DE102009046750B4 - Elektrochemisches Einebnungssystem mit verbesserter Elektrolytströmung - Google Patents

Abstract

Polierkissen für eine elektrochemische Einebnungsanlage, wobei das Polierkissen umfasst:eine strukturierte Kissenoberfläche, die gegen eine zu behandelnde Substratoberfläche zu drücken ist, wobei die strukturierte Kissenoberfläche elektrisch leitende erhabene Bereiche aufweist (111p);mehrere erste Elektrolytströmungskanäle (114), die in der strukturierten Kissenoberfläche gebildet sind, wobei jeder der mehreren ersten Elektrolytströmungskanäle an einem Rand der strukturierten Kissenoberfläche mündet; undmehrere zweite Elektrolytströmungskanäle (114a), die konzentrisch angeordnet sind und mehrere Segmente (110A, 110B, 110C, 110D) bilden, wobei jedes Segment (110A, 110B, 110C, 110D) durch entsprechende zum Rand verlaufende erste Elektrolytströmungskanäle (114) lateral begrenzt ist und strömungsmäßig mit einem einzelnen der entsprechenden begrenzenden Elektrolytströmungskanäle (114) verbunden ist und durch einen elektrisch leitenden erhabenen Bereich (111p) und einen weiteren der ersten Elektrolytströmungskanäle (114) abgetrennt ist.

Description

• Gebiet der vorliegenden Erfindung
• Im Allgemeinen betrifft der hierin offenbarte Gegenstand das Gebiet der Herstellung integrierter Schaltungen und betrifft insbesondere Einebnungsprozesstechniken mit einem mechanischen und einem chemischen Abtragungsmechanismus, die für die Herstellung moderner Mikrostrukturbauelemente, etwa Metallisierungsstrukturen mit empfindlichen dielektrischen Materialien verwendet werden.
• Beschreibung des Stands der Technik
• Die Herstellung moderner integrierter Schaltungen erfordert typischerweise eine große Anzahl an einzelnen Prozessschritten, wobei eine typische Prozesssequenz das Abscheiden von leitenden, etwa halbleitenden oder isolierenden Schichten auf einem geeigneten Substrat umfasst. Nach dem Abscheiden der entsprechenden Schicht werden Bauteilstrukturelemente erzeugt, indem die entsprechende Schicht mit gut bekannten Mitteln, etwa Photolithographie und Ätzen, strukturiert wird. Durch Strukturieren einer abgeschiedenen Schicht wird folglich eine gewisse Topographie erzeugt, die das Abscheiden und das Strukturieren nachfolgender Schicht beeinflusst. Da komplexe integrierte Schaltungen die Herstellung einer Vielzahl aufeinanderfolgender Schichten erfordern, ist es üblich geworden, die Oberfläche des Substrats regelmäßig einzuebnen, um damit für gut definierte Bedingungen für das Abscheiden und Strukturieren nachfolgender Materialschichten zu sorgen. In anderen Situationen muss unerwünschtes Material abgetragen werden, wobei typischerweise angewendete Ätztechniken weniger geeignet sind. Dies gilt insbesondere für sogenannte Metallisierungsschichten, in denen Metallverbindungen hergestellt werden, so dass diese die einzelnen Bauteilstrukturelemente, etwa Transistoren, Kondensatoren, Widerstände und dergleichen elektrisch miteinander verbinden, um durch die Schaltungsstruktur erforderliche Funktion zu erhalten.
• In dieser Situation hat sich CMP (chemisch-mechanisches Einebnen bzw. Planarisieren) als eine häufig verwendete Prozesstechnik erwiesen, um unerwünschtes Material zu entfernen und um „Unregelmäßigkeiten“ in der Substrattopographie zu verringern, die durch vorhergehende Prozesse hervorgerufen wurden, um damit bessere Verbindungen für einen nachfolgenden Prozess, etwa die Photolithographie, und dergleichen, zu erzeugen. Der Polierprozess selbst verursacht mechanische Schäden an der polierten Oberfläche jedoch in einem sehr geringen Umfang, d. h. auf atomarer Ebene, wobei dies von den Prozessbedingungen abhängt. Obwohl CMP-Prozesse häufig eingesetzte Techniken innerhalb des gesamten Fertigungsablaufs zur Herstellung komplexer Mikrostrukturprodukte sind, sind diese Prozesse auch mit einer Reihe von Nebeneffekten behaftet, die es zu berücksichtigen gilt, um auch für Prozesse anwendbar zu sein, die für die Herstellung komplexer Halbleiterbauelemente erforderlich sind.
• Beispielsweise wurde in der jüngeren Vergangenheit die sogenannte Damaszener- oder Einlegetechnik ein bevorzugtes Verfahren bei der Herstellung von Metallisierungsschichten, wobei eine dielektrische Schicht abgeschieden und strukturiert wird, um Gräben und Kontaktlöcher zu erhalten, die nachfolgend mit einem geeigneten Metall, etwa Aluminium, Kupfer, Kupferlegierungen, Silber, Wolfram und dergleichen gefüllt werden. Da der Prozess des Bereitstellens des Metalls als ein „ganzflächiger“ Abscheideprozess auf der Grundlage beispielsweise elektrochemischer Abscheideverfahren ausgeführt wird, muss das entsprechende Muster des dielektrischen Materials in ausgeprägter Weise mittels einer Überschussabscheidung behandelt werden, um in zuverlässiger Weise schmale Öffnungen und weite Gebiete oder Gräben in einem gemeinsamen Prozess zu füllen. Das überschüssige Metall wird dann entfernt und die resultierende Oberfläche wird eingeebnet, indem eine Prozesssequenz ausgeführt wird, die einen oder mehrere mechanische Polierprozesse beinhaltet, wobei auch eine chemische Komponente oder eine elektrochemische Komponente enthalten ist. Das chemisch-mechanische Polieren (CMP) hat sich als eine zuverlässige Technik erwiesen, um das überschüssige Metall zu entfernen und die resultierende Oberfläche zu begradigen, um damit Metallgräben und Kontaktdurchführungen herzustellen, die voneinander elektrisch isoliert sind, wie dies durch die entsprechende Schaltungsstruktur erforderlich ist. Das chemisch-mechanische Polieren oder das elektrochemisch mechanische Polieren erfordert typischerweise, dass ein Substrat an einem Träger befestigt wird, einem sogenannten Polierkopf, so dass die einzuebnende Kristalloberfläche freiliegt und gegen ein Polierkissen gedrückt werden kann. Der Polierkopf und das Polierkissen werden relativ zueinander bewegt, wobei typischerweise der Polierkopf und das Polierkissen jeweils individuell bewegt werden. Für gewöhnlich werden der Kopf und das Polierkissen gegeneinander in Drehung versetzt, wobei die Relativbewegung so gesteuert wird, dass lokal eine gewünschte Materialabtragsrate erreicht wird. Während des Poliervorgangs wird typischerweise ein Schleifmittel, das ein chemisch reaktives Mittel enthält und möglicherweise abreibende Teichen aufweist, der Oberfläche des Polierkissens zugeführt.
• Typischerweise ist die Abtragsrate durch Prozessparameter, die Relativgeschwindigkeit der zu polierenden Oberfläche und des Polierkissens, der Andruckskraft, mit der das Substrat gegen das Polierkissen gedrückt wird, der Art des verwendeten Schleifmittels und der mechanischen Eigenschaften des Polierkissens in Verbindung mit abreibenden Teilchen, die in dem Kissen und/oder dem Schleifmittel enthalten sind, bestimmt. Im Allgemeinen ist das chemisch-mechanische Polieren ein sehr komplexer Prozess, wobei zusätzlich zur Steuerung der oben spezifizierten Prozessparameter auch der sich kontinuierlich ändernde Zustand des Polierkissens berücksichtigt werden muss, um das gewünschte Prozessergebnis zu erreichen. Mit zunehmenden Durchmesser der jeweiligen Substrate, der in modernen Halbleiterfertigungsstätten 300 mm beträgt, kann das resultierende Profil nach dem Polierprozess auf Grund gewisser Prozessschwankungen variieren, etwa auf Grund des lokal sich ändernden Zustands des Polierkissens, auf Grund von Schwankungen während der Schleifmittelzufuhr und dergleichen. Folglich wurden aufwendige Prozesssteuerungsmechanismen in dem Versuch entwickelt, die zuvor genannten Probleme zu lösen, wobei beispielsweise die Relativgeschwindigkeit und die Andruckskraft als effiziente Parameter zum Steuern des Polierprozesses angewendet werden. Beispielsweise besteht in einem typischen Polierschema eine im Wesentlichen lineare Abhängigkeit zwischen der Abtragsrate und der Andruckskraft und der Lineargeschwindigkeit des Substrats relativ zu dem Polierkissen. Folglich kann auf der Grundlage dieses Prozessschemas die gesamte Polierrate gesteuert werden, wobei durch lokales Variieren einer der oben genannten Parameter ein gewünschtes Polierprofil über das Substrat hinweg erreicht werden kann. Somit können prozessinterne Ungleichmäßigkeiten durch geeignetes Anpassen der lokalen Abtragsrate kompensiert werden und es können auch Prozessungleichmäßigkeiten eines vorhergehenden Prozessschrittes, beispielsweise der Abscheidung eines speziellen Materials, berücksichtigt werden, indem die lokale Abtragsrate während des CMP-Prozesses in geeigneter Weise angepasst wird. Um die Abtragsrate lokal einzustellen, wird beispielsweise die Andruckskraft entsprechend eingestellt, indem etwa entsprechende Druckzonen in dem Polierkopf vorgesehen werden, die zu einer lokal unterschiedlichen entsprechenden effektiven Andruckkraft führen, wodurch jedoch ein gewisser Grad an mechanischer Stabilität von Materialien erforderlich ist, die unter der betrachteten Materialschicht angeordnet sind.
• Mit dem Voranschreiten der Halbleitertechnologie werden zunehmend sogenannte dielektrische Materialien mit kleinem ε in Verbindung mit gut leitenden Metallen, etwa Kupfer, angewendet, um das Gesamtleistungsverhalten entsprechender Halbleiterbauelemente weiter zu verbessem. In dieser Hinsicht sind dielektrische Materialien mit kleinem ε als isolierende Materialien zu verstehen, die eine relative Permittivität von 3,0 oder weniger besitzen, wobei in jüngerer Vergangenheit sogar sogenannte Dielektrika mit ultrakleinem ε einer Dielektrizitätskonstante von 2,5 oder weniger eingeführt wurden. Die geringere relative Permittivität ist jedoch typischerweise mit einer reduzierten mechanischen Stabilität der jeweiligen Materialien verknüpft, woraus sich sehr empfindliche dielektrische Schichtstapel ergeben, von denen überschüssiges Material, etwa Kupfer, etwa durch CMP abzutragen ist. Auf Grund der geringeren mechanischen Stabilität aufwendiger dielektrischer Materialien muss jedoch die Andruckskraft während des Polierprozesses zunehmend auf einen Betrag verringert werden, der mit den mechanischen Eigenschaften der Dielektrika mit kleinem ε verträglich ist. Dies kann jedoch entsprechend der zuvor spezifizierten linearen Abhängigkeit der Abtragsrate von der Andruckskraft und der Lineargeschwindigkeit eine entsprechende Zunahme der Geschwindigkeit der Relativbewegung zwischen dem Polierkissen und dem Substrat erfordern. Eine entsprechende Zunahme der Relativgeschwindigkeit drückt sich jedoch nicht notwendigerweise in einer höheren Abtragsrate in diesem Polierschema unter Anwendung sehr geringer Andruckskräfte aus, so dass zusätzlich zu einem Verlust an Prozesssteuerbarkeit auch die Prozesseffizienz verringert werden kann. Ferner können auch andere Parameter, etwa die Schleifmittelströmung und dergleichen zusätzlich zu der Geschwindigkeit des Poliertellers der Geschwindigkeit des Polierkopfes gesteuert werden, wobei jedoch eine komplexe gegenseitige Wechselwirkung dieser Parameter die Entwicklung sehr komplexer Prozessrezepte erfordert, die nur schwer in einem Schema mit Vorwärtskopplung oder Rückwärtskopplung zu steuern sind, wodurch insgesamt zu einer geringeren Steuerbarkeit und auch zu einer erhöhten Wahrscheinlichkeit zur Erzeugung zusätzlicher Ausbeuteverluste beigetragen wird.
• Angesichts dieser Situation können elektrochemische mechanische Einebnungsprozesse oder Polierprozesse für bessere Prozessbedingungen für das Entfernen von überschüssigem Metall von entsprechenden Oberflächenbereichen sorgen. Während eines elektrochemischen Einebnungsprozesses wird eine geeignete Elektrolytlösung zusätzlich oder alternativ zu einem chemisch reaktiven Schleifmaterial vorgesehen und es wird eine Spannung über der zu behandelnden Substratoberfläche und einer entsprechenden Kathode erzeugt, wobei der Elektrolyt den elektrischen Kontakt zwischen der Kontaktoberfläche und der Kathode herstellt. Beim Erzeugen eines Stromflusses von der Substratoberfläche zu der Kathode über die Elektrolytlösung werden somit zunehmend Metallionen der Substratoberfläche gelöst, wodurch ein kontinuierlicher Materialabtrag erfolgt. Auf Grund der mechanischen Wechselwirkung zwischen dem Polierkissen und der Metalloberfläche können ausgeprägte Oberflächentopographien in einer sehr effizienten Weise eingeebnet werden, wobei dies ähnlich zu einem chemischmechanischen Polierprozess ist. Es zeigt sich jedoch, dass die erforderliche Andruckskraft deutlich geringer ist im Vergleich zu gut etablierten CMP-Techniken, um etwa überschüssiges Kupfer von komplexen Metallisierungssystemen zu entfernen, wodurch zu einer besseren Produktionsausbeute und einer erhöhten Zuverlässigkeit des schließlich erhaltenen Metallisierungssystems beigetragen wird. Im Vergleich zu konventionellen CMP-Strategien kann auch eine deutlich geringere Defektrate während des elektrochemischen Polierens oder Einebnens beobachtet werden, wodurch der elektrochemische Einebnungsprozess eine vielversprechende Prozesstechnik für aufwendige Mikrostrukturbauelemente ist, in denen häufig metallenthaltende Oberflächenbereiche einzuebnen sind.
• In konventionellen elektrochemischen Einebnungssystemen wird ein Polierkissen bereitgestellt, das eine leitende Oberfläche besitzt, die mit der Anode des Systems verbunden ist, um damit die Anode mit der zu behandelnden metallenthaltenden Oberfläche zu verbinden. Ferner sind entsprechende Löcher in dem Polierkissen gemäß einem spezifizierten Muster vorgesehen, die sich etwa durch die leitende Schicht und durch eine isolierende Unterauflage zu einer leitenden Auflagenbasisschicht erstreckt, die als eine Kathode dient, um einen elektrischen Kontakt zwischen der Anode und damit der zu polierenden Substratoberfläche und der Kathode, d.h., der Auflagenbasisschicht herzustellen. Während der Bearbeitung eines Substrats wird ein Stromfluss von der Anode, d. h. der Substratoberfläche, zu einer Kathode hervorgerufen, was durch die Elektrolytlösung in den Löchern in dem Polierkissen bewerkstelligt wird, wobei jedoch ein gewünschtes Polierergebnis wesentlich von den gesamten Prozessbedingungen und dem Status des Elektrolyts in den Löchern abhängt. D. h., während der Bearbeitung werden zunehmend Metallreste und andere Komponente des Polierkissens in dem Elektrolyt in den Löchern aufgenommen, wobei diese Kontaminationsstoffe zu einer reduzierten Wirksamkeit des Elektrolyts innerhalb der Löcher, die sich durch einen Teil des Polierkissens zu der leitenden Auflagenbasisschicht erstrecken, führen können. Folglich hängt der Zustand des sich zunehmend „verbrauchenden“ Elektrolyts empfindlich von der Prozessgeschichte ab und kann daher zu einer ausgeprägten Prozessvariabilität führen, sofern nicht gut definierte Prozessbedingungen für jedes zu behandelnden Substrat wieder hergestellt werden. Aus diesem Grunde wird typischerweise das Polierkissen gespült, beispielsweise auf der Grundlage von deionisiertem Wasser und hohem Druck, um Kontaminationsstoffe innerhalb der Löcher in dem Polierkissen zu entfernen und um ebenfalls die entsprechende Elektrolytlösung abzuführen, die somit durch eine frische Elektrolytlösung ersetzt wird.
• Obwohl das elektrochemische Einebnen somit einen vielversprechenden Ansatz für das Einebnen von metallenthaltenden Oberflächenbereichen und das Entfernen von überschüssigem Metall, etwa Kupfer, repräsentiert, werden folglich viele der Vorteile, d. h. die Verwendung von kosteneffizienten Elektrolytlösungen anstelle komplexer chemisch aktiver Schleifmittel, eine bessere Defektrate und dergleichen, durch das Erfordernis eines häufigen Reinigens der Polierkissen und dem Ersetzen der Elektrolytlösung aufgehoben, wodurch der Durchsatz verringert und die Betriebskosten erhöht werden.
• Die Druckschrift US 6 066 030 A beschreibt eine Vorrichtung zum Entfernen von Material von einem Substrat, wobei die Vorrichtung eine einzige Plattform aufweist, in der Elemente zum Ausführen eines Elektro-Ätzvorgangs und eines mechanischen Polierens vorgesehen sind. Des Weiteren ist eine Öffnung vorgesehen, in der ein Schleifmittel zwischen einem Polierkopf und dem Substrat eingeführt werden kann.
• Die Druckschrift US 2004 / 0 214 510 A1 beschreibt ein leitfähiges Polierkissen, das eine oder mehrere Anoden und eine oder mehrere Kathoden aufweist, die in der Nähe der Polierfläche eines Polierkissen ausgebildet sind. Die Anoden und die Kathoden sind mit einer Verdrahtung verbunden, die Teil eines elektrischen Verbindungssystems ist, das es möglich macht, dass eine Stromquelle mit dem Polierkissen verbunden wird.
• Die Druckschrift US 2005 / 0 274 626 A1 beschreibt ein Polierkissen zum Polieren eines Zwischenschichtmaterials einer Halbleiterscheibe mittels Elektrolyten, indem eine Gleichspannung an das Zwischenschichtmaterial als Anode und an eine Kathode, die als Gegenelektrode dient, angelegt wird, während gleichzeitig dafür gesorgt wird, dass der Elektrolyt mit der Anode und der Kathode in Kontakt tritt.
• Die Druckschrift US 6 843 711 B1 beschreibt einen Polierkörper, beispielsweise ein Kissen oder einen Riemen, mit einer Polierschicht, die mit einem Gebiet zum Rückmischen versehen ist, wobei das Rückmischen in einem Schleifenmittel zwischen einer Halbleiterscheibe oder einem anderen Produkt und der Polierschicht unter gewissen Bedingungen vorgenommen werden kann.
• Die Druckschrift US 2008 / 0 188 162 A1 beschreibt eine Vorrichtung zum elektrochemischen mechanischen Polieren eines leitfähigen Materials, etwa eines Metalls, auf einer Oberfläche eines Substrats durch Kombination der elektrochemischen Wirkung und der mechanischen Wirkung. Diese Vorrichtung umfasst einen Polierteller mit aufgeteilten Elektroden, der ferner ausgebildet ist, ein Polierkissen mit einer Polieroberfläche zu halten. Ferner ist ein Polierkopf vorgesehen, um ein Werkstück mit einer leitenden Schicht zu halten und das Werkstück gegen die Polierfläche zu drücken.
• Die Druckschrift DE 199 01 749 A1 beschreibt eine Polierauflage für das chemisch mechanische Polieren. In der Polierauflage sind eine Vielzahl ringförmiger Nuten und eine Vielzahl von Nuten als Strömungskanäle vorgesehen, die nach dem Prinzip der Hydrodynamik ausgebildet sind. Die Nuten für die Strömungskanäle sind dabei nach Strömungsgleichungen hergestellt, die aus einer Quellenströmung und einer Wirbelströmung abgeleitet sind.
• Angesichts der zuvor beschriebenen Situation betrifft die vorliegende Offenbarung Einrichtungen und Verfahren, in denen die Effizienz elektrochemischer Einebnungstechniken verbessert werden kann, wobei eines oder mehrere der oben erkannten Probleme vermieden oder zumindest reduziert werden.
• Überblick über die vorliegende Offenbarung
• Im Allgemeinen betrifft die vorliegende Offenbarung Einrichtungen und Techniken, in denen die Effizienz elektrochemischer Einebnungstechniken verbessert wird, indem der Gesamtdurchsatz deutlich gesteigert wird, ohne dass die Prozessgleichmäßigkeit beeinträchtigt wird. Zu diesem Zweck wird eine kontinuierliche Elektrolytströmung zur Peripherie des Polierkissens hervorgerufen, wodurch Kontaminationsstoffe und Metallreste kontinuierlich transportiert werden, die somit kontinuierlich in ein entsprechendes Elektrolytbad abgeführt werden. Die kontinuierliche Elektrolytströmung zum Rand des Polierkissens kann auf der Grundlage einer strukturierten Kissenoberfläche erreicht werden, in der geeignete Elektrolytströmungskanäle ausgebildet sind. Diese Elektrolytströmungskanäle sorgen für eine „radiale“ kontinuierliche Elektrolytströmung, was als eine Strömung einer Elektrolytlösung zu verstehen ist, die im Allgemeinen zum Rand hin der Ebene gerichtet ist, die durch die strukturierte Oberfläche des Polierkissens definiert ist, unabhängig von der tatsächlichen Strömungsrichtung in Bezug auf einen Radius des Polierkissens. Folglich sind diese Elektrolytströmungskanäle in geeigneter Weise ausgebildet, eine kontinuierliche Strömung aufrecht zu erhalten, d. h. ein „Totraum“ innerhalb der strukturierten Oberfläche kann vermieden werden, in welchem eine Ansammlung von Kontaminationsstoffen auftreten könnte, so dass sehr gleichmäßige Prozessbedingungen für eine Vielzahl von Substraten erreicht werden, ohne dass zwischenzeitige Spül- oder Reinigungsprozesse erforderlich sind. In einigen anschaulichen Ausführungsformen wird die strukturierte Oberfläche auf der Grundlage geeigneter leitender hervorstehender Oberflächenbereiche gebildet, die somit entsprechende laterale Grenzen der Elektrolytströmungskanäle repräsentieren, wodurch ein Kontakt mit der einzuebnenden Metalloberfläche möglich ist und wodurch auch ein geeignetes Muster für die Strömungskanäle bereitgestellt wird. In anderen anschaulichen Aspekten ermöglicht die geeignete Ausbildung der Elektrolytströmungskanäle, die für eine im Wesentlichen kontinuierliche Elektrolytströmung sorgen, komplexe Kontaktschemata, da die Elektrolytströmung selbst in effizienter Weise als ein elektrischer Kontakt auf seiner kontinuierlichen und damit sehr gleichmäßigen Strömungskonfiguration dienen kann. Folglich kann zusätzlich zu einem erhöhten Durchsatz und zu einer besseren Defektrate auch eine größere Flexibilität beim Konfigurieren einer elektrochemischen Einebnungsanlage erreicht werden.
• Insbesondere wird die zuvor genannte Aufgabe erfindungsgemäß durch ein Polierkissen nach Anspruch 1 und eine elektrochemische Einebnungsanlage gemäß Anspruch 7 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.
• Figurenliste
• Weitere Aspekte der vorliegenden Offenbarung sind in den angefügten Patentansprüchen definiert und gehen deutlicher aus der folgenden detaillierten Beschreibung hervor, wenn diese mit Bezug zu den begleitenden Zeichnungen studiert wird, in denen:
• 1a schematisch eine Querschnittsansicht einer elektrochemischen Einebnungsanlage mit einem Polierkissen bzw. einer Polierauflage mit Elektrolytströmungskanälen gemäß anschaulicher Ausführungsformen zeigt;
• 1b schematisch eine Querschnittsansicht eines Substrats mit einer metallenthaltenden zu behandelnden Oberfläche, wobei die Oberfläche die Oberfläche eines komplexen Metallisierungssystems eines Halbleiterbauelements gemäß anschaulicher Ausführungsformen repräsentiert;
• 1c schematisch eine Draufsicht einer strukturierten Oberfläche eines Polierkissens mit erfindungsgemäßen aufwendigen Elektrolytströmungskanälen zum Erzeugen einer kontinuierlichen Elektrolytströmung gemäß anschaulicher Ausführungsformen zeigt;
• 1d ein Polierkissen eines Vergleichsbeispiels zeigt; und
• 1e schematisch eine elektrochemische Einebnungsanlage mit einem komplexen Polierkissen und einem System zum Beibehalten einer im Wesentlichen kontinuierlichen Elektrolytströmung zeigt.
• Detaillierte Beschreibung
• Der hierin offenbarte Gegenstand löst im Allgemeinen die Problematik eines geringeren Durchsatzes und/oder einer erhöhten Defektrate in elektrochemischen Einebnungsprozessen auf Grund einer beeinträchtigten gesamten Elektrolytströmung, die durch die Konfiguration konventioneller Polierkissen bzw. Polierauflagen hervorgerufen wird. Um die gesamte Effizienz zu erhöhen wurde erkannt, dass die Prozessbedingungen während des elektromechanischen Einebnungsprozesses deutlich verbessert werden können, indem eine im Wesentlichen kontinuierliche Elektrolytströmung während der Bearbeitung erzeugt wird, wodurch auch die Möglichkeit geschaffen wird, die Anzahl der erforderlichen Reinigungszwischenprozesse deutlich zu verringern, während in einigen anschaulichen Ausführungsformen eine Vielzahl von Substraten ohne eine Zwischenspülung oder Reinigung der Polierauflage bearbeitet werden können. Zu diesem Zweck ist die Oberfläche des Polierkissens bzw. der Polierauflage in geeigneter Weise so strukturiert, dass das Vorhandensein von kritischen Volumenbereichen vermieden wird, in denen Elektrolytlösung sich ansammeln kann und damit zu einer erhöhten Defektrate beitragen kann, wenn aufeinanderfolgende Substrate ohne dazwischen liegende Reinigungsaktivitäten bearbeitet werden. Derartige kritische Volumina innerhalb einer strukturierten Oberfläche können vermieden werden, indem geeignete Strömungskanäle bereitgestellt werden, die die Elektrolytbildung im Wesentlichen parallel zu der Oberfläche leiten, wobei bei Bedarf die Rotationsbewegung des Polierkissens vorteilhaft ausgenutzt werden kann, die somit den Elektrolyttransport vom Mittelpunkt des Polierkissens zum Rand begünstigt. Folglich werden die Elektrolytströmungskanäle in der strukturierten Oberfläche derart vorgesehen, dass Bereiche mit erhöhtem Strömungswiderstand vermieden werden, wobei dennoch ein ausreichender Oberflächenbedarf für den Kontakt mit der Oberfläche des einzuebnenden Substrats verfügbar ist. Zu diesem Zweck besitzen die Strömungskanäle eine geeignete Ausbildung, um den „Stau“ des Elektrolyts während des Betriebs des Polierkissens zu vermeiden, wobei in einigen anschaulichen Ausführungsformen gleichzeitig ein geeignetes Kontaktschema für leitende Oberflächenbereiche vorgesehen wird, um die metallenthaltende Oberfläche des Substrats mit der Anode der Einebnungsanlage zu verbinden.
• Andererseits bieten die Strömungskanäle eine ausreichende Gesamtquerschnittsfläche zum Transportieren der Elektrolytlösung, so dass ein gewünschter Grad an „Erneuerung“ des Elektrolyten über das gesamte Polierkissen hinweg erreicht wird. Zu diesem Zweck ist die Strukturierung der Kissenoberfläche so gestaltet, dass die Strömungskanäle eine im Allgemeinen graduelle Spirale oder eine andere geeignete Konfiguration besitzen, wobei diese Kanäle und damit die entsprechenden dazwischenliegenden erhabenen Oberflächenbereiche in geeignete Anhäufungen bzw. Cluster unterteilt sein können, wovon jeder dann in geeigneter Weise strömungsmäßig und elektrisch angeschlossen ist, um damit die kontinuierliche Elektrolytströmung jedes Clusters bzw. jeder Ansammlung zu erzeugen und auch für die gewünschte elektrische Kontaktierung einer Substratoberfläche zu sorgen.
• In weiteren anschaulichen Ausführungsformen bietet die auf der Grundlage der geeignet strukturierten Auflagenoberfläche erzeugte kontinuierliche Elektrolytströmung die Möglichkeit, das Kontaktschema zum Verbinden der Substratoberfläche mit einer Versorgungsspannung zu konfigurieren, um damit eine „Anode“ für den elektrochemischen Einebnungsprozess bereitzustellen. Beispielsweise kann auf Grund der Gleichmäßigkeit der Elektrolytströmung die zu behandelnde Substratoberfläche „direkt“ mit einer entsprechenden Versorgungsspannungsquelle verbunden werden, beispielsweise über eine entsprechende Substrathalterung und dergleichen, da im Wesentlichen gleichmäßige Prozessbedingungen erreicht werden, etwa im Hinblick auf einen Stromfluss mittels der Elektrolytlösung, wodurch der gesamte Aufbau der elektrochemischen Einebnungsanlage vereinfacht wird. In diesem Falle müssen die Oberflächenbereiche, die mit der Substratoberfläche in Kontakt sind, nicht notwendigerweise als leitende Oberflächenbereiche auf Grund des kontinuierlichen und gleichmäßigen Zuführens und Abführens des Elektrolyts über das gesamte zu behandelnde Substrat hinweg vorgesehen werden.
• Folglich können Kühlaktivitäten und hoher Druck, die konventioneller Weise eingesetzt werden, nachdem eine sehr beschränkte Anzahl von Substraten bearbeitet wurde, vermieden werden, oder zumindest deutlich reduziert werden, wodurch zu einem besseren Gesamtdurchsatz beigetragen wird. Auf Grund der kontinuierlichen Elektrolytströmung kann ferner ein entsprechendes regelmäßiges Ersetzen der Elektrolytlösung, wie dies typischerweise in konventionellen Strategien der Fall ist, in denen das Ersetzen sogar nach jedem Substrat erforderlich sein kann, vermieden werden, wodurch ebenfalls der Verbrauch von Rohmaterialien verringert wird, was zu geringeren Betriebskosten führt.
• Mit Bezug zu den begleitenden Zeichnungen wird die Erfindung detaillierter beschrieben.
• 1a zeigt schematisch eine Querschnittsansicht einer elektrochemischen Einebnungsanlage 100 mit einem Behälter oder einem Kessel 101, der eine Antriebsanordnung 105 und einen daran angebrachten Teller beinhaltet. Die Antriebsanordnung 105 ist ausgebildet, den Teller 102 auf der Grundlage geeigneter Prozessparameter in Drehung zu versetzen. Zu beachten ist, dass die Antriebsanordnung 105 beliebige Komponenten aufweist, um damit eine spezifizierte Drehgeschwindigkeit zu erzeugen und beizubehalten. Der Einfachheit halber sind derartige Komponenten, etwa Elektromotoren, elektronische Steuereinheiten, mechanische Mechanismen und dergleichen nicht gezeigt, da diese Komponenten im Stand der Technik bekannt sind. In ähnlicher Weise besitzt der Teller 102 eine geeignete Konfiguration, beispielsweise ähnlich zu konventionellen CMP-Anlagen und dergleichen. Die Anlage 100 umfasst ferner einen Substratträger 116, der mechanisch mit einer Antriebsanordnung 104 verbunden ist, die ausgebildet ist, den Träger 116 und ein entsprechendes darauf angebrachtes Substrat 150 in Drehung zu versetzen. In ähnlicher Weise sind entsprechende Komponenten, etwa Elektromotoren, mechanische Komponenten und dergleichen nicht gezeigt, da diese Komponenten im Stand der Technik bekannt sind. Es sollte jedoch beachtet werden, dass die Antriebsanordnung 104 typischerweise so ausgebildet ist, dass sie den Substratträger 116 in geeigneter Weise an einer beliebigen Position über dem Teller 102 anordnen kann, wie dies zum Erreichen im Wesentlichen gleichmäßiger Prozessbedingungen erforderlich ist. Die Antriebsanordnung 104 in Verbindung mit dem Substratträger 116 ist in geeigneter Weise ausgebildet, eine gewünschte Andruckskraft zu erzeugen, die jedoch deutlich kleiner ist im Vergleich zu entsprechenden Andruckskräften, wie sie in konventionellen CMP-Anlagen erforderlich sind, wie dies auch zuvor erläutert ist. Des weiteren ist ein Polierkissen bzw. eine Polierauflage 110 an dem Teller 102 angebracht und umfasst eine strukturierte Oberfläche 111, die mit einem Substrat 150 gemäß des Betriebs der Einebnungsanlage 100 in Kontakt zu bringen ist. Beispielsweise enthält das Polierkissen 110 eine leitende Basisschicht 110a, die als eine Kathode dient. Ferner kann eine isolierende Auflagenschicht 110b, die auch als Unterauflage bezeichnet wird, in Form einer perforierten Materialschicht in Verbindung mit einer leitenden Oberflächenschicht 110c vorgesehen sein. Es sollte beachtet werden, dass die strukturierte Oberfläche 111 als eine Oberfläche zu verstehen ist, die eine spezielle Topographie aufweist, d. h. eine Vielzahl von erhabenen oder hervorstehenden Oberflächenbereichen 111p und entsprechende abgesenkte Bereiche 111r, die in der strukturierten Oberfläche 111 vorgesehen sind. Wie zuvor erläutert ist, kann die strukturierte Oberfläche 111 die erhabenen Oberflächenbereiche 111p und damit die abgesenkten Bereiche 111r in einer geeigneten Konfiguration so aufweisen, dass eine im Wesentlichen kontinuierliche Elektrolytströmung zur Peripherie oder Rand 112 der Polierauflage 110 ermöglicht wird. Zu diesem Zweck kann die strukturierte Oberfläche 111 geeignete Strömungskanäle (in 1a nicht gezeigt) aufweisen, die am Rand 112 münden, so dass ein Elektrolyt in den Strömungskanälen schließlich zu dem Rand 112 transportiert und dann dem Behälter 101 zugeführt wird. Folglich ist die strukturierte Oberfläche 111 der Polierauflage 110 so ausgebildet, dass eine „radiale Elektrolytströmung“, d. h. eine Elektrolytströmung parallel zu einer Ebene, die durch eine Oberfläche des Tellers 102 oder eine Oberfläche 151 des Substrats 150 definiert ist, so dass eine im Wesentlichen unterschiedliche Strömungsrichtung im Vergleich zu konventionellen elektrochemischen Einebnungsanlagen hervorgerufen wird, in denen im Allgemeinen Durchgangslöcher durch das Polierkissen vorgesehen sind. Wie zuvor erläutert ist, ist die strukturierte Oberfläche 111 so gestaltet, dass Bereiche mit erhöhtem Strömungswiderstand vermieden werden, wobei Bereiche mit erhöhtem Strömungswiderstand als ein Bereich zu verstehen sind, in welchem die Strömung des Elektrolyts deutlich verlangsamt oder sogar unterbrochen wird, wodurch eine Ansammlung von Kontaminationsstoffen, etwa von Metallresten, Resten der Oberfläche 111 und dergleichen stattfinden kann.
• Die elektrochemische Einebnungsanlage 100 umfasst ferner eine Zufuhreinheit 103, die ausgebildet ist, eine Elektrolytlösung an einer speziellen Position über dem Polierkissen 110 zuzuführen. In einigen anschaulichen Ausführungsformen besitzt die Einheit 103 eine im Wesentlichen stationäre Position über dem Polierkissen 110, während in anderen anschaulichen Ausführungsformen die Einheit 103 über das Polierkissen hinweg gemäß einem spezifizierten räumlichen und zeitlichen Muster bewegbar ist, um damit eine entsprechende lokale und zeitliche Steuerung der Elektrolytzufuhr zu ermöglichen. Der Einfachheit halber ist die entsprechende Antriebsanordnung oder die jeweilige Position der Einheit 103 über dem Polierkissen 110 nicht gezeigt. Die Anlage 100 kann ferner eine Versorgungsspannungseinheit 106 aufweisen, um damit einen Stromfluss von der Substratoberfläche 101 zu einer Kathode zu erzeugen, die durch eine spezielle Elektrodenanordnung gebildet ist. In der gezeigten Ausführungsform ist beispielsweise eine Kathode 106c in dem Behälter 101 oder eine daran angebrachte Elektrodenanordnung dargestellt, während eine Anode 106a in Form einer geeigneten Kontaktanordnung bereitgestellt ist, um damit eine Verbindung zu dem Rand 112 des Polierkissens 110 herzustellen. Wie somit zuvor erläutert ist, umfasst in diesem Falle die strukturierte Oberfläche 111 zumindest einige elektrisch leitende Oberflächenbereiche, etwa die erhabenen Bereiche 111p, die in geeigneter Weise mit dem Rand 112 verbunden sind, beispielsweise durch Kontaktringe oder eine andere geeignete Elektrodenanordnung, wie dies für konventionelle elektrochemische Einebnungsanlagen bekannt ist. In anderen anschaulichen Ausführungsformen wird die Anode 106 eingerichtet, indem die Einheit 106 mit dem Substratträger 116 etwa über die Antriebsanordnung 104 verbunden wird, wobei ein geeignetes Kontaktschema in dem Träger 116 so vorgesehen wird, dass schließlich eine Verbindung zu der Oberfläche 151 erfolgt. In anderen Fällen wird die Anode 106a in Form eines Kontakts zu der Versorgungseinheit 103 und in Form einer entsprechenden Elektrolytlösung, die der Oberfläche 111 während des Betriebs der Anlage 100 zugeführt wird, vorgesehen.
• 1b zeigt schematisch eine Querschnittsansicht des Substrats 150, wobei das Substrat 150 ein komplexes Mikrostrukturbauelement mit der Oberfläche 151 repräsentiert, von welcher Metall zu entfernen ist. In der Darstellung repräsentiert die Oberfläche 151 eine anfängliche Oberfläche eines Metallisierungssystems 152 vor dem Entfernen von Metall. Beispielsweise enthält das Metallisierungssystem 152 mehrere Metallisierungsschichten, wovon jede ein dielektrisches Material 153, etwa in Form eines dielektrischen Materials mit kleinem ε aufweisen kann, in welchem entsprechende Metallgebiete 156 eingebettet sind. Die Metallgebiete 156 können mit einem beliebigen metallenthaltenden Material 154, etwa Wolfram, Kupfer, Aluminium, Silber und dergleichen gefüllt sein, möglicherweise in Verbindung mit anderen Metallkomponenten, etwa einem leitenden Barrierenmaterial 155, das häufig zur Verbesserung der Haftung, Verbesserung des Metalleinschlusses, der Verbesserung des Elektromigrationsverhaltens und dergleichen verwendet wird. Beispielswiese repräsentiert das Metallisierungssystem 152 das Verdrahtungssystems eines komplexen Halbleiterbauelements mit kupferbasierten Metallleitungen, die in dielektrischen Materialien mit einer Dielektrizitätskonstante von 3,0 oder weniger gebildet sind, so dass ein Ausüben geringerer Druckkräfte während des entsprechenden Abtragungsprozesses zu einer höheren Produktionsausbeute und erhöhter Zuverlässigkeit mit einem besseren Leistungsverhalten des Metallisierungssystems 152 beiträgt.
• Während des Betriebs des Systems 100 wird das Substrat 150 auf dem Substrat 116 angeordnet und gegen die strukturierte Oberfläche 111 gedrückt. Des weiteren wird ein Elektrolyt 107 durch die Einheit 103 zugeführt und es wird eine Relativbewegung zwischen dem Substrat 151 und dem Polierkissen 110 erzeugt, beispielsweise mittels der Antriebsanordnungen 104, 105, wie dies zuvor erläutert ist. Beim Erzeugen eines Stromflusses mittels der Versorgungsspannungseinheit 106 von der Anode 106a zu der Kathode 106c und dem Elektrolyten 107 tritt eine elektrochemische Reaktion an der Oberfläche 151 auf, wodurch Metallionen in die Elektrolytlösung übergehen, was zu einem entsprechenden Materialabtrag führt, wobei ebenfalls die entsprechende mechanische Komponente, d. h. die Bewegung der Oberfläche 151 gegenüber der strukturierten Oberfläche 111, ebenfalls zu einer höheren Abtragsrate an den erhabenen Bereichen der Oberfläche 151 beiträgt, wodurch zunehmend die resultierende Oberflächentopographie selbst bei moderat geringen Druckkräften im Vergleich zu konventionellen CMP-Techniken verringert wird. Auf Grund der strukturierten Oberfläche 111 wird eine im Wesentlichen kontinuierliche Elektrolytströmung am Rand 112 erzeugt, so dass eine entsprechende konstante Ableitung von Kontaminationsstoffen, etwa von Metallresten, Resten des Polierkissens 110 und dergleichen erreicht wird, wodurch gleichmäßige Prozessbedingungen während des gesamten Abtragungsprozesses geschaffen werden. Danach wird das Substrat 150 durch ein weiteres Substrat ersetzt, ohne dass dazwischen liegende Spülprozesse erforderlich sind, wie dies in konventionellen Elektro-CMP-Anlagen der Fall ist, wie dies auch zuvor erläutert ist, da die kontinuierliche Elektrolytströmung und damit die effiziente Entfernung von Kontaminationsstoffen zu sehr gleichmäßigen Prozessbedingungen führt, selbst nach der Bearbeitung mehrerer Substrate 150 ohne dazwischen liegende Reinigungsaktivitäten.
• 1c zeigt schematisch eine Draufsicht eines Teils der elektrochemischen Einebnungsanlage. Wie gezeigt, enthält das Polierkissen 110 mehrere Elektrolytströmungskanäle 114, die am Rand 112 des Polierkissens 110 münden. In dieser Hinsicht soll der Begriff „münden bzw. enden“ als ein offenes Ende eines entsprechenden Strömungskanals 114 verstanden werden, so dass Elektrolyt, der in den Kanälen 114 strömt, in unbeschränkter Weise in den Behälter 101 eingeleitet werden kann. In der Darstellung sind die Strömungskanäle 114 durch entsprechende erhabene Oberflächenbereiche 111p begrenzt, die in Form von leitenden Elementen vorgesehen sein können, zumindest an der oberen Fläche der Bereiche 111p in Form eines leitenden Materials. Beispielsweise ist das Polierkissen 110 aus gut etablierten Materialien aufgebaut, wie sie auch in konventionellen elektrochemischen Einebnungsanlagen verwendet werden, die Polierkissen mit einer leitenden Oberfläche und mit entsprechenden Durchgangslöchern, die darin ausgebildet sind, aufweisen. Somit besitzt das Polierkissen 110 ein entsprechendes darin ausgebildetes Muster, um die Strömungskanäle 114 zu bilden, die für eine Strömung des Elektrolyten zum Rand 112 während des Betriebs der Anlage 100 sorgen. Des weiteren repräsentieren die Strömungskanäle 114 eine „Sammelleitung“, die strömungsmäßig mit mehreren weiteren Strömungskanäle 114 verbunden ist, die in der gezeigten Ausführungsform eine im Wesentlichen konzentrische Struktur besitzen. Folglich kann ein Elektrolyt in den Kanälen 114a beim Rotieren des Polierkissens 110 in den entsprechenden Strömungskanal 114 geleitet werden, der wiederum strömungsmäßig mit dem Rand 112 verbunden ist und damit eine Verbindung zum Behälter 101 herstellt. Dabei ist das Polierkissen 110 in mehrere Segmente oder Ansammlungen bzw. Cluster 110a, ..., 110d unterteilt, wovon jeder einen der Fluidkanäle 114 und mehrere entsprechende Kanäle 114a aufweist. Beispielsweise ist der Cluster oder das Segment 110a strömungsmäßig mit dem Kanal 114 auf der linken Seite verbunden und ist durch den Kanal 114 auf der rechten Seite abgetrennt. Beim Rotieren des Polierkissens 110 ist somit jeder der Kanäle 114a mit der entsprechenden Sammelleitung 114 verbunden, ohne dass ein erhöhter Strömungswiderstand erzeugt wird, so dass ein von der Einheit 103 näherungsweise von der Mitte des Kissens 110 zugeführter Elektrolyt, der von den Kanälen 114a während des Betriebs geleitet wird, effizient zum Rand 112 transportiert wird, wodurch eine kontinuierliche Elektrolytströmung beibehalten wird, die zu sehr gleichmäßigen Prozessbedingungen führt, selbst nach der Bearbeitung mehrerer Substrate ohne dazwischen liegende Reinigungsprozesse.
• Jeder der erhabenen Oberflächenbereiche 111p ist schließlich mit der Anode 106a verbunden, da die Ansammlung oder jedes Segment 110a, ... 100d des Oberflächenbereichs 111p zumindest mit einem Oberflächenbereich 113 verbunden ist, der den entsprechenden Strömungskanal 114 bildet, der wiederum mit der Anode 106a auf der Grundlage eines geeigneten Kontaktschemas verbunden ist, wie dies zuvor erläutert ist. Somit kann das gewünschte Potential an der Oberfläche des Substrats 150 erzeugt werden, da jeder der Oberflächenbereiche 111p mit der Anode 106a verbunden ist.
• 1d zeigt schematisch eine Draufsicht eines Teils der Anlage 100 mit dem Polierkissen 110 gemäß einem Vergleichsbeispiel, das nicht Gegenstand der Erfindung ist. Wie gezeigt, sind die Elektrolytströmungskanäle 114 in einer „spiralartigen“ Weise angeordnet, wobei jeder der Kanäle 114 am Rand 112 mündet. Die entsprechenden erhabenen Oberflächenbereiche 111p, die die Strömungskanäle 114 bilden, können sich in einem zentralen Bereich 114c so vereinigen, dass jeder der Oberflächenbereiche 111p mit der Versorgungsspannungseinheit (siehe 1a) in Kontakt ist, um damit die Anode 106a zu repräsentieren. Zu diesem Zweck dienen zumindest einige der Bereiche 111p als ein entsprechender Kontaktbereich 113 zur Verbindung mit der Versorgungsspannung. Wenn eine erhöhte Zuverlässigkeit und Gleichmäßigkeit der Stromverteilung als wichtig erachtet wird, können zwei oder mehr der Bereiche 111 als leitende Pfade dienen, um eine Verbindung zu der Versorgungsspannungseinheit herzustellen. Wie in 1d gezeigt ist, kann zur Verbesserung der Elektrolytströmung in den Kanälen 114 die Elektrolytzuführeinheit 103 geeignet so positioniert sein, dass der Elektrolyt direkt in die Kanäle 114 zugeführt wird, was bewerkstelligt werden kann, indem der Endbereich der Einheit 103 von dem zentralen Gebiet 114c mit Abstand angeordnet wird. Während des Betriebs der Anlage 100 unter Anwendung des in 1d gezeigten Polierkissens 110 wird somit notfalls eine kontinuierliche und gleichmäßige Elektrolytströmung erreicht.
• 1e zeigt schematisch eine Querschnittsansicht der elektrochemischen Einebnungsanlage 100. Wie gezeigt, umfasst die Anlage 100 eine Rezirkulationseinheit 108, die strömungsmäßig mit dem Behälter 101, der ein Elektrolytbad 107a enthält verbunden ist. Während des Betriebs der Anlage 100 kann der Elektrolyt 107 über die Einheit 103 dem Polierkissen 110 zugeführt werden und die entsprechende kontinuierliche Elektrolytströmung, die darin erzeugt wird, führt zu einer kontinuierlichen Strömung von Elektrolyt in das Bad 107a, das wiederum mit der Rezirkulationseinheit 108 verbunden ist. Somit kann die Einheit 108 den Elektrolyt der Einheit 103 zuführen, wodurch ein effizientes Kreislaufsystem für die Elektrolytlösung 107 bereitgestellt wird. Die Rezirkulationseinheit 108 umfasst ferner geeignete Reinigungs- oder Aufbereitungssystem, beispielsweise in Form von Filtersystemen und dergleichen, in denen Kontaminationsstoffe effizient entfern werden, bevor die aufbereitete Elektrolytlösung der Einheit 103 zugeführt wird. Es sollte ferner beachtet werden, dass die Rezirkulationseinheit 108 ein geeignetes Reservoir an „frischer“ Elektrolytlösung aufweisen kann, um Elektrolytverluste bezüglich des Elektrolyts zu kompensieren, das zeitweilig aufbereitet wird und für das Zuführen zu der Einheit 103 aktuell nicht verfügbar ist.
• Es gilt also: Die vorliegende Offenbarung stellt elektrochemische Einebnungsanlagen und entsprechende Polierkissen bzw. Polierauflagen bereit, wobei ein größerer Durchsatz und eine Verringerung des Elektrolytverbrauchs erreicht wird, indem eine kontinuierliche Elektrolytströmung in dem Polierkissen vom Zentrum zum Rand erzeugt wird, indem geeignet gestaltete Elektrolytströmungskanäle vorgesehen werden.

Claims (11)

1. Polierkissen für eine elektrochemische Einebnungsanlage, wobei das Polierkissen umfasst: eine strukturierte Kissenoberfläche, die gegen eine zu behandelnde Substratoberfläche zu drücken ist, wobei die strukturierte Kissenoberfläche elektrisch leitende erhabene Bereiche aufweist (111p); mehrere erste Elektrolytströmungskanäle (114), die in der strukturierten Kissenoberfläche gebildet sind, wobei jeder der mehreren ersten Elektrolytströmungskanäle an einem Rand der strukturierten Kissenoberfläche mündet; und mehrere zweite Elektrolytströmungskanäle (114a), die konzentrisch angeordnet sind und mehrere Segmente (110A, 110B, 110C, 110D) bilden, wobei jedes Segment (110A, 110B, 110C, 110D) durch entsprechende zum Rand verlaufende erste Elektrolytströmungskanäle (114) lateral begrenzt ist und strömungsmäßig mit einem einzelnen der entsprechenden begrenzenden Elektrolytströmungskanäle (114) verbunden ist und durch einen elektrisch leitenden erhabenen Bereich (111p) und einen weiteren der ersten Elektrolytströmungskanäle (114) abgetrennt ist.
2. Polierkissen nach Anspruch 1, wobei die ersten und zweiten Elektrolytströmungskanäle (114, 114a) lateral durch die elektrisch leitenden erhabenen Bereiche (111p) begrenzt sind.
3. Polierkissen nach Anspruch 2, wobei die elektrisch leitenden erhabenen Bereiche (111p) mindestens einen Kontaktbereich aufweisen, der mit einer Spannungsversorgung der elektrochemischen Einebnungsanlage verbindbar ist.
4. Polierkissen nach Anspruch 2, wobei jeder der elektrisch leitenden erhabenen Bereiche (111p) elektrisch mit dem mindestens einen Kontaktbereich verbunden ist.
5. Polierkissen nach Anspruch 1, wobei die elektrisch leitenden erhabenen Bereiche (111p) mit einem Zentrum der strukturierten Kissenoberfläche verbunden sind.
6. Polierkissen nach Anspruch 1, wobei die ersten und zweiten Elektrolytströmungskanäle (114, 114a) das einzige Volumen innerhalb der strukturierten Kissenoberfläche repräsentieren, das zum Aufnehmen von Elektrolyt während der Verwendung des Kissens verfügbar ist.
7. Elektrochemische Einebnungsanlage, mit: einem Teller (102), der zum Empfangen eines Polierkissens (110) ausgebildet ist; einem Substratträger (116), der ausgebildet ist, ein Substrat (150) mit einer einzuebnenden Oberfläche aufzunehmen; einer Antriebsanordnung (104), die ausgebildet ist, eine Relativbewegung zwischen dem Substrat (150) und dem Teller (102) zu erzeugen; einem Polierkissen (110) nach einem der Ansprüche 1 bis 6; einem Behälter, der ausgebildet ist, den Teller (102) und ein Elektrolytbad aufzunehmen; einer Elektrolytzuführeinheit (103), die ausgebildet ist, einen Elektrolyten zu der strukturierten Oberfläche des Polierkissens (110) zuzuführen; und einer Spannungsversorgungseinheit (106), die ausgebildet ist, eine Spannung über der einzuebnenden Oberfläche und dem Elektrolytbad zu erzeugen.
8. Elektrochemische Einebnungsanlage nach Anspruch 7, wobei die Spannungsversorgungseinheit (106) ausgebildet ist, einen elektrischen Kontakt zum Rand des Polierkissens (110) herzustellen.
9. Elektrochemische Einebnungsanlage nach Anspruch 7, wobei die Spannungsversorgungseinheit (106) elektrisch mit dem Substratträger verbunden ist.
10. Elektrochemische Einebnungsanlage nach Anspruch 7, wobei die Spannungsversorgungseinheit (106) elektrisch mit der Elektrolytzufuhreinheit (103) verbunden ist.
11. Elektrochemische Einebnungsanlage nach Anspruch 7, die ferner eine Rezirkulierungseinheit (108) aufweist, die strömungsmäßig mit der Elektrolytzufuhreinheit (103) und dem Elektrolytbad verbunden ist.

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