TW201246342A - Chemical mechanical planarization (CMP) pad conditioner and method of making - Google Patents

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201246342 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 、下應用係針對一種研磨工具，並且更具體地針對一 乍化學機械平坦化拋光墊修整器的研磨工具。 【先前技術】 勺在電子器件的製造中，沉積了多層不同類型的材料， 包括’例如’冑電材料、半導體材料、以及介電材料。不 同層的接連沉積或生長以及去除導致了 —非平面的上表 面 不夠平的晶片表面將會導致不良限定的結構，其中 s等電路係不起作用的或顯示出小於最佳的性能。化學機 械平坦化（CMP )係、—用來將工件諸如半導體晶片進行平 坦化或拋光的常用技術。 在典型CMP過程中，使工件與拋光墊相接觸並且在 該拋光墊上提供拋光漿料以幫助平坦化過程。該拋光漿料 可以包括磨料顆粒，該等磨料顆粒可以與工件按去除材料 的一研磨方式相互作用，而且還可以按改進工件某些部分 的去除的一化學Μ來起仙。該拋光墊典型土也比工件大 付多’並且通常是可以包括某些特徵（如，適於將拋光液 保持在拋光墊表面上的微紋理）的一聚合物材料。 在這種拋光操作的過程中，典型地使用一拋光墊修整 器在拋光墊的表面上移動，以清洗該拋光墊並適當地修整 其表面以保持拋光液。拋光墊修整對於保持一種希望的、 一致拋光性能的拋光表面是重要的，因為拋光墊的表面會 201246342 隨時間磨損，致使拋光墊的微紋理變平滑。不過，該等修 整操作面臨一定的阻礙’包括存在會堵塞部件的拋光碎 片、化學腐蝕、修整器的幾何形狀不規則、修整器的過度 使用、以及顆粒脫落，該等會干擾修整操作並且損壞正在 被抛光的敏感電子部件。 因此’業界繼續要求改進的CMP拋光墊修整器及其形 成方法。 【發明内容】 根據一方面，一種形成化學機械平坦化（CMP )拋光 墊修整器的方法包括將磨料顆粒放置在一基底的主表面、 在該等磨料顆粒的外表面處形成一粘合組合物、並且在該 基底的表面和該等磨料顆粒的一部分上沉積一粘合層以 將該等磨料顆粒固定到該基底的主表面上。 在另一方面中，一化學機械平坦化（CMP )拋光墊修 整器包括-基底以及包含在重疊在該基底的一粘合層内的 磨料顆粒，其中，該等磨料顆粒包括小於約9G微米的平均 粒度。該CMP抛光塾修整器包括一上表面該上表面具有 不大於約15微米的平均表面粗糙度（Ra)。 在另一實施方式中’一化學機械平坦化（CMP)拋光 墊修整器具有一某麻R a A i " 及包3在重疊在該基底的一姑合層 内的磨料顆粒。該箄麻极M， 寺磨枓顆粒的外表面具有包括碳化物的 一枯合組合物，祐曰琴竺 °亥4磨料顆粒具有暴露的尖端，其中， 該等暴露的尖端的大部 刀巷本上不具有導電碳膜。

S 4 201246342 根據另一方面’一化學機械平坦化（CMP )拋光墊修 整器包括一基底以及包含在重疊在該基底的一粘合層内的 磨料顆粒。在該等磨料顆粒的表面處存在包括碳化物的一 粘合組合物。該CMP拋光墊修整器具有一上表面，該上表 面具有不大於約15微米的平均表面粗糙度（Ra)。 詳細說明 以下總體上針對單層的磨料物品，並更具體地具有的 磨料顆粒被固定在含一金屬材料的一粘合層内的磨料物 °值得注意的是’在此的該等實施方式的磨料物品可以 具體地用作化學機械平坦化（CMP )拋光墊修整器，該等 修整器通常用在電子行業中用於CMP抛光墊的修整。 根據一實施方式，一形成CMP拋光墊修整器的方法可 以包括將磨料顆粒放置在一基底的一主表面上。總體上， 該基底可以具有適於保持該等磨料顆粒的尺寸和形狀。具 體地’該基底旨在提供可以固定該等磨料顆粒的一表面。 根據一實施方式’該基底可以由一金屬或金屬合金材 料製成。一些適合的金屬可以包括一過渡金屬元素，如，

Fe、Ti、V、Cr、Mn、Co、Ni、W、Zr、Ta、Cu、Zn、以 及它們的一組合。某些基底可以由鋼製成。在具體的實例 中，該基底可以由具有至少2%鉻的一材料製成，其中，鉻 的特定含量可以有助於形成過程的某些方面。在其他實施 方式中，该基底可以具有更大的鉻含量，如，至少約5〇/〇、 至少約8%、或甚至至少約1〇%的鉻。在具體的實例中，該 201246342 基底由具有的鉻含量在約2%與約3〇%之間的範圍内的一 材料形成，如，鉻含量在約2%與25%之間，並更具體是在 約10%與20%之間。特別適合的金屬可以包括43〇不鱗鋼、 304不錢鋼、以及440不錄鋼。 在將該等磨料顆粒放置在該基底上之前，該基底的主 表面可以製備有旨在臨時保持該等磨料顆粒位置的一組合 物。例如’根據-實施方式，可以在將該等磨料顆粒放置 在該基底上之前’將-枯合劑放置在該基底的主表面上。 該粘合劑可以按-帶、[或膜的形式來施加。可以使用 不同的技術沉積該粘合劑，包括但不限於，印席卜喷塗、 過篩、施加為一帶、洗注、刮平、以及它們的一組合。該 枯合劑可以按-種方式施加到該基底的主表面i，以具有 適合的厚度來將該等磨料顆粒臨時固定在它們相對於該基 底的主表面的位置中。 人根據-實施方式，㈣合劑可以包括一有機材料。a 。的有,材料可以包括聚合物，如，聚醯胺類、聚醯亞违 類、聚®曰類、丙烯酸酯類、聚乙烯化合物類、樹脂類、驾 氧匕物類以及它們的一組合物。根據一具體實施方式， 該枯合劑可以β ,. 乂疋—包含的主要成分（以重量〇/〇計）為水的 土粘。劑。根據-具體實施方式’該粘合劑可以包括一 從維特公司（ν. itta Corporation )可商購的壓敏粘合（例 如，K4-2-4、 將該等磨M ss 磨枓顆粒放置在該基底的主表面上可以包括過 篩過程，其φ 、τ，—具有多個開口的模子（即，一篩子）放

S 6 201246342 置在该基底上’並且使磨料顆粒沉積在該篩子上。該等磨 料顆粒被放置並粘附到該篩子具有多個開口的位置處的磨 料層上具體地，該成形過程和放置過程的組合可以有助 於使用非常細的磨料砂礫尺寸（例如，小於9〇微米）來形 成CMP拋光墊修整器。 該等磨料顆粒可以放置在該基底的主表面上以形成一 特殊的圖f。例如，該等磨料顆粒可以按—具有非短程或 長程有序的隨機安排而放置在該枯合層中。替代地，可以 完成該等磨料顆粒的放置的方式為，使得該等顆粒具有一 圖案並且甚至被安排在_具有長程有序的圖案中如， :陣列（例如，面心立方圖案、立方圖案、六邊形圖案、 菱形圖案、螺旋形圖案、隨機圖案、以及該等圖案的組合）。 在具體的實例中’豸等磨料顆粒可以放置在該粘合層中的 特定位置中’使得它們被安排在一自避免式的隨機分佈中 (即，一 sardtm 圖案）。 該等磨料顆粒可以是特別硬的材料，如，該等磨料顆 粒可以具有至少約1500 kgw的維氏硬度。在具體的實 例中’該等磨料顆粒可以包括以下材料’ b，氧化物類、 硼化物類、氮化物類、碳化物類、基於碳的結構（包括人 造的基於碳的材料，如，富勒烯）、以及它們的一組合。 根據-實施方式，該等磨料顆粒可以包括一超級磨料 材料。適合的超級磨料材料可以包括立方氮化蝴、金剛石、 以及它們的'组合。在具體的實例中，該等磨料顆粒可以 主要由立方氮化侧組成。而1，在其他實例中，該等磨料 201246342 顆粒主要由金剛石組成。 根據-實施方式，用力CMP拋光塾修整器的該等磨料 顆粒可以具有不大於約3〇〇微米的平均砂礫尺寸。在其他 實例中，該等磨料顆粒可以具有更小的平均砂礫尺寸如 不大於250微米、不大於200微米、不大於15〇微米或 甚至不大於約1〇〇微米。某些CMp拋光墊修整器可以使用 的磨料顆粒具有的平均砂礫尺寸係顯著小於常規⑽抛光 塾修整器中所使用的磨料顆粒。例如，該等磨料砂碟尺寸 可以不大於約90微米、不大於約85微米、不大於約8〇微 米、或甚至不大㈣75微米。在具體的實例中，該cMp 拋光墊修整器可以使用的磨料顆粒具有在約1微米與約9〇 微米之間，如在約！微米與約85微來之間、或甚至在約i 微米與80微米之間的範圍内的平均砂礫尺寸。 在將該等磨料顆粒放置在該基底的主表面上之後，形 成該CMP拋光塾修整器的方法可以藉由在該等磨料顆粒的 外表面處形成一枯合組合物（即，一種一次粘合組合物） 來繼續。該粘合組合物還可以形成在該等磨料顆粒與該基 底的介面處，以在該等磨料顆粒與該基底的表面之間形成 -粘合劑。該粘合組合物可以具有足夠的強度以相對於 該基底的表面來固定每個磨料顆粒的位置，並且因此有助 於在整個&形過程中將該等磨料顆粒的原#定位保持在該 基底的主表面上。值得注意的是，這—過程與其他的、可 以導致該等磨料顆粒原始位置移動的常規過程不同。 根據一實施方式，形成_粘合組合物的過程可以包括

S 8 201246342 加熱預成型件’該預成型件包括該基底、粘合劑、以及該 等磨料顆粒。該加熱過程可以引起在該基底的組合物與該 等磨料顆粒之間的一化學反應，導致在該等磨料顆粒與該 基底的介面處形成粘合組合物。根據一實施方式，該加熱 過程可以在至少約500°C的加熱溫度下進行。在其他實施 方式中，該加熱溫度可以更高，如至少約6〇〇。匸、、 或甚至800。0具體的過程可以使用在約7〇〇〇c與約i2⑻。c 之間、更具體地在約8默與㈣。€之間的範圍内的加熱 溫度。 … 該加熱過程可以進行一段特定的加熱持續時間，其 中，該預成型件保持在該加熱溫度下。該加熱持續時間可 以是至少約5分鐘、至少約1〇分鐘、或甚至至少約b八 鐘。某些實施方式可以使用在約5分鐘與約％分鐘之間刀， 如在約5分鐘與60分鐘之間、或甚至在約1()分鐘與約^ 分鐘之間的範圍内的加熱持續時間。 在形成該钻合組合物的過程中，可以將該預成型件放 置在具有一惰性氣氛的腔室内。具體地，肖氣氛可以是典 控的’使得可以在該腔室内提供-惰性氣體。例如，在： ::程中，一惰性氣體可以在該基底的表面和磨料顆粒上 机動’以避免料磨料難和/或基絲㈣氧化 實例中，該腔室内的氣氛可以是受控的，這樣它可以1、 減壓氣氛。 』乂疋~

根據一方法，包含該預成型件的腔室可以I 境氣氛的壓力，這樣使 、有小於環 使件該I成過程可以在具有減 201246342 分壓的氣氛中進行。 該腔室内的壓力可以 托，不大於約1〇-3托 施方式可以使用在該 範圍内的壓力。 例如，在形成粘合組合物的過程中， 是不大於、約ΗΓ1托，如不大於約1〇:2 ，或甚至不大於約1〇-4托。具體的實 腔室内在，約1〇-2托與約1〇·6托之間的

在該形成過程中，並且具舻A 且具體地在加熱過程中，可以改 變該基底的主表面上的粘合 m 例如加熱可以在足以传 該粘合劑材料的成分從 竹刃驭刀從β亥基底的表面上揮發的一溫度和— 氣氛中進行。應當理解，揮發包括使㈣合騎料的某些 化學成分變成氣相。 卜在形成過程中保持該預成型件的腔室的氣氛可 以具有以夠的速率流過以清除揮發的種類的氣氣= 一氣翘。例如，氣體可以按至少約5 ，如，至少約 50 ml/mm，至少約100 ml/min，以及具體地在約5 與約500 ml/min之間的範圍内的一速率流動。 根據一實施方式，該粘合組合物可以包括一金屬材 料。在具體的實例中，該枯合組合物可以包括至少一種過 渡金屬元素。更具體地說，該钻合組合物可以包括一化合 物’該化合物包括碳化物、硼化物、氮化物。在某些實例 中’該粘合組合物可以包括碳化鉻，該碳化鉻可以是由包 含在該基底内的鉻與存在於該等磨料顆粒内的碳之間的化 學反應而形成的反應產物。根據一具體的實施方式，該粘 合組合物主要由碳化鉻組成。 在該等磨料顆粒的外表面處形成一粘合組合物之後，

10 201246342 該過程可以藉由進行—可任選的清洗過程來繼續。根據一 實施方式’可以進行該清洗過程，以從該基底的主表面和 該等磨料顆粒上去除諸如有機材料和其他材料的剩餘物。 該清洗操作可以包括—轉子清洗過程，#中，以高能量 的粒子轟擊該基底的表面和磨料顆粒。根據—實施方式， 選擇用於等離子清洗過程的電漿材料可以包括一氣態的材 料，包括，例如，氧氣、氫氣、以及它們的一組合。 在一具體的實例中，該清洗過程可以去除形成在該等 磨料顆粒的表面上的一定含量的導電膜。在某些形成過程 中，在使用I剛石㈣顆粒的配製中，在該等冑料顆粒的 表面上可以形成一導電碳膜，具體地在金剛石磨料顆粒的 背景下。在肖等磨㈣粒的尖端上導電碳膜的存在會限制 最終形成的CMP拋光墊修整器的性能’並可能進一步成為 敏感電子器件工業中的修整器的操作過程中的一污染物。 根據多個在此的實施方式，該CMp拋光墊修整器可以 形成為使得該等磨料顆粒的大部分（即，大於約5〇%)具 有基本上無導電碳膜的暴露的尖端。例如，磨料顆粒的總 數的至少80%可以具有基本上無導電碳膜的暴露的尖端。 在其他實例中，至少95%、或甚至至少約99%的磨料顆粒 具有基本上無導電>6厌膜的暴露的尖端。應當理解，導電的 石反可以藉由某些成像技術（例如，光學顯微鏡或掃描電子 顯微鏡）來識別，並可以作為多晶形式的碳存在。 形成該CMP拋光墊修整器的方法可以藉由將該基底表 面和該等磨料顆粒的一部分上的一粘合層沉積到該基底的 201246342 主表面上來繼續。該粘合層可以形成一持久的枯合，並有 助於將該等磨料顆粒永久地固定到該基底的主表面上。根 據一實施方式，該粘合層可以包括一金屬或金屬合金材 料。在某些實例中’該枯合層可以被形成為包括至少一種 過渡金屬元素。更具體地說，該粘合層可以由一金屬形成， 如，Ni、Cr、Au、Ag、Pt、Pd、Rh、w、Ti、V、C()、Cu、

Zn、Mo、以及它們的一組合。一具體的CMp拋光墊修整 器包括一粘合層’該粘合層具有鎳和鎢的一合金。 根據一實施方式’該枯合層可以由一系列彼此重疊的 膜來形成。該粘合層可以包括多個膜，並且更具體地說， 包括一系列彼此粘合的金屬膜。例如，該粘合層可以由一 系列膜形成，其中，該等連續的膜中的每一個可以具有一 組成’這種組成不同於直接相鄰的或鄰接的膜的組成。例 如’連續膜之間的組成差別可以包括兩個膜之間至少以的 一元素組成的差別。例如，-在下面的膜可以包括99%的 錄’而-直接相鄰的並且重疊的膜可以具#咖或更少的 鎳量，並且應被認為是具有一不同組成的膜。 沉積該枯合層的過程可以包括一鍍層過程。具體地， ==程可以是—電錄過程，並可以包括將具有該等磨 枓顆粒和粘合組合物的基底 槽）中。 在讀環、（即，電錢 ^枯合層的沉積可以按一护 控制該拈合層厚度的方式來 進订。例如，該粘合層可 磨料顆Μι $成4具冑的平均厚度為該等 磨科顆粒的平均砂礫尺寸 主^ 30/〇。在其他實例中，該 12 201246342 粘合層可以具有的平均厚度為該等磨料顆粒的平均砂練尺 寸的至少40%’如至少50%或甚至至少約6〇0/^在具體的 實例中’該粘合層可以具有的平均厚度係在該等磨料顆粒 的平均砂礫尺寸的約30%與90%之間’如在約5〇%與8〇% 之間、或甚至更具體地在約55%與70%之間的範圍内。 在將該枯合唐 >儿積在该基底的表面和該等磨料顆粒的 一部分上之後，該過程可以藉由一可任選的包括形成一個 二次粘合組合物的處理來繼續。這種處理可以包括在沉積 該粘合層之後加熱該7〇件，以在該等磨料顆粒與該粘合層 的介面處形成一個二次粘合組合物。這一處理可以包括加 熱到足以產生該二次枯合組合物的一溫度，其中，該_ ^ 枯合組合物可以是該粘合層、磨料顆粒、以及該一次枯人 組合物中的至少2者的化學成分之間的一反應產物。例 如，一種二次粘合組合物可以包括在該粘合層的該等磨料 顆粒的介面處形成的一碳化物組合物或一氮化物組合物。 更具體地說，該二次粘合組合物可以包括一碳化鎢材料。 應該理解，形成作為一個二次粘合組合物的碳化鎢材料， 可以藉由使用該粘合層内的鎢和由金剛石製成的磨料顆粒 來促進可以形成為该二次粘合組合物的其他適合的材料 可乂匕括.奴化鉻、碳化鈦、氮化鈦、以及類似物。 圖1包括常規CMP拋光墊修整器的一部分的俯視圖圖 像如所展7F的，該常規CMP拋光塾修整器可以包括固定 在-硬釺焊材料1G1㈣磨料顆粒iQ3。該硬釺焊材料二 匕括金屬並且具有在該等磨料顆粒之間的一顯著粗糙 13 201246342 表面。此外’硬釺焊材料1 0丨可以包括分散在整個材料體 積中的微晶105 ’該等微晶105係碳化鉻晶體，該等碳化 鉻晶體可以導致在硬釺焊材料1〇1内的局部化應力的區 域。 圖2包括根據一實施方式形成的CMP拋光墊修整器的 一部分的俯視圖圖像。如所展示的，該CMP拋光墊修整器 包括固定在一枯合層201内的磨料顆粒203。粘合層201 顯示出有限的碳化物晶體。事實上，粘合層2〇丨可以形成 為使得它具有不大於整個粘合層2〇丨的5 v〇l%的碳化物晶 體。在其他實例中，粘合層2〇1可以具有不大於粘合層2〇1 的總體積的約3 vol%、不大於2v〇1%的碳化物晶體。某些 CMP拋光墊修整器可以在#合層2〇 i内基本上無碳化物晶 體。 如圖2的圖像提供的證據，該CMp拋光墊修整 枯。層201，該枯合層具有一特定表面輪廟。值得注 的是，在此的該等實施方式中揭露的過程的控制有助於 成- CMP拋光墊修整器，這種修整器具有受控的顆粒暴 以及枯合| 2〇1的更均勾的高度，這樣使得與常規形成 CMP抛光墊修整器相比提高了表面輪廓的均句性。這樣 在钻合層201的表面上磨料顆私ΟΛΟ JLL· 傻科顆粒203的凸起的濃度被更 地得到控制，並且從磨料猫私2；丨,, 攸磨枓顆粒到磨料顆粒更加均勻。這 由該CMP拋光墊修整器的上砉 表面的表面粗糙度來證明纪 該上表面的平均表面粗糙度 及妁测量包括粘合層20 1的外 面和包含在粘合層201内的磨料 傲Ή·顆拉203的測量。例如

S 201246342 該CMP拋光墊修整器可以具有一上表面，該上表面具有不 大於約15微米的平均表面粗糙度（Ra)。平均表面粗糙度 (Ra)係輪廓上的點距離該樣品面積（3 mmx3 mm)上的 平均線的偏差（V)的算術平均值。使用一台Zyg〇 3D表 面輪廓曲線儀（白光色差技術）來檢測多個樣品。按iso 4287標準和/或EUR 15178 EN報告，標準化該等參數。 根據其他實施方式，該CMP拋光墊修整器可以具有一 上表面’該上表面具有的平均表面粗糙度（Ra)為不大於 約12微米，如不大於約1〇微米、不大於約8微米不大 於約6微米、或甚至不大於約4微米。在具體實施方式中， 該CMP拋光墊修整器的上表面可以具有的平均表面粗韆度 (Ra)係在約0.1微米與約1 5微米之間，如在約〇丨微米 與約10微米之間、並更具體地在約〇1微米與約8微米之 間的範圍内。 此外’該CMP拋光墊修整器可以具有一上表面，該上 表面具有如使用Zygo 3D表面輪廓曲線儀測量的不大於約 1〇〇微米的表面粗糙度（Rz)。表面粗糙度（Rz)係採樣 面積（3 mm X 3 mm)内的五個最高峰與五個最低谷之間的 平均差值，該等鬲度係從平行於該平均線並不穿過輪廓的 一條線上測量到的。某些CMP拋光墊修整器可以具有一上 表面’該上表面包括的表面粗糙度（rz)為不大於約9〇微 米，如不大於約80微米、不大於約70微米、不大於約6〇 微米、或甚至不大於約50微米。板據一實施方式，該CMp 拋光墊修整器可以具有一上表面，該上表面具有的表面粗

S 15 201246342 糙度（Rz)係在約1微米與約1 〇〇微米之間，如在約i微 米與約70微米之間、或更具體地在約1微米與約5〇微米 之間的範圍内。 在此的實施方式的CMP拋光墊修整器可以進一步包括 一上表面’該上表面具有如使用Zyg〇 3D表面輪廓曲線儀 測量的不大於約20微米的表面粗糙度（Rrms)。該表面粗 链度（Rrms)被疋義為輪廟距採樣面積（3 mm x 3 mm )内

的一條平均線的平均的均方根偏差（γ)。實際上，該cMP 拋光墊修整器可以具有的表面粗糙度（Km )係不大於約 15微米，如，不大於約12微米，或甚至不大於約1〇微米。 在具體的實例中，粘合層201可以具有的表面粗糙度(R_) 係在約0.1微米與約20微米之間，如在約〇丨微米與15 微米之M A甚至在約〇」微米肖1〇微米之間的範圍内。 此外，在此的實施方式的CMp拋光墊修整器可以具有 -改進的枯合層厚度變化。例如，合層厚度可以從不 大於約5〇%的平均厚度變化，該平均厚度如測量為從沿著 橫跨該基底的枯合層的整個寬度的至少約i(M固點進行測 量的平均值的標準差。在其他實射，該枯合層厚度變化 可以是不大於約40% ’不大於約3〇%，不大於約2〇%，或 甚至不大於約1 〇 %。 此外’如圖1所展示的，t Μ 、 π欣丁幻常規硬釺焊的CMP拋光墊修 整器可以具有橫跨該基底 衣卸的磨枓顆粒團107。麼μ 顆粒團107典型地是由於高况 磨枓 冋'皿加工而形成的，其中，兮钍 合材料可以在高溫下變成液體 … 雙珉及體’有助於該硬釺焊材料的流

S 16 201246342 動’並進-步有助於磨料顆& iQ3相對於彼此以及該基底 表面的移動。磨料顆粒團1 可以限制該CMP修整器的修 1 J·生咸磨料顆粒團1 〇7代表三個或更多個磨料顆粒的 團該等磨料顆粒具有從原始預期的位置的定位上的一顯 著的及可辨別的移動，這樣使得，該團内的磨料顆粒之間 的平均間距比橫跨該CMp修整器的表面的磨料顆粒之間的 平均間距小至少30%。磨料顆粒的平均間距被測量為在一 磨料顆粒與圍繞該磨料顆粒的該等最近的磨料顆粒之間的 平均距離。該平均間距係基於橫跨該cMP修整器表面的至 少25個隨機磨料顆粒的一採樣。 藉由對比’圖2的CMP拋光墊修整器顯示出有限的磨 料顆粒團。實際上，在i cm2的CMp拋光墊修整器的特定 區域的對比中，圖2的CMP拋光墊修整器顯示出比圖丨的 常規CMP拋光墊修整器少至少5%的磨料顆粒團。在此的 實施方式的形成過程有助於保持原始位置，以及因此在磨 料顆粒與限制的磨料顆粒團之間的原始間距。 圖3包括圖1的一部分的放大圖像。如所展示的，如 在放大的SEM圖像中所展示的磨料顆粒ι〇3具有在枯合層 101上方延伸的黑色暴露的尖端。藉由對比，轉向圖4，提 供了圖2的CMP拋光塾修整器的一部分的放大sem圖像。 值得注意的是’圖4的磨料顆粒203的大部分被展示為具 有在粘合層201上方延伸的發光的或發亮的暴露尖端。磨 料顆粒203的暴露尖端的發光特徵證明該等被暴露的尖端 基本上無導電碳膜。圖3的磨料顆粒的該等暴露尖端的更 17 201246342 暗的顏色證實了磨料顆纟103具有在該等暴露的尖端上的 大量的導電碳。 【實施方式】 實例1 一具有約16%鉻的430不銹鋼基底塗覆有從維特公司 可商購的壓敏ϋ合劑材料K4_2_4。該枯合劑材料係處於可 以施加到該基底的一主表面上的一帶的形式。之後施加 該粘合劑，使用篩分過程將具有丨5丨微米平均砂礫尺寸的 金剛石磨料顆粒放置在該粘合劑上。 在將該等磨料顆粒充分設置在該粘合劑中以形成一修 整器預成型件之後，將該預成型件放置在一腔室中並且加 熱到1020°C持，續20分鐘。在加熱過程中，該氣氛的壓力 減小到大致1 〇·5托。該加熱在該等磨料顆粒的表面處以及 在該基底與磨料顆粒之間的一介面處形成了一個碳化鉻粘 合層’並且還從該粘合層中揮發出有機物以及水。 在加熱該預成型件之後，使用氧電漿來完成等離子清 洗過程，以去除殘餘的有機物並清洗該等磨料顆粒。然後 將該預成型件放在一電鍍槽中，以形成一鎳粘合層❶該粘 合層具有約140微米的平均厚度。 根據在此的實施方式中的說明，使用一台Zyg〇 3d表 面輪廓曲線儀來測量其表面幾何形狀，測量的樣品面積係 3 mm X 3 mm。關於實例1的樣品與在圖！和圖3中所展示 的一對比的、常規的CMP修整器，平均表面粗糙度（Ra )、

S 18 201246342 表面粗糙度（Rz)、表面粗糙度（Rrms)、以及峰到榖的 測量值平均值的該等結果提供在下面的表1中。 表1

如以上所證實的，實例1的CMP拋光墊修整器具有在 所有類別中超過该對比樣品的改進的表面幾何形狀特徵。 實際上，在某些實例中，實例i證實了改進超過該對比樣 品的接近10個因數的某些表面特徵的一差值。 在此揭露的CMP拋光墊修整器以及形成方法表明了與 習知技術一偏離》具體地，根據在此的實施方式的形成cMP 拋光墊修整器的方法有助於將磨料顆粒固定在它們的原始 位置中’並在整個形成過程中保持該等磨料顆粒的原始位 置。此外’該形成過程有助於在該等磨料顆粒與該基底的 介面處形成一粘合組合物，並進一步有助於形成一粘合 層，該粘合層具有受控的厚度變化，以改進橫跨該CMP拋 光墊修整器表面的磨料顆粒暴露的控制。此外，在此的實 施方式的CMP拋光墊修整器包括多個特徵的組合，該等特 徵包括改進的磨料顆粒之間的間距控制、導電碳膜在該等 19 201246342 磨料顆粒的暴露尖端上的有限存在、粘合層厚度和厚度變 化的控制、以及表面粗糙度和碳化物晶體在該粘合層内的 存在。 在上文_，提及的多個具體的實施方式以及某些部件 的連接係說明性的。應當理解，提及的被聯接或者連接的 多個部件係旨在揭露在所述部件之間的直接連接或者藉由 一或多個插入部件的間接連接以便實施如在此討論的該等 方法。這樣，以上揭露的主題應被認為是解說性的、而非 限制性的，並且所附申請專利範圍旨在覆蓋落在本發明的 真正範圍内的所有此類變體、改進、以及其他實施方式。 因此，在法律所允許的最大程度上，本發明的範圍應由對 以下申凊專利範圍和它們的等效物可容許的最寬解釋來確 定，並且不應受以上的詳細的說明的約束或限制。 揭露的摘要係遵循專利權法而提供的，並且按以下理 解而提交，即，它將不被用於解釋或者限制申請專利範圍 的範圍或含義。另夕卜，在以上附圖的詳細說明中，為了使 揭露精簡而可能將不同的特徵集合在一起或者在一單獨的 實施方式中描述。本揭露不得被解釋為反映了一種意圖， 即，提出申請專利範圍的實施方式要求的特徵多於在每一 項申請專利範圍中清楚引述的特徵H如以下的申 專利範圍反映出，發明主題可以是針對少於任何揭露的 施方式的全部特徵。s此’以下的申請專利範圍被結合 附圖的詳細說明之中，而每一項申請專利範圍自身獨： 限定了分別提出申請專利範圍的主題。 20

Ot 201246342 【圖式簡單說明】 藉由參見附圖可以更好地理解本揭露，並且使其許多 特徵和優點對於熟習該項技術者變得清楚。 圖1包括常規CMP拋光墊修整器的一部分的俯視圖圖 像。 圖2包括根據一實施方式的CMP拋光墊修整器的一部 分的俯視圖圖像。 圖3包括圖1的CMP拋光墊修整器的一部分的放大的 俯視圖圖像。 圖4包括圖2的CMP拋光墊修整器的一部分的放大的 俯視圖圖像。 在不同的囷中使用相同的參考符號表示相似的或相同 的事項。 【主要元件符號說明】 1〇匕硬釺焊材料；103、203·.磨料顆粒；105.·微晶； 107..磨料顆粒團；2〇1..粘合層 21

Claims (1)

1. 201246342 七、申請專利範圍·· 1. 一種形成化學機械平坦化（CMP )拋光墊修整器 的方法，包括： 將磨料顆粒放置在一基底的一主表面上； 在該等磨料顆粒的一外表面處形成一粘合組合物；並 且 在該基底表面和該等磨料顆粒的一部分上沉積一粘合 層’以便將該等磨料顆粒固定到該基底的主表面上。 2. 如申請專利範圍第1項所述之方法，進一步包括 在將該等磨料顆粒放置在該基底的主表面上之前，將—粘 合劑放置在該基底的一主表面上。 3. 如申請專利範圍第2項所述之方法，其中該粘合 劑包括一有機材料，並且該等磨料顆粒藉由該粘合劑保 在位。 '、 4.如申請專利範圍第1項所述之方法，其令沉積包 括一電鍍過程。 I 5.如申請專利範圍第1項所述之方法，其令沉積包 括電鍍一粘合層，該粘合層包括選自下組— ^屬，§亥組 由以下各項組成：Ni、Cr、Au、Ag、Pt、pd、Rh、 V、Co、Cu、Zn、Mo、以及它們的一組合。 201246342 6. 如申請專利範圍第！項所述之方法，進一步包括 在沉積㈣合層之前，清洗該等磨料顆粒和該基底的表面。 7. 如申請專利範圍第6項所述之方法，其，清洗包 括用選自由氧氣、氫氣、以及它們之組合構成的組的一電 漿材料進打的—等離子清洗過程，並且清洗包括從該等磨 料顆粒的纟面的一部A上去除一導電碳的薄膜。 8.如申請專利範圍第丄項所述之方法，其令形成包 括加熱該基底和磨料顆粒，並且加熱使有機材料從一粘合 劑中揮發，從而引起—化學反應並且形成該枯合組合物， 並且加熱疋在至少約5〇〇〇c、至少約7〇〇(5(：、至少約剛。C、 在約7,與約1200〇c之間的範圍内、或在約_〇c與約 11〇〇°C之間範圍内的—加熱溫度下進行的。 9. 如申請專利範51笛！ TS &、+· +十、1 ^ 竿匕固第1項所述之方法，其中該CMP 拋光墊修整器包括一上表 _ μ . B 、 工衣面，该上表面具有的平均表面粗 糙度（Ra)為：不大於队 、約15微米、不大於約12微米、不 大於約10微米、不大私认。 , 、'力8微米、不大於約6微米、或不 大於約4微米、在約〇 ,咖， 仕〇 0·1微米與約15微米之間的範圍内、 在約0.1微米奥的1 ， 、、’ 微米之間的範圍内、在約0.1微米與 約8微米之間的範圍内。 S 201246342 10.如申凊專利範圍第1項所述之方法，其中該CMP 拋光塾修整器的上表面包括 匕括的平均表面粗糙度（R 不大於約100微米、不大 ;^ · 、''' 微米、不大於約g 不大於約7〇微米、不大於 ^ 80微米、 入於約60微米、不大 在約1微米與、約剛微米之間的範圍内、在約5Q微米、 7〇微米之間的範圍内、或在、約！微米與約SO》與約 範圍内。 礅米夂Η 的 3