TW202134004A - 混合化學機械拋光調節頭 - Google Patents

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Abstract

在各種實施方案中，一種調節頭可包含一基板及自該基板之一表面延伸之複數個突部。該複數個突部可以複數個正弦波圖案配置於該基板表面上。例如，該複數個突部可以偏移正弦波圖案之一陣列配置。在一些實施方案中，一調節頭可包含其中一或多個部分包含突部且一或多個部分不包含突部之一巨設計。

Description

混合化學機械拋光調節頭
本發明大體上係關於一種調節頭，其包括一基板，該基板具有自該基板延伸之突部。
本發明之產品在廣泛多種應用(包含用於調節拋光墊(包含用於化學機械平坦化(CMP)中之墊)之頭或圓盤)中具有效用。CMP係積體電路、磁碟機頭、奈米製造組件及類似者之製造中之一重要程序。例如，在圖案化半導體晶圓時，先進小尺寸圖案化技術需要一絕對平坦表面。在已自一晶錠鋸切晶圓，且已藉由粗糙拋光移除不規則及鋸切損害之後，使用CMP作為一最後拋光步驟以移除晶圓表面上之高點且提供一絕對平坦表面。在CMP程序期間，晶圓將被安裝於一旋轉固持器或夾盤中，且被降低至在相同方向上旋轉之一墊表面上。當使用一漿液研磨程序時，墊通常係一經澆鑄且經切割聚胺基甲酸酯材料，或一塗佈胺基甲酸酯之氈。將懸浮在一溫和蝕刻劑中之研磨粒子之一漿液放置於拋光墊上。程序藉由機械研磨且藉由將材料化學轉化為(例如)氧化物(其接著藉由機械研磨移除)而自高點移除材料。結果係一極平坦表面。
另外，可隨後在半導體晶圓之處理中在額外層之沈積已導致一不均勻表面時使用CMP。可期望CMP，此係因為其提供跨整個晶圓之全域平坦化，適用於晶圓表面上之全部材料，可與多材料表面一起使用且避免危險氣體之使用。作為一實例，CMP可在鑲嵌結構(damascene inlay)程序中使用以移除金屬溢出物。
CMP表示半導體晶圓之生產成本之一主要部分。此等CMP成本包含與拋光墊、拋光漿液、拋光調節圓盤及在平坦化及拋光操作期間變得磨損之各種CMP零件相關聯之成本。拋光墊之總成本、用於替換墊之停機時間及用於針對一單一晶圓拋光運行重新校準墊之測試晶圓之成本可係相當高。在許多複雜積體電路器件中，各成品晶圓需要高達三十或更多個CMP運行，此進一步增加此等晶圓之總製造成本。
使用經設計用於與研磨漿液一起使用之拋光墊，拋光墊上之最大量之磨損係將墊放置成適合於此等晶圓平坦化及拋光操作之一條件所需之拋光墊調節之結果。一典型拋光墊包括近似1/16吋厚之閉孔聚胺基甲酸酯發泡體。
墊調節判定墊之凹凸體(asperity)結構(峰及谷)且作用以維持表面穩定性。在墊調節期間，墊經受用於實體切穿墊之表面之蜂巢式層之機械研磨。墊之曝露表面含有開孔，該等開孔使包含廢棄拋光漿液之研磨漿液及自晶圓移除之材料陷留。在各後續墊調節步驟中，理想調節頭僅移除含有嵌入材料之氣孔(cell)之外層而不移除外層下方之任何層。
調節亦解決由墊表面之釉化(glazing)引起之拋光率之損失。已知釉化由使凹凸體峰平坦化之塑性變形引起。調節用於破壞釉化區域且使凹凸體結構復原至墊。
在各種實施方案中，一種調節頭可包含一基板及安置於表面上之複數個突部。該複數個突部可自該基板表面延伸近似2微米至近似75微米。該複數個突部可以複數個正弦波圖案跨該基板表面之至少一部分配置。
實施方案可包含一或多個以下特徵。該基板可能夠使用一金剛石層塗佈。該複數個正弦波圖案可包含具有一相位偏移之至少兩個正弦波圖案。該基板可包含一第一側及一相對第二側。該複數個突部可自該基板之該第一側延伸。該基板可包含一巨圖案(macro pattern)。該巨圖案可包含一或多個第一部分及一或多個第二部分。該巨圖案之該等第二部分可比該巨圖案之該一或多個第一部分更接近該調節頭之該第二側安置。該巨圖案可包含其中該巨圖案之該一或多個第一部分自該基板表面之一中心延伸且微圖案之該一或多個第二部分自該基板表面之該中心徑向延伸之一徑向圖案。該複數個突部可安置於該巨圖案之該(等)第一部分上。該基板表面可包含第一層之一部分或第二層之一部分。該複數個突部之各突部之高度對寬度之高寬比可係近似1:近似1。該複數個突部可形成包括複數個重複單位晶胞(unit cell)之一陣列。該複數個突部之一子集可以複數個正弦波圖案配置於該等重複單位晶胞之各單位晶胞中。突部之密度可係近似1突部/mm2 至近似100突部/mm2 。在一些實施方案中，各波圖案之波長可係至少6個突部。該(等)突部可具有近似10微米至近似100微米之一寬度及/或該(等)突部可具有近似10微米至近似100微米之一長度。該複數個正弦波圖案可包含具有一相位偏移之至少兩個正弦波圖案。該複數個正弦波圖案中之該(等)正弦波圖案可包含與該複數個正弦波圖案中之一或多個其他正弦波圖案不同之振幅及/或不同之頻率。該複數個突部中之突部之第一子集可不具有與該複數個突部中之突部之一第二子集相同之橫截面形狀。該(等)正弦波圖案可由以下公式界定： Y = A*Sin (B (X-C)) + D； 其中 A =波之振幅； B =該波之頻率； C =該波之水平移位；且 D =該波之垂直移位。
在一些實施方案中，一基板可包含碳化物形成材料，諸如Si、Ti、Mo、Nb等。在一些實施方案中，一基板可包含碳化物陶瓷，諸如SiC、TiC、MoC等。在一些實施方案中，一基板可包含一複合物，該複合物包含碳化物及碳化物形成材料。在一些實施方案中，一基板可包含矽晶圓。在一些實施方案中，一基板可包含具有一第一層及耦合至該第一層之一第二層之一混合物。該第一層可係碳化物陶瓷及/或一複合物，該複合物包含碳化物及一第一碳化物形成材料。
在下文之隨附圖式及描述中闡述一或多個實施方案之細節。自描述及圖式將明白實施方案之其他特徵、目的及優點。
本申請案主張2019年11月20日申請且標題為「Hybrid CMP Conditioning Head」之美國臨時專利申請案62/937,921之優先權之權利，該案為了全部目的以引用的方式併入本文中。本申請案主張2020年11月19日申請且標題為「Hybrid CMP Conditioning Head」之PTC國際專利申請案PCT/US20/61366之優先權之權利，該案為了全部目的以引用的方式併入本文中。
在各種實施方案中，一種調節頭可用於一CMP (化學機械拋光)系統中。調節頭可用於調節使用一漿液起作用以產生一基板上之一所要表面(例如，針對半導體應用)之拋光墊。圖1繪示一例示性CMP裝置之一實施方案。CMP裝置10可包含其中一拋光墊14固定地緊固至其之壓板12。拋光墊14可(例如)在一順時針方向上旋轉。具有一晶圓18之半導體晶圓固持器16可經定位以抵靠墊14之曝露表面推進且維持晶圓18。固持器16可(例如)在一逆時針方向上旋轉。晶圓18可藉由一真空或其他普遍使用之技術固定至固持器16。拋光漿液20可透過一導管22之噴嘴施配於拋光墊14之中心區域內。漿液20可包含分散於一適合液體(諸如一酸性或鹼性蝕刻劑溶液(例如，使用水稀釋之氫氧化鉀))內之二氧化矽。可選擇漿液之確切組合物以提供晶圓之曝露表面之所要平坦化。雖然為了簡潔起見，裝置10展示一單一晶圓固持器，但CMP設備可包含用於拋光多個晶圓之多個固持器。
拋光墊調節頭或圓盤24可包含一基板26。基板可包含沿著一或多個正弦虛擬路徑(例如，正弦波圖案)對準之複數個突部。
在一些實施方案中，基板26之至少部分可包含在一基板表面28 (例如，基板之在使用期間至少部分接觸墊14之表面)上之天然及/或合成金剛石磨粒。在一些實施方案中，金剛石磨粒可近似均勻地分佈遍及基板26之表面。金剛石磨粒可包含生長至基板26之突部及/或基板表面28上之CVD多晶金剛石(下文稱為「CVD金剛石」)之一連續薄膜30。因此，在一些實施方案中，(若干)突部可圍封於結合至基板26之基板表面28之CVD金剛石30中。
突部可以一圖案(未展示)跨基板之至少一部分分佈。在一些實施方案中，突部之此圖案可經組態使得突部在拋光墊14表面上方之相對移動導致突部衝擊軌跡在拋光墊表面上之一近似均勻分佈。
一調節頭24可包含一背板25及一基板26。背板可經組態以與一預定CMP工具及/或系統耦合(例如，基於調節頭經設計以與其耦合之CMP工具，其可包含更大或更小圓盤)。背板可包含不鏽鋼、一塑膠(例如，聚碳酸酯)及/或用作漿液化學物之任何其他適當材料。例如，漿液可包含酸性或鹼性蝕刻劑溶液(其等可係腐蝕性的)，且因此可選擇抵抗來自漿液之腐蝕之一背板。
在各種實施方案中，基板可耦合至背板(例如，壓力黏貼、結合、環氧化固定(epoxied)等)。基板可包含：碳化物形成材料(例如，Si、Ti、Mo、Nb等)；一陶瓷，諸如碳化物陶瓷(例如，SiC、TiC、MoC等)、包含碳化物及碳化物形成材料(例如，Si:SiC；Ti:TiC；Ti:SiC等)之複合物；及/或任何其他適當材料。例如，基板可包含矽、碳化矽、氮化矽(SI2 N4 )及/或其等之組合。作為另一非限制性實例，基板可包含一陶瓷碳化物，諸如碳化鈦、碳化鋯、碳化鉻、碳化鎢、碳化鉬、任何其他適當碳化物及/或其等之組合。作為另一非限制性實例，基板可包含矽晶圓及/或一反應結合碳化矽。在一些實施方案中，基板可包含複合物，諸如在美國專利第7,367,875號中描述之反應結合碳化矽(RBSiC)，該專利在其不與本文中之教示衝突之範圍內以引用的方式併入本文中。基板可包含容許一CVD多晶金剛石層在基板表面上之生長之一材料。
在一些實施方案中，基板可包含一混合基板。例如，基板可包含一第一層及一第二層。第一層可包含碳化物陶瓷及/或複合物(例如，包含碳化物及碳化物形成材料之複合物)。第二層可包含碳化物形成材料。例如，第一層可包含RBSiC。第二層可包含Si、Ti及/或Mo之至少一者。第二層可係第一層上之一塗層。第二層之厚度可與或可不與第二層之厚度相同。在一些實施方案中，第一層之厚度可類似於一或多個突部之高度。例如，可將突部蝕刻至第二層中，使得第一層在基板表面上(例如，在無突部之區域中及/或作為一巨設計之部分)曝露。作為另一實例，可將突部部分地蝕刻至第二層中，使得無突部之基板表面亦在基板表面處包含第二層。作為另一非限制性實例，可將第二層完全蝕刻掉及/或部分蝕刻以形成突部。第一層中之材料可更難以蝕刻及/或抵抗蝕刻，此可增加基板及調節頭之品質(例如，表面可更均勻或符合一指定圖案化)。在一些實施方案中，可基於易於結合至一選定第一層及/或易於相對於第一層蝕刻而選擇第二層中之材料。
在一些實施方案中，使用一混合基板，其中突部之大於50%可係第二層之材料。在一些混合基板中，突部可係100%由第二層材料形成。在一些實施方案中，基板可包含作為突部之區域及基底區域(例如，突部之間之谷、平坦區域等)。一混合基板之基底區域可包含使第一層及/或第二層曝露之一基板表面。
在各種實施方案中，基板可具有任何適當形狀及/或大小。基板可係近似圓盤形及/或圓環形。基板可具有近似2吋(近似50 mm)至近似4吋(近似100 mm)之一長度。基板可具有近似2吋(近似50 mm)至近似4吋(近似100 mm)之一寬度。基板之厚度可係近似0.5 mm至近似 6.5 mm。在一些實施方案中，基板之厚度可係近似1 mm至近似3 mm。在一些實施方案中，具有大於100 mm之一寬度之基板可包含近似1 mm至近似6.5 mm之厚度。例如，具有大於近似100 mm之一寬度之基板可包含近似2 mm至近似4 mm之厚度。
在各種實施方案中，基板可係近似平坦及/或不平坦的。例如，一近似平坦基板可用於產生與一拋光墊之一更均勻接觸區域。在一些實施方案中，基板表面之部分可係平坦的。
在各種實施方案中，基板可包含在基板及/或調節頭之一第一側上之一巨設計(例如，其中調節頭包括一第一側及一第二相對側且在使用期間，第一側之至少一部分接觸拋光墊)。巨設計可包含基板之至少一部分上方之一圖案。
巨設計可包含(若干)第一部分及/或(若干)第二部分。圖案可包含任何適當數目個第一部分及/或第二部分。例如，巨圖案可包含3個第一部分及一組第二部分。(若干)第二部分可比(若干)第一部分更接近調節頭之第二側。例如，(若干)第二部分可包含通道、凹陷區域等。一巨圖案可利用第二部分以容許漿液及/或其他碎屑在調節頭外部累積及/或移動。第二部分可全部具有或可不全部具有相同深度。第一部分可全部具有或可不全部具有相同高度。由於巨設計之(若干)第一部分可比(若干)第二部分更接近調節頭之第一側安置，故(若干)第一部分可用作(若干)研磨區域(例如，至少一部分可接觸拋光墊)且(若干)第二部分可用作(若干)非研磨區域(例如，在正常使用期間，第二部分可不接觸拋光墊或可與拋光墊具有比(若干)第一部分更少之接觸)。
圖2繪示在基板上具有一巨圖案之一調節墊24之一實施方案。圖3繪示圖2中繪示之例示性調節墊之一放大部分。如繪示，巨圖案包含藉由8個徑向第二部分210及一中心第二部分220分離之8個第一部分200。調節墊24可具有近似100 mm之一直徑。巨圖案包含第一部分200及第二部分210、220。如圖2至圖3中繪示，第一部分200自基板之一中心徑向延伸。至少一個第二部分210自基板之一中心徑向延伸。雖然繪示一徑向圖案，但巨圖案可包含任何適當圖案，諸如梯形區域、接近基板之周邊之梯形第一部分等。
如圖2至圖3中繪示，第二部分220之一者可接近基板之一中心安置。調節墊之第一部分200可係研磨區域(例如，在使用期間，至少一部分接觸拋光墊)。第一部分200可由包含通道之第二部分210 (例如，非研磨區域)分離。通道可使顆粒(例如，漿液及墊碎屑)能夠自調節頭表面移除。在一些實施方案中，在調節頭旋轉時，累積在中心第二部分220中之顆粒可經推動通過通道210至調節頭之周邊外部。通道可在鄰近研磨區域之間提供2.55 mm之一非研磨區域。中心第二非研磨區域220可具有約32 mm之一直徑。
在一些實施方案中，基板之巨圖案可包含(若干)葉片或其他凸起區域(例如，呈一規則圖案(諸如螺旋、同心等)及/或不規則圖案)。美國專利公開案第2009/0224370號及美國專利公開案第2009/0224370號描述產生可被利用之研磨區域之組態及方法之一些變動且在其等教示不與本文中之教示衝突之範圍內以引用的方式併入。在一些實施方案中，一螺旋葉片之一頂部可自基板之自然平面(例如，基底)凸起近似0.5 mm至近似2 mm。
在各種實施方案中，基板可包含複數個突部。圖4繪示具有例示性突部29之基板26之一實施方案之一部分。圖5繪示一例示性基板26上之一突部29之一實施方案之一部分。突部可分佈於整個基板或其之一部分上。例如，突部可安置於基板上之一巨圖案之(若干)第一部分之至少一部分上。作為另一實例，突部可跨整個基板安置。作為另一非限制性實例，突部可安置於(若干)第一部分、(若干)第二部分及/或(若干)凸起特徵(例如，葉片)上。
在一些實施方案中，(若干)突部可經蝕刻至基板中(例如，CNC銑削、雷射機械加工、柱塞式EDM等)，使用(例如)微影(例如，光微影)沈積及/或其等之組合。例如，可利用光微影及蝕刻程序。在一些實施方案中，可將突部添加至基板(例如，3D列印、沈積等)。可將突部蝕刻至一基板表面中或沈積於一基板表面上。例如，可移除基板之部分以產生自基板表面之一基底延伸之突部。作為另一實例，可藉由沈積與基板之至少一部分類似或不類似之材料而將突部添加至基板表面。作為另一非限制性實例，基板可係其中移除第二層之至少一部分，使得在第二層中產生突部之一混合基板。第一層可在或可不在基板表面上曝露。
突部可具有任何適當大小及/或形狀。例如，突部可係圓柱形及/或金字塔形。突部可具有任何適當橫截面形狀，諸如三角形、正方形(例如，如圖5中繪示)、六邊形、凸多邊形、圓形及/或任何其他規則或不規則多邊形。一基板上之突部可具有類似或不類似形狀。例如，一第一組突部可具有一第一橫截面形狀且其他突部可具有類似或不類似橫截面形狀。
突部之高度(例如，其自基板表面延伸之距離)可係近似2微米至近似100微米。一突部可具有近似2微米至近似75微米之一高度。一突部可具有近似5微米至近似75微米之一寬度。突部之寬度(例如，其中突部之橫截面形狀之一外切圓可用作寬度，如圖5中繪示)可係近似2微米至近似100微米。突部之長度可係近似2微米至近似100微米。一突部可具有近似2微米至近似75微米之一寬度及/或近似2微米至近似75微米之一長度。一突部可具有近似5微米至近似75微米之一寬度及/或近似5微米至近似75微米之一長度。一突部可具有近似10微米至近似100微米之一寬度及/或近似10微米至近似100微米之一長度。突部在橫截面中可具有或可不具有相同寬度及長度。突部之橫截面可沿著或可不沿著橫截面之高度改變。在一些實施方案中，一寬度對高度比率可係近似1:近似1 (例如，其中突部之橫截面形狀之一外切圓可用作寬度，如圖5中繪示)。
在一些實施方案中，基板可具有近似5突部/mm2 至近似100突部/mm2 之一密度。在一些實施方案中，基板可具有近似10突部/mm2 至近似50突部/mm2 之一密度。一基板可具有近似1突部/mm2 至近似100突部/mm2 之一突部密度。
在各種實施方案中，突部可以一圖案(諸如一柵格形圖案(例如，矩形柵格圖案)及/或其他圖案(諸如(例如，單位晶胞)之一陣列))跨基板之表面之至少一部分配置。突部可以一圖案(諸如複數個正弦波)跨基板之表面之至少一部分配置。例如，複數個突部可以兩個或兩個以上正弦波之一陣列安置。正弦波之圖案可係重複或不重複的。例如，一基板可包含跨基板之至少部分重複(例如，以一陣列)之一單位晶胞。如圖4中繪示，紅色正方形繪示可以一陣列在基板之至少一部分上方重複之一單位晶胞。例如，基板可包含一微圖案，如圖2中繪示，且突部可安置於第一部分200上且可不安置於第二部分210、220上。如繪示，陣列可並非矩形及/或陣列可不限於基板之矩形圖塊。代替性地，例如，突部可具有在一巨圖案中指定之一形狀或一基板之一形狀。在單位晶胞內，突部可以一圖案定位。如圖4中繪示，突部可以複數個正弦波圖案定位於單位晶胞內。此圖案可在基板之至少一部分上方在鄰近單位晶胞中重複(例如，突部可形成包含複數個重複單位晶胞之一陣列，且此等突部之一子集可以複數個正弦波圖案配置於各單位晶胞中)。如圖3中繪示，突部之圖案(例如，呈一陣列、呈一陣列之一單位晶胞等)可安置於一基板中之一巨圖案之(若干)第一部分上。如繪示，突部可以複數個正弦波圖案定位於第一部分200上且不定位於一或多個第二部分210、220上。此等突部可係基板之研磨區域之一部分且接觸拋光墊。
在各種實施方案中，突部依其定位於一基板上之正弦波圖案可係任何適當正弦波圖案。基板上之正弦波圖案可類似或可不類似。正弦波圖案可包含突部之至少一個第一正弦波圖案及突部之至少一個第二正弦波圖案。第一正弦波圖案及第二正弦波圖案可偏移或可不偏移。例如，偏移可在近似30度與近似270度之間。作為另一實例，正弦波圖案之至少一部分可包含一傅立葉(Fourier)系列。作為另一實例，更小振幅及/或頻率之正弦波圖案可至少部分安置於另一正弦波圖案內(例如，一個正弦波圖案之振幅可小於另一正弦波圖案之振幅；一個正弦波圖案之頻率可小於另一正弦波圖案之頻率等)。在一些實施方案中，複數個正弦波圖案中之至少一個正弦波圖案包含與複數個正弦波圖案中之一或多個其他正弦波圖案不同之振幅或頻率之至少一者。
在一些實施方案中，一正弦波圖案可包含至少6個突部。一正弦波圖案可包含8個或更多個突部。在一些實施方案中，突部可經配置使得其等位於接近安置其等之一正弦波圖案之振幅之一預定區域內(例如，一或多個正弦波圖案之一虛擬路徑之振幅之20%)。
圖7繪示一調節頭之一例示性基板上之突部之一圖形標繪圖之一實施方案。如繪示，1 mm2 之一二維圖形標繪圖110繪示突部120沿著一虛擬正弦路徑130之位置。標繪圖110描述一單位晶胞之實施方案(例如，呈一陣列、呈一陣列重複等)。單位晶胞110表示一可重複正弦圖案，其包含兩個正弦波130、160及兩個餘弦波140、150。單位晶胞具有18個突部之一陣列，其中各邊角突部與4個鄰近單位晶胞共用，從而導致18突部/mm2 之一突部密度。
在一些實施方案中，一基板之突部之至少一部分可根據正弦波圖案130、140、150及/160定位。 正弦波130係由以下公式定義：Y = A1 Sin (B1 (X + π)) + D1 正弦波140係由以下公式定義：Y = A2 Cos (B2 (X + π)) + D2 正弦波150係由以下公式定義：Y = A3 Cos (B3 X) + D3 正弦波160係由以下公式定義：Y = A4 Sin (B4 X) + D4 其中， A1 = A4 A2 = A3 B1 = B4 B2 = B3 D1 = D4 , D2 = D3
在一些實施方案中，A1 =A2 =A3 =A4 。
在一些實施方案中， A1 = A2 ~ 1/5Uc； (uc =單位晶胞) B1 =B2 = 1； D1 = (N-1)*Uc； D2 = (N-½)*Uc； 其中， Uc =單位晶胞；且 N =陣列之列數目
可方便地使用多個單位晶胞以跨一區域(諸如一巨設計之第一部分(例如，研磨區域))產生一圖案。例如，如圖8中繪示，繪示其中突部以複數個正弦波圖案定位之6 x 4個單位晶胞之一陣列。
在各種實施方案中，突部之一陣列之單位大小可係任何適當大小。在一些實施方案中，單位大小晶胞可具有近似100 µm至近似100,000 µm之側尺寸。圖7及圖8中繪示之(若干)單位晶胞具有近似1000 µm×1000 µm之尺寸。
雖然已描述一組特定正弦波圖案，但一基板上之突部依其安置之正弦波圖案130至160及/或其他正弦波圖案可具有與所繪示不同之值(例如，針對振幅、頻率及/或偏移)。例如，正弦波圖案中之突部之陣列可包含正弦波圖案，其中至少兩個正弦波圖案具有大於具有更小振幅(例如，相對於彼此)之至少兩個其他正弦波圖案之振幅，其中更小振幅之正弦波圖案嵌套於更大振幅之正弦波圖案內。正弦波圖案可同步或可不同步。作為另一非限制性實例，正弦波圖案(例如，當其等偏移時)可彼此相交。
如圖7及圖8中繪示，單位晶胞之正弦波圖案(例如，半波長) 130、160由6個突部(包含與鄰近單位晶胞共用之兩個突部)形成。餘弦波圖案(例如，半波長) 140、150包含5個突部(包含在座標500,500處之共用突部處)。正弦波圖案之此嵌套組態可容許基板上之每一單位面積之一更高突部密度。如繪示，在一個實施方案中，一單位晶胞中之突部之數目係18 (例如，其中四個邊角突部與鄰近單位晶胞共用，使得四個邊角突部促成單位晶胞之一單一突部)。如表1中指示，可存在一正弦波圖案設計之經計算突部密度及所產生之實際密度之一變動。在一些實施方案中，突部之定位之密度之變動可係歸因於製造程序之變動。
突部之正弦波圖案可用作待覆疊至調節頭之巨設計上之一模板(例如，如圖2至圖3中繪示)。在一些實施方案中，正弦波圖案可形成調節頭之藉由第二部分或非研磨區域分離之第一部分或其他部分上之研磨區域。在一些實施方案中，正弦波圖案可覆疊至整個基板上。
為了產生調節頭，可將一金剛石磨粒(諸如一多晶CVD金剛石層)安置於基板之至少一部分上。可利用一CVD金剛石分層/生長程序，諸如在美國專利公開案第2009/0224370號及/或美國專利第6054183號中描述之程序，該兩個案在其等教示不與本文中之教示衝突之範圍內以引用的方式併入。在一些實施方案中，整個基板表面(例如，接近調節頭之第一側之表面)可包含一金剛石(例如，多晶CVD金剛石)層。例如，多晶CVD金剛石層可覆蓋包含葉片、第一部分、第二部分、突部等之基板。在一些實施方案中，CVD金剛石層可係近似5微米至近似30微米。CVD金剛石層可係近似8微米至近似25微米。CVD金剛石層中之個別金剛石在形狀及/或大小上可係不完全均勻的。但在一些實施方案中，具有CVD金剛石層之突部之使用可容許與調節墊之一近似均勻接觸表面。
圖6繪示具有一金剛石層之圖5中繪示之例示性突部。如繪示，基板覆蓋有一金剛石(例如，CVD金剛石)層。塗佈(若干)突部及底層基板。例如，在混合基板中，金剛石層可塗佈基板之不同層(例如，形成突部及基板表面之其他部分之材料)。如繪示，突部之定尺寸及特徵甚至在塗佈之後仍係完整的。金剛石表面用作一研磨硬塗層。因此，突部之頂部(例如，一突部之自由端之頂表面上之金剛石)視需要提供切割拋光墊之一作用區域。金剛石層可抑制來自漿液及/或碎屑之腐蝕。因此，藉由塗佈基板表面，亦可抑制無突部之區域(例如，第一部分、第二部分等之下伏區域)免於使用期間之腐蝕及/或磨損。
歸因於呈一正弦波圖案之突部，所述調節頭可具有更均勻及/或有效作用區域。例如，調節頭可對調節墊具有可重現影響，此在當前產業調節頭中不存在。作為另一實例，當相較於市售調節頭之先前版本時，調節頭可具有更少磨損及/或更有效。一般言之，普遍使用之調節頭僅具有一近似1%之作用區域(例如，10000個金剛石中100個金剛石在切割拋光墊)，但所述調節頭在作用區域方面大一個數量級。所述基板及所述調節頭之更大作用區域導致調節頭之一更長壽命週期(例如，歸因於更少磨損)。另外，具有呈正弦波圖案之複數個突部之所述調節頭可比市售調節頭更有效。例如，其等可以導致晶圓之CMP處理中之更可再現結果之一更可重現方式(例如，儘管有不同調節器頭，然在不同時間處理之晶圓可具有類似處理)產生拋光墊中之切割。可再現性亦可增加調節器頭及CMP系統之使用者滿意度。在一些實施方案中，調節頭可更有效，此係因為如所述，呈正弦波圖案之一組突部可切割與另一組突部不同之路徑。在一些實施方案中，大多數突部在拋光路徑中切割彼此不同之路徑(例如，大於75%之突部)。此與導致重疊拋光墊中之路徑及/或追蹤彼此之路徑之作用區域之其他市售調節頭形成對比。由於作用區域(例如，作用區域中之個別金剛石)之路徑中之更少重疊導致拋光墊之更佳切割及更佳調節(例如，由於來自作用區域之路徑之更多溝槽意謂拋光墊之更多調節)，故具有呈正弦圖案之突部之所述調節頭可比市售調節頭更有效。在一些實施方案中，突部之所述定大小可藉由減少拋光墊上之磨損而產生一更佳調節頭(例如，此係因為小突部最初切割至墊中較不深，此產生更長墊壽命)。
習知調節器頭擁有墊切割速率與紋理之間之一相關性，其中拋光墊上之一更高紋理與一更高墊切割速率相關。在各種實施方案中，具有呈正弦波圖案之複數個突部之所述調節器頭已能夠透過達成一類似拋光墊紋理而使此相關性去耦，但依一顯著更低墊切割速率，藉此產生具有一更長有效服務壽命之一高效能拋光墊。所述調節頭可具有一更低墊切割速率但稍微更大紋理，此可產生一更高銅移除速率。在一些實施方案中，此更大紋理促成所述調節頭保持孔結構在調節點上比在習知調節頭上更敞開之能力(例如，墊之一大問題，調節墊孔填充有漿液及/或碎屑，此處墊保持敞開且比在使用習知調節頭時更乾淨)。普遍言之，當一習知調節頭具有一更高墊切割速率時，其亦產生墊之一更大紋理，然而，此處，所述調節頭具有低於習知調節頭之一切割速率但具有墊之更大紋理化。
實例
實例1
用具有描畫圖2至圖3中繪示之研磨及非研磨區域之輪廓之一巨設計產生一調節頭。研磨區域包含具有基於一單位晶胞之一正弦圖案之突部(CVD塗佈之SiC)，如圖7至圖8中繪示。單位晶胞及其部分形成圖3及圖4中繪示之基礎螺旋研磨區域。
比較調節頭具有一習知正方形陣列圖案。
調節頭用於調節可購自DOW®之以商標名IC1010出售之8”直徑微孔聚胺基甲酸酯拋光墊。
使用4” (100 mm)直徑調節器頭，使用包含去離子水之一漿液以10 ml/分鐘之一流速調節拋光墊，如表1中描述。以160 rpm之一壓板速度及160 rpm之一調節器頭速度運用8 lbs之一下壓力使用一Bruker C4機器。調節器頭掃掠設定係1 mm。
調節拋光墊達30分鐘，其中拋光墊厚度使用一Qnix®探針在測試之前及之後量測以判定墊移除速率。
實例1，具有呈一正弦波圖案之複數個突部之調節頭具有低於比較實例之一切割速率，但提供類似墊紋理。因此，呈一正弦波圖案之突部產生比在突部以一正方形柵格定向時中更佳之一調節頭。表 1
參數 實例 1 比較實例 1
陣列類型 正弦 正方形
單位晶胞大小(µ) 1000 225
計算密度(#/mm2 ) 18 20
實際密度(#/mm2 ) 20.7 19.2
特徵形狀 正方形 正方形
特徵大小* (µ) 44.4 44
特徵高度(µ) 32.0 37
墊切割速率(µ/hr) 16.4±9.1 29.0±8.1
墊紋理，Sa (µ) 4.18±0.55 4.27±0.64
*最大橫截面尺寸
實例2
實例2：產生在一平坦基板上具有一金剛石層之調節頭。平坦基板上之金剛石在大小上不同，如在習知調節頭中普遍發現。實例3係包含具有呈正弦波圖案之複數個突部之一基板之一調節頭。具體言之，正弦波圖案陣列係使用正弦波圖案根據以下公式產生： Y = A1 Sin (B1 (X + π)) + D1 Y = A2 Cos (B2 (X + π)) + D2 Y = A2 Cos (B2 X) + D2 Y = A1 Sin (B1 X) + D1 其中，A1 = A2 ~ 1/5Uc； B1 =B2 = 1； D1 = (N-1)*Uc ； D2 = (N-½)*Uc ； Uc =單位晶胞；且 N =陣列之列數目
使用調節頭以使用用於晶圓之相同CMP系統調節一拋光墊。圖9繪示比較摩擦係數之圖表，圖10繪示比較平均墊溫度之圖表，且圖11繪示具有實例2調節頭與實例3調節頭之間之比較銅移除速率之圖表。如繪示，圖9中之摩擦係數結果指示墊更平滑，因此當相較於實例2時，使用實例3，更多墊部分與晶圓接觸。此藉由圖10之資料進一步繪示，其中當相較於實例2時，實例3之墊溫度更高。此指示墊之更多部分與晶圓接觸。如圖11中繪示，實例3之調節頭具有高於實例2之銅之一材料移除速率。事實上，包含具有以正弦波圖案之一陣列配置之複數個突部之一基板之實例3具有平均地近似高14.8%之一移除速率。一更高銅移除速率增加使用者滿意度(例如，工具上之更少時間、更多晶圓被處理等)。
使用習知調節頭(諸如實例2及其他調節頭)，為了獲得一高移除速率，爾等將需要一粗糙圖案但此繼而在晶圓中產生許多缺陷。然而，使用具有呈複數個正弦圖案之突部之基板(諸如實例3)，爾等能夠使調節器更不侵略性(例如，其更平滑)而不犧牲移除速率，如圖11中繪示。因此，具有具備呈複數個正弦圖案之突部之基板之調節頭提供一更侵略性/粗糙圖案但具有更少缺陷之一移除速率，此增加使用者滿意度。
實例結束
雖然已將陣列描述為正弦，但可利用其它圖案(矩形、柵格陣列及/或其他類型之陣列)。在一些實施方案中，突部可係經規則隔開之間隔及/或經不規則隔開之間隔。
在一些實施方案中，一突部可呈一正弦波之形狀(例如，跨一單位晶胞及/或基板或其部分延伸)。(若干)正弦波突部可互鎖、連接、接觸及/或合併，使得形成正弦波陣列。金剛石層可提供於正弦波突部及基板之其他區域上。在一些實施方案中，一突部可包含一組正弦波(例如，設定在一起及/或互鎖之兩個或兩個以上正弦波形狀)。
在一些實施方案中，所述調節頭可使用不含有嵌入材料之拋光墊之下伏晶胞層之最少可能移除達成拋光墊之晶胞之最頂層之一快速且完全移除以最大化墊之可用壽命。在一些實施方案中，所述調節頭可復原墊之凹凸體結構以維持墊之拋光速率及效能。在一些實施方案中，所述調節頭可自調節墊之孔移除廢棄漿液及碎屑而無需切除孔，從而導致更不侵略性的調節及一更長墊壽命。調節墊可抑制墊之過度紋理化(例如，此導致墊壽命之一縮短)同時維持足以抑制CMP步驟期間之不足材料移除速率及/或抑制晶圓均勻性之缺乏之紋理化。
在一些實施方案中，呈複數個正弦波圖案之複數個突部之使用可產生墊被調節之低切割速率之一組合，同時提供墊之凹凸體結構之充分復原以維持墊之拋光速率及效能。
在一些實施方案中，一調節頭可包含具有一基板表面之一基板；及自基板表面延伸近似5微米至近似250微米之複數個突部。複數個突部可在基板表面上形成一或多個正弦波圖案。呈一正弦波圖案之突部之使用可產生墊被調節之低切割速率之一組合，同時提供墊之凹凸體結構之充分復原以維持墊之拋光速率及效能(例如，藉由使用基於調節頭與墊之相對旋轉移動之突部圖案以避免調節墊在調節期間不均勻地移除墊之層之趨勢)。
正弦波長(λ)可每一波長包含至少6個突部、至少8個突部、至少10個突部、至少12個突部、至少14個突部、至少16個突部、至少18個突部及/或至少20個突部(即，2π，360度角旋轉)。每一波週期之最大突部可藉由與以下項相關之實際考量判定：調節頭之大小；突部之所需密度；及調節頭與墊之間之旋轉移動。在一些實施方案中，波圖案(例如，在一單位晶胞上、在一調節頭上)可包含少於30個突部。在一些實施方案中，波圖案(例如，在一單位晶胞上、在一調節頭上)可包含少於20個突部。
在一些實施方案中，複數個突部在一或多個正弦波圖案之一虛擬路徑之5 mm距離內、1 mm距離內、500 µm距離內、100 µm距離內、50 µm距離內、20 µm距離內或10 µm距離內。在一些實施方案中，突部之95%距一或多個正弦波圖案之一虛擬路徑小於近似5 mm或小於近似1 mm或小於近似500 µm或小於近似100 µm 或小於近似50 µm或小於近似20 µm或小於近似10 µm距離。在一些實施方案中，來自虛擬路徑之突部之變動係正弦波圖案之振幅之小於近似20%、小於近似10%、小於近似5%、小於近似3%、小於近似2%或小於近似1%。在一些實施方案中，突部之90%或95%落在此等限制內。
在一些實施方案中，一些突部可不在正弦波圖案上。在一些實施方案中，突部可大體上位於一正弦波圖案上。一虛擬正弦路徑可係由正弦方程式形成之虛擬線，來自其之突部係用於產生正弦波圖案之位置(在其上或在其附近)。
如先前描述，(X,Y) 2D標繪圖之正弦波圖案可藉由以下公式表示：
Y = A*Sin (B (X-C)) + D
其中：
A =波之振幅；
B =波之頻率；
C =波之水平移位；且
D =波之垂直移位。
一單位晶胞可具有具備相同或不同振幅、頻率、水平及/或垂直移位之複數個正弦波圖案。
在一些實施方案中，波可在一水平方向上延伸且一些正弦波自鄰近垂直鄰近波水平偏移。
波之週期或波長(1/B或λ)係一單一振盪(例如，峰間)在波行進之方向上之距離。
一單位晶胞可具有一半波長之一頻率，使得單位晶胞可抵靠彼此安置，同時維持正弦波圖案之連續體。
波之水平移位可方便地以波循環中之角位置表達、以度數(＞0度至＜360度)表達或以rad (＞0至＜2π)表達。替代地，水平移位可表達為波長(λ)之一比例。
在一些實施方案中，鄰近或相交波圖案之間之關係可由安置於波圖案上之一突部設定於距相同或鄰近波圖案上之一鄰近突部之一最小距離處之一要求控管。
在一些實施方案中，調節頭之設計考量調節頭之相對旋轉速度及/或調節頭在拋光墊上方行進之路徑。界定一正弦波圖案之突部之一配置可經選擇使得其產生拋光墊上之一近似均勻突部壓痕圖案。在一些實施方案中，拋光墊及調節頭之一旋轉速度及其相對路徑可提供拋光墊上之一近似均勻突部壓痕圖案。
呈一波圖案之突部可沿著波圖案或可不沿著波圖案以等距離間隔。一第一波圖案上之突部之間之距離可與或可不與一第二波圖案上之突部之間之距離不同。
在一些實施方案中，複數個突部形成至少兩個正弦波圖案，其中波圖案具有近似30度至近似270度之一相位偏移。在一些實施方案中，相位偏移係約180度(一波長之一半)，此使具有相同波長之正弦波能夠嵌套在一起，此使突部之密度能夠增加。
在一些實施方案中，波圖案可包含或可不包含具有不同振幅之波。在一些實施方案中，波圖案可包含或可不包含具有不同頻率之波。可針對一特定CMP應用使用諸如以下項之數個因素選擇整體正弦波圖案：被調節墊之特性；調節頭與墊之間之相對旋轉移動；及/或所需紋理化之程度。
在一些實施方案中，複數個突部形成包括複數個重複單位晶胞之一陣列。各單位晶胞可呈一不規則或規則多邊形之形狀，諸如一正方形或矩形。單位晶胞可係一正弦波之一完整或部分片段，例如，一半波片段。相鄰單位晶胞可包含在單位晶胞介面處之一或多個共同突部。在一些實施方案中，一突部界定形成一鄰近單位晶胞之部分之一晶胞之一邊角。單位晶胞可形成使陣列(及包括於其中之正弦圖案)能夠跨調節頭之表面延伸之一構建區塊。
在一些實施方案中，一調節頭上之一單位晶胞配置之使用可容許單位晶胞之大小經成比例地調整以改變突部之密度，從而使相同正弦圖案能夠方便地取決於應用之具體需要而按比例調整。
各單位晶胞可包含至少5個、至少8個、至少12個或至少20個突部。單位晶胞之大小可取決於具體應用，但單位晶胞之一大小之平均長度可係近似100 µm至近似10,000 µm。單位晶胞之表面積可係0.01 mm2 至100 mm2 。
正弦圖案設計之相對定位可提供相鄰突部具有一最小分離距離。在一些實施方案中，突部之間(邊緣間)之最小分離距離可係至少50 µm、至少100 µm、至少150 µm、至少200 µm或至少250 µm。在一些實施方案中，一最小分離距離可降低局部突部密度產生所得拋光墊之不均勻調節之可能性。
在一些實施方案中，可基於調節頭及一拋光墊之相對旋轉移動、目標墊切割速率、拋光墊材料及/或漿液特性判定一或多個正弦圖案。
突部可包含任何適合材料，包含：耐火粒子，其等包含金剛石磨粒、立方碳化硼、次氧化硼、碳化硼、碳化矽、碳化鎢、碳化鈦及硼化鉻；複合材料，其等包括分散於填料或結合材料之一基質(包含陶瓷或聚合物結合基質)中之該等耐火粒子。突部可塗佈有一耐火塗層，諸如一CVD金剛石層。
各突部可具有高於基板表面之平均高度之一高度(例如，在5 µm至250 µm之範圍中，在10 µm至150 µm之範圍中，在15 µm至100 µm之範圍中，在20 µm至60 µm之範圍中等)。在指定低拋光墊磨損率之CMP系統之一些實施方案中，各突部可具有高於基板之平均高度之小於55 µm、小於50 µm、小於45 µm或小於40 µm之一高度。
研磨區域可包含複數個螺旋葉片。在一些實施方案中，葉片之頂部可凸起至基板表面上方，其中突部自凸起葉片表面延伸。
(若干)突部可具有任何適當形狀，諸如修圓、凸及/或具有一平坦頂表面。在一些實施方案中，突部之形狀為幾何形狀(例如，多邊形、正方形、圓形、三角形、六邊形等)。在一些實施方案中，突部之形狀為非幾何形狀(例如，耐火粒子，諸如金剛石磨粒)。在一些實施方案中，在突部由耐火粒子形成之情況中，調節器頭可經監測以篩選出可對墊磨損率、自拋光墊之晶圓材料移除、拋光墊之凹凸體結構之復原及拋光墊之漿液保留之間之平衡具有不利影響之過大突部。
在一些實施方案中，基板之第二部分可自調節頭表面帶走碎屑及漿液粒子。基板可包含自調節頭之一中心部分輻射至調節頭之一外部分之通道。通道可呈一單一螺旋或複數個螺旋之形式。通道可被界定於研磨區域(例如，突部、第一部分等)之間。通道之寬度可係近似100 µm至近似20 mm寬。通道之寬度可係近似200 µm至近似5 mm。
在一些實施方案中，巨圖案及/或葉片可形成一螺旋圖案。螺旋圖案可係離散、連續、分離及/或接合的。分離螺旋可發源於不同中心點(即，各螺旋具有其自身之中心點)，可發源於一共同中心點(即，各螺旋共用一中心點)及/或其等之組合。螺旋圖案可包含：一阿基米德(Archimedean)螺旋；一歐拉(Euler)螺旋、柯努(Cornu)螺旋或克羅梭曲線(clothoid)；一費馬(Fermat)螺旋；一雙曲線螺旋；一連鎖螺線；一對數螺旋；一斐波那契(Fibonacci)螺旋；一黃金螺旋；及/或其等之組合。
在一些實施方案中，基板亦可包含在調節頭之中心處或附近之第二區。藉由在調節頭之旋轉軸周圍留下一中心非研磨區(例如，第二區)，可避免旋轉軸附近之磨損之一原本高濃度。此非研磨區域可包含自調節頭之中心軸至周邊邊緣之徑向長度之至少2%、至少5%、至少10%或至少20%。
如本文中使用，術語「調節」之意義可包含移除拋光墊之外層及嵌入其中之嵌入晶圓材料及/或拋光墊之凹凸體結構之復原。如本文中使用，術語「調節頭」及術語「調節器頭」係可互換地使用之術語。
如本文中使用，術語「磨損率」 (除非背景內容另外指定)可包含拋光墊之外層之移除速率，其係拋光墊之耐久性之一量度。
2020年1月2日申請之英國申請案第2000018.8號亦在其不與本文中之教示衝突之範圍內以引用的方式併入本文中。
(若干)所述特徵可實施於各種系統(諸如(若干)所述調節頭系統)中。另外，可添加、刪除及/或修改各種特徵。(若干)所述程序可藉由各種系統(諸如(若干)所述調節頭系統)實施。在一些實施方案中，(若干)所述操作可與其他所述程序組合利用。
應理解，實施方案不限於所述特定系統或程序(其等當然可變動)。亦應理解，本文中使用之術語僅係為了描述特定實施方案之目的，且不旨在限制性。如在本說明書中使用，單數形式「一」、「一個」及「該」包含複數指代物，除非內容另外清楚指示。因此，例如，對「碳化物形成材料」之提及包含兩個或兩個以上碳化物形成材料之一組合且對「一基板」之提及包含基板之不同類型及/或組合。作為另一實例，「一突部」包含突部之不同類型及/或組合。
雖然已詳細描述本發明，但應理解，可在本文中作出各種改變、取代及更改而不脫離如由隨附發明申請專利範圍界定之本發明之精神及範疇。再者，本申請案之範疇不旨在限於說明書中描述之程序、機器、製造、物質組成、構件、方法及步驟之特定實施方案。如一般技術者自本發明將容易瞭解，可根據本發明利用當前存在或隨後待開發之執行與本文中描述之對應實施方案之實質上相同功能或達成實質上相同結果之程序、機器、製造、物質組成、構件、方法或步驟。因此，隨附發明申請專利範圍旨在在其等範疇內包含此等程序、機器、製造、物質組成、構件、方法或步驟。
10:化學機械拋光(CMP)裝置 12:壓板 14:拋光墊 16:半導體晶圓固持器 18:晶圓 20:拋光漿液 22:導管 24:拋光墊調節頭或圓盤 25:背板 26:基板 28:基板表面 29:突部 30:連續薄膜/CVD金剛石 110:二維圖形標繪圖/單位晶胞 120:突部 130:虛擬正弦路徑/正弦波/正弦波圖案 140:餘弦波/餘弦波圖案 150:餘弦波/餘弦波圖案 160:正弦波/正弦波圖案 200:第一部分 210:徑向第二部分 220:中心第二部分
為了更完整理解本發明及其特徵，現參考結合隨附圖式進行之以下描述，其中：
圖1繪示調節一例示性拋光墊之一調節頭之一實施方案之一示意圖。
圖2繪示界定一調節頭之一巨設計之一實施方案之(若干)例示性第一部分之一螺旋配置之一實施方案。
圖3繪示圖4中繪示之調節頭上之例示性巨設計之一部分之一放大視圖，在圖4中繪示(若干)第一部分上之一例示性正弦突部圖案。
圖4繪示具有例示性突部之基板之一實施方案之一部分。
圖5繪示一基板上之一例示性突部之一實施方案。
圖6繪示一例示性金剛石塗佈之突部及基板之一實施方案。
圖7繪示一單位晶胞之一實施方案之一2D標繪圖，其繪示突部沿著一虛擬正弦路徑之例示性位置。
圖8繪示圖2中繪示之複數個例示性單位晶胞之一實施方案之一2D標繪圖。
圖9繪示具有一習知墊與具有以複數個正弦波圖案配置之複數個突部之一例示性調節頭之一實施方案之間之摩擦係數之一比較之圖表。
圖10繪示具有一習知墊與具有以複數個正弦波圖案配置之複數個突部之一例示性調節頭之一實施方案之間之平均墊溫度之一比較之圖表。
圖11繪示具有一習知墊與具有以複數個正弦波圖案配置之複數個突部之一例示性調節頭之一實施方案之間之銅移除速率之一比較之圖表。
各種圖式中之相同元件符號指示相同元件。
10:化學機械拋光(CMP)裝置
12:壓板
14:拋光墊
16:半導體晶圓固持器
18:晶圓
20:拋光漿液
22:導管
24:拋光墊調節頭或圓盤
25:背板
26:基板
28:基板表面
30:連續薄膜/CVD金剛石

Claims (20)

  1. 一種矽調節頭，其包括： 一基板，其中該基板包括矽；且其中該基板包含一基板表面； 複數個突部，其等自該基板表面延伸近似2微米至近似75微米； 其中該複數個突部以複數個正弦波圖案跨該基板表面之至少一部分配置。
  2. 如請求項1之矽調節頭，其中該複數個正弦波圖案包含具有一相位偏移之至少兩個正弦波圖案。
  3. 如請求項1之矽調節頭，其中該基板包括一第一側及一相對第二側；且其中該複數個突部自該基板之該第一側延伸；且其中該基板進一步包括： 一巨圖案；其中該巨圖案包括： 一或多個第一部分；及 一或多個第二部分；其中該巨圖案之該一或多個第二部分比該巨圖案之該一或多個第一部分更接近該調節頭之該第二側安置； 且其中該複數個突部安置於該巨圖案之該一或多個第一部分上。
  4. 一種分層調節頭，其包括： 一基板，其中該基板包括一基板表面；且其中該基板包括： 一第一層，其中該第一層包括以下項之至少一者： 碳化物陶瓷， 或一複合物；其中該複合物包括碳化物及一第一碳化物形成材料； 一第二層，其中該第二層包括一複合物，該複合物包含一第二碳化物形成材料，且其中該第二層安置於該第一層之頂部上；且其中該第二層包括： 複數個突部，其等自該基板表面延伸近似2微米至近似100微米； 其中該複數個突部以複數個正弦波圖案跨該基板表面之至少一部分配置。
  5. 如請求項4之分層調節頭，其中該基板表面包括該第一層之一部分或該第二層之一部分。
  6. 如請求項4之分層調節頭，其中該第一層包括一陶瓷。
  7. 如請求項4之分層調節頭，其中該第二碳化物形成材料包括矽、鈦或鉬之至少一者。
  8. 如請求項4之分層調節頭，其中該複數個正弦波圖案包含具有一相位偏移之至少兩個正弦波圖案。
  9. 一種調節頭，其包括： 一基板；其中該基板包括以下項之至少一者： 碳化物形成材料， 一陶瓷， 或一複合物，其中該複合物包括碳化物及碳化物形成材料； 複數個突部，其等自基板表面延伸近似2微米至近似75微米； 其中該複數個突部以複數個正弦波圖案跨該基板表面之至少一部分配置。
  10. 如請求項9之調節頭，其中該複數個突部之各突部之高度對寬度之一高寬比包括近似1:近似1。
  11. 如請求項9之調節頭，其中該複數個突部形成包括複數個重複單位晶胞之一陣列，且其中該複數個突部之一子集以該複數個正弦波圖案配置於該等重複單位晶胞之各單位晶胞中。
  12. 如請求項9之調節頭，其中突部之一密度係近似1突部/mm2 至近似100突部/mm2 。
  13. 如請求項9之調節頭，其中各波圖案之一波長包括至少6個突部。
  14. 如請求項9之調節頭，其中該基板包括一第一側及一相對第二側；且其中該複數個突部自該基板之該第一側延伸；且其中該基板進一步包括： 一巨圖案；其中該巨圖案包括： 一或多個第一部分；及 一或多個第二部分；其中該巨圖案之該一或多個第二部分比該巨圖案之該一或多個第一部分更接近該調節頭之該第二側安置； 且其中該複數個突部安置於該巨圖案之該一或多個第一部分上。
  15. 如請求項9之調節頭，其中該巨圖案包括其中該巨圖案之該一或多個第一部分自該基板表面之一中心延伸且微圖案之一或多個第二部分自該基板表面之該中心徑向延伸之一徑向圖案。
  16. 如請求項9之調節頭，其中各突部具有近似10微米至近似100微米之一寬度，且其中各突部具有近似10微米至近似100微米之一長度。
  17. 如請求項9之調節頭，其中該複數個正弦波圖案包含具有一相位偏移之至少兩個正弦波圖案。
  18. 如請求項9之調節頭，其中該複數個正弦波圖案中之該等正弦波圖案之至少一者包括與該複數個正弦波圖案中之一或多個其他正弦波圖案不同之振幅或不同之頻率之至少一者。
  19. 如請求項9之調節頭，其中該複數個突部中之突部之一第一子集不具有與該複數個突部中之突部之一第二子集相同之橫截面形狀。
  20. 如請求項15之調節頭，其中該複數個正弦波圖案之一或多者由以下公式界定： Y = A*Sin (B (X-C)) + D； 其中 A =波之振幅； B =該波之頻率； C =該波之水平移位；且 D =該波之垂直移位。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050025973A1 (en) * 2003-07-25 2005-02-03 Slutz David E. CVD diamond-coated composite substrate containing a carbide-forming material and ceramic phases and method for making same
US7066795B2 (en) * 2004-10-12 2006-06-27 Applied Materials, Inc. Polishing pad conditioner with shaped abrasive patterns and channels
US9180570B2 (en) * 2008-03-14 2015-11-10 Nexplanar Corporation Grooved CMP pad
CN102612734A (zh) * 2009-09-01 2012-07-25 圣戈班磨料磨具有限公司 化学机械抛光修整器
US20110081848A1 (en) * 2009-10-05 2011-04-07 Chia-Pei Chen Grinding tool and method of manufacturing the grinding tool
JP6542793B2 (ja) * 2014-03-21 2019-07-10 インテグリス・インコーポレーテッド 長尺状の切削エッジを有する化学機械平坦化パッド・コンディショナ
WO2019012389A1 (en) * 2017-07-11 2019-01-17 3M Innovative Properties Company ABRASIVE ARTICLES COMPRISING ADAPTABLE COATINGS AND POLISHING SYSTEM MANUFACTURED THEREFROM

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