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JP6941618B2 - 付加製造で製造される形状の補正 - Google Patents

付加製造で製造される形状の補正 Download PDF

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Description

この明細書は、付加製造に関する。
集積回路は、典型的には、シリコンウェハに導電層、半導電層、又は絶縁層を連続して堆積させることによって、基板上に形成される。多種多様な製造プロセスで、基板上の層の平坦化が必要とされる。パターニングされた層のトレンチ内にビア、プラグ、及びラインを形成するために金属層を研磨するようなある種の応用では、パターニングされた層の上面が露出するまで、その上層が平坦化される。フォトリソグラフィのために誘電体層が平坦化されるような、その他の用途においては、下層の上に望ましい厚さが残るまで、上層が研磨される。
化学機械研磨（ＣＭＰ）は、認知されている平坦化方法の１つである。この平坦化方法では、典型的には、基板がキャリアヘッドに装着されることが必要になる。典型的には、基板の露出面が、回転している研磨パッドに当接するように置かれる。キャリアヘッドは、基板に制御可能な荷重をかけて、基板を研磨パッドに押し付ける。研磨粒子を伴う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。
化学機械研磨プロセスの目的の１つは、研磨均一性である。基板の異なるエリアが異なる速度で研磨される場合、基板の一部のエリアでは、材料が過剰に除去される（「過剰研磨」）か、又は、材料の除去が少なすぎる（「研磨不足」）ということになりうる。研磨パッドは、平坦化に加えて、バフ仕上げなどの仕上げ工程にも使用されうる。
研磨パッドは、典型的には、ポリウレタン材料を成型、キャスティング、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、一度に１つずつ作製されうる。キャスティングの場合、液状前駆体がキャストされ、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。
一態様では、付加製造システムを使用して研磨パッドを製造する方法は、液滴吐出によって製造される研磨パッドの望ましい形状を示すデータを受信することを含む。この望ましい形状が、研磨パッド上の研磨面と一又は複数の溝とを含むプロファイル（輪郭）を画定する。付加製造システムによって生じるプロファイルのゆがみを少なくとも部分的に補償するために、供給材料を分配する修正後のパターンを示すデータが生成され、複数層の供給材料は、修正後のパターンにしたがって、液滴吐出により分配される。
別の態様では、付加製造システムを使用して対象物を製造する方法は、液滴吐出によって製造される対象物の、望ましい形状を示すデータを受信することを含む。この望ましい形状が、上面と一又は複数の凹部とを含むプロファイルを画定する。付加製造システムによって生じるプロファイルのゆがみを少なくとも部分的に補償するために、供給材料を分配する修正後のパターンを示すデータが生成され、複数層の供給材料は、修正後のパターンにしたがって、液滴吐出により分配される。
別の態様では、コンピュータ可読媒体において有形に具現化されるコンピュータプログラム製品は、付加製造システムにおいて液滴吐出により製造される研磨パッドの望ましい形状を示すデータを受信することを、プロセッサに実行させるための指令を含む。この望ましい形状が、研磨パッド上の研磨面と一又は複数の溝とを含むプロファイルを画定する。付加製造システムによって生じるプロファイルのゆがみを少なくとも部分的に補償するために、供給材料を分配する修正後のパターンを示すデータが生成され、付加製造システムは、複数層の供給材料が、修正後のパターンにしたがって、液滴吐出により分配されるよう、実行される。
別の態様では、コンピュータ可読媒体において有形に具現化されるコンピュータプログラム製品は、付加製造システムにおいて液滴吐出により製造される対象物の、望ましい形状を示すデータを受信することを、プロセッサに実行させるための指令を含む。この望ましい形状が、上面と一又は複数の凹部とを含む、プロファイルを画定する。付加製造システムによって生じるプロファイルのゆがみを少なくとも部分的に補償するために、供給材料を分配する修正後のパターンを示すデータが生成され、付加製造システムは、複数層の供給材料が、修正後のパターンにしたがって、液滴吐出により分配されるよう、実行される。
別の態様では、付加製造システムは、製造中の研磨パッドを保持するための、プラットフォームと、プラットフォーム又は既に堆積された研磨パッドの層の上に、液滴吐出によって複数層を形成するための、プリントヘッドと、研磨パッドの望ましい形状を示すデータを受信することであって、望ましい形状が、研磨パッド上の研磨面と一又は複数の溝とを含むプロファイルを画定する、データを受信することと、付加製造システムによって生じるプロファイルのゆがみを少なくとも部分的に補償するために、供給材料を分配する修正後のパターンを示すデータを生成することと、プリントヘッドに、修正後のパターンにしたがって、液滴吐出によって複数層の供給材料を分配させることとを、実行するよう設定されたコントローラとを、含む。
別の態様では、付加製造システムは、製造中の研磨パッドを保持するための、プラットフォームと、プラットフォーム又は既に堆積された研磨パッドの層の上に、液滴吐出によって複数層を形成するための、プリントヘッドと、研磨パッド上の研磨面と一又は複数の溝とを含むプロファイルを画定する研磨パッドの望ましい形状を示す、データを受信することと、付加製造システムによって生じるプロファイルのゆがみを少なくとも部分的に補償するために、供給材料を分配する修正後のパターンを示すデータを生成することと、プリントヘッドに、修正後のパターンにしたがって、液滴吐出によって複数層の供給材料を分配させることとを、実行するよう設定された、コントローラとを、含む。
実行形態は、以下の特徴のうちの一又は複数を含みうる。
研磨パッド上の一又は複数の溝は、複数層に対して実質的に垂直な側壁によって画定されうる。一又は複数の溝のゆがみは、研磨面に対する側壁の垂直度のゆがみを含みうる。
研磨面は、複数層に実質的に平行でありうる。修正後のパターンは、付加製造システムによって生じる研磨パッドの研磨面のゆがみを少なくとも部分的に補償するよう、構成されうる。研磨パッドの研磨面のゆがみは、研磨面の平坦度のゆがみを含みうる。
研磨パッドの望ましい形状を示すデータは、複数層の供給材料を分配するパターンを示すデータを含んでよく、このパターンを示すデータは、平坦な上面を表わすデータを含む。修正後のパターンを示すデータは、平坦な上面を表わすデータに基づいて生成される、凹型上面を表わすデータを含みうる。凹型上面を表わすデータは、パターンを示すデータを使用して形成された研磨パッドの研磨面の平坦度のゆがみを少なくとも部分的に補償するよう、生成されうる。
修正後のパターンを示すデータを生成することは、研磨パッドの望ましい形状を形成するために、当初のパターンを示すデータを修正することを含みうる。当初のパターンを示すデータは、当初のパターンの補正プロファイルに基づいて修正されうる。補正プロファイルは、当初のパターンの幅を越えて延在する部分を含みうる。補正プロファイルは、少なくとも部分的にゆがみによって画定されている当初の形状と、望ましい形状との差異を特定することによって、決定されうる。当初のパターンを示すデータを修正することは、ボクセルごとに堆積される供給材料の量を修正することを含みうる。
研磨面は、少なくとも２つの溝を分離する仕切り部を含んでよく、当初のパターンを示すデータを修正することは、溝に隣接した仕切り部のエッジ部分の近位に分配される材料の第１の体積を決定することと、仕切り部の中心部分に分配される材料の第２の体積を決定することと、第２の体積が第１の体積よりも大きくなるように、第１の体積及び第２の体積に基づいて供給材料の体積分布を修正することとを、含みうる。
付加製造装置によって生じるプロファイルのゆがみは、製造中のフィーチャ上に吐出された液滴の流れによって生じるゆがみを含みうる。プロファイルのゆがみは、一又は複数の溝の深さのゆがみを含みうる。研磨パッドの望ましい形状は研磨面を画定する平面を含み、修正後のパターンは、この平面に対応する非平面部分を含みうる。非平面部分は、付加製造システムによって生じる研磨面のゆがみを少なくとも部分的に補償するよう、構成されうる。
前述のものについての利点は、以下の事項を含みうるが、それらに限定されるわけではない。研磨パッドの形状寸法がより正確に制御されることにより、研磨パッドの研磨効率が向上しうる。更に、補正プロファイルは、物品がまず形成された後に材料を除去することではなく、付加製造装置が物品（研磨パッドなど）を形成するために使用するデータを調整することによって、発生可能性があるゆがみを補償しうる。物品が付加製造装置によって形成された後の、物品の後処理の量が減少しうる。その結果として、無駄になる供給材料の量が減少し、歩留まり及びスループットが向上しうる。
この明細書に記載されている主題の一又は複数の実行形態の詳細について、添付図面及び以下の説明において明示する。その他の実現可能な特徴、態様、及び利点は、本明細書、図面、及び特許請求の範囲から自明となろう。
研磨システムの概略的な側断面図である。 付加製造装置の概略側面図である。 研磨パッドの一例の上面図である。 図３Ａの研磨パッドマークの側面図である。 物品を形成するためのプロセスのフロー図である。 望ましい形状に基づいて形成された実際の形状の一例を示す。 図５の望ましい形状の修正に基づいて形成された、実際の形状を示す。 望ましい形状に基づいて形成された実際の形状の別の例を示す。 図８Ａから図８Ｃは、分配される供給材料のパターンのビットマップ図である。 図８Ａから図８Ｃのビットマップ図を使用して形成することによって得られた形状を示す。 修正後の形状を示すデータを生成するプロセスを表す。 分配される供給材料の層の順序が調整された、分配される供給材料のパターンのビットマップ図の一例である。 ビットマップ図の一部分が、形成されるべき望ましい形状の当初の幅を越えて延在する、分配される供給材料のパターンのビットマップ図の一例である。
様々な図面における類似の参照番号及び記号表示は、類似の要素を示している。
研磨パッドを形成するために、付加製造装置が使用されうる。付加製造装置には、供給材料を分配するための初期パターンが提供されうる。初期パターンは、形成される研磨パッドの望ましい形状に対応する。初期パターンを使用して、付加製造装置によって研磨パッドが形成されても、研磨パッドの実際の形状は、研磨パッドの望ましい形状と比べて、ゆがみを含みうる。本書で説明しているように、修正後のパターンを生成して、このようなゆがみを少なくとも部分的に補正するために、付加製造装置に提供された初期パターンが、補正プロファイルによって修正されうる。ゆえに、修正後のパターンを使用して形成することによって得られる形状は、研磨パッドの望ましい形状に、よりぴったりと合致しうる。
ここで図１を参照するに、研磨システム１００は、一又は複数の基板１０４を研磨するために使用されうる、研磨パッド１０２を含む。好適な研磨装置についての説明は、参照によって開示全体が本書に援用される、米国特許第５，７３８，５７４号に見いだされうる。研磨システム１００は、回転可能なプラテン１０６であって、その上に研磨パッド１０２が置かれる、プラテン１０６を含みうる。研磨ステップにおいて、研磨液１０８（例えば研磨スラリ）が、スラリ供給ポート又はスラリ／リンス複合アーム１１０によって、研磨パッド１０２の研磨面１０３に供給されうる。研磨液１０８は、研磨粒子、ｐＨ調節剤、又は化学活性成分を含有しうる。
基板１０４は、キャリアヘッド１１２によって研磨パッド１０２に当接して保持される。キャリアヘッド１１２は、支持構造物（例えばカルーセル）から懸架されており、かつ、キャリアヘッドが軸１１６の周りで回転しうるように、キャリア駆動シャフト１１４によってキャリアヘッド回転モータに接続される。研磨液１０８の存在時の研磨パッド１０２と基板１０４との相対運動により、基板１０４の研磨がもたらされる。
図２を参照するに、一部の例では、研磨パッド１０２を形成するために、供給材料の連続層を分配する付加製造装置１２０が使用されうる。図１及び図２を参照するに、付加製造装置１２０は、研磨パッド１０２の少なくとも研磨層１２２を形成するよう、操作される。この製造プロセスでは、供給材料の薄層が漸進的に分配され、硬化される。例えば、供給材料（研磨パッド前駆体材料など）の液滴１２４が、分配器１２８（液滴吐出用プリンタなど）のノズル１２６から吐出されて、供給材料の層１３０を形成しうる。分配器１２８は、インクジェットプリンタに類似しているが、インクではなく、研磨パッド１０２を形成するための供給材料を使用する。
コントローラ１２９は、分配器１２８の分配動作を制御すると共に、適宜、ランプやレーザなどのエネルギー源１３１を使用する硬化動作を制御するよう、動作可能である。ノズル１２６は、支持体１３４上の構築エリアの任意の部分に供給材料を分配するために、支持体１３４の端から端まで平行移動する（矢印Ａで示す）。
一部の実行形態では、ノズル１２６を通って分配される供給材料が即座に硬化されうるように、ノズル１２６が支持体１３４の端から端まで平行移動するにつれて、エネルギー源１３１がノズル１２６を追跡する。一部の実行形態では、ノズル１２６が、支持体１３４の端から端まで第１スキャン方向に平行移動しつつ、供給材料を分配する際に、エネルギー源１３１はノズル１２６を導く。エネルギー源１３１は、例えば、第１スキャン方向とは逆の第２スキャン方向に、支持体１３４の端から端までスキャンされるにつれて、この分配された供給材料を硬化することが可能であり、これにより、供給材料には、エネルギー源１３１の照射に暴露される前に安定状態に到達するための、追加時間がもたらされる。一部の実行形態では、エネルギー源１３１は、ノズル１２６が支持体１３４の端から端まで第１スキャン方向に平行移動する際には、ノズル１２６を導き、かつ、エネルギー源が第１スキャン方向にスキャンされる際には、分配された供給材料を硬化するために使用される。ゆえに、既に分配された供給材料の層は、ほとんど即座に、ノズル１２６を通って別の層が分配される前に硬化されうる。一部の実行形態では、複数のエネルギー源が存在し、１つのエネルギー源１３１はノズル１２６を追跡し、１つのエネルギー源１３１はノズル１２６を導くものである。
第１層１３０ａを堆積するために、ノズル１２６は、支持体１３４の上に供給材料を吐出しうる。続いて堆積される層１３０ｂのために、ノズル１２６は、既に固化した供給材料１３２の上に吐出を行いうる。三次元研磨層１２２が完全に製造されるまで、各層１３０が固化した後に、次いで新たな層が、既に堆積された層の上に堆積される。各層は、ノズル１２６によって、コンピュータ６０で実行される３Ｄ描画コンピュータプログラムに記憶されたパターンに配置される。各層１３０は、研磨層１２２の総厚の５０％未満（例えば１０％未満、例えば５％未満、例えば１％未満）である。
研磨層１２２は、支持体１３４上に形成されうる。一部の例では、支持体１３４は、剛性ベースを含むか、又は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）の層などの可撓膜を含む。支持体１３４が可撓膜を含む場合には、支持体１３４は、研磨パッド１０２の一部分を形成する。例えば、支持体１３４は、研磨パッド１０２のバッキング層１３６（図１に示す）、又は、バッキング層と研磨層１２２との間の層を含みうる。支持体１３４が研磨パッド１０２のバッキング層１３６を含む場合、支持体１３４は、研磨パッド１０２の製造が完了した後に研磨パッド１０２から取り外されるわけではない。図１を参照するに、研磨パッド１０２は、回転可能なプラテン１０６に面しているバッキング層１３６（例えば支持体１３４）で研磨システム１００に装着される。あるいは、支持体１３４が研磨パッド１０２のバッキング層１３６を含まない場合、研磨層１２２は、研磨パッド１０２の製造が完了した後に、支持体１３４から取り外されうる。
供給材料の層１３０の固化は、重合化によって実現されうる。例えば、供給材料の層１３０はモノマーであってよく、このモノマーは、紫外（ＵＶ）硬化によってインシトゥ（その場）で重合化されうる。供給材料は堆積された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１３０の全体が堆積されてから、この層１３０全体が同時に硬化されうる。あるいは、液滴１２４は、冷却されると固化するポリマー融体でありうる。更なる実行形態では、装置１２０は、粉末層を広げ、この粉末層の上にバインダ材料の液滴を吐出することによって、研磨層１２２を作り出す。この場合、粉末は添加物（研磨粒子など）を含みうる。
一部の実行形態では、バッキング層１３６も、３Ｄ印刷プロセスによって製造されうる。例えば、バッキング層１３６と研磨層１２２とは、装置１２０によって、１つの連続工程で製造されることも可能である。研磨層１２２とは異なる硬度を有するバッキング層１３６が、異なる硬化量（例えば異なるＵＶ照射強度）を使用することによって、又は異なる材料を使用することによって、提供されうる。他の実行形態では、バッキング層１３６は、従来型のプロセスによって製造されてから、研磨層１２２に固定される。例えば、研磨層１２２は、感圧接着剤などである薄型接着層によって、バッキング層１３６に固定されうる。
一部の実行形態では、図２、図３Ａ、及び図３Ｂを参照するに、研磨層１２２が形成される時、装置１２０は、研磨層１２２に溝１３８を形成するために、供給材料の複数の部分を選択的に分配し、かつ／又は選択的に硬化させうる。溝１３８は、研磨液１０８（図１に示す）を保有しうる。溝１３８は、同心円、直線、クロスハッチング、螺旋などといった、ほぼあらゆるパターンのものでありうる。溝があるとすれば、溝１３８の間の仕切り部１４０が、研磨面１０３を画定する。例えば溝１３８間の仕切り部１４０を含む、研磨面１０３は、研磨パッド１０２の水平表面積全体の約２５〜９０％（例えば７０〜９０％）でありうる。ゆえに、溝１３８は、研磨パッド１０２の水平表面積全体の１０〜７５％（例えば１０〜３０％）を占めることがある。溝１３８間の仕切り部は、約０．１ｍｍ〜２．５ｍｍの横幅を有しうる。
図３Ａ及び図３Ｂに示している例を参照するに、一部の実行形態では、溝１３８は同心円の溝を含む。このような溝１３８は、ある一定のピッチＰを伴って、均一に離間しうる。ピッチＰは、隣接する溝１３８同士の間の径方向距離である。溝１３８間の仕切り部１４０は、幅Ｗｐを有する。各溝１３８は、溝１３８の底面１４４から延在する側壁１４２によって画定され、研磨面１０３に（例えば仕切り部１４０に）おいて終端する。各溝１３８は、深さＤｇ及び幅Ｗｇを有しうる。
側壁１４２は、研磨面１０２から下向きに、かつ、研磨面１０３に対して概して垂直に、延在しうる。そのため、側壁は、支持体１３４上に分配される供給材料の層１３０に対して、実質的に垂直になる。加えて、仕切り部１４０は、支持体１３４上に分配された供給材料の層１３０に実質的に平行に延在する。
研磨サイクルの各々により、通常、研磨面１０３が擦り減るにつれて研磨パッド１０２が薄化するという形態で、研磨パッド１０２の摩耗がもたらされる。実質的に垂直な側壁１４２を有する溝の幅Ｗｇは、研磨パッドが摩耗しても変化しない。ゆえに、概して垂直な側壁１４２により、研磨パッド１０２が、その動作寿命の全てにわたり、実質的に均一な表面積を有することが、確実になる。本書で説明しているように、研磨パッド１０２を形成するための製造プロセスは、研磨面１０３が非平面になることを防止するため（例えば、研磨面１０３の平坦度又は平面度を確保するため）、及び、側壁１４２を研磨面１０３に対して垂直なものとして製造するための、補償工程を含みうる。
溝１３８は、約０．３４ｍｍの最小幅Ｗｇを有しうる。各溝１３８は、０．３４ｍｍ〜２．７１ｍｍ（例えば約０．３８ｍｍ〜１．０２ｍｍ）の幅Ｗｇを有しうる。具体的には、溝１３８は、およそ０．５１ｍｍ又は０．６８ｍｍの幅Ｗｇを有しうる。溝１３８間のピッチＰは、約０．６８ｍｍ〜６．１０ｍｍ（例えば約２．２９ｍｍ〜５．４０ｍｍ）でありうる。具体的には、ピッチはおよそ２．０３ｍｍ又は３．０５ｍｍでありうる。溝１３８間の各仕切り部１４０は、少なくとも０．３４ｍｍの幅Ｗｐを有しうる。仕切り部の幅Ｗｐに対する溝幅Ｗｇの比率は、約０．１０〜０．４になるよう選択されうる。この比率はおよそ０．２又は０．３でありうる。
一部の実行形態では、研磨パッド１０２がバッキング層１３６を含む場合、溝１３８は、研磨層１２２を全貫通して延在することがある。一部の実行形態では、溝１３８は、研磨層１２２の厚さの約２０〜８０％（例えば４０％）を通って延在しうる。溝１３８の深さＤｇは、０．２５ｍｍ〜１ｍｍでありうる。研磨層１２２は、約１ｍｍ〜３ｍｍの厚さＴを有しうる。厚さＴは、溝１３８の底面１４４とバッキング層１３６との間の距離Ｄｐが約０．５ｍｍ〜４ｍｍになるように、選択されるべきである。具体的には、距離Ｄｐは約１ｍｍ又は２ｍｍでありうる。
図４を参照するに、研磨パッド１０２を形成するための製造プロセス２００が示されている。例えば、コントローラ１２９を含む付加製造装置１２０は、製造プロセス２００の工程を実施しうる。
工程２０２において、製造される研磨パッド１０２の望ましい形状を示すデータが受信される。望ましい形状を示すデータを含む、形状を示すデータは、二次元又は三次元のビットマップによって画定されうる。一部の実行形態では、この形状データは、コンピュータ支援設計（ＣＡＤ）モデルを表わすデータを含む。例えば、形状データが望ましい形状を示すデータに対応している場合、ＣＡＤモデルは、製造される研磨パッド１０２を表わすものになる。
一部の例では、図５を参照するに、望ましい形状は望ましいフィーチャ（特徴）３００を含む。望ましい形状を示すデータが更に操作されることがなければ、付加製造装置１２０がこの望ましい形状を形成する（例えば、供給材料を分配し、かつ、供給材料を硬化させるか又はその硬化を可能にして、望ましい形状を形成する）時に、望ましいフィーチャ３００を含む望ましい形状を示すデータに基づいて、実際のフィーチャ３１０が形成されうる。例えば、長方形の望ましいフィーチャ３００を形成するために、分配器１２８は、供給材料の複数の平行な層１３０を分配するよう制御される。各層では、供給材料の、長方形の望ましいフィーチャ３００の幅に対応する均一な幅を有する選択された部分が、硬化される。
この分配及び硬化のプロセスにおいて、材料特性及び付加製造装置１２０の分解能（ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ）により、実際のフィーチャ３１０のエッジが不必要に丸みを帯びるか、又は斜角化するということが起こりうる。詳細には、供給材料の層１３０が、望ましい形状を示すデータに基づいて決定された当初のパターンにしたがって分配されても、結果として得られる形状は、実際のフィーチャ３１０に関して図示しているように、丸み又は斜角を含む。図５に示しているように、望ましいフィーチャ３００の上面３０２は平面であるが、それに対応する、実際のフィーチャ３１０の上面３１２は非平面である。上面３１２に対する斜角化の影響により、望ましいフィーチャ３００の側部エッジ３０４ａ、３０４ｂは、付加製造装置１２０によって形成される実際のフィーチャの実際の側部エッジ３１４ａ，３１４ｂよりも長い、長さを有することになる。望ましいフィーチャ３００は、溝１３８間の仕切り部１４０（図３Ａ及び図３Ｂに示す）に対応しうる。そのため、上面３１２に対する丸み又は斜角化の影響により、仕切り部１４０によって画定される研磨面１０３が非平面になりうる。何らかの特定の理論に限定されるものではないが、既に堆積された層の上に吐出される供給材料の液体液滴（例えば、液体のパッド前駆体材料）は、例えば、濡れ性によって広がり、フィーチャ３００の側部を流れ落ちて、丸みをもたらすことがある。
この丸み又は斜角化の影響を低減するために、望ましい形状を示すデータは修正されうる。そのため、図４を再度参照するに、工程２０４において、研磨パッドのゆがみを補償するための、供給材料を分配する修正後のパターンを示すデータが、生成されるか、又は受信される。このゆがみは、研磨パッド１０２の研磨面１０３のゆがみを含む。このようなゆがみは、場合によっては、本書で説明しているように、付加製造装置１２０によって生じる。供給材料を分配する修正後のパターンは当初のパターンとは異なっており、修正後のパターンは、望ましいフィーチャと比べての、実際のフィーチャ３１０におけるゆがみを明らかにするものである。そのため、一部の実行形態では、修正後のパターンを示すデータは、実際のフィーチャ３１０と望ましいフィーチャ３００との間の相違に基づいて決定される。
例えば、図６に示しているように、修正後の形状を示すデータは、修正後のフィーチャ３２０を示すデータを含む。望ましいフィーチャ３００の上面３０２が平面であっても、当初のパターンから形成された実際のフィーチャ３１０の上面３１２のゆがみを補償するために、修正後のフィーチャ３２０の上面３２２は非平面になる。修正後のフィーチャ３２０は、望ましいフィーチャ３００と実際のフィーチャ３１０との間の相違に基づいて決定される。修正後のフィーチャ３２０の上面３２２は、実際のフィーチャ３１０の上面３１２の凸性を補償するために、凹型になる。そのため、修正後の形状を示すデータは、望ましい形状を示すデータと、当初のパターンを使用して形成される実際の形状を示すデータとの組み合わせに基づいて、決定される。
図４を再度参照するに、工程２０６において、供給材料の層１３０が、修正後のパターンにしたがって、液滴吐出により分配される。結果として得られる実際のフィーチャ３３０は、供給材料を分配するための修正後のパターンを示すデータに基づいて形成され、この修正後のパターンは、修正後の形状を示すデータに基づいて決定される。
分配器１２８が、修正後のパターンを示すデータにしたがって供給材料の層１３０を分配するよう制御されると、供給材料の層１３０の、硬化される、選択される部分のサイズ及び形状は、フィーチャの高さによって変動しうる。このことは、望ましいフィーチャ３００の幅が層ごとに変わらないので硬化される供給材料の選択される部分も層ごとに変わらない、実際のフィーチャ３１０を形成するためのプロセスとは、対照的である。修正後のフィーチャ３２０は、層ごとに変動する幅を有する、凹部３２６を含む。凹部３２６を形成するよう供給材料を分配するための修正後のパターンは、望ましいフィーチャ３００の上部を形成するための、当初のパターンの対応する部分とは異なっており、修正後のパターン向けに選択される、供給材料の層１３０の硬化される部分の幅及び形状は、変動する。幅及び形状のこのような変動が、実際のフィーチャ３１０に存在するゆがみを補償し、それにより、修正後のパターンを使用して形成することによって得られる実際のフィーチャ３３０の凸性は、当初のパターンを使用して形成された実際のフィーチャ３１０と比べて減少した。例えば、実際のフィーチャ３１０の上面３１２と比較して、実際のフィーチャ３３０の上面３３２の平坦度及び平面度は向上した。供給材料がどこに分配され、どこで硬化されるかを、意図的に制御することによって、修正後のパターンによって規定されるこの補正は、結果として得られる研磨パッド１０２の形状を、研磨パッド１０２の当初の望ましい形状に、より良好に合致させうる。
例えば、コントローラ１２９が、データオブジェクト（例えば、初期の又は将来のビットマップを特定する、コンピュータ支援設計（ＣＡＤ）対応型ファイル）を受信しうる。このデータオブジェクトは、非一過性のコンピュータ可読媒体に記憶されうる。コントローラ１２９は、望ましいビットマップに基づいて、丸み又は斜角化を減少させるフィーチャを含む、修正後のビットマップを生成するよう、プログラムされうる。ゆえに、修正後のビットマップを使用して研磨パッド１０２が製造されると、この研磨パッドは、望ましい設計によりぴったりと合致する。
図７は、望ましいフィーチャ４００、並びに、望ましいフィーチャ４００を示すデータにしたがって決定された分配及び硬化のパターンに基づいて形成された、実際のフィーチャ４１０の、別の例を示している。この特定の例では、望ましいフィーチャ４００は、６８０μｍの幅と５００μｍの高さとを有していたが、その他の寸法は、実装されるプロセスにおいて適切なものになる。図示しているように、実際のフィーチャ４１０は、非平面の上面と、傾いた側壁とを有していた。
望ましいフィーチャ４００は、幅が変動しないフィーチャ（例えば、研磨パッド１０２の溝１３８を分離する仕切り部１４０）である。仕切り部１４０の幅が変動しないことで、ウエハ間の研磨均一性が向上しうる。更に、研磨パッド１０２の研磨効率は、研磨面１０３の平坦度に依存するものでありうる。本書に記載のプロセスを使用することで、修正後のパターンを示すデータは、修正後のパターンを使用して形成することによって得られる実際のフィーチャが、望ましいフィーチャ４００によりぴったりと合致するように、生成されうる。詳細には、修正後のパターンは、本書に記載のプロセスを使用して決定された追加の補正プロファイルを伴う当初のパターンに対応する。追加の補正プロファイルにより、当初のパターンを使用して形成される実際のフィーチャ４１０の歪みが補償される。
図８Ａから図８Ｃの例は、供給材料を分配し、硬化させるために付加製造装置１２０によって使用される、形状を示すデータを表わしている。一部の実行形態では、本書に記載の形状を示すデータは、形成されるべき形状又は形成された形状の、ビットマップ図を含む。ビットマップの各ビットは、形成される研磨パッド１０２のフィーチャのボクセルに対応しうる。例えば、図８Ａは、望ましいフィーチャ４００に基づいて生成された、ビットマップ図５００を示している。図８Ｂ及び図８Ｃは、実際のフィーチャ４１０のゆがみを補償するために生成された、ビットマップ図５０２，５０４を示している。ゆえに、ビットマップ部５０２，５０４は、望ましいフィーチャ４００及び実際のフィーチャ４１０に基づいて生成された、修正後のフィーチャを表わす。ビットマップ図５０２，５０４は、実際のフィーチャ４１０の凸性を補償する修正後のフィーチャの凹性に近似するよう、階段状部分５０６，５０８を含む。階段状部分５０６が近似している凹性は、階段状部分５０８が近似している凹性よりも小さい。
図９は、ビットマップ図５００，５０２，５０４のそれぞれに概して対応している修正後のパターンを使用して形成することで得られる、実際のフィーチャ５１０，５１２，５１４を示している。実際のフィーチャ５１０，５１２，５１４はそれぞれ、可変幅部分５１６，５１８，５２０を含み、実際のフィーチャ５１０の可変幅部分が最大の高さを有している。可変幅部分５１８は、可変幅部分５２０を上回る高さを有する。ゆえに、ビットマップ図５００を使用して形成される実際のフィーチャ５１０のゆがみを補償する幅が一定ではないパターンを含む、ビットマップ図５０２，５０４を通じて、一定の幅がより容易に実現されうる。
図１０は、修正後のフィーチャを決定し、ひいては、望ましいフィーチャにより良好に合致するフィーチャを形成するよう供給材料を分配するために用いられる修正後のパターンを決定する、例示的なプロセスを示している。実際の形状が、望ましい形状６００を表わすデータに基づいて（例えば、本書で説明している付加製造装置１２０を使用して）形成され、次いで、実際の形状の測定された形状６０２を表わすデータが決定される。測定された形状６０２を表わすデータは、例えば、実際の形状の高さプロファイルを測定するための共焦点レーザ顕微鏡を使用して、決定されうる。次いで、測定された形状６０２と望ましい形状６００との間の差異６０４を表わすデータが決定される。差異６０４は、望ましい形状６００と比べての、測定された形状６０２のゆがみ及び／又は実際の形状のゆがみを示すものでありうる。差異６０４は、望ましい形状６００から測定された形状６０２を取り除いたものに対応しうる。差異６０４を表わすデータは、例えば、測定された形状６０２の、望ましい形状６００に合致しない部分を表わす。
反転された差異６０６を表わすデータが、差異６０４を表わすデータに基づいて決定される。反転された差異６０６を表わすデータは、差異６０４を補完するものであり、これによって、測定された形状６０２のゆがみが補償される。一部の実行形態では、反転された差異６０６を表わすデータを形成するために、反転された差異は１〜３倍の範囲内でスケールされうる。反転された差異６０６は、当初の望ましい形状６００を修正するために使用される補正プロファイルに対応する。そのため、修正後の形状６０８を表すデータを形成するために、反転された差異６０６を表わすデータが、望ましい形状６００を表わすデータに追加される。この例で説明しているデータは、本書に記載のビットマップに対応しうる。
コントローラ（コントローラ１２９など）は、デジタル電子回路において、又はコンピュータのソフトウェア、ファームウェア、若しくはハードウェアにおいて、又はそれらの組み合わせにおいて、実装されうる。コントローラは、一又は複数のコンピュータプログラム製品、すなわち、情報キャリアにおいて（例えば、非一過性のマシン可読記憶媒体又は伝播信号において）有形に具現化され、データ処理装置（例えば、プログラマブルプロセッサ、コンピュータ、又は、複数のプロセッサ若しくはコンピュータ）によって実行されるか、又は、かかるデータ処理装置の動作を制御するための、一又は複数のコンピュータプログラムを、含みうる。コンピュータプログラム（プログラム、ソフトウェア、ソフトウェアアプリケーション、又はコードとしても既知である）は、コンパイラ型又はインタープリタ型の言語を含む、任意の形態のプログラミング言語で書かれてよく、かつ、任意の形態で展開されうる（スタンドアロンプログラムとして、又は、モジュール、コンポーネント、サブルーチン、若しくは、演算環境での使用に適したその他のユニットとして、展開されることを含む）。コンピュータプログラムは、１つの場所の１台のコンピュータで実行されるよう、又は、複数の場所に分散され、通信ネットワークによって相互接続された複数のコンピュータで実行されるよう、展開されうる。
この明細書に記載のプロセス及び論理フローは、入力データで動作すること及び出力を生成することによって機能を実施するよう一又は複数のコンピュータプログラムを実行する、一又は複数のプログラマブルプロセッサによって実施されうる。プロセス及び論理フローは、特殊用途論理回路（例えば、ＦＰＧＡ（フィールドプログラマブルゲートアレイ）、又はＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路））によって実施されることも可能であり、かつ、装置が、かかる特殊用途論理回路として実装されることもある。
上述のシステムのコントローラ１２９及びその他の演算デバイス部分は、データオブジェクト（例えば、供給材料が各層として形成されるべきパターンを特定する、コンピュータ支援設計（ＣＡＤ）対応型ファイル）を記憶するための、非一過性のコンピュータ可読媒体を含みうる。例えば、このデータオブジェクトは、ＳＴＬフォーマットのファイル、３Ｄ製造フォーマット（３ＭＦ）のファイル、又は、付加製造ファイルフォーマット（ＡＭＦ）のファイルであることが可能である。例えば、コントローラは、遠隔コンピュータからデータオブジェクトを受信することもある。例えばファームウェア又はソフトウェアによって制御されている、コントローラ１２９のプロセッサは、コンピュータから受信したデータオブジェクトを解釈して、望ましいパターンに各層を堆積させ、かつ／又は硬化させるよう、付加製造装置１２０の構成要素を制御するために必要な、信号の組を生成しうる。
いくつかの実行形態について説明してきた。それでもやはり、様々な変更が行われうることが理解されよう。
一部の実行形態では、図１２を参照するに、補正プロファイルが、当初の望ましいフィーチャの幅を越えて延在する部分を含む。修正後のビットマップ図８００は、望ましいフィーチャのビットマップ図５００の幅を越えて延在している、突出部分８０２を含む。突出部分８０２は、例えば供給材料の最上層を用いて、分配される。供給材料の最上層の下にある複数層の供給材料は、分配中の材料のロールオフにより、幅拡張されうる。その結果として、図７を簡単に参照するに、供給材料の複数の下層が、望ましいフィーチャの幅よりも広い幅を有する、幅拡張部分４０２を画定する。突出部分８０２は、幅拡張部分４０２の可変幅を補償し、かつ、幅拡張部分４０２におけるフィーチャの幅の不変性を向上させるために、幅拡張部分４０２の上部に分配される供給材料に対応しうる。
図８Ｂ及び図８Ｃに示している手法は、供給材料の一又は複数の追加の層を堆積させて、望ましい高さを下回っているフィーチャの高さを補償するためのものである。例えば、供給材料の一又は複数の追加の層が、丸み又は斜角化が発生する領域内に堆積されうる。しかし、代替的又は追加的には、１つの層に堆積される供給材料の量により、望ましい高さを下回っているフィーチャの高さが補償される。例えば、フィーチャの高さが望ましい高さを下回っている（例えば、丸み又は斜角化が発生する）領域内にあるボクセルについて、吐出される液滴のサイズ、又は液滴の数を増大させることが可能である。
一部の実行形態では、供給材料の体積分布は、液滴１２４が分配される場所に応じて修正される。供給材料の液滴１２４の体積は、分配工程中に変動する。例えば、図６を再度参照するに、フィーチャのエッジ３２２ａ，３２２ｂを形成するための液滴１２４の体積は、フィーチャの内側部分３２２ｃを形成するための液滴１２４の体積を下回りうる。コントローラ１２９は、供給材料の材料特性に基づいて、エッジ３２２ａ，３２２ｂを形成するのに適切な重量、及び、内側部分３２２ｃを形成するのに適切な重量を決定する。供給材料のロールオフを最小化するために、分配器１２８は、より少ない供給材料を分配しうる。分配器１２８が動いてフィーチャの内側部分３２２ｃを形成する際には、液滴の体積が増大する。一部の実行形態では、液滴１２４の体積により、フィーチャのエッジ３２２ａ，３２２ｂから中心までの勾配が画定される。この種の体積制御は、供給材料の濡れ性効果に応じて、エネルギー源１３１（もしあれば）が動作している時に硬化される供給材料の量を調節するために、使用されうる。例えば、エネルギー源１３１が、分配された供給材料の種々の部分を硬化させるために、支持体１３４の端から端までスキャンされる場合、滴体積制御により、エネルギー源１３１の通過ごとの供給材料のロールオフを減少させると共に、フィーチャのエッジ３２２ａ，３２２ｂに吐出される供給材料を増加させて、本書に記載の斜角化の影響を低減することが、可能になりうる。
一部の実行形態では、複数種の供給材料が分配される。付加製造装置１２０は、例えば２つ以上の分配器を含み、各分配器が別種の供給材料を分配する。場合によっては、単一の分配器（分配器１２８など）が、複数種の供給材料を受容し、この複数種の供給材料の混合物を分配する。第１の種類の供給材料の特性は、第２の種類の供給材料の特性とは異なっていることがあるので、第１の種類の供給材料を分配するための当初のパターンに対する修正は、第２の種類の供給材料を分配するための当初のパターンに対する修正よりも多く又は少なくスケールすることを、含みうる。あるいは、液滴の重量が制御されるのであれば、第１の種類の供給材料の液滴の重量は、第２の種類の供給材料の液滴の重量よりも重く又は軽くなるよう、制御されうる。場合によっては、第１の種類の供給材料の液滴のサイズが、第２の種類の供給材料の液滴のサイズよりも大きく又は小さくなるよう、制御されうる。
一部の実行形態では、複数種の供給材料は、例えば研磨層１２２とバッキング層１３６とを形成するために、研磨パッド１０２の種々の部分を形成するか、又は、例えば研磨特性が研磨面の端から端まで横方向に変動する研磨層を提供するために、研磨層１２２の種々の部分を形成する。第２の種類の供給材料は、第１の種類の供給材料と比べて第２の種類の供給材料の特性を変化させる添加物を有する、第１の種類の供給材料を含みうる。この添加物は、例えば、ゼータ電位や親水性などといった未硬化の供給材料の特性を調整しうる、界面活性剤を含む。
供給材料の層の各層の厚さ、及び、ボクセルの各々のサイズは、実行形態ごとに変動しうる。一部の実行形態では、支持体１３４上に分配が行われる時に、各ボクセルは、例えば１０μｍ〜５０μｍ（１０μｍ〜３０μｍ，２０μｍ〜４０μｍ，３０μｍ〜５０μｍ，およそ２０μｍ，およそ３０μｍ，又はおよそ５０μｍなど）の幅を有しうる。各層は、所定の厚さを有しうる。この厚さは、例えば、１〜８０ｕｍ、例としては２〜４０μｍ（２μｍ〜４μｍ，５μｍ〜７μｍ，１０μｍ〜２０μｍ，２５μｍ〜４０μｍなど）でありうる。
研磨パッドの製造に関連して方法及び装置について説明してきたが、この方法及び装置は、付加製造によるその他の物品の製造にも適合しうる。この場合、研磨面ではなく、製造されている物体の単なる上面が存在し、この上面に凹部が存在することになる。修正後のパターンは、少なくとも部分的に、付加製造システムによって生じるゆがみを補償しうる。
加えて、液滴吐出による製造に関連して方法及び装置について説明してきたが、この方法と装置は、その他の付加製造技術（例えば、粉末の選択的分配とその後の焼結）による製造にも適合しうる。
したがって、他の実行形態も特許請求の範囲に含まれる。

Claims (14)

  1. 付加製造システムを使用して研磨パッドを製造する方法であって、
    液滴吐出によって製造される前記研磨パッドの望ましい形状を示すデータを受信することであって、前記望ましい形状が、前記研磨パッド上の研磨面と一又は複数の溝とを含むプロファイルを画定する、データを受信することと、
    前記付加製造システムによって生じる前記プロファイルのゆがみを少なくとも部分的に補償するために、供給材料を分配する修正後のパターンを示すデータを生成することと、
    前記修正後のパターンにしたがって、液滴吐出により、複数層の前記供給材料を分配することとを含み、
    前記付加製造システムによって生じる前記プロファイルの前記ゆがみが、製造中のフィーチャ上に吐出された液滴の流れによって生じるゆがみを含む、方法。
  2. 前記研磨パッド上の前記一又は複数の溝が、前記複数層に対して実質的に垂直な側壁によって画定され、前記一又は複数の溝のゆがみが、前記研磨面に対する前記側壁の垂直度のゆがみを含む、請求項１に記載の方法。
  3. 前記研磨面が前記複数層に実質的に平行であり、前記研磨パッドの前記研磨面のゆがみが、前記研磨面の平坦度のゆがみを含む、請求項１に記載の方法。
  4. 前記研磨パッドの前記望ましい形状が、前記研磨面を画定する平面を含み、前記修正後のパターンが、前記平面に対応する非平面部分を含み、前記非平面部分は、前記付加製造システムによって生じる前記研磨面のゆがみを、少なくとも部分的に補償するよう構成される、請求項１に記載の方法。
  5. 非一過性のコンピュータ可読媒体において有形に具現化されるコンピュータプログラム製品であって、プロセッサに、
    付加製造システムにおいて液滴吐出によって製造される研磨パッドの望ましい形状を示すデータを受信することであって、前記望ましい形状が、前記研磨パッド上の研磨面と一又は複数の溝とを含むプロファイルを画定する、データを受信することと、
    前記付加製造システムによって生じる前記プロファイルのゆがみを少なくとも部分的に補償するために、供給材料を分配する修正後のパターンを示すデータを生成することと、
    前記付加製造システムに、前記修正後のパターンにしたがって、液滴吐出により、複数層の前記供給材料を分配させることとを、実行させるための指令を含み、
    前記付加製造システムによって生じる前記プロファイルの前記ゆがみが、製造中のフィーチャ上に吐出された液滴の流れによって生じるゆがみを含む、コンピュータプログラム製品。
  6. 前記研磨パッドの前記望ましい形状を示す前記データが、前記複数層の供給材料を分配するパターンを示すデータを含み、前記パターンを示す前記データは、平坦な上面を表わすデータを含み、
    前記修正後のパターンを示す前記データが、前記平坦な上面を表わす前記データに基づいて生成される凹型上面を表わすデータを含む、請求項５に記載のコンピュータプログラム製品。
  7. 前記凹型上面を表わす前記データが、前記パターンを示す前記データを使用して形成された前記研磨パッドの研磨面の平坦度のゆがみを少なくとも部分的に補償するために生成される、請求項６に記載のコンピュータプログラム製品。
  8. 前記修正後のパターンを示す前記データを生成するための前記指令が、前記研磨パッドの前記望ましい形状を形成するために、当初のパターンを示すデータを修正するための指令を含む、請求項５に記載のコンピュータプログラム製品。
  9. 前記当初のパターンを示す前記データが、前記当初のパターンに対する補正プロファイルに基づいて修正される、請求項８に記載のコンピュータプログラム製品。
  10. 前記補正プロファイルが、前記当初のパターンの幅を越えて延在する部分を含む、請求項９に記載のコンピュータプログラム製品。
  11. 前記補正プロファイルが、前記ゆがみによって少なくとも部分的に画定されている当初の形状と、前記望ましい形状との間の差異を特定することによって決定される、請求項９に記載のコンピュータプログラム製品。
  12. 前記当初のパターンを示す前記データを修正するための前記指令が、ボクセルごとに堆積される前記供給材料の量を修正するための指令を含む、請求項８に記載のコンピュータプログラム製品。
  13. 前記当初のパターンが、少なくとも２つの溝を分離させる仕切り部を含む研磨面を表わすデータを含み、前記当初のパターンを示す前記データを修正するための前記指令が、
    前記溝に隣接した前記仕切り部のエッジ部分の近位に分配される材料の第１の体積を決定するため、
    前記仕切り部の中心部分に分配される材料の第２の体積を決定するため、及び、
    前記第２の体積が前記第１の体積よりも大きくなるように、前記第１の体積及び前記第２の体積に基づいて前記供給材料の体積分布を修正するための指令を含む、請求項８に記載のコンピュータプログラム製品。
  14. 付加製造システムであって、
    製造中の研磨パッドを保持するための、プラットフォームと、
    前記プラットフォーム、又は前記研磨パッドの既に堆積された層の上に、液滴吐出によって複数層を形成するための、プリントヘッドと、
    前記研磨パッドの望ましい形状を示すデータを受信することであって、前記望ましい形状が、前記研磨パッド上の研磨面と一又は複数の溝とを含むプロファイルを画定する、データを受信することと、
    前記付加製造システムによって生じる前記プロファイルのゆがみを少なくとも部分的に補償するために、供給材料を分配する修正後のパターンを示すデータを生成することと、
    前記プリントヘッドに、前記修正後のパターンにしたがって、液滴吐出により、複数層の前記供給材料を分配させることとを、実行するよう設定されたコントローラとを備え、
    前記付加製造システムによって生じる前記プロファイルの前記ゆがみが、製造中のフィーチャ上に吐出された液滴の流れによって生じるゆがみを含む、
    付加製造システム。
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