KR20210040172A - 용량성 전단 센서를 갖는 연마 시스템 - Google Patents

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KR20210040172A
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polishing
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니콜라스 위스웰
치 청 초우
도미닉 제이. 벤베그누
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어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
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Abstract

화학적 기계적 연마 시스템은, 연마 패드를 지지하기 위한 플래튼, 기판을 유지하고 기판의 하부 표면을 연마 패드와 접촉시키기 위한 캐리어 헤드, 및 마찰 센서를 포함하는 인-시튜 마찰 모니터링 시스템을 포함한다. 마찰 센서는, 기판의 하부 표면과 접촉하기 위한 상부 표면을 가진 기판 접촉 부분을 갖는 패드 부분, 및 기판 접촉 부분 아래에서 기판 접촉 부분의 대향하는 측들 상에 위치하는 한 쌍의 용량성 센서들을 포함한다.

Description

용량성 전단 센서를 갖는 연마 시스템
관련 출원에 대한 상호-참조
본 출원은, 2018년 8월 31일자로 출원된 미국 가특허 출원 일련번호 제62/726,122호를 우선권으로 주장하며, 상기 출원의 개시내용은 인용에 의해 포함된다.
본 개시내용은 기판의 연마 동안의 마찰의 인-시튜 모니터링에 관한 것이다.
집적 회로는 전형적으로, 규소 웨이퍼 상에서의 전도성 층, 반도체 층 또는 절연성 층의 순차적 증착에 의해 기판 상에 형성된다. 하나의 제조 단계는, 비-평탄 표면 위에 충전재 층을 퇴적하고, 비-평탄 표면이 노출될 때까지 그 충전재 층을 평탄화하는 것을 수반한다. 예컨대, 전도성 층은 패터닝된 유전체 층 상에 증착될 수 있다. 평탄화 후에, 유전체 층의 트렌치들 내의 금속 층의 부분들이 전도성 라인들, 비아들, 접촉 패드들 등을 제공할 수 있다. 게다가, 평탄화는 포토리소그래피를 위한 적합하게 평평한 기판 표면을 제공하는 데 필요할 수 있다.
화학적 기계적 연마(CMP)는 평탄화의 하나의 용인된 방법이다. 이러한 평탄화 방법은 전형적으로, 캐리어 헤드 상에 기판이 장착될 것을 요구한다. 기판의 노출된 표면은, 연마 표면, 이를테면, 회전하는 연마 패드에 맞닿게 배치된다. 캐리어 헤드는 연마 패드에 맞닿게 기판의 제어가능한 부하를 제공한다. 전형적으로 연마 입자들을 포함하는 연마 슬러리가 연마 표면에 공급된다.
CMP에 있어서의 하나의 문제는, 연마 프로세스가 완료되었는지 여부, 즉, 기판 층이 원하는 평탄도 또는 두께로 평탄화되었는지 여부, 원하는 양의 물질이 제거된 때, 또는 하부 층이 노출된 때를 결정하는 것이다. 기판 층의 초기 두께, 슬러리 조성, 연마 패드 조건, 연마 패드와 기판 사이의 상대 속도, 및 기판 상의 부하에서의 변동들은 물질 제거율에서의 변동들을 야기할 수 있다. 이러한 변동들은 연마 종료점에 도달하는 데 필요한 시간에서 변동들을 야기한다. 따라서, 연마 종료점은 단지 연마 시간의 함수로서만 결정될 수 없다.
연마 종료점을 검출하기 위해, 예컨대, 광학 또는 와전류 센서들을 이용하여 기판의 인-시튜 모니터링이 수행되었다. 그러나, 기판 위에 증착된 2개의 기판 층 사이의 전도율 또는 반사율에서의 변화의 검출에 의존하는 기법들은, 2개의 층이 유사한 전도율 및 반사율을 가질 때 비효율적일 수 있다.
일반적으로, 일 양상에서, 화학적 기계적 연마 시스템은, 연마 패드를 지지하기 위한 플래튼, 기판을 유지하고 기판의 하부 표면을 연마 패드와 접촉시키기 위한 캐리어 헤드, 및 마찰 센서를 포함하는 인-시튜 마찰 모니터링 시스템을 포함한다. 마찰 센서는, 기판의 하부 표면과 접촉하기 위한 상부 표면을 가진 기판 접촉 부분을 갖는 패드 부분, 및 기판 접촉 부분 아래에서 기판 접촉 부분의 대향하는 측들 상에 위치하는 한 쌍의 용량성 센서들을 포함한다.
구현들은 다음의 특징들 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
인-시튜 마찰 모니터링 시스템은, 한 쌍의 용량성 센서들 중 제1 용량성 센서로부터의 제1 신호와 한 쌍의 용량성 센서들 중 제2 용량성 센서로부터의 제2 신호 사이의 시간 경과에 따른 일련의 차이들을 결정하도록 구성될 수 있다. 제어기는, 일련의 차이들에 기반하여, 연마 종료점, 또는 캐리어 헤드에 의해 인가되는 압력에 대한 변화 중 적어도 하나를 결정하도록 구성될 수 있다.
마찰 센서는, 제1 쌍의 전극들이 상부에 형성되는 하부 몸체, 제2 쌍의 전극들이 상부에 형성되고 제1 쌍의 전극들과 정렬되는 중합체(polymer) 몸체, 및 제1 쌍의 전극들과 제2 쌍의 전극들 사이의 한 쌍의 갭들을 포함할 수 있으며, 제1 전극, 갭, 및 제2 전극의 각각의 적층체는 한 쌍의 용량성 센서들 중 하나를 제공한다. 중합체 몸체는, 주 몸체, 및 하부 몸체와 접촉하도록 주 몸체로부터 연장되는 복수의 돌출부들을 포함할 수 있으며, 돌출부들 사이의 함몰부들은 갭들을 정의할 수 있다. 중합체 몸체는 성형된 실리콘일 수 있다. 하부 몸체는 인쇄 회로 기판일 수 있다. 패드 부분은 중합체 몸체 상에 지지될 수 있다.
패드 부분은 하부 부분을 포함할 수 있고, 기판 접촉 부분은 하부 부분으로부터 상향으로 돌출될 수 있고, 하부 부분은 기판 접촉 부분의 모든 측부들을 넘어 측방향으로 연장될 수 있다.
시스템은 연마 패드를 포함할 수 있다. 패드 부분은 연마 패드의 연마 층의 나머지에 일체로 결합될 수 있다. 패드 부분은 하부 부분을 포함할 수 있고, 기판 접촉 부분은 하부 부분으로부터 상향으로 돌출될 수 있고, 하부 부분은 연마 패드에 결합되도록 기판 접촉 부분의 모든 측부들을 넘어 측방향으로 연장될 수 있다. 마찰 센서는 연마 패드에 고정될 수 있다. 마찰 센서의 최하부 표면은 연마 패드의 최하부 표면과 동일 평면 상에 있거나 그에 대해 함몰될 수 있다. 패드 부분의 상부 표면은 연마 패드의 연마 표면과 동일 평면 상에 있을 수 있다. 기판 접촉 부분, 및 연마 패드의 연마 층은 동일한 물질일 수 있다.
마찰 센서는 두 쌍의 용량성 센서들을 포함할 수 있으며, 각각의 쌍의 용량성 센서들은 기판 접촉 부분 아래에서 기판 접촉 부분의 대향하는 측들 상에 위치한다. 인-시튜 마찰 모니터링 시스템은, 복수의 차이들의 제곱들의 합의 제곱근으로서 총 마찰력을 결정하도록 구성될 수 있으며, 복수의 차이들은 두 쌍의 용량성 센서들 중 제1 쌍의 용량성 센서들로부터의 신호들 사이의 제1 차이와 두 쌍의 용량성 센서들 중 제2 쌍의 용량성 센서들로부터의 신호들 사이의 제2 차이를 포함한다.
다른 양상에서, 연마 패드는, 연마 패드의 하부 부분에 의해 둘러싸이는 조립체, 및 조립체 상에 배치되는 패드 부분 및 하부 부분 상에 배치되는 연마 층의 적어도 일부분을 포함하는 상부 부분을 포함한다. 조립체는, 제1 쌍의 전극들이 상부에 형성되는 하부 몸체, 제2 쌍의 전극들이 상부에 형성되고 제1 쌍의 전극들과 정렬되는 중합체 몸체, 및 제1 쌍의 전극들과 제2 쌍의 전극들 사이의 한 쌍의 갭들을 포함한다.
또 다른 양상에서, 연마 동작 동안 기판의 마찰 계수를 모니터링하는 방법은, 기판의 표면을 연마 표면과 접촉하게 그리고 동시에 기판 접촉 부재의 최상부 표면과 접촉하게 위치시키는 단계, 기판과 연마 표면 사이에 상대적인 움직임을 야기하는 단계 ― 상대적인 움직임은, 제1 용량성 센서 상의 압력을 증가시키고 제2 용량성 센서 상의 압력을 감소시키는 마찰력을 기판 접촉 부재에 인가함 ―, 및 제1 및 제2 용량성 센서들로부터의 신호들 사이의 차이에 기반하여 기판 접촉 부재 상의 전단을 표시하는 신호를 생성하는 단계를 포함한다.
또 다른 양상에서, 연마 패드를 제조하는 방법은, 연마 패드의 하부 부분에 의해 둘러싸이는 조립체를 제공하는 단계, 및 조립체 및 하부 부분 상으로의 패드 전구체 물질의 액적 토출을 포함하는 적층(additive) 제조 프로세스에 의해 연마 패드의 상부 부분을 제조하는 단계를 포함한다. 조립체는, 제1 쌍의 전극들이 상부에 형성되는 하부 몸체, 제2 쌍의 전극들이 상부에 형성되고 제1 쌍의 전극들과 정렬되는 중합체 몸체, 및 제1 쌍의 전극들과 제2 쌍의 전극들 사이의 한 쌍의 갭들을 포함한다.
구현들은, 다음의 장점들 중 일부 또는 전부를 갖거나 어느 것도 갖지 않을 수 있다. 연마되고 있는 층의 평탄화 또는 임의의 하부 층의 노출이 더 정확하게 그리고/또는 연마되고 있는 층 및 노출될 층이 유사한 광학 또는 전도성 특성들을 가질 때 검출될 수 있다. 마찰 센서는 소형일 수 있고, 복잡한 기계적 부품들을 피할 수 있다. 마찰 센서는 연마 패드와 통합되어 제조의 용이성을 가능하게 할 수 있다.
하나 이상의 실시예의 세부사항들이 첨부한 도면들 및 아래의 설명에서 기재된다. 다른 양상들, 특징들 및 장점들은, 설명 및 도면들로부터, 그리고 청구항들로부터 명백해질 것이다.
도 1a는, 와전류 모니터링 시스템을 포함하는 화학적 기계적 연마 스테이션의 개략적인 부분 측단면도이다.
도 1b는, 화학적 기계적 연마 스테이션의 개략적인 평면도이다.
도 2는, 연마 패드의 일부분에 있는 마찰 센서의 개략적인 측단면도이다.
도 3은, 도 2의 마찰 센서 및 연마 패드의 개략적인 평면도이다. 도 2는, 도 3의 선(2-2)을 따른 단면이다.
도 4는, 연마 동안의 모니터링의 방법을 예시하는 흐름도이다.
다양한 도면들에서 동일한 참조 기호들은 동일한 요소들을 표시한다.
화학적 기계적 연마의 마찰-기반 모니터링이 제안되었다. 예컨대, 센서는, 상부에 연마 패드의 부분이 장착되는 가요성 판, 예컨대 리프 스프링을 포함한다. 센서는, 가요성 판 상의 변형(strain)을 측정하여 기판으로부터의 마찰을 나타내는 신호를 생성할 수 있다. 그러나, 그러한 센서는 부피가 클 수 있다. 예컨대, 판의 수직 길이는, 플래튼에서 이용가능한 공간을 고려할 때 폼 팩터 문제들을 나타낼 수 있다. 더욱이, 연마 패드에 센서를 설치하는 것이 번거로울 수 있다. 그러나, 용량성 센서는 공간을 덜 차지할 수 있고, 마찰의 방향이 결정될 수 있는 것을 나타내는 신호를 생성할 수 있고/거나, 설치의 용이성을 위해 연마 패드에 통합될 수 있다. 게다가, 용량성 센서는 마찰 측정들에서 증가된 정밀도 및 정확도를 제공할 수 있다. 센서에 대한 접촉부들은 연마 패드의 최하부 상에 배치될 수 있고, 이에 따라, 다른 회로에 대한 전기적 연결이 용이하게 수행될 수 있다.
도 1a 및 도 1b는 연마 장치(100)의 예를 예시한다. 연마 장치(100)는, 상부에 연마 패드(110)가 위치하는 회전가능한 디스크-형상 플래튼(120)을 포함한다. 플래튼은 축(125)을 중심으로 회전하도록 동작가능하다. 예컨대, 모터(121)는, 구동 샤프트(124)를 회전시켜 플래튼(120)을 회전시킬 수 있다.
연마 패드(110)는, 외측 연마 층(112) 및 더 연질의 후면 층(114)을 갖는 2층 연마 패드일 수 있다. 연마 층(112)은 홈들(118)(도 2 참조)에 의해 분리되는 복수의 고평탄부(plateau)들(116)을 갖도록 형성될 수 있다. 연마 층(112)의 연마 표면에 있는 홈들(118)은 연마 액체를 운반하는 역할을 할 수 있다.
연마 장치(100)는, 슬러리와 같은 연마 액체(132)를 연마 패드(110) 상에 분배하기 위한 포트(130)를 포함할 수 있다.
연마 장치는 또한, 연마 패드(110)를 마모시켜 연마 패드(110)를 일관된 연마용 상태로 유지시키기 위한 연마 패드 컨디셔너(170)를 포함할 수 있다. 게다가, 컨디셔닝은 기판과 연마 패드 사이의 마찰의 일관성을 개선한다. 연마 패드 컨디셔너(170)는 컨디셔너 헤드(172)를 포함할 수 있으며, 플래튼(120)이 회전함에 따라 컨디셔너 헤드(172)가 연마 패드(110) 위로 반경방향으로 스위핑하는 것을 허용한다. 컨디셔너 헤드(172)는 하부 표면 상에 컨디셔너 디스크(176), 예컨대, 연마재들, 예컨대 다이아몬드 그릿을 갖는 금속 디스크를 유지할 수 있다. 컨디셔닝 프로세스는, 연마 패드(110)가 교체될 필요가 있을 때까지, 시간 경과에 따라 연마 패드(110)를 마모시키는 경향이 있다.
연마 장치(100)는 적어도 하나의 캐리어 헤드(140)를 포함한다. 캐리어 헤드(140)는, 연마 패드(110)에 맞닿게 기판(10)을 유지하도록 동작가능하다. 캐리어 헤드(140)는, 각각의 개개의 기판과 연관된 연마 파라미터들, 예컨대 압력을 독립적으로 제어할 수 있다.
특히, 캐리어 헤드(140)는, 가요성 멤브레인(144) 아래에 기판(10)을 유지하기 위한 유지 링(142)을 포함할 수 있다. 캐리어 헤드(140)는 또한, 가요성 멤브레인(144) 상의 연관된 구역에 그리고 그에 따라 기판(10) 상의 연관된 구역에 독립적으로 제어가능한 압력들을 인가할 수 있는, 멤브레인에 의해 정의되는 복수의 독립적으로 제어가능한 가압가능 챔버들(146)을 포함한다. 예시의 용이성을 위해 3개의 챔버(146)만이 도 1에 예시되지만, 하나 또는 2개의 챔버, 또는 4개 이상의 챔버, 예컨대 5개의 챔버가 존재할 수 있다.
캐리어 헤드(140)는 지지 구조(150), 예컨대, 캐러셀 또는 트랙으로부터 매달리며, 구동 샤프트(152)에 의해 캐리어 헤드 회전 모터(154)에 연결됨으로써 캐리어 헤드가 축(155)을 중심으로 회전할 수 있다. 임의적으로, 캐리어 헤드(140)는, 예컨대 캐러셀(150) 또는 트랙 상의 슬라이더들 상에서 측방향으로 진동하거나 또는 캐러셀 그 자체의 회전 진동에 의해 측방향으로 진동할 수 있다. 동작 시, 플래튼은 자신의 중심 축(125)을 중심으로 회전되고, 캐리어 헤드는, 자신의 중심 축(155)을 중심으로 회전되고 연마 패드의 최상부 표면에 걸쳐 측방향으로 병진이동된다.
하나의 캐리어 헤드(140)만이 도시되지만, 연마 패드(110)의 표면적이 효율적으로 사용될 수 있도록 부가적인 기판들을 유지하기 위해 더 많은 캐리어 헤드가 제공될 수 있다.
연마 장치(100)는 또한 인-시튜 모니터링 시스템(200)을 포함한다. 특히, 인-시튜 모니터링 시스템(200)은, 연마되고 있는 기판(10) 상의 층의 표면의 마찰에 의존하는 일련의 시변 값들을 생성한다. 인-시튜 모니터링 시스템(200)은, 기판(10)의 국소화된 이산적 영역의 마찰 계수에 의존하는 신호를 생성하는 센서(202)를 포함한다. 기판(10)과 센서(202) 사이의 상대적인 움직임으로 인해, 측정들은 기판(10) 상의 상이한 위치들에서 취해질 수 있다.
CMP 장치(100)는 또한 센서(202)가 기판(10) 아래에 있을 때를 감지하기 위해 광학 인터럽터와 같은 위치 센서(180)를 포함할 수 있다. 예컨대, 광학 인터럽터(180)는 캐리어 헤드(170)에 대향하게 고정된 지점에 장착될 수 있다. 플래그(182)가 플래튼의 주변부에 부착된다. 플래그(182)의 부착 지점 및 길이는, 센서(202)가 기판(10) 아래에서 스위핑할 때 플래그(182)가 센서(180)의 광학 신호를 가로막도록 선택된다. 대안적으로 또는 그에 부가하여, CMP 장치(100)는 플래튼의 각도 위치를 결정하기 위해 인코더를 포함할 수 있다.
필요한 경우, 감지 회로(250)는, 예컨대 배선들(252)을 통해 센서(202)로부터 아날로그 신호, 예컨대, 전압 또는 전류 수준을 수신하는 데 사용될 수 있다. 감지 회로(250)는 플래튼(120)의 함몰부에 위치할 수 있거나, 플래튼(120) 외부에 위치하고 회전식 전기 접합관(union)(129)을 통해 센서(202)에 결합될 수 있다. 일부 구현들에서, 구동 및 감지 회로는, 센서(202)로부터 다수의 아날로그 신호들을 수신하고 그 아날로그 신호들을 직렬 디지털 신호로 변환한다.
제어기(190), 이를테면 범용 프로그래밍가능 디지털 컴퓨터는, 감지 회로(250)로부터 또는 센서(202)로부터 직접 신호를 수신한다. 제어기(190)는, 프로세서, 메모리, 및 I/O 디바이스들뿐만 아니라 출력 디바이스, 예컨대 모니터, 및 입력 디바이스, 예컨대 키보드를 포함할 수 있다. 신호들은 회전식 전기 접합관(129)을 통해 센서(202)로부터 제어기(190)로 전달될 수 있다. 대안적으로, 감지 회로(250)는 무선 신호에 의해 제어기(190)와 통신할 수 있다.
제어기(190)는, 센서(202)로부터의 신호들을 기판(10)의 마찰 계수를 표시하는 일련의 값들로 변환하도록 구성될 수 있다. 그러므로, 제어기(190)의 일부 기능성은 인-시튜 모니터링 시스템(200)의 일부로 간주될 수 있다.
센서(202)가 플래튼의 각각의 회전에 따라 기판 아래에서 스위핑하므로, 마찰에 대한 정보가 인-시튜로 그리고 연속적인 실시간 기반으로 (플래튼 회전마다 한번) 축적된다. 제어기(190)는, 기판이 일반적으로 센서(202) 위에 놓일 때(위치 센서(180)에 의해 결정됨) 측정치들을 샘플링하도록 프로그래밍될 수 있다. 연마가 진행됨에 따라, 기판의 표면의 마찰 계수가 변하고, 샘플링된 신호들이 시간에 따라 변할 수 있다. 시변 샘플링된 신호들은 트레이스들로 지칭될 수 있다. 모니터링 시스템들로부터의 측정치들은, 디바이스의 작업자가 연마 동작의 진행을 시각적으로 모니터링하는 것을 허용하기 위해, 연마 동안 출력 디바이스 상에 표시될 수 있다.
동작 시, CMP 장치(100)는 충전재 층의 대부분이 제거된 때를 결정하고/거나 하부 정지 층이 실질적으로 노출된 때를 결정하기 위해, 인-시튜 모니터링 시스템(200)을 사용할 수 있다. 특히, 하부 층이 노출될 때, 마찰 계수에서 갑작스런 변화가 존재해야 한다. 이러한 변화는, 예컨대, 트레이스의 기울기의 변화들을 검출함으로써, 또는 트레이스의 진폭 또는 기울기가 임계 값을 넘는다는 것을 검출함으로써 검출될 수 있다. 하부 층의 노출의 검출은 연마 종료점을 촉발하고 연마를 중단시킬 수 있다.
제어기(190)는 또한, 캐리어 헤드(170)에 의해 인가되는 압력을 제어하는 압력 메커니즘들, 캐리어 헤드 회전율을 제어하기 위한 캐리어 헤드 회전 모터(174), 플래튼 회전율을 제어하기 위한 플래튼 회전 모터(121), 또는 연마 패드에 공급되는 슬러리 조성을 제어하기 위한 슬러리 분배 시스템(130)에 연결될 수 있다. 게다가, 컴퓨터(190)는, 기판 아래에서의 각각의 스윕으로부터의 센서(202)로부터의 측정치들을 복수의 샘플링 구역들(194)로 분할하고, 각각의 샘플링 구역의 반경방향 위치를 계산하고, 진폭 측정치들을 반경방향 범위들로 분류하도록 프로그래밍될 수 있다. 측정치들을 반경방향 범위들로 분류한 후에, 캐리어 헤드에 의해 인가되는 연마 압력 프로파일을 주기적으로 또는 지속적으로 수정하여 개선된 연마 균일성을 제공하기 위해, 막 두께에 대한 정보가 폐쇄 루프 제어기에 실시간으로 공급될 수 있다.
이제 도 2 및 도 3을 참조하면, 센서(202)는, 기판과 접촉하도록 구성되는 최상부 표면(212)을 갖는 패드 부분(210), 및 패드 부분(210)의 아래에서 패드 부분(210)의 대향하는 측들 상에 위치하는 적어도 한 쌍의 용량성 센서들(220)을 포함할 수 있다. 센서(202)는, 인쇄 회로 기판일 수 있는 하부 몸체(240), 및 중합체 몸체(230)를 포함할 수 있다. 하부 몸체(240)와 중합체 몸체(230) 사이의 갭들은 용량성 센서들(220)의 대향하는 전극들 사이의 공간들을 정의한다.
패드 부분(210)은 기판 접촉 부분(214)을 포함하며, 그의 상부 표면은 연마 패드와 접촉하기 위한 최상부 표면(212)을 제공한다. 기판 접촉 부분(214)은, 정사각형, 원형, 또는 일부 다른 적합한 형상인 측방향 단면(도 3 참조)을 가질 수 있다. 기판 접촉 부분(214)은, 약 0.2 - 0.5 mm의 폭(W) 및 약 0.2 - 1 mm의 높이(H)를 가질 수 있다. 상부 부분(214)의 높이(H)는 기판 접촉 부분(214)의 폭(W)보다 클 수 있다.
패드 부분(210)은 임의적으로, 기판 접촉 부분(214)의 모든 측부들 상에서 측방향으로 외측으로 연장되는 하부 부분(216)을 또한 포함할 수 있으며, 하부 부분(216)은, 기판 접촉 부분(214)의 측방향 치수보다 작은 측방향 치수를 갖는다. 하부 부분(216)은, 용량성 센서들(220) 전체에 걸쳐 연장될 수 있고, 중합체 부분(240) 전체에 걸쳐 연장될 수 있다. 하부 부분(216)은, 존재하는 경우, 상부 부분의 높이보다 작은, 예컨대, 약 0.1 - 0.5 mm의 높이를 가질 수 있다.
일부 구현들에서, 하부 부분(216)은, 연마 패드(30)의 나머지로 연장되어 그와 접촉한다. 하부 부분(216)은, 예컨대 접착제로 연마 층(112)에 고정될 수 있다. 대안적으로, 하부 부분(216)은, 연마 패드(30)의 나머지에 일체로, 즉, 접착제, 이음부, 또는 유사한 불연속성부 없이 결합될 수 있다.
일부 구현들에서, 하부 부분(216) 및 연마 패드(30)의 측부 가장자리들 사이에 갭이 존재한다.
일반적으로, 기판 접촉 부재(58)는 연마 프로세스에 악영향을 주지 않는 물질로 형성되는데, 예컨대, 그 기판 접촉 부재는, 연마 환경과 화학적으로 상용가능하고 기판을 긁거나 손상시키는 것을 피하도록 충분히 연질이어야 한다. 패드 부분(210)은, 연마 패드(30)의 연마 층(32)과 동일한 물질, 예컨대 폴리우레탄일 수 있다. 대안적으로, 패드 부분(210)은, 연마 층(32)과 상이한 물질, 예컨대 아크릴레이트일 수 있다.
패드 부분(210)은 중합체 몸체(230) 상에 지지될 수 있다. 패드 부분(210)의 최하부 표면은, 예컨대, 접착제에 의해 또는 중합체 몸체(230) 상에 직접 패드 부분(210)을 제조함으로써 중합체 몸체(230)의 최상부 표면에 고정될 수 있다.
복수의 돌출부들(232)이 하부 몸체(240), 예컨대 인쇄 회로 기판과 접촉하도록 중합체 몸체(230)의 주 몸체(234)의 최하부로부터 연장된다. 돌출부들(232) 사이의 함몰부들은 중합체 몸체(230)와 하부 몸체(240) 사이에 갭들(236)을 정의한다. 중합체 몸체(230)는, 예컨대 접착제에 의해 하부 몸체(240)에 고정될 수 있다. 갭들(236)은 부분적으로 기판 접촉 부분(214) 아래에 놓일 수 있다. 예컨대, 돌출부(232)의 폭은 기판 접촉 부분(214)의 폭(W)보다 작을 수 있다. 대안적으로, 갭들(236)은, 갭들(236)이 기판 접촉 부분(214) 바로 아래에 놓이지 않도록 측방향으로 이격될 수 있다. 예컨대, 돌출부(232)의 폭은 기판 접촉 부분(214)의 폭(W)보다 클 수 있다.
중합체 몸체(230)는 실리콘 물질, 예컨대, 폴리디메틸실록산(PDMS)일 수 있다. 중합체 몸체(230)는, 성형 프로세스에 의해, 예컨대, 주 몸체(234)로부터 연장되는 돌출부들(232)을 갖는 형태로 사출 성형함으로써 형성될 수 있다.
함몰부들의 내부 수평 표면들은 전극들(238)을 형성하기 위해 전도성 물질로 코팅될 수 있다. 함몰부들의 측벽 표면들(즉, 돌출부들의 측부들)은 코팅될 필요가 없다.
위에 언급된 바와 같이, 하부 몸체(240)는 인쇄 회로 기판일 수 있다. 전극들(242)은 하부 몸체(240)의 최상부 표면 상에 형성되고, 전도성 접촉부들(244)이 하부 몸체(240)의 최하부 표면 상에 형성될 수 있다. 게다가, 하부 몸체(240)는, 예컨대, 하부 몸체의 두께를 통해 연장되어 각각의 전극(242)을 대응하는 전도성 접촉부(244)와 전기적으로 연결하는 전도성 리드 라인들(246)을 포함할 수 있다.
일부 구현들에서, 전기 접촉부들(254)은 플래튼(120)(도 1a 참조)의 최상부 표면 상에 형성될 수 있다. 이러한 전기 접촉부들(254)은 배선들(252)에 의해 감지 회로(250) 및/또는 제어기(190)에 연결된다. 그에 따라, 연마 패드(110)가 플래튼(120) 상에 설치될 때, 각각의 전도성 접촉부(244)는 대응하는 전기 접촉부(254)와 전기적 연결을 이룬다. 이는, 다른 구성요소들, 예컨대, 감지 회로(250) 및/또는 제어기(190)에 대한 센서(202)의 전기적 연결이 신속하고 용이하게 이루어지는 것을 허용한다.
중합체 몸체(230)가 하부 몸체(240)에 고정될 때, 중합체 몸체(230) 상의 각각의 전극(238)은, 하부 몸체(240)의 대응하는 전극(242)과, 그들 사이에 갭(236)이 있게 정렬된다. 사이에 갭(238)이 있는 2개의 전극(238, 242) 세트는 용량성 압력 센서(220)를 제공한다. 간단히 말해서, 전극들(238, 242) 사이의 공간이 변하는 경우, 이는, 커패시턴스에서의 변화, 및 그에 따라, 예컨대 전도성 접촉부(244)를 통해 센서(220)에 결합된 회로에 의해 감지되는 신호에서의 변화를 초래할 것이다.
휴지 상태에서, 예컨대, 기판으로부터의 압력에 의해 압축되어 있지 않을 때, 갭(238)은 10 내지 50 미크론의 높이를 가질 수 있다. 전극들(238, 242)은 0.5 내지 1 mm의 측방향 치수를 가질 수 있다. 전극들(238, 242) 및 갭(238)은, 정사각형, 원형, 또는 다른 적합한 측방향 단면 형상일 수 있다.
상부 부분(214)의 정중선의 대향하는 측들 상에 위치하는 한 쌍의 용량성 압력 센서들(220a, 220b)은 전단 센서를 제공할 수 있다. 특히, 기판으로부터의 기판 접촉 부분(214) 상의 마찰 항력은 패드 부분(210) 상에 토크를 인가하는 경향이 있을 것이다. 이는, 2개의 센서(220a, 220b) 상의 압력에서의 차이를 야기할 것이다. 예컨대, 기판(10)이 연마 패드(110)에 걸쳐 우측으로 이동하고 있는 경우, 패드 부분(210) 상의 마찰은 우측 용량성 압력 센서(220a) 상의 압력을 증가시키고 좌측 용량성 압력 센서(220b) 상의 압력을 감소시키는 경향이 있을 것이다. 역으로, 기판(10)이 연마 패드(110)에 걸쳐 좌측으로 이동하고 있는 경우, 패드 부분(210) 상의 마찰은 우측 용량성 압력 센서(220a) 상의 압력을 감소시키고 좌측 용량성 압력 센서(220b) 상의 압력을 증가시키는 경향이 있을 것이다.
전단량을 검출하고 그에 따라 기판과 기판 접촉 부분(214) 사이의 마찰을 측정하기 위해, 2개의 센서(220a, 220b)로부터의 신호들 사이의 차이가 계산될 수 있다. 예컨대, 우측 용량성 압력 센서(220a)로부터의 신호가 좌측 용량성 압력 센서(220b)로부터의 신호로부터 감산될 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 일부 구현들에서, 센서(202)는 두 쌍의 용량성 압력 센서들(220)(즉, 4개의 용량성 압력 센서)을 포함한다. 각각의 쌍의 2개의 센서는 상부 부분(214)의 정중선의 대향하는 측들 상에 위치한다. 게다가, 2개의 쌍은 수직 축들을 따른 전단을 측정하도록 배열될 수 있다. 이러한 구성을 이용하여, 인-시튜 모니터링 시스템(200)은, 예컨대, 2개의 수직 방향에서 측정된 전단의 제곱들의 합의 제곱근으로서, 총 마찰력을 표시하는 측정치를 생성할 수 있다. 이러한 계산은 제어기(190)에 의해 수행될 수 있다. 일부 구현들에서, 센서(202)는, 세 쌍 이상의 쌍의 용량성 압력 센서들(220)을 포함하며, 각각의 쌍의 용량성 압력 센서들(220)은 패드 부분(210)의 대향하는 측들 상의 2개의 용량성 압력 센서를 포함한다. 예컨대, 도 3이 패드 부분(210)의 대각선으로 위 및 아래에 빈 지점들을 예시하지만, 이러한 지점들은 부가적인 용량성 압력 센서들에 의해 점유될 수 있다.
상이한 기판 층들은 증착된 층들과 기판 접촉 부분(214) 사이에서 상이한 마찰 계수들을 갖는다. 이러한 마찰 계수들에서의 차이는, 상이한 증착된 층들이 상이한 양들의 마찰력을 생성하고 그에 따라 센서(202) 상에 상이한 전단량들을 생성할 것임을 의미한다. 마찰 계수가 증가하는 경우, 전단은 증가할 것이다. 유사하게, 마찰 계수가 감소하는 경우, 전단은 감소할 것이다. 증착된 층(16)이 패터닝된 층(14)을 노출시킬 때까지 연마될 때, 전단은 연마 패드(30)와 증착된 층(14)의 물질 사이의 상이한 마찰 계수를 반영하도록 변할 것이다. 결과적으로, 컴퓨팅 디바이스, 이를테면 제어기(190)는, 인-시튜 모니터링 시스템에 의해 검출되는 전단 및 그에 따른 마찰에서의 변화들을 모니터링함으로써 연마 종료점을 결정하는 데 사용될 수 있다.
도 4를 참조하면, 제어기는 연마 시스템(100)을 제어하는 데 사용될 수 있다. 화학적 기계적 연마를 위한 컴퓨터 프로그램의 구현은, 기판(10) 상에서의 화학적 기계적 연마 프로세스의 개시로 시작된다(410). 연마 프로세스 동안, 컴퓨터(90)는 센서들(202)로부터 입력을 수신한다(420). 개별 용량성 센서들(220)로부터의 입력은 동시에 또는 연속적으로 수신될 수 있고, 계속해서 또는 주기적으로 수신될 수 있다. 제어기(190)(또는 회로(250))는 용량성 센서들(220)로부터 신호들을 수신하고 센서(202)가 겪는 전단을 결정한다(430). 제어기(190)는 전단에서의 변화들에 대한 신호를 모니터링한다. 전단에서의 변화가 원하는 연마 종료점을 표시할 때, 제어기(190)는 연마 프로세스를 종료한다(440).
일부 구현들에서, 제어기(190)는 연마 종료점을 결정하기 위해 전단 데이터의 기울기에서의 변화들을 검출한다. 제어기(190)는, 연마 종료점을 결정하기 위해 전단 신호 평활화를 또한 모니터링할 수 있다. 대안적으로, 제어기(190)는, 종료점의 발생을 결정하기 위해, 사용된 증착된 층들에 기반한 미리 결정된 종료점 전단 값들을 포함하는 데이터베이스를 참조한다.
위에 언급된 바와 같이, 제어기(90)는 센서(202)로부터의 측정치들을 반경방향 범위들로 분류할 수 있다. 이어서, 측정치들에 기반하여 연마 파라미터들이 조정되어, 예컨대, 개선된 균일성을 제공할 수 있다. 특정 범위에서 하부 층이 노출된 것으로 측정치들이 표시할 때, 그 범위에서 연마 파라미터들은 연마율을 감소시키도록 조정될 수 있다. 이어서, 기판의 상이한 반경방향 범위들에 대해 독립적으로 제어가능한 기계 파라미터들이 개개의 반경방향 범위들에 대한 측정치들에 기반하여 제어될 수 있다.
특히, 측정치들은 이어서, 캐리어 헤드(170)에 의해 인가되는 압력의 실시간 폐쇄 루프 제어에 사용될 수 있다. 예컨대, 하나의 반경방향 구역, 예컨대, 기판의 가장자리에서 마찰이 변화하고 있다는 것을 제어기(190)가 검출하는 경우, 이는, 하부 층이 노출되고 있다는 것, 예컨대, 하부 층이 기판의 가장자리에서 먼저 노출되고 있다는 것을 표시할 수 있다. 그에 대한 응답으로, 제어기(190)는, 캐리어 헤드(170)로 하여금 기판의 가장자리들에 인가되는 압력을 감소시키게 할 수 있다. 대조적으로, 다른 반경방향 범위, 예컨대, 기판의 중심 부분에서의 마찰에서의 변화를 제어기(190)가 검출하지 않은 경우, 이는, 하부 층이 아직 노출되지 않았다는 것을 표시할 수 있다. 제어기(190)는, 캐리어 헤드(170)로 하여금 기판의 중심에 인가되는 압력을 유지하게 할 수 있다.
도 1b를 참조하면, 인-시튜 모니터링 시스템은 다수의 센서들(202)을 포함할 수 있다. 예컨대, 인-시튜 모니터링 시스템은, 플래튼의 회전 축을 중심으로 실질적으로 동일한 거리에 배치되지만 동일한 각도 간격들로 배치되는 다수의 센서들(202)을 포함할 수 있다. 다른 예로서, 연마 패드(110) 상의 상이한 반경방향 위치들에 위치하는 센서들(202)이 존재할 수 있다. 예컨대, 센서들(202)은 3 x 3 격자로 배열될 수 있다. 센서들의 수를 증가시키는 것은 기판(10)으로부터의 샘플링 레이트의 증가를 허용한다.
센서(202)를 제조하기 위해, 하부 몸체(240)는, 예컨대, 전극들(242)을 갖는 인쇄 회로 기판으로서 제조될 수 있다. 중합체 몸체(230)는 사출 성형에 의해 제조될 수 있다. 전극들(238)은, 예컨대, 스퍼터링 프로세스에 의해, 돌출부들(232) 사이의 함몰부들에 증착될 수 있다. 중합체 몸체(230)는 용량성 센서들(220)을 형성하도록 하부 몸체(240)에 정렬되고 고정된다.
이어서, 중합체 몸체(230) 및 하부 몸체(240)의 조립체는 후면 층(114)의 애퍼쳐 내에 배치될 수 있다. 이어서, 연마 층(112)이 조립체 및 후면 층의 최상부 상에 제조될 수 있다. 예컨대, 연마 층(112)은, 3D 인쇄 프로세스에 의해, 예컨대, 패드 전구체 물질의 액적들의 토출 및 경화에 의해 제조될 수 있다. 이는, 패드 부분(210), 및 연마 층(112)의 나머지가 하나의 연속적인 부분으로서 함께, 즉, 접착제, 이음부, 또는 유사한 불연속성부 없이 제조되는 것을 허용한다.
대안적으로, 연마 층(112)은 별개로 제조된 후에 조립체 및 후면 층(114) 상에 배치되어 예컨대 접착제에 의해 고정될 수 있다.
대안적으로, 패드 부분(210)은 중합체 몸체(230) 및 하부 몸체(240)의 조립체에 별개로 고정될 수 있다. 그 후, 센서(202)는, 예컨대, 연마 패드(110)의 애퍼쳐 내에 삽입되고 예컨대 접착제에 의해 고정됨으로써 연마 패드(110)에 설치될 수 있다.
모니터링 시스템은 다양한 연마 시스템들에서 사용될 수 있다. 연마 패드 또는 캐리어 헤드 중 어느 하나 또는 둘 모두는, 연마 표면과 기판 사이의 상대적인 움직임을 제공하기 위해 이동할 수 있다. 연마 패드는 표준(예컨대, 충전재들이 있거나 없는 폴리우레탄) 조질 패드, 연질 패드, 또는 고정식-연마재 패드일 수 있다.
예컨대 제어기 및/또는 감지 회로에 대한, 본 명세서에 설명된 기능 동작들은, 디지털 전자 회로로, 또는 본 명세서에 개시된 구조적 수단 및 그의 구조적 등가물들을 포함하는 컴퓨터 소프트웨어, 펌웨어, 또는 하드웨어에서, 또는 그들의 조합들로 구현될 수 있다. 실시예들은, 데이터 처리 장치, 예컨대, 프로그래밍가능 프로세서, 컴퓨터, 또는 다수의 프로세서들 또는 컴퓨터들에 의한 실행을 위해, 또는 그 동작을 제어하기 위해, 하나 이상의 컴퓨터 프로그램 제품, 즉, 정보 캐리어 내에, 예컨대, 비-일시적인 기계 판독가능 저장 매체 내에 또는 전파되는 신호 내에 유형으로 구현된 하나 이상의 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수 있다. 컴퓨터 프로그램(프로그램, 소프트웨어, 소프트웨어 애플리케이션, 또는 코드로 또한 알려져 있음)은, 컴파일 또는 해석되는 언어들을 포함하는 임의의 형태의 프로그래밍 언어로 작성될 수 있고, 이는 독립형 프로그램 또는 모듈, 컴포넌트, 서브루틴 또는 컴퓨팅 환경에서 사용하기에 적합한 다른 유닛을 포함하는 임의의 형태로 배포될 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 반드시 파일에 대응하지는 않는다. 프로그램은 다른 프로그램들 또는 데이터를 보유하는 파일의 일부분에, 해당 프로그램에 전용인 단일 파일에, 또는 다수의 조직화된 파일들(예컨대, 하나 이상의 모듈, 서브 프로그램, 또는 코드의 부분을 저장하는 파일들)에 저장될 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 하나의 위치에 있거나 다수의 위치들에 걸쳐 분산되어 통신망에 의해 상호연결되는 다수의 컴퓨터들 상에서 실행되거나 또는 하나의 컴퓨터 상에서 실행되도록 배치될 수 있다.
본 명세서에서 설명되는 프로세스들 및 논리 흐름들은, 입력 데이터에 대해 동작하여 출력을 생성함으로써 기능들을 수행하기 위해 하나 이상의 컴퓨터 프로그램을 실행하는 하나 이상의 프로그래밍가능 프로세서에 의해 수행될 수 있다. 프로세스들 및 논리 흐름들은 또한, 특수 목적 논리 회로, 예컨대, 필드 프로그래밍가능 게이트 어레이(FPGA) 또는 주문형 집적 회로(ASIC)에 의해 수행될 수 있고, 장치가 또한 그들로서 구현될 수 있다.
다수의 실시예들이 설명되었다. 그럼에도 불구하고, 본 개시내용의 사상 및 범위에서 벗어남이 없이 다양한 수정들이 이루어질 수 있다는 것이 이해될 것이다. 예컨대, 다음과 같다:
● 중합체 몸체의 최상부 표면은 후면 층의 최상부 표면과 동일 평면 상에 있을 필요가 없다.
● 도 2는 연마 패드가 2개의 층을 갖는 것으로 예시하지만, 연마 패드는 단일 층 패드일 수 있다. 함몰부가 연마 패드의 후방 표면에 형성될 수 있고, 센서는 함몰부에 삽입될 수 있다.
● 연마 패드는 3D 인쇄 프로세스에 의해 센서 주위에 구축될 수 있다. 예컨대, 중합체 몸체 및 하부 몸체의 조립체는 인쇄 스테이지 상에 배치될 수 있고, 연마 패드의 하부 부분은, 예컨대, 조립체 상이 아닌 그 주위의 영역들 내에 전구체 물질의 액적들을 선택적으로 토출함으로써 조립체 주위에 제조될 수 있다. 이는, 패드 물질의 최상부가 조립체의 최상부와 동일 평면 상에 있을 때까지 층들을 구축할 수 있다. 이 시점 이후, 전구체 물질의 액적들이 이전에 형성된 층들 및 조립체 둘 모두에 걸쳐 토출될 수 있으며, 그에 따라, 패드 부분, 및 연마 패드의 나머지의 상부 부분이 형성된다.
● 조립체 주위에 3D 인쇄에 의해 연마 패드를 제조하는 기법이 단일 층 패드에 대해 또는 다중 층 패드에 대해 사용될 수 있으며, 단일 층 패드에 대해 사용되는 경우에, 패드 전체에 걸쳐 동일한 물질이 사용될 수 있고, 다중 층 패드에 대해 사용되는 경우에, 조립체 주위에 연마 패드의 하부 부분(및 그에 따른 후면 층)을 형성하기 위해 상이한 전구체 또는 상이한 경화 기법이 사용될 수 있다.
그에 따라서, 다른 실시예들이 다음의 청구항들의 범위 내에 있다.

Claims (20)

  1. 화학적 기계적 연마 시스템으로서,
    연마 패드를 지지하기 위한 플래튼;
    기판을 유지하고 상기 기판의 하부 표면을 상기 연마 패드와 접촉시키기 위한 캐리어 헤드; 및
    마찰 센서를 포함하는 인-시튜 마찰 모니터링 시스템을 포함하며,
    상기 마찰 센서는,
    상기 기판의 하부 표면과 접촉하기 위한 상부 표면을 가진 기판 접촉 부분을 갖는 패드 부분, 및
    상기 기판 접촉 부분 아래에서 상기 기판 접촉 부분의 대향하는 측들 상에 위치하는 한 쌍의 용량성 센서들을 포함하는, 화학적 기계적 연마 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 인-시튜 마찰 모니터링 시스템은, 상기 한 쌍의 용량성 센서들 중 제1 용량성 센서로부터의 제1 신호와 상기 한 쌍의 용량성 센서들 중 제2 용량성 센서로부터의 제2 신호 사이의 시간 경과에 따른 일련의 차이들을 결정하도록 구성되는, 화학적 기계적 연마 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 일련의 차이들에 기반하여, 연마 종료점, 또는 상기 캐리어 헤드에 의해 인가되는 압력에 대한 변화 중 적어도 하나를 결정하도록 구성되는 제어기를 포함하는, 화학적 기계적 연마 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 마찰 센서는, 제1 쌍의 전극들이 상부에 형성되는 하부 몸체, 제2 쌍의 전극들이 상부에 형성되고 상기 제1 쌍의 전극들과 정렬되는 중합체 몸체, 및 상기 제1 쌍의 전극들과 상기 제2 쌍의 전극들 사이의 한 쌍의 갭들을 포함하며, 제1 전극, 갭, 및 제2 전극의 각각의 적층체는 상기 한 쌍의 용량성 센서들 중 하나를 제공하는, 화학적 기계적 연마 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 중합체 몸체는, 주 몸체, 및 상기 하부 몸체와 접촉하도록 상기 주 몸체로부터 연장되는 복수의 돌출부들을 포함하며, 상기 돌출부들 사이의 함몰부들은 갭들을 정의하는, 화학적 기계적 연마 시스템.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 중합체 몸체는 성형된 실리콘을 포함하는, 화학적 기계적 연마 시스템.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 하부 몸체는 인쇄 회로 기판을 포함하는, 화학적 기계적 연마 시스템.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 패드 부분은 상기 중합체 몸체 상에 지지되는, 화학적 기계적 연마 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 패드 부분은 하부 부분을 포함하고, 상기 기판 접촉 부분은 상기 하부 부분으로부터 상향으로 돌출되고, 상기 하부 부분은 상기 기판 접촉 부분의 모든 측부들을 넘어 측방향으로 연장되는, 화학적 기계적 연마 시스템.
  10. 제1항에 있어서,
    연마 패드를 포함하는, 화학적 기계적 연마 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 패드 부분은 상기 연마 패드의 연마 층의 나머지에 일체로 결합되는, 화학적 기계적 연마 시스템.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 패드 부분은 하부 부분을 포함하고, 상기 기판 접촉 부분은 상기 하부 부분으로부터 상향으로 돌출되고, 상기 하부 부분은 상기 연마 패드에 결합되도록 상기 기판 접촉 부분의 모든 측부들을 넘어 측방향으로 연장되는, 화학적 기계적 연마 시스템.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 마찰 센서의 최하부 표면은 상기 연마 패드의 최하부 표면과 동일 평면 상에 있거나 그에 대해 함몰된, 화학적 기계적 연마 시스템.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 패드 부분의 상부 표면은 상기 연마 패드의 연마 표면과 동일 평면 상에 있는, 화학적 기계적 연마 시스템.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 기판 접촉 부분, 및 상기 연마 패드의 연마 층은 동일한 물질인, 화학적 기계적 연마 시스템.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 마찰 센서는 두 쌍의 용량성 센서들을 포함하며, 각각의 쌍의 용량성 센서들은 상기 기판 접촉 부분 아래에서 상기 기판 접촉 부분의 대향하는 측들 상에 위치하는, 화학적 기계적 연마 시스템.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 인-시튜 마찰 모니터링 시스템은, 복수의 차이들의 제곱들의 합의 제곱근으로서 총 마찰력을 결정하도록 구성되며, 상기 복수의 차이들은 상기 두 쌍의 용량성 센서들 중 제1 쌍의 용량성 센서들로부터의 신호들 사이의 제1 차이 및 상기 두 쌍의 용량성 센서들 중 제2 쌍의 용량성 센서들로부터의 신호들 사이의 제2 차이를 포함하는, 화학적 기계적 연마 시스템.
  18. 연마 패드로서,
    제1 쌍의 전극들이 상부에 형성되는 하부 몸체, 제2 쌍의 전극들이 상부에 형성되고 상기 제1 쌍의 전극들과 정렬되는 중합체 몸체, 및 상기 제1 쌍의 전극들과 상기 제2 쌍의 전극들 사이의 한 쌍의 갭들을 포함하는 조립체;
    상기 조립체를 둘러싸는, 상기 연마 패드의 하부 부분;
    상기 조립체 상에 배치되는 패드 부분, 및 상기 하부 부분 상에 배치되는 연마 층의 적어도 일부분을 포함하는 상부 부분을 포함하는, 연마 패드.
  19. 연마 동작 동안 기판의 마찰 계수를 모니터링하는 방법으로서,
    상기 기판의 표면을 연마 표면과 접촉하게 그리고 동시에 기판 접촉 부재의 최상부 표면과 접촉하게 위치시키는 단계;
    상기 기판과 상기 연마 표면 사이에 상대적인 움직임을 야기하는 단계 ― 상기 상대적인 움직임은, 제1 용량성 센서 상의 압력을 증가시키고 제2 용량성 센서 상의 압력을 감소시키는 마찰력을 상기 기판 접촉 부재에 인가함 ―, 및
    상기 제1 용량성 센서 및 상기 제2 용량성 센서로부터의 신호들 사이의 차이에 기반하여 상기 기판 접촉 부재 상의 전단을 표시하는 신호를 생성하는 단계를 포함하는, 연마 동작 동안 기판의 마찰 계수를 모니터링하는 방법.
  20. 연마 패드를 제조하는 방법으로서,
    상기 연마 패드의 하부 부분에 의해 둘러싸이는 조립체를 제공하는 단계 ― 상기 조립체는, 제1 쌍의 전극들이 상부에 형성되는 하부 몸체, 제2 쌍의 전극들이 상부에 형성되고 상기 제1 쌍의 전극들과 정렬되는 중합체 몸체, 및 상기 제1 쌍의 전극들과 상기 제2 쌍의 전극들 사이의 한 쌍의 갭들을 포함함 ―; 및
    상기 조립체 및 상기 하부 부분 상으로의 패드 전구체 물질의 액적 토출을 포함하는 적층(additive) 제조 프로세스에 의해 상기 연마 패드의 상부 부분을 제조하는 단계를 포함하는, 연마 패드를 제조하는 방법.
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