形成具有期望ζ电位的抛光制品的设备与方法技术

本文描述的实施方式大体而言涉及抛光制品及制造在抛光工艺和清洗工艺中使用的抛光制品的方法。更具体言之，本文公开的实施方式涉及具有分级性质的复合抛光制品。在一个实施方式中，提供一种抛光制品。该抛光制品包含一个或更多个暴露的第一区域以及一个或更多个第二暴露区域，该第一区域由第一材料形成并具有第一ζ电位，该第二暴露区域由第二材料形成并具有第二ζ电位，其中该第一ζ电位与该第二ζ电位不同。

Apparatus and method for forming polishing products with expected zeta potential

The embodiments described herein generally involve polished products and methods for manufacturing polished articles used in polishing processes and cleaning processes. More specifically, the implementation of this disclosure relates to a composite polishing product with a hierarchical nature. In one embodiment, a polished product is provided. The polishing product contains one or more exposed first regions and one or more second exposure areas, the first area is formed by the first material and has a first zeta potential, the second exposure area is formed by the second material and has a second zeta potential, in which the first zeta potential is different from that of the second zeta potential.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】形成具有期望ζ电位的抛光制品的设备与方法背景
本文描述的实施方式大体而言涉及抛光制品及制造在抛光工艺和清洗工艺中使用的抛光制品的方法。更具体言之，本文公开的实施方式涉及具有分级性质的复合抛光制品。
技术介绍
化学机械抛光(CMP)工艺通常被用于半导体器件制造过程中的基板平坦化。在CMP处理过程中，基板被固定在承载头上，且器件表面被抵靠旋转的抛光垫放置。承载头在基板上提供可控的负载以将器件表面推抵抛光垫。抛光液体，诸如具有研磨颗粒(例如二氧化硅(SiO2)、氧化铝(Al2O3)或二氧化铈(CeO2))的浆料，通常被供应到抛光垫的表面。随着特征尺寸减小，通过CMP工艺进行的前层和后层平坦化变得更加关键。不幸的是，CMP工艺的副产物，例如在CMP工艺期间产生的研磨颗粒和金属污染物，可能会损伤基板的表面。在使用研磨抛光浆料的情况下，这些研磨颗粒可能源自研磨浆料本身。在一些情况下，研磨颗粒可能源自抛光垫本身。另外，研磨颗粒可能源自基板的被抛光表面材料和抛光设备。由于抛光垫产生的机械压力，这些颗粒可能物理性附着于基板的表面。金属污染物来自被研磨的金属线、浆料中的金属离子、及抛光设备本身。这些金属污染物可能会嵌入基板的表面中，而且往往难以使用后续的清洗工艺去除。目前的抛光垫设计和抛光后清洗工艺时常产出具有缺陷的被抛光基板，这些缺陷是由CMP工艺的副产物所造成的。因此，需要一种提供缺陷减少的改良抛光工艺的抛光制品以及用于制造改良抛光垫的方法。
技术实现思路
本文描述的实施方式大体而言涉及抛光制品及制造在抛光工艺和清洗工艺中使用的抛光制品的方法。更具体言之，本文公开的实施方式涉及具有分级性质的复合抛光制品。在一个实施方式中，提供一种抛光制品。该抛光制品包含一个或更多个暴露的第一区域以及一个或更多个第二暴露区域，该第一区域由第一材料形成并具有第一ζ电位，该第二暴露区域由第二材料形成并具有第二ζ电位，其中该第一ζ电位与该第二ζ电位不同。在另一个实施方式中，提供一种抛光制品。该抛光制品包含复合抛光衬垫主体，该复合抛光衬垫主体具有第一沟槽表面、与该第一沟槽表面相对的第二平坦表面、以及朝向该第一沟槽表面具有变化ζ电位的梯度。在又另一个实施方式中，提供一种形成抛光制品的方法。该方法包含使用3D打印机沉积多个复合层以达到目标厚度，其中沉积多个复合层包含沉积具有暴露的第一区域的第一材料及沉积具有暴露的第二区域的第二材料，该暴露的第一区域具有第一ζ电位，该暴露的第二区域具有第二ζ电位。固化该多个复合层以形成复合衬垫主体，该复合衬垫主体具有包含该第一材料的一个或更多个第一特征及包含该第二材料的一个或更多个第二特征，其中一个或更多个第一特征和一个或更多个第二特征形成单一主体。在又另一个实施方式中，一种形成抛光制品的方法可以包含使用3D打印机沉积多个复合层以达到目标厚度。沉积该多个复合层的方法可以包含沉积第一材料及沉积第二材料，该第一材料包含具有暴露的第一区域的聚氨酯丙烯酸酯，该暴露的第一区域具有第一ζ电位，该第二材料包含具有暴露的第二区域的聚氨酯丙烯酸酯，该暴露的第二区域具有第二ζ电位。随后该方法可以包括UV固化该多个复合层以形成复合衬垫主体，该复合衬垫主体具有包含该第一材料的一个或更多个第一特征及包含该第二材料的一个或更多个第二特征，其中一个或更多个第一特征和一个或更多个第二特征形成单一主体。在又另一个实施方式中，一种抛光制品可以包含复合抛光衬垫主体，该复合抛光衬垫主体具有第一沟槽表面、与该第一沟槽表面相对的第二平坦表面、及从该第一沟槽表面延伸到该第二平坦表面的材料性质梯度，其中该材料性质梯度包含变化的ζ电位。在一些情况下，该材料性质梯度的ζ电位可以朝向该第一沟槽表面变得更正电性。在其他情况下，该材料性质梯度的ζ电位可以朝向该第一沟槽表面变得更负电性。使用中性溶液测量的该材料性质梯度的变化的ζ电位可以在约-70mV和约+50mV之间的范围内变化。附图说明为详细了解本公开的上述特征的方式，可参照实施方式(其中一些图示于附图中)而对以上简要概述的实施方式作更特定的描述。然而，应注意的是，附图仅图示本公开的典型实施方式，因此不应将附图视为限制本公开的范围，因本公开可认可其他同样有效的实施方式。图1为可受益于本文所述抛光垫设计的抛光站的示意性剖视图；图2A为依据本公开的一个实施方式的表面具有变化的ζ电位的区域的抛光垫的示意性立体图；图2B为图2A的抛光垫的一部分的示意性剖视图；图2C为图2B的抛光垫的一部分的放大示意性剖视图；图3A为依据本公开的另一个实施方式的表面具有变化的ζ电位的区域的抛光垫的示意性立体图；图3B为图3A的抛光垫的一部分的示意性剖视图；图3C为依据本公开的另一个实施方式的表面具有变化的ζ电位的区域的抛光垫的示意性部分俯视图；图3D为依据本公开的另一个实施方式的表面具有变化的ζ电位的区域的抛光垫的示意性立体剖视图；图3E为依据本公开的另一个实施方式的表面具有变化的ζ电位的区域的抛光垫的示意性部分剖视图；图3F为依据本公开的另一个实施方式的表面具有变化的ζ电位的区域的抛光垫的示意性部分剖视图；图3G至3L为依据本公开的实施方式的表面具有变化的ζ电位的区域的抛光垫设计的俯视图；图4A为依据本公开的实施方式的用于制造表面具有变化的ζ电位的区域的抛光垫的系统的示意图；图4B为依据本公开的实施方式用于制造图4A图示的抛光垫的系统的沉积区的示意图；图4C为依据本公开的实施方式的被配置在图4B图示的抛光垫区域的表面上的分配液滴的放大特写示意图；图5A至5F提供依据本公开的实施方式的横跨在图4A的系统内形成的抛光主体的一个或更多个区域的具有变化ζ电位的表面的抛光垫的示例；图6为依据本公开的实施方式的表面具有变化的ζ电位的区域的抛光垫的一部分的示意性侧面剖视图；图7为依据本公开的实施方式的具有透明区域和其中形成有变化的ζ电位的区域的表面的抛光垫的示意性侧面剖视图；图8为依据本公开的实施方式的表面具有变化的ζ电位的区域且具有支撑泡沫层的抛光垫的示意性立体剖视图；图9为依据本公开的实施方式的具有多个区域且表面具有变化的ζ电位的区域的抛光垫的示意性剖视图；图10为依据本公开的实施方式的图9的抛光垫的部分放大剖视图；以及图11为描绘使用本公开的配方所形成的抛光制品的测量ζ电位相对于pH的曲线图。为了便于理解，已在可能处使用相同的参考标号来指称对附图而言相同的元件。构思的是，可以将一个实施方式的元件和特征有益地并入其他实施方式中而无需进一步详述。然而，应注意的是，附图仅图示本公开的示例性实施方式，因此不应将附图视为限制本公开的范围，因本公开可认可其他同样有效的实施方式。具体实施方式本文描述的实施方式大体而言涉及抛光制品及制造在抛光工艺和清洗工艺中使用的抛光制品的方法。更特定言之，本文公开的实施方式涉及具有分级性质(诸如ζ电位)的复合抛光制品。ζ(Zeta)电位是固体表面相对于液体在滑动平面处的电动电位。固体表面的电动电位提供表面官能度的间接测量。在固体表面上加入或去除质子化基团会在表面上产生电荷。在固体与液体界面之间的静电对界面双层的电荷有很大的影响。本公开的实施方式提供抛光制品及形成抛光制品的方法，该抛光制品在抛光制品的整个表面上具有变化的ζ电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抛光制品，包含：一个或更多个暴露的第一区域，由第一材料形成并具有第一ζ电位；以及一个或更多个第二暴露区域，由第二材料形成并具有第二ζ电位，其中所述第一ζ电位与所述第二ζ电位不同。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.10.30 US 62/249,0251.一种抛光制品，包含：一个或更多个暴露的第一区域，由第一材料形成并具有第一ζ电位；以及一个或更多个第二暴露区域，由第二材料形成并具有第二ζ电位，其中所述第一ζ电位与所述第二ζ电位不同。2.如权利要求1所述的抛光制品，其中所述一个或更多个第一区域与所述一个或更多个第二区域被布置为形成ζ电位的梯度，其中所述ζ电位从所述抛光制品的底表面到所述抛光制品的顶表面增大。3.如权利要求1所述的抛光制品，其中所述一个或更多个第一区域与所述一个或更多个第二区域被布置为形成ζ电位的梯度，其中所述ζ电位从所述抛光制品的顶表面到所述抛光制品的底表面增大。4.如权利要求1所述的抛光制品，其中使用中性溶液测量的所述第一ζ电位等于或高于-70mV且小于0mV，使用中性溶液测量的所述第二ζ电位等于或高于0mV且小于50mV。5.如权利要求1所述的抛光制品，其中使用中性溶液测量的所述第一ζ电位等于或高于0mV且小于50mV，使用中性溶液测量的所述第二ζ电位等于或高于-70mV且小于0mV。6.如权利要求1所述的抛光制品，其中所述复合抛光衬垫主体具有第一沟槽表面以及与所述第一表面相对的第二平坦表面。7.如权利要求1所述的抛光制品，其中所述一个或更多个第一区域包含一个或更多个第一特征，并且所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·乔卡里汉，M·C·奥里拉尔，M·山村，傅博诣，R·巴贾杰，D·莱德菲尔德，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：美国,US