背景

本發(fā)明涉及用于化學(xué)機(jī)械研磨中的研磨墊。

背景技術(shù)：

可靠地生產(chǎn)納米及更小的特征是用于半導(dǎo)體組件的下世代超大規(guī)模集成電路(vlsi)與極大規(guī)模集成電路(ulsi)的關(guān)鍵技術(shù)挑戰(zhàn)之一。然而，隨著電路技術(shù)極限的推進(jìn)，縮小vlsi與ulsi互連技術(shù)的尺寸已經(jīng)對于處理能力有額外的要求。柵極結(jié)構(gòu)于基板上的可靠形成對于vlsi與ulsi的成功以及對于繼續(xù)努力增加各個基板和管芯(die)的電路密度與質(zhì)量是重要的。

集成電路通常通過導(dǎo)電、半導(dǎo)電或絕緣層于硅晶片上的連續(xù)沉積而形成于基板上。各種制造工藝需要于基板上的層的平坦化。例如，對于特定應(yīng)用，如研磨金屬層以在圖案層的溝槽中形成通孔、插頭與線，平坦化上覆層直到圖案層的頂表面暴露。在其他應(yīng)用中，如用于微影術(shù)的介電層的平坦化，研磨上覆層直至所需厚度剩余在下層上。

化學(xué)機(jī)械研磨(cmp)是常用于高密度集成電路制造中的工藝以平坦化或研磨沉積于基板上的材料層。承載頭可提供固定于其中的基板至cmp系統(tǒng)的研磨站且可控制地促使基板抵靠移動的研磨墊。通過提供基板的特征側(cè)之間的接觸以及于存在有研磨流體時相對于研磨墊移動基板而有效地施用cmp。通過化學(xué)與機(jī)械活動的結(jié)合，材料自接觸研磨表面的基板的特征側(cè)移除。

化學(xué)機(jī)械研磨處理的一個目的是研磨均勻性。如果基板上不同區(qū)域以不同速率研磨，則對于基板的某些區(qū)域可能有太多的材料被移除(“研磨過度”)或太少的材料被移除(“研磨不足”)。傳統(tǒng)的研磨墊包括“標(biāo)準(zhǔn)”墊以及固定研磨墊。標(biāo)準(zhǔn)墊具有帶有耐用粗糙表面的聚氨酯研磨層，也可以包括可壓縮背層。相對地，固定研磨墊具有容納于容量媒介中的研磨顆粒，且可以支撐于一般不可壓縮的背層上。研磨墊可依據(jù)操作與所需結(jié)果而獨(dú)特地選擇。

研磨墊通常通過模鑄、鑄造或燒結(jié)聚氨酯材料而制成。在模鑄的情況中，每次可制成一個研磨墊，例如，通過注入模鑄。在模鑄的情況中，液體前體被鑄造與硬化(cure)成一塊狀物，該塊狀物隨后被切成各個墊片。這些墊片可以接著機(jī)械加工至最終厚度。凹槽可以被機(jī)械加工成研磨表面，或被形成為注入模鑄工藝的部分。研磨墊的形成是耗時的且在研磨墊為cmp使用所接受前需要多個步驟。

因此，需要一種改良的研磨墊。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

公開一種制造研磨墊的方法，該方法包括以3d打印機(jī)依次沉積多個層。通過將基材料自第一噴嘴噴射并且將添加材料(additivematerial)自第二噴嘴噴射而沉積多個研磨層的各層。公開基材料與添加材料經(jīng)固化(solidify)以形成固化的墊材料。

附圖說明

因此，為了能夠詳細(xì)理解實(shí)施例的上述特征的方式，可以通過參考實(shí)施例得出以上簡要概述的實(shí)施例的更具體的描述，實(shí)施例中的一些在附圖中示出。然而，值得注意的是，所附附圖只繪示了本實(shí)施例的示例，并且因此不被認(rèn)為對其范圍進(jìn)行限制，因?yàn)楸竟_可允許其他等效的實(shí)施例。

圖1a是示例研磨墊的示意性截面?zhèn)纫晥D。

圖1b是另一示例研磨墊的示意性截面?zhèn)纫晥D。

圖1c是又另一示例研磨墊的示意性截面?zhèn)纫晥D。

圖2是化學(xué)機(jī)械研磨站的示意性側(cè)視、部分截面圖。

圖3是繪示用于制造圖1a的研磨墊的3d打印機(jī)的示意性截面?zhèn)纫晥D。

為便于理解，在可能的情況下，使用相同的附圖標(biāo)記代表圖標(biāo)中相同的元件?？梢灶A(yù)期，一個實(shí)施例中的元件與特征可有利地用于其他實(shí)施例中而無需贅述。

具體實(shí)施方式

為了提供研磨均勻性，研磨墊需要形成與正被研磨的基板的均勻接觸，使得可以跨基板表面施加均勻的壓力。墊的厚度變化可以產(chǎn)生跨基板表面的非均勻壓力。甚至厚度的小變化也導(dǎo)致所施壓力的變化，以及因此導(dǎo)致非均勻移除以及更嚴(yán)重的缺陷，如基板表面上的微刻痕。這影響對于硬研磨墊更為劇烈，且在低壓研磨工藝下也更為劇烈。雖然軟研磨墊可以容納更大的厚度變化，但是在墊中形成凹槽的工藝更可能產(chǎn)生軟研磨墊中的非均勻性。

用于制造可以提供改良的厚度均勻性的研磨墊的技術(shù)是3d打印。在3d打印工藝中，一薄層的墊前體，如液體，經(jīng)逐漸沉積與熔化而形成完整的三維研磨墊。

在一個示例中，一種制造研磨墊的研磨層的方法包括用3d打印機(jī)依次沉積多個層，多個研磨層的各層是通過將液體墊材料前體自噴嘴噴射以及固化墊材料前體以形成固化的墊材料而沉積的。

本發(fā)明的實(shí)施可包括以下特征中的一個或多個。多個層的各層的厚度可小于研磨層的總厚度的50％。多個層的各層的厚度可小于研磨層的總厚度的1％?？赏ㄟ^用計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的3d繪圖程序來控制墊材料前體的噴射以形成多個層的至少一些層中的圖案而形成凹口(recess)于研磨層中。凹口可是研磨墊的總水平表面積的10％-75％。凹口間的高地(plateau)可具有0.1至2.5mm的側(cè)向尺寸。凹口可具有0.25至1.5mm的深度。凹口可具有0.1mm至2mm的最寬側(cè)向尺寸。凹口可被成形為圓柱、截平角錐或棱柱中的一個或多個。凹口可以是凹槽。固化墊材料前體可包括硬化墊材料前體。硬化墊材料前體可包括紫外線(uv)硬化。墊材料前體可包括聚氨酯丙烯酸酯低聚物或丙烯酸酯單體。固化的墊材料可包括聚氨酯。研磨顆?？晒?yīng)于固化的墊材料中。研磨顆?？墒墙饘傺趸镱w粒。研磨墊的背層可通過用3d打印機(jī)依次沉積多個層而形成。形成背層可包括用與研磨層的多個層不同的量來硬化背層的多個層。形成背層可包括注入與墊前體材料不同的材料。固化的研磨層可在某些區(qū)域具有介于約30至約90之間的蕭氏d硬度(shoredhardness)，而在墊的其他區(qū)域具有介于約26至約95之間的蕭氏a硬度。墊材料前體可以是熔融的墊材料且固化墊材料前體可包括冷卻該熔融的墊材料。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)可包括下列的一者或多者。研磨墊可以以非常嚴(yán)格的公差制造，如良好的厚度均勻性。凹槽可以形成于研磨墊中而無需扭曲(distort)厚度均勻性?？筛纳瓶缁宓难心ゾ鶆蛐?，特別是在低壓，如低于0.8psi，或甚至低于0.5psi或0.3psi。墊制造工藝適應(yīng)于不同研磨墊配置及凹槽圖案。研磨墊可以制造得更快且更便宜。

參照圖1a-1c，研磨墊18包括研磨層22。如圖1a所示，研磨墊18可以是由研磨層22組成的單層墊，或如圖1c所示，研磨墊18可以是包括研磨層22與至少一個背層20的多層墊。在一個或多個實(shí)施例中，在3d打印研磨墊18時，背層20和研磨層22可一體地形成。

研磨墊18可具有一個或多個區(qū)域，如第一區(qū)域42、第二區(qū)域41及第三區(qū)域43。區(qū)域42、41、43可以是具有不同特性的離散區(qū)域。一個或多個區(qū)域42、41、43可具有合并入各區(qū)域的添加物以改變研磨墊18的性質(zhì)。例如，區(qū)域41與43可比區(qū)域42更硬。區(qū)域42、41、43也可具有不同研磨、熱或其他性質(zhì)?？赏ㄟ^使用不同類型和/或數(shù)量的添加物于區(qū)域42、41、43的至少兩個中而達(dá)成。

研磨層22可以是在研磨工藝中為惰性的材料。研磨層22的材料可以是塑料，如聚氨脂。在某些實(shí)施中，研磨層22是相對耐用與堅(jiān)硬的材料。例如，在蕭氏d度量上，研磨層22可以具有約30蕭氏d至約90蕭氏d的硬度，如約50蕭氏d至約65蕭氏d。在其他較軟的區(qū)域，研磨層22可具有介于約26蕭氏a至95蕭氏a之間的蕭氏a硬度。

如圖1a所示，研磨層22可以是同質(zhì)(homogeneous)成分的層，或如圖1b所示，研磨層22可以包括保持于塑料材料(如聚氨脂)的基質(zhì)(matrix)29中的研磨顆粒28。研磨顆粒28較基質(zhì)29的材料更硬。研磨顆粒28可以組成研磨層的約0.05重量百分比(wt％)至約75重量百分比。例如，研磨顆粒28可以小于研磨層22的約1重量百分比，如小于約0.1重量百分比。或者，研磨顆粒28可以大于研磨層22的約10重量百分比，如大于約50重量百分比。研磨顆粒的材料可以是金屬氧化物，如氧化鈰、氧化鋁、氧化硅或以上的組合。

研磨層22可以具有80密耳(mil)或更小的厚度d1，如50密耳或更小，如25密耳或更小。因?yàn)檎{(diào)節(jié)工藝趨向于損耗研磨表面24，所以研磨層22的厚度可以經(jīng)選擇成提供研磨墊18有效的使用壽命，如3000個研磨與調(diào)節(jié)周期。

在微觀尺度上，研磨層22的研磨表面24可以具有粗糙的表面紋理，如2-4微米rms。例如，研磨層22可以經(jīng)受磨削(grind)或調(diào)節(jié)工藝以產(chǎn)生粗糙的表面紋理。此外，3d打印可以提供小的均勻特征，如小到約200微米。

雖然在微觀尺度上研磨表面24可以是粗糙的，但是在研磨墊自身的宏觀尺度上研磨層22可以具有良好的厚度均勻性(此均勻性是指研磨表面24相對于研磨層的底表面的高度的整體變化，且不算有意于研磨層中形成的任何宏觀凹槽或穿孔)。例如，厚度非均勻性可以小于約1密耳。

研磨表面24的至少部分選擇性地包括于其中形成的多個凹槽26以用于承載研磨漿。凹槽26可具有幾乎任何圖案，如同心圓、直線、交叉線、螺旋線以及類似物。假設(shè)凹槽存在，那么研磨表面24(即凹槽26之間的高地)可以是約研磨墊18的總水平表面積的25-90％。因此，凹槽26可以占據(jù)研磨墊18總水平表面積的10％-75％。凹槽26之間的高地可以具有約0.1至2.5mm的側(cè)向?qū)挾取?/p>

在某些實(shí)施中，例如，如果有背層20，則凹槽26可以整個延伸通過研磨層22。在某些實(shí)施中，凹槽26可以延伸通過研磨層22的厚度的約20-80％，如約40％。凹槽26的深度可以是約0.25mm至約1mm。例如，在具有約50密耳厚的研磨層22的研磨墊18中，凹槽26可以具有約20密耳的深度d2。

背層20可以較研磨層22更軟且更可壓縮。背層20在蕭氏a度量上可以具有80蕭氏a或更小的硬度，如小于約60蕭氏a的硬度。背層20可以較研磨層22更薄或更厚，或有跟研磨層22相同的厚度。

例如，背層20可以是開單元或閉單元泡沫(open-celloraclosed-cellfoam)，如帶有空隙的聚氨酯或聚硅酮，使得在壓力下單元崩解而背層壓縮。用于背層的適當(dāng)材料是來自康乃迪克rogers的rogers公司的poron4701-30或來自rohm&haas的suba-iv。背層的硬度可以通過層材料與孔隙度的選擇而作調(diào)整?；蛘?，由相同前體形成的背層20具有與研磨層相同的孔隙度，但具有不同程度的硬化以具有不同硬度。

現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖2，一個或多個基板14可以在cmp設(shè)備的研磨站10處研磨。研磨站10可以包括可旋轉(zhuǎn)平臺16，研磨墊18置放于可旋轉(zhuǎn)平臺16上。在研磨步驟期間，研磨液體30(如研磨漿)可以通過研磨漿供應(yīng)端口或組合的研磨漿/清洗臂32而供應(yīng)至研磨墊18的表面。研磨流體30可以包含研磨顆粒、ph調(diào)整器或化學(xué)活性成份。此外，研磨站10可具有用于掃描研磨墊18的激光器31。當(dāng)研磨墊18因使用而磨損時，激光器31可用于重新調(diào)整研磨墊18。

基板14通過承載頭34而抵靠研磨墊18固定。承載頭34自支撐結(jié)構(gòu)(如旋轉(zhuǎn)料架(carousel))懸吊，且通過承載驅(qū)動軸36而連接至承載頭旋轉(zhuǎn)電機(jī)使得承載頭可以繞軸38旋轉(zhuǎn)。在研磨液體30的存在下，研磨墊18與基板14的相對運(yùn)動導(dǎo)致基板14的研磨。

研磨墊18可于30打印工藝中制造。用于3d打印研磨墊18的適當(dāng)技術(shù)可一般包括定向能量沉積、粉末床熔融或薄片層壓等技術(shù)。例如，聚噴(polyjet)3d技術(shù)是帶有薄如16微米(0.0006”)的層的層添加技術(shù)。聚噴快速原型工藝使用高分辨率噴墨技術(shù)結(jié)合uv可硬化材料以產(chǎn)生高度詳盡與準(zhǔn)確的層于研磨墊18中。在另一個示例中，3d打印機(jī)使用熔融沉積成型(fdm)以附加地將材料向下鋪置于層中。研磨墊材料的絲或線自線圈松開并熔融在一起以產(chǎn)生研磨墊。在又另一個示例中，3d打印機(jī)將粘合劑噴墨成粉末床。此技術(shù)被稱為“粘合劑噴射”或“落上粉(drop-on-powder)”。粉末床可包含用于產(chǎn)生研磨墊的添加物與基材料。噴墨打印頭跨粉末的床移動，從而選擇性地沉積液體結(jié)合材料。粉末的薄層跨已完成的部分散布，且重復(fù)該工藝，伴隨著每層黏著于最后。在另一個示例中，研磨墊可使用選擇性的激光燒結(jié)來3d打印。激光器或其他適合的功率源通過在3d模型界定的粉末中的各點(diǎn)處自動瞄準(zhǔn)激光而燒結(jié)粉末材料。激光將材料粘合在一起而產(chǎn)生固體(solid)結(jié)構(gòu)。當(dāng)層完成時，建造平臺往下移動且新一層的材料經(jīng)燒結(jié)而形成研磨墊的下一個橫截面。重復(fù)此處理一次一層地建立研磨墊。選擇性的激光熔化(slm)使用可比較的概念，但是在slm中，材料被完全熔化而不是燒結(jié)，燒結(jié)允許不同晶體結(jié)構(gòu)、孔隙度等其他性質(zhì)。在另一個示例中，使用立體光刻(槽光聚合(vatphotopolymerization))來3d打印研磨墊。槽光聚合工藝通過使用光(如uv激光或其他類似的電源)以選擇性地硬化材料層于光聚合物的槽或光反應(yīng)樹脂中而建立研磨墊。另外的立體光刻技術(shù)是數(shù)字光處理。數(shù)字光處理(dlp)使用投影器以將目標(biāo)的橫截面圖像投影入光聚合物的槽。光只選擇性地硬化該圖像指定的區(qū)域。最近打印的層接著被重新定位以為未硬化的光聚合物留下空間以填充打印與投影器之間新產(chǎn)生的空間。重復(fù)此處理而一次一層地建立目標(biāo)。使用dlp產(chǎn)生的層可具有低于30微米的層厚度。在其他的示例中，使用薄片層壓產(chǎn)生研磨墊。通過將薄片材料互相堆層于頂部并將其結(jié)合在一起而制造研磨墊。3d打印機(jī)接著將研磨墊的輪廓切片成邊界薄片的材料。重復(fù)此處理而一次一層(薄片)地建立研磨墊。在又另一個示例中，使用定向能量沉積(dep)產(chǎn)生研磨墊。dep是添加物制造工藝，在此工藝中，聚焦的熱能通過熔化材料而用于熔融材料。材料可供給至由計(jì)算機(jī)導(dǎo)向的電子束產(chǎn)生的熔化池而移動以形成研磨墊的層于建造平臺上。應(yīng)當(dāng)了解，其他的3d打印技術(shù)也如示例的技術(shù)一樣適合用于3d打印研磨墊。

應(yīng)當(dāng)理解到，添加物可或可不在跨研磨墊的基材料中具有均勻的濃度。添加物可在研磨墊的不同區(qū)域中的濃度上逐漸改變。不同濃度的區(qū)域可具有徑向、方位角向、極性方向、網(wǎng)格或其他空間關(guān)系。例如，添加物可在濃度上跨研磨墊以邊緣向中心的關(guān)系逐漸減少或增加。添加物可跨基板以不連續(xù)水平91增量(如圖1c所示)的方式交替增加。此外，添加物可跨基板以不連續(xù)垂直92增量(如圖1c所示)的方式交替增加。

參考圖3，可使用3d打印工藝(如噴墨打印)來制造研磨墊18的研磨層22。在制造工藝中，材料的薄層逐步被沉積與熔融。例如，液滴52可以自液滴噴射打印機(jī)55的噴嘴54a噴射以形成層50。液滴噴射打印機(jī)55與噴墨打印機(jī)相似，但使用的是墊前體材料而不是墨水。

液滴噴射打印機(jī)55可具有控制器60、打印頭61，以及能量源62?？刂破?0可是處理單元，經(jīng)配置而引導(dǎo)打印頭61以將材料沉積于支撐件59上并用能量源62硬化該材料。能量源62可以是uv光(如激光)，經(jīng)配置而引導(dǎo)能量的光束以用于硬化沉積的材料。打印頭61與能量源62橫跨支撐機(jī)構(gòu)51平移(如箭頭a所示)。或者，支撐件59可鉸接(articulate)以提供平面出入口給打印頭61與能量源62。

前體源58具有至噴嘴54a的流體連接71。添加物源57可具有至噴嘴54a的流體連接72a。在一個實(shí)施例中，液滴52a可包含來自前體源58的墊前體材料以及來自添加物源57的添加材料?；蛘?，添加物源57可具有至單獨(dú)噴嘴(如添加物噴嘴54b)的流體連接72b。添加物噴嘴54b可沉積液滴52b以連同來自噴嘴54a的液滴52a一起形成層50。在另一個實(shí)施例中，液滴52a包含來自前體源58的前體材料以及液滴52b包含來自添加物源57的添加材料。當(dāng)施加添加物以形成層50時，添加物噴嘴54b控制添加物的局部濃度。

液滴52a、52b可形成材料的第一層50a于支撐件59上。對于隨后沉積的層50b，噴嘴54a、54b中的一或兩者可以噴射到已經(jīng)固化的材料56上。在各層50固化后，新層接著沉積于先前沉積的層上直到制造完整的3維度研磨層22。噴嘴54a與54b以存儲于3d繪圖計(jì)算機(jī)程序中的圖案而實(shí)施于各層，3d繪圖計(jì)算機(jī)程序在控制器60(如計(jì)算機(jī))上運(yùn)行。各層50可以是小于研磨層22的總厚度的50％，如小于10％，如小于5％，如小于1％。

支撐件59可以是剛體(rigid)基部，或是柔性膜，如用于階部伸展的聚四氟乙烯(ptfe)層或感壓黏合劑(psa)。如果支撐件59是psa膜，則支撐件59可以形成研磨墊18的部分。例如，支撐件59可以是背層20或背層20與研磨層22之間的層。或者，研磨層22可以自支撐件59移除。

層50自液滴52形成成為固化的材料56的轉(zhuǎn)換可以由聚合完成。例如，墊前體材料的層50可以是單體，且該單體可以通過紫外線(uv)硬化原位聚合。此外，添加物可以是用于產(chǎn)生uv可硬化聚合物-無機(jī)混合的孔隙度的uv可硬化泡沫體，以用于改變層50的抗磨性、剛性，或產(chǎn)生層50中的溫度或磁性性質(zhì)。墊前體材料可以在沉積后就即刻被有效地硬化，或墊前體材料的整個層50可以被沉積且接著該整個層50被瞬間硬化?；蛘?，液滴52a、52b可以是冷卻后就固化的聚合物熔體?；蛘?，可通過散布粉末層及噴射粘合材料的液滴52a于該粉末層上而產(chǎn)生研磨層22。粉末可包括與可自添加物源57取得以用于局部增進(jìn)研磨墊特性的添加物相似的添加物。

如上文所述，添加物源57提供一個或多個添加物以引入特定性質(zhì)或特性于研磨墊18的層50中。例如，添加物可改變研磨墊孔隙度、剛性、表面能量、抗磨性、傳導(dǎo)率、化學(xué)功能，或用于增進(jìn)cmp操作的特性的其他組合。例如，添加物提供摩擦力/溫度相關(guān)的材料剛性變化，即，當(dāng)摩擦力或溫度增加時，添加物導(dǎo)致基材料且因此導(dǎo)致研磨墊18變得更具剛性，例如減少凹陷。添加物可增進(jìn)研磨墊18的一個以上的性質(zhì)或特性且可跨研磨墊18(如圖1c所示的區(qū)域41、42、43)而被非均勻性地打印。例如，更多添加物可加入一個位置且可使得研磨墊18較第二位置更具剛性，第二位置具有較少添加物。添加物可提供嵌入性化學(xué)功能，其可在研磨墊及在其上處理的基板的界面處改變。例如，添加物可與基板的表面反應(yīng)，如將其軟化，以促進(jìn)基板表面的機(jī)械研磨。3d打印墊中所達(dá)到的獨(dú)特特性以及用于帶來該等特性的添加物現(xiàn)在在以下討論。

多孔性塑料研磨墊可通過使用添加物而生產(chǎn)，如噴墨泡、泡沫uv可硬化特征、活性噴射或用于產(chǎn)生孔的其他技術(shù)?？梢酝ㄟ^黏性配方的快速混合、立即接著uv硬化以將空氣氣泡捕陷到位而在最終硬化的材料中達(dá)成研磨墊的孔隙度?；蛘?，可以使用惰性氣體(如氮)的小氣泡作為添加物并引入配方、混合以及立即硬化。也可以通過加入致孔劑來達(dá)成多孔，如直徑約5nm–50μm的聚乙二醇(peg)、聚環(huán)氧乙烷(peo)、中空顆粒或微球，例如，明膠、脫乙酰殼多醣、聚甲基丙烯酸甲酯、介孔(mesoporous)納米顆粒、羧甲基纖維素(cmc)、大孔的水凝膠及乳化微球。或者，萃取(leeching)技術(shù)可以通過鹽顆粒(nacl)與作為共同致孔劑的peg的結(jié)合而實(shí)施，其中鹽隨后被萃取出以形成多孔。

也可以通過加入uv活性物種來達(dá)成孔隙度，uv活性物種產(chǎn)生氣體與泡沫(例如，在光酸產(chǎn)生劑的幫助下)，如像2,2'-偶氮二異丁腈(azobisisobutyronitrile，aibn)的熱引發(fā)劑的附加物。在暴露于uv后，交連的放熱反應(yīng)導(dǎo)致uv可硬化配方加熱，從而活化albn，如此也產(chǎn)生在硬化處理期間捕陷的n2氣體，而留下多孔。或者，uv可硬化聚氨酯-丙烯酸酯(pua)可具有用于產(chǎn)生微孔的中空納米顆粒。

添加物也可用于增進(jìn)研磨墊的研磨質(zhì)量。示例無機(jī)(陶瓷)顆?？捎米鞔蛴⊙心|中的添加物。陶瓷顆?？筛淖冄心|的研磨特性。陶瓷顆?？砂╯io2、ceo2、tio2、al2o3、batio3、hfo2、srtio3、zro2、sno2、mgo、cao、y2o3、caco3、si3n4。陶瓷顆粒的尺寸(即直徑)可在約2nm至約1μm的范圍，使得uv可硬化聚合物-無機(jī)混合物仍然是可噴墨的。陶瓷顆粒也可以是帶有包含芯或殼的兩種金屬氧化物的任何組合的芯殼顆粒。例如，在一個實(shí)施例中，uv可硬化且可噴墨的混合物會包含10-60重量百分比的聚氨酯丙烯酸酯低聚物樹脂混合40-60％的丙烯酸酯單體/反應(yīng)稀釋劑、0.1-10％的氧化鈰(陶瓷)的納米顆粒、0-10％的致孔劑(中空微球)、0.5-5％的光引發(fā)劑以及0.1-0.5％的熱抑制劑(如單甲基氫醌的醚(mehq))。此配方利用約24mn/m的表面能量在約25℃至約80℃之間的溫度下產(chǎn)生約10-20cp的黏性。

添加物可經(jīng)活化而交連成聚合物基質(zhì)的層。研磨墊的表面可以由cmp墊調(diào)節(jié)器活化，cmp墊調(diào)節(jié)器包含磨損聚合物基質(zhì)的激光，從在工藝中暴露研磨顆粒。cmp墊調(diào)節(jié)器可包括用于活化研磨墊中的不同添加物的變化功率的一個或多個波長。此外，激光源可耦接至掃描機(jī)構(gòu)(圖2所示的激光器31)以跨研磨墊表面掃描并活化添加物(如研磨顆粒)，當(dāng)研磨墊18因使用而磨損時，添加物在研磨層22上為可用的。

添加物也可是熱傳導(dǎo)的和/或可增進(jìn)研磨墊的熱傳導(dǎo)性。研磨墊中的熱傳導(dǎo)添加物可在基板上提供具有不同溫度分布的局部化區(qū)域，以用于在基板上產(chǎn)生局部化溫度相關(guān)的研磨結(jié)果。熱傳導(dǎo)納米顆粒(nps)可用作添加物且包括au、ag、pt、cu、包含這些金屬np的組合(ptau、ptag等)的金屬間化合物np、碳黑、碳納米管以及核-殼nps(如fe芯-碳?xì)?。

與傳導(dǎo)添加物相似，磁性添加物可以包含于研磨墊中。外部產(chǎn)生的磁場可加或產(chǎn)生局部力于研磨墊上以產(chǎn)生用于在基板上局部控制研磨力的不同磁場的區(qū)域。磁性顆粒可包括fe、ni、co、gd、dy與這些金屬的合金以及如fe2o3、feofe2o3、niofe2o3、cuofe2o3、mgofe2o3、mnbi、mnsb、mnofe2o3、y3fe5o12、cro2、mnas和euo的鐵磁性顆粒。

添加物也可包括壓電添加物。壓電添加物可于研磨墊中活化以促使小震動而局部增進(jìn)研磨成果。壓電材料可包括電氣石，石英，黃玉，酒石酸鉀鈉四水合物(sodiumpotassiumtartratetetrahydrate)、pvdf、gapo4、la3ga5sio14、batio3、pb[zrxti1-x]o3，其中0≤x≤1、knbo3、linbo3、litao3、na2wo3、ba2nanb5o5、pb2knb5o15、zno、((k,na)nbo3)、bifeo3、nanbo3、bi4ti3o12、na0.5bi0.5tio3，還有其他適合的材料。

顆粒形式的添加物可加入材料而作為預(yù)成型的顆粒或作為用于相對應(yīng)的無機(jī)溶膠-凝膠反應(yīng)的無機(jī)前體，如加入氯化鈦和乙氧基鈦會導(dǎo)致tio2顆粒的形成。后者較便宜且可進(jìn)一步減少工藝成本。如此的主要優(yōu)點(diǎn)是全部物質(zhì)可以在一個溶液中立刻被混合(因此單鍋合成)。

具有添加物分布的用于3d打印研磨墊的許多實(shí)施經(jīng)設(shè)計(jì)而調(diào)整研磨墊的物理特性分布并且因此調(diào)整研磨結(jié)果。然而，將會了解，可在本說明書所作的公開的教示內(nèi)作出各種修改。研磨墊可以是圓形或某些其他形狀。可以將黏合層施于研磨墊的底表面以將墊固定于平臺，且在研磨墊置放于平臺上前，黏合層可以被可移除的襯墊覆蓋。此外，雖然使用了垂直定位的術(shù)語，但應(yīng)當(dāng)了解研磨表面與基板可以在垂直定向或在某些其他定向上被顛倒夾持。

雖然前述內(nèi)容針對本公開的實(shí)施例，但可在不背離本公開的基本范圍的情況下設(shè)計(jì)出本公開的其他與進(jìn)一步的實(shí)施例，并且本公開的范圍由所附權(quán)利要求確定。