(57)【要約】  本発明の実施形態は概して、電気化学機械的研磨システムにおいて基板を処理するための方法および装置を提供する。一実施形態において、基板を研磨するためのセルは、プラテンアセンブリの最上面に配置された研磨パッドを含む。複数の導電素子が上部研磨表面にわたって間隔をあけて配列されており、また該パッドと該プラテンアセンブリ間に配置された電極に対して該基板をバイアスするように適合される。複数の通路が、該最上面と該プラテンアセンブリ内に画成されたプレナムとの間に該プラテンアセンブリを介して形成される。別の実施形態において、バルク研磨セルおよび残渣研磨セルを有するシステムが提供される。該残渣研磨セルはバイアスされた導電性研磨表面を含む。更なる実施形態において、該導電素子はプロセス化学による攻撃から保護される。【選択図】  図２
2007528794.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を処理するためのセルであって
サポート表面を有するプラテンアセンブリと、
前記プラテンアセンブリ上に配置された電極と、
前記プラテンアセンブリ内に画成されたプレナムと、
前記サポート表面を前記プレナムに結合する前記プラテンアセンブリを介して形成された複数の通路と、
を備えるセル。
【請求項２】
前記プラテンアセンブリ上に配置され、かつ上にある基板を処理するように適合された上部誘電体処理表面を有する処理パッドと、
前記基板を電気的にバイアスするための、前記上部処理表面上に配列された１つ以上の導電素子と、
を更に備える、請求項１に記載のセル。
【請求項３】
前記プラテンアセンブリが更に、
前記上面を含み、かつ前記通路の各々の少なくとも第１の部分がこれを介して形成される最上部プレートと、
前記処理パッドを上に配置している前記上部プレートの表面に対向して配置され、かつ前記導電素子に電気的に結合された導電性コンタクトプレートであって、前記通路の各々の少なくとも第２の部分がこれを介して形成される導電性コンタクトプレートと、
を備える、請求項１に記載のセル。
【請求項４】
前記導電性プレートが前記プラテンアセンブリに形成された前記プレナムに配置される、請求項３に記載のセル。
【請求項５】
前記１つ以上の導電素子のうちの少なくとも１つが、
ボールと、
前記ボールと前記導電性コンタクトプレート間に電気的に結合されたアダプターと、
を備える、請求項４に記載のセル。
【請求項６】
前記ボールが、導電性外層で被覆されたポリマーから製作される、請求項５に記載のセル。
【請求項７】
前記１つ以上の導電素子が更に、
処理中に前記処理表面に配置された前記基板をバイアスするように適合された複数のボールと、
前記ボールを保持するハウジングと、
を備える、請求項２に記載のセル。
【請求項８】
前記ハウジングを介して前記処理表面に処理流体を流すように適合された電解液ソースを更に備える、請求項７に記載のセル。
【請求項９】
前記プラテンアセンブリが、
前記上面に対向する前記上部プレートに結合された下部プレートと、
前記下部プレートに配置された第１の電気端子と、
前記コンタクトプレートに配置されかつ前記導電素子に結合された第２の電気端子であって、前記第１および第２の電気端子が雄／雌構成で結合される第２の電気端子と、
を備える、請求項３に記載のセル。
【請求項１０】
前記プラテンアセンブリが更に、前記第２の電気コンタクトを前記プレナムから流体隔離するシールを備える、請求項９に記載のセル。
【請求項１１】
前記プラテンアセンブリが更に、
前記コンタクトプレートに対向する前記プレナムと境界を接するカバープレートと、
前記カバープレートに配置された第１の流体ポートと、
前記下部プレートに配置されかつ前記第１の流体ポートと一致する第２の流体ポートと、
前記第２の流体ポートに結合された電解液ソースと、
を備える、請求項１０に記載のセル。
【請求項１２】
前記プラテンアセンブリが更に、前記プラテンアセンブリに配置され、かつ前記プラテンアセンブリに対して前記処理パッドを引き付けるように適合された磁気素子を備える、請求項２に記載のセル。
【請求項１３】
前記磁気素子が更に、永久磁石または電磁石を備える、請求項１２に記載のセル。
【請求項１４】
前記１つ以上の導電素子が更に、導電性材料、ポリマーマトリクスに配置された導電素子、または導電性被覆ファブリックのうちの少なくとも１つを備える導電性上部層を備える、請求項２に記載のセル。
【請求項１５】
前記パッドが更に、
前記電極に結合されかつ非導電性処理表面を有する上部層と、
前記処理表面に前記電極層を暴露するために前記上部層を介して形成された第１セットのホールと、
前記上部層および前記電極を介して形成された少なくとも１つのアパーチャと、
を備える、請求項２に記載のセル。
【請求項１６】
前記第１セットのホールが前記電極の上面を暴露する、請求項１５に記載のセル。
【請求項１７】
前記少なくとも１つのアパーチャが、前記上部層および導電層の中心を介して形成された単一の通路である、請求項１６に記載のセル。
【請求項１８】
前記上部層と前記電極間に挟持されたサブパッドを更に備える、請求項１５に記載のセル。
【請求項１９】
前記サブパッド、前記導電層および前記上部層が、圧縮成形、ステーキング、締結、接着および接合のうちの少なくとも１つによって結合される、請求項１８に記載のセル。
【請求項２０】
前記電極が更に、複数の独立してバイアス可能な電気的ゾーンを備える、請求項１５に記載のセル。
【請求項２１】
前記上部層がポリウレタンから製作される、請求項１５に記載のセル。
【請求項２２】
前記導電素子が導電性材料層を更に備える、請求項１５に記載のセル。
【請求項２３】
前記導電素子が更に、
ポリマー結合剤層に配置された導電性材料と、
前記結合剤層と前記電極間に配置されたファブリック層と、
を備える、請求項１５に記載のセル。
【請求項２４】
基板を処理するためのシステムであって、
エンクロージャと、
前記エンクロージャに配置された第１の電気化学機械的処理ステーションと、
前記第１の電気化学機械的処理ステーションに配置され、かつ第１の基板処理エリアにわたって実質的に非導電性の上部誘電体処理表面を有する第１の処理パッドアセンブリと、
前記第１の処理パッドに配置された基板に接触するように暴露された１つ以上の導電素子と、
前記エンクロージャに配置された第２の電気化学機械的処理ステーションと、
前記第２の電気化学機械的処理ステーションに配置され、かつ第２の基板処理エリアにわたって実質的に導電性の上部導電性処理表面を有する第２の処理パッドアセンブリと、
前記第１および第２の電気化学機械的処理ステーション間に基板を移送するように適合された移送機構と、
を備えるシステム。
【請求項２５】
前記第１の処理パッドアセンブリが、
前記上部誘電体処理表面を備える誘電体最上部層と、
前記最上部層の下方に配置された電極と、
を備える、請求項２４に記載のシステム。
【請求項２６】
前記１つ以上の導電素子のうちの少なくとも１つが、
ハウジングと、
前記処理表面の法線方向の前記ハウジングに移動可能に配置され、かつ処理中に前記電極に対して前記処理表面上に配置された前記基板をバイアスするように適合されたボールと、
前記ハウジングに配置され、かつ前記ボールとの接触を維持するように適合されたコンタクト部材と、
前記コンタクト部材に結合された導電性アダプターと、
を備える、請求項２５に記載のシステム。
【請求項２７】
前記ハウジングおよびアダプターが更に、前記第１のパッドアセンブリの前記処理表面に接触するように、これを介して電解液を流すように適合された通路を備える、請求項２６に記載のシステム。
【請求項２８】
前記ハウジングの外面に結合された導電性シールドを更に備える、請求項２６に記載のシステム。
【請求項２９】
前記導電性シールドが、グラファイト、導電性ポリマー、貴金属または銅のうちの少なくとも１つを備える、請求項２８に記載のシステム。
【請求項３０】
前記第１の処理パッドアセンブリをサポートする上面を有する誘電体プレートと、
前記上面に対向する前記誘電体プレートに形成された凹部に配置された導電性コンタクトプレートと、
を更に備える、請求項２４に記載のシステム。
【請求項３１】
前記第１の電気化学的処理ステーションが更に、
前記第１の処理パッドアセンブリを上に配置するプラテンアセンブリと、
前記プラテンアセンブリ内に画成されたプレナムと、
を備える、請求項２４に記載のシステム。
【請求項３２】
前記第１の処理パッドアセンブリの前記処理表面に前記プレナムを流体結合する少なくとも１つの通路を更に備える、請求項３１に記載のシステム。
【請求項３３】
前記第１の処理パッドアセンブリの前記処理表面にリンスおよび処理流体を選択的に提供するように適合された、前記プレナムに結合された少なくとも１つの流体ソースを更に備える、請求項３２に記載のシステム。
【請求項３４】
前記第２の電気化学的処理ステーションが更に、
前記第２の処理パッドアセンブリを上に配置しているプラテンアセンブリと、
前記プラテンアセンブリ内に画成されたプレナムと、
を備える、請求項２４に記載のシステム。
【請求項３５】
前記第１の処理パッドアセンブリの前記処理表面に前記プレナムを流体結合する少なくとも１つの通路を更に備える、請求項３４に記載のシステム。
【請求項３６】
前記第２の処理パッドアセンブリが更に、結合剤によって分散された導電性フィラーから製作された前記処理表面を備える導電性処理機器を備える、請求項２４に記載のシステム。
【請求項３７】
前記第２の処理パッドアセンブリが更に、導電性材料で被覆されたファブリックから製作された前記処理表面を備える導電性処理機器を備える、請求項２４に記載のシステム。
【請求項３８】
少なくとも１つの第３の処理ステーションを更に備える、請求項２４に記載のシステム。
【請求項３９】
前記１つ以上の導電素子が更に、導電性材料、ポリマーマトリクスで配置された導電素子、または導電性被覆ファブリックのうちの少なくとも１つを備える導電性上部層を備える、請求項２４に記載のシステム。
【請求項４０】
基板を処理するための機器であって、
非導電性処理表面を有する上部層と、
前記最上部層に結合された導電層と、
前記処理表面に前記導電層を暴露するために前記上部層を介して形成された第１セットのホールと、
前記上部層および前記導電層を介して形成された少なくとも１つのアパーチャと、
を備える機器。
【請求項４１】
基板を処理するための機器であって、
非導電性処理表面を有する上部層と、
前記処理表面に対向する前記上部層に結合されたサブパッドと、
前記サブパッドを前記最上部層に対して挟持する導電層であって、電源に結合するための端子を有する導電層と、
前記導電層を前記処理表面に暴露するために前記上部層およびサブパッドを介して形成された第１セットのホールと、
前記上部層、前記サブパッドおよび前記導電層を介して形成された少なくとも１つのアパーチャと、
を備える機器。
【請求項４２】
前記導電層が更に、複数の独立してバイアス可能な電気的ゾーンを備える、請求項４１に記載の処理機器。
【発明の詳細な説明】
【発明の背景】
【０００１】
【発明の分野】
【０００２】
[0001]本発明の実施形態は概して、電気化学機械的処理のための方法および装置に関する。
【関連技術の説明】
【０００３】
[0002]電気化学機械的平坦化（ＥＣＭＰ）は、従来の平坦化プロセスと比較して少ない機械的研削によって基板を同時に研磨しつつ、電気化学的溶解によって基板表面から導電性材料を除去するために使用される技術である。ＥＣＭＰシステムは概して、バイアスの極性を反転することによって基板上の導電性材料の堆積に適合されてもよい。電気化学的溶解は、バイアスを陰極と基板表面との間に印加して、導電性材料を基板表面から周囲の電解液に除去することによって実行される。一般的に、バイアスは、基板が処理される導電性研磨材料によって基板表面に印加される。研磨プロセスの機械的コンポーネントは、基板からの導電性材料の除去を促進する相対的運動を、基板と導電性研磨材料との間に提供することによって実行される。
【０００４】
[0003]銅は、電気化学機械的平坦化を使用して研磨されてもよい一材料である。一般的に、銅は２ステップのプロセスを利用して研磨される。第１のステップにおいて、銅のバルクが除去されて、一般的に基板表面から突出した銅残渣をいくらか残す。次いで、銅残渣は、第２の、つまり過研磨ステップで除去される。
【０００５】
[0004]しかしながら、銅残渣の除去は、周辺材料、一般的に酸化物や、ＴａＮなどの他の材料からなるバリア層などの平面の下方の銅部材のディッシングをもたらすことがある。ディッシング量は一般的に、研磨される銅部材の幅に沿って過研磨ステップで利用される研磨化学および処理パラメータに関連する。銅層が基板にわたって均一な厚さを有していない場合、一部の部材をディッシングせずに、すべての銅残渣を除去することは困難であり、また他の部材の銅残渣のすべてを除去することもできない。しかしながら、現在のところ、単一の研磨ステーションでバルクおよび残渣材料の両方の除去を実行することは困難である。したがって、これらのプロセスについて最適化された研磨ステーション上でバルクおよび残渣材料の除去を実行して基板スループットを高めつつ、銅残渣の除去と最小のディッシングを提供することが好都合であろう。
【０００６】
[0005]したがって、電気化学機械的平坦化のための改良された方法および装置の必要性がある。
【発明の概要】
【０００７】
[0006]本発明の実施形態は概して、電気化学機械的平坦化システムにおいて基板を処理するための方法および装置を提供する。一実施形態において、基板を処理するためのセルはプラテンアセンブリの最上面に配置された処理パッドを含む。複数の導電素子が上部平坦化表面に間隔をあけて配列されている。電極が該パッドと該プラテンアセンブリとの間に配置される。複数の通路が、該最上面と、該プラテンアセンブリ内に画成されたプレナムとの間に該プラテンアセンブリを介して形成される。
【０００８】
[0007]別の実施形態において、基板を処理するためのシステムは、第１の電気化学機械的平坦化ステーションと、エンクロージャに配置された少なくとも１つの第２の電気化学機械的平坦化ステーションとを含む。移送機構が平坦化ステーション間に基板を移送するように適合される。第１の処理パッドアセンブリが該第１の電気化学機械的平坦化ステーションに配置されており、基板処理エリアにわたって実質的に誘電性の上部誘電体平坦化表面を有する。複数の導電素子が、該第１の処理パッドアセンブリの該上部平坦化表面に間隔をあけて配列される。第２の処理パッドアセンブリが該第２の電気化学機械的平坦化ステーションに配置されており、基板処理エリアにわたって実質的に導電性の上部導電性平坦化表面を有する。
【０００９】
[0008]別の実施形態において、基板を電気化学的に処理するための方法が提供される。一実施形態において、基板を電気化学的に処理するための方法は、基板と接触している導電素子を、処理流体によって該基板に電気的に結合された電極に対してバイアスするステップと、該基板を該導電素子から電気的に分離するステップと、負バイアスを該分離された導電素子に印加するステップとを含む。
【００１０】
[0009]別の実施形態において、基板を電気化学的に処理するための方法は、平坦化材料を通って延びる複数の導電素子を介して該基板の表面の別個の（ｄｉｓｃｒｅｅｔ）部分に第１の電気的バイアスを印加するステップと、均一にバイアスされた導電性平坦化材料によって該基板の該表面に第２の電気的バイアスを印加するステップとを含む。
【詳細な説明】
【００１１】
[0010]本発明の先に引用された実施形態が達成されかつ詳細に理解されるように、先に簡潔に要約された本発明のより具体的な説明が、添付の図面に示された実施形態を参照してなされてもよい。しかしながら、添付の図面は本発明の一般的な実施形態のみを示しており、また本発明は他の等しく効果的な実施形態を許容するものであるためその範囲を制限するものとして考えられるべきではないことに注目すべきである。
【００１２】
[0023]理解を容易にするために、図面に共通の同一要素を明示するためには、可能な限り同一の参照番号が使用されている。
【００１３】
[0024]基板から導電性材料のバルクおよび残渣を除去するためのシステムおよび方法の実施形態が提供される。システムは、中央基板移送デバイスの周辺に配置された導電性材料の除去に適した少なくとも２つの処理ステーションを有するものとして例示的に説明されているが、本発明の処理ステーションは他の構成で配列されてもよく、かつ／または他のタイプや構成の基板移送機構によって基板を供給されてもよいことが想定されている。更に、以下に開示される実施形態は基板から材料を除去すること、例えば平坦化を主に目的としているが、本明細書に開示された教示は、バイアスの極性を反転することによって基板を電気メッキするために使用されてもよいことが想定されている。
【００１４】
[0025]図１は、基板を電気化学的に処理するための装置を有する平坦化システム１００の一実施形態の平面図である。例証的システム１００は概してファクトリインタフェース１０２と、ローディングロボット１０４と平坦化モジュール１０６とを備える。ローディングロボット１０４はファクトリインタフェース１０２および平坦化モジュール１０６に近接して、これらの間の基板１２２の移送を容易にするように配置される。
【００１５】
[0026]コントローラ１０８が、システム１００のモジュールのコントロールおよび統合を容易にするために提供される。コントローラ１０８は中央演算処理装置（ＣＰＵ）１１０と、メモリ１１２とサポート回路１１４とを備える。コントローラ１０８は、例えば平坦化、クリーニングおよび移送プロセスのコントロールを容易にするために、システム１００の種々のコンポーネントに結合される。
【００１６】
[0027]ファクトリインタフェース１０２は概してクリーニングモジュール１１６と１つ以上のウェーハカセット１１８とを含む。インタフェースロボット１２０が、ウェーハカセット１１８と、クリーニングモジュール１１６と入力モジュール１２４との間に基板１２２を移送するために用いられる。入力モジュール１２４は、グリッパー、例えば真空グリッパーや機械的クランプによって平坦化モジュール１０６とファクトリインタフェース１０２との間の基板１２２の移送を容易にするように位置付けられる。
【００１７】
[0028]平坦化モジュール１０６は少なくとも１つのバルク電気化学機械的平坦化（ＥＣＭＰ）ステーション１２８と、場合により、環境コントロールされたエンクロージャ１８８に配置された少なくとも１つの従来の化学機械的平坦化（ＣＭＰ）ステーション１３２とを含む。本発明から利点を得るように適合可能な平坦化モジュール１０６の例は、すべてカリフォルニア州、サンタクララにあるアプライドマテリアルズ社より入手可能なＭＩＲＲＡ（登録商標）、ＭＩＲＲＡ  ＭＥＳＡ（商標）、ＲＥＦＬＥＸＩＯＮ（登録商標）、ＲＥＦＬＥＸＩＯＮ（登録商標）  ＬＫおよびＲＥＦＬＥＸＩＯＮ  ＬＫ  Ｅｃｍｐ（商標）化学機械的平坦化システムを含む。処理パッド、平坦化ウェブまたはこれらの組み合わせを使用するもの、および回転、線形または他の平面的運動で平坦化表面に対して基板を移動させるものを含む他の平坦化モジュールもまた本発明から利点を得るように適合可能である。
【００１８】
[0029]図１に描かれた実施形態において、平坦化モジュール１０６はバルクＥＣＭＰステーション１２８と、第２のＥＣＭＰステーション１３０と、ＣＭＰステーション１３２とを含む。基板から導電性材料のバルクを除去することは、バルクＥＣＭＰステーション１２８での電気化学的溶解プロセスによって実行される。バルクＥＣＭＰステーション１２８でのバルク材料の除去の後、残渣導電性材料は第２の電気化学機械的プロセスによって残渣ＥＣＭＰステーション１３０で基板から除去される。２つ以上の残渣ＥＣＭＰステーション１３０が平坦化モジュール１０６で利用されてもよいことが想定されている。
【００１９】
[0030]従来の化学機械的平坦化プロセスが、残渣ＥＣＭＰステーション１３０での処理の後平坦化ステーション１３２で実行される。銅を除去するための従来のＣＭＰプロセスの一例が、２００２年９月１７日に発行された米国特許第６，４５１，６９７号に説明されており、これはその全体を参照として本明細書に組み込まれている。バリア除去のための従来のＣＭＰプロセスの一例が、２００２年６月２７日に提出された米国特許出願第１０／１８７，８５７号に説明されており、これはその全体を参照として本明細書に組み込まれている。他のＣＭＰプロセスが代替的に実行されてもよいことが想定されている。ＣＭＰステーション１３２は事実上従来型なので、これについての更なる説明は簡潔にするために省略した。
【００２０】
[0031]例証的平坦化モジュール１０６はまた、マシーンベース１４０の上部つまり第１のサイド１３８上に配置された移送ステーション１３６とカルーセル１３４とを含む。一実施形態において、移送ステーション１３６は入力バッファステーション１４２と、出力バッファステーション１４４と、移送ロボット１４６とロードカップアセンブリ１４８とを含む。入力バッファステーション１４２は、ローディングロボット１０４によって、ファクトリインタフェース１０２から基板を受け取る。ローディングロボット１０４はまた、研磨済み基板を出力バッファステーション１４４からファクトリインタフェース１０２に戻すために利用される。移送ロボット１４６は、バッファステーション１４２、１４４とロードカップアセンブリ１４８との間に基板を移動させるために利用される。
【００２１】
[0032]一実施形態において、移送ロボット１４６は２つのグリッパーアセンブリを含んでおり、各々は基板の縁部によって基板を保有する空気圧式グリッパーフィンガを有する。移送ロボット１４６は、処理済の基板をロードカップアセンブリ１４８から出力バッファステーション１４４に移送しつつ、処理する基板を入力バッファステーション１４２からロードカップアセンブリ１４８に同時に移送してもよい。利点を享受するために使用可能な移送ステーションの一例が２０００年１２月５日にＴｏｂｉｎに発行された米国特許出願第６，１５６，１２４号に説明されており、これはその全体を参照として本明細書に組み込まれている。
【００２２】
[0033]カルーセル１３４はベース１４０の中央に配置される。カルーセル１３４は一般的に複数のアーム１５０を含んでおり、各々は平坦化ヘッドアセンブリ１５２をサポートする。図１に描かれたアーム１５０のうちの２つは、バルクＥＣＭＰステーション１２８の平坦化表面１２６と移送ステーション１３６が見えるように仮想線で示されている。カルーセル１３４は、平坦化ヘッドアセンブリ１５２が平坦化ステーション１２８、１３２と移送ステーション１３６との間に移動されるようにインデックス可能（ｉｎｄｅｘａｂｌｅ）である。利点を享受するために利用可能なカルーセルがＰｅｒｌｏｖらに１９９８年９月８日に発行された米国特許第５，８０４，５０７号に説明されており、これはその全体を参照として本明細書に組み込まれている。
【００２３】
[0034]調整デバイス１８２が、平坦化ステーション１２８、１３２の各々に隣接してベース１４０上に配置される、調整デバイス１８２は、均一な平坦化結果を維持するために、ステーション１２８、１３２に配置された平坦化材料を定期的に調整する。
【００２４】
[0035]図２は、バルクＥＣＭＰステーション１２８の一実施形態に位置付けられた平坦化ヘッドアセンブリ１５２のうちの１つの断面図を描いている。平坦化ヘッドアセンブリ１５２は概して平坦化ヘッド２０４に結合されたドライブシステム２０２を備える。ドライブシステム２０２は概して少なくとも回転運動を平坦化ヘッド２０４に提供する。平坦化ヘッド２０４は更に、平坦化ヘッド２０４に保持された基板１２２が処理中にバルクＥＣＭＰステーション１２８の平坦化表面１２６に対して配置されるように、バルクＥＣＭＰステーション１２８に向かって起動されてもよい。ドライブシステム２０２は、平坦化ヘッド２０４の回転速度および方向をコントロールするための信号をドライブシステム２０２に提供するコントローラ１０８に結合される。
【００２５】
[0036]一実施形態において、平坦化ヘッドは、アプライドマテリアルズ社によって製造されたＴＩＴＡＮ  ＨＥＡＤ（商標）やＴＩＴＡＮ  ＰＲＯＦＩＬＥＲ（商標）ウェーハキャリアであってもよい。概して、平坦化ヘッド２０４はハウジング２１４と、基板１２２が保持される中央凹部を画成する保持リング２２４とを備える。保持リング２２４は、処理中に平坦化ヘッド２０４の下から基板が滑り落ちるのを防止するために、平坦化ヘッド２０４内に配置された基板１２２を制限する。保持リング２２４は、ＰＰＳおよびＰＥＥＫなどのプラスチック材料や、ステンレス鋼、Ｃｕ、ＡｕおよびＰｄなどの導電性材料や、これらの組み合わせからなってもよい。導電性保持リング２２４がＥＣＭＰ中に電界をコントロールするために電気的にバイアスされてもよいことが更に想定されている。他の平坦化ヘッドが利用されてもよいことが想定されている。
【００２６】
[0037]バルクＥＣＭＰステーション１２８は概して、ベース１４０上に回転可能に配置されたプラテンアセンブリ２３０を含む。プラテンアセンブリ２３０は軸受２３８によってベース１４０上にサポートされて、プラテンアセンブリ２３０はベース１４０に対して回転可能となる。軸受２３８によって制限されたベース１４０のエリアは開放的であり、プラテンアセンブリ２３０と連通する電気的、機械的かつ空気圧式のコントロール信号および接続用の導管を提供する。
【００２７】
[0038]総称的にロータリーカプラー２７６と称される従来の軸受、ロータリーユニオンおよびスリップリングは、電気的、機械的、流体的かつ空気圧式コントロール信号および接続がベース１４０と回転プラテンアセンブリ２３０との間に結合されるように提供される。プラテンアセンブリ２３０は一般的に、プラテンアセンブリ２３０に回転運動を提供するモータ２３２に結合される。モータ２３２は、プラテンアセンブリ２３０の回転速度および方向をコントロールするための信号を提供するコントローラ１０８に結合される。
【００２８】
[0039]プラテンアセンブリ２３０は上部プレート２３６と下部プレート２３４とを有する。上部プレート２３６は金属や硬質プラスチックなどの硬質材料から製作されてもよく、一実施形態においてはＣＰＶＣなどの誘電体材料から製作されたり、これによって被覆されたりする。上部プレート２３６は円形、矩形または他の平面形態を有してもよい。上部プレート２３６の最上面２６０は処理パッドアセンブリ２２２をその上にサポートする。
【００２９】
[0040]下部プレート２３４は概してアルミニウムなどの硬質材料から製作される。図２に描かれた実施形態において、上部および下部プレート２３６、２３４は複数のファスナー２２８によって結合される。概して、複数の位置決めピン２２０（図２に１つ示されている）が上部および下部プレート２３６、２３４間に配置されて、これらの間の整列を保証する。上部プレート２３６および下部プレート２３４は場合により、単一の一体型部材から製作されてもよい。
【００３０】
[0041]場合により、磁気素子２４０がプラテンアセンブリ２３０内に配置されてもよく、プラテンアセンブリ２３０に対して処理パッドアセンブリ２２２を付勢するように適合されている。磁気素子２４０はロータリーカプラー２７６によって電源２４４に結合される。磁気素子２４０は、パッドアセンブリ２２２がプラテンアセンブリ２３０に引き付けられるようにパッドアセンブリ２２２に結合されてもよいことが想定されている。
【００３１】
[0042]図２の実施形態において、磁気素子２４０は、処理パッドアセンブリ２２２に配置された、またはこれに結合された導電性材料（つまり金属材料）に磁気的に結合される。処理パッドアセンブリ２２２が処理中のプラテンアセンブリ２３０に対して好都合に静止したままであるように、磁気素子２４０と処理パッドアセンブリ２２２間の磁力はプラテンアセンブリ２３０の上面２６０に対して処理パッドアセンブリ２２２を引っ張る。
【００３２】
[0043]磁気素子２４０は概してプラテンアセンブリ２３０の最上面２６０と平行に配置される。この配向は概して、プラテンアセンブリ２３０の最上面２６０に対する処理パッドアセンブリ２２２の力の均一性を高める。
【００３３】
[0044]一実施形態において、磁気素子２４０は、プラテンアセンブリ２３０の上部プレート２３６および下部プレート２３４間に配置された電磁石である。磁気素子２４０は、処理パッドアセンブリ２２２をプラテンアセンブリ２３０に引き付けるバイアス力を作成するために、電源２４４によって選択的に付勢されてもよい。磁気素子２４０によって印加された磁力は電源２４４によって簡単に調節されるため、処理パッドアセンブリ２２２とプラテンアセンブリ２３０間の接触力は特定の処理ルーチンに対して、場合により合わせられてもよい。更に、処理パッドアセンブリ２２２とプラテンアセンブリ２３０間の引力は磁気素子２４０に印加された電力を遮断することによって除去されてもよいため、処理パッドアセンブリ２２２はプラテンアセンブリ２３０から簡単に分離可能である。場合により、磁気素子２４０によって発生された磁力の極性は、処理パッドアセンブリ２２２が磁化されてかつ／または永久磁石材料を含有する場合には、処理パッドアセンブリ２２２を除去することを支援するために反転されてもよい。代替的には、磁気素子２４０は永久磁石であってもよい。
【００３４】
[0045]磁気素子２４０はプラテンアセンブリ２３０内またはこれに隣接した他の位置に配置されてもよいことが想定されている。代替の様々な設計を有する平坦化ステーションの平坦化材料サポート表面は、磁気素子２４０を組み込んで、処理パッドアセンブリ２２２を固定するための引力を、処理パッドアセンブリ２２２をサポートする表面に提供するように適合されてもよいこともまた想定されている。
【００３５】
[0046]プラテンアセンブリ２３０は場合により、処理パッドアセンブリ２２２をサポートするプラテンアセンブリ２３０の最上面２６０に配置された真空ポート２８０を含んでもよい。真空ポート２８０は、処理パッドアセンブリ２２２をプラテンアセンブリ２３０に対して保持するために真空を選択的に適用するように構成された真空ソース２４６に結合される。
【００３６】
[0047]プレナム２０６はプラテンアセンブリ２３０に画成される。プレナム２０６は、上部または下部プレート２３２、２３４の少なくとも一方に部分的に形成されてもよい。図２に描かれた実施形態において、プレナム２０６は、上部プレート２３６の下面２６２に部分的に形成された凹部２０８に画成される。複数のホール２１０が、電解液ソース２４８からプレナム２０６に提供された電解液が処理中にプラテンアセンブリ２３０を介してかつ基板１２２と接触して均一に流れるように上部プレート２３６に形成される。プレナム２０６は、凹部２０８を囲む上部プレート２３６に結合されたカバー２１２によって部分的に境界を接している。
【００３７】
[0048]図３は、カバー２１２の一実施形態をより詳細に示す、プラテンアセンブリ２３０の部分的断面図である。カバー２１２は上部プレート２３６にシール結合される。図３に描かれた実施形態において、複数のファスナー３１２はカバー２１２を上部プレート２３６に対して付勢し、カバー２１２と上部プレート２３６間に配置されたプレナムシール３１４を圧縮する。プレナムシール３１４はガスケット、Ｏリング、リップシール、またはプロセス化学と矛盾しない他のシールであってもよい。
【００３８】
[0049]カバー２１２は第１のアパーチャ３０２と、第２のアパーチャ３０４と第３のアパーチャ３０６とを含む。第１および第２のアパーチャ３０２、３０４は、プレナム２０６をカバー２１２を介して電解液ソース２４８に結合する入口および出口を提供する。一実施形態において、第１および第２のアパーチャ３０２、３０４は、下部プレート２３４に形成されたホール３４０と一致する雄フィッティング３０８を受け入れるようにスレッド接続される。放射状シール３１０、例えばＯリングやローブシールが、電解液がプレナム２０６からカバー２１２を通って漏れるのを防止する流体シールを提供するために、フィッティング３０８とホール３４０のボアとの間に配置される。
【００３９】
[0050]第３のアパーチャ３０６は、プレナム２０６内に配置された電解液から第３のアパーチャ３０６を隔離するシール３１６によって制限される。一実施形態において、シール３１６は、第１のバイオネットフィッティング３１８とプレナム２０６に配置された電解液との間に追加バリアを提供するために、第２のプレナムシール３４４の外側に位置付けられる。第３のアパーチャ３０６は、第１のバイオネットフィッティング３１８がここを通過できるように構成される。第１のバイオネットフィッティング３１８は、プレナム２０６に配置されかつ上部プレート２３６に結合されたコンタクトプレート３２０を、下部プレート２３４に配置されたソケット３２２に結合する。ソケット３２２は（図２に示されるように）、下部プレート３２６に形成された通路３２６に配置された第１の電力ライン３２４によって、ロータリーカプラー２７６を介して電源２４２に結合される。
【００４０】
[0051]第２のライン３２８は、下部プレート２３４の周縁に近接して配置されたソケット３３４を電源２４２に結合する下部プレート２３４を介して配置される。第２のバイオネットフィッティング３３２は、上部プレート２３６に配置されたコンタクト部材３３６に結合される。コンタクト部材３３６はスレッドホール３３８や、コンタクト部材３３６を処理パッドアセンブリ２２２に電気的に結合するのに適した上部プレート２３６の最上面２６０に暴露された他の要素を含む。図３に描かれた実施形態において、処理パッドアセンブリ２２２は第２のバイオネットフィッティング３３２によって電源２４２に結合される。
【００４１】
[0052]バイオネットフィッティング３１８、３３２および位置決めピン２２０はプレート２３４、２３６の整列を容易にするのに対して、上部プレート２３６が下部プレート２３４上に配置されると流体的かつ電気的接続がなされる。これは好都合なことに、プレート２３４、２３６間の堅固な電気的かつ流体的結合をアセンブリに提供する。
【００４２】
[0053]更に図２を参照すると、処理パッドアセンブリ２２２は電極２９２と、少なくとも１つの平坦化部分２９０とを含む。少なくとも１つのコンタクトアセンブリ２５０が処理パッドアセンブリ２２２の上方に延び、処理パッドアセンブリ２２２上で処理中の基板を電源２４２に電気的に結合するように適合される。
【００４３】
[0054]電極２９２はまた、電源２４２に結合されて、電位は基板と電極２９２間に確立されてもよい。一実施形態において、電極２９２は（図３に示されるように）、電極２９２を介して配置されかつコンタクト部材３３６のスレッドホール３３８と係合するファスナー３８０によって電源２４２に電気的に結合される。
【００４４】
[0055]電極２９２は一般的に、とりわけステンレス鋼、銅、アルミニウム、金、銀およびタングステンなどの導電性材料から構成される。電極２９２は固体であっても、電解液に対して不浸透性であっても、電解液に対して浸透性であっても、または穴があいていてもよい。図３に描かれた実施形態において、電極２９２はこれを介して電解液が流れるように構成される。電極２９２は浸透性であってもよく、またこれを介して形成されたホールやこれらの組み合わせを有する。電極２９２はプラテンアセンブリ２３０の最上面２６０に配置されて、プラテンアセンブリ２３０を介して電源２４２に結合される。
【００４５】
[0056]基板１２２から材料のバルクを除去するのに適した処理パッドアセンブリ２２２の実施形態は概して、実質的に誘電性である平坦化表面を含んでもよい。基板１２２から除去される導電性材料は基板１２２を実質的にカバーしているので、基板１２２をバイアスするコンタクトはほとんど必要ない。基板１２２から材料の残渣を除去するのに適した処理パッドアセンブリ２２２の実施形態は概して、実質的に導電性である平坦化表面を含んでもよい。基板１２２から除去される導電性材料は、基板１２２上に配置された材料の隔離アイランドを備えているため、基板１２２をバイアスするためにより多くのコンタクトが必要である。
【００４６】
[0057]一実施形態において、処理パッドアセンブリ２２２の平坦化層２９０は、ポリウレタンパッドなどの、誘電性の平坦化表面３６４を含んでもよい。本発明から利点を得るように適合可能な処理パッドアセンブリの例は、（「ＣＯＮＤＵＣＴＩＶＥ  ＰＬＡＮＡＲＩＺＩＮＧ  ＡＲＴＩＣＬＥ  ＦＯＲ  ＥＬＥＣＴＲＯＣＨＥＭＩＣＡＬ  ＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬ  ＰＬＡＮＡＲＩＺＩＮＧ」と題された）Ｙ．Ｈｕらによって２００３年６月６日に提出された米国特許出願第１０／４５５，９４１号と、（「ＣＯＮＤＵＣＴＩＶＥ  ＰＬＡＮＡＲＩＺＩＮＧ  ＡＲＴＩＣＬＥ  ＦＯＲ  ＥＬＥＣＴＲＯＣＨＥＭＩＣＡＬ  ＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬ  ＰＬＡＮＡＲＩＺＩＮＧ」と題された）Ｙ．Ｈｕらによって２００３年６月６日に提出された米国特許出願第１０／４５５，８９５号に説明されており、両方とも全体を参照として本明細書に組み込まれている。
【００４７】
[0058]図４は、２つのコンタクトアセンブリ２５０を介するバルクＥＣＭＰステーション１２８の部分的断面図であり、図５Ａ〜Ｂは、図４に示されたコンタクトアセンブリ２５０の側面図および分解図である。プラテンアセンブリ２３０は、これから突出し、かつ処理中に基板１２２の表面をバイアスするように適合された電源２４２に結合された少なくとも１つのコンタクトアセンブリ２５０を含む。コンタクトアセンブリ２５０はプラテンアセンブリ２３０、処理パッドアセンブリ２２２の一部、または個別の要素に結合されてもよい。２つのコンタクトアセンブリ２５０が図４に示されているが、任意の数のコンタクトアセンブリが利用されてもよく、また上部プレート２３６の中心線に対して多数の構成で分布されてもよい。
【００４８】
[0059]コンタクトアセンブリ２５０は概して上部プレート２３６を介してコンタクトプレート３２０に電気的に結合されており、また処理パッドアセンブリ２２２に形成されたそれぞれのアパーチャ４６８を少なくとも部分的に介して延びる。コンタクトアセンブリ２５０の位置は、プラテンアセンブリ２３０にわたって所定の構成を有するように選択されてもよい。事前画成されたプロセスについて、個々のコンタクトアセンブリ２５０が異なるアパーチャ４６８に再度位置付けられてもよいのに対して、コンタクトアセンブリを含有しないアパーチャはストッパー４９２によって栓をされたり、プレナム２０６から基板への電解液の流れを可能にするノズル４９４によって充填されたりしてもよい。本発明から利点を得るように適合可能な一コンタクトアセンブリが、Ｂｕｔｔｅｒｆｉｅｌｄらによって２００３年５月２３日に提出された米国特許出願第１０／４４５，２３９号に説明されており、これはその全体を参照として本明細書に組み込まれている。
【００４９】
[0060]図４に関して以下に説明されるコンタクトアセンブリ２５０の実施形態はローリングボールコンタクトを描いているが、コンタクトアセンブリ２５０は代替的に、基板１２２を電気的にバイアスするのに適した導電性上部層や上面を有する構造やアセンブリを備えてもよい。例えば、コンタクトアセンブリ２５０は、とりわけ導電性粒子をその中に分散しているポリマーマトリクスや導電性被覆ファブリックなどの導電性材料や導電性複合物（つまり、導電素子は、上面を備える材料によって一体的に分散されるか、これを備えている）で作られている上部層を有する構造を含んでもよい。適切なコンタクトアセンブリの他の例は、Ｈｕらによって２００３年１１月３日に提出された米国仮特許出願第６０／５１６，６８０号に説明されており、これはその全体を参照として本明細書に組み込まれている。
【００５０】
[0061]一実施形態において、コンタクトアセンブリ２５０の各々は中空ハウジング４０２と、アダプター４０４と、ボール４０６と、コンタクト要素４１４とクランプブッシング４１６とを含む。ボール４０６は導電性外面を有しており、ハウジング４０２に移動可能に配置されている。ボール４０６は、平坦化表面３６４から延びるボール４０６の少なくとも一部を有する第１の位置と、ボール４０６が平坦化表面３６４と同一表面である少なくとも１つの第２の位置とに配置されてもよい。ボール４０６は概して、基板１２２をコンタクトプレート３２０を介して電源２４２に電気的に結合するのに適している。
【００５１】
[0062]電源２４２は概して正の電気的バイアスを処理中のボール４０６に提供する。平坦化基板間で、電源はボール４０６を負にバイアスして、プロセス化学によるボール４０６への攻撃を最小化する。
【００５２】
[0063]ハウジング４０２はプロセス化学と矛盾しない誘電体材料から製作される。一実施形態において、ハウジング４０２はＰＥＥＫでできている。ハウジング４０２は第１の端４０８と第２の端４１０とを有する。ドライブ部材４１２が、コンタクトプレート３２０へのコンタクトアセンブリ２５０の設置を容易にするために、第１の端４０８に、および／またはこの上に形成される。ドライブ部材４１２はスパナレンチ用のホール、１つ以上のスロット、（例えばＴＯＲＸ（登録商標）や六角ドライブなど用の）凹状ドライブ部材や、とりわけ（レンチフラットや六角ヘッドなどの）突出ドライブ部材であってもよい。第１の端４０８は更に、ボール４０６がハウジング４０２の第１の端４０８からなくなるのを防ぐシート４２６を含む。シート４２６は場合により、ボール４０６とシート４１２間のハウジング４０２から流体を流出させる１つ以上の溝４４８をその中に形成して含んでもよい。ボール４０６の後に（ｐａｓｔ）に流体を維持することは、ボール４０６を攻撃するというプロセス化学の傾向を極力小さくすることがある。
【００５３】
[0064]コンタクト要素４１４はクランプブッシング４１６とアダプター４０４間に結合される。コンタクト要素４１４は概して、ハウジング４０２内のボール位置の範囲によって実質的または完全にアダプター４０４とボール４０６を電気的に接続するように構成される。一実施形態において、コンタクト要素４１４はスプリング形態で構成されてもよい。
【００５４】
[0065]図４および図５Ａ〜図５Ｂに描かれかつ図６に詳述された実施形態において、コンタクト要素４１４はポーラーアレイにここから延びる複数の屈曲部４４４を有する環状ベース４４２を含む。屈曲部４４４はベース４４２から遠位端６０８に延びる２つのサポート要素６０２を含む。サポート要素６０２は複数の段６０４によって結合されて、以下更に述べるように、ごくわずかな圧力低下によってコンタクト要素４１６を流れることを容易にするアパーチャ６１０を画成する。ボール４０６に接触するように適合されたコンタクトパッド６０６は、各屈曲部４４４の遠位端６０８でサポート要素６０２を結合する。屈曲部４４４は概して、プロセス化学との併用に適した弾性かつ導電性材料から製作される。一実施形態において、屈曲部４４４は金メッキされたベリリウム銅から製作される。
【００５５】
[0066]図４および５Ａ〜図５Ｂに戻ると、クランプブッシング４１６は、スレッドポスト５２２がここから延びるフレアヘッド５２４を含む。クランプブッシングは誘電体または導電性材料のいずれか、またはこれらの組み合わせから製作されてもよく、一実施形態においては、ハウジング４０２と同じ材料から製作される。フレアヘッド５２４は屈曲部４４４を、コンタクトアセンブリ２５０の中心線に対して鋭角に維持しており、コンタクト要素４１４のコンタクトパッド６０６は、ボール４０６の表面周辺に広がり、コンタクトアセンブリ２５０の組み立て時に、かつボール４０６の運動範囲において屈曲部４４４に対する屈曲、拘束および／またはダメージを防止するように位置付けられる。
【００５６】
[0067]クランプブッシング４１６のポスト５２２はベース４２２のホール５４６を介して配置され、またアダプター４０４を介して形成された通路４３６のスレッド部分４４０にスレッド接続される。クランプブッシング４１６を介して形成された通路４１８は、フレアヘッド５２４に配置された端にドライブ部材４２０を含む。同様に、通路４３６は、スレッド部分４４０に対向する端にドライブ部材４３８を含む。ドライブ部材４２０、４３０は上記のものと類似していてもよく、一実施形態においては、六角ドライバとの併用に適した六角形ホールである。クランプブッシング４２４は、コンタクト要素４１４や他のコンポーネントにダメージを与えることなく、コンタクト要素４１４とアダプター４０４間の良好な電気的接触を保証するレベルに締められる。
【００５７】
[0068]アダプター４０４は概してプロセス化学と矛盾しない導電性材料から製作され、一実施形態においてはステンレス鋼から製作される。アダプター４０４は、一方の側から延びるスレッドポスト４３０と、対向する側から延びるボス４３４とを有する環状フランジ４３２を含む。スレッドポスト４３０は、コンタクトアセンブリ２５０におけるそれぞれのボール４０６を電源２４２に結合する上部プレート２３６の凹部２０８に配置されたコンタクトプレート３２０と一致するように適合される。
【００５８】
[0069]ボス４３４はハウジング４０２の第２の端４１０に受け取られ、コンタクト要素４１４をこれにクランプで締めるための表面を提供する。ボス４３４は更に、ハウジング４０２に形成されたホール５０４を介して配置されたファスナー５０２と係合するボス４３４の側部に配置された少なくとも１つのスレッドホール５０６を含むことによって、ハウジング４２０をアダプター４０４に固定して、この中にボール４０６を捕捉することができる。図５Ａに描かれた実施形態において、皿ホール５０４によってハウジング４０２をアダプター４０４に結合するための３つのファスナーが示される。ハウジング４０２およびアダプター４０４は、とりわけステーキング、接着、接合、圧入、ドエルピン、スプリングピン、リベットおよび保持リングなどの代替方法やデバイスによって締結されてもよいことが想定されている。
【００５９】
[0070]ボール４０６は固定または中空であってもよく、一般的に導電性材料から製作される。例えば、ボール４０６は、金属、導電性ポリマー、または金属類、導電性カーボンまたはグラファイトなどの導電性材料で充填されたポリマー材料、とりわけ導電性材料から製作されてもよい。代替的には、ボール４０６は、導電性材料で被覆された固体または中空コアから形成されてもよい。コアは非導電性であってもよく、また導電性カバリングで少なくとも部分的に被覆されてもよい。適切なコア材料の例は、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリスチレン（ＰＳ）または（ＴＯＲＬＯＮ（登録商標）などの）ポリアミドイミド（ＰＡＩ）などを含む。
【００６０】
[0071]一実施形態において、コアは、ボール４０６が平坦化時に基板１２２と接触する場合に変形するポリウレタンなどの弾力的つまり弾性ポリマーから選択されてもよい。コアに利用されてもよい材料の例は、弾力的有機ポリマー類、エチレンプロピレンジエン（ＥＤＰＭ）、ポリアルケン類、ポリアルキン類、ポリエステル類、ポリ芳香族アルケン類／アルキン類、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリウレタンおよびこれらの組み合わせを含むものがある。コア材料の例には、シロキサンなどの無機ポリマー類や、ポリシリコンおよびポリシランなどの有機または無機結合材料を含むものもある。ボール４０６が変形すると、ボール４０６と基板間の接触面積は増加し、これによってボール４０６と、基板１２２上に配置された導電層との間の電流の流れを改良し、平坦化の結果を改良することができる。
【００６１】
[0072]一実施形態において、ボール４０６は（銅合金を含む）銅の外面を有しており、また固体や中空であってもよく、または異なるコア材料を有してもよい。別の実施形態において、ボール４０６は貴金属の外面を含んでもよい。別の実施形態において、ボール４０６は、ＴＯＲＬＯＮ（登録商標）および金層間のシード層として銅を使用して、導電性金層で被覆されたＴＯＲＬＯＮ（登録商標）ポリマーコアを含んでもよい。別の例はＴＯＲＬＯＮ（登録商標）や、銅や他の導電性材料の層で被覆された他のポリマーコアである。他の適切な軟質導電性材料は銀、銅および錫などを含むがこれらに制限されない。
【００６２】
[0073]ボール４０４は概して、スプリング、バイオネットまたは流力のうちの少なくとも１つによって平坦化表面３６４に向かって起動される。図４に描かれた実施形態において、アダプター４０４およびクランプブッシング４１６によって形成された通路４３６、４１８は上部プレート２３６を介して電解液ソース２４８に結合される。電解液ソース２４８は通路４３６および４１８を介して中空ハウジング４０２の内部に電解液を提供する。電解液はシート４２６とボール４０６間のハウジング４０２から出るため、ボール４０６は処理中に平坦化表面３６４に向かってかつ基板１２２と接触してバイアスされる。
【００６３】
[0074]ボール４０６にかかる力はハウジング４０２内のボール４０６の異なる仰角に一貫するように、リリーフつまり溝４２８がハウジング４０２の内壁に形成されて、屈曲部４４４の遠位端（図６の６０８）を受け入れ、ボール４０８を通過する電解液の流れを制限することを防止する。シート４２６から離れて配置された溝４２８の端は概して、ボール４０６が低い位置にある場合にボール４０６の直径以下であるように構成される。
【００６４】
[0075]一実施形態において、処理化学によるコンタクトアセンブリ２５０および／またはボール４０６への電気化学的攻撃は、コンタクトアセンブリ２５０および／またはボール４０６を平坦化時に基板の下方に維持することによって最小限にされる。これは、コンタクトアセンブリ２５０を事前画成された場所に位置付けることによって、または基板をボール４０６の上方に維持するように基板とプラテンアセンブリ２３０間の相対的運動をプログラミングすることによって達成されてもよい。ボール４０６が押し下げられると、平坦化材料２２２は各ボール４０６の周辺に流体シールを提供するように構成されてもよく、これによって電極２９２とボール４０６間の電解液を介する直接の電気経路を妨げることによって、ボール４０６に対する基板上の導電性材料に対して化学反応を優先することができる。
【００６５】
[0076]代替的または追加的に、図１３に描かれるように、コンタクトアセンブリ２５０および／またはボール４０６への電気化学的攻撃は腐食シールド１３０２の使用によって最小限にされることがある。腐食シールド１３０２は概して、コンタクトアセンブリ２５０を囲む導電性材料１３０４を含む。一実施形態において、導電性材料１３０４は電源２４２に結合される。導電性材料２４２はハウジング４０２、コンタクトプレート３２０を介して、または個別の接続を介して電源２４２に結合されてもよい。代替的には、導電性材料１３０４は異なる電源（図示せず）に結合されてもよい。導電性材料１３０４は、グラファイト、導電性ポリマーおよび貴金属類などの非腐食材料を備えてもよい。代替的には、導電性材料１３０４はコンタクト要素と同じ材料、例えば銅を備えてもよい。
【００６６】
[0077]ギャップ１３０６は導電性材料１３０４を電極２９２から分離する。代替的には、ギャップ１３０６は、ＰＥＥＫなどの、プロセス化学と矛盾しない誘電体で充填されてもよい。処理中に、アパーチャ４６８は電解液ソース２４８からの電解液で充填される。電解液が導電性材料１３０４と電極２９２の両方と接触しているために、電解液とボール４０６の局所的電位差は最小となり、ボール４０６の電食を少なくすることができる。
【００６７】
[0078]腐食シールド１３０２は図４に示されたコンタクトアセンブリ２５０の実施形態について描かれているが、本明細書に説明されるような腐食シールド１３０２はコンタクトアセンブリ２５０の他の実施形態や、コンタクト部材の腐食が最小限にされることが望ましい他のコンタクトアセンブリでの使用に適合されてもよい。複数のコンタクトがハウジングに配置されている実施形態において、例えば図９に描かれた実施形態において、腐食シールド１３０２は各コンタクト周辺に、またはハウジング周辺に提供されてもよい。
【００６８】
[0079]別の実施形態において、リンス流体ソース４５０がセレクタバルブ４５２を介して電解液ソース２４８とコンタクトアセンブリ２５０との間に結合されてもよい。セレクタバルブ４５２によって、脱イオン水などのリンス流体は（基板がプラテンアセンブリ２３０上で研磨中でない）アイドル期間にボール４０６を流れて、ボール４０６が処理化学によって攻撃されるのを防止する。電解液ソース２４８およびリンス流体ソース４５０をプレナム２６０に選択的に結合させるために他の構成が利用されてもよいこと、または電解液ソース２４８とリンス流体ソース４５０が単一の流体送出システムを備えてもよいことが想定されている。簡単な構成で、常時ボール周辺の処理化学の流出を保つことは、（触媒副生成物をボールから除去することによって）プロセス化学におけるボールの自己触媒反応を実質的に防ぐことによって、静的プロセス化学の存在を排除することによってボールへの化学的攻撃を最小限にすることができることも想定されている。
【００６９】
[0080]図２に戻ると、プラテンアセンブリ２３０は、これに結合されたソニックトランスデューサ２５４を含んでもよい。トランスデューサ２５４はプラテンアセンブリ２３０を振動させるように適合されており、これによってコンタクトアセンブリ２５０の（図４に見られる）ハウジング４０２内のボール４０６の移動および／または回転を誘導する。「結合された」という用語が、トランスデューサ２５４がボール４０６の移動を誘導するようにプラテンアセンブリ２３０に対してトランスデューサ２５４を接続する、埋め込む、締結する、積み重ねる、成形する、接合する、接着するまたは他の方法で位置付けることを含むことを意図している点を当業者は認識する。トランスデューサ２５４は、コンタクトアセンブリ２５０内のボール運動を誘導するために基板の平坦化の間のアイドル期間中に起動されてもよく、これによってボール４０６への処理化学の影響を小さくすることができる。代替的には、ＰＥＥＫやＰＰＳなどの、処理化学と矛盾しない軟質材料で作られる回転ディスクは、ボールの回転を誘導するためにアイドル期間中にそのコンタクトアセンブリをカバーすることができ、したがって以下図１２を参照して説明されるようにボールへの静的化学的攻撃を最小限にすることができる。
【００７０】
[0081]場合により、プラテンアセンブリ２３０は、ここに配置された犠牲金属２５８を含んでもよい。犠牲金属２５８はプラテンアセンブリ２３０の最上面２６０に、アパーチャ、へこみまたはスロット２５６の形態で暴露されてもよい。平坦化材料２２２の最上面２６０上に配置されたプロセス化学が犠牲金属２５８とボール４０６に接触して湿らせている限り、犠牲金属２５８はコンタクトアセンブリ２５０から近くまたは遠くに位置付けられてもよい。犠牲金属２５８は更に、プラテンアセンブリ２３０を介して（図４に見られる）ボール４０６に電気的に結合される。犠牲金属２５８は、ボール４０６の外面を備える材料に対するプロセス化学と優先的に反応する材料、例えば亜鉛から形成されることによって、プロセス化学によるボール４０６への攻撃を最小限にすることができる。本明細書に説明されたボールを保護するための手段は、処理化学による化学的攻撃からボールを保護するために個別または共同で利用可能である。
【００７１】
[0082]図７は、コンタクトアセンブリ７００の別の実施形態をこの中に配置しているバルクＥＣＭＰステーション７９０の別の実施形態の斜視図であり、図８〜９はコンタクトアセンブリ７００の斜視図および部分的断面図である。ＥＣＭＰステーション７９０は、（図７に部分的に示される）処理パッドアセンブリ７６０をサポートするプラテンアセンブリ７５０を含む。プラテンアセンブリ７５０は、これから延び、電源２４２に結合された少なくとも１つのコンタクトアセンブリ７００を含む。コンタクトアセンブリ７００は処理中に（図９に示された）基板１２２の表面を電気的にバイアスするように適合される。プラテンアセンブリ７５０の中心に結合された１つのコンタクトアセンブリ７００が図７に示されているが、任意の数のコンタクトアセンブリが利用されてもよく、またプラテンアセンブリ７５０の中心線に対して多数の構成で分布されてもよい。コンタクトアセンブリ７００はまた、図４について上記されたように、基板１２２をバイアスするのに適した導電性上面を有する構造を備えてもよい。
【００７２】
[0083]処理パッドアセンブリ７６０は、上記の実施形態のいずれかを含む、基板の処理に適した任意のパッドアセンブリであってもよい。処理パッドアセンブリ７６０は電極９６２と平坦化層９６６とを含んでもよい。一実施形態において、処理パッドアセンブリ７６０の平坦化層９６６は、ポリウレタンパッドなどの、誘電性の平坦化表面９６４を含んでもよい。別の実施形態において、処理パッドアセンブリ７６０の平坦化層９６６は、導電性であるか、または導電性粒子が分散されているポリマーマトリクスや、とりわけ導電性被覆ファブリックなどの導電性複合物で作られる平坦化表面９６４を含んでもよい（つまり導電素子は平坦化表面を備える材料と一体的に分散されるか、これを備えている）。平坦化表面９６４が導電性である実施形態において、平坦化表面９６４および電極９６２は、コンタクトアセンブリ７００と導電性平坦化表面９６４間で電力が選択的にスイッチされて、基板１２２を処理パッドアセンブリ７６０から持ち上げずに基板１２２からのバルク金属の除去および残渣金属の除去をそれぞれ容易にするスイッチ９９６を介して（破線で示される）電源２４２に結合されてもよい。バルクＥＣＭＰステーション１２８もまた導電性処理パッドアセンブリによって同様に構成されてもよいことが想定されている。
【００７３】
[0084]コンタクトアセンブリ７００は概して、プラテンアセンブリ７５０に配置された導電性コンタクト端子９１０に結合されており、また処理パッドアセンブリ７６０に形成されたアパーチャ９６８を少なくとも部分的に介して延びる。コンタクトアセンブリ７００は複数のボール４０６を保持するハウジング８０２を含む。ボール４０６はハウジング８０２に移動可能に配置されており、また平坦化表面９６４の上方に延びるボール４０６の少なくとも一部を有する第１の位置と、ボール４０６が平坦化表面９６４と同一表面にある少なくとも１つの第２の位置とに配置されてもよい。ボール４０６は概して、基板１２２を電気的にバイアスするのに適している。
【００７４】
[0085]ハウジング８０２は、多数の平坦化サイクルの後のコンタクトアセンブリ７００の交換を容易にするために、プラテンアセンブリ７５０に除去可能に結合される。一実施形態において、ハウジング８０２は複数のスクリュー８０８によってプラテンアセンブリ７５０に結合される、ハウジング８０２は、この間にボール４０６を保持する下部ハウジング８０６に結合された上部ハウジング８０４を含む。上部ハウジング８０４はプロセス化学と矛盾しない誘電体材料から製作される。一実施形態において、上部ハウジング８０４はＰＥＥＫでできている。下部ハウジング８０６はプロセス化学と矛盾しない導電性材料から製作される。一実施形態において、下部ハウジング８０６はステンレス鋼や他の導電性材料でできている。下部ハウジング８０６はバイオネットフィッティング９１２によって、電源２４２に結合されたコンタクト端子９１０に結合される。ハウジング８０４、８０６は、とりわけスクリュー止め、ボルト止め、リベット止め、接合、ステーキングおよびクランプを含む多数の方法で結合されてもよいが、これらに制限されない。図７〜９に描かれた実施形態において、ハウジング８０４、８０６は複数のスクリュー９０８によって結合される。
【００７５】
[0086]ボール４０６は、ハウジング８０４、８０６を介して形成された複数のアパーチャ９０２に配置される。アパーチャ９０２の各々の上部は、上部ハウジング８０４からアパーチャ９０２に延びるシート９０４を含む。シート９０４は、ボール４０６がアパーチャ９０２の上端から出るのを防ぐように構成される。
【００７６】
[0087]コンタクト要素４１４は、ボール４０６を下部プレート８０６に電気的に結合するために各アパーチャ９０２に配置される。コンタクト要素４１４の各々はそれぞれのクランプブッシング４１６によって下部プレート８０６に結合される。一実施形態において、クランプブッシング４１６のポスト５２２は、ハウジング８０２を介して形成されたアパーチャ９０２のスレッド部分９１４にスレッド接続される。
【００７７】
[0088]処理中に、ハウジング８０２内に配置されたボール４０６は、スプリング、バイオネットまたは流力のうちの少なくとも１つによって平坦化表面７６０に向かって起動される。ボール４０６は、コンタクト要素４１４および下部プレート８０６を介して基板１２２を電源２４２およびコンタクト端子９１０に電気的に結合する。ハウジング８０２を流れる電解液は電極９６２とバイアスされた基板１２２間に導電性経路を提供することによって、電気化学機械的平坦化プロセスを駆動することができる。
【００７８】
[0089]図９に描かれた実施形態において、プレナム９４０がプラテンアセンブリ７５０の下部プレート９４２に形成されてもよい。電解液ソース２４８はプレナム９４０に結合されており、またコンタクトアセンブリ７００のアパーチャ９０２を介して平坦化表面７６０に電解液を流す。この構成において、上部プレート９４４は場合により、下部プレート９４２と一体型のコンポーネントであってもよい。プレナム９４０は代替的に、上記のように上部プレート９４４に配置されてもよい。
【００７９】
[0090]図１０は、バルクＥＣＭＰステーション１０００の別の実施形態の分解簡略化断面図である。バルクＥＣＭＰステーション１０００は、基板（図示せず）が処理される処理パッドアセンブリ１００４をサポートするプラテンアセンブリ１００２を含む。電解液はプラテンアセンブリ１００２を介して、または処理パッドアセンブリ１００４の上面に隣接して位置付けられたノズル１００６によって、電解液ソース２４８から平坦化材料１００４の上面に送出されてもよい。
【００８０】
[0091]図１０に描かれたパッドアセンブリ１００４は電源２４２に結合されており、電極１０１６にサブパッド１０１４を挟持する導電性パッド１０１２を含む。一般的に、導電性パッド１０１２、サブパッド１０１４および電極１０１６は固定されて、プラテンアセンブリ１００２からのパッドアセンブリ１００４の除去および交換を容易にする一体型ボディを共に形成する。代替的には、導電性パッド１０１２、サブパッド１０１４および電極１０１６は、とりわけ縫合、拘束、ヒートステーキング、リベット止め、スクリュー止めおよびクランプを含む他の方法やこれらの組み合わせによって結合されてもよい。
【００８１】
[0092]導電性パッド１０１２はパッド本体１０１８と１つ以上の導電素子１０２０とを含む。導電素子１０２０は電源２４２に結合されて、（図２に見られるように）基板１２２の表面に接触するために平坦化ヘッド２０４に面しているパッド本体１０１８の上面１００８から延びて、これと同一平面で、またはこれに暴露されるように適合される。
【００８２】
[0093]パッド本体１０１８はプロセス化学と矛盾しないポリマー材料から製作されてもよく、この例はポリウレタン、ポリカーボネート、フッ素重合体類、ＰＴＦＥ、ＰＴＦＡ、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）またはこれらの組み合わせ、および平坦化基板表面に使用される他の平坦化材料を含む。パッド材料は（複数の）導電性材料の１つ以上の層で被覆されてもよい。パッド本体１０１８は、導電素子１０２０がこの中に懸濁および分散されているポリマー結合剤であってもよい。例証的材料は、ポリウレタンおよび／またはフィラーと混合されたポリウレタンで作られるものを含み、これらはデアウェア州、ニューアークにあるＲｏｄｅｌ，Ｉｎｃ．，から市販されている。圧縮可能な材料の層などの、この他の従来の平坦化材料もまたパッド本体１０１８に利用されてもよい。圧縮可能な材料は、ウレタンやフォームで濾過された（ｌｅａｃｈｅｄ）圧縮フェルトファイバなどの軟質材料を含むが、これらに制限されない。パッド本体１０１８は概して約１０〜約１００ｍｉｌｓの厚さである。
【００８３】
[0094]パッド本体１０１８は第１のサイド１０２２と第２のサイド１０２４とを有する。第１のサイド１０２２は処理中に基板１２２に接触するように適合されており、また平坦化性能を高めるために溝、エンボスまたは他のテクスチャを含んでもよい。パッド本体１０１８は固体であっても、電解液に対して不浸透性であっても、電解液に対して浸透性であっても、または穴があいていてもよい。第１のサイド１０２２は任意に１つ以上のスロット１０２６や、導電素子１０２０を保持する他の部材を含んでもよい。図１０に描かれた実施形態において、パッド本体１０１８は、これを介して電解液が流れるように適合された複数のアパーチャ１０１０によって穴があけられている。
【００８４】
[0095]導電性材料１０２０は導電性ポリマー類、導電性材料によるポリマー複合物、導電性金属類またはポリマー類、導電性フィラー、グラファイト材料または導電性ドープ材料、またはこれらの組み合わせを含んでもよい。導電素子１０２０は概して、バルク抵抗率、つまり約１０Ω／ｃｍ以下のバルク表面抵抗率を有する。導電素子１０２０は、カーボンファイバや、処理中に基板に接触する他の導電性の柔らかい（つまり柔軟性の）材料などの、複数の導電性ファイバ、ストランドおよび／または柔軟性フィンガであってもよい。代替的には、導電素子１０２０は、ローラー、ボール、ロッド、バー、メッシュ、または導電性パッド１０１２上に配置された基板と電源２４２間の導電性接触を容易にする他の形状であってもよい。
【００８５】
[0096]導電素子１０２０が導電性フィラー、粒子またはポリマー結合剤１０３０に配置された他の材料である、または導電素子１０２０が導電性被覆を有する（場合により、導電性箔１０３４をその上に有する）ファブリック１０３２である実施形態において、パッド本体１０１８は、処理パッドアセンブリ１００４の幅にわたって電源２４２によって印加された電圧の均一な分布を保証するために導電性裏地１０３６を有してもよい。場合により、このような実施形態はまた、導電性裏地１０３６とサブパッド１０１４間に配置された介在層１０３８を含んでもよい。介在層１０３８は概してサブパッド１０１４よりも硬く、機械的サポートをパッド本体１０１８に提供する。本発明から利点を得るように適合可能な導電性パッドの例は、２００２年５月７日に提出された米国特許出願第１０／１４０，０１０号と、２００２年８月２日提出された米国特許出願第１０／２１１，２６２号に説明されており、両方ともその全体を参照として本明細書に組み込まれている。
【００８６】
[0097]サブパッド１０１４はパッド本体１０１８の第２のサイド１０２２に結合される。サブパッド１０１４は一般的に、パッド本体１０１８の材料よりも軟質つまりより柔らかい材料から製作される。パッド本体１０１８とサブパッド１０１４間の硬度およびデュロメーターの差は、所望の平坦化／メッキ性能を生成するように選択されてもよい。サブパッド１０１４はまた、圧縮力のあるものであってもよい。適切な裏地材料の例は、フォームポリマー、エラストマー、フェルト、含浸フェルト、および平坦化化学と矛盾しないプラスチックを含むが、これらに制限されない。
【００８７】
[0098]サブパッド１０１４は固体であっても、電解液に対して不浸透性であっても、電解液に対して浸透性であっても、または穴があけられていてもよい。図３に描かれた一実施形態において、サブパッド１０１４は電解液がこれを介して流れるように構成されており、また浸透性であってもよく、これを介して形成されたホールやこれらの組み合わせを有してもよい。図３に描かれた実施形態において、サブパッド１０１４は、ここを通って電解液が流れるように適合された複数のアパーチャ１０２８によって穴があけられる。サブパッド１０１４のアパーチャ１０２８は一般的に、パッド本体１０１８のアパーチャ１０１０と整列するが、必ずしもそうではない。
【００８８】
[0099]電極１０１６は一般的に、金属、導電性合金、金属被覆ファブリック、導電性ポリマーおよび導電性パッドなどの耐腐食性導電性材料で構成される。導電性金属はＳｎ、Ｎｉ、ＣｕおよびＡｕなどを含む。導電性金属もまた、Ｃｕ、ＺｎおよびＡｌなどの活性金属上に被覆されたＳｎ、ＮｉまたはＡｕなどの耐腐食性金属を含む。導電性合金は無機合金と、とりわけ青銅、黄銅、ステンレス鋼またはパラジウム錫合金などの金属合金とを含む。金属被覆ファブリックは、耐腐食性金属被覆によって織込みまたは不織であってもよい。導電性パッドはポリマーマトリクスで配置された導電性フィラーからなる。電極１０１６もまた、マルチゾーン（ｍｕｌｔｉ−ｚｏｎｅｄ）電極が利用される場合には、ゾーン間のクロストークを最小限にするために電解液化学と矛盾しない材料から製作されるべきである。例えば、電解液化学において安定的な金属はゾーンクロストークを最小限にすることができる。
【００８９】
[00100]金属が電極１０１６の材料として使用される場合、これは固体シートであってもよい。代替的には、電極１０１６は金属スクリーンから形成されてもよく、または隣接層への接着性を大きくするために穴があけられてもよい。電極１０１６はまた、隣接層への接着性を大きくするための接着プロモータによって提供（ｐｒｉｍｅｄ）されてもよい。穴があけられたり、または金属スクリーンから形成された電極１０１６はまた、より大きな表面積を有しており、これは処理中の基板除去率を更に大きくする。
【００９０】
[00101]電極１０１６が金属スクリーン、穴あき金属シートまたは導電性ファブリックから製作される場合、電極１０１６の一方の側は、隣接層への接着性を更に大きくするために電極１０１６の開口を貫通するポリマー層によって積層、被覆、または成形されてもよい。電極１０１６が導電性パッドから形成される場合、導電性パッドのポリマーマトリクスは、隣接層に適用される接着剤に対する高親和性つまり相互作用を有してもよい。
【００９１】
[00102]一実施形態において、電極１０１６はパッド本体１０１８に対向するサブパッド１０１４の側部に結合される。電極１０１６は固体であっても、電解液に対して不浸透性であっても、電解液に対して浸透性であっても、または穴があけられてもよい。図３に描かれた実施形態において、電極１０１６はここを介して電解液が流れるように構成される。電極１０１６は浸透性であってもよく、これを介して形成された穴やこれらの組み合わせを有してもよい。電極１０１６はプラテンアセンブリ１００２の上面１０６０に配置されて、また電源２４２に結合される。電極１０１６と導電素子１０２０を結合するリードは、平坦化材料１００４の除去および交換を更に容易にするために、１つ以上の切断（ｄｉｓｃｏｎｎｅｃｔｓ）１０６６を使用して電源２４２に結合されてもよい。電極１０１６と、本明細書に説明された他の電極は複数の独立してバイアス可能な電極セグメント、例えば同心電極および電極アークセグメントなどを備えてもよいこともまた想定されている。電極セグメント間のインタフェースはインターロックまたは非線形構成を有してもよいことが想定されている。
【００９２】
[00103]処理システム１００の例証的動作モードの一部が主に図２を参照して説明される。動作において、基板１２２は平坦化ヘッド２０４に保持されて、バルクＥＣＭＰステーション１１２８のプラテンアセンブリ２３０に配置された処理パッドアセンブリ２２２上に移動される。平坦化ヘッド２０４は、基板１２２を平坦化材料と接触させて置くためにプラテンアセンブリ２３０に向かって下げられる。電解液が出口２７４を介して処理パッドアセンブリ２２２に供給されて、処理パッドアセンブリ２２２に流入する。
【００９３】
[00104]バイアス電圧が、導電性パッド１０１２の導電素子３６２とパッドアセンブリ２２２の電極１０１６との間に電源２４２から印加される。導電素子３６２は基板と接触しており、これにバイアスを印加する。電極１０１６と基板１２２間のアパーチャ３１２、３１８を充填する電解液は電源２４２と基板１２２間に導電性経路を提供して、陽極溶解方法によって、基板１２２の表面に配置された銅などの導電性材料を除去することになる電気化学機械的平坦化プロセスを駆動する。
【００９４】
[00105]基板１２２がバルクＥＣＭＰステーション１２８での導電性材料の除去によって適切に平坦化されると、平坦化ヘッド２０４は、プラテンアセンブリ２３０および処理パッドアセンブリ２２２との接触から基板１２２を除去するために上げられる。基板１２２は、平坦化モジュール１０６からの除去前に更に処理するために、別のバルクＥＣＭＰステーション、残渣ＥＣＭＰステーション１３０またはＣＭＰステーション１３２のうちの１つに移送されてもよい。
【００９５】
[00106]図１１は、ボール調整デバイス１１０２を有するバルクＥＣＭＰステーション１１００の一実施形態の簡略化断面図である。ボール調整デバイス１１０２はプラテンアセンブリ２３０に隣接して配置されており、図１１に示されるように、プラテンアセンブリ２３０のない第１の位置と、プラテンアセンブリ２３０上の第２の位置との間で回転されてもよい。
【００９６】
[00107]ボール調整デバイス１１０２は、プラテンアセンブリ２３０の最上面２６０に略平行な配向を有するパッド１１０４を含む。パッド１１０４は、基板の平坦化の間のプロセスアイドル時間中に最上面２６０から延びる１つ以上のボール４０６と接触しつつ、プラテンアセンブリ２３０上に配置された処理パッドアセンブリ２２２に対する離間関係を維持するように適合される。ボール調整デバイス１１０２と、これと接触している１つ以上のボール４０６との間の相対的運動によってボール４０６が回転することによって、プロセス化学によるボール４０６への攻撃を少なくすることができる。ボール調整デバイス１１０２と１つ以上のボール４０６間の相対的運動は、調整デバイス１１０２を掃引することによって、プラテンアセンブリ２３０を回転させることによって、パッド１１０４を回転させることによって、これらの組み合わせ、またはボール４０６の回転を誘導するのに適した他の運動によって提供されてもよい。
【００９７】
[00108]一実施形態において、パッド１１０４はポリマー材料から製作されてもよい。代替的には、パッド１１０４は、金属などの導電性材料、導電性ポリマー、または導電性材料がその中に配置されているポリマーから製作されてもよい。パッド１１０４が導電性である実施形態において、パッド１１０４は、ボール４０６をプロセス化学から更に保護するために負バイアスされてもよい。ボール４０６をプロセス化学から保護するための上記方法論は調整デバイス１１０２と関連して、または他の組み合わせで利用されてもよいことが想定されている。
【００９８】
[00109]図１２は、残渣ＥＣＭＰステーション１３０の一実施形態の断面図である。第２のＥＣＭＰステーション１３０は概して、全導電性処理パッドアセンブリ１２０４をサポートするプラテン１２０２を含む。プラテン１２０２は、処理パッドアセンブリ１２０４を介して電解液を送出するために上記のプラテンアセンブリ２３０に類似して構成されてもよく、またはプラテン１２０２は、処理パッドアセンブリ１２０４の平坦化表面に電解液を供給するように構成された流体送出アーム１２０６をこれに隣接して配置してもよい。
【００９９】
[00110]一実施形態において、処理パッドアセンブリ１２０４は導電性パッド１２１０と電極１２１４間に挟持された介在パッド１２１２を含む。導電性パッド１２１０は、この最上部処理表面にわたって略導電性であり、また概して、導電性粒子がこの中に分散しているポリマーマトリクスや、とりわけ導電性被覆ファブリックなどの導電性材料や導電性複合物で作られる（つまり、導電素子は、平坦化表面を備える材料によって一体的に分散されるか、これを備えている）。導電性パッド１２１０、介在パッド１２１２および電極１２１４は、上記の導電性パッド９６６、１０１２、裏地１０１４および電極１０１６のように製作されてもよい。処理パッドアセンブリ１２０４は、電極１２１４と導電性パッド１２１０の最上面１２２０との間を電解液が流れるように、概して浸透性であるか、穴があけられている。図１２に描かれた実施形態において、処理パッドアセンブリ１２０４は、電解液がここを流れるように、アパーチャ１２２２によって穴があけられている。一実施形態において、導電性パッド１２１０は、導電性ファイバ上に配置されたポリマーマトリクス上に配置された導電性材料、例えば織込み銅被覆ポリマー上に配置されたポリマーマトリクスの錫粒子から構成される。導電性パッド１２１０はまた、図７の実施形態のコンタクトアセンブリ７００に利用されてもよい。
【０１００】
[00111]導電性箔１２１６は更に、導電性パッド１２１０とサブパッド１２１２間に配置されてもよい。箔１２１６は電源２４２に結合されて、電源２４２によって印加された電圧の、導電性パッド１２１０にわたる均一な分布を提供する。更に、パッドアセンブリ１２０４は介在パッド１２１８を含んでもよく、これは箔１２１６と共に、下地導電性パッド１２１０に対して機械的強度を提供する。箔１２１６および介在パッド１２１８は、上記の介在層１０３８および導電性裏地１０３６と同様に構成されてもよい。
【０１０１】
[0100]処理システム１００の例証的動作モードの別の部分が主に図１２を参照して説明される。動作において、平坦化ヘッド２０４に保持される基板１２２は、残渣ＥＣＭＰステーション１３０のプラテンアセンブリ１２０２に配置された処理パッドアセンブリ１２０４上に移動される。平坦化ヘッド２０４は、導電性パッド１２１０の最上面１２２０と接触して基板１２２を置くためにプラテンアセンブリ１２０２に向かって下げられる。電解液は送出アーム１２０６を介して処理パッドアセンブリ２２２に供給されて、処理パッドアセンブリ１２０４に流入する。
【０１０２】
[0101]バイアス電圧が、導電性パッド１２１０の最上面１２２０とパッドアセンブリ１２０４の電極１２１４との間に電源１２１８から印加される。導電性パッド１２１０の最上面１２２０は基板と接触しており、電気的バイアスをこれに印加する。電極１２１４と基板１２２間のアパーチャ１２２２を充填する電解液は、電源１２１８と基板１２２２間に導電性経路を提供して、陽極溶解方法によって、基板１２２の表面に配置された銅などの導電性材料を除去することになる電気化学機械的平坦化プロセスを駆動する。導電性パッド１２１０の最上面１２２０が完全に導電性であれば、バルクＥＣＭＰステーション１２８での処理によって完全に除去されていない別個の銅アイランドなどの残渣材料が効率的に除去されてもよい。
【０１０３】
[00102]基板１２２が、残渣ＥＣＭＰステーション１３０での残渣導電性材料の除去によって適切に平坦化されると、平坦化ヘッド２０４は、プラテンアセンブリ１２０２および処理パッドアセンブリ１２０４との接触から基板１２２を除去するために上げられる。基板１２２は、平坦化モジュール１０６からの除去前の更なる処理のために、別の残渣ＥＣＭＰステーションや、ＣＭＰステーション１３２のうちの１つに移送されてもよい。
【０１０４】
[00103]したがって、本発明は、基板を電気化学的に平坦化するための改良された装置および方法を提供する。装置は好都合なことに、基板からのバルクおよび残渣材料の効率的な除去を容易にしつつ、処理の間のアイドル期間中のダメージからプロセスコンポーネントを保護する。本明細書での教示によって説明されたように配列された装置はバルクＥＣＭＰステーション１２８のみによって、残渣ＥＣＭＰステーション１３０のみによって、従来のＣＭＰステーション１３２と共働して配列された１つ以上のバルクおよび／または残渣ＥＣＭＰステーション１３０によって、またはこれらの組み合わせによって構成されてもよいことが想定されている。本明細書での教示によって説明されたような方法および装置は、電極および基板に印加されたバイアスの極性を反転させることによって材料を基板に堆積させるために利用されてもよいことが想定されている。
【０１０５】
[00104]上記は本発明の実施形態を意図しているが、本発明の他の更なる実施形態もこの基本的主旨から逸脱することなく考案されてもよく、この範囲は以下の請求項によって判断される。
【図面の簡単な説明】
【０１０６】
【図１】電気化学機械的平坦化システムの平面図である。
【図２】図１のシステムのバルク電気化学機械的平坦化（ＥＣＭＰ）ステーションの一実施形態の断面図である。
【図３】図２のバルクＥＣＭＰステーションのプラテンアセンブリの一実施形態に部分的断面図である。
【図４】２つのコンタクトアセンブリを介するバルクＥＣＭＰステーションの部分的断面図である。
【図５Ａ】コンタクトアセンブリの一実施形態の側面図である。
【図５Ｂ】コンタクトアセンブリの一実施形態の分解図である。
【図６】コンタクト要素の一実施形態である。
【図７】バルクＥＣＭＰステーションの別の実施形態の斜視図である。
【図８】コンタクトアセンブリの斜視図である。
【図９】コンタクトアセンブリの部分的断面図である。
【図１０】バルクＥＣＭＰステーションの別の実施形態の分解簡略化断面図である。
【図１１】ボール調整デバイスを有するバルクＥＣＭＰステーションの別の実施形態の簡略化断面図である。
【図１２】残渣ＥＣＭＰステーションの一実施形態の断面図である。
【図１３】腐食シールドを有するＥＣＭＰステーションの一実施形態の断面図である。
【符号の説明】
【０１０７】
１２８…バルクＥＣＭＰステーション、２２２…処理パッドアセンブリ、２９０…平坦化部分、２９２…電極、２３６…上部プレート、２１０…ホール、２６０…最上面、２２０…位置決めピン、２３４…下部プレート、２１２…カバー、２５０…コンタクトアセンブリ、２０２…ドライブシステム、１５２…平坦化ヘッドアセンブリ、１５０…アーム、１２２…基板、２０４…平坦化ヘッド、２１４…ハウジング、２２４…保持リング、２８０…真空ポート、２０６…プレナム、２５８…犠牲金属、２５６…スロット、２３０…プラテンアセンブリ、２０８…凹部、１３４…カルーセル、１４０…マシーンベース、２３２…モータ、２４２、２４４…電源、２４６…真空ソース、２７６…ロータリーカプラー、２４８…電解液ソース、２３８…軸受、２４０…磁気素子、２５４…トランスデューサ。
【図１】
2007528794.tif 000003
【図２】
2007528794.tif 000004
【図３】
2007528794.tif 000005
【図４】
2007528794.tif 000006
2007528794.tif 000007
【図６】
2007528794.tif 000008
【図７】
2007528794.tif 000009
【図８】
2007528794.tif 000010
【図９】
2007528794.tif 000011
【図１０】
2007528794.tif 000012
【図１１】
2007528794.tif 000013
【図１２】
2007528794.tif 000014
【図１３】
2007528794.tif 000015
【国際調査報告】
2007528794.tif 000016
2007528794.tif 000017
2007528794.tif 000018
2007528794.tif 000019
2007528794.tif 000020
2007528794.tif 000021