具有选择性排列的孔隙度的抛光垫的制作方法

金属材料;冶金;铸造;磨削;抛光设备的制造及处理,应用技术1.本公开内容的实施方式大体涉及抛光垫，和制造抛光垫的方法，且更具体地，涉及用于电子装置制造处理中的基板的化学机械抛光(cmp)的抛光垫。背景技术：2.化学机械抛光(cmp)普遍地用在高密度集成电路的制造中，以平坦化或抛光沉积在基板上的材料层。典型cmp处理包括：在包含研磨颗粒的抛光液(polishing fluid)的存在下，使待被平坦化的材料层与抛光垫接触并移动抛光垫、基板、或此两者，从而在材料层表面与抛光垫之间产生相对移动。cmp在半导体装置制造中的一种普遍应用为块体膜(bulk film)的平坦化，例如预金属电介质(pmd)或层间电介质(ild)抛光，块体膜处的下方二维或三维特征在待被平坦化的层的表面中产生凹槽和突起。cmp在半导体装置制造中的其他普遍应用包括浅沟槽隔离(shallow trench isolation，sti)和层间金属互连形成，其中cmp用于从具有sti或设置在其中的金属互连特征的层的暴露表面(场域)移除过孔(via)、触点(contact)或沟槽填充材料。3.通常，基于抛光垫的材料性质和用于期望的cmp应用的那些材料性质的适合性，选择用在上述cmp处理中的抛光垫。可被调整以适合用于期望的cmp应用的抛光垫的性能的材料性质的一种实例为用于形成抛光垫的聚合物材料的孔隙度(porosity)及与其相关的性质，诸如孔隙尺寸、孔隙结构、和材料表面粗糙性。将孔隙度引入抛光垫材料的传统方法通常包括在将预聚合物组成物模制和固化成个别抛光垫或聚合物结块(polymer cake)和加工(例如，切削)源自预聚合物组成物的个别抛光垫之前，将预聚合物组成物与孔隙形成剂混合。遗憾地，尽管传统方法可允许产生均匀的孔隙度和/或渐进的孔隙度梯度，但是它们通常无法提供所形成的垫内的孔隙的精确放置和可源自所述孔隙的垫抛光性能调适机会。4.因此，本领域中需要在抛光垫内形成离散分开的较高孔隙度和较低孔隙度区域的方法和由此方法形成的抛光垫。技术实现要素：5.本文所描述的实施方式大体上涉及抛光垫，和用于制造可用在化学机械抛光(cmp)处理中的抛光垫的方法，且更具体地，涉及具有选择性排列的孔隙的抛光垫以界定包括抛光元件内的孔隙度的离散区域。6.在一个实施方式中，抛光垫的特征为多个抛光元件，每一个抛光元件包括抛光表面和从抛光表面向下延伸以界定设置在抛光元件之间的多个通道的侧壁。在此，一个或多个抛光元件是由聚合物材料的连续相所形成的，聚合物材料的连续相具有包括第一孔隙度的一个或多个第一区域和包括第二孔隙度的第二区域。通常，第二孔隙度小于第一孔隙度。在一些实施方式中，具有小于相对高孔隙度区域a且大于相对低孔隙度区域b的对应孔隙度的中间孔隙度的一个或多个区域可插入在区域a与b之间。在一些实施方式中，具有较高孔隙度、较低孔隙度、或较高与较低孔隙度的组合的任一者的一个或多个区域可插入在区域a与b之间。7.在另一实施方式中，形成抛光垫的方法包括按照预定液滴分配图案，将预聚合物组成物的液滴和牺牲材料组成物的液滴分配到先前形成的印刷层的表面上。此方法进一步包括至少部分地固化预聚合物组成物的经分配液滴，以形成至少包括具有一个或多个第一区域和一个或多个第二区域的聚合物垫材料的多个部分的印刷层，第一区域包括第一孔隙度，并且第二区域包括第二孔隙度。第二区域的至少一者被设置为邻接于第一区域并且第二孔隙度小于第一孔隙度。附图说明8.通过参照实施方式，某些实施方式绘示在附图中，可获得简短概述于上的本公开内容的更具体的说明，使得本公开内容的上述特征可被详细理解。然而，将注意到附图仅绘示本公开内容的典型实施方式，且因此不被视为限制本公开内容的范围，因为本公开内容可允许其他等效实施方式。9.图1是配置为使用根据本文所描述的一个实施方式或实施方式的组合所形成的抛光垫的示例性抛光系统的示意性侧视图。10.图2a是根据一个实施方式的特征为选择性排列的孔隙的抛光垫的示意性透视截面图。11.图2b-2i是绘示各种选择性孔隙排列的抛光元件的示意性截面图。12.图3a-3f是根据一些实施方式的可用于代替图2a中所示的垫设计的各种抛光垫设计的示意性平面图。13.图4a是可用于形成本文所描述的抛光垫的增材制造系统(additive manufacturing system)的示意性截面图。14.图4b是根据本文所描述的一个或多个实施方式或实施方式的组合的示意性地绘示设置在先前形成的印刷层的表面上的液滴的特写截面图。15.图5a-5c显示本文所描述的可用于形成抛光垫的cad兼容印刷指令500a～500c的部分。16.图6是根据本文所描述的一个或多个实施方式或实施方式的组合的说明形成抛光垫的方法的流程图。17.为了便于理解，已尽可能地使用相同的附图标记来标示各图中共有的相同元件。预期一个实施方式的元件和特征可有利地并入其他实施方式而无需进一步阐明。具体实施方式18.本文所描述的实施方式大体上涉及抛光垫，和制造抛光垫的方法，其可用在化学机械抛光(cmp)处理中，且更具体地，涉及具有选择性排列的孔隙以界定包括在抛光元件内的孔隙度的离散区域的抛光垫。19.大体上，本文所描述的抛光垫的特征为基础层与设置在基础层上且与基础层一体地形成的多个抛光元件，以形成包括连续聚合物相的单一主体。抛光元件形成抛光垫的抛光表面，并且当待被抛光的基板被驱使抵靠抛光表面时，基础层提供用于抛光元件的支撑。20.抛光元件的特征为遍布抛光表面而被选择性排列的和/或在与抛光表面正交的方向上的孔隙。在此使用时，术语“孔隙”包括界定在抛光表面中的开口、形成在抛光表面下方的抛光材料中的空隙(void)、设置在抛光表面中的孔隙形成特征、和设置在抛光表面下方的抛光材料中的孔隙形成特征。孔隙形成特征通常包括水溶性牺牲材料，其当暴露于抛光液时溶解，因而形成抛光表面中的对应开口和/或抛光表面下方的抛光材料中的空隙。在一些实施方式中，当暴露于抛光液时，水溶性牺牲材料可膨胀，因而使围绕的抛光材料变形，以提供在抛光垫材料表面处的粗糙性(asperities)。完成的孔隙和粗糙性期望地促进传送液体和研磨物至抛光垫与基板的待被抛光的材料表面之间的界面，并且暂时地将这些研磨物(研磨物捕获(abrasive capture))固着于基板表面，以能够由其进行化学与机械材料移除。21.在此使用的术语“选择性排列的孔隙”是指在抛光元件内的孔隙的分布。在此，孔隙被分布在平行于抛光垫的抛光平面的x-y平面的一个或两个方向中(即，横向地)和在与x-y平面正交的z方向中(即，垂直地)。22.图1是配置为使用根据本文所描述的一个实施方式或实施方式的组合所形成的抛光垫的示例性抛光系统的示意性侧视图。在此，抛光系统100以具有使用压敏型粘合剂而固定至压板(platen)104的抛光垫102的压板104和基板载体(substrate carrier)106为特征。基板载体106面向压板104和安装在压板104上的抛光垫102。基板载体106用于促使设置在基板载体106中的基板108的材料表面抵靠抛光垫102的抛光表面，而基板载体106同时绕着载体轴110旋转。通常，在压板104绕着压板轴112旋转的同时，旋转的基板载体106从压板104的内径至外径来回扫过(sweep)，以部分地减少抛光垫102的不均匀磨耗。23.抛光系统100进一步包括流体输送臂114和垫调节组件116。流体输送臂114定位在抛光垫102上方且用于输送抛光液(诸如具有悬浮在其中的磨料的抛光浆料)至抛光垫102的表面。通常，抛光液含有ph调整剂和其他化学活性成分(诸如氧化剂)，以能够进行基板108的材料表面的化学机械抛光。垫调节组件116通过促使固定的研磨调节盘118抵靠抛光垫102的表面，用于在基板108的抛光之前、在基板108的抛光之后或在基板108的抛光期间调节抛光垫102。促使调节盘118抵靠抛光垫102的步骤包括绕着轴120旋转调节盘118和将调节盘118从压板104的内径扫过至压板104的外径。调节盘118用于研磨、复原(rejuvenate)、和移除来自抛光垫102的抛光表面的抛光副产物或其他碎屑。24.图2a是根据一个实施方式的以选择性排列的孔隙为特征的抛光垫200a的示意性透视截面图。抛光垫200a可用于作为图1所示的示例性抛光系统100的抛光垫102。在此，抛光垫200a包括多个抛光元件204a，抛光元件204a设置在基础层206上并且部分地设置在基础层206内。抛光垫200a的第一厚度t(1)在约5mm与约30mm之间。抛光元件204a通过具有约1/3至约2/3的第一厚度t(1)之间的第二厚度t(2)的基础层206的一部分在垫200a的厚度方向上被支撑。抛光元件204a具有约1/3与约2/3的第一厚度t(1)之间的第三厚度t(3)。如图所示，至少部分的抛光元件设置在基础层206的表面下方，而剩余部分从基础层206的表面向上延伸高度h。在一些实施方式中，高度h是约1/2的第一厚度t(1)或更小。25.在此，多个抛光元件204a包括绕着柱205设置并从柱205径向地向外延伸的多个不连续(分段的)同心环207。在此，柱205设置在抛光垫200a的中心。在其他实施方式中，柱205的中心(及因此同心环207的中心)可偏离抛光垫200a的中心，以当抛光垫200a在抛光压板上旋转时提供基板与抛光垫表面之间的擦拭型(wiping type)相对移动。多个抛光元件204a的侧壁与基础层206的面向上方表面界定设置在抛光垫200a中于抛光元件204a的每一个之间及抛光垫200a的抛光表面的平面与基础层206的表面之间的多个通道218。多个通道218使得抛光液的分布能够遍布抛光垫200a及至抛光垫200a与将在抛光垫200a之上抛光的基板的材料表面之间的界面。在此，抛光元件204a具有平行于x-y平面的上表面和实质上垂直的侧壁，诸如在约20°内的垂直(与x-y平面正交)、或10°内的垂直。抛光元件204a的宽度w(1)为约250微米与约10毫米之间，诸如约250微米与约5毫米之间、或约1mm与约5mm之间。抛光元件204a之间的间距p为约0.5毫米与约5毫米之间。在一些实施方式中，宽度w(1)与间距p中的一者或两者跨越抛光垫200a的半径变动，以界定垫材料性质区域。26.图2b-2i是绘示各种选择性孔隙排列的抛光元件204b-i的示意性截面图。在图2b-2i中显示与说明的选择性孔隙排列的任一者或组合可与图2a的抛光元件204a的选择性孔隙排列一起使用和/或取代图2a的抛光元件204a的选择性孔隙排列。如图2b-2i中所示，抛光元件204b-i的每一者由聚合物材料212的连续相所形成，聚合物材料212的连续相包括相对高孔隙度区域a和邻接于相对高孔隙度区域a设置的一个或多个相对低孔隙度区域b。在此使用时，“孔隙度”是指空隙空间的体积作为在给定样品中的总块体体积的百分比。在实施方式中，其中如本文所描述的孔隙包括由牺牲材料所形成的孔隙形成特征，孔隙度是在形成特征的牺牲材料从特征被分解之后而测量的。孔隙度和孔隙尺寸可使用任何合适的方法测量，诸如通过使用扫描式电子显微镜(sem)或光学显微镜的方法。用于界定孔隙度(例如，区域密度)和孔隙尺寸的特征的技术和系统在本领域中是广为人知的。例如，表面的一部分可通过任何合适的方法(例如，通过电子显微镜图像分析、通过原子力显微镜、通过3d显微镜、等等)来界定特征。在一个实施方式中，可使用vk-x系列3d uv激光扫描共焦显微镜(由位于美国新泽西州埃尔姆伍德公园(elmwood park，n.j.，u.s.a)的美国keyence公司所生产的)执行孔隙度(例如，样品的表面的暴露的孔隙区域对于含有暴露的非孔隙区域的百分比或比率)和孔隙尺寸分析。27.通常，在相对高孔隙度区域a中的孔隙度会是约3％或更高，诸如约4％或更高、约5％或更高、约10％或更高、约12.5％或更高、约15％或更高、约17.5％或更高、约20％或更高、约22.5％或更高、或约25％或更高。在相对低孔隙度区域b中的孔隙度大体上会是与相对低孔隙度区域b邻接的相对高孔隙度区域a的孔隙度的约95％或更小，诸如约90％或更小、约85％或更小、约80％或更小、约75％或更小、约70％或更小、约60％或更小、约50％或更小、约40％或更小、约30％或更小、或约25％或更小。在一些实施方式中，相对低孔隙度区域b会实质上不具有孔隙度。在此，实质上无孔隙度包括具有约0.5％或更小的孔隙度的区域。在一些实施方式中，相对低孔隙度区域b会具有0.1％或更小的孔隙度。28.在一些实施方式中，诸如在图2b-2e中所示，相对高孔隙度区域a包括邻近于抛光元件204a-e的一个或多个侧部设置的多个孔隙210(当由上往下观看时)。相对低孔隙度区域(或实质上无孔隙度)b从抛光元件204a-e的侧壁向内设置，即从相对高孔隙度区域a向内(当由上往下观看时)。在此，相对高孔隙度区域a具有宽度w(2)，宽度w(2)小于邻接于相对高孔隙度区域a设置的相对低孔隙度区域b的宽度w(3)。在一些实施方式中，一个或多个相对高孔隙度区域a具有宽度w(2)在范围为约50μm至约10mm，诸如约50μm至约8mm、约50μm至约8mm、约50μm至约6mm、约50μm至约5.5mm、约50μm至约5mm、约50μm至约4mm、约50μm至约3mm、约50μm至约2mm、诸如约50μm至约1.5mm、约50μm至约1mm、约100μm至约1mm、或约200μm至约1mm。在一些实施方式中，相对高孔隙度区域a的宽度w(2)为邻接于相对高孔隙度区域a设置的相对低孔隙度区域b的宽度的约90％或更小，诸如80％或更小、70％或更小、60％或更小、或50％或更小。如图所示，相对高孔隙度区域a邻接于相对低孔隙度区域b。在一些实施方式中，具有小于相对高孔隙度区域a且大于相对低孔隙度区域b的孔隙度的一个或多个中间孔隙度区域(未示出)可插入在区域a与b之间。29.通常，用于形成相对高孔隙度区域a的孔隙210会具有一个或多个横向(x-y)尺寸为约500μm或更小，诸如约400μm或更小、300μm或更小、200μm或更小、或150μm或更小。在一些实施方式中，孔隙210会具有至少一个横向尺寸为约5μm或更大、约10μm或更大、约25μm或更大、或约50μm或更大。在一些实施方式中，孔隙会具有至少一个横向尺寸在范围为约50μm至约250μm，诸如在范围为约50μm至约200μm、约50μm至约150μm。孔隙高度z-尺寸可为约1μm或更大、约2μm或更大、约3μm或更大、约5μm或更大、约10μm或更大，诸如约25μm或更大、约50μm或更大、约75μm、或约100μm。在一些实施方式中，孔隙高度z-尺寸为约100μm或更小，诸如约1μm与约50μm之间、或约1μm与约25μm之间，诸如约1μm与约10μm之间。30.如图2a-2i所示，相对高孔隙度区域a从抛光元件204a的表面延伸至深度d，深度d可与抛光元件204a-i的高度h(图2a)或厚度t(3)相同或可为抛光元件204a-i的高度h或厚度t(3)的一部分。例如，在一些实施方式中，相对高孔隙度区域a可延伸至深度d，深度d为厚度t(3)的90％或更小，诸如约80％或更小、70％或更小、60％或更小、或50％或更小。在一些实施方式中，相对高孔隙度区域a可延伸至深度d，深度d为抛光元件204a-i的高度h的约90％或更小，诸如80％或更小、70％或更小、60％或更小、或50％或更小。31.当以截面观看时，用于形成相对高孔隙度区域a的孔隙210可以任何期望的垂直排列被设置。例如，在一些实施方式中，孔隙210可垂直地设置在一个或多个柱状排列中，诸如图2b、图2d所示，其中在每一个柱中的孔隙210为实质上垂直对准。在其他实施方式中，孔隙210可垂直地设置在一个或多个交错柱状排列中，其中每个孔隙210相对于设置在其上方和/或其下方的孔隙210在x-y方向的一者或两者中偏离。由于在通过被抛光的基板的抛光期间所提供的负载的方向中的孔隙的相对对准或非对准，在柱状排列中的孔隙的定位可用于调整孔隙度区域a的顺应性。因此，在一个实例中，孔隙的柱状排列可用于调整和/或控制用于所形成的抛光垫的抛光平坦化成果。32.在此，孔隙210在垂直方向上由聚合物材料212的一个或多个印刷层而被分隔开，聚合物材料212具有一个或多个印刷层的总厚度t(4)，总厚度t(4)为约5μm或更大，诸如约10μm或更大、20μm或更大、30μm或更大、40μm或更大、或50μm或更大。在一个实例中，在抛光特征中的垂直方向上的孔隙210之间的间隔为约40μm。在此实例中，通过在包括孔隙210的印刷层之间设置聚合物材料212的三层或四层可形成40μm间隔。因此，如图所示，孔隙210形成实质上闭孔结构(closed-celled structure)。在其他实施方式中，一个或多个孔隙210或孔隙210的多个部分并未与其相邻的一个或多个孔隙分隔开且因此形成更加开孔结构(open-celled structure)。33.在一些实施方式中，诸如图2f-2i所示，抛光元件200f-i包括接近于抛光元件204f-i的侧壁设置的至少一个相对低孔隙度区域b和从抛光元件204f-i的侧壁向内设置的至少一个相对高孔隙度区域a。在一些实施方式中，诸如图2h-2i所示，抛光元件204h-i交替着相对高孔隙度区域a与相对低孔隙度区域b。在这些实施方式中，高孔隙度区域a的每一者可具有相同的宽度w(2)，如图所示，或具有不同的宽度(未示出)。交替的高孔隙度区域a由低孔隙度区域b间隔开，并且低孔隙度区域b的每一者可具有相同的宽度(未示出)或不同的宽度，诸如分别为w(4)和w(5)，其中宽度w(4)和w(5)可被建立为上文关于宽度w(3)所说明的范围。34.图3a-3f是可与图2a中所描述的抛光垫200a的抛光元件204a一起使用或代替图2a中所描述的抛光垫200a的抛光元件204a的各种抛光元件304a-f形状的示意性平面图。图3a-3f的每一者包括具有白区(在白像素中的区域)和黑区(在黑像素中的区域)的像素图表，白区代表抛光元件304a-f，而黑区代表基础层206。孔隙和相对高孔隙度区域(未在图3a-3f中显示)包括在上文图2b-2i中说明的选择性孔隙排列的任一者或组合。35.在图3a中，抛光元件300a包括多个同心环形圈。在图3b中，抛光元件300b包括同心环形圈的多个区段。在图3c中，抛光元件304c形成从抛光垫300c的中心延伸至抛光垫300c的边缘或邻近于抛光垫300c的边缘的多个螺旋(显示出四个)。在图3d中，多个不连续的抛光元件304d以螺旋图案排列在基础层206上。36.在图3e中，多个抛光元件304e的每一者包括从基础层206向上延伸的圆柱形柱。在其他实施方式中，抛光元件304e为任何合适的截面形状，例如在通常平行于垫300e的下侧表面的截切面中具有环形、部分环形(例如，弧形)、椭圆形、方形、矩形、三角形、多边形、不规则形状、前述形状的组合的柱。图3f绘示具有从基础层206向上延伸的多个离散抛光元件304f的抛光垫300f。图3f的抛光垫300f类似于抛光垫300e，除了一些的抛光元件304f被连接以形成一个或多个封闭圆圈(closed circle)。一个或多个封闭圆圈创造堤坝以在cmp处理期间保留抛光液。37.图4a是根据一些实施方式的可用于形成本文所描述的抛光垫的增材制造系统的示意性截面图。在此，增材制造系统400以可移动制造支撑件402、设置在制造支撑件402上方的多个分配头404和406、固化源408、和系统控制器410为特征。在一些实施方式中，分配头404、406在抛光垫制造处理期间彼此独立地且独立于制造支撑件402而移动。在此，第一分配头404和第二分配头406分别地流体耦接至第一预聚合物组成物源412和牺牲材料源414，第一预聚合物组成物源412和牺牲材料源414用于形成上文图2a-2i中所描述的聚合物材料212和孔隙210。通常，增材制造系统400会以至少再多一个分配头(例如，第三分配头，未示出)为特征，其流体地耦接至用于形成上述的基础层206的第二预聚合物组成物源。在一些实施方式中，增材制造系统400包括所期望数量的分配头，以使每个分配头分配不同的预聚合物组成物或牺牲材料前驱物组成物。在一些实施方式中，增材制造系统400进一步包括多个分配头，其中两个或更多个分配头被配置为分配相同的预聚合物组成物或牺牲材料前驱物组成物。38.在此，分配头404、406的每一者以液滴喷射喷嘴416的阵列为特征，液滴喷射喷嘴416被配置为喷射传送至分配头储存器的分别的预聚合物组成物412和牺牲材料组成物414的液滴430、432。在此，液滴430、432被朝向制造支撑件喷射，而因此喷射至制造支撑件402上或喷射至设置在制造支撑件402上的先前形成的印刷层418上。通常，分配头404、406的每一者被配置为从分别的几何阵列或图案中的喷嘴416的每一者独立于其他喷嘴416的发射而发射(控制其喷射)液滴430、432。在此，当分配头404、406相对于制造支撑件402移动时，喷嘴416按照用于待形成的印刷层(诸如印刷层424)的液滴分配图案而被独立地发射。一旦被分配，预聚合物组成物的液滴430和/或牺牲材料组成物414的液滴通过暴露于由诸如uv辐射源408的电磁辐射源提供的诸如uv辐射426的电磁辐射而被至少部分地固化，以形成诸如部分地形成的印刷层424的印刷层。39.在一些实施方式中，诸如第一预聚合物组成物的分配液滴430的预聚合物组成物的分配液滴暴露于电磁辐射，以在其散布至诸如图4b的叙述中所说明的平衡尺寸之前，实体地固定液滴。通常，分配的液滴暴露于电磁辐射，以在液滴接触诸如制造支撑件402的表面或设置在制造支撑件402上的先前形成的印刷层418的表面之类的表面的1秒或更小的时间内，至少部分地固化液滴的预聚合物组成物。40.图4b是根据一些实施方式的示意性地绘示设置在先前形成的层(诸如图4a中所描述的先前形成的层418)的表面418a上的液滴430的特写截面图。在通常的增材制造处理中，诸如液滴430a的预聚合物组成物的液滴会散布并在液滴430a接触表面418a的时间点的约1秒内达到与先前形成的层的表面418a的平衡接触角α。平衡接触角α是至少预聚合物组成物的材料性质与在先前形成的层(例如先前形成的层418)的表面418a处的能量(表面能量)的函数。在一些实施方式中，期望在分配的液滴达到平衡尺寸之前，至少部分地固化分配的液滴，以固定与先前形成的层的表面418a的液滴接触角。在这些实施方式中，固定的液滴430b的接触角θ大于相同预聚合物组成物的液滴430a的平衡接触角α，液滴430a的平衡接触角α允许其散布至其平衡尺寸。41.在此，至少部分地固化分配的液滴的步骤致使液滴内的预聚合物组成物的至少部分的聚合化(例如，交联)以及与相同或不同预聚合物组成物的相邻地设置的液滴的至少部分的聚合化，以形成连续聚合物相。在一些实施方式中，预聚合物组成物被分配和至少部分地固化，以在牺牲材料组成物被分配进入井孔(well)之前，形成约期望孔隙的井孔。42.上述的用于形成基础层206的预聚合物组成物和抛光元件的聚合物材料212的每一者包括官能聚合物、官能寡聚物、官能单体、反应性稀释剂、和光引发剂中的一者或多者的混合物。43.可用于形成至少两种预聚合物组成物中的一者或两者的合适的官能聚合物的实例包括多官能丙烯酸酯，其包括二、三、四、及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(1，3，5-triacryloylhexahydro-1，3，5-triazine)或三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(trimethylolpropane triacrylate)。44.可用于形成至少两种预聚合物组成物中的一者或两者的合适的官能寡聚物的实例包括单官能基和多官能基寡聚物、丙烯酸酯寡聚物，诸如脂族氨基甲酸酯丙烯酸酯寡聚物(aliphatic urethane acrylate oligomers)、六官能基脂族氨基甲酸酯丙烯酸酯寡聚物(aliphatic hexafunctional urethane acrylate oligomers)、二丙烯酸酯(diacrylate)、六官能基脂族丙烯酸酯寡聚物(aliphatic hexafunctional acrylate oligomers)、多官能基氨基甲酸酯丙烯酸酯寡聚物(multifunctional urethane acrylate oligomers)、脂族氨基甲酸酯二丙烯酸酯寡聚物(aliphatic urethane diacrylate oligomers)、脂族氨基甲酸酯丙烯酸酯寡聚物(aliphatic urethane acrylate oligomers)、脂族聚酯氨基甲酸酯二丙烯酸酯(aliphatic polyester urethane diacrylate)与脂族二丙烯酸酯寡聚物(aliphatic diacrylate oligomers)的混合物，或前述物的组合，例如双酚a乙氧基化二丙烯酸酯(bisphenol-a ethoxylate diacrylate)或聚丁二烯二丙烯酸酯(polybutadiene diacrylate)、四官能基丙烯酸酯聚酯寡聚物(tetrafunctional acrylated polyester oligomers)、和脂族聚酯基氨基甲酸酯二丙烯酸酯寡聚物(aliphatic polyester based urethane diacrylate oligomers)。45.可用于形成至少两种预聚合物组成物中的一者或两者的合适的单体的实例包括单官能基单体与多官能基单体两者。合适的单官能基单体包括丙烯酸四氢糠酯(tetrahydrofurfuryl acrylate)(例如，来自的sr285)、甲基丙烯酸四氢糠酯(tetrahydrofurfuryl methacrylate)、乙烯基己内酰胺(vinyl caprolactam)、丙烯酸异冰片酯(isobornyl acrylate)、甲基丙烯酸异冰片酯(isobornyl methacrylate)、2-苯氧基乙基丙烯酸酯(2-phenoxyethyl acrylate)、2-苯氧基乙基甲基丙烯酸酯(2-phenoxyethyl methacrylate)、2-(2-乙氧乙氧)乙基丙烯酸酯(2-(2-ethoxyethoxy)ethyl acrylate)、丙烯酸异辛酯(isooctyl acrylate)、丙烯酸异癸酯(isodecyl acrylate)、甲基丙烯酸异癸酯(isodecyl methacrylate)、丙烯酸十二酯(lauryl acrylate)、甲基丙烯酸十二酯(lauryl methacrylate)、丙烯酸十八酯(stearyl acrylate)、甲基丙烯酸十八酯(stearyl methacrylate)、环三羟甲基丙烷甲缩醛丙烯酸酯(cyclic trimethylolpropane formal acrylate)、2-[[(丁基氨基)羰基]氧代]丙烯酸乙酯(2-[[(butylamino)carbonyl]oxy]ethyl acrylate)(例如，来自rahn usa公司的genomer 1122)、3，3，5-三甲基环己烷丙烯酸酯(3，3，5-trimethylcyclohexane acrylate)、或单官能基甲氧基化peg(350)丙烯酸酯。合适的多官能基单体包括二元醇与聚醚二元醇的二丙烯酸酯或二甲基丙烯酸酯，诸如丙氧基化新戊二醇二丙烯酸酯(propoxylated neopentyl glycoldiacrylate)、1，6-己二醇二丙烯酸酯(1，6-hexanediol diacrylate)、1，6-己二醇二甲基丙烯酸酯(1，6-hexanediol dimethacrylate)、1，3-丁二醇二丙烯酸酯(1，3-butylene glycol diacrylate)、1，3-丁二醇二甲基丙烯酸酯(1，3-butylene glycol dimethacrylate)、1，4-丁二醇二丙烯酸酯(1，4-butanediol diacrylate)、1，4-丁二醇二甲基丙烯酸酯(1，4-butanediol dimethacrylate)、烷氧化脂族二丙烯酸酯(alkoxylated aliphatic diacrylate)(例如，来自的sr9209a)、二乙二醇二丙烯酸酯(diethylene glycol diacrylate)、二乙二醇二甲基丙烯酸酯(diethylene glycol dimethacrylate)、二丙二醇二丙烯酸酯(dipropylene glycol diacrylate)、三丙二醇二丙烯酸酯(tripropylene glycol diacrylate)、三乙二醇二甲基丙烯酸酯(triethylene glycol dimethacrylate)、烷氧化己二醇二丙烯酸酯(alkoxylated hexanediol diacrylates)、或前述物的组合，例如，来自的sr562、sr563、sr564。[0046]通常，用于形成预聚合物组成物中的一者或多者的反应性稀释剂为最少单官能基的，且当暴露于游离自由基、路易斯酸(lewis acid)、和/或电磁辐射时进行聚合化。合适的反应性稀释剂的实例包括单丙烯酸酯(monoacrylate)、丙烯酸2-乙基己酯(2-ethylhexyl acrylate)、辛基癸基丙烯酸酯(octyldecyl acrylate)、环三羟甲基丙烷甲缩醛丙烯酸酯、己内酯丙烯酸酯(caprolactone acrylate)、丙烯酸异冰片酯(iboa)、或烷氧化甲基丙烯酸十二酯(alkoxylated lauryl methacrylate)。[0047]用于形成至少两种不同预聚合物组成物中的一者或多者的合适的光引发剂的实例包括聚合物光引发剂和/或寡聚物光引发剂，诸如安息香醚(benzoinethers)、苯甲缩酮(benzyl ketals)、乙酰基苯酮(acetyl phenones)、烷基苯酮(alkyl phenones)、膦氧化物(phosphine oxides)、包括胺增效剂的二苯甲酮(benzophenone)化合物和噻吨酮(thioxanthone)化合物、或前述物的组合。[0048]上述的由预聚合物组成物形成的抛光垫材料的实例通常包括以下的至少一者：寡聚物和、或聚合物的区段、化合物、或选自由下列物种构成的组的材料：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、聚苯(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(polyurethane acrylates)、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、嵌段共聚物、及前述物的无规共聚物、及前述物的组合。[0049]可用于形成上述的孔隙210的牺牲材料组成物包括水溶性材料，诸如，乙二醇(例如，聚乙二醇)、乙二醇醚、和胺类。可用于形成本文所描述的孔隙形成特征的合适牺牲材料前驱物的实例包括乙二醇、丁二醇、二聚物二醇、丙二醇-(1，2)及丙二醇-(1，3)、辛烷-1，8-二醇、新戊二醇、环己烷二甲醇(1，4-双-羟甲基环己烷)、2-甲基-1，3-丙烷二醇、丙三醇、三羟甲基丙烷、己二醇-(1，6)、己三醇-(1，2，6)丁三醇-(1，2，4)、三羟甲基乙烷、新戊四醇、1，4-环己二醇(quinitol)、甘露醇和山梨醇、甲基糖苷(methylglycoside)、还有二甘醇、三甘醇、四甘醇(tetraethylene glycol)、聚乙二醇、二丁二醇(dibutylene glycol)、聚丁二醇(polybutylene glycols)、乙二醇、乙二醇单丁醚(egmbe)、二乙二醇单乙醚、乙醇胺、二乙醇胺(dea)、三乙醇胺(tea)、及前述物的组合。[0050]在一些实施方式中，牺牲材料前驱物包括水溶性聚合物，诸如，1-乙烯基-2-吡咯烷酮、乙烯基咪唑(vinylimidazole)、聚乙二醇二丙烯酸酯、丙烯酸、苯乙烯磺酸钠、hitenolmaxemul丙烯酸羟乙酯和[2-(甲基丙烯酰氧基)乙基三甲基氯化铵([2-(methacryloyloxy)ethyltrimethylammonium chloride)、3-烯丙氧基-2-羟基-1-丙磺酸钠盐(3-allyloxy-2-hydroxy-1-propanesulfonic acid sodium)、4-苯乙烯磺酸钠盐(sodium 4-vinylbenzenesulfonate)、[2-(甲基丙烯酰氧基)乙基]二甲基-(3-磺酸丙基)氢氧化铵([2-(methacryloyloxy)ethyl]dimethyl-(3-sulfopropyl)ammonium hydroxide)、2-丙烯酰氨基-2-甲基-1-丙磺酸(2-acrylamido-2-methyl-1-propanesulfonic acid)、乙烯基膦酸(vinylphosphonic acid)、烯丙基三苯基氯化膦(allyltriphenylphosphonium chloride)、(甲基苯乙烯)三甲基氯化铵((vinylbenzyl)trimethylammonium chloride)、烯丙基三苯基氯化膦(allyltriphenylphosphonium chloride)、(甲基苯乙烯)三甲基氯化铵((vinylbenzyl)trimethylammonium chloride)、e-sperse rs-1618、e-sperse rs-1596、甲氧基聚乙二醇单丙烯酸酯(methoxy polyethylene glycol monoacrylate)、甲氧基聚乙二醇二丙烯酸酯(methoxy polyethylene glycol diacrylate)、甲氧基聚乙二醇三丙烯酸酯(methoxy polyethylene glycol triacrylate)、或前述物的组合。[0051]在此，显示在图4a中的增材制造系统400进一步包括系统控制器410，以指示增材制造系统400的操作。系统控制器410包括可编程中央处理单元(cpu)434，其可与存储器435(例如，非易失性存储器(non-volatile memory))和支持电路436操作。支持电路436传统地耦接至cpu 434且包括高速缓冲存储器(cache)、时钟电路、输入/输出子系统、电源、和类似物、及前述物的组合，其耦接至增材制造系统400的各种部件，以促进控制这些部件。cpu434是用在工业设定中的通用计算机处理器的任何形式中的一者，诸如可编程逻辑控制器(plc)，用于控制增材制造系统400的各种部件和子处理器。耦接至cpu 434的存储器435是非暂态的且通常为一种或多种容易获得的存储器，诸如随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、软盘驱动器、硬盘、或任何其他形式的本地或远程的数字存储器。[0052]通常，存储器435为含有指令的计算机可读存储介质的形式(例如，非易失性存储器)，当通过cpu 434执行指令时，促使制造系统400的操作。存储器435中的指令为程序产品的形式，诸如实行本公开内容的方法的程序。[0053]程序代码可遵照若干不同程序语言中的任一者。在一个实例中，本公开内容可被实行作为储存在使用于计算机系统的计算机可读存储介质上的程序产品。程序产品的程序界定实施方式的功能(包括本文所描述的方法)。[0054]示例的计算机可读存储介质包括但不限于：(i)非可写入存储介质(例如，计算机内的只读存储器装置，诸如通过cd-rom驱动器可读取的cd-rom光盘、快闪存储器(flash memory)、rom芯片或任何类型的固态非易失性半导体存储器)，信息被永久地储存在此存储介质上；和(ii)可写入存储介质(例如，软盘驱动器或硬盘驱动器内的软盘或任何类型的固态随机存取半导体存储器)，在此存储介质上储存可变动的信息。当承载指示本文所描述的方法的功能的计算机可读指令时，此种计算机可读存储介质为本公开内容的实施方式。在一些实施方式中，通过一种或多种的专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(field-programmable gate array，fpga)、或其他类型的硬件实施方式，执行本文所描述的方法或此方法的部分。在一些其他实施方式中，通过软件程序、asic、fpga和、或其他类型的硬件实施方式的组合，执行本文所描述的抛光垫制造方法。[0055]在此，系统控制器410指示制造支撑件402的移动、分配头404和406的移动、喷嘴416的发射以喷射来自喷嘴416的预聚合物组成物的液滴、和通过uv辐射源408提供的经分配液滴的固化的程度和时间。在一些实施方式中，由系统控制器使用以指示制造系统400的操作的指令包括用于将被形成的印刷层的每一者的液滴分配图案。在一些实施方式中，液滴分配图案集中地储存在存储器425中，作为cad-兼容的数字印刷指令。可由增材制造系统400使用以制造本文所描述的抛光垫的印刷指令的实例显示在图5a-5c中。[0056]图5a-5c显示cad兼容印刷指令500a-c的部分，其可被增材制造系统400使用以形成本文所描述的抛光垫的实施方式。在此，印刷指令500a-c是针对用于分别形成抛光元件504a-c的印刷层。抛光元件504a-c的每一者由聚合物材料212所形成且包括邻近于抛光元件504a-c的侧壁设置的相对高孔隙度区域a和设置在相对高孔隙度区域a内侧的相对低孔隙度区域b。用于形成聚合物材料212的预聚合物组成物的液滴会被分配在白色区域中，而牺牲材料组成物的液滴会被分配在高孔隙度区域a的黑像素内。在此印刷层中，没有液滴会被分配在抛光元件504a-c之间的黑色区域中(在相对高孔隙度区域a之外)。印刷指令500a-c可用于形成各自分别具有25％、16％、和11％的孔隙度的相对高孔隙度区域a和不具有有意的孔隙度的相对低孔隙度区域b(例如，小于约0.1％孔隙度)。在此，抛光元件504a-c的每一者的宽度w(1)为约2.71mm，相对高孔隙度区域a的每一者的宽度w(2)为约460μm，并且相对低孔隙度区域b的宽度w(3)为约1.79mm。[0057]根据本文所描述的实施方式形成的抛光垫当与具有均匀分布的孔隙度的类似抛光垫比较时，显示出在电介质cmp处理中的预料不到的优越性能。连续孔隙度与选择性孔隙度垫之间的cmp性能的比较在下方的表1中说明。表1中的样品抛光垫d是使用图5a的印刷指令500a所形成的。样品抛光垫a-c是使用相同的材料前驱物与实质上相同的如500a的印刷指令所形成的，除了样品抛光垫a-c的孔隙被告知分布遍布抛光元件以分别达成33％、11％、和5％的均匀孔隙度。样品抛光垫a-d的每一者被用于抛光设置在包括用于制造逻辑和存储器装置的设计架构的图案化基板上的氧化硅膜层的覆盖膜(blanket film)。使用四乙氧基硅烷(teos)前驱物而传统地沉积氧化硅膜。意外地，当与具有大于及小于样品d的a区域的孔隙度的均匀分布孔隙度值的抛光垫相比较时，具有邻接相对低孔隙度区域设置的相对高孔隙度的选择性排列区域的样品抛光垫d提供期望地较高的氧化物移除速率。[0058]表1[0059][0060]图6是根据一个或多个实施方式的说明形成抛光垫的印刷层的方法的流程图。方法600的实施方式可结合本文所描述的系统和系统操作中的一者或多者而使用，诸如图4a的增材制造系统400、图4b的固定液滴、和图5a-5c的印刷指令。此外，方法600的实施方式可用于形成本文所显示和说明的抛光垫的实施方式中的任一者或组合。[0061]尽管图5a-5c绘示抛光特征的配置包括邻近于抛光元件504a-c的侧壁设置的相对高孔隙度区域a和设置在相对高孔隙度区域a内侧的相对低孔隙度区域b，此配置不意在限制本文所提供的本公开内容的范围，因为可期望地取决于抛光应用，交替地形成邻近于抛光元件504a-c的内部区域的相对高孔隙度区域a和形成邻近于抛光元件504a-c的侧壁的相对低孔隙度区域b。[0062]在行动601处，方法600包括将预聚合物组成物的液滴和牺牲材料组成物的液滴按照预定液滴分配图案分配至先前形成的印刷层的表面上。[0063]在行动602处，方法600包括至少部分地固化预聚合物组成物的经分配液滴以形成至少包括聚合物垫材料的多个部分的印刷层，聚合物垫材料的多个部分具有一个或多个相对高孔隙度区域和邻接于一个或多个相对高孔隙度区域设置的一个或多个相对低孔隙度区域。[0064]在一些实施方式中，方法600进一步包括依序重复行动601和602，以形成在z方向(即，与制造支撑件或设置在制造支撑件上的先前形成的印刷层的表面正交的方向)上堆叠的多个印刷层。用于形成各印刷层的预定液滴分配图案可与用于形成设置在其下方的先前印刷层的预定液滴分配图案相同或不同。[0065]本文所描述的抛光垫和抛光垫制造方法有利地允许能够良好调整cmp处理性能的选择性排列的孔隙和完成的孔隙度离散区域。[0066]尽管前述内容关于本公开内容的实施方式，但在不背离本公开内容的基本范围的情况下，可设计出本公开内容的其他和进一步的实施方式，且本公开内容的范围由随后的权利要求书来确定。









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