(57)【要約】      （修正有）【課題】製造物品、方法、装置は、基板表面の平坦化の為に提供される。一態様において、製造物品は、基板を研磨する為に提供される。【解決手段】本体を有する研磨物を含むが、本体は、少なくとも、導電材、導電性充填材、これらの組合せで被覆され、かつ、基板を研磨するように適合されたファイバの一部を備えている。他の態様において、研磨物は、基板を研磨するように適合された表面を有する本体と、研磨面内に埋め込まれた少なくとも一つの導電素子とを含むが、この導電素子は、導電材料、導電性充填材、又は、これらの組合せで被覆された絶縁性あるいは導電性ファイバを備えている。導電素子は、研磨面により画成された平面を越えて延びる接触面を有してもよい。複数の穿孔および複数の溝は、研磨物内に形成され、研磨物を通る材料と研磨物周りの材料の流れを容易にしてもよい。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
基板を処理する研磨物において、基板を研磨するように適合された導電面を少なくとも有する本体を備え、前記導電面は、少なくとも一つの導電素子を備え、前記導電素子は、導電性充填材、導電材で被覆されたファイバ、これらの組合せであって重合材料の内部に配置されたものを備える、前記研磨物。
【請求項２】
前記ファイバは、ポリアミド、ナイロン・ポリマー、ポリウレタン、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリカーボネート、ポリマーを含むジエン、ポリスチレン、ポリアクリルニトリル系繊維・エチレン・スチレン、アクリルポリマー、更に、その組合せの群から選ばれる重合材料を備え、前記導電材は、金属、カーボン材、導電性セラミック材、金属非有機材、又は、これらの組合せを備える、請求項１記載の研磨物。
【請求項３】
前記導電性充填材は、カーボンパウダー、カーボンファイバ、カーボンナノチューブ、カーボンナノフォーム、カーボンエーロゲル、グラファイト、これらの組合せを備える、請求項１記載の研磨物。
【請求項４】
前記導電性充填材は、導電性ポリマー、導電性ファイバ、導電材で被覆された誘電性又は導電性粒子、導電材で被覆された誘電性充填材、導電性非有機粒子、導電性セラミック粒子、これらの組合せを備える、請求項１記載の研磨物。
【請求項５】
前記本体は、ポリエステル、ポリウレタン、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリフェニレン・スルフィド、ウレタンで含浸されたフェルトファイバ、更に、これらの組合せの群からのポリマー材を備える、請求項１記載の研磨物。
【請求項６】
前記導電材で被覆された前記ファイバは、核形成材料や、前記ファイバと前記導電材との間に配置された接着材を更に備える、請求項１記載の研磨物。
【請求項７】
研磨物は、上部に配置された金を持つポリアミドファイバとポリウレタン接着材内に置かれたグラファイトとを備える、請求項１記載の研磨物。
【請求項８】
研磨物は、ポリウレタン又はシリコーン内に配置されたグラファイト、カーボンナノチューブ、カーボンファイバ、これらの組合せを備える、請求項１記載の研磨物。
【請求項９】
前記本体は、複数の溝または穿孔を備え、これらは、少なくとも一部が内部に形成されている、請求項１記載の研磨物。
【請求項１０】
前記穿孔の一部および前記溝の一部が交差している、請求項８記載の研磨物。
【請求項１１】
前記本体は、サポート部上に配置された研磨部を備え、少なくとも一つの導電素子が前記導電性研磨部上に配置される、請求項１記載の研磨物。
【請求項１２】
前記本体は、前記研磨物を電源に接続する為のコネクタを備える、請求項１記載の研磨物。
【請求項１３】
前記コネクタは、一以上の平行ワイヤ、相互接続されたワイヤのメッシュ、又は、前記パッドの外側から半径方向に伸びたパッド拡張部を備える、請求項１記載の研磨物。
【請求項１４】
前記研磨物を前記電源に接続する為のコネクタは、前記研磨部と前記サポート部との間に配置され、少なくとも一つの導電素子と電気的に結合されている、請求項１１記載の研磨物。
【請求項１５】
前記導電面は、約５０Ω-ｃｍ以下の抵抗率を有する、請求項１記載の研磨物。
【請求項１６】
前記研磨物は、ショア（Ｄ形）硬さスケールにおいて、約１００以下の硬さを有する、請求項１記載の研磨物。
【請求項１７】
前記研磨物は、ショア（Ｄ形）硬さスケールにおいて、約５０から約８０の硬さを有する、請求項１６記載の研磨物。
【請求項１８】
前記本体は、導電性充填材の導電性メッシュ、導電材で被覆された複数のファイバ、又は、これらの組合せ、更に、上部に配置された接着材を備える、請求項１記載の研磨物。
【請求項１９】
前記研摩物は、サポート部上に配置された導電性研磨部を有する本体を備え、前記導電性研磨部は、少なくとも一つの導電素子を備え、前記導電性素子は、導電性充填材、導電材で被覆されたファイバ、又は、これらの組合せであって、重合材料内に配置されたものを備え、前記本体は、複数の穿孔を備え、前記研磨部は、複数の溝を備え、前記穿孔の一部と溝は交差する、請求項１記載の研磨物。
【請求項２０】
前記本体は、前記研磨物を電源に接続する為のコネクタを更に備え、前記電源は、前記研磨部と前記サポート部との間に配置され、前記少なくとも一つの導電素子に結合される、請求項１９記載の研磨物。
【請求項２１】
前記導電面は、約５０Ω-ｃｍ以下の抵抗率を有する、請求項１９記載の研磨物。
【請求項２２】
前記研磨物は、ショア（Ｄ形）硬さスケールにおいて、約１００以下の硬さを有する、請求項１９記載の研磨物。
【請求項２３】
前記研磨物は、ショア（Ｄ形）硬さスケールにおいて、約５０から約８０の硬さを有する、請求項２２記載の研磨物。
【請求項２４】
前記研磨部は、上部に配置された金を備えたポリイミドファイバと、ポリウレタン接着材内に配置されたグラファイトを備えるか、或いは、グラファイト粒子、カーボンナノチューブ、カーボンファイバ、これらの組合せであって、ポリウレタン又はシリコーン内に配置されたもの、を備える、請求項１９記載の研磨物。
【請求項２５】
基板を処理する研磨物において、基板を研磨するように適合された導電面を有する本体を備え、前記本体は、導電材で被覆された混交ファイバの導電性組織を備える、前記研磨物。
【請求項２６】
前記ファイバは、ポリアミド、ナイロン・ポリマー、ポリウレタン、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリカーボネート、ポリマーを含むジエン、ポリスチレン、ポリアクリルニトリル系繊維・エチレン・スチレン、アクリルポリマー、更に、その組合せの群から選ばれる重合材料を備え、前記導電材は、金属、カーボン材、導電性セラミック材、金属非有機材、又は、これらの組合せを備える、請求項２５記載の研磨物。
【請求項２７】
前記ファイバおよび前記導電材の間に、核形成材料または接着材が配置されている、請求項２５記載の研磨物。
【請求項２８】
導電材で被覆された混交ファイバの導電性組織は、組織を形成する為に混交された導電材で被覆された複数のファイバを備える、請求項２５記載の研磨物。
【請求項２９】
導電材で被覆された混交ファイバの導電性組織は、導電材で被覆された組織を形成する為に混交された導電材で被覆された複数のファイバを備える、請求項２５記載の研磨物。
【請求項３０】
前記組織は、上部に金が配置されたポリアミド混交ファイバを備える、請求項２５記載の研磨物。
【請求項３１】
前記本体は、ポリマー材、ウレタンで含浸されたフェルトファイバ、及び、これらの組合せを更に備える、請求項２５記載の研磨物。
【請求項３２】
前記組織は、ポリマー材内に配置され、前記ポリマー材は、ポリエステル、ポリウレタン、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリフェニレン・スルフィド、更に、これらの組合せの群から選択された誘電性ポリマー材である、請求項３１記載の研磨物。
【請求項３３】
前記ポリマー材は、カーボンパウダー、カーボンファイバ、カーボンナノチューブ、カーボンナノフォーム、カーボンエーロゲル、グラファイト、導電性ポリマー、導電性ファイバ、導電材で被覆された誘電性又は導電性粒子、導電材で被覆された誘電性充填材、導電性非有機粒子、導電性セラミック粒子、これらの組合せの群から選択された導電性充填材を更に備える、請求項３２記載の研磨物。
【請求項３４】
混交ファイバの導電性組織は、前記本体の約２重量％から約８５重量％である、請求項３１記載の研磨物。
【請求項３５】
前記本体は、少なくとも一部が内部に形成された複数の溝を更に備える、請求項２５記載の研磨物。
【請求項３６】
前記本体は、導電材または導電性充填材で被覆された混交ファイバ組織の一以上の層を備える、請求項２５記載の研磨物。
【請求項３７】
混交ファイバ組織は、混交され、その中を通る流動性電解液流の通路を形成する、請求項２５記載の研磨物。
【請求項３８】
混交ファイバ組織は、穿孔されている、請求項２５記載の研磨物。
【請求項３９】
前記本体は、サポート部上に配置された導電性研磨部を備え、ポリマー材、ウレタンで含浸されたフェルトファイバ、更に、これらの組合せを備える、請求項３１記載の研磨物。
【請求項４０】
前記本体は、前記研磨物を電源に接続する為のコネクタを更に備える、請求項２５記載の研磨物。
【請求項４１】
前記コネクタは、一以上の平行ワイヤ、相互接続されたワイヤのメッシュ、又は、前記パッドの外側から半径方向に伸びたパッド拡張部を備える、請求項４０記載の研磨物。
【請求項４２】
前記研磨物を電源に接続する為のコネクタが、前記研磨物と前記支持部との間に配置され、最小の組織と電気的に結合されている、請求項３９記載の研磨物。
【請求項４３】
前記導電面は、約５０Ω-ｃｍ以下の抵抗率を有する、請求項２５記載の研磨物。
【請求項４４】
前記研磨物は、ショア（Ｄ形）硬さスケールにおいて、約１００以下の硬さを有する、請求項２５記載の研磨物。
【請求項４５】
前記研磨物は、ショア（Ｄ形）硬さスケールにおいて、約５０から約８０の硬さを有する、請求項４４記載の研磨物。
【請求項４６】
前記本体は、前記組織上に配置された金属フォイルを更に備え、前記金属フォイルは、貴金属、銅、ニッケル、導電性組織、カーボンファイバ混交シート、金属被覆組織、ワイヤスクリーン、又は、これらの組合せを備える、請求項２５記載の研磨物。
【請求項４７】
前記金属フォイルは、導電性接着材で被覆されている、請求項４６記載の研磨物。
【請求項４８】
前記金属フォイルは、複数の穿孔、複数の溝、又は、これらの組合せを備える、請求項４６記載の研磨物。
【請求項４９】
前記研磨物は、前記基板を研磨するように適合された表面を有する本体を備え、前記本体は、導電材で被覆された混交ファイバ組織を備え、前記混交ファイバ組織は、穿孔または混交され、流動性電解液がこれらを通る為の通路を形成する、請求項２５記載の研磨物。
【請求項５０】
前記本体は、ポリマー材のサポート部と、前記組織を電気的に電源に結合させるように適合された電源への接続とを備え、前記混交ファイバ上の前記組織は、前記サポート部上に配置されている、請求項４９記載の研磨物。
【請求項５１】
前記接続は、前記研磨物と前記サポート部との間に配置されるか、或いは、前記研磨部の近くに配置される、請求項５０記載の研磨物。
【請求項５２】
前記研磨物は、研磨部を有する本体を備え、前記研磨部は、導電材で被覆された混交ファイバ組織および前記組織上に配置された金属フォイルを備え、前記組織は、穿孔または混交されて通路を形成し、前記金属フォイルは、穿孔されて流動性電解液がそこを通って流れる、請求項２５記載の研磨物。
【請求項５３】
前記本体は、ポリマー材と、導電性充填材と、導電性接着材と、前記組織または金属フォイルを電気的に電源に結合させるように適合された電源への接続と、又はこれらの組合せとを更に備える、請求項５２記載の研磨物。
【請求項５４】
前記本体は、サポート部を更に備え、前記組織は前記サポート部上に配置されている、請求項５３記載の研磨物。
【請求項５５】
前記接続は、前記組織または金属フォイルに結合され、前記研磨部と前記サポート部との間に配置、或いは、前記研磨部の近くに配置されている、請求項５４記載の研磨物。
【考案の詳細な説明】
【関連出願への相互参照】
【０００１】
本願は、"Conductive Polishing Article For Electrochemical Mechanical Polishing"
という考案の名称を持ち、２００１年１２月２７日に提出された米国特許出願第１０／０３３，７３２号に関連するが、これは、本願で請求された態様と説明に矛盾しない範囲で参考の為に本願に組み込まれている。
考案の背景
【考案の分野】
【０００２】
本考案は、製造物品と基板表面を平坦化する為の装置に関する。
【関連技術の背景】
【０００３】
４分の１ミクロン以下の多平面金属被覆は、超大規模集積（ＵＬＳＩ）の次世代の重要技術の一つである。この技術の中心にある多平面相互接続は、接点、バイア、回線、他のフィーチャーを含む高アスペクト比アパーチャー内で形成された相互接続フィーチャーの平坦化を必要とする。これらの相互接続フィーチャーの信頼性ある形成は、ＵＬＳＩの成功にとって、更に、回路密度の増加と個々の基板と金型における品質にとって、非常に重要である。
【０００４】
集積回路と他の電子デバイスの制作において、導体材料、半導体材料、絶縁体材料の複数層は、基板の表面に堆積されたり、基板の表面から除去される。導電材料、半導体材料、絶縁体材料の薄い層は、数多くの堆積技術により堆積することができる。近代的な処理における一般的な堆積技術は、スパッタリングとしても知られる物理蒸着法（ＰＶＤ）、化学蒸着法（ＣＶＤ）、プラズマ強化化学蒸着法（ＰＥＣＶＤ）、電気化学メッキ（ＥＣＰ）を含む。
【０００５】
材料の層が連続して堆積され、除去されるとき、基板の最上面は、その表面にわたり非平坦になる可能性があり、平坦化を要する。表面の平坦化、又は、面の研磨は、材料が基板表面から除去され、全体的に均一な、平らな面を形成する処理である。平坦化技術は、望ましくない表面地形と表面欠陥（例えば、粗い表面、団塊材料、結晶格子損傷、スクラッチ、材料の汚染層）を除去する為に有用である。平坦化技術は、フィーチャーを充填し、金属被膜や処理の後続面の為に均一面を提供する為に使われた過剰堆積材料を除去することにより、基板上にフィーチャーを形成するのにも有用である。
【０００６】
化学機械的平坦化技術、又は化学機械的研磨（ＣＭＰ）は、基板を平坦化する為に使用される一般的な技術である。ＣＭＰは、基板から材料を選択的に除去する為に、化学成分、通常はスラリーや他の流体媒体を利用する。従来のＣＭＰ技術において、基板キャリアや研磨ヘッドは、キャリア・アセンブリに取り付けられ、ＣＭＰ装置における研磨用パッドと接触して置かれる。キャリア・アセンブリは、制御可能な圧力を基板に与え、基板を研磨用パッドに抗して圧接する。パッドは、外部駆動力によって基板に対して動かされる。ＣＭＰ装置は、基板表面と研磨用パッドとの間で研磨運動や摩擦運動を生じさせると同時に、研磨組成物を分散させ、化学的活動及び／又は機械的活動、さらに、基板表面から必然的な材料除去を生じさせる。
【０００７】
集積回路制作でますます利用される１つの材料は、その望ましい電気的性質の為に、銅である。しかし、銅は、それ自身の特殊な制作的問題を持つ。たとえば、銅は、パターニングやエッチングが難しいが、波模様や二重波模様処理のような新しい処理や技術は、銅製基板のフィーチャーを形成する為に使用されている。
【０００８】
波模様処理において、フィーチャーは、誘電材で画成され、後に銅で充填される。低誘電率（すなわち約３未満）を持つ誘電材は、銅の波模様の製造で使われている。バリア層の材料は、銅材料の堆積前に誘電層内で形成されるフィーチャーの表面上に等写的に堆積される。銅材料は、その後、バリア層と、その取り囲んでいる領域にわたって堆積される。しかし、フィーチャーにおける銅の充填は、通常、基板上の、過剰な銅材料や過装入が生じるが、これらは、誘電材料内で銅充填フィーチャーを形成し、後続処理の為に基板を準備する為に除去されなければならない。
【０００９】
銅材料を研磨する際に提示される一つの難題は、導電材料とバリア層との間の接合部が、一般的に平坦でなく、残留銅材料が、非平坦接合部により形成された不規則性で保持されている点である。さらに、導電材料とバリア材は、しばしば、基板表面から異なる速度で除去され、その両方は、基板表面上の残留物として保持される過剰な導電材が結果として生じる可能性がある。その上、基板表面は、内部に形成されたフィーチャーの密度や大きさに依存して、異なる表面地勢を有する可能性がある。銅材料は、基板表面の異なる表面地勢に沿って、異なる除去速度で除去されるが、これが、基板表面からの銅材料の効果的な除去や基板表面の最終的平坦性の達成を困難にする。
【００１０】
基板表面から所望の銅材料の全てを除去する一つの解決策は、基板表面を過剰に研磨することである。しかし、若干の材料の過剰研磨は、地勢欠陥の形成（例えば、湾状変形として呼ばれるフィーチャーの凹面又は窪み、エロージョンとして呼ばれる誘電材料の過剰な除去）が生じる。湾状変形やエロージョンからの地勢欠陥は、追加材料（例えば、下方に配置されたバリア層）の不均一な除去を導き、所望の研磨品質より劣る基板表面を生み出す。
【００１１】
銅表面の研磨による他の問題は、低い誘電係数（低ｋ）の誘電材の使用から生じ、基板表面において銅の波模様を形成する。低ｋ誘電材（例えば、炭素ドープの酸化シリコン）
は、従来の研磨圧力（すなわち、約６ｐｓｉ）の下で、変形または割れる可能性があるが、これはダウンフォースと呼ばれ、有害に基板の研磨品質に影響し、デバイス形成に有害に影響を与える。たとえば、基板と研磨用パッドとの間の相対的回転運動は、基板表面に沿った剪断力を含み、低ｋ材料を変形し、地勢欠陥を形成し、有害に後の研磨に影響を与える可能性がある。
【００１２】
低誘電材料で銅を研磨する為の一つの解決策は、電気化学的機械研磨（ＥＣＭＰ）技術により銅を研磨することである。ＥＣＭＰ技術は、電気化学的溶解により、導電材を基板表面から除去するが、従来のＣＭＰ処理と比較して、少ない機械摩耗で同時に基板を研磨する。電気化学的溶解は、カソードと基板表面との間にバイアスを印加することにより実行され、導電材を基板表面から周囲の電解液に移動させる。
【００１３】
ＥＣＭＰシステムの一実施形態では、基板サポート用デバイス（例えば、基板キャリアヘッド）において基板表面と電気通信で導体接触のリングにより、バイアスが印加される。しかし、接触リングは、基板表面にわたり、電流の不均一分布を示すように観察されており、これが、不均一溶解に結びつく。機械的摩耗は、従来の研摩用パッドで基板に接触すること、更に、基板と研磨用パッドとの間で相対的運動を提供することにより、実行される。しかし、従来の研摩用パッドは、しばしば電解液の流れを基板表面に制限する。その上、研摩用パッドは、絶縁性の材料から構成されてもよく、これは、基板表面に対するバイアスを印加する点で妨げになるかもしれず、基板表面からの材料の不均一または変わりやすい溶解に帰着する。
【００１４】
その結果、基板表面上の導電材の除去用に改善された研磨物に対する必要性がある。
考案の概要
本考案の態様は、電気化学的堆積技術、電気化学的溶解技術、研磨技術、及び／又は、これらの組合せを用いて、基板上の層を平坦化する為の製造物品及び装置を一般的に提供する。
【００１５】
一態様において、基板を研磨する為の研磨物は、本体を含み、本体は、基板と、少なくとも一つの導電素子であって少なくとも部分的に該本体に埋め込まれた導電素子とを研磨するように適合された表面を有する。導電素子は、導電材料、導電性充填材、又はこれらの組合せで被覆されたファイバを含んでもよいが、これらは、結合材料の内部に配置されてもよい。導電素子は、少なくとも部分的に本体内に埋め込まれた導電材料で被覆された混交ファイバのファブリック、導電材料で被覆されたファイバ複合材、導電性充填材、又は、これらの組合せ、更に、結合材であって、少なくとも部分的に本体内に埋め込まれたもの、又は、これらの組合せを含んでもよい。導電素子は、研磨面により画成された平面を越えて延びる接触面を有してもよく、更に、コイル、一以上のループ、一以上のストランド、材料の混交ファブリック、又は、これらの組合せを備えてもよい。複数の穿孔と複数の溝が、研磨物を貫通又は横切る材料の流れを容易にする為に研磨物内に形成されてもよい。
【００１６】
他の態様において、研磨物は、基板表面（例えば、基板表面に堆積された導電層）を処理する為に提供される。研磨物は、本体を含み、本体は、少なくとも導電性充填材の一部、導電材で被覆されたファイバ、又は、これらの組合せを含み、基板を研磨するように適合されている。複数の穿孔と複数の溝は、研磨物を通る材料や、研磨物周りの材料の流れを容易にする為に、研磨物内に形成されてもよい。
【００１７】
他の態様において、研磨物は、基板処理用装置内に配置されてもよいが、ここには、深皿、深皿内に配置された浸透性ディスク、浸透性ディスク内に配置された研磨物又は製造物、浸透性ディスクと深皿の底部との間の深皿内に配置された電極、処理中に基板を保持するように適合された研磨ヘッドを含む。
【００１８】
他の態様において、研磨物は、基板を処理する為の方法における導電性研磨物として使用されてもよいが、当該方法は、包囲体を含む装置を提供すること、該包囲体内に導電性研磨物を配置すること、１分間当たり約２０ガロンまでの流量（ＧＰＭ）で該包囲体に導電性溶液を提供すること、導電性溶液内で導電性研磨物付近に基板を位置決めすること、導電性溶液内で基板表面を導電性研磨物で接触させること、電極と導電性研磨物との間にバイアスを印加すること、基板表面から少なくとも当該表面の一部を除去すること、を含む。
【００１９】
他の態様において、研磨物は、基板を処理する為に提供され、当該基板を研磨するように適合される導電面を少なくとも有する本体を含み、ここで、導電面は少なくとも一つの導電素子を備え、導電素子は、導電性充填材、導電材料で被覆されたファイバ、又は、これらの組合せであって、重合材料に配置されたものを備える。
【００２０】
他の態様において、研磨物は、基板を処理する為に提供され、基板を研磨するように適合された表面を有する本体と、導電材料で被覆された混交ファイバのファブリックを備える導電素子とを含む。
好ましい実施形態の詳細な説明
本願で使用されている語句は、別に定義されない限り、当業者により当該技術における通常の慣習的な意味が付与されるべきである。化学機械的研磨は、広く解釈されるべきであり、化学作用、機械的作用、又は化学的作用と機械的作用の両方の組合せにより、基板表面を摩耗することを含むが、これに限定されるものではない。電気研摩は、広く解釈されるべきであり、電気化学的作用（例えば、陽極分解）の適用により、基板を平坦化することを含むが、これに限定されるものではない。
【００２１】
電気化学的機械研磨（ＥＣＭＰ）は、広く解釈されるべきであり、電気化学的作用、化学的作用、機械的作用、又は、電気化学的作用と化学的作用と機械的作用の組合せで基板表面から材料を除去することであるが、これに限定されるものではない。
【００２２】
電気化学的機械メッキ処理（ＥＣＭＰＰ）は、広く解釈されるべきであり、電気化学的に基板上に材料を堆積し、電気化学的作用、化学的作用、機械的作用、又は、電気化学的作用と化学的作用と機械的作用との組合せの適用により、全体的に堆積された材料を平坦化することを含むが、これに限定されるものではない。
【００２３】
陽極分解は、広く解釈されるべきであり、直接的又は間接的に、陽極バイアスを基板に印加して基板表面から周囲の電解溶液へと材料を移動させることを含むが、これに限定されるものではない。研磨面は、製造物の一部として広く定義されるべきであり、処理中に基板表面と少なくとも部分的に接触するか、接点を通じて直接的に又は電気的に導電媒体を通じて間接的に電気的に製造物を基板表面に結合させる。
【００２４】
研摩装置
図１は、処理装置１００を示すが、処理装置１００は、電気化学的堆積及び化学的機械研磨に適した少なくとも一つのステーション（例えば、電気化学的機械研磨（ＥＣＭＰ）ステーション１０２、単一プラットフォーム又はツール上に配置された少なくとも一つの従来研磨又はバフ研摩用ステーション１０６）を有する。本考案から利益を得る為に適合し得る一つの研磨用ツールは、ＭＩＲＲＡ（登録商標）Mesa（商標）化学機械的研磨であり、これは、カリフォルニア州サンタクララ市にあるApplied Materials社から入手可能で
ある。
【００２５】
たとえば、図１で示される装置１００において、当該装置１００は、２つのＥＣＭＰステーション１０２と、一つの研磨用ステーション１０６を含む。当該ステーションは、基板表面を処理する為に使用可能である。たとえば、フィーチャーの精細度が内部で形成され、バリア層で充填され、その後、バリア層にわたり導電材が配置される基板は、バリア層が研磨ステーション１０６で研磨されて平坦面を形成する、２つのＥＣＭＰステーション１０２において２段階で除去される導電材を有してもよい。
【００２６】
典型的な装置１００は、一以上のＥＣＭＰステーション１０２と、一以上の研磨用ステーション１０６と、移送用ステーション１１０と、カルーゼル１１２とを一般的に含む。移送ステーション１１０は、ローディング・ロボット１１６を介して、装置１００への／からの基板１１４の移送を一般的に容易にする。ローディング・ロボット１１６は、通常、移送用ステーション１１０とファクトリ・インターフェース１２０との間で基板１１４を移送するが、クリーニング・モジュール１２２，122、度量衡学的装置１０４、一以上の
基板保管用カセット１１８を含んでもよい。度量衡学的装置１０４の一例は、NovaScan（商標）・総合厚さモニタリング・システムであり、これは、アリゾナ州フェニックス市にあるNova Measuring Instruments社から入手可能である。
【００２７】
あるいは、ローディング・ロボット１１６（又は、ファクトリ・インターフェース１２０）は、基板を、化学蒸着用ツール、物理蒸着用ツール、エッチング用ツール等の一以上の他の処理用ツール（図示せず）に移送してもよい。
【００２８】
一実施形態において、移送用ステーション１１０は、入力バッファ・ステーション１２４、出力バッファ・ステーション１２６、移送用ロボット１３２、ロード・カップ・アセンブリ１２８を少なくとも備える。ローディング・ロボット１１６は、基板１１４を入力用ステーション１２４上に置く。移送用ロボット１３２は、２つのグリッパ・アセンブリを有し、各々のグリッパ・アセンブリは、基板の縁部で基板１１４を保持する空気力学上のグリッパフィンを有する。移送用ロボット１３２は、基板１１４を入力バッファ・ステーション１２４から持ち上げ、グリッパと基板１１４を回転させて基板１１４をロード・カップ・アセンブリ１２８の上方に位置決めし、その後、基板１１４を下方のロードカップ１２８上に置く。
【００２９】
カルーゼル１１２は、一般的に複数の研磨用ヘッド１３０を支え、研磨用ヘッド１３０の各々は、処理中、一つの基板１１４を保持する。カルーゼル１１２は、移送用ステーション１１０と一又は２以上のＥＣＭＰステーション１０２と一又は２以上の研磨用ステーション１０６との間で、研磨用ヘッド１３０を移送する。本考案から利益を得る為に適合されてもよい一つのカルーゼル１１２は、Tolles他に１９９８年９月８日に発行された米国特許第５，８０４，５０７号に一般的に説明され、本願の請求項と開示内容に矛盾しない範囲で、本願に参考として組み込まれる。
【００３０】
通常、カルーゼル１１２は、ベース１０８上、中央に配置されている。カルーゼル１１２は、通常、複数のアーム１３８を含む。各々のアーム１３８は、研磨用ヘッド１３０の一つを一般的に支える。移送用ステーション１１０が見られるように、図１では、アーム１３８の一つは示されていない。カルーゼル１１２は、ユーザにより規定された順序で、研磨用ヘッド１３０がステーション１０２、１０６、移送用ステーション１１０との間で移動できるように割り出し可能になっている。
【００３１】
一般的に、研磨用ヘッド１３０は、基板１１４を保持するが、基板１１４は、ＥＣＭＰステーション１０２又は研磨用ステーション１０６内に配置される。装置１００上のＥＣＭＰステーション１０６と研磨用ステーション１０２のアレンジメントは、同一研磨用ヘッド１３０内で保持されると同時に、基板１１４が連続してメッキされ、基板をステーション間で移動させることにより研磨されることを考慮したものである。本考案に適合されてもよい一つの研磨用ヘッドは、"TITAN HEAD"（商標）基板キャリアであり、これは、カリフォルニア州サンタクララ市にあるApplied Materials社によって製造されている。
【００３２】
本願で説明された研磨用ヘッド１００と共に使用可能である研磨用ヘッド１３０の実施形態の例は、２０００年２月２５日にShendon氏の他に発行された米国特許第６，０２４，
６３０号に説明されているが、これは、本願の請求項及び開示内容に矛盾しない範囲で、参考の為に本願に組み込まれる。
【００３３】
研摩装置１００と、そこで実行される処理を容易にする為に、中央制御装置（ＣＰＵ）１４２、メモリ１４４，サポート回路１４６を備えるコントローラ１４０が、研磨装置１００に接続されている。ＣＰＵ１４２は、いろいろな装置や圧力を制御する為に産業用設定で使用可能なコンピュータプロセッサのいかなる形式でもよい。メモリ１４４は、ＣＰＵ１４２に接続されている。メモリ１４４やコンピュータ読み取り可能媒体は、ランダムアクセスメモリー（ＲＡＭ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、フロッピーディスク、ハードディスク、ローカル又はリモート式の、あらゆる形式の、他のデジタル記憶装置のような一以上の容易に利用可能なメモリでもよい。サポート用回路１４６は、従来方式でプロセッサを支持する為にＣＰＵ１４２に接続されている。これらの回路は、キャッシュ、電源、クロック回路、入出力回路、サブシステム等を含む。
【００３４】
研摩装置１００及び／又はコントローラ１４０を作動する為のパワーは、電源１５０により提供される。実例として、電源１５０は、研磨装置１００の複数の構成要素に接続されているのが示されており、移送用ステーション１１０、ファクトリ・インターフェース１２０、ローディング用ロボット１１６、コントローラ１４０を含む。他の実施形態において、研磨装置１００の２以上の構成要素の為に、別個の電源が供給されている。
【００３５】
図２は、ＥＣＭＰステーション１０２の上方で支持された研磨用ヘッド１３０の断面図を示す。ＥＣＭＰステーション１０２は、一般的に深皿２０２、電極２０４、研磨物２０５、ディスク２０６、カバー２０８を含む。一実施形態において、深皿２０２は、研磨装置１００の基部１０８に結合されている。深皿２０２は、一般的に容器または電解液セルを画成し、その中で、電解液２２０のような導電性流体を閉じ込めることができる。基板１１４を処理する際に使用される電解液２２０は、銅、アルミニウム、タングステン、金、銀、基板１１４に電気化学的に堆積される他の材料、又は電気化学的に基板１１４から除去される材料のような金属を処理する為に使用可能である。
【００３６】
深皿２０２は、フルオロポリマー、テフロン（登録商標）、ＰＦＡ、ＰＥ、ＰＥＳ、電気メッキや電気研磨用化学物質と互換性がある他の材料のようなプラスチックで形成されたボール形部材でもよい。深皿２０２は、アパーチャー２１６及びドレイン２１４を含む底部２１０を有する。アパーチャー２１６は、一般的に底部２１０の中心に配置され、シャフト２１２が、そこを貫通することを許容する。シール２１８は、アパーチャー２１６とシャフト２１２の間に配置され、シャフト２１２が回転することを許容する一方、深皿２０２内に配置された流体がアパーチャー２１６を貫通することを防止する。
【００３７】
深皿２０２は、通常、電極２０４、ディスク２０６、その中に配置された研磨物２０５を含む。研磨物２０５（例えば、研摩パッド）は、ディスク２０６上の深皿２０２内に、配置され、支持される。
【００３８】
電極２０４は、基板１１４及び／又は基板表面に接触する研磨物２０５に対する逆電極である。研磨物２０５は、少なくとも一部が導電性であり、電気化学堆積、化学機械的研磨、又は、電気化学的分解を含む、電気化学的処理（電気化学的機械メッキ処理（ＥＣＭＰＰ））中、基板との組み合わせて電極として作用してもよい。電極２０４と研磨物４０５との間に印加された正のバイアス（アノード）又は負のバイアス（カソード）に従い、電極２０４はアノードでもカソードでもよい。
【００３９】
例えば、基板表面上の電解液からの材料を堆積することにより、電極２０４は、アノードとして作用し、基板表面及び／又は研磨物２０５は、カソードとして作用する。例えば印加されたバイアスからの分解により基板表面から材料を除去するとき、電極２０４は、カソードとして機能し、基板表面及び／又は研磨物２０５は、分解処理の間、アノードとして作用することが可能である。
【００４０】
電極２０４は、ディスク２０６と、深皿２０２の底部２１０との間で一般的に位置決めされるが、ここで、電極２０４は電解液２２０内に浸されてもよい。電極２０４は、プレート状部材でもよく、プレートは、そこを貫通して形成された複数のアパーチャー、又は、浸透膜または容器内に配置された複数の電極片を有する。浸透膜（図示せず）は、泡（例えば、水素バブル）をろ過して水面を形成し、欠陥形成を減少させ、これらの間の電流や電力を安定化させるか均一に印加する為に、ディスク２０６と電極２０４との間、又は電極２０４と研磨物２０５との間に配置可能である。
【００４１】
電着処理の為に、電極２０４は堆積または除去される材料（例えば、銅、アルミニウム、金、銀、タングステン、基板１１４上に電気化学的に堆積可能な他の材料）で形成される。電気化学的除去処理（例えば、アノード分解）の為に、電極２０４は、銅分解の為に、堆積された材料以外の材料（例えば、白金、炭素、アルミニウム）の非消耗電極を含んでもよい。
【００４２】
研磨物２０５は、流体環境および処理仕様と両立できる材料のパッド、ウェブ、ベルトでもよい。図２で描かれている実施形態において、研磨物２０５は、形が円形になっており、ディスク２０６により下面で支えられている。研磨物２０５は、処理中に基板表面と接触する為に、少なくとも一部が導電面の導電材（例えば、一以上の導電素子）を含む。研磨物２０５は、従来研磨材上に埋め込まれるか配置された導電性研磨材の複合材、または、導電性研磨材の一部又は全部であってもよい。たとえば、導電材は、ディスク２０６と研磨物２０５との間に配置された「バッキング」材上に配置され、処理中、研磨物２０５４のデュロメータ及び／又はコンプライアンスを調整してもよい。
【００４３】
深皿２０２、カバー２０８、ディスク２０６は、移動自在に基部１０８に配置されてもよい。深皿２０２、カバー２０８、ディスク２０６は、軸状に基部１０８に移動可能であり、カルーゼル１１２がＥＣＭＰと研磨用ステーション１０２，１０６の間で基板１１４を割り出すときに研磨ヘッド１３０のクリアランスを容易にする。ディスク２０６は、深皿２０２内に配置され、シャフト２１２に結合される。シャフト２１２は、基部１０８の下方に配置されたモータ２２４に一般的に結合される。コントローラ１４０からの信号に応答して、モータ２２４は所定速度でディスク２０６を回転させる。
【００４４】
ディスク２０６は、不利に研磨に影響を与えないであろう電解液２２０と両立可能な材料から形成された穿孔物でもよい。ディスク２０６は、ポリマー（例えば、フルオロポリマー、ＰＥ、テフロン（登録商標）、ＰＦＡ、ＰＥＳ、ＨＤＰＥ、ＵＨＭＷ等）から制作されてもよい。ディスク２０６は、ネジや他の手段（例えば、包囲物を備えた締まりばめ、スナップ）を用いて深皿２０２内に固定可能であり、内部又は他の場所に吊されている。ディスク２０６は、広い処理用ウインドウを提供する為に、電極２０４から間隔を開けて配置されるのが好ましく、これにより、基板表面から電極２０４への除去材料や堆積材料の感度を減らす。
【００４５】
ディスク２０６は、電解液２２０に一般的に浸される。一実施形態において、ディスク２０６は、内部に形成された複数のチャネル２２２や穿孔を含む。穿孔には、部分的または完全に対象物（例えば、研磨物）に貫通して形成された通路、アパーチャー、穴が含まれる。穿孔の大きさや密度は、ディスク２０６を通して基板１１４に電解液２２０の均一分布を提供するように選択される。
【００４６】
ディスク２０６の一態様において、約０．０２インチ（０．５ｍｍ）から約０．４インチ（１０ｍｍ）の直径を有する穿孔を含む。穿孔は、研磨物の約２０％から約８０％の穿孔密度を有してもよい。研磨処理に対し最小限の不利益を持つ電解液を提供するには、およそ５０％の穿孔密度が認識されてきた。通常、ディスク２０６と研磨物２０５の穿孔は一致しており、基板表面に対し、ディスク２０６と研磨物２０５を通して、十分な電解液の質量流量を提供している。研磨物２０５は、機械的クランプや導電性接着材により、ディスク２０６上に配置されてもよい。
【００４７】
本願で説明された研磨物は、電気化学的機械研磨（ＥＣＭＰ）処理に対するものであるが、本考案は、電気化学的作用を伴う他の制作処理で導電性研磨物を使用することも企図している。電気化学的作用を使用する、そのような処理例には電気化学堆積を含むが、電気化学堆積は、従来のバイアス印加装置（例えば、電気化学堆積および化学機械研磨の組合せを含むエッジ接触、電気化学的機械メッキ処理（ＥＣＭＰＰ））を使用することなく、均一バイアスを基板表面に印加して導電材料を堆積する為に使用される研磨物２０５を伴う。
【００４８】
動作中、研磨物２０５は、深皿２０２内の電解液内のディスク上に配置される。研磨ヘッド上の基板１１４は、電解液内に配置され、研磨物２０５と接触する。電解液は、ディスク２０６と研磨物２０５の穿孔を通して流れ、内部に形成された溝により基板表面上に散布される。電力源からの電力は、その後、導電性研磨物２０５に印加され、電解液内の導電材（例えば、銅）は、その後、アノード分解法により除去される。
【００４９】
電解液２２０は、ノズル２７０を介してボリューム２３２内にリザーバ２３３から流される。電解液２２０は、スカート部２５４内に配置された複数の穴２３４によって、ボリューム２３２から溢れ出ることが防止されている。穴２３４は、ボリューム２３２を出て行き、深皿２０２の下部に流入する電解液２２０の為に、カバー２０８を通って通路を一般的に提供する。少なくとも一部の穴２３４は、窪み部２５８の下面２３６と中央部２５２との間に概して位置決めされている。ホール２３４は、窪み部２５８の下面２３６より通常は高く、電解液２２０は、ボリューム２３２を満たし、それにより、基板２１４と研磨媒体２０５に接触する。このように、基板２１４は、カバー２０８とディスク２０６との間の相対間隔の全範囲を通して接触を維持する。
【００５０】
深皿２０２内に集められた電解液２２０は、底部２１０で配置されたドレイン２１４を通って流体分配システム２７２内に一般的に流れる。流体分配システム２７２は、通常、リザーバ２３３とポンプ２４２を含む。流体分配システム２７２内に流れる電解液２２０は、リザーバ２３３内に集められる。ポンプ２４２は、電解液２２０をリザーバ２３３から供給ライン２４４を通ってノズル２７０に移送し、ここで、電解液２２０は、ＥＣＭＰステーション１０２を通って再循環される。フィルタ２４０は、リザーバ２３３とノズル２７０との間に一般的に配置され、電解液２２０内に存在する可能性のある固まりになった材料と粒子を除去する。
【００５１】
電解質溶液は、商業上、利用可能な電解液を含んでもよい。たとえば、銅を含む材料の除去において、電解液は、硫酸ベースの電解液や燐酸ベースの電解液を含んでもよく、例えば、リン酸カリウム（Ｋ３ＰＯ４）や、これらの組合せがある。電解液は、また、硫酸ベースの電解液（例えば硫酸銅）の誘導体、燐酸ベースの電解液（例えば、隣酸銅）の誘導体を含んでもよい。過塩素酸-酢酸溶液を有する電解液や、これらの誘導体も使用可能で
ある。
【００５２】
さらに、本考案は、電気メッキ又は電気研磨処理で従来通りに使用された電解質成分を使用すること、従来通りに使用された電気メッキ又は電気研磨添加剤（例えば他の中で、光沢剤）を含むことを企図する。電気化学処理（例えば、銅メッキ、銅陽極分解、これらの組合せ）で使用される電解溶液の為のソースは、商品名"Ultrafill 2000"の下で、ペンシルバニア州、フィラデルフィア市に本社を持つローム＆ハース社の一部門Shipley Leonelである。適当な電解質成分の例は、２００２年１月３日に提出された米国特許出願第１０／０３８，０６６号に説明され、これは、本願の態様及び請求項に矛盾しない範囲で参考に組み込まれている。
【００５３】
電解溶液は、電気化学的セルに提供され、動的流量を基板表面或いは基板表面と電極との間に、約０．５ＧＰＭから約２０ＧＰＭのように毎分約２０ガロン（ＧＰＭ）までの流量（例えば、約２ＧＰＭ）で提供される。そのような電解液の流量は、研磨剤と化学的副産物を基板表面から取り除き、改善された研磨速度の為に電解液材料の一新が許容されると、考えられている。
【００５４】
研磨処理において機械摩耗を使用すると、基板１１４と研磨物２０５は互いに回転され、基板表面から材料を除去する。ここで説明されるように、機械摩耗は、導電性研磨剤と従来の研磨材の両方に物理的接触することにより、提供されてもよい。基板１１４と研磨物２０５は、約５ｒｐｍ以上（例えば、約１０ｒｐｍから約５０ｒｐｍの間）で、それぞれ回転される。
【００５５】
一実施形態では、高い回転速度研磨処理が使用されてもよい。高回転速度処理は、研磨物２０５を約１５０ｒｐｍ以上のプラテン速度（例えば、約１５０ｒｐｍから約７５０ｒｐｍの間）で回転させることを含み；基板１１４は、約１５０ｒｐｍから約５００ｒｐｍの間の回転速度（約３００ｒｐｍから約５００ｒｐｍ）で回転可能である。ここで説明された研磨物、処理、装置と共に使用可能な高速回転速度研磨処理の更なる説明は、"Method And Apparatus For Chemical Mechanical Polishing Of Semiconductor Substrates"という考案の名称で、２００１年７月２５日に提出された米国特許出願第６０／３０８，０３０号に開示されている。基板表面を横切る楕円運動、掃引運動を含む他の運動は、処理中に実行されてもよい。
【００５６】
基板表面に接触するとき、約６ｐｓｉ以下（例えば、約２ｐｓｉ未満）の圧力が、研磨物２０５と基板表面との間に加えられる。約２ｐｓｉ未満（例えば、約０．５ｐｓｉ未満）の圧力が、基板１１４と研磨物２０５との間の低誘電率材料を含む基板で使用される。一態様において、本願で説明されたように、約０．１ｐｓｉ及び約０．２ｐｓｉの圧力が、導電性研磨物で基板を研磨する為に使用可能である。
【００５７】
陽極分解において、電位差又はバイアスは、カソードとして機能する電極２０４と、アノードとして機能する研磨物２０５の研磨面３１０との間で印加される。研磨物と接触する基板は、バイアスが導電性物品サポート部材に印加されると同時に導電性研磨面３１０を介して分極されている。バイアスの印加は、基板表面上に形成された導電材（銅含有材料）の除去を許容する。バイアスを確立することは、約１５ボルト以下の電圧を基板表面に印加することを含む。約０．１ボルトと約１０ボルトとの間の電圧は、基板表面から電極へと銅含有材料を分解するのに使用可能である。バイアスは約０．１ｍＡ／ｃｍ２から約５０ｍＡ／ｃｍ２、の間の電流密度、或いは、２００ｍｍ基板に対して約０．１Ａから約２０Ａを提供可能である。
【００５８】
電源１５０により電位差を確立し、アノード分解処理を実行する為に提供される信号は、基板表面から材料を除去する為の要件に依存して変更可能である。たとえば、時間変更陽極信号は、導電性研磨媒体２０５に提供されてもよい。当該信号は、電気パルス変調技術によっても適用可能である。電気パルス変形技術は、第１時間の間、一定の電流密度や電圧を基板全体に印加する工程、その後、第２時間の間、一定の逆電圧を基板全体に印加する工程、第１時間と第２時間を繰り返す工程を備える。たとえば、電気パルス変形技術は、約−０．１Ｖと約−１５Ｖの間から、約０．１Ｖと約１５Ｖの間まで、電位を変更する工程を使用してもよい。
【００５９】
研磨媒体上の穿孔パターンや密度で、研磨物２０５から基板にバイアスをかけることは、従来のエッジ接触−ピンバイアスからの高い縁部加工速度と低い中央加工速度と比較して、基板表面からの電解溶液への導電材（例えば、金属）の均一な分解を提供する、と考えられている。
【００６０】
銅含有材料のような導電材は、少なくとも基板表面の一部から約１５，０００Å／分以下（例えば、約１００Å／分と約１５，０００Å／分の間）の速度で除去可能である。除去される銅材が約１２，０００Åの厚さである本考案の一実施形態では、約１００Å／分から約８，０００Å／分の間の加工速度を提供する為に電圧を導電性研磨物２０５に印加することができる。
【００６１】
電気研摩処理後、バリア層材料を除去し、表面欠陥を誘電材料から除去するか、導電性研磨物を用いて研磨処理の平坦性を改善する為に、基板は、バフ研磨されるか、更に研磨されてもよい。適当なバフ研磨処理と組成物の一例は、２０００年５月１１日に提出された同時係属米国出願第０９／５６９，９６８号に開示されているが、本願の態様と開示内容に矛盾しない範囲で参考のために、本願に組み込まれる。
【００６２】
研磨物材料
ここで説明された研磨物は、導電材で形成されてもよいが、この導電材は、導電性研磨材を備えてもよいし、誘電体又は導電性研磨材に配置された導電素子を備えてもよい。一実施形態において、導電性研磨剤は、導電性ファイバ、導電性充填材、これらの組合せを含んでもよい。導電性ファイバ、導電性充填材、これらの組合せは、重合材料内に配置されてもよい。
【００６３】
導電性ファイバは、導電性または絶縁性の材料でもよく、例えば、絶縁性又は導電性のポリマー又はカーボンベースの材料であるが、少なくとも部分的に導電材（金属、カーボンベースの材料、導電性セラミック材、導電性合金、または、これらの組合せを含む。）で被覆又は覆われている。導電性ファイバは、ファイバ又はフィラメント、導電性ファブリック又は布、導電性ファイバのリング、ループ、コイルという形式でもよい。複数層の導電材料（例えば、導電性布又はファブリックの複数層）は、導電性研磨材を形成する為に使用可能である。
【００６４】
導電性ファイバは、導電材で被覆された絶縁性または導電性ファイバ材料を含む。絶縁性重合材料は、ファイバ材として使用可能である。適した誘電ファイバ材の例には、重合材料（ポリアミド、ポリイミド、ナイロン・ポリマー、ポリウレタン、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリマーを含むジエン（例えば、ＡＥＳ（ポリアクリルオントリル・エチレン・スチレン）、アクリルポリマー、又はこれらの組合せ））を含む。
【００６５】
導電性ファイバ材は、本来的に導電性重合材を備えてもよく、ポリアセチレン、ポリエチレンダイオキシチオフェン（ＰＥＤＴ）（これは、商品名"Baytron"（商標）の下で商業
的に利用可能である）、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、カーボンベースファイバ、又はこれらの組合せを含む。導電性ポリマーの他の例は、ポリマー・貴金属混成材である。ポリマー・貴金属混成材は、周囲の電解液と共に一般的に化学的に不活性であり、耐酸化性の貴金属を有する材料が一例である。ポリマー貴金属混成材の例は、白金・ポリマー混成材である。（導電性ファイバを含む）導電性研磨材の例は、"Conductive Polishing Article For Electrochemical Mechanical Polishing"という考案の名称で、
２００１年１２月２７日に提出された同時係属米国出願第１０／０３３，７３２号に完全に説明されているが、これは、本願の請求された態様と説明に矛盾しない範囲で、本願に参照の為に組み込まれる。本考案は、本願で説明されたファイバとして使用可能である有機材または無機材の使用も企図する。
【００６６】
ファイバ材は、種類において、中実または中空でもよい。ファイバ長は、約１μmと約１
０００ｍｍの間の範囲にあり、直径は、約０．１μmから約１ｍｍの範囲にある。一態様
において、ファイバ径は、約５μmから約２００μmで、直径に対する長さというアスペクト比は約５以上であり、例えば、導電性ポリマー複合材や発泡体（ポリウレタン内に配置された導電ファイバ）に対し、約１０以上である。ファイバの横断面積は、円形、楕円、星模様、「雪の薄片」、又は、製造された誘電又は導電ファイバの他の形状でもよい。約５ｍｎから約１０００ｍｍの長さ、約５μmから約１０００μmの直径を有する高アスペクト比のファイバは、導電性ファイバのメッシュ、ループ、ファブリックまたは布を形成する為に使用可能である。ファイバは、約１０４ｐｓｉから約１０８ｐｓｉの範囲で、弾性係数を有してもよい。しかし、本考案は、本願で説明された処理及び研磨物において、追従性があり、柔軟なファイバを考慮に入れる為に必要な、あらゆる弾性係数を企図する。
【００６７】
導電性または絶縁性ファイバ材上に配置された導電性材料は、導電性無機化合物（貴金属、カーボンベース金属、導電性セラミック材、金属無機化合物、又は、これらの組合せ）を一般的に含む。ここで、導電材被覆用に使用可能な金属例は、貴金属、銅、ニッケル、コバルト、更に、これらの組合せを含む。貴金属は、金、白金、パラジウム、イリジウム、レニウム、ロジウム、レニウム、ルテニウム、オスミウム、これらの組合せを含むが、金と白金の組合せが好ましい。本考案は、ここで例示された金属の他、導電材被覆用に他の金属の使用も企図する。カーボンベース材料は、ファイバ表面に付着可能なカーボン粒子、カーボンブラック、グラファイトを含む。セラミック材の例は、炭化ニオブ（ＮｂＣ）、炭化ジルコニウム（ＺｒＣ）、炭化タンタル（ＴａＣ）、炭化チタン（ＴｉＣ）、炭化タングステン（ＷＣ）、これらの組合せを含む。本考案は、ここで例示された物の他、導電材の被覆の為に、他の金属、他のカーボンベース材料、他のセラミック材料も企図する。
【００６８】
たとえば、無機化合物には、重合ファイバに配置された硫化銅またはダンジェナイト、Ｃｕ９Ｓ５を含み、例えばアクリルやナイロン製ファイバがある。ファイバで被覆されたダンジェナイトは、商品名"Thunderon"（登録商標）の下で、日本のNihon Sanmo Dyeing社
より、商業上、入手可能である。"Thunderon"（登録商標）ファイバは、通常、ダンジェ
ナイテ、Ｃｕ９Ｓ５の約０．０３μmから約０．１μmの間の被覆を持ち、約４０Ω／ｃｍcmの導電率を有することが分かっている。
【００６９】
導電性被覆は、直接、メッキ、被覆、物理蒸着、化学蒸着、または導電材料の接着により、ファイバ上に配置されてもよい。さらに、導電材料（例えば、銅、コバルト、ニッケル）の層、核形成、シードは、導電材料とファイバ材との間の接着を改善する為に使用可能である。導電材料は、絶縁性または導電性ファイバ材から形成された布またはファブリック、成形されたループ、発泡体と同様、いろいろな長さの別個の絶縁性または導電性ファイバ上に配置されてもよい。
【００７０】
適した導電性ファイバの一例は、金で被覆されたポリエチレン・ファイバである。導電性ファイバの追加例は、金でメッキされたアクリル・ファイバ、ロジウムで被覆されたナイロン製ファイバを含む。核形成材料を使う導電性ファイバの一例は、銅のシード層と、銅層上に配置された金層とで被覆されたナイロン製ファイバである。
【００７１】
導電性充填材は、カーボンベース材料または導電性粒子およびファイバを含んでもよい。導電性カーボンベース材料の例は、カーボンパウダー、カーボンファイバ、カーボンナノチューブ、カーボン・エーロゲル、グラファイト、更に、これらの組合せを含む。導電性粒子またはファイバの例は、本来的に導電性のポリマー、導電材で被覆された絶縁性または導電性粒子、導電材伝導性の粒子またはファイバの実施例は、導電材料、導電材料での誘電充填剤被覆、伝導性の非有機的な粒子、伝導性のセラミック粒子とその組合せで本質的に伝導性のポリマー、誘電体または伝導性の粒子被覆を含む。ここで記載されているように、導電性充填材は、部分的あるいは完全に金属（例えば、貴金属）、カーボンベース材料、導電性セラミック材、金属無機化合物、又は、これらの組合せで被覆されてもよい。充填材料の一例は、銅またはニッケルで被覆されたグラファイトまたはカーボンファイバである。導電性充填材は、製造された充填材のあらゆる形状の一定（例えば、２以上）のアスペクト比を有する、球状、楕円状、縦通材でもよい。充填材料は、第２材料内に配置され、第２材料の物理的特性、化学的特性質、電気的特性を変更するような材料として、本願において広く定義されている。このように、充填材料は、絶縁性又は導電性ファイバ材も含み、ファイバ材は、本願で説明されたように、部分的または完全に導電性金属又は導電性ポリマーで被覆されている。導電性金属又は導電性ポリマー内に部分的又は完全に被覆された絶縁性又は導電性ファイバ材の充填材は、同様に、完全なファイバ又はファイバ片でもよい。
【００７２】
導電材料は、絶縁性及び導電性ファイバ及び充填材の両方を被覆する為に使用され、導電性研磨材を形成する為に所望の導電率レベルを提供する。一般的に、導電材料の被覆は、約０．０１μmから約５０μmの間（例えば、約０．０２μmから約１０μmの間）の厚さまで、ファイバ及び／又は充填材料上に堆積される。被覆により、通常、ファイバ又は充填材の抵抗率は、約１００Ω−ｃｍ未満（例えば、約０．００１Ω−ｃｍから約３２Ω−ｃｍの間）になる。抵抗率は、ファイバ又は充填材及び使用された被覆の両方の材料に依存しており、導電材の被覆（例えば、０℃で９．８１μΩ-ｃｍの抵抗率を有する白金）の
抵抗率を示してもよいことを、本考案は企図している。適した導電性ファイバの一例は、約０．１μmの銅、ニッケル、又はコバルト、更に、銅、ニッケル、又はコバルト層上に
配置された約２μmの金で被覆され、ファイバの全径が、約３０μmから約９０μmの間に
あるナイロン製ファイバである。
【００７３】
導電性研磨材は、導電性又は絶縁性ファイバ材の組合せであって、少なくとも部分的に、追加の導電材と導電性充填材で被覆又は覆われ、所望の電気導電率や他の研磨物特性を達成するものを含む。組合せ例は、導電性研磨材の一部を少なくとも備える導電材のように、グラファイトと金が被覆されたナイロン製ファイバを使用するものである。
【００７４】
導電性ファイバ材、導電性充填材料、それらの組合せは、結合材料内部で分散されてもよく、或いは、混成の導電性研磨材を形成してもよい。結合材料の一形式は、従来の研磨材である。従来の研摩材は、一般的に絶縁材料（例えば、絶縁性重合材）である。絶縁性重合研磨材の例は、充填剤、ポリカーボネート、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、テフロン（登録商標）ポリマー、ポリスチレン、エチレン-プロピレン-ジエン・メチレン（ＥＰＤＭ）、これらの組合せと混ぜ合わせられるポリウレタンとポリウレタン、更に、研磨用基板表面で使われる他の研磨材を含む。従来の研摩材は、ウレタンで浸されるか発泡状態にあるフェルトファイバを含んでもよい。いかなる従来の研磨材も、本願で説明された導電性ファイバや充填材と共に接着材料として使用可能であることが、本考案により企図されている。
【００７５】
添加剤は、導電性ファイバ、導電性充填材またはそれらの組合せをポリマー材料内で援助する為に、結合材料に付加されてもよい。添加剤は、ファイバ及び／又は充填材及び結合材料から形成された研磨物の機械的特性、熱的特性、電気的特性を改善する為に使用可能である。添加剤は、より均一に導電性ファイバや導電性充填材を結合材料内部で分散させる為に、ポリマー架橋と分散剤を改良する為の架橋剤を含む。架橋剤の例は、アミノ化合物、シラン架橋剤、ポリイソシアネート化合物、更に、それらの組合せを含む。分散剤の例は、N-置換の長い原子連鎖を含むアルケニル・スクシンイミドと、高分子量有機酸のアミン塩と、極性基（例えば、アミン、アミド、イミン、イミド、ヒドロキシル、エーテル）を含むメタクリル酸またはアクリル酸誘導体のコポリマーと、極性基（例えば、アミン、アミド、イミン、イミド、ヒドロキシル、エーテル）を含むエチレン−プロピレン・コポリマーとを含む。それに加えて、含硫化合物（例えば、チオグリコール酸、関連エステル）は、結合材料内部の充填材、金被覆ファイバの為に有効な分散剤として認識されている。本考案は、添加剤の量やタイプは、使用される結合材料と同様に、ファイバや充填材料で変化し、上記例は、例示的であり、本考案の請求項を限定するものとして解釈または判断されるものではないこと、を企図するものである。
【００７６】
さらに、結合材料内部で電気的に連続した又は物理的に連続した媒体やフェーズを形成する為に、十分な量の導電性ファイバ及び／又は導電性充填材料を提供することにより、結合材料内部で導電性ファイバ及び／又は充填材料のメッシュが形成されてもよい。導電性ファイバ及び／又は充填材は、約２重量％から約８５重量％の間の量（例えば、約５重量％から約６０重量％の間の量）の研磨材を、重合結合材料と組み合わせられる時に一般的に備える。
【００７７】
混交され、導電材で被覆されたファイバ材のファブリック又は布（更に選択的に導電性充填材）は、結合材内に配置されてもよい。導電材で被覆されたファイバ材は、糸を形成する為に混交されてもよい。糸は、一緒に圧縮され、接着材又はコーティングの助けを借りて、導電性メッシュを作ってもよい。糸は、研摩用パッドの材料における導電素子として分散されてもよく、布やファブリックとして混交されてもよい。
【００７８】
あるいは、導電性ファイバ及び／又は充填材は、結合剤と共に組み合わされ、混成導電性研磨材を形成してもよい。適当な結合剤の例は、エポキシ、シリコーン、ウレタン、ポリイミド、ポリアミド、フルオロポリマー、フッ化誘導体、または、これらの組合せを含む。付加的な導電材料（例えば、導電性ポリマー、付随的導電性充填材、又は、これらの組合せ）は、所望の導電率や他の研磨物特性を達成する為に、結合剤と共に使用可能である。導電性ファイバ及び／又は充填材は、約２重量％から約８５重量％の間（例えば、約５重量％から約６０重量％の間）の混成導電性研磨材を含んでもよい。
【００７９】
導電性ファイバ及び／又は充填材料は、約５０Ω−ｃｍ以下のバルク又は表面抵抗率（約３Ω−ｃｍ以下の抵抗率）を有する導電性研磨物又は研磨材料を形成する為に使用可能である。研磨物の一態様において、研磨物又は研磨物の研磨面は、約１Ω−ｃｍ未満の抵抗率を有する。一般的に、導電性研磨材料又は導電性研磨材料と従来研磨材料の混成は、約５０Ω−ｃｍ以下のバルク抵抗率又はバルク表面抵抗率を有する導電性研磨物を生じさせる為に提供される。導電性研磨材料と従来の研磨材料との混成例は、約１０Ω−ｃｍ以下のバルク抵抗率を有する研磨物を提供するために、１Ω−ｃｍ以下の抵抗率を示す金やカーボンが被覆されたファイバであって、十分な量のポリウレタンという従来の研磨材料内に配置されたものである。
【００８０】
本願で説明された導電性ファイバ及び／又は充填材は、一般的に、受ける電界の下で劣化しない機械的特性を有し、酸や基本的電解液の中でも劣化しない抵抗性を有する。使われる導電材料と結合材料は、該当する場合、従来の研磨物で使用された従来の研磨材料と同等の機械的特性を持つように組み合わされる。
【００８１】
たとえば、単独または結合材料との組合せで導電性研磨材は、本願で説明されたポリマー材料に対し、約１００以下のショア（Ｄ型）硬さスケールで約１００以下の硬さを持つが、これは、ペンシルバニア州フィラデルフィア市に本社を有する、アメリカ材料試験協会（ＡＳＴＭ）によって測定されている。一態様において、導電性材料は、ポリマー材料に対し、ショア（Ｄ型）硬さスケールで、約８０以下の硬さ（例えば、従来の堅い研磨用パッドに対し、約５０から８０の間のショア（Ｄ型）硬さスケール）を持つ。たとえば、導電性研磨用パッドは、約５０から約７０の間のショア（Ｄ型）硬さを持ってもよい。導電性研磨部１１０は、約５００ミクロン以下の表面荒さを一般的に含む。研摩用パッドの特性は、機械研磨中および基板表面にバイアスをかけるとき、基板表面のスクラッチングを減らすか最小限にするように一般的に設計されている。
【００８２】
研磨物の構造
一態様において、本願で説明された研磨物は、サポート部上に配置された単一層の導電性研磨材料で構成されている。他の態様において、研磨物は、複数の材料層を備えてもよく、これは、基板又は少なくとも一つの研磨物サポート部又はサブパッドと接触する為に、導電面を提供するか、基板表面上に少なくとも一つの導電材料を含んでもよい。
【００８３】
図３Ａは、研磨物２０５の一実施形態の一部断面図である。図３で例示された研磨物２０５は、混成研磨物を備え、基板表面または研磨物サポート部、又はサブパッド部３２０を研磨する為に導電性研磨部３１０を有する。
【００８４】
導電性研磨部３１０は、本願で説明したように、導電性研磨材料を備え、導電性研磨材料は、導電性ファイバ及び／又は導電性充填材を含む。たとえば、導電性研磨部３１０は、導電性材料を含み、導電性材料は、重合材料内に浸された導電性ファイバ及び／又は導電性充填材を備えてもよい。さらに、導電性研磨部は、一以上のループ、コイル、導電性ファイバのリング、又は、導電性ファブリックや布を形成するように混成された導電性ファイバを含んでもよい。導電性研磨部３１０は、また、複数層の導電材料（例えば、導電性布やファブリックの複数層）から構成されてもよい。
【００８５】
導電性研磨部３１０の一例は、グラファイト粒子及び金で被覆された、ポリウレタン内に配置されたナイロン製ファイバを含む。他の例は、グラファイト粒子、カーボンナノチューブ、カーボンファイバ、これらの組合せであって、ポリウレタンやシリコーン内に配置されてものを含む。
【００８６】
研磨物サポート部３２０の直径や幅は、一般的に、導電性研磨部３１０の直径や幅と同一か、これらより小さい。しかし、本考案は、研磨物サポート部３２０が、導電性研磨部３１０より大きい幅や直径を有することを企図する。本願の図は円形導電性研磨部３１０、研磨物サポート部３２０を例示しているが、本考案は、導電性研磨部３１０、研磨物サポート部３２０、或いは両方が異なる形状（例えば、矩形面や楕円面）を有してもよいことを企図する。本考案は、更に、導電性研磨部３１０、研磨物サポート部３２０、又は、両方が、材料のベルトまたはライナーウェブを形成可能であることを企図する。
【００８７】
研磨物サポート部３２０は、研磨処理における不活性材料を備え、ＥＣＭＰ中に消費されること又は損傷を受けることに対し抵抗性を有してもよいことを企図する。たとえば、研磨物サポート部は、重合材料を含む従来の研磨材から構成されてもよいが、重合材の例は、ポリウレタン、ファイバが混合されたポリウレタン、ポリカーボネート、ポリフェニレン・スルフィド（ＰＰＳ）、エチレン-プロピレン-ジエン・メチレン（ＥＰＤＭ）、テフロン（登録商標）、ポリマー、これらの組合せ、研磨用基板表面に使用される他の研磨材がある。研磨物サポート部３２０は、処理中に研磨物２０５とキャリアヘッド１３０との間にかけられた一部の圧力を吸収する為に、従来の柔らかい材料（例えば、ウレタンで浸された圧縮フェルト）でもよい。軟かい材料は、約２０から約９０のショア（Ａ型）硬さを持ってもよい。
【００８８】
あるいは、研磨物サポート部３２０は、周囲の電解液と両立する導電性材料で形成されてもよく、これは、不利に研磨に影響を与えず、導電性貴金属または導電性ポリマーを含み、研磨物にわたり電気導電性を提供する。貴金属の例は、金、白金、パラジウム、イリジウム、レニウム、ロジウム、レニウム、ルテニウム、オスミウム、これらの組合せであるが、金と白金が好ましい。周囲の電解液と反応する材料（例えば、銅）は、そのような材料が、不活性材料（例えば、従来の研磨材料や貴金属）により周囲の電解液から隔離されていれば使用可能である。
【００８９】
研磨物サポート部３２０が導電性であるとき、研磨物サポート部３２０は、導電性研磨部３１０より、大きな導電率、すなわち、低い抵抗率を持ってもよい。たとえば、導電性研磨部３１０は、０℃における抵抗率９．８１μΩ-ｃｍを有する白金で構成される研磨物
サポート部３２０と比較して、約１．０Ω−ｃｍ以下の抵抗率を持ってもよい。導電物サポート部３２０は、基板表面にわたる均一な陽極分解の為に処理中に、均一のバイアスや電流を提供し、導電性抵抗を研磨物表面（例えば、研磨物の曲率）に沿って最小限にすることを考慮してもよい。導電物サポート部３２０は、電力を導電性研磨部３１０に伝送する為に電力源に結合されてもよい。
【００９０】
通常、導電性研磨部３１０は、研磨材料との使用及び研磨処理に適した従来の接着材により、研磨物サポート部３２０に付着される。接着材は、処理又は製造要求に依存じて、導電性でも絶縁性でもよい。研磨物サポート部３２０は、接着材または機械的クランプにより、サポート部（例えば、ディスク２０６）に付けられてもよい。あるいは、研磨物２０５は、導電性研磨部３１０を含むだけである場合、導電性研磨部は、接着材または機械的クランプにより、サポート部（例えば、ディスク２０６）に付けられてもよい。
【００９１】
導電性研磨部３１０は、それぞれ、導電性研磨部３１０及び研磨物サポート部３２０の内部に形成され、そこを通る流体の流れを容易にしてもよい。それぞれ、複数の穿孔は、導電性研磨部３１０と研磨物サポート部３２０の内部に形成され、そこを通る流体の流れを容易にしてもよい。複数の穿孔は、電解液が処理中に表面を流れさせ当該表面に接触させる。穿孔は、本来的には製造中（例えば、導電性ファブリック又は布で混交される間）に形成されてもよいが、機械的手段により、当該材料を通じて形成又は型取られてもよい。穿孔は、研磨物２０５の各層を通じて、部分的または全部に形成されてもよい。導電性研磨部３１０の穿孔と研磨物サポート部３２０の穿孔は、そこを通じる流体の流れを容易にする為に一致させてもよい。
【００９２】
研磨物２０５内に形成された穿孔３５０の例は、約０．０２インチ（０．５ｍｍ）から約０．４インチ（１０ｍｍ）の直径を有する研磨物内のアパーチャーを含んでもよい。研磨物２０５の厚さは、約０．１ｍｍから約５ｍｍの間でもよい。たとえば、穿孔は、互いに約０．１インチから約１インチまでの間隔を開けて配置されてもよい。
【００９３】
研磨物２０５は、十分な電解液の流量を研磨物表面に提供する為に、研磨物の約２０％から約８０％の間の穿孔密度を持たせてもよい。しかし、本考案は、本願で説明された穿孔密度以下または以上の穿孔密度を企図しており、これが、そこを通る流体の流れを制御する為に使用可能である。一例において、約５０％の穿孔密度が十分な電解液の流れを提供し、基板表面からの均一な陽極分解を容易にすることが分かっている。穿孔密度は、穿孔が占める研磨物容積として、本願では広く説明されている。穿孔密度は、研磨物２０５内に穿孔が形成されているとき、研磨物の表面または本体の穿孔のサイズ、直径、総計の数を含む。
【００９４】
穿孔のサイズや密度は、研磨物２０５を通して電解液の均一分布を基板表面に提供するように選定される。通常、導電性研磨部３１０と研磨物サポート部３２０の、両方の穿孔の構成、穿孔サイズ、穿孔密度は、配列されて互いに一直線に並べられ、導電性研磨部３１０と研磨物サポート部３２０を通して基板表面に電解液の十分な流量を提供する。
【００９５】
溝は、研磨物２０５にわたり電解液の流れを促進する為に研磨物２０５内に配置され、陽極分解または電気メッキ処理の為に、基板表面と共に効果的かつ均一な電解液の流れを提供してもよい。溝は、単層内で又は複数層を通って、部分的に形成されてもよい。本考案は、基板表面と接触する研磨層または上層内に形成される溝を企図する。研磨物の表面に増加または制御された電解液の流れを提供する為に、穿孔の一部又は複数は溝と相互接続されてもよい。あるいは、全ての穿孔は研磨物２０５内に配置された溝と相互接続されてもよいし、どの穿孔も接続されなくてもよい。
【００９６】
電解液の流れを容易にするのに使用される溝の例は、他の中で、直線状の溝、円弧状溝、環状の同心性溝、放射状溝、螺旋状溝を含む。研磨物２０５内に形成された溝の断面は、矩形、円形、半円形、研磨物の表面にわたり流体の流れを容易にする可能性がある他の形状でもよい。溝は、互いに交差してもよい。溝は、パターン内に形成されてもよく、例えば、研磨面上に配置された交差Ｘ−Ｙパターン、或いは、研磨面上に形成された交差する三角形パターン、或いは、これらの組合せであって、基板表面にわたる電解液の流れを改善するものがある。
【００９７】
溝は、約３０ミルから約３００ミルの間で互いに間隔が開けられてもよい。通常、研磨物内に形成された溝は、約５ミルから約３０ミルの間隔の幅を持つが、研磨の為に要求されるようにサイズが異なってもよい。溝パターンの例は、約１０ミルの幅で約６０ミルだけ互いに離れて配置された溝を含む。あらゆる適した溝の形状、サイズ、直径、断面形状、間隔も、所望の電解液の流れを提供する為に使用可能である。追加の断面および溝形状は、"Method And Apparatus For Polishing Substrates"という考案の名称で、２００１年
１０月１１日に提出された同時係属米国仮出願第６０／３２８，４３４号に、より完全に説明されており、これは、請求項および開示内容と矛盾しない範囲で、参考の為に本願に組み入れられる。
【００９８】
基板表面への電解液の移送は、一部の穿孔を溝と交差することにより強化され、電解液が一組の穿孔を通って入らせ、溝により基板表面にわたって均一に分布され、基板を処理するのに仕様され、その後、処理用電解液は、穿孔を通って流れる追加電解液によりリフレッシュされてもよい。パッド用穿孔と溝の例は、２００１年１２月２０日に提出された米国特許出願第１０／０２６，８５４号に、より完全に説明されており、これは、本願の態様及び請求項と矛盾しない範囲で参考の為に本願に組み入れられる。
【００９９】
穿孔及び溝を有する研磨物の例は、以下の通りである。図４は、溝付き研磨物の一実施形態の平面図である。研磨物２０５の丸いパッド４４０は、十分な大きさと配列の複数の穿孔４４６を持ち、基板表面に電解液を流れさせる。穿孔４４６は、約０．１インチから約１インチの間で互いに間隔が開けられている。穿孔は、約０．０２インチ（０．５ｍｍ）から約０．４インチ（１０ｍｍ）の間の直径を持つ円形穿孔でもよい。さらに、穿孔の数や形状は、使用されるＥＣＭＰ組成物、装置、処理パラメータにより変更可能である。
【０１００】
溝４４２は、内部の研磨物２０５の研磨面４４８内に形成され、新しいバルク溶液からの電解液が、深皿２０２から、基板と研磨物との間の隙間へ移送するのを援助する。溝４４２は、図４に示されるような研磨面４４８の実質的に円形状の同心性溝の溝パターン、図５に示されるようなＸ−Ｙパターン、図６に示されるような三角状パターンを含む、様々なパターンを有する。
【０１０１】
図５は、研磨用パッド５４０の研磨部５４８上の、Ｘ−Ｙパターン内に溝が配置された研磨用パッドの、他の実施形態の平面図である。穿孔５４６は、垂直上および水平上に配置された溝の交差点で配置されてもよく、また、垂直上の溝、水平上の溝、或いは、溝５４２の外側で研磨物５４８内に配置されてもよい。穿孔５４６と溝５４２は、研磨物の内径部５４４内に配置され、研磨用パッド５４０の外径部５５０は、溝及び穿孔が無くてもよい。
【０１０２】
図６は、パターン化された研磨物６４０の他の実施形態である。この実施形態において、溝は、Ｘ−Ｙパターン内に配置され、斜めに配置された溝６４５がＸ−Ｙでパターン化された溝６４２と交差している。斜めの溝６４５は、Ｘ−Ｙ溝６４２のいずれとも一定角度で配置され、たとえば、任意のＸ−Ｙ溝６４２から約３０°から約６０°の間にある。穿孔６４６は、Ｘ−Ｙ溝６４２の交差点、Ｘ−Ｙ溝６４２と斜め溝６４５との交差点、任意の溝６４２及び溝６４５に沿って配置されてもよいし、或いは、溝６４２及び溝６４５の外側で研磨物６４８内に配置されてもよい。穿孔６４６と溝６４２は、研磨物の内径部６４４内に配置されてもよく、研磨用パッド６４０の外径部６５０は、穿孔及び溝が無くてもよい。
【０１０３】
溝パターン（螺旋溝、曲りくねった溝、タービン溝）の追加の例は、"Method And Apparatus For Polishing Substrates"という考案の名称で２００１年１０月１１日に提出され
た同時係属米国特許仮出願第６０／３２８，４３４号に、より完全に説明されており、これは、本願の請求項と開示内容と矛盾しない範囲で本願に参考として組み入れられる。
【０１０４】
導電性研磨面
図７Ａは、導電性布やファブリック７００の一実施形態の平面断面図であり、研磨物２０５の導電性研磨部３１０を形成する為に使用可能である。本願で説明されているように、ファブリックや導電性布は、導電性材料で被覆された混交ファイバ７１０から構成されている。導電材料で被覆された混交ファイバ被覆のファブリックは、ファブリックを形成するように混交された導電性材料で被覆された複数のファイバを含んでもよい。ファブリックは、また、導電性材料で、その後に被覆されたファブリックを形成する為に複数の混交ファイバを含んでもよい。ファブリックは、導電性材料で被覆された混交ファイバのファブリックを形成する為に、２つの処理の組合せにより形成することも可能である。
【０１０５】
一実施形態において、垂直７２０及び水平７３０方向における混交ファイバ７１０の織り方や、バスケット織りパターンは、図７Ａに例示されている。本考案は、導電性布やファブリックを形成する為に、ファブリックの他の形式（例えば、糸、異なる混交、ウェブ、メッシュパターン）を企図している。一態様において、ファイバ７１０は、ファブリック７００内に流路を提供する為に混交されている。流路７４０は、ファブリック７００を通って、電解液又は流体の流れ（イオンや電解液構成要素）を許容する。導電性ファブリック７００は、重合接着材（例えばポリウレタン）内に配置されてもよい。導電性充填材も同様に、そのような重合接着材内に配置されてもよい。
【０１０６】
図７Ｂは、研磨物２０５の研磨物サポート部３２０上に配置された導電性布またはファブリックの一部断面図である。導電性布やファブリック７００は、研磨物サポート部３２０内に形成された穿孔３５０を含む研磨物サポート部３２０にわたる一以上の連続層のように配置されてもよい。布またはファブリック７００は、接着材により研磨物サポート部３２０に固定されてもよい。ファブリック７００は、電解液内に浸されたとき、電解液をファイバ、織布、布やファブリック７００内に形成された流路を通って流れさせるように適合されている。
【０１０７】
あるいは、流路７４０がファブリック７００を通って電解液の効果的な流れを許容するのに十分でない（すなわち、金属イオンが拡散できない）と決定される場合、ファブリック７００は、内部を通る電解液の流れを増加する為に穿孔されてもよい。ファブリック７００は、通常、電解溶液の流量を１分間当たり２０ガロンまで許容するように適合または穿孔されている。
【０１０８】
図７Ｃは、研磨物サポート部３２０内の穿孔パターンに合致する為に穿孔７５０でパターン化されてもよい布又はファブリックの一部断面図である。あるいは、導電性布やファブリック７００の穿孔７５０の一部または全部は、研磨物サポート部３２０の穿孔と一致しなくてもよい。一直線に並べられた穿孔または並べられていない穿孔は、操作者や製造者に、基板表面に接触する為に研磨物を通る電解液の容量や流量を制御させる。
【０１０９】
ファブリック７００の例は、金で被覆されたナイロン製ファイバを備え、約８個から約１０個の間のファイバ幅の、混交されたバスケット織りである。ファイバの例は、ナイロン製ファイバであって、ナイロン製ファイバ上に約０．１μｍのコバルトが配置され、銅またはニッケル材料と、コバルト、銅またはニッケル材料上に約２μｍの金が配置されたものである。
【０１１０】
あるいは、導電性メッシュは、導電性布やファブリック７００の代わりに使用可能である。導電性メッシュは、導電性ファイバ、導電性充填材、又は、導電性結合材で被覆または導電性結合材内に配置された導電性布７００の少なくとも一部を備えてもよい。導電性結合材は、重合化合物内に配置された導電性材料の複合材料や非金属の導電性ポリマーを備えてもよい。導電性充填材（例えば、グラファイトパウダー、グラファイトフレーク、グラファイトファイバ、カーボンファイバ、カーボンパウダー、カーボンブラック、導電性材料内に被覆されたファイバ）とポリマー材（例えば、ポリウレタン）との混合は、導電性結合材を形成する為に使用可能である。本願で説明されたように、導電性材料で被覆されたファイバは、導電性結合材内の使用の為に導電性充填材として、使用可能である。たとえば、カーボンファイバや金被覆ナイロン製ファイバは、導電性結合材を形成する為に使用可能である。
【０１１１】
導電性結合材は、導電性充填材及び／又はファイバの分散を助ける為に必要であれば、ポリマーと充填材及び／又はファイバ間の付着を改善し、導電性結合材の機械的、熱的、電気的特性を改善する。粘着力を改良する為に、添加剤の例は、エポキシ、シリコーン、ウレタン、ポリイミド、又は、その組合せを含む。
【０１１２】
導電性充填材及び／又はファイバ及びポリマー材料の組成物は、特定の性質（例えば、導電率、摩耗特性、耐久性係数）を提供する為に適合可能である。たとえば、約２重量％と約８５重量％の間の導電性充填材を備える導電性結合材は、本願で説明された処理および研磨物と共に使用可能である。導電性充填材及び導電性結合材として使用される可能性がある材料の例は、２００１年１２月２７日に提出された米国特許出願第１０／０３３，７３２号に、より完全に説明されており、これは、本願の開示内容及び請求項と矛盾しない範囲で参考の為に本願に組み入れられている。
【０１１３】
導電性結合材は、約１μｍから約１０μｍの間（例えば、約１０μｍから約１ｍｍの間）の厚さを有してもよい。導電性結合材の複数層は、導電性メッシュに付けることができる。導電性メッシュは、図７Ｂ及び図７Ｃで示されるように、導電性布やファブリック７００と同一方法で使用可能である。導電性接着材は、導電性メッシュにわたり複数層内で塗布可能である。一態様において、導電性結合材は、メッシュが穿孔された後、導電性メッシュに塗布され、穿孔処理から露出されたメッシュの一部を保護する。
【０１１４】
その上、導電性下塗剤は、導電性結合材の塗布前に導電性メッシュ上に配置可能であり、導電性結合材の導電性メッシュへの付着を改善する。導電性下塗剤は、導電性結合材より大きい相互付着力を持つ特性を提供するように改善された組成物を持つ導電性結合材ファイバに類似した材料で形成可能である。適した導電性下塗剤は、約１００Ω-ｃｍ以下（
約０．００１Ω-ｃｍから約３２Ω-ｃｍの間）の抵抗率を持ってもよい。
【０１１５】
あるいは、図７Ｄに示されるように、導電性フォイルは、導電性布やファブリック７００の代わりに使用可能である。導電性フォイルは、サポート層３２０上に、導電性結合材７９０で被覆された金属製フォイルや、導電性結合材７９０内に配置された金属製フォイル７８０を一般的に含む。金属製フォイルを形成する材料の例は、金属被覆ファブリック、導電性金属（例えば、銅、ニッケル、コバルト）、貴金属（例えば、金、白金、パラジウム、イリジウム、レニウム、ロジウム、レニウム、ルテニウム、オスミウム、その組合せであるが、金と白金が好ましい）を含む。
【０１１６】
導電性フォイルは、また、非金属の導電性フォイルシート（銅製シート、カーボンファイバで織り込まれたシートフォイル）を含んでもよい。導電性フォイルは、絶縁性又は導電性材料の金属被覆布を含むが、これらの例は、ナイロン製ファイバの銅、ニッケル、又は金で被覆された布である。本願で説明されたように、導電性フォイルは、同様に、導電性結合材料で被覆された導電性又は絶縁性材料のファブリックを備えてもよい。導電性フォイルは、相互に接続された導電性メッシュワイヤやストライプ（例えば、銅線）のワイヤフレーム、スクリーンまたはメッシュを備え、これらは、本願で説明されたように、導電性結合材料で被覆されてもよい。本考案は、本願で説明された金属製フォイルを形成する際に他の材料を使用することも企図する。
【０１１７】
本願で説明されたような導電性結合材７９０は、金属製フォイル７８０を内部に閉じ込めてもよく、これが、金属製フォイル７８０を、銅のように周囲の電解液と反応することが分かっている導電性金属にする。本願で説明されたように、導電性フォイルは、複数の穿孔７５０で穿孔されてもよい。図示されていないが、導電性フォイルは、研磨面にバイアスをかける為に、導電性ワイヤ、電源に結合されてもよい。図示されていないが、金属製フォイル７８０も同様に溝が形成されてもよい。
【０１１８】
導電性結合材７９０は、導電性メッシュ又はファブリック７００の為に説明されたように、金属製フォイル７８０にわたり複数の層内で適用されてもよい。一態様において、金属製フォイル７８０が穿孔された後、導電性結合材７９０が金属製フォイル７８０に塗布され、穿孔処理から露出された金属製フォイル７８０の一部を保護する。
【０１１９】
ここで説明された導電性結合材は、液体状態の接着材や結合材をファブリック７００、フォイル７８０又はメッシュに投じることにより、導電性ファブリック７００、又は、メッシュ上に配置されてもよい。結合材は、それから、乾燥および硬化後、ファブリック、フォイル、又はメッシュ上に固められる。他の適した処理方法には、射出成型、圧縮型成型、ラミネーション、オートクレーブ、押出し加工、又は、これらの組合せを含むが、これらは、導電性ファブリック、メッシュ、フォイルを内部に閉じこめるのに使用可能である。熱可塑性結合材と熱硬化性結合材の両方は、この用途で使用可能である。
【０１２０】
導電性フォイルの金属製フォイル構成要素と、導電性結合材との間の接着材は、約０．１μｍから約１ｍｍの間の直径又は幅を有する複数の穿孔を持つ金属製フォイルを穿孔することにより、又は、金属製フォイルと導電性結合材との間の導電性下塗剤を適用することにより、強化されてもよい。導電性下塗剤は、本願で説明されたメッシュの為の導電性下塗剤と同一材料でもよい。
【０１２１】
研磨表面での導電素子
他の態様において、本願で説明された導電性ファイバと充填材は、本考案の導電性研磨物２０５を形成する為に、研磨材料内に配置された別個の導電素子を形成する為に使用可能である。研摩材料は、従来の研磨材料または導電性研磨材料（例えば、本願で説明されたようなポリマー内に配置された導電性充填材またはファイバの導電性複合材）でもよい。導電素子の表面は、研磨物の表面で平面を形成してもよく、また、研磨物の表面の平面上方に延びてもよい。導電素子は、研磨物の表面上方に約５ｍｍだけ延びてもよい。
【０１２２】
研磨材料内に特定構造と配列を有する導電素子の使用を以下に例示するが、個々の導電性ファイバと充填材、そこから形成された材料（例えば、ファブリック）も同様に、導電素子と考えられてもよいことが企図されている。さらに、図示されていないが、以下の研磨物の説明は、本願で説明され図４〜図６で示された穿孔及び溝パターンを有する研磨物を含み、本願で以下に説明される導電素子を組み込む為にパターンに対する形状を持つ。
【０１２３】
図８Ａ−図８Ｂは、内部に配置された導電素子を有する研磨物８００の一実施形態の平面図および断面概略図である。研磨物８００は、処理中、基板に接触するように適合された研磨面８２０を有する本体８１０を一般的に備える。絶縁性ポリマー材料（たとえばポリウレタン）のような絶縁性または重合材料を、本体８１０は、通常、備える。
【０１２４】
研磨面８２０は、一以上の開口部、溝、トレンチ、又は窪み８３０を内部に形成され、少なくとも部分的に導電素子８４０を受容する。導電素子８４０は、接触面８５０を持つように一般的に配置可能であるが、この接触面は、研磨面８２０により画成された平面と同一平面であるか、その上方に延びている。接触面８５０は、通常、導電素子８４０の電気的接触を最小限にする為に、基板に接触するときに、例えば、追従性があり、弾力性ある、フレキシブルな、圧力成型可能な面により、構成される。研磨中、接触圧力は、研磨面８２０と同一平面の位置に接触面８５０を付勢する為に使用可能である。
【０１２５】
本願で説明されているように、本体８１０は、内部に形成された複数の穿孔８６０により、一般的に電解液に対し浸透可能になっている。研磨物８００は、十分な電解液の流れを提供する為に研磨物８１０の表面領域の約２０％から約８０％の間の穿孔密度を持ち、基板表面からの均一な陽極電解を容易にしてもよい。
【０１２６】
本体８１０は、本願で説明された従来の研磨材料のような絶縁性材料を一般的に備える。本体８１０内に形成された窪み８３０は、処理中、導電素子８４０を保持する為に一般的に構成され、従って、形状や方向は変化してもよい。図８Ａで示された実施形態において、窪み８３０は、研磨物表面を横切って配置された矩形断面を持ち、研磨物８００の中心で相互接続している交差「Ｘ」または交差型パターンを形成する溝である。本考案は、本願で説明されたように基板表面に溝が接触する場合、追加の交差断面（例えば、逆台形、丸い湾曲）を企図する。
【０１２７】
あるいは、窪み８３０（更に、本願で配置された導電素子８４０）は、不規則間隔で配置可能であり、また、半径方向、平行、又は、垂直に向けられて配置可能であり、付随的に、直線、湾曲、同心上、入り組んだ曲線、又は、他の断面領域でもよい。
【０１２８】
図８Ｃは、各々の素子８４０が物理的または電気的にスペーサ８７５により分離され、本体８１０内に半径方向に配置された一連の個別導電素子の平面概略図である。スペーサ８７５は、絶縁性研磨材料又は素子用の絶縁性相互接続部（プラスチック相互接続部）の一部でもよい。あるいは、スペーサ８７５は、研磨材料または導電素子８４０のいずれか一方が欠けた研磨物の断面であり、導電性素子８４０の間に物理的接続を提供してもよい。そのような独立した素子の形状において、各導電素子８４０は、導電路（例えば、ワイヤ）により、別個に電力源と接続されてもよい。
【０１２９】
図８Ａと図８Ｂに戻ると、本体８１０内に配置された導電素子８４０は、約２０Ω-ｃｍ
以下のバルク表面抵抗率またはバルク抵抗率を与える為に一般的に提供される。研磨物の一態様において、研磨物は、約２Ω-ｃｍ以下の抵抗率を有する。導電素子８４０は、受ける電界下で劣化せず、酸やアルカリ性の電解液内の劣化に対し抵抗を有する、機械的特性を一般的に有する。導電素子８４０は、圧入、クランピング、接着、又は、他の方法により、窪み８３０内で保持される。        
【０１３０】
一実施形態において、導電素子８４０は、処理中、十分に追従性があり、弾性があり、フレキシブルであり、接触面８５０と基板との間の電気的接触を維持する。十分に追従性があり、弾性があり、フレキシブルな導電素子８４０用の材料は、研磨材料と比較して、ショア（Ｄ型）硬さスケールにおいて、約１００以下の類似した硬さを持ってもよい。導電素子８４０は、重合材料の為のショア（Ｄ型）硬さスケールにおいて、約８０以下の類似した硬さを持ってもよい。追従性のある材料（例えば、フレキシブル又は湾曲可能なファイバ材料）も、導電素子８４０として使用可能である。
【０１３１】
図８Ａ、図８Ｂで示された実施形態において、導電素子８４０は、研磨物サポート部又はサブパッド８１５上に配置された研磨面８１０内に埋め込まれている。穿孔８６０は、研磨面８１０と研磨物サポート部８１５の両方を通り、導電素子８４０の周りに形成されている。導電素子８４０の一例は、導電材料で被覆された導電性ファイバや絶縁性ファイバ、又は、重合材料（ポリマーベース接着材）で混合された導電性充填材を含み、本願で説明されたように、導電性（および摩耗耐性）複合材料を形成する。導電素子８４０は、導電性重合材料または本願で説明されたような他の導電性材料を備え、電気的特性を改善してもよい。たとえば、導電素子は、金で被覆されたナイロン製ファイバ（例えば、ナイロン製ファイバ上に配置された約０．１μｍのコバルト、銅、ニッケルと、ナイロン製ファイバ上に配置された約２μｍの金とで被覆されたナイロン製ファイバ）、更に、複合材料の導電率を改善する為にカーボン又はグラファイト充填材を備えるが、これは、ポリウレタンの本体内に堆積される。
【０１３２】
図８Ｄは、導電素子が内部に配置された研磨物８００の、他の実施形態の断面概略図である。導電素子８００は、接触面を有するように一般的に配置可能であるが、この接触面は、研磨面８２０により画成された平面と同一平面であるか、その上方に延びている。導電素子８４０は、本願で説明されたように、導電部材８４５の周りに配置されるか、内部に閉じこめられるか、包み込まれた導電性ファブリック７００を含んでもよい。あるいは、個々の導電性ファイバ及び／又は充填材は、導電部材８４５の周りに配置されるか、内部に閉じこめられるか、包み込まれてもよい。導電部材８４５は、金属（本願で説明された貴金属）、或いは、他の導電性材料（例えば、銅）であって、電気研磨処理の用途に適したものを備えてもよい。導電素子８４０は、本願で説明されたようなファブリックと結合材料の複合材料を備え、ファブリックは、導電素子８６０の外部接触部を形成し、結合材料は、通常、内部サポート面を形成してもよい。導電素子８６０は、本願で説明されたように、堅い導電性ファブリック７００及び結合剤で形成された管壁を持ち、矩形断面領域を有する中空管を備えてもよい。
【０１３３】
コネクタ８９０は、導電素子８４０を電力源（図示せず）に結合し、処理中、導電素子８４０に電気的バイアスをかける為に利用される。コネクタ８９０は、一般的にはワイヤ、テープ、他の導体であって、処理流体と両立するか、処理流体からコネクタ８９０を保護する覆い又は被覆を有するものである。コネクタ８９０は、成型、ハンダ、スタッキング、ろう付け、クランピング、クリンピング、リベット結合、留め具、導電性接着材、又は、他の方法や装置により、導電素子８４０と結合可能である。コネクタ８９０で利用可能な材料の例は、その他の材料の中で、絶縁された銅、グラファイト、チタン、白金、金、アルミニウム、ステンレス鋼、HASTELOY（登録商標）導電性材料を含む。
【０１３４】
コネクタ８９０の周りに配置された被覆は、フルオロカーボン、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリイミドのようなポリマーを含んでもよい。図８Ａで示された実施形態において、一つのコネクタ８９０は、研磨物８００の周囲で各導電素子８４０に結合されている。あるいは、コネクタ８９０は、研磨物８００の本体を通って配置されてもよい。また更なる実施形態において、コネクタ８９０は、ポケット内に配置された導電性グリッド（図示せず）に結合可能であり、これは、ポケット内に、更に／又は、電気的に導電素子８４０と結合する本体を通じて、配置されている。
【０１３５】
図９Ａは、研磨材料９００の他の実施形態を示す。研摩材９００は、一以上の、少なくとも部分的に導電素子９０４が研磨面９０６上に配置された、本体９０２を含む。導電素子９０４は、複数のファイバ、ストランド、及び／又は、弾力性のある指状部を一般的に備えるが、これらは、処理中、追従性があるか弾性があり、基板表面に接触するように適合されている。ファイバは、少なくとも部分的に導電性の材料で構成されるが、例として、本願で説明されたような導電性材料で被覆された絶縁性材料から構成されるファイバがある。ファイバは、また、ファイバの追従性や柔軟性の量を増減する為に、本来的に中実体でも中空体でもよい。
【０１３６】
図９Ａで示された実施形態において、導電素子９０４は、基部９０９に結合された複数の導電性サブエレメント９１３である。導電性サブエレメント９１３は、本願で説明された少なくとも部分的に電気的導電性ファイバを含む。サブエレメント９１３の例は、本願で説明されたように金で被覆されたナイロン製ファイバ又はカーボンファイバを含む。基部９０９も、同様に、電気的に導電性材料を備え、コネクタ９９０に結合されている。基部９０９も同様に、処理中、研磨用パッドから溶解する導電性材料（例えば、銅）の層により被覆されてもよく、これは、導電性ファイバの処理所要時間を延長すると考えられている。
【０１３７】
導電素子９０４は、研磨面９０６内に形成された窪み９０８内に一般的に配置される。導電素子９０４は、研磨面９０６に関し、０から９０°の間で方向付けられてもよい。導電素子９０４が研磨面に平行に方向付けられる場合、導電素子９０４は、部分的に研磨面９０６上に配置されてもよい。
【０１３８】
窪み９０８は、下部実装部９１０と上部の、クリアランス部９１２を有する。実装部９１０は、導電素子９０４の基部９０９を受容し、更に、圧入、クランピング、接着、又は他の方法で、導電素子９０４を保持するように構成されている。窪み９０８が研磨面９０６と交差する場所にはクリアランス部９１２が設けられている。クリアランス部９１２は、一般的に断面が搭載部９１０より大きくなっており、導電素子９０４が、基板と接触するときに屈曲させる一方、基板と研磨面９０６との間に配置されることなく研磨することを許容する。
【０１３９】
図９Ｂは、導電面９４０と、上部に形成された複数の分離した導電素子９２０を有する研磨物９００の他の実施形態を示す。導電素子９２０は、導電材料により被覆された絶縁性材料のファイバを備え、これらは、研磨物２０５の導電面９４０から垂直に変位され、互いに水平に変位されている。研磨物９００の導電素子９２０は、導電面９４０に関して０から９０°の間で一般的に方向付けられているが、導電面９４０と直交するラインに関してポーラー・オリエンテーションで傾斜されてもよい。導電素子９２０は、図９Ｂで示されるように、研磨用パッドの全長にわたり形成可能であるが、或いは、単に研磨用パッドの選択された領域で配置されてもよい。研磨面上方で導電素子９２０の接触高さは、最高で約５ｍｍでもよい。導電素子９２０を備える材料の直径は、約１ミル（１０００分の１インチ）から約１０ミルの間にある。研磨面上方の高さと導電素子９２０の直径は、実行される研磨処理により異なってもよい。
【０１４０】
導電素子９２０は、接触圧力の下で変形する為に十分に追従性があるか弾性があるが、基板表面の減少または最小スクラッチングとの電気接触を維持する。図９Ａ及び図９Ｂで示された実施形態において、基板表面は、研磨物２０５の導電素子９２０と接触するだけでもよい。導電素子９２０は、均一密度の電流を研磨物２０５にわたり提供するように位置決めされている。
【０１４１】
導電素子９２０は、非導電性、又は絶縁性、接着剤または結合材により、導電面に付けられている。非導電性接着材は、導電面９４０に絶縁性被覆を与え、導電面９４０と、周囲の電解液との間に電気化学的バリアを提供してもよい。導電面９４０は、研磨物２０５のベルト、丸い研磨用パッド又はリニアウェブという形でもよい。一連の穿孔（図示せず）は、内部を通る提供された電解液の流れの為に、導電面９４０内に配置されてもよい。
【０１４２】
図示されていないが、導電性プレートは、回転又はリニア研磨用プラテン上で研磨物９００の位置決め及び処理の為に、従来の研磨材料のサポート用パッド上に配置されてもよい。
【０１４３】
図１０Ａは、導電素子１００４を備えた研磨物１０００の一実施形態の概略斜視図を示す。各々の導電素子１００４は、研磨面１０２４内に形成された窪み１０１２内に配置された第２端部１０１０、第１端部１００８を有するリング１００６又はループを一般的に備える。各々の導電素子１００４は、隣接した導電素子に結合され、研磨面１０２４の上方に延びる複数のループ１００６を形成してもよい。
【０１４４】
図１０Ａで示された実施形態において、各ループ１００６は、導電性材料により被覆されたファイバから制作され、窪み１０１２に接着された結束ワイヤ基部１０１４により結合されている。ループ１００６の一例は、金で被覆されたナイロン製ファイバである。
【０１４５】
研磨面より上片のループ１００６の接触高さは、約０．５ｍｍから約２ｍｍでもよく、ループを備える材料の直径は、約１ミル（１０００分の１インチ）から約５０ミルの間でもよい。結束ワイヤ基部１０１４は、導電性材料（例えば、チタン、銅、白金、白金が被覆された銅）でもよい。結束ワイヤ基部１０１４も同様に、導電性材料（例えば、銅）の層により被覆されてもよく、それは、研磨中、研磨物から溶解する。結束ワイヤ基部上への導電性材料層の使用は、導電素子１００４の寿命を長くする為に、下にあるループ１００６や結束ワイヤ基部１０１４材料より優先して溶解する犠牲層があることとして理解されている。導電素子１００４は、研磨面１０２４に関して、０から９０°の間で方向付けされてもよいが、研磨面１０２４に直交するラインに関して、ポーラー・オリエンテーションで傾斜可能である。導電素子１００４は、電気コネクタ１０３０により電力源に結合されている。
【０１４６】
図１０Ｂは、導電素子１００４から構成される研磨物１０００の、他の実施形態の概略斜視図を示す。本願で説明されたように、導電素子１００４は、導電材料で被覆されたファイバから構成されるワイヤの単一コイル１００５を備える。コイル１００５は、基部１０１４上に配置された導電部材１００７に結合されている。コイル１００５は、導電部材１００７を取り囲み、基部１０１４を取り囲み、或いは、基部１０１４の表面に接着されてもよい。導電性バーは、研磨処理中に使用される電解液と共に、導電材料（例えば、金）を備え、化学的に不活性である導電性材料（例えば、金、白金）を一般的に備える。あるいは、犠牲材料の層１００９（例えば、銅））は、基部１０１４上に配置される。犠牲材料の層１００９は、研磨処理の電気研磨状況中、又は、陽極電解状況中、導電部材１００７及びコイル１００５の材料と比較して化学的に反応性のある材料の優先的除去の為に、一般的に、より化学的に反応性のある材料（例えば、銅）になっている。導電部材１００７は、電気コネクタ１０３０により電力源に結合可能である。
【０１４７】
バイアス部材は、導電素子と本体との間に配置可能であり、処理中、導電素子を本体から離して、基板表面と接触するように付勢するバイアスを提供する。
バイアス部材１０１８の例は、図１０Ｂに示されている。しかし、本考案が企図しているのは、ここで（例えば、図８Ａ〜図８Ｄ、図９Ａ、図１０Ａ〜図１０Ｄで）示された導電素子は、バイアス部材を使用可能である点である。バイアス部材は、圧縮バネ、板バネ、コイルバネ、発泡ポリマー（発泡性ポリウレタン（例えば、ＰＯＲＯＮ（登録商標）ポリマー）、エラストマー、ブラダー、他の部材や装置であって、導電素子を付勢可能なものである。バイアス部材も、同様に、追従性又は弾性材料（追従性発泡性または気泡性の柔らかい管）であって研磨されている基板表面に対し導電素子を付勢可能なものであり、基板表面との接触を改善してもよい。バイアスされる導電素子は、研磨物の表面を備えた平面を形成するか、研磨物の表面の平面上方に延びてもよい。
【０１４８】
図１０Ｃは、エッジに対し基板の中央から放射状パターンで配置された、複数の導電素子１００４を持つ研磨物１０００の、他の実施形態の概略斜視図を示す。複数の導電素子は、１５°、３０°、４５°、６０°、９０°の間隔で、或いは他のいかなる所望の組合せによっても、互いに配置可能である。導電素子１００４は、一般的に間隔を開けて配置され、基板の研磨の為に電流や電力を均一に印加しながら提供する。導電素子は、はるかに間隔を開けて配置されており、互いに接触しない。本体１０２６の絶縁性研磨材料のウェッジ部１００４は、導電素子１００４を電気的に絶縁するように構成されてもよい。スペーサ又は凹んだ領域１０６０も同様に、研磨物内で形成され、やはり、導電素子１００４を互いに隔離している。導電素子１００４は、図１０Ａで示されるようなループ形式、或いは、図９Ｂで示されるように垂直に延長するファイバであってもよい。
【０１４９】
図１０Ｄは、図１０Ａの導電素子１００４の他の実施形態の概略斜視図を示す。導電素子１００４は、本願で説明されたように混交導電性ファイバ１００６のメッシュ又はファブリックを備え、第１端部１００８、第２端部１０１０を有し、これらは、研磨面１０２４内に形成された窪み１０１２内に配置されており、基板との接触の為に一つの連続した導電面を形成している。メッシュ又はファブリックは、混交されたファイバの一以上の層でもよい。導電素子１００４を備えるメッシュ又はファブリックは、図１０Ｄに単層として例示されている。導電素子１００４は、導電性基部１０１４に結合可能であり、図１０Ａで示されるように研磨面１０２４の上方に延びてもよい。導電素子１００４は、導電性基部１０１４に接続された電気コネクタ１０３０により電力源に結合可能である。
【０１５０】
図１０Ｅは、内部にループ１００６が形成され、導電素子を研磨物の本体１０２６に固定する導電素子１００４を形成する他の実施形態の部分的な概略斜視図を示す。流路１０５０は、研磨物の本体１０２４内に形成され、導電素子１００４用の溝と交差する。挿入物１０５５は、流路１０５０内に配置されている。挿入物１０５５は、導電性材料（例えば、金または導電素子１００６と同一材料）を備える。コネクタ１０３０は、それから、流路１０５０内に配置可能であり、挿入物１０５５と接触可能である。コネクタ１０３０は、電力源に結合されている。導電素子１００４の端部１０７５は、そこを通る電力の流れの為に、挿入物１０５５に接触可能である。導電素子１００４の端部１０７５とコネクタ１０３０は、その後、絶縁性挿入物１０６０により、導電性挿入物１０５５に固定される。本考案は、導電素子１００４の全長に沿った間隔、或いは、導電素子１００４の極端な端部のみで、導電素子１００４の全部のループ１００６を使用することが企図された。
【０１５１】
図１１Ａ〜図１１Ｃは、本願で説明された導電材料のループやリングの弾性能力を例示する一連の側面図である。研磨物１１００は、内部に溝や窪み１１４０を備えたパッドサポート部１１３０にわたり形成されたサブパッド１１２０上に配置された研磨面１１１０を備える。導電材料により被覆された絶縁性材料のループやリング１１５０を備える導電素子１１４０は、窪み１１７０内の結束基部１１５５上に配置され、電気接点１１４５に結合される。基板１１６０は、研磨物１１００に接触され、研磨物１１００の表面との相対運動で動かされる。基板は、導電素子１１４０に接触するので、ループ１１５０は、くぼみ１１４０内で圧縮する一方、図１１Ｂで示されるように、基板１１６０との電気接触を維持する。基板が十分な距離だけ移動され、導電素子１４４０と接触しないようになると、弾性ループ１１５０は、図１１Ｃで示されるように、追加処理の為に非圧縮形状に戻る。
【０１５２】
導電性研磨用パッドの更なる例は、２００１年１２月２７日に提出された米国特許仮出願第１０／０３３，７３２に説明され、これは、本願の態様および請求項と矛盾しない範囲で参考の為に本願に組み入れられる。
【０１５３】
電力の適用
電力は、本願で説明されたようにコネクタ、或いは電力分配装置を用いることにより、上記に説明された研磨物２０５内で結合可能である。電力分配装置は、２００１年１２月２７日に提出された米国特許仮出願第１０／０３３，７３２号に、より完全に説明されており、これは、本願の態様および請求項と矛盾しない範囲で、参考の為に本願に組み入れられる。
【０１５４】
図１１Ａ〜図１１Ｃに戻って参照すると、電力は、導電性プレートを備える電気接点１１４５、研磨用パッド内に形成された窪み１１７０や溝内に配置された取付台の使用により、導電素子１１４０に結合可能である。図１１Ａで示された実施形態において、導電素子１１４０は、金属（例えば、金）のプレート上に取り付けられ、これらは、図２で示されるように研磨物１１００と共に、サポート部（例えば、ディスク２０６）上に取り付けられている。あるいは、電気接点は、導電素子と研磨用パッド材料との間（例えば、図８Ａ及び図８Ｂで示されたように、本体８１０と導電素子８４０との間）の研磨用パッド材料上に配置可能である。電気接点は、その後、図８Ａ〜図８Ｄで上述されたように、リード（図示せず）により電力源に結合される。
【０１５５】
図１２Ａ〜図１２Ｄは、電力源（図示せず）に拡張部が接続された研磨物の実施形態の平面及び側面概略図である。電力源は、ＥＣＭＰ処理における陽極分解の為に、基板表面に電流伝達能力、すなわち、陽極バイアスを提供する。電力源は、研磨物のサポート部及び／又は導電性研磨部の周りに配置された一以上の導電性接点により、研磨物に接続可能である。一以上の電力源は、一以上の接点により研磨物に接続可能であり、基板表面の一部にわたり、変動バイアスや電流を生成させる。あるいは、一以上のリードは、導電性研磨部及び／又は研磨物サポート部内で形成可能であり、これらは、電力源に結合されている。
【０１５６】
図１２Ａは、導電性コネクタにより電力源に結合された導電性研磨用パッド１２０５の一実施形態の上部平面図である。導電性研磨部は、研磨物サポート部１２２０より大きな幅や直径を有する、導電性研磨部１２１０内に形成された拡張部（例えば、ショルダー或いは個別プラグ）を有してもよい。拡張部は、コネクタにより電力源に結合され、研磨物２０５に電流を提供する。図１２Ｂにおいて、拡張部１２１５は、導電性研磨部１２１０の平面から平行又は横に延びるように形成可能であり、研磨物サポート部１２２０の直径を超えて延びている。穿孔および溝のパターンは、図６に示されている。
【０１５７】
図１２Ｂは、コネクタ１２２５の一実施形態の断面概略図であり、コネクタ１２２５は、導電性経路１２３２（例えば、ワイヤ）を介して電力源（図示せず）に結合されている。コネクタは、導電性経路１２３２に接続された電気結合部１２３４を備え、導電性留め具１２３０（例えば、ネジ）により拡張部１２１５の導電性研磨部１２１０に電気的に結合されている。ボルト１２３８は、導電性留め具１２３０に結合可能であり、これらの間にある導電性研磨部１２１０を固定する。スペーサ１２３６（例えば、ワッシャ）は、導電性研磨部１２１０と留め具１２３０とボルト１２３８との間に配置可能である。スペーサ１２３６は、導電性材料で構成されてもよい。留め具１２３０、電気的結合部１２３４、スペーサ１２３６、ボルト１２３８は、導電性材料（例えば、金、白金、チタン、アルミニウム、銅）で形成可能である。電解液と化学反応する材料（例えば、銅）が使われならば、その材料は、その電解液反応に対し不活性である材料（例えば、白金）内で被覆可能である。図示されていないが、導電性留め具の他の実施形態は、導電性クランプ、導電性粘着テープ、導電性接着材を含んでもよい。
【０１５８】
図１２Ｃは、サポート部１２６０（例えば、図２に示されるようにプラテンやディスク２０６の上面）を介して電力源（図示せず）に結合されたコネクタ１２２５の一実施形態の断面概略図である。コネクタ１２２５は、留め具１２４０（例えば、サポート部１２６０に結合する為に拡張部１２１５の導電性研磨部１２１０を貫通するのに十分な長さを持つネジやボルト）を備える。スペーサ１２４２は、導電性研磨部１２１０と留め具１２４０との間に配置可能である。
【０１５９】
サポート部は、留め具１２４０を受容するように一般的に適合されている。アパーチャー１２４６は、図１２Ｃで示されるように留め具を受容する為に、サポート部１２６０の表面内に形成可能である。また、電気結合部は、サポート部１２６０に結合された留め具で、留め具１２４０と導電性研磨部１２１０との間に配置可能である。サポート部１２６０は、導電性通路１２３２（例えば、ワイヤ）により電力源、研磨用プラテンやチャンバに対し外付けされた電力源、或いは、研磨用プラテンやチャンバ内に一体化された電力源に接続可能であり、導電性研磨部１２１０との電気接続を提供する。導電性通路１２３２は、サポート部１２６０と一体化されてもよく、サポート部１２６０から延長されてもよい。
【０１６０】
更なる実施形態において、留め具１２４０は、導電性研磨部１２１５を通って延び、図１２Ｄで示されたようにボルト１２４８により固定されている、サポート部１２６０の統合拡張部でもよい。
【０１６１】
図１２Ｅと図１２Ｆは、研磨部１２８０と研磨物サポート部１２９０との間に電力結合部１２８５を配置させる研磨物１２７０に、電力を提供する他の実施形態の側面概略図と分解斜視図を示す。本願で説明されたように、研磨物１２８０は、導電性材料から作られ、本願で説明されたように複数の導電素子１２７５を含む。図１２Ｆで示されるように、導電素子１２７５は、互いに物理的に隔離されてもよい。研磨面内に形成された導電素子１２７５は、例えば、素子の導電性基部により、電力結合部１２８５と電気的に接触するように適合されている。
【０１６２】
電力結合部１２８５は、素子１２７５を相互接続するワイヤ、素子１２７５を相互に接続する複数の平行ワイヤ、素子１２７５を別個に接続する複数のワイヤ、或いは、一以上の電力源に素子１２７５を接続して素子を相互に接続するワイヤメッシュを含んでもよい。別個のワイヤと素子に結合された別個の電力源は、変動電力が印加されてもよいが、相互接続されたワイヤや素子は、均一電力を素子に提供してもよい。電力結合部は、研磨物の直径部または幅の一部又は全部を覆ってもよい。図１２Ｆの電力結合部１２８５は、素子１２７５を接続するワイヤメッシュ相互接続素子の一例である。電源結合部１２８５は、導電性通路１２８７（例えば、ワイヤ）により電力源、研磨用プラテンやチャンバに外付けされた電力源、研磨用プラテンやチャンバ内に一体化された電力源に接続可能である。
【０１６３】
上記内容は、本考案の様々な実施形態に向けられているが、本考案の他の実施形態や更なる実施形態は、本考案の基本的範囲から逸脱することなく案出されるものであり、その範囲は、請求の範囲により決定されるものである。
【図面の簡単な説明】
【０１６４】
本考案の上述された態様が達成され、考案の詳細かつ特定の説明が理解される方式は、上記で要約されているが、添付図面に図示されている実施形態を参照されてもよい。しかし、添付図面は、本考案の典型的な実施形態だけが例示されているので、本考案の範囲を制限するようには考慮されず、本考案は他の同様に効果的な実施形態を許容するものである。理解を容易にするために、同一の参照符号は、可能な限り、図面に共通である同一要素を示す。
【図１】図１は、本考案の処理装置の一実施形態を示す平面図である。
【図２】図２は、ＥＣＭＰステーションの一実施形態を示す断面図である。
【図３】図３は、研磨物の一実施形態を示す部分断面図である。
【図４】図４は、溝付き研磨物の一実施形態を示す平面図である。
【図５】図５は、溝付き研磨物の他の実施形態を示す平面図である。
【図６】図６は、溝付き研磨物の他の実施形態を示す平面図である。
【図７Ａ】図７Ａは、本願で説明された導電性布またはファブリックの平面図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、導電性布とファブリックを備える研磨面を有する研磨物の一部断面図である。
【図７Ｃ】図７Ｃは、導電性布とファブリックを備える研磨面を有する研磨物の一部断面図である。
【図７Ｄ】図７Ｄは、金属フォイルを含む研磨物の実施形態の一部断面図である。
【図８Ａ】図８Ａは、それぞれ、導電素子を有する研磨物の一実施形態の平面図と断面概略図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、それぞれ、導電素子を有する研磨物の一実施形態の平面図と断面概略図である。
【図８Ｃ】図８Ｃは、導電素子を有する研磨物の一実施形態の平面図である。
【図８Ｄ】図８Ｄは、導電素子を有する研磨物の一実施形態の断面概略図である。
【図９Ａ】図９Ａは、導電素子を有する研磨物の他の実施形態の斜視図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、導電素子を有する研磨物の、他の実施形態の斜視図である。
【図１０Ａ】図１０Ａは、研磨物の、他の実施形態の部分的斜視図である。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、研磨物の、他の実施形態の部分的斜視図である。
【図１０Ｃ】図１０Ｃは、研磨物の、他の実施形態の部分的斜視図である。
【図１０Ｄ】図１０Ｄは、研磨物の他の実施形態の部分的斜視図である。
【図１０Ｅ】図１０Ｅは、研磨物の他の実施形態の部分的斜視図である。
【図１１Ａ】図１１Ａは、本願で説明された研磨物の一実施形態に接触する基板の一実施形態の概略側面図である。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、本願で説明された研磨物の一実施形態に接触する基板の一実施形態の概略側面図である。
【図１１Ｃ】図１１Ｃは、本願で説明された研磨物の一実施形態に接触する基板の一実施形態の概略側面図である。
【図１２Ａ】図１２Ａは、電力源に接続された拡張部を有する研磨物の実施形態の平面図と側面概略図である。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、電力源に接続された拡張部を有する研磨物の実施形態の平面図と側面概略図である。
【図１２Ｃ】図１２Ｃは、電力源に接続された拡張部を有する研磨物の実施形態の平面図と側面概略図である。
【図１２Ｄ】図１２Ｄは、電力源に接続された拡張部を有する研磨物の実施形態の平面図と側面概略図である。
【図１２Ｅ】図１２Ｅは、研磨物に電力を供給する他の実施形態の側面概略図である。
【図１２Ｆ】図１２Ｆは、研磨物に電力を供給する他の実施形態の分解斜視図である。
【符号の説明】
【０１６５】
１００…処理装置、１０２…電気化学的機械研磨（ＥＣＭＰ）ステーション、
１０６…研磨用ステーション、１１０…移送用ステーション、１１２…カルーゼル、１１４…基板、１１６…ローディング・ロボット、１１８…基板貯蔵用カセット、１２０…ファクトリ・インターフェース、１２４…入力バッファ用ステーション、１２６…出力バッファ用ステーション、１２８…ロード・カップ・アセンブリ、１３０…研磨用ヘッド、１３２…移送用ロボット、１３８…アーム、１４０…コントローラ、１４２…ＣＰＵ、１４４…メモリ、１４６…サポート回路、１５０…電源、２０２…深皿、２０４…電極、２０５…研磨物、研磨媒体、２０６…ディスク、２０８…カバー、２１０…底部、２１２…シャフト、２１４…ドレイン、２１６…アパーチャー、２２０…電解液、２２４…モータ、２３２…ボリューム、２３３…リザーバ、２３４…穴、２４０…フィルタ、２４２…ポンプ、２４４…供給ライン、２５２…中央部、２５４…スカート、２５８…窪み、２７０…ノズル、２７２…分配システム、３１０…導電性研磨部、３２０…研磨物サポート部、サポート層、３５０…穿孔、４４０…丸いパッド、４４２…溝、４４８…研磨面、５４０…研磨用パッド、５４２…溝、５４４…内径部、５４６…穿孔、５４８…研磨部、５５０…外径部、６４０…パターン化された研磨物、研磨用パッド、６４２…Ｘ−Ｙ溝、６４４…内径部、６４５…斜めに配置された溝、６４６…穿孔、７００…ファブリック、７１０…混交ファイバ、７４０…通路、７５０…穿孔、７８０…金属製フォイル、７９０…導電性結合材、８００…研磨物、８１０…本体、８１５…サブパッド、８２０…研磨面、８３０…窪み、８４０…導電素子、８４５…導電部材、８５０…接触面、８６０…穿孔、８７０…交差パターン、８７５…スペーサ、８９０…コネクタ、９００…研磨面、９０２…本体、９０４…導電素子、９０６…研磨面、９０９…基部、９１０…取り付け部、９１２…クリアランス部、９１３…サブエレメント、９２０…導電素子、９９０…コネクタ、１０００…研磨物、１００４…導電素子、１００６…ループ又はリング、１００７…導電部材、１００８…第１端部、１００９…層、１０１０…第２端部、１０１２…窪み、１０１４…基部、１０１８…バイアス用部材、１０３０…電気コネクタ、１０５０…通路、１０７０…溝、１０７５…端部、１１１０…研磨面、１１２０…サブパッド、１１４０…導電素子、溝または窪み、１１４５…電気接点、１１５０…ループ又はリング、１１５５…結束基部、１１６０…基板、１１７０…溝、窪み、１２１０…導電性研磨部、１２１５…拡張部、１２２０…導電物サポート部、１２２５…コネクタ、１２３０…留め具、１２３２…導電通路、１２３４…電気結合部、１２３６…スペーサ、１２３８…ボルト、１２４０…留め具、１２６０…サポート部、１２７０…研磨物、１２７５…導電素子、１２８０…研磨部、１２８５…電力結合部、１２９０…研磨物サポート部、１４４０…導電素子。
【図１】
0003100987.tif 000003
【図２】
0003100987.tif 000004
【図３】
0003100987.tif 000005
【図４】
0003100987.tif 000006
【図５】
0003100987.tif 000007
【図６】
0003100987.tif 000008
【図７Ａ】
0003100987.tif 000009
【図７Ｂ】
0003100987.tif 000010
【図７Ｃ】
0003100987.tif 000011
【図７Ｄ】
0003100987.tif 000012
【図８Ａ】
0003100987.tif 000013
【図８Ｂ】
0003100987.tif 000014
【図８Ｃ】
0003100987.tif 000015
【図８Ｄ】
0003100987.tif 000016
【図９Ａ】
0003100987.tif 000017
【図９Ｂ】
0003100987.tif 000018
【図１０Ａ】
0003100987.tif 000019
【図１０Ｂ】
0003100987.tif 000020
【図１０Ｃ】
0003100987.tif 000021
【図１０Ｄ】
0003100987.tif 000022
【図１０Ｅ】
0003100987.tif 000023
【図１１Ａ】
0003100987.tif 000024
【図１１Ｂ】
0003100987.tif 000025
【図１１Ｃ】
0003100987.tif 000026
【図１２Ａ】
0003100987.tif 000027
【図１２Ｂ】
0003100987.tif 000028
【図１２Ｃ】
0003100987.tif 000029
【図１２Ｄ】
0003100987.tif 000030
【図１２Ｅ】
0003100987.tif 000031
【図１２Ｆ】
0003100987.tif 000032