KR20060035653A

KR20060035653A - Cell, system and article for electrochemical mechanical processing(ecmp)

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Publication number: KR20060035653A
Application number: KR1020057025450A
Authority: KR
Inventors: 얀 왕; 슈 에스. 네오; 펭 큐. 리우; 스탄 디. 사이; 용퀴 후; 알랭 두보우스트; 안토니 피. 마넨스; 랄프 엠. 와덴스웨일러; 라쉬드 마브리브; 리앙-유 첸; 도날드 제이.케이. 올가도; 파울 디. 버터필드; 밍-쿠에이 젱; 소성 창; 리총 선
Original assignee: 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
Priority date: 2003-07-01
Filing date: 2004-07-01
Publication date: 2006-04-26
Also published as: WO2005002794A2; WO2005002794A3; JP2007528794A; EP1648658A2

Abstract

The invention provides a cell, a system and an article for processing a substrate in an electrochemical mechanical polishing system. A cell for polishing a substrate includes a polishing pad disposed on a top surface of a platen assembly. A plurality of conductive elements are arranged in a spaced-apart relation across the upper polishing surface and adapted to bias the substrate relative to an electrode disposed between the pad and the platen assembly. A plurality of passages are formed through the platen assembly between the top surface and a plenum defined within the platen assembly. A system is provided having a bulk polishing cell and a residual polishing cell. The residual polishing cell includes a biased conductive polishing surface. In further embodiments, the conductive element is protected from attack by process chemistries.

Description

ＥＣＭＰ용 셀, 시스템 및 물품{CELL, SYSTEM AND ARTICLE FOR ELECTROCHEMICAL MECHANICAL PROCESSING(ECMP)}CELL, SYSTEM AND ARTICLE FOR ELECTROCHEMICAL MECHANICAL PROCESSING (ECMP)}

본 발명의 실시예들은 전기화학적 기계적 프로세싱을 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.Embodiments of the present invention relate to methods and apparatus for electrochemical mechanical processing.

전기화학적 기계적 평탄화(ECMP)는 종래의 평탄화 프로세스에 비해 감소된 기계적 연마로 기판을 폴리싱하면서 동시에 전기화학적 분해에 의해 기판 표면으로부터 도전성 물질을 제거하는데 사용되는 기술이다. 일반적으로 ECMP 시스템은 바이어스의 극성을 반전시킴으로써 기판상에 도전성 물질을 증착하도록 구성될 수 있다. 전기화학적 분해는 기판 표면으로부터 주변 전해질속으로 도전성 물질을 제거하기 위해 캐소드와 기판 표면 사이에 바이어스를 인가함으로써 수행된다. 통상적으로, 바이어스는 처리되는 기판 상의 도전성 폴리싱 물질에 의해 기판 표면에 인가된다. 폴리싱 프로세스의 기계적 성분은 기판과 상기 기판으로부터 도전성 물질의 제거를 강화시키기 위한 도전성 폴리싱 물질 사이에 상대 운동을 제공함으로써 동작한다.Electrochemical mechanical planarization (ECMP) is a technique used to remove conductive material from a substrate surface by electrochemical decomposition while polishing the substrate with reduced mechanical polishing compared to conventional planarization processes. In general, an ECMP system can be configured to deposit conductive material on a substrate by reversing the polarity of the bias. Electrochemical decomposition is performed by applying a bias between the cathode and the substrate surface to remove the conductive material from the substrate surface into the surrounding electrolyte. Typically, the bias is applied to the substrate surface by a conductive polishing material on the substrate to be treated. The mechanical component of the polishing process operates by providing relative motion between the substrate and the conductive polishing material to enhance removal of the conductive material from the substrate.

전기화학적 기계적 평탄화에 사용되는 폴리싱될 물질중 하나로 구리가 있다. 통상적으로, 구리는 2-단계 프로세스를 이용하여 폴리싱된다. 제 1 단계에서, 통 상적으로 기판의 표면 위에 돌출되는 소정의 구리 잔류물을 남기고 구리 벌크가 제거된다. 다음 구리 잔류물이 제 2 단계 또는 오버-폴리싱(over-polishing) 단계에서 제거된다.One of the materials to be polished used for electrochemical mechanical planarization is copper. Typically, copper is polished using a two-step process. In the first step, the copper bulk is removed leaving a predetermined copper residue that typically protrudes over the surface of the substrate. The copper residue is then removed in the second step or over-polishing step.

그러나, 구리 잔류물의 제거는 통상적으로 산화물 또는 TaN과 같은 다른 물질의 배리어층의 주변 물질의 평면 아래에 구리 피쳐(feature)의 디싱을 야기시킨다. 통상적으로, 디싱(dishing)의 양은 폴리싱될 구리 피쳐의 폭과 함께 오버-폴리싱 단계에서 사용되는 폴리싱 화학제 및 프로세싱 파라미터와 관련된다. 구리층이 기판에 대해 균일한 두께를 갖지 않는 다면, 소정의 피쳐 위에 디싱을 야기시키지 않고 전체 구리 잔류물 제거 및 다른 것들 위에 구리 잔류물의 완전히 제거는 어렵다. 그러나, 현재, 단일 폴리싱 스테이션에서 벌크 및 잔류 물질 제거 모두를 수행하는 것은 어렵다. 따라서, 구리 잔류물 제거 및 디싱 최소화를 제공하면서 기판 처리량을 강화시키는 프로세스에 대해 최적화된 폴리싱 스테이션상에서 벌크 및 잔류 물질 제거를 수행하는 것이 바람직하다.However, removal of copper residues typically causes dishing of copper features below the plane of the surrounding material of the barrier layer of oxide or other material such as TaN. Typically, the amount of dishing is associated with the polishing chemistry and processing parameters used in the over-polishing step along with the width of the copper feature to be polished. If the copper layer does not have a uniform thickness to the substrate, it is difficult to remove the entire copper residue and to completely remove the copper residue on others without causing dishing on certain features. At present, however, it is difficult to perform both bulk and residual material removal in a single polishing station. Therefore, it is desirable to perform bulk and residual material removal on a polishing station optimized for a process that enhances substrate throughput while providing copper residue removal and minimizing dishing.

따라서, 전기화학적 기계적 평탄화에 대한 개선된 방법 및 장치가 요구된다.Accordingly, there is a need for an improved method and apparatus for electrochemical mechanical planarization.

일반적으로, 본 발명의 실시예는 전기화학적 기계적 평탄화 시스템에서 기판을 처리하는 방법 및 장치를 제공한다. 일 실시예에서, 기판을 처리하는 셀은 플래튼 어셈블리의 상부 표면상에 배치된 프로세싱 패드를 포함한다. 다수의 도전성 부재가 상부 평탄화 표면에 대해 이격된 관계로 배열된다. 패드와 플래튼 어셈블리 사이에 전극이 배치된다. 플래튼 어셈블리내에 형성된 플래넘(plenum)과 상부 표면 사이의 플래튼 어셈블리에 걸쳐 다수의 통로가 형성된다.In general, embodiments of the present invention provide a method and apparatus for processing a substrate in an electrochemical mechanical planarization system. In one embodiment, the cell treating the substrate includes a processing pad disposed on the top surface of the platen assembly. A plurality of conductive members are arranged in spaced relation to the upper planarization surface. An electrode is disposed between the pad and the platen assembly. Multiple passages are formed across the platen assembly between the plenum and the top surface formed in the platen assembly.

또다른 실시예에서, 기판 처리 시스템은 엔클로져(enclosure)에 배치된 제 1 전기화학적 기계적 평탄화 스테이션 및 적어도 제 2 전기화학적 기계적 평탄화 스테이션을 포함한다. 이송 메커니즘이 상기 평탄화 스테이션들 사이에서 기판을 이송하도록 구성된다. 제 1 처리 패드 어셈블리는 제 1 전기화학적 기계적 평탄화 스테이션에 배치되며 기판 처리 영역에 대해 실질적으로 유전성이 있는 상부 유전성 평탄화 표면을 갖는다. 다수의 도전 부재들이 제 1 처리 패드 어셈블리의 상부 평탄화 표면에 대해 이격된 관계로 배열된다. 제 2 처리 패드 어셈블리는 제 2 전기화학적 기계적 평탄화 스테이션에 배치되며 기판 처리 영역에 대해 실질적으로 도전성이 있는 상부 도전성 평탄화 표면을 갖는다. In yet another embodiment, the substrate processing system includes a first electrochemical mechanical planarization station and at least a second electrochemical mechanical planarization station disposed in an enclosure. A transfer mechanism is configured to transfer the substrate between the planarization stations. The first treatment pad assembly is disposed in the first electrochemical mechanical planarization station and has an upper dielectric planarization surface that is substantially dielectric with respect to the substrate processing region. A plurality of conductive members are arranged in a spaced apart relationship with respect to the top planarization surface of the first treatment pad assembly. The second treatment pad assembly is disposed in the second electrochemical mechanical planarization station and has an upper conductive planarization surface that is substantially conductive to the substrate processing region.

또다른 실시예에서, 기판을 전기화학적으로 처리하는 방법이 제공된다. 일 실시예에서, 기판을 전기화학적으로 처리하는 방법은 처리 유체에 의해 기판에 전기적으로 결합된 전극에 대해 기판과 접촉하는 도전성 부재를 바이어싱하는 단계, 상기 도전성 부재와 기판을 전기적으로 분리시키는 단계, 및 상기 분리된 도전성 부재에 네거티브 바이어스를 인가하는 단계를 포함한다.In another embodiment, a method of electrochemically treating a substrate is provided. In one embodiment, a method of electrochemically treating a substrate comprises biasing a conductive member in contact with the substrate relative to an electrode electrically coupled to the substrate by a processing fluid, electrically separating the conductive member from the substrate. And applying a negative bias to the separated conductive member.

또다른 실시예에서, 기판을 전기화학적으로 처리하는 방법은 평탄화 물질을 통해 연장되는 다수의 도전성 부재들을 통해 기판의 표면의 개별(discreet) 부분들에 제 1 전기적 바이어스를 인가하는 단계, 및 균일하게 바이어스된 도전성 평탄화 물질을 통해 기판의 표면에 제 2 전기적 바이어스를 인가하는 단계를 포함한다.In yet another embodiment, a method of electrochemically treating a substrate comprises applying a first electrical bias to discrete portions of the surface of the substrate through a plurality of conductive members extending through the planarizing material, and uniformly Applying a second electrical bias to the surface of the substrate through the biased conductive planarization material.

본 발명의 상기 개시된 실시예들의 방식으로, 본 발명의 상세한 설명이 첨부디는 도면에 개시된 실시예들을 참조로 이해될 수 있을 것이다. 그러나, 첨부된 도면들은 단지 본 발명의 전형적인 실시예만을 나타내는 것으로 본 발명의 범주를 제한하지 않으며, 본 발명은 다른 유효한 등가적인 실시예들을 허용한다.In the manner of the disclosed embodiments of the present invention, a detailed description of the invention will be understood with reference to the embodiments disclosed in the accompanying drawings. However, the accompanying drawings show only typical embodiments of the present invention and do not limit the scope of the present invention, and the present invention allows other effective equivalent embodiments.

도 1은 전기화학적 기계적 평탄화 시스템의 평면도;1 is a plan view of an electrochemical mechanical planarization system;

도 2는 도 1 시스템의 벌크 ECMP 스테이션의 일실시예의 단면도;2 is a cross-sectional view of one embodiment of a bulk ECMP station of the FIG. 1 system;

도 3은 도 2의 벌크 ECMP 스테이션의 플래튼 어셈블리의 일실시예의 부분 단면도;3 is a partial cross-sectional view of one embodiment of a platen assembly of the bulk ECMP station of FIG. 2;

도 4는 2개의 콘택 어셈블리를 통하는 벌크 ECMP 스테이션의 부분 단면도;4 is a partial cross-sectional view of a bulk ECMP station through two contact assemblies;

도 5a-b는 콘택 어셈블리의 일실시예의 측면도 및 확대도;5A-B are side and enlarged views of one embodiment of a contact assembly;

도 6은 콘택 부재의 일 실시예도;6 illustrates one embodiment of a contact member;

도 7은 벌크 ECMP 스테이션의 또다른 실시예도;7 is another embodiment of a bulk ECMP station;

도 8-9는 콘택 어셈블리의 투시도 및 부분적 개략도;8-9 are perspective and partial schematic views of the contact assembly;

도 10은 벌크 ECMP 스테이션의 또다른 실시예의 확대 간략도;10 is an enlarged simplified view of another embodiment of a bulk ECMP station;

도 11은 볼 조절(conditioning) 장치를 갖는 벌크 ECMP 스테이션의 또다른 실시예의 간략도;11 is a simplified diagram of another embodiment of a bulk ECMP station having a ball conditioning device;

도 12는 잔류물 ECMP 스테이션의 일실시예의 단면도;12 is a sectional view of one embodiment of a residue ECMP station;

도 13은 부식 차폐물(shield)을 갖는 ECMP 스테이션의 일실시예의 단면도.13 is a cross-sectional view of one embodiment of an ECMP station having a corrosion shield.

이해를 돕기 위해, 도면에서 공통되는 동일 부재들을 표시하기 위해 가능한 동일한 참조 부호를 사용했다.For ease of understanding, the same reference numerals have been used where possible to denote the same parts that are common in the figures.

기판으로부터 도전성 물질의 벌크 및 잔류물 제거를 위한 시스템 및 방법의 실시예가 제공된다. 중앙 기판 이송 장치 부근에 배치된 도전성 물질의 제거에 적합한 적어도 2개의 프로세싱 스테이션을 갖는 시스템이 개략적으로 도시되었지만, 본 발명의 프로세싱 스테이션은 다른 구성으로 배열 및/또는 기판 이송 메커니즘의 다른 형태 또는 구성에 의해 기판에 공급될 수 있다. 또한, 하기에 개시되는 실시예는 기판으로부터 물질 제거, 예를 들어 평탄화에 주로 초점을 맞췄지만, 본 명세서에서 개시되는 설명들은 바이어스의 극성을 반전시킴으로써 기판을 전기도금하는데 사용될 수 있다.Embodiments of a system and method for removing bulk and residues of conductive material from a substrate are provided. Although a system with at least two processing stations suitable for removal of conductive material disposed near a central substrate transfer device is schematically illustrated, the processing stations of the present invention may be arranged in other configurations and / or in other forms or configurations of substrate transfer mechanisms. By the substrate. In addition, although the embodiments disclosed below focus primarily on material removal, for example planarization, from the substrate, the descriptions disclosed herein can be used to electroplat a substrate by reversing the polarity of the bias.

도 1은 기판을 전기화학적으로 처리하는 장치를 포함하는 평탄화 시스템의 일 실시예의 평면도이다. 예시적 시스템(100)은 일반적으로 팩토리 인터페이스(102), 로딩 로봇(104), 및 평탄화 모듈(106)을 포함한다. 로딩 로봇(104)은 팩토리 인터페이스(102) 및 평탄화 모듈(106) 부근에 배치되어 이들 사이에서 기판(122)의 이송을 용이하게 한다. 1 is a plan view of one embodiment of a planarization system including an apparatus for electrochemically treating a substrate. Example system 100 generally includes a factory interface 102, a loading robot 104, and a planarization module 106. The loading robot 104 is disposed near the factory interface 102 and the flattening module 106 to facilitate the transfer of the substrate 122 therebetween.

제어기(108)가 시스템(100)의 제어 및 모듈 통합을 용이하게 하기 위해 제공된다. 제어기(108)는 중앙 처리 유닛(CPU)(110), 메모리, 및 지지 회로(114)를 포함한다. 제어기(108)는 예를 들어, 평탄화, 세정, 및 이송 프로세스의 제어를 용이하게 하기 위해 시스템(100)의 다양한 부품들과 결합된다.A controller 108 is provided to facilitate control and module integration of the system 100. The controller 108 includes a central processing unit (CPU) 110, a memory, and a support circuit 114. The controller 108 is coupled with various components of the system 100, for example, to facilitate control of the planarization, cleaning, and transport processes.

일반적으로 팩토리 인터페이스(102)는 세정 모듈(116) 및 하나 이상의 웨이퍼 카세트(118)를 포함한다. 인터페이스 로봇(120)은 웨이퍼 카세트(118), 세정 모듈(116) 및 입력 모듈(124) 사이에서 기판(122)의 이송에 이용된다. 입력 모듈(124)은 그립퍼, 예를 들어 진공 그립퍼(gripper) 또는 기계적 클램프에 의해 평탄화 모듈(106)과 팩토리 인터페이스(102) 사이에서 기판(122)의 이송을 용이하게 한다.Factory interface 102 generally includes a cleaning module 116 and one or more wafer cassettes 118. The interface robot 120 is used to transfer the substrate 122 between the wafer cassette 118, the cleaning module 116, and the input module 124. The input module 124 facilitates transfer of the substrate 122 between the planarizing module 106 and the factory interface 102 by a gripper, for example a vacuum gripper or a mechanical clamp.

평탄화 모듈(106)은 적어도 하나의 벌크 전기화학적 기계적 평탄화(ECMP) 스테이션(128), 및 선택적으로, 환경적으로 제어되는 엔클로져(188)에 배치된 적어도 하나의 종래의 화학적 기계적 평탄화(CMP) 스테이션(132)을 포함한다. 본 발명에 바람직하게 적용될 수 있는 평탄화 모듈(106)의 예로는 캘리포니아, 산타클라라의 어플라이드 머티어리얼스사로부터 입수가능한 MIRRA

, MIRRA MESA^TM, REFLEXION

, REFLEXION

LK, 및 REFLEXION LK Ecmp^TM 화학적 기계적 평탄화 시스템이 포함된다. 프로세싱 패드, 평탄화 웨브(web), 또는 이들의 조합을 사용하는 것들, 및 회전식, 선형 또는 다른 평면 이동으로 평탄화 표면에 대해 기판을 이동시키는 것들을 포함하는 다른 평탄화 모듈이 본 발명에 바람직하게 적용될 수 있다.The planarization module 106 includes at least one bulk electrochemical mechanical planarization (ECMP) station 128, and optionally, at least one conventional chemical mechanical planarization (CMP) station disposed in an environmentally controlled enclosure 188. 132. An example of a planarization module 106 that may be preferably applied to the present invention is MIRRA, available from Applied Materials, Inc. of Santa Clara, CA.

, MIRRA MESA ^TM , REFLEXION

, REFLEXION

LK, and the REFLEXION LK Ecmp ^™ chemical mechanical planarization system. Other planarization modules, including those using processing pads, planarization webs, or a combination thereof, and those that move the substrate relative to the planarization surface in a rotational, linear, or other planar movement can be preferably applied to the present invention. .

도 1에 도시된 실시예에서, 평탄화 모듈(106)은 제 1 벌크 ECMP 스테이션(128), 제 2 ECMP 스테이션(130) 및 하나의 CMP 스테이션(132)을 포함한다. 기판으로부터 도전성 물질의 벌크 제거는 벌크 ECMP 스테이션(128)에서 전기화학적 분해 프로세스를 통해 수행된다. 벌크 ECMP 스테이션(128)에서 벌크 물질 제거 이후, 잔류하는 도전성 물질은 제 2 전기화학적 기계적 프로세스를 통해 잔류물 ECMP 스테이션(130)에서 기판으로부터 제거된다. 하나 이상의 잔류물 ECMP 스테이션 (130)이 평탄화 모듈(106)에서 이용될 수 있다.In the embodiment shown in FIG. 1, the planarization module 106 includes a first bulk ECMP station 128, a second ECMP station 130, and one CMP station 132. Bulk removal of conductive material from the substrate is performed via an electrochemical decomposition process at the bulk ECMP station 128. After removing bulk material at bulk ECMP station 128, the remaining conductive material is removed from the substrate at residue ECMP station 130 via a second electrochemical mechanical process. One or more residue ECMP stations 130 may be used in the planarization module 106.

종래의 화학적 기계적 평탄화 프로세스는 잔류물 ECMP 스테이션(130)에서의 프로세싱 이후 평탄화 스테이션(132)에서 수행된다. 구리 제거를 위한 종래의 CMP 프로세스의 예가 본 명세서에서 참조되는, 2002년 9월 17일자로 발행된 미국 특허 No. 6,451,697호에 개시되어 있다. 배리어 제거를 위한 종래의 CMP 프로세스의 예는 본 명세서에서 참조되는, 2002년 6월 27일자로 발행된 미국 특허 출원 번호 10/187,857호에 개시되어 있다. 다른 CMP 프로세스가 선택적으로 수행될 수 있다. CMP 스테이션(132)은 사실상 종래의 것이며, 이에 대한 추가적인 설명은 간명화를 위해 생략했다.A conventional chemical mechanical planarization process is performed at the planarization station 132 after processing at the residue ECMP station 130. US Patent No., issued September 17, 2002, which is incorporated herein by reference for an example of a conventional CMP process for copper removal. 6,451,697. An example of a conventional CMP process for barrier removal is disclosed in US Patent Application No. 10 / 187,857, issued June 27, 2002, which is incorporated herein by reference. Other CMP processes may optionally be performed. The CMP station 132 is conventional in nature and further description thereof has been omitted for the sake of brevity.

또한 예시적인 평탄화 모듈(106)은 이송 스테이션(136) 및 기계적 베이스(140)의 상부 또는 제 1 측면(138)상에 배치된 카루젤(134)(carosel)을 포함한다. 일 실시예에서, 이송 스테이션(136)은 입력 버퍼 스테이션(142), 출력 버퍼 스테이션(144), 이송 로봇(146), 및 로드 컵 어셈블리(148)를 포함한다. 입력 버퍼 스테이션(142)은 로딩 로봇(104)에 의해 팩토리 인터페이스(102)로부터 기판을 수용한다. 또한 로딩 로봇(104)은 출력 버퍼 스테이션(144)으로부터 팩토리 인터페이스(102)로 폴리싱된 기판을 복귀시키는데 사용된다. 이송 로봇(146)은 버퍼 스테이션(142, 144)과 로드 컵 어셈블리(148) 사이에서 기판을 이동시키는데 이용된다.Exemplary planarization module 106 also includes a carousel 134 disposed on top or first side 138 of transfer station 136 and mechanical base 140. In one embodiment, the transfer station 136 includes an input buffer station 142, an output buffer station 144, a transfer robot 146, and a load cup assembly 148. The input buffer station 142 receives the substrate from the factory interface 102 by the loading robot 104. The loading robot 104 is also used to return the polished substrate from the output buffer station 144 to the factory interface 102. The transfer robot 146 is used to move the substrate between the buffer stations 142 and 144 and the load cup assembly 148.

일 실시예에서, 이송 로봇(146)은 2개의 그립퍼 어셈블리를 포함하며, 이들 각각은 기판의 에지에 의해 기판을 보유하는 공기압(penumatic) 그립퍼 핑거를 갖는다. 이송 로봇(146)은 입력 버퍼 스테이션(142)으로부터 로드 컵 어셈블리(148) 로 처리되는 기판을 동시적으로 이송하면서 로드 컵 어셈블리(148)로부터 출력 버퍼 스테이션(144)으로 처리된 기판을 이송한다. 이송 스테이션의 예는 본 명세서에서 참조되는, 2000년 12월 5일자로 발행된 미국 특허 출원 번호 No. 6,156,124호에 개시된다.In one embodiment, the transfer robot 146 includes two gripper assemblies, each having a penumatic gripper finger that holds the substrate by the edge of the substrate. The transfer robot 146 transfers the processed substrate from the load cup assembly 148 to the output buffer station 144 while simultaneously transferring the substrate processed from the input buffer station 142 to the load cup assembly 148. An example of a transfer station is described in U.S. Patent Application No. 6,156,124.

카루젤(134)은 베이스(140)상에서 중앙에 배치된다. 통상적으로, 카루젤(134)은 다수의 암(150)을 포함하며, 이들 각각은 평탄화 헤드 어셈블리(152)를 지지한다. 도 1에 도시된 2개의 암(150)은 벌크 ECMP 스테이션(128)의 평탄화 표면 및 이송 스테이션(136)을 볼 수 있도록 가상으로 도시된다. 카루젤(134)은 평탄화 헤드 어셈블리(152)가 평탄화 스테이션(128, 132)과 이송 스테이션(136) 사이에서 이동하도록 인덱싱될 수 있다. 바람직하게 이용될 수 있는 카루젤중 하나가 본 명세서에서 참조되는, Perlov 등에 의해 1998년 9월 8일 발행된 미국 특허 No. 5,804,507호에 개시된다.The carousel 134 is disposed centrally on the base 140. Typically, the carousel 134 includes a plurality of arms 150, each of which supports the flattening head assembly 152. The two arms 150 shown in FIG. 1 are shown virtually so that the planarization surface of the bulk ECMP station 128 and the transport station 136 can be seen. The carousel 134 may be indexed such that the flattening head assembly 152 moves between the flattening stations 128 and 132 and the transfer station 136. One of the carousels that may be preferably used is U.S. Patent No., issued September 8, 1998, by Perlov et al. 5,804,507.

조정 장치(182)가 각각의 평탄화 스테이션(128, 132) 부근의 베이스(140) 사에 배치된다. 조정 장치(182)는 균일한 평탄화 결과를 유지하기 위해 스테이션(128, 132)에 배치된 평탄화 물질을 주기적으로 조정한다.An adjusting device 182 is disposed in the base 140 near each flattening station 128, 132. The adjusting device 182 periodically adjusts the flattening material disposed in the stations 128 and 132 to maintain a uniform flattening result.

도 2는 벌크 ECMP 스테이션(128)의 일 실시예에 대해 위치된 평탄화 헤드 어셈블리(152)의 단면도이다. 일반적으로 평탄화 헤드 어셈블리(152)는 평탄화 헤드(204)에 결합된 구동 시스템(202)을 포함한다. 일반적으로 구동 시스템(202)은 평탄화 헤드(204)에 적어도 회전 운동을 제공한다. 평탄화 헤드(204)는 평탄화 헤드(204)에 보유되는 기판(122)이 프로세싱 동안 벌크 ECMP 스테이션(128)의 평탄화 표면(126)에 대해 배치되도록 벌크 ECMP 스테이션(128)을 향해 부가적으로 작동한다. 구동 시스템(202)은 평탄화 헤드(204)의 회전 속도 및 방향을 제어하기 위해 구동 시스템(202)에 신호를 제공하는 제어기(108)에 결합된다.2 is a cross-sectional view of the flattening head assembly 152 positioned for one embodiment of the bulk ECMP station 128. Generally, the flattening head assembly 152 includes a drive system 202 coupled to the flattening head 204. In general, the drive system 202 provides at least rotational movement to the flattening head 204. The planarization head 204 additionally operates toward the bulk ECMP station 128 such that the substrate 122 held in the planarization head 204 is disposed with respect to the planarization surface 126 of the bulk ECMP station 128 during processing. . The drive system 202 is coupled to a controller 108 that provides a signal to the drive system 202 to control the speed and direction of rotation of the flattening head 204.

일 실시예에서, 평탄화 헤드는 어플라이드 머티어리얼스사에서 제조된 TITAN HEAD^TM 또는 TITAN PROFILER^TM 웨이퍼 캐리어일 수 있다. 일반적으로, 평탄화 헤드(204)는 하우징(214) 및 기판(122)이 보유되는 중앙 리세스를 형성하는 보유 링(224)을 포함한다. 보유 링(224)은 프로세싱 동안 평탄화 헤드(204) 아래로부터 기판이 미끄러지는 것을 방지하기 위해 평탄화 헤드(204) 내부에 배치된 기판(122)을 에워싼다. 보유 링(224)은 PPS, PEEK 등과 같은 플라스틱 물질, 또는 스테인레스 스틸, Cu, Au, Pd 등과 같은 도전성 물질, 또는 이들의 조합으로 구성될 수 있다. 또한 도전성 보유 링(224)은 ECMP 동안 전계를 제어하기 위해 전기적으로 바이어스될 수 있다.In one embodiment, the planarization head may be a TITAN HEAD ^™ or TITAN PROFILER ^™ wafer carrier manufactured by Applied Materials. Generally, the flattening head 204 includes a retaining ring 224 that forms a central recess in which the housing 214 and the substrate 122 are held. The retaining ring 224 surrounds the substrate 122 disposed inside the flattening head 204 to prevent the substrate from slipping from under the flattening head 204 during processing. Retention ring 224 may be comprised of a plastic material such as PPS, PEEK, or the like, or a conductive material such as stainless steel, Cu, Au, Pd, or the like, or a combination thereof. Conductive retaining ring 224 may also be electrically biased to control the electric field during ECMP.

일반적으로, 벌크 ECMP 스테이션(128)은 베이스(140) 상에 회전식 배치된 플래튼 어셈블리(230)를 포함한다. 플래튼 어셈블리(230)는 플래튼 어셈블리(230)가 베이스(140)에 대해 회전되도록 베어링(238)에 의해 베이스(140) 위에서 지지된다. 베어링(238)에 의해 에워싸인 베이스(140) 영역은 개방되고 전기적, 기계적, 공기식, 제어 신호 및 플래튼 어셈블리(230)과 연통하는 접속부를 위한 도관을 제공한다.In general, the bulk ECMP station 128 includes a platen assembly 230 that is rotationally disposed on the base 140. Platen assembly 230 is supported above base 140 by bearing 238 such that platen assembly 230 is rotated relative to base 140. The area of base 140 surrounded by bearing 238 provides a conduit for the connection that is open and in communication with the electrical, mechanical, pneumatic, control signals and platen assembly 230.

총체적으로 회전 결합기(coupler)(276)로 간주되는 종래의 베어링, 회전 유 니온 및 슬립 링은 전기적, 기계적, 유체, 공기, 제어 신호 및 접속부가 베이스(140)와 회전 플래튼 어셈블리(230) 사이에 결합되도록 제공된다. 통상적으로 플래튼 어셈블리(230)는 플래튼 어셈블리(230)에 회전 운동을 제공하는 모터(232)에 결합된다. 모터(232)는 플래튼 어셈블리(230)의 회전 속도 및 방향을 제어하는 신호를 제공하는 제어기(108)에 결합된다.Conventional bearings, rotary unions, and slip rings, collectively referred to as rotary couplers 276, have electrical, mechanical, fluid, air, control signals, and connections between base 140 and rotary platen assembly 230. It is provided to be coupled to. Typically the platen assembly 230 is coupled to a motor 232 that provides rotational motion to the platen assembly 230. Motor 232 is coupled to a controller 108 that provides a signal to control the speed and direction of rotation of platen assembly 230.

플래튼 어셈블리(230)는 상부 플레이트(236) 및 하부 플레이트(234)를 포함한다. 상부 플레이트(236)는 금속 또는 강성의 플라스틱과 같은 강성의 물질로 제조되며, 일 실시예에서는 CPVC와 같은 유전체 물질로 제조 또는 코팅된다. 상부 플레이트(236)는 원형, 사각형 또는 다른 평면 형태일 수 있다. 상부 플레이트(236)의 상부 표면(260)은 그 위에서 프로세싱 패드 어셈블리(222)를 지지한다.The platen assembly 230 includes an upper plate 236 and a lower plate 234. Top plate 236 is made of a rigid material such as metal or rigid plastic, and in one embodiment is made or coated with a dielectric material such as CPVC. Top plate 236 may be circular, square or other planar shape. Top surface 260 of top plate 236 supports processing pad assembly 222 thereon.

일반적으로 하부 플레이트(234)는 알루미늄과 같은 강성의 물질로 제조된다. 도 2에 도시된 실시예에서, 상부 및 하부 플레이트(236, 234)는 다수의 파스너(228)에 의해 결합된다. 일반적으로, 다수의 배치(locating) 핀(220)(도 2에는 한개만이 도시됨)이 상부 및 하부 플레이트(236, 234) 사이에 배치되어 이들 사이를 정렬한다. 선택적으로 상부 플레이트(236) 및 하부 플레이트(234)는 단일의, 일체식 부재로 제조될 수 있다.In general, the lower plate 234 is made of a rigid material such as aluminum. In the embodiment shown in FIG. 2, the upper and lower plates 236, 234 are joined by a number of fasteners 228. In general, a number of locating pins 220 (only one shown in FIG. 2) is disposed between and aligns between the upper and lower plates 236, 234. Optionally, top plate 236 and bottom plate 234 may be made of a single, unitary member.

선택적으로, 플래튼 어셈블리(230) 내에 마그네틱 부재(240)가 배치되며 플래튼 어셈블리(230)를 향해 프로세싱 패드 어셈블리(222)를 가압한다. 마그네틱 부재(240)는 회전 결합기(276)를 통해 전력원(244)에 결합된다. 마그네틱 부재(240)는 패드 어셈블리(222)가 플래튼 어셈블리(230)에 부착되도록 패드 어셈블리 (222)에 결합될 수 있다.Optionally, magnetic member 240 is disposed within platen assembly 230 and presses processing pad assembly 222 toward platen assembly 230. Magnetic member 240 is coupled to power source 244 via rotating coupler 276. Magnetic member 240 may be coupled to pad assembly 222 such that pad assembly 222 is attached to platen assembly 230.

도 2의 실시예에서, 마그네틱 부재(240)는 프로세싱 패드 어셈블리(222)내에, 프로세싱 패드 어셈블리(222) 상에 배치된 또는 프로세싱 패드 어셈블리(222)에 결합된 도전성 물질(즉, 금속 물질)과 자기적으로 결합된다. 마그네틱 부재(240)와 프로세싱 패드 어셈블리(222) 사이의 자기적 흡인력은 바람직하게 프로세싱 패드 어셈블리(222)가 프로세싱 동안 플래튼 어셈블리(230)에 대해 고정되어 유지되도록 플래튼 어셈블리(230)의 상부 표면(260)에 대해 프로세싱 패드 어셈블리(222)를 끌어 당긴다.In the embodiment of FIG. 2, magnetic member 240 is formed within processing pad assembly 222 with a conductive material (ie, a metallic material) disposed on or coupled to processing pad assembly 222. Magnetically coupled The magnetic attraction between the magnetic member 240 and the processing pad assembly 222 is preferably such that the upper surface of the platen assembly 230 keeps the processing pad assembly 222 fixed relative to the platen assembly 230 during processing. Pull the processing pad assembly 222 against 260.

마그네틱 부재(240)는 플래튼 어셈블리(230)의 상부 표면과 대체로 평행하게 배치된다. 이러한 배향은 일반적으로 플래튼 어셈블리(230)의 상부 표면(260)에 대해 프로세싱 패드 어셈블리(222)의 힘 균일성을 강화시킨다.The magnetic member 240 is disposed substantially parallel to the top surface of the platen assembly 230. This orientation generally enhances the force uniformity of the processing pad assembly 222 relative to the top surface 260 of the platen assembly 230.

일 실시예에서, 마그네틱 부재(240)는 플래튼 어셈블리(230)의 상부 플레이트(236)와 하부 플레이트(234) 사이에 배치된 전자석이다. 마그네틱 부재(240)는 플래튼 어셈블리(230)에 프로세싱 패드 어셈블리(222)를 흡인하는 바이어스 힘을 생성시키기 위해 전력원(244)에 의해 선택적으로 에너지공급된다(energized). 마그네틱 부재(240)에 의해 인가된 자력(magnetic force)이 전력원(244)에 의해 쉽게 조절됨에 따라, 프로세싱 패드 어셈블리(222)와 플래튼 어셈블리(230) 사이의 흡인력은 특정 프로세싱 루틴에 대해 최적으로 조절된다. 또한, 프로세싱 패드 어셈블리(222)와 플래튼 어셈블리(230) 사이의 흡인력이 마그네틱 부재(240)에 인가된 전력을 차단함으로써 제거됨에 따라, 프로세싱 패드 어셈블리(222)는 플래튼 어셈블 리(230)로부터 쉽게 분리될 수 있다. 선택적으로, 마그네틱 부재(240)에 의해 발생된 자력의 극성은 프로세싱 패드 어셈블리(222)가 자기화 및/또는 영구 자기 물질을 포함하게 되는 경우 프로세싱 패드 어셈블리(222) 제거를 보조하도록 반전될 수 있다. 선택적으로, 마그네틱 부재(240)는 영구 자석일 수 있다.In one embodiment, the magnetic member 240 is an electromagnet disposed between the upper plate 236 and the lower plate 234 of the platen assembly 230. The magnetic member 240 is selectively energized by the power source 244 to generate a bias force that attracts the processing pad assembly 222 to the platen assembly 230. As the magnetic force applied by the magnetic member 240 is easily adjusted by the power source 244, the suction force between the processing pad assembly 222 and the platen assembly 230 is optimal for a particular processing routine. Is adjusted. In addition, as the suction force between the processing pad assembly 222 and the platen assembly 230 is removed by cutting off the power applied to the magnetic member 240, the processing pad assembly 222 is removed from the platen assembly 230. It can be easily separated. Optionally, the polarity of the magnetic force generated by the magnetic member 240 can be reversed to assist in removing the processing pad assembly 222 when the processing pad assembly 222 includes magnetization and / or permanent magnetic material. . Optionally, magnetic member 240 may be a permanent magnet.

마그네틱 부재(240)는 플래튼 어셈블리(230) 내부 또는 부근의 다른 위치에 배치될 수 있다. 또한, 대안적 설계 및 다양한 설계를 갖는 평탄화 스테이션의 평탄화 물질 지지 표면은 프로세싱 패드 어셈블리(222)를 지지하는 표면에 프로세싱 패드 어셈블리(222)를 고정하는 흡인력을 제공하기 위해 마그네틱 부재(240)가 통합되도록 구성될 수 있다. The magnetic member 240 may be disposed at another position in or near the platen assembly 230. In addition, the planarization material support surface of the planarization station having alternative designs and various designs incorporates a magnetic member 240 to provide suction to secure the processing pad assembly 222 to a surface that supports the processing pad assembly 222. It may be configured to.

선택적으로 플래튼 어셈블리(230)는 프로세싱 패드 어셈블리(222)를 지지하는 플래튼 어셈블리(230)의 상부 표면(260)에 배치된 진공 포트(280)를 포함할 수 있다. 진공 포트(280)는 플래튼 어셈블리(230)에 대해 프로세싱 패드 어셈블리(222)를 보유하기 위해 진공을 선택적으로 제공하도록 구성된 진공 소스(246)에 결합된다. Optionally, the platen assembly 230 may include a vacuum port 280 disposed on the upper surface 260 of the platen assembly 230 that supports the processing pad assembly 222. Vacuum port 280 is coupled to a vacuum source 246 configured to selectively provide a vacuum to hold the processing pad assembly 222 relative to the platen assembly 230.

플래넘(206)은 플래튼 어셈블리(230)에 형성된다. 플래넘(206)은 상부 또는 하부 플레이트(232, 234)중 적어도 하나에 부분적으로 형성된다. 도 2에 도시된 실시예에서, 플래넘(206)은 상부 플레이트(236)의 하부 표면(262)에 부분적으로 형성된 리세스(208)에 형성된다. 상부 플레이트(236)에 다수의 홀(210)이 형성되어 전해질 소스(248)로부터 플래넘(206)에 제공된 전해질이 프로세싱 동안 플래튼 어셈블리(230)를 통해 기판(122)과 접촉하게 균일하게 흐르도록 한다. 플래튼(206) 은 리세스(208)를 에워싸는 상부 플레이트(236)에 결합된 커버(212)에 의해 부분적으로 한정된다.The plenum 206 is formed in the platen assembly 230. The plenum 206 is partially formed in at least one of the upper or lower plates 232, 234. In the embodiment shown in FIG. 2, the plenum 206 is formed in a recess 208 partially formed in the lower surface 262 of the top plate 236. A plurality of holes 210 are formed in the top plate 236 so that the electrolyte provided from the electrolyte source 248 to the plenum 206 flows uniformly in contact with the substrate 122 through the platen assembly 230 during processing. To do that. The platen 206 is defined in part by a cover 212 coupled to the top plate 236 that surrounds the recess 208.

도 3은 상세하게 커버(212)의 일 실시예를 나타내는 플래튼 어셈블리(230)의 부분 단면도이다. 커버(212)는 상부 플레이트(236)에 결합되어 밀봉된다. 도 3에 도시된 실시예에서, 다수의 파스너(312)는 상부 플레이트(236)에 대해 커버(212)를 가압하여 커버(212)와 상부 플레이트(236) 사이에 배치된 플래넘 시일(314)를 압축한다. 플래넘 시일(314)은 가스켓, O-링, 립 시일(lip seal) 또는 프로세스 화학제와 호환되는 다른 시일(seal)일 수 있다.3 is a partial cross-sectional view of platen assembly 230 showing one embodiment of cover 212 in detail. The cover 212 is coupled to the top plate 236 and sealed. In the embodiment shown in FIG. 3, the plurality of fasteners 312 presses the cover 212 against the top plate 236 to place a plenum seal 314 disposed between the cover 212 and the top plate 236. Compress it. The plenum seal 314 may be a gasket, an O-ring, a lip seal or another seal compatible with process chemicals.

커버(2121)는 제 1 개구부(302), 제 2 개구부(304) 및 제 3 개구부(306)를 포함한다. 제 1 및 제 2 개구부(302, 304)는 커버(212)를 통해 플래넘(206)을 전해질 소스(248)에 결합시키는 입구 및 출구를 제공한다. 일 실시예에서, 제 1 및 제 2 개구부(302, 304)는 하부 플레이트(234)에 형성된 홀(340)과 매칭되는 메일 피팅(male fitting)(308)을 허용하도록 나사고정된다. 방사상 시일(310), 예를 들어, O-링 또는 로브 시일(lobed seal)은 피팅(308)과 홀(340)의 보어 사이에 배치되어 커버(212)를 통해 플래넘(206)으로부터의 전해질 누설을 방지하는 유체 시일을 제공한다.The cover 2121 includes a first opening 302, a second opening 304, and a third opening 306. The first and second openings 302, 304 provide inlets and outlets that couple the plenum 206 to the electrolyte source 248 through the cover 212. In one embodiment, the first and second openings 302, 304 are screwed to allow a male fitting 308 to match the holes 340 formed in the bottom plate 234. A radial seal 310, for example an O-ring or lobed seal, is disposed between the fitting 308 and the bore of the hole 340 and is electrolyte from the plenum 206 through the cover 212. Provide a fluid seal to prevent leakage.

제 3 개구부(306)는 플래넘(206) 내에 배치된 전해질로부터 제 3 개구부(306)를 절연시키는 시일(316)에 의해 둘러싸인다. 일 실시예에서, 시일(316)은 플래넘(206)에 배치된 전해질과 제 1 바이요넷 피팅(bayonet fitting)(318) 사이에 추가적인 배리어를 제공하기 위해 제 2 플래넘 시일(344)의 바깥쪽에 위치된다. 제 3 개구부(306)는 제 1 바이요넷 피팅(318)이 통과하는 것을 허용하도록 구성된다. 제 1 바이요넷 피팅(318)은 플래넘(206)에 배치되고 상부 플레이트(236)와 결합된 콘택 플레이트(320)와 하부 플레이트(234)에 배치된 소켓(322)을 결합시킨다. 소켓(322)은 하부 플레이트(326)에 형성된 통로(326)에 배치된 제 1 전력 라인(324)에 의해 회전식 결합기(276)(도 2에 도시됨)를 통해 전력원(242)에 결합된다. The third opening 306 is surrounded by a seal 316 that insulates the third opening 306 from the electrolyte disposed in the plenum 206. In one embodiment, the seal 316 is formed of the second plenum seal 344 to provide an additional barrier between the electrolyte disposed in the plenum 206 and the first bayonet fitting 318. It is located outside. The third opening 306 is configured to allow the first bayonet fitting 318 to pass through. The first bayonet fitting 318 is coupled to the contact plate 320 disposed on the plenum 206 and coupled to the upper plate 236 and the socket 322 disposed on the lower plate 234. The socket 322 is coupled to the power source 242 via the rotary coupler 276 (shown in FIG. 2) by a first power line 324 disposed in the passage 326 formed in the bottom plate 326. .

제 2 라인(328)은 하부 플레이트(234)의 주변부 부근에 배치된 소켓(334)을 전력원(242)에 결합하는 하부 플레이트(234)를 통해 배치된다. 제 2 바이요넷 피팅(332)은 상부 플레이트(236)에 배치된 콘택 부재(336)와 결합된다. 콘택 부재(336)는 나사형 홀(338) 또는 프로세싱 패드 어셈블리(222)와 콘택 부재(336)를 전기적으로 결합시키기에 적합한 상부 프레이트(236)의 상부 표면(260)에 노출된 다른 부재를 포함한다. 도 3에 도시된 실시예에서, 프로세싱 패드 어셈블리(222)는 제 2 바이요넷 피팅(332)에 의해 전력원(242)에 결합된다.The second line 328 is disposed through the bottom plate 234, which couples the socket 334 disposed near the periphery of the bottom plate 234 to the power source 242. The second bayonet fitting 332 is coupled with the contact member 336 disposed on the top plate 236. The contact member 336 includes a threaded hole 338 or other member exposed to the upper surface 260 of the upper plate 236 suitable for electrically coupling the processing pad assembly 222 and the contact member 336. do. In the embodiment shown in FIG. 3, the processing pad assembly 222 is coupled to the power source 242 by a second bayonet fitting 332.

바이요넷 피팅(318, 332) 및 배치 핀(220)은 상부 플레이트(236)가 하부 플레이트(234) 상에 베치됨에 따라 유체 및 전기적 접속이 이루어지면서 플레이트(234, 236)의 정렬을 용이하게 한다. 이는 바람직하게 플레이트(234, 236) 사이에 강건한 전기적 및 유체 결합을 갖는 용이한(ease) 어셈블리를 제공한다.Bayonet fittings 318 and 332 and placement pins 220 facilitate alignment of plates 234 and 236 while making fluid and electrical connections as top plate 236 is placed on bottom plate 234. do. This preferably provides an easy assembly with robust electrical and fluidic coupling between plates 234 and 236.

추가로 도 2를 참조로, 프로세싱 패드 어셈블리(222)는 전극(292)과 적어도 하나의 평탄부(290)를 포함한다. 적어도 하나의 콘택 어셈블리(250)는 프로세싱 패드 어셈블리(222) 위로 연장되며 프로세싱 패드 어셈블리(222)상에서 프로세싱되는 기판과 전력원(242)을 전기적으로 결합시키도록 구성된다.Further referring to FIG. 2, the processing pad assembly 222 includes an electrode 292 and at least one flat portion 290. The at least one contact assembly 250 extends over the processing pad assembly 222 and is configured to electrically couple the power source 242 and the substrate being processed on the processing pad assembly 222.

전위가 기판과 전극(292) 사이에 설정될 수 있도록 전극(292)이 전력원(242)에 결합된다. 일 실시예에서, 전극(292)은 전극(292)을 통해 배치되고 콘택 부재(336)의 나사형 홀(338)과 맞물리는 파스너(380)에 의해 전력원(242)과 전기적으로 결합된다(도 3에 도시됨).An electrode 292 is coupled to the power source 242 so that a potential can be set between the substrate and the electrode 292. In one embodiment, electrode 292 is electrically coupled to power source 242 by fasteners 380 disposed through electrode 292 and engaging threaded holes 338 of contact member 336 ( Shown in FIG. 3).

통상적으로 전극(292)은 특히 스테인레스 스틸, 구리, 알루미늄, 금, 은 및 텅스텐과 같은 도전성 물질을 포함한다. 전극(292)은 솔리드형일 수 있고, 전해질에 대해 비침투성일 수 있고, 전해질에 대해 침투성일 수 있고 또는 관통될 수 있다. 도 3에 도시된 실시예에서, 전극(292)은 전해질이 통과하도록 구성된다. 전극(292)은 관통 홀을 갖는 침투성이거나 또는 이들의 조합일 수 있다. 전극(292)은 플래튼 어셈블리(230)의 상부 표면(260)에 배치되며 플래튼 어셈블리(230)를 통해 전력원(242)에 결합된다.Typically electrode 292 comprises a conductive material, in particular stainless steel, copper, aluminum, gold, silver and tungsten. Electrode 292 may be solid, may be impermeable to electrolyte, permeable to electrolyte, or may be penetrated. In the embodiment shown in FIG. 3, electrode 292 is configured to allow electrolyte to pass through. Electrode 292 may be permeable with through holes or a combination thereof. Electrode 292 is disposed on top surface 260 of platen assembly 230 and is coupled to power source 242 via platen assembly 230.

기판(122)으로부터 물질의 벌크 제거에 적합한 프로세싱 패드 어셈블리(222)의 실시예로는 실질적으로 유전성이 있는 평탄화 표면을 포함한다. 기판(122)으로부터 제거되는 도전성 물질이 실질적으로 기판(122)을 커버함에 따라, 기판(122)을 바이어싱하는 소수의 콘택이 요구된다. 기판(122)으로부터 잔류 물질의 제거에 적합한 프로세싱 패드 어셈블리(222)의 실시예는 실질적으로 도전성인 평탄화 표면을 포함한다. 기판(122)으로부터 제거되는 도전성 물질이 기판(122)상에 배치된 절연된 물질 아일랜드를 포함함에 따라, 기판(122)을 바이어싱하기 위한 보다 많은 콘택이 요구된다.Embodiments of processing pad assembly 222 suitable for bulk removal of material from substrate 122 include a substantially dielectric planarization surface. As the conductive material removed from the substrate 122 substantially covers the substrate 122, a few contacts for biasing the substrate 122 are required. Embodiments of processing pad assembly 222 suitable for removal of residual material from substrate 122 include a substantially conductive planarization surface. As the conductive material removed from the substrate 122 includes an insulated material island disposed on the substrate 122, more contacts for biasing the substrate 122 are required.

일 실시예에서, 프로세싱 패드 어셈블리(222)의 평탄화층(290)은 폴리우레탄 패드와 같이 유전성이 있는 평탄화 표면(364)를 포함할 수 있다. 본 발명에 바람직하게 적용될 수 있는 프로세싱 패드 어셈블리의 예는 Y.Hu 등에 의해 2003년 6월 6일자로 출원된 미국 특허 출원 번호 No. 10/455,941호(명칭 : "전기화학적 기계적 평탄화를 위한 도전성 평탄화 물품") 및 Y.Hu 등에 의해 2003년 6월 6일자로 출원된 미국 특허 출원 번호 No. 10/455,895호( 명칭 : "전기화학적 기계적 평탄화를 위한 도전성 평탄화 물품")에 개시되어 있으며, 이들은 본 명세서에서 참조된다.In one embodiment, planarization layer 290 of processing pad assembly 222 may include a dielectric planarization surface 364, such as a polyurethane pad. An example of a processing pad assembly that can be preferably applied to the present invention is described in US Patent Application No. No. 6, filed June 6, 2003 by Y. Hu et al. 10 / 455,941 (name: "Conductive Flattening Article for Electrochemical Mechanical Flattening") and US Patent Application No. 10 / 455,895 (named "Conductive Planarization Articles for Electrochemical Mechanical Planarization"), which are incorporated herein by reference.

도 4는 2개의 콘택 어셈블리(250)를 통한 벌크 ECMP 스테이션(128)의 부분 개략도이며, 도 5a-5b는 도 4에 도시된 콘택 어셈블리(250)중 하나의 측면 확대도이다. 플래튼 어셈블리(230)는 돌출되는 적어도 하나의 콘택 어셈블리(250)를 포함하며 프로세싱 동안 기판(122)의 표면을 바이어스하도록 구성된 전력원(242)에 결합된다. 콘택 어셈블리(250)는 플래튼 어셈블리(230), 프로세싱 패드 어셈블리(222)의 일부 또는 개별 부재에 결합될 수 있다. 도 4에는 2개의 콘택 어셈블리(250)가 도시되었지만, 임의의 수의 콘택 어셈블리가 이용될 수 있으며 상부 플레이트(236)의 중심라인에 대해 임의의 개수의 구성이 분포될 수 있다.4 is a partial schematic view of a bulk ECMP station 128 through two contact assemblies 250, and FIGS. 5A-5B are side enlarged views of one of the contact assemblies 250 shown in FIG. 4. Platen assembly 230 includes at least one contact assembly 250 that protrudes and is coupled to a power source 242 configured to bias the surface of substrate 122 during processing. The contact assembly 250 may be coupled to the platen assembly 230, a portion of the processing pad assembly 222, or a separate member. Although two contact assemblies 250 are shown in FIG. 4, any number of contact assemblies may be used and any number of configurations may be distributed with respect to the centerline of the top plate 236.

일반적으로 콘택 어셈블리(250)는 상부 플레이트(236)를 통해 콘택 플레이트(320)에 전기적으로 결합되며 프로세싱 패드 어셈블리(222)에 형성된 각각의 개구부(468)를 통해 적어도 부분적으로 연장된다. 콘택 어셈블리(250)의 위치는 플래튼 어셈블리(230)에 대해 예정된 구성을 갖도록 선택된다. 예정된 프로세스를 위해, 개별 콘택 어셈블리(250)가 상이한 개구부(468)에 재위치되는 반면, 콘택 어셈블리를 포함하지 않는 개구부는 플래넘(206)으로부터 기판으로 전해질 흐름을 허용 하는 노즐(494)로 충진되거나 또는 스톱퍼(492)로 플러깅될 수 있다. 본 발명을 바람직하게 적용할 수 있는 콘택 어셈블리중 하나는 Butterfield 등에 의해 2003년 5월 23일자로 출원된 미국 특허 출원번호 No. 10/445,239호에 개시되며, 이는 본 명세서에서 참조된다.In general, contact assembly 250 is electrically coupled to contact plate 320 through top plate 236 and extends at least partially through each opening 468 formed in processing pad assembly 222. The position of the contact assembly 250 is selected to have a predetermined configuration relative to the platen assembly 230. For the intended process, individual contact assemblies 250 are repositioned in different openings 468, while openings that do not include contact assemblies are filled with nozzles 494 allowing electrolyte flow from the plenum 206 to the substrate. Or plugged into a stopper 492. One of the contact assemblies to which the present invention is preferably applied is U.S. Patent Application No. 10 / 445,239, which is incorporated herein by reference.

도 4를 참조로 하기에 개시되는 콘택 어셈블리(250)의 실시예로 롤링 볼 콘택을 개시했지만, 콘택 어셈블리(250)는 기판(122)을 전기적으로 바이어싱하기에 적합한 도전성 상부층 또는 표면을 갖는 구조물 또는 어셈블리를 선택적으로 포함할 수 있다. 예를 들어, 콘택 어셈블리(250)는 특히 내부에 도전성 미립자들이 분산된 폴리머 매트릭스와 같은 도전성 물질 또는 도전성 합성물 또는 도전성 코팅된 패브릭(fabric)으로 구성되는 상부 표면을 갖는 구조물을 포함한다(즉, 도전성 부재는 상부 표면과 일체식으로 분산되거나 또는 상부 표면을 포함하는 물질을 포함한다). 다른 적절한 콘택 어셈블리의 예는 Hu 등에 의해 2003년 11월 3일자로 출원된 미국 가특허출원 번호 No. 60/516,680호에 개시되며, 이는 본 명세서에서 참조된다.Although a rolling ball contact is disclosed as an embodiment of the contact assembly 250 described below with reference to FIG. 4, the contact assembly 250 has a structure having a conductive top layer or surface suitable for electrically biasing the substrate 122. Or optionally an assembly. For example, the contact assembly 250 includes a structure having a top surface composed of a conductive material or conductive composite or conductive coated fabric, in particular a conductive matrix such as a polymer matrix dispersed therein (ie, conductive). The member comprises a material integrally dispersed with or including the top surface). Examples of other suitable contact assemblies are described in US Provisional Patent Application No. 3, filed November 3, 2003 by Hu et al. 60 / 516,680, which is incorporated herein by reference.

일 실시예에서, 각각의 콘택 어셈블리(250)는 중공의 하우징(402), 어댑터(404), 볼(406), 콘택 부재(414) 및 클램프 부싱(416)을 포함한다. 볼(406)은 도전성 외부 표면을 포함하며 하우징(402)에 이동식 배치된다. 볼(406)은 평탄화 표면(364) 위에서 연장되는 볼(406)의 적어도 일부를 갖는 제 1 위치 및 볼(406)이 평탄화 표면(364)과 동일한 높이가 되는(flush with) 적어도 제 2 위치에 배치될 수 있다. 일반적으로 볼(406)은 콘택 플레이트(320)를 통해 전력원(242)과 기판 (122)을 전기적으로 결합시키기에 적합하다.In one embodiment, each contact assembly 250 includes a hollow housing 402, an adapter 404, a ball 406, a contact member 414 and a clamp bushing 416. The ball 406 includes a conductive outer surface and is movable in the housing 402. The ball 406 is in a first position having at least a portion of the ball 406 extending above the flattening surface 364 and in at least a second position in which the ball 406 flushes with the flattening surface 364. Can be deployed. In general, the ball 406 is suitable for electrically coupling the power source 242 and the substrate 122 through the contact plate 320.

일반적으로 전력원(242)은 프로세싱 동안 볼(406)에 포지티브 전기적 바이어스를 제공한다. 평탄화 기판들 사이에서, 전력원은 프로세스 화학제에 의한 볼(406)상의 공격(attack)을 최소화시키기 위해 볼(406)을 네거티브로 바이어스한다.In general, power source 242 provides a positive electrical bias to ball 406 during processing. Between planarization substrates, the power source negatively biases the ball 406 to minimize the attack on the ball 406 by the process chemistries.

하우징(402)은 프로세스 화학제와 호환성이 있는 유전체 물질로 제조된다. 일 실시예에서, 하우징(402)은 PEEK로 구성된다. 하우징(402)은 제 1 단부(408) 및 제 2 단부(410)를 포함한다. 드라이브 피쳐(412)는 콘택 플레이트(320)에 콘택 어셈블리(250)의 장착을 용이하게 하기 위해, 제 1 단부(408) 내부 및/또는 상부에 형성된다. 드라이브 피쳐(412)는 특히 스패너 렌치(spanner wrench), 슬롯 또는 슬롯들, 리세스된 드라이브 피쳐(TORX

또는 헥스 드라이브 등) 또는 돌출된 드라이브 피쳐(렌치 플랫 또는 헥스 헤드 등)를 위한 홀일 수 있다. 제 1 단부(408)는 볼(406)이 하우징(402)의 제 1 단부(408)를 통과하는 것을 방지하는 시트(426)를 부가적으로 포함한다. 선택적으로 시트(426) 내부에는 유체 흐름이 볼(406)과 시트(426) 사이의 하우징(402)을 통과하도록 허용하는 하나 이상의 그루브(448)를 포함할 수 있다. 볼(406)을 지나는 유체를 유지하는 것은 볼(406)을 공격하는 프로세스 화학제 성향을 최소화시킨다.Housing 402 is made of a dielectric material compatible with process chemicals. In one embodiment, the housing 402 is made of PEEK. The housing 402 includes a first end 408 and a second end 410. Drive feature 412 is formed within and / or on top of first end 408 to facilitate mounting of contact assembly 250 to contact plate 320. Drive feature 412 is particularly a spanner wrench, slot or slots, recessed drive feature (TORX).

Or hex drive, etc.) or a protruding drive feature (such as a wrench flat or hex head). The first end 408 additionally includes a seat 426 that prevents the ball 406 from passing through the first end 408 of the housing 402. Optionally, the seat 426 may include one or more grooves 448 to allow fluid flow to pass through the housing 402 between the ball 406 and the seat 426. Maintaining fluid through ball 406 minimizes the process chemical propensity to attack ball 406.

콘택 부재(414)는 클램프 부싱(416)과 어댑터(404) 사이에 결합된다. 일반적으로 콘택 부재(414)는 하우징(402) 내부의 볼 위치 범위를 통해 실질적으로 또는 완전하게 어댑터(404)와 볼(406)에 전기적으로 접속되도록 구성된다. 일 실시예에서, 콘택 부재(414)는 스프링 형태로 구성될 수 있다.The contact member 414 is coupled between the clamp bushing 416 and the adapter 404. In general, contact member 414 is configured to be electrically connected to adapter 404 and ball 406 substantially or completely through a range of ball positions within housing 402. In one embodiment, the contact member 414 may be configured in the form of a spring.

도 4 및 도 5a-b 및 도 6에 도시된 실시예에서, 콘택 부재(414)는 극형 배열(polar array)에서 연장되는 다수의 굴곡부(flexure)(444)를 갖는 환형 베이스(442)를 포함한다. 굴곡부(444)는 베이스(442)로부터 말단부(608)로 연장되는 2개의 지지 부재(602)를 포함한다. 지지 부재(602)는 하기에 개시되는 것처럼 낮은 압력 강하로 콘택 부재(416)를 지나는 흐름을 용이하게 하는 개구부(610)를 한정하도록 다수의 러그(rung)에 의해 결합된다. 볼(406)과 접촉하도록 구성된 콘택 패드(606)는 각각의 굴곡부(444)의 말단부(608)에서 지지 부재(602)와 결합된다. 일반적으로 굴곡부(444)는 프로세스 화학제를 사용하기에 적합하게 탄력적이며 도전성인 물질로부터 제조된다. 일 실시예에서, 굴곡부(444)는 금이 도금된 베릴륨 구리로 제조된다.In the embodiment shown in FIGS. 4 and 5A-B and 6, the contact member 414 includes an annular base 442 having a plurality of flexures 444 extending in a polar array. do. Flexure 444 includes two support members 602 extending from base 442 to distal end 608. The support member 602 is coupled by a number of lugs to define an opening 610 that facilitates the flow through the contact member 416 with a low pressure drop as described below. Contact pads 606 configured to contact the ball 406 are engaged with the support member 602 at the distal end 608 of each bend 444. The bend 444 is generally made from a resilient and conductive material suitable for use with process chemicals. In one embodiment, the bend 444 is made of beryllium copper plated with gold.

도 4 및 도 5a-b를 참조로, 클램프 부싱(416)은 나사형 포스트(522)가 연장되는 플레어 헤드(flared head)(524)를 포함한다. 클램프 부싱은 유전체 물질 또는 도전성 물질, 또는 이들의 조합물로 제조될 수 있으며, 일 실시예에서는 하우징(402)과 동일한 물질로 제조된다. 플레어 헤드(524)는 콘택 어셈블리(250)의 중심라인에 대해 예각으로 굴곡부(444)를 유지하여, 콘택 어셈블리(250)의 어셈블리 동안 그리고 볼(406)의 이동 범위에 걸쳐 굴곡부(444)의 벤딩(bending), 바인딩(binding) 및/또는 손상을 방지하도록 볼(406)의 표면 부근에 분산되도록 위치된다.4 and 5A-B, the clamp bushing 416 includes a flared head 524 from which the threaded post 522 extends. The clamp bushing may be made of a dielectric material or a conductive material, or a combination thereof, and in one embodiment is made of the same material as the housing 402. Flare head 524 maintains bend 444 at an acute angle with respect to the centerline of contact assembly 250, such that bending of bend 444 during assembly of contact assembly 250 and over the range of motion of ball 406. It is positioned to be distributed near the surface of the ball 406 to prevent bending, binding and / or damage.

클램프 부싱(416)의 포스트(522)는 베이스(442)의 홀(546)을 통해 배치되며 어댑터(404)를 통해 형성된 통로(436)의 나사형 부분(440)에 나사고정된다. 클램 프 부싱(416)을 통해 형성된 통로(418)는 플레어 헤드(524)에 배치된 단부에서 드라이브 피쳐(420)를 포함한다. 유사하게, 통로(436)는 나사형 부분(440) 맞은편 단부에 드라이브 피쳐(438)를 포함한다. 드라이브 피쳐(420, 430)는 상기 개시된 것들과 유사하며, 일 실시예에서는 헥스 드라이버를 사용하기에 적합한 헥사고날 홀이다. 클램프 부싱(424)은 콘택 부재 또는 다른 부품을 손상시키지 않고 콘택 부재(414)와 어댑터(404) 사이에 양호한 전기적 콘택을 보증하는 레벨로 조여진다.The post 522 of the clamp bushing 416 is disposed through the hole 546 of the base 442 and screwed to the threaded portion 440 of the passage 436 formed through the adapter 404. The passage 418 formed through the clamp bushing 416 includes a drive feature 420 at an end disposed in the flare head 524. Similarly, passageway 436 includes drive feature 438 at an end opposite threaded portion 440. Drive features 420 and 430 are similar to those disclosed above, and in one embodiment are hexagonal holes suitable for using a hex driver. Clamp bushing 424 is tightened to a level that ensures good electrical contact between contact member 414 and adapter 404 without damaging the contact member or other components.

일반적으로 어댑터(404)는 프로세스 화학제와 호환성이 있는 전기적 도전성 물질로 제조되며, 일 실시예에서는 스테인레스 스틸로 제조된다. 어댑터(404)는 한쪽 측면으로부터 연장되는 나사형 포스트(430)와 맞은편 측면으로부터 연장되는 보스(434)를 갖는 환형 플랜지(432)를 포함한다. 나사형 포스트(430)는 전력원(242)과 콘택 어셈블리(250)의 각각의 볼(406)을 결합시키는 상부 플레이트(236)의 리세스(208)에 배치된 콘택 플레이트(320)와 매칭되도록 구성된다.In general, adapter 404 is made of an electrically conductive material compatible with process chemicals, and in one embodiment made of stainless steel. Adapter 404 includes an annular flange 432 having a threaded post 430 extending from one side and a boss 434 extending from the opposite side. The threaded post 430 is matched with the contact plate 320 disposed in the recess 208 of the top plate 236 that couples the power source 242 and each ball 406 of the contact assembly 250. It is composed.

보스(434)는 하우징(402)의 제 2 단부(410)에 수용되며 콘택 부재(414)와 클램핑을 위한 표면을 제공한다. 부가적으로, 보스(434)는 하우징(402)에 형성된 홀(504)을 통해 배치된 파스너(502)와 결합되는 보스(434)의 측면에 배치된 적어도 하나의 나사형 홀(506)을 포함하여, 어댑터(404)에 하우징(402)을 고정하고 그안에서 볼(406)을 포착한다. 도 5a에 도시된 실시예에서, 카운터-싱크 홀(504)을 통해 어댑터(404)에 하우징(402)을 결합시키기 위해 3개의 파스너가 도시된다. 하우징(402) 및 어댑터(404)는 특히, 적층, 부착, 결합, 압입(press fit), 맞춤핀(dowel pin), 스프링 핀, 리벳 및 유지 링과 같은 대안적 방법 또는 장치에 의해 고정될 수도 있다. The boss 434 is received at the second end 410 of the housing 402 and provides a surface for clamping with the contact member 414. Additionally, boss 434 includes at least one threaded hole 506 disposed on the side of boss 434 that engages fastener 502 disposed through hole 504 formed in housing 402. The housing 402 is fixed to the adapter 404 to capture the ball 406 therein. In the embodiment shown in FIG. 5A, three fasteners are shown to couple the housing 402 to the adapter 404 through the counter-sink hole 504. The housing 402 and adapter 404 may in particular be secured by alternative methods or devices, such as lamination, attachment, mating, press fit, dowel pins, spring pins, rivets and retaining rings. have.

볼(406)은 솔리드 또는 중공형일 수 있으며 통상적으로는 도전성 물질로 제조된다. 예를 들어, 볼(406)은 금속, 도전성 폴리머 또는 금속과 같이 도전성 물질로 충진된 폴리머형 물질, 도전성 탄소 또른 그래파이트, 특히 도전성 물질로 제조될 수 있다. 대안적으로, 볼(406)은 도전성 물질로 코팅된 솔리드 또는 중공 코어로 형성될 수 있다. 코어는 비도전성일 수 있으며 도전성 커버링으로 적어도 부분적으로 코팅될 수 있다. 적절한 코어 물질의 예로는 아크로릴로니트릴 부타디엔 스티렌(acrylonitrile butadiene styrene, ABS), 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 폴리스티렌(PS), 또는 폴리아미드-이미드(PAI)(TORLON

) 등을 포함한다.Ball 406 may be solid or hollow and is typically made of a conductive material. For example, the ball 406 may be made of a metal, conductive polymer or polymeric material filled with a conductive material, such as metal, conductive carbon or graphite, in particular conductive material. Alternatively, the ball 406 may be formed of a solid or hollow core coated with a conductive material. The core may be non-conductive and may be at least partially coated with a conductive covering. Examples of suitable core materials include acrylonitrile butadiene styrene (ABS), polypropylene (PP), polyethylene (PE), polystyrene (PS), or polyamide-imide (PAI) (TORLON).

), And the like.

일 실시예에서, 코어는 평탄화 동안 볼(406)이 기판(122)과 접촉하는 경우 변형되는 폴리우레탄과 같은 탄성 또는 탄력 폴리머로부터 선택될 수 있다. 코어에 이용될 수 있는 물질의 예로는 탄성의 유기 폴리머, 에틸렌-프로필렌-디엔(EDPM), 폴리-알켄, 폴리알킨, 폴리에스테르, 다환방향족 알켄/알킨, 폴리이미드, 폴리카보네이트, 폴리우레탄, 및 이들의 조합을 포함된다. 코어 물질의 다른 예는 실록산과 같은 무기 폴리머 및 폴리실리콘 및 폴리실란과 같은 유기 및 무기 조합 물질을 포함한다. 볼(406)이 변형됨에 따라, 볼(406)과 기판 사이의 콘택 영역은 증가되어, 기판(122) 상에 배치된 볼(406)과 도전성 층 사이의 전류 흐름이 강화되어 평탄화 결과가 강화된다.In one embodiment, the core may be selected from an elastic or elastic polymer, such as polyurethane, which deforms when the ball 406 contacts the substrate 122 during planarization. Examples of materials that can be used for the core include elastic organic polymers, ethylene-propylene-diene (EDPM), poly-alkenes, polyalkynes, polyesters, polyaromatic alkenes / alkynes, polyimides, polycarbonates, polyurethanes, and Combinations thereof. Other examples of core materials include inorganic polymers such as siloxanes and organic and inorganic combination materials such as polysilicon and polysilanes. As the ball 406 deforms, the contact area between the ball 406 and the substrate increases, which intensifies the current flow between the conductive layer and the ball 406 disposed on the substrate 122 to enhance the planarization result. .

일 실시예에서, 볼(406)은 구리(구리 합금 포함) 외부 표면을 가지며, 솔리드, 중공이거나 또는 상이한 코어 물질을 갖는다. 또다른 실시예에서, 볼(406)은 신규한 금속 외부 표면을 포함한다. 또다른 실시예에서, 볼(406)은 TORLON

과 금층 사이의 시드층으로서 구리를 사용하는 도전성 금층으로 코팅된 TORLON

폴리머 코어를 포함한다. 또다른 예로는 TORLON

또는 구리 또는 다른 도전성 물질층으로 코팅된 다른 폴리머 코어가 있다. 다른 적합한 연성의 도전성 물질은 제한되지는 않지만 은, 구리, 주석 등이 있다.In one embodiment, the ball 406 has a copper (including copper alloy) outer surface and has a solid, hollow or different core material. In another embodiment, the ball 406 includes a novel metal outer surface. In another embodiment, the ball 406 is TORLON

TORLON coated with a conductive gold layer using copper as seed layer between metal and gold layer

Polymer core. Another example is TORLON

Or another polymer core coated with a layer of copper or other conductive material. Other suitable soft conductive materials include, but are not limited to, silver, copper, tin and the like.

일반적으로 볼(404)은 적어도 하나의 스프링, 바이요넷 또는 흐름력(flow force)에 의해 평탄화 표면(364)을 향해 동작한다. 도 4에 도시된 실시예에서, 어댑터(404)와 클램프 부싱(416)을 통해 형성된 통로(436, 418)는 상부 플레이트(236)를 통해 전해질 소스(248)에 결합된다. 전해질 소스(248)는 통로(436, 418)를 통해 중공의 하우징(402) 내부에 제공된다. 전해질은 시트(426)와 볼(406) 사이의 하우징(402)을 통과해, 볼(406)이 평탄화 표면(364)을 향해 바이어스되고 프로세싱 동안 기판(122)과 접촉하게 한다.Ball 404 generally operates toward planarization surface 364 by at least one spring, bayonet, or flow force. In the embodiment shown in FIG. 4, passages 436 and 418 formed through the adapter 404 and the clamp bushing 416 are coupled to the electrolyte source 248 through the top plate 236. The electrolyte source 248 is provided inside the hollow housing 402 through the passages 436 and 418. The electrolyte passes through the housing 402 between the sheet 426 and the ball 406, causing the ball 406 to be biased toward the planarization surface 364 and to contact the substrate 122 during processing.

볼(406) 상에 가해지는 힘은 하우징(402) 내부의 볼(406) 상이한 승강(elevation)에 대해 일정하여, 릴리프 또는 그루브(428)가 볼(408)을 통과하는 전해질의 흐름 제한을 방지하기 위해 굴곡부(444)의 말단부(도 6에서 608)를 수용하도록 하우징(402)의 내부 벽에 형성된다. 시트(426)로부터 떨어져 배치되는 그루브(428)의 단부는 볼(406)이 하강 위치에 있을 경우 볼(406)의 직경 또는 그 아래에 구성된다.The force exerted on the ball 406 is constant for different elevations of the ball 406 inside the housing 402, preventing the relief or groove 428 from restricting the flow of electrolyte through the ball 408. To the distal end of the bend 444 (608 in FIG. 6) to form an inner wall of the housing 402. The end of the groove 428 disposed away from the seat 426 is configured at or below the diameter of the ball 406 when the ball 406 is in the lowered position.

일 실시예에서, 프로세싱 화학제에 의한 콘택 어셈블리(250) 및/또는 볼 (406)상의 전기화학적 공격은 평탄화 동안 기판 아래에서 콘택 어셈블리(250) 및/또는 볼(406)을 유지함으로써 최소화될 수 있다. 이는 예정된 위치에 콘택 어셈블리(250)를 위치시킴으로써, 또는 볼(406) 위에 기판을 유지하기 위해 기판과 플래튼 어셈블리(230) 사이의 상대 운동을 프로그래밍함으로써 달성될 수 있다. 볼(406)이 눌림에 따라, 평탄화 물질(222)은 각각의 볼(406) 부근에 유체 시일을 제공하도록 구성되어, 전극(292)과 볼(406) 사이의 전해질에 대한 직류 경로를 방해하여, 볼(406)에 대해 기판 상의 도전성 물질에 화학적 반응 우선순위(chemical reaction preferential)가 구성된다.In one embodiment, the electrochemical attack on contact assembly 250 and / or ball 406 by processing chemicals may be minimized by keeping contact assembly 250 and / or ball 406 under the substrate during planarization. have. This may be accomplished by positioning the contact assembly 250 in a predetermined position, or by programming the relative motion between the substrate and the platen assembly 230 to hold the substrate over the ball 406. As the ball 406 is depressed, the planarizing material 222 is configured to provide a fluid seal near each ball 406, disrupting the direct current path to the electrolyte between the electrode 292 and the ball 406. For the ball 406, a chemical reaction preferential is configured for the conductive material on the substrate.

선택적으로, 또는 부가적으로, 도 13에 도시된 것처럼, 콘택 어셈블리(250) 및/또는 볼(406)상의 전기화학적 공격은 부식 차폐물(1302)의 사용에 의해 최소화될 수 있다. 일반적으로 부식 차폐물(1302)은 콘택 어셈블리(250)를 둘러싸는 도전성 물질(1304)을 포함한다. 일 실시예에서, 도전성 물질은 전력원(242)에 결합된다. 도전성 물질(242)은 하우징(402), 콘택 플레이트(320), 또는 개별 접속부를 통해 전력원(242)에 결합된다. 선택적으로, 도전성 물질(1304)은 상이한 전력원(미도시)에 결합된다. 도전성 물질(1304)은 그래파이트, 도전성 폴리머, 희금속 등과 같이 비부식 물질을 포함한다. 선택적으로, 도전성 물질(1304)은 구리와 같이 콘택 부재와 동일한 물질을 포함한다.Alternatively, or in addition, as shown in FIG. 13, electrochemical attack on contact assembly 250 and / or ball 406 may be minimized by the use of corrosion shield 1302. Corrosion shield 1302 generally includes conductive material 1304 that surrounds contact assembly 250. In one embodiment, the conductive material is coupled to the power source 242. Conductive material 242 is coupled to power source 242 via housing 402, contact plate 320, or individual connections. Optionally, conductive material 1304 is coupled to a different power source (not shown). Conductive material 1304 includes non-corrosive materials such as graphite, conductive polymers, rare metals, and the like. Optionally, conductive material 1304 includes the same material as the contact member, such as copper.

갭(1306)은 전극(292)으로부터 도전성 물질을 분리시킨다. 선택적으로, 갭(1306)은 PEEK와 같은 프로세스 화학제와 호환성이 있는 유전체로 채워질 수 있다. 프로세싱 동안, 개구부(468)는 전해질 소스(248)로부터 전해질로 채워진다. 전해 질이 도전성 물질(1304)과 전극(292) 모두와 접촉하기 때문에, 전해질과 볼(406) 사이의 국부적 전기적 전위차가 최소화되어, 볼(406)의 전해질 부식이 감소된다.The gap 1306 separates the conductive material from the electrode 292. Optionally, gap 1306 may be filled with a dielectric that is compatible with process chemicals such as PEEK. During processing, opening 468 is filled with electrolyte from electrolyte source 248. Since the electrolyte is in contact with both the conductive material 1304 and the electrode 292, the local electrical potential difference between the electrolyte and the ball 406 is minimized, reducing the electrolyte corrosion of the ball 406.

부식 차폐물(1302)이 도 4에 도시된 콘택 어셈블리(250)의 실시예에 대해 개시되어 있지만, 본 명세서에 개시된 것처럼 부식 차폐물(1302)은 콘택 부재의 부식이 최소화되는 것이 요구되는 다른 콘택 어셈블리 또는 콘택 어셈블리(250)의 다른 실시예에서 사용될 수 있다. 도 9에 도시된 것처럼 다수의 콘택이 하우징에 배치되는 실시예에서, 부식 차폐물(1302)이 각각의 콘택 부근 또는 선택적으로 하우징 부근에 제공된다.Although corrosion shield 1302 is disclosed with respect to the embodiment of contact assembly 250 shown in FIG. 4, as disclosed herein, corrosion shield 1302 may be used in other contact assemblies or in which corrosion of the contact member is required to be minimized. It may be used in other embodiments of contact assembly 250. In an embodiment where multiple contacts are disposed in the housing as shown in FIG. 9, a corrosion shield 1302 is provided near each contact or optionally near the housing.

또다른 실시예에서, 린스 유체 소스(450)가 전해질 소스(248)와 콘택 어셈블리(250) 사이의 선택기 밸브(452)를 통해 결합된다. 선택기 밸브(452)는 탈이온수와 같은 린스 유체가 유휴 기간 동안(기판이 플래튼 어셈블리(230) 상에서 폴리싱되지 않는 경우) 볼(406)을 지나 흐르도록 허용하여, 프로세싱 화학제에 의해 볼(406)이 공격받는 것을 방지한다. 전해질 소스(248)와 린스 유체 소스(450)를 플래넘(206)에 선택적으로 결합시키는 또다른 구성이 이용되거나, 또는 전해질 소스(248)와 린스 유체 소스(450)가 단일 유체 전달 시스템을 포함할 수 있다. 또한, 간단한 구성으로, 항상 볼 부근의 프로세싱 화학제의 블리딩(bleeding) 흐름은 프로세스 화학제에서 볼의 자체 촉매 작용을 실질적으로 방지하여( 볼로부터의 촉매 부산물을 제거함으로써), 볼 상의 화학제 공격의 최소화가 정적 프로세스 화학제의 존재를 소거함으로써 이루어진다.In another embodiment, rinse fluid source 450 is coupled through selector valve 452 between electrolyte source 248 and contact assembly 250. Selector valve 452 allows rinse fluid, such as deionized water, to flow past ball 406 during idle periods (when the substrate is not polished on platen assembly 230), thereby allowing the ball 406 to be processed by the processing chemical. ) Is prevented from being attacked. Another configuration is used to selectively couple the electrolyte source 248 and the rinse fluid source 450 to the plenum 206, or the electrolyte source 248 and the rinse fluid source 450 comprise a single fluid delivery system. can do. Also, in a simple configuration, the bleeding flow of the processing chemical near the ball always substantially prevents the self-catalysis of the ball in the process chemical (by removing catalyst byproducts from the ball), thereby attacking the chemical on the ball. Minimization is achieved by eliminating the presence of static process chemistries.

도 2를 참조로, 플래튼 어셈블리(230)에는 음파 변환기(254)가 결합된다. 변환기(254)는 플래튼 어셈블리(230)를 진동시키도록 구성되어, 콘택 어셈블리(250)의 하우징(402)(도 4 참조)내에서 볼(406)의 이동 및/또는 회전을 유도한다. 당업자는 "결합된다(coupled)"라는 용어가 접속(connecting), 삽입(embedding), 파스닝(fastening), 라미네이팅(laminating), 몰딩(molding), 본딩(bonding), 부착(adhering) 또는 변환기(254)가 볼(406) 이동을 유도하도록 플래튼 어셈블리(230)에 대한 변환기(254) 위치설정(positioning)을 포함한다는 것을 이해할 것이다. 변환기(254)는 콘택 어셈블리(250) 내에서 볼 이동을 유도하기 위해 기판 평탄화 사이의 유휴 기간 동안 동작하여, 볼(406) 상에 프로세싱 화학제의 작용을 감소시킨다. 선택적으로, PEEK, PPS와 같은 프로세싱 화학제와 호환성이 있는 연성의 물질로 형성된 회전 디스크는 유휴 기간 동안 콘택 어셈블리가 볼의 회전을 유도하도록 커버될 수 있어, 도 12를 참조로 하기 설명되는 것처럼 볼 상의 정적인 화학적 공격을 최소화시킨다.Referring to FIG. 2, an acoustic wave converter 254 is coupled to the platen assembly 230. Transducer 254 is configured to vibrate platen assembly 230 to induce movement and / or rotation of ball 406 within housing 402 (see FIG. 4) of contact assembly 250. Those skilled in the art will appreciate that the term "coupled" refers to connecting, embedding, fastening, laminating, molding, bonding, adhering, or transducers. It will be appreciated that 254 includes transducer 254 positioning relative to platen assembly 230 to induce ball 406 movement. The transducer 254 operates during the idle period between substrate planarizations to induce ball movement within the contact assembly 250, thereby reducing the action of processing chemicals on the ball 406. Optionally, a rotating disk formed of a soft material compatible with processing chemicals such as PEEK, PPS can be covered to induce rotation of the ball during the idle period, as described with reference to FIG. 12. Minimize static chemical attack on the bed.

선택적으로, 플래튼 어셈블리(230)에는 희생 금속(258)이 배치된다. 희생 금속(258)은 개구부를 통해 노출되어 플래튼 어셈블리(230)의 상부 표면(260)에 함몰부 또는 슬롯(256)을 형성한다. 희생 금속(258)은 평탄화 물질(222)의 상부 표면(260)상에 배치된 프로세스 화학제가 희생 금속(258)과 볼(406)을 연속적으로 적시는 한, 콘택 어셈블리(250) 부근에 또는 덜어져 위치될 수 있다. 부가적으로 희생 금속(258)은 플래튼 어셈블리(230)를 통해 볼(406)에 전기적으로 결합된다(도 4 참조). 희생 금속(258)은 볼(406)의 외부 표면을 포함하는 물질에 대해 프로세스 화학제와 우선적으로 반응하는 물질, 예를 들어 아연으로 형성되어, 프로세스 화학 제에 의해 볼(406) 상의 공격이 최소화된다. 본 명세서에 개시된 볼을 보호하는 수단은 프로세싱 화학제에 의한 화학적 공격으로부터 볼을 보호하기 위해 개별적으로 또는 함께 이용될 수 있다.Optionally, sacrificial metal 258 is disposed in platen assembly 230. The sacrificial metal 258 is exposed through the opening to form a depression or slot 256 in the top surface 260 of the platen assembly 230. The sacrificial metal 258 may be in or near the contact assembly 250 as long as the process chemical disposed on the top surface 260 of the planarization material 222 continuously wets the sacrificial metal 258 and the ball 406. Can be positioned. Additionally sacrificial metal 258 is electrically coupled to ball 406 through platen assembly 230 (see FIG. 4). The sacrificial metal 258 is formed of a material that preferentially reacts with the process chemical against a material including the outer surface of the ball 406, such as zinc, to minimize attack on the ball 406 by the process chemical. do. Means for protecting the balls disclosed herein can be used individually or together to protect the balls from chemical attack by processing chemicals.

도 7은 내부에 콘택 어셈블리(700)가 배치된 또다른 실시예를 갖는 벌크 ECMP 스테이션(790)의 또다른 실시예의 개략도이며, 도 8-9는 콘택 어셈블리(700)의 개략적 부분 단면도이다. ECMP 스테이션(790)은 프로세싱 패드 어셈블리(760)(도 7에 부분적으로 도시됨)를 지지하는 플래튼 어셈블리(750)를 포함한다. 플래튼 어셈블리(750)는 전력원(242)에 결합된 돌출하는 적어도 하나의 콘택 어셈블리(700)를 포함한다. 콘택 어셈블리(700)는 프로세싱 동안 기판(122)의 표면을 전기적으로 바이어스하도록 구성된다(도 9 참조). 도 7에는 플래튼 어셈블리(750)의 중심에 결합되어 하나의 콘택 어셈블리(700)가 도시되었지만, 임의의 수의 콘택 어셈블리가 이용될 수 있고 플래튼 어셈블리(750)의 중심라인에 대해 임의의 수의 구성이 분포될 수 있다. 또한 콘택 어셈블리(700)는 도 4를 참조로 하기에 설명되는 것처럼, 기판(122)을 바이어싱하기에 적합한 도전성 상부 표면을 갖는 구조물을 포함한다.7 is a schematic diagram of another embodiment of a bulk ECMP station 790 with another embodiment having a contact assembly 700 disposed therein, and FIGS. 8-9 are schematic partial cross-sectional views of the contact assembly 700. ECMP station 790 includes platen assembly 750 that supports processing pad assembly 760 (partially shown in FIG. 7). Platen assembly 750 includes at least one protruding contact assembly 700 coupled to power source 242. Contact assembly 700 is configured to electrically bias the surface of substrate 122 during processing (see FIG. 9). Although one contact assembly 700 is shown coupled to the center of the platen assembly 750 in FIG. 7, any number of contact assemblies may be used and any number relative to the centerline of the platen assembly 750. The configuration of can be distributed. The contact assembly 700 also includes a structure having a conductive top surface suitable for biasing the substrate 122, as described below with reference to FIG. 4.

프로세싱 패드 어셈블리(760)는 상기 개시된 임의의 실시예를 포함하여, 기판을 프로세싱하기 위한 임의의 패드 어셈블리이다. 프로세싱 패드 어셈블리(760)는 전극(962) 및 평탄화층(966)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 프로세싱 패드 어셈블리(760)의 평탄화층(966)은 폴리우레탄 패드와 같이 유전성인 평탄화 표면(964)을 포함한다. 또다른 실시예에서, 프로세싱 패드 어셈블리(760)의 평탄화층 (966)은 Processing pad assembly 760 is any pad assembly for processing a substrate, including any embodiment disclosed above. The processing pad assembly 760 may include an electrode 962 and a planarization layer 966. In one embodiment, the planarization layer 966 of the processing pad assembly 760 includes a planarization surface 964 that is dielectric such as a polyurethane pad. In another embodiment, the planarization layer 966 of the processing pad assembly 760 is

특히 내부에 도전성 미립자가 분산된 폴리머 매트릭스 또는 도전성 코팅된 패브릭과 같은 도전성 합성물로 구성되거나 또는 도전성인 평탄화 표면(964)을 포함한다(즉, 도체 부재는 평탄화 표면을 포함하는 물질과 일체식으로 분산되거나 또는 평탄화 물질을 포함하는 물질을 포함한다). 평탄화 표면(964)이 도전성인 실시예에서, 평탄화 표면(964)과 전극(962)은 프로세싱 패드 어셈블리(760)로부터 기판(122)을 상승시키지 않고 기판(122)으로부터 벌크 금속 제거 및 잔류 금속 제거를 각각 용이하게 하기 위해 콘택 어셈블리(700)와 도전성 평탄화 표면(964) 사이에서 전력이 선택적으로 스위칭되는 것을 허용하는 스위치를 통해 전력원(242)(점선으로 도시됨)에 결합될 수 있다. 또한 벌크 ECMP 스테이션(128)은 도전성 프로세싱 패드 어셈ㅂ르리오 유사하게 구성될 수 있다.In particular, it comprises a conductive flattening surface 964 composed of a conductive composite, such as a polymer matrix or conductive coated fabric with conductive particulates dispersed therein (ie, the conductor member is integrally dispersed with the material comprising the flattening surface). Or a material comprising a planarizing material). In embodiments where planarization surface 964 is conductive, planarization surface 964 and electrode 962 remove bulk metal and residual metal from substrate 122 without raising substrate 122 from processing pad assembly 760. Each may be coupled to a power source 242 (shown in dashed lines) via a switch that allows for selective switching of power between the contact assembly 700 and the conductive planarization surface 964. Bulk ECMP station 128 may also be configured similarly to conductive processing pad assemblies.

일반적으로, 콘택 어셈블리(700)는 플래튼 어셈블리(750)에 배치된 도전성 콘택 단자(910)에 결합되며 프로세싱 패드 어셈블리(760)에 형성된 개구부(968)를 통해 적어도 부분적으로 연장된다. 콘택 어셈블리(700)는 다수의 볼(406)을 포함하는 하우징(802)을 포함한다. 볼(406)은 하우징(802)에 제거가능하게 배치되며, 평탄화 표면(964) 위로 연장되는 볼(406)의 적얻 일부를 포함하는 제 1 위치 및 볼(406)이 평탄화 표면(964)과 동일 평면이 되는 적어도 제 2 위치에 배치될 수 있다. 일반적으로, 볼(406)은 기판(122)을 전기적으로 바이어싱하기에 적합하다.In general, contact assembly 700 is coupled to conductive contact terminal 910 disposed in platen assembly 750 and extends at least partially through opening 968 formed in processing pad assembly 760. Contact assembly 700 includes a housing 802 that includes a plurality of balls 406. The ball 406 is removably disposed in the housing 802 and includes a first portion of the ball 406 extending over the flattening surface 964 and the ball 406 is the same as the flattening surface 964. It may be arranged in at least a second position which becomes a plane. In general, the ball 406 is suitable for electrically biasing the substrate 122.

하우징(802)은 다수의 평탄화 주기 이후 콘택 어셈블리(700)의 교체를 용이하게 하기 위해 플래튼 어셈블리(750)에 제거가능하게 결합된다. 일 실시예에서, 하우징(802)은 다수의 나사(808)에 의해 플래튼 어셈블리(750)에 결합된다. 하우징(802)은 하부 하우징(806)에 결합된 상부 하우징(804)를 포함하며 이들 사이에는 볼(406)이 보유된다. 상부 하우징(804)은 프로세스 화학제와 호환성이 있는 유전체 물질로 제조된다. 일 실시예에서, 상부 하우징(804)은 PEEK로 형성된다. 하부 하우징(806)은 프로세스 화학제와 호환성 있는 도전성 물질로 제조된다. 일 실시예에서, 하부 하우징(806)은 스테인레스 스틸 또는 다른 전기적으로 도전성인 물질로 구성된다. 하부 하우징(806)은 비요네트 피팅(912)에 의해 전력원(242)에 결합되는 콘택 단자(910)와 결합된다. 하우징(804, 806)은 제한되지 않지만, 나사조임(screwing), 볼트조임(bolting), 리벗조임(riveting), 본딩, 스택킹 및 클램핑을 포함하는 임의의 다양한 방법에 의해 결합된다. 도 7-9에 도시된 실시예에서, 하우징(804, 806)은 다수의 나사(908)에 의해 결합된다.Housing 802 is removably coupled to platen assembly 750 to facilitate replacement of contact assembly 700 after multiple planarization cycles. In one embodiment, the housing 802 is coupled to the platen assembly 750 by a number of screws 808. Housing 802 includes an upper housing 804 coupled to a lower housing 806 with a ball 406 retained therebetween. Upper housing 804 is made of a dielectric material that is compatible with process chemicals. In one embodiment, the upper housing 804 is formed of PEEK. Lower housing 806 is made of a conductive material compatible with process chemicals. In one embodiment, the lower housing 806 is made of stainless steel or other electrically conductive material. Lower housing 806 is coupled with contact terminal 910, which is coupled to power source 242 by vignette fitting 912. Housings 804 and 806 are coupled by any of a variety of methods including, but not limited to, screwing, bolting, riveting, bonding, stacking, and clamping. In the embodiment shown in FIGS. 7-9, the housings 804, 806 are coupled by a number of screws 908.

볼(406)은 하우징(804, 806)을 통해 형성된 다수의 개구부(902)에 배치된다. 각각의 개구부(902)의 상부 부분은 상부 하우징(804)으로부터 개구부(902)로 연장되는 시트(904)를 포함한다. 시트(904)는 볼(406)이 개구부(902) 상단부를 통과하는 것을 방지하도록 구성된다.Ball 406 is disposed in a plurality of openings 902 formed through housings 804 and 806. The upper portion of each opening 902 includes a sheet 904 extending from the upper housing 804 to the opening 902. The sheet 904 is configured to prevent the ball 406 from passing through the top end of the opening 902.

콘택 부재(414)는 하부 플레이트(806)와 볼(406)을 전기적으로 결합시키기 위해 각각의 개구부(902)에 배치된다. 각각의 콘택 부재(414)는 각각의 클램프 부싱(416)에 의해 하부 플레이트(806)에 결합된다. 일 실시예에서, 클램프 부싱(416)의 포스트(522)는 하우징(802)을 통해 형성된 개구부(902)의 나사형 부분(914)으로 나사고정된다.Contact member 414 is disposed in each opening 902 to electrically couple bottom plate 806 and ball 406. Each contact member 414 is coupled to the bottom plate 806 by a respective clamp bushing 416. In one embodiment, the post 522 of the clamp bushing 416 is screwed into the threaded portion 914 of the opening 902 formed through the housing 802.

프로세싱 동안, 하우징(802)에 배치된 볼(406)은 스프링, 비요네트 또는 흐름력중 적어도 하나에 의해 평탄화 표면(760)을 향해 동작한다. 볼(406)은 콘택 부재(414)와 하부 플레이트(806)를 통해 전력원(242) 및 콘택 단자(910)에 기판(122)을 전기적으로 결합시킨다. 하우징(802)을 흐르는 전해질은 전극(962)과 바이어스된 기판(122) 사이에 도전성 경로를 제공하여, 전기화학적 기계적 평탄화 프로세스를 구동시킨다.During processing, the ball 406 disposed in the housing 802 acts toward the flattening surface 760 by at least one of a spring, a vignette or a flow force. Ball 406 electrically couples substrate 122 to power source 242 and contact terminal 910 through contact member 414 and bottom plate 806. The electrolyte flowing through the housing 802 provides a conductive path between the electrode 962 and the biased substrate 122 to drive the electrochemical mechanical planarization process.

도 9에 도시된 실시예에서, 플래넘(940)은 플래튼 어셈블리(750)의 하부 플레이트(942)에 형성될 수 있다. 전해질 소스(248)는 플래넘(940)에 결합되어 콘택 어셈블리(700)의 개구부(902)를 통해 평탄화 표면(760)에 전해질이 흐른다. 이러한 구성에서, 상부 플레이트(944)는 선택적으로 하부 플레이트(942)와 단일 부품일 수 있다. 플래넘(940)은 상기 개시된 것처럼 상부 플레이트(944)에 선택적으로 배치될 수 있다.In the embodiment shown in FIG. 9, plenum 940 may be formed in bottom plate 942 of platen assembly 750. Electrolyte source 248 is coupled to plenum 940 to allow electrolyte to flow through planarization surface 760 through opening 902 of contact assembly 700. In this configuration, the top plate 944 may optionally be a single part with the bottom plate 942. The plenum 940 may optionally be disposed on the top plate 944 as described above.

도 10은 벌크 ECMP 스테이션(1000)의 또다른 실시예를 나타내는 확대 간략도이다. 벌크 ECMP 스테이션(1000)은 기판(미도시)이 처리되는 프로세싱 패드 어셈블리(1004)를 지지하는 플래튼 어셈블리(1002)를 포함한다. 전해질은 플래튼 어셈블리(1002)를 통해 또는 프로세싱 패드 어셈블리(1004)의 상부 표면 부근에 위치된 노즐(1006)에 의해 전해질 소스(248)로부터 평탄화 물질(1004)의 상부 표면에 전달될 수 있다.10 is an enlarged simplified diagram illustrating another embodiment of a bulk ECMP station 1000. Bulk ECMP station 1000 includes a platen assembly 1002 that supports a processing pad assembly 1004 on which a substrate (not shown) is processed. The electrolyte may be delivered from the electrolyte source 248 to the top surface of the planarizing material 1004 through the platen assembly 1002 or by a nozzle 1006 located near the top surface of the processing pad assembly 1004.

도 10에 도시된 패드 어셈블리(1004)는 전력원(242)에 결합되며 전극(1016)에 서브패드(1014)를 삽입하는 도전성 패드(1012)를 포함한다. 통상적으로, 도전 성 패드(1012), 서브패드(1014) 및 전극(1016)은 플래튼 어셈블리(1002)로부터 패드 어셈블리(1004)의 제거 및 교체를 용이하게 하는 단일의 바디를 형성하게 함께 고정된다. 선택적으로, 도전성 패드(1012), 서브패드(1014) 및 전극(1016)은 나사조임, 바인딩, 가열 적층, 리벗고정, 나사조임 및 클램핑을 포함하는 다른 방법 또는 이들의 조합에 의해 결합될 수 있다.The pad assembly 1004 shown in FIG. 10 includes a conductive pad 1012 coupled to a power source 242 and inserting a subpad 1014 into an electrode 1016. Typically, the conductive pads 1012, subpads 1014 and electrodes 1016 are secured together to form a single body that facilitates removal and replacement of the pad assembly 1004 from the platen assembly 1002. . Optionally, conductive pad 1012, subpad 1014 and electrode 1016 may be joined by other methods or combinations thereof, including screwing, binding, hot lamination, riveting, screwing and clamping. have.

도전성 패드(1012)는 패드 바디(1018) 및 하나 이상의 도전성 부재(1020)를 포함한다. 도전성 부재(1020)는 전력원(242)에 결합되며 기판(122)(도 2 참조)의 표면과 접촉하도록 평탄화 헤드(204)를 향하여 면하고 있는 패드 바디(1018)의 상부 표면(1008)으로부터 연장되고, 상부 표면(1008)과 공면이 되거나 또는 상부 표면(1008)상에 노출되도록 구성된다.The conductive pad 1012 includes a pad body 1018 and one or more conductive members 1020. Conductive member 1020 is coupled to power source 242 from top surface 1008 of pad body 1018 facing toward planarizing head 204 to contact the surface of substrate 122 (see FIG. 2). Extend and be coplanar with or exposed on top surface 1008.

패드 바디(1018)는 예를 들어, 폴리우레탄, 폴리카보네이트, 불소폴리머, PTFE, PTFA, 폴리페닐렌 황화물(PPS), 또는 이들의 조합물을 포함하는 프로세스 화학제와 호환성있는 폴리머 물질, 및 평탄화 기판 표면에 사용되는 다른 평탄화 물질로 제조될 수 있다. 패드 물질은 하나 이상의 도전성 물질(들) 층으로 코팅될 수 있다. 패드 바디(1018)는 그안에서 부유되고 분산되는 도전성 부재(1020)를 갖는 폴리머 바인더일 수 있다. 예시적인 물질로는 달라스, 뉴워크에 위치한 Rodel, Inc.에서 상업적으로 이용가능한 폴리우레탄 및/또는 필러(filler)와 혼합된 폴리우레탄으로 만들어질 수 있다. 압축가능한 물질층과 같은 다른 종래의 평탄화 물질이 패드 바디(1018)에 대해 이용될 수 있다. 압축가능한 물질은 제한되지는 않지만, 우레탄 또는 폼(foam)으로 용해된(leached) 압축된 펠트 피버(felt fiber)와 같은 연성의 물질을 포함한다. 패드 바디(1018)는 일반적으로 약 10 내지 약 100 mils 사이의 두께를 갖는다.Pad body 1018 is a polymer material compatible with process chemicals, including, for example, polyurethane, polycarbonate, fluoropolymer, PTFE, PTFA, polyphenylene sulfide (PPS), or combinations thereof, and planarization It may be made of other planarization materials used for the substrate surface. The pad material may be coated with one or more layers of conductive material (s). The pad body 1018 may be a polymeric binder having a conductive member 1020 suspended and dispersed therein. Exemplary materials may be made of polyurethanes mixed with polyurethanes and / or fillers commercially available from Rodel, Inc., Dallas, Newark. Other conventional planarization materials, such as a compressible material layer, may be used for the pad body 1018. Compressible materials include, but are not limited to, soft materials such as urethane or compressed felt fibers leached into foam. Pad body 1018 generally has a thickness between about 10 and about 100 mils.

패드 바디(1018)는 제 1 측면(1022) 및 제 2 측면(1024)을 포함한다. 제 1 측면(1022)는 프로세싱 동안 기판(122)과 접촉하도록 구성되며 평탄화 성능을 증진시키기 위해 그루브, 엠보싱 또는 다른 텍스처링(texturing)을 포함할 수 있다. 패드 바디(1018)는 솔리드이거나, 전해질에 대해 비침투성이거나, 전해질에 대해 침투성이거나 또는 천공될 수 있다. 제 1 측면(1022)은 선택적으로 하나 이상의 슬롯(1026) 또는 도전성 부재(1020)를 함유하는 다른 피쳐를 포함할 수 있다. 도 10에 도시된 실시예에서, 패드 바디(1018)는 전해질이 통과하여 흐를 수 있도록 구성된 다수의 개구부(1010)로 천공된다.The pad body 1018 includes a first side 1022 and a second side 1024. The first side 1022 is configured to contact the substrate 122 during processing and may include grooves, embossing or other texturing to enhance planarization performance. The pad body 1018 may be solid, impermeable to the electrolyte, permeable to the electrolyte, or perforated. The first side 1022 may optionally include other features containing one or more slots 1026 or conductive member 1020. In the embodiment shown in FIG. 10, the pad body 1018 is perforated with a plurality of openings 1010 configured to allow electrolyte to flow through.

도전성 부재(1020)는 도전성 폴리머, 도전성 물질, 도전성 금속 또는 폴리머를 갖는 폴리머 합성물, 도전성 필러, 그래파이트 물질, 또는 도전성 도핑 물질, 또는 이들의 조합물을 포함한다. 일반적으로, 도전성 부재(1020)는 약 10Ω-cm 이하의 벌크 저항률 또는 벌크 표면 저항률을 갖는다. 도전성 부재(1020)는 프로세싱 동안 기판과 접촉하는 다수의 전기적으로 도전성인 피버, 스탠드(stand) 및/또는 탄소 피버와 같은 플렉시블 핑거 또는 다른 도전성, 컴플리언트(즉, 플렉시블) 물질일 수 있다. 선택적으로, 도전성 부재(1020)는 롤러, 볼, 로드, 바, 메쉬 또는 도전성 패드(1012)상에 배치된 기판과 전력원(242) 사이의 도전성 콘택을 용이하게 하는 다른 형상일 수 있다.The conductive member 1020 includes a conductive polymer, a conductive material, a conductive metal or a polymer composite having a polymer, a conductive filler, a graphite material, or a conductive doping material, or a combination thereof. Generally, conductive member 1020 has a bulk resistivity or bulk surface resistivity of about 10 Ω-cm or less. The conductive member 1020 may be a flexible finger or other conductive, compliant (ie, flexible) material such as a plurality of electrically conductive fibers, stands and / or carbon fibers that are in contact with the substrate during processing. Optionally, conductive member 1020 may be a roller, ball, rod, bar, mesh, or other shape that facilitates conductive contact between power source 242 and a substrate disposed on conductive pad 1012.

도전성 부재(1020)가 도전성 필러, 미립자 또는 폴리머 바인더(1030)에 배치 된 다른 물질이거나, 또는 도전성 부재(1020)가 도전성 코팅(선택적으로 상부에 도저너 포일(1034)가 배치된)을 갖는 패브릭(1032)인 실시예에서, 패드 바디(1018)는 프로세싱 패드 어셈블리(1004)의 폭에 대해 표면(242)에 의해 인가된 전압의 균일한 분포를 위한 도전성 백킹(backing)(1036)일 수 있다. 선택적으로 이러한 실시예는 도전성 백킹(1036)과 서브패드(1014) 사이에 배치된 삽입층(1038)을 포함할 수도 있다. 일반적으로 삽입층(1038)은 서브패드(1014)보다 강성이며 패드 바디(1018)에 기계적 지지체를 제공한다. 본 발명에 바람직하게 적용될 수 있는 도전성 패드의 실시예는 2002년 5월 7일자로 출원된 미국 특허 출원 번호 10/140,010호 및 2002년 8월 2일자로 출원된 미국 특허 출원 번호 10/211,262호에 개시되며, 이들 문헌은 본 명세서에서 참조된다.The conductive member 1020 is a conductive filler, particulate or other material disposed in the polymer binder 1030, or the conductive member 1020 has a conductive coating (optionally having a doserner foil 1034 disposed thereon). In the embodiment that is 1032, the pad body 1018 may be a conductive backing 1036 for a uniform distribution of the voltage applied by the surface 242 over the width of the processing pad assembly 1004. . Optionally, such an embodiment may include an insertion layer 1038 disposed between the conductive backing 1036 and the subpad 1014. Insert layer 1038 is generally rigider than subpad 1014 and provides a mechanical support for pad body 1018. Examples of conductive pads that can be preferably applied to the present invention are described in US Patent Application No. 10 / 140,010, filed May 7, 2002, and US Patent Application No. 10 / 211,262, filed August 2,2002. And these documents are incorporated herein by reference.

서브패드(1014)는 패드 바디(1018)의 제 2 측면(1022)에 결합된다. 전형적으로, 서브패드(1014)는 패드 바디(1018)의 물질보다 연성의 물질, 또는 보다 컴플리트한 물질로 제조된다. 패드 바디(1018)와 서브패드(1014) 사이의 경도(hardness) 또는 듀라미터(durameter)의 차는 원하는 평탄화/도금 성능을 산출하도록 선택될 수 있다. 또한 서브패드(1014)는 압축성일 수 있다. 적절한 백킹 물질의 예로는 제한되지 않지만, 폼(formed) 폴리머, 엘라스토머, 펠트, 침투(impregnated) 펠트 및 평탄화 화학제와 호환성있는 플라스틱을 포함한다.The subpad 1014 is coupled to the second side 1022 of the pad body 1018. Typically, the subpad 1014 is made of a softer or more complete material than the material of the pad body 1018. The difference in hardness or durameter between the pad body 1018 and the subpad 1014 may be selected to yield the desired flattening / plating performance. The subpad 1014 may also be compressible. Examples of suitable backing materials include, but are not limited to, foamed polymers, elastomers, felts, impregnated felts, and plastics compatible with planarization chemicals.

서브패드(1014)는 솔리드형일 수 있고, 전해질에 대해 비침투성일 수 있고, 전해질에 대해 침투성일 수 있고 또는 천공될 수 있다. 도 3에 도시된 일 실시예에서, 서브패드(1014)는 전해질이 통과하도록 구성되며, 침투성일 수 있고, 홀이 형성될 수 있고, 또는 이들의 조합물일 수 있다. 도 3에 도시된 실시예에서, 서브패드(1014)는 전해질 흐름이 허용되도록 구성된 다수의 개구부(1028)로 천공된다. 통상적으로, 필요한 것은 아니지만, 서브패드(1014)의 개구부(1028)는 패드 바디(1018)의 개구부(1010)와 정렬된다.Subpad 1014 may be solid, may be impermeable to electrolyte, permeable to electrolyte, or may be perforated. In one embodiment shown in FIG. 3, the subpad 1014 is configured to allow electrolyte to pass through, may be permeable, holes may be formed, or a combination thereof. In the embodiment shown in FIG. 3, the subpad 1014 is drilled into a plurality of openings 1028 configured to allow electrolyte flow. Typically, though not required, the opening 1028 of the subpad 1014 is aligned with the opening 1010 of the pad body 1018.

통상적으로 전극(1016)은 금속, 도전성 합금, 금속 코팅된 패브릭, 도전성 폴리머, 도전서 패드 등과 같은 내부식 도전성 물질을 포함한다. 도전성 금속은 Sn, Ni, Cu, Au 등을 포함한다. 또한 도전성 금속은 Cu, Zn, Al 등과 같은 활성 금속위에 코팅된 Sn, Ni 또는 Au 와 같은 내부식 금속을 포함할 수 있다. 도전성 합금은 무기 합금 및 청동, 황동, 스테인레스 스틸 또는 팔라듐-주석 합금을 포함한다. 금속 코팅된 패브릭은 임의의 내부식 금속 코팅으로 직조되거나 직조되지 않을 수 있다. 도전성 패드는 폴리머 매트릭스에 배치된 도전성 필러로 구성된다. 또한 전극(1016)은 다수 영역 전극이 이용되는 경우 영역들 사이의 혼선을 최소화시키기 위해 전해질 화학제와 호환되는 물질로 제조되어야 한다. 예를 들어, 전해질 화학제에서 안정한 금속은 영역 혼선을 최소화시킬 수 있다.Electrode 1016 typically includes a corrosion resistant conductive material such as a metal, a conductive alloy, a metal coated fabric, a conductive polymer, a conductive pad, and the like. The conductive metal includes Sn, Ni, Cu, Au, and the like. The conductive metal may also include a corrosion resistant metal such as Sn, Ni or Au coated over an active metal such as Cu, Zn, Al, or the like. Conductive alloys include inorganic alloys and bronze, brass, stainless steel or palladium-tin alloys. The metal coated fabric may or may not be woven with any corrosion resistant metal coating. The conductive pad is composed of a conductive filler disposed in the polymer matrix. In addition, the electrode 1016 should be made of a material compatible with the electrolyte chemistry to minimize crosstalk between the regions when the multi-region electrode is used. For example, stable metals in electrolyte chemistries can minimize area crosstalk.

금속이 전극(1016) 물질로 사용되는 경우, 금속은 솔리드 시트일 수 있다. 선택적으로, 전극(1016)은 금속 스크린으로 구성되거나 또는 인접하는 층들에 접착력을 증가시키기 위해 천공될 수 있다. 또한 전극(1016)은 인접한층들에 접착력을 증차기시키 위해 접착력 촉진제로 제공될 수도 있다. 또한 천공된 또는 금속 스크린으로 형성된 전극(1016)은 큰 표면적을 가져, 프로세싱 동안 기판 제거 속도를 더 증가시킨다.If metal is used as the electrode 1016 material, the metal may be a solid sheet. Optionally, electrode 1016 may consist of a metal screen or may be perforated to increase adhesion to adjacent layers. Electrode 1016 may also be provided as an adhesion promoter to increase adhesion to adjacent layers. The electrode 1016 also formed with a perforated or metal screen has a large surface area, further increasing the substrate removal rate during processing.

전극(1016)이 금속 스크린, 천공된 금속 시트, 또는 도전성 직물로 제조되는 경우, 전극(1016)의 한쪽 측면은 라미네이팅, 코팅 또는 인접한 층들에 대한 접착력을 보다 증가시키기 위해 전극(1016)에 개구부를 천공하는 폴리머층으로 몰딩될 수 있다. 전극(1016)이 도전성 패드로 형성되는 경우, 도전성 패드의 폴리머 매트릭스는 인접한 층들에 제공되는 접착력에 대해 높은 친화력 또는 상호작용력을 갖을 수 있다.If the electrode 1016 is made of a metal screen, perforated metal sheet, or conductive fabric, one side of the electrode 1016 may be provided with an opening in the electrode 1016 to further increase adhesion to the laminating, coating, or adjacent layers. It may be molded into a perforated polymer layer. When the electrode 1016 is formed of a conductive pad, the polymer matrix of the conductive pad can have a high affinity or interaction force for the adhesion provided to adjacent layers.

일 실시예에서, 전극(1016)은 패드 바디(1018) 맞은편의 서브패드(1014) 측면에 결합된다. 전극(1016)은 솔리드형일 수 있고, 전해질에 대해 비침투성일 수 있고, 전해질에 대해 침투성이거나 천공될 수 있다. 도 3에 도시된 실시예에서, 전극(1016)은 전해질이 통과하도록 구성된다. 전극(1016)은 침투성일 수 있고, 홀들이 형성될 수 있고 또는 이들의 조합물일 수 있다. 전극(1016)은 플래튼 어셈블리(1002)의 상부 표면상에 배치되며 전력원(242)에 결합된다. 전극(1016)과 도전성 부재(1020)를 결합하는 리드(lead)가 평탄화 물질(1004)의 제거 및 교체를 보다 용이하게 하기 위해 하나 이상의 단선부(disconnect)(1066)를 사용하여 전력원(242)에 결합될 수 있다. 또한, 전극(1016), 및 본 명세서에서 개시되는 다른 전극들은 예를 들어, 동심 전극, 전극 아크 세그먼트 등과 같이 다수의 독립적으로 바이어스가능한 전극 세그먼트를 포함할 수 있다. 또한, 전극 세그먼트 사이의 인터페이스는 인터록킹, 또는 빈선형 구성일 수 있다.In one embodiment, the electrode 1016 is coupled to the side of the subpad 1014 opposite the pad body 1018. Electrode 1016 may be solid, may be impermeable to the electrolyte, and may be permeable or perforated with respect to the electrolyte. In the embodiment shown in FIG. 3, electrode 1016 is configured to allow electrolyte to pass through. Electrode 1016 may be permeable, holes may be formed, or a combination thereof. Electrode 1016 is disposed on the top surface of platen assembly 1002 and coupled to power source 242. A lead that couples electrode 1016 and conductive member 1020 to power source 242 using one or more disconnects 1066 to facilitate removal and replacement of planarization material 1004. ) May be combined. In addition, electrode 1016, and other electrodes disclosed herein, may include a number of independently biasable electrode segments, such as, for example, concentric electrodes, electrode arc segments, and the like. In addition, the interface between the electrode segments may be interlocking, or a hollow linear configuration.

프로세싱 시스템(100)의 예시적인 동작 모드는 주로 도 2를 참조로 개시된다. 동작시, 기판(122)은 평탄화 헤드(204)에 보유되며 벌크 ECMP 스테이션(1128) 의 플래튼 어셈블리(230)상에 배치된 프로세싱 패드 위에서 이동한다. 평탄화 헤드(204)는 평탄화 물질과 접촉하게 기판(122)이 배치되도록 플래튼 어셈블리(230)를 향해 하강한다. 출구(274)를 통해 프로세싱 패드 어셈블리(222)에 전해질이 공급되어 프로세싱 패드 어셈블리(222)로 흐른다.Exemplary modes of operation of the processing system 100 are primarily disclosed with reference to FIG. 2. In operation, the substrate 122 is held in the flattening head 204 and moves over a processing pad disposed on the platen assembly 230 of the bulk ECMP station 1128. The flattening head 204 is lowered toward the platen assembly 230 to place the substrate 122 in contact with the flattening material. An electrolyte is supplied to the processing pad assembly 222 through the outlet 274 and flows to the processing pad assembly 222.

전력원(242)으로부터 도전성 패드(1012)의 도전성 부재(362)와 패드 어셈블리(222)의 전극(1016) 사이에 바이어스 전압이 인가된다. 도전성 부재(362)는 패드 기판과 접촉하여 바이어스가 인가된다. 전극(1016)과 기판(122) 사이의 개구부(312, 318)를 충진하는 전해질은 양극산화 분해 방법에 의해, 기판(122)의 표면상에 배치된 구리와 같은 도전성 물질을 제거하는 전기화학적 기계적 평탄화 프로세스를 작동시키기 위해 전력원(242)과 기판(122) 사이에 도전성 경로를 제공한다.A bias voltage is applied from the power source 242 between the conductive member 362 of the conductive pad 1012 and the electrode 1016 of the pad assembly 222. The conductive member 362 is in contact with the pad substrate and bias is applied. The electrolyte filling the openings 312 and 318 between the electrode 1016 and the substrate 122 is electrochemically mechanical to remove conductive material such as copper disposed on the surface of the substrate 122 by anodizing. A conductive path is provided between the power source 242 and the substrate 122 to operate the planarization process.

벌크 ECMP 스테이션(128)에서 도전성 물질의 제거에 의해 기판(122)이 적절하게 평탄화되면, 평탄화 헤드(204)는 플래튼 어셈블리(230)와 프로세싱 패드 어셈블리(222)의 접촉으로부터 기판(122)을 제거하도록 상승된다. 기판(122)은 하나에서 또다른 벌크 ECMP 스테이션, 잔류물 ECMP 스테이션(130) 또는 평탄화 모듈(106)로부터 제거되기 이전에 추가의 프로세싱을 위해 CMP 스테이션(132)으로 이송될 수 있다. Once the substrate 122 is properly planarized by removal of the conductive material at the bulk ECMP station 128, the planarization head 204 removes the substrate 122 from contact with the platen assembly 230 and the processing pad assembly 222. Is raised to remove. Substrate 122 may be transferred to CMP station 132 for further processing before being removed from one bulk ECMP station, residue ECMP station 130 or planarization module 106.

도 11은 볼 조정 장치(1102)를 갖는 벌크 ECMP 스테이션(1100)의 일실시예의 간략화된 측단면도이다. 볼 조정 장치(1102)는 플래튼 어셈블리(230) 부근에 배치되며 도 11에 도시된 것처럼 플래튼 어셈블리(230)의 제 1 제거 위치와 플래튼 어셈블리(230) 위의 제 2 위치 사이에서 회전할 수 있다.11 is a simplified side cross-sectional view of one embodiment of a bulk ECMP station 1100 having a ball adjusting device 1102. The ball adjustment device 1102 is positioned near the platen assembly 230 and can rotate between a first removal position of the platen assembly 230 and a second position above the platen assembly 230 as shown in FIG. 11. Can be.

볼 조정 장치(1102)는 플래튼 어셈블리(230)를 갖는 상부 표면(206)에 일반적으로 평행한 배향을 갖는 패드(1104)를 포함한다. 패드(1104)는 플래튼 어셈블리(230)상에 배치된 프로세싱 패드 어셈블리(222)에 대해 이격된 관계로 유지되면서 기판 평탄화 사이의 프로세스 유효 시간 동안 상부 표면(260) 위로 연장하는 하나 이상의 볼(406)과 접촉하도록 구성된다. 볼 조정 장치(1102)와 접촉되는 하나 이상의 볼(406) 사이의 상대 운동은, 볼(406)이 회전하게 하여, 프로세스 화학제에 의한 볼(406)상의 공격을 감소시킬 수 있다. 볼 조정 장치(1102)와 하나 이상의 볼(406) 사이의 상대 운동은 조정 장치(1102) 스위핑, 플래튼 어셈블리(230) 회전, 패드(1104) 회전, 이들의 조합 또는 볼(406)의 회전을 유도하기에 적합한 다른 운동에 의해 제공된다.The ball adjustment device 1102 includes a pad 1104 having an orientation generally parallel to the top surface 206 having the platen assembly 230. The pad 1104 is maintained in a spaced relationship relative to the processing pad assembly 222 disposed on the platen assembly 230 while extending one or more balls 406 extending over the top surface 260 during the process validity time between substrate planarization. ) In contact with Relative motion between one or more balls 406 in contact with the ball adjusting device 1102 can cause the ball 406 to rotate, reducing attack on the ball 406 by process chemicals. The relative motion between the ball adjuster 1102 and one or more balls 406 may be caused by sweeping the adjuster 1102, rotating the platen assembly 230, rotating the pad 1104, a combination thereof, or rotating the ball 406. Provided by another exercise suitable for induction.

일 실시예에서, 패드(1104)는 폴리머 물질로 제조될 수 있다. 선택적으로, 패드(1104)는 금속, 도전성 폴리머 또는 내부에 도전성 물질이 배치된 폴리머와 같은 도전성 물질로 제조될 수 있다. 패드(1104)가 도전성인 실시예에서, 패드(1104)는 프로세스 화학제로부터 볼(406)을 추가로 보호하기 위해 네거티브로 바이어스될 수 있다. 프로세스 화학제로부터 볼(406)을 보호하기 위해 상기 개시된 다른 방법들은 조정 장치(1102), 또는 이들의 임의의 다른 조합물과 결합하여 사용될 수 있다.In one embodiment, the pad 1104 may be made of a polymeric material. Optionally, the pad 1104 may be made of a conductive material, such as a metal, a conductive polymer, or a polymer having a conductive material disposed therein. In embodiments where pad 1104 is conductive, pad 1104 may be negatively biased to further protect balls 406 from process chemicals. Other methods disclosed above may be used in conjunction with the adjusting device 1102, or any other combination thereof, to protect the ball 406 from process chemicals.

도 12는 잔류물 ECMP 스테이션(130)의 일 실시예의 단면도이다. 일반적으로 제 2 ECMP 스테이션(130)은 완전(fully) 도전성 프로세싱 패드 어셈블리(1204)를 지지하는 플래튼(1202)을 포함한다. 플래튼(1202)은 프로세싱 패드 어셈블리 (1204)를 통해 전해질을 전달하기 위해 상기 개시된 플래튼 어셈블리(230)와 유사하게 구성될 수 있거나, 또는 플래튼(1202)은 프로세싱 패드 어셈블리(1204)의 평탄화 표면에 전해질을 제공하도록 구성되어 그와 인접하게 배치된 유체 전달 암(1206)을 포함할 수 있다.12 is a cross-sectional view of one embodiment of a residue ECMP station 130. Generally, the second ECMP station 130 includes a platen 1202 that supports the fully conductive processing pad assembly 1204. The platen 1202 may be configured similar to the platen assembly 230 disclosed above to deliver electrolyte through the processing pad assembly 1204, or the platen 1202 may planarize the processing pad assembly 1204. And may include a fluid delivery arm 1206 configured to provide electrolyte to the surface and disposed adjacent thereto.

일 실시예에서, 프로세싱 패드 어셈블리(1204)는 도전성 패드(1210)와 전극(1214) 사이에 삽입된 삽입 패드(1212)를 포함한다. 도전성 패드(1210)는 실질적으로 상부 프로세싱 표면에 대해 도전성이며 일반적으로 도전성 물질 또는 내부에 도전성 미립자가 분산된 폴리머 매트릭스 또는 도전성 코팅된 패브릭과 같은 도전성 합성물로 제조된다(즉, 도전성 부재는 평탄화 표면을 포함하는 물질과 일체식으로 분산되거나 또는 상기 물질을 포함한다). 도전성 패드(1210), 삽입 패드(1212), 및 전극(1214)은 상기 개시된 도전성 패드(966, 1012), 백킹(1014) 및 전극(1016)으로 제조될 수 있다. 일반적으로 프로세싱 패드 어셈블리(1204)는 침투성이거나 천공되어 전해질이 도전성 패드(1210)의 상부 표면(1220)과 전극(1214) 사이를 통과할 수 있다. 도 12에 도시된 실시예에서, 프로세싱 패드 어셈블리(1204)는 전해질이 흐를 수 있는 개구부(1222)에 의해 천공된다. 일 실시예에서, 도전성 패드(1210)는 예를 들어, 직조된 구리 코팅 폴리머 상에 배치된 폴리머 매트릭에서의 주석 미립자와 같이 도전성 피버상에 배치된 폴리머 매트릭상에 배치된 도전성 물질을 포함한다. 도전성 패드(1210)는 도 7의 실시예에서 콘택 어셈블리(700)를 사용할 수 있다. In one embodiment, the processing pad assembly 1204 includes an insertion pad 1212 inserted between the conductive pad 1210 and the electrode 1214. Conductive pad 1210 is substantially conductive to the upper processing surface and is generally made of a conductive material such as a conductive material or a conductive composite such as a polymer matrix or conductive coated fabric with conductive particulate dispersed therein (ie, the conductive member may Integrally dispersed with or comprising the material). The conductive pad 1210, the insertion pad 1212, and the electrode 1214 may be made of the conductive pads 966 and 1012, the backing 1014, and the electrode 1016 described above. Processing pad assembly 1204 is generally permeable or perforated such that electrolyte can pass between top surface 1220 and electrode 1214 of conductive pad 1210. In the embodiment shown in FIG. 12, the processing pad assembly 1204 is perforated by an opening 1222 through which the electrolyte can flow. In one embodiment, conductive pad 1210 includes a conductive material disposed on a polymer matrix disposed on a conductive fiber, such as tin particles in a polymer matrix disposed on a woven copper coated polymer, for example. The conductive pad 1210 may use the contact assembly 700 in the embodiment of FIG. 7.

도전성 포일(1216)은 부가적으로 도전성 패드(1210)와 서브패드(1212) 사이 에 배치된다. 포일(1216)은 전력원(242)에 결합되어 도전성 패드(1210)에 대해 전력원(242)에 의해 인가된 전력의 균일한 분포를 제공한다. 부가적으로, 패드 어셈블리(1204)는 삽입 패드(1218)를 포함하여, 포일(1216)과 함께 상부에놓인 도전성 패드(121)에 기계적 세기를 제공한다. 포일(1216)과 삽입 패드(1218)은 삽입층(1038)과 상기 개시된 도전성 백킹(1036)와 유사하게 구성된다.Conductive foil 1216 is additionally disposed between conductive pad 1210 and subpad 1212. Foil 1216 is coupled to power source 242 to provide a uniform distribution of power applied by power source 242 to conductive pad 1210. Additionally, pad assembly 1204 includes insertion pads 1218 to provide mechanical strength to conductive pads 121 overlying foil 1216. Foil 1216 and insertion pad 1218 are constructed similarly to insertion layer 1038 and conductive backing 1036 disclosed above.

프로세싱 시스템(100)의 또다른 예시적인 동작 모드는 주로 도 12를 참조로 개시된다. 동작시, 평탄화 헤드(204)에 보유되는 기판(122)은 잔류물 ECMP 스테이션(130)의 플래튼 어셈블리상에 배치된 프로세싱 패드 어셈블리(1204) 위에서 이동한다. 평탄화 헤드(204)는 도전성 패드(1210)의 상부 표면(1220)과 접촉하게 기판(122)이 위치되도록 플래튼 어셈블리(1202)를 향해 하강한다. 전달 암(1206)을 통해 프로세싱 패드 어셈블리(222)에 전해질이 공급되고 프로세싱 패드 어셈블리(1204)로 흐른다.Another exemplary mode of operation of the processing system 100 is primarily disclosed with reference to FIG. 12. In operation, the substrate 122 held in the planarization head 204 moves above the processing pad assembly 1204 disposed on the platen assembly of the residue ECMP station 130. The flattening head 204 is lowered toward the platen assembly 1202 so that the substrate 122 is positioned in contact with the top surface 1220 of the conductive pad 1210. An electrolyte is supplied to the processing pad assembly 222 through the transfer arm 1206 and flows to the processing pad assembly 1204.

도전성 패드(1210)의 상부 표면(1220)과 패드 어셈블리(1204)의 전극(1214) 사이에 전력원(1218)으로부터 바이어스 전압이 인가된다. 도전성 패드(1210)의 상부 표면(1220)은 기판과 접촉하여 전기적 바이어스가 인가된다. 전극(1214)과 기판(122) 사이의 개구부 충진 전해질은 전력원(1218)와 기판(122) 사이에 도전 경로를 제공하여 양극산화 분해 방법에 의해 기판(122)의 표면상에 배치된 구리와 같은 도전성 물질을 제거하는 전기화학적 기계적 평탄화 프로세스를 작동된다. 도전성 패드(1210)의 상부 표면(1220)이 완전 도전성인 경우, 벌크 ECMP 스테이션(128)에서 프로세싱을 통해 완전히 제거되지 않은 구리의 개별 아일랜드와 같은 잔류물질 이 효과적으로 제거된다.A bias voltage is applied from the power source 1218 between the top surface 1220 of the conductive pad 1210 and the electrode 1214 of the pad assembly 1204. Top surface 1220 of conductive pad 1210 is in contact with the substrate and an electrical bias is applied. The opening filling electrolyte between the electrode 1214 and the substrate 122 provides a conductive path between the power source 1218 and the substrate 122 to provide a conductive path between the copper and the copper disposed on the surface of the substrate 122 by an anodizing method. An electrochemical mechanical planarization process is removed to remove the conductive material as such. If the top surface 1220 of the conductive pad 1210 is fully conductive, residual material such as individual islands of copper that are not completely removed through processing at the bulk ECMP station 128 is effectively removed.

일단 기판(122)이 잔류물 ECMP 스테이션(130)에서 잔류물 도전성 물질의 제거에 의해 적절히 평탄화되면, 평탄화 헤드(204)가 플래튼 어셈블리(1202)와 프로세싱 패드 어셈블리(1204)의 접촉으로부터 기판(122)을 제거하도록 상승된다. 기판(122)은 다른 잔류물 ECMP 스테이션 또는 평탄화 모듈(106)로부터의 제거 이전에 또다른 프로세싱을 위해 CMP 스테이션(132)으로 이송될 수 있다.Once the substrate 122 is properly planarized by removal of the residue conductive material at the residue ECMP station 130, the planarization head 204 may be removed from the contact of the platen assembly 1202 with the processing pad assembly 1204. 122) is raised to remove. Substrate 122 may be transferred to CMP station 132 for further processing prior to removal from another residue ECMP station or planarization module 106.

따라서, 본 발명은 전기화학적으로 기판을 평탄화시키기 위한 개선된 방법 및 장치를 제공한다. 바람직한 장치는 프로세싱 사이의 유휴 기간 동안 프로세시 부품의 손상을 방지하면서 기판으로부터 효과적으로 벌크 및 잔류 물질 제거를 용이하게 한다. 또한, 본 명세서에서 개시된 것처럼 배열된 장치는 벌크 ECMP 스테이션(128) 단독으로, 잔류물 ECMP 스테이션(130) 단독으로, 종래의 CMP 스테이션(132)과 협력하여 배열된 하나 이상의 벌크 및/또는 잔류물 ECMP 스테이션(130)으로, 또는 이들의 임의의 조합으로 구성될 수 있다. 또한, 본 명세서에서 개시된 방법 및 장치는 전극 및 기판에 인가되는 바이어스의 극성을 반전시킴으로써 기판상에 물질을 증착하는데 사용될 수 있다.Accordingly, the present invention provides an improved method and apparatus for electrochemically planarizing a substrate. Preferred devices facilitate effective bulk and residual material removal from the substrate while preventing damage to the process components during the idle period between processings. In addition, the devices arranged as disclosed herein may include one or more bulk and / or residues arranged in bulk ECMP station 128 alone, residue ECMP station 130 alone, in cooperation with conventional CMP station 132. ECMP station 130, or any combination thereof. In addition, the methods and apparatus disclosed herein can be used to deposit materials on a substrate by reversing the polarity of the bias applied to the electrode and the substrate.

지금까지 본 발명의 실시예를 개시하였지만, 본 발명의 다른 추가적 실시예들이 하기 특허청구범위에 한정된 본 발명의 기본 사상 및 개념을 이탈하지 않고 고안될 수 있다.While the embodiments of the present invention have been disclosed so far, other additional embodiments of the present invention can be devised without departing from the basic spirit and concept of the invention as defined in the following claims.

Claims

지지 표면을 갖는 플래튼 어셈블리 ;A platen assembly having a support surface;

상기 플래튼 어셈블리 상에 배치된 전극 ;An electrode disposed on the platen assembly;

상기 플래튼 어셈블리 내에 형성되는 플래넘 ; 및 A plenum formed in the platen assembly; And

상기 플래넘에 상기 지지 표면을 결합시키는 상기 플래튼 어셈블리를 통해 형성된 다수의 통로들A plurality of passages formed through the platen assembly coupling the support surface to the plenum

을 포함하는 기판 프로세싱 셀.Substrate processing cell comprising a.

제 1 항에 있어서,The method of claim 1,

상기 플래튼 어셈블리 상에 배치되며 그의 상부에서 기판을 처리하도록 구성된 상부 유전체 프로세싱 표면을 갖는 프로세싱 패드 ; 및A processing pad disposed on the platen assembly and having a top dielectric processing surface configured to process a substrate thereon; And

상기 기판을 전기적으로 바이어스하기 위해 상기 상부 프로세싱 표면상에 배열된 하나 이상의 도전성 부재들One or more conductive members arranged on the upper processing surface to electrically bias the substrate

을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 프로세싱 셀.The substrate processing cell further comprises.

제 1 항에 있어서, 상기 플래튼 어셈블리는,The method of claim 1, wherein the platen assembly,

상부 표면을 포함하며 상기 형성된 통로 각각에 적어도 제 1 부분을 갖는 상부 플레이트 ; 및An upper plate comprising an upper surface and having at least a first portion in each of said formed passages; And

상부에 프로세싱 패드가 배치된 상기 상부 플레이트의 표면 맞은편에 배치되 고 상기 도전성 부재들과 전기적으로 결합되며, 상기 형성된 통로들 각각의 적어도 제 2 부분을 갖는 도전성 콘택 플레이트A conductive contact plate disposed opposite the surface of the upper plate with a processing pad disposed thereon and electrically coupled with the conductive members, the conductive contact plate having at least a second portion of each of the formed passages

를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 프로세싱 셀.The substrate processing cell further comprises.

제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein

상기 도전성 플레이트는 상기 플래튼 어셈블리에 형성된 상기 플래넘에 배치되는 것을 특징으로 하는 기판 프로세싱 셀.And the conductive plate is disposed in the plenum formed in the platen assembly.

제 4 항에 있어서, 상기 하나 이상의 도전성 부재들중 적어도 하나는,The method of claim 4, wherein at least one of the one or more conductive members is formed by:

볼 ; 및 Ball; And

상기 볼과 상기 도전성 콘택 플레이트 사이에 전기적으로 결합된 어댑터An adapter electrically coupled between the ball and the conductive contact plate

를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 프로세싱 셀.Substrate processing cell comprising a.

제 5 항에 있어서,The method of claim 5, wherein

상기 볼은 도전성 외부층으로 코팅된 폴리머로 제조되는 것을 특징으로 하는 기판 프로세싱 셀.And the ball is made of a polymer coated with a conductive outer layer.

제 2 항에 있어서, 상기 하나 이상의 도전성 부재들은,The method of claim 2, wherein the one or more conductive members,

프로세싱 동안 상기 프로세싱 표면상에 배치된 상기 기판을 바이어싱하도록 구성된 다수의 볼들 ; 및A plurality of balls configured to bias the substrate disposed on the processing surface during processing; And

상기 볼들을 보유하는 하우징Housing holding the balls

제 7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein

상기 하우징을 통해 상기 프로세싱 표면으로 프로세싱 유체가 흐르도록 구성된 전해질 소스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 프로세싱 셀.And an electrolyte source configured to flow processing fluid through the housing to the processing surface.

제 3 항에 있어서, 상기 플래튼 어셈블리는,The method of claim 3, wherein the platen assembly,

상기 상부 표면 맞은편의 상기 상부 플레이트에 결합된 하부 플레이트 ;A lower plate coupled to the upper plate opposite the upper surface;

상기 하부 플레이트에 배치된 제 1 전기적 단자 ; 및A first electrical terminal disposed on the lower plate; And

상기 콘택 플레이트에 배치되며 상기 도전성 부재들에 결합된 제 2 전기적 단자를 포함하며,A second electrical terminal disposed on the contact plate and coupled to the conductive members,

상기 제 1 및 제 2 전기적 단자들은 메일(male)/피메일(female) 형태로 결합되는 것을 특징으로 하는 기판 프로세싱 셀.And the first and second electrical terminals are coupled in the form of a male / female.

제 9 항에 있어서, The method of claim 9,

상기 플래튼 어셈블리는 상기 플래넘으로부터 상기 제 2 전기적 콘택을 유체적으로 절연시키는 시일(seal)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 프로세싱 셀.And the platen assembly further comprises a seal that fluidly insulates the second electrical contact from the plenum.

제 10 항에 있어서, 상기 플래튼 어셈블리는,The method of claim 10, wherein the platen assembly,

상기 콘택 플레이트 맞은편의 상기 플래넘을 한정하는 커버 플레이트 ;A cover plate defining the plenum opposite the contact plate;

상기 커버 플레이트에 배치된 제 1 유체 포트 ;A first fluid port disposed on the cover plate;

상기 하부 플레이트에 배치되며 상기 제 1 유체 포트와 매칭되는 제 2 유체 포트 ; 및A second fluid port disposed on the lower plate and matched with the first fluid port; And

상기 제 2 유체 포트와 결합되는 전해질 소스An electrolyte source coupled with the second fluid port

제 2 항에 있어서,The method of claim 2,

상기 플래튼 어셈블리는 상기 플래튼 어셈블리에 배치되고 상기 플래튼 어셈블리를 향해 상기 프로세싱 패드를 흡인(attract)하도록 구성되는 마그네틱 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 프로세싱 셀.And the platen assembly further comprises a magnetic member disposed in the platen assembly and configured to attract the processing pad toward the platen assembly.

제 12 항에 있어서,The method of claim 12,

상기 마그네틱 부재는 영구 자석 또는 전자석을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 프로세싱 셀.And the magnetic member further comprises a permanent magnet or an electromagnet.

제 2 항에 있어서,The method of claim 2,

상기 하나 이상의 도전성 부재들은 도전성 물질, 폴리머 매트릭스에 배치된 도전성 부재, 도전성 코팅된 패브릭중 적어도 하나를 포함하는 도전성 상부층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 프로세싱 셀.Wherein said one or more conductive members further comprise a conductive top layer comprising at least one of a conductive material, a conductive member disposed in a polymer matrix, and a conductive coated fabric.

제 2 항에 있어서, 상기 패드는,The method of claim 2, wherein the pad,

상기 전극에 결합되며 비-도전성 프로세싱 표면을 갖는 상부층 ;An upper layer coupled to the electrode and having a non-conductive processing surface;

상기 프로세싱 표면에 상기 전극층을 노출시키기 위해 상기 상부층을 통해 형성된 제 1 세트의 홀들 ; 및A first set of holes formed through the top layer to expose the electrode layer to the processing surface; And

상기 상부층과 상기 전극을 통해 형성된 적어도 하나의 개구부At least one opening formed through the upper layer and the electrode

제 15 항에 있어서,The method of claim 15,

상기 제 1 세트의 홀들은 상기 전극의 상부 표면을 노출시키는 것을 특징으로 하는 기판 프로세싱 셀.And said first set of holes expose a top surface of said electrode.

제 16 항에 있어서,The method of claim 16,

상기 적어도 하나의 개구부는 상기 상부층과 도전성층의 중심부를 통해 형성된 단일 통로인 것을 특징으로 하는 기판 프로세싱 셀.And the at least one opening is a single passage formed through a central portion of the top layer and the conductive layer.

제 15 항에 있어서,The method of claim 15,

상기 상부층과 상기 전극 사이에 삽입된 서브패드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 프로세싱 셀.And a subpad inserted between the top layer and the electrode.

제 18 항에 있어서,The method of claim 18,

상기 서브패드, 상기 도전성층 및 상기 상부층은 압축 몰딩(compression molding), 스택킹(stacking), 파스닝(fastening), 부착(adhreing) 및 본딩(bonding)중 적어도 하나에 의해 결합되는 것을 특징으로 하는 기판 프로세싱 셀.The subpad, the conductive layer and the top layer are joined by at least one of compression molding, stacking, fastening, adhering and bonding. Substrate processing cell.

제 15 항에 있어서,The method of claim 15,

상기 전극은 독립적으로 바이어스가능한 다수의 전기적 영역을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 프로세싱 셀.And the electrode further comprises a plurality of independently biasable electrical regions.

제 15 항에 있어서,The method of claim 15,

상기 상부층은 폴리우레탄으로 제조되는 것을 특징으로 하는 기판 프로세싱 셀.And the top layer is made of polyurethane.

제 15 항에 있어서,The method of claim 15,

상기 도전성 부재는 도전성 물질층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 프로세싱 셀.And the conductive member further comprises a conductive material layer.

제 15 항에 있어서, 상기 도전성 부재는The method of claim 15, wherein the conductive member

폴리머 바인더층에 배치된 도전성 물질 ; 및Conductive material disposed on the polymer binder layer; And

상기 바인더층과 상기 전극 사이에 배치된 패브릭층Fabric layer disposed between the binder layer and the electrode

기판 프로세싱 시스템으로서,A substrate processing system,

엔클로져 ;Enclosure;

상기 엔클로져에 배치된 제 1 전기화학적 기계적 프로세싱 스테이션 ;A first electrochemical mechanical processing station disposed in the enclosure;

상기 제 1 전기화학적 기계적 프로세싱 스테이션에 배치되며 제 1 기판 프로세싱 영역에 대해 실질적으로 비-도전성인 상부 유전체 프로세싱 표면을 갖는 제 1 프로세싱 패드 어셈블리 ;A first processing pad assembly disposed in the first electrochemical mechanical processing station and having an upper dielectric processing surface that is substantially non-conductive to the first substrate processing region;

상기 제 1 프로세싱 패드상에 배치된 기판과 접촉하도록 노출된 하나 이상의 도전성 부재들; One or more conductive members exposed to contact a substrate disposed on the first processing pad;

상기 엔클로져에 배치된 제 2 전기화학적 기계적 프로세싱 스테이션;A second electrochemical mechanical processing station disposed in the enclosure;

상기 제 2 전기화학적 기계적 프로세싱 스테이션에 배치되고 제 2 기판 프로세싱 영역에 대해 실질적으로 도전성인 상부 도전성 프로세싱 표면을 갖는 제 2 프로세싱 패드 어셈블리 ; 및A second processing pad assembly disposed in the second electrochemical mechanical processing station and having an upper conductive processing surface that is substantially conductive to a second substrate processing region; And

상기 제 1 및 제 2 전기화학적 기계적 프로세싱 스테이션들 사이에서 기판을 이송하도록 구성된 이송 메커니즘A transfer mechanism configured to transfer the substrate between the first and second electrochemical mechanical processing stations

을 포함하는 기판 프로세싱 시스템.Substrate processing system comprising a.

제 24 항에 있어서, The method of claim 24,

상기 제 1 프로세싱 패드 어셈블리는 상기 상부 유전체 프로세싱 표면을 포함하는 유전체 상부층 및 상기 상부층 아래에 배치된 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 프로세싱 시스템.And the first processing pad assembly comprises a dielectric top layer comprising the top dielectric processing surface and an electrode disposed below the top layer.

제 25 항에 있어서, 상기 하나 이상의 도전성 부재들중 적어도 하나는,26. The method of claim 25, wherein at least one of the one or more conductive members is

하우징;housing;

상기 프로세싱 표면에 대해 직각 방향으로 상기 하우징에 제거가능하게 배치되며 프로세싱 동안 상기 전극에 대해 상기 프로세싱 표면상에 배치된 상기 전극을 바이어싱하도록 구성된 볼 ;A ball removably disposed in the housing in a direction perpendicular to the processing surface and configured to bias the electrode disposed on the processing surface relative to the electrode during processing;

상기 하우징에 배치되며 상기 볼과 접촉을 유지하도록 구성되는 콘택 부재 ; 및A contact member disposed in the housing and configured to maintain contact with the ball; And

상기 콘택 부재에 결합된 도전성 어댑터A conductive adapter coupled to the contact member

를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 프로세싱 시스템.Substrate processing system further comprising.

제 27 항에 있어서,The method of claim 27,

상기 하우징 및 어댑터는 상기 제 1 패드 어셈블리의 프로세싱 표면과 접촉하도록 유전체가 흐를수 있게 구성된 통로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 프로세싱 시스템.The housing and adapter further comprising a passageway configured to allow dielectric to flow in contact with the processing surface of the first pad assembly.

제 26 항에 있어서,The method of claim 26,

상기 하우징의 외부 표면에 결합된 도전성 차폐물을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 프로세싱 시스템.And a conductive shield coupled to the outer surface of the housing.

제 28 항에 있어서,The method of claim 28,

상기 도전성 차폐물은 그래파이트, 도전성 폴리머, 희금속, 또는 구리중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 프로세싱 시스템.And the conductive shield comprises at least one of graphite, conductive polymers, rare metals, or copper.

제 24 항에 있어서,The method of claim 24,

상기 제 1 프로세싱 패드 어셈블리를 지지하는 상부 표면을 갖는 유전체 플레이트 ; 및A dielectric plate having an upper surface supporting the first processing pad assembly; And

상기 상부 표면 맞은편의 상기 유전체 플레이트에 형성된 리세스에 배치된 도전성 콘택 플레이트A conductive contact plate disposed in a recess formed in the dielectric plate opposite the upper surface

제 24 항에 있어서, 상기 제 1 전기화학적 프로세싱 스테이션은,25. The method of claim 24, wherein the first electrochemical processing station is

상부에 상기 제 1 프로세싱 패드 어셈블리가 배치된 플래튼 어셈블리 ; 및A platen assembly having the first processing pad assembly disposed thereon; And

상기 플래튼 어셈블리 내에 형성된 플래넘Plenum formed in the platen assembly

을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 프로세싱 시스템.Substrate processing system further comprising.

제 31 항에 있어서,The method of claim 31, wherein

상기 제 1 프로세싱 패드 어셈블리의 상기 프로세싱 표면에 상기 플래넘을 유체 결합하는 적어도 하나의 통로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 프로세싱 시스템.And at least one passage fluidly coupling the plenum to the processing surface of the first processing pad assembly.

제 32 항에 있어서,The method of claim 32,

상기 제 1 프로세싱 패드 어셈블리의 상기 프로세싱 표면에 린스 및 프로세싱 유체를 선택적으로 제공하도록 구성된 상기 플래넘에 결합된 적어도 하나의 유체 소스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 프로세싱 시스템.And at least one fluid source coupled to the plenum configured to selectively provide rinse and processing fluid to the processing surface of the first processing pad assembly.

제 24 항에 있어서, 상기 제 2 전기화학적 프로세싱 스테이션은,The method of claim 24, wherein the second electrochemical processing station,

상부에 상기 제 2 프로세싱 패드 어셈블리가 배치된 플래튼 어셈블리 ; 및 A platen assembly having the second processing pad assembly disposed thereon; And

상기 플래튼 어셈블리내에 형성된 플래넘Plenum formed in the platen assembly

제 34 항에 있어서,The method of claim 34, wherein

상기 제 1 프로세싱 패드 어셈블리의 상기 프로세싱 표면에 상기 플래넘을 유체적으로 결합시키는 적어도 하나의 통로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 프로세싱 시스템.And at least one passage fluidically coupling the plenum to the processing surface of the first processing pad assembly.

제 24 항에 있어서, The method of claim 24,

상기 제 2 프로세싱 패드 어셈블리는 바인더를 통해 분산된 도전성 필러들로 제조된 상기 프로세싱 표면을 포함하는 도전성 프로세싱 물품을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 프로세싱 시스템.And the second processing pad assembly further comprises a conductive processing article comprising the processing surface made of conductive fillers dispersed through a binder.

제 24 항에 있어서,The method of claim 24,

상기 제 2 프로세싱 패드 어셈블리는 도전성 물질로 코팅된 패브릭으로 제조된 상기 프로세싱 표면을 포함하는 도전성 프로세싱 물품을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 프로세싱 시스템.And the second processing pad assembly further comprises a conductive processing article comprising the processing surface made of a fabric coated with a conductive material.

제 24 항에 있어서,The method of claim 24,

적어도 제 3 프로세싱 스테이션을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 프로세싱 시스템.And at least a third processing station.

제 24 항에 있어서, The method of claim 24,

상기 하나 이상의 도전성 부재들은 도전성 물질, 폴리머 매트릭스에 배치된 도전성 부재, 또는 도전성 코팅된 패브릭중 적어도 하나를 포함하는 도전성 상부층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 프로세싱 시스템.The one or more conductive members further comprise a conductive top layer comprising at least one of a conductive material, a conductive member disposed in a polymer matrix, or a conductive coated fabric.

기판 프로세싱 물품으로서,A substrate processing article,

비-도전성 프로세싱 표면을 갖는 상부층 ;An upper layer having a non-conductive processing surface;

상기 상부층에 결합되는 도전성층;A conductive layer coupled to the upper layer;

상기 프로세싱 표면에 상기 도전성층을 노출시키기 위해 상기 상부층을 통해 형성된 제 1 세트의 홀들 ; 및A first set of holes formed through the top layer to expose the conductive layer to the processing surface; And

상기 상부층과 상기 도전성층을 통해 형성된 적어도 하나의 개구부At least one opening formed through the upper layer and the conductive layer

를 포함하는 기판 프로세싱 물품.Substrate processing article comprising a.

기판 프로세싱 물품으로서,A substrate processing article,

상기 프로세싱 표면 맞은편의 상기 상부층과 결합된 서브패드 ;A subpad coupled with the top layer opposite the processing surface;

상기 상부층에 상기 서브패드를 삽입하고 전력원에 접속되는 단자를 포함하는 도전성층 ;A conductive layer including a terminal inserted into the upper layer and connected to a power source;

상기 프로세싱 표면에 상기 도전성층을 노출시키기 위해 상기 상부층 및 서브패드를 통해 형성된 제 1 세트의 홀들 ; 및A first set of holes formed through the top layer and the subpad to expose the conductive layer to the processing surface; And

상기 상부층, 상기 서브패드 및 상기 도전성층을 통해 형성된 적어도 하나의 개구부At least one opening formed through the upper layer, the subpad, and the conductive layer

제 41 항에 있어서,42. The method of claim 41 wherein

상기 도전성층은 독립적으로 바이어스가능한 다수의 전기적 영역을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 프로세싱 물품.And the conductive layer further comprises a plurality of independently biasable electrical regions.