TW202112495A - 具有葉狀突出結構之cmp拋光墊 - Google Patents

Abstract

用於化學機械拋光之拋光墊包括：基部，以及從該基部突出的多個結構，其中該多個結構的一部分由具有限定了面積的周邊的截面所限定。該周邊可以由參數方程限定並且可以具有六個或更多個拐點，或者該截面可以包括三個或更多個葉瓣。該截面具有在0.2到0.75範圍內的δ參數。

Description

具有葉狀突出結構之CMP拋光墊

本發明總體上關於用於化學機械拋光的拋光墊之領域。特別地，本發明關於可用於磁性、光學和半導體襯底的化學機械拋光的具有拋光結構之化學機械拋光墊，包括記憶體的線前端（FEOL）或線後端（BEOL）處理以及邏輯積體電路。

在積體電路以及其他電子裝置之製造中，將多層導電材料、半導電材料以及介電材料沈積在半導體晶圓的表面上或從半導體晶圓的表面上部分地或選擇性地移除。可以使用許多沈積技術來沈積導電材料、半導電材料以及介電材料的薄層。在現代晶圓加工中常見的沈積技術包括除其他之外，物理氣相沈積（PVD）（也稱為濺射）、化學氣相沈積（CVD）、電漿增強的化學氣相沈積（PECVD）、以及電化學沈積（ECD）。常見的去除技術包括除其他之外，濕法和乾法各向同性和各向異性刻蝕。

隨著材料層被依次地沈積和移除，晶圓最上表面變成非平面的。因為後續的半導體加工（例如光刻、金屬化等）要求晶圓具有平坦的表面，所以需要對晶圓進行平坦化。平坦化用於移除不希望的表面形貌和表面缺陷，諸如粗糙表面、附聚的材料、晶格損傷、劃痕、以及被污染的層或材料。另外，在鑲嵌（damascene）製程中，對材料進行沈積以填充由圖案化蝕刻產生的凹進區域，但填充步驟可能不精確並且凹進之過度填充比填充不足係較佳的。因此，需要去除凹進之外之材料。

化學機械平坦化或化學機械拋光（CMP）係用於平坦化或拋光工件（例如半導體晶圓）並除去鑲嵌製程中多餘材料之常用技術。在常規CMP中，將晶圓托架或拋光頭安裝在托架組件上。拋光頭保持晶圓並使晶圓定位成與拋光墊的拋光表面接觸，該拋光墊安裝在CMP設備內的工作台或壓板上。托架組件在晶圓和拋光墊之間提供可控制之壓力。同時，將漿料或其他拋光介質分配到拋光墊上並吸入晶圓和拋光層之間之間隙中。為了進行拋光，拋光墊和晶圓典型地相對於彼此旋轉。當拋光墊在晶圓下方旋轉時，晶圓越過典型地環形拋光軌跡或拋光區域，其中晶圓表面直接面對拋光層。藉由拋光表面和表面上的拋光介質（例如，漿料）之化學和機械作用來拋光晶圓表面並使之平坦。

在CMP期間拋光層，拋光介質和晶圓表面之間的相互作用在過去的幾年中一直係研究、分析和高級數值建模之主題，以努力優化拋光墊之設計。自從將CMP用作半導體製造製程以來，大多數拋光墊的開發本質上皆為經驗性的，涉及對許多不同多孔和無孔聚合物材料之試驗以及此類材料之機械特性。拋光表面或層的大部分設計都集中在為該等層提供各種微結構、空隙區域和實心區域的圖案以及宏觀結構或表面穿孔或凹槽之佈置，據稱它們可以提高拋光速率、改善拋光均勻性、或減少拋光缺陷（劃痕、凹坑、分層區域以及其他表面或亞表面損壞）。多年來，已經提出了許多不同的微觀結構和宏觀結構來增強CMP性能。參見，例如，美國專利6,817,926；7,226,345；7,517,277；或9,649,742。

在先前提出的各種結構中，有具有突出結構的結構，例如棱柱、棱錐、截棱錐、圓柱、截錐、十字形、六邊形（參見U.S. 6,817,926）或由升起的「c」或「v」形限定的容器（reservoir）和/或「鋸齒狀邊緣」或六邊形邊界（參見U.S.7,226,345）或四邊形（包括具有弧形邊或帶凹口的角）（參見U.S. 9,649,742）。

仍然需要具有突出結構之改進墊結構，該結構以合理力提供與被拋光的表面之良好接觸，並在合理時間內進行有效拋光，而不會在墊上造成不適當的磨損或其他負面影響。

根據一個方面，本文揭露了一種用於化學機械拋光之拋光墊，其包括基部和從該基部突出的多個結構，其中該多個結構的一部分由具有限定了面積的周邊的截面所限定，其中該周邊由在x-y軸上的參數方程限定： x: = (a1*sin(2*f1*π*t) + a3*sin(2*f3*π*t) + a5*sin(2*f5*π*t))/G1 y: = (a2*cos(2*f2*π*t) + a4*cos(2*f4*π*t) + a6*cos(2*f6*π*t))/G2 其中a1、a2、a3、a4、a5、a6各自獨立地是-10¹² 至10¹² 的數，並且f1、f2、f3、f4、f5、f6各自是0至10¹² 的數，t係參數獨立變數，其以增量δt從0到1增加，以限定該周邊，並且δt較佳的是不大於0.05，並且G1和G2係範圍大於0到10¹² 的換算因子，前提係a1、a2、a3、a4、a5、a6；f1、f2、f3、f4、f5、f6被選擇為使得該周邊具有六個或更多個拐點，在該等拐點處，該周邊從凹曲線切換為凸曲線並且該周邊除了其開始和結束處之外不與自身相交；其中該截面的特徵還在於在0.20至0.75範圍內的δ參數。「δ參數」被定義為（該周邊內並且距離該周邊最遠點到該周邊上最近點的距離）除以（具有等於該截面的面積的圓的等效半徑）。等效半徑係（截面積/π）之平方根。

根據另一方面，本文揭露了一種拋光墊，其包括基部和從該基部突出的多個結構，其中該多個結構的一部分具有三個或更多個葉瓣並且由具有限定了面積的周邊的截面所限定，其中該截面的特徵在於在0.3到0.65範圍內的δ參數。

在具有呈圓柱體、多邊形（例如，矩形、截棱錐、六邊形）等形式的突出結構的墊中，諸位申請人發現隨著突出結構接近要拋光的表面存在某些問題。一個問題係流體（例如拋光漿）越過該一個或多個突出結構頂部上方很長的長度。這增加了特徵頂部上的流體壓力，從而減小了墊-晶圓的接觸面積和接觸應力。這降低了去除速率。

換句話說，需要一個將突出結構推向表面之力。然而，對於給定的力，突出結構的表面和頂部之間的距離隨著突出結構的頂表面積和流體的黏度而增加。例如，對於圓柱體形突出結構，單個突出結構上的力F可以計算如下：

，並且可以計算出突出頂部和待拋光表面之間達到接觸的時間t_接觸

其中d係圓柱直徑，h₀ 係突出結構與待拋光表面的初始分離距離，h_c 係當認為發生充分接觸時的分離距離，η係流體（例如拋光漿料）之黏度。參見Geral Henry Meeten，Squeeze flow between plane and spherical surface s [平面和球形表面之間的擠壓流動]。Rheol. Acta（2001）40：279-288。

因此，有時難以在合理的時間內使突出結構與被拋光的表面足夠接近以有效地進行拋光。然而，如果花費更多的時間來實現接觸，則拋光墊和表面相對於彼此的移動速度會降低。這導致較低的去除速率，因為突出結構將不能向待拋光表面施加足夠能量。為了改善接觸，可以考慮藉由減少墊上的突出結構的數量（或增加突出結構的間隔，即間距）來減小突出結構之面積，但這可能導致更少總工作量（更少的拋光）對於每個施加在整個墊板上之給定力，每個突出結構都承受較大的力，因此可能會增加墊之磨損，或者可能增加磨損並增加屈曲，彎曲或撓曲。減小突出結構的尺寸（尤其是面對被拋光表面的突出結構的表面的尺寸，例如圓柱體的直徑或正方形邊的長度），還可能導致突出結構的屈曲、彎曲或撓曲和/或不想要的磨損（例如，突出結構的撕裂）。增加突出結構的高度可以促進流體管理，但是也可能導致突出結構的屈曲、彎曲或撓曲以及潛在地撕裂。

本文所揭露的墊具有突出結構，該突出結構減小了流體（漿料）必須在突出結構的頂表面上流過的距離，這使得能夠更好地與被拋光表面接觸，同時保持足夠的結構或機械強度以避免撓曲或撕裂。具體地，本文揭露的墊提供了具有三個或更多個葉瓣的截面的突出結構。因此，可以減小流體在突出結構的連續頂表面上流過的距離，同時葉瓣可以為機械完整性而相互加強，從而抑制了結構的撓曲。

突出結構的截面可以由x-y軸上的參數方程限定 x: = (a1*sin(2*f1*π*t) + a3*sin(2*f3*π*t) + a5*sin(2*f5*π*t))/G1 y: = (a2*cos(2*f2*π*t) + a4*cos(2*f4*π*t) + a6*cos(2*f6*π*t))/G2 其中a1、a2、a3、a4、a5、a6各自獨立地是-10¹² 至10¹² 的數，並且f1、f2、f3、f4、f5、f6各自獨立地是0至10¹² 的數，t係參數獨立變數，其以增量δt從0到1增加，以限定該周邊，並且δt較佳的是不大於0.05，並且G1和G2係範圍大於0到10¹² 的換算因子。在某些實施方式中，a1、a2、a3、a4、a5、a6各自獨立地為至少-100或-10至100或10的數。在某些實施方式中，f1、f2、f3、f4、f5、f6各自獨立地是0至100或10的數。在某些實施方式中，G1和G2獨立地是在大於0至100的範圍內或10。例如，在圖1中，a1 = 3，a2 = 3，a3 = -1.3，a4 = 1.3，a5 = .5，a6 = .5，f1 = 1，f2 = 1，f3 = 2，f4 = 2，f5 = 4，f6 = 4。所使用的δt為0.002。G1和G2為3。

根據某些方面，δt不大於0.01或0.005或0.002或0.001。δt越小，將形成更多的點來限定形狀。

根據一個方面，該等方程限定了具有至少6個拐點的突出結構的周邊，其中在該等拐點處該周邊從凹曲線切換為凸曲線並且該周邊除了其開始和結束處之外不與自身相交。例如，它可以具有6、8、10、12、14、16或18個拐點。根據一個方面，該周邊具有6個拐點。變數a1、a2、a3、a4、a5、a6；f1、f2、f3、f4、f5、f6被選擇為使得形成具有期望數目的拐點的形狀。

變數a1、a2、a3、a4、a5、a6；f1、f2、f3、f4、f5、f6被選擇為使得方程限定在同一點處開始並結束的周邊，以形成一個不跨越自身的連續周邊。

儘管圖1示出了對稱結構，但是突出結構不必具有對稱結構。例如，葉瓣不必具有與從特徵中心到最遠點的長度相同的測量尺寸，也不必具有相同的曲率半徑和/或不必具有相同的寬度。

根據一個方面，突出結構可以具有3個或更多個葉瓣。例如，它可以具有3、4、5、6、7或8個葉瓣。根據一個方面，突出結構具有3個葉瓣。

根據一個方面，突出結構的截面由δ參數限定。δ參數，等於（該周邊內並且距離該周邊最遠點P的到該周邊上最近點的距離d_Ptp ）除以（具有等於該截面的面積的圓之等效半徑）。等效半徑 = 平方根（A/π）。因此，參考圖2、3和4，δ參數 = 距離d_Ptp /等效半徑。對於圖2，δ參數為0.34，對於圖3，δ參數為0.65，並且對於圖4，δ參數為0.15。根據某些方面，δ參數為至少0.2。δ參數不大於0.75。根據某些方面，δ參數為至少0.25或0.3或0.35或0.4。根據某些方面，δ參數不大於0.7或0.65或0.6。圖1的δ參數為0.46。如果δ參數太低，突出結構可能會具有無法提供所需機械強度或完整性的狹窄臂或葉瓣。如果δ參數太高，則拋光漿料會越過突出結構頂部的較長長度。這增加了特徵頂部上的流體壓力，從而減小了墊-晶圓的接觸面積和接觸應力。這降低了去除速率。

根據一個方面，突出結構可以在結構的整個高度上具有恒定截面。根據另一個方面，截面可在突出結構的高度上變化。例如，用於穩定的突出結構可具有更接近基部的稍寬或稍大的截面。根據另一方面，多個突出結構的截面之和係恒定的，以便在使用過程中磨損結構時提供一致的接觸面積。因此，如果一個或多個突出結構的頂部較窄，則其他結構之頂部可能較寬，從而產生恒定總截面面積。

根據某些方面，突出結構之高度可以在距基部的頂表面至少為0.05或0.1 mm直至3或2.5或2或1.5 mm的範圍內。根據某些方面，突出結構之截面面積可以在0.05或0.1或0.2 mm² 至30或25或20或15或10或5 mm² 的範圍內。根據某些方面，突出結構之截面最長尺寸（例如，流體將流過突出結構的頂表面的最長距離）為至少0.1或0.5 mm或1 mm。根據某些方面，突出結構之截面最長尺寸（例如，流體將流過突出結構的頂表面的最長距離）為至少100或50或20或10或5或3或2 mm。根據某些方面，結構之截面最短尺寸（例如，流體將流過突出結構的頂表面的最短距離，例如，穿過一個葉瓣的距離）為至少0.01或0.05或0.1或0.5 mm。根據某些方面，結構之截面最短尺寸（例如，流體將流過突出結構的頂表面的最短距離，例如，穿過一個葉瓣的距離）為不大於5或3或2或1 mm。

該結構從墊的基部的頂表面突出。墊的基部可以是包括適合於支撐突出結構的任何材料的層。例如，基部層可以包括聚合材料或可以由聚合材料組成。這種聚合材料的實例包括聚碳酸酯、聚碸、尼龍、環氧樹脂、聚醚、聚酯、聚苯乙烯、丙烯酸聚合物、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯、聚氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚丁二烯、聚乙烯亞胺、聚胺酯、聚醚碸、聚醯胺、聚醚醯亞胺、聚酮、環氧樹脂、矽酮、其共聚物（例如聚醚-聚酯共聚物）及其組合或共混物。

較佳的是，基質係聚胺酯。為了本說明書的目的，「聚胺酯」係衍生自雙官能或多官能異氰酸酯的產物，例如聚醚脲、聚異氰脲酸酯、聚胺酯、聚脲、聚胺酯脲、其共聚物及其混合物。根據的CMP拋光墊可以藉由以下方法製造：提供異氰酸酯封端的胺基甲酸酯預聚物；單獨提供可固化組分；並且將異氰酸酯封端的胺基甲酸酯預聚物和固化劑組分混合形成組合，然後使該組合反應形成產物。可以藉由將澆鑄的聚胺酯濾餅切成所需的厚度並在拋光層上開槽或打孔來形成拋光層。視需要，在澆鑄多孔聚胺酯基質時，用IR輻射，感應電流或直流電對餅模進行預熱可以降低產品的可變性。視需要，可以使用熱塑性或熱固性聚合物。最較佳的是，該聚合物係交聯的熱固性聚合物。

較佳的是，用於形成本發明化學機械拋光墊的拋光層的多官能異氰酸酯選自由以下各項組成之群組：脂族多官能異氰酸酯，芳族多官能異氰酸酯及其混合物。更較佳的是，用於形成本發明的化學機械拋光墊的拋光層的多官能異氰酸酯係選自由以下各項組成之群組的二異氰酸酯：2,4-甲苯二異氰酸酯；2,6-甲苯二異氰酸酯；4,4’-二苯基甲烷二異氰酸酯；萘-1,5-二異氰酸酯；甲苯胺二異氰酸酯；對伸苯基二異氰酸酯；苯二甲基二異氰酸酯；異佛爾酮二異氰酸酯；六亞甲基二異氰酸酯；4,4'-二環己基甲烷二異氰酸酯；環己烷二異氰酸酯；及其混合物。還更較佳的是，用於形成本發明的化學機械拋光墊的拋光層的多官能異氰酸酯係藉由二異氰酸酯與預聚物多元醇反應形成的異氰酸酯封端的胺基甲酸酯預聚物。

較佳的是，用於形成本發明的化學機械拋光墊的拋光層的異氰酸酯封端的胺基甲酸酯預聚物具有2至12 wt%的未反應的異氰酸酯（NCO）基團。更較佳的是，用於形成本發明的化學機械拋光墊的拋光層的的異氰酸酯封端的胺基甲酸酯預聚物具有2至10 wt%（還更較佳的是4至8 wt%；最較佳的是5至7 wt%）的未反應的異氰酸酯（NCO）基團。

較佳的是，用於形成多官能異氰酸酯封端的胺基甲酸酯預聚物的預聚物多元醇選自由以下各項組成之群組：二醇、多元醇、多元醇二醇、它們的共聚物及其混合物。更較佳的是，預聚物多元醇選自由以下各項組成之群組：聚醚多元醇（例如，聚(氧四亞甲基)二醇，聚(氧伸丙基)二醇及其混合物）；聚碳酸酯多元醇；聚酯多元醇；聚己內酯多元醇；它們的混合物；以及它們與一種或多種選自由以下各項組成之群組的低分子量多元醇的混合物：乙二醇；1,2-丙二醇；1,3-丙二醇；1,2-丁二醇；1,3-丁二醇；2-甲基-1,3-丙二醇；1,4-丁二醇；新戊二醇；1,5-戊二醇；3-甲基-1,5-戊二醇；1,6-己二醇；二乙二醇；二丙二醇和三丙二醇。還更較佳的是，預聚物多元醇選自由以下各項組成之群組：聚四亞甲基醚二醇（PTMEG）；基於酯的多元醇（例如己二酸乙二酯、己二酸丁二酯）；聚丙烯醚二醇（PPG）；聚己內酯多元醇；其共聚物；及其混合物。更較佳的是，預聚物多元醇選自由以下各項組成之群組：PTMEG和PPG。

較佳的是，當預聚物多元醇為PTMEG時，異氰酸酯封端的胺基甲酸酯預聚物的未反應異氰酸酯（NCO）濃度為2至10 wt%（更較佳的是4至8 wt%；最較佳的是6至7 wt%）。可商購的基於PTMEG的異氰酸酯封端的胺基甲酸酯預聚物的實例包括Imuthane®預聚物（從美國科意公司（COIM USA, Inc. 可得），例如PET-80A，PET-85A，PET-90A，PET-93A，PET-95A，PET-60D，PET-70D，PET-75D）； Adiprene®預聚物（從科聚亞公司（Chemtura）可得，例如LF 800A，LF 900A，LF 910A，LF 930A，LF 931A，LF 939A，LF 950A，LF 952A，LF 600D，LF 601D，LF 650D，LF 667，LF 700D，LF750D，LF751D，LF752D，LF753D和L325）；和Andur®預聚物（從安德森開發公司（Anderson Development Company）可得，例如70APLF，80APLF，85APLF，90APLF，95APLF，60DPLF，70APLF，75APLF）。

較佳的是，當預聚物多元醇為PPG時，異氰酸酯封端的胺基甲酸酯預聚物的未反應異氰酸酯（NCO）濃度為3至9 wt%（更較佳的是4至8 wt%；最較佳的是5至6 wt%）。可商購的基於PPG的異氰酸酯封端的胺基甲酸酯預聚物的實例包括Imuthane®預聚物（從美國科意公司（COIM USA, Inc. 可得），例如PPT-80A，PPT-90A，PPT-95A，PPT-65D，PPT-75D）；Adiprene®預聚物（從科聚亞公司（Chemtura）可得，例如LFG 963A，LFG 964A，LFG 740D）；和Andur®預聚物（從安德森開發公司（Anderson Development Company）可得，例如8000APLF，9500APLF，6500DPLF，7501DPLF）。

較佳的是，用於形成本發明的化學機械拋光墊的拋光層的異氰酸酯封端的胺基甲酸酯預聚物係具有少於0.1 wt%的游離甲苯二異氰酸酯（TDI）單體含量的低游離異氰酸酯封端的胺基甲酸酯預聚物。

也可以使用基於非TDI的異氰酸酯封端的胺基甲酸酯預聚物。例如，異氰酸酯封端的胺基甲酸酯預聚物包括藉由4,4’-二苯基甲烷二異氰酸酯（MDI）與多元醇如聚四亞甲基二醇（PTMEG）與視需要的二醇如1,4-丁二醇（BDO）反應形成的那些。當使用這樣的異氰酸酯封端的胺基甲酸酯預聚物時，未反應的異氰酸酯（NCO）的濃度較佳的是4至10 wt%（更較佳的是4至10 wt%，最較佳的是5至10 wt%）。該類別中可商購的異氰酸酯封端的胺基甲酸酯預聚物的實例包括預聚物（從美國科意公司可得的，例如27-85A，27-90A，27-95A）；Andur®預聚物（從安德森開發公司可獲，例如IE75AP，IE80AP，IE 85AP，IE90AP，IE95AP，IE98AP）；以及Vibrathane®預聚物（從科聚亞公司可得，例如B625，B635，B821）。

基部層可以包括聚合物材料與其他材料的複合物。這種複合材料的實例包括填充有碳或無機填料的聚合物和浸漬有聚合物的例如玻璃或碳纖維的纖維墊。前述聚合物或環氧樹脂中的任何一種都可以用於此類複合材料中。替代地，基部可以包括非聚合材料，例如陶瓷、玻璃、金屬、石材或木材。基部可包括一個層或可包括多於一個層的任何合適的材料，例如以上所述之那些。基部可以設置在子墊上。例如，基部層可以藉由機械緊固件或藉由黏合劑附接到子墊上。子墊可以由任何合適的材料製成，包括例如在基部層中有用的材料。在某些方面，基部層可具有至少0.5或1 mm的厚度。在某些方面，基部層可具有不超過5或3或2 mm的厚度。可以提供任何形狀的基部層，但是具有直徑在至少10或20或30或40或50 cm至100或90或80 cm的範圍內的圓形或盤形可以是合宜的。根據某些實施方式，墊的基部由具有以下一種或多種特性的材料製成：例如由ASTMD412-16確定的在至少2或2.5或5或10或50 MPa至700或600或500或400或300或200或100 MPa的範圍內的楊氏模量；例如藉由ASTM E132015測得的至少為0.05或0.08或0.1至0.6或0.5的帕松比；0.4或0.5至1.7或1.5或1.3 g/cm³ 的密度。

從表面突出的結構的至少一部分具有由3個或更多個葉瓣或6個或更多個拐點以及由在本文所述之範圍內，例如0.2至0.75的δ參數限定的形狀（截面和周邊）。根據一個方面，所有突出結構均具有由3個或更多個葉瓣或6個或更多個拐點以及由在本文所述之範圍內，例如0.2至0.75的δ參數限定的截面。所有突出結構可以具有相同的截面，或者不同的突出結構可以具有不同的截面。例如，一些突出結構可以具有比另一突出結構更長或更寬或更短或更窄的葉瓣。例如，一些突出結構可具有三個葉瓣，而其他突出結構具有四個或更多個葉瓣。例如，只要一些突出結構可以具有由3個或更多個葉瓣或者由6個或更多個拐點並且由在0.2或0.75範圍內的δ參數限定的截面，則墊可以包括可以具有其他形狀的其他突出結構，例如圓形、橢圓形或其他多邊形，例如正方形、三角形、金字塔等。較佳的是，墊上的突出結構的至少50%至60%或70%或80%具有由3個或更多個葉瓣或由6個或更多個拐點以及由在0.2或0.75範圍內的δ參數所限定的截面。如果δ參數太低，則突出結構的臂或葉瓣可能太薄而無法提供所需的機械支撐。如果δ參數太高，則突出結構太圓並且實現接觸的時間太長，而無法提供所需的去除速率。

突出結構可以以任何構造佈置在工作表面上。在一個實施方式中，它們可以佈置成沿相同方向取向的六邊形堆積結構。在另一實施方式中，它們可以以徑向圖案佈置，該徑向圖案取向使得一個葉瓣與該徑向對準。突出結構不需要以任何宏觀取向來取向。可以調節宏觀取向以實現期望的去除速率，平坦化效果，缺陷控制，均勻性控制以及對於期望的漿料量所需的。作為一個實例，參見圖5，其以六邊形填充圖案示出了在墊的一部分上的多個三個葉瓣突出結構。

較佳的是，突出結構不彼此直接接觸。相鄰突出結構之間的間隔可以是但不必是恒定的。根據某些實施方式，該結構從一個突出結構的中心到相鄰突出結構的中心的距離相隔一定距離，即間距，其最高達突出結構的截面的最長尺寸的50倍或20倍或10倍或7倍或5倍或4倍。根據某些實施方式，該結構從一個突出結構的中心到相鄰突出結構的中心的距離相隔一定距離，其為突出結構的截面的最長尺寸的1倍或1.5倍或2倍。作為低間距構造的實例，它們可以被放置成使得第一突出結構的葉瓣可以被定位在相鄰的突出結構的兩個葉瓣之間，其中該第一突出結構和相鄰的突出結構之間沒有直接接觸。根據某些實施方式，間距（從一個突出結構的中心到相鄰突出結構的中心的距離）為至少0.7或1或5或10或20 mm。根據某些實施方式，間距（從一個突出結構的中心到相鄰突出結構的中心的距離）為不大於150 mm或100 mm或50 mm。根據某些實施方式，從一個突出結構的周邊到相鄰突出結構的最近的周邊的距離為至少0.02或0.05或0.1或0.5或1 mm。根據某些實施方式，從一個突出結構的周邊到相鄰突出結構的最近的周邊的距離為不大於100或50或20或10或5 mm。

根據一個方面，突出結構在其相對於基部表面的其高度的主軸上係垂直的或基本上正交的。在這種情況下，圖6中的基部12與突出結構10之間的角度α為90度。根據某些實施方式，突出結構10的頂表面11平行於基部12的頂表面13。根據另一個實施方式，突出結構可以斜向或傾斜，使得α小於90度。然而，α較佳的是至少20度或40度或60度或70度或80度。

接觸面積比係多個突出結構的累積表面接觸面積A_cpsa 除以基部面積A_{b 。} 可以藉由將所有突出結構的頂表面11的面積相加來計算累積表面接觸面積。由於墊傳常規地是圓形的，因此對於常規的墊形狀π(r_b )² ，其中r_b 係墊的半徑。根據某些實施方式，A_cpsa /A_b 的比率為至少0.1或0.2或0.3或0.4且不大於0.8或0.75或0.7或0.65或0.6。

突出結構和基部可以是一體的，或者突出結構可以放置在基部上並黏附到基部上。

突出結構的組成可以與基部的組成相同或不同。例如，突出結構可以包括聚合材料或可以由聚合材料組成。這種聚合材料的實例包括聚碳酸酯、聚碸、尼龍、聚醚、環氧樹脂、聚酯、聚苯乙烯、丙烯酸聚合物、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯、聚氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚丁二烯、聚乙烯亞胺、聚胺酯、聚醚碸、聚醯胺、聚醚醯亞胺、聚酮、環氧樹脂、矽酮、其共聚物（例如聚醚-聚酯共聚物）及其組合或共混物。突出結構可以包括聚合物材料與其他材料的複合物。這種複合材料的實例包括填充有碳或無機填料的聚合物。根據某些實施方式，一個或多個突出結構由具有以下一種或多種特性的材料製成：例如由ASTMD412-16確定的在至少2或2.5或5或10或50 MPa至700或600或500或400或300或200或100 MPa的範圍內的楊氏模量；例如藉由ASTM E132015測得的至少為0.05或0.08或0.1至0.6或0.5的帕松比；0.4或0.5至1.7或1.5或1.3 g/cm³ 的密度。

墊可以藉由任何合適的製程來製造。例如，可以藉由模制（例如注射成型）來製造墊，其中模具包括用於形成墊的突出結構的凹口。作為另一實例，可以藉由已知方法藉由增材製造來製造墊，並且藉由這種增材製造將突出結構構建在墊的所設置的基部上，或者可以藉由增材製造來製造整個墊。

測試方法係自提交本申請之日起生效的方法。

10:突出結構 11:頂表面 12:基部 13:頂表面

[圖1]係可以在本發明的墊上使用的突出結構截面之代表性實施方式。

[圖2]係可以在本發明的墊上使用的突出結構截面之代表性實施方式。

[圖3]係可以在本發明的墊上使用的突出結構截面之代表性實施方式。

[圖4]係具有δ圓度參數為0.15的突出結構截面之實施方式。

[圖5]示出了其上具有三葉狀突出結構的墊之一部分。

[圖6]示出了相對於墊的基部表面之突出結構取向。

無

Claims (10)

1. 一種用於化學機械拋光的拋光墊，其包括 基部，以及 從該基部突出的多個結構，其中該多個結構的一部分由具有限定了面積的周邊的截面所限定，其中該周邊由在x-y軸上的參數方程限定： x: = (a1*sin(2*f1*π*t) + a3*sin(2*f3*π*t) + a5*sin(2*f5*π*t))/G1 y: = (a2*cos(2*f2*π*t) + a4*cos(2*f4*π*t) + a6*cos(2*f6*π*t))/G2 其中a1、a2、a3、a4、a5、a6各自獨立地是-10¹² 至10¹² 的數，並且f1、f2、f3、f4、f5、f6各自是0至10¹² 的數，t係參數獨立變數，其以增量δt從0到1增加，以限定該周邊，並且δt較佳的是不大於0.05，並且G1和G2係範圍大於0到10¹² 的換算因子，前提係a1、a2、a3、a4、a5、a6；f1、f2、f3、f4、f5、f6被選擇為使得該周邊具有六個或更多個拐點，在該等拐點處，該周邊從凹曲線切換為凸曲線並且該周邊除了其開始和結束處之外不與自身相交；其中，該截面的特徵還在於δ參數，其等於（該周邊內並且距離該周邊最遠點到該周邊上最近點的距離）除以（具有等於該截面的面積的圓的等效半徑），其中該δ參數在0.20至0.75的範圍內。
2. 如請求項1所述之拋光墊，其中，存在六個拐點。
3. 如請求項1所述之拋光墊，其中，該δ參數為至少0.3。
4. 如請求項1所述之拋光墊，其中，該δ參數不超過0.6。
5. 一種拋光墊，其包括 基部，以及 從該基部突出的多個結構，其中該多個結構的一部分具有三個或更多個葉瓣並由具有限定了面積的周邊的截面所限定， 其中，該截面的特徵在於δ參數，其等於（該周邊內並且距離該周邊最遠點到該周邊上最近點的距離）/（具有等於該截面的面積的圓的等效半徑），其中該δ參數在0.3至0.6的範圍內。
6. 如請求項5所述之拋光墊，其具有三個葉瓣。
7. 如請求項5所述之拋光墊，其中，該部分係全部該多個結構。
8. 如請求項5所述之拋光墊，其中，從該基部到該多個結構的頂表面的距離在0.1至2 mm的範圍內。
9. 如請求項5所述之拋光墊，其中，該墊由具有以下一種或多種特性的至少一種材料製成： 在2.5至700 MPa範圍內的楊氏模量， 0.08至0.5的帕松比， 0.4至1.5 g/cm³ 的密度。
10. 如請求項5所述之拋光墊，其中，該多個結構具有累積表面接觸面積A_cpsa ，並且該基部具有面積A_b ，其中A_cpsa /A_b 之比在0.1至0.75的範圍內。

Images