12为类似于图11的一块的透视图，通过该块可以可选地形成根据本发明的实施例的刀具前体；

图13为根据本发明的实施例的呈刀片形状的具有PCD或CBN或陶瓷层的刀具前体的侧视透视图；

图14为根据本发明的实施例的刀具前体组件的侧面透视图；

图15为根据本发明的实施例的磨料刀具的侧面剖视图；

图16为根据本发明的实施例的与CMP垫接合的垫调整器的侧视图；

图17为根据本发明的实施例的与CMP垫接合的另一垫调整器的侧视图；

图18为根据本发明的实施例的与CMP垫接合的另一垫调整器的侧视图；

图19为根据本发明的另一实施例的正被调整的垫的局部视图；

图20为表明遍布垫调整器的端面的一种切割元件可能设置的示例性垫调整器的俯视图；

图21为表明遍布垫调整器的端面的另一种切割元件可能设置的另一示例性垫调整器的俯视图；

图22为表明遍布垫调整器的端面的另一种切割元件可能设置的另一示例性垫调整器的俯视图；

图23为表明遍布垫调整器的端面的另一种切割元件可能设置的另一示例性垫调整器的俯视图；

图24表明本发明的各种切割齿(齿形和齿距变化)的性能；以及

图25表明根据本发明的垫修整器与传统技术的比较。

应当理解以上附图只是为了对本发明的理解的说明性目的。另外，附图没有按照比例绘制，因此尺寸和其它方面可以或基本是夸大的以使其说明更清楚。因此，可以偏离附图中示出的特定尺寸和样子以产生本发明的磨料刀具或刀具前体。

具体实施方式

在本发明被公开和描述前，应当理解该发明并不限于在此公开的特定的结构、程序步骤或材料，而是外延到相关领域的普通技术人员所能认识到的等同物。也应当理解在此采用的术语只被用于描述特定实施例的目的而不是为了限制。

必须注意到，除非文中另行明确指出，否则用在本说明书和所附权利要求中的单数形式“一”、“一个/种”和“该”均包括复数所指物。因此，涉及“一CMP垫修整器”包括一个或更多个这种修整器，涉及“一个操作参数”包括涉及一个或更多个这种操作参数，且涉及“该粗糙处(asperity)”包括涉及一个或更多个这种粗糙处。

定义

在描述本发明和对本发明提出权利要求中，将根据下面阐明的定义来使用以下术语。

如在此所用的，术语“基本上”指的是动作、特性、性质、状态、结构、产品或结果的完全或接近完全的范围或程度。例如，物体是“基本上”透明的将意味着该物体既可以是完全透明的也可以是接近完全透明的。偏离绝对完全化的精确允许程度可以在一些情况下取决于特定的背景。但是，通常说来接近完全化将与如果达到绝对或全部完全化具有同样的整体效果。当被用在否定内涵中以指动作、特性、性质、状态、结构、产品或结果的完全或接近完全缺乏时，“基本上”的使用同等地可适用。换句话说，“基本上没有”一种成分或元素的合成物可以实际上仍然包含该项，只是不具有可测量的效果。

术语“修整”和“调整”可互换并且指通过从垫上去除碎屑以及可选地理顺纠缠的纤维以及产生新凹槽来复原CMP垫的过程。同样地，术语“修整器”和“调整器”可互换使用并且指用于修整和调整的装置。

如在此所用的，“衬底”指支持或可以支持PCD或cBN或陶瓷层的并且PCD或cBN或陶瓷层可以附于其上的材料。在本发明中使用的衬底可以是能够支撑磨料颗粒的任何形状、厚度或材料，且该支撑的方式是足以提供用于其意图的刀具。衬底可以是实心/坚固(solid)材料，当加工时变得坚固的粉状材料，或者是柔性材料。典型的衬底材料的示例包括但不限于金属、金属合金、陶瓷、固化树脂和聚合材料以及它们的混合物。

如在此所用的，术语“基底”或“衬底”可以用于指垫调整器支撑磨料材料的且磨料材料可以附于其上或可以从其延伸出来的部分。在本发明中使用的衬底可以是能够支撑磨料颗粒的任何形状、厚度或材料，且该支撑的方式是足以提供可用于其意图的刀具。衬底可以是实心材料，当加工时变得坚固的粉状材料，或者柔性材料。典型的衬底材料的示例包括但不限于金属、金属合金、陶瓷、相对坚硬的聚合物或其他有机材料、玻璃以及它们的混合物。此外衬底可以包括有助于将磨料颗粒连接到衬底的材料，包括但不限于铜焊合金材料、烧结助剂及类似物。在一些实施例中，衬底和磨料切割元件可以由相同的材料制成并且可由整体单件材料制成。

如在此所用的，“前边缘”指CMP垫修整器的在基于CMP垫移动的方向或垫移动的方向或二者方向的前方边缘的边缘。显然在一些方面，前边缘可以被认为不仅包括特别地在修整器边缘的区域，还可以包括修整器的从实际边缘向内稍微延伸的部分。在一个方面，前边缘可以位于沿着CMP垫修整器的外边缘。在另一个方面，CMP垫修整器可以被配置为具有一种磨料颗粒模式，该模式在CMP垫修整器工作表面的中心或内部部分上提供至少一个有效前边缘。换句话说，修整器的中心或内部部分可以被配置为提供类似于在修整器外边缘上的前边缘的功能效果的功能效果。

如在此所用的，“铜焊”过程指在非金属(例如金刚石、CBN或陶瓷材料)以及铜焊材料的原子之间产生化学键。进一步地，“化学键”指共价键，例如碳化物、氮化物或硼化物键而不是机械的或微弱的原子之间的相互引力。因此，当“铜焊”与超大磨料颗粒一块使用时形成真正的化学键。但是，当“铜焊”与金属和金属之间的结合一块使用时，该术语以其更加传统的冶金结合含义被使用。因此，将超大磨料片段铜焊到刀具体上不需要碳化物、氮化物或硼化物成形体(former)的存在。

如在此所用的，“陶瓷”指的是硬的、通常晶体的、基本抗热和腐蚀的材料，其可以通过烘烤非金属材料有时烘烤金属材料而制成。许多被认为是陶瓷的氧化物、氮化物和碳化物材料在本领域内是公知的，其包括但不限于氧化铝、氧化硅、氮化硼、氮化硅和碳化硅、碳化钨等。

如在此所用的，“金属的”指的是任何类型的金属、金属合金或它们的混合物，并且尤其包括但不限于钢、铁和不锈钢。

如在此所用的，“磨料外形(abrasive profile)”应当被理解为指由可用于从CMP垫上移除材料的磨料材料限定的形状或空间。磨料外形的示例包括但不限于矩形、渐细矩形、截头楔形、楔形等。在一些实施例中，当沿着在从CMP垫上移除材料的过程中CMP垫所处平面观察时，由本发明的磨料片段所展示的磨料外形将是明显的。

如在此所用的，“超硬”可以被用于指任何具有大约8或更大的莫氏硬度的晶体或多晶材料或这些材料的混合物。在一些方面，莫氏硬度可以是大约9.5或更大。这些材料包括但不限于金刚石、多晶金刚石(PCD)、立方体氮化硼(cBN)、多晶立方体氮化硼(PcBN)、刚玉和蓝宝石，以及本领域的技术人员所公知的其它超硬材料。超硬材料可以以多种形式(包括颗粒、砂粒、薄膜、层、片、片段等)被包含在本发明内。在一些情况下，本发明的超硬材料是多晶超硬材料例如PCD和PcBN材料的形式。

如在此所用的，“有机材料”指有机化合物的半固体或固体合成的无定形混合物。同样地，“有机材料层”和“有机材料机体(matrix)”可以互换使用，指有机化合物的半固体或固体合成的无定形混合物的层或块(mass)。优选有机材料是由一种或更多种单体聚合形成的聚合体或共聚物。

如在此所用的，“颗粒”和“砂粒”可以互换使用。

如在此所用的，术语“磨料”可以用于描述能够从CMP垫上移除(例如切割、抛光、刮擦)材料的各种结构。磨料可以包括具有在其上或其内形成的多个切割点、背脊或凸台的块。很明显这些切割点、脊或凸台可以来自被包括在块内的大量突出或粗糙处。另外，磨料可以包括只具有一个在其内或其上形成的切割点、脊或凸台的多个单独磨料颗粒。磨料还可以包括复合块，例如PCD件、片段或坯材，每个单独包含磨料层或共同包含磨料层。

如在此所用的，术语“切割顶端”一般用于指切割元件接合工件(一般指CMP垫)并从工件去除材料的部分。“切割顶端”可以包括能够从CMP垫上切割材料的点、边缘、表面等。术语“切割顶端”、“边缘”、“刀片”等可以但不总是能互换使用。

如在此所用的，为了方便多个零件可以呈现在普通的列表中。但是，这些列表应当被解释为好像该列表中的每个元件都被单独地看作分开的和独特的元件。因此，没有相反的指明，则单独基于它们在普通群中的表现，这样的列表中的单个元件不能被解释为实际上是同一列表中的任何其它元件实际上的等同物。

浓度、数量、颗粒大小、体积和其它数字数据可以在此以范围形式表达或呈现出来。应当理解使用该范围形式只是为了方便和简洁，并且因此应当被灵活解释为不仅包括被明确陈述作为范围的限制的数值，还包括所有在被包括在该范围之内的单一数值或子范围，就像每个数值和子范围都被明确陈述了一样。

作为例子，数字范围“大约1到大约5”应当被解释为不仅包括被明确陈述的大约1到大约5的值，还包括在该指明的范围内的单一值和子范围。因此，被包括在该数字范围内的是单一值例如2、3、4以及子范围例如从1到3、从2到4和从3到5等。同样的原理适用于只陈述了一个数值的范围。另外，这样的解释应当不考虑范围的外延或被描述的特性。

本发明

已经发现可以通过使用有效修整CMP垫的CMP垫修整器修整或调整来改进整个CMP过程，以最好地允许延长CMP垫的寿命，同时减少CMP垫上的磨光(glazing)和其它负面影响。该改进可以是因为被精加工的CMP垫修整器。通过利用在此公开的修整器，可以更新CMP垫，而不像使用传统的CMP垫修整器一样损失CMP垫的寿命。另外，在此公开的用于产生该修整器的方法提供了产生这种精密刀具的相对快捷和经济的方式。此外，该方法用于产生具有预定工作表面的CMP垫修整器。

根据在此公开的实施例，提供了适用于每个CMP垫修整器和用于产生或形成CMP垫修整器的方法的多个细节。因此，对一个特定实施例的讨论与对其它相关实施例中的这种讨论是相关的并为其提供支持。

磨料刀具可以包括刀具前体(tool precursor)组件。刀具前体可以是各种形状和尺寸。图1-3表明了多种刀具前体。图1表明了三个刀具前体10、12、14。示出的每一个前体均包括在刀具前体的衬底22、24、26的一个表面上的多晶金刚石(PCD)、立方体氮化硼(PcBN)或陶瓷层16、18、20。在每个实施例中，该层可以可选地包含PCD或PcBN或者本质上由PCD或PcBN构成。此外，该层可以包含其它形式的金刚石或由其构成，包括CVD沉积金刚石以及各种陶瓷材料。在一个实施例中(未示出)，该层可以是被覆盖了CVD金刚石外层的陶瓷或PcBN层。所示层遍布衬底表面的整个区域基本上厚度一致。刀具前体12表明细长刀具前体，在其上形成连续多晶金刚石或多晶立方体氮化硼切割元件。在一个实施例中，图1中的刀具前体12还可以被进一步机械加工以形成如在图2中表明的刀片形状。如图所示，刀具前体30包括细长衬底32和在衬底表面上的连续多晶金刚石或立方体氮化硼切割元件34。切割元件被成形为刀片形状，且具有基本沿着细长刀具前体长度的切割元件的单个顶端36。

应当理解虽然许多讨论涉及PCD、金刚石、PcBN和/或立方体氮化硼切割元件，但其它材料既可以单独也可以结合使用作为切割元件，并且其他材料也被包括在在此讨论的范围内。例如，切割元件可以包含陶瓷或其它金刚石或cBN膜，包括那些通过化学气相沉积(CVD)所沉积的材料，或者切割元件可以本质上由上述材料构成。可以被用作切割元件的陶瓷的非限制示例包括铝、碳化铝、硅石、碳化硅、氮化硅、氧化锆、碳化锆及其混合物。在一个实施例中，切割元件可以是烧结块(sintered mass)、部分烧结块和/或根据任何本领域公知的方法连接到刀具前体的衬底的材料层。在一个实施例中，该切割元件可以包括多种材料(可选包含磨料颗粒)的同种类或其它类型的混合。在另一个方面，切割元件可以包括多个材料层。作为非限制示例，切割元件可以包括由CVD金刚石覆盖的陶瓷。

在一个方面，图2中的刀具前体可以被进一步机械加工形成如图3所表明的多个粗糙处。如图所示，刀具前体40具有细长衬底42且在该衬底的一个表面上有连续多晶金刚石或立方体氮化硼切割元件44。金刚石或立方体氮化硼切割元件被形成多个具有单个顶端或点的粗糙处46。如图所示，粗糙处是锥形的。虽然锥形被表明为粗糙处形状，但任何可以形成粗糙处的具有顶端的形状可以被明确地包含于此。关于锥形，锥形粗糙处可以包括不规则和规则形状的锥形。这些粗糙处可以包括具有汇聚于一点的三角形非基底表面的任何三维形状。基底形状可以典型地是四边形的或三边形的，但也可以是多边形。在图3中的情况下，示出了具有三角形基底的锥形粗糙处，并且这些锥形体具有基本上平坦的竖直侧壁，该侧壁将得到更详细的解释。可替换地，可以使用带有立方体基底的锥形体。图3中的锥形粗糙处的面中的一个基本上垂直于衬底表面的平面。在这种情况下，可能将两个相似的刀具前体以背面对正面的方式配对以形成具有更大基底的锥形，即每个刀具前体将提供粗糙处的近似一半。在将图3中的刀具前体设置成背面对正面的方式的情况下，通过将刀具前体中的两个对齐在一起形成锥形粗糙处的单个直线而形成的锥形体具有四边形的基底形状，且每个基底的一半是由单个刀具前体构成的。在一个实施例中，如图10所示，可以通过形成带有附加到衬底上的PCD或PcBN层的PCD或PcBN坯材来制备本发明的刀具前体，并且如图所示细长片段可以去除。接下来，可以使用放电加工(EDM)电线来通过成形每个片段的PCD或PcBN层以成形刀具前体。然后前体可以被装配成最终的刀具。

在一个方面，具有连续PCD或PcBN层的衬底通过EDM电线或其它磨削或材料去除方法可以被成形为刀片形状。这些刀片形状在图2中被示出。成形为刀片形状之后，粗糙处可以通过使用EDM电线或其它精密材料去除方法来成形。在由刀片形状成形粗糙处的过程中，粗糙处可以被成形为相互紧邻或可以被间隔开。每个粗糙处的角度可以是一致或不一致的。由于单个片段呈现二维区域而不是具有电线不容易到达部分的三维区域以供雕刻，所以可以容易地使用EDM电线或其它刀具以塑造片段的PCD或PcBN。

如所述的，磨料刀具是由刀具前体构成的组件，即刀具前体组件。该组件可以包括任意数量的刀具前体，并且可以包括各种设计的刀具前体。可替换地，该组件可以包括多个具有基本上相同的形状和切割元件的刀具前体。该组件可以被设置成具有切割元件设计的模式。在一个实施例中，可能需要交替的设计。另外，刀具前体组件可以包括变化高度尺寸，或者关于邻近的刀具前体具有不同的粗糙处或刀片突起以实现具体的预定切割构造。

刀具前体的设置的非限制性示例包括：如图4中所表明的交替的，即交替的粗糙处50和刀片52刀具前体；如图5中的前导的(leading)，即刀片54在一端并且多个粗糙处刀具56前体连接到刀片54；如图6中的跟随模式，即多个粗糙处被排列成每个顶端基本与相邻刀具前体的粗糙处成一条直线；以及如图7中的偏置(offset)模式，即多个具有粗糙处的刀具前体，其中粗糙处被排列成使得不与相邻刀具前体的粗糙处成一条直线。应当注意到示出了刀具前体的非限制性设置。表明的那些可以以多种方式结合。此外，可以以多种带有模式和预定布置的方式使用坯材以产生预定的切割构造。坯材可以包括没有PCD的简单衬底，或可以包括作为未成形的层或覆层的连续的或非连续的PCD或PcBN层。另外，所示布置并没有考虑通过将一个或更多个刀具前体沿相反方向定向所获得的变化，例如锥形粗糙处的背面对正面的取向。这样取向的刀具前体大大增加了产生切割构造的可能性。还应当注意到图4至图7中表明的刀具前体组件连同装配材料一起构成磨料刀具，或者它们可以可替换地成为磨料刀具内的刀具前体组件的一部分。

磨料刀具中使用的衬底可以是各种成分和形状。在一个方面，衬底可以包含金属、金属的物质、陶瓷、有机物和它们的组合或本质上由其构成。另外，衬底可以直接接触PCD或PcBN层，或可以包含沿着PCD或PcBN和衬底间的分界面的连续的或非连续的层。

形成磨料刀具包括提供多个刀具前体，并将刀具前体固定到一起以形成具有工作表面的刀具。该工作表面可以在其上面包括多晶金刚石或多晶立方体氮化硼切割元件。将刀具前体固定到一起可以包括多个步骤。在一个方面，装配材料可以用于形成加固刀具。用于固定刀具前体组件的步骤的非限制性示例包括铜焊、钎焊、烧结、胶结及其结合。同样地，装配材料可以包括铜焊材料、钎焊材料、烧结剂、胶结材料、有机材料(包括聚合材料和树脂)及其组合。另外，装配材料可以包括粘合剂。

任何过程和任何相关的一种或多种材料可以被用于将刀具前体装配成单个块。这些材料可以被分配或被用在一些或每个刀具前体之间，或者可以被用来环绕在它们周围从而装配刀具前体。可以被用来固定磨料刀具前体的过程的一个非限制性示例可以包括使用有机材料固定磨料前体。磨料前体可以根据需要被设置成紧靠钢铁或其它板，且具有根据需要设置的粗糙处、刀片或其它顶端。在图8中表明的情况下，刀具前体62的粗糙处的顶端60被设置紧靠板64以水平齐平。顶端可以被磨料或其它覆盖物66覆盖，并且然后环氧树脂68可以被放置在所设置的刀具前体之上。在一个方面，可以用玻璃纤维加固、用颜料编色码、用衬背加固或它们的任意组合来处理环氧树脂。一旦环氧树脂固化以后，刀具前体以能够提供所需的切割表面的方式被设置和装配。应当注意到虽然示例表明以水平方式布置粗糙处和其它顶端，但是这些布置只是本方法和刀具的一个实施例。故意设置顶端刀具前体以提供垂直模式，以致粗糙处和其它顶端或点从工作表面上不同程度的突出，这是有益的。

可以利用各种反向铸造方法以将刀具前体装配成单个块。例如，由足够软以允许前体的至少顶端部分穿入其内的材料构成的间隔层可以被用于临时衬底的工作表面。可以设置刀具前体以使每个前体的切割元件的至少一部分至少部分地嵌入间隔层内并接触或几乎接触临时衬底。在一个方面，刀具前体可以被任何机制和手段按压以便粗糙处和/或刀片的顶端与临时衬底相接触。在这种方式中，临时衬底可以限定被装配的块的最终水平轮廓。这样，根据被装配的块的所需轮廓，临时衬底可以包括任何轮廓、水平面、斜坡、阶梯等。在可替换方面中，间隔层可以是可选择的。在另一方面，间隔物可以是粘合剂或其它有机树脂。

粘合剂可以可选地应用于临时衬底和/或间隔层和/或切割元件以有利于适当地设置和临时连接。用在任何显著的表面上的粘合剂可以是本领域技术人员所知的任何粘合剂，例如但不限于聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯醇缩丁醛(PVB)、聚乙二醇(PEG)、石蜡、酚醛树脂、蜡乳液、丙烯酸树脂或它们的组合。在一个方面，固定剂是喷射的丙烯酸胶水。

间隔层可以由具有相对均匀厚度的任何柔软的可变形的材料制成，并可以根据制造、将来的使用、刀具前体的成分考虑等的具体需求来选择。有用的材料的示例包括但不限于橡胶、塑胶、石蜡、石墨、粘土、胶带(tape)、弹性石墨(grafoil)、金属、粉末以及它们的组合。在一个方面，间隔层可以是包含金属或其它粉末和粘合剂的轧制板。例如，金属可以是不锈钢粉末和聚乙二醇粘合剂。可以利用为本领域内技术人员所公知的各种粘合剂，例如但不限于聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯醇缩丁醛(PVB)、聚乙二醇(PEG)、石蜡、酚醛树脂、蜡乳液、丙烯酸树脂或它们的组合。

至少部分未固化的树脂材料可以被施加到与临时衬底相对的间隔层。在制造过程中例如由不锈钢或其它材料制成的模具可以被用来容纳未固化树脂材料。通过固化树脂材料，形成粘结刀具前体的至少一部分的树脂层。可选地，永久刀具衬底可以结合于树脂层以有利于其在修整CMP垫或其它应用中的使用。在一个方面，永久衬底可以借助于适当粘合剂被结合到树脂层。可以通过粗化永久衬底与树脂层之间的接触表面来有利于实现该结合。在另一方面，永久衬底可以关联于树脂材料，并因为固化而被结合到树脂层。

一旦树脂固化，则模具和临时衬底可以依次从CMP垫修整器移除。此外，间隔层可以从树脂层移除。这可以通过本领域所公知的任何机制完成，包括剥离(peeling)、碾磨、喷砂(sandblasting)、刮擦、磨擦(rubbing)、磨蚀(abrasion)等。因此，刀具前体从树脂的突起取决于间隔层所覆盖或遮盖的量。此外，刀具前体的设置由树脂相对固定。这样，可以以多种构造设置刀具前体，因而产生了被装配的刀具的表面的多个构造。

另外，刀具前体可以被装配成平行构造，例如在图4至图7中所表明的，或可以被设置成形成所需切割构造的任意设置。在一个方面，刀具前体可以被设置成如图9中所表明的轮辐构造，其中刀具前体70被设置成如所示圆形磨料刀具的车轮的轮辐一样。

刀具前体可以设置成各种角度以形成磨料刀具。刀片可以被设置呈角度以更好地与它们所接触的各种材料相互作用。例如，可以发现设置一个刀片形刀具前体呈特定角度，或设置多个刀片形刀具前体呈不同角度，可以更好地将材料从CMP垫上去除。

在一个实施例中，刀具前体可以由单个块形成。例如，衬底(比如碳化钨)可以被形成为所需的整个刀具形状。此整个刀具的形成并不是必需的。但是，在图10中，单个衬底72被形成为截头圆柱形。圆形表面中的一个可以由PCD或PcBN层74覆盖。在该图中表明了连续层；但是可以同样使用非连续层。PCD或PcBN层在衬底上的情况下，单个刀具前体可以从图10中所示的整个件中切割而成。一旦从较大主体上切割下来，则它们可以是在图1中所示的形式，或从较大主体上切割下来的任何其它形状。一旦切割，则如果需要的话，它们可以被进一步成形。一旦刀具前体被形成，则它们可以被可选地返回到较大主体，其中由于从同一原始块中切割下来，所以每一件都包括相邻表面的反像(inverse-image)。因此假如原始块包括基本连续的PCD或PcBN层，则将形成具有基本连续的PCD或PcBN层的磨料刀具。可选地，原始块仅部分可以被改造成磨料刀具。在这种情况下，取决于被选定以形成磨料刀具的刀具前体，磨料刀具的工作表面可以包括或可以不包括基本连续的PCD或PcBN层。

在另一实施例中，如在图10中所示的另一整个件可以如图11中所表明的一样以不同角度被切割。如图10，图11描绘了形成截头圆柱形的单个衬底72，且圆形表面中的一个由PCD或PcBN层74所覆盖。不过，在这种情况下，整个件沿着介于垂直和平行于PCD或PcBN层的表面之间的平面被切割。包括附加切割线和表明了图11中的切割角的整个件的侧视图在图12中被表明。沿着一定角度切割或划分整个件可以制造出如图13中所表明的刀具前体，且其具有细长衬底78和在衬底表面上的连续多晶金刚石或连续多晶立方体氮化硼或其它陶瓷材料的切割元件80。切割元件被形成刀片形，作为从整个件上切割下来的刀具前体，其具有基本沿着细长刀具前体的长度的切割元件的单个顶端。为了比较，图13中的刀具前体与图2中的刀具前体是相似的，图2中的刀具前体已经被切割并经过了成形步骤以产生刀片构造。两个刀具前体之间的一个明显不同是，图2中是细长衬底的平坦基底，而图13中是细长基底的呈角度基底。

图13的磨料刀具前体的切割元件可以进一步成形为结合在此公开的其它刀具前体。在特定的实施例中，多个粗糙处可以可选地由切割元件的刀片形状形成。另外，具有呈角度基底的切割元件可以与其它在此公开的刀具前体一起被装配。图14中表明了一个非限制性示例，其中磨料前体具有刀片形切割元件，并且那些具有锥形粗糙处的前体是交替的。应当注意，可以想到不具有切割元件、其他间隔物和图样设置或不规则设置的其他构造的工具前体的坯材(即衬底)。另外，具有呈角度基底的刀具前体与具有平坦基底的刀具前体可以组合使用以形成磨料刀具。

同先前公开的刀具前体一样，具有呈角度基底的刀具前体可以被包括在磨料刀具之内。这些刀具前体可以与其它刀具前体一起被包括，或者磨料刀具可以仅由具有呈角度基底的刀具前体组成。图15中示出了示例性磨料刀具，其中在这个实施例中，衬底82和切割元件74(每个都形成有多个粗糙处)均由环氧树脂86保持在一起。这些刀具可以根据在此公开的特别地关于围绕图8的讨论的方法被制造，并且由此得到的刀具不同于先前的实施例之处主要在于刀具前体的基底是呈角度的，并且因此沿着环氧树脂分界面88产生锯齿形设计。

图21至图23表明了各种其它方式，其中刀具前体和切割元件70可以被设置在磨料刀具或垫修整器112上以在最小化对被磨擦的垫和工件的损伤的同时最大化具体的磨擦功能。在这些实施例中，前体和切割元件被设置成使得垫修整器或磨料刀具可以“扫过”垫并完全或接近完全地修整垫而不具有切割元件的内在特征，即捕捉或“阻碍”垫以引起不必要的粗糙处。

将会意识到，任意具体切割元件(或前体)“捆/结(knot)”或装配件的外缘是闭合的，以致前体装配件可以从任意角度接近垫的一部分(或垫可以从任意角度接近前体装配件)而由前体形成的内部角度不会“卡”在垫材料上。同样地，使用该技术，更多的切割顶端可以沿垫运动的方向(从切割元件或前体的任意具体装配件)面向外。内侧可以包含较少切割顶端以便更少地工作(和更少地磨损)。本质上，一个前体(或切割元件)装配件被限定在图21和图22的实施例中(每个装配件由多个前体70形成)，其中多个结或装配件71在图23中被表明，每个由3个前体70形成。

现在参照图16至图20，根据本发明的另一方面，提供了多种可以用于以在CMP垫上产生光滑和平坦表面的方式从CMP垫118上去除材料的切割装置和相关方法。根据一个实施例，本发明提供了可以包括基底(例如图20中的114)和从基底延伸的多个切割元件116的CMP垫调整器(由图20中的任意示例112示出)。在图20中示出的切割元件116被示作一个示例性取向，其示出了切割元件的间隔、设置、相对尺寸等的一种方式。其它实施例可以包括切割元件或刀片的各种不同尺寸、不同物理布局(例如间隔、设置角度等)、切割元件或刀片的长度等也被包括在本发明中。

如图16所示，切割元件116a、116b等均可以具有切割顶端120a、120b等，其可操作地接合CMP垫118的材料。切割元件中的至少一些可以具有相对于其它切割元件的切割顶端位于不同高度的切割顶端。例如，在图16中表明的实施例中，切割元件116a的切割顶端120a取向的高度低于切割元件116b的切割顶端120b(注意在此使用的术语“高度”只是用于比较元件的相对距离，并不将本发明限制在垂直平面内取向)。

在图16中示出的实施例中，垫118和切割元件116相对彼此运动(例如切割元件可以沿122所指的方向运动)以从垫上去除材料。随着切割元件和垫相对彼此运动，前导的切割元件116a首先接合垫的材料并可以去除垫材料的相对薄层。随着切割元件在垫材料上行进，后切割元件116b与垫材料接合并移除材料的另一薄层。因此，垫材料可以被以薄层形式被不断地去除直到垫上是光滑的、平坦的表面。

在图11所示的实施例中，前导的切割元件116a包括切割顶端120a，该切割顶端120a的取向高度比紧邻的切割元件116b的切割顶端120b的取向高度(相对于将被放置在图16中所示的切割元件之上的垫调整器的基底)更高。图16中的实施例还包括一对次级后切割元件116c、116d，它们具有与切割顶端120b在大约同一高度对齐的切割顶端。在这个实施例中，切割顶端120a和120b执行去除垫材料的薄层的工作，而次级后切割元件(116c、116d)可以非常精细地消除掉在切割顶端120a和120b经过之后留下的任何隆起或背脊。

在图16中所示的实施例中，切割元件被定位成一个接一个并迅速连续地越过(和/或穿过)垫材料。将从图17中知道切割元件也可以彼此间隔开一定距离。本发明的这个方面的优点在于前导切割元件可以使垫材料轻微变形，并且在后继的后刀片越过刚被前导刀片切割或调整的位置之前，垫材料可以有时间以返回到放松状态。

在本发明的一个实施例中，切割元件可以包括相对于由切割元件形成的CMP垫的表面126取向为90度或小于90度的切割面(例如122a)，但这不是必需的。图16和图17中所示的切割元件的切割面被形成为大约90度，但图18中所示的切割元件的切割面相对于在垫材料上形成的表面126被形成为小于90度。另外，切割刀片的面实际上可以弯曲或呈弓形。

在图16和17中所示的实施例中，切割元件包括后边缘130a、130b等，其呈一定角度以在切割元件和由切割元件产生的CMP垫的被调整表面126之间提供退切区域。但是如图18所示，后边缘140a、140b等也可以被形成为具有与由切割元件在垫材料上产生的表面126基本平行的关系。

将意识到，切割元件的数量和每个切割元件的切割顶端的相对高度位置可以改变。在图19中表明的实施例中，提供了三个切割元件136a、136b和136c，每个均包括不同的高度。在其它实施例中，两个或更多个切割元件的切割顶端可以拥有基本相同的高度，而其它切割元件相对于该相同高度向上或向下交错开。在一些实施例中，前导刀片(例如将首次接触垫材料的刀片)将具有比后刀片相对更高的高度，因此后刀片将不会以其他方式接触在前导刀片经过之后留下的垫材料。这种普遍性的一个例外可以是在垫调整器包括比相邻前导刀片略高的后刀片的情况下，即在清理由前导刀片产生的非常粗糙的表面时需要去除由前导刀片产生的突起的情况下。在其它实施例中，许多刀片可以拥有相同的高度。由于本发明对修整垫调整器提供了极大的灵活性以用于特定应用，所以不同构造的变化成为可能。

切割元件或刀片可以以多种方式形成。一个实施例包括由多晶金刚石压块(compact)或多晶立方体氮化硼压块形成切割元件(单个切割元件可以由压块形成并连接到基底，或基底和切割元件可以由压块的一体件形成)。

在另一个方面，可以通过产生烧结氧化铝板，且该板具有从其延伸的切割元件的基本形状，从而形成切割元件。DLC层可以覆盖在该所得到的模式表面(patterned surface)上。同样地，CVDD可以覆盖在陶瓷的样式表面上。另外，可以使用烧结SiC板(熔化的硅被用于渗透小孔)。在另一实施例中，可以使用烧结氮化硅(Si3N4)。

另外，其它材料可以单独或与其它材料组合用作切割元件或刀片，并且将在此被包括在本公开的范围内。例如，切割元件可以包含陶瓷或其它金刚石或cBN膜(包括通过化学气相沉积(CVD)所沉积的那些材料)或者切割元件可以本质上由这些材料组成。

可以被用作切割元件的陶瓷的非限制性示例包括氧化铝、碳化铝、硅石、碳化硅、氮化硅、氧化锆、碳化锆和它们的混合物。在一个实施例中，切割元件可以是烧结块、部分烧结块和/或根据本领域内公知的任意方法连接到刀具前体的衬底上的材料层。在一个方面，切割元件可以包括混合物、均质或不均质的大量材料(可选包括磨料颗粒)。在另一方面，切割元件可以包括大量材料层。作为非限制性示例，切割元件可以包括由CVD金刚石涂覆的陶瓷。

在一些实施例中，切割元件一般可以是齿形的单独的突起。在本发明的其它方面，切割元件可以包括切割刀片。如在此所用的，“切割刀片”被理解为涉及包括比高度(“凹陷”到垫材料的初始表面之下的部分)大的长度(或宽度，所涉及的部分是切割垫材料的部分)的切割元件。切割刀片可以有利于被用于在每次经过时去除垫材料的较大百分比。切割刀片还可以包括沿着切割刀片的长度变化的切割角度，并且可以包括在其上或随其形成的单个齿。锯齿、突起及类似物还可以在切割刀片上或切割刀片内形成，或连接到切割元件，以增强齿或刀片的切割能力。

本发明的切割元件可以以多种方式与基底114连接。在一个实施例中，切割元件与基底由材料(例如多晶金刚石压块、多晶立方体氮化硼及类似物)一体件形成。在其它实施例中，切割元件可以粘结、焊接或其它方式连接到基底。

同样地，各种反向铸造方法可以用于使切割元件连接于基底。例如，间隔层可以被应用到临时衬底的工作表面。可以设置切割元件以致每个切割元件的至少一部分被至少部分地嵌入间隔层。在一个方面，切割元件可以被多种机制或手段施压以致切割元件的顶端接触临时衬底。在这种方式中，临时衬底可以限定成品垫调整器/切割刀具的最终水平构造(例如轮廓)。这样，临时衬底可以包括根据垫调整器/切割刀具的所需轮廓而改变的轮廓、水平度、斜面、台阶等的不同度数和组合。

粘合剂可以可选地被应用到临时衬底和/或间隔层和/或切割元件以有利于适当的设置和临时连接。用于任意显著表面上的粘合剂可以是本领域的技术人员公知的任意粘合剂，例如但不限于聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯醇缩丁醛(PVB)、聚乙二醇(PEG)、石蜡、酚醛树脂、蜡乳液、丙烯酸树脂或它们的组合。在一个方面，固定剂是喷射的丙烯酸胶水。

间隔层可以由任意具有相对均一厚度的柔软的可变形的材料制成，并且可以根据制造、未来的使用、刀具前体的成分考虑等具体需求来选择。有用材料的示例包括但不限于橡胶、塑胶、石蜡、石墨、粘土、胶带、弹性石墨、金属、粉末以及它们的组合。在一个方面，间隔层可以是包含金属或其它粉末和粘合剂的轧制板。例如，金属可以是不锈钢粉末和聚乙二醇粘合剂。可以利用各种为本领域技术人员所公知的粘合剂，例如但不限于聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯醇缩丁醛(PVB)、聚乙二醇(PEG)、石蜡、酚醛树脂、蜡乳液、丙烯酸树脂和它们的组合。

至少部分未固化的树脂材料可以被施加到与临时衬底相对的间隔层。在产生过程中例如由不锈钢或其它材料制成的模具可以被用来容纳未固化树脂。随着固化树脂材料，形成粘结刀具前体的至少一部分的树脂层。可选地，永久刀具衬底可以结合于树脂层以有利于其在修整CMP垫或其它应用中的使用。在一个方面，永久衬底可以借助于适当粘合剂被结合到树脂层。可以通过粗化永久衬底与树脂层之间的接触面来有利于实现该结合。在另一实施例中，永久衬底可以关联于树脂材料，并因为固化而被结合到树脂层。一旦树脂固化，则模具和临时衬底可以依次从CMP垫修整器移除。此外，间隔层可以从树脂层移除。这可以通过任何本领域所公知的任意手段来实现，包括剥离、碾磨、喷沙、刮擦、磨擦、磨蚀等。因此，切割元件自树脂的突起取决于间隔层所覆盖或遮盖的量。此外，切割元件的设置由树脂相对固定。这样，可以以多种构造设置切割元件，因而产生了被装配的刀具(例如垫调整器)的表面的多种构造。

每个切割元件可以包括基本平坦的后面(例如图18中的140a、140b和图20中的140c)，其可以限定工件接触区域。所有切割元件的组合工件接触区域可以包括基底的总区域的大约5％到基底的总区域的大约20％之间。因此，在本发明的一个方面，如果垫修整器具有大约100mm的直径，且切割元件的组合接触区域将达到总区域的大约10％，则所有接触元件的总接触区域可以是大约7850mm²。每个切割元件的边-区域的比例可以大约是4/mm，导致总边长是大约31400mm。

本发明的切割装置既可以在湿润系统中使用也可以在干燥系统中使用。在干燥应用中，切割元件在没有液体浆的情况下可以用于从工件切下或刨下碎屑。在典型的应用中，切割装置可以被安装到可连接到可旋转夹盘的夹持器衬垫上。工件(例如硅片或CMP垫)可以被连接到提供工件旋转的真空夹盘。可旋转夹盘和真空夹盘既可以以顺时针方向也可以以逆时针方向旋转以便从工件去除材料。通过改变一个元件相对于另一个的旋转，可以在工件的单一旋转中被去除或多或少的材料。例如，如果工件和切割元件以相同的方向(但是以不同的速度)旋转，则与它们以相反的方向旋转时比将有更少的材料被去除。

在这个典型的应用中，可以使用能协助设计工件表面的浆。该浆既可以是水浆也可以是化学浆。在使用化学浆的情况下，可以选择化学制品以便提供冷却或以便与工件表面反应从而软化工件来提供更有效的切割过程。已经发现通过软化硅晶片表面，可以显著增加其磨损率。例如，可以使用包含氧化剂(例如H₂O₂)的化学浆以形成将“粘附”在晶片表面上的相对高度粘性的氧化物。在这种情况下，本发明的PCD切割装置不需要必需切割晶片，而是可以将氧化物从晶片表面刮擦掉。因此，切割边缘的锋利性就变得不那么关键了。另外，可以通过使用浆来显著延长切割装置的使用寿命。例如，使用浆的PCD刮刀可以比PCD切刀多使用1000次。

除了以上讨论的结构性方面，本发明还提供了调整所提供的CMP垫的方法，包括：使CMP垫的材料与至少一个切割元件的切割顶端接合；使切割元件和CMP垫相对彼此运动从而使用切割元件的切割顶端从CMP垫去除材料，以产生CMP垫材料的暴露层；使CMP垫材料的暴露层与切割元件的切割顶端或与第二切割元件的切割顶端接合；以及使与CMP垫材料的暴露层接合的切割元件和CMP垫相对彼此运动从而去除CMP垫材料的暴露层。

使CMP垫材料的暴露层接合可以包含使暴露层与用于产生暴露层的切割元件的切割顶端接合。

使CMP垫材料的暴露层接合可以包含使暴露层与第二切割元件的切割顶端接合。

本发明还提供了调整CMP垫的方法，包括：使用切割元件从CMP垫去除材料薄层；以及用相同或不同的切割元件从CMP上去除材料的第二层，其中材料的第二层是通过去除材料的薄层而被显现出来的。

根据在此提供的方法所形成的磨料刀具可以作为最终磨料刀具使用，例如作为CMP修整器使用。可替换地，磨料刀具可以被组合，或作为磨料刀具组件内的一个或多个元件被使用以形成CMP修整器。

图24和图25表明了与本发明的另一方面相关的数据，其中不同切割元件或前体的切割“齿”的锋利性和间隔不同，以便在修整过程中解决与在垫内形成的粗糙处相关的问题。如从图24中所知的，被表示为具有大约150度角度的更加“起伏的(rolling)”切割齿已经被示出以便提供比大约130度的轻微波状切割齿和以90度形成的更锋利的切割齿更好的磨光(abrading)外形。更加起伏的切割齿的优点在于切割齿的顶端在使用过程中和在制造或形成切割齿的过程中不易损坏。该优点提高了切割齿修整垫时的精确性，并增加切割齿的寿命，并大大减少了修整器的制造成本。

图25中的数据表明与传统铜焊金刚石修整垫相比，使用本垫修整器的原位修整的WCMP的晶片外形。由于由本发明提供了同步修整和抛光，所以生产能力可以被提高差不多25％。

应当理解以上描述的设置只是本发明的原理的应用的举例。本领域内的普通技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下作出许多修改和可替换设置，并且任何所附的或随附的权利要求将覆盖这些修改和设置。因此，虽然以上已经描述了与本发明的现在被视为最实用的和优选的实施例相关的特性和细节，但是对于本领域内的普通技术人员来说很明显可以在不脱离在此阐明的原理和概念的情况下作出许多修改，包括但不限于在尺寸、材料、形状、形成、功能和操作方式、装配以及使用方面的修改。

Claims

1.一种磨料刀具，包含：

刀具前体构成的组件，所述刀具前体包括在其表面上具有被形成为刀片形状的连续切割元件的至少一个细长衬底，且所述连续切割元件由多晶金刚石、多晶立方体氮化硼或陶瓷制成；以及

装配材料，所述装配材料被配置为连接所述刀具前体成为形成预定切割构造的单个块。

2.根据权利要求1所述的磨料刀具，包含具有细长衬底的多个刀具前体，且所述细长衬底在表面上具有被形成为刀片形状的连续切割元件。

3.根据权利要求2所述的磨料刀具，其中所述刀片形状的刀具前体被设置成模式，其中具有所述切割元件的所述表面被取向为基本在单个平面内。

4.根据权利要求3所述的磨料刀具，其中所述模式是交替模式且具有至少一个坯材细长衬底或在其表面上具有被形成为非刀片形状的连续切割元件的细长衬底。

5.根据权利要求1所述的磨料刀具，还包含具有被形为成多个粗糙处的连续切割元件的至少一个细长衬底。

6.根据权利要求5所述的磨料刀具，其中所述多个粗糙处包括锥形。

7.根据权利要求5所述的磨料刀具，其中所述磨料刀具包括具有细长衬底的两个磨料前体，且当被放置在一起时所述两个磨料前体形成具有基本锥形的粗糙处。

8.根据权利要求1所述的磨料刀具，其中在其表面上具有连续切割元件的所述磨料前体被设置成使得所述切割元件的突出部分基本水平齐平。

9.根据权利要求1所述的磨料刀具，其中所述切割元件是多晶金刚石。

10.根据权利要求1所述的磨料刀具，其中至少一个磨料刀具被用作磨料刀具组件中的元件。

11.根据权利要求1所述的磨料刀具，其中所述组件包括呈基本平行形式的多个细长刀具前体。

12.根据权利要求1所述的磨料刀具，其中多个刀具前体包括具有另一刀具前体的相反外形的表面。

13.一种磨料刀具，包含：

刀具前体构成的组件，所述刀具前体包括在其表面上具有连续切割元件的细长衬底，且所述切割元件由多晶金刚石、多晶立方体氮化硼或陶瓷制成，所述前体组件提供具有有预定切割构造的工作表面的刀具：以及

装配材料，所述装配材料被配置为连接刀具前体成为形成预定切割构造的单个块。

14.根据权利要求13所述的磨料刀具，其中所述组件包括具有细长衬底且在其表面上具有连续切割元件的多个刀具前体。

15.根据权利要求14所述的磨料刀具，其中所述多个刀具前体中的至少一个包括具有被形成为多个粗糙处的连续切割元件的刀具前体。

16.一种形成磨料刀具的方法，包含：

提供多个刀具前体，所述刀具前体包括在表面上具有连续切割元件的细长衬底；以及

将所述刀具前体固定到一起，形成为具有有预定切割构造的工作表面的刀具。

17.根据权利要求16所述的方法，其中所述多个刀具前体包括在其表面上具有被形成为多个粗糙处的连续切割元件的至少一个刀具前体。

18.根据权利要求16所述的方法，其中所述固定包括反向铸造所述刀具前体和使用装配材料装配。

19.一种形成磨料刀具的方法，包含：

将多个刀具前体排列成预定设计，其中所述刀具前体包括在其表面上具有被形成为刀片形状的连续切割元件的至少一个细长衬底，且所述连续切割元件由多晶金刚石、多晶立方体氮化硼或陶瓷制成；

垂直地设置所述多个刀具前体；

使用掩模材料掩模切割元件的一部分；

使用含树脂的装配材料将所述刀具前体装配到一起；以及

去除所述掩模材料以显示出具有预定工作表面的刀具。