JP2005520335A - 補強された化学機械平坦化用ベルト - Google Patents

Abstract

【課題】 使用のストレスに対する弾性があり、剥離またはその他の形での分離を生じる可能性が低く、製造が経済的かつ容易であり、複数のＣＭＰ処理ツールおよび環境において作業が容易である直線ＣＭＰ処理ベルトを製造する方法、処理、および装置を提供する。
【解決手段】 化学機械平坦化（ＣＭＰ）において使用される処理ベルト（１５０、１６０、１７０）を提供する。処理ベルトは、メッシュベルト（１５４）および織物（１６４）の一方により補強される。処理ベルトは、メッシュベルトを包み込んで処理ベルトをなす重合体材料（１５２）を含む。処理ベルトは、メッシュベルトが重合体材料内で連続ループを形成するように製造され、メッシュベルトは、交差部材（１７４）のグリッドとして構築される。交差部材は、処理ベルトのための硬質支持構造を形成するために、固定した接合部（１７６）において接合される。

Description

本発明は、ウェーハを準備するためのベルトに関し、特に、化学機械平坦化装置において使用されるベルト材料の製造に関する。

半導体デバイスの製造では、通常、複数の層が基板上に配置され、特徴部が、層内および層を通じて形成される。基板またはウェーハの表面の形状は、製造プロセス中に凸凹になる可能性があり、これを適宜修正しないと、後続層の追加により、凹凸は増加する。化学機械平坦化（ＣＭＰ）は、半導体表面を平坦化するため、更には、研磨、バフ研磨、基板洗浄、エッチングプロセス、およびその他を含む追加的な製造プロセスを実行するために利用される製造プロセスとして開発された。

一般に、ＣＭＰプロセスは、基板またはウェーハを制御された圧力で、平坦か処理を行なう部材の表面（処理面）に当てる工程を含んでいる。処理面およびウェーハの両方を、互いに独立して回転、スピン、またはその他の形で運動させ、平坦化のための摩擦力を形成し、ウェーハの表面全体を制御可能な形で一貫して処理される状態を確保する。通常、ＣＭＰ装置は、直線ベルト処理システムを備え、直線ベルト処理システムでは、ベルトを移動させる二つ以上のドラムまたはローラを備え、この間に、処理面を有するベルトが支持されている。ベルトは、この２以上のドラムまたはローラにより、ウェーハに当たる平坦な処理面を形成し、このドラムまたはローラ間の循環経路を移動する。ウェーハは、通常、ウェーハキャリヤによって支持して回転させる。研磨用のプラテンは、循環経路で移動するベルトの裏側に設けられる。このプラテンは、その表面上をベルトが移動する安定した面を提供し、ウェーハは、プラテンが提供する安定した表面を背にしたベルトの処理面に当てられる。一部の製品では、スラリとして知られる水溶液中の研磨材が、平坦化またはその他のＣＭＰプロセスを促進および強化するために用いられる。

ＣＭＰ装置には、追加的に、処理面のための円形パッド構成を有する回転ＣＭＰ処理ツールと、循環ＣＭＰ処理ツールに類似する軌道ＣＭＰ処理ツールと、サブアパーチャＣＭＰ処理ツールと、集積回路またはその他の構造が上に作成された半導体ウェーハの表面を平坦化、スクラブ、研磨、バフ研磨、洗浄、またはその他の形で処理するために、一般に、化学および機械の力を利用する複数の装置および構成を提供するその他のＣＭＰ処理システムを含む。

直線ベルトＣＭＰシステムにおいて、ベルトおよび処理面は、通常、ベルトおよびドラム構成のストレスに耐える安定した構造と、正確で制御可能な平坦化を実行可能な安定した処理面とを提供するように作成される。システムを駆動するドラムの周囲を移動するベルトおよび処理面によって発生する伸長および収縮に加え、ベルトおよび処理面は、通常、スラリの液体とリンス工程とによる湿潤環境にある。ベルトおよび処理面は、通常、例えば、ステンレス鋼支持層、緩衝層、および一つ以上の処理面層といった、複数の材料で構築される。複数の層は、接着剤、ボンディング、ステッチング、およびその他により接合され、ＣＭＰ処理においてウェーハを当てる外側を向いた処理面を有する連続したベルト構造が形成される。

説明したような複数の層における直線ベルトの製造は、直線ＣＭＰベルトの伸長を実質的に防止するのに必要な支持を提供するが、ベルト構築の製造コストが追加され、こうしたベルトは作業するのが困難な場合があり、こうしたベルトでは、終点検出システムのための開口部において、通常の使用により発生し、一般的な湿潤ＣＭＰ環境により悪化する層間接合の破壊による構造的欠陥が生じやすい。

直線ベルトＣＭＰシステムにおいて使用される直線ベルトは、製造するコストが大きくなり、交換に時間がかかる可能性がある。直線ベルトの交換には、ＣＭＰシステムのダウンタイムが必要となり、スループットの減少と製造コストの増加とが生じる。直線ベルトでは、使用中の収縮および伸長力と、湿潤ＣＭＰ環境により加速される経時的な接着剤またはその他の接合手法の破壊とのような要素による層の剥離および分離のような欠陥が生じやすい可能性がある。

上述したことを考慮すると、必要となるものは、使用のストレスに対する弾性があり、剥離またはその他の形での分離を生じる可能性が低く、製造が経済的かつ容易であり、複数のＣＭＰ処理ツールおよび環境において作業が容易である、直線ＣＭＰ処理ベルトを製造する方法、処理、および装置である。

大まかに言って、本発明は、補強された重合体ＣＭＰ処理ベルトを提供することで、こうしたニーズを満たす。本発明は、処理、装置、システム、デバイス、または方法を含む多数の形で実施できる。本発明のいくつかの実施形態については、下で説明する。

一実施形態では、化学機械平坦化（ＣＭＰ）処理において使用されるベルトが開示される。ベルトは、連続ループに成型されてベルトを形成する重合体材料と、重合体材料に埋め込まれる連続メッシュコアとを含む。連続メッシュコアは、重合体材料の剛性の高い内部コアとして形成される。

別の実施形態では、化学機械平坦化（ＣＭＰ）処理において使用されるベルトが開示される。ベルトは、ベルトをなす連続ループに成型される重合体材料と、重合体材料と追加重合体材料層との間に埋め込まれる補強繊維とを含む。補強繊維は、重合体材料および追加重合体材料層内の連続ループとして形成される。

発明の効果：本発明の利点は、多数存在する。本発明の顕著な恩恵および利点の一つは、ＣＭＰプロセスにおける重合体ＣＭＰ処理ベルトの寿命が大幅に増加することである。従来技術の代表的な直線ＣＭＰ処理ベルトとは異なり、本発明の補強コアは、剥離または分離を生じやすい接合層の積み重ねなしで、必要な強度、支持、および弾性を提供する。本発明の補強コアは、処理ベルトの構造の内部に包まれており、そのため、ベルト構造と一体化している。重合体材料は、補強コアの周囲および内部を通じて成型されるか、あるいは補強コアの全体および内部を通じてスプレされ、結果として、ＣＭＰプロセスにおける寿命が大幅に増加したＣＭＰ処理ベルトが生じる。

別の恩恵は、低いコストと製造しやすさである。従来技術の代表的な処理ベルトとは異なり、本発明の一実施形態は、研磨ベルトの重合体材料層が周囲に成型される単一の内部メッシュコアを含む。別の実施形態において、本発明は、重合体材料の支持および支配的構造を含む。複数の層、接着剤、ステッチ、あるいは複数の層間のその他の接合材料は、強度、支持、および弾性について妥協することなく排除される。

追加的な恩恵は、本発明の実施形態を光学終点検出装置と容易に統合できる能力である。本発明の補強コアは、強度、支持、および弾性について妥協することなく、終点検出装置で使用するための光学的な「窓」の容易な製造を提供する。更に、光学終点検出構造の統合は、剥離または分離の可能性を増加させず、あるいは処理ベルトの有効寿命を減少させない。

更に別の利点および恩恵は、特定の用途または特殊な用途のために本発明により提供される複数のオプションである。本発明の実施形態は、特定の状況または望ましい使用法に従った優先的な補強によって容易に実施される。

本発明のその他の利点は、本発明の原理を例示する添付図面を参照して以下の詳細な説明から明らかになろう。

本発明は、同様の参照符号が同様の構成要素を示す添付図面と併せて、以下の詳細な説明により容易に理解されよう。

ＣＭＰ処理ベルトおよびこれを作成する方法に関する発明を開示する。好適な実施形態において、ＣＭＰ処理ベルトは、処理ベルトを形成するためにメッシュベルトを包み込む重合体材料を有する補強メッシュベルトと、重合体材料で構築され、ＣＭＰ工程において使用される処理ベルトを形成するために織物または合成材料により補強された処理ベルトとを含む。

以下の説明では、本発明の完全な理解を提供するために多数の特定の詳細について述べる。しかしながら、こうした特定の詳細の一部または全部が無くとも本発明を実施し得ることは当業者には理解されよう。また、本発明を不必要に曖昧にしないため、周知の処理工程は詳細に説明していない。

図１Ａは、代表的な直線ベルトＣＭＰシステム１００を例示している。直線ＣＭＰ処理ベルト１０２は、二つのドラム１０４の周りに配置される。処理するウェーハ１０６は、直線ベルトＣＭＰシステム１００の上のウェーハキャリヤ１０８に取り付ける。ウェーハキャリヤ１０８では、ウェーハ１０６の回転を引き起こす回転１１０を発生させ、ドラム１０４は、直線ＣＭＰ処理ベルト１０２は方向１１２に移動させるように回転する。ウェーハ１０６が取り付けられた回転するウェーハキャリヤ１０８は、ドラム１０４の周りを方向１１２で移動する直線ＣＭＰ処理ベルト１０２に当てる。プラテン１１４は、直線ＣＭＰ処理ベルト１０２の下で、ウェーハ１０６を取り付けたウェーハキャリヤ１０８と向かい合って（例えば、直線ＣＭＰ処理ベルト１０２の反対側に）配置される。プラテン１１４は、望ましい平坦化またはその他のＣＭＰプロセスを達成するのに十分な力でウェーハ１０６を直線ＣＭＰ処理ベルト１０２に当て、一貫して測定可能な処理のための平坦な表面を提供するために、追加的な支持を提供する。図１Ｂは、説明した直線ベルトＣＭＰシステム１００の側面を図示している。

図１Ａおよび１Ｂから理解できるように、直線ＣＭＰ処理ベルト１０２は、直線ベルトＣＭＰシステム１００の動作中に様々なストレスを受ける。一例として、直線ＣＭＰ処理ベルト１０２上の一点は、ドラム１０４の周りを移動するにつれて、伸長力を受け、直線ＣＭＰ処理ベルト１０２の外部領域は、直線ＣＭＰ処理ベルトの内部領域よりも大きな伸長力を受ける。直線ＣＭＰ処理ベルト上の一点は、引き続きドラム１０４を離れて遠くへ移動するにつれて、ベルトが真っ直ぐになり、直線ベルトＣＭＰシステム１００の上部または底部を次のドラム１０４に向かって移動する際に収縮力を受ける。更に、直線ベルトＣＭＰ処理システム１００は、処理面に対するウェーハの下降力と、回転ウェーハ１０６と直線ＣＭＰ処理ベルト１０２との間の摩擦接触と、こうしたその他の処理力とのような処理ストレスを、直線ＣＭＰ処理ベルト１０２に与える。

図２Ａは、代表的な直線ＣＭＰ処理ベルト１２０の断面を示している。例示的な直線ＣＭＰ処理ベルト１２０は、三つの層１２２、１２４、および１２６を含む。最も上の重合体層１２２は、ＣＭＰ処理のためにウェーハ１０６を当てる（図１Ａ、１Ｂ参照）処理面を提供する。緩衝層１２４は、通常、処理面重合体層１２２と、支持層または基層１２６との間に構築され、処理面重合体層１２２と、硬質で硬質な支持層または基層１２６との間に緩衝遷移層を提供する。通常、支持層または基層１２６は、緩衝層１２４と重合体処理面層１２２とが上に作成された固体ステンレス鋼またはその他の同様の金属ベルトまたはバンドである。複数の層は、通常、接着剤、他の層上での層の成型、あるいは、ある層と次の層との他の同様の接合によって接合される。

図２Ｂは、ｉｎ−ｓｉｔｕ光学終点検出（ＥＰＤ）システムで使用するベルトの開放断面１２８を有する図２Ａの代表的な直線ＣＭＰ処理ベルト１２０の断面を示している。図２Ｂにおいて理解できるように、直線ＣＭＰ処理ベルト１２０の一区画は、支持層または基層１２６と、緩衝層１２４と、処理面重合層１２２とを含め除去されている。直線ＣＭＰ処理ベルト１２０において開放区画１２８が構築される時には、光学ＥＰＤの実施にとって十分なサイズの開放区画１２８が、直線処理ベルト１２０において形成される。通常、十分なサイズは、代表的な寸法として長さ約１．２５インチ（１インチは２５．４ミリ）および幅０．７５インチを有する特定の処理ツールに応じてサイズが変化する直線ＣＭＰ処理ベルト１２０の小さな円形、楕円形、または正方形区画を含み、そのため、直線ＣＭＰ処理ベルト１２０の幅全体を含まず、あるいは、直線ＣＭＰ処理ベルト１２０の構造的整合性を大幅に弱めるような大きなサイズのものを含まない。ＥＰＤで使用する開放区画１２８の構築は、通常、直線ＣＭＰ処理ベルト１２０内で、処理面重合体層１２２と、緩衝層１２４と、支持層または基層１２６とのそれぞれを通じて穴または開口部を形成することを含む。

上記のように、直線ＣＭＰ処理システム１００（図１Ａおよび１Ｂ参照）の通常の使用中に発生する伸長および収縮力により、図２ａに示す例示的なベルト等の直線ＣＭＰ処理ベルト１２０では、剥離または分離が発生する。通常の摩耗のストレスの影響は、スラリ、リンス、およびその他の使用を含む湿潤環境によって悪化する。図２Ａに例示する開放区画１２８のような構造は、ストレスを受ける表面積の増加と、層接合部および接着剤またはその他の接合が湿潤環境に晒される可能性の増加と、形成された開口部または開口部群による基層または支持層１２６の構造的弱体化と、その他とによる剥離または分離を含む構造的欠陥を直線ＣＭＰ処理ベルト１２０が被る可能性を増加させる恐れがある。

図３Ａは、本発明の実施形態によるＣＭＰ処理ベルト１５０の断面である。図３Ａに示す本発明のＣＭＰ処理ベルト１５０において、ＣＭＰ処理ベルト１５０は、ステンレス鋼またはその他の適切な材料のメッシュコア１５４と共に、実質的に重合体１５２材料（本明細書では重合体層１５２および重合体１５２とも呼ばれる）で構築される。一実施形態において、メッシュコア１５４は、ほぼ中核または中心の層を形成し、重合体１５２は、メッシュコア１５４の周囲および内部を通じて成型される。ＣＭＰ処理ベルトの重合体１５２を成型するのに使用される重合体材料の例は、ポリウレタン、ポリエステル、ＰＶＣ、ポリアクリレート、およびエポキシを含む。結果として生じる構造は、直線ベルトＣＭＰシステム１００（図１Ａおよび１Ｂ参照）での使用における伸長および収縮ストレスに耐える柔軟性および弾性を有し、単一の一体化構造として成型されるため、剥離または分離の高い可能性に影響されず、ＣＭＰ処理のための安定した表面を提供し、光学ＥＰＤシステムに容易に統合され、耐久性に優れ、長持ちし、従来技術に対する複数の利点を提供する。

本発明の一実施形態において、メッシュコア１５４は、図２Ａおよび２Ｂを参照して説明した基層または支持層１２６に類似する内部での支持を提供する。本明細書で説明するように、ＣＭＰ処理ベルトのメッシュコアは、連続ループであるベルト形の内部コアとして画定される。連続ループは、開始部と終了部とを有していないため、ベルトまたはバンド形の構造となる。図２Ａおよび２Ｂの固体基層または支持層１２６とは異なり、本発明のメッシュコア１５４は、内部コアとして望ましい強度および支持を提供し、メッシュ設計のため、重合体１５２内部で接合および成型され、図２Ａおよび２Ｂにおいて例示したような固体基層または支持層１２６に対して重合体が接合またはその他の形で成型される時に生じる恐れがある剥離またはその他の分離の可能性を実質的に低減し、あるいは本質的に排除する。

図３Ｂは、本発明の別の実施形態によるＣＭＰ処理ベルト１５０の断面である。図３Ｂに例示する実施形態において、重合体ＣＭＰ処理ベルト１５０は、メッシュ補強層１５４により補強される。図３Ｂのメッシュ補強層１５４は、図３Ａに示すメッシュコア１５４と同じ構造である。したがって、メッシュ補強層１５４は、連続ループであるベルト形の構造を有するＣＭＰ処理ベルト１５０のメッシュ層となる。一実施形態において、ＣＭＰ処理ベルト１５０は、本質的には重合体１５２の成型物であり、補強メッシュ層１５４は、重合体１５２材料の底面に対して配置される。補強メッシュ層１５４は、その後、本質的に追加重合体層１５３を形成する追加的な重合体材料１５３をスプレ１５６することで、重合体層１５２に接合され、結果として、メッシュ層１５４は、メッシュコア１５４となる。一実施形態において、追加重合体層１５３は、重合体層１５２と同じ材料である。別の実施形態において、追加重合体層１５３は、処理要件および要求により、重合体層１５２とは異なる材料となる。

本発明の一実施形態では、重合体１５２を成型したＣＭＰ処理ベルト１５０に対して配置された補強メッシュ層１５４に対して、アプリケータ１５８を使用して重合体をスプレ１５６するか、あるいはその他の形で適用する。補強メッシュ層１５４および重合体１５２に適用する追加重合体１５３は、一実施形態において、重合体層１５２と同じ重合体材料である連続構造を形成し、補強メッシュ層１５４の全般的に多穴性であるグリッドパターンを貫流し、その周囲を流れる。

図３Ｃは、本発明の更に別の実施形態によるＣＭＰ処理ベルト１５０の断面である。図３Ｃに例示する実施形態において、重合体ＣＭＰ処理ベルト１５０は、メッシュ補強層１５４により補強される。図３Ｃのメッシュ補強層１５４は、図３Ａおよび３Ｂに図示したメッシュコア１５４と同じ構造である。図３Ｃに例示する実施形態において、ＣＭＰ処理ベルト１５０は、本質的には、図３Ａに例示するＣＭＰ処理ベルト１５０と同様にメッシュコア１５４を包む重合体１５２の成型物である。処理面層１５５は、一実施形態において、その後、メッシュコア１５４を包む重合体１５２の上に成型される。別の実施形態において、処理面層は、図３Ｂを参照して上で説明したように、アプリケータを使用してスプレされる。図３Ｃに例示するＣＭＰ処理ベルト１５０は、処理面層１５５が重合体層１５２とは異なる硬度を有することになる材料を使用して処理条件が最適化された場合に利用できる。処理面層１５５と重合体層１５２とは、両方とも、重合体材料にすることが可能であり、したがって、しっかりと接合できる。追加として、処理条件で認められる時には、処理面層１５５には、一つ以上の個別の層を成型またはその他の形で適用し、含めることが可能であり、図３Ｃにはその一つのみが例示されている。二つ以上の重合体材料の層で構成される処理面層１５５は、例えば、処理面の下の緩衝層等、ＣＭＰ処理ベルト１５０において異なる硬度の層を実施して、望ましい処理面特性を達成するために使用できる。

図４Ａは、本発明の実施形態によるＣＭＰ処理ベルト１６０の断面である。図４Ａに図示する本発明のＣＭＰ処理ベルト１６０において、ＣＭＰ処理ベルト１６０は、実質的に、織物または合成材料補強層１６４を有する重合体材料１６２と、スプレまたはその他の形で適用され、織物または合成材料補強層１６４を重合体材料１６２に接合する重合体材料層１６６とにより構築される。重合体材料１６２は、ポリウレタン、ポリエステル、ＰＶＣ、ポリアクリレート、任意の複数のエポキシ、およびその他を含め、ＣＭＰ処理ベルトおよび表面を構築するのに最適な任意の複数の重合体材料を含むことができる。

一実施形態において、織物または合成材料補強層１６４は、ケブラの織物である。他の実施形態において、織物は、ナイロン、ポリイミド、ポリエステル、およびその他の合成繊維といった剛性材料で構築され、一部の実施形態において、織物は、例えば、織物の一方向を形成するナイロン材料と、織物の他の方向を形成するポリエステル材料とのような、合成材料の組み合わせとなる。これにより、特定の処理の必要性に応じて、ＣＭＰ処理ベルト１６０に沿って、更にはその全体で、強度、または剛性、または弾力性といった、特定の合成物質の最も望ましい特性が、選択的に実施される。

図４Ａに例示する実施形態では、追加重合体材料層１６６は、織物または合成材料補強層１６４を重合体材料１６２に接合する状態で図示されている。追加重合体材料層１６６は、ポリウレタン、ポリエステル、ＰＶＣ、ポリアクリレート、任意の複数のエポキシ、およびその他を含め、ＣＭＰ処理ベルトの構築に使用するのに適した任意の複数の重合体を含むことができる。

図４Ａに例示するように、本発明の一実施形態は、重合体スプレアプリケータ１５８を使用して望ましい重合体をスプレして、追加重合体材料層１６６を適用することを含む。織物または合成材料補強層１６４は、重合体材料１６２に対して、一時的にクランプ留め、ステープル留め、鋲留め、接着剤留め、またはその他の形で一時的に配置される（図４に図示せず）。重合体スプレアプリケータ１５８は、追加重合体材料層１６６が織物または合成材料補強層１６４上に適用され、更に織物または合成材料補強層１６４に浸透し、一実施形態において、重合体材料１６２と追加重合体材料層１６６との間に化学接合が形成されるように、追加重合体材料層１６６をスプレ１５６するのに使用される。一実施形態において、重合体材料１６２および追加重合体材料層１６６は、同じ重合体により作成される。代替実施形態において、重合体材料１６２および追加重合体材料層１６６は、異なる重合体で作成される。しかしながら、重合体の特性は、層の間に、強く、永続的で、一部のケースでは化学的な接合を提供し、織物または合成材料補強層１６４を接合した重合体１６２、１６６の内部で効果的に包む。

一実施形態において、織物または合成材料補強層１６４は、ＣＭＰ処理ベルトの補強層を形成するため、ＣＭＰ処理ベルト１６０の重合体材料１６２と同じ連続ループのベルト形構造を有する。上記のように、本発明の一実施形態の製造は、クランプ留め、ステープル留め、鋲留め、接着剤の使用、およびその他といった方法により、織物または合成材料補強層１６４を重合体材料１６２に一時的に適用することを含む。図５を参照して、下で更に詳細に説明するように、織物または合成材料補強層１６４は、重合体材料１６２の内面に対して作成および配置することが可能であり、あるいは、織物または合成材料補強層１６４は、重合体材料１６２の外面に対して作成および配置することが可能である。本明細書での使用において、重合体材料１６２の内面は、ＣＭＰ処理ベルト１６０を形成する連続ループのベルト形構造の内面に対応する。ＣＭＰ処理ベルト１６０の内面は、ドラム（図１Ａおよび１Ｂ参照）およびプラテン１１４（図１Ａおよび１Ｂ参照）に接触する面である。したがって、外面は、処理面を有し、処理のためにウェーハを当てる面である。

図４Ｂは、本発明の実施形態によるＣＭＰ処理ベルト１６０の断面である。図４Ａに例示するＣＭＰ処理ベルト１６０と同様に、図４ＢのＣＭＰ処理ベルトは、重合体材料１６２と、織物または合成材料補強層１６４と、追加重合体材料層１６６とを含む。織物または合成材料補強層１６４は、重合体材料１６２に対して配置され、追加重合体材料層１６６は、適用された重合体が織物または合成材料補強層１６４に浸透し、重合体材料１６２と追加重合体材料層１６６との間で強く永続的な接合が形成され、ＣＭＰ処理ベルト１６０内部に織物または合成材料補強層１６４が効果的に包まれるように、追加重合体材料層１６６をスプレ１５６またはその他の形で適用することで、織物または合成材料補強層１６４上に適用される。一部の実施形態において、形成される接合は、重合体材料１６２と追加重合体材料層１６６との間での化学接合である。図４Ｂに例示される実施形態は、図２Ｂを参照して上で説明したように機能するＥＰＤ開口部１６８を含む。

ＥＰＤ開口部１６８は、織物または合成材料補強層１６４を重合体材料１６２に対して配置する前に、織物または合成材料補強層１６４において作成される。追加重合体材料層１６６が適用された後、重合体材料１６２と追加重合体材料層１６６とは接合し、織物または合成材料補強層１６４を包み込む。一実施形態において、ＥＰＤ開口部１６８は、織物または合成材料補強層１６４において既に形成されている開口部に位置合わせし、この開口部を通して、追加重合体材料層１６６と重合体材料１６２とを通る開口部を形成することでＣＭＰ処理ベルト１６０において作成される。一部の応用において、選択される織物または合成材料は、ＥＰＤ開口部を形成するために、丈夫で、強く、耐久性に優れ、その他の点においては、切断またはその他の形で貫通することが非常に困難となる。織物または合成材料が重合体材料に包まれる時、開口部の形成は極めて困難となるため、開口部は、織物または合成材料補強層１６４を重合体材料１６２に対して配置する前に形成される。

別の実施形態では、重合体材料１６２と追加重合体材料層１６６とは、織物または合成材料補強層１６４を通じてＥＰＤ開口部１６８が形成される領域において薄くする（図４Ｂに図示せず）。一部の実施において、重合体材料１６２と、織物または合成材料補強層１６４と、追加重合体材料層１６６との全てを完全に貫通する必要はない。織物または合成材料補強層１６３は、補強層を通る光の透過を可能にするＥＰＤ開口部を有しているため、重合体材料１６２および追加重合体材料層１６６では、ＥＰＤのための光の透過を可能にするように薄くする必要のみがある。

別の実施形態において、ＥＰＤ開口部１６８は、一体となった重合体材料１６２と、織物または合成材料補強層１６４と、追加重合体材料層１６６とのそれぞれを通じて、製造済みのＣＭＰ処理ベルト１６０において開口部を形成することで作成される。代替実施形態において、ＥＰＤ開口部１６８は、連続ループのベルト形構造の成型中に重合体材料１６２において作成可能であり、織物または合成材料補強層１６４においては、ＣＭＰ処理ベルト１６０の製造中に重合体材料１６２に対して配置する前に開口部を形成できる。構成要素である層の開口部は、織物または合成材料補強層１６４が重合体材料１６２に対して配置される時に位置合わせされる。追加重合体材料層１６６が追加され、層を接合し、織物または合成材料補強層１６４を包み込み、ＣＭＰ処理ベルト１６０が形成される。ＥＰＤ開口部１６８は、その後、重合体材料１６２と織物または合成材料補強層１６４において既に形成された開口部上の追加重合体材料層１６６を通して穴を空けることで形成される。

図５は、本発明の一実施形態による、図４Ａおよび４Ｂを参照して説明した追加重合体材料層１６６の適用の詳細図を示している。図４Ａおよび４Ｂを参照して説明したように、織物または合成材料補強層１６４は、連続ループのベルト形構造として作成され、同じく連続ループのベルト形構造である重合体材料１６２に対して配置される。織物または合成材料補強層１６４は、ＣＭＰ処理ベルト１６０の望ましい実施および使用により、重合体材料１６２の内面または外面のいずれかに対して配置できる。一実施形態において、織物または合成材料補強層１６４は、ケブラから作成される。別の実施形態において、織物または合成材料補強層１６４は、ポリエステル、レイヨン、ナイロン、ポリイミド、合成物質の混合物、およびその他を含む、任意の複数の繊維または合成物質で作成される。選択される織物または合成材料は、一般に多穴性であり、追加重合体材料層１６６は織物または合成材料に浸透可能となり、重合体材料１６２の（複数の）重合体と追加重合体材料層１６６は接合を形成し、織物または合成材料補強層は、一体構造のＣＭＰ処理ベルト１６０をなす重合体材料１６２と追加重合体材料層１６６の内部に効果的に包まれるようになる。このように形成された一体構造は、本質的に、一部の従来技術のＣＭＰ処理ベルトおよび表面の構築において通常使用される層の剥離または分離を発生させにくい。

図５に表示するように、本発明の実施形態は、重合体スプレアプリケータ１５８で重合体材料をスプレ１５６することによる追加重合体材料層１６６の適用を含む。適用される追加重合体材料層１６６の重合体または重合体材料は、重合体材料１６２と同じ重合体または重合体材料にすることが可能であり、あるいは、一部の実施形態では、異なる重合体または重合体材料にすることができる。好適な実施形態において、選択される重合体または重合体材料は、強く永続的な接合の形成を提供する特性を有する。一部の実施形態において、形成される接合は、化学接合である。例示的な重合体材料は、ポリウレタン、ポリエステル、ＰＶＣ、ポリアクリレート、任意の複数のエポキシ、およびその他を含む。図５において理解できるように、適用される重合体は、織物または合成材料補強層１６４に浸透し、重合体材料１６２と追加重合体材料層１６６との間で強く永続的な接合を形成し、織物または合成材料補強層１６４を包み込む。結果として生じる構造は、一体構造のユニットとして、補強されたＣＭＰ処理ベルトを形成する。

図６は、本発明の別の実施形態によるＣＭＰ処理ベルト１７０の断面を示す。図６に例示する実施形態において、ＣＭＰ処理ベルト１７０は、図４Ａ、４Ｂ、および５を参照して上で例示および説明したように、重合体材料１６２と、織物または合成材料補強層１６４と、追加重合体材料層１６６とを含む。処理面層１７２は、図６に例示するＣＭＰ処理ベルト１７０に対して成型、スプレ、またはその他の形で適用される。図４Ａ、４Ｂ、および５において例示および説明した実施形態において、重合体材料１６２は、処理面を形成する。図６に例示する実施形態において、分離処理面層１７２は、重合体材料１６２上に成型、スプレ、またはその他の形で作成され、ＣＭＰ処理ベルト１７０のための処理面を形成する。

図６に例示するＣＭＰ処理ベルト１７０は、下の重合体材料１６２または追加重合体材料層１６６とは異なる硬度の処理面層１７２を有することが望ましい用途において、処理面を最適化するために作成される。図５を参照して上で説明したように、織物または合成材料補強層１６４は、重合体材料１６２の内面または重合体材料１６２の外面のいずれかに対して配置できる。これにより、層の異なる硬度を組み合わせ、処理条件および要求に従って、処理面層１７２の硬度を最適化できる。一実施形態において、重合体材料１６２と、織物または合成材料補強層１６４と、追加重合体材料層１６６とは、図４Ａ、４Ｂ、および５を参照して上で説明したように作成され、その後、既に作成された層の上に処理面層１７２を成型し、ＣＭＰ処理ベルト１７０の処理面を形成する。他の実施形態では、重合体材料１６２と、織物または合成材料補強層１６４と、追加重合体材料層１６６とを作成し、作成済みの層の上に処理面層１７２をスプレまたはその他の形で適用して、ＣＭＰ処理ベルト１７０を形成する。

図６に例示するＣＭＰ処理ベルト１７０の実施形態は、更に、性能要件を満たすためにＣＭＰ処理ベルト１７０の厚さを制御するために利用できる。代表的なＣＭＰ処理ベルト１７０、１６０、１５０は、上で説明した本発明の実施形態によれば、約８０ミル（１ミルは１／１０００インチ＝２５．４μｍ）ないし約１００ミルの厚さの範囲となる。本発明によるＣＭＰ処理ベルト１７０の実施形態において、一体化された重合体材料１６２と、織物または合成材料補強層１６４と、追加重合体材料層１６６との厚さは、望ましい強度および構造的支持特性を保持しながら、約２０ミルないし約３０ミルの範囲に最小化できる。ＣＭＰ処理ベルト１７０の全体的な厚さは、その後、処理面層１７２のタイプおよび厚さに応じて決まる。一例として、厚いＣＭＰ処理ベルト１７０が望ましい場合には、重合体材料１６２と、追加重合体材料層１６６と、処理面層１７２とのいずれかを、望ましい厚さに合わせて作成し、設計の目標を達成できる。同様の方法において、層１７２、１６２、１６６の厚さと組成とは、処理条件および要求による望ましい硬度、剛性、およびその他を達成するために調整できる。

更に、図３Ａ、３Ｂ、および３Ｃに例示する実施形態によるＣＭＰ処理ベルト１５０の実施形態において、望ましい厚さは、上で説明したように、重合体１５２、追加重合体１５４、処理面１５５の層のいずれかを調整することで得られる。一実施形態において、ＣＭＰ処理ベルト１５０の全体的な厚さは、その後、処理面層１５５のタイプおよび厚さに応じて決まる。厚いＣＭＰ処理ベルトが望ましい場合には、埋め込まれたメッシュコア１５４を有する重合体層１５２を望ましい厚さにして作成し、ＣＭＰ処理ベルトにとって望ましい厚さを達成できる。

図３Ａ、３Ｂ、および３Ｃに例示する本発明の実施形態の構造を更に綿密に見ると、図７は、本発明の一実施形態によるメッシュコア１５４の詳細図を示している。例示する実施形態において、メッシュコア１５４は、グリッド配列で構成される、本明細書で説明するように、グリッドは、内部メッシュコア１５４のメッシュ構造を定め、グリッドは、代替として、マトリクス状に形成される。垂直部材１７４ａおよび水平部材１７４ｂは、例示のように垂直グリッドを形成するように配列される。一実施形態において、メッシュコア１５４は、垂直部材１７４ａと水平部材１７４ｂとを接着、接合、溶接、半田付け、またはその他の形で固定することにより構築される。図８Ａおよび８Ｂを参照して更に詳細に説明するように、メッシュコア１５４は、垂直部材１７４ａおよび水平部材１７４ｂに限定されず、処理環境、要求、仕様、およびその他による任意の望ましい方向性またはグリッドパターンにすることが可能なグリッド部材１７４（図７において１７４ａおよび１７４ｂとして例示）となる。

グリッド部材１７４ａおよび１７４ｂ間の各接合部１７６は、図８Ａおよび８Ｂを参照して下で更に詳細に説明するように、グリッドの不連続性を可能にするために、一実施形態において固定される。別の実施形態において、グリッドまたはマトリクスは、織ること、編むこと、絡み合わせること、またはその他の形で織り込んだ部材１７４ａ、１７４ｂのグリッドを形成することで構築される。

一実施形態において、垂直部材１７４ａおよび水平部材１７４ｂは、ステンレス鋼で構築された円筒型のシャフトまたは単一繊維のワイヤである。メッシュコア１５４を構築可能なその他の材料は、通常の直線ＣＭＰ処理によって発生するストレスに対して弾性があり、容易に製造され重合体に包まれるため剥離を生じにくく、更に、ＣＭＰ処理のためのウェーハの適用を十分に支持し、持続したＣＭＰツール動作のための耐久性の高い補強型処理ベルトを提供し、伸長またはその他の変形の影響を受けない硬質構造を提供する、直線ＣＭＰ処理ベルト１５０（例えば、図３Ａ参照）用の強固な内部フレームワークを提供するために、ステンレス鋼合金、アルミニウム、スチール、銅、およびその他を含むことができる。円筒型シャフト構造は、単一繊維ワイヤ、シャフト、またはロッドと同様に、メッシュコア１５４の構築において使用する最も弾性が高く強固な、あるいは耐久性のある、構造を提供するために選択される。本発明のその他の実施形態は、グリッド部材１７４ａ、１７４ｂ間の接合部において大きな接合表面積を提供する平坦な面と薄い断面とを有する基本的に長方形のシャフト、あるいはメッシュのグリッドまたはマトリクスパターンを容易に形成する他の任意の構造の使用を含む。

図８Ａおよび８Ｂは、代替のグリッドまたはマトリクスパターンで構築されたメッシュコア１５４の実施形態を示している。図８Ａにおいて、メッシュコア１５４は、単純な交差または対角線グリッドパターンで構築された状態で図示されている。図８Ｂにおいて、メッシュコア１５４は、図７に例示されるような垂直グリッドと、図８Ａに例示するような交差または対角線グリッドパターンとの組み合わせにより構築された状態で図示されている。図８Ａおよび８Ｂは、複数のグリッド配列または構成のうち二つの代替実施形態のみを表示している。メッシュコア１５４のグリッド部材１７４は、特定の用途のために配列および構成できると理解するべきである。一例として、メッシュコア１５４は、追加的なクロスベルト補強を提供するように、あるいは直線ＣＭＰ処理ベルトの胴回りでの追加的なベルト補強を提供するように、あるいはエッジ補強を提供するように、あるいは必要に応じた特定の局所的な補強または強化を提供するように、構成することができる。特定の局所的な補強の一例は、図９Ｂを参照して更に説明する。グリッドまたはマトリクスパターンの代替物は、複数のＣＭＰ処理用途の要件を満たすために、本発明の複数の実施形態を提供する。

図９Ａは、本発明の一実施形態によるメッシュコア１５４の詳細図を例示している。図９Ａに例示する実施形態において、ＥＰＤ開口部１７８は、メッシュコア１５４から取り去っている。図７を参照して上で説明したように、メッシュコア１５４の実施形態は、垂直部材１７４ａと水平部材１７４ｂとを接着、接合、溶接、半田付け、またはその他の形で固定することにより構築される。グリッド部材１７４ａ、１７４ｂ間の各接合部１７６は、グリッド内での不連続性を可能にするために固定される。図９Ａは、メッシュコア１５４のグリッドにおける不連続性の例を示している。グリッド部材接合部は、固定した接合部から一本のシャフトを除去することで、残りの三本のシャフトと固定接合部とが原形を保って残るように固定される。図９Ａに例示するように、ＥＰＤ開口部１７８は、メッシュコア１５４において、ＥＰＤ開口部１７８を形成するグリッド接合に隣接する複数の垂直部材１７４ａと複数の水平部材１７４ｂとを選択的に切断することで構築される。グリッド接合部１７６は固定されているため、メッシュコア１５４は、メッシュコア１５４が当初提供した望ましい強度、剛性、柔軟性、および弾性を維持する。ＥＰＤ開口部１７８は、直線ＣＭＰ処理ベルト１５０（図３Ａ参照）を通じて伝送される光学ＥＰＤ信号を可能にする。ＥＰＤ開口部１７８は、図９Ａにおいて、例示するメッシュコア１５４のグリッドから容易に構築される形状で表示されている。代表的なＣＭＰ処理ベルト１５０において、ＥＰＤ開口部１７８の形状は、円形、楕円形、または正方形であり、特定の処理要件に一致させるために、必要に応じて修正できる。例示のＥＰＤ開口部１７８は、任意の複数の可能な形状を代表するものである。

図９Ｂは、本発明の別の実施形態によるメッシュコア１５４の詳細図を例示している。図９Ｂにおいて、ＥＰＤ開口部１７８は、メッシュコア１５４内に構築されている。ＥＰＤ開口部１７８は、例示する実施形態において、支持部材１８０により補強されている。支持部材１８０は、ＥＰＤ開口部１７８の周囲を画定するために、必要に応じて作成および取り付け可能である。グリッド部材１７４を織ること、編むこと、またはその他の形で絡み合わせることでグリッドが構築されたメッシュコア１５４の実施形態において、支持部材１８０を有するＥＰＤ開口部１７８は、グリッドの不連続箇所における分解、伸長、またはその他の形の変形を防止するのに特に有用である。一実施形態において、支持部材は、ＥＰＤ開口部の周囲で、少なくとも各グリッド接合部において固定される。例示する実施形態は、グリッド部材１７４のための複数の構成およびパターンの一つである。別の実施例（図示せず）では、一つ以上の円形支持部材１８０が、ＥＰＤ開口部１７８の周囲を定め、少なくとも隣接する各グリッド接合部において、メッシュコア１５４のグリッドに取り付けられる。

図１０Ａは、本発明の一実施形態によるＣＭＰ処理ベルトを製造する方法を示している。図１０Ａは、鋳型１８２ａ、１８２ｂ内で形成されるＣＭＰ処理ベルトの断面を示しており、メッシュコア１５４内のＥＰＤ開口部１７８を含んでいる。一実施形態において、メッシュコア１５４は、鋳型の第一の側１８２ａと第二の側１８２ｂとの間に配置される。一実施形態において、ＥＰＤ開口部１７８は、ＥＰＤ開口部１７８の位置で直線ＣＭＰ処理ベルトにおける薄い領域を形成するために、鋳型の第二の側１８２ｂにある特徴部１８４に隣接して配置される。重合体先駆物質または液体重合体は、鋳型内に導入され、内部メッシュコア１５４の周りを流動し、形を成す。重合体および鋳型を使用した直線ＣＭＰ処理ベルトの形成は、図１１を参照して下で更に詳細に説明する。

本発明の一実施形態において、ＥＰＤ開口部１７８の位置の特徴部１８４は、ＥＰＤ開口部１７０において重合体１５２表面の薄い領域を形成する。光学ＥＰＤシステムを実施する直線ベルトＣＭＰシステム１００（図１Ａおよび１Ｂ）において、光学ビームは、直線ＣＭＰベルトを通じて伝送される。ＥＰＤ開口部１７８は、メッシュコア１５４を通じて伝送される光学ビームを可能にする。複数の重合体は、重合体材料層を通る限られた光の透過を可能にし、本発明の一実施形態において、重合体１５２材料層の厚さは、光の透過が可能となるように最小化される。特徴部１８４は、ＥＰＤ開口部１７８の位置での重合体１５２の薄い領域の成型を提供する、代替実施形態において、鋳型の第一の側１８２ａおよび第二の側１８２ｂは特徴部１８４を有しておらず、ＥＰＤ開口部１７８の位置の重合体１５２表面は、必要な場合、直線ＣＭＰ処理ベルトの形成後に薄くする。更なる実施形態において、重合体１５２材料層は、重合体１５２を除去するために、ＥＰＤ開口部１７８の位置で局所的に処理される。局所的に除去された重合体１５２領域は、ＥＰＤ１７８を通る窓として機能する。

図１０Ｂは、本発明の鋳型１８２ａ、１８２ｂの別の実施形態を示している。図１０Ｂに例示する鋳型の第一の側１８２ａおよび第二の側１８２ｂは、それぞれ、ＥＰＤ開口部１７８に配置された特徴部１８４を有する。特徴部１８４は、直線ＣＭＰの上面および底面の両方で、重合体１５２材料層の薄い領域を形成する。図１０Ａを参照して上で説明したように、ＥＰＤ開口部１７８の重合体１５２は、重合体１５２領域を除去するために追加的に処理し、窓を形成できる。

図１１は、本発明の一実施形態による重合体直線ＣＭＰ処理ベルトを製造する方法動作を例示するフローチャート図２００である。例示する方法は、動作２０２で開始され、ここで、重合体直線ＣＭＰ処理ベルトのためのメッシュコアは、直線ＣＭＰ処理ベルト鋳型内に配置される。直線ＣＭＰ処理ベルト鋳型は、図１３Ａおよび１３Ｂを参照して下で更に詳細に説明する。動作２０２において、重合体直線ＣＭＰ処理ベルトのメッシュコアは、必要に応じてＥＰＤ開口部を含んでも、含まなくてもよく、メッシュコアの周囲および内部を通る重合体の成型が可能になるように鋳型内に配置される。

方法は、動作２０４に続き、直線ＣＭＰ処理ベルトへと成型される重合体が準備される。一実施形態では、図１３Ａおよび１３Ｂを参照して下で更に詳細に説明するような完全な重合体成型容器を利用して、重合体ＣＭＰ処理ベルトを成型するために、重合体材料が準備される。意図する処理要件により、任意の望ましい重合体を使用してよい。一般に、スクラッチのない効果的なウェーハ平坦化のために、直線ＣＭＰ処理ベルトには、柔軟で、耐久性が高く、丈夫な材料が望ましい。選択される重合体は、完全な伸縮性を有する必要はなく、使用により緩みまたは弛みを生じるべきではない。意図するプロセスの特定の特徴を強化するために、様々な重合体を選択してよい。一実施形態において、ポリマは、ポリウレタンにしてよい。別の実施形態において、重合体は、完成した直線ＣＭＰ処理ベルトの処理面を生成するウレタン混合物にしてよく、ウレタン混合物は、約０．４ないし１．５ｇ／ｃｍ² の比重と、ショアＤ２．５ないし９０の硬度とを有するマイクロセルラポリウレタンである。通常は、液体樹脂と液体硬化剤とを組み合わせて、ポリウレタン混合物を形成する。別の実施形態では、重合体ゲルを利用して、直線ＣＭＰ処理ベルトを形成してもよい。

動作２０４の後、方法は動作２０６に進み、ここで、準備されたポリマが、鋳型に注入される。一実施形態において、ウレタンあるいはその他の重合体または重合体材料は、高温円筒形鋳型に分配される。円筒形鋳型の一実施形態は、図１０Ａおよび１０Ｂを参照して下で更に詳細に説明する。その他のタイプおよび形状の鋳型を適切な形で使用してよいと理解するべきである。

次に、動作２０８において、準備された重合体を加熱し硬化させる。任意のタイプの重合体を、完成した重合体直線ＣＭＰ処理ベルトにおいて望ましい物理特性を生成する任意の形で加熱し硬化させてよいと理解するべきである。一実施形態においては、ウレタン混合物を、所定の温度で所定の時間に渡って加熱し硬化させ、ウレタン処理面を形成する。選択した重合体または重合体材料に適した、あるいは特定の望ましい特性を達成するのに適した、硬化時間および温度に従ってよい。単なる一例では、熱可塑性材料を高温で処理し、その後、冷却することで固める。

動作２０８の後、方法は動作２１０に進み、鋳型からベルトを取り出すことで、重合体直線ＣＭＰ処理ベルトを鋳型から外す。一実施形態において、鋳型は、図１３Ａおよび１３Ｂを参照して更に詳細に説明するような重合体直線ＣＭＰ処理ベルト成型容器である。

次に、動作２１２において、重合体直線ＣＭＰ処理ベルトは、所定の寸法まで旋盤加工される。動作２１２では、重合体直線ＣＭＰ処理ベルトは、最適な直線ＣＭＰ処理にとって望ましい厚さおよび寸法まで切断される。重合体直線ＣＭＰ処理ベルトが、ＥＰＤ開口部を備える実施形態である場合、動作２１２は、上で説明したように、ＥＰＤ開口部の位置で、重合体領域を薄くすることおよび除去することを含む。一実施形態において、重合体直線ＣＭＰ処理ベルトは、重合体直線ＣＭＰ処理ベルトを使用することが意図されるＣＭＰ処理により、約０．０２インチないし約０．２インチの範囲の厚さまで旋盤加工され、好適な厚さは約０．０９インチとなる。

動作２１２の後、方法は動作２１４に進み、本発明の一実施形態により、重合体直線ＣＭＰ処理ベルトの処理面に、溝が形成される。別の実施形態において、溝は、鋳型の内部に適切なパターンを提供することで、成型中に形成してもよい。一実施形態では、未加工の成型物を回転させ、旋盤上で溝を付け、正方形の溝を備えた平滑な研磨面を生成する。

動作２１４後、方法は動作２１６に進み、ここで、重合体直線ＣＭＰ処理ベルトのエッジを切り取る。次に、動作２１８において、重合体ＣＭＰ処理ベルトを洗浄し、使用のために準備する。一実施形態において、重合体直線ＣＭＰ処理ベルトは、長さ９０ないし１１０インチ、幅８ないし１６インチ、厚さ０．０２０ないし０．２インチである。したがって、Ｌａｍ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎが製造するＴｅｒｅｓＴＭ直線研磨装置において使用するのに適したものとなる。重合体直線ＣＭＰ処理ベルトを使用する準備が整うと、方法は終了となる。

図１２Ａは、直線ＣＭＰ処理ベルト鋳型（図示せず）の内部に配置されたメッシュコア１５４の部分を例示している。一実施形態において、メッシュコア１５４は、鋳型内部において、鋳型の底部トラック２２０ｃから延びる支持部上で、トラック内に配置される。別の実施形態では、メッシュコア１５４の垂直部材１７４ａが、周期的に延び、メッシュコア１５４の支持部を提供する。メッシュコア１５４の支持部は、メッシュコア１５４のエッジと完成した重合体直線ＣＭＰ処理ベルトのエッジとの十分な望ましい分離を備えた状態で、重合体直線ＣＭＰ処理ベルトがメッシュコア１５４の周囲および内部を通じて成型されるように、鋳型（図示せず）内部でメッシュコア１５４を配置するために提供される。メッシュコア１５４の硬質構造は、鋳型（図示せず）内部でのメッシュコア１５４の配置および支持を可能にすると理解するべきである。メッシュコア１５４は、一実施形態において支持部上に配置され（図１２Ｂ参照）、一実施形態においては、鋳型内部でメッシュコア１５４を支持する目的で延びる垂直部材１７４ａ上に配置される。配置される時、メッシュコア１５４の材料特性は、撓み、屈曲、折れ、およびその他を防止する。一実施形態では、鋳型内部で、例えば、ＥＰＤ開口部に隣接して、メッシュコア１５４を正確に配置するために、内部位置決めピン（図示せず）が提供される。

図１２Ｂは、本発明の一実施形態による、メッシュコア１５４を配置するメッシュコア支持部２３０を例示している。一実施形態において、メッシュコア支持部２３０は、鋳型（図示せず）の底部トラックから延び、完成した重合体直線ＣＭＰ処理ベルトのエッジから望ましい距離でメッシュコア１５４を配置する。一実施形態において、メッシュコア支持部２３０のステム２３０ａは、メッシュコア１５４を所定の位置に支持し、重合体成型の熱または任意の力に耐え、重合体直線ＣＭＰ処理ベルトが成型された後、底部トラック２２０ｃから容易に切断するために、十分な強度を有する材料で構築される。例示的な材料は、軟性または脆性の金属およびその他を含む。

図１３Ａおよび１３Ｂは、本発明の一実施形態による重合体直線ＣＭＰ処理ベルト鋳型２２０を例示している。図１３Ａにおいて、鋳型２２０は、鋳型２２０の第一の側２２０ａおよび第二の側２２０ｂ、更に底部トラック２２０ｃを示すために、分離して図示されている。メッシュコア位置決めトラック２２０ｄは、底部トラック２２０ｃ内部に図示されている。第一の側２２０ａおよび第二の側２２０ｂは、方向を示す矢印２２２が示す通り、同心となるように組み立てられ、第一の側２２０ａは、結果として生じる重合体直線ＣＭＰ処理ベルトの第一の表面を定め、第二の側２２０ｂは、結果として生じる重合体直線ＣＭＰ処理ベルトの第二の表面を定め、底部トラック２２０ｃは、結果として生じる重合体直線ＣＭＰ処理ベルトの第三の表面を形成する。一実施形態において、第一の側２２０ａは、結果として生じるベルトの上面を定め、第二の側２２０ｂは、結果として生じるベルトの底面を定め、底部トラック２２０ｃは、結果として生じるベルトのエッジを画定する。内部メッシュコア１５４（図１２Ａ参照）は、第一の側２２０ａと第二の側２２０ｂとの間に配置され、底部トラック２２０ｃの上で支持される。

図１３Ｂは、組み立てた状態の重合体直線ＣＭＰ処理ベルト鋳型２２０を示しており、この鋳型２２０内には、内部メッシュコア１５４（図１２Ａ参照）を配置可能であり、その後、液体重合体または重合体先駆物質を鋳型に流し込み、重合体直線ＣＭＰ処理ベルトを形成できる。図１３Ａを参照して説明したように、一実施形態において、底部トラック２２０ｃは、結果として生じる重合体直線ＣＭＰ処理ベルトのエッジを画定する。重合体ベルトの形成では、一実施形態において液体重合体または重合体先駆物質として、重合体材料を鋳型２２０に流し込む。液体重合体または重合体先駆物質は、その後、鋳型２２０を満たし、本発明の一実施形態による内部メッシュコアの周囲および内部を通じて流動する。鋳型の最上部では、その後、液体重合体または重合体先駆物質の表面が、結果として生じた重合体直線ＣＭＰ処理ベルトの第二のエッジを画定する。

図１４は、本発明の別の実施形態による補強型重合体ＣＭＰ処理ベルトを製造する方法動作を例示するフローチャート図２５０である。例示する方法は、動作２５２で開始され、ここで、織物または合成材料補強層が作成される。一実施形態において、織物または合成材料補強層は、ケブラで作成される。他の実施形態において、織物または合成材料補強層は、ナイロン、レイヨン、ポリエステル、ポリイミド、混合合成材料、あるいは、他の任意の望ましい織物または合成材料補強層で作成され、製造されるＣＭＰ処理ベルトの望ましい補強を提供する。望ましい補強の品質は、強度と、耐久性と、連続する継続的な使用によりＣＭＰ処理ベルトが伸長する傾向の低減と、直線ＣＭＰ処理ツールまたはシステムにおいて使用するための柔軟性と、その他とを含む。

一実施形態において、織物または合成材料補強層は、製造されるＣＭＰ処理ベルトの重合体材料の内部表面に対して配置するように作成される。別の実施形態において、織物または合成材料補強層は、製造されるＣＭＰ処理ベルトの外部表面に対して配置するように作成される。方法動作２５２において、織物または合成材料補強層は、連続ループのベルト状構造において望ましい寸法および配置に従って製造される。一実施形態において、ＥＰＤ開口部は、処理要求による層の作成中に、織物または合成材料補強層において作成される。

方法は動作２５４に続き、ＣＭＰ処理ベルトへと成型される重合体が準備される。一実施形態では、重合体鋳型を利用して重合体ＣＭＰ処理ベルトへと成型するために、重合体または重合体材料が準備される。重合体鋳型は、通常、望ましい重合体または重合体材料を望ましい形状および寸法の鋳型または型枠に注入することで、連続ループのベルト状構造として重合体ＣＭＰ処理ベルトを成型するために使用される。一実施形態において、方法動作２５４は、図４Ａ、４Ｂ、５、および６を参照して上で説明した、参照数字１６２により特定される重合体材料を成型するために使用される重合体または重合体材料の準備を含む。一実施形態において、方法動作２５４における重合体または重合体材料の準備は、重合体材料の準備と、上で説明した、参照数字１６６により特定される追加重合体材料層のための重合体または重合体材料の準備とを含む。

動作２５４では、意図する処理要件による任意の望ましい重合体または重合体材料を使用してよい。一般に、スクラッチのない効果的なウェーハ平坦化のために、直線ＣＭＰ処理ベルトには、柔軟で、耐久性が高く、丈夫な材料が望ましい。選択される重合体は、完全な伸縮性を有する必要はなく、使用により緩みまたは弛みを生じるべきではない。意図するプロセスの特定の特徴を強化するために、様々な重合体を選択してよい。一実施形態において、ポリマは、ポリウレタンにしてよい。別の実施形態において、重合体は、完成した重合体ＣＭＰ処理ベルトの処理面を生成するウレタン混合物にしてよく、ウレタン混合物は、約０．４ないし１．５ｇ／ｃｍ² の比重と、ショアＤ２．５ないし９０の硬度とを有するマイクロセルラポリウレタンである。通常は、液体樹脂と液体硬化剤とを組み合わせて、ポリウレタン混合物を形成する。別の実施形態では、重合体ゲルを利用して、重合体材料を形成してもよい。

動作２５４の後、方法は動作２５６に進み、ここで、準備されたポリマが、鋳型に注入される。一実施形態において、ウレタンあるいはその他の重合体または重合体材料は、高温円筒形鋳型に分配される。一実施形態において、準備された重合体の鋳型への注入は、上で説明した図において参照数字１６２で特定される重合体材料を形成することになる。

動作２５８において、準備された重合体を加熱し硬化させる。任意のタイプの重合体を、完成した重合体ＣＭＰ処理ベルトにおいて望ましい物理特性を生成する任意の形で加熱し硬化させてよいと理解するべきである。一実施形態においては、ウレタン混合物を、所定の温度で所定の時間に渡って加熱し硬化させ、ウレタン処理面を形成する。選択した重合体または重合体材料に適した、あるいは特定の望ましい特性を達成するのに適した、硬化時間および温度に従ってよい。単なる一例では、熱可塑性材料を高温で処理し、その後、冷却することで固める。

動作２５８の後、方法は動作２６０へ進み、鋳型からベルトを取り出すことで、重合体材料を鋳型から外す。一実施形態において、鋳型は、織物またはその他の合成材料補強層により補強される重合体材料と、ＣＭＰ処理ベルトの重合体構造内に織物または合成材料補強層を包み込む追加重合体材料と、を形成するために使用される重合体直線ＣＭＰ重合体直線ＣＭＰ処理ベルト成型容器である。

次に、動作２６２において、重合体材料は、処理要件による望ましい厚さおよび寸法に加工される。一実施形態において、重合体材料は、所定の寸法に旋盤加工される。動作２６２において、重合体材料は、成型された連続ループのベルト形の形態において、最適な直線ＣＭＰ処理のために、望ましい厚さおよび寸法まで切断される。一実施形態において、重合体ＣＭＰ処理ベルトは、重合体直線ＣＭＰ処理ベルトを使用することが意図されるＣＭＰ処理に従って、約０．０２インチないし約０．２インチの範囲の厚さまで旋盤加工され、好適な厚さは約０．０２インチないし約０．０５インチとなる。

方法は動作２６４へ進み、ここで、織物または合成材料補強層が、重合体材料に対して配置され、一時的に取り付けられる。一時的な取り付けの方法は、織物または合成材料補強層を重合体材料に対して正確に配置するために、クランプ留め、ステープル留め、鋲留め、接着剤の使用、およびその他を含む。一実施形態において、織物または合成材料補強層は、重合体層の内面に対して配置される。別の実施形態において、織物または合成材料補強層は、処理および製造の要求により、重合体層の外面に対して配置される。

方法動作２６６では、追加重合体材料層を形成し、製造されたＣＭＰ処理ベルトの重合体構造内に織物または合成材料補強層を包み込むために、追加重合体材料が適用される。一実施形態において、追加重合体材料は、追加重合体材料を織物または合成材料補強層全体にスプレすることで適用される。別の実施形態においては、一時的に取り付けた織物または合成材料補強層を有する重合体材料を鋳型内に配置し、追加重合体材料を織物または合成材料補強層の上で成型する。しかしながら、追加重合体材料層が適用され、重合体または重合体材料は、織物または合成材料に浸透し、重合体材料と接合し、織物または合成材料補強層を包み込んで、補強されたＣＭＰ処理ベルトを、一体構造として形成する。

方法は動作２６８に続き、ここで、補強型重合体ＣＭＰ処理ベルトは、重合体構造と、織物または合成材料補強層と、追加重合体材料層とを一体構造として含み、補強されたＣＭＰ処理ベルトにとって望ましい厚さおよび寸法に加工される。一実施形態において、加工には、望ましい厚さおよび表面品質を達成する旋盤加工、切り取り、およびその他を含む。重合体直線ＣＭＰ処理ベルトが、ＥＰＤ開口部を備えた実施形態である場合、動作２６８の一実施形態は、上で説明したように、織物または合成材料補強層において作成されたＥＰＤ開口部の位置の重合体領域の貫通、薄化、および除去を含む。本発明によるＣＭＰ処理ベルトの加工の一実施形態において、方法動作２５６において使用される鋳型または型枠は、鋳型または型枠内でＥＰＤ開口部を構造的に画定するものとしても働く。織物または合成材料補強層は、方法動作２６４において、作成されたＥＰＤ開口部が重合体材料により形成された構造と並んだ状態で配置され、動作２６８において、ＥＰＤ開口部の最終的な薄化または貫通が、必要に応じて達成される。

方法動作２６８の一実施形態において、補強型重合体ＣＭＰ処理ベルトは、処理要件による望ましい厚さおよび寸法に加工される。一実施形態において、一体化した重合体材料は、所定の寸法まで旋盤加工される。一実施形態において、補強型重合体ＣＭＰ処理ベルトは、重合体ＣＭＰ処理ベルトを使用することが意図されるＣＭＰ処理に従って、約０．０２インチないし約０．２インチの範囲の厚さまで旋盤加工され、好適な厚さは約０．０７インチないし約０．１２インチとなる。

方法動作２６８の一実施形態では、補強型重合体ＣＭＰ処理ベルトのエッジを切り取り、補強型重合体ＣＭＰ処理ベルトを洗浄し、使用のために準備する。一実施形態において、重合体直線ＣＭＰ処理ベルトは、長さ９０ないし１１０インチ、幅８ないし１６インチ、厚さ０．０２０ないし０．２インチである。したがって、Ｌａｍ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎが製造するＴｅｒｅｓＴＭ直線研磨装置において使用するのに適したものとなる。

一実施形態において、一体構造の補強型重合体ＣＭＰ処理ベルトの望ましい厚さおよび寸法への加工により、補強型ＣＭＰ処理ベルトの製造が完了すると、方法は終了する。一実施形態において、方法は、追加の方法動作２７０を含み、ここで、望ましい準備面が加工される。方法動作２７０の準備面の加工では、本発明の一実施形態による補強型重合体ＣＭＰ処理ベルトの処理面に、溝が形成される。別の実施形態において、溝は、鋳型の内部に適切なパターンを提供することで、成型中に形成してよい。一実施形態では、未加工の成型物を回転させ、旋盤上で溝を付け、正方形の溝を備えた平滑な研磨面を生成する。別の実施形態では、別個の重合体または重合体材料処理面が、補強型ＣＭＰ処理ベルトに適用され、追加一体化構造として、（複数の）重合体または重合体材料が補強型ＣＭＰ処理ベルトに接合する。追加処理面の実施形態は、補強型重合体ＣＭＰ処理ベルトの下層とは異なる硬度、望ましい表面の織り目加工、およびその他を提供する表面を含む。追加の方法動作２２８が達成された場合、補強型重合体ＣＭＰ処理ベルトでは、処理面の加工および準備が完了し、方法は終了する。

上記の発明を明確な理解のためにある程度詳細に説明してきたが、付記する請求項の範囲内で、特定の変更および修正を実施し得ることは明らかであろう。したがって、本実施形態は、限定的ではなく例示的であると見做されるべきであり、また、本発明は、本明細書に記載の詳細に限定されるべきではなく、付記する請求項の範囲および等価物の範囲で修正してもよい。

代表的な直線ベルトＣＭＰシステムを例示する説明図である。 図１Ａにおいて説明した直線ベルトＣＭＰシステムの側面図である。 代表的な直線ＣＭＰ処理ベルトの断面図である。 ｉｎ−ｓｉｔｕ光学終点検出システムで使用するベルトの開放区画を有する図２Ａの代表的な直線ＣＭＰ処理ベルトの断面図である。 本発明の一実施形態によるＣＭＰ処理ベルトの断面図である。 本発明の別の実施形態によるＣＭＰ処理ベルトの断面図である。 本発明の更に別の実施形態によるＣＭＰ処理ベルトの断面図である。 本発明の実施形態によるＣＭＰ処理ベルトの断面図である。 本発明の実施形態によるＣＭＰ処理ベルトの断面図である。 本発明の一実施形態による、図４Ａおよび４Ｂを参照して説明した追加重合体材料層の適用の詳細を示す説明図である。 本発明の別の実施形態によるＣＭＰ処理ベルトの断面図である。 本発明の一実施形態によるメッシュコアの詳細を示す説明図である。 代替的なグリッドまたはマトリクスパターンで構築されたメッシュコアの実施形態を示す模式図である。 代替的なグリッドまたはマトリクスパターンで構築されたメッシュコアの実施形態を示す模式図である。 本発明の一実施形態によるメッシュコアの詳細を示す説明図である。 本発明の別の実施形態によるメッシュコアの詳細を示す説明図である。 本発明の一実施形態によるＣＭＰ処理ベルトを製造する方法を示す説明図である。 本発明の鋳型の別の実施形態を示す説明図である。 本発明の一実施形態による重合体直線ＣＭＰ処理ベルトを製造する方法動作を例示するフローチャートである。 直線ＣＭＰ処理ベルト鋳型の内部に配置されたメッシュコア１５４の部分を例示する説明図である。 本発明の一実施形態による、メッシュコアを配置するメッシュコア支持部を例示する説明図である。 本発明の一実施形態による重合体直線ＣＭＰ処理ベルト鋳型を例示する斜視図である。 本発明の一実施形態による重合体直線ＣＭＰ処理ベルト鋳型を例示する斜視図である。 本発明の別の実施形態による補強型重合体ＣＭＰ処理ベルトを製造する方法動作を例示するフローチャートである。

Claims (15)

1. 化学機械平坦化（ＣＭＰ）処理において使用されるベルトであって、
   ベルトをなす連続ループとして成型される重合体材料と、
   該重合体材料に埋め込まれて該重合体材料の硬質内部コアをなす連続メッシュコアと
   を備えるベルト。
2. 前記重合体材料としては、ポリウレタン、ポリエステル、ＰＶＣ、ポリアクリレート、エポキシが使用可能である請求項１記載のベルト。
3. 前記連続メッシュコアが、交差部材のグリッドを形成し、該交差部材が、固定した接合部で接合されて前記ベルトのための硬質支持構造を形成する請求項１記載のベルト。
4. 前記連続メッシュコアが前記交差部材のグリッドを形成し、前記交差部材が織物構造をなしている請求項１記載のベルト。
5. 前記連続メッシュコアのグリッド内には更に不連続部が備えられ、該不連続部が、グリッドを通る光の透過に適したグリッド内の開口部を形成するよう構成された請求項４記載のベルト。
6. 前記連続メッシュコアのグリッド内の前記開口部が、補強用の周囲部材により画定され、該周囲部材が、グリッド内の前記開口部の周囲の接合部に固定される請求項５記載のベルト。
7. 前記重合体材料が、前記連続メッシュコアのグリッド内の前記開口部において薄くなり、該重合体材料が、メッシュコアのグリッド内の前記開口部に位置する薄い重合体材料を通る光の透過を可能にするように加工処理された請求項６記載のベルト。
8. 請求項１記載のベルトであって、更に
   前記重合体材料上には処理面を備え、
   前記重合体材料は第一の重合体材料であり、前記処理面は、該第一の重合体材料に成型された第二の重合体材料として形成されたベルト。
9. 化学機械平坦化（ＣＭＰ）処理において使用されるベルトであって、
   ベルトをなす連続ループとして成型される重合体材料と、
   該重合体材料とこれに追加される追加重合体材料層との間に埋め込まれて該重合体材料および該追加重合体材料層内の連続ループをなす補強繊維と
   を備えるベルト。
10. 前記重合体材料が、ポリウレタン、ポリエステル、ＰＶＣ、ポリアクリレート、エポキシが使用可能である請求項９記載のベルト。
11. 前記追加重合体材料層が、ポリウレタン、ポリエステル、ＰＶＣ、ポリアクリレート、エポキシのうちの少なくとも一つにより形成される請求項９記載のベルト。
12. 前記補強繊維に作成された開口部を更に備え、該開口部が、該補強繊維を通る光の透過に適している請求項９記載のベルト。
13. 前記重合体材料および前記追加重合体材料層が、前記補強繊維内の前記開口部において薄く形成されている請求項１２記載のベルト。
14. 前記補強繊維が、ケブラ、ナイロン、ポリエステル、ポリイミド、レイヨン、およびＰＶＣを含む合成繊維との少なくとも一つにより形成される請求項９記載のベルト。
15. 請求項９記載のベルトであって、更に
    前記重合体材料上には処理面を備え、
    該重合体材料は第一の重合体材料であり、前記処理面は、該第一の重合体材料に接合された第二の重合体材料として形成されたベルト。

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