(57)【要約】マイクロエレクトロニック基体から導電性材料を電気化学的に、及び／または電気化学・機械的に除去するための方法及び装置。装置は、マイクロエレクトロニック基体を取り外し可能に担持するように構成されている支持部材と、互いに離間し且つマイクロエレクトロニック基体から離間している第１及び第２の電極とを含む。電極と支持部材との間に位置決めされる研磨媒体は、マイクロエレクトロニック基体と接触するように位置決めされる研磨表面を有している。第１及び第２の電極の少なくとも一部分は、研磨表面から凹んでいることができる。電解液のような液体を、例えば電極及び／または研磨媒体内の流路を通して凹み内へ供給することができる。可変電気信号を、電解質を通して少なくとも一方の電極と、マイクロエレクトロニック基体とに供給して基体から材料を除去させる。
2005537647.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロエレクトロニック基体から材料を除去するための装置であって、
前記マイクロエレクトロニック基体を取り外し可能に担持するように構成されている支持部材と、
前記マイクロエレクトロニック基体が前記支持部材によって担持された時に、前記マイクロエレクトロニック基体から離間する第１の電極と、
前記マイクロエレクトロニック基体が前記支持部材によって担持された時に、前記マイクロエレクトロニック基体から離間する第２の電極と、
を備え、
前記第２の電極は前記第１の電極から離間しており、前記電極の少なくとも一方は変化する電気信号の源に結合可能であり、
少なくとも一部分が前記電極と前記支持部材との間に位置決めされる研磨媒体を更に備え、
前記研磨媒体は前記マイクロエレクトロニック基体が前記支持部材によって担持された時に、前記マイクロエレクトロニック基体と接触するように位置決めされる研磨表面を有し、前記第１及び第２の電極の少なくとも一部分は研磨表面から凹んでいる、
ことを特徴とする装置。
【請求項２】
前記研磨媒体は、研磨パッド材料を含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記研磨媒体は液体の源に結合可能な複数の流路を含み、前記各流路は前記研磨表面の少なくとも直近に開口を有し、前記開口は前記研磨表面の少なくとも直近に前記液体を分配するように位置決めされていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記第１及び第２の電極は、前記支持部材と対面していることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記第１の電極、前記第２の電極、及び前記第１及び第２の電極の間の研磨媒体の一部分は、平行な軸に沿って伸びていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記第１の電極、前記第２の電極、及び前記第１及び第２の電極の間の研磨媒体の一部分は、全体に直線状の平行な軸に沿って伸びていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記研磨媒体は、ポリウレタン材料を含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記第１及び第２の電極は、前記研磨表面から約0.1ミリメートル乃至約10ミリメートルだけ凹んでいることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記マイクロエレクトロニック基体はある直径を有し、前記第１及び第２の各電極は前記直径より大きい長さを有していることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記第１の電極はある長さと、前記長さより小さく全体的に前記長さを横切る第１の幅とを有し、前記研磨媒体は前記第１の幅より小さい第２の幅を有していることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
前記第１の電極は液体の源に結合可能な複数の流路を有し、前記各流路は前記研磨媒体の直近に開口を有し、前記開口は前記研磨表面に接して前記液体を分配するように位置決めされていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
前記研磨媒体は液体の源に結合可能な複数の流路を有し、前記各流路は前記研磨表面の直近に開口を有し、更に、前記研磨媒体は前記各開口の直近に凹みを含み、前記凹みは前記研磨表面からオフセットされていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
マイクロエレクトロニック基体から材料を除去するための装置であって、
前記マイクロエレクトロニック基体を取り外し可能に担持するように構成されている支持部材と、
前記マイクロエレクトロニック基体が前記支持部材によって担持された時に、前記マイクロエレクトロニック基体から離間する第１の電極と、
前記マイクロエレクトロニック基体が前記支持部材によって担持された時に、前記マイクロエレクトロニック基体から離間する第２の電極と、を備え、
前記第２の電極は前記第１の電極から離間しており、前記電極の少なくとも一方は変化する電気信号の源に結合可能であり、
少なくとも一部分が前記電極と前記支持部材との間に位置決めされている研磨媒体を更に備え、
前記研磨媒体は前記マイクロエレクトロニック基体が前記支持部材によって担持された時に、前記マイクロエレクトロニック基体と接触するように位置決めされる研磨表面を有し、前記研磨媒体は前記第１及び第２の電極と位置合わせされている少なくとも１つの開口を有し、前記開口は前記マイクロエレクトロニック基体が前記支持部材によって担持された時に、前記電極と前記マイクロエレクトロニック基体との間を通電可能にするように位置決めされることを特徴とする装置。
【請求項１４】
電気第１及び第２の電極は、前記支持部材と直接対面していることを特徴とする請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記第１及び第２の電極は前記支持部材と直接対面しており、誘電性材料が前記第１及び第２の電極と前記支持部材との間に配置されていることを特徴とする請求項１３に記載の装置。
【請求項１６】
前記開口は、全体的に長円形の形状を有していることを特徴とする請求項１３に記載の装置。
【請求項１７】
前記研磨媒体は液体の源に結合可能な複数の流路を含み、前記各流路は前記研磨表面の少なくとも直近に開口を有し、前記開口は前記研磨表面の少なくとも直近に前記液体を分配するように位置決めされていることを特徴とする請求項１３に記載の装置。
【請求項１８】
前記研磨媒体は液体の源に結合可能な複数の流路を有し、前記各流路は前記研磨表面の直近に開口を有し、更に、前記研磨媒体の開口部は前記開口と位置合わせされていることを特徴とする請求項１３に記載の装置。
【請求項１９】
前記第１の電極、前記第２の電極、及び前記研磨媒体は、平行な軸に沿って伸びていることを特徴とする請求項１３に記載の装置。
【請求項２０】
前記第１及び第２の電極は、前記研磨表面から凹んでいることを特徴とする請求項１３に記載の装置。
【請求項２１】
前記第１の電極は液体の源に結合可能な複数の流路を有し、前記各流路は前記研磨媒体の直近に開口を有し、前記開口は前記研磨表面の直近に前記液体を分配するように位置決めされていることを特徴とする請求項１３に記載の装置。
【請求項２２】
前記第１の電極は液体の源に結合可能な複数の流路を有し、前記各流路は前記研磨媒体の直近に開口を有し、前記開口は前記研磨表面の直近に前記液体を分配するように前記研磨パッド内の開口部と位置合わされていることを特徴とする請求項１３に記載の装置。
【請求項２３】
マイクロエレクトロニック基体を処理するための装置であって、
前記マイクロエレクトロニック基体を取り外し可能に担持するように構成されている支持部材と、
前記マイクロエレクトロニック基体が前記支持部材によって担持された時に、前記マイクロエレクトロニック基体から離間する第１の電極と、
前記マイクロエレクトロニック基体が前記支持部材によって担持された時に、前記マイクロエレクトロニック基体から離間する第２の電極と、を備え、
前記第２の電極は前記第１の電極から離間しており、前記電極の少なくとも一方は変化する電気信号の源に結合可能であり、前記第１及び第２の電極は液体の源に結合可能な流路を有し、前記流路は開口を有しており、
少なくとも一部分が前記電極と前記支持部材との間に位置決めされている研磨媒体を更に備え、
前記研磨媒体は前記マイクロエレクトロニック基体が前記支持部材によって担持された時に、前記マイクロエレクトロニック基体と接触するように位置決めされる研磨表面を有し、前記研磨媒体は前記流路の開口の少なくとも直近に位置決めされる、
ことを特徴とする装置。
【請求項２４】
前記流路は第１の流路であり、前記液体の源は第１の液体の第１の源であり、そして前記開口は第１の開口であり、更に、前記研磨媒体は前記液体の第１の源及び／または液体の第２の源に結合可能な複数の第２の流路を含み、前記各第２の流路は前記研磨表面の少なくとも直近に第２の開口を有し、前記第２の開口は前記研磨表面の少なくとも直近に前記第１及び／または第２の液体を分配するように位置決めされていることを特徴とする請求項２３に記載の装置。
【請求項２５】
前記第１の電極、前記第２の電極、及び前記研磨媒体は、平行な軸に沿って伸びていることを特徴とする請求項２３に記載の装置。
【請求項２６】
前記研磨媒体は、ポリウレタン材料を含むことを特徴とする請求項２３に記載の装置。
【請求項２７】
前記第１及び第２の電極は、前記研磨表面から凹んでいることを特徴とする請求項２３に記載の装置。
【請求項２８】
マイクロエレクトロニック基体から材料を除去するための装置であって、
前記マイクロエレクトロニック基体を取り外し可能に担持するように構成されている支持部材と、
前記マイクロエレクトロニック基体が前記支持部材によって担持された時に、前記マイクロエレクトロニック基体から離間する第１の電極と、
前記マイクロエレクトロニック基体が前記支持部材によって担持された時に、前記マイクロエレクトロニック基体から離間する第２の電極と、を備え、
前記第２の電極は前記第１の電極から離間しており、前記電極の少なくとも一方は変化する電気信号の源に結合可能であり、前記第１及び第２の各電極は第１の部分、第２の部分、及び前記第１及び第２の部分の間の角度付き部分を有し、前記第１及び第２の部分はそれらの間に含まれるある角度を限定し、前記含まれる角度は180°またはそれ以下の値を有しており、
少なくとも一部分が前記電極と前記支持部材との間に位置決めされている研磨媒体を更に備え、
前記研磨媒体は、前記マイクロエレクトロニック基体が前記支持部材によって担持された時に、前記マイクロエレクトロニック基体と接触するように位置決めされる研磨表面を有することを特徴とする装置。
【請求項２９】
前記第１及び第２の電極の少なくとも一部分は、前記研磨表面から凹んでいることを特徴とする請求項２８に記載の装置。
【請求項３０】
前記第１及び第２の各電極は、山形形状を有していることを特徴とする請求項２８に記載の装置。
【請求項３１】
前記第１及び第２の電極は第１の対の山形形状電極を形成し、前記装置は更に、互いに隣接し合って矩形の場を限定するように配列されている第２、第３、及び第４の対の山形形状電極を含むことを特徴とする請求項２８に記載の装置。
【請求項３２】
マイクロエレクトロニック基体から材料を除去するための方法であって、
前記マイクロエレクトロニック基体を第１の電極の直近に且つ前記第１の電極から離間させて位置決めするステップを含み、
前記第１の電極は第１の軸に沿って伸びており、
前記マイクロエレクトロニック基体を第２の電極の直近に且つ前記第２の電極から離間させて位置決めするステップを更に含み、
前記第２の電極は前記第１の電極から離間し且つ第２の軸に沿って伸びており、
前記マイクロエレクトロニック基体を前記第１及び第２の電極に対して前記第１及び第２の軸の少なくとも一方を横切る方向に運動させながら、前記第１及び第２の電極及び前記マイクロエレクトロニック基体を通して可変電気信号を印加するステップを更に含む、
ことを特徴とする方法。
【請求項３３】
前記マイクロエレクトロニック基体を研磨媒体と係合させながら、前記第１及び第２の電極及び前記マイクロエレクトロニック基体を通して可変電気信号を印加するステップを更に含むことを特徴とする請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
前記マイクロエレクトロニック基体を研磨媒体と係合させながら、前記第１及び第２の電極及び前記マイクロエレクトロニック基体を通して可変電気信号を印加するステップと、
前記マイクロエレクトロニック基体と前記研磨媒体との間の界面において、前記マイクロエレクトロニック基体から材料を除去するステップと、
を更に含むことを特徴とする請求項３２に記載の方法。
【請求項３５】
前記マイクロエレクトロニック基体を研磨媒体の研磨表面と係合させながら、前記第１及び第２の電極及び前記マイクロエレクトロニック基体を通して可変電気信号を印加するステップを更に含み、
前記マイクロエレクトロニック基体を前記第１の電極の直近に位置決めするステップは、前記マイクロエレクトロニック基体を前記研磨表面から凹んでいる第１の電極の直近に位置決めするステップを含むことを特徴とする請求項３２に記載の方法。
【請求項３６】
前記マイクロエレクトロニック基体を前記第１の電極の直近に位置決めするステップは、前記マイクロエレクトロニック基体を第１の山形形状電極の直近に位置決めするステップを含み、
前記マイクロエレクトロニック基体を前記第２の電極の直近に位置決めするステップは、前記マイクロエレクトロニック基体を第２の山形形状電極の直近に位置決めするステップを含むことを特徴とする請求項３２に記載の方法。
【請求項３７】
マイクロエレクトロニック基体から材料を除去するための方法であって、
前記マイクロエレクトロニック基体を研磨媒体の研磨表面に接触させるステップと、
前記マイクロエレクトロニック基体を第１の電極の直近に且つ前記第１の電極から離間させて位置決めするステップとを含み、
前記第１の電極は前記研磨表面から凹んでおり、
前記マイクロエレクトロニック基体を第２の電極の直近に且つ前記第２の電極から離間させて位置決めするステップを更に含み、
前記第２の電極は前記第１の導電性電極から離間し且つ前記研磨表面から凹んでおり、
前記マイクロエレクトロニック基体を前記第１及び第２の電極に対して運動させながら、前記第１及び第２の電極及び前記マイクロエレクトロニック基体を通して可変電気信号を印加するステップを更に含むことを特徴とする方法。
【請求項３８】
前記マイクロエレクトロニック基体と前記研磨表面との間の界面において、前記マイクロエレクトロニック基体から材料を除去するステップを更に含むことを特徴とする請求項３７に記載の方法。
【請求項３９】
前記研磨媒体は研磨パッド材料を含み、前記方法は更に、前記研磨パッド材料と前記マイクロエレクトロニック基体との間に研磨液を配置するステップを含むことを特徴とする請求項３７に記載の方法。
【請求項４０】
前記第１及び第２の電極はある軸に沿って伸びており、前記マイクロエレクトロニック基体を運動させるステップは、前記マイクロエレクトロニック基体を前記軸を横切る方向に運動させるステップを含むことを特徴とする請求項３７に記載の方法。
【請求項４１】
前記第１及び第２の電極の少なくとも一方は研磨液の源に結合されている流路を含み、前記方法は更に、前記流路を通して、及び前記研磨媒体と前記マイクロエレクトロニック基体との間の界面の少なくとも直近に前記研磨液を導くステップを含むことを特徴とする請求項３７に記載の方法。
【請求項４２】
前記研磨媒体は研磨液の源に結合されている流路を含み、前記方法は更に、前記流路を通して、及び前記研磨媒体と前記マイクロエレクトロニック基体との間の界面の少なくとも直近に前記研磨液を導くステップを含むことを特徴とする請求項３７に記載の方法。
【請求項４３】
マイクロエレクトロニック基体を処理するための方法であって、
前記マイクロエレクトロニック基体を研磨媒体の研磨表面に接触させるステップと、
前記マイクロエレクトロニック基体を第１の電極及び前記第１の電極から離間している第２の電極の直近に且つ前記電極から離間させて位置決めするステップと、
液体の流れを、前記研磨媒体内の通路を通して前記研磨表面と前記マイクロエレクトロニック基体との間の界面の少なくとも直近の領域に導くステップと、
前記マイクロエレクトロニック基体を前記研磨表面及び前記第１及び第２の電極に対して運動させながら、前記両電極及び前記マイクロエレクトロニック基体を通して可変電気信号を印加して前記マイクロエレクトロニック基体から材料を除去するステップと、を含むことを特徴とする方法。
【請求項４４】
前記第１及び第２の電極はある軸に沿って伸びており、前記マイクロエレクトロニック基体を運動させるステップは、前記マイクロエレクトロニック基体を前記軸を横切る方向に運動させるステップを含むことを特徴とする請求項４３に記載の方法。
【請求項４５】
前記通路は第１の通路であり、前記液体は第１の液体であり、前記方法は更に、前記第１の液体及び／または第２の液体を、前記第１及び第２の電極の少なくとも一方内の第２の流路を通して導くステップを含むことを特徴とする請求項４３に記載の方法。
【請求項４６】
前記液体の流れを導くステップは、電解液の流れを導くステップを含むことを特徴とする請求項４３に記載の方法。
【請求項４７】
前記液体の流れを導くステップは、液体の流れを前記研磨表面から凹んでいる開口へ導くステップを含むことを特徴とする請求項４３に記載の方法。
【請求項４８】
前記液体の流れを導くステップは、液体の流れを前記第１及び第２の電極の少なくとも一方と前記マイクロエレクトロニック基体との間の開口部内へ導くステップを含むことを特徴とする請求項４３に記載の方法。
【請求項４９】
マイクロエレクトロニック基体から材料を除去するための方法であって、
前記マイクロエレクトロニック基体を研磨媒体の研磨表面に接触させるステップと、
前記マイクロエレクトロニック基体を第１の電極及び前記第１の導電性電極から離間している第２の電極の直近に位置決めするステップと、
液体の流れを、前記電極の少なくとも一方内の通路を通して前記研磨表面と前記マイクロエレクトロニック基体との間の界面の少なくとも直近の領域に導くステップと、
前記マイクロエレクトロニック基体を前記研磨表面及び前記第１及び第２の電極に対して運動させながら、前記両電極及び前記マイクロエレクトロニック基体を通して可変電気信号を印加して前記マイクロエレクトロニック基体から材料を除去するステップと、を含むことを特徴とする方法。
【請求項５０】
前記第１及び第２の電極はある軸に沿って伸びており、前記マイクロエレクトロニック基体を運動させるステップは、前記マイクロエレクトロニック基体を前記軸を横切る方向に運動させるステップを含むことを特徴とする請求項４９に記載の方法。
【請求項５１】
前記通路は第１の通路であり、前記液体は第１の液体であり、前記方法は更に、前記第１の液体及び／または第２の液体を前記研磨媒体内の第２の流路を通して導くステップを含むことを特徴とする請求項４９に記載の方法。
【請求項５２】
前記液体の流れを導くステップは、電解液の流れを導くステップを含むことを特徴とする請求項４９に記載の方法。
【請求項５３】
前記液体の流れを導くステップは、液体の流れを前記研磨表面から凹んでいる開口へ導くステップを含むことを特徴とする請求項４９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロエレクトロニック基体（サブストレート）から導電性材料を電気機械的に、及び／または電気化学・機械的に除去する方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
マイクロエレクトロニック基体及び基体アセンブリは、典型的に、導電ラインにリンクされているメモリセルのようなフィーチャを有する半導体材料を含む。導電ラインは、先ず半導体材料内にトレンチまたは他の凹みを形成させ、次にこれらのトレンチ内に導電性材料（金属のような）を充填することによって形成させることができる。次いで、その半導体材料内の１つのフィーチャから別のフィーチャまで伸びる導電ラインを残すように導電性材料を選択的に除去する。
【０００３】
金属層を半導体基体上に堆積させるために、及び金属層を半導体基体から除去するために電解技術が使用されてきた。例えば、導電層に中間電解質を介して交流電流を印加し、その層の複数部分を除去することができる。図１に示す一配列においては、従来の装置６０は電流源２１に結合されている第１の電極２０ａ及び第２の電極２０ｂを含んでいる。第１の電極２０ａは半導体基体１０の金属層１１に直接取付けられており、第２の電極２０ｂは金属層１１の表面上に配置されている液体電解質３１内に少なくとも部分的に浸漬されている（第２の電極が電解質３１と接触するまで第２の電極を下方に運動させる）。バリヤー２２は、第１の電極２０ａが電解質と直接接触することを防ぐ。導電層１１から導電性材料を除去するために、電流源２１が電極２０ａ及び２０ｂを介して基体１０と電解質３１とに交流電流を印加する。交流電流信号は、ベル研究所から刊行されているFrankenthalらの論文“シリコン集積回路上のチタン・白金・金金属化物内の白金の電気エッチング”に記述されているように種々の波形を有することができる。
【０００４】
図１に示す配列に伴う１つの欠陥は、第１の電極２０ａが取付けられている領域においては、バリヤー２２が電解質３１と基体１０との接触を妨げているために、導電層１１から材料を除去することが不可能になり得ることである。あるいは、もしこの領域において第１の電極２０ａが電解質と接触すれば、電解プロセスが第１の電極２０ａを劣化させる恐れがある。更に別の欠陥は、電解プロセスが、基体１０から材料を均一に除去できないことである。例えば、導電増１１内に、第１の電極２０ａに直接的に電気接続されていない残留導電性材料の“島”が形成され得る。この残留導電性材料は、導電ラインの形成及び／または動作に干渉する可能性があり、第１の電極２０ａをこれらの“島”に結合するように再位置決めしない限り、電解プロセスを用いて除去することは困難または不可能であり得る。
【０００５】
上述した欠陥の若干に対処するための１つのアプローチは、複数の第１の電極２０ａを基体１０の周縁に取付けて導電性材料除去の均一性を高めることである。しかしながら、第１の電極２０ａを追加したとしても導電性材料の島は残留し得る。別のアプローチは、電極２０ａ及び２０ｂを炭素のような不活性材料で形成し、バリヤー２２を取り除いて電解質３１と接触する導電層１１の面積を増加させることである。しかしながら、これらの不活性電極は、導電性材料を除去する際の反応性電極としては効果的ではなく、また不活性電極は基体１０上に残留導電性材料を残し得る。
【０００６】
図２は、上述した欠陥の若干に対処する更に別のアプローチを示しており、２つの基体１０が電解質３１を容れた容器３０内に部分的に浸漬されている。第１の電極２０ａは一方の基体１０に取付けられ、第２の電極２０ｂは他方の基体１０に取付けられている。このアプローチの長所は、電極２０ａ及び２０ｂが電解質と接触しないことである。しかしながら、電解プロセスが完了した後になっても導電性材料の島が残る恐れがあり、電極２０ａ及び２０ｂが基体１０に取付けられている点から導電性材料を除去することは困難であり得る。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、マイクロエレクトロニック基体から導電性材料を電気機械的に、及び／または電気化学・機械的に除去する方法及び装置に関する。本発明の一面による装置は、マイクロエレクトロニック基体を取り外し可能に担持するように構成されている支持部材を含む。第１及び第２の電極は、マイクロエレクトロニック基体が支持部材によって担持された時に互いに、及びマイクロエレクトロニック基体から離間するように位置決めされる。少なくとも一方の電極は、変化する電気信号の源に結合可能である。少なくとも一部分が電極と支持部材との間に位置決めされている研磨媒体は、マイクロエレクトロニック基体が支持部材によって担持された時にマイクロエレクトロニック基体と接触するように位置決めされる研磨表面を含んでいる。第１及び第２の電極の少なくとも一部分は、研磨表面から凹んでいる。
【０００８】
本発明の別の面においては、装置は、研磨表面とマイクロエレクトロニック基体との間の界面の少なくとも直近に、電解液のような液体を供給するための流路を含むことができる。例えばこれらの流路は、研磨媒体内に、及び／または第１及び第２の電極の少なくとも一方内に位置決めすることができる。本発明の更に別の面においては、流路は、研磨媒体の研磨表面から凹んでいる開口を含むことができる。
【０００９】
マイクロエレクトロニック基体から材料を除去するための本発明の更に別の面による方法は、マイクロエレクトロニック基体を第１及び第２の電極の直近に且つ両電極から離間させて位置決めするステップを含み、第１及び第２の電極はそれぞれ第１及び第２の軸に沿って伸びている。本方法は更に、第１及び第２の電極及びマイクロエレクトロニック基体を通して可変電気信号を通過させながら、マイクロエレクトロニック基体を第１及び第２の電極に対して第１及び第２の軸の少なくとも一方を横切る方向に運動させるステップを含むことができる。
【００１０】
本発明の更に別の面による方法は、マイクロエレクトロニック基体を研磨媒体の研磨表面と接触させるステップと、マイクロエレクトロニック基体を第１及び第２の電極の直近に且つ両電極から離間させて位置決めするステップとを含み、第１及び第２の電極は互いに離間し且つ研磨表面から凹んでいる。本方法は更に、上記電極及びマイクロエレクトロニック基体を通して可変電気信号を通過させながら、マイクロエレクトロニック基体を第１及び第２の電極に対して運動させるステップを含むことができる。本発明のさらなる面においては、研磨表面とマイクロエレクトロニック基体との間の界面の少なくとも直近の領域内に、第１の電極、第２の電極及び／または研磨媒体を通して電解液のような液体を導入させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に、マイクロエレクトロニックデバイスの製造に使用されるマイクロエレクトロニック基体及び／または基体アセンブリから、導電性材料を除去する方法及び装置を開示する。本発明の若干の実施の形態の多くの特定の詳細を、これらの実施の形態を完全に理解できるように図３−１８を参照して説明する。しかしながら、当業者ならば、本発明が付加的な実施の形態を有し得ること、及び以下に詳述する細部の幾つかを用いることなく本発明を実現できることは理解されよう。
【００１２】
図３は、マイクロエレクトロニック基体または基体アセンブリ１１０から導電性材料を除去するための本発明による装置１６０の概要を示す部分側断面図である。この実施の形態の一面においては、装置１６０は、液体またはゲル状であることができる電解質１３１を容れた容器１３０を含む。支持部材１４０は、マイクロエレクトロニック基体１１０の導電層１１１を電解質１３１に接触させるように容器１３０に対して基体を支持する。導電層１１１は、白金、タングステン、タンタル、金、銅のような金属、または他の導電性材料を含むことができる。この実施の形態の別の面においては、支持部材１４０は、支持部材１４０及び基体１１０を容器１３０に対して運動させる基体駆動ユニット１４１に結合されている。例えば、基体駆動ユニット１４１は、支持部材１４０を並進運動（矢印“Ａ”によって示す）及び／または支持部材１４０を回転運動（矢印“Ｂ”によって示す）させることができる。
【００１３】
装置１６０は更に、支持部材１２４によってマイクロエレクトロニック基体１１０に対して支持されている第１の電極１２０ａ及び第２の電極１２０ｂ（以下、まとめて電極１２０という）を含むことができる。この実施の形態の一面においては、支持アーム１２４は、電極１２０をマイクロエレクトロニック基体１１０に対して運動させるように、電極駆動ユニット１２３に結合されている。例えば、電極駆動ユニット１２３は、電極をマイクロエレクトロニック基体１１０の導電層１１１に向かって、及び該層から遠去けるように（矢印“Ｃ”によって示す）、及び／または導電層１１１にほぼ平行な面内を横方向に（矢印“Ｄ”によって示す）運動させることができる。代替として、電極駆動ユニット１２３は電極を他の手法で運動させることができ、また基体駆動ユニット１４１が基体１１０と電極１２０との間に十分な相対運動を与える場合には、電極駆動ユニット１２３を省くこともできる。
【００１４】
図３に基づいて上述した何れの実施の形態においても、電極１２０はリード１２８を通して電流源１２１に結合され、電流を電解質１３１及び導電層１１１へ供給する。動作中電流源１２１は交流電流（単相または多相）を電極１２０へ供給する。電流は電解質１３１を通過し、導電層１１１と電気化学的に反応して導電層１１１から材料（例えば、原子または原子のグループ）を除去する。電極１２０及び／または基体１１０は互いに他方に対して運動して導電層１１１の選択された部分から、または全導電層１１１から材料を除去することができる。
【００１５】
図３に示す装置１６０の実施の形態の一面においては、電極１２０と導電層１１１との間の距離Ｄ1は、第１の電極１２０ａと第２の電極１２０ｂとの間の距離Ｄ2よりも小さく設定されている。更に、電解質１３１は一般的に、導電層１１１より高い抵抗を有している。従って、交流電流は第１の電極１２０ａから、電解質１３１を通って導電層１１１へ達し、再び電解質１３１を通って第２の電極へ達する最小抵抗の流路を辿る（第１の電極１２０ａから電解質１３１を通って直接第２の電極１２０ｂに到達するのではない）。代替として、低誘電性材料（図示してない）を第１の電極１２０ａと第２の電極１２０ｂとの間に位置決めし、電極１２０間の直接的な電気導通（導電層１１１を通過しない）を遮断することができる。
【００１６】
図３に示す装置１６０の実施の形態の１つの特色は、電極１２０が基体１１０の導電層１１１に接触しないことである。この配列の長所は、図１及び２を参照して上述した電極１２０と導電層１１１との間の直接的な電気接続に起因する残留導電性材料を排除できることである。例えば、装置１６０は、電極１２０が導電層１１１に接触しないので、電極と導電層との間の接触領域に接する残留導電性材料を排除することができる。
【００１７】
図３を参照して上述した装置１６０の実施の形態の別の特色は、基体１１０及び／または電極１２０を他方に対して運動させ、導電層１１１に接する如何なる点にも電極１２０を位置決めできることである。この配列の長所は、全導電層１１１から材料を除去するために、導電層の全ての部分に接して電極１２０を順次に位置決めできることである。代替として、導電層１１１の選択された部分だけを除去することを望む場合には、電極１２０をそれらの選択された部分へ運動させ、残余の導電層１１１の部分を無傷のまま残すことができる。
【００１８】
図４は、本発明の別の実施の形態による装置２６０の概要を示す部分側断面図であって、基体１１０を支持するように位置決めされている支持部材２４０を含んでいる。この実施の形態の一面においては、支持部材２４０は、導電層１１１を上に向けて基体１１０を支持する。基体駆動ユニット２４１は、図３を参照して説明したように、支持部材２４０及び基体１１０を運動させることができる。第１及び第２の電極２２０ａ及び２２０ｂは導電層１１１の上に位置決めされ、電流源２２１に結合されている。支持部材２２４は、電極２２０を基体１１０に対して支持し、電極駆動ユニット２２３に結合されている。電極駆動ユニット２２３は、図３を参照して説明した手法と類似の手法で電極２２０を支持導電層１１１の表面上で運動させる。
【００１９】
図４に示す実施の形態の一面においては、装置２６０は更に、電極２２０の直近に位置決めされている開口２３８を有する供給導管２３７を有する電解質容器２３０を含む。従って、電解質２３１は、全導電層１１１をカバーすることを必要とせずに、電極２２０と導電層１１１との間の界面領域２３９内に局部的に導入することができる。電解質２３１及び導電層１１１から除去された導電性材料は、基体１１０上を流れて電解質容器２３２内に集められる。電解質２３１及び導電性材料の混合物は、殆どの導電性材料を電解質２３１から除去する再生器（リクレーマー）２３３へ流れることができる。再生器２３３の下流に位置決めされているフィルタ２３４は電解質２３１を付加的に濾過し、ポンプ２３５は再生された電解質２３１を戻しライン２３６を介して電解質容器２３０へ戻す。
【００２０】
図４に示す実施の形態の別の面においては、装置２６０は、導電層１１１の直近に位置決めされたセンサ２５１を有するセンサアセンブリ２５０と、センサ２５１に結合されていてセンサ２５１が生成した信号を処理するセンサ制御ユニット２５２を含むことができる。制御ユニット２５２は、センサ２５１を基体１１０に対して運動させることもできる。この実施の形態のさらなる面においては、フィードバック回路２５３を介してセンサアセンブリ２５０を電極駆動ユニット２２３及び／または基体駆動ユニット２４１に結合することができる。従って、センサ２５１は、導電層１１１のどの領域の材料を付加的に除去する必要があるかを決定することができ、また電極２２０をこれらの領域上に位置決めするために電極２２０及び／または基体１１０を互いに他方に対して運動させることができる。代替として（例えば、除去プロセスを何回も繰り返す必要がある場合）、電極２２０及び／または基体１１０を、予め決定されている運動スケジュールに従って互いに他方に対して運動させることができる。
【００２１】
センサ２５１及びセンサ制御ユニット２５２は、複数の如何なる適当な構成をも有することができる。例えば、一実施の形態においては、センサ２５１は、導電性材料が除去される時に基体１１０から反射する光の強度、波長、または位相シフトの変化を検出することによって導電層１１１の除去を検出する１つの光センサであることができる。代替として、センサ２５１は、例えばＸ線放射のような他の波長を有する放射を放出し、検出することができる。更に別の実施の形態においては、センサ２５１は、２つの選択された点の間の導電層１１１の抵抗または容量の変化を測定することができる。この実施の形態のさらなる面においては、電極２２０の一方または両方にセンサ２５１の機能（並びに、上述した材料除去機能）を遂行させることができ、分離したセンサ２５１の必要性を排除する。更に別の実施の形態においては、センサ２５１は、導電層１１１の除去に伴う電流源２２１から引き出される電圧及び／または電流の変化を検出することができる。
【００２２】
図４を参照して上述した実施の形態の何れにおいても、電解質２３１が電極２２０と導電層１１１との間の界面領域２３９内に集中しているので、センサ２５１を電解質２３１から離間させて位置決めすることができる。従って、電解質２３１がセンサ２５１の動作を妨害する可能性は低いので、センサが電解プロセスの進行を決定する精度を改善することができる。例えば、センサ２５１が光センサである場合にはセンサ２５１は界面領域２３９から離れて位置決めされるので、電解質２３１が基体１１０の表面から反射された放射を歪ませる可能性は低い。
【００２３】
図４を参照して説明した装置２６０の一実施の形態の別の特色は、界面領域２３９へ供給される電解質２３１が、再生された電解質または新鮮な電解質の何れかを用いて絶えず補充されることである。この特色の長所は、電極２２０と導電層１１１との間の電気化学反応を高い且つ不変のレベルに維持できることである。
【００２４】
図５は、交流電流を第１の電解質３３１ａ及び第２の電解質３３１ｂを通して基体１１０へ導く装置３６０の概要を示す部分側断面図である。この実施の形態の一面においては、第１の電解質３３１ａは２つの第１の電解質容器３３０ａ内に導入され、第２の電解質３３１ｂは第２の電解質容器３３０ｂ内に導入される。第１の電解質容器３３０ａは、第２の電解質３３１ｂ内に部分的に浸漬されている。装置３６０は更に、第１の電極３２０ａ及び第２の電極３２０ｂとして示されている電極３２０を含むことができ、各電極は電流源３２１に結合され、また各電極は第１の電解質容器３３０ａの一方内に収容されている。代替として、電極３２０の一方は接地することができる。電極３２０は、銀、白金、銅、及び／または他の材料を含むことができ、また第１の電解質３３１ａは、電極３２０を形成している材料と相容可能な塩化ナトリウム、塩化カリウム、硫酸銅、及び／または他の電解質を含むことができる。
【００２５】
この実施の形態の一面においては、第１の電解質容器３３０ａは、イオンを第１の電解質容器３３０ａと第２の電解質容器３３０ｂとの間で双方向に通過させることはできるが、第２の電解質３３０ｂを電極３２０に向かって内向きに通過させることはできない（例えば、塩橋にほぼ類似する手法で）テフロンTM製の浸透性分離膜、焼結ガラス、石英のような焼結材料、または他の適当な多孔質材料のような限流器３２２を含む。代替として、第１の電解質３３１ａは、第１の電解質３３１ａまたは第２の電解質３３０ｂが限流器３３２を通って戻ることを許さないように、第１の電解質３３１ａを限流器３２２を通して外向きに導くのに十分な圧力及び流量で第１の電解質源３３９から電極容器３３０ａへ供給することができる。何れの実施の形態においても、第２の電解質３３１ｂは、限流器３２２を通る第１の電解質３３１ａの流れによって電極３２０に電気的に結合され続ける。
【００２６】
この実施の形態の一面においては、装置３６０は更に、導電層１１１を電極３２０に対面させるように基体１１０を支持する支持部材３４０を含むことができる。例えば、支持部材３４０を第２の電解質容器３３０ｂ内に位置決めすることができる。この実施の形態のさらなる面においては、支持部材３４０及び／または電極３２０は、１またはそれ以上の駆動ユニット（図示してない）によって互いに他方に対して運動可能であることができる。
【００２７】
図５を参照して上述した装置３６０の実施の形態の１つの特色は、第１の電解質３３１ａを電極３２０と相容可能であるように選択できることである。この特色の長所は、第１の電解質３３１ａが電極３２０を劣化させる可能性を、普通の電解質よりも低くできることである。反対に、第２の電解質３３１ｂは、それが限流器３２２によって電極３２０から化学的に分離されているので、それが電極４２０に対して有している効果には無関係に選択することができる。従って、第２の電解質３３１ｂは、基体１１０の導電層１１１と攻撃的に反応する塩酸、または別の物質を含むことができる。
【００２８】
図６は、本発明の幾つかの実施の形態に基づく形状及び構成を有する複数の電極の下に位置決めされたマイクロエレクトロニック基体１１０の上面図である。例示の目的から、幾つかの異なる型の電極が同一マイクロエレクトロニック基体１１０の直近に位置決めされているように図示してあるが、実際には同一の型の電極を単一のマイクロエレクトロニック基体１１０に対して位置決めすることができる。
【００２９】
一実施の形態においては、電極７２０ａ及び７２０ｂをグループ化して電極対７７０ａを形成させ、各電極７２０ａ及び７２０ｂを電流源１２１（図３）のそれぞれの端子に結合することができる。電極７７０ａ及び７７０ｂは細長い、またはストリップ型の形状を有することができ、また基体１１０の直径上で互いに他方に対して平行に伸びるように配列することができる。電極対３７０ａの隣接し合う電極間の間隔は、図３を参照して上述したように、電流を基体１１０に導くように選択することができる。
【００３０】
代替実施の形態においては、電極７２０ｃ及び７２０ｄをグループ化して電極対７７０ｂを形成させることができる。各電極７２０ｃ及び７２０ｄは、マイクロエレクトロニック基体１１０の中心に向かって内向きに先細りになっているくさび、または“パイ”の形状を有することができる。更に別の実施の形態においては、狭いストリップ型の電極７２０ｅ及び７２０ｆをグループ化して電極対７７０ｃを形成させることができる。各電極７２０ｅ及び７２０ｆは、マイクロエレクトロニック基体１１０の中心１１３からマイクロエレクトロニック基体１１０の周縁１１２に向かって半径方向外向きに伸びている。
【００３１】
更に別の実施の形態においては、単一の電極７２０ｇをマイクロエレクトロニック基体１１０の面積のほぼ半分にわたって伸ばすことができ、また半円形の平面図形を有することができる。電極７２０ｇを、電極７２０ｇの鏡像に対応する形状を有する別の電極（図示してない）とグループ化することができ、両電極を電流源１２１に結合して図３−５を参照して上述した手法の何れかでマイクロエレクトロニック基体に交流電流を供給することができる。
【００３２】
図７は、図６を参照して上述した電極７２０ｃの下に位置決めされている基体１１０の一部分の概要を示す部分側断面図である。この実施の形態の一面においては、電極７２０ｃは上面７７１と、この上面７７１の反対側にあって基体１１０の導電層１１１に対面している下面７７２とを有している。この実施の形態の一面においては、下面７７２を基体１１０の中心から基体１１０の周縁１１２に向かって下方にテーパーさせ、電極７２０ｃにくさび状のプロファイルを与えることができる。代替として、電極７２０ｃは、図７に示すように位置決めされた下面７７２と、下面７７２に平行な上面７７１とを有する板型形態を有することができる。両実施の形態の１つの特色は、基体１１０の周縁１１２における電極７２０ｃと基体１１０との間の電気的結合を、基体１１０の中心１１３におけるよりも強くできることである。この特色は、例えば基体１１０がその中心１１３を中心として回転する場合のように、基体１１０の周縁１１２が電極７２０ｃに対して基体１１０の中心１１３がそのようにするよりも高速度で運動する場合に有利であり得る。従って、電極７２０ｃは、電極と気体１１０との間の相対運動を斟酌するような形状であることができる。
【００３３】
他の実施の形態においては、電極７２０ｃは他の形状を有することができる。例えば、下面７７２は平坦なプロファイルではなく、湾曲していることができる。代替として、図６を参照して上述した電極の何れか（または、図６に示した形状以外の形状を有する他の電極）は、傾斜した、または湾曲した下面を有することができる。更に別の実施の形態においては、電極は、電極と基体１１０との間の相対運動を斟酌する他の形状を有することができる。
【００３４】
図８Ａは、複数の電極を支持するための本発明の別の実施の形態による電極支持体４７３の部分斜視図である。この実施の形態の一面においては、電極支持体４７３は複数の電極開口４７４を含むことができ、各開口４７４は第１の電極４２０ａまたは第２の電極４２０ｂを収容する。第１の電極４２０ａは開口４７４を通して第１のリード４２８ａに結合され、第２の電極４２０ｂは第２のリード４２８ｂに結合されている。両リード４２８ａ及び４２８ｂは、電流源４２１に結合される。従って、第１及び第２の電極４２０ａ及び４２０ｂの各対４７０は、基体１１０及び図３−５を参照して上述した１または複数の電解質によって完成されている回路の部分を限定する。
【００３５】
この実施の形態の一面においては、第１のリード４２８ａを第２のリード４２８ｂからずらし、リード間の短絡回路及び／または容量性結合の可能性を減少させることができる。この実施の形態のさらなる面においては、電極支持体４７３は、図１−７に基づいて説明した形態の何れかに類似する形態を有することができる。例えば図６を参照して説明した個々の電極の何れか（例えば、３２０ａ、３２０ｃ、３２０ｅ、または３２０ｇ）を、同一の総合形状を有し且つ第１の電極４２０ａまたは第２の電極４２０ｂの一方を各々が収容している複数の開口４７４を含む電極支持体４７３と置換することができる。この実施の形態の別の面においては、電極支持体４７３は、例えば図９−１１及び１３−１８を参照して以下に説明する手法とほぼ類似した手法で、マイクロエレクトロニック基体から材料を機械的に除去するように構成することができる。
【００３６】
この実施の形態の更に別の面においては、図８Ａに示す電極対４７０は、電極４２０ａ、４２０ｂとマイクロエレクトロニック基体１１０（図７）との間の近接に対応する手法で、及び／または、電極対４７０は、電極４２０ａ、４２０ｂとマイクロエレクトロニック基体１１０との間の相対運動の速度に対応する手法で配列することができる。例えば、基体１１０の周縁に、または電極対４７０と基体１１０との間の相対速度が比較的高い他の領域（図７参照）に、電極対４７０をより重度に集中させることができる。このように電極対４７０の集中度を増加させることによって電解質電流を増加させ、高い相対速度を補償することができる。更に、電極と導電層１１１とを密に接近させると第１の電極４２０ａと第２の電極４２０ｂとの間の直接的な電気的結合の可能性が減少するから、各電極対４７０の第１の電極４２０ａ及び第２の電極４２０ｂが導電層１１１に接近している領域（例えば、基体１１０の周縁１１２のような）においては、これらを互いに比較的接近させることができる（図７参照）。この実施の形態のさらなる面においては、異なる電極対４７０に供給される振幅、周波数、及び／または波形を、電極対４７０とマイクロエレクトロニック基体１１０との間の間隔、及び電極対４７０とマイクロエレクトロニック基体１１０との間の相対速度のようなファクタに依存して変化させることができる。
【００３７】
図８Ｂ−８Ｃは、本発明の更に別の実施の形態による同心状に配列されている電極８２０（第１の電極８２０ａ及び第２の電極８２０ｂとして図示してある）を示している。図８Ｂに示す一実施の形態においては、第１の電極８２０ａは第２の電極８２０ｂの周囲に同心状に位置決めすることができ、誘電体材料８２９を第１の電極８２０ａと第２の電極８２０ｂとの間に配置することができる。図８Ｂに示すように、第１の電極８２０ａが第２の電極８２０ｂの周囲に完全な360°の弧をなすことも、または代替として、第１の電極８２０ａは360°より小さい弧をなすこともできる。
【００３８】
図８Ｃに示す別の実施の形態においては、第１の電極８２０Ａを２つの第２の電極８２０ｂの間に同心状に配置し、誘電体材料８２９を隣接する電極８２０間に配置することができる。この実施の形態の一面においては、電流は、位相シフトを与えずに第２の電極８２０ｂの各々に供給することができる。代替として、一方の第２の電極８２０ｂへ供給される電流を、他方の第２の電極８２０ｂへ供給される電流に対して位相をシフトさせることができる。この実施の形態のさらなる面においては、各第２の電極８２０ｂへ供給される電流の、例えば振幅のような位相以外の特性を異ならせることができる。
【００３９】
図８Ｂ−８Ｃに関して説明した電極８２０の１つの特色は、第１の電極８２０ａが第２の電極８２０ｂの一方または両方を、他の電流源からの妨害から遮蔽できることである。例えば、第２の電極８２０ｂを遮蔽するために第１の電極８２０ａを接地することができる。この配列の長所は、電極８２０を介して基体１１０（図７）に印加される電流をより正確に制御できることである。
【００４０】
図９は、マイクロエレクトロニック基体１１０を平面化し、電解的に処理するための本発明の実施の形態による装置５６０の概要図である。この実施の形態の一面においては、装置５６０は、ワークステーションにトップパネル５８１を有する支持テーブル５８０を有している。このワークステーションには、平面化パッド５８２の作動部分“Ｗ”が位置している。トップパネル５８１は一般的に堅固な板であって、平面化中に平面化パッド５８２の特定区分を確保することができる平坦な、硬い表面を提供する。
【００４１】
装置５６０は更に、トップパネル５８１上に平面化パッド５８２を案内し、位置決めし、そして保持する複数のローラを有することができる。これらのローラは、繰出しローラ５８３、第１及び第２のアイドラローラ５８４ａ及び５８４ｂ、第１及び第２の案内ローラ５８５ａ及び５８５ｂ、及び巻取りローラ５８６を含むことができる。繰出しローラ５８３は平面化パッド５８２の未使用の、即ち動作前の部分を担持し、巻取りローラ５８３は平面化パッド５８２の使用済みの、即ち動作後の部分を担持している。更に、第１のアイドラローラ５８４ａ及び第１の案内ローラ５８５ａは、トップパネル５８１上で平面化パッド５８２に張力を加え、動作中に平面化パッド５８２が変動しないように保持する。電動機（図示してない）が繰出しローラ５８３及び巻取りローラ５８３の少なくとも一方を駆動し、トップパネル５８１を横切って平面化パッド５８２を順次に前進させる。従って、平面化パッド５８２の使用済み区分をきれいな動作前区分に迅速に置換し、基体１１０を平面化及び／または清浄化するための不変の表面を提供することができる。
【００４２】
装置５６０は更に、平面化中に基体１１０を制御し、保護するキャリヤアセンブリ５９０を有することができる。キャリヤアセンブリ５９０は、平面化プロセスの適切なステージにおいて基体１１０を拾い上げ、保持し、そして解放する基体ホールダ５９２を含むことができる。キャリヤアセンブリ５９０は更に支持ガントリ５９４を有することができ、支持ガントリ５９４は、ガントリ５９４に沿って並進運動することができる駆動アセンブリ５９５を担持している。駆動アセンブリ５９５は、アクチュエータ５９６、アクチュエータ５９６に結合されている駆動シャフト５９７、及び駆動シャフト５９７から突き出ているアーム５９８を有することができる。アーム５９８はターミナルシャフト５９９を介して基体ホールダ５９２を担持し、駆動アセンブリ５９５は基体ホールダ５９２を軸Ｅ−Ｅを中心として旋回させる（矢印“Ｒ1”によって示す）ようになっている。ターミナルシャフト５９９は、基体ホールダ５９２をその中心軸Ｆ−Ｆを中心として回転させる（矢印“Ｒ2”によって示す）こともできる。
【００４３】
平面化パッド５８２及び平面化溶液５８７は、基体１１０の表面から材料を機械的に、及び／または化学・機械的に除去する平面化媒体を構成している。装置５６０に使用される平面化パッド５８２は、研磨材粒子が懸濁媒体に固定的に結合されているような固定研磨材平面化パッドであることができる。このように研磨材粒子が平面化パッド５８２の平面化表面５８８全体に固定的に分布しているので、平面化溶液５８７は研磨材粒子を有していない“きれいな溶液”であることができる。他の応用においては、平面化パッド５８２は研磨材粒子を有していない非研磨パッドであることができ、平面化溶液５８７が基体１１０から材料を除去するための研磨材粒子及び化学物質を有するスラリーであることができる。
【００４４】
装置５６０を用いて基体１１０を平面化するために、キャリヤアセンブリ５９０は、平面化溶液５８７が存在する中で基体１１０を平面化パッド５８２の平面化表面５８８に押し付ける。次いで、駆動アセンブリ５９５が軸Ｅ−Ｅを中心として基体ホールダ５９２を旋回させ、またオプションとして、軸Ｆ−Ｆを中心として基体ホールダ５９２を回転させて平面化表面５８８を横切って基体１１０を並進運動させる。その結果、平面化媒体内の研磨材粒子及び／または化学物質が、化学的及び／または化学・機械的平面化（ＣＭＰ）プロセスによって基体１１０の表面から材料を除去する。このようにして、平面化パッド５８２は、基体１１０の導電層１１１から突き出ている粗いフィーチャを除去することによって基体１１０を平滑にすることができる。
【００４５】
この実施の形態のさらなる面においては、装置５６０は、図１０を参照して以下に詳述するように、平面化パッド５８２の平面化表面へ導管５３７を用いて電解質を送給する電解質供給容器５３０を含むことができる。装置５６０は更に、支持テーブル５８０及び／またはトップパネル５８１に結合されいる電流源５２１を含むことができ、電流源５２１は支持テーブル５８０及び／またはトップパネル５８１内に位置決めされている電極へ電流を供給する。このようにして、装置５６０は、図１−８Ｃを参照して上述した手法と類似の手法で導電層１１１から材料を電解的に除去することができる。
【００４６】
図９に基づいて説明した装置５６０の実施の形態の一面においては、先ず電解プロセスによって、次いでＣＭＰプロセスによって、基体１１０の導電層１１１から材料を順次に除去することができる。例えば、電解プロセスは、導電層１１１を粗くする手法で導電層１１１から材料を除去することができる。選択された電解処理時間が経過した後に電解処理動作を中断させることができ、ＣＭＰ処理によって付加的な材料を除去することができる。代替として、電解プロセス及びＣＭＰプロセスを同時に遂行することができる。これらの何れの処理配列においても、図９を参照して説明した装置５６０の実施の形態の１つの特色は、同一の装置５６０がＣＭＰを介して基体１１０を平面化し、電解プロセスを介して基体１１０から材料を除去できることである。この配列の長所は、ＣＭＰ及び電解の両処理を受けるために、基体１１０を１つの装置から別の装置まで移動させる必要がないことである。
【００４７】
図９に基づいて説明した装置５６０の実施の形態の別の面は、これらを一緒に使用した場合に、プロセスが若干の従来のプロセスよりも迅速且つ正確に材料を基体１１０から除去することが予測される。例えば、上述したように、電解プロセスはマイクロエレクトロニック基体１１０を粗くする手法で比較的多量の材料を除去することができ、また平面化プロセスはマイクロエレクトロニック基体１１０を平滑及び／または平坦にする手法でより細かいスケールの材料を除去することができる。
【００４８】
図１０は、図９を参照して説明した装置５６０の一部分を部分的に拡大した部分斜視図である。図１０に示す実施の形態の一面においては、トップパネル５８１は複数の電極対５７０を収容している。各電極対５７０は、第１の電極５２０ａ及び第２の電極５２０ｂを含む。第１の電極５２０ａは第１のリード５２８ａに結合され、第２の電極５２０ｂは第２のリード５２８ｂに結合されている。第１及び第２のリード５２８ａ及び５２８ｂは、電流源５２１（図９）に結合される。この実施の形態の一面においては、第１の電極５２０ａは、テフロンTMまたは別の適当な誘電体材料を含む電極誘電体層５２９ａによって第２の電極５２０ｂから分離することができる。電極誘電体層５２９ａは、第１及び第２の電極５２０ａと５２０ｂとの間の領域の容積及び誘電定数を相応に制御して、両電極間の電気的結合を制御することができる。
【００４９】
電極５２０ａ及び５２０ｂは、平面化パッド５８２によってマイクロエレクトロニック基体１１０（図９）に電気的に結合することができる。この実施の形態の一面においては、平面化パッド５８２は、平面化パッド５８２の直下のトップパネル５８１内の開口５３８を通して供給導管５３７によって供給される電解質５３１で飽和されている。相応して電極５２０ａ及び５２０ｂは、電解質５３１と相容性であるように選択される。代替配列においては、電解質５３１はトップパネル５８１を通してではなく、上方から（例えば、平面化液５８７内に電解質５３１を混入することによって）平面化パッド５８２へ供給することができる。相応して平面化パッド５８２は、平面化パッド５８２と電極５２０ａ及び５２０ｂとの間に位置決めされたパッド誘電体層５２９ｂを含むことができる。パッド誘電体層５２９ｂを使用する場合には、電極５２０ａ及び５２０ｂは電解質５３１との物理的接触から分離され、従って、必ずしも電解質５３１と相容性である必要がない材料から選択することができる。
【００５０】
図１０を参照して説明した何れの実施の形態においても、平面化パッド５８２は、従来技術による若干の電解質配列に優る幾つかの長所を提供することができる。例えば、平面化パッド５８２は、電極５２０ａ及び５２０ｂをマイクロエレクトロニック基体１１０（図９）から均一に離間させ、それによって電解プロセスによる導電層１１１（図９）からの材料の除去の均一性を増加させることができる。また、平面化パッド５８２は図９に基づいて上述した手法で、マイクロエレクトロニック基体１１０を平面化する研磨材粒子５８９を有することができる。更に、平面化パッド５８２は、電極５２０ａ及び５２０ｂから浸食された炭素その他の材料を濾過し、それによって電極材料がマイクロエレクトロニック基体１１０と接触するのを防ぐことができる。更にまた、平面化パッド５８２は、電解質５３１をマイクロエレクトロニック基体１１０に密に接して保持するスポンジとして働かせることができる。
【００５１】
図１１は、マイクロエレクトロニック基体１１０を平面化及び／または電解処理するための本発明の別の実施の形態による回転装置６６０の概要を示す部分側断面図である。この実施の形態の一面においては、装置６６０は全体的に円形のプラテン即ちテーブル６８０と、キャリヤアセンブリ６９０と、テーブル６８０上に位置決めされている平面化パッド６８２と、平面化パッド６８２上の平面化液６８７とを有している。平面化パッド６８２が固定研磨材平面化パッドであることも、または代替として、平面化液６８７が研磨材成分の懸濁液を有するスラリーであることもでき、また平面化パッド６８２は非研磨性パッドであることもできる。駆動アセンブリ６９５は、平面化中にプラテン６８０を回転（矢印“Ｇ”）及び／または往復動（矢印“Ｈ”）させて平面化パッド６８２を運動させる。
【００５２】
キャリヤアセンブリ６９０は、平面化中にマイクロエレクトロニック基体１１０を制御し、保護する。キャリヤアセンブリ６９０は、典型的には吸引によって、マイクロエレクトロニック基体１１０を保持する基体ホールダ６９２を有し、基体ホールダ６９２はパッド６９４を有している。キャリヤアセンブリ６９０の駆動アセンブリ６９６は、典型的に基体ホールダ６９２を回転及び／または並進運動させる（それぞれ、矢印“Ｉ”及び“Ｊ”で示す）。代替として、基体ホールダ６９２は、平面化パッド６８２上を滑る重み付き自由浮動ディスク（図示してない）を含むことができる。
【００５３】
装置６６０を用いてマイクロエレクトロニック基体１１０を平面化するために、キャリヤアセンブリ６９０はマイクロエレクトロニック基体１１０を平面化パッド６８２の平面化表面６８８に押し付ける。次いで、プラテン６８０及び／または基体ホールダ６９２を互いに他方に対して運動させてマイクロエレクトロニック基体１１０を平面化表面６８８を横切って並進運動させる。その結果、平面化パッド６８２内の研磨材粒子及び／または平面化液６８７内の化学物質が、マイクロエレクトロニック基体１１０の表面から材料を除去する。
【００５４】
装置６６０は更に、１またはそれ以上の電極対６７０（図１１にはそれらの中の１対だけが示されている）へのリード６２８ａ及び６２８ｂに結合されている電流源６２１を含むことができる。電極対６７０は、電極５２０ａ及び５２０ｂ（図１０）がトップパネル５８１（図１０）と統合されている手法とほぼ同一の手法で、プラテン６８０と統合することができる。代替として、電極対６７０は、平面化パッド６８２と統合することができる。何れの実施の形態においてもマイクロエレクトロニック基体１１０から導電性材料を電解的に除去するために、電極対６７０は、図３−１０を参照して上述した構成の何れかとほぼ類似の形状及び構成を有することができる。図９を参照して上述したように、電解プロセスは、ＣＭＰプロセスの前に、ＣＭＰプロセス中に、またはＣＭＰプロセスの後に遂行させることができる。
【００５５】
図１２Ａは、図１０を参照して上述した構成要素の若干の回路図である。この等価回路は、図３−１１に基づいて説明した配列の何れにも適用可能である。図１２Ａに回路図で示すように、電流源５２１はリード５２８ａ及び５２８ｂを通してそれぞれ第１の電極５２０ａ及び５２０ｂに結合されている。電極５２０ａ及び５２０ｂは、２組の並列接続されたキャパシタ及び抵抗によって表すことができる電解質５３１を通してマイクロエレクトロニック基体１１０に結合されている。第３のキャパシタ及び抵抗は、マイクロエレクトロニック基体１１０が接地または別の電位に対して“浮いている”ことを表している。
【００５６】
図１２Ａに示す実施の形態の一面においては、電流源５２１は、電流源５２１が発生した信号を変調する（図１２Ｂに示す）振幅変調器５２２に結合することができる。即ち、電流源５２１は高周波数の波８０４を生成することができ、振幅変調器５２２はこの高周波数の波８０４上に低周波数の波８０２を重畳させることができる。例えば、高周波数の波８０４は、低周波数の波８０２によって限定される方形波包絡線内に含まれる一連の正または負の電圧スパイクを含むことができる。高周波数の波８０４の各スパイクは、誘電体を通して電解質へ電荷を転送するための比較的鋭い立上がり時間勾配と、より緩やかな立下がり時間勾配とを有することができる。立下がり時間勾配は高周波数の波８０４で示すような直線状の線、または高周波数の波８０４ａで示すような湾曲した線を限定することができる。他の実施の形態においては、高周波数の波８０４及び低周波数の波８０２は、例えば、電極４２０に接している誘電体材料及び電解質の特定の特性、基体１１０の特性、及び／または基体１１０からの材料の除去の目標速度に依存して他の形状を有することができる。
【００５７】
この配列の長所は、高周波信号が電極５２０ａ及び５２０ｂからマイクロエレクトロニック基体１１０へ所要の電気エネルギを伝送することができ、一方低周波数重畳信号が電解質５３１とマイクロエレクトロニック基体１１０の導電層１１１との間の電気機械的反応をより効果的に促進できることである。従って、図３−１１を参照して上述した、及び／または図１３−１８を参照して以下に説明する実施の形態の何れも、電流源に加えて振幅変調器を含むことができる。
【００５８】
図１３は、マイクロエレクトロニック基体１１０から材料を電気機械的に、及び／または電気化学・機械的に除去するように構成された本発明の別の実施の形態による装置１３６０の一部の概要を示す部分切除斜視図である。この実施の形態の一面においては、装置１３６０は、研磨媒体１３８２及び複数の電極対１３７０を含む。各電極対１３７０は、平行軸１３９０に沿って伸びる第１の電極１３２０ａ及び第２の電極１３２０ｂを含むことができる。電極１３２０ａ及び１３２０ｂは各々、軸１３９０を横切る方向の幅Ｗ1を有することができ、研磨パッド部分１３８３によって分離することができる。各研磨パッド部分１３８３は、軸１３９０を横切る方向の幅Ｗ2を有することができ、細長い研磨表面１３８６を有することができる。この実施の形態の一面においては、パッド部分１３８３の研磨表面１３８６は、電極１３２０ａ、１３２０ｂを越えて突き出ている。従って、電極１３２０ａ、１３２０ｂは研磨表面１３８６から凹み距離ＲＤだけ凹むことができ、一方研磨表面１３８６はマイクロエレクトロニック基体１１０と接触してマイクロエレクトロニック基体１１０から材料を機械的に、電気機械的に、及び／または電気化学・機械的に研磨及び／または平面化またはそれ以外に除去する。一実施の形態においては、凹み距離ＲＤは、約0.1ｍｍから約10ｍｍまでの値を有することができる。他の実施の形態においては、凹み距離ＲＤは、例えば電極１３２０ａ、１３２０ｂ及びパッド部分１３８３の特定のジオメトリに依存して他の値を有することができる。
【００５９】
この実施の形態の別の面においては、パッド部分１３８３は複数の流路１３８４を含むことができ、各流路は対応する研磨表面１３８６の直近に開口１３８５を有している。流路１３８４は供給導管１３３７に結合されており、供給導管１３３７自体は電解流体溜まり（図１３には図示してない）に結合することができる。一実施の形態においては、流路１３８４は、図１３に示すように導管１３３７と研磨表面１３８６との間の離散した線形の通路であることができる。別の実施の形態においては、パッド部分１３８３は全体的に多孔質であることができ、流路１３８４は相互接続されている複雑な通路のネットワークを含むことができる。これらの実施の形態の何れにおいても、流路１３８４は、電解質１３３１（電解質流体のような）を、マイクロエレクトロニック基体１１０と研磨表面１３８６との間の界面の少なくとも直近に供給することができる。
【００６０】
一実施の形態においては、パッド部分１３８３は、ポリウレタン材料、またはアリゾナ州フェニックスのローデル社から入手可能な研磨パッドに組入れられている材料のような他の適当な材料を含むことができる。この実施の形態の一面においては、パッド部分１３８３の幅W1を有隙電極１３２０ａ、１３２０ｂの幅Ｗ2よりも小さくし、電極１３２０ａ、１３２０ｂとマイクロエレクトロニック基体１１０との間に十分な電気的導通を可能にすることができる。他の実施の形態においては、電極１３２０ａ、１３２０ｂ及び研磨パッド部分１３８３は、これらの構成要素の特定のジオメトリに依存して他の相対寸法を有することができる。
【００６１】
図１３に示す装置１３６０の実施の形態の１つの特色は、電極１３２０ａ、１３２０ｂが研磨表面１３８６から凹んでいることである。従って、電極１３２０ａ、１３２０ｂはマイクロエレクトロニック基体１１０と物理的に直接接触しなくても、電解質１３３１を介してマイクロエレクトロニック基体１１０と電気的に接触することができる。この実施の形態の一面においては、マイクロエレクトロニック基体１１０と対面している電極１３２０ａ、１３２０ｂの表面は、電解質１３３１と直接的に電気接触するように露出されている。他の実施の形態においては、電極１３２０ａ、１３２０ｂは、電極１３２０ａ、１３２０ｂを保護することができる保護フィルムその他の構造によって覆われているか、または部分的に覆われているが、それでも電解質１３３１を介して電極１３２０ａ、１３２０ｂとマイクロエレクトロニック基体１１０との間の電気的導通は可能である。
【００６２】
図１３に示す装置１３６０の実施の形態の別の特色は、研磨表面１３８６とマイクロエレクトロニック基体１１０との間の界面の少なくとも直近に（及び、若干の実施の形態においては、直接的に該界面に）電解質１３３１を供給できることである。従って、電解質１３３１はマイクロエレクトロニック基体１１０と研磨表面１３８６との間の界面を潤滑することができ、それによってマイクロエレクトロニック基体１１０からの材料の除去を化学的に促進し、及び／または該界面から除去された粒子を輸送することができる。同時に、電解質１３３１が隣接するパッド部分１３８３間の凹みを満たして電極１３２０ａ、１３２０ｂとマイクロエレクトロニック基体１１０との間に電気的導通を与え、それによってマイクロエレクトロニック基体１１０からの材料の電気的除去を促進することができる。
【００６３】
図１４は、本発明の別の実施の形態によって構成された装置１４６０の一部分の概要を示す部分切除斜視図である。この実施の形態の一面においては、装置１４６０は、第１の電極１４２０ａ及び第２の電極１４２０ｂを有する電極対１４７０を含む。電極１４２０ａ、１４２０ｂは、マイクロエレクトロニック基体１１０の表面の直近に電解質１３３１を供給するための開口１４８５を有する流路１４８４を含む。流路１４８４は供給導管１４４７に結合され、供給導管１４４７自体は電解流体源に結合されている。
【００６４】
この実施の形態の一面においては、各電極１４２０ａ、１４２０ｂは、誘電体層１４２９によってその近隣から離間されている。誘電体層１４２９は、電極１４２０ａ、１４２０ｂの上面と同一面をなしている平面において終端させることができる。次いで、研磨媒体１４８２を電極１４２０ａ、１４２０ｂ、及び誘電体層１４２９の上向き縁に対して位置決めすることができる。この実施の形態の一面においては、研磨媒体１４８２は、パッド部分１４８３を支持するサブパッド１４８７を含むことができる。各パッド部分１４８３は、前述した手法とほぼ類似した手法でマイクロエレクトロニック基体１１０と接触する研磨表面１４８６を含むことができる。この実施の形態のさらなる面においては、サブパッド１４８７は、流路開口１４８５と位置合わせされている複数の開口を含み、それによって電解質１３３１が流路１４８４から自由に流れることを可能にしている。別の実施の形態においては、サブパッド１４８７は、近隣パッド部分１４８３間の間隙内に電解質１３３１を分配するのを援助する多孔質組成を有することができる。更に別の実施の形態においてはサブパッド１４８７を排除し、図１３を参照して説明した配列とほぼ類似する配列で、パッド部分１４８３を誘電体層１４２９と統合することができる。
【００６５】
図１４に示す装置１４６０の実施の形態の１つの特色は、流路１４８４の開口１４８５がマイクロエレクトロニック基体１１０と研磨表面１４８６との間の界面から凹んでいることである。従って、マイクロエレクトロニック基体１１０が存在しているにも拘わらず、電解質１３３１は流路から自由に流出することができる。
【００６６】
図１５は、電極１５２０ａ、１５２０ｂ及び研磨媒体１５８２を有する本発明の別の実施の形態によって配列された装置１５６０の一部分の斜視図である。この実施の形態の一面においては、研磨媒体１５８２は、電極１５２０ａ、１５２０ｂを越えて突き出ている研磨パッド部分１５８３を含む。各研磨パッド部分１５８３は、研磨表面１５８６及び複数の流路１５８４を含む。各流路１５８４は、研磨表面１５８６の直近に開口１５８５を有し、マイクロエレクトロニック基体１１０と研磨表面１５８６との間の界面の直近に電解質１３３１を供給する。この実施の形態の一面においては、パッド部分１５８３は、各開口１５８５を取り囲む凹み１５８７を含むことができる。従って、マイクロエレクトロニック基体１１０を直接頭上に位置決めしていながら、電解質１３３１は流路１５８４から外向きに進むことができる。
【００６７】
図１６は、研磨媒体１６８２を有する本発明の更に別の実施の形態によって構成された装置１６６０の一部分の斜視図である。この実施の形態の一面においては、研磨媒体１６８２は、第１の電極１６２０ａ及び第２の電極１６２０ｂに対して位置決めされている研磨パッド１６８３及びサブパッド１６８７を含む。電極１６２０ａ、１６２０ｂは、誘電体層１６２９によって分離されている。誘電体層１６２９は、研磨媒体１６８２とマイクロエレクトロニック基体１１０（図１５）との間の界面の直近に電解質１３３１を送給する開口１６８５を有する流路１６８４を含む。
【００６８】
この実施の形態の一面においては、研磨媒体１６８２は、複数の凹み１６８９を有する研磨表面１６８６を含む。凹み１６８９は、研磨パッド１６８３及びサブパッド１６８７全体を通って伸びており、開口１６８５及び電極１６２０ａ、１６２０ｂの上向き表面の両方を露出させている。従って、凹み１６８９は開口１６８５からの電解質１３３１の流れを制約することなく供給することができ、電極１６２０ａ、１６２０ｂとマイクロエレクトロニック基体１１０との間に電気的導通（電解質１３３１を介して）を与えることができる。研磨媒体１６８２は更に、電解質がマイクロエレクトロニック基体１１０によって抑止されることなく１つの凹み１６８９から他の凹み１６８９へ流れることを可能にするように、隣接する凹み１６８９を接続する横方向チャンネル１６８８を含むことができる。
【００６９】
図１６に基づいて説明した実施の形態の一面においては、凹み１６８９は、平面図形が全体的に長円形の形状を有することができる。他の実施の形態においては、凹み１６８９は、電解質１３３１が開口１６８５から流れることを可能にし、且つ電解質１３３１を介して電極１６２０ａ、１６２０ｂとマイクロエレクトロニック基体１１０との間の電気的導通を可能にするような他の形状（例えば、円形）を有することができる。凹み１６８９を研磨パッド１６８３及びサブパッド１６８７全体を通して伸ばす（上述したように）ことも、または別の実施の形態においては、凹み１６８３を研磨パッド１６８３を通して伸ばすが、サブパッド１６８７を通っていないようにすることもできる。サブパッド１６８７は、電解質１３３１を開口１６８５からサブパッド１６８７を通って凹み１６８９内へ拡散させ得る多孔質組成を有することができる。
【００７０】
図１７は、本発明の更に別の実施の形態によって構成された装置１７６０を上方から見た斜視図である。この実施の形態の一面においては、装置１７６０は電極対１７７０を含み、各電極対１７７０は第１の電極１７２０ａと、第１の電極１７２０ａから離間している第２の電極１７２０ｂとを有している。装置１７６０は更に、電極１７２０ａ、１７２０ｂの上向き表面を越えて突き出ているパッド部分１７８３を有する研磨媒体１７８２を含むことができる。従って、電極１７２０ａ、１７２０ｂ及び研磨媒体１７８２は、上述した手法とほぼ類似した手法でマイクロエレクトロニック基体１１０から材料を除去することができる。
【００７１】
マイクロエレクトロニック基体１１０は直径Ｄを有することができ、装置１７６０は長さＬ及び幅Ｗを有することができ、長さＬ及び幅Ｗは共にマイクロエレクトロニック基体の直径Ｄより大きい。従って、マイクロエレクトロニック基体１１０は、電極１７２０ａ、１７２０ｂの少なくとも若干と終始電気的に通じながら、研磨媒体１７８２上を前後左右に運動することができる。マイクロエレクトロニック基体１１０が運動すると、異なる対の電極１７２０ａ、１７２０ｂがマイクロエレクトロニック基体１１０との電気的導通を与えるようになる。
【００７２】
この実施の形態のさらなる面においては、電極１７２０ａ、１７２０ｂ及びパッド部分１７８３は、軸１７９０に平行に伸びている。マイクロエレクトロニック基体１１０は、研磨媒体１７８２に対して矢印Ａで示す方向に往復動することができる。この実施の形態のさらなる面においては、矢印Ａと軸１７９０との間の角θは90°またはそれ以下であることができる。１つの特定の実施の形態においては、θは約45°の値を有することができる。従って、マイクロエレクトロニック基体１１０は、処理中に複数の電極対１７７０によって生成される対応する複数の電界を横切って運動することができる。この配列の長所は、マイクロエレクトロニック基体１１０の中心が研磨媒体１７８２に対して運動しない配列に比して、マイクロエレクトロニック基体１１０からの材料の除去の均一性を増加させることができる。
【００７３】
図１８は、本発明の更に別の実施の形態によって構成された装置１８６０を上方から見た斜視図である。この実施の形態の一面においては、装置１８６０は電極対１８７０を含み、各電極対１８７０は第１の電極１８２０ａと第２の電極１８２０ｂとを有している。隣接する電極１８２０ａ、１８２０ｂは、誘電体層１８２９によって分離されている。装置１８６０は更に、上述した研磨媒体の何れかとほぼ類似しているが、明瞭化のために図１８には図示してない研磨媒体を含むことができる。
【００７４】
この実施の形態のさらなる面においては、電極電極１８２０ａ、１８２０ｂはヘリングボーンまたは山形の形状を有することができ、また円周状に配列して矩形電界を限定することができる。例えば、各電極１８２０ａ、１８２０ｂは頂点または角度付き部分１８２１と、この頂点または角度付き部分１８２１から伸びる第１及び第２の部分１８２２、１８２３を含むことができる。第１及び第２の部分１８２２、１８２３は、180°またはそれ以下の値を有する角度を限定することができる。特定の実施の形態においては、αは約90°の値を有することができ、他の実施の形態においては、αは他の値を有することができる。これらの実施の形態の何れにおいても、マイクロエレクトロニック基体１１０（図１７）が電極１８２０ａ、１８２０ｂに対して運動する時に、マイクロエレクトロニック基体１１０は複数の電極対１８７０によって生成される複数の電界に曝される。図１７を参照して上述したように、この配列の長所は、マイクロエレクトロニック基体１１０からの材料の除去の均一性を改善できることである。
【００７５】
例示の目的から本発明の特定の実施の形態に関して説明したが、以上の説明から、本発明の思想及び範囲から逸脱することなく種々の変更を考案できることが理解されよう。例えば、研磨媒体（図１３−１８には、マイクロエレクトロニック基体の下向きの表面と接触するように、上向きに示されている）の他の実施の形態は、マイクロエレクトロニック基体の上向きの表面と接触するように、下向きにすることができる。上述した装置の他の実施の形態は、別々の図面に示されている特色の組合わせを含む。例えば、一実施の形態による装置は、研磨媒体及び電極の両方内に液体流路を含む。これらの液体流路は、同一の、または異なる液体源に結合することができる。従って、本発明は以上の説明に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって限定される。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】１つの半導体基体から導電性材料を除去するための従来技術による装置の側断面図であって、一部を回路図で示してある。
【図２】２つの半導体基体から導電性材料を除去するための従来技術による装置の側断面図であって、一部を回路図で示してある。
【図３】マイクロエレクトロニック基体から導電性材料を除去するために支持部材及び１対の電極を有する本発明の一実施の形態による装置の側断面図であって、一部を回路図で示してある。
【図４】導電性材料を除去し、材料を除去するマイクロエレクトロニック基体の特性を感知するための本発明の別の実施の形態による装置の側断面図であって、一部を回路図で示してある。
【図５】２つの電解質を含む本発明の更に別の実施の形態による装置の側断面図であって、一部を回路図で示してある。
【図６】本発明のさらなる実施の形態による複数の電極に接近する基体の概要上面図である。
【図７】本発明の更に別の実施の形態による電極及び基体の部分側断面図である。
【図８Ａ】電極対を収容するための本発明の更に別の実施の形態による支持体の一部分の概要斜視図である。
【図８Ｂ】本発明のさらなる実施の形態による電極の斜視図である。
【図８Ｃ】本発明の更に別の実施の形態による電極の斜視図である。
【図９】マイクロエレクトロニック基体を平面化し、電解的に処理するための本発明の更に別の実施の形態による装置の側断面図であって、一部を回路図で示してある。
【図１０】本発明の別の実施の形態による平面化パッド及び複数の電極の一部分の部分分解斜視図である。
【図１１】マイクロエレクトロニック基体を平面化し、電解的に処理するための本発明の一実施の形態による装置の側断面図であって、一部を回路図で示してある。
【図１２】Ａ及びＢはそれぞれ、マイクロエレクトロニック基体を電解的に処理するための本発明の更に別の実施の形態による回路、及び波形を示す図である。
【図１３】電極及び研磨媒体を有する本発明の一実施の形態による装置の一部分の部分切除斜視図である。
【図１４】電極及び研磨媒体を有する本発明の別の実施の形態による装置の一部分の部分切除斜視図である。
【図１５】電極及び研磨媒体を有する本発明の更に別の実施の形態による装置の一部分の部分切除斜視図である。
【図１６】長円形開口を有する研磨媒体を有する本発明のさらなる実施の形態による装置の一部分の部分切除斜視図である。
【図１７】ある通路に沿って運動させるように基体を支持する本発明の別の実施の形態による装置の斜視図である。
【図１８】本発明の更に別の実施の形態によって配向されている電極を有する装置の斜視図である。
【図１】
2005537647.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【手続補正書】
【提出日】平成17年4月26日(2005.4.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロエレクトロニック基体から材料を除去するための装置であって、
前記マイクロエレクトロニック基体を取り外し可能に担持するように構成されている支持部材と、
前記マイクロエレクトロニック基体が前記支持部材によって担持された時に、前記マイクロエレクトロニック基体から離間する第１の電極と、
前記マイクロエレクトロニック基体が前記支持部材によって担持された時に、前記マイクロエレクトロニック基体から離間する第２の電極と、を備え、
前記第２の電極は前記第１の電極から離間しており、前記電極の少なくとも一方は変化する電気信号の源に結合可能であり、
少なくとも一部分が前記電極と前記支持部材との間に位置決めされる研磨媒体を更に備え、
前記研磨媒体は前記マイクロエレクトロニック基体が前記支持部材によって担持された時に、前記マイクロエレクトロニック基体と接触するように位置決めされる研磨表面を有し、前記第１及び第２の電極の少なくとも一部分は研磨表面から凹んでいることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記研磨媒体は、研磨パッド材料を含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記研磨媒体は液体の源に結合可能な複数の流路を含み、前記各流路は前記研磨表面の少なくとも直近に開口を有し、前記開口は前記研磨表面の少なくとも直近に前記液体を分配するように位置決めされていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記第１及び第２の電極は、前記支持部材と対面していることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記第１の電極、前記第２の電極、及び前記第１及び第２の電極の間の研磨媒体の一部分は、平行な軸に沿って伸びていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記第１の電極、前記第２の電極、及び前記第１及び第２の電極の間の研磨媒体の一部分は、全体に直線状の平行な軸に沿って伸びていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記研磨媒体は、ポリウレタン材料を含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記第１及び第２の電極は、前記研磨表面から約0.1ミリメートル乃至約10ミリメートルだけ凹んでいることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記マイクロエレクトロニック基体はある直径を有し、前記第１及び第２の各電極は前記直径より大きい長さを有していることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記第１の電極はある長さと、前記長さより小さく全体的に前記長さを横切る第１の幅とを有し、前記研磨媒体は前記第１の幅より小さい第２の幅を有していることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
前記第１の電極は液体の源に結合可能な複数の流路を有し、前記各流路は前記研磨媒体の直近に開口を有し、前記開口は前記研磨表面に接して前記液体を分配するように位置決めされていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
前記研磨媒体は液体の源に結合可能な複数の流路を有し、前記各流路は前記研磨表面の直近に開口を有し、更に、前記研磨媒体は前記各開口の直近に凹みを含み、前記凹みは前記研磨表面からオフセットされていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
前記研磨媒体は前記マイクロエレクトロニック基体が前記支持部材によって担持された時に、前記マイクロエレクトロニック基体と接触するように位置決めされる研磨表面を有し、前記研磨媒体は前記第１及び第２の電極と位置合わせされている少なくとも１つの開口を有し、前記開口は前記マイクロエレクトロニック基体が前記支持部材によって担持された時に、前記電極と前記マイクロエレクトロニック基体との間を通電可能にするように位置決めされることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項１４】
前記第１及び第２の電極は前記支持部材と直接対面しており、誘電性材料が前記第１及び第２の電極と前記支持部材との間に配置されていることを特徴とする請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記開口は、全体的に長円形の形状を有していることを特徴とする請求項１３に記載の装置。
【請求項１６】
前記研磨媒体は液体の源に結合可能な複数の流路を有し、前記各流路は前記研磨表面の直近に開口を有し、更に、前記研磨媒体の開口部は前記開口と位置合わせされていることを特徴とする請求項１３に記載の装置。
【請求項１７】
前記第１の電極は液体の源に結合可能な複数の流路を有し、前記各流路は前記研磨媒体の直近に開口を有し、前記開口は前記研磨表面の直近に前記液体を分配するように前記研磨パッド内の開口部と位置合わされていることを特徴とする請求項１３に記載の装置。
【請求項１８】
前記第１及び第２の電極は液体の源に結合可能な流路を有し、前記流路は開口を有していることを特徴とする請求項１に装置。
【請求項１９】
前記第１及び第２の各電極は第１の部分、第２の部分、及び前記第１及び第２の部分の間の角度付き部分を有し、前記第１及び第２の部分はそれらの間に含まれるある角度を限定し、前記含まれる角度は180°またはそれ以下の値を有している請求項１に記載の装置。
【請求項２０】
前記第１及び第２の各電極は、山形形状を有していることを特徴とする請求項１９に記載の装置。
【請求項２１】
前記第１及び第２の電極は第１の対の山形形状電極を形成し、前記装置は更に、互いに隣接し合って矩形の場を限定するように配列されている第２、第３、及び第４の対の山形形状電極を含むことを特徴とする請求項１９に記載の装置。
【請求項２２】
マイクロエレクトロニック基体から材料を除去するための方法であって、
前記マイクロエレクトロニック基体を第１の電極の直近に且つ前記第１の電極から離間させて位置決めするステップを含み、
前記第１の電極は第１の軸に沿って伸びており、
前記マイクロエレクトロニック基体を第２の電極の直近に且つ前記第２の電極から離間させて位置決めするステップを更に含み、
前記第２の電極は前記第１の電極から離間し且つ第２の軸に沿って伸びており、
前記マイクロエレクトロニック基体を前記第１及び第２の電極に対して前記第１及び第２の軸の少なくとも一方を横切る方向に運動させながら、前記第１及び第２の電極及び前記マイクロエレクトロニック基体を通して可変電気信号を印加するステップを更に含むことを特徴とする方法。
【請求項２３】
前記マイクロエレクトロニック基体を研磨媒体と係合させながら、前記第１及び第２の電極及び前記マイクロエレクトロニック基体を通して可変電気信号を印加するステップを更に含むことを特徴とする請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記マイクロエレクトロニック基体を研磨媒体と係合させながら、前記第１及び第２の電極及び前記マイクロエレクトロニック基体を通して可変電気信号を印加するステップと、
前記マイクロエレクトロニック基体と前記研磨媒体との間の界面において、前記マイクロエレクトロニック基体から材料を除去するステップと、を更に含むことを特徴とする請求項２２に記載の方法。
【請求項２５】
前記マイクロエレクトロニック基体を研磨媒体の研磨表面と係合させながら、前記第１及び第２の電極及び前記マイクロエレクトロニック基体を通して可変電気信号を印加するステップを更に含み、
前記マイクロエレクトロニック基体を前記第１の電極の直近に位置決めするステップは、前記マイクロエレクトロニック基体を前記研磨表面から凹んでいる第１の電極の直近に位置決めするステップを含む、ことを特徴とする請求項２２に記載の方法。
【請求項２６】
前記マイクロエレクトロニック基体を前記第１の電極の直近に位置決めするステップは、前記マイクロエレクトロニック基体を第１の山形形状電極の直近に位置決めするステップを含み、
前記マイクロエレクトロニック基体を前記第２の電極の直近に位置決めするステップは、前記マイクロエレクトロニック基体を第２の山形形状電極の直近に位置決めするステップを含むことを特徴とする請求項２２に記載の方法。
【請求項２７】
マイクロエレクトロニック基体から材料を除去するための方法であって、
前記マイクロエレクトロニック基体を研磨媒体の研磨表面に接触させるステップと、
前記マイクロエレクトロニック基体を第１の電極の直近に且つ前記第１の電極から離間させて位置決めするステップとを含み、
前記第１の電極は前記研磨表面から凹んでおり、
前記マイクロエレクトロニック基体を第２の電極の直近に且つ前記第２の電極から離間させて位置決めするステップを更に含み、
前記第２の電極は前記第１の導電性電極から離間し且つ前記研磨表面から凹んでおり、
前記マイクロエレクトロニック基体を前記第１及び第２の電極に対して運動させながら、前記第１及び第２の電極及び前記マイクロエレクトロニック基体を通して可変電気信号を印加するステップを更に含むことを特徴とする方法。
【請求項２８】
前記マイクロエレクトロニック基体と前記研磨表面との間の界面において、前記マイクロエレクトロニック基体から材料を除去するステップを更に含むことを特徴とする請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記研磨媒体は研磨パッド材料を含み、前記方法は更に、前記研磨パッド材料と前記マイクロエレクトロニック基体との間に研磨液を配置するステップを含むことを特徴とする請求項２７に記載の方法。
【請求項３０】
前記第１及び第２の電極はある軸に沿って伸びており、前記マイクロエレクトロニック基体を運動させるステップは、前記マイクロエレクトロニック基体を前記軸を横切る方向に運動させるステップを含むことを特徴とする請求項２７に記載の方法。
【請求項３１】
前記第１及び第２の電極の少なくとも一方は研磨液の源に結合されている流路を含み、前記方法は更に、前記流路を通して、及び前記研磨媒体と前記マイクロエレクトロニック基体との間の界面の少なくとも直近に前記研磨液を導くステップを含むことを特徴とする請求項２７に記載の方法。
【請求項３２】
前記研磨媒体は研磨液の源に結合されている流路を含み、前記方法は更に、前記流路を通して、及び前記研磨媒体と前記マイクロエレクトロニック基体との間の界面の少なくとも直近に前記研磨液を導くステップを含むことを特徴とする請求項２７に記載の方法。
【請求項３３】
マイクロエレクトロニック基体を処理するための方法であって、
前記マイクロエレクトロニック基体を研磨媒体の研磨表面に接触させるステップと、
前記マイクロエレクトロニック基体を第１の電極及び前記第１の電極から離間している第２の電極の直近に且つ前記電極から離間させて位置決めするステップと、
液体の流れを、前記研磨媒体内の通路を通して前記研磨表面と前記マイクロエレクトロニック基体との間の界面の少なくとも直近の領域に導くステップと、
前記マイクロエレクトロニック基体を前記研磨表面及び前記第１及び第２の電極に対して運動させながら、前記両電極及び前記マイクロエレクトロニック基体を通して可変電気信号を印加して前記マイクロエレクトロニック基体から材料を除去するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項３４】
前記第１及び第２の電極はある軸に沿って伸びており、前記マイクロエレクトロニック基体を運動させるステップは、前記マイクロエレクトロニック基体を前記軸を横切る方向に運動させるステップを含むことを特徴とする請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
前記通路は第１の通路であり、前記液体は第１の液体であり、前記方法は更に、前記第１の液体及び／または第２の液体を、前記第１及び第２の電極の少なくとも一方内の第２の流路を通して導くステップを含むことを特徴とする請求項３３に記載の方法。
【請求項３６】
前記液体の流れを導くステップは、電解液の流れを導くステップを含むことを特徴とする請求項３３に記載の方法。
【請求項３７】
前記液体の流れを導くステップは、液体の流れを前記研磨表面から凹んでいる開口へ導くステップを含むことを特徴とする請求項３３に記載の方法。
【請求項３８】
前記液体の流れを導くステップは、液体の流れを前記第１及び第２の電極の少なくとも一方と前記マイクロエレクトロニック基体との間の開口部内へ導くステップを含むことを特徴とする請求項３３に記載の方法。
【請求項３９】
マイクロエレクトロニック基体から材料を除去するための方法であって、
前記マイクロエレクトロニック基体を研磨媒体の研磨表面に接触させるステップと、
前記マイクロエレクトロニック基体を第１の電極及び前記第１の導電性電極から離間している第２の電極の直近に位置決めするステップと、
液体の流れを、前記電極の少なくとも一方内の通路を通して前記研磨表面と前記マイクロエレクトロニック基体との間の界面の少なくとも直近の領域に導くステップと、
前記マイクロエレクトロニック基体を前記研磨表面及び前記第１及び第２の電極に対して運動させながら、前記両電極及び前記マイクロエレクトロニック基体を通して可変電気信号を印加して前記マイクロエレクトロニック基体から材料を除去するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項４０】
前記第１及び第２の電極はある軸に沿って伸びており、前記マイクロエレクトロニック基体を運動させるステップは、前記マイクロエレクトロニック基体を前記軸を横切る方向に運動させるステップを含むことを特徴とする請求項３９に記載の方法。
【請求項４１】
前記通路は第１の通路であり、前記液体は第１の液体であり、前記方法は更に、前記第１の液体及び／または第２の液体を前記研磨媒体内の第２の流路を通して導くステップを含むことを特徴とする請求項３９に記載の方法。
【請求項４２】
前記液体の流れを導くステップは、電解液の流れを導くステップを含むことを特徴とする請求項３９に記載の方法。
【請求項４３】
前記液体の流れを導くステップは、液体の流れを前記研磨表面から凹んでいる開口へ導くステップを含むことを特徴とする請求項３９に記載の方法。
【請求項４４】
前記研磨表面は前記第１及び第２の電極から離間しており、前記凹みの少なくとも若干は前記電極の直近の領域に開いていることを特徴とする請求項１２に記載の装置。
【請求項４５】
少なくとも１つの前記凹みは、前記凹みが周囲を取り囲んでいる対応開口の直径よりも大きい直径を有していることを特徴とする請求項１２に記載の装置。
【請求項４６】
前記研磨媒体は第１の凹み、第２の凹み、及び前記第１及び第２の凹みを結合しているチャネルを含み、前記研磨媒体は更に、液体の源に結合可能であって前記第１の凹み内に位置している開口を有する第１の複数の流路と、前記液体の源に結合可能であって前記第２の凹み内に位置している開口を有する第２の複数の流路とを含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項４７】
電解液を前記研磨媒体内の少なくとも１つの流路を通して導き、前記流路から、前記研磨表面から凹んでいる前記研磨媒体の領域へ流出させるステップを更に含むことを特徴とする請求項２７に記載の方法。
【請求項４８】
前記電解液を前記凹んでいる領域内の開口部を通して導き、前記電極の少なくとも一方と通電させるステップを更に含むことを特徴とする請求項４７に記載の方法。
【請求項４９】
電解液の第１の部分を、第１の複数の開口を通して前記第１の複数の流路と通じている前記研磨媒体の第１の凹み内へ導くステップを更に含み、前記電解液の第１の部分は、前記第１の凹み内にある時に、前記マイクロエレクトロニック加工片及び前記第１及び第２の電極と通電しており、
電解液の第２の部分を、第２の複数の開口を通して前記第２の複数の流路と通じている前記研磨媒体の第２の凹み内へ導くステップを更に含み、前記電解液の第２の部分は、前記第２の凹み内にある時に、前記マイクロエレクトロニック加工片及び前記第１及び第２の電極と通電しており、
前記電解液の第１の部分の少なくとも若干を、前記第１及び第２の凹みを接続している通路を介して前記第２の凹み内へ導くステップを更に含む、
ことを特徴とする請求項２７に記載の方法。
【請求項５０】
変化する電気信号の源を更に有し、前記第１と第２の電極が前記変化する電気信号の源に結合されていることを特徴とする請求項１記載の装置。
【国際調査報告】
2005537647.tif 000022
2005537647.tif 000023
2005537647.tif 000024
2005537647.tif 000025
2005537647.tif 000026