具有內部通道的化學機械研磨墊制造技術

提供了一種用于化學機械研磨的研磨墊。研磨墊包括具有支撐表面的基底區。研磨墊進一步包括多個研磨特征，該等特征形成研磨表面，該研磨表面與支撐表面相對。研磨墊進一步包括一個或多個通道，該等通道形成于研磨墊的內部區域中，且至少部分地圍繞研磨墊的中心延伸，其中每一通道流體耦接至至少一個端口。

Chemical mechanical polishing pad with internal passage

An abrasive pad for chemical mechanical grinding is provided. The grinding pad includes a base area having a support surface. The grinding pad further includes a plurality of abrasive features that form an abrasive surface that is opposite the support surface. The polishing pad further includes one or more channels, such as channel formed in the inner region of the polishing pad, and extends at least partially around the center of the polishing pad, wherein each fluid channel is coupled to the at least one port.

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】背景
本文中揭示的實施例總體上涉及用于化學機械研磨(chemicalmechanicalpolishing；CMP)工藝中的研磨制品的制造。更具體而言，本文中揭示的實施例涉及用于CMP工藝中的研磨墊，及使用增添制造技術來制造研磨墊的方法。
技術介紹
化學機械研磨(CMP)是在半導體制造工業中用以在集成電路裝置上提供平坦表面的工藝，該工藝也被稱作化學機械平面化。請參看圖1，描繪了典型CMP系統100的側剖面視圖。描繪的CMP系統100示出安置于研磨頭102中的基板104。研磨頭102使基板104旋轉，且將基板104壓靠研磨墊150的研磨表面152。研磨墊150被支撐在平臺106上，該平臺使研磨墊150相對于基板104旋轉。研磨液或漿料自漿料輸送源110被輸送至研磨墊150。漿料影響膜或其他材料自基板104上的移除。該種研磨常常用以使諸如氧化硅的絕緣層和/或諸如鎢、鋁，或銅的金屬層平面化，該等層已沉積在基板104上。在處理期間，對研磨墊與基板之間的條件(如壓力、溫度及化學作用)的環境控制獲得一致及均勻的研磨結果。常常通過改變研磨頭施加在與研磨墊相抵靠的基板上的向下壓力的量，控制研磨期間的壓力。盡管此壓力可改變，但往往難以改變基板中不同部分上的壓力。往往通過控制周圍空氣的溫度或通過經由平臺供應冷卻劑以試圖冷卻正在研磨的基板，從而控制研磨期間的溫度。該等間接方法往往不足以對基板中經研磨的表面進行精密的溫度控制。諸如研磨漿料的化學品被頻繁供應至研磨墊頂部，如圖1中所示。研磨墊中的凹槽可用以將漿料運輸至正在研磨的基板的下側。盡管一些漿料確實到達基板下側，但通常浪費大量漿料，因為該等量的漿料從未到達基板下側。因此，現需要改良的研磨墊以允許對研磨墊與正在研磨的基板之間條件的溫度、壓力及化學作用進行更有效及精確的控制。
技術實現思路
在一個實施例中，提供用于化學機械研磨的研磨墊。研磨墊包括基底區，該基底區具有支撐表面。研磨墊進一步包括多個研磨特征，該等研磨形成與支撐表面相對的研磨表面。研磨墊進一步包括形成于研磨墊的內部區域中的一個或多個通道，該一個或多個通道至少部分地圍繞研磨墊的中心延伸，其中每一通道流體耦接至至少一個端口。在另一實施例中，提供用于化學機械研磨的研磨墊。研磨墊包括基底區，該基底區具有支撐表面。研磨墊進一步包括多個研磨特征，該等研磨特征形成與支撐表面相對的研磨表面。研磨墊進一步包括形成于研磨墊的內部區域中且流體耦接至至少一個端口的氣室。在另一實施例中，提供用于化學機械研磨的研磨裝置。研磨裝置包括平臺、研磨墊及密封件。平臺包括軸及由軸支撐的平臺板。平臺板包括用于支撐研磨墊的安裝表面。平臺進一步包括穿過軸及平臺板而安置的一個或多個導管。研磨墊包括基底區，該基底區具有支撐表面以用于接觸平臺的安裝表面。研磨墊進一步包括多個研磨特征，該等研磨特征形成與支撐表面相對的研磨表面。研磨墊進一步包括一個或多個通道，該等通道形成于研磨墊的內部區域中，且圍繞研磨墊的中心延伸至少15度。密封件在平臺的一個或多個導管與研磨墊的一個或多個通道之間產生密封連接。本公開的實施例可進一步提供包括復合襯墊主體的研磨墊。復合襯墊主體包括由第一材料或第一材料組成物形成的一個或多個第一特征，及由第二材料或第二材料組成物形成的一個或多個第二特征，其中一個或多個第一特征及一個或多個第二特征是通過沉積多個層而形成的，該等層包括第一材料或第一材料組成物及第二材料或第二材料組成物。附圖說明為詳細理解本公開的上述特征的方式，可通過參考實施例對上文中簡短概述的本公開進行更特定的描述，該等實施例中的一些實施例在附圖中進行圖示。然而，將注意，附圖僅圖示本公開的典型實施例，因此將不被視作限制本公開的范圍，因為本公開可承認其他同等有效的實施例。圖1是CMP系統的側剖面視圖。圖2是根據一個實施例的研磨裝置的側剖面視圖。圖3A是根據一個實施例的研磨墊的俯視平面圖。圖3B是圖3A中研磨墊的側剖面視圖。圖4A是根據一個實施例的研磨墊的俯視平面圖。圖4B是圖4A中研磨墊的側剖面視圖。圖5A是根據一個實施例的研磨墊的俯視平面圖。圖5B是根據一個實施例的包括圖5A中研磨墊的研磨裝置的側剖面視圖。圖6是根據一個實施例的研磨裝置的側剖面視圖。圖7是根據一個實施例的研磨墊的側剖面視圖。圖8A是根據一個實施例的研磨墊的俯視平面圖。圖8B是圖8A中研磨墊的側剖面視圖。圖9A-9H示出研磨特征的俯視圖及側視圖，該等研磨特征可并入研磨墊的不同實施例中。圖10是根據一個實施例的工藝流程圖。圖11是使用圖10的工藝而形成的示例性研磨墊。為便于理解，在可能的情況下已使用常用字以指定圖式中共有的相同元件。而預期在一實施例中揭示的元件可在無需具體詳述的情況下有利地用于其他實施例。具體實施方式本公開大體涉及用于化學機械研磨(CMP)工藝中的研磨制品的制造。更具體而言，本文中揭示的實施例涉及用于CMP工藝中的研磨墊，及通過使用諸如3D打印的增添制造技術來制造研磨墊的方法。圖2-8B描述可利用3D打印工藝而形成的研磨墊的不同實施例，該3D打印工藝通過參考圖10及圖11而進行描述。圖2是根據一個實施例的研磨裝置200的側剖面視圖。研磨裝置200包括平臺210及研磨墊250。平臺210包括軸214及由軸214支撐的平臺板216。平臺板216包括安裝表面218以用于支撐研磨墊250。平臺210進一步包括第一導管211及第二導管212以用于將流體運輸至研磨墊250和/或自研磨墊250運輸流體。每一導管211、212經分布穿過軸214及平臺板216。在一些實施例中，一個或多個導管可經分布穿過軸及平臺板。不同導管可運輸相同流體或不同流體，如研磨漿料、表面活性劑、去離子水、溶劑、混合物，或其他流體。導管211、212可經分布穿過密封表面232的各個開口221、222，或平臺210的另一表面，如面對研磨墊250的另一表面，如安裝表面218。研磨墊250包括基底區260，該基底區260具有支撐表面254，該支撐表面254接觸平臺210的安裝表面218。研磨墊250進一步包括研磨區域，該研磨區域包括形成研磨表面274的多個研磨特征271。研磨表面274與支撐表面254相對。研磨墊250及下文中論述的其他研磨墊可由聚合物形成，如聚胺甲酸酯、聚胺甲酸酯-丙烯酸酯、環氧樹脂、丙烯腈丁二烯苯乙烯(acrylonitrilebutadienestyrene；ABS)、聚醚酰胺、聚酯、尼龍、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摻合物，以及光聚合物丙烯酸酯單體及寡聚物，如聚胺甲酸酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯，及環氧乙酸酯。基底區260及研磨區域270可由相同或不同材料形成。例如，在一些實施例中，基底區260可由多晶硅形成，而研磨區域270可由聚胺甲酸酯形成。研磨區域可具有約40肖氏(Shore)A等級與約90肖氏D等級之間的硬度，如約50肖氏D等級的硬度。研磨區域270可具有約15密耳與約80密耳之間的厚度，如約50密耳。研磨特征271在平行于研磨表面的平面中可具有約50微米與約5000微米之間本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于化學機械研磨的研磨墊，包括：基底，具有支撐表面；多個研磨特征，所述多個研磨特征形成研磨表面，所述研磨表面與所述支撐表面相對；及一個或多個通道，形成于所述研磨墊的內部中，所述一個或多個通道至少部分地圍繞所述研磨墊的中心延伸，其中每一通道流體耦接至至少一個端口。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2014.10.09 US 62/062,092;2014.10.17 US 62/065,1931.一種用于化學機械研磨的研磨墊，包括：基底，具有支撐表面；多個研磨特征，所述多個研磨特征形成研磨表面，所述研磨表面與所述支撐表面相對；及一個或多個通道，形成于所述研磨墊的內部中，所述一個或多個通道至少部分地圍繞所述研磨墊的中心延伸，其中每一通道流體耦接至至少一個端口。2.如權利要求1所述的研磨墊，其中：所述一個或多個端口包括兩個或多于兩個的端口；及所述一個或多個通道包括兩個或多于兩個的通道，其中所述通道中的至少兩個通道流體耦接至單獨端口。3.如權利要求2所述的研磨墊，其中所述兩個或多于兩個的通道至少包括內部通道及外部通道，其中所述外部通道大體上圍繞所述內部通道。4.如權利要求1所述的研磨墊，其中：所述多個研磨特征包括固定研磨特征及可調整的研磨特征；及所述一個或多個通道包括兩個或多于兩個的通道，其中每一通道安置在所述可調整的研磨特征中的至少一些附近。5.如權利要求1所述的研磨墊，其中每一通道流體耦接至兩個或多于兩個的端口。6.如權利要求5所述的研磨墊，其中所述通道中的至少兩個通道流體耦接至單獨端口。7.如權利要求5所述的研磨墊，其中每一通道流體耦接至供應端口及回流端口，且每一通道圍繞所述研磨墊的中心延伸約360度。8.如權利要求1所述的研磨墊，其中所述研磨特征中的至少一些包括通道，所述通道將所述一個或多個通道中的一個通道耦接至穿過所述研磨表面的孔口。9.如權利要求...

【專利技術屬性】
技術研發人員：J·G·方，R·巴賈杰，K·克里希南，M·C·奧里拉利，F·C·雷德克，R·E·帕里，G·E·孟克，D·萊德菲爾德，
申請(專利權)人：應用材料公司，
類型：發明
國別省市：美國;US