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KR20040012611A - Conductive polishing article for electrochemical mechanical polishing - Google Patents

Conductive polishing article for electrochemical mechanical polishing Download PDF

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KR20040012611A
KR20040012611A KR1020030053639A KR20030053639A KR20040012611A KR 20040012611 A KR20040012611 A KR 20040012611A KR 1020030053639 A KR1020030053639 A KR 1020030053639A KR 20030053639 A KR20030053639 A KR 20030053639A KR 20040012611 A KR20040012611 A KR 20040012611A
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KR
South Korea
Prior art keywords
conductive
ball
housing
abrasive
disposed
Prior art date
Application number
KR1020030053639A
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Korean (ko)
Inventor
폴디. 버터필드
리앙-유 첸
용키 휴
안토니피. 매넨스
라시드 마브리브
스탠디. 티사이
펭큐. 리유
랄프 와덴스웨일러
Original Assignee
어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US10/211,626 external-priority patent/US7125477B2/en
Priority claimed from US10/210,972 external-priority patent/US7303662B2/en
Application filed by 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 filed Critical 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
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Abstract

PURPOSE: A conductive polishing article for electrochemical mechanical polishing is provided to planarize a layer on a substrate by using electrochemical deposition techniques, electrochemical dissolution techniques, polishing techniques, and/or combinations thereof. CONSTITUTION: A ball assembly includes a housing, an annular seat, a ball, a conductive adapter, and a contact member. The housing has an interior passage. The annular-seat is extended into the interior passage at the first end of the housing. The ball is disposed in the housing and is prevented by the annular seat from exiting the housing. The conductive adapter is coupled to the second end of the housing. The contact element is electrically coupled to the adapter and the ball.

Description

전기화학적 기계적 연마를 위한 전도성 연마 부품{CONDUCTIVE POLISHING ARTICLE FOR ELECTROCHEMICAL MECHANICAL POLISHING}Conductive abrasive parts for electrochemical mechanical polishing {CONDUCTIVE POLISHING ARTICLE FOR ELECTROCHEMICAL MECHANICAL POLISHING}

본 발명은 기판 표면을 평탄화하기 위한 제조 부품 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to manufacturing components and apparatus for planarizing a substrate surface.

서브쿼터 미크론 다단계 피복법(sub-quarter micro multi-level metallization)은 차세대의 극초대규모 집적회로(ULSI)를 위한 핵심 기술들 중의 하나이다. 이 기술의 핵심을 차지하는 다단형 인터커넥트들(interconnects)은 접촉부들, 비아들, 라인들 및 다른 피처들(features)을 포함하여, 높은 종횡비(aspect ratio)의 소구멍에 형성되는 인터커넥트 피처를 평탄화하는 것을 필요로 한다. 이들 인터커넥트 피처들을 신뢰할 정도로 형성하는 것은 극초대규모 집적회로의 성공에 매우 중요하고, 개개의 기판 및 다이에 대한 회로 밀도와 품질을 증가시키려는 지속적인 노력에 매우 중요하다.Sub-quarter micro multi-level metallization is one of the key technologies for the next generation of ultra-large scale integrated circuits (LSL). Multistage interconnects, which form the core of this technology, include contacts, vias, lines, and other features to planarize interconnect features formed in high aspect ratio small pores. in need. Reliable formation of these interconnect features is critical to the success of ultra-large scale integrated circuits and critical to ongoing efforts to increase circuit density and quality for individual substrates and dies.

집적 회로와 기타 전자 소자를 제조하는 경우, 전도성 재료, 반전도성(半傳導性) 재료 및 유전성(誘傳性) 재료로 된 다수의 층들이 기판의 표면에 증착되거나 제거된다. 전도성 재료, 반전도성 재료 및 유전성 재료로 된 얇은 층들이 많은 증착 기법에 의해 증착될 수 있다. 현대의 프로세싱에 사용되는 통상적인 증착 기법으로는 스퍼터링으로서도 알려져 있는 물리 기상 증착법(PVD), 화학 기상 증착법(CVD), 플라즈마 지원 화학 기상 증착법(PECVD), 전해 도금(ECP)이 있다.In the manufacture of integrated circuits and other electronic devices, a number of layers of conductive material, semiconducting material and dielectric material are deposited or removed on the surface of the substrate. Thin layers of conductive material, semiconducting material and dielectric material can be deposited by many deposition techniques. Conventional deposition techniques used in modern processing include physical vapor deposition (PWD), chemical vapor deposition (CHD), plasma assisted chemical vapor deposition (PECD), and electrolytic plating (ECP), also known as sputtering.

여러가지 재료로 된 층들이 순차적으로 증착되고 제거됨에 따라, 기판의 최상부면은 그 표면을 가로질러 평탄하지 않게 될 수 있으므로 평탄화를 필요로 한다. 표면을 평탄화하거나, 표면을 "연마(polishing)"하는 것은 기판의 표면으로부터 재료가 제거되어 전체적으로 균일하고 평탄한 표면을 형성하는 공정이다. 이 평탄화는 바람직하지 못한 표면 형태와, 예컨대 거친 표면, 응집된 재료, 결정 격자 손상, 흠집(scartch)과 같은 표면 결함과, 오염된 층 또는 재료를 제거하는 데에 유용하다. 또한, 평탄화는 피처들을 채우는 데에 사용되고, 후속하는 다단계의 피복법 및 프로세싱을 위해 균일한 표면을 제공하는 데에 사용된 과잉 증착 재료를 제거함으로써 기판에 피처를 형성하는 데에도 유용하다.As layers of various materials are sequentially deposited and removed, the top surface of the substrate may become uneven across its surface and needs planarization. Planarizing or "polishing" the surface is a process by which material is removed from the surface of the substrate to form an overall uniform and flat surface. This planarization is useful for removing undesirable surface morphologies and surface defects such as, for example, rough surfaces, agglomerated materials, crystal lattice damage, scartch, and contaminated layers or materials. Planarization is also useful for forming features in substrates by removing excess deposition material used to fill features and to provide a uniform surface for subsequent multi-step coating and processing.

화학 기계적 평탄화, 즉 화학 기계적 연마(CMP)는 기판을 평탄화하는 데에 사용되는 통상적인 기법이다. CMP는 기판으로부터 재료를 선택적으로 제거하기 위해 화학적 조성물, 통상적으로는 슬러리 또는 기타 유체 매체를 사용한다.종래의 CMP 기법에서, 기판 캐리어 또는 연마 헤드는 캐리어 조립체에 장착되고 나서, CMP 장치의 연마 패드와 접촉 상태로 위치 조정된다. 이 캐리어 조립체는 기판에 제어 가능한 압력을 제공하여 기판을 연마 패드 쪽으로 가압한다. 이 패드는 외부의 구동력에 의해 기판에 대해 상대적으로 움직인다. CMP 장치는 화학적 처리와 기계적 처리 중의 적어도 하나와, 기판의 표면으로부터 재료의 최종적인 제거를 수행하기 위해 연마 조성물을 분산시키는 동안, 기판의 표면과 연마 패드 사이에서 연마 또는 러빙(rubbing) 운동을 수행한다.Chemical mechanical planarization, or chemical mechanical polishing (CPM), is a common technique used to planarize a substrate. The CMP uses a chemical composition, typically a slurry or other fluid medium, to selectively remove material from the substrate. In conventional CPM techniques, the substrate carrier or polishing head is mounted to a carrier assembly and then the polishing pad of the CPM device. It is positioned in contact with. This carrier assembly provides controllable pressure to the substrate to press the substrate toward the polishing pad. This pad is moved relative to the substrate by an external driving force. The CMP apparatus performs polishing or rubbing motion between the surface of the substrate and the polishing pad while dispersing the polishing composition to perform at least one of chemical and mechanical treatment, and final removal of material from the surface of the substrate. do.

집적 회로를 제조하는 데에 차츰 많이 사용되는 하나의 재료는 구리이며, 이는 구리의 바람직한 전기적 특성들 때문이다. 그러나, 구리는 자체의 특별한 제조 문제점들을 가지고 있다. 예를 들면, 구리를 패터닝하고 에칭하는 것이 어려워서, 새로운 공정 및 기법들, 가령 다마신(damascene) 또는 듀얼 다마신 공정이 구리 기판 피처를 형성하는 데에 사용되고 있다.One material that is increasingly used in the manufacture of integrated circuits is copper, because of the desirable electrical properties of copper. However, copper has its own special manufacturing problems. For example, it is difficult to pattern and etch copper, so new processes and techniques, such as a damascene or dual damascene process, are being used to form copper substrate features.

다마신 공정에서, 피처는 유전성 재료 내에 형성되고 나서, 구리로 채워진다. 낮은 유전 상수, 즉 약 3 이하의 유전 상수를 가진 유전성 재료가 구리 다마신의 제조에 사용되고 있다. 장벽층 재료들이 구리 재료를 증착하기 전에 유전층 내에 형성된 피처들의 표면들에 균일하게 증착된다. 다음에, 구리 재료는 장벽층과 주변 영역 상에 증착된다. 그러나, 피처를 구리로 채우는 것은 대개의 경우 유전성 재료 내에 구리 충전 피처를 형성하고 나서, 후속 프로세싱을 위한 기판 표면을 준비하기 위해 제거되어야만 하는 기판 표면에 구리 재료의 과잉 또는 과도 적재에 이르게 한다.In the damascene process, the features are formed in the dielectric material and then filled with copper. Dielectric materials with low dielectric constants, ie, dielectric constants of about 3 or less, are used in the production of copper damascene. Barrier layer materials are deposited uniformly on the surfaces of the features formed in the dielectric layer prior to depositing the copper material. Next, a copper material is deposited on the barrier layer and the surrounding area. However, filling the feature with copper usually results in the formation of a copper filled feature in the dielectric material and then overloading or overloading the copper material on the substrate surface that must be removed to prepare the substrate surface for subsequent processing.

구리 재료를 연마할 때 등장하는 도전들 중의 하나는 전도성 재료와 장벽층 사이의 계면이 일반적으로 평탄하지 않게 되고, 잔류 구리 재료가 비평탄한 계면에 의해 형성된 불규칙한 부분에 남게 된다. 또한, 전도성 재료와 장벽(障壁) 재료는 종종 기판 표면으로부터 상이한 비율로 제거되며, 이들 전도성 재료와 장벽 재료 양자는 기판 표면에 잉여물로서 남게 되는 과잉 전도성 재료에 이를 수 있다. 이 외에도, 기판 표면은 그 내부에 형성된 피처의 밀도 또는 크기에 따라 상이한 표면 형태를 가질 수 있다. 구리 재료는 기판 표면의 상이한 표면 형태를 따라 상이한 제거율로 제거되며, 이는 기판 표면에 대한 구리의 효과적인 제거와 기판 표면의 최종 평탄도를 달성하는 것을 곤란하게 만든다.One of the challenges emerging when polishing copper material is that the interface between the conductive material and the barrier layer is generally uneven and the residual copper material remains in irregular portions formed by the non-flat interface. In addition, conductive materials and barrier materials are often removed at different rates from the substrate surface, and both of these conductive materials and barrier materials may lead to excess conductive material that remains as a surplus on the substrate surface. In addition, the substrate surface may have a different surface shape depending on the density or size of the features formed therein. Copper material is removed at different removal rates along different surface shapes of the substrate surface, which makes it difficult to achieve effective removal of copper relative to the substrate surface and final flatness of the substrate surface.

기판 표면으로부터 원하는 구리 재료 전부를 제거할 하나의 해결책은 기판 표면을 과잉 연마하는 것이다. 그러나, 일부 재료를 과잉 연마하는 것은 표면 형태적 결함, 예컨대 디싱(dishing)이라고 불리는 피처의 오목부 또는 함몰부의 형성, 또는 침식이라고 불리는 유전성 재료의 과도한 제거에 이른다. 디싱 및 침식으로 인한 표면 형태적 결함은 추가 재료들, 예컨대 이것들 아래에 배치된 장벽층의 불균일한 제거에 이를 수도 있고, 덜 바람직한 연마 품질을 가진 기판 표면을 생성할 수도 있다.One solution to remove all of the desired copper material from the substrate surface is to overpolize the substrate surface. However, overpolishing some materials leads to surface morphological defects such as the formation of recesses or depressions in features called dishing, or excessive removal of dielectric material called erosion. Surface morphological defects due to dishing and erosion may lead to non-uniform removal of additional materials, such as a barrier layer disposed below them, and may create a substrate surface with less desirable polishing quality.

구리 표면의 연마에 관한 다른 문제점은 기판 표면 속에 구리 다마신을 형성하는 데에 낮은 유전 상수(낮은 k)의 유전성 재료를 사용한 데서 발생한다. 낮은 k의 유전성 재료들, 예컨대 탄소 도핑된 실리콘 산화물들은 다운포스(downforce)라고 불리는 종래의 연마 압력(즉, 약 6 psi) 하에서 변형 또는 파괴될 수 있는데,이는 기판의 연마 품질에 불리하게 영향을 미칠 수 있고, 소자 형성에 불리하게 영향을 미칠 수 있다. 예를 들면, 기판과 연마 패드 사이의 상대적인 회전 운동은 기판 표면을 따라 전단력을 유도할 수 있고, 낮은 k의 재료를 변형시켜 표면 형태적 결함을 형성할 수 있는데, 이는 후속하는 연마에 불리하게 영향을 미칠 수 있다.Another problem with polishing copper surfaces arises from the use of low dielectric constant (low k) dielectric materials to form copper damascene in the substrate surface. Low k dielectric materials, such as carbon doped silicon oxides, can deform or break down under conventional polishing pressures (ie, about 6 psi) called downforce, which adversely affects the polishing quality of the substrate. And adversely affect device formation. For example, the relative rotational motion between the substrate and the polishing pad can induce shear forces along the substrate surface and deform the low k material to form surface morphological defects, which adversely affects subsequent polishing. Can have

낮은 유전성 재료들 속의 구리를 연마하기 위한 하나의 해결책은 전기화학 기계적 연마(ECMP) 기법으로 구리를 연마하는 것이다. ECMP 기법은 종래의 CMP 공정과 비교하여 감소된 기계적 마모로 동시에 기판을 연마하는 동안, 전기화학적 용해에 의해 기판 표면으로부터 전도성 재료를 제거한다. 이 전기화학적 용해는 캐소드와 기판 표면 사이에 바이어스를 인가하여 기판 표면으로부터 전도성 재료를 주변 전해질 속으로 제거함으로써 수행된다.One solution for polishing copper in low dielectric materials is to polish copper by electrochemical mechanical polishing (ECPM) techniques. The ECMP technique removes conductive material from the substrate surface by electrochemical dissolution, while simultaneously polishing the substrate with reduced mechanical wear compared to conventional CPM processes. This electrochemical dissolution is performed by applying a bias between the cathode and the substrate surface to remove conductive material from the substrate surface into the surrounding electrolyte.

ECMP 시스템에 대한 일 실시 형태에서, 바이어스는 전도성 접촉 링에 의해 인가되어 기판 캐리어 헤드와 같은 기판 지지 소자에서 기판 표면과 전기적인 도통 상태로 된다. 그러나, 이 접촉 링은 기판 표면에 걸쳐 전류의 불균일한 분포를 보여주는 것으로 관찰되었는데, 이는 특히 전도성 접촉 링이 잉여물을 효과적으로 제거하지 못하는 과잉 연마 동안 불균일한 용해에 이르게 한다. 기계적인 마모는 기판을 종래의 연마 패드와 접촉함으로써, 그리고 기판과 연마 패드 사이의 상대적인 운동을 제공함으로써 일어난다. 그러나, 종래의 연마 패드들은 종종 기판의 표면으로 전해액 흐름을 제한한다. 또한, 연마 패드는 기판 표면에 바이어스를 인가하는 것을 방해하여 기판 표면으로부터 재료의 불균일한 또는 가변적 용해에이르게 할 수 있는 절연재로 구성될 수 있다.In one embodiment for the ECMP system, the bias is applied by the conductive contact ring to be in electrical conduction with the substrate surface in a substrate support element such as a substrate carrier head. However, this contact ring has been observed to show a non-uniform distribution of current across the substrate surface, which leads to non-uniform dissolution, particularly during overpolishing where the conductive contact ring does not effectively remove excess. Mechanical wear occurs by contacting the substrate with a conventional polishing pad and by providing relative movement between the substrate and the polishing pad. However, conventional polishing pads often restrict electrolyte flow to the surface of the substrate. In addition, the polishing pad may be comprised of an insulating material that may interfere with the application of a bias to the substrate surface resulting in non-uniform or variable dissolution of the material from the substrate surface.

그 결과, 기판 표면에 있는 전도성 재료의 제거를 위해 개선된 연마 부품에 대한 필요성이 있다.As a result, there is a need for improved abrasive components for the removal of conductive materials on the substrate surface.

일반적으로, 본 발명의 실시예들은 전기화학적 증착 기법, 전기화학적 용해 기법, 연마 기법 및/또는 이의 조합을 사용하여 기판에 있는 층을 평탄화하기 위한 제조 부품과 장치를 제공한다.In general, embodiments of the present invention provide fabrication components and devices for planarizing a layer on a substrate using electrochemical deposition techniques, electrochemical dissolution techniques, polishing techniques, and / or combinations thereof.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 기판을 연마하기 위한 연마 부품은 기판을 연마하는 데에 적합한 표면을 가진 본체와, 이 본체 속에 적어도 부분적으로 매립된 적어도 하나의 전도성 부재를 포함한다. 이 전도성 부재는 전도성 재료로 코팅된 섬유와, 전도성 충전재 및 이의 조합물을 포함할 수 있고, 바인더 재료 속에 배치될 수 있다. 이 전도성 부재는 본체 속에 적어도 부분적으로 매립된 전도성 재료로 코팅된 교직 섬유로 된 직물과, 전도성 재료, 전도성 충전재 및 이의 조합물로 코팅된 섬유의 혼성물과, 본체 내에 적어도 부분적으로 매립된 바인더 또는 이의 조합물을 포함할 수 있다. 이 전도성 부재는 연마 표면에 의해 형성된 평면 너머로 연장하는 접촉 표면을 가질 수 있으며, 코일, 하나 이상의 루프, 하나 이상의 가닥(strand), 재료의 교직 직물 또는 이의 조합물을 포함할 수 있다. 복수의 천공 및 복수의 홈들이 연마 부품 속에 형성되어 연마 부품을 통해, 그리고 이를 가로질러 재료의 흐름을 촉진시킬 수 있다.According to one embodiment of the invention, an abrasive component for polishing a substrate comprises a body having a surface suitable for polishing the substrate and at least one conductive member at least partially embedded in the body. The conductive member may comprise fibers coated with a conductive material, a conductive filler and combinations thereof, and may be disposed in a binder material. The conductive member may comprise a fabric of teaching fibers coated with a conductive material at least partially embedded in a body, a blend of fibers coated with a conductive material, a conductive filler and a combination thereof, a binder at least partially embedded in the body, or Combinations thereof. The conductive member may have a contact surface extending beyond the plane formed by the polishing surface and may include a coil, one or more loops, one or more strands, a teaching fabric of material, or a combination thereof. A plurality of perforations and a plurality of grooves may be formed in the abrasive component to facilitate the flow of material through and across the abrasive component.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 연마 부품은 기판 표면, 예컨대 기판 표면에 증착된 전도성 층을 처리하는 데에 제공된다. 연마 부품은 전도성 재료, 전도성 충전재, 또는 이의 조합물로 코팅된 적어도 일부의 섬유를 포함한 몸체를 포함하고, 기판을 연마하도록 되어 있다. 복수의 천공과 복수의 홈들은 연마 부품 속에 형성되어 연마 부품을 통해, 그리고 이의 둘레에 재료의 흐름을 촉진시킬 수 있다.According to another embodiment of the present invention, an abrasive component is provided for treating a conductive layer deposited on a substrate surface, such as the substrate surface. The abrasive component comprises a body comprising at least some fibers coated with a conductive material, a conductive filler, or a combination thereof, and is adapted to polish the substrate. The plurality of perforations and the plurality of grooves may be formed in the abrasive component to facilitate the flow of material through and around the abrasive component.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 연마 부품은 기판을 연마하기 위한 장치 속에 배치될 수 있고, 이 장치는 용기(basin), 이 용기 속에 배치된 투과성 디스크, 이 투과성 디스크 상에 배치된 연마 부품 또는 제조 부품, 용기 내에서 투과성 디스크와 용기의 바닥 사이에 배치된 전극, 및 프로세싱 동안에 기판을 보유하도록 된 연마 헤드를 포함한다.According to another embodiment of the invention, the abrasive component can be arranged in an apparatus for polishing a substrate, the apparatus comprising a basin, a transparent disk disposed in the vessel, an abrasive component disposed on the transparent disk Or a manufacturing part, an electrode disposed between the permeable disk and the bottom of the container in the container, and a polishing head adapted to hold the substrate during processing.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 연마 부품은 기판을 처리하기 위한 방법에서 전도성 연마 부품로서 사용될 수 있으며, 상기 방법은 엔클로저(enclosure)를 수용하는 장치를 제공하는 단계와, 이 엔클로저 내에 전도성 연마 부품을 배치하는 단계와, 이 엔클로저에 전기 전도성 용액을 분당 약 20 갤론(gallons per minute: GPM)까지의 유량으로 공급하는 단계와, 이 전기 전도성 용액 속의 전도성 연마 부품에 인접한 기판을 위치 조정하는 단계와, 전기 전도성 용액 속에서 전도성 연마 부품과 기판의 표면을 접촉시키는 단계와, 전기 전도성 부품과 전극 사이에 바이어스를 인가하는 단계와, 기판 표면 중의 적어도 일부분을 제거하는 단계를 포함한다.According to another embodiment of the invention, the abrasive component can be used as a conductive abrasive component in a method for processing a substrate, the method comprising providing an apparatus for receiving an enclosure, and conducting abrasive polishing in the enclosure. Placing the component, supplying the enclosure with a flow rate of up to about 20 gallons per minute (GPM) per minute of electrically conductive solution, and positioning a substrate adjacent to the conductive abrasive component in the electrically conductive solution. And contacting the surface of the substrate with the conductive abrasive component in the electrically conductive solution, applying a bias between the electrically conductive component and the electrode, and removing at least a portion of the substrate surface.

본 발명의 다른 실시 형태에 따르면, 기판을 처리하는 연마 부품은 상측에전도성 층이 배치되어 있는 직물 층을 포함한다. 이 전도성 층은 기판을 연마하도록 되어 있는 노출된 표면을 포함한다. 상기 직물 층은 직조되거나, 직조되지 않을 수 있다. 상기 전도성 층은 연질 전도성 재료로 구성될 수 있고, 일 실시 형태에서 노출된 표면은 평탄하거나 엠보싱 처리될 수 있다.According to another embodiment of the present invention, an abrasive component for treating a substrate includes a fabric layer having a conductive layer disposed thereon. This conductive layer includes an exposed surface adapted to polish the substrate. The fabric layer may or may not be woven. The conductive layer may be composed of a soft conductive material, and in one embodiment the exposed surface may be flat or embossed.

본 발명의 다른 실시 형태에 따르면, 기판을 처리하는 연마 부품은 상측에 전도성 층이 배치된 전도성 직물 층을 포함한다. 이 전도성 층은 기판을 연마하도록 되어 있는 노출된 표면을 포함한다. 이 전도성 직물 층은 직조되거나 직조되지 않을 수 있다. 상기 전도성 층은 연질 전도성 재료로 구성될 수 있고, 일 실시 형태에서 노출된 표면은 평탄하거나 엠보싱 처리될 수 있다.According to another embodiment of the present invention, an abrasive component for processing a substrate includes a conductive fabric layer having a conductive layer disposed thereon. This conductive layer includes an exposed surface adapted to polish the substrate. This conductive fabric layer may or may not be woven. The conductive layer may be composed of a soft conductive material, and in one embodiment the exposed surface may be flat or embossed.

본 발명의 다른 실시 형태에서, 기판을 처리하는 연마 부품은 상측에 비전도성 층이 배치된 전도성 직물 층을 포함한다. 이 비전도성 층은 연마용 기판을 확실하게 바이어싱하기 위해 적어도 부분적으로 노출된 전도성 직물로 기판을 연마하도록 되어 있는 노출된 표면을 포함한다. 이 전도성 직물 층은 직조되거나 직조되지 않을 수 있다. 상기 비전도성 층은 연마용 재료로 구성될 수 있고, 일 실시 형태에서 노출된 표면은 평탄하거나 엠보싱 처리될 수 있다.In another embodiment of the present invention, the abrasive component treating the substrate comprises a conductive fabric layer having a non-conductive layer disposed thereon. This non-conductive layer comprises an exposed surface adapted to polish the substrate with at least partially exposed conductive fabric to ensure biasing the polishing substrate. This conductive fabric layer may or may not be woven. The nonconductive layer may be composed of an abrasive material, and in one embodiment the exposed surface may be flat or embossed.

본 발명의 다른 실시 형태에서, 기판을 처리하는 연마 부품은 연마용 부재가 연장하는 전도성 부분을 포함한다. 본 발명의 다른 실시 형태에서, 기판을 처리하는 연마 부품은 전도성 롤러가 연장하는 전도성 부분을 포함한다. 일 실시 형태에서, 이 전도성 롤러는 연질 전도성 재료로 구성되는 전도성 코팅물에 의해 적어도 부분적으로 피복된 폴리머 코어를 포함한다.In another embodiment of the present invention, the abrasive component for processing the substrate includes a conductive portion to which the abrasive member extends. In another embodiment of the present invention, the abrasive component treating the substrate includes a conductive portion extending from the conductive roller. In one embodiment, the conductive roller comprises a polymer core at least partially covered by a conductive coating composed of a soft conductive material.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 볼 조립체가 제공된다. 일 실시 형태에서, 이 볼 조립체는 하우징, 볼, 전도성 어댑터 및 접촉 부재를 포함한다. 이 하우징은 내부 통로의 제1 단부 속으로 연장하는 환형 안착부를 포함한다. 이 전도성 어댑터는 하우징의 제2 단부에 결합된다. 이 접촉 부재는 어댑터와 볼을 전기적으로 결합시키며, 이 볼은 안착부와 어댑터 사이의 하우징 속에 유지된다.According to another embodiment of the invention, a ball assembly is provided. In one embodiment, the ball assembly includes a housing, a ball, a conductive adapter and a contact member. The housing includes an annular seat extending into the first end of the inner passageway. This conductive adapter is coupled to the second end of the housing. This contact member electrically couples the adapter and the ball, which is held in a housing between the seat and the adapter.

도 1은 본 발명의 프로세싱 장치에 대한 일 실시 형태의 평면도이며,1 is a plan view of one embodiment of a processing apparatus of the present invention,

도 2는 ECMP 스테이션에 대한 일 실시 형태의 단면도이며,2 is a cross-sectional view of an embodiment of an ECM station,

도 3은 연마 부품에 대한 일 실시 형태의 부분 횡단면도이며,3 is a partial cross-sectional view of an embodiment of an abrasive component,

도 4는 홈을 가진 연마 부품에 대한 일 실시 형태의 평면도이며,4 is a plan view of one embodiment of an abrasive part having a groove,

도 5 및 도 6은 홈을 가진 연마 부품에 대한 실시 형태의 평면도들이며,5 and 6 are plan views of an embodiment of a grooved abrasive part,

도 7a는 본원에 설명되는 전도성 피륙 또는 직물의 평면도이며,7A is a top view of the conductive landfill or fabric described herein,

도 7b 및 도 7c는 전도성 피륙 또는 직물을 포함한 연마 표면을 가진 연마 부품의 부분 횡단면도들이며,7B and 7C are partial cross sectional views of an abrasive component having an abrasive surface including a conductive skin or fabric,

도 7d는 금속 호일을 포함하는 연마 부품에 대한 일 실시 형태의 부분 횡단면도이며,7D is a partial cross-sectional view of one embodiment of an abrasive component including a metal foil,

도 7e는 직물 재료를 포함한 연마 부품에 대한 다른 실시 형태이며,7E is another embodiment of an abrasive component including a fabric material,

도 7f는 윈도우가 내부에 형성되어 있는 연마 부품에 대한 다른 실시 형태이며,7F is another embodiment of an abrasive component having a window formed therein,

도 8a 및 도 8b는 전도성 부재를 갖춘 연마 부품에 대한 일 실시 형태의 개략적인 평면도와 횡단면도이며,8A and 8B are schematic plan and cross-sectional views of one embodiment of an abrasive component with a conductive member,

도 8c 및 도 8d는 전도성 부재를 갖춘 연마 부품에 대한 일 실시 형태의 개략적인 평면도와 횡단면도이며,8C and 8D are schematic plan and cross-sectional views of one embodiment of an abrasive component with a conductive member,

도 9a 및 도 9b는 전도성 부재를 갖춘 연마 부품에 대한 다른 실시 형태의 사시도들이며,9A and 9B are perspective views of another embodiment of an abrasive component with a conductive member,

도 10a는 연마 부품에 대한 다른 실시 형태의 부분 사시도이며,10A is a partial perspective view of another embodiment of an abrasive component,

도 10b는 연마 부품에 대한 다른 실시 형태의 부분 사시도이며,10B is a partial perspective view of another embodiment of an abrasive component,

도 10c는 연마 부품에 대한 다른 실시 형태의 부분 사시도이며,10C is a partial perspective view of another embodiment of an abrasive component,

도 10d는 연마 부품에 대한 다른 실시 형태의 부분 사시도이며,10D is a partial perspective view of another embodiment of an abrasive component,

도 10e는 연마 부품에 대한 다른 실시 형태의 부분 사시도이며,10E is a partial perspective view of another embodiment of an abrasive component,

도 11a 내지 도 11c는 본원에 설명되는 연마 부품에 대한 기판 접촉형 일 실시 형태의 일 실시 형태의 개략적인 측면도이며,11A-11C are schematic side views of one embodiment of a substrate contact type embodiment for an abrasive component described herein,

도 12a 내지 도 12d는 전원에 접속된 연장부를 가진 연마 부품에 대한 실시 형태들의 개략적인 평면도 및 측면도이며,12A-12D are schematic plan and side views of embodiments of an abrasive component with extensions connected to a power source,

도 12e 및 도 12f는 연마 부품에 동력을 공급하는 다른 실시 형태의 개략적인 측면도 및 분해 사시도이며,12E and 12F are schematic side and exploded perspective views of another embodiment for powering an abrasive component,

도 14a 및 도 14b는 연마 부품에 대한 다른 실시 형태의 평면도 및 단면도이며,14A and 14B are plan and cross-sectional views of another embodiment of an abrasive component,

도 15a 내지 도 15d는 전도성 부품에 대한 다른 실시 형태의 평면도 및 단면도이며,15A-15D are plan and cross-sectional views of another embodiment of a conductive component,

도 16 내지 도 18은 전도성 부품에 대한 다른 실시 형태의 단면도들이며,16-18 are cross-sectional views of another embodiment of a conductive component,

도 19는 볼 조립체에 대한 일 실시 형태를 가진 전도성 부품에 대한 다른 실시 형태의 단면도이며,19 is a cross-sectional view of another embodiment of a conductive component with one embodiment of a ball assembly,

도 20a 및 도 20b는 도 19의 볼 조립체의 측면도 및 분해도이며,20A and 20B are side and exploded views of the ball assembly of FIG. 19,

도 21은 도 19와 도 20a 및 도 20b의 볼 조립체의 접촉 부재에 대한 일 실시 형태이며,FIG. 21 is an embodiment of a contact member of the ball assembly of FIGS. 19 and 20A and 20B,

도 22 내지 도 24는 볼 조립체에 대한 다른 실시 형태를 가진 전도성 부품에 대한 다른 실시 형태의 사시도 및 측면도이다.22-24 are perspective and side views of another embodiment of a conductive component with another embodiment of the ball assembly.

이해를 촉진시키기 위해, 동일한 참조 부호들은 가능한 한 도면에 공통하는 동일한 부재를 지칭하는 데에 사용되고 있다.To facilitate understanding, the same reference numerals are used to refer to the same member as common to the drawings as possible.

본원에 사용되는 단어들과 문구들에 대해서 당해 기술 분야의 숙련자는 기술 분야에서 통상적이면서 관용적인 의미를 제공하고 있는데, 그렇지 못한 경우에는 추가로 한정되어 있다. 화학 기계적 연마은 넓게 해석되어야 하며, 화학적 처리, 기계적 처리 또는 이들 양자의 화학적 및 기계적 처리의 조합에 의해 기판 표면을 마모시키는 것을 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 전해연마(electro-polishing)도 넓게 해석되어야 하고, 전기화학적 처리, 예컨대 애노드 용해의 적용에 의해 기판을 평탄화하는 것을 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.For the words and phrases used herein, one of ordinary skill in the art provides common and idiomatic meanings in the art, otherwise it is further defined. Chemical mechanical polishing should be interpreted broadly and includes, but is not limited to, wear of the substrate surface by chemical treatment, mechanical treatment, or a combination of both chemical and mechanical treatment. Electro-polishing should also be broadly interpreted and includes, but is not limited to, planarization of the substrate by application of electrochemical treatment, such as anode dissolution.

전기화학 기계적 연마(ECMP)은 넓게 해석되어야 하며, 전기화학적 처리, 화학적 처리, 기계적 처리 또는 전기화학적, 화학적 및 기계적 처리의 조합을 적용하여 기판 표면으로부터 재료를 제거함으로써 기판을 평탄화하는 것을 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.Electrochemical mechanical polishing (ECPM) should be interpreted broadly and includes planarizing the substrate by removing material from the substrate surface by applying electrochemical treatment, chemical treatment, mechanical treatment or a combination of electrochemical, chemical and mechanical treatments, It is not limited to this.

전기화학 기계적 도금 공정(ECMPP)은 넓게 해석되어야 하며, 전기화학적으로 재료를 기판에 증착하는 것과, 일반적으로 전기화학적 처리, 화학적 처리, 기계적 처리 또는 전기화학적, 화학적 및 기계적 처리의 조합의 적용에 의해 증착된 재료를 평탄화하는 것을 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.The electrochemical mechanical plating process (ECPMP) should be interpreted broadly, and by electrochemically depositing a material onto a substrate, generally by the application of an electrochemical treatment, chemical treatment, mechanical treatment or a combination of electrochemical, chemical and mechanical treatments. Planarizing the deposited material includes, but is not limited to.

애노드 용해는 넓게 해석되어야 하며, 애노드 바이어스를 기판에 직접 또는 간접으로 인가하여 기판 표면으로부터, 그리고 주변 전해질 용액 속으로 전도성 재료를 제거하게 되는 것을 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 연마 표면은 프로세싱 동안에 기판 표면에 적어도 부분적으로 접촉하거나, 접촉을 통해 직접적으로 또는 전기 전도성 매체를 통해 간접적으로 기판 표면에 제조 부품을 전기적으로 결합시키는 제조 부품의 일부로서 넓게 한정된다.Anode dissolution should be interpreted broadly, including but not limited to applying an anode bias directly or indirectly to a substrate to remove conductive material from the substrate surface and into the surrounding electrolyte solution. The polishing surface is broadly defined as part of a fabrication component that at least partially contacts the substrate surface during processing, or electrically couples the fabrication component to the substrate surface directly through contact or indirectly through an electrically conductive medium.

연마 장치Polishing device

도 1은 프로세싱 장치(100)를 나타내며, 이 프로세싱 장치는 전기화학적 증착 및 화학 기계적 연마에 적합한 적어도 하나의 스테이션, 예컨대 전기화학 기계적 연마(ECMP) 스테이션(102)과, 단일의 플랫폼 또는 도구에 배치된 적어도 하나의 종래의 연마 또는 버핑(buffing) 스테이션(106)을 포함한다. 본 발명으로부터 이익을 얻도록 채용될 수 있는 하나의 연마 도구는 캘리포니아 산타클라라(Santa clara)에 소재를 두고 있는 어플라이드 머티리얼사(applied Materials, Inc)로부터 입수할 수 있는 상표명 MIRRaMesa이라는 화학 기계적 연마기이다.1 shows a processing apparatus 100, which is disposed on at least one station suitable for electrochemical deposition and chemical mechanical polishing, such as an electrochemical mechanical polishing (ECPM) station 102, and a single platform or tool. At least one conventional polishing or buffing station 106. One abrasive tool that may be employed to benefit from the present invention is the trade name MIRRa, available from Applied Materials, Inc. based in Santa clara, California. Mesa It is called chemical mechanical polishing machine.

예를 들면, 도 1에 도시된 장치(100)에서, 이 장치(100)는 2개의 ECMP 스테이션(102)과 하나의 연마 스테이션(106)을 포함한다. 이들 스테이션은 기판 표면을 처리하는 데에 사용될 수 있다.For example, in the apparatus 100 shown in FIG. 1, the apparatus 100 includes two ECM stations 102 and one polishing station 106. These stations can be used to treat substrate surfaces.

예컨대, 내부에 형상 설계가 포함되고 장벽층으로 채워지며 이 장벽층 상에 전도성 재료가 배치된 기판에서, 상기 전도성 재료는 2개의 ECMP 스테이션(102)에서 2단계로 제거되고 상기 장벽층은 연마 스테이션(106)에서 연마됨으로서 평탄화된 표면을 형성할 수 있다.For example, in a substrate having a shape design inside and filled with a barrier layer and a conductive material disposed on the barrier layer, the conductive material is removed in two steps at two ECM stations 102 and the barrier layer is removed from the polishing station. Polishing at 106 may form a planarized surface.

예시적인 장치(100)는 일반적으로 하나 이상의 ECMP 스테이션(102), 하나 이상의 연마 스테이션(106), 이송 스테이션(110) 및 캐루젤(carousel)(112)을 지지하는 베이스(108)를 포함한다. 이송 스테이션(110)은 일반적으로 로딩 로봇(116)를 통해 장치(100)에 대해 기판의 이송을 촉진시킨다. 로딩 로봇(116)은 통상적으로 이송 스테이션(11)과 제작소 인터페이스(120) 사이에서 기판(114)을 이송시키며, 이 제작소 인터페이스는 세정 모듈(122), 계량 디바이스(104) 및 하나 이상의 기판 저장 카세트(118)을 포함할 수 있다. 계량 디바이스(104)의 일례는 애리조나 포닉스(Phoenix)에 소재를 두고 있는 노바 메저링 인스트루먼츠사(Nova Measuring Instruments, Inc.)로부터 입수 가능한 상표명 NovaScan이라는 통합형 두께 모니터링 시스템이다.Exemplary apparatus 100 generally includes one or more ECM stations 102, one or more polishing stations 106, a transfer station 110, and a base 108 that supports a carousel 112. The transfer station 110 generally facilitates transfer of the substrate to the apparatus 100 via the loading robot 116. The loading robot 116 typically transfers the substrate 114 between the transfer station 11 and the fabrication interface 120, which is the cleaning module 122, the metering device 104 and one or more substrate storage cassettes. 118 may be included. One example of a metering device 104 is the trade name NovaScan available from Nova Measuring Instruments, Inc., based in Phoenix, Arizona. It is an integrated thickness monitoring system.

선택적으로, 로딩 로봇(116) [또는 제작소 인터페이스(120)]는 화학적 기상 증착 도구, 물리적 기상 증착 도구, 에칭 도구 등과 같은 하나 이상의 처리 도구(도시하지 않음) 쪽으로 기판들을 이송할 수 있다.Optionally, loading robot 116 (or fabrication interface 120) may transfer substrates to one or more processing tools (not shown), such as chemical vapor deposition tools, physical vapor deposition tools, etching tools, and the like.

하나의 실시 형태에서, 이송 스테이션(110)은 적어도 입력 버퍼 스테이션(124)과, 출력 버퍼 스테이션(126)과, 이송 로봇(132)과 로드 컵 조립체(load cup assembly)(128)를 포함한다. 이 로딩 로봇(116)은 기판(114)을입력 버퍼 스테이션(124) 상에 위치시킨다. 이 이송 로봇(132)은 2개의 그립퍼 조립체(gripper assembly)를 포함하며, 각각의 그립퍼 조립체는 기판(114)을 그 가장자리에 유지시키는 공압식 그립퍼 핑거를 포함한다. 이송 로봇(132)은 기판을 입력 버퍼 스테이션(124)으로부터 들어올리고, 그립퍼와 기판(114)을 회전시켜 로드 컵 조립체(128) 상측에 기판(114)을 위치 조정하고 나서, 기판(114)을 내려 로드 컵 조립체(128)에 위치시킨다.In one embodiment, the transfer station 110 includes at least an input buffer station 124, an output buffer station 126, a transfer robot 132 and a load cup assembly 128. The loading robot 116 places the substrate 114 on the input buffer station 124. The transfer robot 132 includes two gripper assemblies, each gripper assembly including a pneumatic gripper finger that holds the substrate 114 at its edge. The transfer robot 132 lifts the substrate from the input buffer station 124, rotates the gripper and the substrate 114 to position the substrate 114 above the rod cup assembly 128, and then moves the substrate 114. Lower to position the rod cup assembly 128.

상기 캐루젤(112)은 일반적으로 복수의 연마 헤드(130)를 지지하며, 각각의 연마 헤드는 프로세싱 동안에 하나의 기판(114)을 보유한다. 이 캐루젤(112)은 이송 스테이션(110), 하나 이상의 ECMP 스테이션(102) 및 하나 이상의 연마 스테이션(106) 사이에서 연마 헤드(130)를 이송시킨다. 본 발명으로부터 이익을 얻도록 채용될 수 있는 하나의 캐루젤(112)은 톨레(Tolles) 등에게 1998년 9월 8일 자로 허여된 미국 특허 제5,804,507호에 개괄적으로 기재되어 있으며, 이 문헌은 전체적으로 인용에 의해 본 명세서에 합체되어 있다.The carousel 112 generally supports a plurality of polishing heads 130, with each polishing head holding one substrate 114 during processing. This carousel 112 transfers the polishing head 130 between the transfer station 110, the one or more ECM stations 102 and the one or more polishing stations 106. One carousel 112, which may be employed to benefit from the present invention, is outlined in US Pat. No. 5,804,507 to Tolles et al., Issued Sep. 8, 1998, which is incorporated in its entirety. Incorporated herein by reference.

일반적으로, 캐루젤(112)은 베이스(108)의 중심에 배치된다. 이 캐루젤(112)은 통상적으로 복수의 아암(138)을 포함한다. 각각의 아암(138)은 일반적으로 연마 헤드(130)들 중의 하나를 지지한다. 도 1에 도시된 아암(138)들 중의 하나가 도시되지 않았는데, 그 결과 이송 스테이션(110)이 보일 수 있다. 이 캐루젤(112)은 연마 헤드(130)가 사용자에 의해 정의된 순서대로 스테이션들(102, 106) 및 이송 스테이션(110) 사이에서 이동될 수 있도록 인덱싱될 수 있다.In general, the carousel 112 is disposed at the center of the base 108. This carousel 112 typically includes a plurality of arms 138. Each arm 138 generally supports one of the polishing heads 130. One of the arms 138 shown in FIG. 1 is not shown, with the result that the transport station 110 can be seen. This carousel 112 may be indexed such that the polishing head 130 may be moved between the stations 102 and 106 and the transfer station 110 in the order defined by the user.

일반적으로, 연마 헤드(130)는 기판(114)을 보유하며, 그 동안에 기판(114)은 ECMP 스테이션(102) 또는 연마 스테이션(106) 내에 배치되어 있다. ECMP 스테이션(102) 및 연마 스테이션(106)이 장치(100)에 배치되면, 기판(114)은 동일한 연마 헤드(130)에 보유되어 있는 동안 이들 스테이션 사이에서 이동됨으로써 순차적으로 도금 또는 연마될 수 있다. 본 발명에 채용될 수 있는 연마 헤드는 캘리포니아 산타클라라에 소재를 두고 있는 어플라이드 머티리얼즈사에 의해 제작된 상표명 TITaN Head라는 기판 캐리어이다.Generally, polishing head 130 holds substrate 114, during which substrate 114 is disposed within ECM station 102 or polishing station 106. Once the ECM station 102 and the polishing station 106 are disposed in the apparatus 100, the substrate 114 can be sequentially plated or polished by being moved between these stations while held in the same polishing head 130. . The polishing head that can be employed in the present invention is a trade name TITaN Head manufactured by Applied Materials, Inc., based in Santa Clara, California. Is a substrate carrier.

본 명세서에서 설명되는 연마 장치(100)와 함께 사용될 수 있는 연마 헤드(130)의 실시 형태에 대한 예들은 주니가(Zuniga) 등에게 2001년 2월 6일에 허여된 미국 특허 제6,183,354호에 기재되어 있고, 이 문헌은 전체적으로 인용에 의해 본 명세서에 합체되어 있다.Examples of embodiments of a polishing head 130 that can be used with the polishing apparatus 100 described herein are described in US Pat. No. 6,183,354, issued February 6, 2001 to Zuniga et al. This document is incorporated herein by reference in its entirety.

연마 장치(100)와 이에 대해 실시되는 공정들의 제어를 돕기 위해, 중앙처리장치(cPU; 142), 메모리(144), 지원 회로(146)을 포함하는 컨트롤러(140)가 연마 장치(100)에 접속된다. 이 cPU(142)는 다양한 구동 장치와 압력을 제어하기 위한 산업 설비(industrial setting)에 사용될 수 있는 어떤 형태의 컴퓨터 프로세서 중의 하나가 될 수 있다. 이 메모리(144)는 cPU(142)에 접속된다. 이 메모리(144) 또는 컴퓨터 판독 매체는 막기억 장치(RaM), 판독용 장치(ROM), 플로피 디스크, 로컬 또는 원격의 기타 어떤 형태의 디지털 저장체와 같은 하나 이상의 용이 구입형 메모리가 될 수 있다. 지원 회로들(146)은 종래의 방식으로 프로세서를 지지하기 위해 cPU(142)에 접속된다. 이들 회로는 캐시(cache), 전력 공급기, 클록 회로, 입력/출력 회로, 서브 시스템 등을 포함한다.To help control the polishing apparatus 100 and the processes performed thereon, a controller 140 comprising a central processing unit (cPU) 142, a memory 144, and a support circuit 146 is provided to the polishing apparatus 100. Connected. The cPU 142 can be any type of computer processor that can be used in various driving devices and industrial settings for controlling pressure. This memory 144 is connected to the cPU 142. This memory 144 or computer readable medium may be one or more readily available memory, such as a memory device (RaM), a device for reading (ROM), a floppy disk, or any other form of digital storage, local or remote. . The support circuits 146 are connected to the cPU 142 to support the processor in a conventional manner. These circuits include caches, power supplies, clock circuits, input / output circuits, subsystems, and the like.

연마 장치(100) 및/또는 컨트롤러(140)를 동작시킬 동력은 전력 공급기(150)에 의해 제공된다. 예시적으로, 전력 공급기(150)은 연마 장치(100)의 다수의 구성 부재에 접속되는 것으로 도시되어 있는데, 이들 구성부재는 이송 스테이션(110), 제작소 인터페이스(120), 로딩 로봇(116) 및 컨트롤러(140)를 포함한다. 다른 실시 형태에서, 개별의 전력 공급기이 연마 장치(100)의 2개 이상의 구성 부재용으로 제공된다.Power to operate the polishing apparatus 100 and / or the controller 140 is provided by the power supply 150. By way of example, the power supply 150 is shown connected to a number of components of the polishing apparatus 100, which components include the transfer station 110, the mill interface 120, the loading robot 116, and the like. Includes a controller 140. In other embodiments, separate power supplies are provided for two or more component members of the polishing apparatus 100.

도 2는 ECMP 스테이션(102) 상측에 지지되어 있는 연마 헤드(130)의 단면도를 나타내고 있다. 이 ECMP 스테이션(102)은 포괄적으로 용기(202), 전극(204), 연마 부품(205), 디스크(206) 및 덮개(208)를 포함한다. 일 실시 형태에서, 상기 용기(202)는 연마 장치(100)의 베이스(108)에 결합된다. 이 용기(202)는 일반적으로 전해액(220)과 같은 전도성 유체가 내부에 수용될 수 있는 컨테이너 또는 전해액 셀을 형성한다. 기판(114)을 처리하는 데에 사용되는 전해액(220)은 구리, 알루미늄, 텅스텐, 금, 은, 또는 기타 어떤 재료와 같은 금속들을 처리하는 데에 사용될 수 있으며, 이들 금속은 기판(114)에 전기화학적으로 증착될 수 있거나, 기판(114)으로부터 전기화학적으로 제거될 수 있다.2 is a cross-sectional view of the polishing head 130 supported above the ECM station 102. This ECP station 102 comprehensively includes a container 202, an electrode 204, an abrasive component 205, a disk 206, and a lid 208. In one embodiment, the container 202 is coupled to the base 108 of the polishing apparatus 100. This container 202 generally forms a container or electrolyte cell in which a conductive fluid, such as electrolyte 220, can be housed. The electrolyte 220 used to process the substrate 114 may be used to process metals such as copper, aluminum, tungsten, gold, silver, or any other material, which may be used to process the substrate 114. It may be electrochemically deposited or may be electrochemically removed from the substrate 114.

상기 용기(202)는 전해 도금과 전해 연마용 화학 물질과 양립할 수 있는 플루오로폴리머, TeFLON, PFa, Pe, PeS 또는 기타 재료와 같은 플라스틱으로 만들어진 사발 모양의 부재가 될 수 있다. 이 용기(202)는 소구멍(216)과 배수구(214)를 포함하는 바닥(210)을 가지고 있다. 이 소구멍(216)은 일반적으로 바닥(210)의 중앙에 배치되고, 샤프트(212)가 관통하는 것을 허용한다. 이 소구멍(216)과 샤프트(212) 사이에는 시일(seal; 218)이 배치되며, 이 시일은 용기(202)에 배치된 유체가 소구멍(216)을 통과하는 것을 방지하면서 샤프트(212)가 회전할 수 있게 해준다.The vessel 202 is a fluoropolymer, TeFLON, compatible with electroplating and electropolishing chemicals. It may be a bowl-shaped member made of plastic such as, PFa, Pe, PeS or other materials. The container 202 has a bottom 210 that includes a small hole 216 and a drain 214. This small hole 216 is generally placed in the center of the bottom 210 and allows the shaft 212 to penetrate. A seal 218 is disposed between the small hole 216 and the shaft 212, which rotates the shaft 212 while preventing the fluid disposed in the container 202 from passing through the small hole 216. It allows you to.

통상적으로, 상기 용기(202)는 그 내부에 배치되어 있는 전극(204), 디스크(206) 및 연마 부품(205)을 포함한다. 이 연마 부품(205), 예컨대 연마 패드는 용기(202) 내부에서 디스크(206) 상에 배치 및 지지된다.Typically, the container 202 includes an electrode 204, a disk 206 and an abrasive component 205 disposed therein. This abrasive component 205, such as a polishing pad, is disposed and supported on the disk 206 inside the container 202.

상기 전극(204)은 기판(114) 및/또는 기판 표면에 접촉하는 연마 부품(205)에 대한 대향 전극이다. 이 연마 부품(205)은 적어도 부분적으로는 전도성을 가지며, 전기화학 기계적 도금 공정(ECMPP)와 같은 전기화학적 공정들 동안에 기판과 결합하여 전극으로서 역할을 할 수 있는데, 이들 전기화학적 공정은 전기화학적 증착, 화학 기계적 연마 또는 전기화학적 용해를 포함한다. 상기 전극(204)은 자신(204)과 연마 부품(205) 사이에 인가되는 양성 바이어스(애노드) 또는 음성 바이어스(캐소드)에 따라 애노드 또는 캐소드가 될 수 있다.The electrode 204 is an opposite electrode to the substrate 114 and / or the abrasive component 205 in contact with the substrate surface. The abrasive component 205 is at least partially conductive and can serve as an electrode in combination with the substrate during electrochemical processes such as electrochemical mechanical plating processes (ECPMP), which electrochemical deposition Chemical mechanical polishing or electrochemical dissolution. The electrode 204 may be an anode or a cathode depending on the positive bias (anode) or negative bias (cathode) applied between itself 204 and the abrasive component 205.

예를 들면, 전해액으로부터 나온 재료를 기판 표면에 증가하는 경우, 상기 전극(204)은 애노드로서 역할을 하지만, 기판 표면 및/또는 연마 부품(205)은 캐소드로서 역할을 한다. 인가된 바이어스로부터 용해에 의한 것과 같이 기판 표면으로부터 재료를 제거하는 경우, 전극(204)은 캐소드로서 역할을 하지만, 기판 표면 및/또는 연마 부품(205)은 애노드로서 역할을 할 수 있다.For example, when increasing the material from the electrolyte to the substrate surface, the electrode 204 serves as an anode while the substrate surface and / or abrasive component 205 serves as a cathode. When removing material from the substrate surface, such as by dissolution from an applied bias, the electrode 204 serves as a cathode while the substrate surface and / or abrasive component 205 may serve as an anode.

일반적으로, 상기 전극(204)은 디스크(206)와 용기(202)의 바닥(210) 사이에 위치 조정된다. 여기에서 전극은 전해액(220) 속에 잠길 수 있다. 상기전극(204)은 판 모양 부재, 다수의 소구멍이 내부를 통과하여 형성된 판, 또는 투과성 멤브레인 또는 용기 내에 배치된 다수의 전극편이 될 수 있다. 투과성 멤브레인(도시하지 않음)은 디스크(206)와 전극(204) 사이 또는 전극(204)과 연마 부품(205) 사이에 배치되어 웨이퍼 표면으로부터 수소 기포와 같은 기포를 걸러내고, 결함 형성을 감소시키고, 이것들 사이의 전류 또는 동력을 안정화시키거나, 더욱 균일하게 인가한다.In general, the electrode 204 is positioned between the disk 206 and the bottom 210 of the vessel 202. Herein, the electrode may be immersed in the electrolyte 220. The electrode 204 may be a plate-shaped member, a plate formed by passing a plurality of small holes therein, or a plurality of electrode pieces disposed in a permeable membrane or a container. A permeable membrane (not shown) is disposed between the disk 206 and the electrode 204 or between the electrode 204 and the abrasive component 205 to filter out bubbles such as hydrogen bubbles from the wafer surface, reduce defect formation and The current or power between them is stabilized or applied more uniformly.

전해 증착 공정들의 경우, 상기 전극(204)은 기판(114)에 전기화학적으로 증착될 수 있는 구리, 알루미늄, 금, 은, 텅스텐 및 기타 재료와 같은, 증착 또는 제거 대상 재료로 제조된다. 애노드 용해와 같은 전기화학적 제거 공정의 경우, 상기 전극(204)은 구리 용해를 위해 예컨대 백금, 탄소 또는 알루미늄과 같은 증착된 재료 이외의 재료로 된 비소비형 전극을 포함할 수 있다.For electrolytic deposition processes, the electrode 204 is made of a material to be deposited or removed, such as copper, aluminum, gold, silver, tungsten and other materials that can be electrochemically deposited on the substrate 114. For electrochemical removal processes, such as anode dissolution, the electrode 204 may include non-consumable electrodes made of materials other than deposited materials, such as, for example, platinum, carbon or aluminum, for copper dissolution.

상기 연마 부품(205)은 유체 환경 및 프로세싱 세부 사항과 양립할 수 있는 재료로 된 패드, 편직물(web) 또는 벨트가 될 수 있다. 도 2에 도시된 실시 형태에서, 연마 부품(205)은 적어도 프로세싱 동안에 기판 표면과 접촉을 위해 하나 이상의 전도성 부재와 같은 전도성 재료의 전도성 표면의 일부분을 포함한다. 연마 부품(205)은 종래의 연마 재료 속에 매립되거나 그 상에 증착된 전도성 연마 재료의 일부 또는 전부, 또는 혼성물이 될 수 있다. 예들 들면, 이 전도성 재료는 디스크(206)와 연마 부품(205) 사이에 배치된 "백킹(backing)" 재료 상에 배치되어 프로세싱 동안에 연마 부품(205)의 순응도(compliance) 및/또는 경도계(durometer)를 조정할 수 있다.The abrasive component 205 may be a pad, web or belt of material compatible with fluid environment and processing details. In the embodiment shown in FIG. 2, the abrasive component 205 includes a portion of a conductive surface of a conductive material, such as one or more conductive members, for at least contact with the substrate surface during processing. The abrasive component 205 may be some or all of the conductive abrasive material, or a hybrid, embedded in or deposited on conventional abrasive material. For example, this conductive material may be placed on a "backing" material disposed between the disk 206 and the abrasive component 205 to ensure compliance and / or durometer of the abrasive component 205 during processing. ) Can be adjusted.

상기 용기(202), 덮개(208) 및 디스크(206)는 베이스(108)에 움직일 수 있게 배치될 수 있다. 상기 용기(202), 덮개(208) 및 디스크(206)는 베이스(108)를 향해 축방향으로 이동되어, 상기 캐루젤(112)이 ECMP 스테이션(102)과 연마 스테이션(106) 사이에 기판(114)을 인덱싱함에 따라 연마 헤드(130)의 클리어런스(clearance)를 용이하게 할 수 있다. 상기 디스크(206)는 용기(202) 내에 배치되고, 샤프트(212)에 결합된다. 이 샤프트(212)는 일반적으로는 베이스(108) 아래에 배치된 모터(224)에 결합된다. 이 모터(224)는 컨트롤러(140)으로부터의 신호에 응답하여 미리 정해진 속도로 디스크(206)를 회전시킨다.The container 202, the lid 208 and the disk 206 may be arranged to move to the base 108. The vessel 202, the lid 208 and the disk 206 are moved axially toward the base 108 such that the carousel 112 is positioned between the ECM station 102 and the polishing station 106. Indexing 114 may facilitate clearance of the polishing head 130. The disk 206 is disposed in the container 202 and coupled to the shaft 212. This shaft 212 is generally coupled to a motor 224 disposed below the base 108. The motor 224 rotates the disk 206 at a predetermined speed in response to a signal from the controller 140.

이 디스크(206)는 연마에 불리하게 영향을 미치지 않는, 전해액(220)과 양립할 수 있는 재료로 제조된, 천공 부품 지지체가 될 수 있다. 이 디스크(206)는 폴리머, 예컨대 플루오로폴리머, Pe, TeFLON, PFa, PeS, HdPe, UHMW 또는 유사물로 제조된다. 이 디스크(206)는 나사와 같은 체결구 또는 엔클로저와의 스냅식 끼워맞춤 또는 억지끼워맞춤과 같은 기타 수단을 이용하여 용기(202)에 고정될 수 있고, 용기 및 유사물 내에 현수될 수 있다. 이 디스크(206)는 전극(204)으로부터 이격하여 보다 넓은 공정 윈도우를 제공하는 것이 바람직하며, 이에 따라 기판 표면으로부터 전극(204) 구조물까지 재료를 증착 제거하는 감도(感度)를 감소시킨다.This disk 206 may be a perforated part support made of a material compatible with the electrolyte 220 that does not adversely affect polishing. This disk 206 is a polymer such as a fluoropolymer, Pe, TeFLON , PFa, PeS, HdPe, UHMW or the like. The disk 206 may be secured to the container 202 using a fastener such as a screw or other means such as a snap fit or interference fit with the enclosure and may be suspended in the container and the like. The disk 206 is preferably spaced apart from the electrode 204 to provide a wider process window, thereby reducing the sensitivity of depositing and removing material from the substrate surface to the electrode 204 structure.

이 디스크(206)는 일반적으로 전해액(220)에 대해 투과성을 가진다. 일 실시 형태에서, 이 디스크(206)는 그 내부에 형성된 복수의 천공 또는 채널(222)을 포함한다. 천공은 연마 부품과 같은 물체를 부분적으로 또는 완전하게 통과하여 형성된 소구멍, 홀, 개구 또는 통로를 포함한다. 이 천공 사이즈와 밀도는디스크(206)를 통과하여 기판(114)까지 전해액(220)을 균일하게 분포시키도록 선택된다.This disk 206 is generally permeable to the electrolyte solution 220. In one embodiment, the disk 206 includes a plurality of perforations or channels 222 formed therein. Perforations include small holes, holes, openings or passageways formed by partially or completely passing an object such as an abrasive component. This perforation size and density are selected to evenly distribute the electrolyte 220 through the disk 206 and up to the substrate 114.

상기 디스크(206)에 대한 일 실시예에서, 상기 디스크(206)는 약 0.02 인치(0.5㎜)와 약 0.4 인치(10㎜) 사이의 직경을 가진 천공들을 포함한다. 이들 천공은 연마 부품의 약 20%와 약 80% 사이의 천공 밀도를 가질 수 있다. 약 50%의 천공 밀도는 연마 공정에 대해 최소의 악영향으로 전해액 흐름을 제공하는 것으로 관찰되었다. 일반적으로, 디스크(206)와 연마 부품(205)의 천공들은 서로 정렬되어 전해액의 충분한 물질 흐름을 상기 디스크(206)와 연마 부품(205)을 통과하여 기판 표면으로 제공한다. 이 연마 부품(205)은 기계적 클램프(clamp) 또는 전도성 접착제에 의해 디스크(206) 표면에 배치될 수 있다.In one embodiment of the disk 206, the disk 206 includes perforations having a diameter between about 0.02 inches (0.5 mm) and about 0.4 inches (10 mm). These perforations may have a perforation density between about 20% and about 80% of the abrasive component. A puncture density of about 50% was observed to provide electrolyte flow with minimal adverse impact on the polishing process. Generally, the perforations of the disk 206 and the abrasive component 205 are aligned with each other to provide sufficient material flow of electrolyte through the disk 206 and the abrasive component 205 to the substrate surface. This abrasive component 205 may be disposed on the disk 206 surface by a mechanical clamp or conductive adhesive.

비록 연마 부품이 본 명세서에서 전기화학 기계적 연마(ECMP)과 관련하여 설명되었지만, 본 발명은 전기화학적 처리를 포함한 기타의 제조 공정에서 전도성 연마 부품을 사용하는 것도 고려하고 있다. 전기화학적 처리를 이용한 그와 같은 공정의 예들은 전기화학적 증착을 포함하며, 이 전기화학적 증착은 가장자리 접촉부와 같은 종래의 바이어스 인가 장치를 사용하는 일도 없고, 전기화학적 증착과 화학 기계적 연마의 조합을 포함하는 전기화학 기계적 도금 공정(ECMPP)을 사용하는 일없이, 전도성 재료를 증착하기 위한 기판 표면에 균일한 바이어스를 인가하는 데에 사용되는 연마 부품(205)을 필요로 한다.Although abrasive components have been described herein in connection with electrochemical mechanical polishing (ECPM), the present invention also contemplates the use of conductive abrasive components in other manufacturing processes, including electrochemical treatment. Examples of such processes using electrochemical treatment include electrochemical deposition, which does not use conventional biasing devices such as edge contacts, but also includes a combination of electrochemical deposition and chemical mechanical polishing. Without using an electrochemical mechanical plating process (ECPMP), an abrasive component 205 used to apply a uniform bias to a substrate surface for depositing a conductive material is required.

동작할 때, 연마 부품(205)은 용기(202)에 담긴 전해액 속의 디스크(206)상에 배치된다. 연마 헤드의 기판(114)은 전해액 속에 배치되고, 연마 부품(205)과접촉된다. 이 전해액은 디스크(206)와 연마 부품(205)의 천공들을 통과하고, 내부에 형성된 홈에 의해 기판 표면에 분배된다. 다음에, 전원으로부터의 동력이 전도성 연마 부품(205)과 전극(204)에 인가되고 나서, 전해액 속에 들어 있는 구리와 같은 전도성 재료는 애노드 용해법에 의해 제거된다.In operation, the abrasive component 205 is disposed on the disk 206 in the electrolyte contained in the vessel 202. The substrate 114 of the polishing head is disposed in the electrolyte and is in contact with the polishing component 205. This electrolyte passes through the perforations of the disk 206 and the abrasive component 205 and is distributed to the substrate surface by grooves formed therein. Next, power from the power source is applied to the conductive abrasive component 205 and the electrode 204, and then conductive material such as copper contained in the electrolyte is removed by the anode dissolving method.

전해액(220)은 저장소(233)로부터 노즐(270)을 경유하여 체적부(232) 속으로 유동한다. 이 전해액(220)은 스커트(skirt; 254) 내에 배치된 복수의 홀(234)에 의해 체적부(232)에서 범람하는 것이 방지된다. 이들 홀(234)은 일반적으로 전해액(220)이 체적부(232)를 빠져나와 용기(202)의 하부 속으로 유동하도록 덮개(208)를 통과하는 경로를 제공한다. 일반적으로, 이들 홀(234)의 적어도 일부분은 함몰부(258)의 하부면(236)과 중심부(252) 사이에 위치한다. 이들 홀(234)은 통상적으로 함몰부(258)의 하부면(236)보다 더 높기 때문에, 전해액(220)은 체적부(232)를 채우고, 이에 따라 기판(114) 및 연마 매체(205)와 접촉된다. 따라서, 기판(114)은 덮개(208)와 디스크(206) 사이의 상대적인 공간의 전범위에 걸쳐 전해액(220)과 접촉을 유지한다.The electrolyte 220 flows from the reservoir 233 into the volume 232 via the nozzle 270. The electrolyte 220 is prevented from overflowing in the volume portion 232 by the plurality of holes 234 disposed in the skirt 254. These holes 234 generally provide a path through the lid 208 to allow the electrolyte 220 to exit the volume 232 and flow into the bottom of the vessel 202. In general, at least some of these holes 234 are located between the bottom surface 236 and the central portion 252 of the depression 258. Since these holes 234 are typically higher than the bottom surface 236 of the depressions 258, the electrolyte 220 fills the volume 232, thereby forming a substrate 114 and a polishing medium 205. Contact. Thus, the substrate 114 maintains contact with the electrolyte 220 over the full range of relative space between the lid 208 and the disk 206.

용기(202)에 모인 전해액(220)은 일반적으로 바닥(210)에 배치된 배수구(214)를 통해 유체 공급 시스템(272)으로 유동한다. 이 유체 공급 시스템(272)은 통상적으로 저장소(233)와 펌프(242)를 포함한다. 이 유체 공급 시스템(272) 속으로 유동하는 전해액(220)은 저장소(233)에 수집된다. 펌프(242)는 저장소(233)로부터 공급 라인(244)을 통과해서 노즐(270)까지 전해액(220)을 이송시키며, 이때 전해액(220)은 ECMP 스테이션(102)을 통해 재순환된다. 일반적으로, 저장소(233)와 노즐(270) 사이에는 필터(240)가 배치되어 전해액(220) 중에 존재할 수도 있는 미립자 및 응집물을 제거한다.The electrolyte 220 collected in the vessel 202 generally flows into the fluid supply system 272 through the drain 214 disposed on the bottom 210. This fluid supply system 272 typically includes a reservoir 233 and a pump 242. The electrolyte 220 flowing into this fluid supply system 272 is collected in the reservoir 233. Pump 242 transfers electrolyte 220 from reservoir 233 through supply line 244 to nozzle 270, where electrolyte 220 is recycled through ECM station 102. Generally, a filter 240 is disposed between the reservoir 233 and the nozzle 270 to remove particulates and aggregates that may be present in the electrolyte 220.

전해질 용액은 상업적으로 입수 가능한 전해액을 포함할 수 있다. 예를 들면, 구리 함유 재료를 제거하는 경우, 전해액은 황산계 전해액, 인산칼륨(K3PO4)과 같은 인산계 전해액, 또는 이의 조합물을 포함할 수 있다. 또한, 이 전해액은 황산구리와 같은 황산계 전해액의 유도체와, 인산구리와 같은 인산계 전해액의 유도체를 함유할 수 있다. 또한, 과염소산-아세트산 용액과 이의 유도체를 가진 전해액도 사용될 수 있다.The electrolyte solution may comprise a commercially available electrolyte. For example, when removing the copper-containing material, the electrolyte solution may include a sulfuric acid electrolyte, a phosphate electrolyte such as potassium phosphate (K 3 PO 4 ), or a combination thereof. In addition, this electrolyte solution may contain a derivative of a sulfuric acid electrolyte such as copper sulfate and a derivative of a phosphoric acid electrolyte such as copper phosphate. In addition, an electrolytic solution having a perchloric acid-acetic acid solution and derivatives thereof may also be used.

이 외에, 본 발명은 광택제 등과 같이 종래에 사용되었던 전해도금 또는 전해 연마 첨가제를 포함하여, 종래 전해도금 또는 전해 연마 공정에 사용되었던 전해질 조성물을 사용하는 것도 고려하고 있다. 구리 도금, 구리 애노드 용해 또는 이의 조합과 같이 전기화학적 공정에 사용되는 전해질 용액을 위한 하나의 공급기는 Ultrafill 2000이라는 상표명을 가진, 펜실베니아 필라델피아에 본부를 두고 있는 부서 롬 앤드 하스(Rohm and Haas)의 쉽플레이 레오넬(Shipley Leonel)이다. 적합한 전해질 조성물의 일례는 2002년 1월 3일 자로 출원된 미국 특허 출원 제10/038,066호에 기재되어 있고, 이 문헌은 인용에 의해 전체적으로 본 명세서에 합체되어 있다.In addition, the present invention contemplates using an electrolyte composition that has been used in a conventional electroplating or electropolishing process, including electroplating or electropolishing additives that have been used conventionally, such as brighteners. One feeder for electrolyte solutions used in electrochemical processes, such as copper plating, copper anode melting, or a combination thereof, is easily prepared by department Rohm and Haas, headquartered in Philadelphia, Pennsylvania under the brand name Ultrafill 2000. She is Playley Leonel. One example of a suitable electrolyte composition is described in US Patent Application No. 10 / 038,066, filed Jan. 3, 2002, which is incorporated herein in its entirety by reference.

전해질 용액은 전기화학적 셀에 공급되어 기판 표면, 또는 기판 표면과 전극 사이에 분당 약 20 갤론(GPM)까지의 유량으로, 가령 약 0.5 GPM 및 약 20 GPM 사이, 예컨대 2 GPM의 유량으로 동적인 유량을 제공한다. 이와 같은 전해액의 유량은 연마 재료와 화학적 부산물을 기판 표면으로부터 제거하는 것과, 개선된 연마 속도를 위해 전해질 재료의 재생을 허용하는 것으로 믿어지고 있다.The electrolyte solution is fed to an electrochemical cell and flows dynamically at a flow rate of up to about 20 gallons per minute between the substrate surface, or between the substrate surface and the electrode, such as between about 0.5 MPM and about 20 MPM, such as 2 MPM. To provide. Such flow rates of the electrolyte are believed to allow removal of abrasive material and chemical by-products from the substrate surface and to allow regeneration of the electrolyte material for improved polishing rates.

연마 공정에서 기계적 마모를 이용하는 경우, 기판(114)과 연마 부품(205)은 서로에 대해 상대적으로 회전하여 기판 표면으로부터 재료를 제거한다. 이러한 기계적 마모는 본원에 기재되어 있는 바와 같이, 전도성 연마 재료와 종래의 연마 재료와의 물리적인 접촉에 의해 이루어질 수 있다. 기판(114)과 연마 부품(205)은 각각 약 5 rpm 이상, 예컨대 약 10 rpm과 약 50 rpm 사이에서 회전한다.When mechanical wear is used in the polishing process, the substrate 114 and the abrasive component 205 rotate relative to each other to remove material from the substrate surface. Such mechanical wear can be accomplished by physical contact of a conductive abrasive material with a conventional abrasive material, as described herein. Substrate 114 and abrasive component 205 each rotate at least about 5 rpm, such as between about 10 rpm and about 50 rpm.

일 실시 형태에서, 고회전 속도의 연마 공정이 사용될 수 있다. 이 고회전 속도의 연마 공정은 연마 부품(205)을 약 150 rpm 이상, 예컨대 약 150 rpm과 약 750 rpm 사이의 압반(platen) 속도로 회전시키는 것을 포함하며, 기판(114)은 약 150 rpm과 약 500 rpm 사이, 예컨대 약 300 rpm과 약 500 rpm 사이의 회전 속도로 회전될 수 있다. 본원에 기재된 연마 부품들, 공정들 및 장치와 함께 사용될 수 있는 고회전 속도의 연마 공정에 대한 추가의 설명은 2001년 7월 25일 자로 출원되고, "반도체 기판의 화학 기계적 연마을 위한 방법 및 장치(Method and apparatus for chemical Mechanical Polishing of Semiconductor Substrates)"라는 명칭을 가진 미국 특허출원 제60/308,030호에 개시되어 있다. 궤도 운동 또는 기판 표면을 가로지르는 쓸기 운동을 포함하여 기타의 운동도 역시 공정 중에 수행될 수 있다.In one embodiment, a high rotational speed polishing process can be used. This high rotation speed polishing process involves rotating the abrasive component 205 at a platen speed of at least about 150 rpm, such as between about 150 rpm and about 750 rpm, wherein the substrate 114 is at about 150 rpm and about It can be rotated at rotational speeds between 500 rpm, such as between about 300 rpm and about 500 rpm. A further description of a high rotational speed polishing process that can be used with the abrasive components, processes, and apparatus described herein is filed on July 25, 2001, entitled "Method and Apparatus for Chemical Mechanical Polishing of Semiconductor Substrates. and apparatus for chemical Mechanical Polishing of Semiconductor Substrates, "US Patent Application Serial No. 60 / 308,030. Other movements can also be performed during the process, including orbital movements or sweeping movements across the substrate surface.

기판 표면에 접촉하는 경우, 약 6 psi 이하, 예컨대 약 2 psi 이하의 압력이 연마 부품(205)과 기판 표면 사이에 인가된다. 낮은 유전 상수 재료를 함유한 기판이 연마되는 경우, 약 2 psi 이하, 예컨대 약 0.5 psi 이하의 압력이 기판을 연마하는 동안에 연마 부품(205)을 향해 기판(114)을 가압하는 데에 사용된다. 본 발명의 일 실시예에서, 약 0.1 psi와 약 0.2 psi 사이의 압력이 본원에 기재되어 있는 바와 같이 전도성 연마 부품을 이용하여 기판을 연마하는 데에 사용될 수 있다.When in contact with the substrate surface, a pressure of about 6 psi or less, such as about 2 psi or less, is applied between the abrasive component 205 and the substrate surface. When the substrate containing the low dielectric constant material is polished, a pressure of about 2 psi or less, such as about 0.5 psi or less, is used to press the substrate 114 toward the abrasive component 205 while polishing the substrate. In one embodiment of the invention, pressures between about 0.1 psi and about 0.2 psi can be used to polish the substrate using conductive abrasive components as described herein.

애노드 용해에서, 전위차 또는 바이어스가 캐소드로서 실시하는 전극(204)과 애노드로서 실시하는 연마 부품(205)의 연마 표면(310)(도 3 참조) 사이에 인가된다. 연마 부품과 접촉하고 있는 기판은 전도성 연마 표면(310)에 의해 분극화하고, 이와 동시에 바이어스가 전도성 부품 지지 부재에 인가된다. 바이어스를 인가함으로써, 구리 함유 재료와 같이 기판 표면에 형성된 전도성 재료가 제거될 수 있다. 바이어스를 형성하는 것은 기판 표면에 약 15 볼트 이하의 전압을 인가하는 것을 포함할 수 있다. 약 0.1 볼트와 약 10 볼트 사이의 전압이 기판 표면으로부터 전해액 속으로 구리 함유 재료를 용해시키는 데에 사용될 수 있다. 또한, 바이어스는 약 0.1 ㎃/㎠과 약 50 ㎃/㎠ 사이의 전류 밀도, 또는 200 ㎜ 기판에 대해 약 0.1 암페어와 약 20 암페어 사이의 전류 밀도를 생성시킬 수 있다.In anode dissolution, a potential difference or bias is applied between the electrode 204 acting as the cathode and the polishing surface 310 (see FIG. 3) of the abrasive component 205 acting as the anode. The substrate in contact with the abrasive component is polarized by the conductive abrasive surface 310, while at the same time a bias is applied to the conductive component support member. By applying the bias, the conductive material formed on the substrate surface, such as the copper containing material, can be removed. Forming the bias may include applying a voltage of about 15 volts or less to the substrate surface. Voltages between about 0.1 volts and about 10 volts can be used to dissolve the copper containing material from the substrate surface into the electrolyte. The bias may also produce a current density between about 0.1 mA / cm 2 and about 50 mA / cm 2, or between about 0.1 amps and about 20 amps for a 200 mm substrate.

전위차를 형성하여 애노드 용해 공정을 수행하기 위해 전력 공급기(150)에 의해 제공되는 신호는 기판 표면으로부터 재료를 제거하는 요건들에 따라 변동할 수 있다. 예를 들면, 시간 변동 애노드 신호는 전도성 연마 매체(205)에 공급될 수 있다. 이 신호는 또한 전기적 펄스 변조 기법에 의해 인가될 수도 있다. 이 전기적 펄스 변조 기법은 제1 시간 구간 동안에 기판에 대해 일정한 전류 밀도 또는 전압을 인가하는 단계와, 제2 시간 구간 동안에 기판에 대해 전압을 인가하는 것을 중단하는 단계와, 첫번째 및 두번째 단계를 반복하는 단계를 포함한다. 예컨대, 전기적 펄스 변조 기법은 약 -0.1 볼트와 약 -15 볼트 사이로부터 약 0.1 볼트와 약 15 볼트 사이까지 변동하는 전위를 이용할 수 있다.The signal provided by the power supply 150 to form the potential difference to perform the anode dissolution process may vary depending on the requirements for removing material from the substrate surface. For example, the time varying anode signal can be supplied to the conductive abrasive medium 205. This signal may also be applied by an electrical pulse modulation technique. This electrical pulse modulation technique involves applying a constant current density or voltage to a substrate during a first time interval, stopping applying voltage to the substrate during a second time interval, and repeating the first and second steps. Steps. For example, the electrical pulse modulation technique can use a potential that varies from about -0.1 volts and about -15 volts to between about 0.1 volts and about 15 volts.

연마 매체에 대한 올바른 천공 패턴과 밀도를 이용하면, 연마 부품(205)으로부터 기판을 바이어싱하는 것은 종래의 가장자리 접촉 핀 바이어스에 따른 더 높은 가장자리 제거율 및 더 낮은 중심 제거율과 비교하여 기판 표면으로부터 전해액 속으로 금속과 같은 전도성 재료를 균일하게 용해시키는 것으로 믿어진다.With the correct perforation patterns and densities for the abrasive media, biasing the substrate from the abrasive component 205 results in electrolyte flow from the substrate surface compared to the higher edge removal rate and lower center removal rate due to conventional edge contact pin bias. It is believed to dissolve uniformly conductive materials such as metals.

구리 함유 재료와 같은 전도성 재료는 기판 표면 중의 적어도 일부분으로터 약 15,000 Å/min의 비율, 예컨대 약 100 Å/min에서 약 15,000 Å/min까지의 비율로 제거될 수 있다. 제거 대상 구리 재료가 12,000 Å의 두께를 가진 본 발명의 일 실시 형태에서, 전압이 약 100 Å/min에서 약 8000 Å/min까지의 제거율을 제공하도록 전도성 연마 부품(205)에 인가될 수 있다.Conductive material, such as a copper containing material, may be removed from at least a portion of the substrate surface at a rate of about 15,000 kPa / min, such as from about 100 kPa / min to about 15,000 kPa / min. In one embodiment of the invention, wherein the copper material to be removed has a thickness of 12,000 kPa, a voltage may be applied to the conductive abrasive component 205 to provide a removal rate from about 100 kPa / min to about 8000 kPa / min.

전해 연마 공정에 뒤이어, 기판은 추가로 연마 또는 버핑될 수 있는데, 이는 장벽층 재료를 제거하고, 유전 재료로부터 표면 결함을 제거하고, 또는 전도성 연마 부품을 이용하여 연마 공정의 평탄도를 향상시키기 위한 것이다. 적합한 버핑 공정 및 조성물에 대한 일례는 2000년 5월 11일 자로 출원된 공동 계류중인 미국 특허 출원 제09/569,968호에 개시되어 있고, 전체적으로 인용에 의해 본 명세서에 합체되어 있다.Following the electrolytic polishing process, the substrate can be further polished or buffed to remove the barrier layer material, remove surface defects from the dielectric material, or improve the flatness of the polishing process using conductive abrasive components. will be. Examples of suitable buffing processes and compositions are disclosed in co-pending US patent application Ser. No. 09 / 569,968, filed May 11, 2000, which is incorporated herein by reference in its entirety.

본원에 기재된 연마 부품은 전도성 연마 재료를 포함할 수 있고, 유전성 또는 전도성 연마 재료 속에 배치된 전도성 부재를 포함할 수 있는 전도성 재료로부터 형성될 수 있다. 일 실시 형태에서, 연마 재료는 전도성 섬유, 전도성 충전재 또는 이의 조합물을 포함할 수 있다. 이들 전도성 섬유, 전도성 충전재 또는 이의 조합물은 폴리머 재료 속에 분산될 수 있다.The abrasive component described herein may comprise a conductive abrasive material and may be formed from a conductive material that may include a conductive member disposed in a dielectric or conductive abrasive material. In one embodiment, the abrasive material may comprise conductive fibers, conductive fillers or combinations thereof. These conductive fibers, conductive fillers or combinations thereof can be dispersed in the polymeric material.

이들 전도성 섬유는 금속, 탄소계열 재료, 전도성 세라믹 재료, 전도성 합금, 또는 이의 조합물을 포함하는 전도성 재료로 적어도 부분적으로 코팅 또는 피복된, 유전성 또는 전도성 폴리머 또는 탄소계 재료와 같은 전도성 또는 유전성 재료를 포함할 수 있다. 이 전도성 섬유는 섬유 또는 필라멘트(filament), 전도성 직물 또는 천, 하나 이상의 루프, 코일, 또는 전도성 섬유의 고리의 형태로 될 수 있다. 다층의 전도성 재료, 예컨대 다층의 전도성 천 또는 직물이 전도성 연마 재료를 성형하는 데에 사용될 수 있다.These conductive fibers may comprise conductive or dielectric materials, such as dielectric or conductive polymers or carbon-based materials, at least partially coated or coated with a conductive material comprising a metal, carbon-based material, conductive ceramic material, conductive alloy, or combinations thereof. It may include. The conductive fibers may be in the form of fibers or filaments, conductive fabrics or fabrics, one or more loops, coils, or rings of conductive fibers. Multiple conductive materials, such as multiple conductive fabrics or fabrics, can be used to shape the conductive abrasive material.

이들 전도성 섬유는 전도성 재료로 코팅된 유전성 또는 전도성 섬유 재료를 포함한다. 유전성 폴리머 재료들은 섬유 재료로서 사용될 수 있다. 적합한 유전성 섬유 재료에 대한 예들은 폴리아미드, 폴리이미드, 나일론 폴리머, 폴리우레탄, 폴리에스테르, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리스티렌, 폴리카보네이트, aeS (폴리아크릴론트릴 에틸렌 스티렌)과 같은 디엔 함유 폴리머, 아크릴 폴리머 또는 이의 조합물과 같은 폴리머 재료를 포함한다. 또한, 본 발명은 본원에 기재된 섬유로서 사용될 수 있는 유기질 또는 무기질 재료의 사용도 고려하고 있다.These conductive fibers include dielectric or conductive fiber materials coated with a conductive material. Dielectric polymer materials can be used as the fiber material. Examples of suitable dielectric fiber materials include polyamides, polyimides, nylon polymers, polyurethanes, polyesters, polypropylenes, polyethylenes, polystyrenes, polycarbonates, diene containing polymers such as aeS (polyacrylonitrile ethylene styrene), acrylic polymers Or polymeric materials such as combinations thereof. The present invention also contemplates the use of organic or inorganic materials that can be used as the fibers described herein.

전도성 섬유 재료는 폴리아세틸렌, baytron이라는 상표면으로 상업적으로 입수할 수 있는 폴리에틸렌디옥시티오펜(PEDT), 폴리아닐린, 폴리피롤, 폴리티오펜, 탄소계 섬유 또는 이의 조합물을 포함한 고유한 전도성 폴리머 재료를 포함할 수 있다. 전도성 폴리머에 대한 다른 예는 폴리머/귀금속 혼성 재료이다. 폴리머/귀금속 혼성 재료는 일반적으로 산화에 내성을 가진 귀금속과 불활성인 것과 같이, 주변 전해질과 화학적으로 불활성이다. 이 폴리머/귀금속 혼성 재료의 일례는 백금/폴리머 혼성 재료이다. 전도성 섬유를 포함한 전도성 연마 재료에 대한 예들은 2001년 12월 27일 자로 출원되고, "전기화학 기계적 연마을 위한 전도성 연마 부품(conductive Polishing article for electrochemical Mechanical Polishing)"이라는 명칭을 가진, 공동 계류중인 미국 특허 출원 제10/033,732호에 더욱 충분하게 기재되어 있으며, 이 문헌은 전체적으로 인용에 의해 본 명세서에 합체되어 있다. 또한, 본 발명은 본 명세서에서 설명되는 섬유로서 사용될 수 있는 유기질 또는 무기질 재료의 이용도 고려하고 있다.Conductive textile material is polyacetylene, baytron Proprietary conductive polymer materials, including polyethylenedioxythiophene (PEDT), polyaniline, polypyrrole, polythiophene, carbon-based fibers, or combinations thereof, commercially available under the trademark. Another example for a conductive polymer is a polymer / noble metal hybrid material. Polymer / noble metal hybrid materials are generally chemically inert with the surrounding electrolyte, such as inert with noble metals resistant to oxidation. One example of this polymer / noble metal hybrid material is a platinum / polymer hybrid material. Examples of conductive abrasive materials, including conductive fibers, are filed December 27, 2001, and are co-pending US patent entitled "conductive Polishing article for electrochemical mechanical polishing". It is more fully described in application 10 / 033,732, which is incorporated herein by reference in its entirety. The present invention also contemplates the use of organic or inorganic materials that can be used as the fibers described herein.

섬유 재료는 그 자체로 속이 차거나(solid) 중공(中空)일 수 있다. 섬유의 길이는 약 1㎛와 약 1000㎜ 사이의 범위에 속하고, 그 직경은 약 0.1㎛와 약 1㎜ 사이의 범위에 속한다. 일 실시예에서, 폴리우레탄 속에 배치된 전도성 섬유와 같이 전도성 폴리머 혼성물 및 발포물을 위해, 섬유의 직경은 약 0.1㎛와 약 200㎛ 사이의 범위일 수 있고, 직경대 길이의 종횡비는 약 5 이상, 예컨대 약 10 이상으로 될 수 있다. 섬유의 횡단면적은 원형, 타원형, 별 모양의 "진눈깨비형(snow flaked)"으로 될 수 있거나, 제조된 유전성 또는 전도성 섬유의 어떤 다른 형태일 수 있다. 약 5 ㎜와 약 1000㎜ 사이의 길이와 약 5㎛와 약 1000㎛ 사이의 직경을 가진 큰 종횡비의 섬유는 전도성 섬유의 그물망, 루프, 직물 또는 천을 성형하는데에 사용될 수 있다. 또한, 이들 섬유는 약 104psi와 약 108psi 사이의 탄성계수를 가진다. 그러나, 본 발명은 본 명세서에서 설명되는 연마 부품 및 공정에서 유연하고 탄력적인 섬유를 제공하는 데에 필요한 탄성 계수도 고려하고 있다.The fibrous material may itself be solid or hollow. The length of the fiber is in the range between about 1 μm and about 1000 mm, and the diameter is in the range between about 0.1 μm and about 1 mm. In one embodiment, for conductive polymer blends and foams, such as conductive fibers disposed in a polyurethane, the diameter of the fibers may range between about 0.1 μm and about 200 μm, and the aspect ratio of diameter to length is about 5 Or, for example, about 10 or more. The cross-sectional area of the fibers can be circular, elliptical, star-shaped "snow flaked" or any other form of dielectric or conductive fibers produced. Large aspect ratio fibers having a length between about 5 mm and about 1000 mm and a diameter between about 5 μm and about 1000 μm can be used to form meshes, loops, fabrics or fabrics of conductive fibers. In addition, these fibers have modulus of elasticity between about 10 4 psi and about 10 8 psi. However, the present invention also contemplates the modulus of elasticity required to provide flexible and resilient fibers in the abrasive components and processes described herein.

전도성 또는 유전성 섬유 재료 상에 배치된 전도성 재료는 일반적으로 금속, 금속 합금, 탄소계열 재료, 전도성 세라믹 재료, 금속 무기질 화합물, 또는 이의 조합물과 같은 전도성 무기질 화합물을 포함한다. 본 명세서에서 전도성 재료 코팅물용으로 사용될 수 있는 금속에 대한 예들은 귀금속, 주석, 납, 구리, 니켈, 코발트 및 이의 조합물을 포함한다. 귀금속은 금, 백금, 팔라듐, 이리듐, 레늄, 로듐, 루테늄, 오스뮴 및 이의 조합물을 포함하는데, 이들 중에서 금과 백금이 바람직하다. 또한, 본 발명은 본 명세서에 예시된 재료 외에, 전도성 재료 코팅물용의 다른 금속의 사용도 고려한다. 탄소 계열 재료는 섬유 표면에 부착될 수 있는 카본블랙, 흑연 및 탄소 입자를 포함한다. 세라믹 재료에 대한 예들은, 니오븀 카바이드(Nbc), 지르코늄 카바이드(Zrc), 탄탈륨 카바이드(Tac), 티탄늄 카바이드(Tic), 텅스텐 카바이드(Wc) 및 이의 조합물을 포함한다. 또한, 본 발명은 본 명세서에 예시된 재료들 외에, 전도성 재료 코팅물을 위한 다른 금속, 다른 탄소계열 재료 및 다른 세라믹 재료의 사용도 고려한다. 금속 무기질 화합물은 예컨대 아크릴 또는 나일론 섬유와 같은 폴리머 섬유 상에 배치된 황화구리 또는 단제나이트(cu9S5)를 포함한다. 단제나이트 코팅 섬유들은 일본의 니혼 산모 다잉사(Nihon Sanmo dyeing co. Ltd)의 Thunderon이라는 상표명으로 상업적으로입수할 수 있다. 이 Thunderon섬유들은 약 0.03㎛과 약 0.1㎛ 사이의 단제나이트(cu9S5)로 된 코팅물을 포함하고, 약 40Ω/㎝의 전도도를 가진 것으로 관찰되었다. 전도성 코팅물은 전도성 재료의 도금, 코팅, 물리적 기상 증착, 화학적 증착, 바인딩 또는 본딩에 의해 섬유 표면에 직접 배치될 수 있다. 또한, 전도성 재료, 예컨대 구리, 코발트 또는 니켈로 된 결정핵 생성 또는 종자 층이 전도성 재료와 섬유 재료 사이의 접착을 개선하는 데에 사용될 수 있다. 전도성 재료는 다양한 길이를 가진 개개의 유전성 또는 전도성 섬유 상에, 그리고 유전성 또는 전도성 섬유 재료로 제조된 형상을 가진 루프, 포움(foam) 및 천 또는 직물 상에 배치될 수 있다.Conductive materials disposed on conductive or dielectric fiber materials generally include conductive inorganic compounds such as metals, metal alloys, carbon-based materials, conductive ceramic materials, metal inorganic compounds, or combinations thereof. Examples of metals that can be used for conductive material coatings herein include precious metals, tin, lead, copper, nickel, cobalt and combinations thereof. Precious metals include gold, platinum, palladium, iridium, rhenium, rhodium, ruthenium, osmium and combinations thereof, of which gold and platinum are preferred. The present invention also contemplates the use of other metals for conductive material coatings, in addition to the materials illustrated herein. Carbon based materials include carbon black, graphite and carbon particles that can adhere to the fiber surface. Examples for ceramic materials include niobium carbide (Nbc), zirconium carbide (Zrc), tantalum carbide (Tac), titanium carbide (Tic), tungsten carbide (Wc) and combinations thereof. The present invention also contemplates the use of other metals, other carbon based materials and other ceramic materials for conductive material coatings, in addition to the materials illustrated herein. Metallic inorganic compounds include, for example, copper sulfide or monogenite (cu 9 S 5 ) disposed on polymer fibers such as acrylic or nylon fibers. Monogeneous coated fibers are made by Thunderon of Nihon Sanmo dyeing co. Ltd, Japan. It is commercially available under the trade name. This Thunderon The fibers included a coating of mono nitrite (cu 9 S 5 ) between about 0.03 μm and about 0.1 μm and were observed to have a conductivity of about 40 μs / cm. The conductive coating can be placed directly on the fiber surface by plating, coating, physical vapor deposition, chemical vapor deposition, binding or bonding of the conductive material. In addition, a nucleation or seed layer of conductive material such as copper, cobalt or nickel can be used to improve the adhesion between the conductive material and the fibrous material. The conductive material may be disposed on individual dielectric or conductive fibers of various lengths, and on loops, foams, and fabrics or fabrics having a shape made of dielectric or conductive fiber material.

적합한 전도성 섬유에 대한 일례는 금으로 코팅된 폴리우레탄 섬유이다. 전도성 섬유에 대한 다른 예들은 금으로 피복된 아크릴 섬유와, 로듐으로 코팅된 나일론 섬유를 포함한다. 결정핵 생성 재료를 이용한 전도성 섬유에 대한 일례는 구리 종자 층과 구리층 상에 배치된 금 층으로 코팅된 나일론 섬유이다.One example of a suitable conductive fiber is a polyurethane fiber coated with gold. Other examples for conductive fibers include acrylic fibers coated with gold and nylon fibers coated with rhodium. One example of a conductive fiber using a nucleation material is a nylon fiber coated with a copper seed layer and a gold layer disposed on the copper layer.

전도성 충전재는 단소 계열 재료 또는 전도성 입자 및 섬유를 포함한 수 있다. 이 전도성 탄소 계열 재료에 대한 예들은 탄소 분말, 탄소 섬유, 탄소 나노튜브, 탄소 나노포움, 탄소 에어로겔, 흑연 및 이의 조합물을 포함한다. 전도성 입자 또는 섬유에 대한 예들은 고유한 전도성 폴리머, 전도성 재료로 코팅된 유전성 또는 전도성 입자들, 그리고 금, 백금, 주석, 납 및 다른 금속 또는 금속 합금 입자, 전도성 세라믹 입자 및 이의 조합물과 같은 금속 입자를 포함한 전도성 무기질입자를 포함한다. 전도성 충전재는 본 명세서에서 설명되는 바와 같이, 귀금속, 탄소계열 재료, 전도성 세라믹 재료, 금속 무기질 화합물 또는 이의 조합물과 같은 금속으로 일부 또는 전부 코팅될 수 있다. 이 충전재 재료에 대한 예는 구리 또는 니켈로 코팅된 탄소 섬유 또는 흑연이다. 전도성 충전재는 구형, 타원형, 2 이상의 어떤 종횡비를 가진 종방향 모양, 또는 제조된 충전재의 기타 다른 모양으로 될 수 있다. 충전재 재료는 제2 재료의 물리적, 화학적 또는 전기적 특성을 변경시키기 위해 제2 재료 속에 배치될 수 있는 재료로서 본 명세서에 광범위하게 한정되어 있다. 또한, 충전재 재료는 그 자체로는 본 명세서에서 설명되는 바와 같이, 전도성 금속 또는 전도성 폴리머 속에 부분적으로 또는 전부 코팅된 유전성 또는 전도성 섬유 재료를 포함할 수 있다. 전도성 금속 또는 전도성 폴리머 속에 부분적으로 또는 전부 코팅된 유전성 또는 전도성 섬유 재료로 된 충전재는 완전한 섬유 또는 섬유 조각으로 될 수 있다.Conductive fillers can include simple base material or conductive particles and fibers. Examples for this conductive carbon based material include carbon powder, carbon fiber, carbon nanotubes, carbon nanofoams, carbon aerogels, graphite and combinations thereof. Examples of conductive particles or fibers include inherent conductive polymers, dielectric or conductive particles coated with a conductive material, and metals such as gold, platinum, tin, lead and other metals or metal alloy particles, conductive ceramic particles, and combinations thereof. Conductive inorganic particles including particles. The conductive filler may be coated, in part or in whole, with a metal, such as a noble metal, a carbon based material, a conductive ceramic material, a metal inorganic compound, or a combination thereof, as described herein. Examples for this filler material are carbon fibers or graphite coated with copper or nickel. The conductive filler may be spherical, elliptical, longitudinal shape with any aspect ratio of two or more, or any other shape of the fillers produced. Filler materials are broadly defined herein as materials that can be disposed in a second material to alter the physical, chemical or electrical properties of the second material. In addition, the filler material may itself include a dielectric or conductive fibrous material that is partially or fully coated in a conductive metal or conductive polymer, as described herein. Fillers of dielectric or conductive fibrous material partially or fully coated in a conductive metal or conductive polymer may be a complete fiber or piece of fiber.

이 전도성 재료들은 전도성 연마 재료를 성형하기 위한 원하는 수준의 전도도를 제공하기 위해 유전성 및 전도성 섬유 및 충전재를 코팅하는 데에 사용된다. 일반적으로, 전도성 재료의 코팅물은 섬유 및/또는 충전재 재료 상에 약 0.01㎛와 약 50㎛ 사이의 두께, 예건대 약 0.02㎛와 약 10㎛ 사이의 두께로 증착된다. 이 코팅물은 통상적으로 약 100Ω-㎝ 이하의 저항, 예컨대 0.001Ω-㎝과 32Ω-㎝ 사이의 저항을 가진 섬유 또는 충전재로 된다. 본 발명은 저항이 섬유 또는 충전재와 사용된 코팅물 양자로 이루어진 재료에 의존한다는 것을 고려하고, 전도성 재료 코팅물의 저항, 예컨대 0℃에서 9.81 μΩ-㎝의 저항을 가진 백금의 저항을 나타낼수 있다. 적합한 전도성 섬유에 대한 예는 약 0.1㎛의 구리, 니켈 또는 코발트로 코팅된 나일론 섬유와, 구리, 니켈 또는 코발트 상에 배치된 약 2㎛의 금으로 코팅된 나일론 섬유를 포함하며, 섬유의 전체 직경은 약 30㎛과 약 90㎛ 사이에 속한다.These conductive materials are used to coat dielectric and conductive fibers and fillers to provide the desired level of conductivity for forming conductive abrasive materials. Generally, a coating of conductive material is deposited on the fiber and / or filler material at a thickness between about 0.01 μm and about 50 μm, such as between about 0.02 μm and about 10 μm. This coating is typically a fiber or filler having a resistance of about 100 kV-cm or less, such as between 0.001 kV-cm and 32 kV-cm. The present invention contemplates that the resistance depends on the material consisting of both the fiber or filler and the coating used, and can represent the resistance of the conductive material coating, such as platinum having a resistance of 9.81 μm-cm at 0 ° C. Examples of suitable conductive fibers include nylon fibers coated with copper, nickel or cobalt of about 0.1 μm, and nylon fibers coated with about 2 μm gold disposed on copper, nickel or cobalt, the total diameter of the fiber Is between about 30 μm and about 90 μm.

전도성 연마 재료는 원하는 전기적 전도도 또는 다른 연마 부품 특성을 달성하기 위한 추가의 전도성 재료 및 전도성 충전재로 적어도 부분적으로 코팅되거나 피복된 전도성 또는 유전성 섬유의 조합물을 포함할 수 있다. 조합물에 대한 예는 전도성 연마 재료중의 적어도 일부분을 포함하는 전도성 재료로서의 흑연과 금 코팅 나일론 섬유의 사용이다.The conductive abrasive material can include a combination of conductive or dielectric fibers that are at least partially coated or coated with a conductive filler and additional conductive material to achieve desired electrical conductivity or other abrasive component properties. An example for a combination is the use of graphite and gold coated nylon fibers as a conductive material that includes at least a portion of the conductive abrasive material.

전도성 섬유 재료, 전도성 충전재 재료 또는 이의 조합물은 바인더 재료 속에 분산되거나, 혼성 전도성 연마 재료를 형성할 수 있다. 바이더 재료의 일 형태는 종래의 연마 재료이다. 종래의 연마 재료는 일반적으로 유전성 폴리머 재료와 같은 유전성 재료가다. 유전성 폴리머 연마 재료에 대한 예들은 우레탄, 충전재와 혼합된 폴리우레탄, 폴리카보네이트, 폴리페닐렌 설피드(PPS), Teflon폴리머, 폴리스티렌, 에틸렌-프로필렌-디엔-메틸렌(ePdM), 또는 이의 조합물을 포함하고, 기판 표면을 연마하는 데에 사용되는 기타 연마 재료를 포함한다. 또한, 종래의 연마 재료는 우레탄 속에 함침된 펠트 섬유를 포함할 수 있거나, 발포된 상태일 수도 있다. 본 발명은 어떠한 종래의 연마 재료도 본 명세서에서 설명되는 전도성 섬유 및 충전재와 더불어 바인더 재료(매트릭스로서 알려져 있기도 함)로서 사용될 수 있다.The conductive fiber material, the conductive filler material, or a combination thereof may be dispersed in the binder material or form a hybrid conductive abrasive material. One form of the provider material is a conventional abrasive material. Conventional abrasive materials are generally dielectric materials, such as dielectric polymer materials. Examples of dielectric polymer abrasive materials include urethane, polyurethane mixed with filler, polycarbonate, polyphenylene sulfide (PPS), Teflon Polymers, polystyrene, ethylene-propylene-diene-methylene (ePdM), or combinations thereof, and other abrasive materials used to polish the substrate surface. In addition, conventional abrasive materials may include felt fibers impregnated in urethane, or may be in a foamed state. The present invention may use any conventional abrasive material as a binder material (also known as a matrix) in addition to the conductive fibers and fillers described herein.

첨가제가 바인터 재료에 첨가되어 전도성 섬유, 전도성 충전재 또는 이의 조합물을 폴리머 재료 속에서 분산시키는 것을 지원할 수 있다. 이들 첨가제는 섬유 및/또는 충전재로부터 성형된 연마 재료와, 바인더 재료의 기계적, 열적 및 전기적 특성을 개선하는 데에 사용될 수 있다. 이들 첨가제는 폴리머 교차결합(cross-linking)를 개선하기 위한 가교제와, 바이더 재료 속에 전도성 섬유 또는 전도성 충전재를 더욱 균일하게 분산시키기 위한 분산제를 포함한다. 가교제에 대한 예들은 아미노 화합물, 실란 가교제, 폴리이소시안네이트 화합물, 및 이의 조합물을 포함한다. 분산제에 대한 예들은 N-치환 긴 사슬 알케닐 숙신이미드와, 고분자량 유기질 산으로 이루어진 아민염과, 메타크릴 또는 아크릴산으로 이루어진 코폴리머와, 아민, 아미드, 이민, 이미드, 히드록실, 에테르와 같은 극성기를 함유한 유도체와, 아민, 아미드, 이민, 이미드, 히드록실, 에테르와 같은 극성기를 함유한 에틸렌-프로필렌 코폴리머를 포함한다. 이 외에, 티오글리콜산과 관련 에스테르와 같은 황 함유 화합물은 바인더 재료 속의 금 코팅 섬유 및 충전재를 위한 효과적인 분산제로서 관찰되었다. 본 발명은 첨가제의 양과 종류는 섬유 또는 충전재 재료, 그리고 사용된 바인더 재료에 대해 변동한다는 것도 고려하고, 상기 예들은 예시적이므로 본 발명의 범위를 한정하는 것으로 고려 또는 해석되지 않아야 한다.Additives may be added to the binder material to assist in dispersing the conductive fibers, conductive fillers or combinations thereof in the polymeric material. These additives can be used to improve the mechanical, thermal, and electrical properties of abrasive materials molded from fibers and / or fillers, and binder materials. These additives include crosslinkers to improve polymer cross-linking and dispersants to more evenly distribute the conductive fibers or conductive fillers in the provider material. Examples for crosslinking agents include amino compounds, silane crosslinkers, polyisocyanate compounds, and combinations thereof. Examples of dispersants include N-substituted long chain alkenyl succinimides, amine salts of high molecular weight organic acids, copolymers of methacrylic or acrylic acid, amines, amides, imines, imides, hydroxyls, ethers Derivatives containing polar groups such as ethylene and ethylene copolymers containing polar groups such as amines, amides, imines, imides, hydroxyls and ethers. In addition, sulfur containing compounds such as thioglycolic acid and related esters have been observed as effective dispersants for gold coated fibers and fillers in binder materials. The present invention also contemplates that the amount and type of additives vary with respect to the fiber or filler material, and the binder material used, and the examples are illustrative and should not be considered or interpreted as limiting the scope of the invention.

또한, 전도성 섬유 및/또는 충전재로 된 그물망은 바인더 재료 속에 형성될 수 있는데, 이를 위해 충분한 양의 전도성 섬유 및/또는 전도성 충전재 재료를 제공하여 물리적으로 연속하거나 전기적으로 연속하는 매체 또는 상(phase; 相)을 바인더 재료 속에 형성한다. 전도성 섬유 및/또는 전도성 충전재는 일반적으로 폴리머 바인더 재료와 결합하는 경우 연마 재료의 약 2 wt%와 약 85wt% 사이에 속하고, 예컨대 약 5wt%와 약 60wt% 사이에 속한다.In addition, a mesh of conductive fibers and / or filler may be formed in the binder material, for which a sufficient amount of conductive fibers and / or conductive filler material may be provided to provide a physically continuous or electrically continuous medium or phase; Phase) is formed in the binder material. Conductive fibers and / or conductive fillers generally fall between about 2 wt% and about 85 wt% of the abrasive material, such as between about 5 wt% and about 60 wt% when combined with the polymeric binder material.

전도성 재료, 선택적으로는 전도성 충전재로 코팅된 섬유 재료의 교직 직물 또는 천은 바인더 속에 배치될 수 있다. 전도성 재료로 코팅된 섬유 재료는 섞어 짜여 얀(yarn)을 형성할 수 있다. 이들 얀은 상호 모여 접착제 또는 코팅물의 도움으로 전도성 그물망을 만들 수 있다. 이 얀은 연마 패드 재료 속에 전도성 부재로서 배치될 수 있거나, 천 또는 직물 속으로 짜일 수 있다.A teaching fabric or fabric of conductive material, optionally fibrous material coated with a conductive filler, may be disposed in the binder. Fiber materials coated with a conductive material may be interwoven to form yarns. These yarns can gather together to form a conductive mesh with the aid of an adhesive or coating. This yarn may be disposed as a conductive member in the polishing pad material or may be woven into a cloth or fabric.

선택적으로, 전도성 섬유 및/또는 충전재는 약 50 Ω-㎝ 이하의 벌크 또는 표면 저항, 예컨대 약 3 Ω-㎝ 이하의 저항을 가진 전도성 연마 재료 또는 부품을 성형하는 데에 사용될 수 있다. 연마 부품의 일 실시예에서, 연마 부품 또는 이의 연마 표면은 약 1 Ω-㎝ 이하의 저항을 가진다. 일반적으로, 전도성 연마 재료 또는 전도성 연마 재료와 종래의 연마 재료의 혼성물은 약 50 Ω-㎝ 이하의 벌크 또는 표면 저항을 가진 전도성 연마 부품을 생산하는 데에 제공된다. 전도성 연마 재료와 종래의 연마 재료의 혼성물에 대한 예는 약 1 Ω-㎝ 이하의 저항을 나타내는 금 또는 탄소 코팅 섬유를 포함하며, 이 코팅 섬유는 약 10 Ω-㎝ 이하의 벌크 저항을 가진 연마 부품을 제공하기 위해 우레탄으로 된 종래의 연마 재료 속에 충분한 양으로 배치되어 있다.Optionally, conductive fibers and / or fillers can be used to mold conductive abrasive materials or components having a bulk or surface resistance of about 50 kPa-cm or less, such as about 3 kPa-cm or less. In one embodiment of the abrasive component, the abrasive component or abrasive surface thereof has a resistance of about 1 dB-cm or less. Generally, a conductive abrasive material or a hybrid of a conductive abrasive material and a conventional abrasive material is provided to produce a conductive abrasive component having a bulk or surface resistance of about 50 kPa-cm or less. Examples of hybrids of conductive abrasive materials and conventional abrasive materials include gold or carbon coated fibers that exhibit a resistance of about 1 kW-cm or less, which coated fibers have a bulk resistance of about 10 kW-cm or less. It is disposed in a sufficient amount in a conventional abrasive material of urethane to provide the part.

본 명세서에서 설명되는 전도성 섬유 및/또는 충전재로부터 성형된 전도성 연마 재료는 일반적으로 잔류 전기장 하에서 기능 저하가 없는 기계적 특성을 가지고, 산성 또는 염기성 전해액 속에서 기능 저하에 대한 저항력을 가진다. 전도성재료와 사용된 어떤 바인더 재료는 적용 가능한 경우 종래의 연마 부품에 사용된 종래의 연마 재료의 기계적 특성을 동등하게 가지도록 결합된다. 예컨대, 전도성 연마 재료는 단독으로 또는 바인터 재료와 결합된 상태이든 간에 펜실베니아 필라델피아에 본부를 두고 있는 미국 재료 시험 협회(aSTM)에 의해 규정된 바와 같이 폴리머 재료용으로 쇼어 d 경도 스케일로 약 100 이하의 경도를 가진다. 본 발명의 일 실시예에서, 전도성 재료는 폴리머 재료용으로 쇼어 d 경도 스케일로 약 80 이하의 경도를 가진다. 전도성 연마 부분(310)은 일반적으로 약 500 미크론 이하의 표면 거칠기를 포함한다. 연마 패드의 특성들은 일반적으로 기계적 연마 동안에, 그리고 기판 표면에 바이어스를 인가할 때 기판 표면의 흠집을 줄이거나 최소화하도록 되어 있다.Conductive abrasive materials formed from the conductive fibers and / or fillers described herein generally have mechanical properties without functional degradation under residual electric fields and are resistant to functional degradation in acidic or basic electrolytes. The conductive material and any binder material used, if applicable, are combined to have the same mechanical properties of conventional abrasive materials used in conventional abrasive parts. For example, the conductive abrasive material, whether alone or in combination with a binder material, may be up to about 100 on the Shore d hardness scale for polymer materials, as defined by the American Material Testing Association (aSTM), headquartered in Philadelphia, Pennsylvania. Has a hardness of. In one embodiment of the invention, the conductive material has a hardness of about 80 or less on the Shore d hardness scale for the polymeric material. Conductive abrasive portion 310 generally includes a surface roughness of about 500 microns or less. The properties of the polishing pad are generally intended to reduce or minimize scratches on the substrate surface during mechanical polishing and when applying a bias to the substrate surface.

연마 부품 구조Abrasive parts structure

본 발명의 일 실시예에 따르면, 연마 부품은 지지체 상에 배치되는, 본 명세서에서 설명되는 전도성 연마 재료의 단일 층을 포함한다. 다른 실시예에서, 연마 부품은 기판 표면에 적어도 하나의 전도성 재료를 포함하거나 적어도 하나의 부품 지지 부분 또는 서브 패드와 기판에 접촉하기 위한 전도성 표면을 제공하는 복수의 재료 층을 포함할 수 있다.According to one embodiment of the invention, the abrasive component comprises a single layer of the conductive abrasive material described herein, disposed on a support. In other embodiments, the abrasive component may include a plurality of layers of material that include at least one conductive material on the substrate surface or provide a conductive surface for contacting the substrate with the at least one component support portion or sub pad.

도 3은 연마 부품(205)에 대한 일 실시 형태의 부분 횡단면도이다. 도 3에 예시된 연마 부품(205)은 기판 표면과 부품 지지체 또는 서브 패드 부분(320)을 연마하기 위한 전도성 연마 부분(310)을 가진 혼성 연마 부품을 포함한다.3 is a partial cross-sectional view of one embodiment of an abrasive component 205. The abrasive component 205 illustrated in FIG. 3 includes a hybrid abrasive component having a conductive abrasive portion 310 for polishing the substrate surface and the component support or sub pad portion 320.

전도성 연마 부분(310)은 본 명세서에서 설명되는 바와 같이 전도성 섬유 및/또는 전도성 충전재를 포함하여 전도성 연마 재료를 포함할 수 있다. 예를 들면, 전도성 연마 부분(310)은 폴리머 재료 속에 분산된 전도성 섬유 및/또는 전도성 충전재를 포함하여 전도성 재료를 포함할 수 있다. 전도성 충전재는 폴리머 바인더 속에 배치될 수 있다. 이 전도성 충전재는 폴리머 바인더 속에 배치된 연질의 전도성 재료를 포함할 수 있다. 연질의 전도성 재료는 일반적으로 구리의 경도 및 모듈러스(modulus)와 대략 동일하거나 작은 경도 및 모듈러스를 가진다. 연질의 전도성 재료에 대한 예들은 금, 주석, 팔라듐, 팔라듐-주석 합금, 백금 및 납과, 기타의 전도성 금속 중에서 구리보다 더 연질의 합금 및 세라믹 합성물을 포함한다. 본 발명은 연마 기판에 흠집을 내지 않을 정도로 충분히 작은 크기라면, 구리보다 더 경질의 다른 전도성 충전재의 사용도 고려한다. 또한, 전도성 연마 부분은 하나 이상의 루프, 코일, 또는 전도성 섬유의 링, 또는 전도성 직물 또는 천을 형성하기 위해 섞어 짜여진 전도성 섬유의 링을 포함할 수 있다. 전도성 연마 부분(310)은 또한 전도성 재료로 된 복수 층, 예컨대 전도성 천 또는 직물로 된 복수 층을 포함할 수 있다.Conductive abrasive portion 310 may comprise a conductive abrasive material, including conductive fibers and / or conductive fillers, as described herein. For example, the conductive abrasive portion 310 may comprise a conductive material, including conductive fibers and / or conductive fillers dispersed in a polymeric material. The conductive filler may be disposed in the polymeric binder. This conductive filler may comprise a soft conductive material disposed in the polymer binder. Soft conductive materials generally have a hardness and modulus that is approximately equal to or less than the hardness and modulus of copper. Examples of soft conductive materials include alloys and ceramic composites that are softer than copper among gold, tin, palladium, palladium-tin alloys, platinum and lead, and other conductive metals. The present invention also contemplates the use of other conductive fillers that are harder than copper so long as they are small enough to not scratch the abrasive substrate. The conductive abrasive portion may also include one or more loops, coils, or rings of conductive fibers, or rings of conductive fibers interwoven to form a conductive fabric or cloth. Conductive abrasive portion 310 may also include multiple layers of conductive material, such as multiple layers of conductive cloth or fabric.

전도성 연마 부분(310)에 대한 일례는 우레탄 속에 배치된 금 코팅된 나일론 섬유와 흑연 입자를 포함한다. 다른 예는 폴리우레탄 또는 실리콘 속에 배치된 흑연 입자 및/또는 탄소 섬유를 포함한다. 또 다른 예는 우레탄 매트릭스 속에 분산된 금 또는 주석 입자들을 포함한다.One example for the conductive abrasive portion 310 includes gold coated nylon fibers and graphite particles disposed in urethane. Other examples include graphite particles and / or carbon fibers disposed in polyurethane or silicon. Another example includes gold or tin particles dispersed in a urethane matrix.

다른 실시 형태에서, 전도성 연마 부분(310)은 내부에 배치된 연마용입자(360)를 가질 수 있다. 이들 연마용 입자(360) 중의 적어도 일부분은 전도성 연마 부분(310)의 상부 연마 표면(370)에 노출되어 있다. 이 연마용 입자(360)는 일반적으로 연마되는 기판의 금속 표면의 부동태 층을 제거하도록 되어 있으며, 이에 의해 아래에 위치한 금속을 전해액 및 전기화학적 처리에 노출시키며, 이로써 프로세싱 동안에 연마 비율 높인다. 연마용 입자(360)에 대한 예들은 금속 표면에 형성된 부동태 층을 파괴하기에 충분히 강한 세라믹 입자, 무기질 입자, 유기질 입자 또는 폴리머 입자를 포함한다. 폴리머 입자는 연마 부분(310)의 마모율을 조정하기 위해 경질이거나 해면질일 수 있다.In another embodiment, the conductive abrasive portion 310 may have abrasive particles 360 disposed therein. At least a portion of these abrasive particles 360 are exposed to the upper abrasive surface 370 of the conductive abrasive portion 310. This abrasive particle 360 is generally adapted to remove the passivation layer of the metal surface of the substrate being polished, thereby exposing the underlying metal to electrolyte and electrochemical treatment, thereby increasing the polishing rate during processing. Examples for abrasive particles 360 include ceramic particles, inorganic particles, organic particles or polymer particles that are strong enough to break down the passivation layer formed on the metal surface. The polymer particles may be hard or spongy to adjust the wear rate of the abrasive portion 310.

부품 지지체 부분(320)은 일반적으로 전도성 연마 부분(310)의 직경 또는 너비와 동일하거나 더 작다. 그러나, 본 발명은 전도성 연마 부분(310)보다 더 큰 너비 또는 직경을 가진 부품 지지체 부분(320)도 고려하고 있다. 본 명세서의 도면들에는 원형의 전도성 연마 부분(310)과 부품 지지체 부분(320)을 예시하고 있지만, 본 발명은 전도성 연마 부분(310), 부품 지지체 부분(320), 또는 이들 양자가 직사각형 표면 또는 타원형 표면과 같은 사이한 형상을 가질 수도 있다는 것도 고려하고 있다. 또한, 본 발명은 전도성 연마 부분(310), 부품 지지체 부분(320), 또는 이들 양자가 재료로 된 선형 편직물(web) 또는 벨트를 형성할 수도 있다는 것도 고려하고 있다.The component support portion 320 is generally equal to or smaller than the diameter or width of the conductive abrasive portion 310. However, the present invention also contemplates the component support portion 320 having a larger width or diameter than the conductive abrasive portion 310. While the drawings herein illustrate a circular conductive abrasive portion 310 and a component support portion 320, the present invention provides a conductive abrasive portion 310, a component support portion 320, or both of which have a rectangular surface or It is also contemplated that the elliptical surface may have a similar shape. The present invention also contemplates that the conductive abrasive portion 310, the component support portion 320, or both may form a linear web or belt of material.

상기 부품 지지체 부분(320)은 연마 공정에서 불활성 재료를 포함할 수 있고, ECMP 동안에 소비되거나 손상되는 것에 저항력을 가지고 있다. 예를 들면, 상기 부품 지지체 부분은 예컨대 폴리우레탄과 충전재와 혼합된 폴리우레탄,폴리카보네이트, 폴리레닐렌 설피드(PPS), 에틸렌-프로필렌-디엔-메틸렌(ePdM), Teflon폴리머, 또는 이의 조합물과 같은 폴리머 재료를 포함하는 종래의 연마 재료와, 기판 표면을 연마하는 데에 사용되는 기타의 연마 재료로 구성될 수 있다. 상기 부품 지지체 부분(320)은 프로세싱 동안에 연마 부품(205)과 캐리어 헤드(130) 사이에 인가된 압력의 일부를 흡수하기 위해 우레탄과 함침된 압축 펠트 섬유와 같은 종래의 연질 재료가 될 수 있다. 이 연질 재료는 약 20과 약 90 사이의 쇼어 a 경도를 가질 수 있다.The component support portion 320 may comprise an inert material in the polishing process and is resistant to being consumed or damaged during ECMP. For example, the component support portion may be, for example, polyurethane, polycarbonate, polylenylene sulfide (PPS), ethylene-propylene-diene-methylene (ePdM), Teflon mixed with polyurethane and fillers. Conventional abrasive materials, including polymeric materials such as polymers, or combinations thereof, and other abrasive materials used to polish the substrate surface. The component support portion 320 may be a conventional soft material such as compressed felt fibers impregnated with urethane to absorb some of the pressure applied between the abrasive component 205 and the carrier head 130 during processing. This soft material may have a Shore a hardness between about 20 and about 90.

선택적으로, 상기 부품 지지체 부분(320)은 연마 부품을 가로질러 전기적 전도성을 제공하기 위해 전도성 귀금속 또는 전도성 폴리머를 포함하여 연마 후에 불리하게 영향을 미치지 않는 주변 전해액과 양립할 수 있는 전도성 재료로부터 만들어질 수 있다. 귀금속에 대한 예들은 금, 백금, 팔라듐, 이리듐, 레늄, 로듐, 루테늄, 오스뮴, 및 이의 조합물을 포함하며, 이들 중에서 금과 백금이 선호된다. 구리와 같이 주변 전해액과 반응성을 가진 재료도 사용될 수 있는데, 이에 대한 조건은 그러한 재료가 종래의 연마 재료 또는 귀금속과 같은 불활성 재료에 의해 주변 전해액으로부터 차단되는 경우이다.Optionally, the component support portion 320 may be made from a conductive material compatible with the surrounding electrolyte that does not adversely affect after polishing, including conductive precious metals or conductive polymers to provide electrical conductivity across the abrasive component. Can be. Examples for precious metals include gold, platinum, palladium, iridium, rhenium, rhodium, ruthenium, osmium, and combinations thereof, of which gold and platinum are preferred. Materials that are reactive with the peripheral electrolyte, such as copper, may also be used, in which case such materials are blocked from the peripheral electrolyte by conventional abrasive materials or inert materials such as precious metals.

상기 부품 지지체 부분(320)이 전도성을 가진 경우, 이 부품 지지체 부분(320)은 전도성 연마 부분(310)보다 더 큰 전도도, 즉 더 낮은 저항을 가질 수 있다. 예를 들면, 전도성 연마 부분(310)은 0℃에서 9.81 μΩ-㎝의 저항을 가진 백금을 포함한 부품 지지체 부분(320)과 비교한 경우, 약 1.0 Ω-㎝ 이하의 저항을 가질 수 있다. 전도성 부품 지지체 부분(320)은 기판 표면을 가로질러 균일한 애노드 용해를 위한 연마 동안에 부품의 표면, 예컨대 부품의 반경을 따라 전도성 저항을 최소화하기 위해 균일한 바이어스 또는 전류를 공급할 수 있다. 이 전도성 부품 지지체 부분(320)은 전도성 연마 부분(310)에 동력을 전달하기 위한 전력 공급기에 결합될 수 있다.If the component support portion 320 is conductive, the component support portion 320 may have greater conductivity, ie lower resistance, than the conductive abrasive portion 310. For example, the conductive abrasive portion 310 may have a resistance of about 1.0 kPa-cm or less when compared to the component support portion 320 including platinum having a resistance of 9.81 μΩ-cm at 0 ° C. Conductive part support portion 320 may supply a uniform bias or current to minimize conductive resistance along the surface of the part, such as the radius of the part, during polishing for uniform anode dissolution across the substrate surface. This conductive component support portion 320 can be coupled to a power supply for powering the conductive abrasive portion 310.

일반적으로, 전도성 연마 부분(310)은 연마 공정에서 연마 재료와 함께 사용하기에 적합한 종래의 접착제에 의해 부품 지지체 부분(320)에 접착된다. 본 발명은 압축 몰딩 및 라미네이션과 같이, 전도성 연마 부분(310)을 부품 지지체 부분(320) 상으로 부착하기 위한 다른 수단의 사용도 고려하고 있다. 접착제는 제조업자의 희망 또는 공정의 요건에 따라 전도성 또는 유전성일 수 있다. 부품 지지체 부분(320)은 접착제 또는 기계적 클램프에 의해 디스크(206)과 같은 지지체에 부착될 수 있다. 선택적으로, 연마 부품(205)이 단지 전도성 연마 부분(310)을 포함하는 경우라면, 이 전도성 연마 부분은 접착제 또는 기계적 클램프에 의해 디스크(206)과 같은 지지체에 부착될 수 있다.In general, conductive abrasive portion 310 is adhered to component support portion 320 by a conventional adhesive suitable for use with abrasive materials in a polishing process. The present invention also contemplates the use of other means for attaching conductive abrasive portion 310 onto component support portion 320, such as compression molding and lamination. The adhesive can be conductive or dielectric depending on the manufacturer's wishes or process requirements. Component support portion 320 may be attached to a support such as disk 206 by adhesive or mechanical clamp. Optionally, if the abrasive component 205 only includes a conductive abrasive portion 310, the conductive abrasive portion may be attached to a support such as disk 206 by adhesive or mechanical clamp.

상기 연마 부품(205)의 전도성 연마 부분(310)과 부품 지지체 부분(320)은 일반적으로 전해액에 투과성을 가진다. 복수의 천공이 전도성 연마 부분(310)과 부품 지지체 부분(320) 각각에 형성되어 이를 통과하는 유체 흐름을 촉진시킬 수 있다. 복수의 천공에 의해 전해액이 프로세싱 동안에 표면을 통과하고 접촉할 수 있다. 이들 천공은 전도성 직물 또는 천 속의 짜인 부분들 사이에서와 같이, 제조하는 동안에 실제로 형성될 수 있거나, 기계적인 수단에 의해 재료를 통과하여 형성되고 패터닝될 수 있다. 이들 천공은 연마 부품(205)의 각각의 층을 통과하여부분적으로 또는 전부 형성될 수 있다. 전도성 연마 부분(310)의 천공과, 부품 지지체 부분(320)의 천공은 이들을 통과하는 유체 흐름을 촉진시키기 위해 정렬될 수 있다.The conductive abrasive portion 310 and the component support portion 320 of the abrasive component 205 are generally permeable to the electrolyte. A plurality of perforations may be formed in each of the conductive abrasive portion 310 and the component support portion 320 to facilitate fluid flow therethrough. The plurality of perforations allows the electrolyte to pass through and contact the surface during processing. These perforations may be actually formed during manufacture, such as between the conductive fabric or the interwoven portions of the fabric, or may be formed and patterned through the material by mechanical means. These perforations may be partially or fully formed through each layer of abrasive component 205. The perforations of the conductive abrasive portion 310 and the perforations of the component support portion 320 may be aligned to facilitate fluid flow through them.

연마 부품(205)에 형성된 천공(350)에 대한 예들은 약 0.02 인치(0.5㎜)와 약 0.4 인치(10㎜) 사이의 직경을 가진, 연마 부품 내의 소구멍을 포함할 수 있다. 연마 부품(205)의 두께는 약 0.1 ㎜와 약 5 ㎜ 사이에 속할 수 있다. 예를 들면, 천공들은 서로에 대해 약 0.1 인치와 약 1 인치 사이의 범위로 이격될 수 있다.Examples for perforations 350 formed in the abrasive component 205 may include small holes in the abrasive component having a diameter between about 0.02 inches (0.5 mm) and about 0.4 inches (10 mm). The thickness of the abrasive component 205 may fall between about 0.1 mm and about 5 mm. For example, the perforations can be spaced apart in a range between about 0.1 inch and about 1 inch relative to each other.

상기 연마 부품(205)은 연마 부품 표면을 가로질러 전해액의 충분한 질량 흐름을 제공하기 위해 연마 입자의 약 20% 및 약 80% 사이의 천공 밀도를 가질 수 있다. 그러나, 본 발명은 천공을 통과하는 유체 흐름을 제어하는 데에 사용될 수 있는, 본 명세서에서 설명되는, 천공 밀도 이하 또는 이상의 천공 밀도도 고려하고 있다. 일례에서, 약 50%의 천공 밀도는 기판 표면으로부터 균일한 애노드 용해를 촉진시키기에 충분한 전해액 흐름을 제공하는 것으로 관찰되었다. 천공은 자신이 포함하는 연마 부분의 체적으로서 본 명세서에서 광범위하게 설명된다. 천공 밀도는 천공이 연마 부품(205)에 형성된 경우에, 연마 부품의 천공, 표면 또는 몸체의 총수(aggregate number)와 직경 또는 크기를 포함한다.The abrasive component 205 may have a puncture density between about 20% and about 80% of abrasive particles to provide a sufficient mass flow of electrolyte across the abrasive component surface. However, the present invention also contemplates a puncture density below or above the puncture density, as described herein, that can be used to control fluid flow through the puncture. In one example, a puncture density of about 50% was observed to provide sufficient electrolyte flow to promote uniform anode dissolution from the substrate surface. Perforation is described broadly herein as the volume of the abrasive portion it comprises. The puncture density includes the aggregate number and diameter or size of the puncture, surface, or body of the abrasive component when the aperture is formed in the abrasive component 205.

천공 크기와 밀도는 전해액을 연마 부품(205)을 통해 기판 표면까지 균일하게 분배하도록 선택된다. 일반적으로, 천공 크기, 천공 밀도, 및 전도성 연마 부분(310)과 부품 지지체 부분(320) 양자의 천공의 조합은 전해액의 충분한 질량 흐름을 전도성 연마 부분(310)과 부품 지지체 부분(320)을 통해 기판 표면까지 제공하기 위해 서로 정렬되어 있다.Perforation size and density are selected to evenly distribute the electrolyte through the abrasive component 205 to the substrate surface. In general, a combination of punch sizes, punch densities, and punches in both the conductive abrasive portion 310 and the component support portion 320 ensures sufficient mass flow of electrolyte through the conductive abrasive portion 310 and the component support portion 320. They are aligned with each other to provide up to the substrate surface.

상기 연마 부품(205)에는 홈들이 배치되어 있는데, 이들 홈은 연마 부품(205)을 가로질러 전해액 흐름을 향상시켜 애노드 용해 또는 전해 도금 공정 동안에 기판 표면에 효과적이거나 균일한 전해액 흐름을 제공한다. 이들 홈은 단일 층에 부분적으로 형성될 수도 있고, 복수 층 전체에 형성될 수도 있다. 본 발명은 기판 표면에 접촉하는 상부 층 또는 연마 표면에 형성되는 홈도 고려하고 있다. 향상된 또는 제어된 전해액 흐름을 연마 부품의 표면에 제공하기 위해, 천공의 일부 또는 복수의 천공이 홈과 연통할 수 있다. 선택적으로, 천공들 모두가 연마 부품(205) 내에 배치된 홈들과 연통할 수 있거나, 천공들 중의 어느 것도 연마 부품(205) 내에 배치된 홈들과 연통하지 않을 수 있다.Grooves are disposed in the abrasive component 205, which improves electrolyte flow across the abrasive component 205 to provide an effective or uniform electrolyte flow to the substrate surface during the anode dissolution or electrolytic plating process. These grooves may be partially formed in a single layer or may be formed in a plurality of layers. The present invention also contemplates grooves formed in the top layer or polishing surface in contact with the substrate surface. In order to provide an improved or controlled electrolyte flow to the surface of the abrasive component, some or a plurality of perforations may be in communication with the grooves. Optionally, all of the perforations may be in communication with the grooves disposed in the abrasive component 205, or none of the perforations may be in communication with the grooves disposed in the abrasive component 205.

전해액 흐름을 촉진시키는 데에 사용되는 홈에 대한 예들은 선형 홈, 활모양 홈, 환형의 동심 홈, 반경 방향의 홈, 나선형 홈 등을 포함할 수 있다. 부품(205) 내에 형성된 홈은 사각형, 원형, 반원형, 또는 연마 부품의 표면을 가조질러 유체 흐름을 촉진시킬 수 있는 다른 어떤 형상으로 된 횡단면을 가질 수 있다. 이들 홈은 서로 교차할 수 있다. 이들 홈은 연마 표면 상에 배치된 교차하는 X-Y 패턴, 또는 연마 표면 상에 형성된 교차하는 삼각형 패턴, 또는 이의 조합과 같은 패턴으로 구성되어 기판의 표면에 걸쳐 전해액 흐름을 향상시킬 수 있다.Examples of grooves used to promote electrolyte flow may include linear grooves, bow grooves, annular concentric grooves, radial grooves, spiral grooves, and the like. The grooves formed in the part 205 may have a cross section in the shape of a rectangle, a circle, a semicircle, or any other shape that can promote the fluid flow through the surface of the abrasive part. These grooves may cross each other. These grooves may be composed of patterns such as intersecting X-Y patterns disposed on the polishing surface, or intersecting triangular patterns formed on the polishing surface, or a combination thereof to enhance electrolyte flow across the surface of the substrate.

이들 홈은 서로에 대해 약 30㎜와 약 300㎜ 사이의 범위로 이격될 수 있다. 일반적으로, 연마 부품 내에 형성된 홈은 약 5㎜와 약 30㎜ 사이의 너비를 가진다. 홈 패턴에 대한 일례는 서로에 대해 약 60㎜로 이격되고, 약 10㎜의 너비를 가진홈을 포함한다. 어떤 적합한 홈 구성, 크기, 직경, 횡단면 형상 또는 간격은 전해액의 원하는 흐름을 제공하는 데에 사용될 수 있다. 추가의 횡단면 및 홈 구성은 2001년 10월 11일 자로 출원되고, "기판을 연마하기 위한 방법 및 장치(Method and apparatus for Polishing Substrates)"라는 명칭을 가진, 공동 계류중인 미국 특허 가출원 제60/328,434호에 보다 자세하게 기재되어 있으며, 이 문헌은 전체적으로 인용에 의해 본 명세서에 합체되어 있다.These grooves may be spaced apart in a range between about 30 mm and about 300 mm with respect to each other. Generally, the grooves formed in the abrasive part have a width between about 5 mm and about 30 mm. One example of a groove pattern includes grooves spaced about 60 mm from each other and about 10 mm wide. Any suitable groove configuration, size, diameter, cross sectional shape or spacing can be used to provide the desired flow of electrolyte. Additional cross-sectional and groove configurations are filed on October 11, 2001, and co-pending US patent provisional application 60 / 328,434 entitled "Method and apparatus for Polishing Substrates". It is described in more detail in the heading, which is hereby incorporated by reference in its entirety.

기판의 표면에 대한 전해액 이송은 천공의 일부를 홈과 교차시켜 한 세트의 천공을 통해 전해액이 들어갈 수 있도록 함으로써 향상될 수 있고, 홈에 의해 기판 표면 주위에 균일하게 분배되어 기판을 처리하는 데에 사용되고, 다음에 처리용 전해액은 천공을 통과하는 추가의 전해액에 의해 재생된다. 패드 천공 및 홈 형성에 대한 일례는 2001년 12월 20일 자로 출원된 미국 특허 출원 제10/026,854호에 보다 세부적으로 기재되어 있으며, 이 문헌은 전체적으로 인용에 의해 본 명세서에 합체되어 있다.The electrolyte transfer to the surface of the substrate can be enhanced by intersecting a portion of the perforations with the grooves so that the electrolyte can enter through a set of perforations, which are uniformly distributed around the substrate surface by the grooves to process the substrate. The treatment electrolyte is then regenerated by additional electrolyte passing through the perforations. One example of pad perforation and groove formation is described in more detail in US patent application Ser. No. 10 / 026,854, filed December 20, 2001, which is incorporated herein by reference in its entirety.

천공과 홈이 형성된 연마 부품에 대한 예들은 다음과 같다. 도 4는 홈을 가진 연마 부품에 대한 일 실시 형태의 평면도이다. 연마 부품(205)의 둥근 패드(440)는 기판 표면으로 전해액이 유동할 수 있도록 충분한 크기와 구성의 복수의 천공(446)을 포함한 것으로 도시되어 있다. 이들 천공(446)은 서로에 대해 약 0.1 인치에서 약 1인치까지의 범위로 이격될 수 있다. 이들 천공은 약 0.02 인치(0.5㎜)와 약 0.4 인치(10㎜) 사이의 직경을 가진 원형 천공들이 될 수 있다. 또한, 이들 천공의 개수와 형상은 사용되는 장치, 처리 파라미터, ECMP 조성물에 따라 변할 수 있다.Examples of abrasive parts with perforations and grooves are as follows. 4 is a plan view of one embodiment of an abrasive part with grooves. The round pad 440 of the abrasive component 205 is shown to include a plurality of perforations 446 of sufficient size and configuration to allow the electrolyte to flow to the substrate surface. These perforations 446 may be spaced apart from about 0.1 inches to about 1 inch with respect to each other. These perforations may be circular perforations having a diameter between about 0.02 inch (0.5 mm) and about 0.4 inch (10 mm). In addition, the number and shape of these perforations may vary depending on the apparatus used, the processing parameters, and the ECM composition.

홈들(442)은 연마 부품(205)의 연마 표면(448)에 형성되어, 벌크 용액으로 된 새로운 전해액을 용기(202)에서 기판과 연마 부품 사이의 틈새까지 이송하는 것을 지원한다. 이들 홈(442)은 도 4에 도시된 바와 같이 연마 표면(448)에있는 거의 원형의 동심 홈으로 된 홈 패턴과, 도 5에 도시된 바와 같은 X-Y 패턴과, 도 6에 도시된 바와 같은 삼각형 패턴을 포함하여 여러가지 패턴을 가질 수 있다.Grooves 442 are formed in the abrasive surface 448 of the abrasive component 205 to support the transfer of fresh electrolyte in bulk solution from the vessel 202 to the gap between the substrate and the abrasive component. These grooves 442 are substantially circular concentric groove patterns on the polishing surface 448 as shown in FIG. 4, an XY pattern as shown in FIG. 5, and a triangle as shown in FIG. 6. You can have several patterns, including patterns.

도 5는 연마 패드(540)의 연마 표면(548)에 X-Y 패턴으로 배치된 홈들(542)을 포함한 연마 패드에 대한 다른 실시 형태의 평면도이다. 천공들(546)은 수직방향 및 수평방향으로 배치된 홈들의 교차 영역에 배치될 수 있고, 수직방향 홈, 수평방향 홈에 배치될 수 있거나, 홈(542)의 외측에 있는 연마 부분(548) 내에 배치될 수 있다. 천공들(546)과 홈들(542)은 연마 부품의 내경부(544)에 배치되지만, 연마 패드(540)의 외경부(550)에는 천공과 홈이 존재하지 않을 수 있다.5 is a top view of another embodiment of a polishing pad including grooves 542 disposed in the X-Y pattern on the polishing surface 548 of the polishing pad 540. Perforations 546 may be disposed in the intersection region of the grooves disposed in the vertical and horizontal directions, and may be disposed in the vertical groove, the horizontal groove, or the abrasive portion 548 outside of the groove 542. Can be disposed within. Perforations 546 and grooves 542 are disposed in the inner diameter portion 544 of the abrasive component, but no perforations and grooves may be present in the outer diameter portion 550 of the polishing pad 540.

도 6은 패턴을 가진 연마 부품(640)에 대한 다른 실시 형태이다. 이 실시 형태에서, 홈들은 대각선 방향으로 배치된 홈들(645)이 X-Y 패턴을 가진 홈들(642)과 교차한 상태로 X-Y 패턴으로 배치될 수 있다. 대각선 방향 홈들(645)은 X-Y 홈들(642) 중의 어느 하나로부터 소정 각도로 배치될 수 있는데, 예컨대 X-Y 홈들(642) 중의 어느 하나로부터 약 30˚에서 약 60˚까지의 각도로 배치될 수 있다. 천공들(646)은 홈들(642, 645)중의 어느 하나를 따라, X-Y 홈들(642)의 교차 영역에, X-Y 홈들(642)과 대각선 방향의 홈들(645)의 교차 영역에 배치될 수 있거나, 홈들(642, 645)의 외측에 있는 연마 부분(648)에 배치될 수 있다. 이들천공(646)과 홈(642)은 연마 부분의 내경부(644)에 배치되지만, 연마 패드(640)의 외경부(650)에는 천공과 홈이 존재하지 않을 수 있다.6 is another embodiment of an abrasive component 640 having a pattern. In this embodiment, the grooves may be arranged in the X-Y pattern with the grooves 645 arranged in the diagonal direction intersecting with the grooves 642 having the X-Y pattern. Diagonal grooves 645 may be disposed at an angle from any one of X-Y grooves 642, for example, from about 30 ° to about 60 ° from any of X-Y grooves 642. The perforations 646 may be disposed along the one of the grooves 642 and 645 at the intersection of the XY grooves 642 and at the intersection of the XY grooves 642 and the grooves 645 in the diagonal direction, or It may be disposed in the abrasive portion 648 outside of the grooves 642, 645. These perforations 646 and grooves 642 are disposed in the inner diameter portion 644 of the abrasive portion, but no perforations and grooves may be present in the outer diameter portion 650 of the polishing pad 640.

홈 패턴에 대한 다른 예들, 예컨대 나선형 홈, 사행형(蛇行形) 홈, 터빈형 홈은 2001년 10월 11일 자로 출원되고, "기판을 연마하기 위한 방법 및 장치(Method and apparatus for Polishing Substrates)"라는 명칭을 가진, 공동 계류중인 미국 특허 가출원 제60/328,434호에 보다 자세하게 기재되어 있으며, 이 문헌은 전체적으로 인용에 의해 본 명세서에 합체되어 있다.Other examples of groove patterns, such as spiral grooves, meandering grooves, turbine-shaped grooves, are filed on October 11, 2001, entitled "Method and apparatus for Polishing Substrates." Co-pending US Patent Provisional Application No. 60 / 328,434, entitled ", is incorporated herein by reference in its entirety.

연마 부품(205)에 있는 천공과 홈에 추가하여, 전도성 연마 부분(310)은 표면 구조를 수용하도록 엠보싱 가공될 수 있다. 이 엠보싱 가공은 전해액의 이송과, 생성물 및 입자에 의한 기판 재료의 제거를 향상시킬 수 있다. 또한, 엠보싱 가공은 연마 기판에 대한 흠집을 감소시킬 수 있고, 연마 기판과 연마 부품(205) 사이의 마찰력을 완화시킬 수 있다. 엠보싱 처리된 표면 구조는 전도성 연마 부분(310)을 가로질러 균일하게 분포하고 있다. 엠보싱 처리된 표면 구조는 다른 기하학적인 형태 중에서 원형, 직사각형 및 사각형 형상과 더불어 피라미드, 섬, 십자가와 같은 구조를 포함할 수 있다. 본 발명은 전도성 연마 부분(310)에 엠보싱 처리된 다른 구조도 고려하고 있다. 엠보싱 처리된 표면은 전도성 연마 부분(310)의 표면적의 5 내지 95% 사이의 범위에 들 수 있으며, 예컨대 전도성 연마 부분(310)의 표면적의 15 내지 90% 사이의 범위에 들 수 있다.In addition to the perforations and grooves in the abrasive component 205, the conductive abrasive portion 310 may be embossed to accommodate the surface structure. This embossing can improve the transfer of the electrolytic solution and the removal of the substrate material by the product and the particles. In addition, the embossing can reduce scratches on the abrasive substrate and can alleviate the friction between the abrasive substrate and the abrasive component 205. The embossed surface structure is uniformly distributed across the conductive abrasive portion 310. Embossed surface structures may include structures such as pyramids, islands, crosses, as well as circular, rectangular and rectangular shapes, among other geometric shapes. The present invention also contemplates other structures that are embossed onto the conductive abrasive portion 310. The embossed surface may be in the range between 5 and 95% of the surface area of the conductive abrasive portion 310, for example, in the range between 15 and 90% of the surface area of the conductive abrasive portion 310.

전도성 연마 표면Conductive polishing surface

도 7a는 연마 부품(205)의 전도성 연마 부분(310)을 형성하는 데에 사용될 수 있는 전도성 천 또는 직물(700)에 대한 일 실시 형태의 상부 단면도이다. 전도성 천 또는 직물은 본 명세서에서 설명되는 바와 같이 전도성 재료로 코팅된 교직 섬유(710)으로 구성된다.7A is a top cross-sectional view of one embodiment of a conductive cloth or fabric 700 that may be used to form the conductive abrasive portion 310 of the abrasive component 205. The conductive cloth or fabric is comprised of teaching fibers 710 coated with a conductive material as described herein.

일 실시 형태에서, 수직 방향(720)과 수평 방향(730)(도 7a의 평면에서 보았을 때)으로 교직 섬유(710)의 직물(weave) 또는 바스킷 직물 패턴(basket-weave pattern)은 도 7a에 예시되어 있다. 본 발명은 전도성 천 또는 직물(700)을 형성하기 위해 얀과 같은 다른 형태의 직물, 또는 상이하게 교직된 편직물 또는 그물망 패턴도 고려하고 있다. 일 실시예에서, 섬유(710)는 교직되어 직물(700) 내의 통로(740)를 제공한다. 이들 통로(740)에 의해, 이온 및 전해액 성분을 포함하여 전해액 또는 유체 흐름이 직물(700)을 통과할 수 있다. 이 전도성 직물(700)은 폴리우레탄과 같은 폴리머 바인더 속에 배치될 수 있다. 또한, 그러한 폴리머 바인더 속에 전도성 충전재가 배치될 수도 있다.In one embodiment, the weave or basket-weave pattern of the teaching fibers 710 in the vertical direction 720 and the horizontal direction 730 (as viewed in the plane of FIG. 7A) is shown in FIG. 7A. Is illustrated in The present invention also contemplates other types of fabrics, such as yarns, or otherwise knitted fabrics or net patterns to form conductive fabrics or fabrics 700. In one embodiment, the fibers 710 are taught to provide a passageway 740 in the fabric 700. These passages 740 allow electrolyte or fluid flow through the fabric 700, including ions and electrolyte components. This conductive fabric 700 may be disposed in a polymeric binder such as polyurethane. In addition, a conductive filler may be disposed in such a polymer binder.

도 7b는 부품(205)의 부품 지지체 부분(320) 상에 배치된 전도성 천 또는 직물(700)의 부분 횡단면도이다. 이 전도성 천 또는 직물(700)은 부품 지지체 부분(320) 속에 형성된 어떤 천공(350)을 포함하여, 부품 지지체 부분(320)에 걸쳐 하나 이상의 연속층들로서 배치될 수 있다. 이 천 또는 직물(700)은 접착제에 의해 부품 지지체 부분(320)에 고정될 수 있다. 상기 직물(700)이 전해질 용액 속에 잠긴 경우, 이 천 또는 직물(700)은 그 속에 형성된 섬유, 직물, 또는 통로를 통해 전해액 흐름을 허용하도록 되어 있다. 선택적으로, 상기 천 또는 직물(700)과 부품 지지체 부분(320) 사이에는 중간 층이 포함될 수 있다. 이 중간 층은 투과성이이거나, 부품(205)을 통과하는 전해액 흐름을 위한 천공(350)과 정렬된 천공을 포함한다.7B is a partial cross-sectional view of conductive cloth or fabric 700 disposed on part support portion 320 of part 205. This conductive cloth or fabric 700 may be disposed as one or more continuous layers over the component support portion 320, including any perforations 350 formed in the component support portion 320. This cloth or fabric 700 may be secured to the component support portion 320 by an adhesive. When the fabric 700 is submerged in an electrolyte solution, the fabric or fabric 700 is adapted to allow electrolyte flow through the fibers, fabrics, or passageways formed therein. Optionally, an intermediate layer may be included between the cloth or fabric 700 and the part support portion 320. This intermediate layer is permeable or includes perforations aligned with perforations 350 for electrolyte flow through part 205.

선택적으로, 전해액이 직물(700)을 효과적으로 통과하기에 충분하지 못하게 통로(740)가 결정된 경우, 즉 금속 이온들이 확산할 수 없는 경우, 상기 직물(700)은 전해액 흐름을 증가시키기 위해 천공될 수도 있다. 통상적으로, 직물(700)은 분당 약 20 갤론까지의 전해질 용액의 유량을 허용하도록 되어 있거나 천공된다.Optionally, when the passage 740 is determined to be insufficient for the electrolyte to effectively pass through the fabric 700, that is, when metal ions cannot diffuse, the fabric 700 may be perforated to increase electrolyte flow. have. Typically, fabric 700 is perforated or adapted to allow a flow rate of electrolyte solution up to about 20 gallons per minute.

도 7c는 부품 지지체 부분(320)의 천공(350)의 패턴을 일치시키기 위해 천공(750)과 패터닝될 수 있는 천 또는 직물(700)의 부분 횡단면도이다. 선택적으로, 전도성 천 또는 섬유(700)의 천공들(750) 중의 일부 또는 전부가 부품 지지체 부분(320)의 천공들(350)과 정렬되지 않을 수 있다. 이들 천공의 정렬 또는 비정렬에 의해, 운전자 또는 제조업자는 기판 표면에 접촉시키기 위해 연마 부품을 통과하는 전해액의 유량 또는 부피를 제어할 수 있다.7C is a partial cross-sectional view of a cloth or fabric 700 that may be patterned with the perforations 750 to match the pattern of the perforations 350 of the component support portion 320. Optionally, some or all of the perforations 750 of the conductive cloth or fiber 700 may not be aligned with the perforations 350 of the component support portion 320. By aligning or unaligning these perforations, the operator or manufacturer can control the flow rate or volume of electrolyte passing through the abrasive component to contact the substrate surface.

상기 직물(700)에 대한 일례는 대략 8개 내지 10개 사이의 섬유 너비를 가진 교직된 바스킷 직물이며, 이때 섬유는 금으로 코팅된 나일론 섬유를 포함한다. 섬유에 대한 일례는 나일론 섬유이고, 이 나일론 섬유 표면에는 약 0.1㎛의 코발트, 구리 또는 니켈 재료가 배치되어 있고, 이 코발트, 구리 또는 니켈 재료의 표면에는 약 2㎛의 금이 배치되어 있다.One example for the fabric 700 is a interwoven basket fabric having a fiber width of between about 8 and 10, wherein the fiber comprises nylon fibers coated with gold. One example of the fiber is nylon fiber, on which the surface of the nylon fiber is disposed a cobalt, copper or nickel material of about 0.1 mu m, and on the surface of the cobalt, copper or nickel material, about 2 mu m gold.

선택적으로, 전도성 그물망은 전도성 천 또는 직물(700)을 대신하여 사용될 수 있다. 이 전도성 그물망은 전도성 섬유, 전도성 충전재, 또는 전도성 바인더속에 배치되거나 전도성 바인더로 코팅된 전도성 천(700) 중의 적어도 일부분을 포함할 수 있다. 이 전도성 바인더는 폴리머 화합물 속에 배치된 비금속(非金屬) 전도성 폴리머 또는 전도성 재료의 혼성물을 포함할 수 있다. 전도성 재료 속에 코팅된 흑연 분말, 흑연 플레이크(flakes), 흑연 섬유, 탄소 섬유, 탄소 분말, 카본 블랙, 금속 입자 또는 섬유와 같은 전도성 충전재와, 폴리우레탄과 같은 폴리머 재료의 혼합물이 전도성 바인더를 형성하는 데에 사용될 수 있다. 본 명세서에서 설명되는 바와 같이 전도성 재료로 코팅된 충전재는 전도성 바인더에 사용하기 위한 전도성 충전재로서 사용될 수 있다. 예를 들면, 탄소 섬유 또는 금 코팅 나일론 섬유는 전도성 바인더를 형성하는 데에 사용될 수 있다.Optionally, conductive mesh may be used in place of conductive cloth or fabric 700. The conductive mesh may comprise at least a portion of conductive fibers, conductive fillers, or conductive cloth 700 disposed in or coated with a conductive binder. The conductive binder may comprise a hybrid of a non-metal conductive polymer or conductive material disposed in the polymer compound. A mixture of conductive fillers such as graphite powder, graphite flakes, graphite fibers, carbon fibers, carbon powders, carbon black, metal particles or fibers coated in a conductive material and a polymer material such as polyurethane forms a conductive binder. Can be used. Fillers coated with a conductive material as described herein can be used as conductive fillers for use in conductive binders. For example, carbon fibers or gold coated nylon fibers can be used to form the conductive binder.

또한, 상기 전도성 바인더는 전도성 충전재 및/또는 섬유의 분산을 지원하기 위해 요구되는 경우, 폴리머와 충전재 및/또는 섬유 사이의 접착을 개선하기 위해 요구되는 경우, 전도성 호일과 전도성 바인더 사이의 접착을 개선하기 위해 요구되는 경우, 그리고 전도성 바인더의 기계적, 열적 및 전기적 특성을 개선하기 위해 요구되는 경우, 첨가제를 포함할 수 있다. 접착을 개선할 첨가제에 대한 예들은 개선된 접착용의 에폭시, 실리콘, 우레탄, 폴리이미드, 또는 이의 조합물을 포함한다.In addition, the conductive binder improves the adhesion between the conductive foil and the conductive binder, if required to improve the adhesion between the polymer and the filler and / or the fiber, if required to support dispersion of the conductive filler and / or the fiber. Additives may be included when required to, and when required to improve the mechanical, thermal and electrical properties of the conductive binder. Examples of additives that will improve adhesion include epoxy, silicone, urethane, polyimide, or combinations thereof for improved adhesion.

전도성 충전재 및/또는 섬유와, 폴리머 재료의 조성물은 전도도와 같은 고유의 특성과, 마모 특성, 내구성 인자를 제공하도록 되어 있다. 예들 들면, 전도성 충전재의 약 2wt%에서 약 85wt% 까지의 범위를 가진 전도성 바인더는 본 명세서에서 설명되는 부품 및 공정에 함께 이용될 수 있다. 전도성 충전재 및 전도성 바인더로서 이용될 수 있는 재료에 대한 예들은 2001년 12월 27일 자로 출원된 공동 계류중인 미국 특허 출원 제10/033,732호에 더욱 충분하게 기재되어 있으며, 이 문헌은 전체적으로 인용에 의해 본 명세서에 합체되어 있다.The conductive fillers and / or fibers and the composition of the polymeric material are adapted to provide inherent properties such as conductivity, wear properties, and durability factors. For example, conductive binders ranging from about 2 wt% to about 85 wt% of the conductive filler may be used together in the components and processes described herein. Examples of materials that can be used as conductive fillers and conductive binders are more fully described in co-pending US patent application Ser. No. 10 / 033,732, filed December 27, 2001, which is incorporated by reference in its entirety. Incorporated herein.

상기 전도성 바인더는 약 1 미크론에서 10 밀리미터까지의 두께, 예컨대 약 10 미크론에서 약 1 밀리미터까지의 두께를 가질 수 있다. 다층의 전도성 바인더가 전도성 그물망에 도포될 수 있다. 이 전도성 그물망은 도 7b 및 도 7c에 도시된 바와 같이, 전도성 천 또는 직물(700)과 동일한 방식으로 사용될 수 있다. 상기 전도성 바인더는 전도성 그물망 상에 다층으로 도포될 수 있다. 일 실시예에서, 전도성 바인더는 그물망이 천공되고 난 후에 전도성 그물망에 도포되어, 천공 공정으로부터 노출된 그물망의 일부를 보호한다.The conductive binder may have a thickness from about 1 micron to 10 millimeters, such as from about 10 microns to about 1 millimeter. Multiple conductive binders may be applied to the conductive mesh. This conductive mesh can be used in the same manner as conductive cloth or fabric 700, as shown in FIGS. 7B and 7C. The conductive binder may be applied in multiple layers on the conductive mesh. In one embodiment, the conductive binder is applied to the conductive mesh after the mesh is perforated to protect a portion of the exposed mesh from the punching process.

또한, 전도성 바인더는 전도성 그물망에 대한 전도성 바인더의 접착을 향상시키기 위해 전도성 바인더를 도포하기 전에 전도성 그물망의 표면에 배치될 수 있다. 전도성 프라이머(primer)는 전도성 바인더보다 더 강한 중간재 접착력을 가진 특성을 얻기 위해 개질된 조성물을 포함한 전도성 바인더 섬유와 유사한 재료로 제조될 수 있다. 적합한 전도성 프라이머는 약 100 Ω-㎝ 이하의 저항, 예컨대 0.001 Ω-㎝에서 약 32 Ω-㎝까지의 저항을 가질 수 있다.In addition, the conductive binder may be disposed on the surface of the conductive net before applying the conductive binder to improve the adhesion of the conductive binder to the conductive net. Conductive primers can be made of a material similar to conductive binder fibers, including modified compositions to obtain properties with stronger intermediate adhesion than conductive binders. Suitable conductive primers may have a resistance of about 100 kPa-cm or less, such as from 0.001 kPa-cm to about 32 kPa-cm.

선택적으로, 전도성 호일은 도 7d에 도시된 바와 같이, 전도성 천 또는 직물(700)를 대신하여 사용될 수 있다. 이 전도성 호일은 일반적으로 지지층(320) 상의 전도성 바인더(790) 속에 배치되거나, 전도성 바인더(790)로 코팅된 금속 호일(780)을 포함한다. 금속 호일을 형성하는 재료에 대한 예들은 금속 코팅 직물과, 구리, 니켈 및 코발트와 같은 전도성 금속과, 금, 백금, 팔라듐, 이리듐, 리듐, 로듐, 루테늄, 오스뮴, 주석, 납 및 이의 조합물과 같은 귀금속을 포함하며, 이들 중에서 금과 백금이 선호된다. 또한, 전도성 호일은 구리 시트(sheet), 탄소 섬유로 직조된 시트 호일과 같은 비금속(非金屬) 전도성 호일 시트를 포함할 수도 있다. 또한, 전도성 호일은 나일론 섬유의 천을 코팅하는 구리, 니켈, 주석 또는 금과 같은 유전성 또는 전도성 재료의 금속 코팅 천을 포함할 수도 있다. 이 전도성 호일은 또한 본 명세서에서 설명되는 바와 같이 전도성 바인더 재료로 코팅된 전도성 또는 유전성 재료의 직물을 포함할 수도 있다. 또한, 이 전도성 호일은 구리 와이어와 같은 전도성 금속 화이어 또는 스트립(strip)을 상호 연결하는 와이어 프레임, 스크린(screen), 또는 그물망을 포함할 수도 있는데, 이들은 본 명세서에서 설명되는 바와 같이 전도성 바인더 재료로 코팅될 수 있다. 본 발명은 본 명세서에서 설명되는 금속 호일을 형성하는 경우에 기타의 재료의 사용도 고려하고 있다.Optionally, conductive foil may be used in place of conductive cloth or fabric 700, as shown in FIG. 7D. This conductive foil generally includes a metal foil 780 disposed in or coated with a conductive binder 790 on the support layer 320. Examples of materials for forming metal foils include metal coated fabrics, conductive metals such as copper, nickel and cobalt, gold, platinum, palladium, iridium, iridium, rhodium, ruthenium, osmium, tin, lead and combinations thereof. The same precious metals are included, of which gold and platinum are preferred. The conductive foil may also include a sheet of nonmetallic conductive foil, such as a copper sheet, a sheet foil woven from carbon fiber. The conductive foil may also comprise a metal coated cloth of dielectric or conductive material such as copper, nickel, tin or gold that coats the cloth of nylon fibers. This conductive foil may also comprise a fabric of conductive or dielectric material coated with a conductive binder material as described herein. The conductive foil may also include wire frames, screens, or meshes that interconnect conductive metal wires or strips, such as copper wires, which may be made of a conductive binder material as described herein. Can be coated. The present invention also contemplates the use of other materials in forming the metal foils described herein.

본 명세서에서 설명되는 바와 같이, 전도성 바인더(790)는 금속 호일(780)을 둘러쌀 수도 있는데, 이에 의해 금속 호일(780)은 구리와 같이 주변 전해액과 반응하는 것으로 관찰되는 전도성 금속으로 될 수 있다. 이 전도성 호일은 본 명세서에서 설명되는 바와 같이 복수의 천공(750)으로 천공될 수 있다. 비록 도시하지는 않았지만, 이 전도성 호일은 연마 표면을 바이어싱하기 위해 동력을 공급하는 전도성 와이어에 결합될 수 있다.As described herein, the conductive binder 790 may surround the metal foil 780, whereby the metal foil 780 may be a conductive metal that is observed to react with the surrounding electrolyte, such as copper. . This conductive foil may be perforated with a plurality of perforations 750 as described herein. Although not shown, the conductive foil can be bonded to a conductive wire that powers to bias the polishing surface.

상기 전도성 바인더(790)는 전도성 그물망 또는 직물(700)에 대해 설명한 바와 같을 수 있고, 금속 호일(780) 상에 다층으로 도포될 수 있다. 일 실시예에서, 상기 전도성 바인더(790)는 상기 금속 호일(890)이 천공되고 난 후에 이 금속 호일(780)에 도포되어, 천공 공정으로부터 노출된 부분의 금속 호일(780)을 보호한다.The conductive binder 790 may be as described for the conductive mesh or fabric 700, and may be applied in multiple layers on the metal foil 780. In one embodiment, the conductive binder 790 is applied to the metal foil 780 after the metal foil 890 is perforated to protect the exposed metal foil 780 from the drilling process.

본 명세서에서 설명되는 전도성 바인더는 액체 상태의 접착제 또는 바인더를 직물(700), 호일(780) 또는 그물망 상으로 도포함으로써 직물(700), 호일(780) 또는 그물망 상으로 배치될 수 있다. 다음에, 이 바인더는 건조 및 경화 후에 상기 직물, 호일 또는 그물망 상에서 응고된다. 인젝션 몰드(injection mold), 콤프레션 몰드(compression mold), 라미네이션, 오토클레이브(autoclave), 압출, 이의 조합을 포함한 기타 적합한 프로세싱 방법이 전도성 직물, 그물망 또는 호일을 둘러싸는 데에 이용될 수 있다. 이러한 용도를 위해 열가소성 및 열경화성 양자의 바인더가 사용될 수 있다.The conductive binder described herein may be disposed onto the fabric 700, the foil 780 or the mesh by applying an adhesive or binder in a liquid state onto the fabric 700, the foil 780 or the mesh. This binder is then solidified on the fabric, foil or net after drying and curing. Other suitable processing methods, including injection molds, compression molds, laminations, autoclaves, extrusions, combinations thereof, can be used to surround the conductive fabrics, meshes or foils. Both thermoplastic and thermosetting binders can be used for this purpose.

상기 전도성 바인더와, 상기 전도성 호일의 금속 호일 성분 사이의 접착은 약 0.1㎛에서 약 1㎜까지의 직경 또는 너비를 가진 복수의 천공으로 상기 금속 호일을 천공함으로써, 또는 상기 금속 호일과 저도성 바인더 사이에 전도성 프라이머를 도포함으로써 향상될 수 있다. 이 전도성 프라이머는 본 명세서에서 설명되는 그물망용의 전도성 프라이머와 동일한 재료로 구성될 수 있다.The adhesion between the conductive binder and the metal foil component of the conductive foil may be achieved by drilling the metal foil with a plurality of perforations having a diameter or width from about 0.1 μm to about 1 mm, or between the metal foil and the low conductivity binder. It can be improved by applying a conductive primer to. This conductive primer may be composed of the same material as the conductive primer for the mesh described herein.

도 7e는 연마 부품(205)의 전도성 연마 부분(310)의 하부층(792)을 형성하는 데에 사용될 수 있는 전도성 천 또는 직물(798)에 대한 다른 실시 형태의 단면도이다. 이 전도성 천 또는 직물은 교직 또는 선택적으로는 부직 섬유(710)으로 구성될 수 있다. 이 섬유(710)는 상술한 바와 같이 전도성 재료로 형성될 수 있거나 코팅될 수 있다. 이러한 부직 섬유에 대한 예들은 기타의 부직 직물 중에서 장섬유 부직포(spun-bond) 또는 멜트 블로운 폴리머(melt blown polymer)를 포함한다.7E is a cross-sectional view of another embodiment of a conductive cloth or fabric 798 that may be used to form the underlayer 792 of the conductive abrasive portion 310 of the abrasive component 205. This conductive cloth or fabric may be composed of a teaching cloth or, optionally, a nonwoven fiber 710. This fiber 710 may be formed or coated with a conductive material as described above. Examples of such nonwoven fibers include spun-bond or melt blown polymers, among other nonwoven fabrics.

상기 전도성 연마 부분(310)은 전도성 재료로 구성된 상부층(794)을 포함한다. 이 상부층(794)은 하부층(792)에 대향 배치된 연마 표면(796)을 포함한다. 이 상부층(794)은 그 아래에 배치된 하부층(792)의 불규칙한 부분을 평활하기에 충분한 두께를 가질 수 있으며, 이에 의해 프로세싱 동안에 기판에 첩촉하기 위한 전체적으로 편평하고 평탄한 연마 표면(796)을 제공한다. 일 실시 형태에서, 연마 표면(796)은 약 ±1 ㎜ 이하 또는 이와 동일한 두께 변동과, 약 500 ㎛ 이하 또는 이와 동일한 표면 거칠기를 가진다.The conductive abrasive portion 310 includes an upper layer 794 made of a conductive material. This top layer 794 includes a polishing surface 796 disposed opposite the bottom layer 792. This top layer 794 may have a thickness sufficient to smooth out irregular portions of the underlying layer 792 disposed thereunder, thereby providing an overall flat and flat polishing surface 796 for adhering to the substrate during processing. . In one embodiment, the polishing surface 796 has a thickness variation of about ± 1 mm or less and about the same, and a surface roughness of about 500 μm or less or the same.

상기 상부층(794)은 어떤 전도성 재료로 구성될 수 있다. 일 실시 형태에서, 상부층(794)은 다른 전도성 금속 중에서 금, 주석, 팔라듐, 팔라듐-주석 합금, 백금, 또는 납과 같은 연질 재료와, 구리보다 더 열질의 합금 및 세라믹 합성물로부터 형성된다. 선택적으로, 상기 상부층(794)은 연마되는 기판의 금속 표면에 배치된 부동태 층을 제거하는 것을 돕기 위해 전술한 바와 같이 그 자체에 배치된 연마용 재료를 포함할 수 있다.The top layer 794 may be composed of any conductive material. In one embodiment, the top layer 794 is formed from a soft material, such as gold, tin, palladium, palladium-tin alloys, platinum, or lead, among other conductive metals, and alloys and ceramic composites that are of lower quality than copper. Optionally, the top layer 794 may include an abrasive material disposed on itself as described above to help remove the passivation layer disposed on the metal surface of the substrate being polished.

선택적으로, 상부층(794)은 전도성 연마 부분(310)을 실질적으로 덮고 있지만, 전도성 연마 부분(310)이 상부층(794) 상에서 연마 되는 기판에 전기적으로 결합될 수 있도록 노출된 전도성 연마 부분 중의 적어도 일부분을 남기는, 비전도성 재료로 구성될 수 있다. 그러한 구성에서, 상부층(794)은 흠집 형성을 감소시키는것을 돕고, 전도성 부분(310)이 연마 동안에 어떤 노출된 피처 속으로 들어가는 것을 방지한다. 비전도성 상부층(794)은 전도성 연마 부분(310)을 노출된 상태로 남길 수 있는 복수의 천공을 포함할 수 있다.Optionally, the top layer 794 substantially covers the conductive abrasive portion 310, but at least a portion of the exposed conductive abrasive portion so that the conductive abrasive portion 310 can be electrically coupled to the substrate being polished on the top layer 794. It may be composed of a non-conductive material, leaving it. In such a configuration, the top layer 794 helps to reduce scratch formation and prevents the conductive portion 310 from entering into any exposed feature during polishing. The nonconductive top layer 794 may include a plurality of perforations that may leave the conductive abrasive portion 310 exposed.

도 7f는 내부에 윈도우(702)가 형성되어 있는 연마 부품(205)에 대한 다른 실시 형태이다. 이 윈도우(702)는 연마 부품(205) 아래에 위치한 센서(704)가 연마 성능의 계량 표시를 감지할 수 있도록 구성되어 있다. 예를 들면, 상기 센서(704)는 기타 센서들 중에서도 와전류 센서 또는 간섭계(interferometer)일 수 있다. 일 실시 형태에서, 상기 센서는 프로세싱 동안에 연마되는 기판의 측면으로 진행하여 들어가는 시준광 빔을 발생시킬 수 있는 간섭계이다. 유리하게 이용될 수 있는 센서들 중의 하나는 1999년 4월 13일 자로 비랑(birang) 등에게 허여된 미국 특허 제5,893,796호에 기재되어 있으며, 이 문헌은 전체적으로 인용에 의해 본 명세서에 합체되어 있다.7F is another embodiment of an abrasive component 205 with a window 702 formed therein. This window 702 is configured such that a sensor 704 located below the abrasive component 205 can sense a metering indication of the abrasive performance. For example, the sensor 704 may be an eddy current sensor or an interferometer, among other sensors. In one embodiment, the sensor is an interferometer capable of generating a collimated beam that proceeds and enters the side of the substrate being polished during processing. One of the sensors that can be used advantageously is described in US Pat. No. 5,893,796 to Birang et al., Dated April 13, 1999, which is incorporated herein by reference in its entirety.

이 윈도우(702)는 처리용 유체가 센서(704)를 내장한 디스크(206)의 영역에 도달하는 것을 실질적으로 방지하는 유체 장애물(706)을 포함한다. 이 유체 장애물(706)은 일반적으로 이를 통과하는 신호에 대한 전달성을 가지도록(예컨대, 최소 또는 전무한 효과 또는 간섭을 가지도록) 선택된다. 이 유체 장애물(706)은 윈도우(702) 내에서 연마 부품(205)에 결합된 폴리우레탄 으로 된 블럭과 같은 별도의 부재일 수도 있고, 연마 부품(205)을 구성하는 하나 이상의 층, 예컨대 전도성 부분(310) 또는 부품 지지체 또는 서브 패드 부분(320) 아래에 위치한 마일라 시트일 수도 있다. 선택적으로, 이 유체 장애물(706)은 전극(204)과 같이 연마 부품(205)과 디스크(206) 사이에 배치된 층들 속에 또는 다른 층 속에 배치될 수 있다. 다른 선택적인 구성에서, 이 유체 장애물(706)은 센서(704)가 존재하는 윈도우(702)와 정렬된 통로(708) 내에 배치될 수 있다. 전도성 부분(310)이 복수의 층, 예컨대 상부층(794)과 하부층(792)을 포함하는 실시 형태에서, 투명한 재료(706)가 도 7f에 도시된 바와 같이 전도성 부분(310)을 구성하는 적어도 하나의 층 속에 배치될 수 있다. 다른 구성과 더불어 본 명세서에서 설명되는 실시 형태들을 포함하여 전도성 연마 부품의 다른 구성은 윈도우를 포함하도록 구성될 수 있다는 것도 고려되고 있다.This window 702 includes a fluid obstruction 706 that substantially prevents the processing fluid from reaching the area of the disk 206 containing the sensor 704. This fluid obstacle 706 is generally selected to have a propagation (eg, minimal or no effect or interference) to the signal passing through it. This fluid obstacle 706 may be a separate member, such as a block of polyurethane bonded to the abrasive component 205 in the window 702, and may include one or more layers, such as conductive portions, that make up the abrasive component 205. It may also be a mylar sheet located below 310 or component support or sub pad portion 320. Optionally, this fluid obstacle 706 may be disposed in layers or other layers disposed between the abrasive component 205 and the disk 206, such as the electrode 204. In another optional configuration, this fluid obstacle 706 may be disposed in the passage 708 aligned with the window 702 in which the sensor 704 is present. In embodiments where conductive portion 310 includes a plurality of layers, such as top layer 794 and bottom layer 792, at least one transparent material 706 makes up conductive portion 310 as shown in FIG. 7F. Can be placed in layers. It is also contemplated that other configurations of the conductive abrasive component, including the embodiments described herein, in addition to other configurations, can be configured to include a window.

연마 표면 속의 전도성 부재Conductive Member in Polished Surface

다른 실시예에서, 본 명세서에서 설명되는 전도성 섬유와 충전재는 본 발명의 전도성 연마 부품(205)을 형성하기 위해 연마 재료 내에 배치된 개별의 전도성 부재를 형성하는 데에 이용될 수 있다. 이 연마 재료는 종래의 연마 재료 또는 전도성 연마 재료, 예컨대 본 명세서에서 설명되는 바와 같이 폴리머 속에 배치된 전도성 충전재 또는 섬유의 전도성 혼성물이 될 수 있다. 전도성 부재의 표면은 연마 부품의 표면과 함께 하나의 평면을 형성할 수도 있고, 연마 부품의 표면의 평면 위로 연장할 수도 있다. 전도성 부재는 연마 부품의 표면 위로 약 5 밀리미터까지 연장할 수 있다.In other embodiments, the conductive fibers and fillers described herein may be used to form individual conductive members disposed within the abrasive material to form the conductive abrasive component 205 of the present invention. This abrasive material can be a conventional abrasive material or a conductive abrasive material, such as conductive fillers or conductive hybrids of fibers disposed in a polymer as described herein. The surface of the conductive member may form one plane with the surface of the abrasive component, and may extend over the plane of the surface of the abrasive component. The conductive member may extend up to about 5 millimeters above the surface of the abrasive component.

이하에서는 연마 재료 내에 특유한 구조 및 배치 관계를 가진 전도성 부재의 용도가 예시되고 있지만, 본 발명은 개개의 전도성 섬유 및 충전재와, 이로 제조된전도성 재료, 예컨대 직물도 역시 전도성 부재로 간주될 수 있다는 것도 고려하고 있다. 또한, 비록 도시하지는 않았지만, 이하의 연마 재료에 대한 설명은 아래와 같이 본 명세서에서 설명되는 전도성 부재를 구체화할 패턴에 대한 구성과 더불어, 본 명세서에서 설명되고 도 4 내지 도 6에 도시된 천공 및 홈 형성 패턴을 가진 연마 부품을 포함한다.In the following, the use of a conductive member having a unique structure and placement relationship in the abrasive material is illustrated, but the present invention also contemplates that individual conductive fibers and fillers and conductive materials, such as fabrics made therefrom, may also be considered conductive members. Considering. In addition, although not shown, the following description of the abrasive material, together with the configuration for the pattern to embody the conductive member described herein below, as well as the perforations and grooves described herein and shown in FIGS. 4 to 6 And an abrasive component having a forming pattern.

도 8a 및 도 8b는 전도성 부재가 내부에 배치되어 있는 연마 부품(800)에 대한 일 실시 형태의 개략적인 평면도 및 횡단면도이다. 이 연마 부품(800)은 일반적으로 프로세싱 동안에 기판에 접촉하도록 구성된 연마 표면(820)을 포함한 본체(810)을 포함한다. 이 본체(810)는 통상적으로 유전성 폴리머 재료, 에컨대 폴리우레탄과 같은 유전성 재료 또는 폴리머 재료를 포함한다.8A and 8B are schematic plan and cross-sectional views of one embodiment of an abrasive component 800 with a conductive member disposed therein. This abrasive component 800 generally includes a body 810 including an abrasive surface 820 configured to contact a substrate during processing. This body 810 typically includes a dielectric polymer material, such as a dielectric material or polymer material, such as polyurethane.

상기 연마 표면(820)에는 적어도 부분적으로 전도성 부재(840)을 수용하기 위해 하나 이상의 개구, 홈, 홈통 또는 천공(830)이 내부에 형성되어 있다. 이 전도성 부재(840)는 일반적으로 연마 표면(820)에 의해 형성된 평면 위로 연장하거나, 그 평면과 동일 평면에 있는 접촉면(850)을 가지도록 배치될 수 있다. 이 접촉면(850)은 통상적으로 유연하고, 탄력적이고, 플렉시블하고 압력 형성 가능한 표면에 의한 것처럼, 기판에 접촉하고 있는 동안에 전도성 부재(840)의 전기적인 접촉을 최소화하도록 구성된다. 연마 동안, 접촉 압력은 접촉면(850)을 연마 표면(820)과 동평면에 있는 위치로 가압시키는 데에 사용될 수 있다.The polishing surface 820 has one or more openings, grooves, troughs or perforations 830 formed therein to at least partially receive the conductive member 840. This conductive member 840 may be disposed to have a contact surface 850 generally extending over the plane formed by the polishing surface 820 or coplanar with that plane. This contact surface 850 is typically configured to minimize electrical contact of the conductive member 840 while in contact with the substrate, such as by a flexible, elastic, flexible, and pressure formable surface. During polishing, the contact pressure can be used to press the contact surface 850 to a position coplanar with the polishing surface 820.

상기 본체(810)는 일반적으로 본 명세서에서 설명되는 바와 같이 내부에 형성된 복수의 천공(860)에 의해 전해액에 대해 투과성을 가진다. 상기 연마부품(800)은 기판 표면으로부터 균일한 애노드 용해를 촉진시키기 위에 충분한 전해액 흐름을 제공하기 위해 연마 부품(810)의 표면적의 약 20%에서 약 80%까지의 천공 밀도를 가질 수 있다.The body 810 is generally permeable to the electrolyte by a plurality of perforations 860 formed therein as described herein. The abrasive 800 may have a puncture density from about 20% to about 80% of the surface area of the abrasive part 810 to provide sufficient electrolyte flow over the surface to promote uniform anode dissolution from the substrate surface.

상기 본체(810)는 일반적으로 본 명세서에서 설명되는 종래의 연마 재료와 같은 유전성 재료를 포함한다. 이 본체(810) 내에 형성된 함몰부(830)는 일반적으로 프로세싱 동안에 전도성 부재(840)을 보유하도록 구성되고, 따라서 형상 및 배향을 변형시킬 수 있다. 도 8a에 도시된 실시 형태에셔, 상기 함몰부(830)는 연마 표면을 가로질러 배치된 직사각형 단면을 가지고, 연마 부품(800)의 중심에 교통하는 "X" 또는 십자형 패턴(870)을 형성하는 홈이다. 본 발명은 상기 홈이 본 명세서에서 설명되는 바와 같이 기판 표면에 접촉하는 추가의 단면부들, 예컨대 역사다리꼴 및 둥근 만곡부도 고려하고 있다.The body 810 generally includes a dielectric material, such as the conventional abrasive material described herein. The depressions 830 formed in this body 810 are generally configured to hold the conductive member 840 during processing, and thus can modify shape and orientation. In the embodiment shown in FIG. 8A, the depression 830 has a rectangular cross-section disposed across the polishing surface and forms a “X” or cross pattern 870 that communicates to the center of the polishing component 800. Home. The present invention also contemplates additional cross-sections, such as inverted trapezoids and rounded bends, in which the grooves contact the substrate surface as described herein.

선택적으로, 상기 함몰부(830) [및 그 속에 배치된 전도성 부재(840)]는 불규칙한 간격으로 배치될 수도 있고, 반경 방향, 또는 수직 방향으로 배향될 수도 있고, 추가적으로 직선형, 곡선형, 동심형, 소용돌이형 곡선, 또는 기타의 횡단면 영역으로 될 수 있다.Optionally, the depression 830 (and the conductive member 840 disposed therein) may be arranged at irregular intervals, orientated in a radial or vertical direction, and additionally straight, curved, concentric , Vortex curves, or other cross-sectional areas.

도 8c는 본체(810) 속에 반경 방향으로 배치된 일련의 개개의 전도성 부재(840)의 개략적인 평면도이고, 각각의 부재(840)는 스페이서(875)에 의해 물리적으로 또는 전기적으로 분리되어 있다. 이 스페이서(875)는 플라스틱 인터커넥트와 같이, 상기 부재용의 유전성 연마 재료 또는 유전성 인터커넥트의 일부가 될 수 있다. 선택적으로, 상기 스페이서(875)는 전도성 부재들(840) 사이의 물리적인 접속이 없도록 하기 위해 연마 재료 또는 전도성 부재들(840)가 없는 연마 부품의 영역이 될 수 있다. 그와 같은 개별의 부재 구성에서, 각각의 전도성 부재(840)는 와이어와 같은 전도성 경로(890)에 의해 전원에 개별적으로 접속될 수 있다.8C is a schematic plan view of a series of individual conductive members 840 disposed radially within the body 810, each member 840 being physically or electrically separated by a spacer 875. This spacer 875 may be part of the dielectric abrasive material or dielectric interconnect for the member, such as a plastic interconnect. Optionally, the spacer 875 may be an area of the abrasive component that is free of abrasive material or conductive members 840 so that there is no physical connection between the conductive members 840. In such separate member configurations, each conductive member 840 may be individually connected to a power source by a conductive path 890 such as a wire.

도 8a 및 도 8b를 다시 참조하면, 상기 본체(810) 내에 배치된 전도성 부재들(840)은 일반적으로 약 20 Ω-㎝ 이하의 벌크 저항 또는 벌크 표면 저항을 발생시키도록 설치된다. 연마 부품의 일 실시예에서, 연마 부품은 약 2 Ω-㎝ 이하의 저항을 가진다. 상기 전도성 부재들(840)은 일반적으로 잔류 전기장 하에서 기능 저하가 없는 기계적 특성을 가지고, 산성 또는 염기성 전해액 속에서 기능 저하에 대한 저항력을 가진다. 이들 전도성 부재(840)는 억지끼워맞춤, 클램핑, 접착제, 또는 기타의 방법에 의해 상기 함몰부(830) 속에 유지된다.Referring again to FIGS. 8A and 8B, the conductive members 840 disposed in the body 810 are generally installed to generate a bulk resistance or bulk surface resistance of about 20 μs-cm or less. In one embodiment of the abrasive component, the abrasive component has a resistance of about 2 dB-cm or less. The conductive members 840 generally have mechanical properties without deterioration under a residual electric field, and have resistance to deterioration in an acidic or basic electrolyte. These conductive members 840 are held in the depression 830 by interference fitting, clamping, adhesives, or other methods.

일 실시 형태에서, 이들 전도성 부재(840)는 프로세싱 동안에 기판과 접촉면(850) 사이에 전기적 접촉을 유지시키기 위해 충분히 유연하고, 탄력적이고 플렉시블하다. 이들 전도성 부재(840)용의 충분하게 유연하고, 탄력적이거나, 플렉시블한 재료들이 연마 재료와 비교하여 쇼어 d 경도 스케일로 약 100 이하의 유사한 경도를 가질 수 있다. 폴리머 재료용으로 쇼어 d 경도 스케일로 약 80 이하의 경도를 가진 전도성 부재(840)가 사용될 수 있다. 또한, 플렉시블 또는 굴곡 가능한 섬유 재료와 같은 유연한 재료도 전도성 부재(840)로서 사용될 수 있다. 이 전도성 부재(840)는 연마 동안 자신(840)에 의해 생기는 높은 국부 압력을 피하기 위해 연마 재료보다 더 유연할 수도 있다.In one embodiment, these conductive members 840 are sufficiently flexible, resilient and flexible to maintain electrical contact between the substrate and contact surface 850 during processing. Sufficiently flexible, resilient, or flexible materials for these conductive members 840 may have a similar hardness of about 100 or less on the Shore d hardness scale compared to the abrasive material. Conductive member 840 with a hardness of about 80 or less on a Shore d hardness scale can be used for the polymeric material. In addition, a flexible material such as a flexible or bendable fibrous material may also be used as the conductive member 840. This conductive member 840 may be more flexible than the abrasive material to avoid the high local pressure generated by itself 840 during polishing.

도 8a 및 도 8b에 도시된 실시 형태에서, 전도성 부재(840)는 부품 지지체또는 서브 패드(815) 상에 배치된 연마 표면(810) 속에 매립된다. 천공들(860)은 연마 표면(810)과 부품 지지체(815) 모두를 관통하여 전도성 부재(840) 주위에 형성된다.In the embodiment shown in FIGS. 8A and 8B, the conductive member 840 is embedded in the polishing surface 810 disposed on the component support or sub pad 815. Perforations 860 are formed around conductive member 840 through both polishing surface 810 and part support 815.

이들 전도성 부재(840)에 대한 일례는 본 명세서에서 설명되는 바와 같이 전도성 (및 내마모성) 혼성물을 만들기 위해 전도성 재료로 코팅된 유전성 또는 전도성 섬유 또는 폴리머 계열 접착제와 같은 폴리머 재료로 블렌딩된 전도성 충전재를 포함한다. 또한, 이들 전도성 부재(840)는 전기적인 특성들을 향상시키기 위해 본 명세서에서 설명되는 바와 같이 전도성 폴리머 재료 또는 기타의 전도성 재료를 포함한다. 예를 들면, 상기 전도성 부재는 전도성 에폭시 및 전도성 섬유의 혼성물과, 폴리우레탄의 본체 속에 증착되는 혼성물의 전도도를 향상시킬 탄소 또는 흑연 충전재를 포함하며, 상기 전도성 섬유는 나일론 섬유의 표면에 배치된 약 0.1㎛의 코발트, 구리 또는 니켈로 코팅되고, 약 2㎛의 금으로 코팅된 나일론 섬유와 같이, 금으로 코팅된 나일론 섬유이다.Examples of these conductive members 840 include conductive fillers blended with a polymeric material, such as dielectric or conductive fibers or polymer-based adhesives coated with a conductive material to make conductive (and wear resistant) hybrids as described herein. Include. In addition, these conductive members 840 include conductive polymer materials or other conductive materials as described herein to improve electrical properties. For example, the conductive member includes a hybrid of conductive epoxy and conductive fiber and a carbon or graphite filler to enhance the conductivity of the hybrid deposited in the body of polyurethane, the conductive fiber disposed on the surface of the nylon fiber. Nylon fibers coated with gold, such as nylon fibers coated with about 0.1 μm cobalt, copper or nickel and coated with about 2 μm gold.

도 8d는 전도성 부재들이 내부에 배치되어 있는 연마 부품(800)에 대한 다른 실시 형태의 개략적인 횡단면도이다. 이들 전도성 부재(840)는 일반적으로 연마 표면(820)에 의해 형성된 평면 위로 연장하거나, 그 평면과 동일 평면에 있는 접촉면(850)을 가지도록 배치될 수 있다. 이들 전도성 부재(840)는 본 명세서에서 설명되는 바와 같이, 전도성 부재(845) 둘레에 배치되거나, 둘러싸이거나 에워싸인 전도성 직물(700)을 포함할 수 있다. 선택적으로, 개개의 전도성 섬유 및/또는 충전재는 전도성 부재(845) 둘레에 배치되거나, 둘러싸이거나 에워싸일 수 있다. 상기 전도성 부재(845)는 본 명세서에서 설명되는 귀금속과 같은 금속, 또는 전해 연마 공정에 사용하기에 적합한 구리와 같은 다른 전도성 재료를 포함할 수도 있다. 또한, 상기 전도성 부재(840)는 본 명세서에서 설명되는 바와 같이 직물과 바인더 재료의 혼성물을 포함하며, 이때 직물은 전도성 부재(840)의 외측 접촉 부분을 형성하고, 바인더는 통상적으로 내측 지지 구조물을 형성한다. 또한, 이 전도성 부재(840)는 직사각형의 횡단면적을 가진 중공 튜브를 구성하며, 이때 튜브의 벽은 본 명세서에서 설명되는 바와 같이 강성 전도성 직물(700) 또는 본딩제로 형성된다.8D is a schematic cross-sectional view of another embodiment of an abrasive component 800 with conductive members disposed therein. These conductive members 840 may generally be arranged to have a contact surface 850 extending over, or coplanar with, the plane formed by the polishing surface 820. These conductive members 840 may include a conductive fabric 700 disposed, enclosed, or enclosed around the conductive member 845, as described herein. Optionally, individual conductive fibers and / or fillers may be disposed, enclosed, or enclosed around the conductive member 845. The conductive member 845 may comprise a metal, such as a noble metal described herein, or other conductive material, such as copper, suitable for use in an electropolishing process. In addition, the conductive member 840 includes a blend of fabric and binder material, as described herein, wherein the fabric forms an outer contact portion of the conductive member 840, and the binder typically has an inner support structure. To form. In addition, the conductive member 840 constitutes a hollow tube having a rectangular cross-sectional area, wherein the walls of the tube are formed of a rigid conductive fabric 700 or a bonding agent as described herein.

이 전도성 부재(840)를 전원(도시 생략)에 결합시키기 위해 커넥터(890)이 이용되어 플로세싱 동안에 전도성 부재(840)를 전기적으로 바이어싱시킨다. 일반적으로, 이 커넥터(890)는 공정 유체와 양립할 수 있거나, 공정 유체로부터 자신(890)을 보호하는 피복물 또는 코팅물을 가진 와이어, 테이프 또는 기타의 전도체이다. 이 커넥터(890)는 몰딩, 솔더링, 스택킹(stacking), 브레이징, 클램핑, 크림핑(crimping), 리벳팅, 패스닝(fastening), 전도성 접착제, 또는 기타의 방법 또는 장치에 의해 전도성 부재(840)와 결합될 수 있다. 커넥터(890)에 이용될 수 있는 재료들에 대한 예들로는, 절연된 구리, 흑연, 티타늄, 백금, 금, 알루미늄, 스테인리스강, 및 다른 재료들 중에서 HaSTeLOY전도성 재료들을 들 수 있다.A connector 890 is used to couple the conductive member 840 to a power source (not shown) to electrically bias the conductive member 840 during processing. Generally, this connector 890 is a wire, tape or other conductor having a coating or coating that is compatible with or protects itself 890 from the process fluid. The connector 890 is a conductive member 840 by molding, soldering, stacking, brazing, clamping, crimping, riveting, fastening, conductive adhesive, or other methods or devices. ) May be combined. Examples of materials that can be used for the connector 890 include HaSTeLOY, among others, insulated copper, graphite, titanium, platinum, gold, aluminum, stainless steel, and other materials. Conductive materials.

상기 커넥터(890) 둘레에 배치되는 코팅물은 불화탄소, 염화폴리비닐(PVc) 및 폴리이미드와 같은 폴리머들이다. 도 8a에 도시된 실시 형태에서, 하나의 커넥터(890)가 연마 부품(800)의 외주에서 각각의 전도성 부재(840)에 결합된다. 선택적으로, 이들 커넥터(890)는 연마 부품(800)의 본체(810)를 통과하여 배치될 수 있다. 다른 실시 형태에셔, 이들 커넥터(890)는 포켓 내에 및/또는 전도성 부재(840)를 전기적으로 결합시키는 본체(810)를 통과하여 배치된 전도성 그리드(grid)(도시 생략)에 결합될 수 있다.Coatings disposed around the connector 890 are polymers such as carbon fluoride, polyvinyl chloride (PVc), and polyimide. In the embodiment shown in FIG. 8A, one connector 890 is coupled to each conductive member 840 at the outer periphery of the abrasive component 800. Optionally, these connectors 890 may be disposed through the body 810 of the abrasive component 800. In other embodiments, these connectors 890 may be coupled to a conductive grid (not shown) disposed in the pocket and / or through a body 810 that electrically couples the conductive member 840.

도 9a는 연마 재료(900)에 대한 다른 실시 형태를 도시하고 있다. 이 연마 재료(900)는 연마 표면(906)에 배치된 적어도 부분적으로 전도성을 띠는 하나 이상의 전도성 부재(904)를 포함한 본체(902)를 포함한다. 이들 전도성 부재(904)는 일반적으로 프로세싱 동안에 기판 표면에 접촉하도록 되어 있되, 유연성과 탄성을 가진 복수의 섬유, 가닥(strand), 및/또는 플렉시블 핑거(finger)를 포함한다. 이들 섬유는 본 명세서에서 설명되는 바와 같이, 전도성 재료로 코팅된 유전성 재료로 구성된 섬유와 같이, 적어도 부분적으로 전도성을 가진 전도성 재료로 구성된다. 또한, 이들 섬유는 섬유의 유연성 또는 가요성의 양을 감소 또는 증가시키기 위해 실제로는 단단하거나 중공일 수 있다.9A illustrates another embodiment of an abrasive material 900. This abrasive material 900 includes a body 902 comprising at least one conductive member 904 that is at least partially conductive disposed on the abrasive surface 906. These conductive members 904 are generally adapted to contact the substrate surface during processing and include a plurality of fibers, strands, and / or flexible fingers that are flexible and elastic. These fibers are composed of a conductive material that is at least partially conductive, such as a fiber composed of a dielectric material coated with a conductive material, as described herein. In addition, these fibers may be rigid or hollow in nature to reduce or increase the amount of flexibility or flexibility of the fibers.

도 9a에 도시된 실시 형태에서, 이들 전도성 부재(904)는 베이스(909)에 결합된 복수의 전도성 서브 부재(913)이다. 이들 전도성 서브 부재(903)는 본 명세서에서 설명되는 적어도 부분적으로 전기적 전도성을 가진 전기 전도성 섬유를 포함한다. 이들 서브 부재(913)에 대한 일례는 본 명세서에서 설명되는 바와 같이 금으로 코팅된 나일론 섬유 또는 탄소 섬유를 포함한다. 또한, 상기 베이스(909)는 전기 전도성 재료를 포함하고, 커넥터(990)에 결합된다. 또, 이 베이스(909)는 연마 동안에 연마 패드 부품으로부터 용해하는 구리와 같은 전도성 재료의 층에 의해 코팅될 수 있으며, 이는 전도성 섬유의 프로세싱 지속시간을 연장시키는 것으로 믿어지고 있다.In the embodiment shown in FIG. 9A, these conductive members 904 are a plurality of conductive sub members 913 coupled to the base 909. These conductive sub members 903 comprise at least partially electrically conductive fibers that are described herein. Examples of these sub-members 913 include nylon fibers or carbon fibers coated with gold as described herein. The base 909 also includes an electrically conductive material and is coupled to the connector 990. This base 909 may also be coated with a layer of conductive material, such as copper, that dissolves from the polishing pad component during polishing, which is believed to extend the processing duration of the conductive fiber.

상기 전도성 부재(904)는 일반적으로 연마 표면(906) 속에 형성된 함몰부(908) 속에 배치된다. 이들 전도성 부재(904)는 연마 표면(906)에 대해 0°에서 90°까지의 범위에서 배향될 수 있다. 이들 전도성 부재(904)가 연마 표면(906)에 대해 직각 방향으로 배향되는 실시 형태에서, 이들 전도성 부재(904)는 연마 표면(906)에 부분적으로 배치될 수 있다.The conductive member 904 is generally disposed in a depression 908 formed in the polishing surface 906. These conductive members 904 may be oriented in the range of 0 ° to 90 ° with respect to the polishing surface 906. In embodiments in which these conductive members 904 are oriented at right angles to the polishing surface 906, these conductive members 904 may be partially disposed on the polishing surface 906.

상기 함몰부(908)는 하부 장착 부분(910)과 상부 공차 부분(912)을 포함한다. 이 장착 부분(910)은 전도성 부재(904)의 베이스(909)를 수용하도록 구성되어 있고, 억지끼워맞춤, 클램핑, 접착제 또는 다른 방법에 의해 상기 전도성 부재(904)를 보유하도록 구성되어 있다. 상기 공차 부분(912)은 함몰부(908)가 연마 표면(906)과 교차하는 부분에 배치된다. 이 공차 부분(912)은 일반적으로 장착 부분(910)보다 더 큰 횡단면을 가지며, 따라서 연마 동안에 전도성 부재(904)가 기판에 접촉할 때 기판과 연마 표면(906) 사이에 배치되지 않고 휠 수 있다.The depression 908 includes a lower mounting portion 910 and an upper tolerance portion 912. This mounting portion 910 is configured to receive the base 909 of the conductive member 904 and is configured to retain the conductive member 904 by interference fit, clamping, adhesive or other method. The tolerance portion 912 is disposed at the portion where the depression 908 intersects the polishing surface 906. This tolerance portion 912 generally has a larger cross section than the mounting portion 910, and thus may bend without being disposed between the substrate and the polishing surface 906 when the conductive member 904 contacts the substrate during polishing. .

도 9b는 전도성 표면(940)과 이에 형성된 복수의 개별 전도성 부재(920)를 포함한 연마 부품(900)에 대한 다른 실시 형태를 나타내고 있다. 이들 전도성 부재(920)는 전도성 재료에 의해 코팅된 유전성 재료의 섬유를 포함하며, 이들 섬유는 연마 부품(205)의 전도성 표면(940)으로부터 수직 방향으로 변위되고, 서로에 대해 수평 방향으로 변위된다. 연마 부품(900)의 전도성 부재(920)는 일반적으로 전도성 표면(940)에 대해 0°에서 90°까지의 범위에서 배향되고, 전도성표면(940)에 직각인 선에 대해 어떤 극 배향(polar orientation)으로 경사질 수 있다. 이들 전도성 부재(920)는 도 9b에 도시된 바와 같이 연마 패드의 길이에 걸쳐 형성될 수 있지만, 단지 연마 패드의 선택된 영역 내에서만 배치될 수도 있다. 연마 표면 위의 전도성 부재(920)의 접촉 높이는 약 5 밀리미터까지 될 수 있다. 전도성 부재(920)를 구성하는 재료의 직경은 약 1 mil(1인치의 1000분의 1)과 약 10 mil 사이이다. 연마 표면 위의 전도성 부재(920)의 높이와, 전도성 부재(920)의 직경은 수행되는 연마 공정에 따라 변할 수 있다.9B illustrates another embodiment of an abrasive component 900 that includes a conductive surface 940 and a plurality of individual conductive members 920 formed thereon. These conductive members 920 comprise fibers of dielectric material coated by a conductive material, which fibers are displaced vertically from the conductive surface 940 of the abrasive component 205 and are displaced horizontally relative to each other. . The conductive member 920 of the abrasive component 900 is generally oriented in the range of 0 ° to 90 ° with respect to the conductive surface 940, and any polar orientation with respect to a line perpendicular to the conductive surface 940. Can be inclined to These conductive members 920 may be formed over the length of the polishing pad as shown in FIG. 9B, but may be disposed only within selected areas of the polishing pad. The contact height of the conductive member 920 on the polishing surface can be up to about 5 millimeters. The diameter of the material constituting the conductive member 920 is between about 1 mil (1/100 of an inch) and about 10 mil. The height of the conductive member 920 on the polishing surface and the diameter of the conductive member 920 may vary depending on the polishing process performed.

이들 전도성 부재(920)는 접촉 압력 하에서 변형하기에 충분한 유연성 또는 탄력성이 있고, 이때 기판 표면에 대한 흠집을 감소시키거나 또는 최소화하면서 기판 표면과의 전기적 접촉을 유지한다. 도 9a 및 도 9b에 도시된 실시 형태에서, 기판 표면은 단지 연마 부품(205)의 전도성 부재(920)에만 접촉할 수 있다. 이들 전도성 부재(920)는 연마 부품(205)의 표면에 균일한 전류 밀도를 제공하도록 배치되어 있다.These conductive members 920 are flexible or resilient enough to deform under contact pressure, while maintaining electrical contact with the substrate surface while reducing or minimizing scratches on the substrate surface. In the embodiment shown in FIGS. 9A and 9B, the substrate surface may only contact the conductive member 920 of the abrasive component 205. These conductive members 920 are arranged to provide a uniform current density on the surface of the abrasive component 205.

이들 전도성 부재(920)는 비전도성 또는 유전성을 가진 접착제 또는 바인더에 의해 전도성 표면에 접착된다. 이 비전도성 접착제는 전도성 표면(940)에 유전성 코팅물을 제공하여 전도성 표면(940)과 어떤 주변 전해액 사이에 전기화학적 장애물을 제공할 수 있다. 이 전도성 표면(940)은 연마 부품(205)의 둥근 연마 패드 또는 선형 편직물 또는 벨트의 형태로 될 수 있다. 일련의 천공(도시 생략)은 이를 통해 전해액을 유동시키기 위해 전도성 표면(940) 내에 배치될 수 있다.These conductive members 920 are adhered to the conductive surface by an adhesive or binder having non-conductive or dielectric properties. This nonconductive adhesive can provide a dielectric coating on the conductive surface 940 to provide an electrochemical barrier between the conductive surface 940 and any surrounding electrolyte. This conductive surface 940 may be in the form of a round polishing pad or linear knit fabric or belt of the abrasive component 205. A series of perforations (not shown) may be disposed within the conductive surface 940 to flow the electrolyte therethrough.

비록 도시하지는 않았지만, 전도성 판는 회전 압반 또는 선형의 연마 압반상에 연마 부품(900)을 위치 조정하고 취급하기 위해 종래의 연마 재료의 지지체 패드 상에 배치될 수 있다.Although not shown, the conductive plate may be disposed on a support pad of conventional abrasive material to position and handle the abrasive component 900 on a rotating platen or linear polishing platen.

도 10a는 전도성 부재(1004)로 구성된 연마 부품(1000)에 대한 일 실시 형태의 개략적인 사시도를 보여주고 있다. 각각의 전도성 부재(1004)는 일반적으로 제1 단부(1008)와 제2 단부(1010)가 함몰부(1012) 속에 배치되어 있는 루프 또는 링(1006)을 포함하며, 이 함몰부는 연마 표면(1024) 속에 형성되어 있다. 각각의 전도성 부재(1004)는 인접한 전도성 부재에 결합되어 연마 표면(1024) 위로 연장하는 복수의 루프(1006)을 형성할 수 있다.10A shows a schematic perspective view of one embodiment of an abrasive component 1000 composed of a conductive member 1004. Each conductive member 1004 generally comprises a loop or ring 1006 having a first end 1008 and a second end 1010 disposed in a depression 1012, which depressions have a polished surface 1024. It is formed in). Each conductive member 1004 may be coupled to an adjacent conductive member to form a plurality of loops 1006 extending over the polishing surface 1024.

도 10a에 도시된 실시 형태에서, 각각의 루프(1006)는 전도성 재료에 의해 코팅된 섬유로 제조되고, 함몰부(1012)에 접착된 결속 와이어 베이스(1014)에 의해 결합된다. 이 루프(1006)에 대한 일례는 금으로 코팅된 나일론 섬유이다.In the embodiment shown in FIG. 10A, each loop 1006 is made of fibers coated with a conductive material and bonded by a binding wire base 1014 bonded to the depression 1012. One example for this loop 1006 is nylon fiber coated with gold.

연마 표면 위에 있는 루프(1006)의 접촉 높이는 약 0.5 밀리미터에서 약 2밀리미터까지로 될 수 있고, 루프를 구성하는 재료의 직경은 약 1 mil(1인치의 1000분의 1)과 약 10 mil 사이이다. 상기 결속 와이어 베이스(1014)는 티타늄, 구리, 백금, 또는 백금 코팅 구리와 같은 전도성 재료일 수 있다. 또한, 상기 결속 와이어 베이스(1014)는 연마 동안에 연마 패드 부품으로부터 용해하는 구리와 같은 전도성 재료의 층에 의해 코팅될 수 있다. 상기 결속 와이어 베이스(1014) 표면에 전도성 재료의 층의 용도는 그 아래에 위치한 루프(1006) 재료 또는 결속 와이어 베이스(1014) 재료 보다 우선적으로 용해하여 전도성 부재(1004)의 수명을 연장시키는 희생층인 것으로 믿어지고 있다. 이들 전도성 부재(1004)는 일반적으로 연마표면(1024)에 대해 0°에서 90°까지의 범위에서 배향될 수 있고, 연마 표면(1024)에 직각인 선에 대해 어떤 극 배향(polar orientation)으로 경사질 수 있다. 이들 전도성 부재(1004)는 전기적 커넥터(1030)에 의해 전원에 결합된다.The contact height of the loop 1006 on the polishing surface can be from about 0.5 millimeters to about 2 millimeters, and the diameter of the material constituting the loop is between about 1 mil (1/100 of an inch) and about 10 mils. . The tie wire base 1014 may be a conductive material such as titanium, copper, platinum, or platinum coated copper. In addition, the tie wire base 1014 may be coated by a layer of conductive material such as copper that dissolves from the polishing pad component during polishing. The use of a layer of conductive material on the surface of the binding wire base 1014 dissolves preferentially over the loop 1006 material or the binding wire base 1014 material located below it to extend the life of the conductive member 1004. It is believed to be. These conductive members 1004 may generally be oriented in the range of 0 ° to 90 ° with respect to the polishing surface 1024 and are inclined at some polar orientation with respect to a line perpendicular to the polishing surface 1024. Can lose. These conductive members 1004 are coupled to a power source by an electrical connector 1030.

도 10b는 전도성 부재(1004)로 구성된 연마 부품(1000)에 대한 다른 실시 형태의 개략적인 사시도를 보여주고 있다. 이 전도성 부재(1004)는 본 명세서에서 설명되는 바와 같이, 전도성 재료로 코팅된 섬유로 구성된 와이어로 된 단일 코일(1005)를 포함한다. 이 코일(1005)은 베이스(1014) 상에 배치된 전도성 부재(1007)에 결합된다. 이 코일(1005)은 전도성 부재(1007)를 둘러쌀 수 있고, 베이스(1014)를 둘러쌀 수 있고, 베이스(1014)의 표면에 접착될 수 있다. 전도성 막대 부재는 금과 같은 전도성 재료를 포함하고, 일반적으로는 어떤 전해액이 연마 공정에서 사용되고 있는 상태에서도 금 또는 백금과 같이 화학적으로 불활성인 전도성 재료를 포함한다. 선택적으로, 구리와 같은 희생 재료의 층(1009)은 베이스(1014) 상에 배치된다. 이 희생 재료의 층(1009)은 일반적으로 전도성 부재(1007)보다 더 화학적으로 활성을 띠는 활성 재료, 예컨대 구리인데, 이는 연마 공정의 전해 연마 상태 또는 애노드 용해 상태 동안 전도성 부재(1007)와 코일(1005)의 재료와 비교하여 화학적 활성 재료를 우선적으로 제거하기 위한 것이다. 이 전도성 부재(1007)는 전기적 커넥터(1030)에 의해 전원에 결합될 수 있다.FIG. 10B shows a schematic perspective view of another embodiment of an abrasive component 1000 composed of conductive member 1004. This conductive member 1004 includes a single coil 1005 made of wire composed of fibers coated with a conductive material, as described herein. This coil 1005 is coupled to a conductive member 1007 disposed on the base 1014. The coil 1005 may surround the conductive member 1007, may surround the base 1014, and may be adhered to the surface of the base 1014. The conductive rod member includes a conductive material such as gold, and generally includes a conductive material which is chemically inert such as gold or platinum even when some electrolyte is used in the polishing process. Optionally, a layer 1009 of sacrificial material such as copper is disposed on the base 1014. This layer of sacrificial material 1009 is generally an active material, such as copper, that is more chemically active than conductive member 1007, which is the conductive member 1007 and coil during the electrolytic polishing or anode dissolution state of the polishing process. In order to preferentially remove the chemically active material as compared to the material of 1005. This conductive member 1007 may be coupled to a power source by an electrical connector 1030.

상기 전도성 부재와 본체 사이에는 바이어싱 부재가 배치되어, 연마 동안에 전도성 부재를 본체로부터 멀어지게 하면서 기판 표면과 접촉 상태로 만드는 바이어스를 제공할 수 있다. 이 바이어싱 부재(1018)에 대한 일례는 도 10b에 도시되어 있다. 그러나, 본 발명은 본 명세서, 예컨대 도 8a 내지 도 8d, 도 9a, 도 10a 내지 도 10d에 도시된 전도성 부재가 바이어싱 부재를 사용할 수 있다는 것도 고려하고 있다. 이 바이어싱 부재는 압축 스프링, 판 스프링, 코일 스프링, 발포 폴리우레탄(예컨대, PORON폴리머)와 같은 발포 폴리머, 엘라스토머, 블래더(bladder), 또는 전도성 부재를 바이어싱할 수 있는 다른 부재 또는 디바이스를 포함하여, 탄력적인 재료 또는 디바이스일 수 있다. 또한, 바이어싱 부재는 유연한 포움 또는 공압 연질 튜브와 같은 유연하거나 탄력적인 재료일 수 있는데, 이 재료는 연마되는 기판 표면을 향해 전도성 부재를 바이어싱시키고 그 기판 표면과 접촉을 개선시킬 수 있다. 바이어싱된 전도성 부재는 연마 부품의 표면과 함께 평면을 형성할 수도 있고, 연마 부품의 표면의 평면 위로 연장할 수도 있다.A biasing member may be disposed between the conductive member and the body to provide a bias that brings the conductive member away from the body during polishing to bring it into contact with the substrate surface. An example of this biasing member 1018 is shown in FIG. 10B. However, the present invention also contemplates that the conductive member shown in FIGS. 8A-8D, 9A, 10A-10D may use a biasing member. The biasing member may be a compression spring, a leaf spring, a coil spring, a foamed polyurethane (eg PORON Elastic materials such as polymers), elastomers, bladder, or other members or devices capable of biasing conductive members. In addition, the biasing member may be a flexible or flexible material, such as a flexible foam or a pneumatic soft tube, which may bias the conductive member towards the substrate surface to be polished and improve contact with the substrate surface. The biased conductive member may form a plane with the surface of the abrasive component and may extend over the plane of the surface of the abrasive component.

도 10c는 기판의 중심에서 가장자리까지 방사형 패턴으로 배치된 복수의 전도성 부재(1004)로 구성된 연마 부품(1000)에 대한 다른 실시 형태의 개략적인 사시도를 보여주고 있다. 복수의 전도성 부재는 서로에 대해 15°, 30°, 45°, 60°및 90°의 간격으로 변위될 수 있거나, 원하는 다른 어떤 조합으로 될 수 있다. 이들 전도성 부재(1004)는 일반적으로 기판의 연마용으로 전류 또는 동력을 균일하게 인가하도록 이격되어 있다. 또한, 이들 전도성 부재는 서로 접촉하지 않도록 이격될 수 있다. 본체(1026)의 유전성 연마 재료의 웨지(wedge) 부분(1004)은 전도성 부재(1004)를 전기적으로 절연시키도록 구성될 수 있다. 스페이서 또는 오목한 영역(1060)도 역시 전도성 부재들(1004)을 서로에 대해 절연시키기 위해 연마부품 속에 형성된다. 이들 전도성 부재(1004)는 도 10a에 도시된 바와 같이 루프의 형태일 수 있거나, 도 9b에 도시된 바와 같이 수직 방향으로 연장하는 섬유들일 수 있다.10C shows a schematic perspective view of another embodiment of an abrasive component 1000 composed of a plurality of conductive members 1004 disposed in a radial pattern from the center to the edge of the substrate. The plurality of conductive members may be displaced at intervals of 15 °, 30 °, 45 °, 60 ° and 90 ° with respect to each other or in any other desired combination. These conductive members 1004 are generally spaced apart to uniformly apply current or power for polishing the substrate. In addition, these conductive members may be spaced apart so as not to contact each other. The wedge portion 1004 of the dielectric abrasive material of the body 1026 may be configured to electrically insulate the conductive member 1004. Spacers or recesses 1060 are also formed in the abrasive to insulate the conductive members 1004 from each other. These conductive members 1004 may be in the form of loops as shown in FIG. 10A or may be fibers extending in the vertical direction as shown in FIG. 9B.

도 10d는 도 10a의 전도성 부재(1004)에 대한 변형 실시 형태의 개략적인 사시도를 보여주고 있다. 이 전도성 부재(1004)는 본 명세서에서 설명되는 바와 같이 제1 단부(1008)와 제2 단부(1010)가 함몰부(1012) 속에 배치되어 있는 교직된 전도성 섬유(1006)의 그물망 또는 직물을 포함하여 기판과 접촉하기 위한 하나의 연속적인 전도성 표면을 형성하며, 이 함몰부는 연마 표면(1024) 속에 형성되어 있다. 이 그물망 또는 직물은 교직된 섬유의 하나 이상의 층으로 구성될 수 있다. 전도성 부재(1004)를 포함한 그물망 또는 직물은 도 10d에 단일 층으로서 예시되어 있다. 이 전도성 부재(1004)는 전도성 베이스(1014)에 결합될 수 있고, 도 10a에 도시된 바와 같이 연마 표면(1024) 위로 연장할 수 있다. 이 전도성 부재(1004)는 전도성 베이스(1014)에 접속된 전기적 커넥터(1030)에 의해 전원에 결합될 수 있다.FIG. 10D shows a schematic perspective view of a variant embodiment of the conductive member 1004 of FIG. 10A. This conductive member 1004 comprises a mesh or fabric of interwoven conductive fibers 1006 having a first end 1008 and a second end 1010 disposed in the depression 1012 as described herein. Thereby forming one continuous conductive surface for contacting the substrate, the depression being formed in the polishing surface 1024. This mesh or fabric may consist of one or more layers of interwoven fibers. The mesh or fabric comprising the conductive member 1004 is illustrated as a single layer in FIG. 10D. This conductive member 1004 may be coupled to the conductive base 1014 and may extend over the polishing surface 1024 as shown in FIG. 10A. This conductive member 1004 may be coupled to a power source by an electrical connector 1030 connected to the conductive base 1014.

도 10e는 루프(1006)가 내부에 형성되어 있는 전도성 부재(1004)를 형성하는 연마 부품의 본체(1026)에 전도성 부재를 고정하는 다른 실시 형태의 개략적인 부분 사시도이다. 통로(1050)가 연마 부품의 본체(1026) 속에 형성되고, 전도성 부재(1004)용의 홈(1070)과 교차한다. 이 통로(1050) 속에는 삽입체(1055)가 배치된다. 이 삽입체(1055)는 금과 같은 전도성 재료 또는 전도성 부재(1006)와 동일한 재료를 포함한다. 다음에, 통로 (1050) 속에 커넥터(1030)가 배치될 수 있고, 이커넥터(1030)는 삽입체(1055)와 접촉될 수 있다. 이 커넥터(1030)는 전원과 결합된다. 상기 전도성 부재(1004)의 단부들(1075)은 동력 흐름을 위해 삽입체(1055)와 접촉될 수 있다. 다음에, 상기 전도성 부재(1004)의 단부들(1075)과 커넥터들(1030)은 유전성 삽입체(1060)에 의해 전도성 삽입체(1055)에 고정된다. 본 발명은 전도성 부재(1004)의 모든 루프(1006)를 위해 통로들을 사용하는 것도 고려하고 있는데, 이들 통로는 전도성 부재(1004)의 길이를 따라 일정 간격으로, 또는 전도성 부재(1004)의 종단부들에만 사용된다.FIG. 10E is a schematic partial perspective view of another embodiment in which a conductive member is secured to a body 1026 of an abrasive component that forms a conductive member 1004 with a loop 1006 formed therein. A passage 1050 is formed in the body 1026 of the abrasive component and intersects the groove 1070 for the conductive member 1004. An insert 1055 is disposed in the passage 1050. This insert 1055 includes a conductive material such as gold or the same material as the conductive member 1006. Next, a connector 1030 may be disposed in the passage 1050, and the connector 1030 may be in contact with the insert 1055. This connector 1030 is coupled with a power source. Ends 1075 of conductive member 1004 may be in contact with insert 1055 for power flow. Next, ends 1075 and connectors 1030 of the conductive member 1004 are secured to the conductive insert 1055 by a dielectric insert 1060. The present invention also contemplates using passages for all loops 1006 of conductive member 1004, which passages are spaced at regular intervals along the length of conductive member 1004, or at the ends of conductive member 1004. Only used for

도 11a 내지 도 11c는 본 명세서에서 설명되는 전도성 재료의 루프 또는 링의 탄성 능력을 예시하는 개략적인 일련의 측면도들이다. 연마 부품(1100)은 패드 지지체(1130) 상측에 형성된 서브 패드(1120)에 배치된 연마 표면(1110)을 포함하며, 이 서브 패드 속에는 홈 또는 함몰부(1140)가 형성되어 있다. 전도성 부재(1142)는 전도성 재료에 의해 코팅된 유전성 재료의 루프 또는 링(1150)을 포함하며, 이 링은 함몰부(1170) 속에서 베이스(1155) 상에 배치되고, 전기적인 접촉부(1145)와 결합된다. 기판(1160)은 연마 부품(1100)과 접촉하고, 연마 부품(1100)의 표면에 대해 상대적인 운동을 한다. 기판이 전도성 부재(1142)와 접촉함에 따라, 루프(1150)는 도 11b에 도시된 바와 같이 기판(1160)과 전기적인 접촉을 유지하면서 함몰부(1140) 속으로 눌린다. 기판이 충분한 거리로 이동하여 전도성 부재(1142)와 더 이상 접촉하지 않는 경우, 탄성 루프(1150)는 도 11c에 도시된 바와 같이 추가의 프로세싱을 위해 압축되지 않은 형성으로 복귀한다.11A-11C are schematic series of side views illustrating the elastic capability of a loop or ring of conductive material described herein. The abrasive component 1100 includes a polishing surface 1110 disposed on a sub pad 1120 formed above the pad support 1130, and a groove or a recess 1140 is formed in the sub pad. Conductive member 1142 includes a loop or ring 1150 of dielectric material coated by a conductive material, which ring is disposed on base 1155 in depression 1170, and makes electrical contact 1145. Combined with. The substrate 1160 is in contact with the abrasive component 1100 and makes a movement relative to the surface of the abrasive component 1100. As the substrate contacts the conductive member 1142, the loop 1150 is pressed into the depression 1140 while maintaining electrical contact with the substrate 1160 as shown in FIG. 11B. When the substrate has traveled a sufficient distance and no longer contacts the conductive member 1142, the elastic loop 1150 returns to the uncompressed formation for further processing as shown in FIG. 11C.

또한, 전도성 연마 패드에 대한 예들은 2001년 12월 27일 자로 출원된 미국특허 가출원 제10/033,732호에 기재되어 있으며, 이 문헌은 전체적으로 인용에 의해 본원에 병합되어 있다.Also, examples of conductive polishing pads are described in US Provisional Application No. 10 / 033,732, filed December 27, 2001, which is incorporated herein by reference in its entirety.

동력 인가Power

동력부는 본 명세서에서 설명되는 바와 같이 커넥터 또는 동력 이송 장치를 이용함으로써 전술한 연마 부품(205)에 결합될 수 있다. 동력 이송 장치는 2001년 12월 27일 자로 출원된 미국 특허 가출원 제10/033,732호에 더욱 충분하게 기재되어 있으며, 이 문헌은 전체적으로 인용에 의해 본원에 병합되어 있다.The power unit may be coupled to the aforementioned abrasive component 205 by using a connector or a power transfer device as described herein. Power transmission devices are more fully described in US Provisional Application No. 10 / 033,732, filed December 27, 2001, which is incorporated herein by reference in its entirety.

도 11a 및 도 11c를 다시 참조하면, 동력부는 전기적인 접촉부(1145)의 사용에 의해 전도성 부재(1140)에 결합될 수 있는데, 이 접촉부는 연마 패드 속에 형성된 홈 또는 함몰부(1170)에 배치된 전도성 판 또는 장착부를 포함한다. 도 11a에 도시된 실시 형태에서, 전도성 부재(1140)는 금과 같은 금속제의 판 상에 장착되며, 이 판는 도 2에 도시된 바와 같이 연마 부품(1100)과 함께 디스크(206)와 같은 지지체 상에 장착된다. 선택적으로, 전기적 접촉부는 전도성 부재와 연마 패드 재료 사이에서, 예컨대 도 8a 및 도 8b에 도시된 바와 같이 전도성 부재(840)와 본체(810) 사이에서 연마 패드 재료 상에 배치될 수 있다. 다음에, 이들 전기적 접촉부는 도 8a 내지 도 8d에서 전술한 바와 같이 리드(lead; 도시 생략)에 의해 전원에 결합된다.Referring again to FIGS. 11A and 11C, the power unit may be coupled to the conductive member 1140 by use of an electrical contact 1145, which is disposed in a groove or recess 1170 formed in the polishing pad. A conductive plate or mount. In the embodiment shown in FIG. 11A, the conductive member 1140 is mounted on a plate made of metal, such as gold, which is mounted on a support such as the disk 206 with the abrasive component 1100 as shown in FIG. 2. Is mounted on. Optionally, electrical contacts may be disposed on the polishing pad material between the conductive member and the polishing pad material, such as between the conductive member 840 and the body 810 as shown in FIGS. 8A and 8B. These electrical contacts are then coupled to the power source by leads (not shown) as described above in FIGS. 8A-8D.

도 12a 내지 도 12d는 전원(도시 생략)에 접속된 연장부를 포함한 연마 부품에 대한 실시 형태의 개략적인 평면도 및 측면도이다. 이 전원은 ECMP 공정에서 애노드 용해를 위해 기판 표면에 대한 전류 이송 능력, 즉 애노드 바이어스를 제공한다. 이 전원은 하나 이상의 전도성 접촉부에 의해 연마 부품에 접속될 수 있으며, 이 전도성 접촉부는 연마 부품의 전도성 연마 부분 및/또는 부품 지지체 부분 둘레에 배치된다. 하나 이상의 전원이 기판 표면의 일부를 가로질러 다양한 바이어스 또는 전류를 발생시킬 수 있도록 하나 이상의 접촉부에 의해 연마 부품에 접속될 수 있다. 선택적으로, 하나 이상의 리드가 전도성 연마 부분 및/또는 부품 지지체 부분 속에 형성될 수 있고, 이들 부분은 전원에 결합된다.12A-12D are schematic plan and side views of an embodiment of an abrasive component including an extension connected to a power source (not shown). This power supply provides current transfer capability to the substrate surface, or anode bias, for anode dissolution in the ECMP process. This power source may be connected to the abrasive component by one or more conductive contacts, which are disposed around the conductive abrasive portion and / or component support portion of the abrasive component. One or more power sources may be connected to the abrasive component by one or more contacts such that one or more power supplies may generate various biases or currents across a portion of the substrate surface. Optionally, one or more leads can be formed in the conductive abrasive portion and / or the component support portion, which portions are coupled to a power source.

도 12a는 전도성 커넥터에 의해 전원에 결합된 전도성 연마 패드에 대한 일 실시 형태의 평면도이다. 전도성 연마 부분은 연장부들, 예컨대 어깨부 또는 개개의 플러그를 포함할 수 있고, 이들 연장부는 부품 지지체 부분(1220)보다 더 큰 너비 또는 직경으로 전도성 연마 부분(1210) 속에 형성된다. 이들 연장부는 커넥터(1225)에 의해 전원에 결합되어, 연마 부품(205)에 전류를 공급한다. 도 12b에서, 연장부들(1215)은 전도성 연마 부분(1210)의 평면에 대해 평행하게 또는 평면으로부터 측방향으로 연장하도록 형성될 수 있고, 연마 지지체 부분(1220)의 직경을 초과하여 연장한다. 천공 및 홈 형성에 대한 패턴은 도 6에 도시된 바와 같다.12A is a top view of one embodiment of a conductive polishing pad coupled to a power source by a conductive connector. The conductive abrasive portion may comprise extensions, such as a shoulder or an individual plug, which extensions are formed in the conductive abrasive portion 1210 with a width or diameter larger than the component support portion 1220. These extensions are coupled to the power source by connector 1225 to supply current to the abrasive component 205. In FIG. 12B, extensions 1215 may be formed to extend parallel to or laterally from the plane of conductive abrasive portion 1210 and extend beyond the diameter of abrasive support portion 1220. The pattern for perforation and groove formation is as shown in FIG. 6.

도 12b는 와이어와 같은 전도성 통로(1232)를 경유하여 전원(도시 생략)에 결합되는 커넥터(1225)에 대한 일 실시 형태의 개략적인 횡단면도이다. 이 커넥터는 전도성 통로(1232)에 접속된 전기적 커플링(1234)을 포함하고, 나사와 같은 전도성 파스너(1230)에 의해 연장부(1215)의 전도성 연마 부분(1210)에 전기적으로결합된다. 볼트(1238)는 전도성 파스너(1230)에 결합될 수 있고, 이 전도성 파스너는 이들 사이에 전도성 연마 부분(1210)을 고정시킨다. 와셔와 같은 스페이서(1236)가 전도성 연마 부분(1210), 파스너(1230) 및 볼트(1238) 사이에 배치될 수 있다. 이 스페이서(1236)는 전도성 재료를 포함할 수 있다. 상기 파스너(1230), 전기적 커플링(1234), 스페이서(1236) 및 볼트(1238)는 전도성 재료, 예컨대 금, 백금, 티타늄, 알루미늄 또는 구리로 제조될 수 있다. 전해액과 반응할 수 있는 재료, 예컨대 구리가 사용되는 경우, 이 재료는 백금과 같이 전해액과의 반응에 불활성인 재료 속에 피복될 수 있다. 비록 도시하지는 않았지만, 전도성 파스너에 대한 변형 실시 형태는 전도성 클램프, 전도성 접착 테이프 또는 전도성 접착제를 포함할 수 있다.12B is a schematic cross-sectional view of one embodiment of a connector 1225 coupled to a power source (not shown) via a conductive passage 1232, such as a wire. The connector includes an electrical coupling 1234 connected to the conductive passage 1232, and is electrically coupled to the conductive abrasive portion 1210 of the extension 1215 by a conductive fastener 1230, such as a screw. Bolt 1238 may be coupled to conductive fastener 1230, which secures conductive abrasive portion 1210 therebetween. A spacer 1236, such as a washer, may be disposed between the conductive abrasive portion 1210, the fastener 1230, and the bolt 1238. This spacer 1236 may comprise a conductive material. The fastener 1230, electrical coupling 1234, spacer 1236 and bolt 1238 may be made of a conductive material, such as gold, platinum, titanium, aluminum or copper. If a material capable of reacting with the electrolyte, such as copper, is used, the material may be coated in a material that is inert to the reaction with the electrolyte, such as platinum. Although not shown, variations on conductive fasteners may include conductive clamps, conductive adhesive tapes, or conductive adhesives.

도 12c는 도 2에 도시된 바와 같이 압반 또는 디스크(206)의 상부면과 같이, 지지체(1260)를 경유하여 전원(도시 생략)에 결합된 커넥터(1225)에 대한 일 실시 형태의 개략적인 횡단면도이다. 이 커넥터(1225)는 연장부(1215)의 전도성 연마 부분(1210)을 관통하여 지지체(1260)와 결합하기에 충분한 길이를 가진 나사 또는 볼트와 같은 파스너(1240)를 포함한다. 스페이서(1242)는 전도성 연마 부분(1210)과 파스너(1240) 상에 배치될 수 있다.FIG. 12C is a schematic cross-sectional view of one embodiment of a connector 1225 coupled to a power source (not shown) via a support 1260, such as the top surface of a platen or disk 206 as shown in FIG. 2. to be. The connector 1225 includes a fastener 1240, such as a screw or bolt, having a length sufficient to penetrate the conductive abrasive portion 1210 of the extension 1215 and engage with the support 1260. Spacer 1242 may be disposed on conductive abrasive portion 1210 and fastener 1240.

지지체는 일반적으로 파스너(1240)를 수용하도록 되어 있다. 소구멍(1246)이 지지체(1260)의 표면 속에 형성되어 도 12c에 도시된 바와 같이 파스너를 수용할 수 있다. 선택적으로, 전기적 커플링은 파스너(1240)와 전도성 연마 부분(1210) 사이에 배치될 수 있고, 이때 파스너(1240)는 지지체(1260)와 결합된다. 이 지지체(1260)는 전도성 연마 부분(1210)과 전기적으로 접속하기 위해, 와이어와 같은 전도성 통로(1232)에 의해 전원에 접속될 수 있거나, 연마 압반 또는 챔버의 외부에 있는 전원에 접속될 수 있거나, 연마 압반 또는 챔버에 합체된 전원에 접속될 수 있다. 이 전도성 통로(1232)는 지지체(1260)과 일체로 될 수 있거나, 도 12b에 도시된 바와 같이 지지체(1260)로부터 연장할 수 있다.The support is generally adapted to receive the fastener 1240. Small holes 1246 are formed in the surface of the support 1260 to receive the fasteners as shown in FIG. 12C. Optionally, an electrical coupling can be disposed between the fastener 1240 and the conductive abrasive portion 1210, where the fastener 1240 is coupled with the support 1260. This support 1260 may be connected to a power source by a conductive passage 1232, such as a wire, or to a power source external to the polishing platen or chamber to electrically connect with the conductive abrasive portion 1210. It may be connected to a power source incorporated in a polishing platen or chamber. This conductive passage 1232 may be integral with the support 1260 or may extend from the support 1260 as shown in FIG. 12B.

다른 실시 형태에서, 파스너(1240)는 도 12d에 도시된 바와 같이 전도성 연마 부분(1215)을 통과해서 볼트(1248)에 의해 고정되는 지지체(1260)의 일체형 연장부일 수 있다.In another embodiment, fastener 1240 may be an integral extension of support 1260 that is secured by bolt 1248 through conductive abrasive portion 1215 as shown in FIG. 12D.

도 12e 및 도 12f는 동력 커플링(1285)이 연마 부분(1280)과 부품 지지체 부분(1290) 사이에 배치되어 있는 연마 부품(1270)에 동력을 공급하는 다른 실시 형태의 개략적인 측면도 및 분해 사시도이다. 이 연마 부분(1280)은 본 명세서에서 설명되는 바와 같이 전도성 연마 재료로 제조될 수 있거나, 본 명세서에서 설명되는 바와 같이 복수의 전도성 부재(1275)를 포함할 수 있다. 이들 전도성 부재(1275)는 도 12f에 도시된 바와 같이 서로에 대해 물리적으로 절연될 수 있다. 연마 표면 속에 형성된 이들 전도성 부재(1275)는 자신의 전도성 베이스에 의한 것처럼 동력 커플링(1285)에 전기적으로 접촉하도록 되어 있다.12E and 12F are schematic side and exploded perspective views of another embodiment in which a power coupling 1285 powers an abrasive component 1270 disposed between the abrasive portion 1280 and the component support portion 1290. to be. This abrasive portion 1280 may be made of a conductive abrasive material as described herein, or may include a plurality of conductive members 1275 as described herein. These conductive members 1275 may be physically insulated from one another as shown in FIG. 12F. These conductive members 1275 formed in the polishing surface are adapted to electrically contact the power coupling 1285 as if by their conductive base.

상기 동력 커플링(1285)은 전도성 부재(1275)를 상호 접속시키는 와이어, 전도성 부재(1275)를 상호 접속시키는 다수의 병렬 와이어, 전도성 부재(1275)를 독립적으로 접속시키는 다수의 와이어, 또는 전도성 부재(1275)를 하나 이상의 전원에 접속시키는 부재를 상호 접속시키는 와이어 그물망을 포함한다. 독립형 와이어및 부재에 결합되는 독립형 전원은 인가된 동력을 변화시킬 수 있으며, 이에 반해 상호 접속된 와이어 및 부재는 균일한 동력을 부재에 공급할 수 있다. 동력 커플링은 연마 부품의 직경 또는 너비 중의 일부 또는 전부를 덮을 수 있다. 도 12f의 동력 커플링(1285)은 부재(1275)를 접속시키는 용소를 상호 접속시키는 와이어 그물망의 일례이다. 이 동력 커플링(1285)은 와이어와 같은 전도성 통로(1287)에 의해 전원에 접속될 수 있거나, 연마 압반 또는 챔버의 외부에 있는 전원에 접속될 수 있거나, 연마 압반 또는 챔버에 합체된 전원에 접속될 수 있다.The power coupling 1285 may include a wire interconnecting the conductive members 1275, a plurality of parallel wires interconnecting the conductive members 1275, a plurality of wires independently connecting the conductive members 1275, or a conductive member. A wire mesh interconnecting members connecting 1275 to one or more power sources. A standalone power source coupled to the standalone wire and member can change the applied power, while the interconnected wire and member can supply uniform power to the member. The power coupling may cover some or all of the diameter or width of the abrasive component. The power coupling 1285 of FIG. 12F is an example of a wire mesh for interconnecting components for connecting members 1275. This power coupling 1285 may be connected to a power source by a conductive passage 1287 such as a wire, or may be connected to a power source external to the polishing platen or chamber, or to a power source incorporated in the polishing platen or chamber. Can be.

연마 표면 속의 연마용 부재Polishing members in the polishing surface

도 14a 및 도 14b는 전도성 부품(1400)에 대한 다른 실시 형태의 평면도 및 단면도이다. 이 전도성 부품(1400)은 자신(1400)의 전도성 부분(1404)의 연마 표면(1402)로부터 연장하는 연마용 피처를 포함한다. 이 연마용 피처는 상기 도 3을 참조로 하여 설명된 연마용 입자들일 수 있거나, 도 14a 및 14b에 도시된 바와 같이 개별의 연마용 부재(1406)일 수 있다.14A and 14B are plan and cross-sectional views of another embodiment of a conductive component 1400. This conductive component 1400 includes an abrasive feature that extends from the abrasive surface 1402 of the conductive portion 1404 of itself 1400. This abrasive feature may be the abrasive particles described with reference to FIG. 3 above, or may be a separate abrasive member 1406 as shown in FIGS. 14A and 14B.

일 실시 형태에서, 상기 연마용 부재(1406)는 각각의 슬롯(1408)에 수용된 막대이며, 이 슬롯은 전도성 부품(1400)의 연마 표면(1402) 속에 형성되어 있다. 이들 연마용 부재(1406)는 일반적으로 연마 표면(1402)으로부터 연장하고, 연마되는 기판의 금속 표면의 부동태 층을 제거하도록 구성되며, 이에 의해 프로세싱 동안에 연마 비율을 향상시킨다. 이들 연마용 부재(1406)는 금속 표면에 형성된 부동태 층을 파괴하기에 충분히 강한 세라믹, 무기질, 유기질 또는 폴리머 재료로부터 형성될 수 있다. 일례로서는 전도성 부품(1400) 속에 배치된 폴리우레탄 패드와 같이, 종래의 연마 패드로 제조된 막대 또는 스트립(strip)이다. 도 14a 및 도 14b에 도시된 실시 형태에서, 연마용 부재(1406)는 적어도 약 30 쇼어 d 경도를 가질 수 있거나, 연마되는 재료의 부동태 층을 연마하기에 충분히 경질이다. 일 실시 형태에서, 연마용 부재(1406)들은 구리보다 더 경질이다. 폴리머 입자들은 주변 전도성 부분(1404)에 대해 연마용 부재(1406)의 마모율을 조정하기 위해 경질이거나 해면질일 수 있다.In one embodiment, the polishing member 1406 is a rod housed in each slot 1408, which is formed in the polishing surface 1402 of the conductive component 1400. These polishing members 1406 generally are configured to extend from the polishing surface 1402 and to remove the passivation layer of the metal surface of the substrate being polished, thereby improving the polishing rate during processing. These abrasive members 1406 may be formed from ceramic, inorganic, organic or polymeric materials that are strong enough to break down the passivation layer formed on the metal surface. One example is a rod or strip made of conventional polishing pads, such as polyurethane pads disposed in conductive component 1400. In the embodiment shown in FIGS. 14A and 14B, the polishing member 1406 may have at least about 30 Shore d hardness or is hard enough to polish the passivation layer of the material being polished. In one embodiment, the polishing members 1406 are harder than copper. The polymer particles may be hard or spongy to adjust the wear rate of the polishing member 1406 relative to the peripheral conductive portion 1404.

이들 연마용 부재(1406)는 연마 표면(1402)에 다양한 기하학적 또는 무작위 구성으로 이루어질 수 있다. 일 실시 형태에서, 이들 연마용 부재(1406)는 연마 표면(1402)에 쉽게 배향된다. 그러나, 이들 연마용 부재(1406)의 다른 배향, 예컨대 나선형, 격자형, 병렬형 및 동심형 배향도 기타의 배향들 중에서 고려되고 있다.These polishing members 1406 may be of various geometric or random configurations on the polishing surface 1402. In one embodiment, these polishing members 1406 are easily oriented to the polishing surface 1402. However, other orientations of these polishing members 1406, such as helical, lattice, parallel and concentric orientations, are also contemplated among other orientations.

일 실시 형태에서, 탄성 부재(1410)는 연마용 부재들(1406)과 전도성 부분(1404) 사이의 개개의 슬롯(1408) 속에 배치될 수 있다. 이 탄성 부재(1410)로 인해, 이들 연마용 부재(1406)는 전도성 부분(1404)에 대해 상대적으로 운동할 수 있으며, 이에 따라 상기 탄성 부재는 연마 동안 부동태 층의 더 균일한 제거를 위해 높은 순응도를 기판에 제공한다. 게다가, 탄성 부재(1410)의 순응도는 연마용 부재(1406)와 전도성 부분(1404)의 연마 표면(1402)에 의해 기판에 인가되는 상대 압력을 조정하도록 선택될 수 있으며, 이에 따라 부동태 층의 제거율을 부동태 층의 형성률과 비교하여 균형을 맞추며, 그 결과 연마되는 금속 층은 연마용부재(1406)에 최소로 노출되어 잠정적인 흠집 발생을 최소화한다.In one embodiment, the elastic member 1410 may be disposed in an individual slot 1408 between the polishing members 1406 and the conductive portion 1404. Due to this elastic member 1410, these polishing members 1406 can move relative to the conductive portion 1404 so that the elastic member is highly compliant for more uniform removal of the passivation layer during polishing. To the substrate. In addition, the compliance of the elastic member 1410 may be selected to adjust the relative pressure applied to the substrate by the polishing surface 1402 of the polishing member 1406 and the conductive portion 1404, thus removing the passivation layer. Is balanced against the formation rate of the passivation layer, and the resultant metal layer is minimally exposed to the polishing member 1406 to minimize the occurrence of potential scratches.

연마 표면으로부터 연장하는 전도성 볼Conductive balls extending from the polishing surface

도 15a 내지 도 15d는 전도성 부품(1500)에 대한 다른 실시 형태의 평면도 및 단면도들이다. 이 전도성 부품(1500)은 전도성 롤러(1506)를 포함하며, 이 전도성 롤러는 전도성 부품(1500)의 상부(1504)의 연마 표면(1502)으로부터 연장한다. 이들 롤러(1506)는 연마 동안 기판에 의해 연마 표면(1502)과 동일한 평면 아래로 강제될 수 있다. 전도성 부품(1500) 속에 매립된 전도성 롤러들은 프로세싱 동안 벌크 연마 기판의 높은 제거율을 위해 고전압으로 외부 전원(1536)에 결합된다.15A-15D are plan and cross-sectional views of another embodiment of a conductive component 1500. This conductive component 1500 includes a conductive roller 1506, which extends from the polishing surface 1502 of the upper portion 1504 of the conductive component 1500. These rollers 1506 may be forced down the same plane as the polishing surface 1502 by the substrate during polishing. Conductive rollers embedded in conductive component 1500 are coupled to external power supply 1536 at high voltage for high removal rate of the bulk abrasive substrate during processing.

이들 전도성 롤러(1506)는 상부(1504)에 고정될 수 있거나, 자유롭게 롤링할 수 있다. 이들 전도성 롤러(1506)는 프로세싱 동안에 기판을 긁지 않도록 구성된 볼, 원통체, 핀, 타원체 또는 기타 형상일 수 있다.These conductive rollers 1506 can be fixed to the top 1504 or can be rolled freely. These conductive rollers 1506 may be balls, cylinders, pins, ellipsoids or other shapes configured to not scratch the substrate during processing.

도 15b에 도시된 실시 형태에서, 상기 전도성 롤러(1506)는 하나 이상의 전도성 캐리어(1520) 속에 배치된 복수의 볼이다. 각각의 전도성 캐리어(1520)는 슬롯(1508) 속에 배치되며, 이 슬롯은 전도성 부품(1500)의 연마 표면(1502) 속에 형성되어 있다. 일반적으로, 이들 전도성 롤러(1506)는 어떤 전도성 재료로부터 성형될 수 있거나, 전도성 피복물(1524)로 부분적으로 코팅된 코어(1522)로부터 성형될 수 있다. 도 15b에 도시된 실시 형태에서, 상기 전도성 롤러(1506)는 연질 전도성 재료(1524)에 의해 적어도 부분적으로 피복된 폴리머 코어(1522)를 포함하며,그 일례는 TORLON또는 구리 또는 기타의 전도성 재료의 층으로 코팅된 다른 폴리머 코어이다. 기타의 연질 전도성 재료(1524)는 은, 구리, 주석 등을 포함하지만, 이들에 한정되지는 않는다.In the embodiment shown in FIG. 15B, the conductive roller 1506 is a plurality of balls disposed in one or more conductive carriers 1520. Each conductive carrier 1520 is disposed in a slot 1508, which is formed in the polishing surface 1502 of the conductive component 1500. In general, these conductive rollers 1506 may be molded from any conductive material or may be molded from a core 1522 partially coated with a conductive coating 1524. In the embodiment shown in FIG. 15B, the conductive roller 1506 includes a polymer core 1522 at least partially covered by a soft conductive material 1524, an example of which is TORON. Or another polymer core coated with a layer of copper or other conductive material. Other soft conductive materials 1524 include, but are not limited to, silver, copper, tin, and the like.

일 실시 형태에서, 폴리머 코어(1522)는 폴리우레탄과 같은 탄력적 또는 탄성적 재료로부터 선택될 수 있으며, 이 재료는 롤러(1506)가 연마 동안 기판과 접촉 상태로 될 때 변형된다. 코어(1522)용으로 이용될 수 있는 재료에 대한 일부 예들은 탄성 유기질 폴리머, 에틸렌-프로필렌-디엔(EDPM), 폴리알켄, 폴리알킨, 폴리에스테르, 폴리아로매틱 알켄/알킨, 폴리이미드, 폴리카보네이트, 폴리우레탄, 및 이의 조합물을 포함한다. 코어 재료에 대한 기타의 예들은 실록산과 같은 무기질 폴리머, 또는 폴리실리콘 및 폴리실란과 같은 유기질 및 무기질 조합형 물질을 포함한다. 롤러(1506)가 변형함에 따라, 롤러(1506)와 기판 사이의 접촉 영역이 층가하고, 이에 따라 롤러(1506)와, 기판 상에 배치된 전도층 사이의 전류 흐름을 향상시키며, 이에 의해 연마 결과를 개선시킨다.In one embodiment, the polymer core 1522 may be selected from an elastic or elastic material, such as polyurethane, which material deforms when the roller 1506 comes in contact with the substrate during polishing. Some examples of materials that can be used for the core 1522 are elastic organic polymers, ethylene-propylene-diene (EDPM), polyalkenes, polyalkynes, polyesters, polyaromatic alkenes / alkynes, polyimides, polycarbonates , Polyurethanes, and combinations thereof. Other examples of core materials include inorganic polymers such as siloxanes, or organic and inorganic combinational materials such as polysilicon and polysilanes. As the roller 1506 deforms, the area of contact between the roller 1506 and the substrate builds up, thereby improving the current flow between the roller 1506 and the conductive layer disposed on the substrate, thereby resulting in polishing results. Improve.

선택적으로, 상기 폴리머 코어(1522)는 연질 전도성 재료(1524)를 가진 코어(1522)의 피복물을 선택적으로 만들기 위해 전도성을 가지게 할 수 있다. 예를 들면, 상기 폴리머 코어(1522)는 기타 전도성 재료들 중에서 금속, 전도성 탄소 또는 흑연과 같은 기타 전도성 원소들에 의해 도핑될 수 있다.Optionally, the polymer core 1522 may be conductive to selectively make a coating of the core 1522 with the soft conductive material 1524. For example, the polymer core 1522 may be doped with other conductive elements such as metal, conductive carbon or graphite, among other conductive materials.

상기 전도성 롤러(1506)는 연마 표면(1502)에 다양한 기하학적 또는 무작위 구성으로 배열될 수 있다. 일 실시 형태에서, 이들 전도성 롤러(1506)는 연마 표면(1502)에 반경 방향으로 배향된다. 그러나, 이들 전도성 롤러(1506)의 다른 배향, 예컨대 나선형, 격자형, 병렬형 및 동심형 배향도 기타의 배향들 중에서 고려되고 있다.The conductive roller 1506 may be arranged in various geometric or random configurations on the polishing surface 1502. In one embodiment, these conductive rollers 1506 are radially oriented to the polishing surface 1502. However, other orientations of these conductive rollers 1506, such as helical, lattice, parallel and concentric orientations, are also contemplated among other orientations.

도 15b에 도시된 실시 형태에서, 탄성 부재(1510)는 전도성 캐리어들(1520)과 전도성 부분(1504) 사이의 개개의 슬롯(1508) 속에 배치될 수 있다. 이 탄성 부재(1510)로 인해, 이들 전도성 롤러(1506) [및 캐리어(1520)]는 전도성 부분(1504)에 대해 상대적으로 운동할 수 있으며, 이에 따라 상기 탄성 부재는 연마 동안 더욱 균일한 전기적 접촉을 위해 높은 순응도를 기판에 제공한다.In the embodiment shown in FIG. 15B, the elastic member 1510 may be disposed in an individual slot 1508 between the conductive carriers 1520 and the conductive portion 1504. Due to this elastic member 1510, these conductive rollers 1506 (and carrier 1520) can be moved relative to the conductive portion 1504, so that the elastic members have more uniform electrical contact during polishing. Provide high compliance to the substrate.

도 15c에 도시된 실시 형태에서, 상기 전도성 롤러(1506)는 각각 디스크(206)에 결합된 복수의 전기적 절연 하우징(1530) 속에 배치된다. 각각의 하우징(1530)은 용접, 접착제, 스테이킹(staking), 또는 다른 방법에 의해 디스트(206)에 결합될 수 있다. 도 7c에 도시된 실시 형태에서, 이들 하우징(1530)은 디스크(206) 속으로 나사 결합된다.In the embodiment shown in FIG. 15C, the conductive roller 1506 is disposed in a plurality of electrically insulating housings 1530, each coupled to a disk 206. Each housing 1530 may be coupled to the disc 206 by welding, adhesive, staking, or other method. In the embodiment shown in FIG. 7C, these housings 1530 are screwed into the disk 206.

상기 하우징(1530)은 일반적으로 디스크(206)와 연마 표면(1502)의 평면에 대해 수직 방향으로, 즉 직각 방향으로 전도성 롤러(1506)가 움직일 수 있는 중공 원통체이다. 상기 하우징(1530)의 상단부는 경사진 안착부(1532)를 포함하는데, 이 안착부는 전도성 롤러(1506)가 하우징(1530)의 상단부를 통해 빠져나오는 것을 방지한다. 이 안착부(1532)는 프로세싱 동안에 전도성 롤러(1506)의 외주 중의 적어도 일부가 하우징(1530) 밖으로 연장해서 기판(114)에 접촉할 수 있도록 구성되어 있다.The housing 1530 is generally a hollow cylinder in which the conductive roller 1506 can move in a direction perpendicular to the plane of the disk 206 and the polishing surface 1502, ie, at a right angle. The upper end of the housing 1530 includes an inclined seating 1532, which prevents the conductive roller 1506 from exiting through the upper end of the housing 1530. This seat 1532 is configured to allow at least some of the outer periphery of the conductive roller 1506 to extend out of the housing 1530 and contact the substrate 114 during processing.

접촉 수단(1534)은 전도성 롤러(1506)와 전원(1536) 사이에 전기적 접촉을유지하도록 구성되어 있다. 이 접촉 수단(1534)은 스프링 성형체, 압축 스프링, 전도성 베어링 등과 같은 어떤 형태의 전도성 탄성 부재, 또는 하우징(1530) 내에서 전도성 롤러(1506)의 상이한 위치들 사이에서 전기적 접속을 유지시킬 수 있는 다른 디바이스일 수 있다. 이 접촉 수단(1534)은 각각의 하우징(1530)의 하단부 속에 배치된다. 일 실시 형태에서, 이 접촉 수단(1534)은 판 스프링이다. 이 접촉 수단(1534)은 디스크(206)로부터 멀리 전도성 롤러(1506)를 바이어싱시키고, 안착부(1532)에 대해 전도성 롤러(1506)를 바이어싱시키는 데에 이용될 수 있다.The contact means 1534 is configured to maintain electrical contact between the conductive roller 1506 and the power supply 1536. This contact means 1534 may be any form of conductive elastic member, such as a spring formed body, a compression spring, a conductive bearing, or the like, or another that may maintain electrical connection between different positions of the conductive roller 1506 within the housing 1530. It may be a device. This contact means 1534 is disposed in the lower end of each housing 1530. In one embodiment, this contact means 1534 is a leaf spring. This contact means 1534 can be used to bias the conductive roller 1506 away from the disk 206 and to bias the conductive roller 1506 relative to the seat 1532.

선택적으로, 전해액 공급기(1544)로부터 공급된 전해액은 하우징(1530)을 통과하고, 안착부(1532)와 롤러(1506) 사이의 하우징(1530)을 빠져 나온다. 하우징(1530)을 빠져 나온 전해액의 흐름은 디스크(206)로부터 멀리 전도성 롤러(1506)를 바이어싱시킨다.Optionally, electrolyte supplied from electrolyte supply 1544 passes through housing 1530 and exits housing 1530 between seat 1532 and roller 1506. The flow of electrolyte exiting the housing 1530 biases the conductive roller 1506 away from the disk 206.

또 다른 실시 형태에서, 상기 전도성 롤러(1506)는 전해액보다 작은 비중(specific gravity)으로 구성될 수 있으며, 그 결과 하우징(1530)이 전해액으로 적어도 부분적으로 채워지는 경우에 전도성 롤러(1506)의 부력은 디스크(206)로부터 멀리 전도성 롤러(1506)를 바이어싱시킨다. 선택적으로, 이 전도성 롤러(1506)는 자신(1506)의 부력을 증가시키지만 관성을 감소시키기 위해 중공(中空)일 수 있다. 본 발명에서 이익을 얻도록 구성될 수 있는 접촉 부재를 통해 전원에 결합된 롤러를 포함한 하우징은 전술한 미국 특허 출원 제10/211,626호에 기재되어 있다.In another embodiment, the conductive roller 1506 can be constructed with a specific gravity less than the electrolyte, so that the buoyancy of the conductive roller 1506 when the housing 1530 is at least partially filled with the electrolyte Silver biases conductive roller 1506 away from disk 206. Optionally, this conductive roller 1506 can be hollow to increase buoyancy of itself 1506 but reduce inertia. A housing comprising a roller coupled to a power source via a contact member that can be configured to benefit from the present invention is described in the aforementioned US patent application Ser. No. 10 / 211,626.

패드 조립체(1540)가 디스크(206) 상에 배치된다. 이 패드 조립체(1540)는복수의 제1 소구멍(1542)를 포함하며, 이들 소구멍은 자신을 통해 하우징(1530)이 적어도 부분적으로 연장할 수 있도록 구성되어 있다. 일반적으로, 이 하우징(1530)은 전도성 롤러(1506)의 외주의 일부분이 패드 조립체(1540) 위로 연장할 수 있도록 구성된 높이를 가지며, 그 결과 전도성 롤러(1506)는 프로세싱 동안에 기판(114)에 의해 패드 조립체(1540)의 연마 표면(1502)과 실질적으로 동일한 높이의 위치로 변위될 수 있다.Pad assembly 1540 is disposed on disk 206. The pad assembly 1540 includes a plurality of first small pores 1542, which are configured such that the housing 1530 can at least partially extend therethrough. In general, the housing 1530 has a height configured such that a portion of the outer circumference of the conductive roller 1506 can extend above the pad assembly 1540, such that the conductive roller 1506 is moved by the substrate 114 during processing. The pad assembly 1540 may be displaced to a position substantially the same height as the polishing surface 1502.

도 15c에 도시된 실시 형태에서, 상기 패드 조립체(1540)는 유전층(1550), 서브패드(1552) 및 전극(1544)을 포함한다. 이들 유전층(1550), 서브패드(1552) 및 전극(1544)은 예컨대 가압 몰딩, 스테이킹, 파스닝, 접착, 본딩 또는 다른 결합 방법에 의해 대체형 유닛으로서 함께 결합될 수 있다.In the embodiment shown in FIG. 15C, the pad assembly 1540 includes a dielectric layer 1550, a subpad 1552, and an electrode 1544. These dielectric layers 1550, subpads 1552, and electrodes 1544 may be joined together as alternative units, for example by press molding, staking, fastening, gluing, bonding, or other bonding methods.

이 유전층(1550)은 전술한 전도성 부분(310)과 비슷할 수 있다. 상기 서브패드(1552)는 전술한 부품 지지체 부분(320)과 비슷할 수 있다. 상기 전극(1554)은 전술한 전극(204)와 비슷할 수 있다.This dielectric layer 1550 may be similar to the conductive portion 310 described above. The subpad 1552 may be similar to the component support portion 320 described above. The electrode 1554 may be similar to the electrode 204 described above.

제2 세트의 소구멍들(1544)(이들 중의 하나가 도 15c에 도시되어 있음)은 적어도 유전층(1550)과 서브패드(1552)를 관통 형성될 수 있고, 이에 따라 패드 조립체(1540) 상에 배치된 전해액이 전극(1554)과 기판(114) 사이의 전류 경로를 제공할 수 있다. 선택적으로, 소구멍(1544)은 전극(1554) 속으로 또는 통과하여 연장할 수 있다. 윈도우(도시 생략)는 또한 도 7f를 참조로 하여 전술한 바와 같이, 공정 제어를 돕기 위해 패드 조립체(1540) 속에 형성될 수 있다.A second set of small holes 1544 (one of which is shown in FIG. 15C) may be formed through at least the dielectric layer 1550 and the subpad 1552, thus disposed on the pad assembly 1540. The electrolyte may provide a current path between the electrode 1554 and the substrate 114. Optionally, the pore 1544 may extend into or through the electrode 1554. A window (not shown) may also be formed in the pad assembly 1540 to assist in process control, as described above with reference to FIG. 7F.

도 15d에 도시된 실시 형태에서, 패드 조립체(1560)는 적어도 전도층(1562),서브패드(1564) 및 전극(1544)을 포함한다. 이들 전도층(1562), 서브패드(1564) 및 전극(1544)은 대체형 유닛으로서 함께 결합될 수 있다. 이 패드 조립체(1560)는 하우징(1530)과 제2 소구멍(1572)을 수용하도록 구성된 제1 소구멍(1570)을 포함할 수 있고, 이에 따라 패드 조립체(1560) 상에 배치된 전해액이 전극(1554)과 기판(114) 사이의 전류 경로를 형성할 수 있다. 윈도우(도시 생략)는 또한 전술한 바와 같이, 패드 조립체(1560) 속에 형성될 수 있다.In the embodiment shown in FIG. 15D, the pad assembly 1560 includes at least a conductive layer 1562, a subpad 1564, and an electrode 1544. These conductive layers 1562, subpads 1564 and electrodes 1544 can be joined together as alternative units. The pad assembly 1560 may include a first small pore 1570 configured to receive a housing 1530 and a second small pore 1572, whereby the electrolyte disposed on the pad assembly 1560 may be an electrode 1554. And a current path between the substrate 114 and the substrate 114. A window (not shown) may also be formed in the pad assembly 1560, as described above.

일 실시 형태에서, 전도층(1562)과 서브패드(1564)는 전술한 연마 부품(205)의 전도층(310) 및 부품 지지체 부분(320)과 유사하게 구성될 수 있다. 선택적으로, 상기 패드 조립체(1560)는 전도성 백킹(1566)과 전도층(1562)과 서브패드(1564) 사이에 배치된 중간 패드(1568)를 포함할 수 있다. 이들 전도성 백킹(1566)과 중간 패드(1568)는 이하에서 "중간 패드를 포함한 전도성 부품"이라는 표제 하에서 설명되는 전도성 백킹과 중간 패드와 유사하게 구성될 수 있다.In one embodiment, conductive layer 1562 and subpad 1564 may be configured similar to conductive layer 310 and component support portion 320 of abrasive component 205 described above. Optionally, the pad assembly 1560 may include an intermediate pad 1568 disposed between the conductive backing 1566 and the conductive layer 1562 and the subpad 1564. These conductive backings 1566 and intermediate pads 1568 may be constructed similarly to the conductive backings and intermediate pads described below under the heading “Conductive Component Including Intermediate Pads”.

이 전도성 백킹(1566)은 일반적으로 스위치(1574)를 통해 전원(1536)에 결합된다. 이 전도성 백킹(1566)은 전도층(1562)의 뒤쪽을 가로질러 전위차를 균일하게 분포시키며, 그 결과 균일한 전류가 프로세싱 동안에 전도층(1562)과 기판(114) 사이에서 기판(114)의 직경부를 가로질러 공급된다.This conductive backing 1566 is generally coupled to the power supply 1536 via a switch 1574. This conductive backing 1566 distributes the potential difference evenly across the back of the conductive layer 1562, so that a uniform current is the diameter of the substrate 114 between the conductive layer 1562 and the substrate 114 during processing. Fed across the wealth.

프로세싱 동안, 상기 스위치(1574)는 롤러(1506)를 전원(1536)에 전기적으로 결합시키는 제1 상태로 배치되며, 이때 상기 스위치는 전도성 백킹(1566)과 전원(1536) 사이의 회로를 개방시킨다. 롤러들(1506)은 기판(114)과 전극(1554) 사이에 상대적으로 많은 전류 흐름을 허용하고, 이에 의해 기판으로부터 전도층의벌크 제거를 촉진시킨다. 일단 전도층이 거의 제거되면, 스위치(1574)는 전도성 백킹(1566)을 전원(1536)에 전기적으로 결합시키는 제2 상태로 배치되며, 이때 상기 스위치는 롤러(1506)과 전원(1536) 사이의 회로를 개방시킨다. 이 전도성 백킹(1566)은 전도층(1562)의 너비를 가로질러 실질적으로 균일한 전위차를 제공하여 기판으로부터 잔류 잔도성 재료의 제거를 촉진시킨다. 따라서, 기판에 대해 벌크 및 잔류 양자의 전도성 재료의 제거는 패드 조립체(1540)로부터 기판을 상승시키는 일없이 단일의 압반 상에서 수행될 수 있다. 본 발명으로부터 이익을 얻도록 구성될 수 있는 기타 패드 조립체에 대한 예들은 도 16 내지 도 18을 참조로 하여 후술된다. 또한, 전술한 패드 조립체들과 연마 성능을 감지하는 것을 지원하는 윈도우를 합체한 패드 조립체들을 포함하여 기타 패드 조립체들이 이용될 수 있다는 것도 고려되고 있다.During processing, the switch 1574 is placed in a first state that electrically couples the roller 1506 to the power source 1536, which opens the circuit between the conductive backing 1566 and the power source 1536. . The rollers 1506 allow a relatively large current flow between the substrate 114 and the electrode 1554, thereby promoting bulk removal of the conductive layer from the substrate. Once the conductive layer is almost removed, the switch 1574 is placed in a second state that electrically couples the conductive backing 1566 to the power source 1536, wherein the switch is placed between the roller 1506 and the power source 1536. Open the circuit. This conductive backing 1566 provides a substantially uniform potential difference across the width of the conductive layer 1562 to facilitate removal of residual residual material from the substrate. Thus, removal of both the bulk and residual conductive material relative to the substrate can be performed on a single platen without raising the substrate from the pad assembly 1540. Examples of other pad assemblies that may be configured to benefit from the present invention are described below with reference to FIGS. 16-18. It is also contemplated that other pad assemblies may be used, including pad assemblies incorporating the pad assemblies described above and a window to assist in sensing polishing performance.

중간 패드를 포함한 전도성 부품Conductive Part Including Intermediate Pads

도 16은 전도성 부품(1600)에 대한 다른 실시 형태의 단면도이다. 이 전도성 부품(1600)은 일반적으로 연마 동안에 기판에 접촉하도록 된 전도성 부분(1602)과, 부품 지지체 부분(1604)과, 이들 전도성 부분(1602)과 부품 지지체 부분(1604) 사이에 샌드위치식 삽입된 중간 패드(1606)를 포함한다. 이들 전도성 부분(1602)과 부품 지지체 부분(1604)은 본 명세서에서 설명되는 실시 형태들의 하나, 또는 이들의 균등물과 유사하게 구성될 수 있다. 접착제(1608)의 층이 중간 패드(1606)의 모든 측면에 제공되어, 중간 패드(1606)를 부품 지지체 부분(1604)과 전도성 부분(1602)에 결합시킬 수 있다. 이들 전도성 부분(1602), 부품 지지체 부분(1604) 및 중간 패드(1606)는 다른 방법에 의해 결합될 수도 있고, 이에 의해 전도성 부품(1600)의 구성 부재들을 그 수명을 다한 후에 단일 유닛으로서 쉽게 교체될 수 있게 해주며, 전도성 부품(600)의 교체, 재고 및 주문 관리를 단순화시킨다.16 is a cross-sectional view of another embodiment of a conductive component 1600. The conductive component 1600 is generally sandwiched between a conductive portion 1602, a component support portion 1604, and a sandwich between the conductive portion 1602 and the component support portion 1604, which is intended to contact the substrate during polishing. An intermediate pad 1606. These conductive portions 1602 and component support portions 1604 may be constructed similarly to one of the embodiments described herein, or equivalents thereof. A layer of adhesive 1608 may be provided on all sides of the intermediate pad 1606 to couple the intermediate pad 1606 to the component support portion 1604 and the conductive portion 1602. These conductive portions 1602, component support portions 1604 and intermediate pads 1606 may be joined by other methods, thereby making it easy to replace the component parts of the conductive component 1600 as a single unit after their lifetime. And simplify the replacement, inventory, and order management of the conductive component 600.

선택적으로, 상기 지지체 부분(1604)은 전극(204)에 결합될 수 있고, 단일 유닛으로서 전도성 부품(1600)과 교체될 수 있다. 이 전도성 부품(1600)은 선택적으로 전극(204)을 포함하여 윈도우를 포함할 수도 있으며, 이 윈도우는 도 7f를 참조로 하여 도시되고 설명된 바와 같이 전도성 부품을 통해 형성된다.Optionally, the support portion 1604 can be coupled to the electrode 204 and can be replaced with the conductive component 1600 as a single unit. This conductive component 1600 may optionally include a window, including an electrode 204, which is formed through the conductive component as shown and described with reference to FIG. 7F.

상기 중간 패드(1606)는 일반적으로 부품 지지체 부분(1604)보다 더 경질이고, 전도성 부분(1602)보다 훨씬 더 경질이다. 본 발명은 중간 패드(1606)가 선택적으로 전도성 부분(1602)보다 더 연질일 수 있다는 것도 고려하고 있다. 중간 패드(1606)의 경도는 전도성 부품(1600)에 강성을 제공하도록 선택되며, 이는 전도성 부분(1602)과 부품 지지체 부분(1604)의 기계적 수명을 연장시키면서 전도성 부품(1600)의 완충 특성을 개선시키며, 연마된 기판이 더 광범위하게 평탄해진다. 일 실시 형태에서, 상기 중간 패드(1606)는 약 80 쇼어 d 이하 또는 이와 동일한 경도를 가지며, 상기 부품 지지체 부분(1604)은 약 80 쇼어 a 이하 또는 이와 동일한 경도를 가지지만, 상기 전도성 부분(1602)은 약 100 쇼어 d 이하 또는 이와 동일한 경도를 가진다. 다른 실시 형태에서, 상기 중간 패드(1606)는 약 35 mil 이하 또는 이와 동일한 두께를 가지지만, 상기 전도성 부분(1602)은 약 100 mil 이하 또는 이와 동일한 두께를 가진다.The intermediate pad 1606 is generally harder than the component support portion 1604 and much harder than the conductive portion 1602. The present invention also contemplates that the intermediate pad 1606 may optionally be softer than the conductive portion 1602. The hardness of the intermediate pad 1606 is selected to provide rigidity to the conductive component 1600, which improves the cushioning properties of the conductive component 1600 while extending the mechanical life of the conductive portion 1602 and the component support portion 1604. And the polished substrate becomes more extensively flattened. In one embodiment, the intermediate pad 1606 has a hardness of about 80 shore d or less, or the same, and the component support portion 1604 has a hardness of about 80 Shore a or less, or the same, but the conductive portion 1602. ) Has a hardness less than or equal to about 100 Shore d. In another embodiment, the intermediate pad 1606 has a thickness of about 35 mils or less, but the conductive portion 1602 has a thickness of about 100 mils or less or the same.

상기 중간 패드(1606)는 유전성 재료로 제조될 수 있으며, 이 유전성 재료는 전도성 부품(1600)을 구성하는 라미네이트 [즉, 전도성 부분(1602), 중간 패드(1606) 및 부품 지지체 부분(1604)의 적층부]를 통해 전기 통로가 형성되는 것을 허용한다. 이 전기 통로는 상기 전도성 부품(1600)이 전해액과 같은 전도성 유체에 침지되거나 덮힐 때에 형성될 수 있다. 전도성 부품(1600)을 통해 전기 통로가 형성되는 것을 촉진하기 위해, 중간 패드(1606)는 투과 가능형 및 천공형 중의 적어도 하나일 수 있고, 이에 따라 전해액이 중간 패드를 통과할 수 있다.The intermediate pad 1606 may be made of a dielectric material, the dielectric material of the laminate (ie, the conductive portion 1602, the intermediate pad 1606 and the component support portion 1604 that make up the conductive component 1600). Permit the electrical passage to be formed through the stack. This electrical passage may be formed when the conductive component 1600 is immersed or covered by a conductive fluid such as an electrolyte. To facilitate the formation of an electrical passage through the conductive component 1600, the intermediate pad 1606 may be at least one of permeable and perforated, such that electrolyte may pass through the intermediate pad.

일 실시 형태에서, 상기 중간 패드(1606)는 전해액과 전기화학적 공정과 양립할 수 있는 유전성 재료로 제조된다. 적합한 재료들은 폴리우레탄, 폴리에스테르, 마일라 시트, 에폭시, 폴리카보네이트 등과 같은 폴리머를 포함한다.In one embodiment, the intermediate pad 1606 is made of a dielectric material compatible with the electrolyte and the electrochemical process. Suitable materials include polymers such as polyurethanes, polyesters, mylar sheets, epoxies, polycarbonates and the like.

선택적으로, 전도성 백킹(1610)은 중간 패드(1606)와 전도성 부분(1602) 사이에 배치될 수 있다. 이 전도성 백킹(1610)은 일반적으로 전도성 부분(1602)을 가로질러 전위차를 동일하게 만들고, 이에 의해 연마 균일성을 향상시킨다. 전도성 부분(1602)의 연마 표면을 가로질러 동일한 전위차를 가지면, 특히 전도성 재료가 더 이상 연속 필름이 아닌 잔류 재료(즉, 개별적인 섬 모양의 필름 잔류물)인 경우에도 전도성 부분(1602)과 연마되는 전도성 재료 사이에 우수한 전기적 접촉이 보장된다. 게다가, 상기 전도성 백킹(1610)은 전도성 부분(1602)에 기계적 강도를 제공하며, 이에 의해 전도성 부품(1600)의 수명을 증가시킨다. 이 전도성 백킹(1610)의 이용은 전도성 부분에 걸리는 저항이 약 500 m-Ω보다 더 크고, 전도성 부분(1602)의 기계적인 완전함을 향상시키는 실시 형태에서 유리하다. 또한,이 전도성 백킹(1610)은 전도 균일성을 향상시키고, 전도성 부분(1602)의 전기적 저항을 낮추는 데에 이용될 수 있다. 이 전도성 백킹(1610)은 연마 공정과 양립할 수 있는 다른 적합한 전도성 재료들 중에서 금속 호일, 금속 스크린, 금속 코팅 직조 또는 무직조 직물 등으로 제조될 수 있다. 일 실시 형태에서, 상기 전도성 백킹(1610)은 전도성 부분(1602)에 가압 몰딩된다. 이 전도성 백킹(1610)은 전도성 부분(1602)과 중간 패드(1606) 사이에서 전해액의 흐름을 방해하지 않도록 구성된다. 이 전도성 부분(1602)은 가압 몰딩, 라미네이션, 사출 몰딩 및 기타 적합한 방법에 의해 전도성 백킹(1610) 상으로 장착될 수 있다.Optionally, conductive backing 1610 may be disposed between intermediate pad 1606 and conductive portion 1602. This conductive backing 1610 generally makes the potential difference equal across the conductive portion 1602, thereby improving polishing uniformity. Having the same potential difference across the polishing surface of the conductive portion 1602, the conductive material is polished with the conductive portion 1602, especially when the conductive material is no longer a continuous film, i. E. A separate island-shaped film residue. Good electrical contact between the conductive materials is ensured. In addition, the conductive backing 1610 provides mechanical strength to the conductive portion 1602, thereby increasing the life of the conductive component 1600. The use of this conductive backing 1610 is advantageous in embodiments in which the resistance over the conductive portion is greater than about 500 m-kPa and improves the mechanical integrity of the conductive portion 1602. This conductive backing 1610 can also be used to improve conduction uniformity and lower the electrical resistance of the conductive portion 1602. This conductive backing 1610 may be made of metal foil, metal screens, metal coated woven or nonwoven fabrics, and the like, among other suitable conductive materials compatible with the polishing process. In one embodiment, the conductive backing 1610 is press molded into the conductive portion 1602. This conductive backing 1610 is configured to not interfere with the flow of electrolyte between the conductive portion 1602 and the intermediate pad 1606. This conductive portion 1602 may be mounted onto the conductive backing 1610 by pressure molding, lamination, injection molding and other suitable methods.

도 17은 전도성 부품(1700)에 대한 다른 실시 형태의 단면도이다. 이 전도성 부품(1700)은 일반적으로 연마 동안에 기판에 접촉하도록 된 전도성 부분(1602)과, 전도성 백킹(1610)과, 부품 지지체 부분(1604)과, 이들 전도성 부분(1602)과 부품 지지체 부분(1604) 사이에 샌드위치식 삽입된 중간 패드(1706)를 포함하며, 전술한 전도성 부품(1600)과 유사한 구성을 가지고 있다.17 is a cross-sectional view of another embodiment of a conductive component 1700. This conductive component 1700 generally includes a conductive portion 1602, a conductive backing 1610, a component support portion 1604, these conductive portions 1602 and a component support portion 1604 that are intended to contact the substrate during polishing. And a sandwich pad sandwiched between the pads 1706 and having a similar configuration to the conductive component 1600 described above.

도 17에 도시된 실시 형태에서, 상기 중간 패드(1706)는 복수의 셀(1708)을 가진 재료로 제조된다. 이들 셀(1708)은 일반적으로 공기 또는 다른 유체로 채워지고, 프로세싱을 향상시키는 탄력성과 순응도를 제공한다. 이들 셀은 1 미크론미터에서 1 밀리미터까지의 범위와 같이, 0.1 미크론미터에서 수 밀리미터까지의 범위를 가진 크기로 개방 또는 폐쇄될 수 있다. 본 발명은 중간 패드(1706)에 적용 가능한 다른 크기도 고려하고 있다. 이 중간 패드(1706)는 투과 가능형 및 천공형 중의 적어도 하나일 수 있고, 이에 따라 전해액이 중간 패드를 통과할 수 있다.In the embodiment shown in FIG. 17, the intermediate pad 1706 is made of a material having a plurality of cells 1708. These cells 1708 are generally filled with air or other fluids and provide elasticity and compliance that enhance processing. These cells can be open or closed in sizes ranging from 0.1 micron to several millimeters, such as in the range from 1 micron to 1 millimeter. The present invention also contemplates other sizes applicable to the intermediate pad 1706. The intermediate pad 1706 may be at least one of a permeable type and a perforated type so that the electrolyte may pass through the intermediate pad.

상기 중간 패드(1706)는 전해액과 전기화학적 공정과 양립할 수 있는 유전성 재료로 제조된다. 적합한 재료들은 발포 폴리우레탄과 같은 발포 폴리머와 마일라 시크를 포함하지만, 이들에 한정되지는 않는다. 상기 중간 패드(1706)는 일반적으로 부품 지지체 부분 또는 서브패드(1604)보다 약한 압축성을 가지고, 압력을 받는 경우에 더욱 국부적인 변형 독립성을 가진다.The intermediate pad 1706 is made of a dielectric material compatible with the electrolyte and the electrochemical process. Suitable materials include, but are not limited to, foamed polymers such as foamed polyurethane and mylar chic. The intermediate pad 1706 generally has a weaker compressibility than the component support portion or subpad 1604 and has more local strain independence when under pressure.

도 18은 전도성 부품(1800)에 대한 다른 실시 형태의 단면도이다. 이 전도성 부품(1800)은 부품 지지체 부분(1804)에 결합된 전도성 부분(1802)을 포함한다. 선택적으로, 이 전도성 부품(1800)은 중간 패드와, 전도성 부분(1802)과 부품 지지체 부분(1804) 사이에 배치된 전도성 백킹을 포함한다(중간 패드와 전도성 백킹 양자는 도시되지 않음).18 is a cross-sectional view of another embodiment of a conductive component 1800. This conductive component 1800 includes a conductive portion 1802 coupled to the component support portion 1804. Optionally, the conductive component 1800 includes an intermediate pad and a conductive backing disposed between the conductive portion 1802 and the component support portion 1804 (both intermediate pad and conductive backing are not shown).

이 전도성 부품(1800)은 일반적으로 이것을 관통하는 복수의 소구멍(1806)을 포함하며, 이 소구멍에 의해 전해액 또는 다른 프로세싱 유체가 전도성 부분(1802)의 상부 연마 표면(1808)과 부품 지지체 부분(1804)의 하부 장착 표면(1810) 사이를 통과할 수 있다. 각각의 소구멍(1806)이 상부 연마 표면(1808)과 교차하는 부분에 형성된 가장자리(1812)가 프로세싱 동안에 기판에 흠집을 낼 수 있는 어떤 날카로운 모서리, 버르(burr) 또는 표면 불규칙 부분을 제거하도록 하는 외형을 가진다. 이 가장자리(1812)의 외형은 이 가장자리(1812)를 완화시켜 흠집 최소화를 도모하는 반경, 챔퍼(chamfer), 테이퍼(taper) 또는 다른 구성을 포함할 수 있다.The conductive component 1800 generally includes a plurality of small pores 1806 penetrating it through which the electrolyte or other processing fluid allows the upper abrasive surface 1808 and the component support portion 1804 of the conductive portion 1802. Pass between bottom mounting surfaces 1810. The contours 1818 formed at the portions where each small hole 1806 intersects the top polishing surface 1808 remove the sharp edges, burrs or surface irregularities that may scratch the substrate during processing. Has The shape of this edge 1812 may include a radius, chamfer, taper or other configuration that alleviates this edge 1812 to minimize scratches.

상기 전도성 부분(1802)이 적어도 부분적으로는 폴리머로 제조되는 실시 형태들에서, 가장자리(1812)의 완화는 폴리머가 완전하게 경화되기 전에소구멍(1806)을 형성함으로써 실현될 수 있다. 따라서, 상기 가장자리(1812)는 전도성 부분(1802)이 나머지 폴리머 경화 싸이클 동안에 수축함에 따라 둥글게 될 것이다.In embodiments where the conductive portion 1802 is at least partially made of a polymer, relaxation of the edge 1812 can be realized by forming the small pores 1806 before the polymer is fully cured. Thus, the edge 1812 will be rounded as the conductive portion 1802 shrinks during the remainder of the polymer curing cycle.

추가적으로 또는 변형예에서, 상기 가장자리(1812)는 경화 동안 또는 경화 후에 열과 압력 중에 적어도 하나를 인가함으로써 둥글게 될 수 있다. 하나의 예에서, 이 가장자리(1812)가 있는 연마 표면(1808)과 소구멍(1806) 사이의 전이부를 둥글게 만들기 위해 그 가장자리(1812)에 대해 광택처리, 열처리 또는 화염처리가 행해질 수 있다.Additionally or in the alternative, the edge 1812 may be rounded by applying at least one of heat and pressure during or after curing. In one example, gloss, heat treatment or flame treatment may be performed on the edge 1812 to round the transition between the polishing surface 1808 with the edge 1812 and the pore 1806.

다른 예에서, 폴리머 전도성 부분(1802)은 몰드 또는 다이에 반발하는 몰딩 가능한 재료로 구성될 수 있다. 폴리머 전도성 부분(1802)의 반발 특성은 표면 장력을 발생시키고, 이 표면 장력은 몰드로부터 멀리 재료를 당기면서 폴리머 전도성 부분(1802)으로 몰딩되게 하는 응력을 발생시키며, 이에 의해 경화할 때 소구멍(1806)의 가장자리(1812)가 둥글게 된다.In another example, polymeric conductive portion 1802 may be comprised of a moldable material that repels a mold or die. The repulsive nature of the polymer conductive portion 1802 creates a surface tension, which creates a stress that causes the material to be molded into the polymer conductive portion 1802 while pulling the material away from the mold, thereby causing small pores 1806 when cured. Edge 1812 is rounded.

이들 소구멍(1806)은 조립 전후에 전도성 부품(1800)을 통과하여 형성될 수 있다. 일 실시 형태에서, 이들 소구멍(1806)은 전도성 부분(1802)에 형성된 제1 홀(1814)과, 부품 지지체 부분(1804)에 형성된 제2 홀(1816)을 포함한다. 중간 패드를 포함한 실시 형태들에서, 제2 홀(1816)은 중간 패드에 형성된다. 선택적으로, 제1 홀(1814)과 적어도 일부분의 제2 홀(1816)이 전도성 부분(1802)에 형성될 수 있다. 상기 제1 홀(1814)은 제2 홀(1816)의 직경보다 큰 직경을 가진다. 제1 홀(1814) 아래에 위치한 제2 홀(1816)의 작은 직경은 제1 홀(1814)을 둘러싸는 전도성 부분(1802)에 측방향 지지부를 제공하며, 이에 의해 연마 동안 패드 전단력 및 토크에 대한 저항을 향상시킨다. 따라서, 하부에 위치한 더 작은 홀에 동심으로 배치된 표면(1808)의 더 큰 홀을 포함하는 소구멍(1806)은 입자 발생을 최소화하면서 전도성 부분(1802)을 더 적게 변형시키며, 이에 따라 패드 손상에 의해 야기된 기판 결함을 최소화한다.These small holes 1806 may be formed through the conductive component 1800 before and after assembly. In one embodiment, these small holes 1806 include a first hole 1814 formed in the conductive portion 1802 and a second hole 1816 formed in the component support portion 1804. In embodiments including an intermediate pad, a second hole 1816 is formed in the intermediate pad. Optionally, first hole 1814 and at least a portion of second hole 1816 can be formed in conductive portion 1802. The first hole 1814 has a diameter larger than the diameter of the second hole 1816. The small diameter of the second hole 1816 located below the first hole 1814 provides lateral support to the conductive portion 1802 surrounding the first hole 1814, thereby reducing the pad shear force and torque during polishing. Improves resistance to Thus, small holes 1806 including larger holes of surface 1808 concentrically disposed in the smaller holes located at the bottom cause less deformation of conductive portion 1802 while minimizing particle generation, thus reducing pad damage. Minimize substrate defects caused by

전도성 부품의 소구멍들은 모든 층이 모아지기 전후에 암/수 펀칭과 같은 기계적인 방법을 통해 펀칭될 수 있다. 일 실시 형태에서, 전도성 백킹 상으로 가압 몰딩된 전도성 부분(1802)은 먼저 중간 층 상에 장착되고, 전도성 백킹을 가진 전도성 부분(1802)과 중간 층이 함께 기계적으로 천공되고, 부품 지지체 부분 또는 서브패드가 별도로 기계적으로 천공되고, 천공 후에 이들은 함께 정렬된다. 다른 실시 형태에셔, 모든 층이 모아지고 나서 천공된다. 본 발명은 어떠한 천공 기법과 시퀀스도 고려하고 있다.The small pores of the conductive component can be punched through mechanical methods such as male and female punching before and after all layers have been collected. In one embodiment, the conductive portion 1802 press-molded onto the conductive backing is first mounted on the intermediate layer, the conductive portion 1802 and the intermediate layer having the conductive backing are mechanically perforated together, and the component support portion or sub The pads are mechanically drilled separately, after which they are aligned together. In another embodiment, all layers are assembled and then drilled. The present invention contemplates any drilling technique and sequence.

도 19는 ECMP 스테이션(1990)에 대한 다른 실시 형태의 부분 단면도이고, 도 20a 및 도 20b는 도 19의 ECMP 스테이션(1990)의 볼 조립체(1900)의 측면도 및 분해도이다. 이 ECMP 스테이션(1990)은 연마 패드 조립체(1960)를 지지하는 압반(1950)을 포함하며, 이 연마 패드 조립체(1960) 상에서는 연마 헤드(130) 내에 유지된 기판(114)이 처리된다. 이 압반(1950)은 이로부터 돌출한 적어도 하나의 볼 조립체(1900)를 포함하고, 프로세싱 동안에 기판(114)의 표면을 바이어싱하도록 되어 있는 전원(1972)에 결합된다. 비록 2개의 볼 조립체(1900)가 도 19에 도시되어 있지만, 어떤 개수의 볼 조립체도 이용될 수 있고, 압반(1950)의중심선에 대해 임의의 개수의 구성으로 분포될 수 있다.19 is a partial cross-sectional view of another embodiment of an ECM station 1990, and FIGS. 20A and 20B are side and exploded views of the ball assembly 1900 of the ECM station 1990 of FIG. The ECP station 1990 includes a platen 1950 that supports the polishing pad assembly 1960, on which the substrate 114 held in the polishing head 130 is processed. This platen 1950 includes at least one ball assembly 1900 protruding therefrom and is coupled to a power source 1972 that is adapted to bias the surface of the substrate 114 during processing. Although two ball assemblies 1900 are shown in FIG. 19, any number of ball assemblies may be used and may be distributed in any number of configurations relative to the centerline of the platen 1950.

상기 연마 패드 조립체(1960)는 전술한 실시 형태들중의 어느 것도 포함하여 기판을 처리하는 데에 적합한 어떤 패드 조립체일 수 있다. 이 연마 패드 조립체(1960)는 전극(1962)과 연마 층(1966)을 포함할 수 있다. 일 실시 형태에서, 상기 연마 패드 조립체(1960)의 연마 층(1966)은 폴리우레탄 패드와 같이, 유전성을 띠는 연마 표면(1964)을 포함할 수 있다. 다른 실시 형태에서, 상기 연마 패드 조립체(1960)의 연마 층(1966)은 전도성 입자가 내부에 분산된 폴리머 매트릭스, 전도성 코팅 직물 등과 같이, 전도성을 띠는 연마 표면(1964)을 포함할 수 있다. 상기 연마 표면(1964)이 전도성인 실시 형태에서, 이 연마 표면(1964)과 전극(1962)은 스위치(1974)를 경유하여 전원(1972)(점선으로 도시하였음)에 결합될 수 있으며, 이 스위치는 동력이 볼 조립체(1900)와 전도성 연마 표면(1964)에 선택적으로 스위칭할 수 있게 해주며, 따라서 연마 패드 조립체(1960)로부터 기판(114)을 상승시키는 일없이 기판(114)으로부터 벌크 금속 제거와 잔류 금속 제거가 각각 용이하게 된다.The polishing pad assembly 1960 can be any pad assembly suitable for processing a substrate, including any of the embodiments described above. This polishing pad assembly 1960 can include an electrode 1962 and a polishing layer 1966. In one embodiment, the polishing layer 1966 of the polishing pad assembly 1960 may include a dielectric polishing surface 1964, such as a polyurethane pad. In another embodiment, the polishing layer 1966 of the polishing pad assembly 1960 can include a conductive polishing surface 1964, such as a polymer matrix, conductive coating fabric, or the like with conductive particles dispersed therein. In an embodiment where the polishing surface 1964 is conductive, the polishing surface 1964 and the electrode 1962 can be coupled to a power source 1972 (shown in dashed lines) via a switch 1974, which switch is shown. Allows power to selectively switch to ball assembly 1900 and conductive polishing surface 1964, thus removing bulk metal from substrate 114 without raising substrate 114 from polishing pad assembly 1960. And removal of residual metals are facilitated respectively.

상기 볼 조립체(1900)는 일반적으로 압반(1950)에 결합되고, 적어도 부분적으로는 연마 패드 조립체(1960)에 형성된 각각의 소구멍(1968)을 통과한다. 각각의 볼 조립체(1900)는 중공 하우징(1902), 어댑터(1904), 볼(1906), 접촉 부재(1914) 및 클램프 부싱(1916)을 포함한다. 이 볼(1906)은 하우징(1902) 내에 이동 가능하게 배치되고, 볼(1906)의 적어도 일부가 연마 표면(1964) 위로 연장하는 제1 위치와, 볼(1906)이 연마 표면(1964)과 동일한 높이에 있는 적어도 제2 위치에 배치될 수 있다. 이 볼(1906)은 일반적으로 기판(114)을 전기적으로 바이어싱시키는 데에 적합하고, 전술한 바와 같이 구성될 수 있다.The ball assembly 1900 is generally coupled to the platen 1950 and at least partially passes through each small hole 1968 formed in the polishing pad assembly 1960. Each ball assembly 1900 includes a hollow housing 1902, an adapter 1904, a ball 1906, a contact member 1914, and a clamp bushing 1916. The ball 1906 is movably disposed within the housing 1902, at least a portion of the ball 1906 extending above the polishing surface 1964, and the ball 1906 is identical to the polishing surface 1964. May be disposed in at least a second position at a height. This ball 1906 is generally suitable for electrically biasing the substrate 114 and may be configured as described above.

상기 하우징(1902)은 공정 화학 물질과 양립할 수 있는 유전성 재료로 제조된다. 일 실시 형태에서, 이 하우징(1902)은 PEEK로 만들어진다. 이 하우징(1902)은 제1 단부(1908)와 제2 단부(1910)를 포함한다. 구동 피처(drive feature; 1912)가 제1 단부(1908) 내부 및/또는 표면에 형성되어 압반(1950)에 볼 조립체(1900)를 설치하는 것을 용이하게 한다. 구동 피처(1912)는 스패너 렌치용 홀, 슬롯 또는 슬롯들, 홈을 가진 구동 피처[예컨대, TORX또는 6각(hex drive), 등을 위한], 돌출 구동 피처[예컨대, 렌치 플랫(wrench flat), 6각 헤드(hex head) 등], 등일 수 있다. 상기 제1 단부(1908)는 볼(1906)이 하우징(1902)의 제1 단부(1908)로부터 벗어나는 것을 방지하는 안착부(1926)를 더 포함한다.The housing 1902 is made of a dielectric material compatible with process chemicals. In one embodiment, this housing 1902 is made of PEEK. The housing 1902 includes a first end 1908 and a second end 1910. Drive features 1912 are formed in and / or on the first end 1908 to facilitate installing the ball assembly 1900 on the platen 1950. Drive feature 1912 is a hole, slot or slots for a spanner wrench, a drive feature having a groove (e.g., TORX Or a hex drive, etc.], a protruding drive feature (eg, a wrench flat, a hex head, etc.), and the like. The first end 1908 further includes a seating 1926 that prevents the ball 1906 from escaping from the first end 1908 of the housing 1902.

상기 접촉 부재(1914)는 클램프 부싱(1916)과 어댑터(1906) 사이에 결합된다. 이 접촉 부재(1914)는 일반적으로 하우징(1902) 내의 볼 위치들의 범위에서 실질적으로 또는 완전하게 어댑터(1906)와 볼(1906)을 전기적으로 접속시키도록 구성된다. 이 접촉 부재(1914)는 전술한 바와 같이 구성될 수 있다.The contact member 1914 is coupled between the clamp bushing 1916 and the adapter 1906. This contact member 1914 is generally configured to electrically connect the adapter 1906 and the ball 1906 substantially or completely in the range of ball positions within the housing 1902. This contact member 1914 may be configured as described above.

도 19, 도 20a 및 도 20b에 도시되어 있고 도 21에 세부적으로 도시된 실시 형태에서, 상기 접촉 부재(1914)는 복수의 굴곡부(1944)가 극 배열로 연장하는 환형 베이스(1942)를 포함한다. 이 굴곡부(1944)는 베이스(1942)에서 원위(遠位) 단부(2108)까지 연장하는 2개의 지지 부재(2102)를 포함한다. 이들 지지 부재(2102)는 복수의 가로대(rung; 2104)에 의해 결합되어, 이하에서 추가로 논의되는 바와같이 작은 압력 강하로 접촉 부재(1914)를 지나가는 흐름을 촉진시키는 소구멍(2110)을 형성한다. 볼(1906)에 접촉하도록 되어 있는 접촉 패드(2106)가 굴곡부(1944) 각각의 원위 단부(2108)에서 지지 부재(2102)를 결합시킨다. 일반적으로, 상기 굴곡부(1944)는 공정 화학 물질과 함께 사용하는 데에 적합한 탄성 및 전도성 재료로 제조된다. 일 실시 형태에서, 이 굴곡부(1944)는 금 도금 베릴륨 구리로 제조된다.In the embodiment shown in FIGS. 19, 20A and 20B and shown in detail in FIG. 21, the contact member 1914 comprises an annular base 1942 in which a plurality of bends 1944 extend in a polar arrangement. . This bend 1944 includes two support members 2102 extending from the base 1942 to the distal end 2108. These support members 2102 are joined by a plurality of rungs 2104 to form small pores 2110 that facilitate the flow through the contact member 1914 with a small pressure drop, as discussed further below. . Contact pads 2106 adapted to contact the balls 1906 engage the support members 2102 at the distal ends 2108 of each of the bends 1944. Generally, the bend 1944 is made of an elastic and conductive material suitable for use with process chemicals. In one embodiment, this bend 1944 is made of gold plated beryllium copper.

도 19 내지 도 20b로 돌아가면, 상기 클램프 부싱(1916)은 나사진 기둥(1922)이 연장하는 깔대기형 헤드(flared head; 1924)를 포함한다. 이 클램프 부싱(1916)은 유전성 또는 전도성 재료로 제조될 수 있고, 일 실시 형태에서는 하우징(1902)과 동일한 재료로 제조된다. 상기 깔대기형 헤드(1924)는 볼 조립체(1900)의 중심선에 대해 예각으로 굴곡부(1944)를 유지시키며, 그 결과 접촉 부재(1914)의 접촉 패드(2106)가 볼(1906)의 표면 주위에 전개되도록 위치 조정되고, 이에 따라 볼 조립체(1900)의 조립 중에, 그리고 볼(1906)의 이동 범위에서 굴곡부(1944)에 대한 만곡, 결합 및/또는 손상을 방지한다.Returning to FIGS. 19-20B, the clamp bushing 1916 includes a flared head 1924 from which a threaded post 1922 extends. This clamp bushing 1916 may be made of a dielectric or conductive material, and in one embodiment is made of the same material as the housing 1902. The funnel head 1924 maintains the bend 1944 at an acute angle with respect to the centerline of the ball assembly 1900, such that the contact pad 2106 of the contact member 1914 develops around the surface of the ball 1906. Is positioned so as to prevent bending, engagement and / or damage to the bend 1944 during assembly of the ball assembly 1900 and in the range of movement of the ball 1906.

상기 클램프 부싱(1916)의 기둥(1922)은 베이스(1942)의 홀(1946)을 관통하여 배치되고, 어댑터(1906)를 통과하여 형성된 통로(1936)의 나사진 부분(1940)에 나사 결합한다. 이 클램프 부싱(1916)을 통과하는 통로(1918)는 깔대기형 헤드(1924)에 위치하는 단부에 구동 피처(1920)를 포함한다. 유사하게, 상기 통로(1936)는 나사진 부분(1940)에 대향하는 단부에 구동 피처(1938)를 포함한다. 이들 구동 피처(1920, 1938)은 전술한 구동 피처들과 비슷할 수 있고, 일 실시 형태에서는 6각 드라이버와 함께 사용하기에 적합한 6각형 홀이다. 상기 클램프 부싱(1916)은 접촉 부재(1914) 또는 다른 구성 부재를 손상시키는 일없이 접촉 부재(1914)와 어댑터(1904) 사이에 우수한 전기적인 접촉을 보장하는 정도로 조여진다.The pillar 1922 of the clamp bushing 1916 is disposed through the hole 1946 of the base 1942 and screwed into the threaded portion 1940 of the passage 1936 formed through the adapter 1906. . A passage 1918 through the clamp bushing 1916 includes a drive feature 1920 at an end located in the funnel head 1924. Similarly, the passageway 1936 includes a drive feature 1938 at an end opposite the bare portion 1940. These drive features 1920, 1938 may be similar to the drive features described above, and in one embodiment are hexagonal holes suitable for use with a hexagonal driver. The clamp bushing 1916 is tightened to a degree that ensures good electrical contact between the contact member 1914 and the adapter 1904 without damaging the contact member 1914 or other structural members.

일반적으로, 상기 어댑터(1904)는 공정 화학 물질과 양립할 수 있는 전기 전도성 재료로 제조되며, 일 실시 형태에서는 스테인리스강으로 제조된다. 이 어댑터(1904)는 나사진 기둥(1930)이 일측으로부터 연장하고, 보스(boss; 1934)가 타측으로부터 연장하는 환형 플랜지(1932)를 포함한다. 상기 나사진 기둥(1930)은 전원(1972)에 볼 조립체(1900)의 각각의 볼(1906)을 결합시키는 압반(1950)에 배치된 접촉 판(1980)과 결합하도록 되어 있다.Generally, the adapter 1904 is made of an electrically conductive material compatible with process chemicals, and in one embodiment is made of stainless steel. The adapter 1904 includes an annular flange 1932 with a threaded post 1930 extending from one side and a boss 1934 extending from the other side. The bare post 1930 is adapted to engage a contact plate 1980 disposed on a platen 1950 that couples each ball 1906 of the ball assembly 1900 to a power source 1972.

상기 보스(1934)는 하우징(1902)의 제2 단부(1910) 속에 수용되고, 접촉 부재(1914)를 클램핑하기 위한 표면을 포함한다. 이 보스(1934)의 측면에 배치되고 적어도 하나의 나사진 홀(2006)이 보스(1934)에 추가로 형성되어 있고, 이 홀(2006)은 하우징(1902)에 형성된 홀(2004)을 통과해서 배치된 파스너(2002)에 맞물리며, 이에 따라 하우징(1902)을 어댑터(1904)에 고정시키고, 볼(1906)을 하우징(1902) 속에 포획한다. 도 20a에 도시된 실시 형태에서, 접시머리(counter-sunk) 홀(2004)을 통해 하우징(1902)을 어댑터(1904)에 결합시키기 위해 3개의 파스너가 도시되어 있다. 이들 하우징(1902)과 어댑터(1904)는 스테이킹, 접착, 본딩, 억지끼워맞춤, 다월핀(dowel pins), 스프링 핀, 리벳, 리테이닝 링(retaining ring) 등과 같은 다른 방법 또는 디바이스에 의해 체결될 수 있다.The boss 1934 is received in the second end 1910 of the housing 1902 and includes a surface for clamping the contact member 1914. At least one bare hole 2006 is disposed on the side of the boss 1934 and is further formed in the boss 1934, which passes through the hole 2004 formed in the housing 1902. Engages with the disposed fastener 2002, thereby securing the housing 1902 to the adapter 1904 and capturing the ball 1906 into the housing 1902. In the embodiment shown in FIG. 20A, three fasteners are shown to couple the housing 1902 to the adapter 1904 through a counter-sunk hole 2004. These housings 1902 and adapters 1904 are fastened by other methods or devices such as staking, gluing, bonding, interference fittings, dowel pins, spring pins, rivets, retaining rings, and the like. Can be.

상기 볼(1906)은 일반적으로 스프링력, 부양력 및 유동력 중의 적어도 하나에 의해 연마 표면(1964)을 향해 작동한다. 도 19에 도시된 실시 형태에서, 어댑터(1904)와 클램프 부싱(1916)을 통과하는 통로들(1936, 1918)는 압반(1950)을 통해 전해액 공급기(1970)에 결합된다. 이 전해액 공급기(1970)는 통로(1936, 1918)를 통해 중공 하우징(1902)의 내부로 전해액을 공급한다. 이 전해액은 안착부(1926)와 볼(1906) 사이의 하우징(1902)을 빠져나가고, 따라서 프로세싱 동안 볼(1906)이 연마 표면(1964)을 향해 바이어싱되게 하고, 기판(114)과 접촉하게 한다.The ball 1906 generally operates towards the polishing surface 1964 by at least one of spring force, flotation force and flow force. In the embodiment shown in FIG. 19, passages 1936, 1918 through adapter 1904 and clamp bushing 1916 are coupled to electrolyte supply 1970 through platen 1950. The electrolyte supplier 1970 supplies electrolyte into the hollow housing 1902 through the passages 1936 and 1918. This electrolyte exits the housing 1902 between the seat 1926 and the ball 1906, thus causing the ball 1906 to be biased towards the polishing surface 1964 and to contact the substrate 114 during processing. do.

상기 볼(1906)에 가하는 힘이 하우징(1902) 내에서 볼(1906)의 상이한 높이전체에서 일정하도록, 릴리프 또는 홈(1928)이 굴곡부(1944)의 원위 단부(2108)(도 21)을 수용하도록 하우징(1902)의 내벽에 형성되어 볼(1906)을 지나는 전해액의 흐름을 구속하는 것을 방지한다. 안착부(1926)로부터 멀리 배치된 홈(1928)의 단부는 일반적으로 볼(1906)이 하강한 위치에 있을 때 볼(1906)의 직경 위치 또는 그 아래에 있도록 구성된다.The relief or groove 1928 receives the distal end 2108 (FIG. 21) of the bend 1944 so that the force applied to the ball 1906 is constant throughout the different heights of the ball 1906 within the housing 1902. And is formed on the inner wall of the housing 1902 to prevent constraining the flow of electrolyte through the ball 1906. The end of the groove 1928 disposed away from the seating 1926 is generally configured to be at or below the diameter position of the ball 1906 when the ball 1906 is in the lowered position.

도 22 내지 도 24는 볼 조립체에 대한 다른 실시 형태를 가진 전도성 부품에 대한 다른 실시 형태의 사시도들과 단면도이다.22-24 are perspective views and cross-sectional views of another embodiment of a conductive component with another embodiment of the ball assembly.

도 22는 ECMP 스테이션(2290)에 대한 다른 실시 형태의 사시도이고, 도 23 및 도 24는 도 22의 ECMP 스테이션(2290)의 볼 조립체(2200)의 사시도 및 부분 단면도이다. 이 ECMP 스테이션(2290)은 연마 패드 조립체(2260)(도 22에 부분적으로 도시)를 지지하는 압반(2250)을 포함한다. 이 압반(2250)은 이로부터돌출한 적어도 하나의 볼 조립체(2200)를 포함하고, 전원(1972)에 결합된다. 이 볼 조립체(2200)는 프로세싱 동안 기판(114)의 표면(도 24에 도시)을 전기적으로 바이어싱하도록 되어 있다. 비록 1개의 볼 조립체(2200)가 압반(2250)의 중심에 결합되는 것으로 도 22에 도시되어 있지만, 어떤 개수의 볼 조립체도 이용될 수 있고, 압반(2250)의 중심선에 대해 임의의 개수의 구성으로 분포될 수 있다.22 is a perspective view of another embodiment of the ECM station 2290, and FIGS. 23 and 24 are a perspective view and a partial cross-sectional view of the ball assembly 2200 of the ECMP station 2290 of FIG. 22. This ECM station 2290 includes a platen 2250 that supports a polishing pad assembly 2260 (partially shown in FIG. 22). This platen 2250 includes at least one ball assembly 2200 protruding therefrom and is coupled to a power source 1972. This ball assembly 2200 is adapted to electrically bias the surface (shown in FIG. 24) of the substrate 114 during processing. Although one ball assembly 2200 is shown in FIG. 22 as being coupled to the center of the platen 2250, any number of ball assemblies may be used and any number of configurations relative to the centerline of the platen 2250. Can be distributed as

상기 연마 패드 조립체(2260)는 전술한 실시 형태들중의 어느 것도 포함하여 기판을 처리하는 데에 적합한 어떤 패드 조립체일 수 있다. 이 연마 패드 조립체(2260)는 전극(2462)과 연마 층(2466)을 포함할 수 있다. 일 실시 형태에서, 상기 연마 패드 조립체(2260)의 연마 층(2466)은 폴리우레탄 패드와 같이, 유전성을 띠는 연마 표면(2464)을 포함할 수 있다. 다른 실시 형태에서, 상기 연마 패드 조립체(2260)의 연마 층(2466)은 전도성 입자가 내부에 분산된 폴리머 매트릭스, 전도성 코팅 직물 등과 같이, 전도성을 띠는 연마 표면(2464)을 포함할 수 있다. 상기 연마 표면(2464)이 전도성인 실시 형태에서, 이들 연마 표면(2464)과 전극(2462)은 스위치(1974)를 경유하여 전원(1972)(점선으로 도시하였음)에 결합될 수 있으며, 이 스위치는 동력이 볼 조립체(2200)와 전도성 연마 표면(2464)에 선택적으로 스위칭할 수 있게 해주며, 따라서 연마 패드 조립체(2260)로부터 기판(114)을 상승시키는 일없이 기판(114)으로부터 벌크 금속 제거와 잔류 금속 제거가 각각 용이하게 된다.The polishing pad assembly 2260 can be any pad assembly suitable for processing a substrate, including any of the embodiments described above. This polishing pad assembly 2260 can include an electrode 2542 and a polishing layer 2466. In one embodiment, the polishing layer 2466 of the polishing pad assembly 2260 can include a dielectric polishing surface 2464, such as a polyurethane pad. In another embodiment, the polishing layer 2466 of the polishing pad assembly 2260 can include a conductive polishing surface 2464, such as a polymer matrix with conductive particles dispersed therein, conductive coating fabrics, and the like. In embodiments where the polishing surface 2464 is conductive, these polishing surfaces 2464 and electrodes 2442 may be coupled to a power source 1972 (shown in dashed lines) via a switch 1974, which switch is shown. Allows power to selectively switch to the ball assembly 2200 and the conductive polishing surface 2464, thus removing bulk metal from the substrate 114 without raising the substrate 114 from the polishing pad assembly 2260. And removal of residual metals are facilitated respectively.

일반적으로, 상기 볼 조립체(2200)는 압반(2250)에 결합되고, 적어도 부분적으로는 연마 패드 조립체(2260)에 형성된 각각의 소구멍(2468)을 통과한다. 이 볼조립체(2200)는 복수의 볼(1906)을 보유하는 하우징(2302)을 포함한다. 이 볼(1906)은 하우징(2302) 내에 이동 가능하게 배치되고, 볼(1906)의 적어도 일부가 연마 표면(2464) 위로 연장하는 제1 위치와, 볼(1906)이 연마 표면(2464)과 동일한 높이에 있는 적어도 제2 위치에 배치될 수 있다. 일반적으로, 상기 볼(1906)은 기판(114)을 전기적으로 바이어싱시키는 데에 적합하고, 전술한 바와 같이 구성될 수 있다.Generally, the ball assembly 2200 is coupled to the platen 2250 and passes at least partially through each small hole 2468 formed in the polishing pad assembly 2260. This ball assembly 2200 includes a housing 2302 holding a plurality of balls 1906. This ball 1906 is movably disposed within the housing 2302, at least a portion of the ball 1906 extending above the polishing surface 2464, and the ball 1906 is identical to the polishing surface 2464. May be disposed in at least a second position at a height. In general, the ball 1906 is suitable for electrically biasing the substrate 114 and may be configured as described above.

상기 하우징(2302)은 압반(2250)에 분리 가능하게 결합되어, 다수의 연마 싸이클 후에 본 조립체(2200)의 교체를 용이하게 한다. 일 실시 형태에서, 상기 하우징(2302)은 복수의 나사(2308)에 의해 압반(2250)에 결합된다. 상기 하우징(2302)은 하부 하우징(2306)에 결합된 상부 하우징(2304)를 포함하고, 이들 상하부 하우징들 사이에 볼(1906)을 유지시킨다. 이 상부 하우징(2304)은 공정 화학 물질과 양립할 수 있는 유전성 재료로 제조된다. 일 실시 형태에서, 이 상부 하우징(2304)은 PEEK로 만들어진다. 이 하부 하우징(2306)은 공정 화학 물질과 양립할 수 있는 전도성 재료로 제조된다. 일 실시 형태에서, 이 하부 하우징(2306)은 스테인리스강으로 만들어진다. 이 하부 하우징(2306)은 전력원(1972)에 결합된다. 이들 하우징(2304, 2306)은 나사결합(screwing), 볼트결합(bolting), 리벳팅, 본딩, 스테이킹, 클렘핑 등을 포함하되 이들에 한정되지 않는 임의의 개수의 방법으로 결합될 수 있다. 도 22 내지 도 24에 도시된 실시 형태에서, 이들 하우징(2304, 2306)은 복수의 나사(2408)에 의해 결합된다.The housing 2302 is removably coupled to the platen 2250 to facilitate replacement of the assembly 2200 after a number of abrasive cycles. In one embodiment, the housing 2302 is coupled to the platen 2250 by a plurality of screws 2308. The housing 2302 includes an upper housing 2304 coupled to a lower housing 2306 and holds a ball 1906 between these upper and lower housings. This upper housing 2304 is made of a dielectric material compatible with process chemicals. In one embodiment, this upper housing 2304 is made of PEEK. This lower housing 2306 is made of a conductive material that is compatible with process chemicals. In one embodiment, this lower housing 2306 is made of stainless steel. This lower housing 2306 is coupled to a power source 1972. These housings 2304 and 2306 can be joined in any number of ways, including but not limited to screwing, bolting, riveting, bonding, staking, clamping, and the like. In the embodiment shown in FIGS. 22-24, these housings 2304, 2306 are joined by a plurality of screws 2408.

상기 볼(1906)은 이들 하우징(2304, 2306)을 관통하는 복수의 소구멍(2402)속에 배치된다. 이들 소구멍(2402) 각각의 상부는 상부 하우징(2304)으로부터 소구멍(2402) 속으로 연정하는 안착부(2404)를 포함한다. 이 안착부(2404)는 볼(1906)이 소구멍(2402)의 상단부를 빠져 나오지 못하도록 구성된다.The ball 1906 is disposed in a plurality of small holes 2402 through these housings 2304 and 2306. The upper portion of each of these small holes 2402 includes a seating portion 2404 that connects from the upper housing 2304 into the small holes 2402. This seating portion 2404 is configured to prevent the ball 1906 from exiting the upper end of the small hole 2402.

접촉 부재(1914)는 각각의 소구멍(2402) 속에 배치되어 볼(1906)을 하부 판(2306)에 전기적으로 결합시킨다. 각각의 접촉 부재(1914)가 개개의 클램프 부싱(1916)에 의해 하부 판(2306)에 결합된다. 일 실시 형태에서, 상기 클램프 부싱(1916)의 기둥(1922)은 하우징(2302)을 통과하는 소구멍(2402)의 나사진 부분(2410)에 나사 결합된다.The contact member 1914 is disposed in each small hole 2402 to electrically couple the ball 1906 to the lower plate 2306. Each contact member 1914 is coupled to the bottom plate 2306 by individual clamp bushings 1916. In one embodiment, the pillar 1922 of the clamp bushing 1916 is screwed into the threaded portion 2410 of the small hole 2402 through the housing 2302.

이들 소구멍(2402) 각각의 상부는 상부 하우징(2304) 속에 형성된 릴리프 또는 홈(2406)을 포함한다. 이 홈(2406)은 접촉 부재(1914)의 원위 부분을 수용하도록 구성되고, 이에 의해 전해액 공급기(1970)로부터 볼(1906)과 하우징(2302) 사이로 흐르는 전해액의 구속을 방지한다. 이 전해액 공급기(1970)는 프로세싱 동안에 소구멍(2402)을 통해 전해액을 공급하고, 기판(114)과 접촉하게 한다.The upper portion of each of these small holes 2402 includes a relief or groove 2406 formed in the upper housing 2304. This groove 2406 is configured to receive the distal portion of the contact member 1914, thereby preventing confinement of the electrolyte that flows from the electrolyte supply 1970 between the ball 1906 and the housing 2302. This electrolyte supplier 1970 supplies electrolyte through small holes 2402 and makes contact with the substrate 114 during processing.

프로세싱 동안, 상기 하우징(2302) 내부에 배치된 볼(1906)은 일반적으로 스프링력, 부양력 및 유동력 중의 적어도 하나에 의해 연마 표면(2464)을 향해 작동한다. 이들 볼(1906)은 기판(114)을 접촉 부재(1914)와 하부 판(2306)을 통해 전력 공급기(1972)에 전기적으로 결합시킨다. 하우징(2302)을 통과하는 전해액은 전극(2462)과 바이어싱된 기판(114) 상에 전도성 경로를 제공하며, 이에 의해 전기화학적 연마 공정을 가동시킨다.During processing, a ball 1906 disposed within the housing 2302 generally acts toward the polishing surface 2464 by at least one of spring force, flotation force, and flow force. These balls 1906 electrically couple the substrate 114 to the power supply 1972 through the contact member 1914 and the bottom plate 2306. The electrolyte passing through the housing 2302 provides a conductive path on the electrode 2242 and the biased substrate 114, thereby activating the electrochemical polishing process.

따라서, 기판의 전기화학적 연마에 적합한 전도성 부품에 대한 다양한 실시형태가 제공되었다. 이들 전도성 부품은 기판의 표면에 대해 양호한 순응도를 제공하여 연마 성능을 높이는 균일한 전기 접촉을 향상시킨다. 게다가, 이들 전도성 부품은 프로세싱 동안에 흠집 형성을 최소화하도록, 바람직하게는 결함 발생을 감소시키도록 구성되어 있으며, 이에 의해 프로세싱의 단위 비용을 낮춘다.Accordingly, various embodiments have been provided for conductive components suitable for electrochemical polishing of substrates. These conductive parts provide good compliance with the surface of the substrate to enhance uniform electrical contact which increases polishing performance. In addition, these conductive parts are configured to minimize scratch formation during processing, preferably to reduce defect occurrence, thereby lowering the unit cost of processing.

상술한 바는 본 발명의 다양한 실시 형태에 관한 것이지만, 본 발명에 대한 기타의 추가 실시 형태들도 본 발명의 기본적인 범위로부터 벗어나지 않고 고려될 수 있고, 본 발명의 범위는 첨부한 청구범위에 의해 결정된다.While the foregoing is directed to various embodiments of the invention, other additional embodiments of the invention may be considered without departing from the basic scope thereof, and the scope thereof is determined by the appended claims. do.

따라서, 본 발명의 실시예들은 전기화학적 증착 기법, 전기화학적 용해 기법, 연마 기법 및/또는 이의 조합을 사용하여 기판에 있는 층을 평탄화하기 위한 제조 부품과 장치를 제공할 수 있는 효과가 있다.Accordingly, embodiments of the present invention have the effect of providing fabrication parts and devices for planarizing layers on a substrate using electrochemical deposition techniques, electrochemical dissolution techniques, polishing techniques, and / or combinations thereof.

Claims (58)

내부 통로를 포함하는 하우징;A housing including an inner passage; 상기 하우징의 제1 단부에서 상기 내부 통로 속으로 연장하는 환형 안착부;An annular seating portion extending into the inner passage at the first end of the housing; 상기 하우징 속에 배치되고, 상기 안착부에 의해 상기 하우징을 빠져 나가는 것이 방지되는 볼;A ball disposed in the housing, the ball being prevented from exiting the housing by the seating portion; 상기 하우징의 제2 단부에 결합되는 전도성 어댑터; 및A conductive adapter coupled to the second end of the housing; And 상기 어댑터와 상기 볼을 전기적으로 결합시키는 접촉 부재를 포함하는 볼 조립체.And a contact member for electrically coupling the adapter and the ball. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 볼은 연질 전도성 재료로 구성된 외면을 포함하는 것을 특징으로 하는 볼 조립체.And wherein the ball comprises an outer surface made of a soft conductive material. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 볼은 연질 탄성 코어인 것을 특징으로 하는 볼 조립체.And said ball is a soft elastic core. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 코어는 탄성 유기질 폴리머, 에틸렌-프로필렌-디엔(EDPM), 폴리알켄, 폴리알킨, 폴리에스테르, 폴리아로매틱 알켄/알킨, 폴리이미드, 폴리카보네이트,폴리우레탄, 유기질 폴리머, 실록산, 폴리실리콘 및 폴리실란으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 재료를 적어도 부분적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 볼 조립체.The core is an elastic organic polymer, ethylene-propylene-diene (EDPM), polyalkene, polyalkyne, polyester, polyaromatic alkene / alkyne, polyimide, polycarbonate, polyurethane, organic polymer, siloxane, polysilicon and poly A ball assembly comprising at least partially at least one material selected from the group consisting of silanes. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 볼은 전도성 폴리머와 내부에 전도성 재료가 배치된 폴리머 중에서 적어도 하나로 구성되는 것을 특징으로 하는 볼 조립체.The ball assembly of claim 1, wherein the ball is composed of at least one of a conductive polymer and a polymer having a conductive material disposed therein. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 볼은 자신의 적어도 일부가 상기 하우징의 제1 단부 너머로 노출된 제1 위치와, 상기 하우징의 제1 단부와 높이가 동일한 적어도 제2 위치 사이에서 이동 가능하며, 상기 접촉 부재는 상기 제1 및 제2 위치 사이에서 볼과 전기적인 접촉을 유지하는 것을 특징으로 하는 볼 조립체.The ball is movable between a first position, at least a portion of which is exposed beyond the first end of the housing, and at least a second position, the same height as the first end of the housing, wherein the contact member is movable between the first and And maintain electrical contact with the ball between the second position. 제 6 항에 있어서,The method of claim 6, 상기 볼은 금 외부 표면과 구리 외부 표면 중에서 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 볼 조립체.And the ball comprises at least one of a gold outer surface and a copper outer surface. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 하우징은 상기 제1 단부에 배치된 구동 피처를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 볼 조립체.And the housing further comprises a drive feature disposed at the first end. 제 8 항에 있어서,The method of claim 8, 상기 구동 피처는 6각형 돌출부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 볼 조립체.The drive feature further comprises a hexagonal protrusion. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 하우징은 PEEK로 제조되는 것을 특징으로 하는 볼 조립체.Ball housing, characterized in that the housing is made of PEEK. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 접촉 부재는,The contact member, 환형 베이스; 및Annular bases; And 상기 베이스로부터 원위 단부까지 연장하는 복수의 굴곡부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 볼 조립체.And a plurality of bends extending from the base to the distal end. 제 11 항에 있어서,The method of claim 11, 상기 하우징은, 상기 굴곡부의 원위 단부를 수용하기 위해 상기 하우징의 내벽에 형성된 환형 홈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 볼 조립체.And the housing further comprises an annular groove formed in the inner wall of the housing to receive the distal end of the bend. 제 11 항에 있어서,The method of claim 11, 상기 굴곡부 각각은,Each of the bends, 제1 단부가 상기 베이스에 결합되고, 상기 제1 단부로부터 상기 굴곡부의 원위 단부까지 연장하는 2개의 부재;Two members coupled to the base and having a first end extending from the first end to the distal end of the bend; 상기 부재를 결합시키는 복수의 가로대; 및A plurality of rungs for coupling the members; And 상기 굴곡부의 원위 단부에서 상기 부재를 결합시키는 접촉 패드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 볼 조립체.And a contact pad engaging the member at the distal end of the flexure. 제 11 항에 있어서,The method of claim 11, 상기 접촉 부재를 상기 어댑터에 결합시키는 클램프 부싱을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 볼 조립체.And a clamp bushing for coupling the contact member to the adapter. 제 14 항에 있어서,The method of claim 14, 상기 클램프 부싱은,The clamp bushing, 헤드; 및head; And 상기 헤드로부터 상기 접촉 부재의 베이스를 통해 연장하며, 상기 어댑터를 적어도 부분적으로 통과하는 통로의 나사진 부분에 맞물리는 나사진 기둥을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 볼 조립체.And a threaded pillar extending from the head through the base of the contact member and engaged with the threaded portion of the passageway at least partially passing through the adapter. 제 15 항에 있어서,The method of claim 15, 상기 헤드는 구동 피처를 포함하는 것을 특징으로 하는 볼 조립체.And the head includes a drive feature. 제 16 항에 있어서,The method of claim 16, 상기 클램프 부싱의 구동 피처는 상기 클램프 부싱을 통과하여 배치된 통로의 적어도 일부분에 형성된 6각 홀인 것을 특징으로 하는 볼 조립체.The drive feature of the clamp bushing is a hexagonal hole formed in at least a portion of a passageway disposed through the clamp bushing. 제 11 항에 있어서,The method of claim 11, 상기 접촉 부재는 금 코팅된 베릴륨 구리인 것을 특징으로 하는 볼 조립체.And the contact member is gold coated beryllium copper. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 어댑터는,The adapter, 상기 하우징의 제2 단부와 결합하는 보스, 및A boss that engages with the second end of the housing, and 상기 보스로부터 상기 하우징에 대향하면서 연장하는 나사진 기둥을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 볼 조립체.And a threaded column extending from said boss to face said housing. 제 19 항에 있어서,The method of claim 19, 상기 어댑터는 상기 헤드와 상기 나사진 기둥을 통과하여 형성된 통로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 볼 조립체.And the adapter further comprises a passage formed through the head and the threaded pillar. 제 20 항에 있어서,The method of claim 20, 상기 어댑터는 구동 피처를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 볼 조립체.The adapter further comprises a drive feature. 제 21 항에 있어서,The method of claim 21, 상기 구동 피처는 상기 나사진 기둥 속에 배치된 통로의 일부분에 형성된 6각 홀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 볼 조립체.And the drive feature further comprises a hexagonal hole formed in a portion of the passageway disposed in the threaded column. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 볼은 중공된 것을 특징으로 하는 볼 조립체.And said ball is hollow. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상부면이 그 위의 기판을 처리하도록 되어 있는 연마 재료;An abrasive material with an upper surface adapted to treat the substrate thereon; 상기 연마 재료를 지지하는 압반; 및A platen supporting the abrasive material; And 상기 전도성 어댑터의 일부분을 수용하는 홀을 갖춘 상기 압반 속에 배치된 전도성 접촉 판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 볼 조립체.And a conductive contact plate disposed in the platen having a hole for receiving a portion of the conductive adapter. 나사진 기둥이 보스에 결합되고, 상기 보스와 상기 기둥을 통과하여 형성된 통로를 포함하는 전도성 어댑터;A conductive adapter coupled to the boss, comprising a passage formed through the boss and the pillar; 환형 안착부가 반경 방향 내측으로 연장하는 제1 단부와 상기 어댑터의 보스에 맞물리는 제2 단부를 포함하는 중공의 원통형 유전성 하우징;A hollow cylindrical dielectric housing comprising a first end extending radially inwardly and a second end engaging the boss of the adapter; 복수의 굴곡부가 환형 베이스로부터 연장하는 전도성 접촉 부재;A conductive contact member having a plurality of bends extending from the annular base; 나사진 기둥이 깔대기형 헤드로부터 연장하며, 상기 접촉 부재의 나사진 기둥은, 상기 베이스를 통해 연장하고, 상기 어댑터를 통과하여 배치된 상기 통로의 나사진 부분에 맞물리고, 상기 헤드를 상기 어댑터를 향해 강제하며, 상기 플램프 부싱의 헤드와 상기 어댑터의 보스 사이에 상기 베이스를 클램핑하는 클램프 부싱;및A threaded column extends from the funnel head, and the threaded column of the contact member extends through the base and engages the threaded portion of the passageway disposed through the adapter and connects the head to the adapter. A clamp bushing forcing toward and clamping the base between the head of the flange bushing and the boss of the adapter; and 상기 하우징 속에 배치되고, 상기 볼의 일부분이 상기 안착부를 통해 연장하는 제1 위치와, 상기 하우징의 제1 단부와 높이가 동일한 적어도 제2 위치 사이에서 이동 가능한 전도성 볼을 포함하며,A conductive ball disposed in the housing, the conductive ball being movable between a first position where a portion of the ball extends through the seating portion and at least a second position that is the same height as the first end of the housing, 상기 굴곡부는 상기 제1 및 제2 위치에서 상기 볼과 전기적 접촉을 유지하는 것을 특징으로 하는 볼 조립체.And the bent portion maintains electrical contact with the ball at the first and second positions. 제 25 항에 있어서,The method of claim 25, 상기 깔대기형 헤드는 상기 볼 조립체의 중심선에 대해 예각으로 상기 굴곡부를 배향시키는 것을 특징으로 하는 볼 조립체.And the funnel head orients the flexure at an acute angle with respect to the centerline of the ball assembly. 제 25 항에 있어서,The method of claim 25, 상기 하우징은 상기 제1 단부에 배치된 구동 피처를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 볼 조립체.And the housing further comprises a drive feature disposed at the first end. 제 27 항에 있어서,The method of claim 27, 상기 구동 피처는 6각 헤드인 것을 특징으로 하는 볼 조립체.And the drive feature is a hexagonal head. 제 25 항에 있어서,The method of claim 25, 상기 접촉 부재는 그 외부가 금으로 구성되고, 상기 볼은 그 외부가 금 및 구리 중에서 적어도 하나로 구성되는 것을 특징으로 하는 볼 조립체.And wherein the contact member is made of gold on the outside thereof and the ball is made of at least one of gold and copper on the outside thereof. 제 29 항에 있어서,The method of claim 29, 상기 어댑터는 스테인리스강인 것을 특징으로 하는 볼 조립체.And said adapter is stainless steel. 제 25 항에 있어서,The method of claim 25, 상기 볼은 중공된 것을 특징으로 하는 볼 조립체.And said ball is hollow. 나사진 기둥이 보스에 결합되고, 상기 보스와 상기 기둥을 통과하여 형성된 소구멍을 포함하는 전도성 어댑터;A conductive adapter coupled to the threaded boss and including a small hole formed through the boss and the pillar; 상기 어댑터의 보스에 맞물리는 제1 단부와 제2 단부를 포함하는 중공의 원통형 유전성 하우징;A hollow cylindrical dielectric housing including a first end and a second end that engage the boss of the adapter; 상기 하우징 속에 배치되고, 유체 흐름 통로가 상기 하우징을 통해, 상기 볼 둘레 및 상기 소구멍을 통해 형성될 수 있게 하는 직경을 가지고, 상기 볼의 일부분이 상기 제1 단부를 통해 연장하는 제1 위치와, 상기 하우징의 제1 단부와 높이가 동일한 적어도 제2 위치 사이에서 이동할 수 있는 전도성 볼; 및A first position disposed in the housing and having a diameter such that a fluid flow passage can be formed through the housing, around the ball and through the small hole, wherein a portion of the ball extends through the first end; A conductive ball movable between at least a second position, the height of which is equal to the first end of the housing; And 상기 볼이 상기 제1 및 제2 위치에 있을 때 상기 볼과 상기 어댑터 사이에전기적 접촉을 유지하는 접속 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 볼 조립체.Ball connection means for maintaining electrical contact between the ball and the adapter when the ball is in the first and second positions. 제 32 항에 있어서,The method of claim 32, 상기 접속 수단은, 스프링 성형체, 압축 스프링, 및 전도성 베어링 중에서 어느 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 볼 조립체.The connecting means further comprises any one of a spring molded body, a compression spring, and a conductive bearing. 제 32 항에 있어서,The method of claim 32, 상기 접속 수단은, 복수의 굴곡부가 환형 베이스로부터 연장하여 상기 볼에 접촉하도록 되어 있는 전도성 접촉 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 볼 조립체.The connecting means further comprises a conductive contact member adapted to contact the ball with a plurality of bends extending from the annular base. 제 34 항에 있어서,The method of claim 34, wherein 나사진 기둥이 깔대기형 헤드로부터 연장하며, 상기 접촉 부재의 나사진 기둥은, 상기 베이스를 통해 연장하고, 상기 어댑터를 통과하여 배치된 상기 통로의 나사진 부분에 맞물리고, 상기 헤드를 상기 어댑터를 향해 강제하며, 상기 플램프 부싱의 헤드와 상기 어댑터의 보스 사이에 상기 베이스를 클램핑하는 클램프 부싱을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 볼 조립체A threaded column extends from the funnel head, and the threaded column of the contact member extends through the base and engages the threaded portion of the passageway disposed through the adapter and connects the head to the adapter. And a clamp bushing for forcing the clamp bushing to clamp the base between the head of the flange bushing and the boss of the adapter. 제 35 항에 있어서,36. The method of claim 35 wherein 상기 클램프 부싱은,The clamp bushing, 관통하는 통로; 및Penetrating passageway; And 상기 클램프 부싱의 나사진 기둥에 대향하는 통로의 일부분 속에 형성된 6각 구동 피처를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 볼 조립체.And a hexagonal drive feature formed in a portion of the passageway opposite the threaded pillar of the clamp bushing. 제 36 항에 있어서,The method of claim 36, 상기 전도성 어댑터의 소구멍은, 상기 소구멍의 나사진 부분에 대향하는 상기 소구멍의 일부분 속에 형성된 6각 구동 피처를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 볼 조립체.The small hole of the conductive adapter further comprises a hexagonal drive feature formed in a portion of the small hole opposite the bare portion of the small hole. 제 34 항에 있어서,The method of claim 34, wherein 상기 하우징은, 상기 굴곡부의 원위 단부를 수용하기 위해 상기 하우징의 내벽에 형성된 환형 홈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 볼 조립체.And the housing further comprises an annular groove formed in the inner wall of the housing to receive the distal end of the bend. 제 34 항에 있어서,The method of claim 34, wherein 상기 굴곡부 중의 적어도 하나는, 관통하는 적어도 하나의 소구멍을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 볼 조립체.At least one of the bent portion further comprises at least one small hole therethrough. 제 32 항에 있어서,The method of claim 32, 상기 하우징은, 상기 제1 단부에 형성된 6각 구동 피처를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 볼 조립체.The housing further comprises a hexagonal drive feature formed at the first end. 제1 판;First edition; 상기 제1 판에 결합되는 제2 판;A second plate coupled to the first plate; 상기 제1 및 제2 판들을 통과하여 형성된 부분을 가지는 복수의 소구멍;A plurality of small holes having a portion formed through the first and second plates; 각기 상기 소구멍들의 각각에 배치되고, 일부분이 상기 제1 판의 외면을 통과하는 제1 위치와 상기 제1 판의 외면과 높이가 동일한 적어도 제2 위치 사이에서 이동할 수 있는 복수의 전도성 볼; 및A plurality of conductive balls, each of which is disposed in each of the small holes, the portion being movable between a first position through which a portion passes through an outer surface of the first plate and at least a second position that is flush with an outer surface of the first plate; And 상기 제2 판에 상기 전도성 볼을 전기적으로 결합시키는 복수의 전도성 부재를 포함하는 볼 조립체.And a plurality of conductive members for electrically coupling the conductive balls to the second plate. 제 41 항에 있어서,42. The method of claim 41 wherein 상기 제1 판은 유전성 재료로 제조되는 것을 특징으로 하는 볼 조립체.And said first plate is made of a dielectric material. 제 41 항에 있어서,42. The method of claim 41 wherein 상기 제2 판은 전도성 재료로 제조되는 것을 특징으로 하는 볼 조립체.And the second plate is made of a conductive material. 제 41 항에 있어서,42. The method of claim 41 wherein 상기 제1 판은, 각기 상기 소구멍들 각각으로 쉽게 연장하는 복수의 환형 안착부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 볼 조립체.The first plate further comprises a plurality of annular seating portions each extending easily into each of the small pores. 제 41 항에 있어서,42. The method of claim 41 wherein 상기 전도성 접촉 부재들 중의 적어도 하나는,At least one of the conductive contact members, 환형 베이스; 및Annular bases; And 상기 환형 베이스로부터 연장하여 상기 볼들중의 하나에 접촉하는 복수의 굴곡부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 볼 조립체.And a plurality of bends extending from the annular base to contact one of the balls. 제 45 항에 있어서,The method of claim 45, 상기 베이스를 상기 제2 판에 결합시키는 클램프 부싱을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 볼 조립체.And a clamp bushing for coupling the base to the second plate. 제 46 항에 있어서,The method of claim 46, 상기 클램핑 부싱은,The clamping bushing, 깔대기형 헤드; 및Funnel head; And 상기 깔대기형 헤드로부터 연장하고 상기 접촉 부재의 베이스를 통과하며, 상기 제2 판에 배치된 소구멍의 나사진 부분에 맞물리는 나사진 기둥을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 볼 조립체.And a threaded column extending from the funnel head and passing through the base of the contact member and engaging the threaded portion of the small hole disposed in the second plate. 제 46 항에 있어서,The method of claim 46, 상기 클램프 부싱은, 축방향으로 관통하는 통로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 볼 조립체.The clamp bushing further comprises a passage extending in the axial direction. 제 41 항에 있어서,42. The method of claim 41 wherein 상기 볼들 중에서 적어도 하나는, 연질 전도성 재료로 구성된 외면을 포함하는 것을 특징으로 하는 볼 조립체.Wherein at least one of the balls comprises an outer surface comprised of a soft conductive material. 제 41에 있어서,The method of claim 41, 상기 볼들 중에서 적어도 하나는 연질 탄성 코어를 포함하는 것을 특징으로 하는 볼 조립체.At least one of said balls comprises a soft elastic core. 제 50 항에 있어서,51. The method of claim 50 wherein 상기 코어는 탄성 유기질 폴리머, 에틸렌-프로필렌-디엔(EDPM), 폴리알켄, 폴리알킨, 폴리에스테르, 폴리아로매틱 알켄/알킨, 폴리이미드, 폴리카보네이트, 폴리우레탄, 유기질 폴리머, 실록산, 폴리실리콘 및 폴리실란으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 재료를 적어도 부분적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 볼 조립체.The core is an elastic organic polymer, ethylene-propylene-diene (EDPM), polyalkene, polyalkyne, polyester, polyaromatic alkene / alkyne, polyimide, polycarbonate, polyurethane, organic polymer, siloxane, polysilicon and poly A ball assembly comprising at least partially at least one material selected from the group consisting of silanes. 제 41 항에 있어서,42. The method of claim 41 wherein 상기 볼은 전도성 폴리머로 구성되는 것을 특징으로 하는 볼 조립체.Wherein said ball is comprised of a conductive polymer. 제 41 항에 있어서,42. The method of claim 41 wherein 상기 볼은 중공된 것을 특징으로 하는 볼 조립체.And said ball is hollow. 제 41 항에 있어서,42. The method of claim 41 wherein 상기 볼은 그 외부가 금과 구리 중에서 적어도 하나로 구성되는 것을 특징으로 하는 볼 조립체.The ball assembly, characterized in that the outside is composed of at least one of gold and copper. 제 41 항에 있어서,42. The method of claim 41 wherein 상기 제2 판이 결합되는 압반; 및A platen to which the second plate is coupled; And 상기 압반 상에 배치되고, 적어도 상기 제1 판이 내부에 배치되고 관통하는 통로를 포함하는 연마 재료를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 볼 조립체.And an abrasive material disposed on said platen and including a passageway through which at least said first plate is disposed. 기판을 전기화학적으로 처리하기 위한 시스템에 있어서,A system for electrochemically treating a substrate, 압반;platen; 연마 재료;Abrasive materials; 상기 연마 재료에 결합되고 상기 압반 상에 배치되는 전극;An electrode coupled to the abrasive material and disposed on the platen; 상기 압반에 결합되고 상기 연마 재료를 통과하는 볼 조립체; 및A ball assembly coupled to the platen and passing through the abrasive material; And 제1 단자가 상기 전극에 결합되고, 제2 단자가 상기 볼 조립체에 결합되는 전원을 포함하는 시스템.A power source coupled to the first terminal and coupled to the ball assembly. 제 56 항에 있어서,The method of claim 56, wherein 내부 통로를 포함하는 하우징;A housing including an inner passage; 상기 하우징의 제1 단부에서 상기 내부 통로 속으로 연장하는 환형 안착부,An annular seat extending into the inner passageway at the first end of the housing, 상기 하우징 속에 배치되고, 상기 안착부에 의해 상기 하우징을 빠져 나가는 것이 방지되는 볼;A ball disposed in the housing, the ball being prevented from exiting the housing by the seating portion; 상기 하우징의 제2 단부에 결합되는 제1 단부와, 상기 압반을 통해 상기 전원에 결합되는 제2 단부를 포함하는 전도성 어댑터; 및A conductive adapter including a first end coupled to the second end of the housing and a second end coupled to the power source through the platen; And 상기 어댑터와 상기 볼을 전기적으로 결합시키는 접촉 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.And a contact member for electrically coupling the adapter and the ball. 제 56 항에 있어서,The method of claim 56, wherein 제1 판;First edition; 상기 제1 판, 상기 전원 및 상기 압반에 결합되는 제2 판;A second plate coupled to the first plate, the power source and the platen; 상기 제1 및 제2 판들을 통과하여 형성된 부분을 가지는 복수의 소구멍;A plurality of small holes having a portion formed through the first and second plates; 각기 상기 소구멍들의 각각에 배치되고, 일부분이 상기 제1 판의 외면을 통과하는 제1 위치와 상기 제1 판의 외면과 높이가 동일한 적어도 제2 위치 사이에서 이동할 수 있는 복수의 전도성 볼; 및A plurality of conductive balls, each of which is disposed in each of the small holes, the portion being movable between a first position through which a portion passes through an outer surface of the first plate and at least a second position that is flush with an outer surface of the first plate; And 상기 제2 판에 상기 전도성 볼을 전기적으로 결합시키는 복수의 전도성 부재 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.And a plurality of conductive members for electrically coupling the conductive balls to the second plate.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140092118A (en) * 2013-01-15 2014-07-23 주식회사 엘지실트론 Mounting unit

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103912779B (en) * 2012-12-28 2016-12-28 财团法人金属工业研究发展中心 Lubricating fluid supplementing structure and vibrating device
US20140199840A1 (en) 2013-01-11 2014-07-17 Applied Materials, Inc. Chemical mechanical polishing apparatus and methods
CN104894634A (en) * 2014-03-03 2015-09-09 盛美半导体设备(上海)有限公司 Novel electrochemical polishing device
CN109082084B (en) * 2018-07-04 2021-06-29 温州大学 Polymer film with nano-pore and preparation method thereof
CN112059895B (en) * 2020-07-27 2024-06-18 浙江工业大学 Bearing roller ELID grinding method based on active control of oxide film state
CN114193241B (en) * 2021-12-22 2023-08-04 景德镇明兴航空锻压有限公司 Aeroengine blade grinding and polishing device and application method

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000042900A (en) * 1998-07-23 2000-02-15 Toshiba Mach Co Ltd Cmp polishing device
US6497800B1 (en) * 2000-03-17 2002-12-24 Nutool Inc. Device providing electrical contact to the surface of a semiconductor workpiece during metal plating
JP3877128B2 (en) * 2000-06-26 2007-02-07 東邦エンジニアリング株式会社 Fine groove processing machine for pads for semiconductor CMP processing
JP3497492B2 (en) * 2001-11-02 2004-02-16 東邦エンジニアリング株式会社 Hard foam resin grooved pad for semiconductor device processing and pad turning groove processing tool

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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