專利名稱：耐腐蝕性cmp修整工件及其制造和使用方法
耐腐蝕性CMP修整工件及其制造和使用方法相關(guān)申請本申請根據(jù)35 USC 119(e)要求⑴于2009年6月2日提交的、標(biāo)題為“耐腐蝕性CMP修整工具及其制造和使用方法”的美國臨時專利申請?zhí)?1/183，觀4，以及(ii)于 2009年8月21日提交的、標(biāo)題為“用作化學(xué)機(jī)械平坦化墊修整器的研磨工具”的美國臨時專利申請?zhí)?1/235，980的權(quán)益，將這兩個申請通過引用以其全文結(jié)合在此。
背景技術(shù)：
化學(xué)機(jī)械拋光或平坦化(CMP)工藝是用來在多種材料(包括半導(dǎo)體晶片、玻璃、硬盤基片、藍(lán)寶石晶片和窗戶、塑料等等)上生產(chǎn)平坦的(平面的)表面。典型地，CMP工藝涉及使用一個聚合物墊和一種漿料，該漿料包含松散的磨料顆粒以及其他化學(xué)添加劑來使得通過化學(xué)和機(jī)械作用進(jìn)行的去除過程是有可能的。在該過程中，將該拋光墊用拋光殘余物變成光滑的并且典型地使用一個修整器來修整或整修這些拋光墊。一般，用于修整CMP墊的工具，也被稱為CMP修整器或CMP整修器， 是通過使用一種金屬粘結(jié)劑(電鍍的、硬釬焊的或燒結(jié)的)來將磨料顆粒固定到一個預(yù)成型件上并且產(chǎn)生一個可以修整拋光墊的工具表面而制造的。在某些情況下，該修整器不僅修整了該墊的變光滑的表面并且還可能產(chǎn)生可以影響晶片表面品質(zhì)的墊紋理或形貌。對拋光墊的不恰當(dāng)?shù)男拚稍诒粧伖獾木砻嫔袭a(chǎn)生微刮痕并且增加表面凹陷?；诓讳P鋼基底并且通過硬釬焊或粉末金屬燒結(jié)技術(shù)制造的CMP修整器傾向于在高腐蝕環(huán)境中，如高酸性的鎢(W)或銅(Cu)漿料中，是易受化學(xué)侵蝕的，從而導(dǎo)致該修整器的過早失效。例如，硬釬焊組分如鎳(M)、鉻(Cr)、及其他物質(zhì)被從該結(jié)合體系中浸取出來，從而形成一種多孔的金屬粘結(jié)微結(jié)構(gòu)，通常是在表面以及次表面水平兩者上。進(jìn)而，這由于增加的表面積而加速了腐蝕過程。在所施加的CMP漿料中更高的痕量金屬含量也能夠?qū)е聺撛诘木廴尽?br>
發(fā)明內(nèi)容
因此，對于用于將上述腐蝕作用減小或最小化的修整拋光墊的工具和技術(shù)存在一
種需要。本發(fā)明的一些方面涉及一種用于修整CMP墊的工具。在具體實(shí)現(xiàn)方式中，該工具具有兩個(第一和第二)工作(研磨)表面，它們是彼此相反的。也可以利用其中僅僅一個表面是研磨表面的工具。這些研磨工具中的一些包括一個板或夾持件以及用于將該工具的磨料部分與該板可拆卸地聯(lián)接的適當(dāng)裝置。該工具的一個或多個部分被涂覆了。在一些情況下，與CMP流體接觸的所有含金屬的表面都被涂覆了。在其他情況下，這整個工具，包括例如所有研磨表面、非工作表面、例如側(cè)表面或不包括磨料顆粒的表面、板(在采用這樣的夾具的其他設(shè)計(jì)中)等等，都被涂覆了。該涂層可以是一個氟化的納米復(fù)合材料涂層，例如一種含碳、硅、氧以及摻雜的氟的納米復(fù)合材料。在該涂層中也可以存在氫或另外的摻雜劑。其他適當(dāng)?shù)耐繉影ň酆衔?、類金剛石碳、氟化的納米復(fù)合材料、電鍍金屬以及其他物質(zhì)。在一個實(shí)例中，該涂層是疏水的。 在另一個實(shí)例中，該涂層具有耐腐蝕特性。在一個實(shí)施方案中，一種用于修整CMP墊的工具包括通過一種金屬粘結(jié)劑而聯(lián)接到一個基底上的磨料顆粒以及在該工具的一個或多個表面上的一個涂層。在某些實(shí)現(xiàn)方式中，這些磨料顆粒具有一個選定的最大直徑以及一個選定的尺寸范圍、并且通過該粘結(jié)劑以一種單層陣列粘附在該基底上，其特征在于這些磨料顆粒是根據(jù)一種非均勻圖案在該陣列中定向，該圖案具有圍繞每個磨料顆粒的一個隔離區(qū)，每個隔離區(qū)具有一個最小直徑，該最小直徑超過所希望的磨料顆粒的砂礫尺寸的最大直徑。本發(fā)明的其他方面涉及一種制造用于整修CMP墊的工具的方法。在一個實(shí)施方案中，一種制造用于修整CMP墊的研磨工具的方法(該工具具有多個單獨(dú)的磨料顆粒，這些磨料顆粒被布置在受控的、隨機(jī)的空間陣列中，使得這些單獨(dú)顆粒是不相鄰的)包括(i)將多個磨料顆粒聯(lián)接到一個基底上以形成一個燒制的工具，其中該工具是通過如下工藝制備的，該工藝包括(a)選擇具有限定的尺寸和形狀的一個二維平面區(qū)域；(b)選擇用于該平面區(qū)域的一個希望的磨料顆粒的砂礫尺寸和濃度；(c)隨機(jī)產(chǎn)生一系列二維坐標(biāo)值；(d)將每對隨機(jī)產(chǎn)生的坐標(biāo)值限制在與任何相鄰的坐標(biāo)值對相差一個最小值(k)的坐標(biāo)值上；(e)產(chǎn)生這些限定的、隨機(jī)產(chǎn)生的坐標(biāo)值的陣列，這個陣列具有足夠的對數(shù)，將其作為點(diǎn)繪制在一個曲線圖上，以給出對于選定的二維平面區(qū)域以及選定的磨料顆粒砂礫尺寸而言希望的磨料顆粒濃度；并且(f)將一個磨料顆粒的中心置于該陣列上的每一個點(diǎn)處；(ii)燒制該工具；并且(iii)在該燒制的工具的至少一個表面上施加一個涂層。在另一個實(shí)施方案中，一種用于制造研磨工具(具有多個單獨(dú)的磨料顆粒，這些磨料顆粒被布置在一個受控的、隨機(jī)的空間陣列中，使得這些單獨(dú)顆粒是不相鄰的)的方法包括(i)將磨料顆粒聯(lián)接到一個基底上以形成一個燒制的工具，其中該工具是通過如下工藝制備的，該工藝包括以下步驟(a)選擇具有限定的尺寸和形狀的一個二維平面區(qū)域；(b)選擇用于該平面區(qū)域的所希望的磨料顆粒的砂礫尺寸和濃度；(c)選擇一系列的坐標(biāo)值對(Xl，yi)，這樣使得沿著至少一條軸線的坐標(biāo)值被限制為一個數(shù)字序列，其中每個值與下一個值相差一個常量；(d)將每個選擇的坐標(biāo)值對(Xl，yi)解除配對以給出一組選定的 X值和一組選定的y值；(e)從X值和ι值的這些組中隨機(jī)選擇一系列的隨機(jī)坐標(biāo)值對(X、 y)，每對具有的坐標(biāo)值與任何相鄰的坐標(biāo)值對的坐標(biāo)值對相差一個最小值(k) ； (f)產(chǎn)生這些隨機(jī)選擇的坐標(biāo)值對的一個具有足夠?qū)?shù)的陣列，將其作為點(diǎn)繪制在一個曲線圖上，以給出用于該選定的二維平面區(qū)域以及選定的磨料顆粒的砂礫尺寸而言希望的磨料顆粒濃度；并且(g)將一個磨料顆粒的中心置于該陣列上的每一個點(diǎn)處；并且(ii)在該工具的一個工作表面上施加一個涂層。在一個進(jìn)一步的實(shí)施方案中，一種制造用于修整CMP墊的研磨工具的方法包括 按如下工藝涂覆一個CMP修整器(它具有通過一種金屬粘結(jié)劑而聯(lián)接在一個基底上的磨料顆粒)，該工藝包括(a)將該CMP修整器定位在一個真空沉積室中；并且(b)在其上通過無團(tuán)簇粒子束的共沉積而沉積一種含碳、硅、氧、氫以及氟的組合物，該粒子束包括離子、原子或碳、硅、氧、氫、以及氟的基團(tuán)，其中每個粒子種類的平均自由路程超過了其來源與該修整器的生長的粒子涂覆表面之間的距離。
在又一個實(shí)施方案中，一種制造用于修整CMP墊的方法包括涂覆一個CMP修整器的至少一個表面，該表面包括通過一種金屬粘結(jié)劑聯(lián)接到一個基底上的多個磨料顆粒，其工藝包括對該CMP修整器的該至少一個表面通過離子、原子或相關(guān)元素基團(tuán)的無團(tuán)簇射束的共沉積來施加一個氟摻雜的納米復(fù)合材料涂層，其中每個粒子種類的平均自由路程優(yōu)選地超過了其來源與該生長的粒子涂覆表面之間的距離，并且每個射束包含具有明確定義的能量的粒子。本發(fā)明的另外的方面涉及一種用于修整CMP墊的方法。在一個實(shí)施方案中，一種用于修整CMP墊的方法包括用一種工具整修該CMP墊的一個表面，該工具包括(a)通過一種金屬粘結(jié)劑聯(lián)接到一個基底上的磨料顆粒，這些磨料顆粒具有一個選定的最大直徑以及一個選定的尺寸范圍，并且這些磨料顆粒通過該粘結(jié)劑以一種單層陣列粘附在該基底上，其特征在于這些磨料顆粒是根據(jù)一種非均勻圖案在該陣列中定向，該圖案具有圍繞每個磨料顆粒的一個隔離區(qū)，每個隔離區(qū)具有一個最小直徑，該最小直徑超過所希望的磨料顆粒的砂礫尺寸的最大直徑；以及(b)在該工具的一個或多個表面上的一個涂層。在另一個實(shí)施方案中，一種用于修整CMP墊的方法包括(a)使一個整修器與該 CMP墊相接觸，其中該整修器包括通過一種金屬粘結(jié)劑聯(lián)接到一個基底上的磨料顆粒以及在該整修器的一個或多個表面上的、包含碳、硅、氧、氫、以及氟的一個納米復(fù)合材料涂層； 并且(b)對該CMP墊的一個工作表面進(jìn)行再磨光，由此修整所述墊。在一個進(jìn)一步的實(shí)施方案中，一種整修CMP墊的方法包括將一個磨料物品聯(lián)接到一個整修機(jī)器上，該磨料物品包括一個基底，該基底具有一個第一主表面以及與該第一主表面相反的一個第二主表面，其中該磨料物品包括在該基底的第一主表面上的一個第一磨料表面、以及在該基底的第二主表面上的一個第二磨料表面，所述磨料表面中至少一個被涂覆了，并且其中該磨料物品被安裝在該整修機(jī)器上以暴露該第一磨料表面；將該第一磨料表面與一個第一 CMP墊的一個表面相接觸并且將該第一 CMP墊相對于該第一磨料表面進(jìn)行移動以修整該第一 CMP墊；將該磨料物品反轉(zhuǎn)以暴露該第二磨料表面；并且將該第二磨料表面與一個第二 CMP墊的一個表面相接觸并且將該第二 CMP墊相對于該第二磨料表面進(jìn)行移動以修整該第二 CMP墊。本發(fā)明可以用許多類型的CMP整修器來實(shí)施并且具有許多優(yōu)點(diǎn)。例如，用于修整 CMP墊的工具配備有一個優(yōu)選疏水的涂層，由此減小或最小化CMP殘余物集聚以及磨損薄膜的形成。其結(jié)果是，該整修器的性能可以被最大化或增強(qiáng)，因?yàn)榻饎偸瞧鹱饔玫闹敝了泄ぷ鞯匿J利邊緣都變鈍。在此描述的涂覆的CMP修整器優(yōu)選是耐腐蝕和/或侵蝕、剝落或?qū)与x的。所采用的涂層中某些是特別硬且持久的并且可以如希望的“被調(diào)整“或改變，例如通過操控它們的化學(xué)組成，以得到對于具體CMP應(yīng)用而言最好的特性組合。所描述的涂層中某些(例如，F(xiàn)-DNC,在下面進(jìn)一步討論)的惰性性質(zhì)使得CMP整修器特別好地適用于苛刻的CMP應(yīng)用，如W或Cu CMP。一方面，該涂層本身不與低-PH的金屬CMP漿料反應(yīng)；另一方面，該疏水性涂層還可以防止合金組分從次表面硬釬焊微結(jié)構(gòu)的化學(xué)浸取。因此可以實(shí)現(xiàn)拋光的晶片表面上最小化的金屬污染。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，在此討論的工具對CMP環(huán)境特別有用，例如像在層間絕緣(ILD)或淺槽隔離(STI)應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)的。


在附圖中，貫穿不同視圖的參考符號指代相同的部分。這些圖不一定是按比例繪制的；反而重點(diǎn)放在說明本發(fā)明的原則上。在附圖中圖1包括一個研磨工具的一部分的截面圖示。圖2是一張掃描電子顯微鏡圖像，示出了在W2000漿料中浸泡之后整修器表面上的一個多孔的金屬粘結(jié)劑微結(jié)構(gòu)(在表面和次表面水平上)。圖3是一張圖像，示出了靜止在一個F-DNC涂覆的整修器表面上的水滴。圖4是一張圖像，示出了靜止在一個F-DNC涂覆的整修器表面上的水滴。圖5示出了一個F-DNC涂覆的整修器表面的接觸角測量結(jié)果。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明總體上涉及用于修整CMP墊的工具、制造方法以及使用此工具的方法。在一個實(shí)施方案中，本發(fā)明針對一種用于修整CMP墊的工具。該工具包括聯(lián)接在一個支持構(gòu)件(在此也稱為基底)上的多個磨料顆粒以及一個涂層。典型地，在用于修整CMP墊的工具中使用的支持構(gòu)件具有至少兩個典型地彼此相反的側(cè)面或面(例如前面和后面)，在此也稱為主表面。盤狀或圓柱形狀是典型的但也可以使用其他構(gòu)型。該支持件的前側(cè)和后側(cè)是基本上相互平行并且在一些情況下，將該工具制成具有小于約0. 002英寸的不平整度。例如，該工具可以具有小于約0. 01英寸的不平整度，并且在某些情況下是小于約0. 002英寸。支持構(gòu)件可以整體或部分地由金屬合金、聚合物材料或金屬、金屬合金和/或聚合物的組合制成。還可以采用其他材料。典型地，該支持構(gòu)件(或基底)是由適合于經(jīng)受酷烈的研磨過程的一種材料制成的。例如，該基底可以使用具有至少2E3MPa的彈性模量的材料。在其他實(shí)施方案中，該基底可以由一種具有更大彈性模量的材料制成，例如在至少約 5E3MPa的量級上，如至少約lE4MPa、或甚至是至少約lE5MPa。在具體的情況下，該基底材料具有的彈性模量在約2E3MPa與約4E5之間的范圍內(nèi)。多個磨料顆粒(粒料或砂礫)聯(lián)接在該支持構(gòu)件的一個或多個表面上。用于修整CMP墊的工具可以使用超級磨料，例如金剛石，例如天然或合成的立方氮化硼(CBN)，或其他磨料如氧化物，例如氧化鋁、硅石，硼化物，氮化物，碳化物，例如碳化硅、碳基結(jié)構(gòu)(包括人造的碳基材料，如富勒烯)，或不同類型的磨料和/或超級磨料的組合。在特定的實(shí)施方式中，將金剛石磨料顆粒聯(lián)接(附接)到一個由不銹鋼制成的基底上，例如一個盤狀的基底。這些磨料顆粒具有適合于一種特定應(yīng)用的尺寸。在一些CMP修整器中，例如，至少 50% (按重量計(jì))的磨料微粒如金剛石微粒，具有小于75微米(μπι)的微粒尺寸。在其他實(shí)例中，至少約95% (按重量計(jì))的磨料微粒具有小于約85 μπι的微粒尺寸。在其他實(shí)現(xiàn)方式中，這些磨料顆粒具有小于約250微米的平均砂礫尺寸。在某些情況下，可以使用更小的磨料顆粒，使得該平均砂礫大小是不大于約200微米、不大于約 100微米、或甚至不大于約50微米。在具體實(shí)例中，這些磨料顆粒可以具有的平均砂礫大小是在約1微米與約250微米之間的范圍內(nèi)，例如在約1微米與約100微米之間的范圍內(nèi)。
在一個實(shí)施方案中，將磨料顆粒聯(lián)接在一側(cè)上，而第二側(cè)配備有一種金屬粘結(jié)劑， 該金屬粘結(jié)劑不含磨料顆粒或包含惰性的(相對于工具制造工藝而言)填料微粒?？梢圆捎闷渌才拧＠?009年12月31日提交的、標(biāo)題為“用作化學(xué)平坦化墊修整器的研磨工具”的美國專利申請?zhí)?2/651，326(通過引用以其全文結(jié)合在此)描述了一種用作CMP墊修整器(整修器)的研磨工具，該研磨工具包括具有兩個(第一和第二)研磨表面的一種磨料物品。該工具可以配備有用于可拆卸地聯(lián)接該磨料物品與一個夾具或板 (在此也稱為夾持件)的聯(lián)接裝置，該聯(lián)接裝置可以由金屬、金屬合金、聚合物或其組合制成。在一些情況下，該板包括過渡金屬元素。該研磨工具可以包括不同類型的接合結(jié)構(gòu)，這些接合結(jié)構(gòu)有助于移除和/或反轉(zhuǎn)該研磨工具這樣使得第一及第二磨料表面均是可用的。例如，一種用作CMP墊修整器的研磨工具包括一個板以及一個磨料物品，該磨料物品包括一個基底，該基底具有一個第一主表面以及與該第一主表面相反的一個第二主表面。該CMP墊修整器還包括附接到該第一主表面上的一個第一磨料顆粒層、附接到該第二主表面上的一個第二磨料顆粒層、以及被配置為接合該板的一部分并且可拆卸地聯(lián)接該磨料物品與板的一個接合結(jié)構(gòu)。其他實(shí)例涉及一種用作CMP墊修整器的研磨工具，該研磨工具包括一個板以及一個磨料物品，該磨料物品具有一個基底，該基底包括一個第一主表面以及與該第一主表面相反的一個第二主表面、一個附接到該第一主表面上的第一磨料顆粒層、以及一個附接到該第二主表面上的第二磨料顆粒層。該研磨工具被形成為使得該板和磨料物品是通過一個聯(lián)接機(jī)構(gòu)可拆卸地聯(lián)接的。圖1示出了可以采用的一種研磨工具的截面圖示。具體地，研磨工具300包括可拆卸地聯(lián)接到一個板301上的磨料物品250。該磨料物品250可以包括一個基底210，該基底具有一個第一主表面202和一個與第一主表面202相反的第二主表面204，它們通過側(cè)表面連接在一起。該磨料物品250進(jìn)一步包括一個覆蓋并且抵靠該第一主表面202的第一粘結(jié)層203、以及包含在該粘結(jié)層203內(nèi)的一個第一磨料顆粒層221，這樣這些磨料顆粒被固定到該基底201上。還展示了覆蓋并且抵靠該第二主表面204的一個第二粘結(jié)層205、以及包含在該粘結(jié)層205內(nèi)的一個第二磨料顆粒層223，這樣這些磨料顆粒被固定到該基底201 上。板301包括一個凹陷304，該凹陷延伸進(jìn)入板301的內(nèi)部并且被配置為提供一個用于可拆卸地聯(lián)接該磨料物品201的空間。該板301和磨料物品300通過聯(lián)接機(jī)構(gòu)351和 352而彼此可拆卸地聯(lián)接，這些聯(lián)接機(jī)構(gòu)包括磨料物品250的接合結(jié)構(gòu)257和258，這些接合結(jié)構(gòu)與該板301的互補(bǔ)聯(lián)接表面261及262相接合。也就是，板301具有特定的形狀以及聯(lián)接表面261和沈2，它們被特別地設(shè)計(jì)為可拆卸地聯(lián)接到磨料物品250上，該磨料物品具有結(jié)合了磨料顆粒的第一及第二工作表面。如所展示的，該研磨工具300包括了具有一個凹陷304的一個板301，該板使得該磨料物品250可以被可拆卸地聯(lián)接到板301上的凹陷304內(nèi)。根據(jù)一個具體實(shí)施方案，該凹陷304具有一個深度305，如在板301的上表面331與凹陷304的底表面309之間測量的。 值得注意地，凹陷304的深度305可以顯著地大于磨料物品200的高度335，這樣包含在該凹陷304內(nèi)的磨料顆粒層223與底表面309間隔開。這樣一種安排有助于將底表面309與第一磨料顆粒層223之間充分隔開，以避免磨料顆粒223的破壞、變鈍、或其特征及取向的改變。 如進(jìn)一步展示的，該研磨工具300被設(shè)計(jì)為使得磨料物品250具體地被置于板301 的凹陷304內(nèi)。也就是說，該基底201的上部主表面202可以與板301的上表面331平齊， 使得僅有粘結(jié)層203和磨料顆粒層221延伸超過該板301的上表面331。這樣一種構(gòu)型有助于在修整過程中磨料顆粒層221的接合以及在整修操作過程中板301的上表面331與墊之間的恰當(dāng)間隔。磨料物品250與板301之間以這樣一種方式的定向可以由聯(lián)接機(jī)構(gòu)351 和352協(xié)助，這些聯(lián)接機(jī)構(gòu)有助于固定在該磨料物品250與板301之間的定向。該板可以包括一種適合用于CMP加工的材料。例如，該板301可以包括與該基底或支持構(gòu)件中所使用的相同的材料。在特定的實(shí)現(xiàn)方式中，該板301是由具有適當(dāng)機(jī)械特征(如至少2E3MI^的彈性模量)的一種材料形成。例如，板301可以由具有的彈性模量在約2E3MPa和約4E5MPa之間的范圍內(nèi)的一種材料制成。一些適合用作板301的材料可以包括金屬類、金屬合金類、聚合物類以及它們的組合。例如，在某些實(shí)施方案中，該板301是由金屬材料制成的，例如一種金屬合金，并且特別地包括過渡金屬元素。作為替代方案，該板301可以包括一種聚合物材料使得該板是由耐用的聚合物(例如一種熱塑性塑料、熱固性物質(zhì)或樹脂材料)制成。在某些實(shí)施方案中，該板301被設(shè)計(jì)為要經(jīng)受反復(fù)的CMP加工和整修過程。也就是說，旨在使板301是一個可重復(fù)使用的構(gòu)件，這樣它在被更換之前可以經(jīng)受許多次使用。 例如，該板301可以被設(shè)計(jì)為使得它是在超過磨料物品250的壽命的一個壽命內(nèi)可重復(fù)使用的。該板301可以包括被配置用于與典型地設(shè)計(jì)來保持修理器的一個夾具相接合的凹陷302和303，這樣該板301及磨料物品250可以根據(jù)一個整修操作來轉(zhuǎn)動。將了解的是雖然板301被展示為具有用于與一個夾具相接合的凹陷302和303，但可以使用其他的接合結(jié)構(gòu)，如穿過板301的中央的一個軸桿孔或適當(dāng)?shù)乇辉O(shè)計(jì)為使得板301可以繞磨料物品 200旋轉(zhuǎn)從而修整和整修CMP墊的其他結(jié)構(gòu)?？梢允褂貌煌b置來將該磨料物品聯(lián)接到該板上，例如在2009年12月31日提交的、標(biāo)題為“用作化學(xué)平坦化墊修整器的研磨工具”的美國專利申請?zhí)?2/651，326(通過引用以其全文結(jié)合在此)中所描述的。特征和接合結(jié)構(gòu)可以包括多種連接，如過盈配合連接、 閂銷、緊固件、杠桿、夾緊件、卡盤、或其組合。某些聯(lián)接機(jī)構(gòu)可以包括在磨料物品250與板 301之間的磁性聯(lián)接裝置和/或電極聯(lián)接裝置(例如，陽極鍵合)。在一個實(shí)例中，一種研磨工具包括密封裝置，該密封裝置可以減小或最小化CMP 流體和碎屑滲透進(jìn)入在磨料物品250與板301之間的連接物中。另外，此類材料可能在隨后的整修操作中污染其他的墊。密封構(gòu)件可以附接到板301、基底201或二者上。在一種實(shí)現(xiàn)方式中，一個密封構(gòu)件可以沿著該基底201的側(cè)表面206的周邊在一個方向上延伸。也就是說，該密封構(gòu)件可以圍繞基底201的側(cè)表面的整個周邊環(huán)圓周地(在一種圓形基底的情況下)延伸。同樣地，該密封構(gòu)件可以與一個對應(yīng)的凹陷相接合并且沿著基底201的側(cè)表面的周邊(并且特別是整個周邊)延伸。在一個實(shí)例中，該密封構(gòu)件被置于沿著基底201 的側(cè)表面的一個凹陷內(nèi)。在另一個實(shí)例中，一種用作CMP墊修整器的研磨工具包括由一個基底構(gòu)成的磨料物品，該基底具有一個第一主表面以及與該第一主表面相反的一個第二主表面、一個附接到該第一主表面上的第一磨料顆粒層、以及一個附接到該第二主表面上的第二磨料顆粒層。一個板包括一個磁體用于可拆卸地聯(lián)接該板與磨料物品。在又一個實(shí)例中，一種用作CMP墊修整器的研磨工具包括一個含凹陷的板(例如金屬或金屬合金板)、以及可拆卸地聯(lián)接到該凹陷內(nèi)的一個磨料物品。該磨料物品包括一個基底，該基底具有一個第一主表面以及附接在該第一主表面上的一個第一磨料顆粒層。在某些情況下，該第一磨料顆粒層具有不大于約0. 02cm的平面度，如通過光學(xué)自動聚焦技術(shù)測量的。例如，該第一磨料顆粒層具有的平面度可以是不大于約0.01cm、或甚至不大于約 0. 005cm。在一個實(shí)例中，平面度測量結(jié)果是使用光學(xué)自動聚焦技術(shù)來測量多點(diǎn)之間的距離而積累的。此種技術(shù)的一個例子是通常從威優(yōu)工程有限公司(VIEW Engineering，he.)可得的 Benchmark 450 。在一個進(jìn)一步的實(shí)例中，一種CMP墊修整器具有一個基底(支持件)，該基底包括一個第一主表面以及與該第一主表面相反的一個第二主表面、一個附接到該第一主表面上的第一磨料顆粒層、以及一個附接到該第二主表面上的第二磨料顆粒層。該研磨工具可以進(jìn)一步包括在該基底上的一個第一標(biāo)記，該標(biāo)記對應(yīng)于該第一主表面并且標(biāo)識了該第一磨料顆粒層的磨損狀態(tài)。任選地，可以按類似方式設(shè)置標(biāo)記以指示該第二磨料顆粒層的磨損狀態(tài)。此類標(biāo)記可以標(biāo)識該第一和/或第二磨料顆粒層已經(jīng)在修整操作中使用的次數(shù)的數(shù)目和/或可以幫助使用者識別被使用的側(cè)面和未被使用的側(cè)面、并且可以標(biāo)識一個對應(yīng)的磨料顆粒層的剩余可用壽命。該標(biāo)記可以包括物理記號或印制記號，如羅馬數(shù)字，指示對應(yīng)的磨料顆粒層221和223已被使用的次數(shù)的數(shù)目。也可以使用彩色標(biāo)記，其中這些標(biāo)記具有標(biāo)識出對應(yīng)的磨料顆粒層的磨損狀態(tài)的不同顏色狀態(tài)。具體地，這些顏色指示物可以具有不同的顏色狀態(tài)，其中標(biāo)記的顏色隨著重復(fù)暴露于CMP過程中所使用的某些化學(xué)物中而改變。該標(biāo)記可以是一個刻痕或用戶應(yīng)用的材料，例如一塊粘附劑或膠帶或其他標(biāo)識結(jié)構(gòu)，指示了一個磨料顆粒層被使用的次數(shù)的數(shù)目以及最后磨料層的磨損狀態(tài)。磨料物品，例如在2009年12月31日提交的、標(biāo)題為“用作化學(xué)平坦化墊修整器的研磨工具”的美國專利申請?zhí)?2/651，3 (并且通過引用以其全文結(jié)合在此)中披露的那些，可以通過不同的方法來制備。例如，如在美國專利申請?zhí)?2/651，3 中披露的，一種形成磨料物品的方法包括以下步驟將一個第一粘結(jié)層材料置于一個基底的第一主表面上， 其中該基底包括一個接合結(jié)構(gòu)，該接合結(jié)構(gòu)被配置為將該基底可拆卸地聯(lián)接到一個板上； 并且將一個第一磨料顆粒層置于該第一粘結(jié)層材料內(nèi)。該方法進(jìn)一步包括將一種第二粘結(jié)層材料放在該基底的一個第二主表面上，其中該第二主表面與該第一主表面相反；將一個第二磨料顆粒層放在該第二粘結(jié)層材料內(nèi)；并且形成一個CMP墊修整器，該修整器包括由該第一主表面上的第一磨料顆粒層限定的一個第一磨料表面以及由該第二主表面上的第二磨料顆粒層限定的一個第二磨料表面。該第二粘結(jié)層材料的安置可以包括與將該第一粘結(jié)層材料安置在第一主表面上相似或相同的工藝。在具體的過程中，該第二粘結(jié)層的安置可以包括基底的懸置，這樣所完成的第一粘結(jié)層材料以及第一磨料顆粒層不與任何表面相接觸。在形成該第二粘結(jié)層的同時懸置該基底避免了該第一磨料顆粒層的安置或定向方面的改變、或甚至使該第一磨料顆粒層變鈍。該基底可以使用機(jī)械裝置、加壓裝置或類似物進(jìn)行懸置。
包括兩個側(cè)研磨表面的安排可以包括在該支持構(gòu)件的兩個相反的面上相同或不同的研磨材料和/或磨料尺寸。因此，在該第二研磨面上的磨料顆?？梢耘c該第一面上磨料顆粒相同，包括相同類型的材料以及相同的平均砂礫大小。然而，在具體實(shí)施方案中，該第二層的磨料顆粒可以與該第一磨料顆粒層中使用的磨料顆粒不相同。在第一主表面與第二主表面之間使用不同的磨料顆粒可能有助于形成一種能夠進(jìn)行不同整修操作的磨料物品。例如，該第二層的磨料顆粒可以包含一種與該第一層磨料顆粒不同類型的材料。在一些設(shè)計(jì)中，第二層的磨料顆粒可以具有不同的平均砂礫尺寸，以便在相同的CMP墊或一個不同類型的CMP墊上完成不同的整修操作?？梢杂脕韺⒛チ项w粒聯(lián)接或附接到該支持構(gòu)件的至少一個側(cè)面(典型地是該工作表面)、或附接到這兩個側(cè)面(如以上描述的是彼此相反的)上的途徑，包括例如硬釬焊、 電鍍或燒結(jié)(例如，使用金屬粉末技術(shù))。其他類型的粘結(jié)材料包括例如有機(jī)樹脂或陶瓷結(jié)合劑。用來將磨料顆粒附接到一個支持構(gòu)件的多個相反研磨面上的聯(lián)接手段可以是相同或不同的。在一個實(shí)例中，這些磨料顆粒是通過用一種硬釬焊合金進(jìn)行硬釬焊而聯(lián)接的。例如，可以將一個硬釬焊層，例如硬釬焊薄膜，粘結(jié)到該支持構(gòu)件的一個或多個側(cè)面上，然后施加磨料顆粒，例如通過將磨料顆粒定位在這個或這些硬釬焊層上以形成一個生坯部件。 燒制該生坯部件熔化了硬釬焊層并且接著進(jìn)行冷卻，以將磨料顆粒與硬釬焊合金化學(xué)地粘合到該支持構(gòu)件上。典型地用來將磨料顆粒(如金剛石)粘結(jié)到基底(例如，鋼質(zhì)預(yù)成型件)上的金屬粘結(jié)劑的化學(xué)組合物，包括元素Ni電鍍金屬或焊料(braze)，例如來自美國密歇根州麥迪遜海茨市的沃爾科爾莫諾伊公司(Wall Colmonoy Corporation)的 Nicrobmz LM(BNi-2)焊料。在此描述的安排中使用的許多硬釬焊薄膜包括一種具有按重量計(jì)至少約2%的鉻含量的鎳合金。該硬釬焊薄膜可以具有例如在所采用的磨料顆粒的最小微粒尺寸的約與約 60%之間的厚度，并且可以例如是硬釬焊帶、硬釬焊箔片、帶有穿孔的硬釬焊帶、或帶有穿孔的硬釬焊箔片。例如，利用穿孔的薄片，將磨料顆粒定位在一個或多個硬釬焊層上可以包括例如將粘合劑施加到所有的硬釬焊層上；將具有多個開口的一個安置箔片或膠帶定位在每個粘合劑層上；并且使這些磨料微粒與該粘合劑通過這些開口相接觸。在一種實(shí)現(xiàn)方式中，該支持構(gòu)件是不銹鋼盤，該硬釬焊薄膜是硬釬焊箔片并且這些磨料微粒是金剛石。在一種情況下，至少約50% (按重量計(jì))的金剛石獨(dú)立地具有在約 65微米與約75微米之間的微粒尺寸。定位這些磨料微?？梢园ɡ鐚⑦@些磨料微粒施加在一個硬釬焊薄膜的至少一部分之中或之上的多個開口上，其中每個開口被配置為接收一個磨料微粒。將這些磨料微粒施加在一個硬釬焊薄膜的至少一部分之中或之上的多個開口上可以包括例如將一個粘合劑層施加到該硬釬焊薄膜的至少一個部分上，將包括該多個開口中的至少一部分的一個安置引導(dǎo)件定位在該粘合劑層上，并且使這些磨料微粒與該粘合劑通過這些開口進(jìn)行接觸。在另一種途徑中，定位這些磨料微?？梢园ɡ鐚⒄澈蟿┦┘釉谠撚测F焊薄膜的至少一部分上、并且將這些磨料微粒隨機(jī)分布在該粘合劑上。該修整工具可以配備有一種特殊的表面形貌，該表面形貌在被使用時實(shí)現(xiàn)了所希望的墊修整并且CMP修整器可以被制造為具有多種構(gòu)型。這些磨料顆?？梢岳缫砸环N或
14多種圖案的形式來定位，并且進(jìn)而一種圖案可以包括一個或多個子圖案。每個圖案可以具有限定了一個邊緣并且因此限定一種圖案形狀的多個物體?？梢允褂貌煌膱D案形狀。在某些情況下，將該圖案的形狀調(diào)整為與該支持構(gòu)件的側(cè)面的形狀相似(例如，如果該支持構(gòu)件具有圓形側(cè)面，則該圖案具有圓形形狀)?？梢允褂玫膱D案的實(shí)例包括面心立方圖案、立方圖案、六角形圖案、菱形圖案、螺旋圖案、隨機(jī)圖案、或此類圖案的組合。例如，六角形圖案是指如下一種物體安排，其中未限定該圖案邊緣的每個物體具有以等距離環(huán)繞它的六個物體。可以將一個或多個子圖案以及一個或多個隨機(jī)圖案進(jìn)行組合以形成混合圖案。也可以使用隨機(jī)的磨料顆粒圖案(例如， 其中顆粒在基底上隨機(jī)分布)。此類圖案可以包括假隨機(jī)的以及混亂的或分形的圖案。在具有兩個工作(研磨)表面的工具中，可以對僅僅一個或這兩個表面提供圖案。在一個實(shí)例中，一種研磨工具包括由一個基底構(gòu)成的一種CMP墊修整器，該基底具有一個第一主表面以及與該第一主表面相反的一個第二主表面，其中該第一主表面包括一種研磨構(gòu)造，該研磨構(gòu)造包括由第一組凸起的上部部分所限定的一個第一上表面，這些凸起從第一組凹槽所限定的一個下表面延伸，該第一組凹槽分隔了這第一組凸起。該第二主表面包括一種研磨構(gòu)造，該研磨構(gòu)造包括由第二組凸起的上部部分所限定的一個第二上表面，這些凸起從第二組凹槽所限定的一個下表面延伸，該第二組凹槽分隔了這第二組凸起。采用了兩個研磨表面的安排可以使用相同或不同的圖案來在對應(yīng)的表面上形成這些凹槽和凸起的組。傳統(tǒng)地，金剛石顆粒一般以隨機(jī)分布亦或圖案化分布的方式置于一個修整器的表面上。具有一個規(guī)則圖案化的陣列的修整器可以具有處于笛卡爾坐標(biāo)中固有的周期性的金剛石，這可在墊上壓印不希望的規(guī)則性。另一方面，真正隨機(jī)的陣列傾向于產(chǎn)生無金剛石的區(qū)域。圣戈班磨料磨具有限公司(Saint-Gobain Abrasives, Inc.)開發(fā)了一種自避免式隨機(jī)分布(SARD )來克服這些缺點(diǎn)?？傮w上，可設(shè)計(jì)一個SARD 陣列，這樣就不存在重復(fù)圖案，并且也不存在無金剛石的區(qū)域。此外，每個SARD 修整器可以通過精確復(fù)制每個金剛石的位置而被制造以提供就工藝穩(wěn)定性、批與批的一致性以及晶片均勻性而言優(yōu)越的拋光性能。在例如于2009年12月31日提交的、標(biāo)題為“用作化學(xué)平坦化墊修整器的研磨工具”的美國專利申請?zhí)?2/651，3 (并且通過引用以其全文結(jié)合在此)所披露的工具中，可以使用SARD 技術(shù)來產(chǎn)生一個或這兩個研磨表面。根據(jù)SARD 圖案配置的CMP修整工具被描述于例如于2009年3月M日頒給理查W. J.霍爾等人的美國專利號7，507，267中，該專利的傳授內(nèi)容通過引用將其全部結(jié)合在此。在優(yōu)選的方面，一種用于修整CMP墊的工具包括磨料顆粒、粘結(jié)劑以及一個基底， 這些磨料顆粒具有一個選定的最大直徑以及一個選定的尺寸范圍，并這些磨料顆粒是通過該粘結(jié)劑以單層陣列粘附到基底上，其特征在于(a)這些磨料顆粒根據(jù)一個非均勻圖案在該陣列中定向，該圖案具有圍繞每個磨料顆粒的一個隔離區(qū)，并且(b)每個隔離區(qū)具有一個最小半徑，該最小半徑超過所希望的磨料顆粒砂礫尺寸的最大半徑。一種用于制造研磨工具的方法，這些研磨工具具有圍繞每個磨料顆粒的一個選定的隔離區(qū)，這種方法包括以下步驟(a)選擇一個具有限定的尺寸和形狀的二維平面區(qū)域； (b)選擇用于該平面區(qū)域的一個希望的磨料顆粒砂礫尺寸和濃度；(c)隨機(jī)產(chǎn)生一系列二維坐標(biāo)值；(d)將隨機(jī)產(chǎn)生的每對坐標(biāo)值限制在以一個最小值(k)與任何相鄰的坐標(biāo)值對不同的坐標(biāo)值上；(e)產(chǎn)生這些限定的、隨機(jī)產(chǎn)生的坐標(biāo)值的一個陣列，該陣列具有充足的對數(shù)，將其作為點(diǎn)繪制在一個曲線圖上，以產(chǎn)生對于選定的二維平面區(qū)域以及選定的磨料顆粒砂礫尺寸而言所希望的磨料顆粒濃度；并且將一個磨料顆粒的中心置于該陣列上的每一個點(diǎn)處。用于制造研磨工具的另一種方法，這些研磨工具具有圍繞每個磨料顆粒的一個選定的隔離區(qū)，該方法包括以下步驟(a)選擇具有一個限定的尺寸和形狀的二維平面區(qū)域； (b)選擇用于該平面區(qū)域的所希望的磨料顆粒砂礫尺寸和濃度；(c)選擇一系列的坐標(biāo)值對(Xl，yi)，這樣使得沿著至少一條軸線的坐標(biāo)值被限制為一個數(shù)字序列，其中每個值以一個常量不同于下一個值；(d)將每個選擇的坐標(biāo)值對(Xl，yi)解除配對以提供一組選定的χ 值和一組選定的y值；(e)隨機(jī)從χ值和y值的組中選擇一系列的隨機(jī)坐標(biāo)值對(x、y)，每對具有以一個最小值(k)與任何相鄰坐標(biāo)值對的坐標(biāo)值不同的坐標(biāo)值；(f)產(chǎn)生這些隨機(jī)選擇的坐標(biāo)值對的一個陣列，這些坐標(biāo)值具有足夠的對數(shù)，將其作為點(diǎn)繪制成在一條曲線圖上，以產(chǎn)生用于選定的二維平面區(qū)域以及選定的磨料顆粒砂礫尺寸而言所希望的磨料顆粒濃度；并且(g)將一個磨料顆粒的中心置于在該陣列上的每一個點(diǎn)處?？梢詫?shí)現(xiàn)所希望的微粒間的間距，例如通過使用一種磨料安置引導(dǎo)件，該磨料安置引導(dǎo)件具有多個開口與對應(yīng)的開口間間距。在一些情況下，可以將一種特定的圖案整合到該硬釬焊薄膜中。例如，該硬釬焊薄膜(例如箔片)可以配備有希望的圖案的多個開口或穿孔。在優(yōu)選的實(shí)現(xiàn)方式中，每個穿孔的尺寸被確定為保持單個磨料顆粒，這樣使得燒制后這些磨料顆粒形成了基本上類似于開口圖案的一種顆粒圖案。穿孔還可以允許在硬釬焊過程中揮發(fā)的粘合劑的除氣，由此減小了該硬釬焊薄膜的抬升。該工具可以具有大于約4000磨料顆粒/平方英寸(620磨料顆粒/平方厘米或 cm2)的磨料顆粒濃度以及一個顆粒間間距，使得基本上沒有磨料微粒接觸到其他磨料微粒 (例如，按體積計(jì)小于5%的磨料微粒接觸到其他磨料微粒)。在一些這樣的情況下，該磨料微粒濃度是大于約10000磨料顆粒/平方英寸(1550磨料顆粒/cm2)?？梢允褂闷渌愋偷腃MP墊整修器。例如，適當(dāng)?shù)腃MP整修工具描述于在2008年 11月6日公開的、標(biāo)題為“用于化學(xué)機(jī)械平坦化的修整工具和技術(shù)”的美國專利申請公開號 2008/0271384(其傳授內(nèi)容通過引用以其全文結(jié)合在此)以及在2009年2月沈日公開的授予黃(Hwang)等人的、標(biāo)題為“用于下一代氧化物/金屬CMP的優(yōu)化的CMP修整器設(shè)計(jì)” 的美國專利申請公開號2009/0053980(其傳授內(nèi)容通過引用以其全文結(jié)合在此)中。在一個實(shí)現(xiàn)方式中，一種用于CMP墊修整的工具包括磨料顆粒、粘合劑以及一個基底。這些磨料顆粒是由該粘結(jié)劑(例如，硬釬焊帶或硬釬焊箔片)以一個單層陣列粘附到一個基底上的。這些磨料顆粒就顆粒尺寸、顆粒分布、顆粒形狀、顆粒濃度、以及顆粒凸出高度的分布進(jìn)行了優(yōu)化，由此使一種希望的CMP墊構(gòu)造能夠被實(shí)現(xiàn)。這些磨料顆?？梢岳绺鶕?jù)一個非均勻圖案在該陣列中定向，該圖案具有圍繞每個磨料顆粒的一個隔離區(qū)， 并且每個隔離區(qū)具有一個最小半徑，該最小半徑超過所希望的磨料顆粒砂礫尺寸的最大半徑。在一種具體的情況下，至少50% (按重量計(jì))的這些磨料顆粒獨(dú)立地具有小于約75微米的微粒尺寸。在另一個具體的情況中，所希望的CMP墊構(gòu)造是表面精度為小于1. 8微米 (ym)，Ra。在又一個具體的情況中，將這些磨料顆粒粘附到該基底上的粘合劑是硬釬焊帶或硬釬焊箔之一。在一個另外的具體情況中，由該工具提供的希望的CMP拋光墊構(gòu)造是抗磨料附聚的，由此減少在由該墊加工的晶片上的凹形變形。用于CMP墊修整的研磨工具還包括一個涂層。該涂層可以被布置在一個或多個硬釬焊的、燒結(jié)的或電鍍的CMP整修器的表面上。例如，該涂層被施加在一個整修器或修整器的工作表面上、并且任選地施加到其他表面上。在具有單一工作表面的工具中，研磨面和相反的非研磨面均可以被涂覆。一種工具，例如在2009年12月31日提交的、標(biāo)題為“用作化學(xué)平坦化墊修整器的研磨工具”的美國專利申請?zhí)?2/651，326(并且通過引用以其全文結(jié)合在此)中所描述的，可以具有一個或這兩個經(jīng)涂覆的研磨表面。在另外的實(shí)現(xiàn)方式中，該板(夾持件)也部分或整體地被涂覆。在一些情況下，整個工具，包括如在此描述的一個板 (如果使用的話)在內(nèi)，都被涂覆了。在其他情況下，與CMP漿料接觸的所有含金屬的表面都被涂覆了?？梢詫υ揅MP墊修整工具的不同部分施加相同或不同類型的涂層。優(yōu)選地該涂層提供了耐腐蝕性和/或其他特性，例如疏水性、硬度、在所涂覆的表面上的良好粘附性、耐侵蝕、層離或剝落性等等。腐蝕總體上是指金屬或合計(jì)由于與其環(huán)境進(jìn)行一個或多個反應(yīng)而造成的電化學(xué)降解，這通常由于酸或堿的存在而被加速。總體上，一種金屬或合計(jì)的可腐蝕性取決于其在活度序中的位置。腐蝕產(chǎn)物通常呈現(xiàn)金屬氧化物或鹵化物的形式。在CMP應(yīng)用的具體背景下，腐蝕還涉及金屬或合金組分溶解到一種腐蝕性溶液(在此情況下是所采用的化學(xué)漿料)中。這種溶解是由所涉及的金屬/合金組分之間的電化學(xué)勢差而引發(fā)的。例如，該硬釬焊合金中的M和NiSi2相在Cu或W漿料中起不同作用，其中M相一般比NiSi2先被浸取出。CMP應(yīng)用中腐蝕現(xiàn)象的典型結(jié)果包括多孔的金屬粘結(jié)劑微結(jié)構(gòu)，這典型地在表面和次表面水平上發(fā)生，如圖2中所示?？梢圆捎萌舾深愋偷耐繉?。實(shí)例包括但不限于有機(jī)物質(zhì)/聚合物/氟樹脂，例如聚對二甲苯、類金剛石碳涂層(DLC)、類金剛石納米復(fù)合材料涂層(DNC)、氟化的納米復(fù)合材料涂層以及其他，例如鍍層，如Cr、Ni、Pd等等?；诰酆衔锏挠袡C(jī)涂層，例如像聚對二甲苯，一般是疏水的，但通常特征為低耐磨損性，尤其是在侵蝕性的CMP應(yīng)用中，此時軟涂層可能被磨破或由于例如不足夠的涂層粘附性而剝落掉。如果涉及侵蝕性磨損，例如這是關(guān)于金剛石工作表面的情況，則被磨損的金剛石尖端可以繼續(xù)工作而剩下的粘結(jié)劑區(qū)域可以仍然在整個CMP過程中受到保護(hù)。類金剛石的納米復(fù)合材料涂層描述在了例如1994年10月4日頒給多夫曼 (Dorfman)等人的“用于形成類金剛石納米復(fù)合材料或摻雜的類金剛石納米復(fù)合材料薄膜的方法”的美國專利號5，352，493中，其傳授內(nèi)容通過引用以其全文結(jié)合在此。此類涂層典型地是無定形材料，其特征為滲透了主要是sp3鍵合的、由氫穩(wěn)定的碳、由氧穩(wěn)定的玻璃狀硅的不規(guī)則網(wǎng)絡(luò)、以及來自元素周期表的l_7b和8族元素的不規(guī)則網(wǎng)絡(luò)。也可以采用分層的結(jié)構(gòu)，例如像在2008年8月14日公開的、授予雅凱(Jacquet)等人的美國公開申請?zhí)?2008/0193649AI “包括類金剛石碳層的分層結(jié)構(gòu)的涂層”中所描述的，其傳授內(nèi)容通過引用以其全文結(jié)合在此。標(biāo)準(zhǔn)的DLC涂層典型地是親水的(例如可以采用的其他金屬涂層)。在一些應(yīng)用中，DLC薄膜可以具有高的內(nèi)應(yīng)力，并且其結(jié)果是，可以發(fā)展銷孔和總體孔隙率。這些現(xiàn)象可能導(dǎo)致化學(xué)腐蝕和浸取，特別是在某些CMP漿料環(huán)境中。此外，一個親水表面可以在CMP應(yīng)用過程中促進(jìn)整修器表面上的集聚，從而導(dǎo)致減小的整修器壽命和缺陷的潛在增加(如果殘余微粒從整修器表面中斷裂的話)。因此，在本發(fā)明的某些方面，該CMP修整器具有一個疏水的涂層。在另外的實(shí)現(xiàn)方式中，該涂層是硬的和/或具有到基底表面上的良好粘附性，并且因此限制了磨損和/或剝落。惰性的、例如PH和/或化學(xué)不敏感的涂層也是優(yōu)選的。在具體實(shí)施方案中，該涂層是氟摻雜的納米復(fù)合材料，在此也稱為氟化的納米復(fù)合材料或F-DNC涂層。這樣的涂層是體系中具有C、Si和0、與摻雜的F的納米復(fù)合材料， 并且可以被認(rèn)為是氟摻雜的類金剛石納米復(fù)合材料組合物。在一個實(shí)現(xiàn)方式中，該涂層包括一種含碳、硅、氧、氫、以及氟的類金剛石組合物。 氟摻雜的類金剛石涂層描述于例如在2002年10月22日頒給布瑞(Bray)等人的美國專利號6，468，642中，其傳授內(nèi)容通過引用以其全文結(jié)合在此。不希望受理論束縛，據(jù)信在某些應(yīng)用中，該涂層組合物是一種通過氫原子化學(xué)穩(wěn)定的碳網(wǎng)絡(luò)、以及一種通過氧原子穩(wěn)定的玻璃狀的硅網(wǎng)絡(luò)，從而產(chǎn)生了一種無定形的結(jié)構(gòu)， 該氟以取代的形式被結(jié)合并且置換了一部分的氫亦或硅。如在此使用的，“無定形的”是指原子以固態(tài)的方式一種不規(guī)則的結(jié)構(gòu)或排列，該不規(guī)則的結(jié)構(gòu)或排列產(chǎn)生了非長范圍的規(guī)則排序、并且缺乏結(jié)晶性或粒度。因?yàn)橐蚕嘈艌F(tuán)簇可以損害該結(jié)構(gòu)的無定形性質(zhì)、并且可以用作降解的活性中心，所以優(yōu)選的涂層不含大于約10埃的團(tuán)簇或排序。任選地，該涂層包括一種或多種摻雜劑，并且此類涂層在此被稱為氟摻雜劑DNC 涂層。典型地，可以加入一種或多種另外的摻雜劑來定制或調(diào)整該涂層的特性。例如，可以選擇該摻雜劑從而添加耐腐蝕性或增強(qiáng)在所涂覆的整修器表面上的粘附性。該摻雜劑的性質(zhì)和/或摻雜劑濃度可以在整個涂覆中改變，例如在一種分層安排中。該另外的摻雜劑可以是元素周期表的rt-VIIb和VIII族中過渡金屬或非金屬的任何一種或一個組合。摻雜劑的實(shí)例包括:B、Si、Ge、Te、0、Mo、W、Ta、Nb、Pd、Ir、Pt、V、Fe、 Co、Mg、Mn、Ni、Ti、Zr、Cr、Re、Hf、Cu、Al、N、Ag、Au?？梢杂米鲹诫s劑的一些化合物包括 TiN、BN、AlN、ZrN*CrN?？梢允褂闷渌麚诫s劑。進(jìn)一步，也可以在具有其他元素和/或化合物的摻雜劑網(wǎng)絡(luò)中使用硅和氧原子。不希望束縛于任何具體解釋，據(jù)信另外的摻雜劑以一種不規(guī)則方式填充了該納米孔隙網(wǎng)絡(luò)，最終以某個摻雜劑濃度產(chǎn)生了無團(tuán)簇或微晶微粒的一種另外的網(wǎng)絡(luò)，甚至在高達(dá)50原子％的濃度下。在低于約10原子％的濃度下，這些摻雜劑作為分離的原子而分布在類金剛石基質(zhì)的納米孔隙中。這種假隨機(jī)結(jié)構(gòu)中的摻雜劑原子之間的平均距離可以由該摻雜劑的濃度來控制。當(dāng)該摻雜劑元素或化合物的相對濃度達(dá)到約20原子％ -25原子％ 時，這些摻雜劑在該氟摻雜的納米復(fù)合材料涂層中形成了第三網(wǎng)絡(luò)。在許多情況下，該F-DNC或氟摻雜劑DNC涂層的碳含量是大出該涂層的約40原子％，例如從約40原子％至約98原子％、并且更優(yōu)選從約50原子％至約98原子％。雖然此類涂層理想地可以不用任何氫來制備，但氫含量優(yōu)選是該碳濃度的至少約1原子％至約 40原子％。F-DNC或氟摻雜劑DNC涂層的氟含量可以是該碳濃度的至少約1原子％至約40原子％。所使用的氟含量可以例如根據(jù)具體的CMP應(yīng)用而變化。例如，可以將所用的氟的量選擇為高到足以提供疏水性，而不高到致使涂層對于所希望的應(yīng)用而言太軟。氟量可以在
18按原子體積計(jì)從約恰好高于0% (例如0.5%)至約30%的范圍內(nèi)、更優(yōu)選在按原子體積計(jì)從約至約20%的范圍內(nèi)。該F-DNC涂層的密度可以變化，例如從約1. 8至約2. lg/cm3。剩余的空間可以被直徑從約0. 28至約0. 35nm變化的納米孔隙的一個不規(guī)則網(wǎng)絡(luò)所占據(jù)。優(yōu)選地，該納米孔隙網(wǎng)絡(luò)不形成團(tuán)簇或微孔隙。在一些情況下，該涂層可以包括一個C-F/H網(wǎng)絡(luò)、一個玻璃狀Si-O網(wǎng)絡(luò)、以及任選地一個另外的摻雜劑網(wǎng)絡(luò)。這些不同網(wǎng)絡(luò)的不規(guī)則滲透被認(rèn)為提供了這些結(jié)構(gòu)在該涂層內(nèi)發(fā)現(xiàn)的所有方向上的均勻強(qiáng)度。這些涂層結(jié)構(gòu)優(yōu)選不含微孔隙， 例如貫穿大到約80埃(Snm)的厚度。該涂層的厚度沒有理論的上限或下線，因?yàn)楝F(xiàn)有技術(shù)以及可得的設(shè)備允許原子等級的復(fù)合材料涂層。典型地，該涂層是以適合于特定CMP應(yīng)用的厚度進(jìn)行涂覆的，例如在從約0. 1 μ m至約5 μ m的范圍內(nèi)。優(yōu)選地，該涂層厚到足以經(jīng)受該整修器工作表面上的過早侵蝕、而薄到足以控制缺陷、開裂、層離等等。在具體的實(shí)現(xiàn)方式中，一種用于整修CMP墊的工具具有一個厚度在從約0. 5 μ m至約3 μ m范圍內(nèi)的涂層。該涂層可以按單層或多層進(jìn)行沉積。例如，可以用氟摻雜的DNC(包含一種另外的摻雜劑)將氟-DNC涂層分層。除了改變化學(xué)組成之外，也可以通過改變沉積條件(例如溫度、壓力和/或其他參數(shù))來實(shí)現(xiàn)從一個層到另一個的特性改變。該涂層的組成、厚度和/或其他特征可以從一個表面到另一個發(fā)生改變，或者可以對于涂覆的所有表面而言是基本上均一的。該涂層可以通過任何適當(dāng)?shù)姆椒ㄊ┘?，例如在用于修整CMP墊的如此燒制的工具上，例如以上描述的整修器之一上，其中磨料顆粒已經(jīng)聯(lián)接到支持件的至少一個側(cè)面上。適當(dāng)?shù)募夹g(shù)包括物理氣相沉積(PVD)、化學(xué)氣相沉積(CVD)、電沉積以及其他?？梢酝瑫r或順序地涂覆不同的工具表面?？梢允褂萌魏螖?shù)目的真空室設(shè)計(jì)、有機(jī)硅和其他前體、前體處理、前體引入、以及不同的沉積途徑，例如本領(lǐng)域已知的?？梢杂脕硇纬赏繉拥倪m當(dāng)?shù)牟牧稀⒃O(shè)備和方法的實(shí)例描述于例如在2002年10月22日頒給布瑞等人、 轉(zhuǎn)讓給N. V. Bekaert S. A.的美國專利號6，468，642 “氟摻雜的類金剛石涂層”中，其傳授內(nèi)容通過引用以其全文結(jié)合在此。在一個實(shí)施方案中，一種制造CMP修整器的方法包括將(一種如此燒制的)CMP 修整器定位在一個真空沉積室中并且在其上通過無團(tuán)簇粒子束的共沉積而沉積一種含碳、 硅、氧、氫以及氟的類金剛石組合物，這些粒子束包括離子、原子或該碳、硅、氧、氫、以及氟的基團(tuán)。每個粒子種類的平均自由路程優(yōu)選地超過了其來源與該修整器的生長的粒子涂覆表面之間的距離。在另一個實(shí)施方案中，可以將一種氟摻雜的類金剛石涂層通過離子、原子或相關(guān)元素基團(tuán)的無團(tuán)簇射束的共沉積而施加到一個CMP修整器的一個或多個表面上，其中每個粒子種類的平均自由路程優(yōu)選地超過了其來源與該生長的粒子涂覆表面之間的距離，并且每個射束包含具有明確定義的能量的粒子。在沉積之前，可以對該工具或其特定表面進(jìn)行清潔以去除任何污染整修器表面的有機(jī)或無機(jī)雜質(zhì)?？梢圆捎玫倪m當(dāng)?shù)那鍧嵐に嚢ɡ绯暡ê?或等離子體方法或其他適當(dāng)?shù)募夹g(shù)，例如本領(lǐng)域已知的。在某些情況下，清潔與沉積是一體的。例如，可以首先產(chǎn)生一種氬等離子體來進(jìn)行已經(jīng)存在于真空室中的一個CMP整修器的清潔，接著引入多種形成該涂層的前體。在其他情況下，這整個過程可以在空氣至空氣的系統(tǒng)中進(jìn)行。這樣的空氣至空氣的系統(tǒng)可以包括部件(例如，如此燒制的整修器)的清潔、到沉積室的運(yùn)輸、以及這些部件在基底夾持件上的機(jī)械化/機(jī)器人的加載。接著使基底夾持件進(jìn)入一個加載了鎖的室中、 然后進(jìn)入該沉積室中并且涂覆到該基底上，在此情況下是涂覆到一個用于修整CMP整修器的工具上。涂覆之后，可以將該基底夾持件從沉積室中去除而進(jìn)入一個加載了鎖的室中，接著離開而進(jìn)入大氣中?？梢允乖摴ぞ咴诎惭b于夾持件上時旋轉(zhuǎn)、傾斜、或以其他方式定向、 操縱，例如經(jīng)受振動，同時位于基底夾持件上、并且在其他情況下在處理過程中。優(yōu)選的涂層，例如F-DNC和氟摻雜劑DNC涂層，很好地粘附在CMP整修器上并且可以不在CMP整修器表面與涂層之間使用一個中間層而直接進(jìn)行施加。在使用中，該涂層抵抗剝落或?qū)与x。優(yōu)選的涂層，例如F-DNC和氟摻雜劑DNC涂層，不僅對許多腐蝕性CMP環(huán)境是不反應(yīng)的，并且認(rèn)為它們也充當(dāng)了阻擋物，防止了腐蝕性試劑與受保護(hù)的整修器表面之間的接觸。所采用的涂層，例如F-DNC，優(yōu)選使得整修器表面是疏水的，并且在圖3中展示了一種斥水性的CMP修整器表面。在圖4展示了一張圖像，示出了靜止在一個F-DNC涂覆的整修器表面上的水滴。疏水的整修器表面趨向于防止或最小化CMP殘余物的集聚和/或磨損薄膜的形成。其結(jié)果是，該整修器的性能將被最大化或增強(qiáng)，因?yàn)榻饎偸瞧鹱饔玫闹敝了泄ぷ鞯匿J利邊緣都變鈍。在許多情況下，這些涂層具有高的水接觸角，例如105°和更高。在具體情況下，該水接觸角可以在從約90°至約120°的范圍之內(nèi)。優(yōu)選的涂層，例如F-DNC和氟摻雜劑DNC涂層，也具有硬度和耐久性。這些氟摻雜的類金剛石涂層，尤其是金屬摻雜的涂層，組合了高的顯微硬度與彈性，因此本發(fā)明的氟摻雜的類金剛石涂層的顯微硬度的范圍是從約5至約32GPa顯微硬度，例如約15GPa顯微硬度。不希望受理論束縛，據(jù)信在F-DNC和氟摻雜的DNC涂層中發(fā)現(xiàn)的低的內(nèi)應(yīng)力有助于它們的耐腐蝕性。例如，這個低的應(yīng)力使得這些涂層無孔隙、并且因此抵抗化學(xué)侵襲和滲透。還認(rèn)為由氧穩(wěn)定的玻璃狀硅的存在用來防止高溫下石墨碳的生長、防止在含金屬的涂層中金屬團(tuán)簇的形成、減小這些涂層中的內(nèi)部應(yīng)力、由此增強(qiáng)在這個或這些CMP整修器表面上的粘附性。進(jìn)而，該涂層可以按一個具有超級耐侵蝕性的更厚的層來施加。在操作過程中，在此描述的這些涂覆的研磨工具可以用來整修和/或重新磨光一個CMP墊。在一個實(shí)例中，一種用于修整CMP墊的方法包括用一種工具整修該CMP墊的一個表面，該工具包括(a)通過一種金屬粘結(jié)劑聯(lián)接到一個基底上的磨料顆粒；以及(b)在該工具的一個或多個表面上的一個涂層，這些磨料顆粒具有一個選定的最大直徑以及一個選定的尺寸范圍，并且這些磨料顆粒通過該粘結(jié)劑以一種單層陣列粘附在該基底上，其特征在于這些磨料顆粒是根據(jù)一種非均勻圖案在該陣列中定向，該圖案具有圍繞每個磨料顆粒的一個隔離區(qū)，每個隔離區(qū)具有一個最小直徑，該最小直徑超過所希望的磨料顆粒砂礫尺寸的最大直徑。在另一個實(shí)例中，一種用于修整CMP墊的方法包括使一個整修器與該CMP墊相接觸，其中該整修器包括通過一種金屬粘結(jié)劑聯(lián)接到一個基底上的磨料顆粒以及在該整修器的一個或多個表面上的、包含碳、硅、氧、氫、以及氟的一個納米復(fù)合材料涂層；并且將該 CMP墊的一個工作表面重新磨光，由此修整所述墊。在一個進(jìn)一步的實(shí)例中，一種整修CMP墊的方法包括將一個磨料物品聯(lián)接到一個整修機(jī)器上，該磨料物品包括一個基底，該基底具有一個第一主表面以及與該第一主表面相反的一個第二主表面，其中該磨料物品包括在該基底的第一主表面上的一個第一磨料表面、以及在該基底的第二主表面上的一個第二磨料表面，所述磨料表面中至少一個被涂覆了，并且其中該磨料物品被安裝在該整修機(jī)器上以暴露該第一磨料表面；將該第一磨料表面與一個第一 CMP墊的一個表面相接觸并且將該第一 CMP墊相對于該第一磨料表面進(jìn)行移動以修整該第一 CMP墊；將該磨料物品反轉(zhuǎn)以暴露該第二磨料表面；并且將該第二磨料表面與一個第二 CMP墊的一個表面相接觸并且將該第二 CMP墊相對于該第二磨料表面進(jìn)行移動以修整該第二 CMP墊。使用涂覆的研磨工具(如在此描述的工具)進(jìn)行的修整操作可以使用例如整修機(jī)器的設(shè)備以及本領(lǐng)域已知的工藝參數(shù)來進(jìn)行。通過以下實(shí)例進(jìn)一步展示本發(fā)明，這些實(shí)例并不旨在進(jìn)行限制。實(shí)例1進(jìn)行多個測試來評估Ni和Cr的浸取水平。已發(fā)現(xiàn)與不包括F-DNC涂層的CMP整修器相比，在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案所述的疏水性CMP整修器中，這些水平顯著減小。下表 1中展示結(jié)果，顯示了對于一種鎢漿料在浸泡七天之后的元素浸取，以微克/ml (ppm)計(jì)。單位微克/ml(ppm)
權(quán)利要求
1.一種用于修整CMP墊的研磨工具，該工具包括通過一種金屬粘結(jié)劑連接到一個基底上的磨料顆粒以及在該研磨工具的工作表面上的一個涂層，該涂層包括一種納米復(fù)合材料，該納米復(fù)合材料含有碳、硅、氧、氫以及摻雜的氟。
2.如權(quán)利要求1所述的研磨工具，其中該涂層進(jìn)一步包括至少一種另外的摻雜劑。
3.如權(quán)利要求1所述的研磨工具，其中該涂層是疏水的。
4.如權(quán)利要求1所述的研磨工具，其中該涂層是耐腐蝕的。
5.如權(quán)利要求1所述的研磨工具，其中該涂層具有在從約0.1微米至約5微米范圍內(nèi)的厚度。
6.如權(quán)利要求1所述的研磨工具，其中這些磨料顆粒是通過硬釬焊、電鍍或燒結(jié)而連接到該基底上的。
7.如權(quán)利要求1所述的研磨工具，其中該工具具有兩個研磨表面并且其中該涂層被布置在兩個所述表面之一上。
8.如權(quán)利要求1所述的研磨工具，其中所有含金屬的表面都被涂覆過。
9.如權(quán)利要求1所述的研磨工具，其中這些磨料顆粒具有一個選定的最大直徑以及一個選定的尺寸范圍，并且這些磨料顆粒通過該粘結(jié)劑以一種單層陣列粘附在該基底上，其特征在于這些磨料顆粒是根據(jù)一種非均勻的圖案在該陣列中定向的，該圖案具有圍繞每個磨料顆粒的一個隔離區(qū)，每個隔離區(qū)具有一個最小直徑，該最小直徑超過所希望的磨料顆粒的砂礫尺寸的最大直徑。
10.一種用于修整CMP墊的研磨工具，該工具包括a)通過一種金屬粘結(jié)劑連接到一個或多個基底表面上的磨料顆粒；以及b)在該工具的一個或多個表面上的一個涂層，其中這些連接到至少一個基底表面上的磨料顆粒具有一個選定的最大直徑以及一個選定的尺寸范圍、并且通過該粘結(jié)劑以一種單層陣列粘附在該基底上，其特征在于這些磨料顆粒是根據(jù)一種非均勻的圖案在該陣列中定向的，該圖案具有圍繞每個磨料顆粒的一個隔離區(qū)，每個隔離區(qū)具有一個最小直徑，該最小直徑超過所希望的磨料顆粒的砂礫尺寸的最大直徑。
11.如權(quán)利要求10所述的研磨工具，其中每個磨料顆粒位于該陣列上的一個點(diǎn)上，這個點(diǎn)已經(jīng)被如下所限定通過在一個二維平面上限制一個隨機(jī)選擇的點(diǎn)系列，使得每個點(diǎn)與每另一個點(diǎn)分隔一個最小值(k)，該最小值是該磨料顆粒的最大直徑的至少1. 5倍。
12.如權(quán)利要求10所述的研磨工具，其中每個磨料顆粒被定位在該陣列上的一個點(diǎn)上，這個點(diǎn)已經(jīng)被以下各項(xiàng)所限定(a)限制一系列的坐標(biāo)值對(Xl，yi)，這樣使得沿至少一條軸線的這些坐標(biāo)值被限制于一個數(shù)值序列，其中每個值與下一個值相差一個常量；(b)將每個選定的坐標(biāo)值對(Xl，Y1)解除配對以給出一組選定的χ值和一組選定的y值；(c)從χ和y值的這些組中隨機(jī)選擇一系列的隨機(jī)坐標(biāo)值對(x，y)，每對具有的坐標(biāo)值與任何相鄰的坐標(biāo)值對的坐標(biāo)值相差一個最小值(k)；并且(d)產(chǎn)生這些隨機(jī)選擇的坐標(biāo)值對的一個具有足夠?qū)?shù)的陣列，將其作為點(diǎn)繪制在一個曲線圖上，以此給出圍繞每個磨料顆粒的該隔離區(qū)。
13.如權(quán)利要求10所述的研磨工具，其中該粘結(jié)劑選自下組，該組由以下各項(xiàng)組成硬釬焊材料、電鍍材料、金屬粉末粘結(jié)劑材料、以及它們的多種組合。
14.如權(quán)利要求10所述的研磨工具，其中該磨料顆粒是單個的金剛石顆粒。
15.如權(quán)利要求10所述的研磨工具，其中該涂層是位于該研磨工具的一個或多個工作表面上。
16.如權(quán)利要求10所述的研磨工具，其中該涂層是一個氟摻雜的納米復(fù)合材料涂層。
17.如權(quán)利要求16所述的研磨工具，其中該涂層包括一種或多種另外的摻雜劑。
18.如權(quán)利要求10所述的研磨工具，其中該涂層是耐腐蝕的。
19.如權(quán)利要求10所述的研磨工具，其中該涂層是疏水的。
20.如權(quán)利要求10所述的研磨工具，其中該涂層具有在從約0.1微米至約5微米范圍內(nèi)的厚度。
21.如權(quán)利要求10所述的研磨工具，其中該涂層包括多于一個的層。
22.如權(quán)利要求10所述的研磨工具，其中該涂層具有在從約90°至約120°范圍內(nèi)的一個接觸角。
23.一種用作CMP墊修整器的研磨工具，包括一個板；以及一個磨料物品，該磨料物品包括一個基底，該基底具有一個第一主表面以及與該第一主表面相反的一個第二主表面；一個附接到該第一主表面上的第一磨料顆粒層；一個附接到該第二主表面上的第二磨料顆粒層；并且其中該板和磨料物品是通過一個聯(lián)接機(jī)構(gòu)可拆卸地聯(lián)接的，并且其中該板、該第一磨料顆粒層或該第二磨料顆粒層中至少一個被涂覆過。
24.如權(quán)利要求23所述的研磨工具，其中該聯(lián)接機(jī)構(gòu)包括在該基底處被配置用于可拆卸地接合該板的一個聯(lián)接表面的一個接合結(jié)構(gòu)。
25.如權(quán)利要求M所述的研磨工具，其中該聯(lián)接機(jī)構(gòu)包括選自以下結(jié)構(gòu)組的一種結(jié)構(gòu)，該組由以下各項(xiàng)組成H銷、緊固件、夾緊件、過盈配合連接件、以及它們的組合。
26.如權(quán)利要求23所述的研磨工具，其中該板包括用于可拆卸地聯(lián)接該板和該磨料物品的一個磁體。
27.如權(quán)利要求23所述的研磨工具，其中該涂層包括一種選自下組的材料，該組由以下各項(xiàng)組成聚合物、類金剛石碳、氟化的納米復(fù)合材料、電鍍金屬以及它們的任何組合。
28.如權(quán)利要求23所述的研磨工具，進(jìn)一步包括在該基底處的至少一個標(biāo)記，該標(biāo)記對應(yīng)于該第一主表面和該第二主表面中的至少一個并且標(biāo)識了該第一和第二磨料顆粒層中至少一個的磨損狀態(tài)。
29.—種研磨工具，包括一個CMP墊修整器，該CMP墊修整器包括一個基底，該基底具有一個第一主表面、與該第一主表面相反的一個第二主表面、以及在該第一主表面和該第二主表面之間延伸的一個側(cè)表面；一個附接到該第一主表面上的第一磨料顆粒層；一個附接到該第二主表面上的第二磨料顆粒層；以及一個第一密封構(gòu)件，該密封構(gòu)件沿著該基底的側(cè)表面的一部分在一個周邊方向上延伸，其中該第一和第二磨料層中至少一個被涂覆了。
30.一種研磨工具，包括一個CMP墊修整器，該CMP墊修整器包括一個基底，該基底具有一個第一主表面以及與該第一主表面相反的一個第二主表面， 其中該第一主表面包括一個含第一上表面的研磨構(gòu)造，該第一上表面由第一組凸起的多個上部部分所限定，該第一組凸起從由分隔該第一組凸起的第一組凹槽所限定的一個下表面延伸，并且其中該第二主表面包括一個含第二上表面的研磨構(gòu)造，該第二上表面由第二組凸起的多個上部部分所限定，該第二組凸起從由分隔該第二組凸起的第二組凹槽所限定的一個下表面延伸；以及一個選自下組的涂層，該組由以下各項(xiàng)組成聚合物、類金剛石碳、氟化的納米復(fù)合材料、電鍍金屬以及它們的任何組合。
31.一種用作CMP墊修整器的研磨工具，包括 一個板，該板包括一個凹陷；一個可拆卸地聯(lián)接在該凹陷內(nèi)的磨料物品，其中該磨料物品包括一個基底，該基底具有一個第一主表面以及一個附接到該第一主表面上的第一磨料顆粒層，并且其中該第一磨料顆粒層具有不大于約0. 02cm的平面度，如通過光學(xué)自動聚焦技術(shù)測量的， 其中該板和第一磨料顆粒層中至少一個被涂覆過。
32.—種制造用于修整CMP墊的研磨工具的方法，該工具具有多個單獨(dú)的磨料顆粒，這些磨料顆粒是以一個受控的、隨機(jī)的空間陣列放置的，使得這些單獨(dú)顆粒是不鄰近的，該方法包括(i)將磨料顆粒聯(lián)接到一個基底上以形成一個燒制的工具，其中該工具是通過如下工藝制備的，該工藝包括(a)選擇一個具有限定的尺寸和形狀的二維的平面區(qū)域；(b)為該平面區(qū)域選擇一個希望的磨料顆粒的砂礫尺寸以及濃度；(c)隨機(jī)產(chǎn)生一系列的二維坐標(biāo)值；(d)將每對隨機(jī)產(chǎn)生的坐標(biāo)值限制為與任何相鄰坐標(biāo)值對相差一個最小值(k)的坐標(biāo)值；(e)產(chǎn)生這些被限制的、隨機(jī)產(chǎn)生的坐標(biāo)值的一個具有足夠?qū)?shù)的陣列，將其作為點(diǎn)繪制在一個曲線圖上，以給出對于該選擇的二維平面區(qū)域以及該選擇的磨料顆粒的砂礫尺寸而言希望的磨料顆粒濃度；(f)使一個磨料顆粒的中心置于在該陣列上的每個點(diǎn)處； ( )燒制該工具；并且(iii)在該燒制的工具的至少一個表面上施加一個涂層。
33.一種用于制造研磨工具的方法，該研磨工具具有以一種受控的、隨機(jī)的空間陣列放置的多個單獨(dú)的磨料顆粒，使得這些單獨(dú)的顆粒是不鄰近的，包括(i)將磨料顆粒聯(lián)接到一個基底上以形成一個燒制的工具，其中該工具是通過如下工藝制備的，該工藝包括以下步驟(a)選擇一個具有限定的尺寸和形狀的二維的平面區(qū)域；(b)為該平面區(qū)域選擇一個希望的磨料顆粒的砂礫尺寸以及濃度；(c)選擇一系列的坐標(biāo)值對(Xl，yi)，使得沿至少一條軸線的這些坐標(biāo)值被限制于一個數(shù)值序列，其中每個值與下一個值相差一個常量；(d)將每個選定的坐標(biāo)值對(Xl，Y1)解除配對以產(chǎn)生一組選定的χ值和一組選定的y值；(e)從χ和y值的這些組中隨機(jī)選擇一系列的隨機(jī)坐標(biāo)值對(x，y)，每對具有的坐標(biāo)值與任何相鄰的坐標(biāo)值對的坐標(biāo)值相差一個最小值(k)；(f)產(chǎn)生這些被隨機(jī)選擇的坐標(biāo)值對的一個具有足夠?qū)?shù)的陣列，將其作為點(diǎn)繪制在一個曲線圖上，以給出對于該選擇的二維平面區(qū)域以及該選擇的磨料顆粒的砂礫尺寸而言希望的磨料顆粒濃度；并且(g)使一個磨料顆粒的中心置于該陣列上的每個點(diǎn)處；并且 ( )在該工具的一個工作表面上施加一個涂層。
34.一種制造用于修整CMP墊的研磨工具的方法，該方法包括涂覆一個CMP修整器，該修整器包括由一種如下工藝通過一種金屬粘結(jié)劑而聯(lián)接到一個基底上的磨料顆粒，該工藝包括a)將該CMP修整器定位在一個真空沉積室中；b)并且在其上通過無團(tuán)簇粒子束的共沉積而沉積一種含碳、硅、氧、氫以及氟的組合物，這些粒子束包括離子、原子，或碳、硅、氧、氫、以及氟的基團(tuán)，其中每個粒子種類的平均自由路程超過了在其來源與該修整器的生長的粒子涂覆表面之間的距離。
35.一種制造用于修整CMP墊的研磨工具的方法，該方法包括涂覆一個CMP修整器的至少一個表面，該表面包括通過一種金屬粘結(jié)劑聯(lián)接到一個基底上的磨料顆粒，其工藝包括對該CMP修整器的該至少一個表面通過離子、原子或包括氟在內(nèi)的元素基團(tuán)的無團(tuán)簇射束的共沉積來施加一個氟摻雜的納米復(fù)合材料涂層，其中每個粒子種類的平均自由路程優(yōu)選地超過了在其來源與該生長的粒子涂覆表面之間的距離，并且每個射束包含具有明確定義的能量的粒子。
36.一種用于修整CMP墊的方法，包括用一種工具來整修該CMP墊的一個表面，該工具包括(a)通過一種金屬粘結(jié)劑聯(lián)接到一個基底上的磨料顆粒；以及(b)在該工具的一個或多個表面上的一個涂層，這些磨料顆粒具有一個選定的最大直徑以及一個選定的尺寸范圍，并且這些磨料顆粒通過該粘結(jié)劑而以一種單層陣列粘附在該基底上，其特征在于這些磨料顆粒是根據(jù)一種非均勻的圖案在該陣列中定向的，該圖案具有圍繞每個磨料顆粒的一個隔離區(qū)，每個隔離區(qū)具有一個最小直徑，該最小直徑超過所希望的磨料顆粒的砂礫尺寸的最大直徑。
37.一種修整CMP墊的方法，包括a)使一個整修器與該CMP墊相接觸，其中該整修器包括通過一種金屬粘結(jié)劑而聯(lián)接到一個基底上的磨料顆粒以及在該整修器的一個或多個表面上的、包含碳、硅、氧、氫、以及氟的一個納米復(fù)合材料涂層；并且b)將該CMP墊的一個工作表面進(jìn)行再磨光，由此修整所述墊。
38. 一種整修CMP墊的方法，包括將一個磨料物品聯(lián)接到一個整修機(jī)器上，該磨料物品包括一個基底，該基底具有一個第一主表面以及與該第一主表面相反的一個第二主表面，其中該磨料物品包括在該基底的第一主表面上的一個第一磨料表面、以及在該基底的第二主表面上的一個第二磨料表面， 所述磨料表面中至少一個被涂覆過，并且其中該磨料物品被安裝在該整修機(jī)器上以暴露該第一磨料表面；將該第一磨料表面與一個第一 CMP墊的一個表面相接觸并且將該第一 CMP墊相對于該第一磨料表面進(jìn)行移動以修整該第一 CMP墊；將該磨料物品反轉(zhuǎn)以暴露該第二磨料表面；并且將該第二磨料表面與一個第二 CMP墊的一個表面相接觸并且將該第二 CMP墊相對于該第二磨料表面進(jìn)行移動以修整該第二 CMP墊。
全文摘要
一種用于修整CMP墊的研磨工具包括通過金屬粘結(jié)劑聯(lián)接到基底上的磨料顆粒以及一個涂層，例如一個氟摻雜的納米復(fù)合材料涂層。這些磨料顆?？梢园匆环N自避免式隨機(jī)分布來排列。在一種實(shí)現(xiàn)方式中，一種研磨工具包括一個涂覆的板以及一個涂覆的磨料物品，該物品具有兩個研磨表面。其他的實(shí)現(xiàn)方式涉及一種用于生產(chǎn)研磨工具的方法，該研磨工具包括在其一個或多個表面上的涂層。在此還描述了用于整修CMP墊的方法。
文檔編號H01L21/304GK102484054SQ201080030383
公開日2012年5月30日 申請日期2010年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月2日
發(fā)明者C·迪恩-古茲, E·M·舒勒, J·吳, R·維達(dá)塔姆, T·珀坦納恩加迪, T·黃 申請人:圣戈班磨料磨具有限公司, 法國圣戈班磨料磨具公司