[發(fā)明專(zhuān)利]由積層制造工藝所生產(chǎn)的研磨墊

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010531179.9
• 申請(qǐng)日: 2015-10-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111633554B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-12-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: R·巴賈杰;D·萊德菲爾德;M·C·奧里拉利;B·福;A·J·康納;J·G·方;M·科爾內(nèi)霍;A·喬卡里漢;M·F·雅瑪木拉;R·卡基雷迪;A·庫(kù)馬;V·哈里哈蘭;G·E·蒙柯;F·C·雷德克;N·B·帕蒂班德拉;H·T·恩古;R·達(dá)文波特;A·辛哈
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 應(yīng)用材料公司
• 主分類(lèi)號(hào): B24B37/20
• 分類(lèi)號(hào): B24B37/20;B24B37/22;B24B37/26;B24D18/00;B29C64/112;B33Y80/00
• 代理公司: 上海專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 楊學(xué)春;侯穎媖

本公開(kāi)的實(shí)施例是關(guān)于具有可調(diào)諧化學(xué)特性、材料特性及結(jié)構(gòu)特性的高級(jí)研磨墊，及制造所述研磨墊的新方法。根據(jù)本公開(kāi)的一或多個(gè)實(shí)施例，已發(fā)現(xiàn)具有改善特性的研磨墊可由諸如三維(3D)打印工藝的積層制造工藝來(lái)產(chǎn)生。因此，本公開(kāi)的實(shí)施例可提供具有離散特征及幾何形狀、由至少兩種不同材料形成的高級(jí)研磨墊，所述不同材料包括官能性聚合物、官能性寡聚物、反應(yīng)性稀釋劑及固化劑。舉例而言，該高級(jí)研磨墊可通過(guò)自動(dòng)化依序沉積至少一種樹(shù)脂前體組成物，隨后以至少一個(gè)固化步驟而由多個(gè)聚合物層形成，其中各層可表示至少一種聚合物組成物和/或不同組成物的區(qū)域。

本申請(qǐng)是申請(qǐng)日為2015年10月16日、申請(qǐng)?zhí)枮?01580069573.2、名稱(chēng)為“由積層制造工藝所生產(chǎn)的研磨墊”的中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)(PCT國(guó)際申請(qǐng)?zhí)枮镻CT/US2015/056077)的分案申請(qǐng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本文中公開(kāi)的實(shí)施例一般涉及研磨物件及制造用于研磨工藝的研磨物件的方法。更具體而言，本文中公開(kāi)的實(shí)施例涉及通過(guò)產(chǎn)生改善的研磨墊特性及性能(包括可調(diào)諧性能)的工藝產(chǎn)生的研磨墊。

背景技術(shù)

化學(xué)機(jī)械研磨(Chemical mechanical polishing；CMP)是許多不同行業(yè)中用于平坦化基板表面的傳統(tǒng)工藝。在半導(dǎo)體行業(yè)中，研磨與平坦化的均勻性隨著器件特征結(jié)構(gòu)尺寸持續(xù)縮小而變得日益重要。在CMP工藝期間，諸如硅晶片的基板安裝于承載頭上，其中器件表面抵靠著旋轉(zhuǎn)研磨墊置放。承載頭在基板上提供可控制的負(fù)載以推動(dòng)器件表面抵靠研磨墊。通常向移動(dòng)研磨墊的表面及研磨頭供應(yīng)諸如具有磨料粒子的漿料的研磨液體。研磨墊及研磨頭向基板施加機(jī)械能，同時(shí)墊還幫助控制在研磨工藝期間與基板相互作用的漿料的運(yùn)送。由于研磨墊通常由黏彈性聚合材料制成，因此研磨墊的機(jī)械特性(例如彈性、回彈、硬度及剛度)及CMP處理?xiàng)l件在IC裸片等級(jí)(微觀/納米觀)與晶片或全局等級(jí)(宏觀)方面對(duì)CMP研磨性能具有重要影響。舉例而言，CMP工藝力及條件(諸如墊壓縮、墊回彈、摩擦及處理期間的溫度變化)及磨料水性漿料化學(xué)物質(zhì)將影響研磨墊特性并因此影響CMP性能。

在研磨系統(tǒng)中執(zhí)行的化學(xué)機(jī)械研磨工藝將通常包括執(zhí)行整個(gè)研磨工藝的不同部分的多個(gè)研磨墊。研磨系統(tǒng)通常包括安置于第一平臺(tái)上的第一研磨墊，該第一研磨墊在基板表面上產(chǎn)生第一材料移除速率及第一表面亮度與第一平坦度。第一研磨步驟通常稱(chēng)為粗糙研磨步驟，且通常以較高研磨速率執(zhí)行。系統(tǒng)還將通常包括安置于至少一額外平臺(tái)上的至少一個(gè)額外研磨墊，該至少一個(gè)額外研磨墊在基板表面上產(chǎn)生第二材料移除速率及第二表面亮度與平坦度。第二研磨步驟通常稱(chēng)為精細(xì)研磨步驟，其一般在比粗糙研磨步驟低的速率下執(zhí)行。在一些配置中，系統(tǒng)還包括安置于第三平臺(tái)上的第三研磨墊，該第三研磨墊在基板表面上產(chǎn)生第三材料移除速率及第三表面亮度與平坦度。第三研磨步驟通常稱(chēng)為材料清潔或拋光步驟。多墊研磨工藝可用于多步工藝中，在多步工藝中各墊具有不同研磨性質(zhì)且基板經(jīng)受漸進(jìn)性更精細(xì)研磨或調(diào)節(jié)研磨性質(zhì)以補(bǔ)償研磨期間遇到的不同層，例如氧化物表面下的金屬線。

在每個(gè)CMP處理步驟期間，使研磨墊暴露于壓縮與回彈循環(huán)、加熱與冷卻循環(huán)及磨料漿料化學(xué)物質(zhì)。最終，研磨墊在研磨一定數(shù)目基板之后變得磨損或“上光”，且隨后需要更換或修整。

傳統(tǒng)研磨墊通常通過(guò)模塑、鑄造或燒結(jié)包括聚氨酯材料的聚合材料制成。在模塑的情況下，研磨墊可例如通過(guò)注射模塑每次一個(gè)地制成。在鑄造的情況下，將液體前體鑄造并固化成餅狀物，隨后將餅狀物切成獨(dú)立墊片。可隨后將這些墊片加工成最終厚度。包括有助于漿料運(yùn)送的凹槽的墊表面特征結(jié)構(gòu)可加工入研磨表面中，或作為注射模塑工藝的部分形成。這些制造研磨墊的方法是昂貴及耗時(shí)的，且經(jīng)常因生產(chǎn)及控制墊表面特征結(jié)構(gòu)尺寸的困難而產(chǎn)生不均勻研磨結(jié)果。不均勻性因IC裸片及特征結(jié)構(gòu)的尺寸持續(xù)縮減而變得日益重要。