特許 6849731 付加製造プロセスを使用する、複合材料特性を有するＣＭＰパッド構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6849731

(24)【登録日】2021年3月8日

(45)【発行日】2021年3月24日

(54)【発明の名称】付加製造プロセスを使用する、複合材料特性を有するＣＭＰパッド構造

(51)【国際特許分類】

   B24B 37/26 20120101AFI20210315BHJP

   B24B 37/22 20120101ALI20210315BHJP

   B24B 37/24 20120101ALI20210315BHJP

   H01L 21/304 20060101ALI20210315BHJP

【ＦＩ】

   B24B37/26

   B24B37/22

   B24B37/24 B

   H01L21/304 622F

【請求項の数】14

【外国語出願】

【全頁数】37

(21)【出願番号】特願2019-81720(P2019-81720)

(22)【出願日】2019年4月23日

(62)【分割の表示】特願2017-520394(P2017-520394)の分割

【原出願日】2015年4月24日

(65)【公開番号】特開2019-166633(P2019-166633A)

(43)【公開日】2019年10月3日

【審査請求日】2019年5月16日

(31)【優先権主張番号】62/065,193

(32)【優先日】2014年10月17日

(33)【優先権主張国】US

(31)【優先権主張番号】62/065,270

(32)【優先日】2014年10月17日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】390040660

【氏名又は名称】アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】ＡＰＰＬＩＥＤ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ，ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ

(74)【代理人】

【識別番号】110002077

【氏名又は名称】園田・小林特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】バジャージ， ラジーブ

(72)【発明者】

【氏名】クリシュナン， カシラマン

(72)【発明者】

【氏名】オリラル， マヘンドラ シー．

(72)【発明者】

【氏名】レッドフィールド， ダニエル

(72)【発明者】

【氏名】レデカー， フレッド シー．

(72)【発明者】

【氏名】パティバンドラ， ナグ ビー．

(72)【発明者】

【氏名】メンク， グレゴリー イー．

(72)【発明者】

【氏名】ファン， ジェーソン ジー．

(72)【発明者】

【氏名】ペリー， ラッセル エドワード

(72)【発明者】

【氏名】ダヴェンポート， ロバート イー．

【審査官】 山村 和人

(56)【参考文献】

【文献】 特表２００８−５３１３０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１３／１６２８５６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特表２０１４−５１５３１９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２４Ｂ ３７／００ − ３７／３４

Ｈ０１Ｌ ２１／３０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

研磨パッドを形成する方法であって、
ターゲット厚に到達するよう、プリンタを用いて複数の層を堆積させることであって、表面の一又は複数の第１領域の上に第１材料を堆積させることと、前記表面の一又は複数の第２領域の上に第２材料を堆積させることと、を含み、この際、前記一又は複数の第１領域および前記一又は複数の第２領域が前記複数の層の各々の連続した部分を形成する、複数の層を堆積させること、
前記第１材料を含む一又は複数の第１フィーチャと、前記第２材料を含む一又は複数の第２フィーチャとを有する複合パッド本体を形成するために、前記複数の層を固化させることであって、前記一又は複数の第１フィーチャと前記一又は複数の第２フィーチャとが一体化した本体を形成する、前記複数の層を固化させること、
を含み、
前記一又は複数の第１フィーチャは前記一又は複数の第２フィーチャから突出し、前記一又は複数の第１フィーチャの各々の表面は前記研磨パッドの研磨面を形成する、方法。

【請求項2】

前記第１材料は、第３材料及び第４材料の液滴を堆積させることによって形成される、第１の材料混合物を含む、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記第２材料は、第５材料及び第６材料の液滴を堆積させることによって形成される、第２の材料混合物を含む、請求項２に記載の方法。

【請求項4】

前記第１材料は一又は複数の熱可塑性ポリマーを含み、前記第２材料は前記第１材料より硬い、請求項１に記載の方法。

【請求項5】

前記第１材料は、ポリウレタン、ポリメチルメタクリレート、又はアクリレートを含む一又は複数の熱可塑性ポリマー、若しくは、それらの共重合体、グラフト鎖、又は混合物を含む、請求項１に記載の方法。

【請求項6】

研磨パッドを形成する方法であって、
複合研磨パッド本体を形成することを含み、
前記複合研磨パッド本体を形成することが、
第１材料の一又は複数の第１フィーチャであって、前記第１材料が、一又は複数の第１フィーチャの各々の少なくとも一部を形成する複数の層に第２材料及び第３材料の液滴を堆積させることにより形成される第１材料混合物を含む、一又は複数の第１フィーチャと、
第４材料から形成されるベース材料層であって、前記第４材料が、ベース材料層の少なくとも一部を形成する複数の層に第５材料及び第６材料の液滴を堆積させることにより形成される第２材料混合物を含む、ベース材料層と、
を形成することを含み、
前記一又は複数の第１フィーチャは前記ベース材料層から突出し、前記一又は複数の第１フィーチャの各々の表面は前記研磨パッドの研磨面を形成する、方法。

【請求項7】

前記第１材料は第１硬度を有し、前記第４材料は前記第１硬度とは異なる第２硬度を有する、請求項６に記載の方法。

【請求項8】

前記第１硬度は前記第２硬度より大きい、請求項７に記載の方法。

【請求項9】

前記一又は複数の第１フィーチャ及び前記ベース材料層は、前記複合研磨パッド本体全体にわたって所定のヤング率、所定の貯蔵弾性率、又は所定の損失弾性率を実現するように配置されている、請求項６に記載の方法。

【請求項10】

前記一又は複数の第１フィーチャ又は前記ベース材料層を貫通して及び／又は当接して、一又は複数の観察窓を形成すること、を更に含む、請求項６に記載の方法。

【請求項11】

複合研磨パッド本体を形成する方法であって、
一又は複数の第１フィーチャ及びベース材料層を形成するために、プリンタを用いて複数の層を堆積させることを含み、
前記一又は複数の第１フィーチャの表面は研磨面を形成し、
前記一又は複数の第１フィーチャは第１材料を含み、
前記第１材料は第１硬度を有し、
前記第１材料は第１ポリマー材料及び第２ポリマー材料を含み、
前記ベース材料層は第２材料を含み、
前記第２材料は、前記第１硬度より小さい第２硬度を有し、
前記第２材料は、前記第１ポリマー材料及び第３ポリマー材料を含み、
前記一又は複数の第１フィーチャは前記ベース材料層から突出し、
前記第１材料中の前記第１ポリマー材料の濃度は、前記第２材料中の前記第１ポリマー材料の濃度よりも大きい、方法。

【請求項12】

前記一又は複数の第１フィーチャ及び前記ベース材料層は、前記複合研磨パッド本体全体にわたって所定のヤング率、所定の貯蔵弾性率、又は所定の損失弾性率を実現するように配置されている、請求項１１に記載の方法。

【請求項13】

前記一又は複数の第１フィーチャ又は前記ベース材料層を貫通して及び／又は当接して、一又は複数の観察窓を形成すること、を更に含む、請求項１１に記載の方法。

【請求項14】

前記第１ポリマー材料はアクリレートを含む、請求項１１に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【背景技術】

【0001】

技術分野
本書で開示されている実施形態は概して、化学機械研磨（ＣＭＰ）プロセスで使用される研磨用物品の製造に関する。より具体的には、本書で開示されている実施形態は、複合研磨パッドに関する。

【0002】

関連技術の記載
化学機械研磨（ＣＭＰ）は通常、半導体デバイスの製造中に基板を平坦化するために使用される。ＣＭＰ中に、処理されている基板は、そのデバイス表面が回転する研磨パッドに接するように置かれた状態で、キャリアヘッドに装着される。キャリアヘッドは、基板に制御可能な負荷をかけて、デバイス表面を研磨パッドに押し付ける。研磨粒子を有するスラリなどの研磨液が、典型的には、研磨パッドの表面に供給される。研磨パッドは、一定量の基板を研磨した後には典型的には摩耗するため、消耗品であり、交換が必要である。

【0003】

研磨パッドは、典型的には、ポリウレタン材料を成型、鋳造、又は焼結することによって作製される。成型の場合、研磨パッドは、例えば射出成型によって１つずつ作製されうる。鋳造の場合、液状前駆体が鋳込まれ、硬化されて固形物になり、その後この固形物が、個別のパッド片にスライスされる。これらのパッド片は次いで、最終的な厚さに機械加工されうる。溝が、研磨面に機械加工されうるか、又は射出成形プロセスの一部として形成されうる。研磨パッドを製造する上記の方法には、費用も時間もかかる。上記の方法で製造された研磨パッドは、多くの場合、不均一な研磨結果をもたらす。例えば、ＣＭＰ中に、基板上の種々の区域が別々の速度で研磨され、そのことが、一部の区域で除去される材料が多すぎる（過剰研磨）か、又は、別の区域で除去される材料が少なすぎる（研磨不足）という結果につながることがある。

【0004】

したがって、研磨均一性の改善をもたらす研磨パッドと共に、この改善型の研磨パッドを作製するための方法も、必要とされている。

【発明の概要】

【0005】

本開示の実施形態は概して、複合パッド本体を含む研磨パッドと、この研磨パッドを形成するための方法とを提供する。

【0006】

一実施形態は、複合パッド本体を含む研磨パッドを提供する。この複合パッド本体は、第１材料又は第１の材料混合物で形成された、一又は複数の第１フィーチャと、第２材料又は第２の材料混合物で形成された、一又は複数の第２フィーチャとを含み、一又は複数の第１フィーチャ及び一又は複数の第２フィーチャは、第１材料又は第１の材料混合物、及び、第２材料又は第２の材料混合物を含む複数の層を堆積させることによって、形成される。

【0007】

別の実施形態は、研磨パッドを形成するための方法を提供する。この方法は、３Ｄプリンタを用いて、ターゲット厚に到達するまで複数の複合層を堆積させることを含む。複数の複合層の各々を堆積させることは、一又は複数の第１領域上に、第１材料又は第１の材料混合物を堆積させることと、一又は複数の第２領域上に、第２材料又は第２の材料混合物を堆積させることとを含み、一又は複数の第１領域と一又は複数の第２領域とが、連続した区域を形成する。方法は、第１材料又は第１の材料混合物の一又は複数の第１フィーチャと、第２材料又は第２の材料混合物の一又は複数の第２フィーチャとを有する複合パッド本体を形成するために、複合層を固化させることを更に含み、一又は複数の第１フィーチャと一又は複数の第２フィーチャとが一体化した本体を形成する。

【0008】

別の実施形態は、複合パッド本体を有する研磨パッドを提供する。この複合パッド本体は、研磨面を形成する複数の研磨フィーチャであって、第１材料で形成されている複数の研磨フィーチャと、第２材料で形成された一又は複数のベースフィーチャであって、一緒になって複数の研磨フィーチャを囲んで一体化した本体を形成する、一又は複数のベースフィーチャとを含む。

【0009】

一実施形態は、複合研磨パッド本体を備える研磨パッドを提供する。複合研磨本体は、第１材料で形成された一又は複数の第１フィーチャと、第２材料で形成された一又は複数の第２フィーチャとを備える。一又は複数の第１フィーチャ及び一又は複数の第２フィーチャは、第１材料及び第２材料を含む複数の層を堆積させることによって、形成される。

【0010】

一実施形態では、第１材料は、第３材料及び第４材料の液滴を堆積させることによって形成される、第１の材料混合物を含む。一実施形態では、第２材料は、第５材料及び第６材料の液滴を堆積させることによって形成される、第２の材料混合物を含む。

【0011】

更に別の実施形態は、研磨パッドを形成する方法を提供する。この方法は、ターゲット厚に到達するよう、３Ｄプリンタを用いて複数の複合層を堆積させることを含む。複数の複合層を堆積させることは、表面の一又は複数の第１領域の上に第１材料を堆積させることと、表面の一又は複数の第２領域の上に第２材料を堆積させることとを含み、一又は複数の第１領域と一又は複数の第２領域とが、複数の複合層の各々の連続した部分を形成する。方法は、第１材料を含む一又は複数の第１フィーチャと、第２材料を含む一又は複数の第２フィーチャとを有する複合パッド本体を形成するために、複数の複合層を固化させることを更に含む。一又は複数の第１フィーチャと一又は複数の第２フィーチャとが一体化した本体を形成する。

【0012】

本開示の上述の特徴を詳細に理解しうるように、上記で簡単に要約されている本開示のより具体的な説明が、実施形態を参照することによって得られる。一部の実施形態は付随する図面に示されている。しかし、本開示は他の等しく有効な実施形態も許容しうることから、付随する図面はこの開示の典型的な実施形態のみを例示しており、したがって、本開示の範囲を限定すると見なすべきではないことに、留意されたい。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】研磨ステーションの概略断面図である。

【図2A】本開示の一実施形態による研磨パッドの概略的な断面斜視図である。

【図2B】本開示の一実施形態による研磨パッドの概略的な部分上面図である。

【図2C】本開示の一実施形態による研磨パッドの概略的な部分断面図である。

【図2D】本開示の一実施形態による研磨パッドの概略的な部分断面図である。

【図3A】本開示の一実施形態による研磨パッドの概略的な断面斜視図である。

【図3B】本開示の一実施形態による研磨パッドの概略的な部分上面図である。

【図3C】本開示の一実施形態による研磨パッドの概略的な部分断面図である。

【図4】本開示の一実施形態による研磨パッドの概略的な透視断面図である。

【図5】本開示の一実施形態による、一又は複数の観察窓を有する研磨パッドの概略的な透視断面図である。

【図6】本開示の一実施形態による、支持用泡状物質層を含む研磨パッドの概略的な透視断面図である。

【図7】本開示の一実施形態による、複数のゾーンを有する研磨パッドの概略断面図である。

【図8】本開示の一実施形態による、図７の研磨パッドの部分拡大断面図である。

【図9】本開示の一実施形態による研磨パッドの概略的な透視断面図である。

【図10】本開示の一実施形態による研磨パッドの概略的な透視断面図である。

【図11】図１０の研磨パッドの部分断面図である。

【図12】本開示の一実施形態による、研磨パッドを製造するための装置の概略断面図である。

【図13】本開示の一実施形態による、２つの材料の混合物で形成されたフィーチャを有する研磨パッドの概略的な部分断面図である。

【図14A】本開示の一実施形態による研磨パッド設計の概略図である。

【図14B】本開示の一実施形態による研磨パッド設計の概略図である。

【図14C】本開示の一実施形態による研磨パッド設計の概略図である。

【図14D】本開示の一実施形態による研磨パッド設計の概略図である。

【図14E】本開示の一実施形態による研磨パッド設計の概略図である。

【図14F】本開示の一実施形態による研磨パッド設計の概略図である。

【図14G】本開示の一実施形態による研磨パッド設計の概略図である。

【図14H】本開示の一実施形態による研磨パッド設計の概略図である。

【図14I】本開示の一実施形態による研磨パッド設計の概略図である。

【図14J】本開示の一実施形態による研磨パッド設計の概略図である。

【図14K】本開示の一実施形態による研磨パッド設計の概略図である。

【図14L】本開示の一実施形態による研磨パッド設計の概略図である。

【図14M】本開示の一実施形態による研磨パッド設計の概略図である。

【図14N】本開示の一実施形態による研磨パッド設計の概略図である。

【図14O】本開示の一実施形態による研磨パッド設計の概略図である。

【図15A-15B】本開示の少なくとも１つの実施形態による、複合フィーチャを有する研磨パッドの概略図である。

【図16A-16B】本開示の少なくとも１つの実施形態による、複合フィーチャを有する研磨パッドの概略図である。

【図17A-17B】本開示の少なくとも１つの実施形態による、複合フィーチャを有する研磨パッドの概略図である。

【図18A-18B】本開示の少なくとも１つの実施形態による、複合フィーチャを有する研磨パッドの概略図である。

【図19】本開示の一実施形態による研磨ステーションの概略断面図である。

【図20A】本開示の一実施形態による、研磨パッド製造システムの概略斜視図である。

【図20B】本開示の別の実施形態による、研磨パッド製造システムの概略図である。

【図21A】本開示の一実施形態による、３Ｄ印刷ステーションの概略図である。

【図21B】本開示の別の実施形態による、３Ｄ印刷ステーションの概略図である。

【図22】本開示の一実施形態による研磨パッドの概略斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

理解を容易にするために、可能な場合には、複数の図に共通する同一の要素を指し示すために共通の文言を使用した。一実施形態で開示されている要素は、具体的な記述がなくとも、他の実施形態で有益に利用されうると想定される。

【0015】

本開示は、研磨用物品及びそれを製造する方法、並びに、基板を研磨する方法、及び、基板の研磨前、基板の研磨中、及び基板の研磨後に研磨用物品を調整する方法に関する。

【0016】

本開示の実施形態は、複合パッド本体を有する研磨パッドを提供する。この複合パッド本体は、少なくとも２つの異なる材料で形成された、不連続なフィーチャを含む。研磨パッドは、本開示の実施形態による三次元（３Ｄ）印刷プロセスによって作製されうる。例えば、複合パッド本体は、３Ｄプリンタによって、各層が異なる材料又は異なる材料混合物の複数の領域を備える複数の層を、連続して堆積させることによって形成されうる。一部の実施形態では、複数の層は次いで、硬化により固化されうる。複合パッド本体における複数の不連続なフィーチャは、別々の材料又は別々の材料混合物で、一度に形成されうる。３Ｄ印刷の堆積と硬化のプロセスは、不連続なフィーチャが確実に１つにまとめられることを可能にする。不連続なフィーチャの形状寸法は、３Ｄ印刷プロセスを使用して容易に制御されうる。別々の材料又は別々の材料混合物を選ぶことによって、不連続なフィーチャは、ターゲットパッド特性を得るための種々の機械的な、物理的な、化学的な、かつ／又は形状寸法上の特性を有しうる。一実施形態では、複合本体は、異なる機械的特性を有する複数の粘弾性材料で形成されうる。例えば、複合本体は、異なる貯蔵弾性率及び異なる損失弾性率を有する、複数の粘弾性材料で形成されうる。その結果として、複合パッド本体は、第１材料又は第１の材料混合物で形成されたいくつかの弾性フィーチャと、第１材料又は第１の材料混合物よりも固い第２材料又は第２の材料混合物で形成された、いくつかの硬性フィーチャとを含みうる。

【0017】

図１は、研磨ステーション１００の概略断面図である。研磨ステーション１００は、基板研磨を実施するために、研磨システムにおいて使用されうる。研磨ステーション１００はプラテン１０２を含む。プラテン１０２は、中心軸１０４の周囲を回転しうる。研磨パッド１０６は、プラテン１０２上に置かれうる。研磨パッド１０６は、本開示の実施形態による複合研磨本体を含みうる。研磨パッド１０６は、基板に接触し、基板を処理するよう構成された研磨面１１２を含む。プラテン１０２は、研磨中に、研磨パッド１０６を支持し、研磨パッド１０６を回転させる。キャリアヘッド１０８は、研磨パッド１０６の研磨面１１２に接するように、処理されている基板１１０を保持しうる。キャリアヘッド１０８は、中心軸１１４の周囲で回転し、かつ／又は、基板１１０と研磨パッド１０６との間に相対運動を発生させるよう、スイープ運動（ｓｗｅｅｐｉｎｇｍｏｔｉｏｎ）で動きうる。研磨中に、研磨材スラリなどの研磨流体１１６が、供給アーム１１８によって研磨面１１２に供給されうる。研磨液１１６は、基板の化学機械研磨を可能にするために、研磨材粒子、ｐＨ調整剤、及び／又は、化学的に活性な成分を含有しうる。

【0018】

研磨パッド
図２Ａは、本開示の一実施形態による研磨パッド２００の概略的な断面斜視図である。研磨パッド２００は、化学機械研磨によって基板を研磨するために、研磨ステーション１００などの研磨ステーションにおいて使用されうる。

【0019】

研磨パッド２００は複合パッド本体２０２を含む。この複合パッド本体２０２は、一又は複数の硬性フィーチャ２０４と、一又は複数の弾性フィーチャ２０６とを含む。硬性フィーチャ２０４と弾性フィーチャ２０６とは、境界で１つにまとめられて複合パッド本体２０２を形成する、不連続なフィーチャである。一実施形態では、硬性フィーチャ２０４は、約４０ショアＤスケール〜約９０ショアＤスケールの硬度を有しうる。弾性フィーチャ２０６は、約２６ショアＡスケールから約９５ショアＡスケールまでの硬度値を有しうる。

【0020】

複合パッド本体２０２は、３Ｄ印刷、又はその他の適切な技法によって形成されうる。複合パッド本体２０２は、複数の層であって、各々が、３Ｄプリンタによって堆積される、複合パッド本体２０２の設計による弾性フィーチャ２０６の領域及び／又は硬性フィーチャ２０４の領域を含む、複数の層を含みうる。複数の層は次いで、例えばＵＶ光によって、又は熱源によって硬化されて、固化し、ターゲット硬度に到達しうる。堆積及び硬化の後に、連結されているか、又は１つにまとめられている硬性フィーチャ２０４と弾性フィーチャ２０６とを含む、一体化した複合パッド本体２０２が形成される。

【0021】

ターゲット研磨プロセスを実現するために、別々の機械的特性を有する複数の材料が、弾性フィーチャ２０６及び硬性フィーチャ２０４向けに選択されうる。フィーチャ形成プロセス中に使用される、種々の材料を選択すること、及び／又は、種々の硬化プロセスを選ぶことによって、弾性フィーチャ２０６及び硬性フィーチャ２０４の動的な機械的特性が実現しうる。一実施形態では、弾性フィーチャ２０６が低い硬度値と低いヤング率の値を有しうる一方、硬性フィーチャ２０４は、高い硬度値と高いヤング率の値を有しうる。別の実施形態では、貯蔵弾性率及び損失弾性率などの動的な機械的特性は、各フィーチャの中で、かつ／或いは、物理的なレイアウト、パターン、又は、研磨パッドの研磨面内の又は研磨面全体にわたる弾性フィーチャ２０６と硬性フィーチャ２０４との組み合わせによって、調節されうるか、又は制御されうる。

【0022】

硬性フィーチャ２０４は、一又は複数のポリマー材料で形成されうる。硬性フィーチャ２０４は、ターゲット特性を実現するために、単一のポリマー材料、又は２つ以上のポリマーの混合物で、形成されうる。一実施形態では、硬性フィーチャ２０４は、一又は複数の熱可塑性ポリマーで形成されうる。硬性フィーチャ２０４は、ポリウレタン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリアクリロニトリル、ポリメチルメタクリレート、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリオキシメチレン、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンサルファルド、ポリエーテルスルホン、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）、ポリエーテルイミド、ポリアミド、メラミン、ポリエステル、ポリスルホン、ポリビニルアセテート、フッ化炭化水素などといった熱可塑性ポリマー、並びに、そのアクリル酸、共重合体、グラフト鎖、及び混合物で、形成されうる。一実施形態では、硬性フィーチャ２０４は、アクリル酸で形成されうる。例えば、硬性フィーチャ２０４は、ポリウレタンアクリレート、ポリエーテルアクリレート、又はポリエステルアクリレートでありうる。別の実施形態では、硬性フィーチャ２０４は、エポキシ、フェノール、アミン、ポリエステル、ウレタン、シリコンといった、一又は複数の熱硬化性ポリマー、及びそれらのアクリル酸、混合物、共重合体、及びグラフト鎖を含みうる。

【0023】

一実施形態では、硬性フィーチャは、模擬（ｓｉｍｕｌａｔｉｎｇ）プラスチックの３Ｄ印刷材料で形成されうる。一実施形態では、研磨材粒子が、研磨プロセスを強化するために、硬性フィーチャ２０４内に埋め込まれうる。研磨材粒子を含む材料は、セリア、アルミナ、シリカ、又はそれらの組み合わせなどの金属酸化物、ポリマー、金属間化合物、或いはセラミックでありうる。

【0024】

弾性フィーチャ２０６は、一又は複数のポリマー材料で形成されうる。弾性フィーチャ２０６は、ターゲット特性を実現するために、単一のポリマー材料、又は２つ以上のポリマーの混合物で、形成されうる。一実施形態では、弾性フィーチャ２０６は、一又は複数の熱可塑性ポリマーで形成されうる。例えば、弾性フィーチャ２０６は、ポリウレタン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリアクリロニトリル、ポリメチルメタクリレート、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリオキシメチレン、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンサルファルド、ポリエーテルスルホン、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）、ポリエーテルイミド、ポリアミド、メラミン、ポリエステル、ポリスルホン、ポリビニルアセテート、フッ化炭化水素などといった熱可塑性ポリマー、並びに、そのアクリル酸、共重合体、グラフト鎖、及び混合物で、形成されうる。一実施形態では、弾性フィーチャ２０６は、アクリル酸で形成されうる。例えば、弾性フィーチャ２０６は、ポリウレタンアクリレート、ポリエーテルアクリレート、又はポリエステルアクリレートでありうる。別の実施形態では、弾性フィーチャ２０６は、熱可塑性エラストマで形成されうる。一実施形態では、弾性フィーチャ２０６は、ゴム様の３Ｄ印刷材料で形成されうる。

【0025】

硬性フィーチャ２０４は一般的に、弾性フィーチャ２０６よりも硬く、剛性が高い一方、弾性フィーチャ２０６は、硬性フィーチャ２０４よりも柔らかく、可撓性が高い。硬性フィーチャ２０４及び弾性フィーチャ２０６の材料とパターンは、研磨パッド２００の「微調整された（ｔｕｎｅｄ）」バルク材料が実現するよう、選択されうる。この「微調整された」バルク材料を伴って形成された研磨パッド２００は、研磨結果の改善、製造コスト削減、パッド寿命の延長といった、様々な利点を有する。一実施形態では、「微調整された」バルク材料、又は研磨パッド全体が、約６５ショアＡから約７５ショアＤまでの硬度を有しうる。研磨パッドの引張強度は、５ＭＰａから約７５ＭＰａまででありうる。研磨パッドは、約５％から約３５０％までの破壊伸び率を有しうる。研磨パッドは、約１０ｍＰａを上回るせん断強度を有しうる。研磨パッドは、約５ＭＰａから約２０００ＭＰａまでの貯蔵弾性率を有しうる。研磨パッドは、２５°Ｃ〜９０°Ｃの温度範囲全体にわたり、安定した貯蔵弾性率を有しうる。そのため、Ｅ３０／Ｅ９０での貯蔵弾性率比は、約６から約３０までの範囲内に収まる（Ｅ３０は３０°Ｃでの貯蔵弾性率であり、Ｅ９０は９０°Ｃでの貯蔵弾性率である）。

【0026】

一実施形態では、硬性フィーチャ２０４及び弾性フィーチャ２０６の材料は、研磨スラリによる腐食に対して、化学的に耐性を有する。別の実施形態では、硬性フィーチャ２０４及び弾性フィーチャ２０６の材料は親水性である。

【0027】

一実施形態では、硬性フィーチャ２０４及び弾性フィーチャ２０６は、円形の複合パッド本体２０２を形成するよう交互に配置された交互同心リングでありうる。一実施形態では、硬性フィーチャ２０４の上面２０８が弾性フィーチャ２０６から突き出るように、硬性フィーチャ２０４の高さ２１０は、弾性フィーチャ２０６の高さ２１２よりも高い。溝２１８又はチャネルが、硬性フィーチャ２０４と弾性フィーチャ２０６との間に形成される。研磨中に、硬性フィーチャ２０４の上面２０８が基板と接触する研磨面を形成する一方、溝２１８は研磨流体を保持する。一実施形態では、複合パッド本体２０２の上面上に溝２１８及び／又はチャネルが形成されるように、硬性フィーチャ２０４は、複合パッド本体２０２に平行な平面に対して直角方向に、弾性フィーチャ２０６よりも厚い。

【0028】

一実施形態では、硬性フィーチャ２０４の幅２１４は、約２５０ミクロンから約２ミリメートルまででありうる。硬性フィーチャ２０４の間のピッチ２１６は、約０．５ミリメートルから約５ミリメートルまででありうる。各硬性フィーチャ２０４は、約２５０ミクロンから約２ミリメートルまでの範囲内の幅を有しうる。幅２１４及び／又はピッチ２１６は、硬度が異なるゾーンに合わせて、研磨パッド２００の半径の端から端までで変動しうる。

【0029】

従来型の研磨パッドと比較して、本開示の複合研磨パッド２００はいくつかの利点を有している。従来型の研磨パッドは一般的に、基板を研磨するためのターゲット硬度又はターゲットヤング率を得るために、テクスチャ加工された研磨面、及び／又は、泡状物質などの軟性材料で形成されたサブパッドによって支持された研磨材料を有する、研磨層を含む。ヤング率、貯蔵弾性率、及び損失弾性率などの様々な機械的特性を有する材料を選択することによって、フィーチャの寸法及び間隔を調節すること、或いは、種々のフィーチャの配置、所望の硬度、動的特性及び／又は機械的特性を変動させることが、サブパッドを使用しない複合パッド本体２０２において実現しうる。したがって研磨パッド２００は、サブパッドをなくすことによって所有コストを低減させる。加えて、研磨パッド２００の硬度及び研磨性は、種々の硬度及び研磨性を有するフィーチャを混合することによって微調整され、したがって、研磨性能を向上させうる。

【0030】

本開示による複合研磨パッドは、パターンの変動及び／又はフィーチャサイズの変動により、硬性フィーチャ２０４などの表面フィーチャ、及び、弾性フィーチャ２０６などのベース材料の全体で変動可能な、ヤング率又は貯蔵弾性率及び損失弾性率といった機械的特性を有しうる。研磨パッド全体の機械的特性は、ターゲット特性を実現するために、対称又は非対称であってよく、均一又は不均一でありうる。表面フィーチャのパターンは、研磨パッド全体で、所定の機械的特性、例えばヤング率又は貯蔵弾性率及び損失弾性率といった、ターゲット特性を実現するために、径方向、同心円状、長方形、又は無作為でありうる。

【0031】

一実施形態では、硬性フィーチャと弾性フィーチャは、嵌合して、複合研磨パッドの強度を向上させ、かつ、複合研磨パッドの物理的全体性を向上させうる。硬性フィーチャと弾性フィーチャとの嵌合は、研磨パッドのせん断強度及び／又は引張強度を増大させうる。

【0032】

図２Ｂは、本開示の一実施形態による研磨パッド２００ｂの概略的な部分上面図である。研磨パッド２００ｂは、研磨パッド２００ｂが嵌合している硬性フィーチャ２０４ｂと弾性フィーチャ２０６ｂとを含むことを除き、図２Ａの研磨パッド２００に類似している。硬性フィーチャ２０４ｂ及び弾性フィーチャ２０６ｂは、複数の同心リングを形成しうる。一実施形態では、硬性フィーチャ２０４ｂは、突き出た垂直張り出し部（ｒｉｄｇｅ）２２０を含んでよく、弾性フィーチャ２０６ｂは、垂直張り出し部２２０を受容するための垂直凹部２２２を含みうる。代替的には、弾性フィーチャ２０６ｂが突き出た張り出し部を含みうる一方で、硬性フィーチャ２０４ｂが凹部を含む。硬性フィーチャ２０４ｂと嵌合した弾性フィーチャ２０６ｂを有することによって、研磨パッド２００ｂは、ＣＭＰプロセス中及び／又は材料を扱っている間に発生しうる剪断力の印加に対して、機械的強度が増すことになる。

【0033】

図２Ｃは、本開示の一実施形態による研磨パッド２００ｃの概略的な部分断面図である。研磨パッド２００ｃは、研磨パッド２００ｃが嵌合している硬性フィーチャ２０４ｃと弾性フィーチャ２０６ｃとを含むことを除き、図２Ａの研磨パッド２００に類似している。硬性フィーチャ２０４ｃ及び弾性フィーチャ２０６ｃは、複数の同心リングを含みうる。一実施形態では、硬性フィーチャ２０４ｃが突き出た側壁２２４を含みうる一方、弾性フィーチャ２０６ｃは、硬性フィーチャ２０４ｃを受容するための凹型側壁２２５を含みうる。代替的には、弾性フィーチャ２０６ｃが突き出た側壁を含みうる一方で、硬性フィーチャ２０４ｃが凹型側壁を含む。突き出た側壁により硬性フィーチャ２０４ｃと嵌合した弾性フィーチャ２０６ｃを有することによって、研磨パッド２００ｃは、引張強度の増大を得る。加えて、嵌合した側壁は、研磨パッド２００ｃが引っ張られてばらばらになることを防止する。

【0034】

図２Ｄは、本開示の一実施形態による研磨パッドの概略的な部分断面図である。研磨パッド２００ｄは、研磨パッド２００ｄが別様に構成された嵌合フィーチャを含むことを除き、図２Ｃの研磨パッド２００ｃに類似している。研磨パッド２００ｄは、硬性フィーチャ２０４ｄと弾性フィーチャ２０６ｄとを含みうる。硬性フィーチャ２０４ｄ及び弾性フィーチャ２０６ｄは、複数の同心リングを含みうる。一実施形態では、硬性フィーチャ２０４ｄが水平張り出し部２２６を含みうる一方、弾性フィーチャ２０６ｄは、硬性フィーチャ２０４ｄの水平張り出し部２２６を受容するための水平凹部２２７を含みうる。代替的には、弾性フィーチャ２０６ｄが水平張り出し部を含みうる一方で、硬性フィーチャ２０４ｄが水平凹部を含む。一実施形態では、図２Ｂの嵌合フィーチャなどの垂直嵌合フィーチャと、図２Ｃ及び図２Ｄの嵌合フィーチャなどの水平嵌合フィーチャとが組み合わされて、研磨パッドを形成しうる。

【0035】

図３Ａは、本開示の一実施形態による研磨パッド３００の概略的な断面斜視図である。研磨パッド３００は、ベース材料層３０４から延在する、複数の表面フィーチャ３０２を含む。表面フィーチャ３０２の上面３０６は、研磨中に基板と接触するための研磨面を形成する。表面フィーチャ３０２とベース材料３０４とは、異なる特性を有する。例えば、表面フィーチャ３０２が、研磨パッド２００の硬性フィーチャ２０４向けの材料などの硬性材料で形成されうる一方、ベース材料層３０４は、研磨パッド２００の弾性フィーチャ２０６向けの材料などの弾性材料で形成されうる。研磨パッド３００は、研磨パッド２００と同様に、３Ｄ印刷によって形成されうる。

【0036】

一実施形態では、表面フィーチャ３０２は、実質的に同じサイズを有しうる。代替的には、研磨パッド３００全体での、ヤング率の変動又は貯蔵弾性率の変動及び損失弾性率の変動といった、機械的特性の変動を発生させるために、表面フィーチャ３０２のサイズが変動しうる。

【0037】

一実施形態では、表面フィーチャ３０２は、研磨パッド３００全体に均一に分布しうる。代替的には、表面フィーチャ３０２は、研磨パッド３００におけるターゲット特性を実現するために、不均一なパターンに配置されうる。

【0038】

図３Ａでは、表面フィーチャ３０２は、ベース材料層３０４から突き出た円柱として示されている。代替的には、表面フィーチャ３０２は、楕円形、正方形、長方形、三角形、多角形、又は不定形の断面を有する柱状体などの、任意の適切な形のものでありうる。一実施形態では、表面フィーチャ３０２は、研磨パッド３００の硬度を微調整するために、様々な形のものでありうる。

【0039】

図３Ｂは、本開示の一実施形態による研磨パッド３００ｂの概略的な部分上面図である。研磨パッド３００ｂは、研磨パッド３００ｂがベース材料層３０４ｂと嵌合している複数の表面フィーチャ３０２ｂを含むことを除き、図３Ａの研磨パッド３００に類似している。一実施形態では、複数の表面フィーチャ３０２ｂの各々は、突き出た垂直張り出し部３１０を含んでよく、ベース材料層３０４ｂは、垂直張り出し部３１０を受容するための垂直凹部３１２を含みうる。代替的には、ベース材料層３０４ｂが突き出た張り出し部を含みうる一方で、表面フィーチャ３０２ｂが凹部を含む。ベース材料層３０４ｂと嵌合した表面フィーチャ３０２ｂを有することによって、研磨パッド３００ｂは、剪断力が印加された状況下での機械的強度が増す。

【0040】

図３Ｃは、本開示の一実施形態による研磨パッド３００ｃの概略的な部分断面図である。研磨パッド３００ｃは、研磨パッド３００ｃがベース材料層３０４ｃと嵌合する複数の表面フィーチャ３０２ｃを含むことを除き、図３Ａの研磨パッド３００に類似している。一実施形態では、複数の表面フィーチャ３０２ｃの各々は、突き出た水平張り出し部３１４を含んでよく、ベース材料層３０４ｃは、水平張り出し部３１４を受容するための水平凹部３１６を含みうる。代替的には、ベース材料層３０４ｃが突き出た張り出し部を含みうる一方で、表面フィーチャ３０２ｃが凹部を含む。突き出た側壁を使用して表面フィーチャ３０２ｃと嵌合したベース材料層３０４ｃを有することによって、研磨パッド３００ｃは、引張強度の増大を得る。加えて、嵌合側壁は、ＣＭＰ処理中又はＣＭＰパッドを扱っている間に、研磨パッド３００ｃが引っ張られてばらばらになることを防止する。

【0041】

別の実施形態では、図３Ｂの嵌合フィーチャなどの垂直嵌合フィーチャと、図３Ｃの嵌合フィーチャなどの水平嵌合フィーチャとが組み合わされて、研磨パッドを形成しうる。

【0042】

図４は、本開示の一実施形態による研磨パッド４００の概略的な透視断面図である。研磨パッド４００は、研磨パッド２００の弾性フィーチャ２０６と同様に軟性かつ弾性である、ベース層４０２を含む。弾性フィーチャ２０６と同様に、ベース層４０２は、一又は複数の弾性ポリマーで形成されうる。研磨パッド４００は、ベース層４０２から延在する、複数の表面フィーチャ４０６を含む。表面フィーチャ４０６の外表面４０８は、軟性材料又は軟性材料の混合物で形成されうる。一実施形態では、表面フィーチャ４０６の外表面４０８は、ベース層４０２と同じ材料、又は同じ材料混合物で形成されうる。表面フィーチャ４０６は、その中に埋めこまれた硬性フィーチャ４０４も含みうる。硬性フィーチャ４０４は、表面フィーチャ４０６よりも硬い材料又は材料混合物で形成されうる。硬性フィーチャ４０４は、研磨パッド２００の硬性フィーチャ２０４の一又は複数の材料に類似した材料で、形成されうる。埋めこまれた硬性フィーチャ４０４は、表面フィーチャ４０６の有効硬度を変化させ、ひいては、研磨のために望ましいターゲットパッド硬度を提供する。外表面４０８の軟性ポリマー層は、不具合を減少させ、研磨されている基板上の平坦度を改善するために使用されうる。代替的には、軟性ポリマー材料は、本開示の他の研磨パッドの表面上に印刷されて、同じ恩恵を提供しうる。

【0043】

図５は、一又は複数の観察窓５１０を有する研磨パッド５００の概略的な透視断面図である。研磨パッド５００はパッド本体５０２を有しうる。パッド本体５０２は、一又は複数の弾性フィーチャ５０６と、研磨のために弾性フィーチャ５０６から延在する、複数の硬性フィーチャ５０４とを含みうる。弾性フィーチャ５０６及び硬性フィーチャ５０４は、研磨パッド２００の弾性フィーチャ２０６及び硬性フィーチャ２０４向けの材料に類似した材料で、形成されうる。硬性フィーチャ５０４は、本開示による任意の適切なパターンに配置されうる。

【0044】

一又は複数の観察窓５１０は、研磨されている基板の観察を可能にするために、透明材料で形成されうる。観察窓５１０は、弾性フィーチャ５０６又は硬性フィーチャ５０４を貫通して、かつ／或いは、弾性フィーチャ５０６又は硬性フィーチャ５０４の部分に当接して、形成されうる。一部の実施形態では、観察窓５１０は、実質的に透明な、ゆえに、ＣＭＰ光学終点検出システムで使用するためにレーザ及び／又は白色光源から放出された光を透過させることが可能な、材料で形成されうる。一実施形態では、観察窓５１０は、透明な３Ｄ印刷フォトポリマ―で形成されうる。一実施形態では、観察窓５１０は、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）で形成されうる。一部の実施形態では、観察窓５１０は、研磨スラリの屈折率とほぼ同じ低い屈折率と、大気／ウインドウ／水の界面からの反射を低減させ、かつ、観察窓５１０を通って基板との間を行き来する光の透過性を向上させるための、高い光学的透明度とを有する材料で、形成される。光学的透明度は、終点検出システムの光学検出器によって使用される光線の波長帯全体にわたり、少なくとも約２５％（例えば、少なくとも約５０％、少なくとも約８０％、少なくとも約９０％、少なくとも約９５％）の光透過性を提供するのに十分なほど、高くなくてはならない。典型的な光学終点検出波長帯は、可視スペクトル（例えば約４００ｎｍ〜約８００ｎｍ）、紫外（ＵＶ）スペクトル（例えば約３００ｎｍ〜約４００ｎｍ）、及び／又は、赤外スペクトル（例えば約８００ｎｍ〜約１５５０ｎｍ）を含む。

【0045】

図６は、バッキング層６０６を含む研磨パッド６００の概略的な透視断面図である。研磨パッド６００は、ベース材料層６０４と、ベース材料層６０４から突き出た、複数の表面フィーチャ６０２とを含む。研磨パッド６００は、バッキング層６０６がベース材料層６０４に取り付けられていることを除いて、上述の研磨パッド２００、３００、４００、５００に類似していることがある。バッキング層６０６は、研磨パッド６００に所望の圧縮性を提供しうる。バッキング層６０６は、所望の硬度を実現するため、かつ／又は、所望の動的材料特性（例えば貯蔵弾性率及び弾性率）を有するために、研磨パッド６００の全体的な機械的特性を変化させるためにも使用されうる。バッキング層６０６は、８０ショアＡスケール未満の硬度値を有しうる。

【0046】

一実施形態では、バッキング層６０６は、ボイドを有するポリウレタン又はポリシリコンなどのオープンセル又はクローズセルの泡状物質で形成されてよく、それにより、加圧下ではセルがつぶれ、バッキング層６０６が圧縮される。別の実施形態では、バッキング層６０６は、天然ゴム、エチレンプロピレンジエンモノマー（ＥＰＤＭ）ゴム、ニトリル、又はポリクロロプレン（ネオプレン）で形成されうる。

【0047】

図７は、複数のゾーンを有する研磨パッド７００の概略断面図である。研磨パッド７００は、研磨中に基板の中央区域に接触する領域と、基板のエッジ領域に接触する領域とで異なる特性を有するよう、設計されうる。図７は、研磨パッド７００に対して基板１１０を配置する、キャリアヘッド１０８を概略的に示している。一実施形態では、研磨パッド７００は、バッキング層７０４上に配置された複合パッド本体７０２を含みうる。複合パッド本体７０２は、３Ｄ印刷によって製造されうる。図７に示しているように、研磨パッド７００は、研磨パッドの半径に沿って、外側エッジゾーン７０６と、中央ゾーン７０８と、内側エッジゾーン７１０とに区分されうる。外側エッジゾーン７０６と内側エッジゾーン７１０が、研磨中に基板１１０のエッジ領域に接触する一方、中央ゾーン７０８は、研磨中に基板の中央領域に接触する。

【0048】

研磨パッド７００は、エッジ研磨品質を向上させるために、エッジゾーン７０６、７０８には、中央ゾーン７０８とは異なる、ヤング率又は貯蔵弾性率及び損失弾性率などの機械的特性を有する。一実施形態では、エッジゾーン７０６、７１０は、中央ゾーン７０８よりも低いヤング率を有しうる。

【0049】

図８は、研磨パッド７００の部分拡大断面図であり、外側エッジゾーン７０６及び中央ゾーン７０８の例示的な設計を示している。外側エッジゾーン７０６は、ベース材料層８０６と複数の表面フィーチャ８０２とを含む。表面フィーチャ８０４は、ベース材料層８０６よりも硬い材料で形成されうる。中央ゾーン７０８は、ベース材料層８０８と複数の表面フィーチャ８０４とを含む。表面フィーチャ８０２は、ベース材料層８０８よりも硬い材料で形成されうる。一実施形態では、中央ゾーン７０８は、ベース材料層８０８の下にロッキング層８１０を含みうる。ロッキング層８１０は、表面フィーチャ３０２又は硬性フィーチャ２０２向けの材料などの硬性材料で形成されうる。複数の表面フィーチャ８０４は、安定性を向上させるために、ロッキング層８１０上に印刷されうる。図８に示しているように、中央ゾーン７０８内の表面フィーチャ８０２は、外側エッジゾーン７０６内の表面フィーチャ８０４よりもサイズが大きい。一実施形態では、外側エッジゾーン７０６内の表面フィーチャ８０４のピッチは、中央ゾーン７０８内の表面フィーチャ８０２のピッチよりも狭いことがある。

【0050】

図９は、２つの異なる研磨面９０２、９０４を有する研磨パッド９００の概略断面図である。研磨パッド９００は、不連続なフィーチャを含む、複合研磨パッドである。研磨面９０２、９０４は、別々のパターン、並びに／又は、別々の硬度及び研磨性を有しうる。一実施形態では、研磨面９０４は、基板を研磨するための硬性な研磨材面であってよく、研磨面９０４は、軟性のバフ表面でありうる。研磨中、研磨パッド９００は、その中心軸（例えば、図面のページから飛び出して延在する研磨パッドの中心）の周囲で回転している間に、基板１１０は、研磨パッドの各回転において２つの研磨面９０２、９０４に交互に曝露される。研磨面９０２がバルク研磨を実施するよう構成されており、かつ、研磨面９０４がバフ研磨を実施するよう構成されている場合、研磨パッド９９００は、各回転でバルク研磨とバフ研磨の両方を実施し、ゆえに、研磨の２つの段階が同時に実施されることが可能である。

【0051】

図１０は、研磨パッド１０００の概略断面図である。研磨パッド１０００は、２つ以上の複合パッド本体１００２、１００６、１００４を含みうる。複合パッド本体１００２、１００４、１００６は、３Ｄ印刷によって形成されうる。複合パッド本体１００２、１００４、１００６は、その上に形成された、同じ又は別々のパターンを有しうる。複合パッド本体１００２、１００４、１００６は、互いに確実に接続して研磨パッド１０００を形成するために、ロッキングフィーチャ１００８、１０１０を含みうる。複数の複合パッド本体による構成は、研磨パッドの製造及び／又は搬送に適応性を提供する。

【0052】

図１１は、本開示の一実施形態による、複合パッド本体１００２及び１００４の部分断面図であり、ロッキングフィーチャを示している。例えば、ロッキングフィーチャ１００８が水平張り出し部でありうる一方、ロッキングフィーチャ１０１０は、水平張り出し部を受容するための水平凹部でありうる。複合パッド本体１００２、１００４、１００６を連結するために、任意の適切なロッキングフィーチャが使用されうる。

【0053】

３Ｄ印刷ステーション
図１２は、本開示による、研磨パッドを製造するための３Ｄ印刷ステーション１２００の概略断面図である。研磨パッド２００は、支持体１２０２上に印刷されうる。研磨パッド２００は、ＣＡＤ（ｃｏｍｐｕｔｅｒ−ａｉｄｅｄ ｄｅｓｉｇｎ）プログラムから、液滴噴射プリンタ１２０６によって形成される。液滴噴射プリンタ１２０６及び支持体１２０２は、印刷プロセス中に互いに対して移動しうる。

【0054】

液滴噴射プリンタ１２０６は、液体前駆体を分配するためのノズルを有する一又は複数のプリントヘッドを含みうる。図１２の実施形態では、液滴噴射プリンタ１２０６は、ノズル１２１０を有するプリントヘッド１２０８と、ノズル１２１２を有するプリントヘッド１２１４とを含む。ノズル１２１０が、軟性又は弾性の材料などの第１材料のための液体前駆体を分配するよう構成されうる一方、ノズル１２１２は、硬性材料などの第２材料のための液体前駆体を分配するために使用されうる。他の実施形態では、液滴噴射プリンタ１２０６は、２を上回る数の材料を有する研磨パッドを形成するために、２を上回る数のプリントヘッドを含みうる。液体前駆体は、研磨パッド２００を形成するために、選択された場所又は領域にのみ分配されうる。これらの選択された場所は、集合的に、表面フィーチャ及びベース材料層のターゲット印刷パターンを形成し、液滴噴射プリンタ１２０６を制御する電子コントローラ１２０４（例えばコンピュータ）によって後に読み込まれる、ＣＡＤ適合ファイルとして保存されうる。

【0055】

本書で説明している３Ｄ印刷プロセスは、様々な３Ｄ堆積又は３Ｄ印刷のプロセスの中でも特に、ポリジェット堆積、インクジェット印刷、熱溶解積層（ｆｕｓｅｄ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌｉｎｇ）、バインダ噴射、粉末ベッド溶解、選択的レーザ焼結、ステレオリソグラフィ、バット光重合デジタルライト処理、シート積層、指向性エネルギー堆積を含むが、それらに限定されるわけではない。

【0056】

３Ｄ印刷の後に、研磨パッドは硬化により固化されうる。硬化は、印刷された研磨パッドを硬化温度まで加熱することによって、実施されうる。代替的には、硬化は、紫外光源によって生成された紫外光線に、印刷された研磨パッドを曝露することによって実施されうる。

【0057】

３Ｄ印刷は、別々の材料及び／又は別々の材料混合物で形成された不連続なフィーチャを有する研磨パッドを作製するための、使いやすく、高度に制御可能なプロセスを供与する。一実施形態では、研磨パッドの弾性フィーチャ及び／又は硬性フィーチャは、単一の材料で形成されうる。例えば、研磨パッドの弾性フィーチャは、プリントヘッド１２１０から分配される第１材料で形成されうる。研磨パッドの硬性フィーチャは、プリントヘッド１２１２から分配される第２材料の液滴で形成されうる。

【0058】

別の実施形態では、弾性フィーチャ及び／又は硬性フィーチャは、２つ以上の材料の混合物で形成されうる。図１３は、２つの材料の混合物で形成された硬性フィーチャ１３０４ａ、１３０４ｂを有する研磨パッド１３００の概略的な部分断面図である。硬性フィーチャ１３０４ａ、１３０４ｂは、第１材料と第２材料との混合物で形成されうる。第１材料は、プリントヘッド１２１０などの第１プリントヘッドによって、液滴１３１６の形態で分配されてよく、第２材料は、プリントヘッド１２１２などの第２プリントヘッドによって、液滴１３１８の形態で分配されうる。液滴１３１６と液滴１３１８との混合物で硬性フィーチャ１３０４ａを形成するために、プリントヘッド１２１２は、まず硬性フィーチャ１３０４ａに対応するピクセルに位置を合わせ、所定のピクセル上に液滴１３１８を分配しうる。プリントヘッド１２１０が、次いで、硬性フィーチャ１３０４ａに対応するピクセルに位置を合わせ、所定のピクセル上に液滴１３１６を分配しうる。その結果として、硬性フィーチャ１３０４ａに液滴１３１６及び液滴１３１８を含む層が付加される。ゆえに、一又は複数の材料の液滴を堆積させることによって形成される第１の材料混合物を含む第１材料と、一又は複数の別の材料の液滴を堆積させることによって形成される第２の材料混合物を含む第２材料とで、研磨パッドが形成されうる。

【0059】

硬性フィーチャ１３０４ａ、１３０４ｂの特性は、第１材料と第２材料との比率及び／又は分布に従って、調節されうるか、又は微調整されうる。一実施形態では、硬性フィーチャ１３０４ａ、１３０４ｂの組成は、液滴１３１６、１３１８のサイズ、場所、スピード、及び／又は密度を選択することによって制御される。

【0060】

硬性フィーチャ１３０４ａ、１３０４ｂは、同一の組成物を有しうる。代替的には、各硬性フィーチャ１３０４ａ、１３０４ｂは、個別化された組成を有しうる。同様に、弾性フィーチャ１３０６も複数の材料の混合物で形成されうる。各弾性フィーチャ１３０６の組成物も、ターゲット特性を実現するために個別化されうる。フィーチャ１３０４ａ、１３０４ｂの形成には２つの材料だけが使用されているが、本開示の実施形態は、複数の材料で研磨パッド上にフィーチャを形成することを包含する。一部の構成では、研磨パッドにおける硬性及び／又は弾性のフィーチャの組成は、下記で詳述するように、研磨面に平行な平面の中で、かつ／又は、研磨パッドの厚さを通じて、調節される。

【0061】

研磨パッドのパターン
図１４Ａから図１４Ｏは、本開示の実施形態による研磨パッド設計の概略図である。図１４Ａから図１４Ｏの各々は、基板と接触して基板を研磨するための研磨フィーチャ１４０２ａ〜１４０２ｏを表す白色領域（白色ピクセル内の領域）と、ベースフィーチャ１４０４ａ〜１４０４ｏを表す黒色領域（黒色ピクセル内の領域）とを有する、ピクセルチャートを含む。研磨フィーチャ１４０２ａ〜１４０２ｏは、研磨パッド２００の硬性フィーチャ２０４に類似していることがある。ベースフィーチャ１４０４ａ〜１４０４ｏは、研磨パッド２００の弾性フィーチャ２０６に類似していることがある。白色領域は一般的に、白色領域の間の黒色領域内にチャネルが形成されるように、黒色領域の上方に突き出ている。研磨スラリは、研磨中に、チャネルを通って流れてよく、かつ、チャネル内に保持されうる。図１４Ａから図１４Ｏに示す研磨パッドは、３Ｄプリンタを使用して材料の複数の層を堆積させることによって、形成されうる。複数の層の各々は、研磨フィーチャ１４０２ａ〜１４０２ｏ、及びベースフィーチャ１４０４ａ〜１４０４ｏを形成するための、２つ以上の材料を含みうる。一実施形態では、研磨フィーチャ１４０２ａ〜１４０２ｏは、研磨パッドの表面上に溝及び／又はチャネルが形成されるように、材料の複数の層に平行な平面に対して直角方向に、ベースフィーチャ１４０４ａ〜１４０４ｏよりも厚いことがある。

【0062】

図１４Ａは、複数の同心円状研磨フィーチャ１４０２ａを有する研磨パッド設計１４００ａの概略的なピクセルチャートである。研磨フィーチャ１４０２ａは、同一幅の同心円でありうる。一実施形態では、ベースフィーチャ１４０４ａも、研磨フィーチャ１４０２ａのピッチが半径方向に沿って一定になるように、同一幅を有しうる。研磨中に、研磨フィーチャ１４０２ａの間のチャネルが、研磨スラリを保持し、研磨パッドの中心軸（すなわち同心円の中心）の周囲での研磨パッドの回転によって生成される遠心力による研磨スラリの急速損失を防止する。

【0063】

図１４Ｂは、同心円に配置された複数の区分けされた研磨フィーチャ１４０２ｂを有する研磨パッド設計１４００ｂの、概略的なピクセルチャートである。一実施形態では、区分けされた研磨フィーチャ１４０２ｂは、実質的に同一の長さを有しうる。区分けされた研磨フィーチャ１４０２ｂは、複数の同心円を形成しうる。各円において、区分けされた研磨フィーチャ１４０２ｂは、各同心円の中に等しく分布しうる。一実施形態では、区分けされた研磨フィーチャ１４０２ｂは、半径方向に同一の幅を有しうる。一部の実施形態では、区分けされた研磨フィーチャ１４０２ｂはそれぞれ、同心円の半径にかかわりなく、同一の長さを実質的に有する（例えば、研磨パッドの中央領域を除いて弧長が等しい）。一実施形態では、複数の同心円の間のベースフィーチャ１４０４ｂも、同心円のピッチが一定になるように、同一幅を有しうる。一実施形態では、区分けされた研磨フィーチャ１４０２ｂの間の間隙は、研磨パッドの中心軸の周囲での研磨パッドの回転によって生成される遠心力の影響下で研磨スラリが研磨パッドから直接流出することを防止するために、円ごとに互い違いになっていることがある。

【0064】

図１４Ｃは、ベースフィーチャ１４０４ｃの上方に形成された複数の同心円状研磨フィーチャ１４０２ｃを有する研磨パッド設計１４００ｃの、概略的なピクセルチャートである。図１４Ｃにおけるこのパッド設計は、半径方向に沿って研磨フィーチャ１４０２ｃの幅が漸進的に変動することを除いて、図１４Ａのパッド設計１４００ａに類似している。一実施形態では、研磨フィーチャの幅は、研磨パッドの中心から研磨パッドのエッジに向けて減少するが、隣り合った研磨フィーチャ１４０２ｃの間の距離は一定のままである。研磨フィーチャ１４０２ｃの幅の変動は、研磨パッドが中心軸の周囲で回転している間に、研磨パッドの様々な径方向位置で研磨されている基板の線形スピードの相違を補償するために、使用されうる。

【0065】

図１４Ｄは、ベースフィーチャ１４０４ｄの上方に形成された複数の同心円状研磨フィーチャ１４０２ｄを有する研磨パッド設計１４００ｄの、概略的なピクセルチャートである。図１４Ｄにおけるこのパッド設計は、研磨フィーチャ１４０２ｄが円形ではなく楕円形であることを除いて、図１４Ａのパッド設計１４００ａに類似している。楕円形の研磨フィーチャ１４０２ｄは、研磨パッド上の径方向位置のどこにでも、複数の寸法及び配向の研磨フィーチャがあることを可能にし、ひいては、研磨均一性を向上させることになる。

【0066】

図１４Ｅは、ベースフィーチャ１４０４ｅの上方に形成された複数の同心楕円形状の研磨フィーチャ１４０２ｅを有する研磨パッド設計１４００ｅの、概略的なピクセルチャートである。図１４Ｅにおけるこのパッド設計は、楕円形の研磨フィーチャ１４０２ｅの幅が半径方向に沿って変動することを除いて、図１４Ｄのパッド設計１４００ｄに類似している。幅が変動する楕円形の研磨フィーチャは、研磨パッド上の一径方向位置で、研磨中に基板に接触する研磨フィーチャの変動がより大きくなることを可能にし、ひいては、研磨均一性を向上させることになる。

【0067】

図１４Ｆは、ベースフィーチャ１４０４ｆの上方の螺旋研磨フィーチャ１４０２ｆを有する研磨パッド設計１４００ｆの、概略的なピクセルチャートである。図１４Ｆでは、研磨パッド１４００ｆは、研磨パッドの中心から研磨パッドのエッジへと延在する、４つの螺旋研磨フィーチャ１４０２ｆを有する。４つの螺旋研磨フィーチャが示されているが、もっと少ない、又はもっと多い数の螺旋研磨フィーチャ１４０２ｆが、同様の様態で配置されうる。螺旋研磨フィーチャ１４０２ｆは、螺旋チャネルを画定する。一実施形態では、螺旋研磨フィーチャ１４０２ｆの各々は、一定の幅を有する。一実施形態では、螺旋チャネルも一定の幅を有する。研磨中、研磨パッドは、螺旋チャネル内に研磨スラリを保持するために、螺旋研磨フィーチャ１４０２ｆの方向とは反対の方向に、中心軸の周囲で回転しうる。例えば、図１４Ｆでは、螺旋研磨フィーチャ１４０２ｆ及び螺旋チャネルは、反時計回り方向に形成されており、ゆえに、研磨中に研磨パッドは、時計回りに回転して、研磨パッド上の螺旋チャネル内に研磨スラリを保持しうる。一部の構成では、螺旋チャネルの各々は、研磨パッドの中心から研磨パッドのエッジまで連続している。この連続螺旋チャネルは、研磨スラリが、研磨屑があればそれらと共に、研磨パッドの中心から研磨パッドのエッジへと流れることを可能にする。一実施形態では、螺旋研磨フィーチャ１４０２ｆと同じ方向に（例えば図１４Ｆでは反時計回りに）研磨パッドを回転させることによって、研磨パッドが洗浄されうる。

【0068】

図１４Ｇは、ベースフィーチャ１４０４ｇ上に螺旋パターンで配置された区分けされた研磨フィーチャ１４０２ｇを有する研磨パッド設計１４００ｇの、概略的なピクセルチャートである。図１４Ｇの研磨パッドは、螺旋研磨フィーチャ１４０２ｇが区分けされていることを除いて、図１４Ｆの研磨パッドに類似している。一実施形態では、区分けされた研磨フィーチャ１４０２ｇは、実質的に同じ長さである。区分けされた研磨フィーチャ１４０２ｇは、各螺旋研磨フィーチャに沿って等しく分布しうる。一部の実施形態では、区分けされた研磨フィーチャ１４０２ｇはそれぞれ、螺旋方向に同一の長さを実質的に有しうる。

【0069】

図１４Ｈは、ベースフィーチャ１４０４ｈ上に螺旋パターンで配置された区分けされた研磨フィーチャ１４０２ｈを有する研磨パッド設計１４００ｈの、概略的なピクセルチャートである。図１４Ｈの研磨パッドは、区分けされた研磨フィーチャ１４０２ｈの長さが変動することを除いて、図１４Ｇの研磨パッドに類似している。一実施形態では、区分けされた研磨フィーチャ１４０２ｈの長さは、研磨パッドの中心から研磨パッドのエッジにかけて増大する。

【0070】

図１４Ｉは、ベースフィーチャ１４０４ｉ上に螺旋パターンで配置された区分けされた研磨フィーチャ１４０２ｉを有する研磨パッド設計１４００ｉの、概略的なピクセルチャートである。図１４Ｉの研磨パッドは、区分けされた研磨フィーチャ１４０２ｉの径方向ピッチが変動することを除いて、図１４Ｇの研磨パッドに類似している。一実施形態では、区分けされた研磨フィーチャ１４０２ｉの径方向ピッチは、研磨パッドの中心から研磨パッドのエッジにかけて減少する。

【0071】

図１４Ｊは、ベースフィーチャ１４０４ｊ上に螺旋パターンで配置された区分けされた研磨フィーチャ１４０２ｊを有する研磨パッド設計１４００ｊの、概略的なピクセルチャートである。図１４Ｊの研磨パッドは、区分けされた研磨フィーチャ１４０２ｊの径方向ピッチが、研磨パッドの中心から研磨パッドのエッジ領域にかけて増大していることを除いて、図１４Ｉの研磨パッドに類似している。

【0072】

図１４Ｋは、ベースフィーチャ１４０４ｋ内に形成された複数の不連続な研磨フィーチャ１４０２ｋを有する研磨パッド設計１４００ｋの、概略的なピクセルチャートである。一実施形態では、複数の研磨フィーチャ１４０２ｋの各々は、円筒形のポストでありうる。一実施形態では、複数の研磨フィーチャ１４０２ｋは、研磨面の平面において同じ寸法を有しうる。一実施形態では、複数の円筒形の研磨フィーチャ１４０２ｋは、同心円に配置されうる。一実施形態では、複数の円筒形の研磨フィーチャ１４０２ｋは、研磨面の平面に対して規則的な２Ｄパターンに配置されうる。

【0073】

図１４Ｌは、ベースフィーチャ１４０４ｌの上方に形成された複数の不連続な研磨フィーチャ１４０２ｌを有する研磨パッド設計１４００ｌの、概略的なピクセルチャートである。図１４Ｌの研磨パッドは、図１４Ｌの不連続な研磨フィーチャ１４０２ｌの各々が、中空の円筒形ポストでありうるか、又は、その内部に形成された研磨面に対する陥没部を有しうることを除いて、図１４Ｋの研磨パッドに類似している。中空の円筒形ポストは、一部の研磨スラリがその中に滞留することを可能にする。

【0074】

図１４Ｍは、ベースフィーチャ１４０４ｍの上方に形成された複数の不連続な研磨フィーチャ１４０２ｍを有する研磨パッド設計１４００ｍの、概略的なピクセルチャートである。図１４Ｍの研磨パッドは、図１４Ｍの一部の研磨フィーチャ１４０２ｍが接続されて一又は複数の閉じた円を形成しうることを除いて、図１４Ｋの研磨パッドに類似している。一又は複数の閉じた円は、研磨中に研磨スラリを保持するための、一又は複数の堰き止め部を作り出しうる。

【0075】

図１４Ｎは、ベースフィーチャ１４０４ｎ内に形成された複数の不連続な研磨フィーチャ１４０２ｎを有する研磨パッド設計１４００ｎの、概略的なピクセルチャートである。図１４Ｎの研磨パッドは、図１４Ｎの一部の研磨フィーチャ１４０２ｎが接続されて一又は複数の螺旋チェーンを形成しうることを除いて、図１４Ｍの研磨パッドに類似している。一又は複数の螺旋チェーンは、研磨スラリの流体の流れを導いて、研磨スラリの保持、及び研磨パッドの洗浄を支援しうる。

【0076】

図１４Ｏは、複数の不連続な研磨フィーチャ１４０２ｏとベースフィーチャ１４０４ｏとを有する研磨パッド設計１４００ｏの、概略的なピクセルチャートである。図１４Ｏの研磨パッドは、図１４Ｏの不連続な研磨フィーチャ１４０２ｏの各々がＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ， Ｉｎｃ．のロゴの形であることを除いて、図１４Ｋの研磨パッドに類似している。図１４Ｏは、本開示の実施形態が、任意の適切な設計、パターン及び／又は配置を伴う研磨フィーチャを有する研磨パッドを包含することを、示している。

【0077】

図１４Ａから図１４Ｏの設計における研磨フィーチャ１４０２ａ〜１４０２ｏは、同一の材料又は同一の材料混合物で形成されうる。代替的には、図１４Ａから図１４Ｏの設計における研磨フィーチャ１４０２ａ〜１４０２ｏの材料組成及び／又は材料特性は、研磨フィーチャごとに変動しうる。個別化された材料組成及び／又は材料特性は、研磨パッドが特定のニーズ向けにカスタマイズされることを可能にする。

【0078】

研磨フィーチャが２つの異なる３Ｄ印刷材料で形成される場合、研磨フィーチャは、２つのプリントヘッドを使用して少なくとも２つの重畳画像を印刷することによって、製造されうる。図１５Ａ−１５Ｂから図１８Ａ−１８Ｂは、複合研磨フィーチャを有する研磨パッド向けの設計の例を提供している。図１５から図１８では、白色ピクセルは、研磨パッドを形成するために使用される一又は複数の層の中で、材料の液滴が分配されているところを標示している一方、黒色ピクセルは材料が分配されていないところを標示している。上記の技法を使用することによって、材料組成の勾配が、研磨パッドの完成品を少なくとも部分的に形成するために使用される一又は複数の印刷された層において、形作られうる。研磨パッド内部の一又は複数の印刷された層のカスタマイズされた組成は、研磨パッドの全体的な機械的特性を調節し、カスタマイズするために使用されうる。

【0079】

上記の技法を使用することによって、一部の実施形態では、研磨パッドの研磨面に対して直角方向（例えば、図１５から図１８に示している図に対して直角方向）に、又は、研磨パッドの研磨面の平面内に（例えば径方向に）、材料組成の勾配を形作ることが望ましくなる。一実施形態では、研磨パッドの研磨面に対して直角方向に、上述の硬性フィーチャ及び／又は弾性フィーチャにおける材料組成の勾配を形作ることが望ましい。一例では、研磨パッドのベース付近（例えば研磨面の逆側）の印刷された層内に、弾性フィーチャを形成するために使用される材料をより高濃度に有し、研磨パッドの研磨面付近の印刷された層内に、硬性フィーチャを形成するために使用される材料をより高濃度に有することが望ましい。別の例では、研磨パッドのベース付近の印刷された層内に、硬性フィーチャを形成するために使用される材料をより高濃度に有し、研磨パッドの研磨面付近の印刷された層内に、弾性フィーチャを形成するために使用される材料をより高濃度に有することが望ましい。

【0080】

積層３Ｄ印刷された層の材料組成及び／又は材料特性の勾配は、一方向に高濃度から低濃度へと、又はその逆に、変動しうる。場合によっては、研磨パッドを有する一又は複数の領域は、高／低／高、又は低／高／低という濃度勾配などの、より複雑な濃度勾配を含みうる。一構成においては、濃度の勾配は、形成された研磨パッドの連続する層の各々における、第２の印刷された構成要素に対する第１の印刷された構成要素の位置及び／又は量の変動によって、形作られうる。例えば、第１層は、１：１という、第１の印刷された構成要素対第２の印刷された構成要素の比率を有してよく、第２層では、第１の印刷された構成要素対第２の印刷された構成要素の比率は２：１であり、かつ、第３層では、第１の印刷された構成要素対第２の印刷された構成要素の比率は３：１でありうる。勾配は、堆積された層の平面内で印刷された液滴の配置を調節することによって、単一層の種々の部分においても形作られうる。

【0081】

図１５Ａ及び図１５Ｂは、複合フィーチャを有する研磨パッドのピクセルチャートを反映している、白黒のビットマップ画像である。図１５Ａ、図１５Ｂでは、白色ピクセルは、材料の液滴が分配されているところを標示している一方、黒色ピクセルは、材料が分配されていないところを標示している。図１５Ａは、研磨パッド用の第１材料のピクセルチャート１５００ａであり、図１５Ｂは、同じ研磨パッド用の第２材料のピクセルチャート１５００ｂである。第１材料は、ピクセルチャート１５００ａに従って第１プリントヘッドにより分配されてよく、第２材料は、ピクセルチャート１５００ｂに従って第２プリントヘッドにより分配されうる。２つのプリントヘッドは、ピクセルチャート１５００ａ、１５００ｂを１つに重畳させて、複数の不連続な研磨フィーチャを形成する。研磨パッドのエッジ領域付近の研磨フィーチャは、第２材料よりも第１材料を多く含む。研磨パッドの中央領域付近の研磨フィーチャは、第１材料よりも第２材料を多く含む。この例では、各研磨フィーチャは、第１材料と第２材料との独自の組成を有する。

【0082】

図１６Ａ及び図１６Ｂは、複合フィーチャを有する研磨パッドの概略的なピクセルチャート１６００ａ、１６００ｂである。図１６Ａは、研磨パッド用の第１材料のピクセルチャート１６００ａであり、図１６Ｂは、同じ研磨パッド用の第２材料のピクセルチャート１６００ｂである。図１６Ａ、１６Ｂによる研磨パッドは、図１６Ａ、１６Ｂの研磨フィーチャの方が大きいことを除いて、図１５Ａ、１５Ｂの研磨パッドに類似している。

【0083】

図１７Ａ及び図１７Ｂは、複合フィーチャを有する研磨パッドの概略的なピクセルチャート１７００ａ、１７００ｂである。図１７Ａは、研磨パッド用の第１材料のピクセルチャート１７００ａであり、図１７Ｂは、同じ研磨パッド用の第２材料のピクセルチャート１７００ｂである。図１７Ａ、１７Ｂによる研磨パッドは、研磨フィーチャの組成が、研磨パッドの端から端まで、左から右へと変動することを除いて、図１５Ａ、１５Ｂの研磨パッドに類似している。

【0084】

図１８Ａ及び図１８Ｂは、複合フィーチャを有する研磨パッドの概略的なピクセルチャート１８００ａ、１８００ｂである。図１８Ａは、研磨パッド用の第１材料のピクセルチャート１８００ａであり、図１８Ｂは、同じ研磨パッド用の第２材料のピクセルチャート１８００ｂである。図１８Ａ、１８Ｂによる研磨パッドは、図１８Ａ、１８Ｂの研磨フィーチャの方が大きいことを除いて、図１７Ａ、１７Ｂの研磨パッドに類似している。

【0085】

研磨フィーチャの組成が任意の適切なパターンで変動しうることに、留意すべきである。上述の研磨パッドは２種類の材料で形成されることが示されているが、３種類以上のフィーチャを含む複合研磨パッドも、本開示の範囲に含まれる。

【0086】

図１４Ａから図１４Ｏにおける研磨パッドといった、どの設計の研磨パッドにおいても、研磨フィーチャの組成は、図１５から図１８の研磨パッドに類似した様態で変動しうることに、留意すべきである。

【0087】

付加製造及び硬化の技法
図１９には、プラテンアセンブリ１９１１の上方に配置されたキャリアヘッドアセンブリ１９００を有する、例示的なＣＭＰステーション１９０２の断面図が描かれている。キャリアヘッドアセンブリ１９００は一般的に、キャリアヘッド１９２１に連結された駆動システム１９０１を備える。駆動システム１９０１は、キャリアヘッド１９２１の回転のスピード及び方向を制御するために駆動システム１９０１に信号を提供するコントローラ（図示せず）に、連結されうる。駆動システム１９０１は一般的に、キャリアヘッド１９２１に少なくとも回転運動を提供し、それに加えて、キャリアヘッド１９２１内に保持された基板１９１４のフィーチャ側１９０４が、処理中にＣＭＰステーション１９０２のパッドアセンブリ１９１３の処理面１９２５に接して配置されうるように、プラテンアセンブリ１９１１に向かって動かされうる。典型的には、基板１９１４及び処理用パッドアセンブリ１９１３は、互いに対して回転して、基板１９１４のフィーチャ側１９０４から材料を除去する。プロセスパラメータに応じて、キャリアヘッド１９２１は、プラテンアセンブリ１９１１の回転スピードよりも速いか、遅いか、又はそれと等しい回転スピードで、回転する。キャリアヘッドアセンブリ１９００は、静止したままであることも可能であり、処理中に経路内を移動しる。キャリアヘッドアセンブリ１９００は、処理中に、パッドアセンブリ１９１３の処理面１９２５全体での、軌道運動又はスイープ運動も提供しうる。パッドアセンブリ１９１３は、接着層１９０６を使用してプラテンアセンブリ１９１１の上面に取外し可能に連結するよう、適合しうる。パッドアセンブリ１９１３は一般的に、処理面１９２５と接着層１９０６を含み、かつ、オプションのバッキング層１９０７を含みうる。

【0088】

プラテンアセンブリ１９１１は、プラテンアセンブリ１９１１がベース１９０８に対して回転しうるように、ベース１９０８上に回転式に配置され、典型的には、軸受１９３８によってベース１９０８の上に支持される。プラテンアセンブリ１９１１は、金属又は剛性プラスチックなどの剛性材料で製造されてよく、一実施形態では、ＣＰＶＣなどの誘電体材料で製造されるか、又はコーティングされている、上面を有する。プラテンアセンブリ１９１１は、円形、長方形、又はその他の平面形状を有しうる。

【0089】

研磨流体が、研磨流体源１９４８から、好適な配管及び制御を通じて、ＣＭＰステーション１９０２の処理用パッドアセンブリ１９１３の上に配置されたノズル１９１７へと、提供されうる。図１９に示す実施形態では、研磨流体１９４１はノズル１９１７から提供される。研磨流体１９４１は、プラテンの縁部１９５８によって封じ込められうる。研磨流体１９４１は、脱イオン水（ＤＩＷ）でありうるか、或いは、水（例えばＤＩＷ）、又はＤＩＷ中に混入された研磨材粒子を有するスラリで主に構成される、その他の研磨流体でありうる。

【0090】

パッドアセンブリ１９１３の処理面１９２５は、基板１９１４の研磨を容易にするために処理面１９２５の上面上に形成された、パターニングされた表面１９５１を更に含みうる。パターニングされた表面１９５１のパターンは、処理面１９２５の上に延在する、複数の小型突起を含みうる。これらの突起は、楕円形、円形、長方形、六角形、八角形、三角形、又はそれらの組み合わせといった、任意の幾何形状をとってよく、かつ、上述の三次元印刷プロセスによって形成されうる。パターニングされた表面１９５１は、パッドアセンブリ１９１３の処理面１９２５と相互作用するよう配置された調整装置１９５５を使用して、維持され、かつ／又は修復されうる。一実施形態では、調整装置１９５５は、電磁エネルギー源１９５９を備える。この電磁エネルギー源１９５９は、一実施形態ではレーザであり、電磁エネルギーの一又は複数のビーム１９６０を処理面１９２５に向けて放出するために利用される。電磁エネルギーの一又は複数のビーム１９６０は、処理面１９２５上のパターニングされた表面１９５１を修復するか、又は維持するために、処理面１９２５の複数の領域を選択的に加熱し、かつ／又は切除（ａｂｌａｔｅ）するのに、利用される。一部の実施形態では、電磁エネルギー源１９５９は、処理面１９２５の不連続な領域を選択的に加熱することによってパッドアセンブリ１９１３の処理面１９２５を微調整するために、利用されうる。

【0091】

図２０Ａは、プラテンアセンブリ上で使用されうるパッドアセンブリ、例えば、図１９のプラテンアセンブリ１９１１において使用されるパッドアセンブリ１９１３を作るための、パッド製造システム２０００Ａの一実施形態の概略等角図である。一実施形態では、パッド製造システム２０００Ａは一般的に、送り部２００２と、印刷部２００４と、硬化部２００６とを含む。パッド製造システム２０００Ａは、図１９のプラテンアセンブリ１９１１におけるパッドアセンブリ１９１３として使用されうる複数の印刷されたパッド２００８を作製するために、利用される。図示していないが、パッド製造システム２０００Ａは、ロールツーロール研磨システムで使用するためのパッドを印刷するよう改変することもできる。

【0092】

パッド製造システム２０００Ａは、少なくとも２つのローラ２０１４の間に配置されたウェブ２０１２を含むコンベヤ２０１０も含む。２つのローラ２０１４の一方又は両方は、Ａと表示された矢印で図示された方向にローラ２０１４及び／又はウェブ２０１２を回転させる、駆動モータ２０１５に連結されうる。送り部２００２、印刷部２００４、及び硬化部２００６は、コントローラ２０１１に動作可能に連結されうる。コンベヤ２０１０は、コントローラ２０１１によって、連続的又は断続的に動くよう操作されうる。

【0093】

送り部２００２は、コンベヤ２０１０に動作可能に連結されている、供給ロール２０１６を含みうる。供給ロール２０１６は、ポリマー材料、例えば二軸配向性ポリエチレンテレフタレート（ＢｏＰＥＴ）材料などのバッキング材料２０１７でありうる。供給ロール２０１６は、運動制御デバイス２０２０によって駆動されるか又は制御される送りローラ２０１８に巻き付けられうる。運動制御デバイス２０２０は、供給ロール２０１６の引き出しスピードが駆動モータ２０１５及び／又はウェブ２０１２によって駆動されるように、供給ロール２０１６に所定の張力を提供するモータであってよく、かつ／又は、かかるブレーキシステムを含みうる。送り部２００２は、事前処理デバイス２０２２も含みうる。事前処理デバイス２０２２は、印刷部２００４における印刷に先立って、バッキング材料２０１７上にコーティングを噴霧するか、さもなければ提供するよう、構成されうる。一部の実施形態では、事前処理デバイス２０２２は、印刷部２００４における印刷に先立って、バッキング材料２０１７を加熱するために利用されうる。

【0094】

印刷部２００４は、送り部２００２の下流に配置された３Ｄ印刷ステーション２０２４を含む。印刷部２００４は、一又は複数のプリントヘッド２０２７を利用して、バッキング材料２０１７上にパターニングされた表面２０２８を提供する。印刷部２００４は、バッキング材料２０１７及びウェブ２０１２に対してプリントヘッド２０２７を移動させるために利用されうる運動制御デバイス２０３２に連結されている、可動プラットフォーム２０３０を含みうる。

【0095】

プリントヘッド２０２７は、パターニングされた表面２０２８を形成するために使用されうる印刷材料を有する、材料源２０２５に連結されうる。印刷材料は、ポリウレタン、ポリカーボネート、フルオロポリマー、ＰＴＦＥ、ＰＴＦＡ、ポリフェニレンサルファルド（ＰＰＳ）、又はそれらの組み合わせといった、ポリマー材料を含みうる。例としては、ポリビニルアルコール、ペクチン、ポリビニルピロリドン、ヒドロキシエチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロプロピルメチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ポリアクリル酸、ポリアクリルアミド、ポリエチレングリコール、ポリヒドロキシエーテルアクリライト、でんぷん、マレイン酸共重合体、ポリエチレンオキシド、ポリウレタン、及びそれらの組み合わせ、又は、それら以外の上述の材料のうち任意のものも、含まれる。

【0096】

一実施形態では、ポリマー材料は、バッキング材料２０１７上に、ベース材料として堆積されうる。形成されたポリマー材料は、開孔型又は閉孔型のポリウレタン材料を含んでよく、かつ、その内部に散在したナノスケール粒子を含みうる。この粒子は、有機ナノ粒子を含みうる。一実施形態では、ナノ粒子は、分子環又は元素環、及び／或いは、ナノ構造を含みうる。例としては、カーボンナノチューブ、及び、分子炭素環が５つの結合を有する（五方）か、６つの結合を有する（六方）か、又は６を上回る数の結合を有する、その他の構造といった、炭素（Ｃ）の同素体が含まれる。他の例は、フラーレン様超分子を含む。別の実施形態では、ナノスケール粒子は、セラミック材料、アルミナ、ガラス（例えば二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２））、及び、それらの組み合わせ又は誘導体でありうる。別の実施形態では、ナノスケール粒子は、様々な酸化物の中でも特に、チタン（ＩＶ）酸化物又は二酸化チタン（ＴｉＯ_２）、ジルコニウム（ＩＶ）酸化物又は二酸化ジルコニウム（ＺｒＯ_２）、それらの組み合わせ、及びそれらの誘導体といった、金属酸化物を含みうる。

【0097】

プリントヘッド２０２７によって形成された、パターニングされた表面２０２８は、ウレタン、メラミン、ポリエステル、ポリスルホン、ポリビニルアセテート、フッ化炭化水素などで形成されうるポリマーマトリクス、並びに、その混合物、共重合体、及びグラフト鎖といった、複合ベース材料を含みうる。一実施形態では、ポリマーマトリクスは、ポリエーテル系液体ウレタンで形成されうるウレタンポリマーを含む。液体ウレタンは、多官能価アミン、ジアミン、トリアミン、或いは、硬化されると尿素結合及び架橋されたポリマーネットワークを形成するウレタン／尿素架橋された組成物中のヒドロキシ／アミンなどの、多官能価ヒドロキシル化合物又は混合官能性化合物に、反応しうる。

【0098】

硬化部２００６は、ハウジング２０３４内又はハウジング２０３４上に配置されうる、硬化デバイス２０３３を含む。ハウジング２０３４は、ウェブ２０１２と、バッキング材料２０１７上のパターニングされた表面２０２８とがその下を通りうるように、ウェブ２０１２の上方に配置される。硬化デバイス２０３３は、熱炉、紫外（ＵＶ）光放出器、又はそれらの組み合わせでありうる。一実施形態では、硬化デバイス２０３３は、プリントヘッド２０２７によって堆積され、パターニングされた表面２０２８を形成している材料を硬化するために使用されうる、レーザ源２０３６と電子ビーム放出器２０３８の一方又は両方を含みうる。一部の実施形態では、電子ビーム放出器が利用される場合、パッド製造システム２０００Ａは、圧力が制御可能な筐体の中に配置されうる。レーザ源２０３６及び電子ビーム放出器２０３８は、単独で、或いは、熱エネルギー又はＵＶエネルギーと組み合わされて、利用されうる。一部の実施形態では、レーザ源２０３６及び電子ビーム放出器２０３８は、パターニングされた表面２０２８の特定の部分をターゲットとするスポット硬化プロセスにおいて、使用されうる。レーザ源２０３６又は電子ビーム放出器２０３８によるスポットターゲット設定は、パターニングされた表面２０２８の不連続な領域を加熱して、不連続な領域の表面をその周辺の部分よりも硬くしうるか、又は、不連続な領域の表面の圧縮性をその周辺の部分よりも低くしうる。レーザ源２０３６は、パターニングされた表面２０２８の部分を切除して、表面上に微細なテクスチャを作り出すためにも、使用されうる。

【0099】

図２０Ｂは、パッド製造システム２０００Ｂという別の実施形態の概略側面図である。パッド製造システム２０００Ｂは、図２０Ａのパッド製造システム２０００Ａに類似していることがある、送り部２００２、印刷部２００４、硬化部２００６を有するコンベヤ２０１０を含む。パッド製造システム２０００Ｂは、ロールツーロールシステムにおいて使用される研磨用物品２０２９の製造で使用するための、巻き取り部２００９も含みうる。巻き取り部２００９は、パターニングされた表面２０２８が上に印刷されている研磨用物品２０２９が巻かれうる、巻き取りロール２０４０を含む。巻き取りロール２０４０は、パッド製造システム２０００Ａから取り外されて、ロールツーロールプラテンアセンブリにおける供給ロール２０１８として利用されうる。製造中に、巻き取りロール２０４０は、運動制御デバイス２０４２に連結されうる。運動制御デバイス２０４２は、巻き取りロール２０４０の巻きスピードを制御する、モータであってよく、かつ／又は、かかるブレーキシステムを含みうる。一部の実施形態では、パッド製造システム２０００Ｂは、図１９のプラテンアセンブリ１９１１におけるパッドアセンブリ１９１３として使用されうる複数の印刷されたパッド２００８（図２０Ａに示す）を印刷するために、利用される。

【0100】

パッド製造システム２０００Ｂは、コンベヤ２０１０の上方で巻き取りロール２０４０へと動くウェブ２０１２を制御可能に引き出す、供給ロール２０１６を含む。ウェブ２０１２は、図２０Ａで説明したバッキング材料２０１７に類似したバッキング材料でありうる。ウェブ２０１２、並びに、コンベヤ２０１０及び巻き取りロール２０４０の運動は、図２０Ａで説明したパッド製造システム２０００Ａに類似した運動制御デバイス及びコントローラによって制御されてよく、図２０Ｂでは、簡潔にするためにその説明を省略する。

【0101】

パッド製造システム２０００Ｂは、送り部２００２と印刷部２００４との間に配置された、オプションの事前処理部２０４４を含む。事前処理部２０４４は、ウェブ２０１２上に接着層又は剥離層を形成するために使用されうる。代替的には、接着層又は剥離層は、３Ｄ印刷ステーション２０２４を使用して、印刷部２００４で形成されうる。事前処理部２０４４が使用される場合、スロット／ダイコーター２０４６が、ウェブ２０１２上に一又は複数の層を堆積させるために使用されうる。加えて、ＵＶ光又は加熱要素を利用する硬化ステーション２０４８が、スロット／ダイコーター２０４６によって堆積された材料を硬化させるために使用されうる。

【0102】

この実施形態では、３Ｄ印刷ステーション２０２４は、プリントヘッド２０２６のアレイを備える。プリントヘッド２０２６は、ウェブ２０１２上に接着層又は剥離層をオプションで形成するため、並びに、ウェブ２０１２上にパターニングされた表面２０２８を形成するために、使用されうる。一例では、プリントヘッド２０２７の複数の横列及び縦列は、コンベヤ２０１０の幅、及び、コンベヤ２０１０の長さの一部分の範囲に広がりうる。一部の実施形態では、プリントヘッド２０２６のうちの一又は複数は、コンベヤ２０１０に対して可動式でありうる。プリントヘッド２０２６は、図２０Ａで説明したように、材料源２０２５に連結されることになる。

【0103】

硬化部２００６は、オプションの電磁エネルギー源２０５０と熱硬化デバイス２０５２の一方又は両方を含みうる。電磁エネルギー源２０５０は、図２０Ａで説明したレーザ源か電磁ビーム放出器の一方、又はそれらの組み合わせでありうる。熱硬化デバイス２０５２は、炉又はＵＶ光アレイでありうる。

【0104】

パッド巻き取り部２００９は、研磨用物品２０２８が巻かれうる巻き取りロール２０４０を含む。巻き取りロール２０４０は、パッド製造システム２０００Ａから取り外されて、ロールツーロールプラテンアセンブリにおける供給ロールとして利用されうる。

【0105】

図２１Ａは、図２０Ａのパッド製造システム２０００Ａ、又は、図２０Ｂのパッド製造システム２０００Ｂで使用されうる、３Ｄ印刷ステーション２０２４Ａの一実施形態の概略断面図である。図２１Ａは、３Ｄ印刷プロセスを使用して製造される研磨パッド２１０２の一実施形態の一部分を示している。研磨パッド２１０２は、図１９に記載のパッドアセンブリ１９１３であるか、印刷されたパッド２００８（図２０Ａに示す）であるか、又は、研磨用物品２０２９（図２０Ｂに示す）でありうる。３Ｄ印刷は、研磨層の中の特定の場所に研磨材が埋めこまれている研磨用物品を作製するための、使いやすく、高度に制御可能なプロセスを供与する。研磨パッド２１０２は、図２０Ａのバッキング材料２０１７、又は図２０Ｂのウェブ２０１２でありうる支持体２１００上に、印刷されうる。

【0106】

図２１Ａを参照するに、研磨パッド２１０２の少なくとも研磨層２１０５は、３Ｄ印刷プロセスを使用して製造される。この製造プロセスでは、材料の薄層が支持体２１００上で漸進的に堆積され、溶解すると同時に、支持体は、Ａで示す矢印に沿って（Ｘ方向に）移動する。例えば、（図２０Ａの材料源２０２５からの）パッド前駆体材料の液滴２１１０が、液滴噴射プリンタ２１１５のノズル２１２６から噴射されて、複数の層２１２０Ａ、２１２０Ｂ、及び２１２２を形成しうる。上記の層は、パッド前駆体材料を含む固化された材料２１２５を形作ることが可能であり、上記の層の上に他の層を逐次的に堆積することを可能にする。液滴噴射プリンタ２１１５はインクジェットプリンタに類似していることがあるが、インクではなくパッド前駆体材料を使用する。製造中、ノズル２１２６がＸ方向とＹ方向の一方又は両方に平行移動しうると同時に、支持体２１００は、Ｘ方向に連続的又は断続的に移動する。

【0107】

一例では、第１層２１２０Ａが支持体２１００上に、液滴２１１０の噴射によって堆積されうる。層２１２０Ｂ及び２１２２などの後続の層（それらの間の他の層については、簡潔にするために記載しない）は、固化後の第１層２１２０Ａ上に堆積可能である。各層が固化した後、次いで、３次元研磨層２１０５が完全に製造されるまで、既に堆積された層の上に新たな層が堆積される。固化は重合によって実現可能である。例えば、パッド前駆体材料の層はモノマーであってよく、このモノマーは、ＵＶ硬化よって又は熱的に、インシトゥ（その場）で重合されることが可能である。パッド前駆体材料は堆積直後に有効に硬化されうるか、又は、パッド前駆体材料の層全体が堆積されてから、堆積された層の全てが一度に硬化されうる。

【0108】

各層は、コンピュータ２１１１に提供される３Ｄ描画コンピュータプログラムに保存されたパターンで、ノズル２１２６によって付着させられうる。各層２１２０Ａ、２１２０Ｂ、及び２１２２は、研磨層２１０５の総厚の５０％未満であるか、又はそれを下回りうる。一例では、各層２１２０Ａ、２１２０Ｂ、及び２１２２は、研磨層２１０５の総厚の１０％未満、例えば５％未満（研磨層２１０５の総厚の約１％未満など）でありうる。一実施形態では、各層の厚さは、約３０ミクロン〜約６０ミクロン、又はそれを下回る厚さを、例えばナノメートル（１〜１００ナノメートル等）、及びピコスケール寸法（（１０^-１２メートル等）ですらあるオーダーで、含みうる。

【0109】

支持体２１００は、剛性ベース、又は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）の層などの可撓性フィルムでありうる。支持体２１００がフィルムである場合には、支持体２１００はオプションで研磨パッド２１０２の一部分を形成しうる。例えば、支持体２１００はバッキング層２０１７でありうるか、又はバッキング層２０１７と研磨層２１０５との間の層でありうる。代替的には、研磨層２１０５は支持体２１００から取り外すことが可能であり、層２１２０Ａ及び２１２０Ｂがバッキング層材料を形成しうる。

【0110】

一部の実施形態では、研磨材粒子は、パッド前駆体材料の液滴２１１０中に分散していることがある。研磨材粒子は、層の各々の形成中に、研磨層２１０５内に局所的に分配されうる。研磨材粒子の局所的分配は、凝集の最小化を支援しうる。一部の実施形態では、研磨材粒子は、液体熱硬化ポリマー前駆体と事前混合されうる。熱硬化ポリマー前駆体と研磨材粒子との混合物を継続的にかき混ぜることは、インクジェットプリンタで用いられるインクピグメントを均質化させるために使用される装置と同様に、粒子の凝集を防止する。加えて、混合物を連続的にかき混ぜることで、前駆体材料における研磨材粒子のほぼ均一な分布が確保される。これにより、研磨層全体での粒子のより均一な分布をもたらすことが可能であり、そのことが、研磨均一性の向上につながりうると共に、凝集の回避にも役立ちうる。

【0111】

事前混合された混合物は、特定のパターンに従って、単一のノズル（例えばノズル２１２６）から分配されうる。例えば、事前混合された混合物は、研磨層２１０５の厚さ全体にわたって埋めこまれた研磨材粒子が均一に分布している均質的な研磨層２１０５を作製するために、均一に分配されうる。

【0112】

図２１Ｂは、図２０Ａのパッド製造システム２０００Ａ、又は、図２０Ｂのパッド製造システム２０００Ｂで使用されうる、３Ｄ印刷ステーション２０２４Ｂの一実施形態の概略断面図である。図２１Ｂは、３Ｄ印刷プロセスを使用して製造される研磨パッド２１３２という別の実施形態の一部分の断面図を示している。研磨パッド２１３２は、図１９に記載のパッドアセンブリ１９１３であるか、印刷されたパッド２００８（図２０Ａに示す）であるか、又は、研磨用物品２０２９（図２０Ｂに示す）でありうる。

【0113】

図２１Ｂに示すように、研磨パッド２１３２は、ＣＡＤプログラムからの指令に基づいて溝２１５５によって隔てられた複数の構造物２１５０を含むよう、液滴噴射プリンタ２１１５によって形成される。構造物２１５０及び溝２１５５が、研磨層２１０５を形成しうる。液滴噴射プリンタ２１１５によって、研磨用物品と共に副層（ｓｕｂｌａｙｅｒ）２１３０も形成されうる。副層２１３０は、（図２０Ａに示す）バッキング材料２０１７でありうる。例えば、副層２１３０と研磨層２１０５は、液滴噴射プリンタ２１１５によって、連続工程で製造されることもある。副層２１３０には、異なる前駆体及び／又は異なる硬化量、例えば、異なるＵＶ放射強度又はＵＶ放射期間を使用することによって、研磨層２１０５とは異なる硬度が与えられうる。他の実施形態では、副層２１３０は、従来型のプロセスによって製造されてから、研磨層２１０５に固定される。例えば、研磨層２１０５は、感圧接着剤などの薄型接着層によって、副層２１３０に固定されうる。

【0114】

図２１Ｂでは、ノズル２１３５を有するプリントヘッド２１２６Ａが、純液体熱硬化ポリマー前駆体を分配するために使用されうる一方、ノズル２１３５を有するプリントヘッド２１２６Ｂは、研磨材粒子２１４５が含有されている、液体熱硬化ポリマー前駆体又は溶融熱可塑性プラスチックに対して使用されうる。研磨材粒子２１４５の液滴２１４０は、研磨パッド２１３２上の選択された場所にのみ分配されうる。これらの選択された場所は、集合的に研磨材粒子のターゲット印刷パターンを形成しており、液滴噴射プリンタ２１１５を制御する電子コントローラ（例えばコントローラ２１１１）によって後に読み込まれる、ＣＡＤ適合ファイルとして保存されうる。電子制御信号が次いで、ＣＡＤ適合ファイルによって特定された位置にノズル２１３５が平行移動した時にだけ事前混合された混合物を分配するために、液滴噴射プリンタ２１１５に送信される。

【0115】

代替的には、液体熱硬化ポリマー前駆体を使用する代わりに、研磨材粒子２１４５は溶融熱可塑性プラスチックと事前混合されうる。この実施形態では、研磨材粒子２１４５との混合物は、分配に先立って、同様に継続的にかき混ぜられる。混合物がターゲット印刷パターンに従って液滴噴射プリンタ２１１５から分配された後に、混合物の溶融した部分は冷えて固化し、研磨材粒子２１４５が定位置に固まる。混合物を連続的にかき混ぜることで、前駆体材料における研磨材粒子２１４５のほぼ均一な分布が確保される。これにより、研磨層全体での粒子２１４５のより均一な分布をもたらすことが可能であり、そのことが、研磨均一性の向上につながりうると共に、凝集を最小化しうる。

【0116】

液体熱硬化ポリマー前駆体が使用される場合と同様に、熱可塑性プラスチック混合物は、均一に分配されて、研磨層２１０５全体にわたる研磨材粒子２１４５の均一な分布を発生させうる。代替的には、研磨材粒子を含有する熱可塑性プラスチック混合物は、ＣＡＤ適合ファイルとして保存されており、かつ、液滴噴射プリンタ２１１５を駆動させるために使用される電子コントローラによって読み出される、研磨材粒子２１４５のターゲット印刷パターンに従って、研磨層２１０５の選択された場所にのみ分配されうる。

【0117】

研磨材粒子は、プリントヘッド２１２６Ｂに連結されたノズル２１３５から懸濁液中の研磨材粒子を分配するのではなく、プリントヘッド２１２６Ｂのノズル２１３５から粉末形態で直接分配されうる一方、プリントヘッド２１２６Ａのノズル２１３５は、パッドポリマー前駆体を分配するために使用される。一実施形態では、このポリマー前駆体は、堆積されたポリマー材料に研磨材粒子２１４５が分配される前に分配され、この混合物はその後に硬化される。

【0118】

３Ｄ印刷は、凝集する傾向がある研磨材粒子２１４５、例えばアルミナやセリア等を使用する研磨パッド２１３２を構築するために、部分的に役立つが、この手法は、上記以外の研磨材粒子を分配するためにも、使用されうる。ゆえに、研磨材粒子は、シリカ、セラミック酸化物、金属、及び硬性ポリマーを含みうる。

【0119】

液滴噴射プリンタ２１１５は、固体か、中空コアを有する粒子２１４５のいずれかである粒子２１４５を堆積させうる。液滴噴射プリンタ２１１５は、様々な種類の粒子を分配することもできる。一部の種類の粒子は、ＣＭＰ処理中に化学反応して、研磨パッド２１３２の一又は複数の層にターゲット変化を発生させうると共に、研磨されている基板との化学反応も発生させうる。ＣＭＰ処理中に使用される化学反応の例は、水酸化カリウムと水酸化アンモニウムのうちの一又は複数を伴う、１０〜１４の塩基性ｐＨ範囲内で生じる化学過程、及び、スラリ製造業者によって使用される他の専有的な化学過程を含む。酢酸やクエン酸などの有機酸を伴う、２〜５の酸性ｐＨ範囲内で生じる化学過程も、ＣＭＰ処理において使用される。過酸化水素を伴う酸化反応も、ＣＭＰ処理で使用される化学反応の例である。研磨材粒子２１４５は、機械的研磨作用を提供するためにも使用されうる。粒子２１４５は、１０ミクロン以下（例えば１ミクロン以下）などの、最大１ミリメートル、又はそれ未満のサイズを有しうる。粒子２１４５は種々の形態を有しうる。例えば粒子２１４５は、球形、細長形状、又は、ファセット形状でありうる。

【0120】

３Ｄ印刷手法は、研磨層２１０５のパターンにおける厳密な公差を実現すること、及び、層毎印刷手法によって研磨層２１０５内に埋めこまれる研磨材粒子２１４５の分布における許容誤差を大きくすることを、可能にする。

【0121】

研磨パッド
図２２は、図１９に記載のパッドアセンブリ１９１３として、印刷されたパッド２００８（図２０Ａに示す）として、又は、研磨用物品２０２９（図２０Ｂに示す）として使用されうる、研磨パッド２２００の一実施形態の一部分を示している。研磨パッド２２００は、図２０Ａ及び図２０Ｂのパターニングされた表面２０２８を形成する研磨面２２０５を含む。研磨面２２０５は、研磨材料２２７０内に形成された複数のポア２２３２を含む。研磨材料２２７０は、ＣＭＰプロセスで使用される化学的要素及び物理的要素に対する耐性で選ばれる適切な接着剤２２１９によって、バッキング材料２２２２に接合されうる。研磨パッド２２００内のポア２２３２は、実質的に円形又は楕円形であるが、円錐又は中空の円錐台（すなわち、実質的に平行な２平面間の円錐）といった、他の環状の幾何形状を含みうる。研磨パッド２２００は、また、図１４Ａから図１４Ｏに示した研磨パッド設計、又は本書に記載の他の設計のいずれにも合致するように、形成されうる。

【0122】

一実施形態では、ポア２２３２は、スラリの保持を強化し、研磨パッド２２００の巻きを支援するようサイズ決定され、かつ／又は離間している、中空（すなわち空間）でありうる。他の実施形態では、ポア２２３２は、研磨材料２２７０（第２材料２２１２）とは異なる第１材料２２１０で、少なくとも部分的に充填されうる。第１材料２２１０は、第２材料２２１２と比較すると、硬化方法に対する反応性が異なっている、ポリマー材料でありうる。例えば、一実施形態では、第２材料２２１２はＵＶエネルギーで硬化可能でありうるが、第１材料２２１０は、ＵＶエネルギーによる影響をあまり受けない。しかし第１材料２２１０は、一実施形態では、熱的に硬化されうる。他の実施形態では、第１材料２２１０と第２物質２２１２とは、異なる速度で硬化されうる。一実施形態では、研磨パッド２２００は、第１材料２２１０と第２材料２２１２とを使用して、別様に硬化されうる。別様な硬化の一例では、研磨パッド２２００の第１材料２２１０及び第２材料２２１２が、第１材料２２１０を硬化させないＵＶエネルギーで硬化されうる。これにより、第２材料２２１２は第１材料２２１０よりも硬くなりうる。第１材料２２１０は第２材料２２１２よりも粘性が高くなることから、第１材料７１０が、研磨パッド２２００に圧縮性及び／又は可撓性を付加しうる。

【0123】

一実施形態では、第１材料２２１０は、熱的に硬化されて、第１材料２２１０が内部に配置されているポア２２３２をより固くするが、それでも第２材料２２１２よりは柔らかく、圧縮性が高い。別の実施形態では、ポア２２３２内の第１材料２２１０は、基板研磨プロセス中に摩擦で発生する熱によって、熱的に硬化される。この実施形態では、第１材料２２１０は、硬化されて第２材料２２１２よりも硬くなり、ひいては、周辺の第２材料２２１２よりも硬い、研磨面２２０５上のドメインを形成しうる。

【0124】

他の実施形態では、第１材料２２１０は、第２材料２２１２と比較すると、磁気エネルギー源１９５８（図１９に示す）からのエネルギーの一又は複数のビームなどの、磁気エネルギーとの反応性が異なりうる。この異なる反応性が、研磨面２２０５上にマイクロテクスチャを形成するために使用されうる。第１材料２２１０と第２材料２２１２との間で異なるこの反応性は、第１材料２２１０が第２材料２２１２よりも速い速度で切除されること、又はその逆を、もたらしうる。ポア２２３２は、研磨パッド２２００の研磨面２２０５の中にミクロンサイズ又はナノサイズのドメインを形成する、ミクロンサイズ又はナノサイズの材料でありうる。一実施形態では、ポア２２３２は、約１５０ミクロン〜約１０ミクロン未満、又はそれを下回る平均径を含みうる。

【0125】

本開示の一実施形態は、複合パッド本体を含む研磨パッドを提供する。この複合パッド本体は、第１ポリマー材料で形成された一又は複数の第１フィーチャと、第２ポリマー材料で形成された一又は複数の第２フィーチャとを含む。一又は複数の第１フィーチャ及び一又は複数の第２フィーチャは、第１ポリマー材料及び第２ポリマー材料を含む複数の層を堆積させることによって、形成される。第１フィーチャか第２フィーチャの一方は、それらの間で異なる硬度又は他の有用な材料特性を提供するために、別様に硬化される。一実施形態では、一又は複数の第１フィーチャと一又は複数の第２フィーチャとが、パッド本体全体に交互に配置される。一実施形態では、複合パッド本体の上面上に溝及び／又はチャネルが形成されるように、一又は複数の第１フィーチャは一又は複数の第２フィーチャよりも厚い。一実施形態では、一又は複数の第１フィーチャは、一又は複数の第２フィーチャによって隔てられた、複数の同心リングを備える。一実施形態では、一又は複数の第１フィーチャは、一又は複数の第２フィーチャによって囲まれた、複数の柱状体を備える。一実施形態では、一又は複数の第１フィーチャ及び一又は複数の第２フィーチャは３Ｄ印刷によって形成される。一実施形態では、研磨パッドは、エッジで１つにまとめられた２つ以上の複合パッド本体を更に含む。一実施形態では、研磨パッドは、サブパッド本体を更に含み、複合パッド本体がサブパッド本体の上に形成される。一実施形態では、一又は複数の第１フィーチャは、第３材料が内部に配置されているポアを備える。第３材料は、熱的に硬化される材料である。一実施形態では、第１ポリマー材料は第１のヤング率を有し、第２ポリマー材料は第２のヤング率を有する。一実施形態では、第１材料は第２材料よりも高い弾性率を有する。

【0126】

本書に記載の研磨パッドは円形であるが、本開示による研磨粒子は、研磨中に線形に移動するよう構成された研磨ウェブなどの、任意の適切な形状を含みうる。

【0127】

以上の説明は本開示の実施形態を対象としているが、本開示の基本的な範囲を逸脱することなく本開示の他の実施形態及び更なる実施形態が考案されてよく、本開示の範囲は、以下の特許請求の範囲によって定められる。

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図2C】

【図2D】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14A】

【図14B】

【図14C】

【図14D】

【図14E】

【図14F】

【図14G】

【図14H】

【図14I】

【図14J】

【図14K】

【図14L】

【図14M】

【図14N】

【図14O】

【図15A-15B】

【図16A-16B】

【図17A-17B】

【図18A-18B】

【図19】

【図20A】

【図20B】

【図21A】

【図21B】

【図22】