JP2009531192A - 研磨パッド、研磨装置、及び研磨パッドの使用方法 - Google Patents

Abstract

研磨パッド（４０）は、第１層（２２）及び第２層（２４）を含むことができる。第１層は、第１研磨表面（２１２）及び第１開口（４１０）を有することができる。第２層は、取付け表面（２１４）及び第１開口（４１０）に実質的に隣接する第２開口を有することができる。研磨パッド（４０）は、さらに、第１開口内に位置するパッド窓（４６）を含むことができる。パッド窓（４６）は、第２研磨表面（４１６）及び気体透過性材料を含む可能性がある。一態様では、装置は、研磨パッドの取付け表面の隣に位置するプラテン（６２）の取付け表面（２１４）を含むことができる。別の態様では、研磨するプロセスは、パッド（２０）とプラテン（６２）との間に形成される離間した領域（６１０）内の気体の温度を変更することを含むことができる。プロセスは、また、研磨が始まった後に、研磨パッドにわたって気体フラックスを形成することを含むことができる。

Description

本開示は、研磨パッド、研磨装置、及び研磨パッドを使用するプロセスに関し、より詳細には、パッド窓を有する研磨パッド、こうした研磨パッドを含む研磨装置、及び研磨パッドを使用するプロセスに関する。

研磨パッド内のパッド窓は、研磨プロセス中に、工作物を測定するための、レーザ光用の経路の一部分としての役をすることができる。パッド窓は、化学機械研磨装置内におけるその構成のために、問題を生じる可能性がある。図１は、化学機械研磨（「ＣＭＰ」）装置１０及び工作物１２８の断面図の例示を含む。ＣＭＰ装置１０は、プラテン１２及び従来の研磨パッド１４を含むことができる。プラテン１２は、プラテン窓１６を含むことができる。ＣＭＰ装置１０は、また、終点検出に使用されることができるレーザ１８及び検出器１１０を含む。従来の研磨パッド１４は、開口１１４及び実質的に平坦な研磨表面１１６を有する第１層１１２を含む。パッド窓１２２は、第１層１１２内の開口１１４内に位置する。パッド窓１２２は、研磨表面１２６を有する。従来の研磨パッド１４は、第１層１１２とプラテン１２との間に位置する第２層１１８を有することができる。第２層１１８は、レーザ１８からの放射ビームに実質的に不透明であるため、第２層内の開口１２０は、放射ビームが、レーザ１８から工作物表面まで通過し、かつ、検出器に戻るように通過する経路が存在するように形成される。

パッド窓１２２が、プラテン１２と工作物１２８との間に位置するときに、レーザ１８と検出器１１０を使用した測定が行われることができるように、経路は、断続的に形成される。しかし、研磨中の温度の変化は、パッド窓１２２の研磨表面１２６を歪ませる可能性がある。歪みは、研磨プロセスに関して問題をもたらす可能性がある。こうした問題の例は、終点検出の誤った読み又は読みが存在しないこと、パッド窓１２２の一部又は全てが従来の研磨パッド１４の残りから分離すること、パッド窓１２２の過剰の磨耗又は割れ、又は、その任意の組合せである可能性がある。歪みによって生じる他の問題は、工作物１２８又はＣＭＰ装置に対する損傷を含む可能性がある。

研磨パッドは、パッド窓を含むことができる。第１の態様では、研磨パッドは、第１層を含むことができる。第１層は、第１研磨表面及び第１研磨表面に対向する第１対向表面を含むことができる。第１層は、また、第１層を貫通して延在する第１開口を含むことができる。研磨パッドは、また、第２層を含むことができる。第２層は、取付け表面、取付け表面に対向する第２対向表面を含むことができる。第２対向表面は、第１層の第１研磨表面に比べて、第１層の第１対向表面の近くに位置することができる。第２層は、また、第２層を貫通して延在する第２開口を含むことができ、第２開口は、第１層の第１開口に実質的に隣接することができる。研磨パッドは、また、第１開口内に位置するパッド窓を含むことができる。パッド窓は、第１研磨表面に実質的に隣接する第２研磨表面及び第２研磨表面に対向する第３対向表面を含むことができる。第３対向表面は、第１層の第１研磨表面と第２層の取付け表面との間の領域内に位置することができる。パッド窓は、気体透過性材料を含むことができる。

第２の態様では、研磨装置は、プラテンを含むことができる。プラテンは、第１取付け表面を含むことができる。研磨装置は、また、研磨パッドを含むことができる。研磨パッドは、プラテンの上になり、かつ、プラテンから離間した第１層を含むことができる。第１層は、第１研磨表面及び第１研磨表面に対向する第１対向表面を含むことができる。第１層は、また、第１層を貫通して延在する第１開口を含むことができる。研磨パッドは、また、第１層とプラテンとの間に位置する第２層を含むことができる。第２層は、プラテンの第１取付け表面の隣に位置する第２取付け表面を含むことができる。第２層は、また、第２取付け表面に対向し、かつ、第１層の第１研磨表面に比べて、第１層の第１対向表面の近くに位置する第２対向表面を含むことができる。第２層は、さらに、第２層を貫通して延在し、第１層の第１開口に実質的に隣接する第２開口を含むことができる。研磨パッドは、さらに、第１層の第１開口内に位置するパッド窓を含むことができる。パッド窓は、第１層の第１研磨表面に実質的に隣接する第２研磨表面を含むことができる。パッド窓は、また、第２研磨表面に対向する第３対向表面を含むことができる。パッド窓は、気体透過性材料を含むことができる。

第３の態様では、研磨するプロセスは、研磨パッドとプラテンとの間に離間した領域を形成することを含むことができる。離間した領域は気体を含むことができ、気体は第１平均温度を有することができる。プロセスは、また、工作物を研磨することであって、研磨中の時間的なある点で、離間した領域が、プラテンと工作物との間に位置する、研磨することを含むことができる。プロセスは、さらに、工作物の研磨が始まった後に、離間した領域内の気体の温度を第１平均温度から第２平均温度まで変更することを含むことができる。プロセスは、なおさらに、工作物の研磨が始まった後に、研磨パッドにわたって気体フラックスを形成することを含むことができる。本開示の特定の実施形態は、以下の説明及び添付図面を参照してよりよく理解されるであろう。

添付図面を参照することによって、本開示は、よりよく理解され、利点が当業者に明らかになる。本開示の主題は、添付図面において、制限としてではなく、例として示される。

図の要素は、簡潔でかつ明確にするために示され、必ずしも、一定比例尺に従って描かれていないことを当業者は理解する。たとえば、図の要素の一部の寸法は、本発明の実施形態の理解を促進するのに役立つために、他の要素に対して誇張されてもよい。異なる図面における同じ参照シンボルの使用は、同様な又は同じアイテムを示す。

一部の用語は、本明細書で使用されるときのその意図される意味に関して、定義される、又は、明確にされる。値を指すときの、「平均された(averaged)」という用語は、高い値と低い値との中間値を意味することが意図される。たとえば、平均された値は、平均値、幾何学的ミーン、又は中間値である。

本明細書で使用されるが、「備える(comprises) 」、「備えている(comprising)」、「含む(includes)」、「含んでいる(including) 」、「有する(has) 」、「有している(having)」という用語、又はその任意の他の変形は、非網羅的な包含をカバーすることを意図される。たとえば、要素の一覧を含む、プロセス、方法、物品、又は装置は、必ずしも、これらの要素だけに限定されるのではなく、明示的に挙げられない、又は、こうしたプロセス、方法、物品、又は装置に固有の他の要素を含んでもよい。さらに、逆に明示的に述べられない限り、「 論理和(or)」 は、排他的論理和ではなく、包含的論理和を指す。たとえば、条件Ａ又はＢは、Ａが真であり（又は存在し）、かつ、Ｂが偽である（又は存在しない）こと、Ａが偽であり（又は存在せず）、かつ、Ｂが真である（又は存在する）こと、ならびに、ＡとＢが共に真である（又は存在する）ことのうちの任意の１つによって満たされる。

「組成物」という用語は、物質の化学的構成を指すことが意図される。組成物は、元素、化合物、混合物、溶液、合金、又はその任意の組合せである可能性がある。たとえば、織物の組成物は、羊毛と綿の繊維の混合物である可能性がある。

「接する」という用語は、２つ以上の物品又は他の物体間に、重要なものが何も存在しないように、２つ以上の物品又は物体が、存在する、又は、その他の方法で配置されることを意味することが意図される。たとえば、物品又は他の物体の１つは、物品又は他の物体の別の１つに触れることができる。

「乾燥した」という用語は、液体の形態の組成物が無いことを示すことが意図される。たとえば、乾燥領域は、水蒸気又は氷が存在する可能性があるが、液状の水は存在しない。

「高さ」という用語は、層又は他の物体と参照平面との間の最も近い距離を示すことが意図される。
本明細書で使用されるが、「材料」は、物質の物理的構造を指すことが意図される。材料は、内部に孔又は間隙を有する構造を有することができる。たとえば、織物は、繊維から作られた材料であり、孔（たとえば、繊維間の間隙）を有する。これらの孔は、構造の遮断物である穴と全く異なると考えられる。ボタン穴は、織物の穴の例である。

「工作物」という用語は、プロセスシーケンスの任意特定の時点における、基板、及び、もしあれば、基板に取付けられた、１つ又は複数の層、１つ又は複数の構造、あるいは、その任意の組合せを意味することが意図される。基板は、プロセスシーケンス中に大幅に変わらない場合があるが、工作物は、プロセスシーケンス中に大幅に変わることに留意されたい。たとえば、プロセスシーケンスの開始時に、基板及び工作物は同じである。基板上に層が形成された後、基板は変わらないが、工作物は、基板と層の組合せを含む。

さらに、明確にするために、また、本明細書で述べる実施形態の範囲の全体の意味を与えるために、「ａ」又は「ａｎ」が指す１つ又は複数の物品を述べるために、「ａ」又は「ａｎ」の使用が採用される。したがって、説明は、「ａ」又は「ａｎ」が使用されるときはいつでも、１つ又は少なくとも１つを含むように読み取られるべきであり、逆のことが別途意味されることが明確でなければ、単数形もまた、複数を含む。

別途規定されなければ、本明細書で使用される全ての技術用語及び科学用語は、本発明が属する技術分野の専門家によって一般に理解されるのと同じ意味を有する。本明細書に述べられる全ての出版物、特許出願、特許、及び他の参考文献は、参照によりその全体が組み込まれる。競合する場合、定義を含む本明細書がコントロールするであろう。さらに、材料、方法、及び例は、例示であるに過ぎず、制限的であることを意図されない。

本明細書に記載されない限りにおいて、特定の材料、処理作業、及び回路に関する多くの詳細は、従来的であり、半導体技術及び微小電子工学技術内の教科書及び他の情報源に見いだされる場合がある。本発明の他の特徴及び利点は、以下の詳細な説明及び特許請求の範囲から明らかになるであろう。

図２は、層２２、層２４、及びパッド窓２６を含む研磨パッド２０の断面図の例示である。層２２は、研磨パッド２０がプラテンに取付けられることになるときに実質的に平坦になるように設計された研磨表面２１２を含むことができる。研磨表面２１２は、きめを有する、又は、実質的に平滑であることができる。たとえば、一実施形態では、研磨表面２１２は、溝を付けられる、又は、穿孔されることができる。層２２は、また、研磨表面２１２に対向する対向表面２２２を有することができる。層２２は、中実の、開いたセル、閉じたセル、織られた、フェルトで作られた、又はその任意の組合せである材料を含む可能性がある。層２２は、ゴム化合物、ウレタン化合物、接着性化合物、研削性化合物、又は、その任意の組合せを含む組成物を有する可能性がある。層２２は、開口２８を含むことができる。層２２は、約０．０５ｍｍ〜約１２．７ｍｍ（約２〜約５００ミル）の範囲の厚さを有することができる。一実施形態では、開口２８は、層２２の全体の厚さを貫通して延在することができる。

層２４は、研磨パッド２０が、プラテンの対応する取付け表面に取付けられることを可能にするように設計された取付け表面２１４を含むことができる。層２４は、また、取付け表面２１４に対向する対向表面２２４を有することができる。層２４は、約０．０５ｍｍ〜約１２．７ｍｍ（約２〜約５００ミル）の範囲の厚さを有することができる。一実施形態では、対向表面２２４は、層２２の対向表面２２２の隣にあることができる。別の実施形態では、層２２は、層２４のすぐ隣にあることができる。層２４は、層２２について述べた材料又は組成物を含む可能性がある。層２４は、層２２と同じ、又は、異なる材料又は組成物を有する可能性がある。層２４は、開口２１０を含むことができる。一実施形態では、開口２１０は、層２４の全体の厚さを貫通して延在し、開口２８に隣接することができる。開口２８は、開口２１０の外周と比べて、同じか又は異なる長さの外周を有することができる。開口２８は、開口２８及び開口２１０がそれぞれ、隣接領域の一部分を備えることができるように、開口２１０の隣に位置することができる。

パッド窓２６は、開口２８内に位置することができ、研磨表面２１６及び対向表面２２６を含む。研磨表面２１６は、研磨表面２１２に実質的に隣接することができる。研磨表面２１６及び研磨表面２１２は、研磨平面２１８に沿って位置することができる。対向表面２２６は、研磨パッドがプラテンに取付けられることになるときに、プラテン窓の外部表面から離間するように設計されることができる。そのため、パッド窓２６は、開口２８の一部分を実質的に満たすことができ、開口２１０の一部分を部分的に満たしてもよく、又は、満たさなくてもよい。パッド窓２６は、気体透過性であることができる、材料、組成物、又はその任意の組合せを含むことができる。ある実施形態では、パッド窓２６は、所定の波長又はスペクトルの放射の透過を可能にすることができる組成物を有する可能性がある。一実施形態では、パッド窓２６は、ウレタン、ポリエチレン、ポリテトラフルオロエチレン（「ＰＴＦＥ」）、ポリプロピレン、又は、その任意の組合せを含む可能性がある。特定の実施形態では、パッド窓２６は、開口２８の外周に沿って層２２のすぐ隣に位置することができる。

研磨パッド２０の層２２及び層２４は、別々に形成されることができ、その後、従来の、又は、専用の技法によって一緒に取付けられることができる。一実施形態では、層２２内の開口２８及び層２４内の開口２１０は、層２２と層２４を一緒に取付ける前に形成されることができる。別の実施形態では、層２２及び層２４は、開口２８及び開口２１０が形成される前に、一緒に結合されることができる。パッド窓２６は、従来の、又は、専用の技法を使用して、開口２８と開口２１０の両方を含む領域内で、所定場所に、接合される、接着される、硬化される、又は、その他の方法で取付けられることができる。

別の実施形態では、パッド窓の対向表面が、研磨表面に対して異なる高さに位置することができるように、パッド窓は、異なる形状、厚さ、又はその任意の組合せによって形成されてもよい。図３は、層２２、層２４、及びパッド窓３６を含む研磨パッド３０の例示を含み、パッド窓３６は、先の実施形態で述べたものと異なる形状を有する。層２２は、開口３８、研磨表面２１２、及び対向表面２２２を含むことができる。層２４は、開口３１０、取付け表面２１４、及び対向表面２２４を含むことができる。パッド窓３６は、パッド窓２６について先に述べたように、材料、組成物、又は、その任意の組合せを含むことができる。例示する実施形態では、パッド窓３６は、研磨表面３１６及び対向表面３２６を含むことができる。研磨表面２１２及び研磨表面３１６は、研磨平面３１８に沿って位置することができる。パッド窓３６の対向表面３２６から研磨平面３１８までの高さは、取付け表面２１４から研磨平面３１８までの高さより小さい可能性がある。より特定の実施形態では、パッド窓３６は、開口３１０の外周に沿って層２４の隣に位置することができる。

図４は、層２２、層２４、及びパッド窓４６を含む研磨パッド４０の例示を含み、パッド窓４６は、先の実施形態で述べたものと別の異なる形状を有する。層２２は、開口４８、研磨表面２１２、及び対向表面２２２を含むことができる。層２４は、開口４１０、取付け表面２１４、及び対向表面２２４を含むことができる。パッド窓４６は、パッド窓２６について先に述べたように、材料、組成物、又は、その任意の組合せを含むことができる。パッド窓４６は、研磨表面４１６及び対向表面４２６を含むことができる。研磨表面２１２及び研磨表面４１６は、研磨平面４１８に沿って位置することができる。特定の実施形態では、パッド窓４６の対向表面４２６から研磨平面４１８までの高さは、対向表面２２２から研磨平面４１８までの高さより小さい可能性がある。

なお別の実施形態では、研磨表面を含む層と取付け表面を含む層との間に、介在層が位置することができる。図５は、層２２、層２４、パッド窓４６、及び層５４を含む研磨パッド５０の例示を含み、層５４は、層２２と層２４との間に位置する。層２２は、開口５８、研磨表面２１２、及び対向表面２２２を含むことができる。層２４は、開口５１０、取付け表面２１４、及び対向表面２２４を含むことができる。層５４は、第１表面５２２及び第２表面５２４を含み、層５４を貫通して延在する開口５９を含むことができる。第１表面５２２は、層５４の層２２に最も近い表面であることができ、第２表面５２４は、層５４の層２４に最も近い表面であることができる。層５４は、層２２について先に述べた範囲の厚さを有することができる。

パッド窓５６は、研磨表面５１６、対向表面５２６を有し、開口５８の一部分を実質的に満たすことができる。研磨表面２１２及び研磨表面５１６は、研磨平面５１８に沿って位置することができる。パッド窓５６は、パッド窓２６について先に述べたように、材料、組成物、又は、その任意の組合せを含むことができる。一実施形態では、パッド窓５６は、開口５８の一部分を実質的に満たしてもよく、又は、満たさなくてもよく、開口５８の外周に沿って層５４の隣に位置してもよく、又は、位置しなくてもよく、あるいは、その任意の組合せであってもよく、又は、なくてもよい。さらなる実施形態では、パッド窓５６は、開口５１０の一部分を実質的に満たしてもよく、又は、満たさなくてもよく、開口５１０の外周に沿って層２４の隣に位置してもよく、又は、位置しなくてもよく、あるいは、その任意の組合せであってもよい。別の実施形態では、パッド窓５６の対向表面５２６と研磨平面５１８との間の高さは、対向表面２２２と研磨平面５１８との間の高さより小さい可能性がある。なお別の実施形態では、対向表面５２６と研磨平面５１８との間の高さは、取付け表面２１４と研磨平面５１８との間の高さより小さい可能性がある。

研磨パッドが研磨装置に取り付けられることになるときに、研磨パッドの気体透過性部分とプラテンとの間に離間した空間を形成することになる、研磨パッドの多くの他の代替の実施形態が可能である。層の数、層を貫通する開口の相対的なサイス及び形状、パッド窓部分の相対的な厚さ、層及びパッド窓部分の材料、又は、その任意の組合せを変えることによって、ほとんど無制限の数のこうしたパッドが作られることができる。特定の実施形態では、研磨表面を含む層の気体透過性部分は、取付け表面を含む層の開口の隣に位置する。たとえば、研磨パッド２０の場合、層２２は、連続であり、開口２８を含まない可能性がある。開口２１０の隣に位置し、かつ、開口２１０にわたって延在する層２２の一部分は、気体透過性である可能性がある。こうしたパッドは、離間した領域と研磨表面との間にパッド窓部分を必要としないことになる。

図６は、研磨中における、工作物６４、及び、研磨パッド２０及びプラテン６２を含む研磨装置６０の一部分の断面図の例示を含む。例示する実施形態は、研磨パッド２０に関して述べられるが、他の実施形態では、別の研磨パッド（たとえば、研磨パッド３０、研磨パッド４０、又は研磨パッド５０）が、研磨パッド２０の代わりに使用されてもよい。研磨パッド２０は、工作物６４とプラテン６２との間に位置することができる。研磨パッド２０は、研磨表面６１４を含むことができる。一実施形態では、研磨表面６１４は、層２２の研磨表面２１２及びパッド窓２６の研磨表面２１６を含むことができ、研磨平面２１８に沿って位置することができる。工作物６４は、部分的に形成された電子デバイスを含むことができる複数の層を備える基板を含むことができる。プラテン６２は、取付け表面６８を含むことができる。取付け表面６８は、研磨パッド２０の取付け表面２１４の隣に位置することができる。一実施形態では、取付け表面６８及び取付け表面２１４は、実質的に同じ平面に沿って位置することができる。別の実施形態では、取付け表面６８は、取付け表面２１４に取り付けられることができる。プラテン６２の取付け表面６８は、剛性であるか、又は、柔軟性があるように設計されることができる。プラテン６２は、セラミック、金属、石、ゴム、プラスチック、ＰＴＦＥ、エポキシ、又は、その任意の組合せを含む材料を含む可能性がある。さらなる実施形態では、研磨パッド２０の研磨表面６１４は、取付け表面２１４に沿う同じ平面に実質的に平行であることができる。

一実施形態では、プラテン６２は、また、プラテン窓６６を含むことができる。別の実施形態では、プラテン窓６６は、所定の波長又はスペクトルの放射が、プラテン窓６６を通して透過することを可能にする組成物を有する可能性がある。プラテン窓６６の外部表面６２０は、取付け表面６８と同じか、又は、異なる平面に沿って位置することができる。離間した領域６１０は、研磨パッド２０とプラテン６２との間に形成されることができる。研磨表面６１４は、離間した領域６１０の上になることができる。離間した領域６１０は、平均温度の気体を含む可能性がある。一実施形態では、離間した領域６１０は、パッド窓２６とプラテン窓６６との間に位置することができる。別の実施形態では、離間した領域内の気体は、空気を含む可能性がある。なお別の実施形態では、離間した領域内の気体は、また、アルゴン、窒素、酸素、二酸化炭素、パッド窓材料を通過することができる別の気体、又はその任意の組合せを含む可能性がある。なお別の実施形態では、離間した領域は、実質的に乾燥している可能性がある。

プラテン６２は、機械的に駆動されてもよい。流体６１２は、研磨パッド２０の研磨表面６１４に吹き付けられることができる。流体６１２は、溶液、混合物、懸濁液、スラリ、ゲル、液体、水、又は、その任意の組合せである可能性があり、酸、塩基、緩衝剤、研削剤、コロイド、又は、その任意の組合せを含む可能性がある。工作物６４は、研磨パッド２０の隣に設置されることができる。研磨パッド２０は、工作物６４、プラテン６２、又はその任意の組合せに圧力を加えることによって、工作物６４とプラテン６２との間で圧迫されることができる。研磨パッド２０は、工作物６４に対して移動することができ、工作物６４は、研磨パッド２０に対して移動することができ、又は、その任意の組合せが行われることができる。

工作物６４の研磨中、離間した領域６１０内の気体の平均温度は、変わり、離間した領域６１０内の気体の、圧力、体積、又はその任意の組合せに影響を及ぼす可能性がある。こうして、平均温度の変化は、離間した領域６１０の境界の前後で、環境条件に対する圧力差を生じる可能性がある。圧力差は、研磨パッド２０の気体透過性部分を横切る気体フラックス用の駆動力の役目を果たすことができる。一実施形態では、気体フラックスは、パッド窓２６の前後に存在する可能性がある。特定の実施形態では、流体６１２が研磨パッド２０の研磨表面６１４に吹き付けられるとき、離間した領域６１０は、実質的に乾燥したままである可能性がある。圧力差が下がらない場合、こうした圧力差は、離間した領域６１０の隣の研磨パッド２０の歪みをもたらす可能性がある。一実施形態では、パッド窓２６が、曲がる可能性があり、研磨パッド２０の放射に影響を及ぼす特性又は別の物理的特性を変える可能性がある。

一実施形態では、放射源６１６は、放射ビームが、研磨パッド２０のパッド窓２６を通過することができるように誘導されることができる。放射ビームは、可視光、コヒーレント放射、赤外放射、紫外放射、ｘ線、無線波、音波振動、亜音波振動、極超音波振動、又はその任意の組合せを含むことができる。放射ビームは、工作物６４に接触し、その後、検出器６１８によって検出されることができる。図示する実施形態では、工作物６４の表面は、放射源６１６及び検出器６１８がそれぞれ、プラテン窓６６の同じ側に位置することができるように放射ビームを反射することができる。別の実施形態では、検出器６１８は、異なるように配置されることができる。たとえば、検出器６１８は、放射ビームが、検出より先に、工作物６４を通過することができるように、元のビームラインと一直線になることができる。なお別の実施形態では、検出された波長又はスペクトルは、解析され、プロセス用の終点基準として使用されることができる。より特定の実施形態では、プロセス用の終点基準としての検出された波長又はスペクトルの解析に加えて、時間、研磨装置６０（たとえば、研磨装置６０上の別のセンサ）からの別の出力信号、機器の関連部分（たとえば、化学物質送出システム又はメトロロジーツール）からの信号、又はその任意の組合せなどの別の基準も使用されることができる。

特定の実施形態では、流体６１２は、放射源６１６からの所定の波長又はスペクトルの放射ビームに対して実質的に不透明であることができ、それにより、約１ｍｍ厚の層は、放射ビームの強度を検出器６１８の検出限界未満に減少させる可能性がある。より特定の実施形態では、研磨表面２１６と工作物６４との間での流体６１２の貯留は、放射源６１６からの放射が、検出器６１８に達するのを実質的に遮断することができる。

本明細書で述べる実施形態は、研磨プロセスに対する良好な制御、特に、終点検出の使用を可能にすることができる。気体透過性材料を含む研磨パッドは、研磨プロセスを改善する可能性がある。研磨パッドとプラテンとの間の離間した領域内の気体の平均温度の変化は、研磨パッドの重大な歪みではなく、研磨パッドにわたる気体フラックスを生じる可能性がある。研磨パッドは、気体透過性材料又は組成物を含むパッド窓を含むことができる。こうしたパッド窓は、研磨プロセス中、従来の研磨パッドに比べて少ない歪みを有する可能性がある。終点検出、パッド窓が研磨パッドの残りから分離されること、パッド窓の過剰な磨耗、パッド窓の割れ、又は、その任意の組合せに伴う問題は、実質的に減少するか、又は、なくなる場合がある。歪みの少ない研磨表面は、また、研磨プロセス中に、工作物又は研磨装置に損傷を与える可能性が小さくなる。そのため、研磨装置及び関連する研磨プロセスは、問題がほとんどない可能性がある。

多くの異なる態様及び実施形態が可能である。これらの態様及び実施形態の一部が以下に述べられる。本明細書を読んだ後に、これらの態様及び実施形態が、例示に過ぎず、また、本発明の範囲を制限しないことを、当業者は理解するであろう。

第１の態様では、研磨パッドは第１層を含むことができる。第１層は、第１層は、第１研磨表面、第１研磨表面に対向する第１対向表面、及び第１層を貫通して延在する第１開口を含むことができる。研磨パッドは、また、第２層を含むことができる。第２層は、取付け表面を含むことができる。第２層は、また、取付け表面に対向し、かつ、第１層の第１研磨表面に比べて、第１層の第１対向表面の近くに位置する第２対向表面を含むことができる。第２層は、さらに、第２層を貫通して延在する第２開口を含むことができ、第２開口は、第１層の第１開口に実質的に隣接する。研磨パッドは、また、第１開口内に位置するパッド窓を含むことができる。パッド窓は、第１研磨表面に実質的に隣接する第２研磨表面を含むことができる。パッド窓は、また、第２研磨表面に対向する第３対向表面を含むことができ、第３対向表面は、第１層の第１研磨表面と第２層の取付け表面との間の領域内に位置する。パッド窓は、さらに、気体透過性材料を含むことができる。

第１の態様の一実施形態では、パッド窓は、所定の波長又はスペクトルの放射の透過を可能にすることができる組成物を含むことができる。別の実施形態では、第１層及びパッド窓は、それぞれ、ウレタン、ポリエチレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリプロピレン、又は、その任意の組合せを含む。なお別の実施形態では、第１層の第１対向表面は、第２層の第２対向表面の隣に位置する。

第１の態様の別の実施形態では、第１開口の第１外周は、第２開口の第２外周と異なる長さを有する。なお別の実施形態では、第１層の第１研磨表面及びパッド窓の第２研磨表面は、実質的に研磨平面に沿って位置する。パッド窓の第３対向表面から研磨平面までの第１高さは、取付け表面から研磨平面までの第２高さより小さい。なお別の実施形態では、第１高さは、第１層の第１対向表面から研磨平面までの第３高さより小さい。

第２の態様では、研磨装置は、第１取付け表面を含むことができる。研磨装置は、また、プラテンの上になりかつプラテンから離間した第１層を含む研磨パッドを含むことができる。第１層は、第１研磨表面、第１研磨表面に対向する第１対向表面、及び第１層を貫通して延在する第１開口を含むことができる。研磨パッドは、また、第１層とプラテンとの間に位置する第２層を含むことができる。第２層は、プラテンの第１取付け表面の隣に位置する第２取付け表面を含むことができる。第２層は、また、第２取付け表面に対向し、かつ、第１層の第１研磨表面に比べて、第１層の第１対向表面の近くに位置する第２対向表面を含むことができる。第２層は、さらに、第２層を貫通して延在し、第１層の第１開口に実質的に隣接する第２開口を含むことができる。研磨パッドは、また、第１層の第１開口内に位置するパッド窓を含むことができる。パッド窓は、第１層の第１研磨表面に実質的に隣接する第２研磨表面を含むことができる。パッド窓は、また、第２研磨表面に対向する第３対向表面を含むことができる。パッド窓は、気体透過性材料を含むことができる。

第２の態様の一実施形態では、プラテンは、さらに、プラテン窓を含むことができ、パッド窓は、プラテン窓の上になることができる。装置は、また、パッド窓の第２研磨表面を通して所定の波長又はスペクトルの放射を誘導するように構成された放射源を含むことができる。別の実施形態では、プラテン窓及びパッド窓はそれぞれ、所定の波長又はスペクトルの放射の透過を可能にすることができる。なお別の実施形態では、離間した領域は、パッド窓の第３対向表面とプラテンとの間に位置することができる。

第２の態様の特定の実施形態では、離間した領域は、空気、アルゴン、窒素、酸素、二酸化炭素、又はその任意の組合せを含むことができる。別の実施形態では、第１層の第１対向表面は、第２層の第２対向表面のすぐ隣に位置することができる。なお別の実施形態では、第１層の第１研磨表面及びパッド窓の第２研磨表面は、同じ平面に沿って位置することができる。より特定の実施形態では、第３対向表面は、第２層の第２取付け表面に沿う平面に比べ、同じ平面から遠くに位置することができる。なお別の実施形態では、パッド窓の組成物は、ウレタン、ポリエチレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリプロピレン、又はその任意の組合せを含むことができる。

第３の態様では、研磨するプロセスは、研磨パッドとプラテンとの間に離間した領域を形成することを含むことができる。離間した領域は気体を含むことができ、気体は第１平均温度を有することができる。プロセスは、また、工作物を研磨することであって、研磨中の時間的なある点で、離間した領域が、プラテンと工作物との間に位置する、研磨することを含むことができる。プロセスは、また、工作物の研磨が始まった後に、離間した領域内の気体の温度を第１平均温度から第２平均温度まで変更することを含むことができる。プロセスは、さらに、工作物の研磨が始まった後に、研磨パッドにわたって気体フラックスを形成することを含むことができる。

第３の実施態様の一実施形態では、プロセスは、さらに、研磨パッドの研磨表面に流体を吹きつけることを含むことができる。研磨表面は、離間した領域の上になることができ、離間した領域は、実質的に乾燥したままであることができる。別の実施形態では、プラテンは、さらに、プラテン窓を含むことができ、パッドは、さらに、パッド窓を含むことができる。さらに、離間した領域は、プラテン窓とパッド窓との間に位置することができる。より特定の実施形態では、プロセスは、さらに、放射ビームを工作物に誘導することであって、それにより、放射ビームが研磨パッドの研磨表面を通過する、誘導することを含むことができる。プロセスは、また、放射ビームから、所定の波長又はスペクトルの放射を検出することを含むことができる。プロセスは、なおさらに、所定の波長又はスペクトルの放射を検出した後に、放射ビームを解析することを含むことができる。プロセスは、また、終点に達したかどうかを判定することを含むことができる。

全体の説明又は例において上述した活動の全てが必要とされるわけではないこと、特定の活動の一部分は必要とされなくてもよいこと、また、述べた活動に加えて、１つ又は複数のさらなる活動が実施されてもよいことに留意された。なおさらに、活動が挙げられる順序は、必ずしもそれらが実施される順序ではない。本明細書を読んだ後に、当業者は、１つ又は複数の活動あるいは活動の１つ又は複数の部分のどれが、使用されるか、使用されないかを判定することができることになり、こうした活動の順序が、特定のニーズ又は望みについて実施される。

１つ又は複数の利益、１つ又は複数の他の利点、１つ又は複数の問題に対する１つ又は複数の解決策、あるいは、その任意の組合せが、１つ又は複数の特定の実施形態に関して述べられた。しかし、利益、利点、又は解決策を生じさせる、又は、顕著にさせる可能性がある利益（複数可）、利点（複数可）、問題（複数可）に対する解決策（複数可）、又は任意の要素（複数可）は、特許請求の範囲のいずれか１つ、又は、全てについての、重要な、必要とされる、又は必須の特徴又は要素として考えられるべきではない。

先に開示した主題は、制限的でなく、例示的であると考えられ、添付特許請求の範囲は、全てのこうした変更形態、強化形態、及び本発明の範囲内に入る他の実施形態を包含することが意図される。こうして、添付特許請求の範囲及びその等価物の許容される解釈によって、本発明の範囲が、特許法によって許容される最大限まで決定され、先の詳細な説明によって制限される、又は、限定されないこととする。

ウェハ及び研磨パッドを含むＣＭＰ装置の例示的な断面図（従来技術）。 研磨パッドの実施形態の例示的な断面図。 研磨パッドの代替の実施形態の例示的な断面図。 研磨パッドの別の代替の実施形態の例示的な断面図。 研磨パッドのなお別の代替の実施形態の例示的な断面図。 ある実施形態による、研磨中における、工作物及び研磨パッドを含む研磨装置の一部分の例示的な断面図。

Claims (20)

1. 第１研磨表面、
   前記第１研磨表面に対向する第１対向表面、及び、
   第１層を貫通して延在する第１開口を備える、第１層と、
   取付け表面、
   前記取付け表面に対向し、かつ、前記第１層の前記第１研磨表面に比べて、前記第１層の前記第１対向表面の近くに位置する第２対向表面、及び、
   前記第２層を貫通して延在し、前記第１層の前記第１開口に実質的に隣接する第２開口を備える、第２層と、
   前記第１開口内に設けられるパッド窓と、前記パッド窓は、
   前記第１研磨表面に実質的に隣接する第２研磨表面、及び、
   前記第２研磨表面に対向する第３対向表面を備え、前記第３対向表面は、前記第１層の前記第１研磨表面と前記第２層の前記取付け表面との間の領域内に位置し、パッド窓は、気体透過性材料からなることとを備える研磨パッド。
2. 前記パッド窓は、所定の波長又はスペクトルの放射の透過を可能にする組成物からなる請求項１に記載の研磨パッド。
3. 前記第１層及び前記パッド窓は、それぞれ、ウレタン、ポリエチレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリプロピレン、又は、その任意の組合せからなる請求項１に記載の研磨パッド。
4. 前記第１層の前記第１対向表面は、前記第２層の前記第２対向表面の隣に位置する請求項１に記載の研磨パッド。
5. 前記第１開口の第１外周は、前記第２開口の第２外周と異なる長さを有する請求項１に記載の研磨パッド。
6. 前記第１層の前記第１研磨表面及び前記パッド窓の前記第２研磨表面は、実質的に研磨平面に沿って位置し、
   前記パッド窓の前記第３対向表面から前記研磨平面までの第１高さは、前記取付け表面から前記研磨平面までの第２高さより小さい請求項１に記載の研磨パッド。
7. 前記第１高さは、前記第１層の前記第１対向表面から前記研磨平面までの第３高さより小さい請求項１に記載の研磨パッド。
8. 第１取付け表面を備えるプラテンと、
   研磨パッドとを備える研磨装置であって、前記研磨パッドは、
   前記プラテンの上になりかつ前記プラテンから離間した第１層であって、
   第１研磨表面、
   前記第１研磨表面に対向する第１対向表面、及び、
   第１層を貫通して延在する第１開口を備える、第１層と、
   前記第１層と前記プラテンとの間に位置する第２層であって、
   前記プラテンの前記第１取付け表面の隣に位置する第２取付け表面、
   前記第２取付け表面に対向し、かつ、前記第１層の前記第１研磨表面に比べて、前記第１層の前記第１対向表面の近くに位置する第２対向表面、及び、
   前記第２層を貫通して延在し、前記第１層の前記第１開口に実質的に隣接する第２開口を備える、第２層と、
   パッド窓であって、前記第１層の前記第１開口内に位置し、
   前記第１層の前記第１研磨表面に実質的に隣接する第２研磨表面、及び、
   前記第２研磨表面に対向する第３対向表面を備え、前記パッド窓は、気体透過性材料を含む、パッド窓とを備える研磨装置。
9. 前記プラテンは、プラテン窓をさらに備え、
   前記パッド窓は、前記プラテン窓の上になり、
   装置は、前記パッド窓の前記第２研磨表面を通して所定の波長又はスペクトルの放射を誘導するように構成された放射源をさらに備える請求項８に記載の研磨装置。
10. 前記プラテン窓及び前記パッド窓はそれぞれ、所定の波長又はスペクトルの放射の透過を可能にすることができる請求項９に記載の研磨装置。
11. 離間した領域は、前記パッド窓の前記第３対向表面と前記プラテンとの間に位置する請求項８に記載の研磨装置。
12. 前記離間した領域は、空気、アルゴン、窒素、酸素、二酸化炭素、又はその任意の組合せを含む請求項１１に記載の研磨装置。
13. 前記第１層の前記第１対向表面は、前記第２層の前記第２対向表面のすぐ隣に位置する請求項８に記載の研磨装置。
14. 前記第１層の前記第１研磨表面及び前記パッド窓の前記第２研磨表面は、同じ平面に沿って位置する請求項８に記載の研磨装置。
15. 前記第３対向表面は、前記第２層の前記第２取付け表面に沿う平面に比べ、同じ平面から遠くに位置する請求項１４に記載の研磨装置。
16. 前記パッド窓の組成物は、ウレタン、ポリエチレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリプロピレン、又はその任意の組合せを含む請求項１８に記載の研磨装置。
17. 研磨パッドとプラテンとの間に、第１平均温度を有する気体を収容する離間領域を形成する工程と、
    研磨中の一定の時点において、前記離間領域は、前記プラテンと前記工作物との間に位置するように、工作物を研磨する工程と、
    前記工作物の研磨が始まった後に、前記離間した領域内の前記気体の温度を前記第１平均温度から第２平均温度まで変更する工程と、
    前記工作物の研磨が始まった後に、前記研磨パッドにわたって気体を還流させる工程とを備える、研磨方法。
18. 前記研磨パッドの研磨表面に流体を吹きつける工程であって、前記研磨表面は、前記離間領域の上にあり、前記離間領域は、実質的に乾燥したままである、吹き付ける工程をさらに備える、請求項１７に記載の研磨方法。
19. 前記プラテンは、プラテン窓をさらに備え、
    前記パッドは、パッド窓をさらに備え、
    前記離間した領域は、前記プラテン窓と前記パッド窓との間に位置する請求項１７に記載の研磨方法。
20. 放射ビームを前記工作物に誘導することであって、それにより、前記放射ビームが前記研磨パッドの研磨表面を通過する、放射ビームを誘導する工程と、
    前記放射ビームから、所定の波長又はスペクトルの放射を検出する工程と、
    前記所定の波長又はスペクトルの放射を検出した後に、前記放射ビームを解析する工程と、
    終点に達したかどうかを判定する工程とをさらに備える、請求項１９に記載の研磨方法。

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