JPH10315122A - 化学機械的研磨パッド上に粒子が沈殿するのを防ぐ装置および方法 - Google Patents

化学機械的研磨パッド上に粒子が沈殿するのを防ぐ装置および方法

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JPH10315122A
JPH10315122A JP10926798A JP10926798A JPH10315122A JP H10315122 A JPH10315122 A JP H10315122A JP 10926798 A JP10926798 A JP 10926798A JP 10926798 A JP10926798 A JP 10926798A JP H10315122 A JPH10315122 A JP H10315122A
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transport medium
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Francis Landers William
ウィリアム・フランシス・ランダーズ
Frances Lofaro Michael
マイケル・フランシス・ロファロ
Dan Chickner Adam
アダム・ダン・チックナー
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    • B24B37/22—Lapping pads for working plane surfaces characterised by a multi-layered structure

Abstract

(57)【要約】 【課題】 研磨パッドと化学機械的研磨装置のプラテン
との間に配置され、研磨パッド上に粒子が沈殿するのを
防ぐ装置を提供すること。 【解決手段】 この装置は、プラテン５５に相互接続す
る第１の層１２０と、前記第１の層上に形成され、その
中に組み込まれた少なくとも１つの振動モジュール２０
を有する第２の層１３０と、前記第２の層上に形成さ
れ、パッドに対向し、かつエネルギー輸送媒体を有する
第３の層１４０とを含む。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、化学機械的研磨パ
ッド上に粒子が沈殿するのを防ぐ装置および方法に関
し、より詳細には、半導体デバイスの製造中に使用され
た、化学機械的研磨装置の研磨パッドとプラテンとの間
に配置される装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体デバイスの製造中、導電線や単一
の層または複数の層を形成するステップなど、多数の製
造プロセスのために不規則な上面がもたらされる。半導
体ウエハ製造の様々な段階中、ウエハの不規則な上面
は、平滑な表面を得るために平坦化あるいは平面化され
る。平坦化された表面は、ウエハ上に形成された集積回
路の性能および収量を改善する。
【０００３】化学機械的研磨（ＣＭＰ）はウエハ表面を
平坦化する１つの方法である。ＣＭＰプロセスでは、ウ
エハは研磨パッドで摩擦される。摩擦は、ウエハまたは
研磨パッドを互いに押し付け、それぞれに対して相対的
に、それらの一方または両方を相互に回転することによ
って行わる。スラリーを使用すれば、ウエハ表面が化学
的／機械的に侵襲され、また回転する研磨パッドによっ
て与えられる機械的摩耗によってその除去が容易にな
る。
【０００４】粒子は、ウエハの摩耗（すなわち、研磨中
のウエハ表面の機械的摩耗）、スラリーの凝塊（すなわ
ち、結合するスラリー粒子。このスラリー粒子のサイズ
は約０.０５ミクロンである）、および研磨パッドの崩
壊によって生じるパッド破片から生じる。これらの粒子
は、研磨パッド組織中に入り込むかまたは沈殿し、研磨
プロセス中に突出して、ウエハの傷、欠陥および不適切
な平坦化をもたらす。
【０００５】さらに、入り込んだ粒子は研磨パッドの表
面構造を変化させ、その結果プロセスが不安定になり、
また反復可能度が低下し、研磨速度または除去速度が低
下する。極端な場合、研磨速度または除去速度の低下に
より材料の除去が不完全になり、その結果研磨均一さが
劣化する。研磨均一さは、粒子がパッド上に不均一な形
で入り込むためにさらに劣化する。例えば、パッドの特
定の領域中に入り込んだ粒子の数が他の領域中に入り込
んだ粒子の数よりも多くなることがある粒はより多い。
この不均一さは、ウエハ表面が、異なる速度で除去また
は研磨される、異なる材料の領域を含む場合にさらに大
きくなる。
【０００６】入り込んだ粒子はまた、パッドの有効寿命
を短縮し、したがって研磨パッドを頻繁に交換する必要
がある。パッドのコストの他に、パッドの交換は、ウエ
ハ製造プロセスを中断し、効率および収量を低下させ
る。さらに、この場合、使用前にパッドを調整する、す
なわち使用前にパッドを平坦化する必要がある。
【０００７】粒子が研磨パッド中に入り込むのを防ぐた
めに、超音波トランスデューサをスラリー中に配置し
て、スラリーを振動させるか、または攪拌していた。超
音波トランスデューサは、スラリー中に懸架されるか、
または研磨パッド上に配置される。あるいは、超音波ト
ランスデューサは、研磨中のウエハに接触して配置され
るか、または研磨パッドがその上に取り付けられるプラ
テン・ディスクの下に、プラテンの、パッド研磨面に対
向する面上に配置される。しかしながら、超音波トラン
スデューサを使用した従来の装置は、特にパッドの所望
の領域に向けられる振動を与えるフレキシビリティを与
えない。このため研磨されたウエハ表面上に局所的欠陥
が生じ、研磨パッドを頻繁に交換する必要がある。
【０００８】スラリー振動の他に、大部分のＣＭＰ装置
も振動し、ＣＭＰ装置の性能を劣化させる不適当な摩耗
および雑音が生じる。その結果、研磨速度が遅くなり、
ウエハ研磨が不完全になる。したがって、特定の所望の
位置において粒子が研磨パッド中に入り込むのを防ぐこ
とを可変的に制御し、かつ望ましくない振動によって悪
影響を受けるＣＭＰ装置の各部分の振動を低減する汎用
性の高いＣＭＰ装置が必要である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、従来
のＣＭＰ装置および方法の問題なくす化学機械的研磨
（ＣＭＰ）に使用される化学機械的研磨パッド上に粒子
が沈殿するのを防ぐ装置および方法を提供することであ
る。
【００１０】本発明の他の目的は、ＣＭＰ装置中で使用
される研磨パッドの有効寿命を延長することである。
【００１１】本発明の他の目的は、ウエハの研磨された
表面の欠陥を低減することである。
【００１２】本発明の他の目的は、ウエハ表面の迅速か
つ均一な研磨速度を維持することである。
【００１３】本発明の他の目的は、研磨パッドの所望の
位置において制御された振動を送り、同時にＣＭＰ装置
の他の部分における振動を低減することである。
【００１４】本発明の上記その他の目的は、プラテン上
に形成され、プラテンに相互接続する、プラテン相互接
続層とも呼ばれる第１の層、第１の層上に形成され、そ
の中に組み込まれた少なくとも１つの振動モジュールを
有する、活性層とも呼ばれる第２の層、および第２の層
上に形成され、パッドに対向し、かつエネルギー輸送媒
体を有する、エネルギー輸送層とも呼ばれる第３の層を
含む、化学機械的研磨装置の研磨パッドとプラテンとの
間に配置され、研磨パッド上に粒子が沈殿するのを防ぐ
装置によって達成される。
【００１５】
【課題を解決するための手段】活性層は、エネルギー輸
送層の領域を選択的に振動させ、エネルギー輸送層は振
動をエネルギー輸送層上に配置されたパッドに選択的に
伝達する。
【００１６】振動モジュールは、エネルギー輸送層に対
向する面に強勢振動を与え、その残りの面に減衰振動を
与える。これは、例えば、振動モジュールの、エネルギ
ー輸送層に接触する面を除くすべての面上を減衰材料に
よって囲むことによって実施される。図面では、振動モ
ジュールは、圧電アクチュエータまたは機械的アクチュ
エータである。あるいは、振動モジュールは、メガソニ
ック・トランスデューサまたは超音波トランスデューサ
である。電力線および信号線は、プラテン相互接続層中
に組み込まれ、振動モジュールに接続される。
【００１７】エネルギー輸送媒体は、活性層から研磨パ
ッドへの選択的エネルギー伝達を実施するように構成さ
れる。選択的エネルギー伝達を実施するために、エネル
ギー輸送媒体のエネルギー伝達特性は、その異なる領域
上で変化する。例えば、エネルギー輸送媒体の密度また
は厚さは、その異なる領域上で変化する。図面では、エ
ネルギー輸送媒体は、バルク材料中に埋め込まれる金属
ワイヤ・メッシュなどのメッシュである。
【００１８】エネルギー輸送媒体のエネルギー伝達特性
はまた、組み込まれたメッシュの編み方およびワイヤの
厚さまたは密度を変化させることによってその異なる領
域上で選択的に変化させることができる。
【００１９】一実施形態では、３つの層が互いの上に取
外し可能に形成される。他の実施形態では、プラテン層
は、例えば接着剤によってプラテンに付着される。３つ
の層は、同じバルク材料、例えばポリマーなどから形成
される。バルク材料は、研磨パッドのそれと同じもので
よい。活性層のバルク材料は、振動モジュールを受容す
るためにその中に形成された穴を有する。
【００２０】他の実施形態は、活性層中に組み込まれた
少なくとも１つの振動モジュールを選択的に振動させる
ステップ、およびその振動を、活性層上に形成されたエ
ネルギー輸送層を介してエネルギー輸送層上に配置され
た研磨パッドに選択的に伝達するステップを含む、化学
機械的研磨装置の研磨パッド上に粒子が沈殿するのを防
ぐ方法を含む。
【００２１】他の実施形態は、化学機械的研磨装置のプ
ラテンに相互接続するプラテン相互接続層を形成するス
テップ、プラテン相互接続層上に活性層を形成するステ
ップ、および活性層上にパッドに対向するエネルギー輸
送層を形成するステップを含む、化学機械的研磨装置の
研磨パッド上に粒子が沈殿するのを防ぐ装置を作成する
方法である。活性層形成ステップでは、エネルギー輸送
層の領域を選択的に振動させる活性層を形成し、エネル
ギー輸送層形成ステップでは、その振動をエネルギー輸
送層上に配置された研磨パッドに選択的に伝達するエネ
ルギー輸送層を形成する。
【００２２】例えば、エネルギー輸送層形成ステップで
は、エネルギー輸送層の異なる領域上で変化するエネル
ギー伝達特性を有するエネルギー輸送層を形成する。活
性層形成ステップでは、バルク材料を形成するステッ
プ、バルク材料中に穴を形成するステップ、穴中に振動
減衰材料を形成するステップ、および振動モジュールの
上面が振動エネルギーをエネルギー輸送層に送り、かつ
振動モジュールの側面および底面が振動エネルギーを振
動減衰材料に送るように振動モジュールを振動減衰材料
中に配置するステップを含む。
【００２３】研磨パッドの選択された領域を個々に制御
された振動モジュールによって振動させる本発明の装置
および方法は、研磨パッド上に粒子が沈殿するのを防
ぎ、その有効寿命を延長し、かつ例えば使用前に研磨パ
ッドを調整する必要および頻度を低減する。さらに、本
発明の装置および方法は、ウエハの研磨された表面の欠
陥を少なくする。さらに、本発明の装置および方法は、
速い速度におけるウエハの均一な研磨を可能にし、それ
により収量を改善する。
【００２４】さらに、本発明の装置および方法は、制御
された選択的な振動を研磨パッドおよびスラリーに送る
間、ＣＭＰ装置の各部分の望ましくない振動を低減する
ことによってＣＭＰ装置の摩耗を低減する。
【発明の実施の形態】
【００２５】図１に、本発明によるデバイス１０の正面
図を示す。デバイス１０の様々な要素を含むバルク材料
は省略されている。図１には、振動モジュール２０上に
形成されたワイヤ・フレーム・メッシュなどのメッシュ
１５が示されている。図面では、ワイヤ・メシュ１５お
よび振動モジュール２０は、それぞれ図３に示されるバ
ルク材料１５５、１６０中に組み込まれる。図１には、
８つの振動モジュール２０が示されている。しかしなが
ら、デバイス１０上に配置された研磨パッド７０（図
２）に送達すべき所望の振動の量および場所に応じて、
ただ１つのモジュール含む任意の数のモジュール２０も
使用できる。さらに、各振動モジュール２０は、デバイ
ス１０の粒子領域に所望のレベルの振動を選択的に与え
るか、または振動を与えないように別々に制御できる。
【００２６】各振動モジュール２０は、図２および図３
により明らかに示されているように、ワイヤ・メッシュ
１５に対向する上面を除くすべて面上を振動減衰材料２
５によって囲まれる。これは、振動を強勢し、ワイヤ・
メッシュ１５に送り、各振動モジュール２０の側部およ
び底部から来る振動を減衰する。
【００２７】図２に、図１の線２-２’に沿ったデバイ
ス１０の断面を示す。図２において、デバイス１０は、
化学機械的研磨（ＣＭＰ）装置５０上の、ＣＭＰ装置５
０のプラテン５５と研磨パッド７０との間に装着され
る。デバイス１０は、回転可能であり、かつモータ（図
示せず）に接続されたシャフト６０を有するプラテン５
５上に装着される。研磨パッド７０は、デバイス１０上
に装着される。矢印７５によって示されるようにシャフ
ト６０が回転すると、プラテン５５、デバイス１０、お
よびパッド７０も回転する。スラリー８０がパッド７０
上に導入される。スラリー８０は、例えばプラテン５５
の隆起リム８５内に含まれる。キャリヤ９５に取り付け
られたウエハ９０は、パッド７０に対向するウエハ表面
１００を平坦化するために、回転する研磨パッド７０に
押し付けられる。ウエハ９０は、キャリヤ９５に接続さ
れたモータ（図示せず）によって回転させることもでき
る。
【００２８】電力線および信号線１０５は、振動モジュ
ール２０を個々に、集合的または選択的に制御し、振動
させるコントローラ１１０に振動モジュール２０を接続
する。図面では、線１０５は、デバイス１０の相互接続
層１２０中に組み込まれ、振動モジュール２０に相互接
続するコンタクト・リード１１５を有する。さらに、線
１０５はまた、シャフト６０上に配置され、コントロー
ラ１１０に相互接続するシャフト・コンタクト・リード
線１２５を有する。
【００２９】動作に際して、デバイス１０は、プラテン
５５に取り付けられ、モータ（図示せず）によってプラ
テン５５のシャフト６０を回転させることによって回転
する。コントローラ１１０は、個々のモジュールを所望
の周波数および強度において選択的に振動させるために
適切な信号を振動モジュール２０に送る。各モジュール
２０の周波数および/または強度は、集合的にまたは個
々に制御される。各モジュール２０が個々に制御される
場合、異なる量の振動が異なる領域上に与えられる。例
えば、１つまたは複数のモジュール２０を他のモジュー
ルと異なる強度および周波数において振動させることが
できる。
【００３０】これもデバイス１０の異なる領域上で変化
する、ワイヤ・メッシュのエネルギー伝達特性に応じ
て、研磨パッド７０の特定の領域に所望の振動が伝達さ
れる。振動パッド７０はまた、スラリー８０を振動さ
せ、粒子をスラリー中に懸濁させておき、粒子がパッド
７０上またはパッド７０の孔内に沈殿するのを防ぐ。し
たがって、研磨パッド７０に押し付けられたウエハ表面
１００を迅速かつ適切に研磨することができる。
【００３１】図３に、デバイス１０の断面の一部をより
詳細に示す。第１の層１２０の他に、デバイス１０はま
た、第２の層１３０および第３の層１４０を含む。プラ
テン相互接続層とも呼ばれる第１の層１２０は、プラテ
ン５５（図２）に相互接続し、ポリマーまたは他の適切
な鋳造材料などバルク材料１４５から形成される。電力
線および信号線１０５は、相互接続層１２０のポリマー
中に組み込まれ、振動モジュール２０をこれも相互接続
層１２０中に組み込まれたコンタクト・リード線１１５
に電気的に接続する。コンタクト・リード線１１５は、
プラテン５５中の線に相互接続する。
【００３２】活性層とも呼ばれる第２の層１３０は、相
互接続層１２０上に形成され、その中に組み込まれた少
なくとも１つの振動モジュール２０を含む。図面では、
振動モジュール２０は、米国マサチューセッツ州ケンブ
リッジのAｃtive Control eXperts社（ＡＣＸ）が市販
しているものなど、圧電アクチュエータまたは機械的ア
クチュエータである。あるいは、振動モジュール２０
は、通常半導体産業においてウエハ洗浄デバイス用に使
用されるものなど、従来のメガソニック・トランスデュ
ーサ、超音波トランスデューサまたは他の適切な周波数
トランスデューサである。プロセス条件に応じて異なる
周波数が使用される。
【００３３】図１に関して上述したように、各振動モジ
ュール２０は、振動モジュール２０の、第３の層１４０
に対向する上面１５０を除くすべての面上を囲む振動減
衰材料２５を有するセル中に包装される。振動モジュー
ル２０のこの上面１５０は、第３の層１４０中に組み込
まれたワイヤ・メッシュ１５に接触する。
【００３４】振動減衰材料２５は、振動がプラテン５５
（図２）に伝達されず、したがってツールまたはＣＭＰ
装置５０（図２）の物理構成要素に伝達されないように
する。振動減衰材料２５がない場合、ツールの不適当な
振動により摩耗が加速され、ツール構成要素動作仕様を
超過する。さらに、不適当な振動により追加の容認でき
ない雑音レベルがもたらされる。
【００３５】各振動モジュール２０は、ワイヤ・メッシ
ュ１５を含む同じバルク材料１６０など、バルク材料１
５５中に組み込まれる。図面では、第１ないし第３の層
１２０、１３０、１４０の３つのすべてのバルク材料１
４５、１５５、１６０は、研磨パッド７０（図２）のバ
ルク材料と同じタイプのものなど、同じタイプのもので
ある。
【００３６】エネルギー輸送層とも呼ばれる第３の層１
４０は、活性層１３０上に形成され、その中に組み込ま
れたエネルギー輸送媒体を有する。図面では、エネルギ
ー輸送媒体はワイヤ・メッシュ１５である。ワイヤ・メ
ッシュ１５は、振動エネルギーを伝達または伝導する非
常に様々な材料から製造される。その高い加工性および
耐久性のために密度の高い金属が好ましい。
【００３７】ワイヤの厚さ、密度およびワイヤ・メッシ
ュの織り方など、ワイヤ・メッシュ１５の物理的属性
は、例えば、研磨パッドのタイプおよび厚さに応じて、
様々な効果をもたらすように自由に調整できる。図面で
は、硬い研磨パッドに対しては、軟らかい研磨パッド用
に使用されるワイヤよりも、より大きな断面積を有する
より厚いワイヤが使用される。さらに、ワイヤ材料の密
度は、振動エネルギーがワイヤ中に分配され、研磨パッ
ド７０（図２）に伝達される速度に影響を及ぼす。ワイ
ヤ・メッシュの上記その他の物理的属性は、個々の状況
に対して最大の性能が得られるように調整される。
【００３８】ワイヤ・メッシュ１５またはエネルギー輸
送層１４０の１つまたは複数の物理的属性または特性
は、デバイス１０の活性層１３０から研磨パッド７０
（図２）への選択的エネルギー伝達を実施するためにそ
の異なる領域上で変化させることができる。例えば、ス
ラリー粒子、凝塊または残留物の堆積が研磨パッド７０
の周縁部において最大になることが分かった場合、デバ
イス１０の周縁部に近い領域におけるワイヤ・メッシュ
１５の編み方は、デバイス周縁部から離れたメッシュの
領域における編み方よりも密である。あるいは、または
さらに、デバイス周縁部の近くの密度と厚さをデバイス
周縁部から離れた位置にあるワイヤ密度/厚さと異なら
せ、それに対応してデバイス周縁部の近くでより多い量
の振動を発生させることができる。
【００３９】３つの層１２０、１３０、１４０は一体ユ
ニットである。あるいは、３つの層１２０、１３０、１
４０はそれぞれ、重ね合わされた別々の構成要素であ
る。これは、層を交換する際、特に活性層１３０および
エネルギー輸送層１４０を、異なる所望の特性を有する
同じ層と交換する際にフレキシビリティを与えるので望
ましい。例えば、使用した特定の活性層１３０が所望の
位置において所望の数の振動モジュールを有する場合、
異なる活性層１３０が異なる条件下で使用できる。同様
に、エネルギー輸送層１４０は、ワイヤ・メッシュ１５
の所望の厚さ、密度および編み方を有する他のエネルギ
ー輸送層と交換できる。
【００４０】図面では、相互接続層１２０は、例えば接
着剤によってプラテン５５に半永久的に付着される。こ
れにより、研磨中プラテン５５が回転した際に相互接続
層１２０が滑動または移動するのを防ぐ。２つの上部
層、すなわち活性層１３０およびエネルギー輸送層１４
０は互いに取外し可能に付着され、また活性層１３０は
相互接続層に取外し可能に付着される。これにより、上
述のように、所望の特性を有する他の活性層およびエネ
ルギー輸送層との交換が可能になる。さらに、活性層１
３０は、振動モジュール２０のアクチュエータまたはト
ランスデューサの調整または交換のために取り外され
る。
【００４１】エネルギー相互接続層１４０は、ワイヤ・
メッシュ１５を鋳型または型の中に配置し、ポリマーを
注入して型を充填することによって形成される。活性層
１３０も同様な形で形成される。あるいは、活性層１３
０は、まずポリマーを型中に注入することによって形成
される。注入したポリマーが硬化した後、１つまたは所
要の数の穴を所望の位置において形成する、例えば穿孔
する。次に、その穴の中に減衰材料２５、振動モジュー
ル２０および必要なワイヤリングを配置する。穴のサイ
ズは、減衰材料２５および振動モジュール２０のサイズ
によって様々である。
【００４２】図２および図３を参照すると、他の実施形
態は、化学機械的研磨装置５０の研磨パッド７０上に粒
子が沈殿するのを防ぐ方法を含む。この方法は、活性層
１３０中に組み込まれた少なくとも１つの振動モジュー
ルを選択的に振動させるステップ、その振動を、活性層
１３０上に形成されたエネルギー輸送層１４０を介して
エネルギー輸送層１４０上に配置された研磨パッド７０
に選択的に伝達するステップを含む。
【００４３】他の実施形態は、研磨パッド７０上に粒子
が沈殿するのを防ぐデバイス１０を形成する方法であ
る。この方法は、化学機械的研磨装置５０のプラテン５
５に相互接続するプラテン相互接続層１２０を形成する
ステップ、プラテン相互接続層１２０上に活性層１３０
を形成するステップ、およびパッド７０に対向する活性
層上にエネルギー輸送層１４０を形成するステップを含
む。活性層形成ステップでは、エネルギー輸送層１３０
の領域を選択的に振動させる活性層１３０を形成し、エ
ネルギー輸送層形成ステップでは、振動をエネルギー輸
送層１３０上に配置された研磨パッド７０に選択的に伝
達するエネルギー輸送層１４０を形成する。
【００４４】例えば、エネルギー輸送層形成ステップで
は、その異なる領域上で変化するエネルギー伝達特性を
有するエネルギー輸送層１４０を形成する。活性層形成
ステップは、バルク材料を形成するステップ、バルク材
料中に穴を形成するステップ、および振動モジュール２
０の上面１５０が振動エネルギーをエネルギー輸送層１
４０に送り、かつ振動モジュール２０の各面および底面
が振動エネルギーを振動減衰材料２５に送るように振動
減衰材料２５中に振動モジュール２０を配置するステッ
プを含む。
【００４５】まとめとして、本発明の構成に関して以下
の事項を開示する。
【００４６】（１）プラテンに相互接続する第１の層
と、前記第１の層上に形成され、その中に組み込まれた
少なくとも１つの振動モジュールを有する第２の層と、
前記第２の層上に形成され、パッドに対向し、かつエネ
ルギー輸送媒体を有する第３の層とを含む、化学機械的
研磨装置の研磨パッドとプラテンとの間に配置され、研
磨パッド上に粒子が沈殿するのを防ぐ装置。 （２）前記少なくとも１つの振動モジュールが、前記第
３の層に接触する面を除くすべての面上を減衰材料によ
って囲まれた、上記（１）に記載の装置。 （３）前記少なくとも１つの振動モジュールの上面が振
動エネルギーを前記エネルギー輸送媒体に送り、かつ前
記少なくとも１つの振動モジュールの各面および底面が
振動エネルギーを前記減衰材料に送る上記（２）に記載
の装置。 （４）前記少なくとも１つの振動モジュールが、前記第
３の層に対向した面に強勢振動を与え、かつその残りの
面に減衰振動を与える、上記（１）に記載の装置。 （５）前記少なくとも１つの振動モジュールが、圧電ア
クチュエータおよび機械的アクチュエータの一方であ
る、上記（１）に記載の装置。 （６）前記少なくとも１つの振動モジュールが、メガソ
ニック・トランスデューサおよび超音波トランスデュー
サの一方である、上記（１）に記載の装置。 （７）前記第１の層中に組み込まれ、かつ前記少なくと
も１つの振動モジュールに接続された電力線および信号
線をさらに含む、上記（１）に記載の装置。 （８）前記エネルギー輸送媒体が、前記第２の層から前
記研磨パッドへの選択的エネルギー伝達を実施するよう
に構成された、上記（１）に記載の装置。 （９）前記エネルギー輸送媒体のエネルギー伝達特性が
その異なる領域上で変化する、上記（１）に記載の装
置。 （１０）前記エネルギー輸送媒体の密度がその異なる領
域上で変化する、上記（１）に記載の装置。 （１１）前記エネルギー輸送媒体の厚みがその異なる領
域上で変化する、上記（１）に記載の装置。 （１２）前記エネルギー輸送媒体が、バルク材料中に組
み込まれたメッシュである、上記（１）に記載の装置。 （１３）組み込まれたメッシュの編み方がその異なる領
域上で変化する、上記（１２）に記載の装置 （１４）前記エネルギー輸送媒体がワイヤ・メッシュで
ある、上記（１）に記載の装置。 （１５）ワイヤが金属である、上記（１４）に記載の装
置。 （１６）前記第１、第２および第３の層が同じバルク材
料から形成された、上記（１）に記載の装置。 （１７）前記バルク材料がポリマーである、上記（１
６）に記載の装置。 （１８）前記第１、第２および第３の層がパッドのバル
ク材料から形成される、上記（１）に記載の装置。 （１９）前記第１、第２および第３の層が互いの上に取
外し可能に形成された、上記（１）に記載の装置。 （２０）前記第１の層がプラテンに付着される、上記
（１）に記載の装置。 （２１）前記第１の層が接着剤によってプラテンに付着
される、上記（１）に記載の装置。 （２２）前記第２の層が前記少なくとも１つの振動モジ
ュールを受容する少なくとも１つの穴を有する、上記
（１）に記載の装置。 （２３）プラテン上に形成されたプラテン相互接続層
と、前記相互接続層上に形成された活性層と、前記活性
層上に形成され、パッドに対向するエネルギー輸送層と
を含み、前記活性層が前記エネルギー輸送層の領域を選
択的に振動させ、かつ前記エネルギー輸送層が振動を前
記エネルギー輸送層上に配置されたパッドに選択的に伝
達する、化学機械的研磨装置のパッドとプラテンとの間
に配置される装置。 （２４）活性層中に組み込まれ少なくとも１つの振動モ
ジュールを選択的に振動させるステップと、前記活性層
上に形成されたエネルギー輸送層を介して振動を前記エ
ネルギー輸送層上に配置された研磨パッドに選択的に伝
達するステップとを含む、化学機械的研磨装置の研磨パ
ッド上に粒子が沈殿するのを防ぐ方法。 （２５）前記エネルギー輸送層に接触するその面を除い
て前記少なくとも１つの振動モジュールのすべての面か
らの振動を減衰させるステップをさらに含む、上記（２
４の）に記載の方法。 （２６）選択的振動ステップが、前記エネルギー輸送層
に対向する前記少なくとも１つの振動モジュールの面に
強勢振動を与え、かつその残りの面に減衰振動を与え
る、上記（２４）に記載の方法。 （２７）選択的振動ステップが、圧電アクチュエータお
よび機械的アクチュエータの一方を振動させる、上記
（２４）に記載の方法。 （２８）選択的振動ステップが、メガソニック・トラン
スデューサおよび超音波トランスデューサの一方を振動
させる、上記（２４）に記載の方法。 （２９）前記エネルギー輸送媒体のエネルギー伝達特性
をその異なる領域上で変化させるステップをさらに含
む、上記（２４）に記載の方法。 （３０）前記エネルギー輸送媒体の密度および厚さの一
方をその異なる領域上で変化させる、上記（２４）に記
載の方法。 （３１）前記エネルギー輸送媒体中に組み込まれたメッ
シュの編み方をその異なる領域上で変化させるステップ
をさらに含む、上記（２４）に記載の方法。 （３２）回転可能なプラテンと、工作物を研磨するため
に前記プラテン上に配置された研磨パッドと、前記研磨
パッドと前記プラテンとの間に配置され、前記研磨パッ
ド上に粒子が沈殿するのを防ぐデバイスとを含み、前記
デバイスが、プラテンに相互接続する第１の層と、前記
第１の層上に形成され、その中に組み込まれた少なくと
も１つの振動モジュールを有する第２の層と、前記第２
の層上に形成され、パッドに対向し、かつエネルギー輸
送媒体を有する第３の層とを含む、化学機械的研磨装
置。 （３３）前記少なくとも１つの振動モジュールが、前記
第３の層に接触する面を除くすべての面上を減衰材料に
よって囲まれる、上記（３２）に記載の装置。 （３４）前記少なくとも１つの振動モジュールが、前記
第３の層に対向する面に強勢振動を与え、かつその残り
の面に減衰振動を与える、上記（３２）に記載の装置。 （３５）前記少なくとも１つの振動モジュールが、圧電
アクチュエータおよび機械的アクチュエータの一方であ
る、上記（３２）に記載の装置。 （３６）前記少なくとも１つの振動モジュールが、メガ
ソニック・トランスデューサおよび超音波トランスデュ
ーサの一方である、上記（３２）に記載の装置。 （３７）前記第１の層中に組み込まれ、かつ前記少なく
とも１つの振動モジュールに接続された電力線パワーお
よび信号線をさらに含む、上記（３２）に記載の装置。 （３８）前記エネルギー輸送媒体が前記第２の層から前
記研磨パッドへの選択的エネルギー伝達を実施するよう
に構成された、上記（３２）に記載の装置。 （３９）前記エネルギー輸送媒体のエネルギー伝達特性
がその異なる領域上で変化する、上記（３２）に記載の
装置。 （４０）前記エネルギー輸送媒体の密度がその異なる領
域上で変化する、上記（３２）に記載の装置。 （４１）前記エネルギー輸送媒体の厚さがその異なる領
域上で変化する、上記（３２）に記載の装置。 （４２）前記エネルギー輸送媒体がバルク材料中に組み
込まれたメッシュである、上記（３２）に記載の装置。 （４３）組み込まれたメッシュの編み方がその異なる領
域上で変化する、上記（４２）に記載の装置。 （４４）エネルギー輸送媒体がワイヤ・メッシュであ
る、上記（３２）に記載の装置。 （４５）ワイヤが金属である、上記（４４）に記載の装
置。 （４６）前記第１、第２およに第３の層が同じバルク材
料から形成された、上記（３２）に記載の装置。 （４７）前記バルク材料がポリマーである、上記（４
６）に記載の装置。 （４８）前記第１、第２および第３の層がパッドのバル
ク材料から形成される、上記（３２）に記載の装置。 （４９）前記第１、第２および第３の層が互いの上に取
外し可能に形成された、上記（３２）に記載の装置。 （５０）前記第１の層がプラテンに付着された、上記
（３２）に記載の装置。 （５１）前記第１の層が接着剤によってプラテンに付着
された、上記（３２）に記載の装置。 （５２）前記第２の層が前記少なくとも１つの振動モジ
ュールを受容する少なくとも１つの穴を有する、上記
（３２）に記載の装置。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による装置の正面図である。
【図２】本発明による線２-２’に沿った図１の装置の
断面図である。
【図３】本発明による図１の装置の断面の拡大部分を示
す図である。
【符号の説明】
１０ デバイス １５ ワイヤ・メッシュ ２０ 振動モジュール ２５ 振動減衰材料 ５０ 化学機械的研磨（ＣＭＰ）装置 ５５ プラテン ６０ シャフト ７０ 研磨パッド ８０ スラリー ８５ リム ９０ ウエハ ９５ キャリヤ １００ ウエハ表面 １０５ 線 １１０ コントローラ １１５ コンタクト・リード線 １２０ 第１の層 １３０ 第２の層 １４０ 第３の層 １４５ バルク材料 １５０ 上面 １５５ バルク材料 １６０ バルク材料
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マイケル・フランシス・ロファロ アメリカ合衆国12547 ニューヨーク州ミ ルトン ウィロー・ツリー・ロード 441 (72)発明者 アダム・ダン・チックナー アメリカ合衆国12590 ニューヨーク州ワ ッピンガーズ・フォールズ ノース・ロー ド 751

Claims (52)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】プラテンに相互接続する第１の層と、 前記第１の層上に形成され、その中に組み込まれた少な
    くとも１つの振動モジュールを有する第２の層と、 前記第２の層上に形成され、パッドに対向し、かつエネ
    ルギー輸送媒体を有する第３の層とを含む、化学機械的
    研磨装置の研磨パッドとプラテンとの間に配置され、研
    磨パッド上に粒子が沈殿するのを防ぐ装置。
  2. 【請求項２】前記少なくとも１つの振動モジュールが、
    前記第３の層に接触する面を除くすべての面上を減衰材
    料によって囲まれた、請求項１に記載の装置。
  3. 【請求項３】前記少なくとも１つの振動モジュールの上
    面が振動エネルギーを前記エネルギー輸送媒体に送り、
    かつ前記少なくとも１つの振動モジュールの各面および
    底面が振動エネルギーを前記減衰材料に送る請求項２に
    記載の装置。
  4. 【請求項４】前記少なくとも１つの振動モジュールが、
    前記第３の層に対向した面に強勢振動を与え、かつその
    残りの面に減衰振動を与える、請求項１に記載の装置。
  5. 【請求項５】前記少なくとも１つの振動モジュールが、
    圧電アクチュエータおよび機械的アクチュエータの一方
    である、請求項１に記載の装置。
  6. 【請求項６】前記少なくとも１つの振動モジュールが、
    メガソニック・トランスデューサおよび超音波トランス
    デューサの一方である、請求項１に記載の装置。
  7. 【請求項７】前記第１の層中に組み込まれ、かつ前記少
    なくとも１つの振動モジュールに接続された電力線およ
    び信号線をさらに含む、請求項１に記載の装置。
  8. 【請求項８】前記エネルギー輸送媒体が、前記第２の層
    から前記研磨パッドへの選択的エネルギー伝達を実施す
    るように構成された、請求項１に記載の装置。
  9. 【請求項９】前記エネルギー輸送媒体のエネルギー伝達
    特性がその異なる領域上で変化する、請求項１に記載の
    装置。
  10. 【請求項１０】前記エネルギー輸送媒体の密度がその異
    なる領域上で変化する、請求項１に記載の装置。
  11. 【請求項１１】前記エネルギー輸送媒体の厚みがその異
    なる領域上で変化する、請求項１に記載の装置。
  12. 【請求項１２】前記エネルギー輸送媒体が、バルク材料
    中に組み込まれたメッシュである、請求項１に記載の装
    置。
  13. 【請求項１３】組み込まれたメッシュの編み方がその異
    なる領域上で変化する、請求項１２に記載の装置
  14. 【請求項１４】前記エネルギー輸送媒体がワイヤ・メッ
    シュである、請求項１に記載の装置。
  15. 【請求項１５】ワイヤが金属である、請求項１４に記載
    の装置。
  16. 【請求項１６】前記第１、第２および第３の層が同じバ
    ルク材料から形成された、請求項１に記載の装置。
  17. 【請求項１７】前記バルク材料がポリマーである、請求
    項１６に記載の装置。
  18. 【請求項１８】前記第１、第２および第３の層がパッド
    のバルク材料から形成される、請求項１に記載の装置。
  19. 【請求項１９】前記第１、第２および第３の層が互いの
    上に取外し可能に形成された、請求項１に記載の装置。
  20. 【請求項２０】前記第１の層がプラテンに付着される、
    請求項１に記載の装置。
  21. 【請求項２１】前記第１の層が接着剤によってプラテン
    に付着される、請求項１に記載の装置。
  22. 【請求項２２】前記第２の層が前記少なくとも１つの振
    動モジュールを受容する少なくとも１つの穴を有する、
    請求項１に記載の装置。
  23. 【請求項２３】プラテン上に形成されたプラテン相互接
    続層と、 前記相互接続層上に形成された活性層と、 前記活性層上に形成され、パッドに対向するエネルギー
    輸送層とを含み、前記活性層が前記エネルギー輸送層の
    領域を選択的に振動させ、かつ前記エネルギー輸送層が
    振動を前記エネルギー輸送層上に配置されたパッドに選
    択的に伝達する、化学機械的研磨装置のパッドとプラテ
    ンとの間に配置される装置。
  24. 【請求項２４】活性層中に組み込まれ少なくとも１つの
    振動モジュールを選択的に振動させるステップと、 前記活性層上に形成されたエネルギー輸送層を介して振
    動を前記エネルギー輸送層上に配置された研磨パッドに
    選択的に伝達するステップとを含む、化学機械的研磨装
    置の研磨パッド上に粒子が沈殿するのを防ぐ方法。
  25. 【請求項２５】前記エネルギー輸送層に接触するその面
    を除いて前記少なくとも１つの振動モジュールのすべて
    の面からの振動を減衰させるステップをさらに含む、請
    求項２４に記載の方法。
  26. 【請求項２６】選択的振動ステップが、前記エネルギー
    輸送層に対向する前記少なくとも１つの振動モジュール
    の面に強勢振動を与え、かつその残りの面に減衰振動を
    与える、請求項２４に記載の方法。
  27. 【請求項２７】選択的振動ステップが、圧電アクチュエ
    ータおよび機械的アクチュエータの一方を振動させる、
    請求項２４に記載の方法。
  28. 【請求項２８】選択的振動ステップが、メガソニック・
    トランスデューサおよび超音波トランスデューサの一方
    を振動させる、請求項２４に記載の方法。
  29. 【請求項２９】前記エネルギー輸送媒体のエネルギー伝
    達特性をその異なる領域上で変化させるステップをさら
    に含む、請求項２４に記載の方法。
  30. 【請求項３０】前記エネルギー輸送媒体の密度および厚
    さの一方をその異なる領域上で変化させる、請求項２４
    に記載の方法。
  31. 【請求項３１】前記エネルギー輸送媒体中に組み込まれ
    たメッシュの編み方をその異なる領域上で変化させるス
    テップをさらに含む、請求項２４に記載の方法。
  32. 【請求項３２】回転可能なプラテンと、 工作物を研磨するために前記プラテン上に配置された研
    磨パッドと、 前記研磨パッドと前記プラテンとの間に配置され、前記
    研磨パッド上に粒子が沈殿するのを防ぐデバイスとを含
    み、前記デバイスが、 プラテンに相互接続する第１の層と、 前記第１の層上に形成され、その中に組み込まれた少な
    くとも１つの振動モジュールを有する第２の層と、 前記第２の層上に形成され、パッドに対向し、かつエネ
    ルギー輸送媒体を有する第３の層とを含む、化学機械的
    研磨装置。
  33. 【請求項３３】前記少なくとも１つの振動モジュール
    が、前記第３の層に接触する面を除くすべての面上を減
    衰材料によって囲まれる、請求項３２に記載の装置。
  34. 【請求項３４】前記少なくとも１つの振動モジュール
    が、前記第３の層に対向する面に強勢振動を与え、かつ
    その残りの面に減衰振動を与える、請求項３２に記載の
    装置。
  35. 【請求項３５】前記少なくとも１つの振動モジュール
    が、圧電アクチュエータおよび機械的アクチュエータの
    一方である、請求項３２に記載の装置。
  36. 【請求項３６】前記少なくとも１つの振動モジュール
    が、メガソニック・トランスデューサおよび超音波トラ
    ンスデューサの一方である、請求項３２に記載の装置。
  37. 【請求項３７】前記第１の層中に組み込まれ、かつ前記
    少なくとも１つの振動モジュールに接続された電力線パ
    ワーおよび信号線をさらに含む、請求項３２に記載の装
    置。
  38. 【請求項３８】前記エネルギー輸送媒体が前記第２の層
    から前記研磨パッドへの選択的エネルギー伝達を実施す
    るように構成された、請求項３２に記載の装置。
  39. 【請求項３９】前記エネルギー輸送媒体のエネルギー伝
    達特性がその異なる領域上で変化する、請求項３２に記
    載の装置。
  40. 【請求項４０】前記エネルギー輸送媒体の密度がその異
    なる領域上で変化する、請求項３２に記載の装置。
  41. 【請求項４１】前記エネルギー輸送媒体の厚さがその異
    なる領域上で変化する、請求項３２に記載の装置。
  42. 【請求項４２】前記エネルギー輸送媒体がバルク材料中
    に組み込まれたメッシュである、請求項３２に記載の装
    置。
  43. 【請求項４３】組み込まれたメッシュの編み方がその異
    なる領域上で変化する、請求項４２に記載の装置。
  44. 【請求項４４】エネルギー輸送媒体がワイヤ・メッシュ
    である、請求項３２に記載の装置。
  45. 【請求項４５】ワイヤが金属である、請求項４４に記載
    の装置。
  46. 【請求項４６】前記第１、第２およに第３の層が同じバ
    ルク材料から形成された、請求項３２に記載の装置。
  47. 【請求項４７】前記バルク材料がポリマーである、請求
    項４６に記載の装置。
  48. 【請求項４８】前記第１、第２および第３の層がパッド
    のバルク材料から形成される、請求項３２に記載の装
    置。
  49. 【請求項４９】前記第１、第２および第３の層が互いの
    上に取外し可能に形成された、請求項３２に記載の装
    置。
  50. 【請求項５０】前記第１の層がプラテンに付着された、
    請求項３２に記載の装置。
  51. 【請求項５１】前記第１の層が接着剤によってプラテン
    に付着された、請求項３２に記載の装置。
  52. 【請求項５２】前記第２の層が前記少なくとも１つの振
    動モジュールを受容する少なくとも１つの穴を有する、
    請求項３２に記載の装置。
JP10926798A 1997-05-06 1998-04-20 化学機械的研磨パッド上に粒子が沈殿するのを防ぐ装置および方法 Pending JPH10315122A (ja)

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