TWI780484B - 具有受控孔隙率的印刷式化學機械研磨墊 - Google Patents

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Abstract

一種製造研磨墊的方法，包括決定待引入該研磨墊之研磨層的聚合物基質內的期望空隙分佈。生成多個電子控制訊號，該等電子控制訊號設置成由三維印刷器所讀取，且該等電子控制訊號指定待沉積聚合物基質前驅物的位置，以及指定無材料待沉積的期望空隙分佈的位置。使用該三維印刷器連續沉積與該複數個第一位置相對應的複數層的該聚合物基質。該複數層的該聚合物基質之每一層是透過從噴嘴射出聚合物基質前驅物而沉積。該聚合物基質前驅物經固化而形成具有期望空隙分佈的固化聚合物基質。

Description

具有受控孔隙率的印刷式化學機械研磨墊
本發明關於用在化學機械研磨中的研磨墊。
積體電路一般是透過在矽晶圓上沉積導電、半導體、或絕緣層而形成在基板上。各種製造製程需要基板上層的平坦化。例如，對於某些應用（例如研磨金屬層而形成圖案化層之溝槽中的介層窗、插塞、與接線）而言，上覆層受到平坦化，直到圖案化層的頂表面暴露為止。其他應用中（例如，平坦化介電層以用於光微影術），上覆層受到研磨，直到遍及上覆層上留下期望厚度為止。
化學機械研磨（CMP）是一種被接受的平坦化方法。此平坦化方法一般要求基板架設在承載頭上。基板的暴露表面一般是放置成抵靠旋轉研磨墊。該承載頭於基板上提供可控制的負載，以將該基板推抵研磨墊。研磨液（諸如具磨料顆粒的漿料）一般被供應至研磨層之表面。
化學機械研磨製程之一個目標是研磨均勻性。若基板上不同區域以不同速率研磨，則對於該基板之某些區域可能會有過多材料被移除（「過度研磨」）或過少材料被移除（「研磨不足」）。
習知的研磨墊包括「標準」墊與固定磨料（fixed-abrasive）之墊。標準墊具有聚胺酯（polyurethane）研磨層（該層具有耐用的粗糙化表面）且也可包括可壓縮的背托層。相較下，固定磨料墊具有保持在容納媒介中的磨料顆粒，且可被支撐在大體上不可壓縮的背托層上。
研磨墊一般是藉由模造（molding）、澆鑄（casting）、或燒結聚胺酯材料而製成。在模造的情況中，可例如藉由注射模造一次製作一個研磨墊。在澆鑄的情況中，將液體前驅物澆鑄且硬化（cure）成糕狀物，接著切片成單獨的墊之片材（pad pieces）。這些墊之片材隨後機械切削（machine）至最終厚度。可機械切削溝槽至研磨表面中，或該等溝槽可作為注射模造製程的一部分而形成。
除了平坦化之外，可使用研磨墊於諸如拋光（buffing）之類的修整操作。
研磨墊的材料性質對研磨有所影響。研磨層的主體中的孔隙率影響研磨層的可壓縮性，且研磨層表面處的孔隙率可對漿料分佈有所貢獻。孔隙率可量測為材料中空隙的百分體積。
一般而言，研磨層中的孔隙率是藉由將與墊材料相異的材料納入研磨墊而引入。然而，在墊材料與相異材料之間的界面處，兩種材料的硬度差異可引發正受研磨的基板上有次級刮痕。
一些研磨層中，氣泡注入液體前驅物中以產生空隙。達成氣泡的均勻原地分佈是困難的，這可能導致遍及研磨層的不同區域上有硬度的差異。墊硬度的差異可能影響研磨基板的晶圓內均勻度。習知上，將溝槽機械切削至研磨層中，以助於沿著墊的研磨表面輸送漿料。然而，研磨層中的溝槽的輪廓由磨碎（milling）、車床加工（lathing）、或機械切削製程所限制。此外，研磨層材料的纖維可能在磨碎後留在溝槽側面上。這些機械切削的纖維可能引發原地的對漿料流動的阻力。
三維印刷容許對研磨層中孔隙分佈有更好的控制。以替代方式或以額外方式，可使用三維印刷以產生特定的溝槽輪廓及/或減少（例如消除）溝槽內由研磨層的習知機械切削造成的纖維。
一個態樣中，製造研磨墊的方法包括決定待引入該研磨墊的研磨層的聚合物基質內的期望空隙分佈，並且生成多個電子控制訊號，該等電子控制訊號設置成由三維印刷器所讀取。該等控制訊號指定待沉積聚合物基質前驅物的複數個第一位置，以及指定複數個第二位置，該複數個第二位置對應無材料待沉積的期望空隙分佈。使用該三維印刷器連續沉積與該複數個第一位置相對應的複數層的該聚合物基質，該複數層的該聚合物基質之每一層是透過從噴嘴射出聚合物基質前驅物而沉積。該聚合物基質前驅物經固化（solidify）而形成具有期望空隙分佈的固化聚合物基質。
多種實施方式可包括下述特徵之一或多者。
決定該期望空隙分佈可包括：決定一或多個參數，該一或多個參數選自由下述參數構成之群組：空隙之尺寸、以及聚合物基質內的空隙的空間位置。
該一或多個參數可經選擇以補償旋轉研磨平台上研磨墊的不同線性速率。
可執行該研磨層的所選區域上的印刷，以在該研磨層的頂表面中形成溝槽，其中該等溝槽包括無聚合物基質前驅物沉積的區域。
該等溝槽可在遍及該研磨層之該頂表面上具有不同的深度。
該等溝槽可連接第一圖案的空隙分佈，以形成多個溝道網絡，該等溝道之網絡設置成輸送漿料。
固化該聚合物基質前驅物可包括：在該聚合物基質前驅物已從該三維印刷器配發之後及在該聚合物基質前驅物於該層中的鄰接位置沉積之前，硬化該聚合物基質前驅物。
硬化該聚合物基質前驅物可包括紫外線（UV）或紅外線（IR）硬化。
該聚合物基質前驅物可包括胺甲酸乙酯（urethane）單體。
該固化的聚合物基質可包括聚胺酯。
可決定待引入該研磨墊之背托層的聚合物基質內的第二期望空隙分佈。
該背托層中的該聚合物基質中的該第二期望空隙分佈可有別於該研磨墊之該研磨層中的該期望空隙分佈。
該背托層中的該聚合物基質中的該第二期望空隙分佈可具有較高的空隙密度，使得該背托層比該研磨層更可壓縮。
該研磨層的該聚合物基質的材料可有別於該背托層的該聚合物基質的材料。
可用該三維印刷器連續沉積複數個第二層，以形成該背托層。
該研磨層可藉由該三維印刷器直接印刷在該背托層上，而無需使用居中的黏著層，使得該研磨層直接黏接至該背托層。
該等空隙可具有介於30至50微米之間的尺寸。
另一態樣中，一種製造研磨墊的方法包括：利用三維印刷器連續沉積複數個層，該複數個研磨層的每一層包括研磨材料部分與窗部分，該研磨材料部分是藉由從第一噴嘴射出研磨材料前驅物且固化該研磨材料前驅物以形成固化研磨材料而沉積，而該窗部分是藉由從第二噴嘴射出窗前驅物且固化該窗前驅物以形成固化窗而沉積。
多種實施方式可包括下述特徵之一或多者。
硬化該研磨材料前驅物與該窗前驅物可形成具有相同組成的多個聚合物基質。
該研磨材料前驅物可包括誘導不透明性的添加物，且該窗前驅物缺乏此類添加物。
本發明的一或多個實施例的細節在伴隨的圖式與下文的說明中提出。從說明書與圖式、及從申請專利範圍將能明瞭本發明的其他特徵、目的、與優點。
參考第1A圖至第1C圖，研磨墊18包括研磨層22。如第1A圖所示，研磨墊可以是由研磨層22構成的單層墊，或如第1C圖所示，研磨墊可以是包括該研磨層22與至少一個背托層20的多層墊。
研磨層22可以是研磨製程中呈惰性的材料。研磨層22之材料可為塑料，例如聚胺酯。一些實施方式中，研磨層22是相對耐用且堅硬的材料。例如，研磨層22可具有蕭氏硬度D型約40至80的硬度，例如50至65。
如第1A圖所示，研磨層22可以是均質（homogeneous）組成之層，或如第1B圖所示，研磨層22可包括磨料顆粒28，該磨料顆粒28保持在塑料材料（例如聚胺酯）的基質29中。磨料顆粒28比基質29的材料更堅硬。磨料顆粒28可佔研磨層的0.05 wt%（重量百分比）至75 wt%。例如，磨料顆粒28可低於研磨層22的1 wt%，例如低於0.1 wt%。或者，磨料顆粒28可大於研磨層22的10 wt%，例如大於50 wt%。磨料顆粒之材料可以是金屬氧化物，例如氧化鈰、氧化鋁、氧化矽、或前述物質之組合。
一些實施方式中，研磨層包括孔隙，例如小型空隙。該等孔隙為50至100微米寬。
研磨層18可具有80 mil或更低的厚度D1，例如50 mil或更低，例如25 mil或更低。因為調理製程傾向磨耗覆蓋層，故研磨層22的厚度可選以提供研磨墊18可用的壽命，例如3000個研磨與調理循環。
在微觀尺度下，研磨層22的研磨表面24可具有粗糙的表面紋理，例如方均根值2至4微米。例如，研磨層22可經受磨碾（grinding）或調理製程，以生成粗糙的表面紋理。此外，三維印刷可提供小型的均勻特徵，例如低達30微米。
儘管研磨表面24可在微觀尺度上粗糙，但在研磨墊本身的巨觀尺度上，研磨層22可具有良好的厚度均勻性，此均勻性是指，相對於研磨層的底表面，研磨表面24的高度上的整體變化，且不計入刻意形成於研磨層中的巨觀溝槽或穿孔。例如，厚度的非均勻性可低於1 mil。
視情況任選，至少一部分的研磨表面24可包括複數個形成在該研磨表面24中的溝槽26，該等溝槽26用於搭載漿料。該等溝槽26可具幾乎任何圖案，諸如同心圓、直線、網目交叉線、螺旋、與類似圖案。假設溝槽存在，則研磨表面24（即，溝槽26之間的高原）可為約研磨墊22的總水平表面積的25%至90%。因此，溝槽26可佔據研磨墊18的總水平表面積的10%至75%。溝槽26之間的高原可具有約0.1至2.5 mm的橫向寬度。
一些實施方式中，例如，若有背托層20，則溝槽26可完全延伸通過研磨層22。一些實施方式中，溝槽26可延伸通過約20%至80%（例如40%）的研磨墊22的厚度。溝槽26的深度可為0.25 mm至1 mm。例如，在具有50 mil厚的研磨層22的研磨墊18中，溝槽26可具有約20 mil的深度D2。
背托層20可比研磨層22更為柔軟且可壓縮。背托層20可具有蕭氏硬度A型80或更低的硬度，例如大約蕭氏硬度A型為60的硬度。背托層20可比研磨層22更厚或更薄，或與研磨層22之厚度相同。
舉例而言，背托層可以是開放單元（open-cell）或封閉單元的泡狀物，諸如具空隙的聚胺酯或聚矽酮，如此在壓力下，該等單元坍塌且背托層壓縮。適合用於背托層的材料為購自Rogers Corporation（位於美國康乃狄克州的Rogers）的PORON 4701-30，或是購自Rohm & Haas的SUBA-IV。背托層之硬度可透過選擇層材料與孔隙率而調整。或者，背托層20由與研磨層相同的前驅物形成且具有與研磨層相同的孔隙率，但具有不同的硬化程度，以具不同的硬度。
現在回到第2圖，可於CMP設備的研磨站10研磨一或多個基板14。適合的研磨設備之描述可見於美國專利第5,738,574號，該專利之全部揭露內容以引用形式併入本文。
研磨站10可包括可旋轉平台16，而研磨墊18放置在該平台16上。研磨步驟期間，研磨液30（例如，磨料漿料）可透過漿料供應通口或結合的漿料/清洗臂32供應至研磨墊18之表面。研磨液30可含有磨料顆粒、pH值調整劑、或化學活性成份。
承載頭34將基板14保持抵靠研磨墊18。承載頭34由支撐結構（諸如旋轉料架）懸吊，且由承載驅動軸桿36連接至承載頭旋轉馬達，使得承載頭可繞軸38旋轉。在研磨液30的存在下研磨墊18與基板14的相對運動造成基板14研磨。
墊硬度與研磨層之其他材料性質對研磨操作造成影響。墊硬度是由用於製造研磨層的材料、研磨層中的孔隙率之程度與分佈、以及用於硬化聚合物基質前驅物的硬化程度所決定。
控制孔隙率的程度與分佈提供墊硬度的原地化（localized）控制。例如，在空間上橫跨研磨表面有效地改變用於製造的研磨層的材料（該等材料具有不同硬度）可為有所困難。類似地，控制墊前驅物之硬化程度且遍及研磨層有良好的解析度可為有所困難。然而，如下文所述，孔隙的位置與密度可於三維印刷製程中受到控制。
一般而言，研磨層22中的孔隙率是透過將有別於聚合物基質前驅物的材料納入研磨層而引入。一些研磨墊中，孔隙率是藉由將含孔隙（例如，中空）顆粒納入研磨層中而引入。舉例而言，已知尺寸的中空微球體可與液體前驅物混合，該液體前驅物隨後硬化而形成用於研磨層的材料。但是，在墊材料與顆粒之間的界面，兩種材料的硬度的差異可在正受研磨的基板上引發次級刮痕。
一些研磨層中，建立空隙是使用氣泡而不用顆粒。用此方式，消除了使用與研磨層之材料相異的材料所製成的顆粒去建立孔隙率的需求。雖然控制整體孔隙率是可行的，但當使用氣泡時，難以控制孔隙尺寸與孔隙之分佈。由於氣泡尺寸與位置稍微有些隨機任意，所以難以控制孔隙分佈與原地的孔隙率，且這可導致遍及研磨層之不同區域的硬度有所不同。舉例而言，氣泡的直徑不能有效地受到控制，因為直徑是原地表面張力的函數。此外，難以控制氣泡的原地分佈，這可導致遍及研磨層之不同區域的硬度有所不同，引發墊硬度之變化，而可衝擊最終的晶圓研磨。
一些實施方式中，研磨墊製造成具有均勻的孔隙分佈。
一些實施方式中，研磨墊製造成具有一孔隙分佈，該孔隙分佈用於補償研磨墊之線性速率的差異，該研磨墊之線性速率在該研磨墊的邊緣處（接近周邊）高於該研磨墊的中心部分，且該研磨墊之線性速率的差異是由於所得的研磨層硬度的差異所造成。遍及研磨墊之半徑的此研磨速度差異若不修正，會造成基板的有差異的研磨，因為基板是在研磨層的不同半徑位置處受到研磨。
一些實施方式中，研磨墊製造成具有一孔隙分佈，該孔隙分佈補償研磨速率的不均勻的其他來源，這是由於所得的研磨層硬度之差異造成。
為了有效控制研磨層硬度，可先使用電腦模擬以決定研磨層上不同位置處的研磨層之期望硬度。這樣的模擬產生研磨層的硬度分佈曲線，該分佈曲線可用於例如補償當研磨墊旋轉時該研磨墊的線性速度的差異。基於該所選的硬度分佈曲線，之後據此分配孔隙率，以達成所選分佈曲線。孔隙的尺寸、孔隙的密度與空間分佈可匹配所選的硬度分佈曲線。
三維印刷提供方便且高度可控制的製程以獲得電腦模擬決定的孔隙率。參考第3A圖，第1A圖至第1C圖中所示的研磨墊18之至少該研磨層22是透過使用三維印刷製程所製造。製造製程中，多個薄的材料層漸進式沉積且融合。例如，墊前驅物材料之液滴52可從液滴射出印刷器55之噴嘴54射出，而形成層50。液滴射出印刷器類似於噴墨印刷器，但使用墊前驅物材料而非墨水。噴嘴54橫越支撐體51平移（箭號A所示）。
對於沉積的第一層50a而言，噴嘴54可射出至支撐體51上。對於後續沉積的層50b而言，噴嘴54可射出至已固化的材料56上。每一層50固化後，新的一層隨後沉積覆於先前沉積的層上，直到製造完整的三維研磨層22為止。每一層是由噴嘴54以儲存於三維繪圖電腦程式中的圖案施加，該三維繪圖電腦程式在電腦60上運作。
支撐體51可以是剛性基座，或為可撓性膜，例如聚四氟乙烯（PTFE）層。若支撐體51是膜，則支撐體51可形成研磨墊18的一部分。例如，支撐體51可以是背托層20或介於背托層20與研磨層22之間的層。或者，研磨層22可從支撐體51移除。
可藉由不在期望分佈所指定的特定位置處沉積墊前驅物材料，而單純地將期望的孔隙分佈併入研磨層22。即，可單純地不在特定位置配發該墊前驅物材料，而於該特定位置形成孔隙。
在三維印刷中，可在與CAD相容的檔案中指定期望的沉積圖案，該與CAD相容的檔案隨後由控制該印刷器的電子控制器（例如電腦）所讀取。之後，僅當噴嘴54平移至該與CAD相容的檔案指定的位置時，電子控制訊號發送至印刷器以配發墊前驅物材料。以此方式，不需要測量研磨層22中的真實的孔隙之尺寸，而是CAD檔案中所含且用於三維印刷該材料的指令記錄了待併入研磨層22的孔隙率的正確位置與尺寸。
第3B圖顯示孔隙325的詳細視圖，該孔隙325是由三維印刷所形成。噴嘴54沉積第一層310，該第一層310是由一系列的墊前驅物部分311組成，該一系列的墊前驅物部分311是在含噴嘴54的印刷器的解析度處沉積。部分311僅以矩形形式示意性描繪。對於具有例如每英吋600個點（dpi）的解析度的一般高速印刷器而言，每一部分311（例如每畫素）的寬度可以介於30至50微米之間。
沉積連續的第一層310後，使用噴嘴54沉積第二層320。該第二層320含有空隙325，在該空隙325處，噴嘴54不會沉積任何聚合物基質前驅物。可藉由單純地不沉積材料於彼等位置而將介於30至50微米之間的孔隙形成於第二層320中。
在具空隙之部分正上方的層可發展懸突物（overhang）332，該懸突物位於第二層320中的空隙325的正上方。懸突物332藉由沉積的聚合物基質前驅物部分331的表面張力在橫向上保持住，從而防止懸突物332坍塌至空隙325中。噴嘴54隨後繼續沉積聚合物基質前驅物部分333，該聚合物基質前驅物部分333包括懸突物334，該懸突物334在空隙325上方延伸。與懸突物332類似，沉積的聚合物基質前驅物部分333之表面張力防止懸突物332坍塌至空隙325中。
印刷層310-330的每一層的厚度可以是30至50微米。第3B圖繪示空隙呈矩形之形狀，但大體上，研磨層中的孔隙可呈球形形狀，或具有諸如立方或金字塔之其他幾何形狀。空隙的最小尺寸由印刷器的解析度決定。
或者，對於接近墊的研磨表面的孔隙（該等孔隙具有在研磨製程期間會受磨損的孔隙表面）而言，與研磨製程相容的流體（例如水）可例如藉由第二噴嘴沉積至空隙中。沉積在空隙上方的墊前驅物材料不與該流體互溶，且由於該流體的存在而防止該墊前驅物材料坍塌至空隙中。研磨製程期間，當孔隙表面的一部分磨損，研磨製程期間所用的流體從孔隙釋放，且該孔隙會具有無填充孔隙的可壓縮性。
可紫外線（UV）或紅外線（IR）硬化的聚合物可用作為墊前驅物材料以製造該研磨層，而消除烘爐（oven）的需求，所述烘爐是當使用注射模造法製造研磨墊時所需要的。研磨墊的製造製程可從供應商端移轉，且可直接授權給客戶以於客戶端使用，在該客戶端處，客戶可製造正確數目的所需的墊。
沉積的墊前驅物材料之固化可藉由聚合而完成。舉例而言，墊前驅物材料之層50可為單體，且該單體可藉由UV硬化法而原位聚合。舉例而言，UV或IR光源360可定位成相當接近噴嘴54，如第3C圖所繪示。在此情況中，可在墊前驅物材料從噴嘴54配發之後立刻執行原位硬化，使得沉積的材料一旦沉積在研磨層中的期望位置後即變硬。此外，UV或IR光源的強度可經調整，使得原位硬化發生僅達足以提供結構剛性給沉積的墊前驅物材料的程度。或者，墊前驅物的整個層50可沉積，之後整個層50可同時硬化。
除了使用可硬化的墊前驅物材料之外，液滴52可為一旦冷卻即固化的聚合物熔融物。或者，印刷器透過散佈粉末層及將黏結材料之液滴射出至粉末層上而建立研磨層22。在此情況中，粉末可包括添加物，例如磨料顆粒22。
溝槽
習知上，形成在研磨表面24中用於在研磨表面24內搭載漿料的溝槽26一般經機械切削。然而，此類溝槽的輪廓由磨碎、車床加工、或機械切削製程所限制。
藉由使用三維印刷製程，能夠建立具各式各樣剖面形狀的溝槽。例如，建立多個在溝槽頂部比溝槽底部窄的溝槽可為可行的。例如，對溝槽而言，在過去難以達成鳩尾輪廓370，如第3D圖所示。
墊材料的纖維380可能在磨碎後留在溝槽2426的側面上，如第3C圖所示。這些機械切削的纖維可能引發原地的對漿料流動的阻力。三維印刷可減少（例如消除）這些纖維。
此外，孔隙可用期望圖案與溝槽互連，以增強漿料輸送。也可在研磨層中製造不同深度的溝槽。
習知的墊包括硬覆蓋層（例如研磨層22），該硬覆蓋層藉由壓感性黏著劑（PSA）固定至柔軟的子墊（例如背托層20）。使用三維印刷，可在單一印刷操作中建立多層研磨墊，而無需使用黏著層，例如PSA。背托層20可透過下述方式製作：印刷不同的前驅物聚合物及/或使用相同的墊前驅物聚合物但增加印刷結構的孔隙率，以使背托層20得以比研磨層22更為柔軟。此外，藉由使用不同量的硬化（例如不同強度的UV輻射），可提供背托層20有別於研磨層22的硬度。
透明窗可嵌在研磨層內。光學監視系統可透過透明窗發送光束至正受研磨層所研磨的基板上的層及接收來自該層的光束，以更為準確地決定基板研磨的終點。
不分別製造透明窗然後使用黏著劑或其他技術將該窗固定至形成於研磨層中的相對應穿孔，三維印刷容許該透明窗直接沉積至研磨層中。例如，使用第二噴嘴以配發用於製造該透明窗的光學上澄澈的材料（例如透明聚合物前驅物，該等透明聚合物前驅物沒有誘導不透明性的添加物，所述添加物例如為中空微球體），同時，使用第一噴嘴在特定位置配發具有空隙的墊前驅物材料，以達成期望的孔隙率。透明窗材料與墊前驅物之間的界面在印刷製程期間直接黏結，且不需要黏著劑。該窗可被印刷成均勻實心（solid），例如沒有孔隙率。
三維印刷方法使嚴密的容忍度得以達成，這是由於一層又一層的印刷方法所致。同樣，一個印刷系統（具印刷器55與電腦60）可用於製造各式各樣不同的研磨墊，這些研磨墊在研磨層中具有不同的期望孔隙率分佈，且這僅單純透過改變儲存於三維繪圖電腦程式中的圖案即達成。
除了修裁用於CMP之研磨墊中的孔隙率分佈之外，本文所描述的方法與設備也可用於控制用在緩衝減震（shock absorption）、聲音減弱（sound dampening）、與零件的控制器熱管理方面的孔隙率尺寸與孔隙率分佈。
已描述許多實施方式。然而，會瞭解可製作各種修飾形式。例如，研磨墊、或承載頭、或上述二者可移動而提供研磨表面與基板之間的相對運動。研磨墊可為圓形或某些其他形狀。黏著層可施加至研磨墊之底表面以將墊固定至平台，且在研磨墊放置於平台上之前，黏著層可被可移除之襯墊覆蓋。此外，儘管使用垂直定位之術語，但應瞭解研磨表面與基板能夠以垂直走向或某些其他走向顛倒地撐托。
10:研磨站 14:基板 16:可旋轉平台 18:研磨墊 20:背托層 22:研磨層 24:研磨表面 26:溝槽 28:磨料顆粒 29:基質 30:研磨液 32:漿料/清洗臂 34:承載頭 36:承載驅動軸桿 38:軸 50,50a,50b:層 51:支撐體 52:液滴 54:噴嘴 55:印刷器 56:已固化的材料 60:電腦 310:第一層 311:墊前驅物部分 320:第二層 325:空隙 331:聚合物基質前驅物部分 332:懸突物 333:聚合物基質前驅物部分 334:懸突物 360:光源 370:鳩尾輪廓 380:纖維 A:平移 D1:厚度 D2:厚度
第1A圖是示範性研磨墊的示意剖面側視圖。
第1B圖是另一示範性研磨墊的示意剖面側視圖。
第1C圖是又一示範性研磨墊的示意剖面側視圖。
第2圖是化學機械研磨站的示意側視圖(部分剖面)。
第3A圖是繪示用於製造研磨墊的示範性三維印刷器的示意剖面側視圖。
第3B圖是繪示一研磨層的示意剖面側視圖，該研磨層具有由三維印刷形成的孔隙。
第3C圖是示範性三維印刷器的示意剖面側視圖，該三維印刷器具有原位硬化光源。
第3D圖是示範性研磨層中的溝槽的示意剖面側視圖。
第3E圖是示範性研磨墊中具有機械切削纖維的溝槽的示意剖面側視圖。
各圖中類似的元件符號指示類似元件。
國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無 國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無
22:研磨層
24:研磨表面
26:溝槽
50,50a,50b:層
51:支撐體
52:液滴
54:噴嘴
55:印刷器
56:已固化的材料
60:電腦
310:第一層
311:墊前驅物部分
320:第二層
325:空隙
331:聚合物基質前驅物部分
332:懸突物
333:聚合物基質前驅物部分
334:懸突物
360:光源
370:鳩尾輪廓
380:纖維
A:平移

Claims (13)

  1. 一種製造研磨墊的方法，包括：以一三維印刷器連續沉積複數個層，該複數個層之每一層包括一研磨材料部分與一窗部分，該研磨材料部分是透過下述方式沉積：從一第一噴嘴噴射一研磨材料前驅物，且固化(solidify)該研磨材料前驅物而形成一固化的研磨材料；該窗部分是透過下述方式沉積：從一第二噴嘴噴射一窗前驅物，且固化該窗前驅物而形成一固化的透明窗；其中硬化(cure)該研磨材料前驅物與該窗前驅物形成具有相同組成的聚合物基質。
  2. 如請求項1所述之方法，其中該研磨材料前驅物包括誘導不透明性的添加物，且該窗前驅物缺乏此類添加物。
  3. 如請求項1所述之方法，其中固化該研磨材料前驅物包括：以光硬化該聚合物基質前驅物。
  4. 如請求項3所述之方法，其中固化該研磨材料前驅物包括：以紫外(UV)光或紅外(IR)光硬化該聚合物基質前驅物。
  5. 如請求項1所述之方法，其中該聚合物基質前驅物包括胺甲酸乙酯(urethane)單體。
  6. 如請求項5所述之方法，其中該固化的聚合物基質包括聚胺酯(polyurethane)。
  7. 一種用於製造研磨墊之系統，包括： 一三維印刷器，具有一第一噴嘴及一第二噴嘴，該第一噴嘴噴射一研磨材料前驅物，該第二噴嘴噴射一窗前驅物；以及一電腦，設以使該三維印刷器連續沉積複數個層，其藉由下述操作執行：從該第一噴嘴噴射該研磨材料前驅物以及從該第二噴嘴噴射該窗前驅物，該複數個層的每一層包括一研磨材料部分與一窗部分，使得該研磨材料前驅物之固化形成一固化的研磨材料，該窗前驅物之固化形成一固化的透明窗，且使得硬化該研磨材料前驅物與該窗前驅物形成具有相同組成的聚合物基質。
  8. 如請求項7所述之系統，其中從該第一噴嘴噴射該研磨材料前驅物及從該第二噴嘴噴射該窗前驅物形成一界面，該界面直接黏結該固化的透明窗與該固化的研磨材料。
  9. 如請求項7所述之系統，包括用於該研磨材料前驅物之一來源以及用於該第二噴嘴之一來源，且其中該研磨材料前驅物包括誘導不透明性的添加物，且該窗前驅物缺乏此類添加物。
  10. 如請求項9所述之系統，其中該聚合物基質前驅物包括胺甲酸乙酯單體。
  11. 如請求項7所述之系統，其中電腦設置成引發在該研磨層之多個選擇的區域上印刷而在該研磨層之一頂表面中形成多個溝槽，其中該等溝槽包括無聚合物 基質前驅物沉積的多個區域。
  12. 如請求項7所述之系統，其中該三維印刷器包括一光源，以固化該研磨材料前驅物。
  13. 如請求項12所述之系統，其中該光源包括一紫外(UV)光源或紅外(IR)光源。
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