CN111684571A - 用于3d打印的cmp垫的压电终点指示 - Google Patents

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Abstract

本文描述的实施方式涉及使用嵌入在抛光垫的抛光材料中的一个或多个传感器来检测抛光终点的方法、抛光垫和形成抛光垫的方法。在一个实施方式中，抛光基板的方法包括以下步骤：对着抛光垫的抛光表面(抛光垫具有嵌入在抛光垫的抛光垫材料中的一个或多个传感器，其中抛光垫安装在抛光系统的抛光工作台上)推动基板的待抛光表面、使用一个或多个传感器检测对着抛光垫的抛光表面施加的力、将检测到的力转换成信号信息、将从一个或多个传感器接收的信号信息无线地传送到一个或多个设置在抛光工作台中的询问器，和基于信号信息改变一个或多个抛光条件。

Description

用于3D打印的CMP垫的压电终点指示
背景
领域
本文描述的实施方式大体上涉及电子装置制造工艺中的基板的化学机械平面化(CMP)；更具体来说，涉及具有设置和/或嵌入在抛光垫中的传感器的抛光垫、形成抛光垫的方法和使用抛光垫以在基板的化学机械平面化期间检测抛光终点的方法。
相关技术的说明
化学机械抛光(CMP)通常用于制造高密度集成电路，以通过使待平面化的材料层与安装在抛光工作台上的抛光垫接触，并且在存在抛光液和研磨颗粒的情况下，使抛光垫和/或基板(并且因此使在基板上的材料层表面)移动，来平面化或抛光沉积在基板上的材料层。CMP的两个常见应用是体膜(bulk film)的平面化(例如金属前电介质(PMD)或层间电介质(ILD)抛光，其中下面的特征在层表面中产生凹陷和突起)，和浅槽隔离(STI)与层间金属互连抛光(其中抛光用于从具有延伸到层中的特征的层的暴露表面(场(field))移除过孔、触点或沟槽填充材料)。例如，在层间金属互连抛光中，沉积在介电膜层中的开口中的金属导体(诸如钨(W)或铜(Cu))也沉积在介电膜层的场表面上，并且场上的金属必须在可在场上方形成下一层金属或介电材料之前从所述场移除。由于在CMP工艺期间材料自场表面的不充分清除而残留在基板的场表面上的不希望的材料(通常已知为在抛光下)可能会导致电子装置的故障(如果不通过再加工基板(进一步抛光基板)来去除所述材料的话)，而再加工基板的步骤需要抛光系统上额外的抛光时间，从而降低了抛光系统的生产率(capacity)。相反地，对基板进行过度抛光以确保从场表面去除填充材料可能会导致凹陷特征中的填充材料的暴露表面的不期望的凹陷(dishing)和/或在具有高特征密度的区域中平面化的表面的侵蚀，凹陷特征诸如过孔、触点和线和/或沟槽。此外，一些金属过度暴露于化学活性的CMP抛光液中会导致金属被抛光液化学转化并且因此造成成核(coring)，其中金属填充材料不再粘附到金属填充材料所填充的开口的侧壁和底部，在抛光过程中会拉开(pull away)。
端点检测(EPD)方法通常用于CMP工艺中来确定何时已从层的场(上表面)移除过孔、触点或沟槽填充材料。一种常规的EPD方法包括以下步骤：将光束导向基板、检测从基板反射的光和监测基板反射率的变化，以检测反射材料从底层(underlayer)表面的场上方的移除。一般来说，光被引导通过抛光工作台中的开口和抛光垫中的窗口，所述窗口邻近抛光工作台中的开口定位，这允许光从窗口穿过。因为开口和窗口(并且因而因为EPD系统)通过抛光工作台的旋转而在基板下方被扫过，所以基板的反射率变化只能在EPD每转一圈而在基板下扫过一次时被检测到。因此，EPD信号的分辨率受到抛光工作台的旋转速度的限制。
因此，本领域需要的是能连续监测抛光条件和抛光条件中的变化的EPD系统和与所述EPD系统一起使用的抛光物品(article)和设备。
发明内容
本公开内容总体提供与电子装置制造相关的方法和物品，特别是使用抛光垫(抛光垫具有设置和/或嵌入于抛光垫中的传感器以在基板的化学机械平面化期间检测抛光终点)的化学机械平面化(CMP)工艺、形成具有嵌入在抛光垫中的传感器的抛光垫的方法和由此形成的抛光垫。
在一个实施方式中，抛光基板的方法包括以下步骤：对着安装在抛光系统的抛光工作台上的抛光垫的抛光表面推动基板。此处，抛光垫包括嵌入在抛光垫的抛光垫材料中的一个或多个传感器和通信地耦合至一个或多个传感器的一个或多个远程通信装置，其中一个或多个远程通信装置中的每一个嵌入在抛光垫中。方法进一步包括以下步骤：使用一个或多个传感器检测对着抛光垫的抛光表面施加的力、将检测到的力转换成信号信息、将从一个或多个传感器接收的信号信息无线传送到设置在抛光工作台中的一个或多个询问器，并且基于信号信息改变一个或多个抛光条件。
在另一实施方式中，抛光垫包括子抛光元件、从子抛光元件延伸的复数个抛光元件和一个或多个传感器。一个或多个传感器中的每一个设置在复数个抛光元件中的一个或多个抛光元件的抛光表面与子抛光元件的一部分之间。
在另一实施方式中，一种形成抛光垫的方法包括以下步骤：形成子抛光元件的第一层(第一层具有设置在第一层的表面中的一个或多个开口)、部分地固化第一层、分别将一个或多个传感器定位在于第一层中形成的一个或多个开口中，和在至少部分固化的第一层上并且在一个或多个传感器上形成第二层。
附图简要说明
为了能够详细理解本公开内容的上述特征方式，可通过参考实施方式来获得上文简要概述的本公开内容的更具体描述，其中一些实施方式在附图中图示。然而，应注意的是，附图仅图示本公开内容的典型实施方式，因此不应被认为是对本公开内容范围的限制，因为本公开内容可允许其他同等有效的实施方式。
图1是根据一个实施方式的经配置以实施本文所述方法的示例性抛光系统的示意性横截面图。
图2图示根据一个实施方式的用于实施本文所提供的方法的通信和控制系统。
图3A是根据一个实施方式的抛光垫的示意性横截面平面图，所述抛光垫具有设置在所述抛光垫中的复数个传感器。
图3B图示根据一个实施方式的传感器在基板表面的抛光期间相对于基板表面的路径。
图3C是根据一个实施方式的使用本文所述的抛光垫抛光基板的方法的流程图。
图3D至图3F图示图3C中所示方法的基板结果。
图4A(1)和图4B(1)是根据本文所述的实施方式的抛光垫的示意性俯视图。
图4A(2)和图4B(2)分别是图4A(1)和图4B(1)中所示的抛光垫的部分的示意性横截面图。
图5A是根据一个实施方式的用于实施本文所述方法的示例增材制造系统的示意性横截面图。
图5B是使用图5A中所述的增材制造系统而分配到先前形成的层的表面上的液滴的特写横截面图。
图6A是根据一个实施方式的形成本文所述的抛光垫的方法的流程图。
图6B至图6D图示图6A中所示方法的基板结果。
为了便于理解，已尽可能使用相同的参考数字来表示附图中共有的相同元件。预期的是，一个实施方式的元件和特征可有利地并入其他实施方式中而无需进一步叙述。
具体实施方式
本文描述的实施方式大体上与电子装置制造工艺中的基板的化学机械平面化(CMP)相关；更具体来说，与具有设置和/或嵌入至抛光垫的抛光垫材料中的传感器的抛光垫、形成抛光垫的方法和在基板的化学机械平面化期间使用抛光垫来检测抛光终点的方法相关。
本文所描述的实施方式包括通信和控制系统，所述通信和控制系统使用分别耦合至复数个传感器或与复数个传感器一体成形的复数个远程通信装置(例如无线通信装置)，所述复数个传感器嵌入在抛光垫的抛光材料中。远程通信装置能够经由设置在抛光垫中的一个或多个询问器来将由复数个传感器测量的动态力信息传输至抛光系统的控制器。本文提供的通信和控制系统使得能够在抛光垫中包括更多个传感器，并且比有复数个传感器、其中来自每个传感器的信息经由相应的有线通信链路传送到控制器的抛光垫有更低的抛光垫制造成本。因此，与常规端点检测方法相比，本文所述的实施方式提供增加的端点检测信号分辨率。在一些实施方式中，通信和控制系统包括单向通信协议，其中由传感器接收的动态力信息(有时和传感器识别信息)被传送到远程通信装置、从远程通信装置被传送到询问器、从询问器被传送到抛光系统的控制器。在其他实施方式中，通信和控制系统包括双向通信协议，所述双向通信协议包括上述的单向通信协议，并且还包括将信息从控制器和/或询问器传送到远程通信装置。例如，在一个实施方式中，控制器可为每个传感器分配对应于设置在传感器下方的抛光工作台上的位置的唯一识别码。接着，将唯一识别码连同由传感器检测到的动态力信息一起传送到控制器，使得控制器能够将动态力信息与传感器的位置进行比较。
图1是根据一个实施方式的经配置以实施本文所述方法的示例抛光系统100的示意性横截面图。抛光系统100通常包括可绕工作台轴线104旋转地设置的抛光工作台102、安装在抛光工作台102的上表面上的抛光垫400、可绕承载轴线114旋转地设置的基板载体108和流体输送臂120，流体输送臂120用于将抛光液122输送到抛光垫400的抛光表面。一般来说，抛光液122是抛光浆料，所述抛光浆料包括研磨颗粒、清洁流体、化学活性溶液、水或以上项的组合。在一些实施方式中，抛光系统100进一步包括用于保持抛光垫400上所希望的表面纹理的垫调节设备(未示出)。一般来说，使用设置在抛光垫400与抛光工作台102之间的黏合剂(如压敏黏合剂)来将抛光垫400固定到抛光工作台102。
面向抛光工作台102和安装在抛光垫工作台102上的抛光垫400的基板载体108包括柔性隔膜(diaphragm)111，柔性隔膜111经配置以对着基板112的不同区域施加不同的压力，同时对着抛光垫400的抛光表面推动基板112的将要被抛光的表面或正在抛光的表面。基板载体108进一步包括围绕基板112的承载环109。在抛光期间，承载环109上的下压力对着抛光垫400推动承载环109，这防止基板112从抛光垫400与承载环109之间横向滑动。一般来说，抛光工作台102设置在轴103上，轴103使抛光工作台102围绕工作台轴线104在与基板载体108的旋转方向相反的旋转方向上旋转，同时基板载体108从抛光工作台102的内直径到抛光工作台102的外直径来回扫掠，以部分地减少抛光垫400的不均匀磨损。此处，抛光工作台102和抛光垫400的表面积大于基板112的待抛光表面区域。然而，在一些抛光系统中，抛光垫400的表面积小于基板112的待抛光表面区域。
本文的抛光垫400包括一个或多个传感器124，诸如嵌入和/或设置在抛光垫400的抛光垫材料中的一个或多个压力传感器、剪切传感器(shear sensor)和/或力传感器。当抛光垫400经过承载环109和基板112下时，一个或多个传感器124测量由承载环109和基板112对着抛光垫400的抛光表面施加的动态力。此处，一个或多个传感器124包括压电传感器、压阻传感器和/或微机电(MEMS)传感器(如MEMS负载传感器)、或经配置以测量由被对着抛光垫400推动的承载环109的基板112施加在抛光垫400上的动态力的任何其他合适的传感器。动态力通过设置在传感器124上方的抛光垫400的材料传输到传感器124。传感器124将动态力测量结果转换为信号信息，接着将信号信息传送到控制器140。例如，在一个实施方式中，一个或多个传感器124是压电传感器，压电传感器将施加到压电传感器的机械力(负载)转换成电信号形式(例如电压)的信号信息，接着使用本文所述的通信系统将信号信息传送到抛光系统100的控制器140。
此处，一个或多个传感器124中的每一个传感器通信地耦合到相应的远程通信装置(例如图2中所示的远程通信装置201)，远程通信装置靠近传感器124嵌入在抛光垫400中。在一些实施方式中，远程通信装置是射频(RF)通信装置，例如RF识别(RFID)装置。远程通信装置201配置成使用无线通信技术以与设置在抛光工作台102中和/或嵌入在抛光工作台102中的相应的询问器126进行无线通信，其中远程通信装置201通过第一通信链路128无线地传送(从与远程通信装置201通信耦合的传感器124接收的)信号信息至相应的询问器126。
一般来说，每个询问器126进一步通信耦合到抛光系统100的控制器140，控制器140通过一个或多个相应的第二通信链路132来从相应的询问器126接收信号信息。控制器140使用一个或多个软件应用程序(诸如中间件(middleware)应用程序148、抛光系统软件应用程序146和/或工厂级软件应用程序150)来处理和利用由控制器140接收的信号信息。在一些实施方式中，在接收到来自一个或多个询问器126的信息后，控制器140使用中间件应用程序148来处理信息并且导出中间件应用程序148通过第三通信链路147发送到抛光系统软件应用程序146的数据。此处的第三通信链路147包括有线连接(例如，以太网)或无线通信协议(例如，蓝牙)。在一些实施方式中，中间件应用程序148位于抛光工作台102或轴103上，并且包括用于降低从询问器126接收的信息中的噪声的一个或多个滤波器、一个或多个模数(A/D)转换器和/或用于与抛光系统软件应用程序146无线通信的无线通信协议(例如蓝牙协议)。在一些实施方式中，抛光系统软件应用程序146进一步将从中间件应用程序148接收的信息通过第四通信链路149发送到工厂级软件应用程序150。此处，第四通信链路149是有线连接。在其他实施方式中，第四通信链路149是无线通信协议。
在一些实施方式中，抛光垫400安装在抛光工作台102上，使得一个或多个传感器124与抛光工作台102的预定位置对准。这使得控制器140能够使用存储在远程通信装置201(远程通信装置201耦合到传感器124并且靠近传感器124)中的识别信息，以在基板抛光工艺期间确定一个或多个传感器124与基板112的相对位置。在其他实施方式中，在将抛光垫400定位在抛光工作台102上之后，将识别信息(控制器使用识别信息来确定传感器124与基板载体108的相对位置)传输到并且存储在一个或多个远程通信装置201中的每一个远程通信装置中。在另一实施方式中，使用耦合到工作台驱动马达(未示出；工作台驱动马达耦合到轴103)和基板载体扫掠马达(未示出；基板载体扫掠马达耦合到基板载体108)的位置传感器(例如光学编码器)来进一步确定基板载体108和抛光工作台102的相对位置，并且因此确定基板112和一个或多个传感器124的相对位置。在另一个和/或进一步的实施方式中，如图3中进一步描述地，当传感器124在基板抛光工艺期间经过承载环109和基板112的待抛光表面下时，使用由传感器124检测到的压力、力和/或剪切信息来确定传感器124相对基板112的相对位置。
图2图示根据一个实施方式的用于实施本文提供方法的通信和控制系统200。通信和控制系统200包括一个或多个传感器124(例如图1中所示的一个或多个传感器124)，其中一个或多个传感器124中的每一个传感器通信地耦合至相应的远程通信装置201。在其他实施方式中，一组或多组复数个传感器124中各自通信地耦合到相应的远程通信装置201。此处，一个或多个远程通信装置201是RF通信装置(例如RFID装置)，在其他实施方式中，远程通信装置是任何合适的无线通信装置。一个或多个远程通信装置201经配置以将从一个或多个相应传感器124(或一组或多组相应的复数个传感器124)接收的信息无线传送至一个或多个相应的询问器126。在其他实施方式中，一组或多组复数个远程通信装置201经配置以将从一个或多个相应传感器124(或一组或多组相应的复数个传感器124)接收到的信息无线传送至一个或多个相应的询问器126。
本文的控制器140包括可编程中央处理单元(CPU)214(可编程中央处理单元(CPU)214可与存储器218(例如，非暂时性存储器)和大容量存储设备(未示出)一起操作)、输入控制单元(未示出)和显示单元(未示出)，诸如耦合到抛光系统(例如图1中所述的抛光系统100)的各种部件的电源、时钟、缓存、输入/输出(I/O)电路和类似物，以便于控制基板抛光工艺。在一些实施方式中，控制器140包括用于通过抛光系统100中的系统水平(level)传感器来监测基板处理的硬件。
为了便于控制包括通信和控制系统200的抛光系统(例如抛光系统100)，CPU 214是用于工业环境中的任何形式的通用计算机处理器(例如可编程逻辑控制器(PLC))中的一种，以用于控制各种抛光系统部件和子处理器。耦合到CPU 214的存储器218是非暂时性的，并且通常是容易获得的存储器(如随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、软盘驱动、硬盘、或任何其他形式的数字存储器，本地或远程)中的一种或多种。支持电路216耦合至CPU214，用于以常规方式支持处理器。经由询问器126的来自远程通信装置201的信号生成指令、数据接收和分析可由CPU 214执行并且通常作为软件例程存储在存储器218中。在一些实施方式中，软件例程由远离由CPU 214控制的硬件定位的第二CPU(未示出)存储和/或执行。
此处，存储器218为包含指令的计算机可读存储介质的形式(例如，非暂时性存储器)，当由CPU 214执行指令时，指令有助于抛光系统(例如抛光系统100)的操作，抛光系统的操作包括远程通信装置201和询问器126的操作。存储器138中的指令是程序产品的形式，例如实现本公开内容的方法的程序(例如，中间件应用程序和设备软件应用程序等等)。程序代码可符合众多不同编程语言中的任何一种。在一个示例中，本公开内容可被实施为存储在计算机可读取存储介质上以与计算机系统一起使用的程序产品。程序产品的(多个)程序定义实施方式的功能(功能包括本文所述的方法)。在一些实施方式中，通过使用在控制器140内找到的CPU 214和存储器218来执行抛光系统软件应用程序146和中间件应用程序148。
说明性的计算机可读存储介质包括但不限于：(i)不可写的存储介质(在不可写的存储介质上永久存储信息)(例如，计算机内的只读存储器装置(如CD-ROM驱动可读的CD-ROM盘)、闪存、ROM芯片或任何类型的固态非暂时性半导体存储器)；和(ii)可写的存储介质(在可写的存储介质上存储可变信息)(例如，软盘驱动中的软盘、或硬盘驱动或任何类型的固态随机存取半导体存储器)。这样的计算机可读存储介质在携带指导本文所述方法的功能的计算机可读指令时是本公开内容的实施方式。
此处，传感器124(例如嵌入和/或设置在图1中的抛光垫400的抛光材料中的一个或多个传感器124)通信地耦合到远程通信装置201；远程通信装置201自传感器124接收信息并且通过第一通信链路128(例如无线通信链路)将信息无线地传送到询问器(例如图1的询问器126)。一般来说，远程通信装置201包括通信地耦合到传感器124的标签(tag)202、存储器203和耦合到标签202或在标签202中呈一体地制造的第一天线206。在一些实施方式中，传感器124与远程通信装置201一体地制造。此处，标签202是无源标签(passive tag)，所述无源标签经配置以从询问器126接收例如射频信号的信号并且利用所接收的信号的电磁能量来使用第一天线206将从传感器124接收到的信息传送回到询问器126，传感器124通信耦合至所述无源标签。此处，远程通信装置201距询问器126位于小于临界通信距离的位置，其中临界通信距离是这样的距离：超出临界通信距离的情况下，由询问器126提供和/或由无源标签使用以将信息传输回到询问器126的信号的电磁能量不足以在远程通信装置201与询问器126之间提供可靠的通信。一般来说，临界通信距离取决于与由询问器126产生的信号关联的功率量和标签发射机(tag transmitter)的大小和功率。在一些实施方式中(例如在传感器是压电传感器的实施方式中)，由传感器124提供的电信号向标签202提供足够的电力，以使得从标签202接收的信息能够传输到询问器126。在其他实施方式中(例如在询问器126距远程通信装置201超过临界距离定位的实施方式中)，标签202是有源标签，所述有源标签包括电耦合到所述有源标签的合适电源(例如电池)。此处，一个或多个传感器124中的每一个传感器通信地耦合到相应的远程通信装置201；然而，在一些实施方式中，每个远程通信装置201通信地耦合到一组或多组复数个传感器124。
一般来说，询问器126包括读取器(reader)208和第二天线210。读取器208包括例如RF电源的电源(未示出)并且/或者耦合到例如RF电源的电源(未示出)，并且读取器208被配置成通过第二天线210传输由远程通信装置201接收的电磁信号。此处，读取器208包括RF调制器211和询问器控制器209，询问器控制器209经配置以管理到读取器208和/或来自读取器208的信号传输和/或接收。在一个实施方式中，RF调制器211被配置为生成和/或调制具有约13.56MHz波长的RF信号。在一个实施方式中，以询问器126与相应的远程通信装置201(或相应的复数个远程通信装置201)之间的距离小于约十二英寸(例如小于约两英寸，或小于约一英寸)的空间关系定位询问器126和相应的远程通信装置201(或相应的复数个远程通信装置201)。在一些实施方式中，为了避免串扰，使得由询问器126传播的RF能量仅由期望的远程通信装置201(而不是与期望的远程通信装置201接近的其他远程通信装置)拾取，针对询问器126和与询问器相应通信的远程通信装置201(或复数个远程通信装置201)的每一个利用特定范围的RF能量。在这样的实施方式中，RF能量具有在约-30dB至约-60dB范围内的相对接收信号强度(RSSI)值。在一些实施方式中，一个或多个询问器126发射856MHz至960MHz范围内的特高频(ultrahigh frequency；UHF)。在一些实施方式中，一个或多个远程通信装置201中的每一个远程通信装置具有存储在远程通信装置的存储器203内的唯一识别码。唯一识别码被传输到询问器126并且由中间件应用程序(例如图1中描述的中间件应用程序148)使用，以确定在本文所述的一个或多个工艺中，从两个或更多个远程通信装置201中的哪一个接收信息，和/或哪个远程通信装置201信息被传递。在一些实施方式中，唯一识别码由控制器140提供并且经由询问器126和通信链路132和128传送到远程通信装置201(并且存储在远程通信装置201的存储器203中)。
图3A是根据一个实施方式的抛光垫的示意性横截面平面图，所述抛光垫具有设置在所述抛光垫中的复数个传感器。沿着围绕抛光垫的中心同心设置的复数个圆来布置复数个传感器124，其中复数个圆中的每一个具有相应的直径D(2)至D(4)，并且其中复数个圆中的每一个在内直径D(1)与外直径D(5)之间。此处，内直径D(1)和外直径D(5)由扫掠范围限定；即，在基板抛光期间基板载体从邻近外直径的位置至邻近垫的中心的位置的移动。一般来说，传感器124被间隔开来，使得当抛光垫围绕工作台轴线旋转时，复数个传感器124中的至少一个传感器124设置在基板的待抛光表面(或正在抛光的表面)与抛光工作台之间。在其他实施方式中，沿着从抛光垫的中心延伸的径向线以网格图案布置传感器或以任何其他合适的图案布置传感器，使得在基板抛光期间，至少一个或多个传感器124设置在基板的待抛光表面(或正在抛光的表面)与抛光工作台之间。
图3B图示根据一个实施方式的传感器124相对于基板表面的路径。传感器路径301由嵌入抛光垫的传感器的径向位置、基板载体扫掠路径的内直径D(1)和外直径D(2)、基板载体的扫掠速度、基板载体的旋转速度(和因此的设置于基板载体上的基板的旋转速度)和工作台的旋转速度确定。一般来说，在例如图1中描述的抛光系统100的抛光系统上，并且其中当传感器经过抛光系统下时基板载体进行少于完整的旋转的情况下，相对于基板的待抛光表面或正在抛光表面的传感器路径301包括弧，其中弧的半径取决于基板载体和抛光工作台的相对旋转速度。在其他实施方式中(例如在传感器经过基板载体下方时基板载体旋转至少复数个循环，或抛光系统是线性、轨道或振荡抛光系统的实施方式中)，路径将具有不同的形状，例如内旋轮线(hypotrochoid)形状或外旋轮线(epitrochoid)形状(也称为螺旋(Spriograph)形状)。
图3C是根据一个实施方式的抛光基板的方法的流程图。图3D至图3F图示在基板上的图3C中所示的方法300的结果。在活动310处，方法300包括以下步骤：对着光垫的抛光表面推动基板的待抛光表面或层，其中抛光垫具有嵌入至抛光垫的抛光垫材料中的一个或多个传感器，并且其中抛光垫安装在抛光系统的抛光工作台上。在一些实施方式中，一个或多个传感器包括压电传感器、压阻传感器、微机电(MEMS)传感器或以上项的组合。
在图3D中，待抛光基板包括形成在基板311(例如硅基板)的表面上的图案化层315。图案化层315包括介电层312，例如SiO2、SiNxOy、SiN、SiOC、SiC、Si低k聚合物(例如聚酰胺)、高k介电材料或以上项的组合。本文的高K介电材料包括基于铝-(Al)、铪-(Hf)、镧-(La)或锆-(Zr)的氧化物、氮氧化物和/或氮化硅(SixNy)，在单一或分层结构(例如，SiO2/高k/SiO2)中，或是以上项的组合，具有设置在其中的复数个金属特征314。一般来说，在介电层312上和在形成于介电层312的开口中沉积阻挡层313(例如Ru、Ta、TaN、TiN或TiW)并且接着在阻挡层313上沉积诸如W或Cu的金属层314a之前，通过在介电层312中形成复数个开口来形成金属特征314。在其他实施方式中，待抛光基板包括形成在基板表面中的图案化层，例如设置在形成于基板中的沟槽中的复数个介电特征(也称为浅槽隔离(STI)特征)，进一步包括形成在基板的场表面上的介电层和在介电层中形成的STI特征。
在动作320处，方法300包括以下步骤：使用一个或多个传感器来检测对着抛光垫的抛光表面施加的力。此处，力是在抛光垫和一个或多个传感器中的一个或多个传感器经过基板下方时由基板对着抛光垫的抛光表面施加的动态力。由一个或多个传感器检测到的动态力取决于基板相对于抛光垫的相对移动、从基板载体施加在基板上的下压力和基板表面与抛光表面之间的摩擦力。基板表面与抛光垫表面之间的摩擦至少部分地取决于被处理基板的材料层(因为不同材料层与抛光垫之间的摩擦力也将不同)。例如，如果基板与抛光垫的相对运动和由基板载体施加在基板上的压力在抛光期间保持在相应的恒定值，那么金属层314a与抛光垫表面之间的摩擦力将与阻挡层313和抛光垫之间的摩擦力不同(通常会比阻挡层313和抛光垫之间的摩擦力大)。同样地，阻挡层313和抛光垫之间的摩擦力将与抛光垫和图案化层315的介电表面之间的摩擦力不同(通常比抛光垫和图案化层315的介电表面之间的摩擦力大)。材料层之间的摩擦力差异造成由基板对着抛光垫的抛光表面施加的动态力的差异，其中在抛光工艺期间从基板的场表面移除(清除)材料层时动态力通过抛光垫的抛光材料传递到设置和/或嵌入抛光材料中的一个或多个传感器。
在动作330处，方法300包括以下步骤：使用一个或多个传感器将检测到的力转换为信号信息(通常是电信号信息，例如电压)。在动作340处，方法300包括以下步骤：将从一个或多个传感器接收的信号信息无线传送到设置在抛光工作台中的一个或多个询问器。
在动作350处，方法300包括以下步骤：基于信号信息来改变一个或多个抛光条件。例如，当从阻挡层313的场表面清除金属层314a时(例如图3E所示)，由一个或多个传感器检测到的动态力将改变，因此与动态力相关的信号信息将改变。由传感器检测并且被传送到控制器的动态力的变化可用于触发抛光条件的变化，诸如抛光液的成分、抛光液流率、由基板载体对着基板施加的下压力、抛光工作台旋转速度、载体旋转速度和/或抛光垫调节参数的改变。同样地，当从图案化层的场表面清除阻挡层313时(例如图3F中所示)，可使用检测到的动态力的变化来触发抛光条件(例如上述抛光条件)的第二变化，并且进一步包括结束抛光序列。在其他实施方式中，方法包括以下步骤：检测当从基板的图案化表面(例如包括在图案化表面中形成的复数个介电浅槽隔离特征的硅基板的图案化表面)的场移除介电层时由基板对着抛光垫表面施加的动态力的变化。
在进一步的实施方式中，一个或多个传感器用于确定填充材料从基板的场表面的局部清除，并且因此确定跨基板表面的材料去除速率分布。在所希望的模型抛光工艺中，设置在基板的待抛光表面上的场层的厚度跨基板表面是完全均匀的，从场层的材料去除也是完全均匀的。然而，实际上，不均匀的进入厚度(incoming thickness)和/或从场表面不均匀地去除填充材料造成在抛光序列期间的不同时间处从场表面局部清除填充材料。在不同时间处的局部清除(起因于不均匀的进入厚度和/或跨基板表面的不均匀材料去除速率)意味着基板表面的至少一部分被过度抛光同时仍从基板表面的其他部分清除填充材料。对基板局部的过度抛光导致凹陷特征(诸如过孔、触点和线和/或沟槽)中的填充材料的暴露表面的不希望的凹陷，和/或高特征密度区域中的平面化表面的不希望的侵蚀。
一般来说，抛光均匀性(即，材料从基板的场表面的去除速率跨基板表面的差异)在抛光垫、垫调节设备和/或基板承载环的寿命期间并且/或者在改变抛光条件(例如抛光垫的温度)的情况下改变。当从基板的场表面清除诸如金属层或介电层的填充材料时，由一个或多个传感器检测到的动态力将改变，因此与动态力相关的信号信息将改变。因此，当一个或多个传感器经过基板下方时，从基板表面局部清除材料将造成对着在基板表面下方的抛光垫施加的摩擦力的差异，从而造成由一个或多个传感器沿着一个或多个相应传感器路径(例如，图3B中描述的传感器路径301)的长度并且在所述一个或多个相应传感器路径的复数个位置处检测的动态力的相应差异。动态力的这些差异使得能够沿着相应路径的长度建立材料去除轮廓。在一个实施方式中，材料去除轮廓用来作为原位(在同一基板的抛光期间)调整抛光参数的基础，例如通过增加和/或减小柔性隔膜在基板的不同区域对着基板施加的压力。在其他实施方式中，材料去除轮廓用来调整随后抛光的基板的抛光参数。在一些实施方式中，抛光终点是从基板的场表面清除大体上所有的填充材料的时候，其中“大体上所有的”包括从场表面的多于90％(如多于95％，例如多于98％)的填充材料清除。
图4A(1)和图4B(1)是根据本文所述的实施方式形成的抛光垫的示意性俯视图。图4A(2)和图4B(2)分别是图4A(1)和图4B(1)中所示的抛光垫的部分的示意性横截面图。抛光垫400a和抛光垫400b可用作为图1的抛光系统100中的抛光垫400。
在图4A(1)至图4A(2)中，抛光垫400a包括复数个抛光元件404a、子抛光元件406和在抛光垫400a的多个周向位置处位于抛光元件404a的离散的抛光元件与子抛光元件406的界面连接处的一个或多个传感器124。复数个抛光元件404a设置在子抛光元件406上和/或在子抛光元件406内并且从子抛光元件的表面延伸。此处，复数个抛光元件404a中的一个或多个抛光元件具有第一厚度412，子抛光元件406以第二厚度413在抛光元件404a下方延伸，并且抛光垫400a具有总第三厚度415。在图4A(1)中，抛光垫400a包括复数个抛光元件404a，复数个抛光元件404a包括设置在抛光垫400a中心的向上延伸的柱405和围绕柱405设置并且从柱405向外径向间隔开来的复数个向上延伸的同心环407。复数个抛光元件404a和子抛光元件406最终限定复数个周向通道418a，复数个周向通道418a在每个抛光元件404a之间并且在抛光垫400a的抛光表面401的平面与子抛光元件406的表面之间设置在抛光垫400a中。复数个通道418使得抛光液能够跨抛光垫400a分布并且分布至抛光垫400a与待抛光或正在抛光的基板表面之间的界面区域。在其他实施方式中，抛光元件404a的图案是矩形、螺旋形、分形、随机、另一图案或以上项的组合。此处，(多个)抛光元件404a在抛光垫400a的径向方向上的宽度414a在约250微米和约20毫米之间(如在约250微米和约10毫米之间、如在约250微米和约5毫米之间、例如在约250微米和约2毫米之间)，并且(多个)抛光元件404a的间距416(径向的中心到中心间距)在约0.5毫米和约5毫米之间。在一些实施方式中，径向方向上的宽度414a和/或间距416跨抛光垫400a和抛光垫400b的半径变化，以限定垫材料性质的区域。在一些实施方式中，具有设置在抛光元件的抛光表面401下方的传感器124的抛光元件的宽度具有比不具有设置在抛光元件的抛光表面401下方的传感器的抛光元件大的宽度。另外，在一些实施方式中，一系列抛光元件404a的中心偏离子抛光元件406的中心。此处，一个或多个传感器124中的每一个传感器包括在传感器中一体地制造的远程通信装置，远程通信装置使得传感器能够将信息无线地传送到相应的询问器(例如图1至图2中描述的询问器126)和/或无线地从相应的询问器接收例如识别信息的信息。在一些实施方式中，复数个传感器124经配置以将信息无线地传送到相应的询问器，和/或从相应的询问器无线地接收信息。
在图4B(1)至图4B(2)中，抛光垫400b的抛光元件404b是从子抛光元件406延伸的圆柱形柱状物。在其他实施方式中，抛光元件404b具有任何合适的横截面形状，例如具有环形、部分环形(例如，弧形)、椭圆形、正方形、矩形、三角形、多边形、不规则形状或以上项的组合的单独的柱状物。抛光元件404b和子抛光元件406限定抛光元件404b之间的流动区域418b。在一些实施方式中，抛光元件404b的形状和宽度414b和抛光元件404b之间的距离416b跨抛光垫400b变化，以调整整个抛光垫400b的硬度、机械强度、流体传输性质或其他期望的性质。(多个)抛光元件404b的宽度414b在约250微米和约5毫米之间(例如在约250微米和约2毫米之间)；一般来说，抛光元件彼此间隔开约0.5毫米和约5毫米之间的距离416b。
如图4A(2)和图4B(2)所示，抛光元件404a、404b由子抛光元件406的一部分(例如，第一厚度412内的部分)支撑。因此，当在处理期间通过基板将负载施加到抛光垫400a、400b的抛光表面401(例如，顶表面)时，将通过抛光元件404a、404b和位于抛光元件下方的一部分的子抛光元件406传递负载。
此处，抛光元件404a、404b和子抛光元件406各自包括由低聚和/或聚合段、化合物或选自以下群组的材料中的至少一种形成的连续聚合物相，所述群组由以下项组成：聚酰胺、聚碳酸酯、聚酯、聚醚酮、聚醚、聚甲醛、聚醚砜、聚醚酰亚胺、聚酰亚胺、聚烯烃、聚硅氧烷、聚砜、聚亚苯基(polyphenylene)、聚苯硫醚、聚氨酯、聚苯乙烯、聚丙烯腈、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、聚碳酸酯、聚酯、三聚氰胺、聚砜、聚乙烯材料、丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)、卤化聚合物、以上项的嵌段共聚物和无规共聚物和以上项的组合。
在一些实施方式中，用于形成抛光垫400a、400b的部分(诸如抛光元件404a、404b和子抛光元件406)的材料包括至少一种可喷墨的(ink-jettable)预聚物组成物(pre-polymer composition)的反应产物(所述预聚物组成物是功能性聚合物、功能性低聚物、反应性稀释剂和/或固化剂的混合物)，以获得抛光垫400a、400b的希望的性能。在一些实施方式中，抛光元件404a、404b和子抛光元件406之间的界面和之间的耦合包括预聚物组成物的反应产物，诸如用于形成子抛光元件406的第一可固化树脂前驱物组成物和用于形成抛光元件404a、404b的第二可固化树脂前驱物组成物。一般来说，预聚物组成物暴露于电磁辐射(电磁辐射可包括紫外辐射(UV)、γ辐射、X射线辐射、可见辐射、IR辐射、微波辐射还有经加速的电子与离子束)以引发聚合反应，从而形成抛光元件404a、404b和子抛光元件406的连续聚合物相。为了本发明的目的，不限制聚合(固化)的(多个)方法或用来辅助抛光元件404a、404b和子抛光元件406的聚合反应的添加剂(诸如敏化剂、引发剂(initiator)和/或固化剂，诸如通过固化剂(through cure agent)或氧抑制剂)的使用。
在一个实施方式中，子抛光元件406和复数个抛光元件404a、404b由顺序沉积和沉积后固化工艺形成，并且包括至少一种可辐射固化的树脂前驱物组成物的反应产物，其中可辐射固化的前驱物组成物包含官能聚合物、官能低聚物、单体和/或具有不饱和化学部分或基团(包括但不限于：乙烯基、丙烯酸基、甲基丙烯酸基、烯丙基和乙炔基)的反应性稀释剂。
可使用本文所述的方法和材料组成物选择的典型材料组成物性质包括储能模量E’、损耗模量E”、硬度、tanδ、屈服强度、极限拉伸强度、伸长率、导热率、zeta电位、质量密度、表面张力、毒性比、断裂韧性、表面粗糙度(Ra)、玻璃化转变温度(Tg)和其他相关性质。例如，储能模量E’影响抛光结果，诸如从基板的材料层表面的去除速率和所得到的基板的材料层表面的平整性。一般来说，具有中等或高储能模量E’的抛光垫材料组成物为用于PMD、ILD和STI的介电膜提供更高的去除速率，并且带来凹陷特征(诸如沟槽、触点和线)中的膜材料的上表面的较少的不期望凹陷。具有低储能模量E’的抛光垫材料组成物通常在抛光垫的寿命期间提供更稳定的去除速率，而在具有高特征密度的区域中引起较少的不期望的平面表面侵蚀，并且引起材料表面的微刮擦减少。表1中总结了在30℃(E’30)和90℃(E’90)温度下作为低、中或高储能模量E’垫材料组成物的特性：
表1
低储能模量组成物 中模量组成物 高模量组成物
E’30 5MPa-100MPa 100MPa-500MPa 500MPa-3000MPa
E’90 <17Mpa <83Mpa <500Mpa
图5A是根据本文公开的实施方式的用于形成抛光垫(例如抛光垫400a、400b)的增材制造系统500的示意性横截面视图。这里的增材制造系统500包括用于分配第一前驱物组成物563的液滴的第一分配头560和用于分配第二前驱物组成物573的液滴的第二分配头570。一般来说，在打印过程中分配头560和分配头570彼此独立地移动，并且独立于制造支撑件502移动，使得能够将前驱物组成物563、573的液滴放置在制造支撑件502上的选定位置，以形成抛光垫(例如抛光垫400a、400b)。所选择的位置被共同存储为CAD兼容的打印图案，打印图案可由电子控制器(未示出)读取，电子控制器引导制造支撑件502的运动、分配头560、570的运动和来自一个或多个喷嘴535的前驱物组成物563、573的液滴的输送。
此处，第一前驱物组成物563用于形成子抛光元件406，而第二前驱物组成物573用于形成图4A(1)至图4A(2)与图4B(1)至图4B(2)中所示的抛光垫400a、400b的抛光元件404a、404b。一般来说，第一前驱物组成物563和第二前驱物组成物573各自包含官能聚合物、官能低聚物、官能单体和/或至少单官能的反应性稀释剂中的一种或多种的混合物，并且当暴露于自由基、光酸(phtoacid)、路易斯酸和/或电磁辐射时进行聚合。
在第一前驱物组成物563和/或第二前驱物组成物573中使用的官能聚合物的实例包括多官能丙烯酸酯，包括二官能、三官能、四官能和更高官能度的丙烯酸酯，诸如1,3,5-三丙烯酰基六氢-1,3,5-三嗪或三羟甲基丙烷三丙烯酸酯。
在第一前驱物组成物563和/或第二前驱物组成物573中使用的官能低聚物的实例包括单官能和多官能的低聚物、丙烯酸酯低聚物，诸如脂肪族氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物、脂肪族六官能氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物、二丙烯酸酯、脂肪族六官能丙烯酸酯低聚物、多官能氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物、脂肪族氨基甲酸酯二丙烯酸酯低聚物、脂肪族氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物、脂肪族聚酯氨基甲酸酯二丙烯酸酯与脂肪族二丙烯酸酯低聚物的共混物或以上项的组合，例如双酚-A乙氧基化二丙烯酸酯或聚丁二烯二丙烯酸酯。在一个实施方式中，官能低聚物包含可购自乔治亚州阿尔法利塔的Allnex公司的作为
Figure BDA0002619050690000181
的四官能丙烯酸酯化聚酯低聚物，并且所述官能低聚物包含可购自美国宾夕法尼亚州埃克斯顿的Sartomer公司的作为CN991的基于脂肪族聚酯的氨基甲酸酯二丙烯酸酯低聚物。
在第一前驱物组成物563和/或第二前驱物组成物573中使用的单体的实例包括单官能单体和多官能单体两者。单官能单体包括丙烯酸四氢糠酯(例如
Figure BDA0002619050690000182
公司的SR285)、甲基丙烯酸四氢糠酯、乙烯基己内酰胺、丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸异冰片酯、丙烯酸2-苯氧基乙酯、甲基丙烯酸2-苯氧基乙酯、丙烯酸2-(2-乙氧基乙氧基)乙酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸异癸酯、甲基丙烯酸异癸酯、丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸月桂酯、丙烯酸十八酯、甲基丙烯酸十八酯、环三羟甲基丙烷甲缩醛丙烯酸酯、2-[[(丁基氨基)羰基]氧基]丙烯酸乙酯(例如来自美国RAHN公司的Genomer 1122)、3,3,5-三甲基环己烷丙烯酸酯、或单官能甲氧基化PEG(350)丙烯酸酯。多官能单体包括二醇或聚醚二醇的二丙烯酸酯或二甲基丙烯酸酯，诸如丙氧基化的二丙烯酸新戊二醇酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯、1,3-丁二醇二丙烯酸酯、1,3-丁二醇二甲基丙烯酸酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯、1,4-丁二醇二甲基丙烯酸酯、烷氧基化脂肪族二丙烯酸酯(例如，来自
Figure BDA0002619050690000183
公司的SR9209A)、二甘醇二丙烯酸酯、二甘醇二甲基丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、三甘醇二甲基丙烯酸酯、烷氧基化己二醇二丙烯酸酯或以上项的组合，例如来自
Figure BDA0002619050690000184
公司的SR562、SR563和SR564。
在第一前驱物组成物563和/或第二前驱物组成物573中使用的反应性稀释剂的实例包括单丙烯酸酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸辛基癸酯、环三羟甲基丙烷甲缩醛丙烯酸酯、丙烯酸己内酯、丙烯酸异冰片酯(IBOA)或甲基丙烯酸烷氧基化月桂酯。
在第一前驱物组成物563和/或第二前驱物组成物573中使用的光酸的实例包括鎓盐(例如由北卡罗来纳州夏洛特市的美国IGM Resins公司制造的Omnicat 250、Omnicat440与Omnicat 550和以上项的组成等同物)、三苯基锍三氟甲磺酸盐和三芳基锍盐型光酸产生剂，诸如可从日本东京的San-Apro公司购得的CPI-210S和以上项的组成等同物。
在一些实施方式中，第一前驱物组成物563和/或第二前驱物组成物573进一步包含一种或多种光引发剂。本文使用的光引发剂包括聚合光引发剂和/或低聚物光引发剂，诸如安息香醚、芐基缩酮、乙酰基苯酮(acetyl phenone)、烷基苯酮、氧化膦、二苯甲酮化合物和包括胺增效剂的噻吨酮化合物、以上项的组合和以上项的等同物。例如，在一些实施方式中，光引发剂包括由德国的路德维希港的BASF制造的
Figure BDA0002619050690000191
产品或等同的组成物。在本文中，第一前驱物组成物563和第二前驱物组成物573配制成在约25℃下具有在约80cP与约400cP之间的黏度、在约70℃下具有在约12cP与约30cP之间的黏度，或对于在约50℃与约150℃之间的温度具有10cP与约40cP之间的黏度，使得可通过分配头560、570的喷嘴535有效地分配前驱物组成物563、573。
图5A进一步图示根据一个实施方式的使用增材制造系统500的固化工艺，例如抛光垫元件的一个或多个先前形成的层546的一部分，例如子抛光元件406。在处理期间，分配头560、570将一种或多种前驱物组成物的复数个液滴(例如第一前驱物组成物563的复数个液滴543)输送到一个或多个先前形成的层546的表面546A。如本文所使用地，术语“固化(curing和cured)”包括部分地固化液滴以形成部分固化的所希望的子层(因为液滴的完全固化可能会限制与随后沉积的子层的液滴的所希望的反应)。复数个液滴543形成复数个第二子层548中的一个第二子层，所述一个子层包括固化部分548A和未固化部分548B，其中固化部分已暴露于来自辐射源520的辐射521。如图所示，固化部分548A包含第一前驱物组成物563的反应产物，所述反应产物的厚度在约0.1微米与约1毫米之间(例如约5微米与约100微米之间、例如约10微米与约30微米之间)。在一些实施方式中，固化前驱物组成物563、573的液滴的步骤在无氧或氧气受限的气氛(如氮的气氛或富氮气氛)中进行。
图5B是分配到一个或多个先前形成的层546的表面546A上的液滴543的特写横截面图。一旦分配到表面546A上，液滴543在具有接触角α的情况下扩展到液滴直径543A。液滴直径543A和接触角α至少是前驱物组成物的材料性质、一个或多个先前形成的层546的表面546A处的能量(表面能)和时间的函数。在一些实施方式中，从液滴接触一个或多个先前形成的层546的表面546A的时刻起，在短时间(例如小于约一秒)之后，液滴直径543A和接触角α将达到平衡。在一些实施方式中，液滴543在达到平衡液滴直径和接触角α之前固化。一般来说，液滴543在与表面546A接触之前具有约10微米与约200微米之间的直径(例如约50微米与约70微米之间)，并且在与表面546A接触之后扩展到约10微米与约500微米之间、约50微米与约200微米之间。在一些实施方式中，一个或多个先前形成的层546和第二子层548的固化部分548A的表面能在约30mJ/m2与约45mJ/m2之间。
图6A是根据一个实施方式的形成抛光物品(例如图4B(1)至图4B(2)中所示的抛光垫400a)的方法600的流程图。图6B至图6D图示在图6A中阐述的方法600。在活动610处，方法600包括以下步骤：形成子抛光元件406的第一层601；第一层601具有设置在第一层601的表面中的一个或多个开口。形成第一层601的步骤通常包括以下步骤：使用增材制造工艺(例如本文所述的增材制造工艺)来分配第一前驱物组成物的复数个液滴，以形成子抛光元件406的至少一部分。此处，将前驱物组成物分配到制造支撑件502上或分配到第一层601的先前形成的第一子层上。
在活动620处，方法600包括以下步骤：至少部分地固化第一层601。这里的部分固化包括所分配的前驱物组成物的聚合，此聚合通常是通过将前驱物组成物的液滴暴露于电磁辐射源(例如UV辐射源)。在一些实施方式中，形成第一层601的步骤包括以下步骤：顺序地形成复数个第一子层，其中通过分配第一前驱物组成物的复数个第一液滴，并且在第一子层上形成下一个子层之前至少部分地固化所分配的液滴，来形成每个第一子层。
方法600的活动630包括以下步骤：将传感器(例如图1至图3中描述的传感器124和通信地耦合到传感器124的远程通信装置201，或图4A至图4B中描述的具有与传感器124一体地制造的远程通信装置的传感器124)定位于在第一层601中形成的一个或多个开口605中的每一个开口中。在其他实施方式中，开口不形成在第一层601中，并且一个或多个传感器放置在第一层601的表面上。
方法600的活动640包括以下步骤：在至少部分固化的第一层601上并且在一个或多个传感器124上形成第二层602。此处，如图6C中所示，第二层602包括子抛光元件406的至少一部分和一个或多个抛光元件404b的部分。一个或多个传感器124现在被插置在子抛光元件406与一个或多个抛光元件404b之间。形成第二层602的步骤包括以下步骤：分配第一前驱物组成物和第二前驱物组成物以分别形成子抛光元件406和一个或多个抛光元件404b中的每一个的至少部分。在其他实施方式中，子抛光元件406的一部分进一步插置在一个或多个传感器124与设置在传感器124上方的相应抛光元件404b之间。在其他实施方式中，一个或多个开口605形成在抛光元件404b的部分中，使得位于相应抛光元件404b中的传感器124被抛光元件的材料包围。
在动作650处，方法600包括以下步骤：部分地固化第二层602。在一些实施方式中，形成第二层602的步骤包括以下步骤：形成复数个第二子层，其中通过分配第一前驱物组成物的复数个第一液滴和第二前驱物组成物的复数个第二液滴，并且在第二子层上形成下一个第二子层之前至少部分地固化所分配的液滴，来形成每个第二子层。
在动作660处，方法600包括以下步骤：在至少部分固化的第二层上形成第三层603，其中第三层603包括一个或多个抛光元件404b中的每一个抛光元件的至少部分，如图6D中所示。形成第三层603的步骤包括以下步骤：分配第二前驱物组成物的复数个液滴以形成复数个抛光元件404b中的每一个抛光元件的至少部分。在一些实施方式中，形成第三层603的步骤包括以下步骤：顺序地形成复数个第三子层，其中通过分配第二前驱物组成物的复数个第二液滴，并且在子层上形成下一个子层之前至少部分地固化所分配的液滴，来形成每个第三子层。在其他实施方式中，第三层形成在第一层上。
在活动670处，方法600包括以下步骤：至少部分地固化第三层603。一般来说，第一液滴和第二液滴在部分地固化每个子层期间在第一液滴和第二液滴的界面处形成化学键，并且进一步与先前形成的子层的部分固化的前驱物组成物形成化学键。在本文的实施方式中，子抛光元件406和复数个抛光元件404b形成连续的聚合物相，所述连续的聚合物相在相应的抛光元件和/或抛光垫的特征内具有离散的材料性质。
虽然前述内容针对本公开内容的实施方式，但可在不脱离本公开内容的基本范围的情况下设计本公开内容的其他和进一步的实施方式；本公开内容的范围由所附的权利要求书确定。

Claims (15)

1.一种抛光基板的方法，包括以下步骤：
对着抛光垫的抛光表面推动基板，所述抛光垫具有嵌入在所述抛光垫的抛光垫材料中的一个或多个传感器，其中所述抛光垫安装在抛光系统的抛光工作台上；
使用所述一个或多个传感器来检测对着所述抛光垫的所述抛光表面施加的力；
将检测到的所述力转换为信号信息；
将从所述一个或多个传感器接收的所述信号信息无线传送至设置在所述抛光工作台中的一个或多个询问器；和
基于所述信号信息来改变一个或多个抛光条件。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述一个或多个传感器是动态力传感器。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述一个或多个传感器是压电传感器、压阻传感器、微机电(MEMS)传感器或上述传感器的组合。
4.如权利要求3所述的方法，其中所述一个或多个传感器是压电传感器。
5.如权利要求1所述的方法，其中所述基板包括图案化介电层，所述图案化介电层具有形成在所述图案化介电层中的复数个金属特征和设置在所述图案化介电层上的金属层。
6.如权利要求5所述的方法，其中所述抛光系统所述一个或多个询问器通信耦合至所述抛光系统的控制器。
7.如权利要求1所述的方法，其中改变一个或多个抛光条件的步骤包括以下操作：改变抛光液成分、改变抛光液分布、改变抛光液流率、改变所述抛光工作台的旋转速度、改变具有设置在基板载体中的所述基板的所述基板载体的旋转速度、改变垫调节参数、结束基板抛光序列，或上述操作的组合。
8.一种抛光垫，包括：
子抛光元件；
复数个抛光元件，所述复数个抛光元件从所述子抛光元件延伸；和
一个或多个传感器，其中所述一个或多个传感器中的每一个传感器设置在所述复数个抛光元件中的一个或多个抛光元件的抛光表面与所述子抛光元件的一部分之间；和
一个或多个远程通信装置，所述一个或多个远程通信装置通信地耦合至所述一个或多个传感器，其中所述一个或多个远程通信装置中的每
一个远程通信装置嵌入在所述抛光垫中。
9.如权利要求8所述的抛光垫，其中所述一个或多个传感器是压电传感器、压阻传感器、微机电(MEMS)传感器或上述传感器的组合。
10.如权利要求8所述的抛光垫，其中所述一个或多个传感器是压电传感器。
11.如权利要求8所述的抛光垫，其中所述子抛光元件和所述复数个抛光元件形成连续的聚合物相。
12.如权利要求8所述的抛光垫，其中所述一个或多个传感器是沿着围绕所述抛光垫的中心同心设置的复数个圆而布置的复数个传感器。
13.一种形成抛光垫的方法，包括以下步骤：
形成子抛光元件的第一层，所述第一层具有设置在所述第一层的表面中的一个或多个开口；
至少部分地固化所述第一层；
将一个或多个传感器分别定位在形成于所述第一层中的所述一个或多个开口中；和
在至少部分固化的所述第一层上并且在所述一个或多个传感器上形成第二层。
14.如权利要求13所述的方法，其中形成所述第一层的步骤包括以下步骤：使用增材制造工艺来分配第一前驱物组成物的复数个液滴。
15.如权利要求13所述的方法，其中所述一个或多个传感器包括通信地耦合至所述一个或多个传感器的一个或多个远程通信装置。
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