CN106716604A - 具有内部通道的化学机械研磨垫 - Google Patents

Abstract

提供了一种用于化学机械研磨的研磨垫。研磨垫包括具有支撑表面的基底区。研磨垫进一步包括多个研磨特征，该等特征形成研磨表面，该研磨表面与支撑表面相对。研磨垫进一步包括一个或多个通道，该等通道形成于研磨垫的内部区域中，且至少部分地围绕研磨垫的中心延伸，其中每一通道流体耦接至至少一个端口。

Description

具有内部通道的化学机械研磨垫

背景

技术领域

本文中揭示的实施例总体上涉及用于化学机械研磨(chemical mechanicalpolishing；CMP)工艺中的研磨制品的制造。更具体而言，本文中揭示的实施例涉及用于CMP工艺中的研磨垫，及使用增添制造技术来制造研磨垫的方法。

背景技术

化学机械研磨(CMP)是在半导体制造工业中用以在集成电路装置上提供平坦表面的工艺，该工艺也被称作化学机械平面化。请参看图1，描绘了典型CMP系统100的侧剖面视图。描绘的CMP系统100示出安置于研磨头102中的基板104。研磨头102使基板104旋转，且将基板104压靠研磨垫150的研磨表面152。研磨垫150被支撑在平台106上，该平台使研磨垫150相对于基板104旋转。研磨液或浆料自浆料输送源110被输送至研磨垫150。浆料影响膜或其他材料自基板104上的移除。该种研磨常常用以使诸如氧化硅的绝缘层和/或诸如钨、铝，或铜的金属层平面化，该等层已沉积在基板104上。

在处理期间，对研磨垫与基板之间的条件(如压力、温度及化学作用)的环境控制获得一致及均匀的研磨结果。常常通过改变研磨头施加在与研磨垫相抵靠的基板上的向下压力的量，控制研磨期间的压力。尽管此压力可改变，但往往难以改变基板中不同部分上的压力。往往通过控制周围空气的温度或通过经由平台供应冷却剂以试图冷却正在研磨的基板，从而控制研磨期间的温度。该等间接方法往往不足以对基板中经研磨的表面进行精密的温度控制。诸如研磨浆料的化学品被频繁供应至研磨垫顶部，如图1中所示。研磨垫中的凹槽可用以将浆料运输至正在研磨的基板的下侧。尽管一些浆料确实到达基板下侧，但通常浪费大量浆料，因为该等量的浆料从未到达基板下侧。

因此，现需要改良的研磨垫以允许对研磨垫与正在研磨的基板之间条件的温度、压力及化学作用进行更有效及精确的控制。

发明内容

在一个实施例中，提供用于化学机械研磨的研磨垫。研磨垫包括基底区，该基底区具有支撑表面。研磨垫进一步包括多个研磨特征，该等研磨形成与支撑表面相对的研磨表面。研磨垫进一步包括形成于研磨垫的内部区域中的一个或多个通道，该一个或多个通道至少部分地围绕研磨垫的中心延伸，其中每一通道流体耦接至至少一个端口。

在另一实施例中，提供用于化学机械研磨的研磨垫。研磨垫包括基底区，该基底区具有支撑表面。研磨垫进一步包括多个研磨特征，该等研磨特征形成与支撑表面相对的研磨表面。研磨垫进一步包括形成于研磨垫的内部区域中且流体耦接至至少一个端口的气室。

在另一实施例中，提供用于化学机械研磨的研磨装置。研磨装置包括平台、研磨垫及密封件。平台包括轴及由轴支撑的平台板。平台板包括用于支撑研磨垫的安装表面。平台进一步包括穿过轴及平台板而安置的一个或多个导管。研磨垫包括基底区，该基底区具有支撑表面以用于接触平台的安装表面。研磨垫进一步包括多个研磨特征，该等研磨特征形成与支撑表面相对的研磨表面。研磨垫进一步包括一个或多个通道，该等通道形成于研磨垫的内部区域中，且围绕研磨垫的中心延伸至少15度。密封件在平台的一个或多个导管与研磨垫的一个或多个通道之间产生密封连接。

本公开的实施例可进一步提供包括复合衬垫主体的研磨垫。复合衬垫主体包括由第一材料或第一材料组成物形成的一个或多个第一特征，及由第二材料或第二材料组成物形成的一个或多个第二特征，其中一个或多个第一特征及一个或多个第二特征是通过沉积多个层而形成的，该等层包括第一材料或第一材料组成物及第二材料或第二材料组成物。

附图说明

为详细理解本公开的上述特征的方式，可通过参考实施例对上文中简短概述的本公开进行更特定的描述，该等实施例中的一些实施例在附图中进行图示。然而，将注意，附图仅图示本公开的典型实施例，因此将不被视作限制本公开的范围，因为本公开可承认其他同等有效的实施例。

图1是CMP系统的侧剖面视图。

图2是根据一个实施例的研磨装置的侧剖面视图。

图3A是根据一个实施例的研磨垫的俯视平面图。

图3B是图3A中研磨垫的侧剖面视图。

图4A是根据一个实施例的研磨垫的俯视平面图。

图4B是图4A中研磨垫的侧剖面视图。

图5A是根据一个实施例的研磨垫的俯视平面图。

图5B是根据一个实施例的包括图5A中研磨垫的研磨装置的侧剖面视图。

图6是根据一个实施例的研磨装置的侧剖面视图。

图7是根据一个实施例的研磨垫的侧剖面视图。

图8A是根据一个实施例的研磨垫的俯视平面图。

图8B是图8A中研磨垫的侧剖面视图。

图9A-9H示出研磨特征的俯视图及侧视图，该等研磨特征可并入研磨垫的不同实施例中。

图10是根据一个实施例的工艺流程图。

图11是使用图10的工艺而形成的示例性研磨垫。

为便于理解，在可能的情况下已使用常用字以指定图式中共有的相同元件。而预期在一实施例中揭示的元件可在无需具体详述的情况下有利地用于其他实施例。

具体实施方式

本公开大体涉及用于化学机械研磨(CMP)工艺中的研磨制品的制造。更具体而言，本文中揭示的实施例涉及用于CMP工艺中的研磨垫，及通过使用诸如3D打印的增添制造技术来制造研磨垫的方法。图2-8B描述可利用3D打印工艺而形成的研磨垫的不同实施例，该3D打印工艺通过参考图10及图11而进行描述。

图2是根据一个实施例的研磨装置200的侧剖面视图。研磨装置200包括平台210及研磨垫250。平台210包括轴214及由轴214支撑的平台板216。平台板216包括安装表面218以用于支撑研磨垫250。平台210进一步包括第一导管211及第二导管212以用于将流体运输至研磨垫250和/或自研磨垫250运输流体。每一导管211、212经分布穿过轴214及平台板216。在一些实施例中，一个或多个导管可经分布穿过轴及平台板。不同导管可运输相同流体或不同流体，如研磨浆料、表面活性剂、去离子水、溶剂、混合物，或其他流体。导管211、212可经分布穿过密封表面232的各个开口221、222，或平台210的另一表面，如面对研磨垫250的另一表面，如安装表面218。

研磨垫250包括基底区260，该基底区260具有支撑表面254，该支撑表面254接触平台210的安装表面218。研磨垫250进一步包括研磨区域，该研磨区域包括形成研磨表面274的多个研磨特征271。研磨表面274与支撑表面254相对。

研磨垫250及下文中论述的其他研磨垫可由聚合物形成，如聚胺甲酸酯、聚胺甲酸酯-丙烯酸酯、环氧树脂、丙烯腈丁二烯苯乙烯(acrylonitrile butadiene styrene；ABS)、聚醚酰胺、聚酯、尼龙、聚苯砜(polyphenylsulfone；PPS)、聚醚酮(polyetherketone；PEEK)、聚乙烯醇、聚乙酸乙烯酯、聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚酰胺，或上述各者的共聚物及掺合物，以及光聚合物丙烯酸酯单体及寡聚物，如聚胺甲酸酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯，及环氧乙酸酯。基底区260及研磨区域270可由相同或不同材料形成。例如，在一些实施例中，基底区260可由多晶硅形成，而研磨区域270可由聚胺甲酸酯形成。研磨区域可具有约40肖氏(Shore)A等级与约90肖氏D等级之间的硬度，如约50肖氏D等级的硬度。研磨区域270可具有约15密耳与约80密耳之间的厚度，如约50密耳。研磨特征271在平行于研磨表面的平面中可具有约50微米与约5000微米之间的尺寸，如约150微米。研磨特征可具有纹理化的研磨表面，该表面具有粗糙特征，该等特征具有约1微米与约10微米之间的尺寸，如约2微米。研磨特征271可覆盖研磨垫250的总水平表面面积中约15％与约90％之间的面积。研磨特征之间的间隙277可在约2.5毫米与下至约100微米之间，如300微米。研磨特征271的高度可在约0.1毫米至约1.5毫米之间，如约0.5毫米。基底区260可比研磨区域270更软或更硬。基底区260的厚度可比研磨区域270的厚度厚、薄或相同厚度。除非另行指定，否则此段中论述的研磨垫250的尺寸及特性适用于下文中论述的全部研磨垫。

研磨垫250进一步包括形成于研磨垫250的内部区域中的第一通道251及第二通道252。第一通道251及第二通道252可围绕研磨垫250的中心257至少部分地延伸。例如，在一些实施例中，第一通道251及第二通道252可围绕研磨垫250的中心257延伸至少15度。在一些实施例中，第一通道251及第二通道252可围绕研磨垫250的中心257完全延伸(即360度)。通道251、252终止于相应的端口241、242。端口241、242可形成于研磨垫250的支撑表面254中或另一表面中，如面对平台210的另一表面。在一些实施例中，研磨垫可在研磨垫的一侧面包括一个或多个端口，如垂直于支撑表面254的侧面。

在一些实施例中，研磨垫可包含形成于研磨垫的内部区域中的一个或多个通道(如100个通道)，该一个或多个通道的每一者可围绕研磨垫之中心至少部分地延伸。一个或多个通道中的每一者可流体耦接至至少一个端口。

研磨装置200进一步包括密封件230，该密封件230在第一导管211与第一通道251之间产生密封连接，且在第二导管212与第二通道252之间产生密封连接。密封件230可与平台210上的各个开口221、222及研磨垫250的各个端口241、242对接。在一些实施例中，密封件230可在平台的一个或多个导管与研磨垫的一个或多个通道之间产生密封连接。

以下实施例提供具有内部通道的研磨垫可如何用以改良研磨工艺结果、改良所有权的成本，及降低研磨工艺可消耗成本的示例。具有内部通道的研磨垫可使用诸如3D打印的增添制造技术制造。下文中的图10及图11描述使用3D打印制造具有内部通道的研磨垫的工艺。

图3A是一俯视平面图，该图描绘根据一个实施例的研磨垫350的内部通道布局。图3B是研磨装置300的侧剖面视图，该研磨装置300包括图3A的研磨垫350。研磨装置300进一步包括平台310及密封件330。研磨垫350包括气室355、内部通道351，及外部通道352，上述各者中每一者可连接至形成于平台310中的不同导管，此配置将在下文中进一步详细论述。该等单独连接可耦接至诸如压缩空气源的高压源380，以允许独立地控制气室355、内部通道351，及外部通道352内侧的压力。

气室355形成于研磨垫350的内部区域中。气室355流体耦接至端口345，该端口允许通过密封件330与平台310的导管315进行流体连接。内部通道351流体耦接至端口341，该端口允许通过密封件330与平台310的导管311进行流体连接。外部通道352流体耦接至端口342，从而允许通过密封件330与平台310的导管312进行流体连接。气室355大体上由内部通道351围绕。内部通道351大体上由外部通道352围绕。在一些实施例中，每一通道351、352可至少部分地围绕(例如15度)研磨垫350的中心357而延伸。通道351、352中至少两者分别流体耦接至单独的端口，如端口341、342。通道351、352中的至少两者流体耦接至导管311、312中的单独导管。尽管图3A中图示一窄线，该窄线分隔通道351与352，且将气室355与通道351、352隔开，但在一些实施例中，通道351、352彼此之间及与气室355之间的分隔可大于通道351、352的宽度。

气室355可安置在气室研磨特征375附近，如在气室研磨特征375下方。内部通道351可安置在内部研磨特征371附近，如在内部研磨特征371下方。外部通道352可安置在外部研磨特征372附近，如在外部研磨特征372下方。在操作期间，气室355、内部通道351，及外部通道352可在不同压力下加压，如利用不同的流体压力(例如空气压力)而加压。向气室355及通道351、352相对于彼此施加更多或更少压力可提供优势，如在CMP工艺期间减轻中心至边缘的不均匀性并调整基板中研磨表面的长距及短距平面化。在一些配置中，提供至气室及通道中一者或更多者的压力和/或流体类型可用以调整研磨垫的动态特性，且由此影响研磨工艺的结果。可经调整的两个常见CMP垫动态特性是损失模数及存储模量。在常规应用中，CMP垫的动态特性仅可通过调整材料组成和/或衬垫形成工艺变量以改变所形成衬垫的材料特性而修正。CMP垫的存储模量特性表示材料中弹性部分的模数。因此，存储模量是存储在材料中的能量的度量，且在衬垫于正在研磨的基板下方经过的每一周期恢复。反之，损失模数涉及衬垫材料或在此情况下为衬垫堆叠的黏稠性质或特性。损失模数是由于衬垫在研磨期间的周期性形变而随热而散逸的能量的度量。损失模数与存储模量的比率定义为损耗角正切(δ)且表示材料散逸能量的能力。调整衬垫堆叠的存储模量及损耗模数特性将影响基板的研磨后表面的长距及短距平面化。如下文中将进一步论述，通过调整压力和/或安置在气室及通道内的材料，可调整研磨垫350的动态特性，由此调整研磨垫350的平面化能力。

尽管图3A-3B中示出三个压力区(即气室355及通道351、352)，但其他实施例可包括两个或多于两个的区，如十个区。在一些实施例中，围绕气室355及通道351、352的材料可以是与研磨垫350的研磨区域或基底区不同的材料，如更软和/或更柔性的材料。例如，在一些实施例中，研磨垫350的不同部分可全部由聚胺甲酸酯形成，但围绕气室355及通道351、352的材料可由比包含研磨垫350中其余部分的材料更软的材料制成，以为围绕气室355及通道351、352的材料实现更大的柔性，和/或用于调整研磨垫堆叠的动态特性。在其他实施例中，研磨垫350可全部由相同材料形成。

研磨垫350也可包括一个或多个传感器，如一个或多个压力传感器或温度传感器。例如，研磨垫350可包括气室压力传感器365、内部通道压力传感器361，及外部通道压力传感器362。在一个示例中，压力传感器可包括应变计类型装置，该装置提供用以确定所施加压力量的信号。气室压力传感器365可具有定位在气室355中的感测表面，以确定气室355内侧的压力。内部通道压力传感器361可具有定位在内部通道351中的感测表面，以确定内部通道351内侧的压力。外部通道压力传感器362可具有定位在外部通道352中的感测表面，以确定外部通道352内侧的压力。压力传感器365、361、362中的每一者可经由有线或无线连接向控制器25传达已确定的压力。控制器25可以是任何能够监测输入和/或控制输出的控制器，如任何微处理器、微计算机，或可程序化逻辑控制器。

可将诸如控制阀的压力调节装置置于高压源380与气室355及通道351、352中的每一者之间。可将控制阀385置于高压源380与气室355之间。可将控制阀381、382分别置于高压源380与内部通道351之间及高压源380与外部通道352之间。可将控制阀385、381、382置于远离平台310的位置处。控制器25可通过调整控制阀的位置来控制气室355及通道351、352内侧的压力。在一个实施例中，控制器25为用于气室355及通道351、352的每一对压力传感器及控制阀执行诸如PID回路的单独反馈回路。在一些实施例中，可将额外压力传感器置于研磨垫350中的其他位置，如更靠近密封件330的位置，以提供研磨垫350内侧压力的更多数据。

在一些实施例中，高压源380是压缩空气源，但也可使用诸如DI水或另一有用流体的其他流体。例如，在一些实施例中，将压缩惰性气体用作高压源的流体。

在其他实施例中，非牛顿流体可用作高压源的流体。可使用的非牛顿流体的示例包括多醣溶液及聚乙二醇溶液，该两者也可包括陶瓷粒子。利用非牛顿流体充填研磨垫350的气室355及通道351、352允许研磨垫350的弹性及阻尼特性得以调整。研磨垫的弹性及阻尼特性确定研磨垫在研磨期间如何响应于应力。例如，弹性过度的研磨垫可能导致“凹陷”，或从正在研磨的表面上移除过多材料的区域。此不想要的凹陷导致非平面研磨且可能导致所生产的装置的不良性能。弹性极低的研磨垫也可能刚度过大而无法顺应待研磨表面的变异，从而导致不良的研磨结果。在一个示例中，形成于半导体基板的表面上的更小特征(如与尺寸更宽及间隔更宽的沟槽相比，间隔紧密的32纳米线状特征)可具有完全不同的研磨特性。因此，非牛顿流体的阻尼特性将实现所供应的流体在研磨期间吸收能量及应力，从而防止研磨垫与基板之间的过度振动。非牛顿流体的应力及剪切致稠特性导致流体回应于应力而硬化并吸收能量。另一方面，牛顿流体不具有该等应力及剪切致稠特性，由此使得牛顿流体在吸收研磨期间产生的能量及应力时效率更低。

研磨垫350的弹性及阻尼特性(例如研磨垫的动态特性)可通过变更流体的类型(诸如非牛顿流体)及供应至气室355及通道351、352的流体的压力而调整。先前，为了实现不同的弹性及阻尼特性，会使用不同的研磨垫，但目前，可利用不同的流体充填一个衬垫以获得不同的弹性及阻尼特性。此外，在一些实施例中，可将诸如不同的非牛顿流体的不同流体供应至气室355或通道351、352中的一者或更多者，从而实现对研磨垫中不同区域的弹性及阻尼特性进行调整，如研磨垫的不同径向区域。

图4A是一俯视平面图，该图图示根据一个实施例的研磨垫450的内部通道布局。图4B是图4A中研磨垫450的局部侧剖面视图。研磨垫450包括第一研磨通道451、第二研磨通道452，及第三研磨通道453。通道451-453各自流体耦接至供应通道461。通道451-453可大体上围绕研磨垫450的中心457而延伸，如围绕研磨垫450的中心457延伸360度。

研磨垫450进一步包括多个研磨特征，该等研磨特征包括可调整的研磨特征471及固定研磨特征472。可调整的研磨特征471可相对于固定研磨特征472而移动，以使得当诸如空气压力的压力被施加于通道451-453时，可调整的研磨特征471可延伸超过固定研磨特征472以研磨基板。当压力移除时，可调整的研磨特征471可返回相对于固定研磨特征472的凹陷位置，以使得固定研磨特征472可研磨基板。可调整的研磨特征471可包括第一研磨表面481，且固定研磨特征可包括第二研磨表面482。第一研磨表面481可具有不同于第二研磨表面482的特性，如具有不同的硬度或纹理。通道451-453中的每一者可安置在可调整的研磨特征471中的至少一些者附近，如在可调整的研磨特征471的下方。例如，可调整的研磨特征471可沿同心环安置在通道451-453上方。固定研磨特征472可沿研磨垫中未被同心环占用的区域而安置，该等同心环安置在通道451-453上方。

可调整的研磨特征471可响应于通道451-453中的压力变更而移动，如在通道451-453中的压力升至某个水平以上时延伸超过固定研磨特征472。可调整的研磨特征471可具有不同于固定研磨特征472的特性，如不同的形状、尺寸、硬度、组成。当通道451-453未加压时，可调整的研磨特征471可相对于固定研磨特征472而凹陷。当通道451-453加压时，可调整的研磨特征471可延伸超过固定研磨特征472。在操作期间，可自一源(诸如经由平台导管(未示出))将空气压力供应至研磨垫450以加压供应通道461及通道451-453，从而允许可调整的研磨特征471延伸超过固定研磨特征472。

研磨垫450能够使用一个研磨垫在不同时间利用不同研磨特征来研磨基板。例如，如若固定研磨特征472比可调整的研磨特征471硬度更大，或具有更粗糙的纹理，则固定研磨特征472可首先用于进行更粗糙的研磨，然后可加压通道451-453以允许将可调整的研磨特征471用于进行更精细的研磨。在一个实施例中，可调整的研磨特征471可具有约15至约25之间的肖氏D等级硬度(例如约20肖氏D等级硬度)，且固定研磨特征472可具有约50至约70之间的肖氏D等级硬度(例如约60肖氏D等级硬度)。尽管图中仅图示围绕研磨垫450的中心457延伸的三个通道451-453，但也可能包括两个或三个以上的通道。尽管图中仅描绘一个供应通道461，但一些实施例可能包括多个供应通道以允许不同的研磨垫通道接收不同的压力，接收压力的方式类似于研磨垫350的通道351、352可接收不同压力的方式。独立供应通道也可用于具有一组以上可调整的研磨特征的实施例中。例如，研磨垫可包括第一组可调整的研磨特征以用于应用中等研磨，且包括第二组可调整的研磨特征以用于应用更精细的研磨，以及固定研磨特征以用于应用更粗糙的研磨。在一些实施例中，研磨垫450可包括一个或多个压力传感器(未示出)，如包括于研磨垫350中的压力传感器。例如，研磨垫可在通道451-453的一者或更多者中包括压力传感器。

在一些实施例中，供应通道461可导向气室，该气室可向全部可调整的研磨特征加压，而非使用分隔的通道，如通道451-453。气室可邻近于大体上全部可调整的研磨特征471及固定研磨特征472。具有气室的研磨垫可通过在气室与固定特征472之间采用额外或不同的材料，来阻止固定特征472响应于空气压力变更而相对于可调整的研磨特征471移动。例如，可将柔性更大的材料置于可调整的研磨特征471与气室之间，而非置于固定研磨特征472与气室之间。

图5A是一俯视平面图，该图描绘根据一个实施例的研磨垫550的内部通道布局。图5B是研磨装置500的侧剖面视图，该研磨装置500包括图5A的研磨垫550。研磨装置500包括研磨垫550、平台510，及密封件530，该密封件在研磨垫550与平台510之间提供密封连接。平台510包括供应导管511及回流导管512。供应导管511及回流导管512可用以使流体流经研磨垫550。例如，导管511、512可用以使加热或冷却流体流经研磨垫550以调整研磨工艺的温度，从而调整浆料化学的活性和/或调整研磨垫的动态特性。

研磨垫550包括多个通道551-556。尽管图5A中图示一窄线，该窄线分隔通道551-556，但在一些实施例中，通道551-556的相隔距离可大于通道宽度。每一通道551-556可大体上围绕研磨垫550的中心557，如围绕研磨垫550的中心557约360度。每一通道551-556邻近于研磨垫550的研磨特征571。研磨特征571的面向外侧的表面形成研磨垫550的研磨表面574。每一通道551-556流体耦接至供应通道561及供应端口541，且每一通道551-556也流体耦接至回流通道562及回流端口542。在一些实施例中，可将不包括通道的外环559包括在研磨垫550中，以为研磨垫550提供额外的结构支撑。

供应通道561及回流通道562可大体上自研磨垫550的中心557延伸至最外侧通道556的外缘。供应通道561及回流通道562可经安置而彼此邻近。供应通道561及回流通道562可安置在通道551-556附近，如自通道551-556下方耦接至通道551-556。以此排列安置供应通道561、回流通道562及通道551-556，允许流体流经通道551-556以形成围绕研磨垫550的中心557的大体闭合回路。阻障层591可用以确保流体在经由回流通道562离开之前围绕最内侧通道551流动。

密封件530在供应导管511与供应通道561之间提供密封连接，且将回流导管512耦接至回流通道562。密封件530可与平台510上的各个开口521、522及研磨垫550的各个端口541、542对接。每一通道551-556通过密封件530流体耦接至平台510的两个导管511、512。

如上所述，在操作期间，诸如冷却水的加热或冷却流体可流经通道551-556以提供对研磨垫550及研磨表面574的温度控制。在一些实施例中，加热流体首先在研磨垫中循环以使研磨垫达到规定温度，然后在研磨期间，冷却剂可在研磨垫中循环。冷却剂的流速或温度可经调整以提供更多或更少冷却。

尽管图中示出六个通道551-556，但可能包括更多或更少通道。在一些实施例中，可将诸如鳍状结构的额外结构置于通道551-556中，以为研磨垫550与冷却剂之间的热传递提供额外的表面面积。鳍状结构可从通道551-556侧壁中的一者或更多者中伸出。在一些实施例中，其他的通道排列可用于热传递。例如，在一个实施例中，通道可围绕研磨垫中心形成一个或多个回路，该等回路盘旋朝向或离开研磨垫的中心。在其他实施例中，通道可围绕研磨垫中心形成不完整回路。

与间接方法(如冷却平台)相比，使冷却剂直接流经研磨垫可提供对研磨表面574的更佳温度控制。改良的温度控制使得研磨得以改良，如更均匀的研磨及更一致的研磨速率。

图6A是一俯视平面图，该图描绘根据一个实施例的研磨垫650的内部通道布局。图6B是研磨装置600的局部侧剖面视图，该研磨装置600包括图6A的研磨垫650。研磨装置600包括研磨垫650及平台610。平台610可包括一个供应导管(在图6B的横剖面中不可见)及多个回流导管621-626。供应导管可直接位于图6A中示出的主供应通道641M下方。供应导管及回流导管621-626可用以使流体流经研磨垫650。例如，供应导管及回流导管621-626可用以使诸如冷却水的加热或冷却流体流经研磨垫650。多个回流导管621-626允许对研磨垫650的不同区域进行单独的温度控制。

研磨垫650包括多个通道651-656。尽管图6A中图示一窄线，该窄线分隔通道651-656，但在一些实施例中，通道651-656的相隔距离可大于通道宽度。每一通道651-656可大体上围绕研磨垫650的中心657，如围绕研磨垫650的中心657约360度。每一通道651-656邻近于研磨垫650的研磨特征671。研磨特征671的面向外侧的表面形成研磨垫650的研磨表面674。通道651-656中的每一者流体耦接至公共供应通道641及相应的单独回流通道651R-656R。供应通道641流体耦接至主供应通道641M及端口(未示出)。回流通道651R-656R流体耦接至各个端口651P-656P。每一通道651-656经由相应的回流通道651R-656R、端口651P-656P并通过密封件631-636流体耦接至各别独立导管621-626。在一些实施例中，可将不包括通道的外环659包括在研磨垫650中，以为研磨垫650提供额外的结构支撑。

供应通道641及回流通道651R-656R的阵列可大体上自研磨垫650的中心657延伸至最外侧通道656的外缘。供应通道641及回流通道651R-656R可安置在彼此附近。供应通道641及回流通道651R-656R的阵列可安置在通道651-656附近，如在通道651-656下方。以此排列安置供应通道641、回流通道651R-656R，及通道651-656允许流体流经通道651-656以形成围绕研磨垫650的中心657的大体闭合回路。阻障层691可用以确保流体在经由回流通道651R离开之前围绕最内侧的通道651流动。

在操作期间，来自冷却剂供应680的冷却剂可使用一个或多个泵(未示出)流经通道651-656，以提供对研磨垫650及研磨表面674的温度控制。将各个回流通道651R-656R通过密封件631-636耦接至各个回流导管621-626允许对研磨表面674的不同区域进行单独的温度控制。例如，可将各个控制阀681-686置于各个回流导管621-626的下游及远离平台610之处，以实现对每一通道651-656的单独的温度控制。冷却剂的流量或温度可经调整以向每一通道651-656提供更多或更少的冷却。

研磨垫650也可包括一个或多个传感器，如一个或多个温度传感器。例如，研磨垫650可包括温度传感器661-666，该温度传感器定位在相应通道651-656中的每一者中以测量该通道651-656的温度。在另一示例中，温度传感器661-666中的一者或更多者可定位在研磨垫350的研磨表面(例如衬垫的暴露表面)处或附近，以便可在研磨工艺期间测量研磨垫及基板的表面温度。温度传感器661-666可包括热电偶、RTD或类似类型的温度测量装置。温度传感器661-666中的每一者可将测得的温度传达至控制器，如上文中通过参考图3A及图3B所述的控制器25。温度传感器661-666与控制器25之间的通信可以是有线或无线。控制器25可通过调整控制阀681-686的位置而控制通道651-656内侧的温度。在一个实施例中，控制器25为用于不同通道651-656的每一对温度传感器及控制阀执行诸如PID回路的单独反馈回路。在一些实施例中，可将额外温度传感器置于研磨垫650中的其他位置，如主供应通道641M中，以提供研磨垫650内侧温度的更多数据。

也可将供应控制阀690置于冷却剂供应680与主供应通道641M之间，以控制到达研磨垫的冷却剂的整体流量。在一些实施例中，每一通道651-656具有单独供应导管及单独回流导管，以便对耦接至例如研磨垫的第一通道的控制阀进行的调整不影响加热或冷却流体流向研磨垫650的其他通道中的一者或更多者。与间接方法(如冷却平台)相比，使冷却剂直接流经研磨垫可提供对研磨表面的更佳温度控制。改良的温度控制使得研磨得以改良，如更均匀的研磨及更一致的研磨速率。尽管上文参考图5A及图5B未予以论述，但研磨垫550也可包括一个或多个温度传感器，以实现研磨垫550的温度控制，该温度控制的方式类似于研磨垫650的温度控制。

在一些实施例中，可将诸如鳍状结构的额外结构置于通道651-656中，以为研磨垫650与冷却剂之间的热传递提供额外的表面面积。鳍状结构可从通道651-656侧壁中的一者或更多者中伸出。在一些实施例中，其他通道排列可用于热传递。例如，在一个实施例中，通道可围绕研磨垫的中心形成一个或多个回路，该等回路盘旋朝向或离开研磨垫中心。在其他实施例中，通道可围绕研磨垫中心延伸至小于闭合回路的程度。

图7是根据一个实施例的研磨垫750的局部侧剖面视图。研磨垫750可具有大致环形形状，该形状类似于上文论述的另一研磨垫。研磨垫750包括供应通道761及气室765。气室765可安置在研磨表面774附近，如在研磨表面774下方。研磨垫750进一步包括研磨特征771。每一研磨特征771可包括研磨特征通道775。研磨特征通道775可与供应通道761及气室765一起用于向研磨表面774中的孔口776输送流体。

经由研磨特征通道775输送至研磨表面774的流体可包括诸如浆料、表面活性剂、去离子水，及其他流体的流体。可经由一个或多个平台导管(未示出)而输送流体。在一些实施例中，浆料可经由供应通道761而输送，且诸如表面活性剂及去离子水的其他流体可经由辅助通道(未示出)而输送。供应通道761及辅助通道可在研磨垫750表面(诸如研磨垫750的底表面)上具有端口。直接从研磨特征输送出流体确保流体是在正被研磨的基板与研磨垫之间提供。

图8A是一俯视平面图，该图描绘根据一个实施例的研磨垫850的内部通道布局。图8B是图8A中研磨垫850的局部侧剖面视图。研磨垫850包括第一研磨通道851、第二研磨通道852，及第三研磨通道853。通道851-853可大体上围绕研磨垫850的中心857而延伸，如围绕研磨垫850的中心857延伸360度。通道851-853各自流体耦接至公共供应通道861。

研磨垫850进一步包括多个研磨特征，该等研磨特征包括第一研磨特征871及第二研磨特征872。每一第一研磨特征871可包括研磨特征通道875。每一研磨特征通道875可与供应通道861一起用以穿过研磨表面874将流体输送至第一研磨特征871端部的孔口876。第一研磨特征871各自具有穿过研磨表面874的孔口876，且第二批研磨特征872各自没有穿过研磨表面874的孔口。通道851-853中的每一者可安置在第一研磨特征871中至少一些附近，如在第一研磨特征871下方。第二批研磨特征872可安置在通道851-853之间，以便第一研磨特征871的环可围绕第二批研磨特征872的环。

第一研磨特征871可用以输送流体至研磨表面874，该等流体如浆料、表面活性剂，及去离子水。可经由一个或多个平台导管(未示出)而输送流体。在一些实施例中，可经由供应通道861而输送浆料，且可经由辅助通道(未示出)而输送诸如表面活性剂及去离子水的其他流体。供应通道861及辅助通道可在研磨垫850表面上具有端口，该表面如研磨垫850的底表面。

直接从研磨特征中输送流体确保在正在研磨的基板与研磨垫之间提供流体。尽管研磨垫850具有输送流体的第一研磨特征871及不输送流体的第二研磨特征872的交替环，但也可使用其他排列。例如，可能有比第二研磨特征872多或少的第一研磨特征871。也可有容纳在同一环中的第一研磨特征871及第二研磨特征872，该环围绕研磨垫850的中心857。在一些实施例中，不同通道可流体耦接至平台的不同导管，以便研磨垫的不同区域可接收不同的流体量。例如，如若基板显着小于研磨垫，且基板正在研磨垫边缘附近进行研磨，则大多数或全部流体可提供至研磨垫850的边缘，而较少或没有流体可不提供至研磨垫中心。该种设计可通过使用更少流体来节省材料成本，该等流体如CMP期间使用的浆料。

图9A-9H示出上文论述的研磨特征可能具有的一些不同形状的俯视图及侧视图。在一些实施例中，上文论述的研磨特征可采取圆柱形状。图9A图示具有圆柱形状的研磨特征910的俯视图。图9B示出研磨特征910的侧视图，该研磨特征910具有连接至研磨垫(未示出)的第一侧911及形成研磨垫的部分研磨表面的第二侧912。在其他实施例中，上文论述的研磨特征可采用棱柱的形状，该棱柱具有任何多边形的横剖面，如三角形、正方形、矩形、五边形、六边形，等等。图9C示出具有矩形棱柱形状的研磨特征920的俯视图。图9D示出研磨特征920的侧视图，该研磨特征920具有连接至研磨垫(未示出)的第一侧921及形成研磨垫的部分研磨表面的第二侧922。

在其他实施例中，上文论述的研磨特征可采取鳍形形状。在该等实施例中的一些实施例中，鳍可能采取矩形棱柱形状，在此情况下，横剖面的一个尺寸大于另一方向的长度的两倍。在其他实施例中，鳍可包括其他形状，如允许鳍遵循圆形研磨垫的曲率的弯曲特征。图9E示出研磨特征930的俯视图，该研磨特征930具有鳍形形状，该鳍具有矩形棱柱形式，在该情况下，第一尺寸936大于第二尺寸937的长度的两倍。图9F示出研磨特征930的侧视图，该研磨特征930具有连接至研磨垫(未示出)的第一侧931及形成研磨垫的部分研磨表面的第二侧932。

在其他实施例中，上文论述的研磨特征可采取圆锥或角锥形状，如截顶锥或角锥。图9G示出具有截顶锥形状的研磨特征940的俯视图。图9H示出研磨特征940的侧视图，该研磨特征940具有连接至研磨垫(未示出)的第一侧941及形成研磨垫的部分研磨表面的第二侧942。

使用由单独研磨特征形成的研磨表面(如通过参考图9A至图9H所论述的研磨特征)提供众多益处。不使用单独研磨特征的研磨垫通常已使用沟槽，如形成同心环的沟槽。该等沟槽通常已通过从研磨垫表面移除材料而形成。尽管该等沟槽可允许充足流体在沟槽内传递，但沟槽之间的壁则阻碍沟槽之间的流体传递。另一方面，当使用单独研磨特征时，流体可围绕单独特征而流动，且没有诸如沟槽之间的壁的大型结构来抑制研磨垫表面上任何方向上的流体传输。当无法向研磨头及基板下方的研磨垫区域提供充足的诸如浆料的流体时，可能浪费诸如浆料的流体。浪费浆料可降低研磨工艺的效率且增大成本。单独特征可促进诸如浆料的流体向研磨头及基板下方的研磨垫区域的传递，从而减少浪费且增加效率。

单独研磨特征也允许具有多个类型的研磨特征的设计，在该情况下，不同类型的研磨特征可执行不同的功能。例如，上文论述的研磨垫450允许利用可调整的研磨特征471或固定研磨特征472进行研磨，从而实现利用一个研磨垫获得两个或多于两个的类型的研磨结果，如先粗糙研磨后精细研磨。可使用诸如3D打印的增添制造技术形成单独特征。

图10是一工艺流程图，该图概述用于通过使用3D打印机形成具有一个或多个内部通道的研磨垫的工艺1000。图11示出3D打印机50，该打印机可用以执行工艺1000以形成研磨垫，如上文通过参考图2论述及图11中再次图示的研磨垫250。尽管下文通过使用研磨垫250作为可使用工艺1000制造的示例性研磨垫来描述工艺1000，但上文通过参考图2-8B论述的任一研磨垫及图9A-9H中的研磨特征皆可使用工艺1000而形成。

3D打印机50可使用喷射光聚合物工艺以沉积光聚合物滴液，随后使用紫外线固化以形成研磨垫250的结构。3D打印机50可打印光聚合物材料及一个或多个其他材料的连续层以形成研磨垫250。3D打印机50可使用一个或多个打印头以沉积组成材料及支撑材料。用以形成研磨垫250的组成材料可以是光聚合物，如丙烯酸封端聚胺甲酸酯或任何聚合物，诸如聚酯、尼龙、聚苯砜(polyphenylsulfone；PPS)、聚醚酮(PEEK)聚乙烯醇、聚乙酸乙烯酯、聚氯乙烯、聚碳酸酯，或聚酰胺及上述各者的共聚物及掺合物。组成材料也可包括丙烯酸光聚合物单体及寡聚物，如聚胺甲酸酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯，及环氧丙烯酸酯。可用以形成研磨垫250的其他材料包括聚胺甲酸酯丙烯酸酯、环氧树脂、丙烯腈丁二烯苯乙烯(acrylonitrile butadiene styrene；ABS)、聚醚酰亚胺，或聚酰胺。支撑材料也可是光聚合物，或支撑材料可能是不同材料，如另一聚合物、蜡，或水溶性材料。支撑材料用以在打印工艺期间充填任何空隙并支撑任何研磨垫250的悬垂物。研磨垫250形成之后，可使用诸如相变、溶解、化学反应或机械工艺的工艺选择性地从研磨垫250上移除支撑材料。尽管对工艺1000描述的是喷射光聚合物3D打印工艺，但也可使用其他3D打印工艺，如立体光刻(stereolithography；SLA)、选择性激光烧结(selective laser sintering；SLS)，或熔融灯丝制造(fused filament fabrication；FFF)。

在框1002中，研磨垫250的3D模型以实现3D打印的格式加载到3D打印机50中，该格式如STL。在框1004中，3D打印机50通过在平台70上沉积初始基底层260_i而开始打印。平台70可以是金属、塑料，或陶瓷材料，如铝、钛、铁、不锈钢、氧化铝(Al₂O₃)、硅、二氧化硅，或碳化硅。如若平台70由金属材料形成，则金属可经电镀或阳极化以改良释放特性。平台70可涂覆有非黏着材料，如聚四氟乙烯。初始基底层260_i包括组成材料及支撑材料。3D打印机沉积组成材料以形成研磨垫250的结构。3D打印机50沉积支撑材料(未示出)以充填组成材料的区域之间的任何空隙或间隙，如端口241、242。支撑材料也可围绕研磨垫250周缘而沉积。端口241、242可用于将研磨垫250流体耦接至来自平台或另一个源的流体。在沉积初始基底层260_i之后或之时，使用紫外线能而固化初始基底层260_i的组成材料。支撑材料也经由固化、相变或另一工艺而凝固。

在框1006中，3D打印机50在初始基底层260_i上方沉积额外的基底层以形成基底区260。3D打印机在额外层中沉积组成材料以形成研磨垫250的结构，且沉积支撑材料以充填研磨垫250中的任何空隙或间隙，如通道251、252。在沉积下一层之前，利用紫外线能固化每一层组成材料。也可继续围绕研磨垫250的周缘沉积支撑材料以提供额外支撑。在一些实施例中，在框1006期间可暂停工艺1000，以便安装一个或多个传感器，如上文中通过参考图3A、图3B及图6A、图6B论述的压力传感器及温度传感器。在一些实施例中，3D打印机50可形成凹槽，传感器置于该凹槽中，然后3D打印机50可围绕传感器形成连续层以将传感器紧固到位。在其他实施例中，3D打印机50可沉积组成材料，该材料随后将被移除以形成自研磨垫外侧到达研磨垫内侧通道之一的一个或多个端口。例如，一个或多个端口可形成于研磨垫中在研磨期间面对平台的侧上。通过对研磨垫通道使用可从外部进出的端口，可更易于从研磨垫上移除传感器。除移除传感器以用于另一研磨垫之外，如若传感器故障并需要更换，则移除传感器可十分有用，例如在研磨垫的使用寿命已结束的情况下。

在框1008中，3D打印机50在基底区260上方沉积研磨层以形成研磨区域270。在一些实施例中，基底区260及研磨区域270由相同材料形成，如由聚胺甲酸酯形成。在其他实施例中，基底区260及研磨区域270可由不同的材料形成。3D打印机50可形成具有组成材料的研磨区域270及研磨特征271。3D打印机50可在研磨特征271之间沉积支撑材料(未示出)。在诸如研磨垫750或研磨垫850的实施例中，3D打印机50可沉积支撑材料以形成穿过研磨特征的通道，如研磨特征通道775、875。

在框1010中，从研磨垫250上移除支撑材料。根据所使用的支撑材料类型，可经由相变、溶解、化学反应或其他工艺来移除支撑材料。例如，当使用水溶性支撑材料时，可将研磨垫250浸入水浴中以移除支撑材料。

在另一实施例中，3D打印机50可用以形成具有复合衬垫主体的研磨垫。复合衬垫主体包括由至少两个不同材料形成的离散特征。研磨垫可通过类似于工艺1000的三维(three-dimensional；3D)打印工艺而生产。例如，复合衬垫主体可利用3D打印机50通过连续沉积多个层而形成，每一层包括不同材料或不同材料组成的区域。然后，该多个层可通过固化而凝固。可同时利用不同的材料或不同的材料组成形成复合衬垫主体中的离散特征。3D打印的沉积及固化工艺允许离散特征牢固地接合在一起。离散特征的几何形状可通过使用3D打印工艺而易于控制。通过选择不同的材料或不同的材料组成，离散特征可具有不同的机械、物理、化学，及几何形状特性，以获得指定的衬垫特性。在一个实施例中，复合主体可由具有不同机械特性的黏弹性材料形成。例如，复合主体可由具有不同存储模量及不同损失模式的黏弹性材料形成。因此，复合衬垫主体可包括由第一材料或第一材料组成形成的一些弹性特征，且由第二材料或第二材料组成形成的一些坚硬特征，该第二材料或第二材料组成比第一材料或第一材料组成更刚硬。

此外，可为弹性特征及坚硬特征选择不同的机械特性以实现均匀研磨。机械特性的变化可通过选择不同的材料和/或选择不同的固化工艺而实现。在一个实施例中，弹性特征可具有更低硬度值及更低杨氏模数值，而坚硬特征可具有更高硬度值及更高杨氏模数值。在另一实施例中，诸如存储模量及损失模数的动态机械特性可用以设计弹性特征及坚硬特征。

坚硬特征可由聚合物材料形成。坚硬特征可由单聚合物材料或两个或多于两个的聚合物的混合物形成，以获得目标性质。在一个实施例中，坚硬特征可由一个或多个热塑性聚合物形成，如聚胺甲酸酯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯三氟乙烯、聚四氟乙烯、聚甲醛、聚碳酸酯、聚酰亚胺、聚醚醚酮、聚苯硫、聚醚砜、丙烯腈丁二烯苯乙烯(acrylonitrile butadiene styrene；ABS)、聚醚酰亚胺、聚酰胺、三聚氰胺、聚酯、聚砜、聚乙酸乙烯酯、氟化烃，等等，及上述各者的混合物、共聚物及接枝物。在另一实施例中，硬质特征可包括一个或多个热固性聚合物，如环氧树脂、酚醛树脂、胺类、聚酯、胺基甲酸酯、硅，及上述各者的混合物、共聚物，及接枝物。此外，在一个实施例中，磨粒可嵌入坚硬特征中以强化研磨。包括磨粒的材料可以是金属氧化物(如氧化铈、氧化铝、氧化硅，或上述各者的组合)、聚合物、金属间化合物，或陶瓷。

弹性特征可由一个或多个聚合物材料形成。弹性特征可由单聚合物材料或两个或多于两个的聚合物的混合物而形成，以获得目标性质。在一个实施例中，弹性特征可由一个或多个热塑性聚合物形成。例如，弹性特征可由热塑性聚合物形成，如聚胺甲酸酯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯三氟乙烯、聚四氟乙烯、聚甲醛、聚碳酸酯、聚酰亚胺、聚醚醚酮、聚苯硫、聚醚砜、丙烯腈丁二烯苯乙烯(acrylonitrile butadienestyrene；ABS)、聚醚酰亚胺、聚酰胺、三聚氰胺、聚酯、聚砜、聚乙酸乙烯酯、氟化烃，等等，及上述各者的混合物、共聚物及接枝物。弹性特征206可由热塑性弹性体形成。在一个实施例中，弹性特征可由橡胶状3D打印材料形成。

坚硬特征一般比弹性特征更坚硬且刚性更大，而弹性特征比坚硬特征更柔软及柔性更大。可选择坚硬特征及弹性特征的材料、图案，及相对用量以获得研磨垫的“调谐”整块材料。利用此“调谐”整块材料形成的研磨垫具有各种益处，如改良的研磨结果、降低的制造成本、延长的衬垫使用寿命。在一个实施例中，“调谐”整块材料或研磨垫整体上可具有约65肖氏A至约75肖氏D之间的硬度。研磨垫的抗拉强度可在5MPa与约75MPa之间。研磨垫可具有约5％至约350％的垫延长。研磨垫可具有约10m Pa以上的抗剪强度。研磨垫可具有约5MPa与约2000MPa之间的存储模量。研磨垫可在25℃至90℃温度范围具有稳定的存储模量，以使得E30/E90的存储模量比处于约6至约30之间的范围中，其中E30是30℃下的存储模量，且E90是90℃下的存储模量。坚硬特征及弹性特征可在整个研磨垫主体和/或研磨垫的研磨层中使用。上述研磨垫450是可结合坚硬特征及弹性特征的研磨垫的一个示例。例如，可调整的研磨特征471可以是弹性特征，该等弹性特征可延伸经过固定研磨特征472，该等固定研磨特征为坚硬特征。

图12A是根据一个实施例的研磨垫1250的俯视剖面图。图12B是研磨垫1250的侧剖面视图，该图是沿图12A的线12B截取的。请参看图12A及12B，研磨垫1250类似于图7的研磨垫750，不同的处在于研磨垫1250包括围绕研磨垫1250的中心1257安置的多个区段1210。研磨垫1250经图示包括四个区段1210，但也可包括更多或更少区段。研磨垫1250包括多个分离器1214以分隔相邻区段。不同的区段1210可用以控制流体输送，该流体输送在X-Y平面内流经围绕研磨垫1250的中心1257的不同角度区域。在一些实施例中，区段1210围绕研磨垫1250的中心1257对称安置。例如，研磨垫1250图示四个对称区段1210，每一区段在X-Y平面中覆盖研磨垫1250中约90度的角度区域。

在一些实施例中，研磨垫1250一般可具有大致环形形状，该形状类似于上文论述的其他研磨垫。研磨垫1250的每一区段1210包括气室1215(也被称作通道)及供应线路1216。每一气室1215可围绕区段的大部分角度区域延伸，如该区段的至少75％或至少90％的角度区域。每一气室1215可安置在给定区段1210的研磨表面1274附近，如在区段1210的研磨表面1274下方。研磨垫1250的每一区段1210进一步包括研磨特征1271。每一研磨特征1271可包括研磨特征通道1275。研磨特征通道1275可与供应通道1261及气室1265一起用于向穿过研磨表面1274的孔口1276输送流体。

供应气室1215将给定区段1210的供应线路1216连接至区段1210的研磨特征通道1275，以便可将流体输送至区段1210的研磨表面1274。经由研磨特征通道1275输送至研磨表面1274的流体可包括诸如浆料、表面活性剂、衬垫清洁化学品、去离子水，及其他流体的流体。可经由平台的一个或多个导管(未示出)输送流体。供应线路1216中的每一者可连接至研磨垫1250表面上的不同的端口1218，如研磨垫1250的底表面。直接从研磨通道特征中输送流体确保在正在研磨的基板与研磨垫之间提供流体。

不同的区段1210可用以控制流体输送，该流体输送流经研磨垫1250的研磨表面1274的不同角度区域。例如，当研磨垫1250在研磨期间旋转时，诸如浆料的流体可脉动通过不同区段1210，以便在经研磨的基板在接触区段1210的研磨特征1271时，经由给定区段1210而输送更多流体。在一个实施例中，每一供应线路1216连接至分隔阀1281-1284，在该情况下，每一阀1281-1284按需连接至浆料供应及一个或多个泵。诸如上述控制器25的控制器可用以开启及闭合阀1281-1284。阀1281-1284的开启及闭合可与研磨垫1250在平台(未示出)上的旋转同步，以便当正被研磨的基板与区段1210的研磨特征1271接触时，诸如浆料的流体经脉动通过给定区段。在一些实施例中，有时，相邻区段1210的至少两个阀(例如阀1281、1282)在研磨期间开启，以便下一个将接触基板的区段1210在基板下旋转之前已将诸如浆料的流体供应至该下一区段1210的研磨表面1274。

通过在研磨期间使浆料或其他流体向基板位置的输送同步，可节省大量浆料或其他流体。该等节省可降低使用化学机械研磨而制造的装置的生产成本。

上文论述的研磨垫的众多不同特征可与其他研磨垫的特征结合，以产生具有更大功能的研磨垫。例如，一个研磨垫可包括诸如可加压通道(例如通道451-453)、温度控制通道(例如通道651-656)，及浆料输送通道(例如通道851-853及875)的特征。在一些实施例中，一个通道可用于两个目的。例如，可应用加压冷却水以控制一个通道中的压力及温度。

在一些实施例中，上文论述的设计可经修正以产生更对称的设计，以在研磨期间当研磨垫被平台旋转时提供更佳的力平衡。例如，如图4A中图示的研磨垫450的通道461可径向延伸向两个或多于两个的方向，以加压通道451-453且使得研磨垫450更为对称。

尽管研磨垫及研磨垫的众多特征(诸如内部通道(例如内部通道351))经描述具有环形几何形状，但研磨垫及研磨垫的特征可采用其他形状，如多边形或不规则形状。例如，研磨垫可具有多边形形状，如矩形形状。作为另一个示例，气室355、内部通道351，及外部通道352可全部形成于矩形或其他形状中。作为另一个示例，一些研磨垫的内部通道可采用螺旋形状。例如，研磨垫550可经重新设计以使得一个通道从研磨垫中心向研磨垫边缘盘旋，以便加热或冷却流体进入中心且围绕研磨垫边缘退出。

此外，除上述压力及温度传感器之外的其他传感器可安装在研磨垫中。在一个实施例中，在用于液体输送的研磨垫的一者中可包括差压传感器排列，如研磨垫850。可测量公共供应通道861与每一通道851-853之间的差压。例如，较高的差压测量结果可指示通道851-853中的该一个通道堵塞或需要清洁。

尽管前述内容针对本公开的实施例，但可在不背离本公开的基本范围的前提下设计本公开的其他及更多实施例，且本公开的范围由所附权利要求书确定。

Claims (15)

1.一种用于化学机械研磨的研磨垫，包括：

基底，具有支撑表面；

多个研磨特征，所述多个研磨特征形成研磨表面，所述研磨表面与所述支撑表面相对；及

一个或多个通道，形成于所述研磨垫的内部中，所述一个或多个通道至少部分地围绕所述研磨垫的中心延伸，其中每一通道流体耦接至至少一个端口。

2.如权利要求1所述的研磨垫，其中：

所述一个或多个端口包括两个或多于两个的端口；及

所述一个或多个通道包括两个或多于两个的通道，其中所述通道中的至少两个通道流体耦接至单独端口。

3.如权利要求2所述的研磨垫，其中所述两个或多于两个的通道至少包括内部通道及外部通道，其中所述外部通道大体上围绕所述内部通道。

4.如权利要求1所述的研磨垫，其中：

所述多个研磨特征包括固定研磨特征及可调整的研磨特征；及

所述一个或多个通道包括两个或多于两个的通道，其中每一通道安置在所述可调整的研磨特征中的至少一些附近。

5.如权利要求1所述的研磨垫，其中每一通道流体耦接至两个或多于两个的端口。

6.如权利要求5所述的研磨垫，其中所述通道中的至少两个通道流体耦接至单独端口。

7.如权利要求5所述的研磨垫，其中每一通道流体耦接至供应端口及回流端口，且每一通道围绕所述研磨垫的中心延伸约360度。

8.如权利要求1所述的研磨垫，其中所述研磨特征中的至少一些包括通道，所述通道将所述一个或多个通道中的一个通道耦接至穿过所述研磨表面的孔口。

9.如权利要求8所述的研磨垫，进一步包括各自具有穿过所述研磨表面的孔口的研磨特征的环，围绕着各自没有穿过所述研磨表面的孔口的研磨特征的环。

10.一种用于化学机械研磨的研磨垫，包括：

基底，具有支撑表面；

多个研磨特征，所述多个研磨特征形成研磨表面，所述研磨表面与所述支撑表面相对；及

气室，所述气室形成于所述研磨垫的内部中，其中所述气室流体耦接至端口。

11.如权利要求10所述的研磨垫，其中所述研磨特征中的至少一些包括通道，所述通道将所述气室耦接至所述研磨表面中的孔口。

12.如权利要求10所述的研磨垫，进一步包括内部通道及外部通道，其中所述外部通道大体上围绕所述内部通道，且所述内部通道大体上围绕所述气室。

13.一种用于化学机械研磨的研磨装置，包括：

平台，包括：

轴；

平台板，由所述轴支撑，所述平台板具有安装表面；及

一个或多个导管，经分布穿过所述轴及所述平台板；

研磨垫，包括：

基底，具有支撑表面以用于接触所述平台的所述安装表面；

多个研磨特征，所述多个研磨特征形成研磨表面，所述研磨表面与所述支撑表面相对；

一个或多个通道，形成于所述研磨垫的内部中，所述一个或多个通道围绕所述研磨垫的中心延伸至少15度；及

密封件，在所述平台的所述一个或多个导管与所述研磨垫的所述一个或多个通道之间提供密封连接。

14.如权利要求13所述的研磨装置，其中：

所述一个或多个通道包括两个或多于两个的通道，且

所述一个或多个导管包括两个或多于两个的通道，其中所述通道中的至少两个通道流体耦接至单独导管。

15.如权利要求14所述的研磨垫，其中所述两个或多于两个的通道至少包括内部通道及外部通道，其中所述外部通道大体上围绕所述内部通道。