用于结合CMP工艺的追踪数据与3D打印的CMP耗材的技术的制作方法

本公开的实施例一般而言是关于一种化学机械抛光(chemical mechanicalpolishing；cmp)设备及制作且使用此cmp设备的方法。更特定而言，本文所述的实施例关于用于收集cmp设备中的数据的技术，诸如收集关于cmp工艺的数据和/或关于在cmp抛光设备中找到的组件的数据的技术。

背景技术：

1、化学机械抛光(chemical mechanical polishing；cmp)是常用于在半导体器件的制作期间平坦化基板的技术。在cmp工艺期间，将正处理的基板安装于载架头上，其中装置表面抵靠着旋转抛光衬垫定位。载架头将可控制负载提供至基板以推动装置表面抵靠着抛光衬垫。通常将抛光液(诸如，具有磨料颗粒的浆料)供应至抛光衬垫的表面。抛光衬垫是在抛光一定数目的基板之后通常变得磨损的耗材组件。因此，需要偶尔替换衬垫及其他cmp耗材组件以维持一致且适合的抛光性能。

2、通常通过模制、浇铸或烧结聚氨酯材料来制作抛光衬垫。在模制的情形中，可(例如通过注射模制)一次一个地制作抛光衬垫。在浇铸的情形中，将液体前体浇铸且固化成饼状物，随后将此饼状物切片成个别衬垫件。接着，可将衬垫件用机器加工至最终厚度。可将凹槽用机器加工至抛光表面中或作为注射模制工艺的部分形成凹槽。这些制造抛光衬垫的方法昂贵且耗时。此外，通过这些方法制造的抛光衬垫通常产生不均匀的抛光结果。例如，在cmp期间，可以不同速率抛光基板上的不同区域从而导致在一些区域中移除过多材料(“抛光过度”)或在其他区域中移除过少材料(“抛光不足”)。

3、另外，通过传统技术制造的抛光衬垫及其他cmp设备通常缺乏用于执行各种追踪、感测、监控及工艺计量功能的装置及方法。传统cmp系统通常依赖于系统级感测技术，这些感测技术通常不提供充足数据以适当地控制平坦化在进阶技术集成电路节点中形成的装置所需的cmp工艺。

4、因此，需要提供改良抛光性能及所期望工艺感测能力的cmp系统、抛光衬垫及其他cmp设备。另外，需要用于制造此设备的方法。

技术实现思路

1、在一个实施例中，提供一种抛光衬垫设备。此设备包括经打印的聚合主体，此经打印的聚合主体包括具有经配置以接触基板的上表面的一或多个抛光特征。经打印的聚合主体包括：第一区，其包括第一材料；以及第二区，其包括第二材料。rfid标签可整体地安置于经打印的聚合主体内且rfid标签定位于距上表面的一距离处。

2、在另一实施例中，提供一种化学机械抛光系统。此系统包括：平台，其具有支撑表面；以及经打印的抛光衬垫，其具有安置于其中的rfid标签。可将经打印的抛光衬垫安置于平台的支撑表面上方且亦可将询问器耦合至平台。询问器及rfid标签经配置以使用无线通信技术相互通信。亦可与平台相对地定位抛光头且抛光头可经配置以推动基板抵靠着经打印的抛光衬垫的抛光表面。

3、在又一实施例中，提供一种制造抛光衬垫的方法。此方法包括通过自打印头的第一喷嘴分配一或多种第一聚合材料而沉积抛光衬垫的经打印的第一部分。一或多种第一聚合材料可以是非导电的且可通过自打印头的第二喷嘴在抛光头的经打印的第一部分上分配一或多种第二聚合材料而沉积经打印的rfid标签。一或多种第二聚合材料可包括至少一种导电或半导电聚合材料。可通过自打印头的第一喷嘴分配一或多种第一聚合材料而在经打印的rfid标签及经打印的第一部分上方沉积抛光衬垫的经打印的第二部分。

4、在又一实施例中，提供一种使用经打印的抛光头的方法。此方法包括藉助安置于经打印的抛光衬垫内的rfid标签感测一或多个处理参数且经由询问器自rfid标签接收一或多个信号。此方法亦包括将一或多个信号传达至经调适以控制抛光工艺的控制器。

5、在又一实施例中，提供一种无线通信方法。此方法包括在抛光系统中执行基板抛光工艺。抛光系统可包括：平台；抛光衬垫，其耦合至平台；以及抛光头，其包括可移除地耦合至抛光头的一或多个组件。可将rfid标签耦合至一或多个组件且可经由可固定地安置于平台中的询问器自rfid接收一或多个无线通信信号。可分析一或多个无线通信信号且可自抛光头移除一或多个组件。

6、在又一实施例中，提供一种体现于在设计过程中使用的机器可读介质中的结构。此结构包括经打印的聚合主体，此经打印的聚合主体包括具有经配置以接触基板的上表面的一或多个抛光特征。经打印的聚合主体包括：一或多种实质上非导电第一材料；以及经打印的rfid标签，其包括可整体地安置于经打印的聚合主体内的一或多种第二材料。一或多种第二材料可以是导电的或半导电的。

7、在又一实施例中，提供一种非瞬态计算机可读介质。此计算机可读介质可存储指令，这些指令在由处理器执行时导致计算机系统通过执行以下操作而实施基板抛光工艺：导致基板抛光工艺的发起且接收对应于一或多个处理参数的信号。这些信号可由安置于经打印的抛光衬垫内的无线通信设备产生。可分析信号以确定处理条件且可响应于处理条件而改变一或多个处理参数中的至少一者。

8、在一些实施例中，可将rfid标签安置于抛光衬垫内或耦合至抛光衬垫且可将读取器安置于平台或抛光头内。在另一实施例中，可将rfid标签安置于保持环内或耦合至保持环且可将读取器安置于平台内。在另一实施例中，可将rfid标签安置于膜内或耦合至膜且可将读取器安置于平台内。可将各种传感器耦合至rfid标签以提供现场监控、感测及计量功能性。

技术特征：

1.一种抛光衬垫设备，包括：

2.如权利要求1所述的设备，其中所述第一材料和所述第二材料选自由以下各项组成的群组：环氧树脂、酚类、胺、聚酯、胺甲酸乙酯、硅、丙烯酸酯、上述项的混合物、共聚物以及接枝物。

3.如权利要求1所述的设备，其中所述rfid标签具有电感天线，所述电感天线经配置以使用无线通信技术与询问器通信。

4.如权利要求1所述的设备，其中所述rfid标签被定位在距所述抛光表面200μm至500μm之间。

5.如权利要求1所述的设备，其中凹部被形成在所述经打印的聚合主体中，并且所述rfid标签被耦合至形成在所述经打印的聚合主体内的所述凹部的表面。

6.如权利要求5所述的设备，其中所述rfid标签包括导电聚合物材料，所述导电聚合物材料包括导电纳米颗粒。

7.如权利要求1所述的设备，其中所述多个抛光特征被形成在所述一或多个基底特征上，所述多个抛光特征具有第一高度，所述一或多个基底特征具有第二高度，其中所述第一高度大于所述第二高度。

8.一种化学机械抛光系统，包括：

9.如权利要求8所述的抛光系统，进一步包括：

10.如权利要求8所述的抛光系统，其中所述经打印的抛光衬垫由非导电聚合物材料形成，且所述rfid标签由导电聚合物材料形成。

11.如权利要求8所述的抛光系统，进一步包括：

12.如权利要求8所述的抛光系统，进一步包括：

13.如权利要求8所述的抛光系统，其中凹部被形成在所述经打印的抛光衬垫中，并且所述rfid标签被耦合至形成在所述经打印的抛光衬垫内的所述凹部的表面。

14.一种制造抛光衬垫的方法，包括：

15.如权利要求14所述的方法，其中所述第一材料和所述第二材料选自由以下各项组成的群组：环氧树脂、酚类、胺、聚酯、胺甲酸乙酯、硅、丙烯酸酯、上述项的混合物、共聚物以及接枝物。

16.如权利要求14所述的方法，其中所述rfid标签具有电感天线，所述电感天线经配置以使用无线通信技术与询问器通信。

17.如权利要求14所述的方法，其中所述距离在距所述抛光表面约200μm至约500μm之间。

18.如权利要求14所述的方法，进一步包括：

19.如权利要求18所述的方法，其中所述rfid标签包括导电聚合物材料，所述导电聚合物材料包括导电纳米颗粒。

20.如权利要求14所述的方法，其中所述多个抛光特征被形成在所述一或多个基底特征上，所述多个抛光特征具有第一高度，所述一或多个基底特征具有第二高度，其中所述第一高度大于所述第二高度。

技术总结
本文涉及用于结合CMP工艺的追踪数据与3D打印的CMP耗材的技术。本文提供化学机械抛光(CMP)设备及用于制造CMP设备的方法。CMP设备可包括抛光衬垫、抛光头保持环及抛光头膜等等，且可经由诸如三维(3D)打印工艺的增材制造工艺制造CMP设备。CMP设备可包括整合于其中的无线通信设备组件。制造CMP设备的方法包括将无线通信设备3D打印至抛光衬垫中且使抛光衬垫打印有经配置以接收预成型无线通信设备的凹部。

技术研发人员：J·G·方,R·巴贾杰,D·莱德菲尔德,A·康纳,M·科尔内霍,G·E·孟克,J·沃特金斯
受保护的技术使用者：应用材料公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13