TWI667098B - 具有具錐狀側壁的連續突起之硏磨表面的硏磨墊 - Google Patents

具有具錐狀側壁的連續突起之硏磨表面的硏磨墊 Download PDF

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威廉Ｃ 亞歷森
亞力山卓 威廉 辛普森
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黃平
萊斯利Ｍ 查恩斯
詹姆士 瑞查德 萊恩哈特
勞伯特 扣普瑞奇
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Abstract

本文闡述具有具錐狀側壁的連續突起之研磨表面的研磨墊。本文亦闡述製造具有具錐狀側壁的連續突起之研磨表面之研磨墊的方法。

Description

具有具錐狀側壁的連續突起之研磨表面的研磨墊
本發明之實施例係屬於化學機械研磨(CMP)之領域，且具體而言係具有具錐狀側壁的連續突起之研磨表面的研磨墊。
化學-機械平面化或化學-機械研磨(通常縮寫為CMP)係在半導體製造中用於平面化半導體晶圓或另一基板之技術。
該製程涉及使用研磨性及腐蝕性化學漿液(通常為膠體)以及通常具有比晶圓大之直徑的研磨墊及扣環。藉由動態研磨頭將研磨墊及晶圓壓在一起且藉由塑膠扣環將其固持在適當位置。使動態研磨頭在研磨期間旋轉。此方法有助於去除材料且往往使任何不規則形貌平整，從而使得晶圓為平坦或平面。為設定用於形成其他電路元件之晶圓，此可為必需的。例如，為使整個表面在光刻系統之景深內或選擇性去除基於其位置之材料，此可為必需的。典型景深要求低至最近亞-50奈米技術節點之埃等級。
材料去除之製程並非僅為研磨性刮擦，例如木頭上之砂紙。漿液中之化學物質亦與欲去除材料反應及/或使其弱化。磨料會加速此弱化過程且研磨墊有助於自表面擦除反應材料。除漿液技術之進步外，研磨墊亦在日益複雜之CMP操作中起重要作用。
然而，CMP墊技術之發展中需要其他改良。
本發明實施例包括具有具錐狀側壁的連續突起之研磨表面的研磨墊。
在實施例中，用於研磨基板之研磨墊包括具有與背表面相對之研磨側之研磨主體。研磨墊亦包括具有複數個與研磨主體之研磨側連續之突起的研磨表面。每一突起具有位於研磨主體遠端之平坦表面及自平坦表面向外呈錐狀朝向研磨主體之側壁。
在另一實施例中，用於研磨基板之研磨墊包括具有與背表面相對之研磨側之研磨主體。研磨墊亦包括具有複數個與研磨主體之研磨側連續之突起的研磨表面。每一突起具有在研磨表面之最外平面中之經修改四邊形多邊形形狀及自最外平面向外呈錐狀朝向研磨主體之側壁。
θ‧‧‧角度
200‧‧‧研磨墊
200B‧‧‧整體區/研磨表面
201A‧‧‧研磨側
201B‧‧‧背表面
202‧‧‧突起
100‧‧‧研磨墊
102‧‧‧研磨表面
104‧‧‧同心圓
106‧‧‧徑向溝槽
204‧‧‧按鈕
250‧‧‧外圓
252‧‧‧內圓
200A‧‧‧研磨主體
205‧‧‧計時標記
206‧‧‧實心外環
400A‧‧‧內部形狀
400B‧‧‧內部形狀
400C‧‧‧內部形狀
400D‧‧‧內部形狀
400E‧‧‧內部形狀
402A‧‧‧外部形狀
402B‧‧‧外部形狀
402C‧‧‧外部形狀
402D‧‧‧外部形狀
402E‧‧‧外部形狀
504‧‧‧群組
506‧‧‧間隔
604‧‧‧高密度
606‧‧‧較大間隔
702‧‧‧突起
704‧‧‧菱形突起群組/高密度區
706‧‧‧較大間隔
708‧‧‧子圖案
800‧‧‧研磨墊
802‧‧‧突起
804‧‧‧按鈕
806‧‧‧實心環
1000‧‧‧研磨墊
1002‧‧‧研磨表面
1004‧‧‧局部區域透明區
1006‧‧‧指示區
1008‧‧‧第二突起圖案
1010‧‧‧突起圖案
1100‧‧‧成型模具
1102‧‧‧預聚物
1104‧‧‧固化劑
1106‧‧‧混合物
1108‧‧‧蓋
1110‧‧‧溝槽
1112‧‧‧經模製均質研磨主體
1114‧‧‧研磨表面
1116‧‧‧背表面
1120‧‧‧突起
1122‧‧‧成孔分子
1124‧‧‧氣體
1200‧‧‧研磨裝置
1202‧‧‧頂表面
1204‧‧‧台板
1206‧‧‧心軸旋轉
1208‧‧‧滑件振盪
1210‧‧‧試樣載體
1211‧‧‧半導體晶圓
1212‧‧‧懸置機構
1214‧‧‧漿液進料
1290‧‧‧修整單元
圖1圖解說明佈置於習用研磨墊之研磨表面中之同心圓形溝槽圖案的俯視平面視圖。
圖2A圖解說明根據本發明實施例佈置於研磨墊之研磨表面中之突起圖案的俯視平面視圖。
圖2B係根據本發明實施例之圖2A之一部分之突起圖案的放大視圖。
圖2C係根據本發明實施例為了比較圓柱形突起與圖2D-2G中所示之實例而沿圖2B之a-a’軸截取之比較剖視圖。
圖2D係根據本發明實施例針對具有平面側壁之突起沿圖2B之a-a’軸截取之剖視圖。
圖2E係根據本發明之另一實施例針對具有彎曲側壁之突起沿圖2B之a-a’軸截取之剖視圖。
圖2F係根據本發明之另一實施例針對具有階梯式側壁之突起沿 圖2B之a-a’軸截取之剖視圖。
圖2G係根據本發明之另一實施例針對具有具底切部分之全局地向外側壁之突起沿圖2B之a-a’軸截取的剖面影像。
圖3A圖解說明根據本發明實施例之圖2A-2G之研磨墊之實例性中心區域，其中研磨表面包括在按鈕之六邊形形狀之一側上具有三角形計時標記之按鈕區。
圖3B圖解說明根據本發明實施例之圖2A-2G之研磨墊之實例性外部區域，其中研磨表面包括涵蓋於研磨主體之研磨側之最外邊緣處之複數個突起的實心環。
圖4圖解說明根據本發明實施例之突起之研磨表面形狀之選擇項，例如環形(「A」)、橢圓形(「B」)、三角形(「C」)、五邊形(「D」)及六邊形(「E」)，各自具有錐狀側壁。
圖5A圖解說明根據本發明實施例呈六邊形堆積配置之突起的圖案。
圖5B圖解說明根據本發明實施例呈正方形堆積配置之突起的圖案。
圖5C圖解說明根據本發明實施例呈大致為正方形堆積之配置且在突起群組之間有較大間隔之突起的圖案。
圖6A圖解說明根據本發明實施例呈大致六邊形堆積之配置且在為實質上正方形或矩形之突起群組之間有較大間隔之突起的圖案。
圖6B圖解說明根據本發明實施例呈大致六邊形堆積之配置且在菱形突起群組之間有較大間隔之突起的圖案。
圖6C圖解說明根據本發明實施例呈大致六邊形堆積之配置且在三角形突起群組之間有較大間隔之突起的圖案。
圖6D圖解說明根據本發明實施例呈大致六邊形堆積之配置且在條形突起群組之間有較大間隔之突起的圖案。
圖7圖解說明根據本發明實施例呈大致六邊形堆積之配置且在菱形突起群組(該等菱形群組以子圖案配置)之間有較大間隔之突起的圖案。
圖8A圖解說明根據本發明實施例佈置於研磨墊之研磨表面中之經修改四邊形突起圖案的成角度平面視圖。
圖8B圖解說明根據本發明實施例之圖8A之研磨墊之實例性中心區域，其中研磨表面包括具有經修改正方形形狀之按鈕區。
圖8C圖解說明根據本發明實施例之圖8A之研磨墊之實例性外部區域，其中研磨表面包括涵蓋複數個於研磨主體之研磨側之最外邊緣處之經修改四邊形突起的實心環。
圖9A圖解說明根據本發明實施例之經修改四邊形研磨突起之研磨表面形狀的選擇項，例如具有4個圓角之正方形、具有4個凹口拐角之正方形及具有4個弧形邊之正方形。
圖9B圖解說明根據本發明實施例用作經修改四邊形研磨突起之基礎之四邊形形狀的選擇項，例如經修改正方形形狀、經修改矩形形狀、經修改菱形形狀及經修改梯形形狀。
圖10圖解說明根據本發明實施例佈置於研磨墊之研磨表面中之突起圖案的俯視平面視圖，該圖案由局部區域透明(LAT)區及/或指示區中斷。
圖11A-11F圖解說明根據本發明實施例用於製造研磨墊之操作的剖視圖。
圖12圖解說明根據本發明實施例之研磨裝置之等角側視圖，該研磨裝置與具有具錐狀側壁的連續突起之研磨表面之研磨墊相容。
本文闡述具有具錐狀側壁的連續突起之研磨表面的研磨墊。在以下說明中，陳述多個具體細節(例如具體研磨墊設計及組合物)以提 供對本發明實施例之透徹理解。熟習此項技術者將明瞭，可不藉助該等具體細節來實施本發明之實施例。在其他情況下，未對眾所周知之處理技術(例如關於漿液與研磨墊之組合以實施半導體基板之化學研磨平面化(CMP)的細節)進行詳細闡述，以避免不必要地淡化本發明實施例。此外，應理解，圖中所顯示之各實施例係說明性的表示且未必按比例繪製。
CMP操作中用於研磨基板之研磨墊通常包括至少一個於其中形成實體溝槽或突起之表面。該等溝槽或突起可經配置以平衡適當量之用於研磨基板之表面積，同時為CMP操作中所用之漿液提供儲存器。根據本發明實施例，闡述用於研磨墊之研磨表面之突起圖案。在一個實施例中，每一突起具有位於研磨墊之研磨主體遠端之平坦表面或平面，與自平坦表面或平面朝向研磨主體向外呈錐狀之側壁。
本文所述突起圖案可在CMP操作中使用漿液研磨基板時為先前技術研磨墊提供益處或可優於先前技術研磨墊。例如，本文所述突起圖案之優點可包括(a)在研磨墊相對於研磨基板旋轉時跨越研磨基板之基於漿液之研磨製程的平均化經改良，及(b)相對於具有習用溝槽或突起圖案之墊，研磨墊上之漿液保留經改良。此外，上述突起之向外呈錐狀的側壁可在研磨墊製造期間輔助脫模製程，如下文結合圖11A-11F更詳細闡述。通常，本發明實施例包括使用研磨表面之研磨平面內之所有尺寸具有相對類似值之突起特徵。可藉由模製製程來形成該等突起，此乃因否則藉由將圖案切入研磨表面中來形成此等突起形狀通常將不切實際。
為了提供背景，習用研磨墊通常具有具徑向溝槽之同心圓形溝槽圖案。例如，圖1圖解說明佈置於習用研磨墊之研磨表面中的同心圓形溝槽圖案之俯視平面視圖。
參照圖1，研磨墊100包括具有研磨表面102及背表面(未顯示)之 研磨主體。研磨表面102具有同心圓104之溝槽圖案。溝槽圖案亦包括複數個自最內圓至最外圓連續之徑向溝槽106，如圖1中所繪示。此一溝槽圖案之潛在缺點可包括跨越大同心溝槽之漿液分佈之差平均化及/或因沿徑向溝槽引流所致之漿液損失。
與圖1相反，且如下圖2A中所例示，本發明實施例包括相對於習用溝槽間隔狹窄地間隔之突起圖案。此外，研磨表面之平面中之突起之所有尺寸皆相對類似，且因此每一突起皆可有效用於提供一致之局部化研磨特性。藉由避免習用開槽，可藉由使用此等突起來改良研磨墊上之漿液保留。
在本發明之態樣中，可製造在上面具有連續突起圖案之研磨表面的研磨墊，各突起皆具有錐狀側壁。作為實例，圖2A圖解說明根據本發明實施例佈置於研磨墊之研磨表面中之突起圖案的俯視平面圖。圖2B係自平面視圖角度顯示錐狀側壁之圖2A之一部分之突起圖案的放大視圖。
參照圖2B之放大視圖，每一突起202於研磨墊主體處較大(例如，看作外圓250)且遠離研磨墊主體較小(例如，看作內圓252)。亦即，內圓252係突起202之最外表面。因此，每一突起202並非圓柱形。出於比較目的，圖2C係在突起為圓柱形之情況下，即在外圓250及內圓252分別在圖2B之平面視圖中將不會被看到之情況下沿圖2B之a-a’軸截取之假想剖視圖。圓柱形突起係在全部突起內維持垂直方向上之相同形狀及形狀大小(例如，具有基本上或精確垂直之側壁)之突起。
與圖2C相反，結合本發明實施例所述之突起可視為非圓柱形。亦即，儘管每一突起202維持垂直方向上之相同形狀，但每一突起202並不在全部突起內維持相同形狀大小(例如，具有基本上或精確垂直之側壁)且因此不具有完全垂直之側壁。此等非圓柱形突起之實例性 實施例包括彼等圖解說明於圖2D-2G中者，其係具有向外呈錐狀之側壁之突起。
在第一實例中，圖2D係根據本發明實施例針對具有平面側壁之突起沿圖2B之a-a’軸截取之剖視圖。參照圖2D，每一突起202具有上平坦表面(即，位於研磨主體遠端之平坦表面)及自平坦表面向外呈錐狀朝向研磨主體之平面側壁。平面側壁相對於研磨主體之研磨表面之法線(圖2D中顯示為垂直虛線)以角度θ呈錐狀。在一個此實施例中，側壁以與研磨主體之研磨表面之法線成小於大約30度之角度θ呈錐狀。在具體之此實施例中，側壁以與研磨主體之研磨表面之法線成大約0.1-10度範圍內的角度θ呈錐狀。圖2D之突起可視為圓錐狀突起，此乃因側壁可視為複數條於高於每一突起之點相交之假想線。
在第二實例中，圖2E係根據本發明之另一實施例針對具有彎曲側壁之突起沿圖2B之a-a’軸截取之剖視圖。參照圖2E，每一突起202具有上平坦表面(即，位於研磨主體遠端之平坦表面)及自彎曲表面向外呈錐狀朝向研磨主體之平面側壁。在實施例中，彎曲具有諸如但不限於以下等輪廓：圓形部分輪廓、橢圓形部分輪廓或基於指數衰變曲線銼出之輪廓。
在第三實例中，圖2F係根據本發明之另一實施例針對具有階梯式側壁之突起沿圖2B之a-a’軸截取之剖視圖。參照圖2F，每一突起202具有上平坦表面(即，位於研磨主體遠端之平坦表面)及自階梯式表面向外呈錐狀朝向研磨主體之平面側壁。在圖2F中，繪示沿每一側壁之兩個階梯。然而，在其他實施例中，在每一側壁輪廓中可包括單個階梯或超過兩個階梯。
應理解，在本發明實施例之精神及範圍內之向外呈錐狀之實例並不限於彼等於實例2D-2F中所示者。此外，側壁可大致向外呈錐狀，但並非完全向外呈錐狀。例如，在一個實施例中，一部分側壁實 際上底切突起之上平坦表面。然而，在該實施例中，側壁自突起之上平坦表面全局地向外呈錐狀。作為實例，圖2G係根據本發明之另一實施例針對具有具底切部分之全局向外側壁之突起沿圖2B之a-a’軸截取的剖面影像。
再次參照圖2A及2D-2G，研磨墊200包括研磨主體(圖2D-2G中顯示為200A)。研磨主體具有與背表面201B相反之研磨側201A。研磨墊200亦包括如圖2A之俯視圖中所見且稱作圖2D-2G之200B之研磨表面。研磨表面具有複數個與研磨主體200A之研磨側201A連續之突起202。如上文所述，參照圖2B，提供實例性突起202之視野細節之放大視圖。圖2D-2G中所示墊200之部分代表圖2B中放大之部分之實例性剖視圖。
再次參照圖2D-2G，具有錐狀側壁之突起202就其形成共用整體研磨表面層(最好看作整體區200B)之意義而言係連續的。該等突起之連續性質與離散突起(例如附接磚)相反，該等離散突起決不會在其所附接之表面上彼此連接。此外，在一個實施例中，研磨表面200B及研磨主體係整體的。在該情況下，顯示區域200A與區域200B之間之分隔的虛線僅僅提供作為研磨墊之研磨主體與研磨表面區之間之概念化差異的視覺輔助。此外，在一個實施例中，研磨主體200A及研磨表面200B一起同時為均質及整體的。在具體實例性實施例中，研磨主體200A及研磨表面200B係由同一經模製之聚胺基甲酸酯材料構成，該材料之實例性細節提供於下文。
再次參照圖2B，複數個具有錐狀側壁之突起202可以具有至少一定重複度之全局圖案配置。例如，在如圖2B中所圖解說明之一個實施例中，複數個突起202以六邊形堆積圖案配置，其中多列突起以ABA配置交錯。其他實例性更詳細地闡述於下文中。
再次參照圖2A，研磨墊200可包括中心按鈕204。按鈕204可為墊 材料中提供墊性質測試用區域之隆起部分(例如，與突起202共面且連續)。在一個此實施例中，不在按鈕204之區域中實施研磨。按鈕204可為與突起202之總體圖案相容之形狀。在實例性實施例中，參照圖2A及3A(後者圖解說明墊200之中心區域部分之可能實施例)，複數個突起202具有全局六邊形堆積配置，且按鈕204具有六邊形形狀。此外，按鈕204可包括計時特徵，其提供墊製造資訊及/或關於研磨或關於將墊附著至台板之對準資訊。在具體之此實施例中，參照圖3A，按鈕區204進一步包括於六邊形形狀之一側上之三角形計時標記。在特定實施例中，六邊形中心按鈕204寬大約1英吋，且計時標記205在六邊形之一面上係三角形。在實施例中，中心按鈕204亦具有錐狀側壁。
研磨墊200之外部部分可經調整用於具體研磨目的。例如，圖3B圖解說明根據本發明實施例之圖2A-2G之研磨墊之實例性外部區域，其中研磨表面包括涵蓋複數個於研磨主體之研磨側之最外邊緣處具有錐狀側壁之突起202的實心環206。在如圖3B中所繪示之具體實施例中，突起202之六邊形堆積圖案靠近環206以交錯配置終止。在特定實施例中，實心外環206具有大約125密爾之平均寬度。在實施例中，實心外環206之內邊緣之形狀可避免大的下行空間(down space)，同時提供墊200之連續且對漿液具有攔阻效應之邊緣。總之，然而，實心環可具有沿著突起圖案之輪廓之不規則形狀，如圖3B中所繪示。在實施例中，實心外環206亦具有錐狀側壁。
再次參照圖2A、2B、3A及3B，將突起202之每一者繪示成在研磨墊200之研磨表面之平面中具有圓形形狀。然而，其他形狀亦可適於提供有效之研磨表面。參照圖4，在實施例中，研磨墊200之複數個突起202中之每一者在研磨表面之最外平面中具有諸如但不限於以下等形狀：圓形(來自圖4之「A」；亦用作圖2A、2B中之實例性突 起)、橢圓形(來自圖4之「B」)或具有5條或更條邊之多邊形(例如，來自圖4之三角形「C」、來自圖4之五邊形「D」或來自圖4之六邊形「E」；此外，儘管未顯示，但在另一實施例中使用正方形或矩形形狀)。應注意，突起202之所有該等選擇項皆可具有如圖2D、2E、2F或2G中所看到之剖面形狀。在實施例中，每一突起202於研磨墊之主體處較大(例如，看作外部形狀402A、402B、402C、402D或402E)且遠離研磨墊之主體較小(例如，分別看作內部形狀400A、400B、400C、400D或400E)。亦即，內部形狀係突起202之最外表面。該突起之側壁呈錐形向外至外部形狀並靠近研磨墊之主體。因此，圖4中所示每一突起並非圓柱形。
此外，在實施例中，本文所述突起區別於大的弧形溝槽型研磨特徵。在一個此實施例中，突起形狀係否則藉由僅僅將圖案切入研磨表面中來達成將不切實際者，例如具有垂直側壁之突起。例如，在實施例中，具有錐狀側壁之突起202係藉由如下文更詳細闡述之模製製程來形成。
再次參照圖2A、2B、3A及3B，複數個具有錐狀側壁之突起202之圖案並不限於六邊形堆積配置。其他配置亦可提供適於研磨基板或晶圓之具有錐狀側壁之突起之堆積。參照圖5B，在實施例中，複數個突起202以正方形堆積圖案配置，此乃因所有連續列之突起皆彼此對準。此與源於再次圖解說明於圖5A中用於比較之之六邊形堆積之交錯配置相反。在其他實施例中，突起202係以隨機圖案配置，且有效地沒有長程圖案重複。
另外，突起之間之間隔不必始終相同。例如，較密間隔之突起群組可在群組之間配置較大間隔以提供群組間之通道。亦即，在一個實施例中，突起圖案經配置以具有複數個高密度區，相較於毗鄰高密度區之毗鄰突起之間之間隔，該複數個高密度區在高密度區內之毗鄰 突起之間具有較小間隔。在實例性實施例中，圖5C圖解說明呈大致正方形堆積之配置之突起202之圖案，其中在突起群組之間具有較大間隔。參照圖5C，群組504在群組504內之突起202之間之間隔小於毗鄰群組之間之間隔506。在圖5C之具體實例中，在群組之間產生XY通道配置。此等通道之納入可用於漿液輸送或用於修改研磨墊之其他研磨特性。此外，在實施例中，由於突起係模製而非切割而成的，因此群組之間之間隔之變化可超出簡單地移除群組之間之一列或一行突起，如原本為圖案之切割所必需。
參照圖5C之說明，在群組之間具有較大間隔之突起202之此等群組亦可基於大致六邊形堆積之突起配置。例如，在實施例中，具有錐狀側壁之突起202之圖案包括高密度區604，該等高密度區係以在此等高密度群組之間具有較大間隔606(例如，最終形成通道)之六邊形堆積圖案配置。在一個實施例中，高密度區可具有一般形狀，例如但不限於每一高密度區之間之間隔基於X-Y柵格圖案之實質上正方形或矩形之形狀(圖6A)、菱形形狀(圖6B)、三角形形狀(圖6C)或條形(圖6D)。
上述高密度區可具有子圖案，該等子圖案基於墊定向組合而形成一個更大圖案。在實例性實施例中，圖7圖解說明根據本發明實施例呈大致六邊形堆積之配置且在菱形突起群組704(該等菱形群組以子圖案708配置)之間有較大間隔706之具有錐狀側壁之突起202的圖案。有效地，研磨墊每旋轉60度，重複高密度區704之子圖案708。結果係源於中心點710之圖案，如圖7中所繪示。
在本發明之另一態樣中，可製造在上面具有基於經修改四邊形形狀之連續突起圖案之研磨表面的研磨墊，每一突起具有自頂平面向外呈錐狀朝向研磨表面之側壁。作為實例，圖8A圖解說明根據本發明實施例佈置於研磨墊之研磨表面中之經修改四邊形突起圖案的成角 度平面圖。參照圖8A，研磨墊800包括研磨主體及具有複數個與研磨主體之研磨側連續之突起802之研磨表面。每一突起802皆在研磨表面之平面中具有經修改四邊形多邊形形狀。在一個實施例中，儘管未如此繪示，但每一突起802具有自平面向外呈錐狀朝向研磨主體之側壁。
類似於例如如結合圖2C-2G所述墊200之突起202，研磨墊800之突起802就其形成共用整體研磨表面層之意義而言係連續的。該等突起之連續性質與離散突起802(例如附接磚)相反，該等離散突起決不會在其所附接之表面上彼此連接。此外，在一個實施例中，研磨墊800之研磨表面及研磨主體係整體的。此外，在一個實施例中，研磨墊800之研磨主體及研磨表面一起同時為均質及整體的，用於其之材料之實例性細節提供於下文。
再次參照圖8A，複數個突起802可以具有至少一定重複度之全局圖案配置。例如，在如圖8A所圖解說明之一個實施例中，複數個突起802係以正方形堆積圖案配置，其中多列突起802形成XY柵格配置。其他實例性配置可類似於彼等上文結合研磨墊200所述者。例如，類似於圖5C、6A-6D及7，在一個實施例中，複數個突起802以複數個高密度區配置，該複數個高密度區在高密度區內之毗鄰突起之間之間隔小於在毗鄰高密度區之毗鄰突起之間之間隔。在具體之此實施例中，每一高密度區皆為實質上正方形或矩形，且複數個高密度區之每一高密度區之間之間隔或通道形成X-Y柵格圖案。在另一實施例中，複數個突起802具有六邊形堆積圖案或隨機圖案。
現在參照插圖8B，研磨墊800可包括中心按鈕804。按鈕804可為墊材料中提供墊性質測試用區域之隆起部分(例如，與突起802共面且連續)。在一個此實施例中，不在按鈕804之區域中實施研磨。按鈕804可為與突起802之總體圖案相容之形狀。在實例性實施例中，參照 圖8B，複數個突起802具有全局正方形堆積(或XY柵格)配置，且按鈕804具有經修改正方形形狀(在此情況下，具有4個凹口拐角之正方形)。此外，儘管未繪示，但按鈕204可包括計時特徵，其提供墊製造資訊及/或關於研磨或關於將墊附著至台板之對準資訊。在一個此實施例中，按鈕區804進一步包括於經修改正方形形狀之一側上之計時標記。在實施例中，儘管未如此繪示，但按鈕區804亦具有錐狀側壁。
現在參照插圖8C，研磨墊800之外部部分可經調整用於具體研磨目的。例如，8C提供根據本發明實施例之研磨墊800之實例性外部區域，其中研磨表面包括涵蓋複數個於研磨主體之研磨側之最外邊緣處之突起802的實心環806。實心環806與研磨主體之研磨側連續，且連續溝槽佈置於實心環與複數個突起802之間。環806之連續邊緣可為背側墊切割之密封提供良好定位及/或提供墊800之連續且對漿液具有攔阻效應之邊緣。在實施例中，儘管未如此繪示，但環806亦具有錐狀側壁。
再次參照圖8A-8C，將突起802之每一者繪示成在研磨墊800之研磨表面之平面中具有全部4個拐角為圓形之正方形形狀。然而，其他經修改四邊形形狀亦可適於提供有效研磨表面。經修改四邊形形狀闡述在突起形狀之所有360度中皆具有大約相同尺寸之突起的性質。亦即，突起802區別於大的弧形溝槽型研磨特徵。在一個實施例中，經修改四邊形突起形狀係否則藉由僅僅將圖案切入研磨表面中(例如，以某種形式之XY柵格切割方法)來達成將不切實際者(例如如自突起之俯視圖觀看具有基本正方形或基本矩形幾何形狀之磚或突起)。例如，參照圖9A，在實施例中，研磨墊800之複數個經修改四邊形突起802中之每一者皆在研磨表面之平面中具有修改，例如但不限於一或多個圓角(具有4個圓角之正方形示於圖9A中)、一或多個凹口拐角(具 有4個凹口拐角之正方形示於圖9A中)或一或多個弧形邊(具有4條弧形邊之正方形示於圖9A中)。在一個此實施例中，經修改四邊形突起802係藉由如下文更詳細闡述之模製製程來形成。
如上文簡要所述，突起802之經修改四邊形形狀可為一或多個角經修改者。參照圖9B，用作基礎之四邊形形狀可包括但不限於經修改正方形形狀、經修改矩形形狀、經修改菱形形狀或經修改梯形形狀。應注意，圖9B之四邊形形狀之拐角以虛線繪示，指示形狀修改(例如圓形或切口)可位於該等位置中之一或多者處。其他選擇項包括使該等形狀之一或多條邊成弧形，如結合圖9A所述。此外，在一個實施例中，當經修改四邊形突起接近研磨墊主體時，其具有向外呈錐狀之側壁。亦即，在實施例中，圖9A及9B之每一突起於研磨墊之主體處較大且遠離研磨墊之主體較小。因此，在該實施例中，每一突起並非圓柱形。
在實施例中，對本文所述研磨墊，例如研磨墊200或800或其上述變化形式，每一研磨突起(例如，結合圖2A-2G、3A、3B、4、5A-5C、6A-6D、7、8A-8C、9A及9B所述之研磨突起)皆於研磨主體處具有大約在1-30毫米範圍內之最大橫向尺寸。例如，在圓形突起之情況下，最大橫向尺寸係研磨主體處之圓之直徑。在經修改正方形形狀之情況下，最大橫向尺寸係在研磨表面之平面中且於研磨主體處跨越經修改正方形形狀之尺寸。在實施例中，突起之間之間隔於研磨表面處大約在0.1-3毫米範圍內，且可跨越墊而相同(例如，如結合圖5B所述)或可跨越墊而變化(例如，如結合圖5C所述)。研磨表面上之突起之數量可隨應用及/或墊大小而變化。在實例性實施例中，於研磨表面處具有大約在29-32英吋範圍內之直徑之研磨墊包括大約在50,000個與200,000個之間之突起。在實施例中，研磨墊上之每一突起之高度大約在0.5-1毫米範圍內。
在研磨墊之相同研磨表面內，在實施例中，上述突起不必全部為相同大小。例如，在一個實施例中，在相同研磨表面中，第一突起部分於研磨主體處具有第一最大橫向尺寸，而第二突起部分之每一突起於研磨主體處具有第二不同之最大橫向尺寸。在具體且實例性之此實施例中，複數個突起之圖案包括於研磨主體處具有約10毫米之最大橫向尺寸之突起，該突起由複數個各自於研磨主體處具有約1毫米之最大橫向尺寸之突起包圍。
另外或或者，在研磨墊之相同研磨表面內，在實施例中，上述突起不必全部具有相同形狀。例如，在一個實施例中，研磨表面上之第一突起部分之每一突起在研磨表面之平面中具有第一形狀，而第二突起部分之每一突起在研磨表面之平面中具有第二不同形狀。另外或或者，在研磨墊之相同研磨表面內，在實施例中，上述突起不必全部具有相同高度。然而，所有突起之最高點可共面(例如，在研磨期間與晶圓或基板接觸之每一突起之各部分形成實質上平面之表面)。例如在一個實施例中，第一突起部分之每一突起具有自研磨主體之第一高度，而第二突起部分之每一突起具有自研磨主體之第二不同高度。然而，所有來自第一及第二部分之突起皆在研磨主體遠端實質上共面。此一配置可使得能夠在研磨墊內形成儲存器或其他漿液處置特徵，同時維持平面晶圓或接觸表面(例如，於突起之最外表面處)。
在實施例中，對本文所述研磨墊，例如研磨墊200或800或其上述變化形式，複數個突起之總表面積係大約在研磨主體之研磨側之總表面積之40-80%範圍內的部分。在第一實例性實施例中，為六邊形堆積圓形突起(例如，如結合圖2B及5A所述)且具有大約80密爾之直徑及大約20密爾之間隔之突起提供約58%之突起表面之接觸面積。在第二實例性實施例中，為正方形堆積圓形突起(例如，如結合圖5B所述)且具有大約80密爾之直徑及大約16密爾之間隔之突起提供約54.5%之 突起表面之接觸面積。在第三實例性實施例中，為正方形堆積圓形突起且在突起區之間具有XY通道(例如，如結合圖5C所述)且具有大約80密爾之直徑及大約16密爾或XY通道處之區域間之大約35密爾之間隔的突起提供大約48%之突起表面之接觸面積。在第四實例性實施例中，為堆積於XY柵格中之具有圓角之經模製正方形(例如，如結合圖8A所述)且具有約120密爾之最大橫向尺寸及約40密爾之間隔的突起提供約54.3%之突起表面之接觸面積。
在實施例中，本文所述研磨墊(例如研磨墊200或800或其上述變化形式)適於研磨基板。基板可為用於半導體製造工業中者，例如上面佈置有器件或其他層之矽基板。然而，基板可為諸如但不限於用於MEMS器件、光罩或太陽能模組之基板等基板。因此，如本文所用，對「用於研磨基板之研磨墊」之提及意欲涵蓋該等及相關可能性。
本文所述研磨墊(例如研磨墊200或800或其上述變化形式)可由熱固性聚胺基甲酸酯材料之均質研磨主體構成。在實施例中，均質研磨主體係由熱固性封閉室聚胺基甲酸酯材料構成。在實施例中，術語「均質」用於指示熱固性封閉室聚胺基甲酸酯材料之組成貫穿研磨主體之整個組成一致。例如，在實施例中，術語「均質」排除包括例如浸漬氈或不同材料之多層之組合物(複合物)的研磨墊。在實施例中，術語「熱固性」用於指示不可逆地固化之聚合物材料，例如材料之前體藉由固化不可逆地變為不可熔化、不可溶解之聚合物網絡。例如，在實施例中，術語「熱固性」排除由例如由「熱塑性」材料或「熱塑性體」構成之研磨墊，即彼等由在加熱時變為液體且在充分冷卻時返回至極玻璃態之聚合物構成的材料。應注意，自熱固性材料製得之研磨墊通常係自在化學反應中反應形成聚合物之較低分子量前體製造，而自熱塑性材料製得之墊通常係藉由以下方式製造：加熱預先存在之聚合物以引起相變化，以便在物理製程中形成研磨墊。聚胺基甲酸酯 熱固性聚合物可基於其穩定熱性質及機械性質、化學環境耐受性及耐磨性之趨勢經選擇用於製造本文所述之研磨墊。
在實施例中，均質研磨主體在修整及/或研磨後具有大約在1-5微米均方根範圍內之研磨表面粗糙度。在實施例中，均質研磨主體在修整及/或研磨後具有約2.35微米均方根之研磨表面粗糙度。在實施例中，均質研磨主體具有於25攝氏度下大約在30-120兆帕(MPa)範圍內之儲存模數。在另一實施例中，均質研磨主體具有於25攝氏度下大約小於30兆帕(MPa)之儲存模數。在一個實施例中，均質研磨主體具有大約2.5%之壓縮率。在一個實施例中，均質研磨主體具有大約在0.70-1.05克/立方公分範圍內之密度。
在實施例中，本文所述研磨墊(例如研磨墊200或800或其上述變化形式)包括經模製均質研磨主體。術語「經模製」用於指示均質研磨主體係在成型模具中形成，如下文結合圖11A-11F更詳細闡述。
在實施例中，本文所述研磨墊(例如研磨墊200或800或其上述變化形式)包括其中具有複數個封閉室孔(closed cell pore)之研磨主體。在一個實施例中，複數個封閉室孔係複數個成孔分子(porogen)。例如，術語「成孔分子」可用於指示具有「中空」中心之微米或奈米級球形或稍微球形粒子。中空中心並未填充有固體材料，而是可包括氣體或液體核心。在一個實施例中，複數個封閉室孔係由分佈遍及研磨墊之均質研磨主體(例如作為其中之其他組份)的預膨脹及氣體填充之EXPANCELTM構成。在具體實施例中，EXPANCELTM填充有戊烷。在實施例中，複數個封閉室孔中之每一者的直徑大約在10-100微米範圍內。在實施例中，複數個封閉室孔包括彼此離散之孔。此與可經由隧道彼此連接之開放室孔相反，例如常見海綿中之孔之情形。在一個實施例中，封閉室孔中之每一者包括實體殼，例如成孔分子之殼，如上所述。然而，在另一實施例中，封閉室孔中之每一者皆不包括實體 殼。在實施例中，複數個封閉室孔基本上均勻地分佈遍及均質研磨主體之熱固性聚胺基甲酸酯材料。在一個實施例中，均質研磨主體具有大約在6%至50%總孔隙體積範圍內且可能大約在15%-35%總孔隙體積範圍內之孔密度。在一個實施例中，均質研磨主體由於納入複數個成孔分子而具有封閉室型之孔隙率，如上所述。
在實施例中，均質研磨主體係不透明的。在一個實施例中，術語「不透明」用於指示允許大約10%或更少可見光通過之材料。在一個實施例中，均質研磨主體絕大部分或完全由於貫穿均質研磨主體之均質熱固性封閉室聚胺基甲酸酯材料納入失透潤滑劑(例如，作為其中之其他組份)而不透明。在具體實施例中，失透潤滑劑係諸如但不限於以下等材料：氮化硼、氟化鈰、石墨、氟化石墨、硫化鉬、硫化鈮、滑石粉、硫化鉭、二硫化鎢或特夫綸(Teflon)。
均質研磨主體之定大小可根據應用而變化。然而，可使用某些參數來使得包括此一均質研磨主體之研磨墊與習用處理設備或甚至習用化學機械處理操作相容。例如，根據本發明實施例，均質研磨主體具有大約在0.075英吋至0.130英吋範圍內(例如大約在1.9-3.3毫米範圍內)之厚度。在一個實施例中，均質研磨主體具有大約在20英吋至30.3英吋範圍內(例如大約在50-77公分範圍內)且可能大約在10英吋至42英吋範圍內(例如大約在25-107公分範圍內)之直徑。
在本發明之另一實施例中，具有上面具有複數個連續突起之研磨表面的研磨墊進一步包括佈置於研磨墊中之局部區域透明(LAT)區。例如，圖10圖解說明根據本發明實施例佈置於研磨墊1000之研磨表面1002中的突起圖案之俯視平面視圖，該圖案由局部區域透明(LAT)區及/或指示區中斷。具體而言，LAT區1004佈置於研磨墊1000之研磨主體中。如圖10中所繪示，LAT區1004中斷突起圖案1010。在實施例中，LAT區1004佈置於研磨墊1000之均質研磨主體中並與其共 價鍵結。適宜LAT區之實例闡述於讓予NexPlanar公司之於2010年1月13日提出申請之美國專利申請案12/657,135，及讓予NexPlanar公司之於2010年9月30日提出申請之美國專利申請案12/895,465中。
在替代實施例中，本文所述研磨墊進一步包括佈置於研磨表面及研磨主體中之孔口。黏著片佈置於研磨主體之背表面上。黏著片在研磨體之背表面處為孔口提供不透性密封。適宜孔口之實例闡述於讓予NexPlanar公司之於2011年7月15日提出申請之美國專利申請案13/184,395中。
在另一實施例中，具有上面具有連續突起之研磨表面的研磨墊進一步包括與例如渦電流檢測系統一起使用之檢測區。例如，再次參照圖10，研磨墊1000之研磨表面1002包括指示區1006，該指示區1006指示佈置於研磨墊1000之背表面中之檢測區的位置。在一個實施例中，指示區1006以第二突起圖案1008中斷突起圖案1010，如圖10中所繪示。適宜渦電流檢測區之實例闡述於讓予NexPlanar公司之於2010年9月30日提出申請之美國專利申請案12/895,465中。
本文所述研磨墊(例如研磨墊200或800或其上述變化形式)可進一步包括佈置於研磨主體之背表面上之基礎層。在一個此實施例中，結果係具有不同於研磨表面之材料之本體材料或基礎材料的研磨墊。在一個實施例中，複合研磨墊包括自上面佈置有研磨表面層之基本上不可壓縮之穩定惰性材料製造之基礎層或本體層。較硬基礎層可為墊完整性提供支撐及強度，而較軟研磨表面層可減小擦傷，使得能夠將研磨層之材料性質與研磨墊之其餘部分去耦。適宜基礎層之實例闡述於讓予NexPlanar公司之於2011年11月29日提出申請之美國專利申請案13/306,845中。
本文所述研磨墊(例如研磨墊200或800或其上述變化形式)可進一步包括佈置於研磨主體之背表面上之子墊，例如，如CMP業內已知之習用子墊。在一個此實施例中，子墊係由諸如但不限於發泡體、橡 膠、纖維、氈或高度多孔材料等材料構成。
在本發明之另一態樣中，可在模製製程中製造研磨具有連續突起之研磨表面的研磨墊。例如，圖11A-11F圖解說明根據本發明實施例用於製造研磨墊之操作的剖視圖。
參照圖11A，提供成型模具1100。參照圖11B，混合預聚物1102及固化劑1104以在成型模具1100中形成混合物1106，如圖11C中所繪示。在實施例中，混合預聚物1102與固化劑1104包括分別混合異氰酸酯與芳族二胺化合物。在一個實施例中，混合進一步包括向預聚物1102及固化劑1104中添加失透潤滑劑以最終提供不透明之經模製均質研磨主體。在具體實施例中，失透潤滑劑係諸如但不限於以下等材料：氮化硼、氟化鈰、石墨、氟化石墨、硫化鉬、硫化鈮、滑石粉、硫化鉭、二硫化鎢或特夫綸。
在實施例中，使用研磨墊前體混合物1106來最終形成由熱固性封閉室聚胺基甲酸酯材料構成之經模製均質研磨主體。在一個實施例中，使用研磨墊前體混合物1106來最終形成硬墊且僅使用單一類型之固化劑。在另一實施例中，使用研磨墊前體混合物1106來最終形成軟墊且使用主要及次要固化劑之組合。例如，在具體實施例中，預聚物包括聚胺基甲酸酯前體，主要固化劑包括芳族二胺化合物，且次要固化劑包括具有醚鍵結之化合物。在特定實施例中，聚胺基甲酸酯前體係異氰酸酯，主要固化劑係芳族二胺，且次要固化劑係諸如但不限於以下等固化劑：聚四亞甲基二醇、胺基官能化二醇或胺基官能化聚氧丙烯。在實施例中，預聚物、主要固化劑及次要固化劑具有100份預聚物、85份主要固化劑及15份次要固化劑之近似莫耳比率。應理解，可使用比率之變化形式或基於預聚物及第一及第二固化劑之具體性質提供具有變化硬度值之研磨墊。
參照圖11D，將成型模具1100之蓋1108降低至混合物1106中。在 圖11D頂部顯示蓋1108之俯視平面視圖，同時在圖11D下方顯示沿a-a’軸之剖面。在實施例中，蓋1108上面佈置有溝槽1110之圖案，例如，具有成錐形向內朝向蓋之基底之側壁之溝槽，如圖11D中所示。溝槽1110之圖案用於將突起圖案衝壓至成型模具1100中形成之研磨墊之研磨表面中。
應理解，闡述降低成型模具1108之蓋1100的本文所述實施例僅需將蓋1108及成型模具1100之基底放在一起。亦即，在一些實施例中，使成型模具1100之基底朝向成型模具之蓋1108升高，而在其他實施例中，在使基底朝向蓋1108升高的同時，使成型模具1100之蓋1100朝向成型模具1108之基底降低。
參照圖11E，固化混合物1106以在成型模具1100中提供經模製均質研磨主體1112。在壓力下(例如利用適當位置處之蓋1108)加熱混合物1106以提供模製均質研磨主體1112。在實施例中，在成型模具1100中加熱包括在蓋1108存在下、在大約200-260華氏度(degrees Fahrenheit)範圍內之溫度及約2-12磅/平方英吋範圍內之壓力下至少部分地固化，該蓋將混合物1106封閉於成型模具1100中。
參照圖11F，分離研磨墊(或研磨墊前體，條件係需要進一步固化)與蓋1108並將其自成型模具1100移除以提供離散之經模製均質研磨主體1112。圖11F下方顯示模製均質研磨主體1112之俯視平面視圖，而圖11F上方顯示沿b-b’軸之剖面。形成之突起具有朝向研磨墊向外呈錐狀之側壁。
應注意，可期望經由加熱進一步固化且可藉由將研磨墊放置於爐中並加熱來實施。因此，在一個實施例中，固化混合物1106包括首先在成型模具1100中部分地固化且然後在爐中進一步固化。不管怎樣，最終提供研磨墊，其中研磨墊之經模製均質研磨主體1112具有研磨表面1114及背表面1116。在實施例中，經模製均質研磨主體1112係 由熱固性聚胺基甲酸酯材料及複數個佈置於熱固性聚胺基甲酸酯材料中之封閉室孔構成。經模製均質研磨主體1112包括研磨表面1114，其中佈置有對應於蓋1108之溝槽1110之圖案的突起1120之圖案。突起1120之圖案可為如上文關於例如圖2A-2G、3A、3B、4、5A-5C、6A-6D、7、8A-8C、9A及9B所述之突起圖案。
在實施例中，再次參照圖11B，混合進一步包括向預聚物1102及固化劑1104中添加複數個成孔分子1122以在最終形成之研磨墊中提供封閉室孔。因此，在一個實施例中，每一封閉室孔具有實體殼。在另一實施例中，再次參照圖11B，混合進一步包括將氣體1124注射至預聚物1102及固化劑1104中或注射至自其形成之產物中，從而在最終形成之研磨墊中提供封閉室孔。因此，在一個實施例中，每一封閉室孔皆沒有實體殼。在組合實施例中，混合進一步包括向預聚物1102及固化劑1104中添加複數個成孔分子1122以提供各自具有實體殼之封閉室孔的第一部分，及進一步將氣體1124注射至預聚物1102及固化劑1104中或注射至自其形成之產物中以提供各自無實體殼之封閉室孔的第二部分。在又一實施例中，預聚物1102係異氰酸酯且混合進一步包括向預聚物1102及固化劑1104中添加水(H2O)以提供各自無實體殼之封閉室孔。
因此，本發明實施例中涵蓋之突起圖案可原位形成。例如，如上文所述，可使用壓縮模製製程來形成具有具錐狀側壁之連續突起圖案之研磨表面的研磨墊。藉由使用模製製程，可在墊內達成高度均勻突起尺寸。此外，可產生再現性極高之突起尺寸以及極平滑之清潔突起表面。其他優點可包括減少缺陷及微劃痕及較大可用突起深度。在特別可用之實施例中，藉由形成具有向外呈錐狀之側壁之突起，促進在模製製程期間自製造模具脫模。例如，當模製蓋中之相應溝槽接近圖案之最外部分時，其變寬。對應於複數個突起之蓋之變寬外部部分 可為自模具圖案移除經模製之部分或完全固化之研磨墊提供方便。
本文所述研磨墊可適於與多種化學機械研磨裝置一起使用。作為實例，圖12圖解說明根據本發明實施例之研磨裝置之等角側視圖，該研磨裝置與具有具錐狀側壁的連續突起之研磨表面之研磨墊相容。
參照圖12，研磨裝置1200包括台板1204。台板1204之頂表面1202可用於支撐上面具有研磨突起圖案之研磨墊。台板1204可經組態以提供心軸旋轉1206及滑件振盪1208。在使用研磨墊研磨半導體晶圓期間，試樣載體1210用於將例如半導體晶圓1211固持在適當位置。試樣載體1210進一步由懸置機構1212支撐。在研磨半導體晶圓之前及期間，包括漿液進料1214以為研磨墊表面提供漿液。亦可包括修整單元1290，且在一個實施例中，修整單元1290包括用於修整研磨墊之金剛石尖。
因此，已揭示具有具錐狀側壁的連續突起之研磨表面的研磨墊。根據本發明實施例，用於研磨基板之研磨墊包括具有與背表面相對之研磨側面之研磨主體。研磨墊亦包括具有複數個與研磨主體之研磨側連續之突起的研磨表面。每一突起具有位於研磨主體遠端之平坦表面及自平坦表面向外呈錐狀朝向研磨主體之側壁。在一個實施例中，每一突起之側壁係平面的。在一個實施例中，每一突起之側壁係彎曲的。在一個實施例中，每一突起之側壁係階梯式的。

Claims (68)

  1. 一種用於研磨基板之研磨墊，該研磨墊包含：研磨主體，其具有與背表面相對之研磨側；研磨表面，其包含複數個與該研磨主體之該研磨側連續之突起，每一突起包含位於該研磨主體遠端之平坦表面及自該平坦表面朝向該研磨主體向外呈錐狀之側壁；及實心環，其涵蓋於該研磨主體之該研磨側之最外邊緣處之該複數個突起，該實心環與該研磨主體之該研磨側係連續的，且具有沿著該複數個突起之堆積圖案靠近該實心環以交錯配置終止，以形成沿著突起圖案之等高線之不規則內部形狀。
  2. 如請求項1之研磨墊，其中每一突起之該等側壁係平面的。
  3. 如請求項2之研磨墊，其中該等側壁以與該研磨主體之該研磨表面之法線成小於約30度之角度呈錐狀。
  4. 如請求項3之研磨墊，其中該等側壁以與該研磨主體之該研磨表面之法線成大約0.1度至10度範圍內之角度呈錐狀。
  5. 如請求項1之研磨墊，其中每一突起之該等側壁係彎曲的。
  6. 如請求項1之研磨墊，其中每一突起之該等側壁係階梯式的。
  7. 如請求項1之研磨墊，其中該複數個突起中每一者之該平坦表面具有選自由圓形、橢圓形及多邊形組成之群之形狀。
  8. 如請求項1之研磨墊，其中該複數個突起係以六邊形堆積圖案配置。
  9. 如請求項8之研磨墊，其進一步包含：按鈕區，其佈置於該複數個突起之該六邊形堆積圖案內之中心，該按鈕區具有六邊形形狀。
  10. 如請求項9之研磨墊，其中該按鈕區進一步包含於該六邊形形狀之一側上之三角形計時標記。
  11. 如請求項1之研磨墊，其中該複數個突起係以正方形堆積圖案配置。
  12. 如請求項1之研磨墊，其中該複數個突起係以複數個高密度區配置，該複數個高密度區在高密度區內之毗鄰突起之間之間隔小於在毗鄰高密度區之毗鄰突起之間之間隔。
  13. 如請求項12之研磨墊，其中每一高密度區之該等突起係以六邊形堆積圖案配置。
  14. 如請求項13之研磨墊，其中該等高密度區中之每一者為實質上正方形或矩形，且該複數個高密度區之該等高密度區中每一者之間之間隔係基於X-Y柵格圖案。
  15. 如請求項13之研磨墊，其中該等高密度區中之每一者具有選自由三角形、菱形及條形組成之群之形狀。
  16. 如請求項15之研磨墊，其中該等高密度區中之該每一者具有菱形形狀，且該研磨墊每旋轉60度即重複複數個該等高密度區之子圖案。
  17. 如請求項1之研磨墊，其中該複數個突起中之每一者靠近該研磨主體具有大約在1毫米至30毫米範圍內之最大橫向尺寸，且彼此間之間隔靠近該研磨主體大約在0.1毫米至3毫米範圍內。
  18. 如請求項1之研磨墊，其中該複數個突起之第一部分之每一突起靠近該研磨主體具有第一最大橫向尺寸，且該複數個突起之第二部分之每一突起靠近該研磨主體具有第二不同之最大橫向尺寸。
  19. 如請求項18之研磨墊，其中該複數個突起之圖案包含靠近該研磨主體具有約10毫米之最大橫向尺寸之突起，該突起由複數個各自靠近該研磨主體具有約1毫米之最大橫向尺寸之突起包圍。
  20. 如請求項1之研磨墊，其中該複數個突起之第一部分之每一突起的該平坦表面具有第一形狀，且該複數個突起之第二部分之每一突起的該平坦表面具有第二不同形狀。
  21. 如請求項1之研磨墊，其中該複數個突起之總表面積係大約在該研磨主體之該研磨側之總表面積之40%至80%範圍內之部分。
  22. 如請求項1之研磨墊，其中該複數個突起中每一者之高度係大約在0.5毫米至1毫米範圍內。
  23. 如請求項1之研磨墊，其中對於具有大約在29英吋至32英吋範圍內之直徑之研磨墊而言，該複數個突起包含大約在50,000個至200,000個之間之突起。
  24. 如請求項1之研磨墊，其中該複數個突起具有隨機圖案。
  25. 如請求項1之研磨墊，其中該複數個突起之第一部分之每一突起具有自該研磨主體之第一高度，且該複數個突起之第二部分之每一突起具有自該研磨主體之第二不同高度，但所有該複數個突起皆在該研磨主體遠端實質上共面。
  26. 如請求項1之研磨墊，其中該研磨主體及該研磨表面一起為均質及整體的。
  27. 如請求項26之研磨墊，其中該研磨主體及該研磨表面包含經模製聚胺基甲酸酯材料。
  28. 如請求項27之研磨墊，其中該經模製聚胺基甲酸酯材料具有大約在6%至50%總孔隙體積範圍內之封閉室孔之孔密度。
  29. 如請求項1之研磨墊，其進一步包含：基礎層，其佈置於該研磨主體之該背表面上。
  30. 如請求項1之研磨墊，其進一步包含：檢測區，其佈置於該研磨主體之該背表面上。
  31. 如請求項1之研磨墊，其進一步包含：孔口，其佈置於該研磨表面及該研磨主體中；及黏著片，其佈置於該研磨主體之該背表面上，該黏著片在該研磨主體之該背表面處為該孔口提供不透性密封。
  32. 如請求項1之研磨墊，其進一步包含：子墊，其佈置於該研磨主體之該背表面上。
  33. 如請求項1之研磨墊，其進一步包含：局部區域透明(LAT)區，其佈置於該研磨主體中，該LAT區中斷該複數個突起之圖案。
  34. 如請求項1之研磨墊，其中對於每一突起而言，該等側壁中每一者之一部分底切該平坦表面。
  35. 一種用於研磨基板之研磨墊，該研磨墊包含：研磨主體，其具有與背表面相對之研磨側；研磨表面，其包含複數個與該研磨主體之該研磨側連續之突起，每一突起具有在該研磨表面之最外平面中之經修改四邊形多邊形形狀及自該最外平面朝向該研磨主體向外呈錐狀之側壁；及實心環，其涵蓋於該研磨主體之該研磨側之最外邊緣處之該複數個突起，該實心環與該研磨主體之該研磨側係連續的，且具有沿著該複數個突起之堆積圖案靠近該實心環以交錯配置終止，以形成沿著突起圖案之等高線之不規則內部形狀。
  36. 如請求項35之研磨墊，其中每一突起之該等側壁係平面的。
  37. 如請求項36之研磨墊，其中該等側壁以與該研磨主體之該研磨表面之法線成小於約30度之角度呈錐狀。
  38. 如請求項37之研磨墊，其中該等側壁以與該研磨主體之該研磨表面之法線成大約0.1度至10度範圍內之角度呈錐狀。
  39. 如請求項35之研磨墊，其中每一突起之該等側壁係彎曲的。
  40. 如請求項35之研磨墊，其中每一突起之該等側壁係階梯式的。
  41. 如請求項35之研磨墊，其中該經修改四邊形多邊形形狀係選自由具有一或多個圓角之四邊形多邊形、具有一或多個凹口拐角之四邊形多邊形及具有一或多個弧形邊之四邊形多邊形組成之群。
  42. 如請求項35之研磨墊，其中該經修改四邊形多邊形形狀係選自由經修改正方形形狀、經修改矩形形狀、經修改菱形形狀及經修改梯形形狀組成之群。
  43. 如請求項35之研磨墊，其中該經修改四邊形多邊形形狀係全部4個角皆為圓形之正方形。
  44. 如請求項35之研磨墊，其中該經修改四邊形多邊形形狀係全部4個角皆有凹口之正方形。
  45. 如請求項35之研磨墊，其中該複數個突起係以X-Y柵格圖案配置。
  46. 如請求項45之研磨墊，其中連續溝槽佈置於該實心環與該複數個突起之間。
  47. 如請求項45之研磨墊，其進一步包含：按鈕區，其佈置於該複數個突起之該X-Y柵格圖案內之中心，該按鈕區具有具凹口拐角之正方形形狀。
  48. 如請求項47之研磨墊，其中該按鈕區進一步包含於該正方形形狀之一側上之計時標記。
  49. 如請求項35之研磨墊，其中該複數個突起係以複數個高密度區配置，該複數個高密度區在高密度區內之毗鄰突起之間之間隔小於在毗鄰高密度區之毗鄰突起之間之間隔。
  50. 如請求項49之研磨墊，其中該等高密度區中之每一者為實質上正方形或矩形，且該複數個高密度區之該等高密度區中每一者之間之間隔形成X-Y柵格圖案。
  51. 如請求項35之研磨墊，其中該複數個突起中之每一者靠近該研磨主體具有大約在1毫米至30毫米範圍內之最大橫向尺寸，且彼此間之間隔靠近該研磨主體大約在0.1毫米至3毫米範圍內。
  52. 如請求項35之研磨墊，其中該複數個突起之第一部分之每一突起靠近該研磨主體具有第一最大橫向尺寸，且該複數個突起之第二部分之每一突起靠近該研磨主體具有第二不同之最大橫向尺寸。
  53. 如請求項52之研磨墊，其中該複數個突起之圖案包含靠近該研磨主體具有約10毫米之最大橫向尺寸之突起，該突起由複數個各自靠近該研磨主體具有約1毫米之最大橫向尺寸之突起包圍。
  54. 如請求項35之研磨墊，其中該複數個突起之第一部分之每一突起在該研磨表面之該最外平面中具有第一形狀，且該複數個突起之第二部分之每一突起在該研磨表面之該最外平面中具有第二不同形狀。
  55. 如請求項35之研磨墊，其中該複數個突起之總表面積係大約在該研磨主體之該研磨側之總表面積之40%至80%範圍內的部分。
  56. 如請求項35之研磨墊，其中該複數個突起中每一者之高度係大約在0.5毫米至1毫米範圍內。
  57. 如請求項35之研磨墊，其中對於具有大約在29英吋至32英吋範圍內之直徑之研磨墊而言，該複數個突起包含大約在50,000個與200,000個之間之突起。
  58. 如請求項35之研磨墊，其中該複數個突起具有隨機圖案。
  59. 如請求項35之研磨墊，其中該複數個突起之第一部分之每一突起具有自該研磨主體之第一高度，且該複數個突起之第二部分之每一突起具有自該研磨主體之第二不同高度，但所有該複數個突起皆在該研磨主體遠端實質上共面。
  60. 如請求項35之研磨墊，其中該研磨主體及該研磨表面一起為均質及整體的。
  61. 如請求項60之研磨墊，其中該研磨主體及該研磨表面包含經模製聚胺基甲酸酯材料。
  62. 如請求項61之研磨墊，其中該經模製聚胺基甲酸酯材料具有大約在6%至50%總孔隙體積範圍內之封閉室孔之孔密度。
  63. 如請求項35之研磨墊，其進一步包含：基礎層，其佈置於該研磨主體之該背表面上。
  64. 如請求項35之研磨墊，其進一步包含：檢測區，其佈置於該研磨主體之該背表面上。
  65. 如請求項35之研磨墊，其進一步包含：孔口，其佈置於該研磨表面及該研磨主體中；及黏著片，其佈置於該研磨主體之該背表面上，該黏著片在該研磨主體之該背表面處為該孔口提供不透性密封。
  66. 如請求項35之研磨墊，其進一步包含：子墊，其佈置於該研磨主體之該背表面上。
  67. 如請求項35之研磨墊，其進一步包含：局部區域透明(LAT)區，其佈置於該研磨主體中，該LAT區中斷該複數個突起之圖案。
  68. 如請求項35之研磨墊，其中對於每一突起而言，該等側壁中每一者之一部分底切該最外平面。
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