CN1829587A - 用于电化学机械抛光的导电抛光物件 - Google Patents

Abstract

提供了用于处理衬底的抛光物件的实施例。在一个实施例中，用于处理衬底的抛光物件包括具有布置在其上的导电层的织物层。导电层可以是编织的或非编织的。导电层可以由软材料制成，并且在一个实施例中，暴露表面可以是平面的。

Description

用于电化学机械抛光的导电抛光物件

技术领域

本发明涉及用于平坦化衬底表面的制造物件和装置。

背景技术

亚四分之一微米(sub-quarter micron)金属化多层金属化是用于下一代超大规模集成(ULSI)的关键技术之一。作为此技术核心的多层互连需要形成在高深宽比的孔隙中的互连特征的平坦化，所述特征包括接触、过孔、线路和其他特征。这些互连特征的可靠形成对于ULSI的成功以及对于在单独衬底和管芯上提高电路密度和质量的不断追求是非常重要的。

在集成电路和其他电子器件的制造中，多层的导电材料、半导体材料、和电介质材料被沉积在衬底的表面上或从衬底的表面移除。可以通过多种沉积技术沉积薄层的导电材料、半导体材料、和电介质材料。现代处理中常用的沉积技术包括物理气相沉积(PVD)(也称为溅射)、化学气相沉积(CVD)、等离子体增强化学气相沉积(PECVD)、和电化学电镀(ECP)。

当多层材料被相继地沉积和移除时，衬底的最上层表面可能在其表面上变得非平坦而需要平坦化。平坦化表面、或“抛光”表面，是从衬底的表面移除材料以形成基本平滑的平坦表面。平坦化在移除诸如粗糙表面、结块材料、晶格损坏、划痕、以及污染层或材料之类的不期望的表面形貌和表面缺陷中是有用的。通过移除多余的用于填充特征并为后继级别的金属化和处理提供平滑表面的沉积材料，平坦化形成衬底上的特征中也是有用的。

化学机械平坦化、或化学机械抛光(CMP)是用于平坦化衬底的常用技术。CMP利用通常为浆液或其他流体介质的化学复合物，用于从衬底有选择的材料移除。在传统的CMP技术中，衬底载具或抛光头安装在载具组件上并定位为与CMP装置中的抛光垫接触。载具组件将可控压力提供到衬底，压迫衬底抵靠抛光垫。通过外部驱动力，该垫相对于衬底移动。在分布抛光复合物的同时，CMP装置实现在衬底表面与抛光头之间的抛光或摩擦运动以实现化学作用和/或机械作用以及随之发生的从衬底表面的材料移除。

在集成电路制造中被日益增加地使用的一种材料是铜，这是由于其理想的电属性。但是，铜具有其自身特定的制造问题。例如，铜难以图案化和刻蚀，而诸如金属镶嵌或双金属镶嵌处理之类的新的处理和技术正被用于形成铜衬底特征。

在金属镶嵌处理中，特征界定在电介质材料中并接着用铜填充。在铜金属镶嵌的制造中正在使用具有低介电常数(即，小于3)的电介质材料。在铜材料的沉积之前，将阻挡层材料共形地沉积在电介质层中形成的特征的表面上。接着，将铜材料沉积在阻挡层及周围区域之上。但是，特征的铜填充通常导致在衬底表面上多余的铜材料、或过载，其必须移除以形成电介质材料中的铜填充特征并为后续处理准备衬底表面。

在抛光铜材料中存在的一个挑战是在导电材料与阻挡层之间的界面通常是非平坦的且残余铜材料留存在由非平坦界面形成的不规则部分中。此外，经常以不同的速率从衬底表面移除导电材料和阻挡材料，其两者都可以导致多余的导电材料作为残余物留存在衬底表面上。而且，衬底表面可以具有不同的表面形貌，其取决于形成在其中的特征的密度或尺寸。以不同的移除速率沿着衬底表面的不同形貌移除铜材料，其使得从衬底表面的铜材料的有效移除和衬底表面的最终平坦性难以实现。

从衬底表面将所期望的铜材料全部移除的一个方案是过度抛光衬底表面。但是，一些材料的过度抛光可能导致形貌缺陷的形成，例如特征中凹面或凹陷(其被称作碟凹(dishing))，或电介质材料的过多移除(其被称作侵蚀(erosion))。来自碟凹和侵蚀的形貌缺陷可以进一步导致诸如布置在其下的阻挡层材料之类的其他材料的不均匀移除，并产生具有小于期望抛光质量的衬底表面。

对铜表面抛光的另一个问题来自低介电常数(低k)电介质材料的使用以在衬底表面中形成铜金属镶嵌。诸如碳掺杂的氧化硅之类的低k电介质材料在称作下压力的传统的抛光压力(即，大约6psi)下可能变形或破裂，其可以不利地影响衬底抛光质量并不利地影响器件形成。例如，在衬底与抛光垫之间的相对旋转运动可以引起沿着衬底表面的剪切力并使低k材料变形以形成形貌缺陷，其可能不利地影响后续抛光。

用于抛光低电介质材料中的铜的一种方案是通过由电化学机械抛光(ECMP)技术抛光铜。ECMP技术通过电化学溶解从衬底表面移除导电材料而同时使用与传统CMP处理相比减小的机械研磨来抛光衬底。通过在电极与衬底表面之间施加偏压以进行电化学溶解，来将导电材料从衬底表面移除到周围电解液中。

在ECMP系统的一个实施例中，通过与在诸如衬底载具头之类的衬底支撑器件中的衬底表面电通信的导电接触的环来施加偏压。但是，已经观察到接触环表现了在衬底表面上非均匀的电流分布，其导致非均匀的溶解，尤其在过度抛光期间，导电接触的环不能有效地移除正被抛光的衬底的导电材料。通过将衬底与传统抛光垫接触并在衬底与抛光头之间提供相对运动来实现机械研磨。但是，传统抛光垫经常限制电解液流动到衬底的表面。此外，抛光垫可以由绝缘材料组成，其可能干扰到衬底表面的偏压的施加并导致从衬底表面的材料的非均匀的或变化的溶解。

结果，存在对用于在衬底表面上导电材料的移除的改进的抛光物件的需求。

发明内容

本发明的方面总体提供了用于使用电化学沉积技术、电化学溶解技术、抛光技术、和/或其组合的平坦化衬底上的层的制造物件和装置。

在一个方面，一种用于处理衬底的抛光物件包括具有适于抛光衬底的表面的主体和至少部分地嵌入在主体中的至少一个导电元件。导电元件可以包括可布置在接合剂材料中的涂覆有导电材料的纤维、导电填料、或其组合。导电元件可以包括至少部分地嵌入在主体中的，涂覆有导电材料的交织纤维的织物；至少部分地嵌入在主体中的，涂覆有导电材料的纤维、导电填料或其组合与接合剂的复合物；或其组合。导电元件可以具有延伸超过由抛光表面界定的平面的接触表面，并可以包括线圈、一个或多个环套、一个或多个绳、材料的交织纤维、或其组合。多个穿孔和多个槽可以形成在抛光物件中，以帮助材料流通过和越过抛光物件。

在另一个方面，提供了一种抛光物件，用于处理衬底表面，例如沉积在衬底表面上的导电层。抛光物件包括主体，该主体包括涂覆有导电材料的纤维、导电填料、或其组合中的至少一部分，并适于抛光衬底。多个穿孔和多个槽可以形成在抛光物件中，以帮助材料流在抛光物件周围和通过抛光物件。

在另一个方面，抛光物件可以布置在用于处理衬底的装置中，该装置包括盆体、布置在盆体中的可渗透的圆盘、布置在可渗透圆盘上的抛光物件或制造物件、在可渗透圆盘与盆体的底部之间布置在盆体中的电极、和适于在处理期间留持衬底的抛光头。

在另一个方面，抛光物件可以在一种用于处理衬底的方法中用作导电抛光物件，该方法包括提供包含包壳体的装置，将导电抛光物件布置在壳体中，以高至约20加仑每分钟(GPM)的流率将导电溶液提供到壳体中，将衬底定位为与导电溶液中的导电抛光物件相邻，使衬底表面与导电溶液中的导电抛光物件接触，在电极与导电抛光物件之间施加偏压，和移除衬底表面的表面的至少一部分。

在本发明的另一个实施例中，用于处理衬底的抛光物件包括耦合在电介质支撑层与导电层之间的插入层。导电层具有适于抛光衬底的暴露表面。支撑层比导电层具有更小的硬度，且插入层比支撑层具有更大的硬度。

在本发明的另一个实施例中，用于处理衬底的抛光物件包括耦合在导电层与支撑层之间的插入层。形成通过导电层、插入层和支撑层的至少一个孔包括形成在导电层中的第一孔，其比形成在插入层和支撑层中的第二孔具有更大的直径。

附图说明

因此将参考在附图中图示的实施例给出其中获得了和可以详细地理解本发明的上述方面的方式、即以上简短总结的本发明的更详细说明。

但是，应注意的是，附图仅图示了本发明的典型实施例，且因此不应被认为是其范围的限制，因为本发明可以容纳到其他等同效果的实施例。

图1是本发明的处理装置的一个实施例的俯视图；

图2是ECMP台的一个实施例的剖视图；

图3是抛光物件的一个实施例的部分剖视图；

图4是开槽的抛光物件的一个实施例的俯视图；

图5是开槽的抛光物件的另一个实施例的俯视图；

图6是开槽的抛光物件的另一个实施例的俯视图；

图7A是此处所述的导电布或织物的俯视图；

图7B和7C是抛光物件的部分剖视图，该抛光物件具有包括导电布或织物的抛光表面；

图7D是包括金属箔的抛光物件的一个实施例的部分剖视图；

图7E是包括织物材料的抛光物件的另一个实施例；

图7F是具有形成在其中的窗口的抛光物件的另一个实施例；

图8A和8B分别是具有导电元件的抛光物件的一个实施例的俯视示意图和剖视示意图；

图8C和8D分别是具有导电元件的抛光物件的一个实施例的俯视示意图和剖视示意图；

图9A和9B是具有导电元件的抛光物件的其他实施例的立体图；

图10A是抛光物件的另一个实施例的部分立体图；

图10B是抛光物件的另一个实施例的部分立体图；

图10C是抛光物件的另一个实施例的部分立体图；

图10D是抛光物件的另一个实施例的部分立体图；

图10E是抛光物件的另一个实施例的部分立体图；

图11A-11C是衬底与此处所述的抛光物件的实施例接触的一个实施例的示意性侧视图；

图12A-12D是具有连接到功率源的延伸部分的抛光物件的实施例的俯视图和侧视图；

图12E和12F示出了将功率提供到抛光物件的另一个实施例的侧视示意图和分解立体图；

图13A-13B是导电物件的另一个实施例的俯视图和剖视图；

图14A-14B是导电物件的另一个实施例的俯视图和剖视图；

图15-17是导电物件的可选实施例的剖视图；且

图18是电极的一个实施例的俯视图。

为帮助理解，在所有可能处使用了相同标号以表示对附图共同的相同元件。

具体实施方式

除非另外定义，此处使用的词语和短语由本领域技术人员给定为本领域中通常的和惯例的含义。化学机械抛光应该被广义地解释，并包括但不限于通过化学作用、机械作用、或者化学和机械作用两者的组合来研磨衬底表面。电抛光应该被广义地解释，并包括但不限于通过诸如阳极溶解之类的电化学作用的应用来平坦化衬底。

电化学机械抛光(ECMP)应该被广义地解释，并包括但不限于通过电化学作用、化学作用、机械作用、或者电化学、化学、和机械作用的组合以从衬底表面移除材料来平坦化衬底。

电化学机械电镀处理(ECMPP)应该被广义地解释，并包括但不限于将材料电化学沉积在衬底上并通过电化学作用、化学作用、机械作用、或者电化学、化学、和机械作用的组合平坦化已沉积的材料。

阳极溶解应该被广义地解释，并包括但不限于将阳极偏压直接或间接地施加到衬底，其导致导电材料从衬底表面的移除并进入周围电解液中。抛光表面被广义地定义为制造物件的一部分，其在处理期间至少部分地接触衬底表面，或者通过接触直接地或通过导电介质间接地将制造物件电耦合到衬底表面。

抛光装置

图1描述了处理装置100，其具有适于电化学沉积和化学机械抛光的至少一个台，例如电化学机械抛光(ECMP)台102和布置在单个平台或工具上的至少一个传统抛光或磨光台106。适于从本发明获益的一种抛光工具是可从位于加州圣塔克莱拉的应用材料公司获取的MIRRA^Mesa^TM化学机械抛光器。

例如，在图1所示的装置100中，装置100包括两个ECMP台102和一个抛光台106。这些台可以用于处理衬底表面。例如，具有形成在其中的特征限定、且填充有阻挡层并接着将导电材料布置在阻挡层上的衬底可以用两个ECMP台102以两个步骤使导电材料移除，阻挡层在抛光台106中抛光以形成平坦化的表面。

示例性装置100通常包括支撑一个或多个ECMP台102、一个或多个抛光台106、传输台110和传送盘112的基座108。传输台110通常经由装载机械手116将衬底114传输到装置100和从装置100传输衬底114。装载机械手116通常在传输台110与工厂界面120之间传输衬底114，工厂界面120可以包括清洁模块122、度量设备104和一个或多个衬底存储盒118。度量设备104的一个示例是可从位于亚利桑那州凤凰城的Nova测量仪器有限公司获取的NovaScan^TM集成厚度监控系统。

可选地，装载机械手116(或工厂界面(infactory interface)120)可以将衬底传输到一个或多个其他处理工具(未示出)，诸如化学气相沉积工具、物理气相沉积工具、刻蚀工具等。

在一个实施例中，传输台110至少包括输入缓冲台124、输出缓冲台126、传输机械手132、和装载杯组件128。装载机械手116将衬底114放置到输入缓冲台124上。传输机械手132具有两个机械爪组件，每个具有通过衬底边缘夹持衬底114的气动机械爪手指。传输机械手132从输入缓冲台124提升衬底114并旋转机械爪和衬底114，以将衬底114定位在装载杯组件128上方，然后将衬底114下放到装载杯组件128上。

传送盘112通常支撑多个抛光头130，其每个在处理期间保持一个衬底114。传送盘112将抛光头130在传输台110、一个或多个ECMP台102以及一个或多个抛光台106之间传输。适于从本发明受益的一种传送台112在于1998年9月8日授权给Tollers等人的美国专利No.5,804,507中总体地描述，其全文通过引用被结合与此。

通常，传送盘112中心地布置在基座108上。传送盘112通常包括多个臂138。每个臂138通常支撑抛光头130中的一个。图1中描述的臂138中的一个未示出，以便于可以看见传输台110。传送盘112是可索引的，使得抛光头130可以在台102、116和传输台110之间以由用户定义的顺序移动。

通常当衬底114布置在ECMP台102或抛光台106中时，抛光头130保持衬底114。ECMP台106和抛光台102在装置100上的布置允许衬底114在被夹持在相同抛光头130中时通过在台之间移动衬底被相继地电镀或抛光。可以适于本发明的一种抛光头是由位于加州圣塔克莱拉的应用材料公司制造的TITAN HEAD^TM衬底载具。

可以用于此处所述的抛光装置100的抛光头130的实施例的示例在于2001年2月6日授权给Zuniga等人的美国专利No.6,183,354中描述，其全文通过引用被结合于此。

为帮助对抛光装置100及其上执行的处理的控制，包括中央处理单元(CPU)142、存储器144、和辅助电路146的控制器140连接到抛光装置100。CPU 142可以是在工业设定中用于控制各种驱动和压力的任何形式的计算机处理器中的一种。存储器144连接到CPU 142。存储器144、或计算机可读介质可以是本地的或远程的诸如随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、软盘、硬盘或任何其他形式的数字存储之类的容易获取的存储器。辅助电路146连接到CPU 142，用于以传统方式辅助处理器。这些电路包括缓存、功率供应、时钟电路、输入/输出电路、子系统等。

操作抛光装置100和/或控制器140的功率由功率供应150提供。举例说明地，功率供应150示出为连接到抛光装置100的多个部件，包括传输台110、工厂界面120、装载机械手116和控制器140。在其他实施例中，为抛光装置100的两个或更多部件设置单独的功率供应。

图2描述了支持在ECMP台102之上的抛光头130的剖视图。ECMP台102通常包括盆体202、电极204、抛光物件205、圆盘206和封盖208。在一个实施例中，盆体202耦合到抛光装置100的基座108。盆体202通常界定了诸如电解液220之类的导电流体可以限制在其中的容器或电解液池。在处理衬底114中使用的电解液220可以用于处理可以电化学地沉积到衬底114上或从衬底114电化学地移除的诸如铜、铝、钨、金、银之类的金属或任何其他材料。

盆体202可以是由含氟聚合物、特氟纶、PFA、PE、PES之类的塑料或与电镀和电抛光化学剂相容的其他材料制成的碗状构件。盘体202具有包括孔216和排放口214的底部210。孔216通常布置在底部210的中心，并允许轴212穿过。密封件218布置在孔216与轴212之间，并在防止布置在盆体202中的流体通过孔216的同时允许轴212旋转。

盆体202通常包括布置在其中的电极204、圆盘206、和布置于其中的抛光物件205。诸如抛光垫之类的抛光物件205被布置并支撑在盆体202中的圆盘206上。

电极204对衬底114和/或接触衬底表面的抛光物件205是反电极。抛光物件205是至少部分导电的并可以在诸如电化学机械电镀处理(ECMPP)或电化学溶解之类的电化学处理期间与衬底结合充当电极，其电化学机械电镀处理包括电化学沉积和化学机械抛光。电极204可以是阳极或阴极，其取决于施加在电极204与抛光物件205之间的正偏压(阳极)或负偏压(阴极)。

例如，从电解液将材料沉积在衬底表面上时，电极204充当阳极且衬底表面和/或抛光物件205充当阴极。当从衬底表面移除材料，诸如通过由施加的偏压溶解时，为了溶解处理，电极204充当阴极且衬底表面和/或抛光物件205可以充当阳极。

电极204通常定位在盆体202的圆盘206和底部210之间的可以浸没在电解液220中处。电极204可以是板状构件，具有穿过其形成的多个孔的板或布置在可渗透膜或容器中的多个电极片。可渗透膜(未示出)可以布置在圆盘206与电极204之间或电极204与抛光物件205之间以过滤诸如氢气泡之类的气泡，形成水表面，而且减少缺陷形成并使其间的电流或功率稳定或更均匀地施加。

对于电沉积处理，电极204由待沉积或待移除的材料制成，诸如铜、铝、金、银、钨和可以电化学地沉积在衬底114上的其他材料。对于诸如阳极溶解之类的电化学移除处理，电极204可以包括不同于已沉积材料的材料制成的不可消耗电极，例如，用于铜溶解的不锈钢、铂、碳、或铝。

图18描述了具有多个可独立地电偏压的区域的电极204的一个实施例的俯视图。这些区域帮助在处理池的横向宽度上分布的电流的控制，其导致控制在衬底的直径上的材料移除(或沉积)。在图18中所述的实施例中，电极204包括可由功率源1910独立地偏压的三个同心区域1902、1904、1906。区域1902、1904、1906可以由电介质隔板1908分离。虽然区域1902、1904、1906在图18中示出为构造成同心环，但是这些区域可以具有其他构造，例如，放射状布置、扇形、弧形、栅格、带条、岛状、和楔状，以及其他。

抛光物件205可以是材料制成的垫、丝网或带，其适合流体环境和处理规范。在图2所述的实施例中，抛光物件205在形状上是圆形的并定位在盆体202的上端处，在其下表面上由圆盘206支撑。抛光物件205至少包括导电材料制成的部分导电的表面(诸如一个或多个导电元件)，用于在处理期间与衬底表面接触。抛光物件205可以是部分地或全部是导电抛光材料，或者是嵌入在传统抛光材料中或布置在传统抛光材料上的导电抛光材料的混合物。例如，导电材料可以布置在“衬背”材料上以调整处理期间抛光物件205的柔性和/或硬度，其中衬背材料布置在圆盘206与抛光物件205之间。

盆体202、封盖208、和圆盘206可以可移动地布置在基座108上。当传送盘112索引了在ECMP和抛光台102、106之间的衬底114时，盘体202、封盖208和圆盘206可以朝向基座108轴向地移动以帮助抛光头130的清除。圆盘206布置在盆体202中并耦合到轴212。轴212通常耦合到布置在基座108下方的电机224。电机224响应于来自控制器140的信号，以预定速率旋转圆盘206。

圆盘206可以是由与电解液220相容的材料制成的多孔物件支撑，其不会不利地影响抛光。圆盘206可以由聚合物制成，例如含氟聚合物、PE、特氟纶^、PFA、PES、HDPE、UHMW等。圆盘206可以使用诸如螺栓之类的紧固件或者悬架在其中其他装置等紧固在盆体202中，其中，其他装置诸如与周围按扣或紧配合。圆盘206优选地与电极204间隔，以提供更宽的处理窗，这样降低了沉积材料和从衬底表面移除材料对电极204尺寸的敏感性。

圆盘206通常对于电解液220是可渗透的。在一个实施例中，圆盘206包括形成在其中的多个穿孔或通道222。穿孔包括部分地或完全地通过诸如抛光物件之类的物体形成的孔、洞、开口或通路。选定穿孔尺寸和密度以提供电解液220穿过圆盘206到衬底114的均匀分布。

在圆盘206的一个方面中包括具有在约0.02英寸(0.5毫米)与约0.4英寸(10毫米)之间直径的穿孔。穿孔可以具有在抛光物件的约20％与约80％之间的穿孔密度。已经观察到约50％的穿孔密度提供了具有对抛光处理最小的不利影响的电解液流动。通常，圆盘206与抛光物件205的穿孔对准，以提供通过圆盘206和抛光物件205到衬底表面的充足质量流的电解液。抛光物件205可以通过机械夹具或导电粘接布置在圆盘206上。

虽然此处所述的抛光物件用于电化学机械抛光(ECMP)处理，但是本发明设想了在涉及电化学作用的其他制造处理中使用导电抛光物件。使用电化学作用的这种处理的示例包括电化学沉积和电化学机械电镀处理(ECMPP)，电化学沉积涉及不使用诸如边缘接触之类的传统偏压施加装置而使用抛光物件205以将均匀的偏压施加到衬底表面用于沉积导电材料，电化学机械电镀处理包括电化学沉积和化学机械抛光的组合。

在操作中，抛光物件205布置在盆体202中的电解液中的圆盘206上。在抛光头上的衬底114布置在电解液中并与抛光物件205接触。电解液流动通过圆盘206和抛光物件205的穿孔并由形成在其中的槽分布在衬底表面上。来自功率源的功率接着被施加到导电抛光物件205和电极204，且然后在电解液中诸如铜之类的导电材料通过阳极溶解法被移除。

电极220从储液池233经由喷嘴270流动到空间232中。通过布置在侧板254中的多个孔234，防止电解液220溢出空间232。孔234通常为电解液流出容纳空间232并流入盆体202的下部提供通过封盖208的路径。孔234的至少一部分通常定位在凹部258的下表面236与中心部分252之间。因为孔234通常高于凹部258的下表面236，所以电解液220填充空间232并因此与衬底114和抛光介质205进行接触。这样，在封盖208与圆盘206之间的相对空间的整个范围上，衬底114保持与电解液220接触。

聚集在盆体202中的电解液220通常通过布置在底部210处的排放口214流动到流体传递系统272中。流体传递系统272通常包括储液池233和泵242。流动到流体传递系统272中的电解液220被聚集在储液池233中。泵242将电解液从储液池233通过供应管线244传输到喷嘴270，在其中电解液220通过ECMP台102循环。过滤器240通常布置在储液池233与喷嘴270之间，以移除在电解液220中可能存在的颗粒颗粒和结块材料。

电解液溶液可以包括商业上可获取的电解液。例如，在含铜材料移除中，电解液可以包括硫酸基电解液或诸如磷酸钾(K₃PO₄)之类的磷酸基电解液、或其组合。电解液也可以包含诸如硫酸铜之类的硫酸基电解液的衍生物、和诸如磷酸铜之类的磷酸基电解液的衍生物。也可以使用具有高氯酸-醋酸溶液及其衍生物的电解液。

此外，本发明设想了使用在电镀或电抛光处理中传统使用的电解液混合物，包括诸如抛光剂(brightener)及其它之类的传统使用的电镀或电抛光添加剂。用于诸如镀铜、铜阳极溶解、或其组合之类的电化学处理的电解溶液的一个来源是总部位于宾夕法尼亚州的费城的Rohm and Haas的分公司Shipley Leonel，商标为Ultrafill 2000。合适的电解液混合物的一个示例在于2002年1月3日递交的美国专利申请序列号No.10/038,066中描述，其全文通过引用被结合于此。

电解溶液被提供到电化学池来以高至约20加仑每分钟(GPM)的流率提供在衬底表面上或衬底表面与电极之间的动态流率，其流率在诸如约0.5GPM与约20GPM之间，例如，以2GPM的流率。确信的是，电解液的这样的流率可以从衬底表面排走抛光材料和化学副产物并允许用于提高的抛光速率的电解液材料的更新。

当在抛光处理中使用机械研磨时，衬底114和抛光物件205相对于彼此旋转，以从衬底表面移除材料。如此处所述，可以通过与导电抛光材料和传统抛光材料两者的物理接触来提供机械研磨。衬底114和抛光物件205以约5rpm或诸如约10rpm与约50rpm之间的更高转速分别旋转。

在一个实施例中，可以使用高转速抛光处理。高转速处理包括以约150rpm或诸如约150rpm与约750rpm之间的更高的压板速度旋转抛光物件205；且可以以在约150rpm与约500rpm之间(例如，在约300rpm与约500rpm之间)的转速旋转衬底114。可以与此处所述的抛光物件、处理、和装置一起使用的高转速抛光处理的进一步说明在2001年7月25日递交、题为“Method And Apparatus For Chemical Mechanical Polishing OfSemiconductor Substrates”的美国专利申请序列号No.60/308,030中公开。也可以在处理期间进行包括沿衬底表面的轨道运动或扫描运动的其他运动。

当接触衬底表面时，约6psi或更低，诸如约2psi或更低的压力施加在抛光物件205与衬底表面之间。如果正在抛光包含小介电常数材料的衬底，则在衬底的抛光期间使用约2psi或更低，诸如约0.5psi或更低的压力来将衬底114压靠在抛光物件205上。在一个方面，可以用如此处所述，约0.1psi与约0.2psi之间的压强可黏液用于使用导电抛光物件来抛光衬底。

在阳极溶解中，将电势差或偏压施加在充当阴极的电极204与充当阳极的抛光物件205的抛光表面310(见图3)之间。在偏压施加到导电摆抛光物件支撑构件的同时，与抛光物件接触的衬底通过导电抛光表面物件310被平坦化。偏压的施加允许形成在衬底表面上的诸如含铜材料之类的导电材料的移除。建立偏压可以包括将约15伏或更低的电压施加到衬底表面。在约0.1伏与约10伏之间的电压可以用于从衬底表面将含铜材料溶解到电解液中。偏压也可以产生在约0.1毫安/cm²与约50毫安/cm²之间的电流密度，或对于200mm衬底，约0.1安至约20安之间。

由功率供应150提供以建立电势差并进行阳极溶解处理的信号可以取决于从衬底表面移除材料的需求而改变。例如，可以将时间变化阳极信号提供到导电抛光介质205。也可以通过电脉冲调制技术施加该信号。电脉冲调制技术包括在衬底之上施加恒定的电流密度或电压持续第一时间段，接着在衬底之上施加恒定的反向电压或停止施加电压持续第二时间段，并重复第一和第二步骤。例如，电脉冲调制技术可以使用在约-0.1伏与约-15伏之间到在约0.1伏与约15伏之间的变化电势。

在抛光介质上具有正确的穿孔图案和密度的情况下，被确信的是与由传统边缘接触-销偏压得到的更高的边缘移除速率和更低的中心移除速率相比，来自抛光物件205的衬底的偏压提供了使得诸如金属之类的导电材料的从衬底表面到电解液中的均匀溶解。

可以以约15,000/min或更低(例如在约100/min与约15,000/min之间)的速率从衬底表面的至少一部分移除诸如含铜材料之类的导电材料。在待移除的铜材料约12,000厚的一个本发明的实施例中，可以将电压施加到导电抛光物件205以提供在约100/min与约8,000/min之间的移除速率。

接着电抛光处理，衬底可以进一步抛光或磨光以移除阻挡层材料，从电介质材料移除表面缺陷，或使用导电抛光物件提高抛光处理的平坦度。合适的磨光处理和混合物的示例在于2000年5月11日递交的共同未决的美国专利申请序列号NO.09/569,968中公开，其全文通过引用被包含于此。抛光物件材料

此处所述的抛光物件可以由导电材料形成，该导电材料可以包括导电抛光材料或可以包括布置在电介质或导电抛光材料中的导电元件。在一个实施例中，导电抛光材料可以包括导电纤维、导电填料、或其组合。导电纤维、导电填料、或其组合可以分布在聚合物材料中。

导电纤维可以包括导电或电介质材料，例如至少部分地涂覆或覆盖有导电材料的电介质或导电聚合物，其中导电材料诸如金属、碳基材料、导电陶瓷材料、导电合金、或其组合。导电纤维可以是纤维或丝、导电织物或布、一个或多个导电纤维的环套、线圈或环的形式。多层导电材料，例如多层导电布或织物可以用于形成导电抛光材料。

导电纤维包括涂覆有导电材料的电介质或导电纤维材料。电介质聚合物材料可以用作纤维材料。合适的电介质纤维材料的示例包括聚合物材料，例如聚酰胺、聚酰亚胺、尼龙聚合物、聚氨酯、聚酯、聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、诸如AES(聚丙烯腈乙基苯乙烯)之类的含二烯的聚合物、丙烯酸聚合物、或其组合。本发明也期望可以用作此处所述的纤维的有机或无机材料的使用。

导电纤维材料可以包括自身导电的聚合物材料，其包括聚乙炔、商标为Baytron^TM的可商业获取的聚乙烯二氧噻吩(PEDT)、聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、碳基纤维、或其组合。导电聚合物的另一个示例是聚合物-贵金属混合材料。聚合物-贵金属混合材料通常与周围电解液是化学惰性的，诸如具有抗氧化贵金属的那些。聚合物-贵金属混合材料的示例是铂-聚合物混合材料。包括导电纤维的导电抛光材料的示例在于2001年12月27日递交的题为“Conductive Polishing Article for Electrochemical Mechanical Polishing”的共同未决的美国专利申请序列号No.10/033,732中充分地描述，该申请全文通过引用而包含于此。本发明也设想可以用作此处所述的纤维的有机或无机材料的使用。

纤维材料可以本质上是实心或中空的。纤维长度在约1μm与约100μm之间的范围内，其具有在约0.1μm与约1mm之间的直径。在一个方面，对于诸如布置在聚氨酯中的导电纤维之类的导电聚合物复合物和泡沫，纤维的直径可以是在约5μm至约200μm，其具有约5或更大(例如约10或更大)的长度对直径的长宽比。纤维的横截面区域可以是圆形、椭圆形、星图案的、“雪花形”、或已制造的电介质或导电纤维的任何其他形状。具有长度上在约5mm与1000mm之间和直径上在约5μm与1000μm之间的长度的高长宽比纤维可以用于形成导电纤维的网、环、织物或布。纤维也可以具有在约10⁴psi与约10⁸psi之间范围内的弹性模量。但是，本发明设想了在此处所述的抛光物件和处理中为提供柔软、弹性纤维所需的任何弹性模量。

布置在导电或电介质纤维材料上的导电材料通常包括导电无机化合物，例如金属、金属合金、碳基材料、导电陶瓷材料、金属无机化合物、或其组合。此处可以用于导电材料涂覆的金属的示例包括贵金属、锡、铅、铜、镍、钴、及其组合。贵金属包括金、铂、钯、铱、铼、铑、铼、钌、锇、及其组合，其中金和铂是优选的。的除了此处已说明的这些之外，本发明也设想了用于导电材料涂层其他材料的使用。碳基材料包括碳黑、石墨、和能够粘附到纤维表面的碳颗粒。陶瓷材料的示例包括碳化铌(NbC)、碳化锆(ZrC)、碳化钽(TaC)、碳化钛(TiC)、碳化钨(WC)、及其组合。除了此处已说明的这些之外，本发明也设想了用于导电材料涂层的其他材料、其他碳基材料、和其他陶瓷材料的使用。金属无机化合物包括例如布置在诸如丙烯酸或尼龙纤维之类的聚合物纤维上的硫化铜或danjenite，Cu₉S₅。Danjenite涂覆的纤维以商标Thunderon^从日本的NihonSanmo Dyeing有限公司可商业获取。Thunderon^纤维通常具有在约0.03μm与约0.1μm之间的danjenite，CU₉S₅的涂层 ，已经观察到具有约40Ω/cm的电导率。导电涂层可以通过导电材料的电镀、涂覆、物理气相沉积、化学沉积、接合、粘合来直接布置在纤维上。此外，例如铜、钴或镍之类的导电材料的成核或种晶层可以用于提高在导电材料与纤维材料之间的粘附力。导电材料可以布置在不同长度的各个电介质或导电纤维上，以及布置在由电介质或导电纤维材料制成的成形的环套、泡沫、和布或织物上。

合适的导电纤维的示例是涂覆有金的聚乙烯纤维。导电纤维的其他示例包括涂覆有金的丙烯酸纤维和涂覆有铑的尼龙纤维。使用成核材料的导电纤维的示例是涂覆有铜种晶层和布置在该铜层上的金层的尼龙纤维。

导电填料可以包括碳基材料或导电颗粒和纤维。导电碳基材料包括碳粉、碳纤维、碳纳米管、碳纳米泡沫、碳气凝胶、石墨、及其组合。导电颗粒或纤维的示例包括自身导电聚合物、涂覆有导电材料的电介质或导电颗粒、涂覆在导电材料中的电介质填料材料、包括诸如金、铂、锡、铅和其他金属之类的金属颗粒或金属合金颗粒的导电无机颗粒、导电陶瓷颗粒、及其组合。如此处所述，导电填料可以部分地或全部地涂覆有诸如贵金属之类的金属、碳基材料、导电陶瓷材料、金属无机化合物、或其组合。填料材料的示例是涂覆有铜或镍的碳纤维或石墨。导电填料可以是球形的、椭圆的、具有一定长宽比(例如2或更大)的纵长形、或制造纤维的任何其他形状。此处，填料材料被广义地定义为可以布置在第二材料中以改变第二材料的物理、化学、或电属性的材料。同样地，如此处所述，填料材料也可以包括部分地或全部地涂覆在导电金属或导电聚合物中的电介质或导电纤维材料。部分地或全部地涂覆在导电金属或导电聚合物中的电介质或导电纤维材料的填料也可以是整束纤维或纤维片。

导电材料用于涂覆电介质和导电纤维与填料两者以提供用于形成导电抛光材料的所期望的电导率水平。通常，导电材料的涂层在纤维和/或填料材料上沉积到在约0.01μm与约50μm之间的厚度，例如在约0.02μm与约10μm之间。涂层通常导致纤维或填料具有小于约100Ω-cm的电阻率，例如在约0.001Ω-cm与约32Ω-cm之间。本发明设想了电阻率取决于所使用的纤维或填料与涂层两者的材料，并可以呈现导电材料涂层的电阻率，例如，在0℃时具有9.81μΩ-cm的电阻率的铂。合适的导电纤维的示例包括涂覆有约0.1μm铜、镍、或钴和布置在该铜、镍、或钴层上的约2μm的金的尼龙纤维，其具有在约30μm与约90μm之间的纤维的总直径。

为了实现所期望的电导率或其他抛光物件属性，导电抛光材料可以包括至少部分地涂覆或覆盖有附加导电材料的导电或电介质纤维材料与导电填料的组合。组合的示例是金涂覆尼龙纤维和石墨用作包括至少一部分的导电抛光材料的导电材料。

导电纤维材料、导电填料材料、或其组合可以分布在接合材料中或形成合成导电抛光材料。接合材料的一种形式是传统抛光材料。传统抛光材料通常是诸如电介质聚合物材料之类的电介质材料。电介质聚合物抛光材料的示例包括与填料混合的聚氨酯和聚氨酯、聚碳酸酯、聚苯硫醚(PPS)、特氟纶^TM聚合物、聚苯乙烯、三元乙丙橡胶(EPDM)、或其组合，以及在抛光衬底表面中使用的其他抛光材料。传统抛光材料也可以包括浸渍在氨基甲酸酯中或处于泡沫状态的毡纤维(felt fiber)。本发明设想了任何传统抛光材料可以用作具有此处所述的导电纤维和填料的接合材料(也称为基体(matrix))。

添加剂可以添加到接合材料，以帮助在聚合物材料中的导电纤维、导电填料或其组合的分布。添加剂可以用于改善由纤维和/或填料与接合材料形成的抛光材料的机械、热、和电属性。添加剂包括用于提高聚合物交联性的交联剂和用于将导电纤维或导电填料更均匀地布在接合材料中的分布剂。交联剂的示例包括氨基化合物、硅烷交联剂、聚氨酯化合物、及其组合。分散剂的示例包括氮取代长链烯基琥珀酰亚胺、高分子量有机酸的胺盐、包含(诸如胺、酰胺、亚胺、酰亚胺、羟基、醚之类的)极性基的甲基丙烯酸或丙烯酸衍生物的共聚合物、包括(诸如胺、酰胺、亚胺、酰亚胺、羟基、醚之类的)极性基的乙丙烯共聚合物。此外，诸如硫代乙醇酸和相关酯之类的含硫化合物已经被观察到作为用于金涂覆纤维和填料在接合材料中的有效的分布剂。本发明设想了添加剂的量和类型将随纤维或填料材料以及所使用的接合材料改变，且以上示例是举例说明而不应该被解释或说明为限制本发明的范围。

此外，通过提供足够量的导电纤维和/或导电填料材料以在接合材料中形成物理连续的或电连续的介质或物相，可以在接合材料中形成导电纤维和/或填料材料的网。当与聚合物接合材料组合时，导电纤维和/或导电填料通常包括在约2wt.％和约85wt.％之间(例如在约5wt.％和约60wt.％之间)的抛光材料。

涂覆有导电材料的纤维材料的编织的织物或布、以及可选的导电填料可以布置在接合剂中。涂覆有导电材料的纤维材料可以编织以形成纱线。纱线可以在粘接剂或涂层的帮助下集在一起以制成导电网。纱线可以作为导电元件布置在抛光垫材料中或可以纺织成布或织物。

可选地，导电纤维和/或填料可以与粘合剂结合以形成化合导电抛光材料。合适的粘合剂的示例包括环氧树脂、硅酮、氨基甲酸酯、聚酰亚胺、聚酰胺、含氟聚合物、其氟化衍生物、或其组合。诸如导电聚合物之类的其他导电材料、其他导电填料、或其组合可以与粘合剂一起使用来实现所期望的电导率或其他抛光物件属性。导电纤维和/或填料可以包括在约2wt.％和约85wt.％之间(例如在约5wt.％和约60wt.％之间)的合成导电抛光材料。

导电纤维和/或填料材料可以用于形成具有约50Ω-cm或更低的体电阻率或表面电阻率(例如，约3Ω-cm或更低的电阻率)的导电抛光材料或物件。在抛光物件的一个方面，抛光物件或抛光物件的抛光表面具有约1Ω-cm或更低的电阻率。通常，提供导电抛光材料或者导电抛光材料与传统抛光材料的复合物以产生具有约50Ω-cm或更低体电阻率或体表面电阻率的导电抛光物件。导电抛光材料与传统抛光材料的复合物的示例包括呈现1Ω-cm或更低的电阻率的金或碳涂覆纤维，其以足够的数量布置在聚氨酯的传统抛光材料中以提供具有约10Ω-cm或更低的体电阻率的抛光物件。

由此处所述的导电纤维和/或填料形成的导电抛光材料通常具有在持续的电场下也不老化的机械属性并且在酸性或碱性电解液中抵抗退化。如果可行，导电材料和所使用的任何接合材料被组合以具有与在传统抛光物件中使用的传统抛光材料等同的机械属性。例如，单独的或与接合材料组合的导电抛光材料在用于聚合物材料的肖氏D硬度尺度上具有约100或更低的硬度，其中肖氏D硬度尺度由总部位于宾夕法尼亚州费城的美国材料试验协会描述。在一个方面，导电材料在用于聚合物材料的肖氏D硬度上具有约80或更低的硬度。导电抛光部分310通常包括约500微米或更低的表面粗糙度。抛光垫的属性通常被设计为在机械抛光期间和当将偏压施加到衬底表面时减小或最小化衬底表面的刮擦。

抛光物件结构

在一个方面，抛光物件由布置在支撑体上的单层的此处所述的导电抛光材料构成。在另一个方面，抛光物件可以包括多个材料层，其包括在衬底表面上的至少一层导电材料或者其提供用于接触衬底的导电表面和至少一个物件支撑部分或副垫。

图3是抛光物件205的一个实施例的部分剖视图。图3所示的抛光物件205包括具有用于抛光衬底表面的导电抛光部分310和物件支撑部分或副垫部分320的复合抛光物件。

导电抛光部分310可以包括导电抛光材料，该导电抛光材料具有如此处所述的导电纤维和/或导电填料。例如，导电抛光部分310可以包括导电材料，导电材料包括分布在聚合物材料中的导电纤维和/或导电填料。导电填料可以布置在聚合物接合剂中。导电填料可以包括布置在聚合物接合剂中的软导电材料。软导电材料通常具有小于或等于铜的硬度和模量。软导电材料的示例包括金、锡、钯、钯锡合金、铂、和铅、以及比铜软的其他导电金属、合金和陶瓷复合物。本发明设想了比铜更硬的其他导电填料的使用，如果其尺寸足够小而不会刮擦抛光衬底。此外，导电抛光部分可以包括导电纤维的一个或多个环套、线圈、或环，或者编织以形成导电织物或布的导电纤维。导电抛光部分310也可以由多层导电材料，例如多层导电布或织物构成。

导电抛光部分310的一个示例包括布置在聚氨酯中的金涂覆尼龙纤维和石墨颗粒。另一个示例包括布置在聚氨酯或硅酮中的石墨颗粒和/或碳纤维。另一个示例包括分散在聚氨酯基体中的金或锡颗粒。

在另一个实施例中，导电抛光部分310可以具有布置在其中的研磨颗粒360。研磨颗粒360中的至少一些暴露在导电抛光部分310的上抛光表面370上。研磨颗粒360通常构造为移除正被抛光的衬底的金属表面的钝化层，从而使下面的金属暴露于电解液和电化学作用，而增大处理期间抛光的速率。研磨颗粒360的示例包括强度足以破坏形成在金属表面处的钝化层的陶瓷、无机、有机、或聚合物颗粒。聚合物颗粒可以是实心的或多孔的，以调整抛光部分310的磨损率。

物件支撑部分320通常具有与导电抛光部分310相同或比其更小的直径或宽度。但是，本发明设想了物件支撑部分320具有比导电抛光部分310更大的宽度或直径。虽然此处的附图描述了圆形导电抛光部分310和物件支撑部分320，但是本发明设想了导电抛光部分310、物件支撑部分320、或其两者可以具有诸如矩形表面或椭圆表面之类的不同的形状。本发明还设想了导电抛光部分310、物件支撑部分320、或其两者可以形成材料的线形网或带。

物件支撑部分310可以包括在抛光处理中的惰性材料并在ECMP期间抵抗消耗或损伤。例如，物件支撑部分可以由传统的抛光材料制成，包括例如聚氨酯和与填料混合的聚氨酯、聚碳酸酯、聚苯硫醚(PPS)、三元乙丙橡胶(EPDM)、特氟纶^TM聚合物、或其组合的聚合物材料和其他用于抛光衬底表面的抛光材料。物件支撑部分320可以是用于在处理期间吸收施加在抛光物件205与载具头130之间的压力的诸如用氨基甲酸酯浸渍的压缩毡纤维之类的传统的软材料。软材料可以具有在约20与约90之间的肖氏A硬度。

可选地，物件支撑部分320可以由与周围电解液相容的导电材料(包括导电贵金属或导电聚合物)制成以提供在抛光物件上的电传导，其不会不利地影响抛光。贵金属的示例包括金、铂、钯、铱、铼、铑、铼、钌、锇、及其组合，其中金和铂是优选的。可以使用诸如铜之类的与周围电解液起反应的材料，如果这样的材料通过诸如传统抛光材料或贵金属之类的惰性材料与周围电解液隔离。

当物件支撑部分320具导电性时，物件支撑部分320可以比导电抛光部分310具有更高的电导率，即，更低的电阻率。例如，与包括在0℃时具有9.81Ω-cm的电阻率的铂的物件支撑部分320相比，导电抛光部分310可以具有约1.0Ω-cm或更低的电阻率。在用于在衬底表面上均匀的阳极溶解的抛光期间，导电物件支撑部分320可以提供均匀的偏压或电流，以最小化沿着物件表面(例如，物件的半径)的导电电阻。导电物件支撑部分320可以耦合到用于将功率传输到导电抛光部分310的功率源。

通常，导电抛光部分310通过适合用于抛光材料和抛光处理的传统粘接剂粘附到物件支撑部分320。本发明设想了其他方式的使用以将导电抛光部分310附装到物件支撑部分320上，例如模压和层叠。取决于处理的需求或制造者的期望，粘接剂可以是导电的或电介质的。物件支撑部分320可以通过粘接剂或机械夹具固定到诸如圆盘206之类的支撑。可选地，如果抛光物件205仅包括导电抛光部分310，则导电抛光部分可以通过粘接剂或夹具固定到诸如圆盘206之类的支撑。

抛光物件205的导电抛光部分310和物件支撑部分320通常对于电解液是可渗透的。多个穿孔可以分别形成在导电抛光部分310和物件支撑部分320中，以帮助流体从其流动通过。在处理期间，多个穿孔允许电解液流动通过并接触表面。穿孔可以在制造期间自身形成，例如在导电织物或布的编织之间，或者可以由机械方式形成并图案化通过材料。穿孔可以部分地或全部的形成通过抛光物件205的每一层。导电抛光部分310的穿孔和物件支撑部分320的穿孔可以对准以帮助流体从其流动通过。

形成在抛光物件205中的穿孔350的示例可以包括具有在约0.02英寸(0.5毫米)与约0.4英寸(10毫米)之间直径的孔。抛光物件205的厚度可以在约0.1mm与约5mm之间。例如，穿孔可以彼此间隔在约0.1英寸与约1英寸之间。

为了提供在抛光物件表面上电解液的足够的质量流，抛光物件205可以具有抛光物件的约20％与约80％之间的穿孔密度。但是，本发明设想了可以用于控制通过其的流体流动的、比此处所述的穿孔密度更低或更高的穿孔密度。在一个示例中，已经观察到约50％的穿孔密度提供了足够的电解液流动，以帮助从衬底表面的均匀的阳极溶解。在此处，穿孔密度被广义地定义为抛光物件的穿孔所包含的空间。当穿孔形成在抛光物件205中时，穿孔密度包括关于抛光物件的表面或主体的穿孔的总数以及尺寸或直径。

选定穿孔尺寸和密度，以提供通过抛光物件205到衬底表面的电解液的的均匀分布。通常，导电抛光部分310与物件支撑部分320两者的穿孔尺寸、穿孔密度、和穿孔构造被配置并互相对准，以提供通过导电抛光部分310和物件支撑部分320到衬底表面的电解液的足够的质量流。

可以在抛光物件205中布置槽，以促进电解液流在抛光物件205上来对于用于阳极溶解或电镀处理的衬底表面提供有效的或均匀的电解液流。槽可以部分地形成在单个层中或通过多个层。本发明设想了形成在上层或与衬底表面接触的抛光表面中的槽。为提供到抛光物件表面的增加的或受控的电解液流，穿孔的一部分或多个穿孔可以与槽互连。可选地，可以全部穿孔与布置在抛光物件205中的槽互连，或者没有一个穿孔与布置在抛光物件205中的槽互连。

用于帮助电解液流的示例包括线形槽、弧形槽、同心环形槽、径向槽、和螺旋形槽、以及其他。形成在物件205中的槽可以具有可以帮助在抛光物件的表面上的流体流的方形、圆形、半圆形、或任何其他形状的横截面。槽可以彼此相交。槽可以构造成图案，以改善在衬底表面上的电解液流，其图案是例如布置在抛光表面上的相交的X-Y图案或形成在抛光表面上的相交的三角形图案、或其组合。

槽可以彼此间隔在约30密耳与约300密耳之间。通常，形成在抛光物件中的槽具有在约5密耳与约30密耳之间的宽度，但可以根据抛光所需改变尺寸。槽图案的示例包括彼此间隔约60密耳、约10密耳宽的槽。可以使用任何合适的槽构造、尺寸、直径、横截面形状、或间距，以提供所期望的电解液流。其他的横截面和槽构造在于2001年10月11日递交的题为“Method and Apparatus For Polishing Substrates”的共同未决的美国专利申请序列号NO.60/328,434中更完整地描述，其全文通过引用被包含于此。

在处理衬底中使用的，通过使穿孔中的一些与槽相交以允许电解液通过一组穿孔进入并通过槽绕衬底表面均匀地分布，可以增强到衬底表面的电解液传输，且接着通过流动通过穿孔的附加电解液来更新处理电解液。垫穿孔和开槽的示例在于2001年12月20日递交的美国专利申请序列号No.10/026,854中更完整地描述，其全文通过引用被包含于此。

具有穿孔和槽的抛光物件的示例如下。图4是开槽的抛光物件的一个实施例的俯视图。抛光物件205的圆垫440示出为具有充足尺寸和构造的多个穿孔446，以允许电解液到衬底表面的流动。穿孔446可以彼此间隔在约0.1英寸与约1英寸之间。穿孔可以是具有直径在约0.02英寸(0.5毫米)与约0.4英寸(10毫米)之间的圆形穿孔。此外穿孔的数量和形状可以取决于正被使用的装置、处理参数、和ECMP组分而改变。

槽442形成在抛光物件205中的抛光表面448中，以帮助来自本体溶液(bulk solution)的更新电解液从盆体202到衬底与抛光物件之间的间隙的传输。槽442可以具有各种图案，包括如图4所示在抛光表面448上的基本同心圆形槽的槽图案、如图5所示的X-Y图案和如图6所示的三角形图案。

图5是具有在抛光垫540的抛光部分548上布置为X-Y图案的槽542的抛光垫的另一个实施例的俯视图。穿孔546可以布置在垂直和水平布置的槽的交点处，并也可以布置在垂直槽上、水平槽上，或布置在槽542以外的抛光物件548中。穿孔546和槽槽542布置在抛光物件的内径544中，且抛光垫540的外径550可以没有穿孔和槽。

图6是图案化的抛光物件640的另一个实施例。在此实施例中，槽可以布置为X-Y图案，其具有与X-Y图案的槽642相交的对角布置的槽645。对角槽645可以以与X-Y槽642中任何一个的成一个角度布置，例如，在与X-Y槽642中任何一个的约30°与约60°之间。穿孔646可以布置在X-Y槽642的交点处、布置在X-Y槽642与对角槽645的交点处、沿着槽642和645中的任何一个布置、或布置在槽642和645以外的抛光物件648中。穿孔646和槽642布置在抛光物件650的内径644中，且抛光垫640的外径可以没有穿孔和槽。

诸如螺旋形槽、蛇形槽、涡轮槽之类的槽图案的其他例子在于2001年10月11日递交的题为“Method And Apparatus For Polishing Substrates”的共同未决的美国专利申请序列号No.60/328,434中更完整地描述，其全文通过引用被结合于此。

除了抛光物件205中的穿孔和槽之外，导电抛光部分310可以压纹，以包括表面纹理。压纹可以改善电解液、已移除衬底材料、副产物、和颗粒的传输。压纹也可以减少对抛光衬底的刮擦并调整抛光衬底于抛光物件205之间的摩擦。压纹表面纹理在导电抛光部分310上均匀地分布。压纹表面纹理可以包括诸如锥体、岛状物、连通圆形一起的十字、矩形和方形、以及其他几何形式的结构。本发明构思了压纹在导电抛光部分310上的其他纹理结构。压纹表面可以覆盖导电抛光部分310表面积的5％至95％，例如在导电抛光部分310表面积的约15％至约90％之间。

导电抛光表面

图7A是可以用于形成抛光物件205的导电抛光部分310的导电布或织物的一个实施例的俯视剖视图。如此处所述，导电布或织物由涂覆有导电材料的交织纤维710构成。

在一个实施例中，交织纤维710在垂直方向720和水平方向730(图7A的平面中示出)上的编织或双平组织图案图示在图7A中。本发明构思了织物的其他形式，例如纱、或不同的交织、网、或丝网图案以形成导电布或织物700。在一个方面，纤维710交织，以提供织物700中的通路740。通路740允许包括离子和电解液组分的电解液或流体流通过织物700。导电织物700可以布置在诸如聚氨酯之类的聚合物接合剂中。导电填料也可以布置在这种聚合物接合剂中。

图7B是布置在物件205的物件支撑部分320上的导电布或织物件700的部分剖视图。导电布或织物700可以布置为物件支撑部分320(包括形成在物件支撑部分320中的孔)之上的一个或多个连续的层。布或织物700可以通过粘接剂紧固到物件支撑部分320。当浸没在电解溶液中时，织物700适于允许电解液流通过纤维、编织、或形成在布或织物700中的通路。可选地，可以在布或织物700与物件支撑部分320之间包括插入层。插入层是可渗透的或包括与穿孔350对准的穿孔以使电解液流通过物件205的穿孔。

可选地，如果通路740被判断为不足以允许有效的电解液流通过织物700，即，金属离子不能扩散通过，则织物700也可以穿孔，以增加通过其的电解液流。织物700通常适于或穿孔以允许电解溶液的流率高至约20加仑每分钟。

图7C是布或织物700的部分剖视图，其可以图案化有穿孔750以与物件支撑部分320中的穿孔350的图案匹配。可选地，导电布或织物700的穿孔750中的一些和全部可以不与物件支撑部分320的穿孔350对准。穿孔的对准或不对准允许操作者或制造者控制通过抛光物件以接触衬底表面的电解液的体积或流率。

织物700的示例是在约8和约10根纤维之间宽的交织的方平组织，其纤维包括涂覆有金的尼龙纤维。纤维的示例是尼龙纤维，约0.1μm的钴、铜、或镍材料布置在该尼龙纤维上，且约2μm的金布置在该钴、铜、或镍材料上。

可选地，可以使用导电丝网代替导电布或织物700。导电丝网可以包括导电纤维、导电填料、或布置在导电接合剂中或涂覆有导电接合剂的导电布700的至少一部分。导电接合剂可以包括非金属导电聚合物或布置在聚合物化合物中的导电材料的复合物。诸如石墨粉、石墨片、石墨纤维、碳纤维、碳粉、碳黑、金属颗粒或涂覆在导电材料中的纤维之类的导电填料与诸如聚氨酯之类的聚合物材料的混合物可以用于形成导电接合剂。如此处所述涂覆有导电材料的纤维可以充当用于导电接合剂中的导电填料。例如，碳纤维或金涂覆的尼龙纤维可以用于形成导电接合剂。

如果需要，导电接合剂也可以包括添加剂，以帮助导电填料和/或纤维的分布、提高在聚合物与填料和/或纤维之间的粘接力、和提高在导电箔与导电接合剂之间的粘接力，以及改善导电接合剂的机械、热和电属性。提高粘接力的添加剂的示例包括用于提高粘接力的环氧树脂、硅酮、氨基甲酸酯、聚酰亚胺、或其组合。

导电填料和/或纤维与聚合物材料的复合物可以适于提供特定的属性，例如导电性、研磨属性、耐久度。例如，包括在约2wt％与约85wt％之间的导电填料的导电接合剂可以用于此处所述的物件和处理。可以用作导电填料和导电接合剂的材料的示例在于2001年12月27日递交的美国专利申请号No.10/033,732中更完整地描述，其全文通过引用被包含于此。

导电接合剂可以具有在约1微米与约10毫米之间的厚度，例如在约10微米与约1毫米之间的厚度。多层导电接合剂可以施加到导电丝网。可以以与图7B和7C所示的导电布或织物700相同的方式使用导电丝网。导电接合剂可以以多层施加在导电丝网之上。在一个方面，在丝网已经被穿孔之后将导电接合剂施加到导电丝网，以保护由于穿空处理而暴露的丝网部分。

此外，在导电接合剂的施加之前，可以将导电底料(primer)布置在导电丝网上，以提高导电接合剂对导电丝网的粘接力。导电底料可以由与导电接合剂纤维相同的材料制成，其具有调整的成分以产生比导电接合剂具有更大材料间接合力的属性。合适的导电底料材料可以具有小于约100Ω-cm的电阻率，例如在约0.001Ω-cm与约32Ω-cm之间。

可选地，如图7D所示，可以使用导电箔代替导电布或织物700。导电箔通常包括布置在导电接合剂790中或涂覆有导电接合剂790的金属箔780，其中导电接合剂790在支撑层320上。形成金属箔的材料的示例包括金属涂覆的织物、导电金属(诸如铜、镍、和钴之类)、以及贵金属(诸如金、铂、钯、铱、铼、铑、铼、钌、锇、锡、铅、及其组合之类)，其中金、锡和铂是优选的。导电箔也可以包括非金属导电箔片，例如铜片、碳纤维编织的片箔。导电箔也可以包括金属涂覆的电介质布、或涂覆尼龙纤维布的金属材料(诸如铜、镍、锡或金之类)。导电箔也可以包括如此处所述的涂覆有导电接合剂材料的导电或电介质材料的织物。导电箔也可以包括互连导电金属导线或带条(例如铜导线)的导线框、网板或丝网，其可以如此处所述涂覆有导电接合剂材料。本发明构思了在形成如此处所述金属箔时其他材料的使用。

如此处所述的导电接合剂790可以包围金属箔780，其允许金属箔780可以是被观察可与周围电解液发生反应的导电金属，例如铜。导电箔可以如此处所述穿孔有多个穿孔750。虽然未示出，但是导电箔可以耦合到连至功率供应的导线以使抛光表面偏压。

导电接合剂790可以如所述地用于导电丝网或织物700，并可以以多层施加在金属箔780之上。在一个方面，在金属箔780已经被穿孔之后将导电接合剂790施加到金属箔780，以保护金属箔780的该部分避免暴露于穿孔处理。

此处所述的导电接合剂可以通过将液态的粘接剂或接合剂浇铸到织物700、箔780或丝网上而布置到导电织物700、箔780、或丝网上。接合剂接着在干燥和烘焙之后固化在织物、箔或丝网上。可以使用包括注模、压模、层叠、热压处理、挤压、或其组合的其他合适的处理方法来包围导电织物、丝网、或箔。热塑性和热固性接合剂两者都可以用于此应用。

通过使金属箔穿孔有具有在约0.1μm与约1mm之间直径或宽度的多个穿孔，或通过在金属箔与导电接合剂之间施加导电底料，可以增强在构成导电箔的导电接合剂与金属箔部件之间的粘接力。导电底料可以是与用于此处所述丝网的导电底料相同的材料。

图7E是导电布或织物798的另一个实施例的剖视图，导电布或织物798可以用于形成抛光物件205的导电抛光部分310的下层792。导电布或织物798可以由交织的或交替地非编织的纤维710构成。纤维710可以如上所述由导电材料形成或涂覆有导电材料。非编织纤维的示例包括纺粘或熔化吹制的聚合物，以及其他非编织纤维。

导电抛光部分310包括由导电材料构成的上层794。上层794包括与下层792相对布置的抛光表面796。上层794可以具有足够的厚度，以消除在下面的下层792的不平整，从而提供用于在处理期间接触衬底的基本扁平和平坦的抛光表面796。在一个实施例中，抛光表面796具有小于或等于±1mm的厚度变化和小于或等于约500微米的表面粗糙度。

上层794可以由导电材料构成。在一个实施例中，上层794由软材料形成，例如金、锡、钯、钯-锡合金、铂、或铅，以及比铜更软的其他导电金属、合金和陶瓷复合物。上层794可以可选地包括如上所述布置在其中的研磨材料，以帮助移除布置在正被抛光的衬底的金属表面上的钝化层。

可选地，上层794可以由基本覆盖导电抛光部分310但留下导电抛光部分的至少一部分暴露使得导电抛光部分310可以耦合到在上层794上正被抛光的衬底的非导电材料构成。以这样的构造，上层794帮助减少刮擦并防止导电部分310在抛光期间进入任何暴露的特征。非导电上层794可以包括允许导电抛光部分310保持暴露的多个穿孔。

图7F是具有形成在其中的窗口702的抛光物件205的另一个实施例。窗口702构造为允许定位在抛光物件205之下的传感器704，检测表示抛光性能的度量。例如，传感器704可以是涡电流传感器或干涉仪、以及其他传感器。在一个实施例中，传感器是能够产生准直光束的干涉仪，该准直光束在处理期间被导向到并入射在正被抛光的衬底114的一侧上。在反射信号之间的干涉表示正被抛光的材料层的厚度。可以利用的一种传感器在于1999年4月13日授权给Birang等人的美国专利No.5,893,769中描述，其全文通过引用被结合于此。

窗口702包括基本防止处理流体到达容纳传感器704的圆盘206区域的阻流件706。阻流件706通常被选定为对于通过其的信号是可透射的(例如，具有最小的干涉或没有干涉影响)。阻流件706可以是分离的元件(例如在窗口702内耦合到抛光物件205的聚氨酯块)，或可以是构成抛光物件205的一个或多个层(例如在导电部分310或物件支撑或副垫部分320之下的聚酯薄膜片)。可选地，阻流件706可以以布置在抛光物件205和圆盘206之间的层(例如，电极204或其他层)方式布置。在另一个可选构造中，阻流件706可以布置在与窗口702对准的其中传感器704所在的通路708中。在其中导电部分310包括多层，例如上层794和下层792的实施例中，如图7F所示，透明材料706可以布置在构成导电材料310的至少一层中。所构思的是导电抛光物件的其他构造，包括此处所述的实施例以及其他构造，都可以适于包括窗口。

在抛光表面中的导电元件

在另一个方面，此处所述的导电纤维和填料可以用于形成布置在抛光材料中的不同的导电元件，以形成本发明的导电抛光物件205。抛光材料可以是传统抛光材料或导电抛光材料，例如，如此处所述布置在聚合物中的导电填料或纤维的导电复合物。导电元件的表面可以与抛光物件的表面一起形成平面，或可以在抛光物件的表面平面之上延伸。导电元件可以在抛光物件的表面之上延伸高至5毫米。

虽然以下图示了在抛光材料中具有特定结构和布置的导电元件的使用，但是本发明构思了各个导电纤维和填料，以及由其制成的诸如织物之类的材料也可以为认为是导电元件。此外，虽然未示出，以下抛光物件的说明可以包括具有此处所述并在图4-6中示出的穿孔和槽图案的抛光物件，具有构造到图案以结合如下的此处所述的导电元件。

图8A-8B描述了具有布置在其中的导电元件的抛光物件800的一个实施例的俯视和剖视示意图。抛光物件800通常包括具有适于在处理时接触衬底的抛光表面820的主体810。主体810通常包括电介质或聚合物材料，例如聚氨酯之类的电介质聚合物材料。

抛光表面820具有形成在其中的一个或多个开口、槽、沟槽、或凹部830，以至少部分地接收导电元件840。导电元件840通常可以布置为具有与由抛光表面820界定的平面共面或在由抛光表面820界定的平面之上延伸的接触表面850。接触表面850通常通过例如具有柔软的、弹性的、柔性的、或可压力模制的表面，构造成当接触衬底时最大化导电元件840的电接触。在抛光期间，可以使用接触压力来将接触表面850压迫到与抛光表面820共面的位置上。

如此处所述，通常通过形成在其中的多个穿孔860使得主体810对于电解液可渗透。抛光物件800可以具有在抛光物件810的表面积的约20％与约80％之间的穿孔密度，以提供足够的电解液流来帮助从衬底表面的均匀的阳极溶解。

主体810通常包括诸如此处所述的传统抛光材料之类的电介质材料。形成在主体810中的凹部830通常构造为在处理期间留持导电元件840，并因此可以在形状和方向上改变。在图8A所示的实施例中，凹部830是布置在抛光物件表面之上具有矩形横截面、并在抛光物件800的中心处形成互连“X”或十字图案870的槽。本发明构思了其他横截面，例如如此处所述在槽接触衬底表面处倒梯形的和圆的弯曲部。

可选地，凹部830(和布置在其中的导电元件840)可以以不规则间距布置，径向、平行或垂直地定向，且另外可以是直线的、弯曲的、同心的、渐开的曲线，或其他横截面区域。

图8C是径向地布置在主体810中的各个导电元件840的俯视示意图，每个元件840通过间隔体875物理地或电地分离。间隔体875可以是电介质抛光材料或用于这些元件的电介质互连(例如，塑料互连)的一部分。可选地，间隔体875可以是抛光物件的一部分，其缺少抛光材料或导电元件840来提供在导电元件840之间的物理连接的断开。以这种分离的元件构造，每个导电元件840可以通过导电路径890(例如导线)各个地连接到功率源。

再参考图8A和8B，通常提供布置在主体810中的导电元件840以产生约20Ω-cm或更低的体电阻率或体表面电阻率。在抛光物件的一个方面，抛光物件具有2Ω-cm或更低的电阻率。导电元件840通常具有在持续的电场下不老化的机械属性，并可抵抗酸性或碱性电解液中的退化。导电元件840通过压装配、卡夹、粘接、或通过其他方法留持在凹部830中。

在一个实施例中，导电元件840足够地柔软、弹性、或柔性，以在处理期间保持在接触表面850与衬底之间的电接触。对于导电元件840的足够的柔顺、弹性、或柔性的材料与抛光材料相比可以在肖氏D硬度尺度上具有约100或更小的类似硬度(analogous hardness)。对于聚合物材料，可以使用在肖氏D硬度尺度上具有约80或更低的类似硬度的导电元件840。诸如柔性或可弯曲纤维材料之类的柔软材料也可以用作导电元件840。导电元件840可以比抛光材料更柔软，以避免在抛光期间由导电元件840引入的较高的局部压力。

在图8A和8B所示的实施例中，导电元件840嵌入在布置在物件支撑或副垫815上的抛光表面810中。绕导电元件840形成通过抛光表面810和物件支撑815两者的穿孔860。

如此处所述，导电元件840的示例包括涂覆有导电材料电介质或导电纤维、或与聚合物材料(诸如聚合物基粘接剂)混合的导电填料，以制成导电(和抗磨损)复合物。导电元件840也可以包括如此处所述的导电聚合物材料或其他导电材料以改善电属性。例如，导电元件包括导电环氧树脂和导电纤维以及碳或石墨填料的复合物以提高复合物的导电性，其布置在聚氨酯的主体中，其中导电纤维包括涂覆有金的尼龙纤维，例如涂覆有布置在尼龙纤维上的约0.1μm的钴、铜或镍和布置在尼龙纤维上的约2μm的金的尼龙纤维。

图8D是具有布置在其中的导电元件的抛光物件800的另一个实施例的剖视示意图。导电元件840通常可以布置为具有与由抛光表面820界定的平面共面或在由抛光表面820界定的平面之上延伸的接触表面。如此处所述，导电元件840可以包括导电织物700，其布置、包围或缠绕导电构件845。可选地，各个导电纤维和/或填料也可以布置、包围或缠绕导电构件845。导电构件845可以包括适于用在电抛光处理中的诸如此处所述的贵金属之类的金属、或诸如铜之类的其他导电材料。导电元件840也可以包括如此处所述的织物和接合剂材料的复合物，其中织物形成导电元件840的外接触部分而接合剂通常形成内支撑结构。如此处所述，导电元件840也可以包括具有矩形横截面的中空管，其管壁由刚性导电织物700和粘合剂形成。

利用连接器890来将导电元件840耦合到功率源(未示出)，以在处理期间使导电元件840电偏压。连接器890通常是与处理流体相容的或具有保护连接器890避开处理流体的覆盖或涂层的导线、带或其他导体。连接器890可以通过模制、焊接、堆叠、钎焊、卡夹、卷边、铆接、紧固、导电粘接或者通过其他方法或设备耦合到导电元件840。可以用于连接器890的材料示例包括隔绝的铜、石墨、钛、铂、金、铝、不锈钢、和HASTELOY^导电材料、以及其他材料。

绕连接器890布置的涂层可以包括诸如碳氟化合物、聚氯乙烯(PVC)和聚酰亚胺之类的聚合物。在图8A所示的实施例中，一个连接器890在抛光物件800的周边耦合到每个导电元件840。可选地，连接器890可以布置为通过抛光物件800的主体810。在另一个实施例中，连接器890可以耦合到布置在凹孔(pocket)中和/或通过主体810的导电栅格(未示出)，该导电网格电耦合导电元件840。

图9A描述了抛光材料900的另一个实施例。抛光材料900包括主体902，其具有布置在抛光表面906上的一个或多个至少部分导电的元件904。导电元件904通常包括多个纤维、绳、和/或柔性手指，其是柔软的或弹性的，并适于在处理时接触衬底表面。纤维由至少部分导电的材料构成，例如如此处所述由涂覆有导电材料的电介质材料构成的纤维。纤维也可以是自身实心或中空，以减小或增大纤维的柔度或柔性。

在图9A所示的实施例中，导电元件904是耦合到基体909的多个导电副元件913。导电副元件913包括如此处所述的至少部分导电的纤维。副元件913的示例包括如此处所述涂覆有金的尼龙纤维或碳纤维。基体909也包括导电材料并耦合到连接器990。基体909也可以涂覆有诸如铜之类的导电材料层，其在抛光期间从抛光垫物件溶解，这被认为可以延长导电纤维的处理持续时间。

导电元件904通常布置在形成在抛光表面906中的凹部908中。导电元件94可以在相对于抛光表面906的0至90度之间定向。在导电元件904垂直于抛光表面906定向的实施例中，导电元件904可以部分地布置在抛光表面906上。

凹部908具有较低的安装部分910和较高的空隙部分(clearanceportion)912。安装部分910构造为接收导电元件904的基体909，并通过压配合、夹持、粘接或通过其他方法留持导电元件904。空隙部分912布置在凹部908与抛光表面906相交处。空隙部分912通常在横截面上大于安装部分910，以允许导电元件904在抛光期间接触衬底时伸缩而不布置在衬底与抛光表面906之间。

图9B描述了具有导电表面940和形成在其上的多个离散的导电元件920的抛光物件900的另一个实施例。导电元件920包括由导电材料涂覆的电介质材料的纤维，导电元件920从抛光物件205的导电表面940竖直地移位，并彼此水平地移位。抛光物件900的导电元件920通常在相对于导电表面940的0至90度之间定向，并可以相对于与导电表面940垂直的线任何极方向(polar orientation)上倾斜。导电元件920可以如图9B所示沿抛光垫的长度方向形成，或可以仅布置在抛光垫的选定区域中。导电元件920在抛光表面以上的接触高度可以高至约5毫米。组成导电元件920的材料的直径在约1密耳(千分之一英寸)和约10密耳之间。导电元件920的在抛光表面以上的高度和直径可以根据正被执行的抛光处理而改变。

导电元件920足够柔软或弹性，以在接触压力下变形，并保持在减少或最小的衬底表面刮擦的情况下与衬底表面电接触。在图9A和9B中所示的实施例中，衬底表面可以仅接触抛光物件205的导电元件920。导电元件920如此定位，以便于在抛光物件205的表面上提供均匀电流密度。

导电元件920通过非导电的或电介质的粘接剂或接合剂粘附到导电表面。非导电粘接剂可以对导电表面940提供电介质涂层，以提供在导电表面940与任何周围电解液之间的电化学屏障。导电表面940可以是抛光物件205的圆形抛光垫或线形网或带的形式。一系列穿孔(未示出)可以布置在导电表面940中用于提供通过其的电解液流。

虽然未示出，但是导电板可以布置在传统抛光材料的支撑垫上，其中支撑垫用于在旋转的或线性抛光压板上定位和处理抛光物件900。

图10A描述了由导电元件1004构成的抛光物件1000的一个实施例的示意性立体图。每个导电元件1004通常包括具有布置在凹部1012中的第一端1008和第二端1010的环套或圈1006，凹部1012形成在抛光表面1024中。每个导电元件1004可以耦合到相邻的导电元件，以形成在抛光表面1024之上延伸的多个环套1006。

在图10A所示的实施例中，每个环套1006由被导电材料涂覆的纤维制成并通过粘附到凹部1012的拉线基体1014耦合。环套1006的示例是涂覆有金的尼龙纤维。

环套1006在抛光表面以上的接触高度可以在约0.5毫米和约2毫米之间，且构成环套的材料的直径可以在约1密耳(千分之一英寸)与约50密耳之间。拉线基体1014可以是诸如钛、铜、铂、或铂涂覆的铜之类的导电材料。拉线基体1014也可以由诸如铜之类的导电材料层涂覆，其中导电材料层在抛光期间从抛光垫物件溶解。在拉线基体1014上的导电材料层的使用被认为是牺牲层，其优先于下面的环套1006材料或拉线基体1014材料溶解，以延长导电元件1004的寿命。导电元件1004可以在相对于抛光表面1024的0至90度之间定向，并可以相对于与抛光表面1024垂直的线的任何极方向(polar orientation)上倾斜。导电元件1004通过垫连接1030耦合到功率源。

图10B描述了由导电元件1014构成的抛光物件1000的另一个实施例的示意性立体图。导电元件1004包括由如此处所述的涂覆有导电材料的纤维组成的导线的单匝线圈1005。线圈105耦合到布置在基体1014上的导电构件1007。线圈1005可以围绕导电构件1007，围绕基体1014，或粘附到基体1014的表面。导电棒可以包括诸如金之类的导电材料，并通常包括诸如金或铂之类的与在抛光处理中使用任何电解液化学惰性的导电材料。可选地，诸如铜之类的牺牲材料的层1009布置在基体1014上。牺牲材料的层1009通常是比导电构件1007更具化学反应性的材料(例如，铜)，因为在抛光处理的垫抛光方面、阳极溶解方面期间，与导电构件1007和线圈1005的材料相比，化学反应性的材料的优先移除。导电构件1007可以通过电连接器1030耦合到功率源。

偏置构件可以布置在导电元件和主体之间，以在处理期间提供压迫导电元件远离主体而与衬底表面进行接触的偏置。图10B中示出了偏置构件1018的示例。但是，本发明构思了此处(例如图8A-8D、9A、10A-10D中)所示的导电元件可以使用偏置元件。偏置元件可以是弹性材料或设备，包括能够偏置导电元件的压缩弹簧、片簧、盘簧、诸如泡沫聚氨酯(例如PORON^聚合物)之类的泡沫聚合物、弹性体、气囊或其他构件或器件。偏置构件也可以是能够偏置导电元件抵靠正被抛光的衬底表面并提高与衬底表面接触的诸如柔软泡沫或充气软管之类的柔软或弹性材料。偏置的导电元件可以与抛光物件的表面形成平面或可以在抛光物件表面的平面之上延伸。

图10C示出了具有多个导电构件1004的抛光物件1000的另一个实施例的示意性立体图，其中，多个导电元件以从衬底中心到边缘的径向图案分布。多个导电元件可以彼此偏移15°、30°、45°、60°、和90°角度的间隔或其他任何所期望的组合。导电元件1004通常被间隔以为衬底的抛光提供电流或功率的均匀施加。导电元件还可以被间隔以不互相接触。主体1026的电介质抛光材料的楔部1004可以被构造为使导电元件1004电隔离。还在抛光物件中形成间隔体或凹入区域1060，以也使导电元件1004彼此电隔离。导电元件1004可以是如图10A所示的环套形式或如图9B所示的竖直延伸纤维。

图10D描述了图10A的导电元件1004的可选实施例的示意性立体图。导电元件1004包括如此处所述的交织的导电纤维1006的丝网或织物，其具有布置在形成在抛光表面1024中的凹部1012中的第一端1008和第二端1010，以形成用于与衬底接触的一个连续的导电表面。丝网或织物可以是一个或多个交织纤维的层。在图10D中，包括导电元件1004的丝网或织物图示为单个层。如图10A所示，导电元件1004可以耦合到导电基体1014并可以在抛光表面1024上方延伸。导电元件1004可以通过连接到导电基体1014的电连接器1030耦合到功率源。

图10E示出了形成具有形成在其中的环套1006的导电元件1004并将导电元件紧固到抛光物件的主体1026的另一个实施例的部分示意性立体图。通路1050形成在抛光物件的主体1024中，其与用于导电元件1004的槽1070相交。衬垫1055布置在通路1050中。衬垫1055包括导电材料，例如金或与导电元件1006相同的材料。连接器1030可以接着布置在通路1050中并与衬垫1055接触。连接器1030耦合到功率源。导电元件1004的端部1075可以与用于功率流经其的衬垫1055接触。导电元件1004的端部1075和连接器1030接着通过电介质插块1060被紧固到导电衬垫1055。本发明构思了为导电元件1004的每个环套1006使用通道，其沿着导电元件1004的长度在一定间隔处，或仅在导电元件1004的顶端部处。

图11A-C是图示了如此处所述的导电材料的环套或环的弹性能力的一系列示意性侧视图。抛光物件1100包括布置在副垫1120上的抛光表面1110，副垫1120形成在垫支撑体1130之上并且其中具有槽或凹部1140。包括涂覆有导电材料的电介质材料的环套或环1150的导电元件1142布置在凹部1170中的拉线基体1155上并与电接触1145耦合。衬底1160与抛光物件1100接触并以与抛光物件1100的表面相对运动的方式移动。当衬底接触导电元件1142时，如图11B所示，环套1150压缩到凹部1140中同时维持与衬底1160的电接触。当衬底移动了足够大的距离而不再接触导电元件1142时，如图11C所示，弹性环套1150返回到未压缩的形状用于其他的处理。

导电抛光垫的其他示例在于2001年12月27日递交的美国临时专利申请序列号10/033,732中描述，其全文通过引用被结合于此。

功率施加

通过使用如此处所述的连接器或功率传输器件，功率可以耦合到如上所述的抛光物件205中。功率传输器件在于2001年12月27日递交的美国临时专利申请序列号10/033,732中更完整地描述，其全文通过引用被结合于此。

再参考图11A-11C，通过电接触1145的使用，功率可以耦合到导电元件1140，其中电接触1145包括布置在形成于抛光垫中的槽或凹部1170中的导电板或衬片。在图11A所示的实施例中，导电元件1140安装在诸如金之类的金属板上，如图2所示，金属板与抛光物件1100一起安装在诸如圆盘206之类的支撑上。可选地，电接触可以在导电元件与抛光垫材料之间(例如，在如图8A和8B所示的导电元件840与主体810之间)布置在抛光垫材料上。电接触可以接着如上在图8A-8D中所述通过引线(未示出)耦合到功率源。

图12A-12D是具有连接到功率源(未示出)的延伸部分的抛光物件的实施例的俯视图和侧视示意图。功率源提供电流承载能力，即，在ECMP处理中用于阳极溶解的衬底表面的阳极偏压。功率源可以通过绕抛光物件的导电抛光部分和/或物件支撑部分布置的一个或多个导电接触连接到抛光物件。一个或多个功率源可以通过一个或多个接触连接到抛光物件，以允许产生沿衬底表面一部分的可变的偏压或电流。可选地，一个或多个引线可以形成在导电抛光部分和/或物件支撑部分中，其耦合到功率源。

图12A是通过导电连接器耦合到功率源的导电抛光垫的一个实施例的俯视图。导电抛光部分可以具有延伸部分，例如台肩或各个塞，延伸部分形成在导电抛光部分1210中并具有比物件支撑部分1220更大的宽度或直径。延伸部分通过连接器1225耦合到功率源，以将电流提供到抛光物件205。在图12B中，延伸部分1215可以形成为从导电抛光部分1210的平面平行地或横向地延伸并延伸超过抛光支撑部分1220的直径。穿孔和槽的图案如图6所示。

图12B是经由诸如导线之类的导电路径1232耦合到功率源(未示出)的连接器1225的一个实施例的剖视示意图。连接器包括电耦合件1234，该电偶合件1234连接到导电路径1232并通过诸如螺栓之类的导电紧固件1230电耦合到延伸部分1215的导电抛光部分1210。螺母1238可以耦合到导电紧固件1230，将导电抛光部分1210紧固在两者之间。诸如垫圈之类的间隔件1236可以布置在导电抛光部分1210及紧固件1230与螺母1238之间。间隔件1236可以包括导电材料。紧固件1230、电耦合件1234、间隔件1236、和螺母1238可以由导电材料制成，例如金、铂、钛、铝、或铜。如果使用诸如铜之类的可以与电解液发生反应的材料，则该材料可以被覆盖在对于与电解液的反应为惰性的材料中，例如铂。虽然未示出，但是导电紧固件的可选实施例可以包括导电夹具、导电粘接带、或导电粘接剂。

图12C是经由支撑1260耦合到功率源(未示出)的连接器1225的一个实施例的剖视示意图，支撑1260例如是压板或如图2所示的圆盘206的上表面。连接器1225包括诸如螺钉或螺栓之类的紧固件1240，其具有足够的长度以穿通延伸部分1215的导电抛光部分1210以与支撑1260耦合。间隔件1242可以布置在导电抛光部分1210与紧固件1240之间。

支撑通常适于接收紧固件1240。如图12C所示，孔1246可以形成在支撑1260的表面中，以接收紧固件。可选地，电耦合件可以布置在紧固件1240与导电抛光部分1210之间，紧固件1240与支撑1260耦合。支撑1260可以通过诸如导线之类的导电路径1232连接到功率源，连接到抛光压板或室外部的功率源或集成到抛光压板或室中的功率源，以提供与导电抛光部分1210的电连接。导电路径1232可以与支撑集成或如图12B所示从支撑1260延伸。

在另一个实施例中，如图12D所示，紧固件1240可以是支撑件1260的集成的延伸部分，其延伸通过导电抛光部分1215并由螺母1248紧固。

图12E和12F示出了将功率提供到抛光物件1270的另一个实施例的侧示意图和分解立体图，抛光物件1270具有布置在抛光部分1280与物件支撑部分1290之间的功率耦合件1285。抛光部分1280可以由如此处所述的导电抛光材料制成或包括如此处所述的多个导电元件1275。如图12F所示，导电元件1275可以彼此物理地隔绝。形成在抛光表面中的导电元件1275适于例如通过该元件的导电基体电接触功率耦合件1285。

功率耦合件1285可以包括到一个或多个功率源的导线互连元件1275、多个平行导线互连元件1275、多个导线独立连接元件1275、或导线丝网互连元件连接元件1275。耦合到独立导线和元件的独立功率源可以改变所施加的功率，而互连的导线和元件可以将均匀的功率提供到元件。功率耦合件可以覆盖抛光物件的直径或宽度的一部分或全部。图12F中的功率耦合件1285是导线丝网互连元件连接元件1275的示例。功率耦合件1285可以通过诸如导线之类的导电路径1287连接到功率源，连接到抛光压板或室外部的功率源或集成到抛光压板或室中的功率源。

在抛光表面中的研磨元件

图13A-13B是导电物件1400的另一个实施例的俯视图和剖视图。导电物件1400包括从导电物件1400的导电部分1404的抛光表面1402延伸的研磨特征。研磨特征可以是如上参考图3所述的研磨颗粒，或可以是如图14A-14B所示的离散的研磨元件1406。

在一个实施例中，研磨元件1406是接收在形成于导电物件1400的抛光表面1402中的各个狭槽1408中的棒。研磨元件1406通常从抛光表面1402延伸并构造为移除正被抛光的衬底的金属表面的钝化层，从而使下面的金属暴露于电解液和电化学作用，因而增大处理期间抛光的速率。研磨元件1406可以由陶瓷、无机、有机或聚合物材料制成，其足够强以破坏形成在金属表面处的钝化层。一种示例布置在导电物件1400中的由诸如聚氨酯垫之类的传统抛光垫制造的棒或带。在图13A-B所示的实施例中，研磨元件1406可以具有至少约30的肖氏D硬度，或足够硬以研磨正被抛光的材料的钝化层。在一个实施例中，研磨元件1406比铜硬。聚合物颗粒可以是实心的或多孔的，以调整研磨元件1406相对于周围导电部分1404的磨损率。

研磨元件1406可以构造为在抛光表面1402上的各种几何或随机的构造。在一个实施例中，研磨元件1406径向地定向在抛光表面1402上，但是，也构思了研磨元件1406的诸如螺旋、栅格、平行或同心定向以及其他定向。

在一个实施例中，弹性构件1410可以布置在研磨元件1406与导电部分1404之间的各个狭槽1408中。弹性构件1410允许研磨元件1406相对于导电部分1404移动，从而提供了对于衬底的增大的柔度来用于在抛光期间更均匀地移除钝化层。而且，弹性构件1410的柔度可以选定为调整由研磨元件1406和导电部分1404的抛光表面1402施加到衬底的相对压力，从而平衡与钝化层形成的速率抵抗的钝化层的移除速率，使得正被抛光的金属层最小化地暴露于研磨元件1406以最小化潜在的刮擦发生。

从抛光表面延伸的导电球

图14A-B是导电物件1500的可选实施例的俯视图和剖视图。导电物件1500包括从导电物件1500的上部1504的抛光表面1502延伸的导电辊1506。在处理期间，辊1506可以被衬底下压到抛光表面1502的相同平面。在处理期间，嵌入在导电物件1500中的导电辊耦合到处于高电压的外部功率源(未示出)用于抛光衬底的较高的体移除速率。

导电辊1506可以相对于上部1504固定，或可以自由滚动。导电辊1506可以是构造为在处理期间不刮擦衬底的球、圆柱、销、椭球或其他形状。

在图14B所示的实施例中，导电辊1506是布置在一个或多个导电载具1520中的多个球。每个导电载具1520布置在形成于导电物件1500的抛光表面1502中的狭槽1508中。导电辊1506通常从抛光表面1502延伸并构造为提供与正被抛光的衬底的金属表面的电接触。导电辊1506可以由任何导电材料形成，或可以由至少部分地涂覆有导电覆盖1524的芯1522形成。在图14B所示的实施例中，导电辊1506具有至少部分地由软导电材料1524涂覆的聚合物芯1522。一个示例是涂覆有导电金层TORLON^TM聚合物芯，其使用铜作为在TORLON^TM和金层之间的种晶层。

在一个实施例中，聚合物芯1522可以从诸如聚氨酯之类的弹性材料中选定，其在处理期间当辊1506与衬底接触时变形。当辊1506变形时，在辊1506与衬底之间的接触面积增大，这样提高了在辊1506与布置在衬底上的导电层之间的电流并从而改善了抛光结果。

导电辊1506可以布置为在抛光表面1502上的各种几何或随机构造。在一个实施例中，导电辊1506径向地定向在抛光表面1502上，但是，也构思了导电辊1506的诸如螺旋、栅格、平行或同心定向以及其他定向。

在图14B所示的实施例中，弹性构件1510可以布置在导电载具1520与导电部分1504之间的各个狭槽1508中。弹性构件1510允许导电辊1506(和载具1520)相对于导电部分1504移动，从而提供对衬底的增大的柔度来用于在抛光期间的更均匀的电接触。也可以如上参考图7F所述在导电物件1500中形成窗口(未示出)以帮助处理控制。

具有插入垫的导电物件

图15是导电物件1600的另一个实施例的剖视图。导电物件1600通常包括适于在抛光期间接触衬底的导电部分1602、物件支撑部分1604和夹在导电部分1602与物件支撑部分1604之间的插入垫1606。导电部分1602和物件支撑部分1604可以类似于此处描述的实施例中的任何一个或其等同物件来构造。粘接层1608可以设置在插入垫1606的每侧上，以将插入垫1606耦合到物件支撑部分1604和导电部分1602。导电部分1602、物件支撑部分1604和插入垫1606可以通过可选方法耦合，从而允许导电物件1600的部件在其使用寿命之后可以作为单个单元容易地更换、简化导电物件1600的更换、库存和次序管理。

可选地，支撑部分1604可以耦合到电极204，并且与导电物件1600作为一个单元可更换。可选地包括电极204的导电物件1600也可以包括如所述并以上参考图7所述的形成通过其的窗口。

插入垫1606通常比物件支撑部分1604更硬并且与导电部分1602一样硬或比导电部分1602更硬。本发明构思了插入垫1606可以可选地比导电部分1602软。插入垫1606的硬度被选定为对导电物件1600提供刚度，其延长了导电部分1602和物件支撑部分1604两者的机械寿命，同时改善了导电物件1600的阻尼特性，这导致抛光衬底更大的总体平滑度。在一个实施例中，插入垫1606具有小于或等于约80肖氏D的硬度，物件支撑部分1604具有小于或等于约80肖氏A的硬度，而导电部分1602具有小于或等于约100肖氏D的硬度。在另一个实施例中，插入垫1606具有小于或等于约35密耳的厚度，而物件支撑部分1604具有小于或等于约100密耳的厚度。

插入垫1606可以由允许通过包括导电物件1600的层叠(即，导电部分1602、插入垫1606和物件支撑部分1604的堆叠)的电路径建立的电介质材料制成。当导电物件1600浸没在或覆盖有诸如电解液之类的导电流体时，可以建立电路径。为帮助通过导电物件1600的电路径的建立，插入垫1606可以是可渗透或穿孔中的至少一种情况，以允许电解液流通过。

在一个实施例中，插入垫1606由与电解液和电化学处理相容的电介质材料制成。合适的材料包括诸如聚氨酯、聚酯、聚酯树脂片、环氧树脂和聚碳酸酯之类的聚合物以及其他材料。

可选地，导电衬背1610可以布置在插入垫1606和导电部分1602之间。导电衬背1610通常使导电部分1602之上的电势均衡，从而增强抛光均匀性。具有导电部分1602的抛光表面之上的均衡电势确保了在导电部分1602与正被抛光的导电材料之间的良好电接触，尤其是如果导电材料是不再为连续膜的残余材料(即，膜残余物的离散岛状物)。而且，导电衬背1610对导电部分1602提供了机械强度，从而增加了导电物件1600的使用寿命。导电衬背1610的利用在通过导电部分的电阻大于约500m-ohm的实施例中是有利的，并增强了导电部分1602的机械完整性。也可以利用导电衬背1610增强导电均匀性并降低导电部分1602的电阻。导电衬背1610可以由与抛光处理相容的金属箔、金属屏、金属涂覆的编织或非编织织物、以及其他合适的导电材料制成。在一个实施例中，导电衬背1610被压模到导电部分1602。衬背1610被构造为不阻止电解液在导电部分1604与插入垫1606之间的流动。导电部分1602可以通过压模、层叠、注模和其他合适方法安装到导电衬背1610上。

图16是导电物件1700的另一个实施例的剖视图。导电物件1700通常包括适于在抛光期间接触衬底的导电部分1602、导电衬背1610、物件支撑部分1604和夹在导电部分1602与物件支撑部分1604之间的插入垫1706，与上述的导电物件1600具有相似结构。

在图16所示的实施例中，插入垫1706由具有多个隔室1708的材料制成。隔室1708通常填充有空气或其他流体，并提供可以增强处理的弹性和柔度。隔室可以打开或关闭，其具有从0.1微米到数毫米(例如在1微米到1毫米之间)范围的尺寸。本发明构思了可应用于插入垫1706的其他尺寸。插入垫1706可以是可渗透或穿孔中的至少一种情况以允许电解液流通过。

插入垫1706可以由与电解液和电化学处理相容的电介质材料制成。合适的材料包括但不限于诸如泡沫聚氨酯之类的泡沫聚合物和和聚酯树脂片。插入垫1706通常具有比物件支撑部分或副垫1604更小的可压缩性，并在受到压力时具有更局部的变形独立性。

图17是导电物件1800的另一个实施例的剖视图。导电物件1800包括耦合到物件支撑部分1804的导电部分1802。可选地，导电物件1800可以包括布置在导电部分1802与物件支撑部分1804之间的插入垫和导电衬背(未示出)。

导电物件1800通常包括形成为通过其的多个孔1806，以允许电解液或其他处理流体通过导电部分1802的上抛光表面1808与物件支撑部分1804的下安装表面1810之间。在孔1806中的每个与上抛光表面1801相交处界定的边缘1812被轮廓处理以去除可能在处理期间刮擦衬底的任何尖锐的角部、毛刺或表面不规则。边缘1812的轮廓可以包括使得边缘1812光滑并促使刮擦最小化的圆角、倒角、锥度或其他构造。

在导电部分1802至少部分地由聚合物制成的实施例中，可以通过在完全固化聚合物之前形成孔1806来实现边缘1812的光滑。这样，随着导电部分1802在聚合物固化循环的剩余部分期间的收缩，边缘1812将变圆。

此外，或者在可选方案中，通过在固化期间或固化之后施加热或压力中至少一种，边缘1812可以是圆的。在一个示例中，边缘1812可以磨光、热或火焰处理以使在边缘1812处抛光表面1808与孔1806之间的过渡变圆。

在另一个示例中，聚合物导电部分1802可以由与模子或模具相排斥的可模制材料构成。聚合物导电部分1802的排斥性质引起表面张力，该表面张力使得应力被模制到聚合物导电部分1802中，其将材料与模型拉开，从而导致在固化时孔1806的边缘1812变圆。

孔1806可以在组装之前或之后形成通过导电物件1800。在一个实施例中，孔1806包括形成在导电部分1802中的第一孔1814和形成在物件支撑部分1804中的第二孔1816。在包括插入垫的实施例中，第二孔1816形成在其中。可选地，第一孔1814和第二孔1816的至少一部分可以形成在导电部分1802中。第一孔1814具有比第二孔1816的直径更大的直径。在第一孔1814下面的第二孔1816的较小直径对第一孔1814周围的导电部分1802提供了横向支撑，从而提高了在抛光期间对垫剪力和扭矩的抵抗。这样，包括在表面1808处与下面的较小孔同心布置的较大孔的孔1806导致导电部分1802的更小变形，同时最小化了颗粒产生，因此最小化了由垫损坏招致的衬底缺陷。

在导电物件中的孔可以在全部层放置在一起之前或之后通过诸如阴/阳冲压之类的机械方法冲压。在一个实施例中，将压模到导电衬背上的导电部分1802首先安装到插入层上，将具有导电衬背的导电部分1802和插入层一起机械地穿孔，将物件支撑部分或副垫分开地穿孔，在穿孔之后将它们对准在一起。在另一个实施例中，将全部层放置在一起，然后穿孔。本发明构思了任何穿孔技术和顺序。

这样，已经提供了适于衬底的电化学处理的各种实施例。导电物件对衬底表面提供良好的柔量以促进可以增强抛光性能的均匀电接触。而且，导电物件被构造为最小化处理时的刮擦，有利地减少了缺陷产生并从而降低了处理的单位成本。

虽然前文指向本发明的各种实施例，但是可以设计本发明的其他和进一步的实施例而不偏离其基本范围，其基本范围由权利要求确定。

Claims (39)

1.一种用于处理衬底的抛光物件，包括：

织物层；和

导电层，所述导电层布置在所述织物上并具有适于抛光衬底的暴露表面。

2.如权利要求1所述的抛光物件，其中所述织物还包括：

编织材料。

3.如权利要求2所述的抛光物件，其中所述编织材料是由软导电材料涂覆或制成中的至少一种。

4.如权利要求3所述的抛光物件，所述软导电材料从以下材料组成的群组中选定：金、锡、钯、钯-锡合金、铂、铅、以及比铜更软的金属合金和陶瓷复合物。

5.如权利要求1所述的抛光物件，其中所述织物还包括非编织材料。

6.如权利要求1所述的抛光物件，其中所述导电层还包括：

软金属，其是从以下材料组成的群组中选定的至少一种：金、锡、钯、钯-锡合金、铂、铅、以及比铜更软的金属合金和陶瓷复合物。

7.如权利要求1所述的抛光物件，其中所述导电层还包括比铜小的模量和硬度。

8.如权利要求1所述的抛光物件，其中所述导电层的所述暴露表面具有小于或等于约正负1毫米的平面度和小于约500微米的表面粗糙度。

9.如权利要求1所述的抛光物件，其中所述导电层还包括：

布置在其中的多个研磨颗粒。

10.如权利要求1所述的抛光物件，其中所述导电层还包括：

压纹的上表面。

11.如权利要求1所述的抛光物件，其中所述导电层还包括：

形成通过其的多个穿孔。

12.如权利要求1所述的抛光物件，还包括：

布置为通过所述导电层和所述织物层的窗口。

13.如权利要求12所述的抛光物件，其中所述窗口还包括：

布置在所述导电层或所述织物层中的至少一个中的透明材料。

14.如权利要求1所述的抛光物件，还包括：

由具有比所述导电层的硬度更小的硬度的电介质材料制成的物件支撑层；和

耦合在所述物件支撑层与所述导电层之间的插入层，所述插入层比所述物件支撑层具有更大的硬度。

15.如权利要求14所述的抛光物件，其中所述插入层具有小于或等于约80肖氏D的硬度；其中所述导电层具有小于约80肖氏D的硬度；且其中所述物件支撑层具有小于或等于约80肖氏A的硬度。

16.如权利要求14所述的抛光物件，其中所述插入层还包括聚合物材料。

17.如权利要求1所述的抛光物件，还包括：

与所述导电层相对地耦合到所述织物层的导电衬背。

18.如权利要求1所述的抛光物件，还包括：

与所述导电层相对地耦合到所述织物层的电极。

19.如权利要求18所述的抛光物件，其中所述电极还包括：

多个独立的可电偏压的区域。

20.如权利要求1所述的抛光物件，还包括：

部分地延伸在所述导电层的所述暴露表面上方的多个球；和

至少部分地覆盖所述球的软导电材料涂层。

21.如权利要求20所述的抛光物件，其中所述球中的至少一个具有聚合物芯。

22.如权利要求1所述的抛光物件，其中所述导电层还包括：

具有布置在其中的导电材料的聚合物基体。

23.如权利要求22所述的抛光物件，其中所述导电材料从以下材料组成的群组中选定：金、锡、钯、钯-锡合金、铂、铅、以及比铜更软的金属合金和陶瓷复合物。

24.如权利要求22所述的抛光物件，其中所述导电材料是锡颗粒；且其中所述织物层还包括：

铜涂覆的织物。

25.如权利要求22所述的抛光物件，其中所述导电材料具有小于或等于铜的硬度和模量。

26.如权利要求22所述的抛光物件，其中所述导电材料还包括：

包括金、锡、钯、钯-锡合金、铂和铅中至少一种的多个导电颗粒。

27.如权利要求22所述的抛光物件，其中所述导电材料还包括：

碳基材料。

28.如权利要求22所述的抛光物件，其中所述导电材料是以下材料中的至少一种：导电颗粒、碳粉、碳纤维、碳纳米管、碳纳米泡沫、碳气凝胶、石墨、导电纤维、自身导电的聚合物、涂覆有导电材料的电介质或导电颗粒、涂覆在导电材料中的电介质填料材料、导电无机颗粒、金属颗粒、导电陶瓷颗粒及其组合。

29.一种用于处理衬底的抛光物件，包括：

具有适于抛光衬底的上抛光表面的导电层；

由具有比所述导电层硬度更小的硬度的电介质材料制成的物件支撑层；

耦合在所述物件支撑层与所述导电层之间的插入层，所述插入层比所述物件支撑层具有更大的硬度；和

形成通过所述导电层、所述插入层和所述物件支撑层的多个孔，所述孔中的至少一个具有形成在所述导电层的上表面中的第一孔和形成在其下方的第二孔，其中所述第一孔比所述第二孔具有更大的直径。

30.如权利要求29所述的抛光物件，其中所述导电层还包括：

适于抛光其上的衬底的抛光层，所述抛光层包括布置在聚合物接合剂中的导电材料。

31.如权利要求30所述的抛光物件，还包括：

布置在所述聚合物接合剂中的多个研磨颗粒。

32.如权利要求30所述的抛光物件，其中所述导电层还包括：

布置在所述抛光层之下的织物层。

33.如权利要求29所述的抛光物件，还包括：

具有多个独立可偏压的区域的电极。

34.如权利要求33所述的抛光物件，其中所述导电层、所述物件支撑层和所述电极形成为一块可更换的组件。

35.一种用于抛光衬底的抛光物件，包括：

具有适于抛光衬底的上抛光表面的导电层；

由具有比所述导电层硬度更小的硬度的电介质材料制成的物件支撑层；

耦合在所述物件支撑层与所述导电层之间的插入层，所述插入层具有比所述物件支撑层更大的硬度；

与所述插入层相对地耦合到所述物件支撑层的电极；和

形成通过所述电极、所述导电层、所述插入层和所述物件支撑层的窗口，其中所述电极、所述导电层、所述插入层和所述物件支撑层形成单个可更换的单元。

36.如权利要求35所述的抛光物件，还包括：

形成通过所述导电层、所述插入层和所述物件支撑层中至少一个的多个孔，所述孔中的至少一个具有形成在所述导电层中的第一孔、形成在插入层中的第二孔和形成在所述物件支撑层中的第三孔，其中所述第一孔比所述第二孔具有更大的直径。

37.如权利要求36所述的抛光物件，其中所述电极还包括：

多个独立的可电偏压的区域。

38.如权利要求36所述的抛光物件，其中所述导电层还包括：

布置在所述物件支撑层上的第一层；和

包括布置在聚合物基体中的导电材料的第二层，所述第二层布置在所述第一层上。

39.如权利要求38所述的抛光物件，其中所述导电材料从以下材料组成的群组中选定：金、锡、钯、钯-锡合金、铂、铅、以及比铜更软的金属合金和陶瓷复合物。

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