[发明专利]抛光垫的增材制造

说明书

一种用于抛光垫的抛光层的增材制造的系统、配方和方法。所述配方包括基于双官能多元醇或双官能多硫醇的聚氨酯丙烯酸酯低聚物。所述技术包括选择所述双官能多元醇或所述双官能多硫醇以影响所述抛光层的性质。所述配方还包括单体和光敏引发剂。所述配方的黏度适用于所述抛光层的3D打印。

技术领域

本公开内容涉及用于化学机械抛光中的抛光垫。

背景技术

集成电路典型地通过在硅晶片上顺序地沉积导电层、半导体层或绝缘层来形成在基板上。多种制造技术采用在基板上的层的平坦化。例如，对于某些应用(例如，抛光金属层以在图案化层的沟槽中形成过孔、插塞和线)，平坦化上覆层(overlying layer)，直到暴露图案化层的顶表面。在其他应用(例如，用于光刻的介电层的平坦化)中，抛光上覆层，直到在下层(underlying layer)之上保留所期望的厚度。

化学机械抛光(CMP)是一种公认的平坦化技术。在应用中，该平坦化技术可将基板安装在承载头上。基板的暴露表面典型地抵靠旋转的抛光垫放置。承载头在基板上提供可控制负载以将基板推靠在抛光垫上。可向抛光垫的表面供应抛光液(诸如具有磨粒的浆料)。化学机械抛光的一个目标可以是抛光均匀性。如果基板上的不同区域以不同速率进行抛光，则基板的某些区域可能去除的材料过多(“抛光过度”)或去除的材料过少(“抛光不足”)。除了平坦化之外，抛光垫还可用于修整(finishing)操作(诸如擦光(buffing))。

用于CMP的抛光垫可包括“标准”垫和固定研磨垫(fixed-abrasive pad)。标准垫可具有带有耐用粗糙表面的聚氨酯抛光层，并且还可包括可压缩背衬层(backing layer)。相比之下，固定研磨垫具有保持在容纳介质中的磨粒，并且可被支撑在一般不可压缩的背衬层上。

抛光垫典型地通过模制、铸造或烧结聚氨酯材料制成。在模制的情况下，抛光垫可一次一个地制成，例如通过注射成型(injection molding)制成。在铸造的情况下，将液态前驱物铸造和固化成饼状件(cake)，随后，将其切分成单独垫件(pad piece)。然后，可将这些垫件机加工成最终厚度。可将槽(groove)机加工到抛光表面中，或者可使其作为注射成型工艺的一部分形成。

发明内容

一个方面涉及一种用于抛光垫的抛光层的三维(3D)打印的配方(formulation)。所述配方包括基于(例如，掺入)双官能多元醇或双官能多硫醇的聚氨酯丙烯酸酯低聚物。所述配方还包括单体(例如，多个单体)、添加剂和光敏引发剂。所述配方的黏度(viscosity)适用于所述抛光层的3D打印。

另一方面涉及一种合成用于抛光垫的增材制造的聚氨酯丙烯酸酯低聚物的方法。所述方法包括选择双官能多元醇或双官能多硫醇以影响所述抛光垫的抛光层的性质。所述方法包括执行所述双官能多元醇或所述双官能多硫醇与双官能异氰酸酯的催化反应，以得到聚氨酯低聚物。所述方法包括用丙烯酸酯将所述聚氨酯低聚物封端，以得到所述聚氨酯丙烯酸酯低聚物，其中在所述增材制造中所应用的所述聚氨酯丙烯酸酯低聚物影响所述性质。

又一方面涉及一种合成用于抛光垫的增材制造的聚氨酯丙烯酸酯低聚物的方法。所述方法包括选择双官能多元醇或双官能多硫醇以影响在所述增材制造中具有所述聚氨酯丙烯酸酯低聚物的3D打印配方的黏度和影响所述抛光垫的抛光层的性质。所述方法包括在催化剂的存在下使所述双官能多元醇或所述双官能多硫醇与双官能异氰酸酯反应，以得到聚氨酯低聚物预聚物。所述方法包括在所述聚氨酯低聚物预聚物上掺入丙烯酸酯作为封端物(end cap)，以得到所述聚氨酯丙烯酸酯低聚物，其中在所述增材制造中的所述聚氨酯丙烯酸酯低聚物影响所述性质。