JP6164963B2 - 化学機械研磨層のプレテクスチャリングの方法 - Google Patents

化学機械研磨層のプレテクスチャリングの方法 Download PDF

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Description

本発明は、一般に、化学機械研磨の分野に関する。特に、本発明は、化学機械研磨層のプレテクスチャリングの方法に関する。
集積回路及び他の電子デバイスの作製では、導電、半導電及び誘電材料の多層を、半導体ウェーハの表面上に堆積させ、そこから除去する。導電、半導電及び誘電材料の薄層は、多くの堆積技術を用いて堆積させることができる。現代のウェーハ加工における一般的な堆積技術としては、特に、スパッタリングとしても知られる物理蒸着（ＰＶＤ）、化学気相蒸着（ＣＶＤ）、プラズマ化学気相蒸着（ＰＥＣＶＤ）及び電気化学めっきが挙げられる。一般的な除去技術としては、特に、湿式及び乾式の等方性及び異方性エッチングが挙げられる。
材料層が逐次に堆積し、除去されるにつれ、ウェーハの一番上の表面が非平坦になる。それに続く半導体加工（例えばメタライゼーション）がウェーハが平坦な表面を有することを要するため、ウェーハは、平坦化される必要がある。平坦化は、望ましくない表面トポグラフィ及び表面の欠陥、例えば、粗面、凝集面、結晶格子損傷、スクラッチ及び汚染された層又は材料を除去するために有用である。
化学機械平坦化、又は化学機械研磨（ＣＭＰ）は、工作物、例えば半導体ウェーハを平坦化又は研磨するために用いられる一般的な技術である。従来のＣＭＰでは、ウェーハキャリア、又は研磨ヘッドが、キャリアアセンブリに取り付けられる。研磨ヘッドは、ウェーハを保持し、ＣＭＰ装置内部のテーブル又はプラテン上に取り付けられた研磨パッドの研磨層と接触するようにウェーハを位置付ける。キャリアアセンブリは、ウェーハと研磨パッドとの間に制御可能な圧力を提供する。同時に、研磨媒体が研磨パッド上に定量吐出されて、ウェーハと研磨層との間の間隙に引き込まれる。研磨を行うために、研磨パッド及びウェーハは、通常、互いに対して回転する。研磨パッドがウェーハの下で回転すると、ウェーハは、通常は円形状の研磨トラック又は研磨領域を掃き出し、そこでウェーハの表面が研磨層と直接向かい合う。ウェーハ表面は、表面上での研磨層及び研磨媒体の化学的及び機械的作用により、研磨されて平坦にされる。
所与の研磨層で達成される化学機械研磨速度の大小及び安定度に影響を及ぼす要因は、パッドコンディショニング（すなわち、研磨層の研磨表面を研磨に適切した形にするために使用される技術）が関係する。具体的には、従来の化学機械研磨層の研磨表面は、所与の基板の効果的な研磨に望ましいテクスチャを提供するために、通常は調整される。この工程は、従来技術において、多くの場合、ブレークインコンディショニングと呼ばれる。
実際の基板研磨のために後に使用されるのと同じ研磨装置を使用して、ブレークインコンディショニングは、多くの場合行われる。従来のブレークインコンディショニング技術は、ダミー又はブランケットウェーハを多くの場合利用する。ブレークインコンディショニングは、通常、酸化ケイ素表面を有したダミー又はブランクウェーハを研磨するステップを含む。ダミー又はブランクウェーハ上の数ミクロンの二酸化ケイ素表面の除去後、研摩パッドの研磨表面は、実際の研磨のために予め十分に調整される。このブレークインコンディショニング工程は、非常に時間がかかり、完了するまで３０分以上を必要とし、例えば、パッド当たり約１０枚のウェーハの、多数のウェーハを消費する際は、非常に高価である。
したがって、ブレークインコンディショニングの必要性を最小化できるように、化学機械研磨用に顧客に納品する前に改良された表面テクスチャを提供するために研磨表面が加工された、製造された化学機械研磨層を提供することが望ましい。
基板の研磨のために化学機械研磨層の研磨表面を前処理する１つの手法が、保坂らの米国特許出願公開第2005/0239380号に開示される。保坂らは、ワイドベルトサンダー上のサンダー処理により研磨表面を研削することによって、化学機械研磨層の研磨表面を調整できることを教示する。
それにもかかわらず、化学機械研磨層の研磨表面をプレテクスチャリングする改良された方法の必要性が継続して存在する。
本発明は、研磨表面（１４）及び最初の平均厚さＴＩＡを有する化学機械研磨層（１０）を提供するステップと、搬送ベルト（３２）、搬送フィードローラ（３４）、少なくとも２つの搬送フィードローラ軸受（３６）、少なくとも１つの搬送支持ローラ及び搬送ベルトドライバを含む化学機械研磨層搬送モジュール（３０）であって、搬送フィードローラ軸受（３６）が、搬送フィードローラ回転軸Ａｔｆｒの周りの、搬送フィードローラの回転運動を容易にし、搬送ベルト（３２）が、搬送フィードローラ（３４）及び少なくとも１つの搬送支持ローラの周囲に装着され、そして、搬送ベルトドライバが、搬送ベルト（３２）の運動を容易にするために、搬送ベルト（３２）と機械的に連結している、化学機械研磨層搬送モジュールと、較正サンダーベルト（４２）、非駆動ローラ（４４）、少なくとも２つの非駆動ローラ軸受（４５）、駆動ローラ（４６）、少なくとも２つの駆動ローラ軸受（４７、４８）であって、ラジアル隙間（６０、６６）を有する駆動ローラ軸受（４７、４８）、及び、較正サンダーベルトドライバ（５０）であって、較正サンダーベルト（４２）の運動を容易にするために、駆動ローラ（４６）と機械的に連結している較正サンダーベルトドライバ（５０）、を含む較正サンダーモジュール（４０）であり、較正サンダーベルト（４２）が、非駆動ローラ（４４）及び駆動ローラ（４６）の周囲に装着され、少なくとも２つの非駆動ローラ軸受（４５）が、非駆動ローラ回転軸Ａｎｄｒの周りの、非駆動ローラ（４４）の回転運動を容易にし、そして、少なくとも２つの駆動ローラ軸受（４７）が、駆動ローラ回転軸Ａｄｒの周りの、駆動ローラ（４６）の回転運動を容易にし、駆動ローラ回転軸Ａｄｒが、搬送フィードローラ回転軸Ａｔｆｒと実質的に平行である、較正サンダーモジュールと、を含んだベルトサンダー機械（２０）を提供するステップと、化学機械研磨層を搬送ベルトに配置するステップと、搬送ベルト（３２）と較正サンダーベルト（４２）の間の間隙（４９）に化学機械研磨層を供給するステップと、を含み、研磨表面（１４）が、較正サンダーベルト（４２）と接触し、化学機械研磨層（１０）が間隙（４９）を通過するとき、ラジアル隙間（６０、６６）が、化学機械研磨層（１０）に対して駆動ローラ（４６）の同側に設定されるように、少なくとも２つの駆動ローラ軸受（４７、４８）が、付勢され、間隙（４９）が、化学機械研磨層（１０）の、最初の平均厚さＴＩＡより狭く、化学機械研磨層（１０）が、間隙（４９）を通過した後に、最終の平均厚さＴＦＡを呈し、そして、最終の平均厚さＴＦＡが、最初の平均厚さＴＩＡより薄い、化学機械研磨層の研磨表面をプレテクスチャリングする方法を提供する。
本発明は、研磨表面（１４）及び最初の平均厚さＴＩＡを有する化学機械研磨層（１０）を提供するステップと、搬送ベルト（３２）、搬送フィードローラ（３４）、少なくとも２つの搬送フィードローラ軸受（３６）、少なくとも１つの搬送支持ローラ及び搬送ベルトドライバを含む化学機械研磨層搬送モジュール（３０）であって、搬送フィードローラ軸受（３６）が、搬送フィードローラ回転軸Ａｔｆｒの周りの、搬送フィードローラの回転運動を容易にし、搬送ベルト（３２）が、搬送フィードローラ（３４）及び少なくとも１つの搬送支持ローラの周囲に装着され、そして、搬送ベルトドライバが、搬送ベルト（３２）の運動を容易にするために、搬送ベルト（３２）と機械的に連結している、化学機械研磨層搬送モジュールと、較正サンダーベルト（４２）、非駆動ローラ（４４）、少なくとも２つの非駆動ローラ軸受（４５）、駆動ローラ（４６）、少なくとも２つの駆動ローラ軸受（４７、４８）であって、ラジアル隙間（６０、６６）を有する駆動ローラ軸受（４７、４８）、駆動ローラ付勢部材（６８）、及び、較正サンダーベルトドライバ（５０）であって、較正サンダーベルト（４２）の運動を容易にするために、駆動ローラ（４６）と機械的に連結している較正サンダーベルトドライバ（５０）、を含む較正サンダーモジュール（４０）であり、較正サンダーベルト（４２）が、非駆動ローラ（４４）及び駆動ローラ（４６）の周囲に装着され、少なくとも２つの非駆動ローラ軸受（４５）が、非駆動ローラ回転軸Ａｎｄｒの周りの、非駆動ローラ（４４）の回転運動を容易にし、そして、少なくとも２つの駆動ローラ軸受（４７）が、駆動ローラ回転軸Ａｄｒの周りの、駆動ローラ（４６）の回転運動を容易にし、駆動ローラ回転軸Ａｄｒが、搬送フィードローラ回転軸Ａｔｆｒと実質的に平行である、較正サンダーモジュールと、を含んだベルトサンダー機械（２０）を提供するステップと、化学機械研磨層を搬送ベルトに配置するステップと、搬送ベルト（３２）と較正サンダーベルト（４２）の間の間隙（４９）に化学機械研磨層を供給するステップと、を含み、研磨表面（１４）が、較正サンダーベルト（４２）と接触し、化学機械研磨層（１０）が間隙（４９）を通過するとき、少なくとも２つの駆動ローラ軸受（４７、４８）のラジアル隙間（６０、６６）が、化学機械研磨層（１０）に対して駆動ローラ（４６）の同側に設定されるように、駆動ローラ付勢部材（６８）が、駆動ローラ（４６）に係合し、間隙（４９）が、化学機械研磨層（１０）の、最初の平均厚さＴＩＡより狭く、化学機械研磨層（１０）が、間隙（４９）を通過した後に、最終の平均厚さＴＦＡを呈し、そして、最終の平均厚さＴＦＡが、最初の平均厚さＴＩＡより薄い、化学機械研磨層の研磨表面をプレテクスチャリングする方法を提供する。
本発明は、研磨表面（１４）及び最初の平均厚さＴＩＡを有する化学機械研磨層（１０）を提供するステップと、搬送ベルト（３２）、搬送フィードローラ（３４）、少なくとも２つの搬送フィードローラ軸受（３６）、少なくとも１つの搬送支持ローラ及び搬送ベルトドライバを含む化学機械研磨層搬送モジュール（３０）であって、搬送フィードローラ軸受（３６）が、搬送フィードローラ回転軸Ａｔｆｒの周りの、搬送フィードローラの回転運動を容易にし、搬送ベルト（３２）が、搬送フィードローラ（３４）及び少なくとも１つの搬送支持ローラの周囲に装着され、そして、搬送ベルトドライバが、搬送ベルト（３２）の運動を容易にするために、搬送ベルト（３２）と機械的に連結している、化学機械研磨層搬送モジュールと、較正サンダーベルト（４２）、非駆動ローラ（４４）、少なくとも２つの非駆動ローラ軸受（４５）、駆動ローラ（４６）、少なくとも２つの駆動ローラ軸受（４７、４８）であって、ラジアル隙間（６０、６６）を有する駆動ローラ軸受（４７、４８）、駆動ローラ付勢部材（６８）、駆動ローラ（４６）上に同軸で取り付けられた駆動ローラ付勢軸受（７０）、及び、較正サンダーベルトドライバ（５０）であって、較正サンダーベルト（４２）の運動を容易にするために、駆動ローラ（４６）と機械的に連結している較正サンダーベルトドライバ（５０）、を含む較正サンダーモジュール（４０）であり、較正サンダーベルト（４２）が、非駆動ローラ（４４）及び駆動ローラ（４６）の周囲に装着され、少なくとも２つの非駆動ローラ軸受（４５）が、非駆動ローラ回転軸Ａｎｄｒの周りの、非駆動ローラ（４４）の回転運動を容易にし、そして、少なくとも２つの駆動ローラ軸受（４７）が、駆動ローラ回転軸Ａｄｒの周りの、駆動ローラ（４６）の回転運動を容易にし、駆動ローラ回転軸Ａｄｒが、搬送フィードローラ回転軸Ａｔｆｒと実質的に平行である、較正サンダーモジュールと、を含んだベルトサンダー機械（２０）を提供するステップと、化学機械研磨層を搬送ベルトに配置するステップと、搬送ベルト（３２）と較正サンダーベルト（４２）の間の間隙（４９）に化学機械研磨層を供給するステップと、を含み、研磨表面（１４）が、較正サンダーベルト（４２）と接触し、化学機械研磨層（１０）が間隙（４９）を通過するとき、少なくとも２つの駆動ローラ軸受（４７、４８）のラジアル隙間（６０、６６）が、化学機械研磨層（１０）に対して駆動ローラ（４６）の同側に設定されるように、駆動ローラ付勢部材（６８）が、駆動ローラ付勢軸受（７０）に対して圧力をかけることによって、駆動ローラ（４６）に係合し、間隙（４９）が、化学機械研磨層（１０）の、最初の平均厚さＴＩＡより狭く、化学機械研磨層（１０）が、間隙（４９）を通過した後に、最終の平均厚さＴＦＡを呈し、そして、最終の平均厚さＴＦＡが、最初の平均厚さＴＩＡより薄い、化学機械研磨層の研磨表面をプレテクスチャリングする方法を提供する。
本発明はまた、研磨表面（１４）及び最初の平均厚さＴＩＡを有する化学機械研磨層（１０）を提供するステップと、搬送ベルト（３２）、搬送フィードローラ（３４）、少なくとも２つの搬送フィードローラ軸受（３６）、少なくとも１つの搬送支持ローラ及び搬送ベルトドライバを含む化学機械研磨層搬送モジュール（３０）であって、搬送フィードローラ軸受（３６）が、搬送フィードローラ回転軸Ａｔｆｒの周りの、搬送フィードローラの回転運動を容易にし、搬送ベルト（３２）が、搬送フィードローラ（３４）及び少なくとも１つの搬送支持ローラの周囲に装着され、そして、搬送ベルトドライバが、搬送ベルト（３２）の運動を容易にするために、搬送ベルト（３２）と機械的に連結している、化学機械研磨層搬送モジュールと、較正サンダーベルト（４２）、非駆動ローラ（４４）、少なくとも２つの非駆動ローラ軸受（４５）、駆動ローラ（４６）、少なくとも２つの駆動ローラ軸受（４７、４８）であって、ラジアル隙間（６０、６６）を有する駆動ローラ軸受（４７、４８）、及び、較正サンダーベルトドライバ（５０）であって、較正サンダーベルト（４２）の運動を容易にするために、駆動ローラ（４６）と機械的に連結している較正サンダーベルトドライバ（５０）、を含む較正サンダーモジュール（４０）であり、較正サンダーベルト（４２）が、非駆動ローラ（４４）及び駆動ローラ（４６）の周囲に装着され、少なくとも２つの非駆動ローラ軸受（４５）が、非駆動ローラ回転軸Ａｎｄｒの周りの、非駆動ローラ（４４）の回転運動を容易にし、そして、少なくとも２つの駆動ローラ軸受（４７）が、駆動ローラ回転軸Ａｄｒの周りの、駆動ローラ（４６）の回転運動を容易にし、駆動ローラ回転軸Ａｄｒが、搬送フィードローラ回転軸Ａｔｆｒと実質的に平行である、較正サンダーモジュールと、を含んだベルトサンダー機械（２０）を提供するステップと、平均厚さＴＣＡを有するキャリアを提供するステップと、化学機械研磨層をキャリア上に配置するステップと、キャリア上の化学機械研磨層を搬送ベルトに配置するステップと、搬送ベルト（３２）と較正サンダーベルト（４２）の間の間隙（４９）にキャリア上の化学機械研磨層を供給するステップと、を含み研磨表面（１４）が、較正サンダーベルト（４２）と接触し、化学機械研磨層（１０）が間隙（４９）を通過するとき、ラジアル隙間（６０、６６）が、化学機械研磨層（１０）に対して駆動ローラ（４６）の同側に設定されるように、少なくとも２つの駆動ローラ軸受（４７、４８）が、付勢され、間隙（４９）が、キャリアの平均厚さＴＣＡと化学機械研磨層（１０）の最初の平均厚さＴＩＡの合計より小さく、化学機械研磨層（１０）が、間隙（４９）を通過した後に、最終の平均厚さＴＦＡを呈し、そして、最終の平均厚さＴＦＡが、最初の平均厚さＴＩＡより薄い、化学機械研磨層の研磨表面をプレテクスチャリングする方法を提供する。
本発明はまた、研磨表面（１４）及び最初の平均厚さＴＩＡを有する化学機械研磨層（１０）を提供するステップと、搬送ベルト（３２）、搬送フィードローラ（３４）、少なくとも２つの搬送フィードローラ軸受（３６）、少なくとも１つの搬送支持ローラ及び搬送ベルトドライバを含む化学機械研磨層搬送モジュール（３０）であって、搬送フィードローラ軸受（３６）が、搬送フィードローラ回転軸Ａｔｆｒの周りの、搬送フィードローラの回転運動を容易にし、搬送ベルト（３２）が、搬送フィードローラ（３４）及び少なくとも１つの搬送支持ローラの周囲に装着され、そして、搬送ベルトドライバが、搬送ベルト（３２）の運動を容易にするために、搬送ベルト（３２）と機械的に連結している、化学機械研磨層搬送モジュールと、較正サンダーベルト（４２）、非駆動ローラ（４４）、少なくとも２つの非駆動ローラ軸受（４５）、駆動ローラ（４６）、少なくとも２つの駆動ローラ軸受（４７、４８）であって、ラジアル隙間（６０、６６）を有する駆動ローラ軸受（４７、４８）、駆動ローラ付勢部材（６８）、及び、較正サンダーベルトドライバ（５０）であって、較正サンダーベルト（４２）の運動を容易にするために、駆動ローラ（４６）と機械的に連結している較正サンダーベルトドライバ（５０）、を含む較正サンダーモジュール（４０）であり、較正サンダーベルト（４２）が、非駆動ローラ（４４）及び駆動ローラ（４６）の周囲に装着され、少なくとも２つの非駆動ローラ軸受（４５）が、非駆動ローラ回転軸Ａｎｄｒの周りの、非駆動ローラ（４４）の回転運動を容易にし、そして、少なくとも２つの駆動ローラ軸受（４７）が、駆動ローラ回転軸Ａｄｒの周りの、駆動ローラ（４６）の回転運動を容易にし、駆動ローラ回転軸Ａｄｒが、搬送フィードローラ回転軸Ａｔｆｒと実質的に平行である、較正サンダーモジュールと、を含んだベルトサンダー機械（２０）を提供するステップと、平均厚さＴＣＡを有するキャリアを提供するステップと、化学機械研磨層をキャリア上に配置するステップと、キャリア上の化学機械研磨層を搬送ベルトに配置するステップと、搬送ベルト（３２）と較正サンダーベルト（４２）の間の間隙（４９）にキャリア上の化学機械研磨層を供給するステップと、を含み研磨表面（１４）が、較正サンダーベルト（４２）と接触し、化学機械研磨層（１０）が間隙（４９）を通過するとき、少なくとも２つの駆動ローラ軸受（４７、４８）のラジアル隙間（６０、６６）が、化学機械研磨層（１０）に対して駆動ローラ（４６）の同側に設定されるように、駆動ローラ付勢部材（６８）が、駆動ローラ（４６）に係合し、間隙（４９）が、キャリアの平均厚さＴＣＡと化学機械研磨層（１０）の最初の平均厚さＴＩＡの合計より小さく、化学機械研磨層（１０）が、間隙（４９）を通過した後に、最終の平均厚さＴＦＡを呈し、そして、最終の平均厚さＴＦＡが、最初の平均厚さＴＩＡより薄い、化学機械研磨層の研磨表面をプレテクスチャリングする方法を提供する。
本発明はまた、研磨表面（１４）及び最初の平均厚さＴＩＡを有する化学機械研磨層（１０）を提供するステップと、搬送ベルト（３２）、搬送フィードローラ（３４）、少なくとも２つの搬送フィードローラ軸受（３６）、少なくとも１つの搬送支持ローラ及び搬送ベルトドライバを含む化学機械研磨層搬送モジュール（３０）であって、搬送フィードローラ軸受（３６）が、搬送フィードローラ回転軸Ａｔｆｒの周りの、搬送フィードローラの回転運動を容易にし、搬送ベルト（３２）が、搬送フィードローラ（３４）及び少なくとも１つの搬送支持ローラの周囲に装着され、そして、搬送ベルトドライバが、搬送ベルト（３２）の運動を容易にするために、搬送ベルト（３２）と機械的に連結している、化学機械研磨層搬送モジュールと、較正サンダーベルト（４２）、非駆動ローラ（４４）、少なくとも２つの非駆動ローラ軸受（４５）、駆動ローラ（４６）、少なくとも２つの駆動ローラ軸受（４７、４８）であって、ラジアル隙間（６０、６６）を有する駆動ローラ軸受（４７、４８）、駆動ローラ付勢部材（６８）、駆動ローラ（４６）上に同軸で取り付けられた駆動ローラ付勢軸受（７０）、及び、較正サンダーベルトドライバ（５０）であって、較正サンダーベルト（４２）の運動を容易にするために、駆動ローラ（４６）と機械的に連結している較正サンダーベルトドライバ（５０）、を含む較正サンダーモジュール（４０）であり、較正サンダーベルト（４２）が、非駆動ローラ（４４）及び駆動ローラ（４６）の周囲に装着され、少なくとも２つの非駆動ローラ軸受（４５）が、非駆動ローラ回転軸Ａｎｄｒの周りの、非駆動ローラ（４４）の回転運動を容易にし、そして、少なくとも２つの駆動ローラ軸受（４７）が、駆動ローラ回転軸Ａｄｒの周りの、駆動ローラ（４６）の回転運動を容易にし、駆動ローラ回転軸Ａｄｒが、搬送フィードローラ回転軸Ａｔｆｒと実質的に平行である、較正サンダーモジュールと、を含んだベルトサンダー機械（２０）を提供するステップと、平均厚さＴＣＡを有するキャリアを提供するステップと、化学機械研磨層をキャリア上に配置するステップと、キャリア上の化学機械研磨層を搬送ベルトに配置するステップと、搬送ベルト（３２）と較正サンダーベルト（４２）の間の間隙（４９）にキャリア上の化学機械研磨層を供給するステップと、を含み研磨表面（１４）が、較正サンダーベルト（４２）と接触し、化学機械研磨層（１０）が間隙（４９）を通過するとき、少なくとも２つの駆動ローラ軸受（４７、４８）のラジアル隙間（６０、６６）が、化学機械研磨層（１０）に対して駆動ローラ（４６）の同側に設定されるように、駆動ローラ付勢部材（６８）が、駆動ローラ付勢軸受（７０）に対して圧力をかけることによって、駆動ローラ（４６）に係合し、間隙（４９）が、キャリアの平均厚さＴＣＡと化学機械研磨層（１０）の最初の平均厚さＴＩＡの合計より小さく、化学機械研磨層（１０）が、間隙（４９）を通過した後に、最終の平均厚さＴＦＡを呈し、そして、最終の平均厚さＴＦＡが、最初の平均厚さＴＩＡより薄い、化学機械研磨層の研磨表面をプレテクスチャリングする方法を提供する。
本発明の方法で使用されるベルトサンダー機械の図である。 従来技術の方法で使用されるベルトサンダー機械用の典型的な駆動ローラアセンブリの図である。 本発明の方法で使用されるベルトサンダー機械用の駆動ローラアセンブリの図である。 駆動ローラ付勢部材及び駆動ローラ付勢軸受を装備した駆動ローラアセンブリの一部の図である。 化学機械研磨層の斜視上面／側面図である。 ベルトサンダー機械の一部の側立面図である。 ベルトサンダー機械の一部の側立面図である。 ベルトサンダー機械の一部の側立面図である。 ベルトサンダー機械の一部の側立面図である。
発明の詳細な説明
化学機械研摩パッド又は研摩パッド構成要素（例えば、研磨層１０）に関連して、本明細書及び特許請求の範囲で用いられる用語「実質的に円形の断面」は、中心軸１２から研摩パッド構成要素の外周１５までの断面の最も長い半径ｒが、中心軸１２から外周１５までの断面の最も短い半径より２０％未満長い長さであることを意味する（図５参照）。
駆動ローラ回転軸Ａｄｒ及び搬送フィードローラ回転軸Ａｔｆｒに関連して、本明細書及び特許請求の範囲で用いられる用語「実質的に平行」は、搬送ベルトと較正サンダーベルトの間に形成された間隙が、間隙の幅Ｗに渡って０．０５mm未満（好ましくは０．０４５mm未満）変化するように、駆動ローラ回転軸Ａｄｒ及び搬送フィードローラ回転軸Ａｔｆｒが十分に平行であることを意味する。
研磨表面を有する化学機械研磨層の製造に使用される多種多様のポリマー配合物があり、研磨表面は、基板を研磨するように適合される（好ましくは、基板は、磁性基板、光学基板及び半導体基板の少なくとも１つから選択され、より好ましくは、基板は、半導体基板であり、最も好ましくは、基板は、半導体ウェーハである）。所与の化学機械研磨層への適用に適切なポリマー配合物の選択方法は、当業者に公知である。
図１を参照にすると、本発明の化学機械研磨層の研磨表面をプレテクスチャリングする方法は、好ましくは、研磨表面（１４）及び最初の平均厚さＴＩＡを有する化学機械研磨層（１０）を提供するステップと、搬送ベルト（３２）、搬送フィードローラ（３４）、少なくとも２つの搬送フィードローラ軸受（３６）、少なくとも１つの搬送支持ローラ（図示せず）及び搬送ベルトドライバ（図示せず）を含む化学機械研磨層搬送モジュール（３０）であって、搬送フィードローラ軸受（３６）が、搬送フィードローラ回転軸Ａｔｆｒの周りの、搬送フィードローラの回転運動を容易にし、搬送ベルト（３２）が、搬送フィードローラ（３４）及び少なくとも１つの搬送支持ローラ（図示せず）の周囲に装着され、そして、搬送ベルトドライバ（図示せず）が、搬送ベルト（３２）の運動を容易にするために、搬送ベルト（３２）と機械的に連結している、化学機械研磨層搬送モジュールと、較正サンダーベルト（４２）、非駆動ローラ（４４）、少なくとも２つの非駆動ローラ軸受（４５）、駆動ローラ（４６）、少なくとも２つの駆動ローラ軸受（４７、４８）であって（好ましくは、駆動ローラ軸受は、ラジアル玉軸受及びラジアルブッシュから選択され、より好ましくは、駆動ローラ軸受は、ラジアル玉軸受である）、ラジアル隙間（６０、６６）を有する駆動ローラ軸受（４７、４８）、及び、較正サンダーベルトドライバ（５０）であって、較正サンダーベルト（４２）の運動を容易にするために、駆動ローラ（４６）と機械的に連結している較正サンダーベルトドライバ（５０）、を含む較正サンダーモジュール（４０）であり、較正サンダーベルト（４２）が、非駆動ローラ（４４）及び駆動ローラ（４６）の周囲に装着され、少なくとも２つの非駆動ローラ軸受（４５）が、非駆動ローラ回転軸Ａｎｄｒの周りの、非駆動ローラ（４４）の回転運動を容易にし、そして、少なくとも２つの駆動ローラ軸受（４７）が、駆動ローラ回転軸Ａｄｒの周りの、駆動ローラ（４６）の回転運動を容易にし、駆動ローラ回転軸Ａｄｒが、搬送フィードローラ回転軸Ａｔｆｒと実質的に平行である、較正サンダーモジュールと、を含んだベルトサンダー機械（２０）を提供するステップと、化学機械研磨層を搬送ベルトに配置するステップと、搬送ベルト（３２）と較正サンダーベルト（４２）の間の間隙（４９）に化学機械研磨層を供給するステップと、を含み、研磨表面（１４）が、較正サンダーベルト（４２）と接触し、化学機械研磨層（１０）が間隙（４９）を通過するとき、ラジアル隙間（６０、６６）が、（ラジアル隙間は、転動体（５２、５８）と、内輪（５４、６４）及び外輪（５６、６２）間の隙間の合計と定義される）化学機械研磨層（１０）に対して駆動ローラ（４６）の同側に設定されるように、少なくとも２つの駆動ローラ軸受（４７、４８）が、付勢され、間隙（４９）が、化学機械研磨層（１０）の、最初の平均厚さＴＩＡより狭く、化学機械研磨層（１０）が、間隙（４９）を通過した後に、最終の平均厚さＴＦＡを呈し、そして、最終の平均厚さＴＦＡが、最初の平均厚さＴＩＡより薄い。好ましくは、駆動ローラ軸受は、ラジアル玉軸受である。
図１及び図３を参照にすると、本発明の化学機械研磨層の研磨表面をプレテクスチャリングする方法は、好ましくは、研磨表面（１４）及び最初の平均厚さＴＩＡを有する化学機械研磨層（１０）を提供するステップと、搬送ベルト（３２）、搬送フィードローラ（３４）、少なくとも２つの搬送フィードローラ軸受（３６）、少なくとも１つの搬送支持ローラ（図示せず）及び搬送ベルトドライバ（図示せず）を含む化学機械研磨層搬送モジュール（３０）であって、搬送フィードローラ軸受（３６）が、搬送フィードローラ回転軸Ａｔｆｒの周りの、搬送フィードローラの回転運動を容易にし、搬送ベルト（３２）が、搬送フィードローラ（３４）及び少なくとも１つの搬送支持ローラ（図示せず）の周囲に装着され、そして、搬送ベルトドライバ（図示せず）が、搬送ベルト（３２）の運動を容易にするために、搬送ベルト（３２）と機械的に連結している、化学機械研磨層搬送モジュールと、較正サンダーベルト（４２）、非駆動ローラ（４４）、少なくとも２つの非駆動ローラ軸受（４５）、駆動ローラ（４６）、少なくとも２つの駆動ローラ軸受（４７、４８）であって（好ましくは、駆動ローラ軸受は、ラジアル玉軸受及びラジアルブッシュから選択される）、ラジアル隙間（６０、６６）を有する駆動ローラ軸受（４７、４８）、及び、較正サンダーベルトドライバ（５０）であって、較正サンダーベルト（４２）の運動を容易にするために、駆動ローラ（４６）と機械的に連結している較正サンダーベルトドライバ（５０）、を含む較正サンダーモジュール（４０）であり、較正サンダーベルト（４２）が、非駆動ローラ（４４）及び駆動ローラ（４６）の周囲に装着され、少なくとも２つの非駆動ローラ軸受（４５）が、非駆動ローラ回転軸Ａｎｄｒの周りの、非駆動ローラ（４４）の回転運動を容易にし、そして、少なくとも２つの駆動ローラ軸受（４７）が、駆動ローラ回転軸Ａｄｒの周りの、駆動ローラ（４６）の回転運動を容易にし、駆動ローラ回転軸Ａｄｒが、搬送フィードローラ回転軸Ａｔｆｒと実質的に平行である、較正サンダーモジュールと、を含んだベルトサンダー機械（２０）を提供するステップと、化学機械研磨層を搬送ベルトに配置するステップと、搬送ベルト（３２）と較正サンダーベルト（４２）の間の間隙（４９）を通過して化学機械研磨層を供給するステップと、を含み、研磨表面（１４）が、較正サンダーベルト（４２）と接触し、化学機械研磨層（１０）が間隙（４９）を通過するとき、ラジアル隙間（６０、６６）が、（ラジアル隙間は、転動体（５２、５８）と、内輪（５４、６４）及び外輪（５６、６２）間の隙間の合計と定義される）化学機械研磨層（１０）に対して駆動ローラ（４６）の同側に設定されるように、少なくとも２つの駆動ローラ軸受（４７、４８）が、付勢され、間隙（４９）が、化学機械研磨層（１０）の、最初の平均厚さＴＩＡより狭く、化学機械研磨層（１０）が、間隙（４９）を通過した後に、最終の平均厚さＴＦＡを呈し、そして、最終の平均厚さＴＦＡが、最初の平均厚さＴＩＡより薄い。
好ましくは、本発明の方法では、化学機械研磨層（１０）が間隙（４９）を通過するとき、ラジアル隙間（６０、６６）が、（ラジアル隙間は、転動体（５２、５８）と、内輪（５４、６４）及び外輪（５６、６２）間の隙間の合計と定義される）化学機械研磨層（１０）に対して駆動ローラ（４６）の同側に設定されるように、少なくとも２つの駆動ローラ軸受（４７、４８）が、付勢される（図１及び図３参照）。より好ましくは、ラジアル隙間（６０、６６）は、間隙を通過するとき化学機械研磨層に最も近い駆動ローラの側とは反対の駆動ローラ（４６）側に設定される。
好ましくは、本発明の方法で使用される較正サンダーモジュールは、駆動ローラ軸受付勢部材（６８）を更に含む（図４参照）。より好ましくは、駆動ローラ軸受（４８）の外輪（６２）は、支持部材（図示せず）に固定され、そして、駆動ローラ軸受付勢部材（６８）は、前記支持部材（図示せず）に固定され、化学機械研磨層が間隙（４９）を通過するとき、少なくとも２つの駆動ローラ軸受（４７、４８）のラジアル隙間（６０、６６）が化学機械研磨層（１０）に対して駆動ローラの同側に設定されるように、駆動ローラ軸受付勢部材（６８）が、駆動ローラ（４６）に係合し、押圧する。最も好ましくは、使用される較正サンダーモジュールは、駆動ローラ（４６）上に同軸で取り付けられた駆動ローラ付勢軸受（７０）を更に含み、駆動ローラ付勢軸受（７０）に対して圧力をかけることによって、駆動ローラ付勢部材（６８）が、駆動ローラ（４６）に係合する。好ましくは、駆動ローラ付勢軸受（７０）は、内輪（７２）、複数の転動体（７４）及び外輪（７６）を含み、転動体が、内輪（７２）と外輪（７６）の間に閉じ込められ、内輪（７２）が、駆動ローラ（４６）へ圧入され、駆動ローラ付勢部材が、駆動ローラ回転軸Ａｄｒ及び搬送フィードローラ回転軸Ａｔｆｒに垂直な方向に外輪（７６）を押圧する。好ましくは、駆動ローラ付勢軸受（７０）は、ラジアル玉軸受である。
好ましくは、本発明の方法では、提供されるベルトサンダー機械（２０）は、順方向較正サンダーモジュール及び逆方向較正サンダーモジュールからなる群から選択される較正サンダーモジュール（４０）を含む。化学機械研磨層がベルトサンダー機械を通過するとき、化学機械研磨層の移動の方向に、順方向較正サンダーモジュールの較正サンダーベルトは、回転する。化学機械研磨層がベルトサンダー機械を通過するとき、化学機械研磨層の移動とは反対方向に、逆方向較正サンダーモジュールの較正サンダーベルトは、回転する。より好ましくは、本発明の方法では、提供されるベルトサンダー機械（２０）は、順方向較正サンダーモジュールである較正サンダーモジュール（４０）を含む。
好ましくは、本発明の方法では、提供されるベルトサンダー機械（２０）は、直列に作動する少なくとも２つの較正サンダーモジュール（４０）を含む（図６参照）。提供されるベルトサンダー機械（２０）が２つ以上の較正サンダーモジュール（４０）を含む場合には、２つ以上の較正サンダーモジュール（４０）で使用される較正サンダーベルト（４２）を、同じもの又は異なるものとすることができる。好ましくは、異なる較正サンダーモジュール（４０）で使用される較正サンダーベルト（４２）は、異なる。好ましくは、異なる較正サンダーモジュール（４０）で用いられる較正サンダーベルト（４２）の研削表面に使用される粒度は、異なる。提供されるベルトサンダー機械（２０）が２つ以上の較正サンダーモジュール（４０）を含む場合には、各較正サンダーモジュールは、順方向較正サンダーモジュール及び逆方向較正サンダーモジュールから、好ましくは別個に選択される。好ましくは、提供されるベルトサンダー機械（２０）は、２つの較正サンダーモジュール（４０）を含む。より好ましくは、提供されるベルトサンダー機械（２０）は、２つの較正サンダーモジュール（４０）を含み、両方の較正サンダーモジュールが、順方向較正サンダーモジュールである。
好ましくは、本発明の方法では、提供されるベルトサンダー機械（２０）は、クロスサンダーモジュール（８０）及び縦方向サンダーモジュール（８５）の少なくとも１つを更に含み、クロスサンダーモジュール（８０）は、クロスサンダーベルト（８２）及びクロスサンダー圧力ビーム（８４）を含み、縦方向サンダーモジュール（８５）は、縦方向サンダーベルト（８７）及び縦方向サンダー圧力ビーム（８９）を含む（図７から図９参照）。化学機械研磨層がベルトサンダー機械を通過するとき、化学機械研磨層の移動とは反対方向に、クロスサンダーモジュール（８０）のクロスサンダーベルト（８２）は、回転する。化学機械研磨層がベルトサンダー機械を通過するとき、化学機械研磨層の移動と同じ方向に、縦方向サンダーモジュール（８５）の縦方向サンダーベルト（８７）は、回転する。より好ましくは、本発明の方法では、提供されるベルトサンダー機械（２０）は、縦方向サンダーモジュール（８５）を更に含む。最も好ましくは、本発明の方法では、提供されるベルトサンダー機械（２０）は、２つの順方向較正サンダーモジュール（４４）及び縦方向サンダーモジュール（８５）を含む（図８から図９参照）。
化学機械研磨層の研磨表面のテクスチャを改良するために、研磨表面は、本発明の方法に従って、較正サンダーベルトと接触する。好ましくは、研磨表面は、２つ以上の較正サンダーベルトと接触する。より好ましくは、研磨表面は、２つの較正サンダーベルトと接触する。好ましくは、化学機械研磨層の研磨表面のテクスチャを更に改良するために、研磨表面を、本発明の方法に従って、クロスサンダーベルト及び縦方向サンダーベルトの少なくとも１つと、更に接触させることができる。より好ましくは、研磨表面は、縦方向サンダーベルトと更に接触する。最も好ましくは、研磨表面は、２つの較正サンダーベルト及び縦方向サンダーベルトと接触する。
本発明の方法で使用される較正サンダーベルトは、研削表面を好ましくは有する（好ましくは、研削表面は、炭化ケイ素及び酸化アルミニウム砥粒の少なくとも１つを含む）。好ましくは、研削表面は、２５μmから３００μm（より好ましくは２５μmから２００μm）の粒度を呈する。好ましくは、本発明の方法で使用される較正サンダーベルトは、ポリマーフィルム、布及び紙からなる群から選択される基材を含む。
本発明の方法で使用されるクロスサンダーベルトがある場合には、クロスサンダーベルトは、研削表面を好ましくは有する（好ましくは、研削表面は、炭化ケイ素及び酸化アルミニウム砥粒の少なくとも１つを含む）。好ましくは、研削表面は、２５μmから３００μm（より好ましくは２５μmから２００μm）の粒度を呈する。好ましくは、本発明の方法で使用される較正サンダーベルトは、ポリマーフィルム、布及び紙からなる群から選択される基材を含む。
本発明の方法で使用される縦方向サンダーベルトがある場合には、縦方向サンダーベルトは、研削表面を好ましくは有する（好ましくは、研削表面は、炭化ケイ素及び酸化アルミニウム砥粒の少なくとも１つを含む）。好ましくは、研削表面は、２５μmから３００μm（より好ましくは２５μmから２００μm）の粒度を呈する。好ましくは、本発明の方法で使用される較正サンダーベルトは、ポリマーフィルム、布及び紙からなる群から選択される基材を含む。
本発明の方法で使用されるクロスサンダー圧力ビーム（８４）及び縦方向サンダー圧力ビーム（８９）がある場合には、クロスサンダー圧力ビーム及び縦方向サンダー圧力ビームは、サンダー機械技術で従来公知の圧力ビームから好ましくは選択される。より好ましくは、本発明の方法で使用されるクロスサンダー圧力ビーム（８４）及び縦方向サンダー圧力ビーム（８９）がある場合には、クロスサンダー圧力ビーム及び縦方向サンダー圧力ビームは、空気式圧力ビーム及び電磁式圧力ビームから選択される。最も好ましくは、本発明の方法で使用されるクロスサンダー圧力ビーム（８４）及び縦方向サンダー圧力ビーム（８９）がある場合には、クロスサンダー圧力ビーム及び縦方向サンダー圧力ビームは、分割空気式圧力ビーム及び分割電磁式圧力ビームから選択される。
好ましくは、本発明の方法は、平均厚さＴＣＡを有するキャリア（図示せず）を提供するステップと、化学機械研磨層をキャリア上に配置するステップと、を更に含み、化学機械研磨層が、キャリア上で間隙に供給され、間隙が、平均厚さＴＣＡと最初の平均厚さＴＩＡの合計より小さい。本発明の実施に際して、本明細書で提供される教示に鑑み、当業者は、適した厚さ及び使用材料を有する受け板を選択する方法を理解するであろう。好ましくは、使用される受け板は、２．５４mmから５．１mmの厚さを有する。好ましくは、使用される受け板は、アルミニウム及びアクリル板から選択される材料で構成される。好ましくは、使用される受け板は、実質的に円形の断面を有する。受け板の直径が、凝固していない反応型ホットメルト接着剤を塗布するために使用される塗布機の大きさによって制限されることを、当業者は理解するであろう。好ましくは、使用される受け板は、６００mmから１，６００mm、好ましくは６００mmから１，２００mm、の直径を呈する。
駆動ローラ軸受のラジアル隙間が、図１及び図３に示されるように駆動ローラの同側に設定される、本発明の方法で使用される較正サンダーモジュールと全く対照的に、従来技術の較正サンダーモジュールの要部が、図２で示される。特に、駆動ローラ（１４６）を有する較正サンダーモジュール（１４０）は、駆動ローラ軸受（１４７、１４８）がラジアル隙間（１６０、１６６）を有し、ラジアル隙間は、転動体（１５２、１５８）と、内輪（１５４、１６４）及び外輪（１５６、１６２）の間の隙間の合計と定義される。従来技術の較正サンダーモジュールでは、駆動ローラがドライバ（１５０）と係合しているときに駆動ローラ（１４６）は片持ち梁のようになるため、駆動ローラ軸受（１４７、１４８）のラジアル隙間（１６０、１６６）が、駆動ローラ（１４６）の向かい合った両側に設定される。結果として、搬送ベルト（図示せず）と、駆動ローラ（１４６）の周囲に装着された較正サンダーベルト（図示せず）の間の、間隙（図示せず）が、間隙幅Ｗ（図示せず）全体に渡って均一でなくなる。実際に、このような従来技術のデバイスの間隙幅全体に渡る間隙のばらつきは、少なくとも駆動ローラ軸受（１４７、１４８）のラジアル隙間（１６０及び１６６）の合計となる傾向にある。この間隙幅全体に渡る間隙の不均一が、このような従来技術の較正サンダーモジュールを使用して調整される研磨層に化学機械研磨層全体に渡る望ましくない全体厚のばらつきをもたらす。

Claims (8)

  1. 化学機械研磨層の研磨表面をプレテクスチャリングする方法であり、
    研磨表面及び最初の平均厚さＴＩＡを有する化学機械研磨層を提供するステップと、
    搬送ベルト、搬送フィードローラ、少なくとも２つの搬送フィードローラ軸受、少なくとも１つの搬送支持ローラ及び搬送ベルトドライバを含む化学機械研磨層搬送モジュールであって、搬送フィードローラ軸受が、搬送フィードローラ回転軸Ａｔｆｒの周りの、搬送フィードローラの回転運動を容易にし、搬送ベルトが、搬送フィードローラ及び少なくとも１つの搬送支持ローラの周囲に装着され、そして、搬送ベルトドライバが、搬送ベルトの運動を容易にするために、搬送ベルトと機械的に連結している、化学機械研磨層搬送モジュールと、
    較正サンダーベルト、非駆動ローラ、少なくとも２つの非駆動ローラ軸受、駆動ローラ、少なくとも２つの駆動ローラ軸受であって、ラジアル隙間を有する駆動ローラ軸受、駆動ローラ付勢部材、駆動ローラ上に同軸で取り付けられた駆動ローラ付勢軸受であって、少なくとも２つの駆動ローラ軸受のラジアル隙間が、間隙を通過する化学機械研磨層に対して駆動ローラの同側に設定されるように、駆動ローラ付勢部材が、駆動ローラ付勢軸受に対して圧力をかけることによって、駆動ローラに係合する、駆動ローラ付勢軸受、較正サンダーベルトドライバであって、較正サンダーベルトの運動を容易にするために、駆動ローラと機械的に連結している較正サンダーベルトドライバ、を含む較正サンダーモジュールであり、較正サンダーベルトが、非駆動ローラ及び駆動ローラの周囲に装着され、少なくとも２つの非駆動ローラ軸受が、非駆動ローラ回転軸Ａｎｄｒの周りの、非駆動ローラの回転運動を容易にし、そして、少なくとも２つの駆動ローラ軸受が、駆動ローラ回転軸Ａｄｒの周りの、駆動ローラの回転運動を容易にし、駆動ローラ回転軸Ａｄｒが、搬送フィードローラ回転軸Ａｔｆｒと実質的に平行である、較正サンダーモジュールと、
    を含んだベルトサンダー機械を提供するステップと、
    化学機械研磨層を搬送ベルトに配置するステップと、
    搬送ベルトと較正サンダーベルトの間の間隙に化学機械研磨層を供給するステップと、
    を含む方法であって、
    研磨表面が、較正サンダーベルトと接触し、
    化学機械研磨層が間隙を通過するとき、ラジアル隙間が、化学機械研磨層に最も近い駆動ローラの側とは反対の駆動ローラの同側に設定されるように、少なくとも２つの駆動ローラ軸受が、付勢され、
    間隙が、化学機械研磨層の、最初の平均厚さＴＩＡより狭く、
    化学機械研磨層が、間隙を通過した後に、最終の平均厚さＴＦＡを呈し、
    そして、最終の平均厚さＴＦＡが、最初の平均厚さＴＩＡより薄い、方法。
  2. 少なくとも２つの駆動ローラ軸受が、ラジアル玉軸受である、請求項１に記載の方法。
  3. 較正サンダーベルトが、２５μmから３００μmの粒度を呈する研削表面を有する、請求項１に記載の方法。
  4. 平均厚さＴＣＡを有するキャリアを提供するステップと、
    化学機械研磨層をキャリア上に配置するステップと、
    を更に含み、
    化学機械研磨層が、キャリア上で間隙に供給され、
    そして、間隙が、平均厚さＴＣＡと最初の平均厚さＴＩＡの合計より小さい、請求項１に記載の方法。
  5. キャリアが、２．５４mmから５．１mmの平均厚さＴＣＡを有する、請求項４に記載の方法。
  6. キャリアが、アルミニウム及びアクリル板から選択される材料で構成される、請求項４に記載の方法。
  7. キャリアが、実質的に円形の断面を有する、請求項４に記載の方法。
  8. 駆動ローラ付勢軸受が、玉軸受である、請求項１に記載の方法。
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