特許 7277528 ＣＭＰプロセスのトラッキングデータを３Ｄ印刷されたＣＭＰ消耗材と組み合わせるための技法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-05-10

(45)【発行日】2023-05-19

(54)【発明の名称】ＣＭＰプロセスのトラッキングデータを３Ｄ印刷されたＣＭＰ消耗材と組み合わせるための技法

(51)【国際特許分類】

   B24B 37/22 20120101AFI20230511BHJP

   B24B 37/30 20120101ALI20230511BHJP

   B24B 49/10 20060101ALI20230511BHJP

   B24B 37/24 20120101ALI20230511BHJP

   B24B 49/14 20060101ALI20230511BHJP

   B24B 49/16 20060101ALI20230511BHJP

   H01L 21/304 20060101ALI20230511BHJP

   B23Q 17/09 20060101ALN20230511BHJP

【ＦＩ】

B24B37/22

B24B37/30 E

B24B49/10

B24B37/24 B

B24B49/14

B24B49/16

H01L21/304 622F

H01L21/304 622R

B23Q17/09 A

【請求項の数】 20

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2021142999

(22)【出願日】2021-09-02

(62)【分割の表示】P 2018522976の分割

【原出願日】2016-10-19

(65)【公開番号】P2022023027

(43)【公開日】2022-02-07

【審査請求日】2021-09-30

(31)【優先権主張番号】14/935,134

(32)【優先日】2015-11-06

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】390040660

【氏名又は名称】アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】ＡＰＰＬＩＥＤ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ，ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ

【住所又は居所原語表記】３０５０ Ｂｏｗｅｒｓ Ａｖｅｎｕｅ Ｓａｎｔａ Ｃｌａｒａ ＣＡ ９５０５４ Ｕ．Ｓ．Ａ．

(74)【代理人】

【識別番号】110002077

【氏名又は名称】園田・小林弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】ファン， ジェーソン ジー．

(72)【発明者】

【氏名】バジャージ， ラジーブ

(72)【発明者】

【氏名】レッドフィールド， ダニエル

(72)【発明者】

【氏名】カナ， アニルド

(72)【発明者】

【氏名】コルネホ， マリオ

(72)【発明者】

【氏名】メンク， グレゴリー イー．

(72)【発明者】

【氏名】ワトキンス， ジョン

【審査官】山村 和人

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１５／０１２６０９９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】国際公開第２００７／０８６５２９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１４／０１３８３５５（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２４Ｂ ３７／００ － ３７／３４

Ｂ２４Ｂ ４９／００ － ４９／１８

Ｈ０１Ｌ ２１／３０４

Ｂ２３Ｑ １７／０９

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

印刷されたポリマー体であって、
第１の材料を含み、基板に接触するように構成された研磨面を画定する複数の研磨特徴と、
前記第１の材料と異なる第２の材料を含む１つ以上のベース特徴とを含み、
前記１つ以上のベース特徴は、前記複数の研磨特徴の前記研磨面から距離を置いて配置され、前記１つ以上のベース特徴及び前記複数の研磨特徴は、前記研磨面と平行な方向に沿って、重複せずに交互に並べて配置されている、
印刷されたポリマー体と、
前記印刷されたポリマー体内に一体的に配置された無線周波数識別（ＲＦＩＤ）タグと
を備える研磨パッド装置。

【請求項2】

前記第１の材料及び前記第２の材料は、エポキシ、フェノール、アミン、ポリエステル、ウレタン、シリコン、及びそれらのアクリレート、混合物、共重合体、及びグラフトから成る群から選択される、請求項１に記載の装置。

【請求項3】

前記ＲＦＩＤタグは、無線通信技法を用いて質問器と通信するように構成された誘導アンテナを有する、請求項１に記載の装置。

【請求項4】

前記ＲＦＩＤタグは、前記研磨面から２００μｍから５００μｍの間に位置している、請求項１に記載の装置。

【請求項5】

前記印刷されたポリマー体内に凹部が形成されており、前記ＲＦＩＤタグが、前記印刷されたポリマー体内に形成された前記凹部の表面に結合されている、請求項１に記載の装置。

【請求項6】

前記ＲＦＩＤタグが、導電性のナノ粒子を含有する導電性ポリマー材料を含む、請求項５に記載の装置。

【請求項7】

前記１つ以上のベース特徴よりも高い位置に、前記研磨面が形成されており、前記複数の研磨特徴が第１の高さを有し、前記１つ以上のベース特徴が第２の高さを有し、前記第１の高さが前記第２の高さよりも大きい、請求項１に記載の装置。

【請求項8】

化学機械研磨システムであって、
支持面を有するプラテンと、
内部に無線周波数識別（ＲＦＩＤ）タグが配置された、印刷された研磨パッドであって、前記ＲＦＩＤタグは、前記印刷された研磨パッドの特性に関連する複数の情報を保存し、前記印刷された研磨パッドは、前記プラテンの前記支持面の上に配置され、且つ前記印刷された研磨パッドは、
第１の材料を含み、基板に接触するように構成された研磨面を画定する複数の研磨特徴であって、同心リング状に並べられた複数の研磨特徴、及び
前記第１の材料と異なる第２の材料を含む１つ以上のベース特徴であって、前記１つ以上のベース特徴は、前記研磨面から距離を置いて配置され、前記１つ以上のベース特徴と前記複数の研磨特徴とは、前記研磨面と平行な方向に沿って、重複せずに交互に並べて配置されている、１つ以上のベース特徴
を備えている、印刷された研磨パッドと、
前記プラテンに対向して位置づけされ、前記印刷された研磨パッドの前記研磨面に基板を押し付けるように構成された研磨ヘッドと、
を備える、化学機械研磨システム。

【請求項9】

前記プラテンに結合された質問器をさらに備え、前記質問器及び前記ＲＦＩＤタグは、無線通信技法を用いて互いに通信するように構成されている、請求項８に記載の研磨システム。

【請求項10】

前記印刷された研磨パッドは非導電性ポリマー材料から形成され、前記ＲＦＩＤタグは導電性ポリマー材料から形成されている、請求項８に記載の研磨システム。

【請求項11】

保持リングをさらに備え、前記保持リング内にＲＦＩＤタグが配置されている、請求項８に記載の研磨システム。

【請求項12】

可撓性膜をさらに備え、前記可撓性膜内にＲＦＩＤタグが配置されている、請求項８に記載の研磨システム。

【請求項13】

前記印刷された研磨パッド内に凹部が形成されており、前記ＲＦＩＤタグが、前記印刷された研磨パッド内に形成された前記凹部の表面に結合されている、請求項８に記載の研磨システム。

【請求項14】

研磨パッドを製造する方法であって、
第１の材料を分配することによって、ポリマー体の複数の研磨特徴を形成することであって、前記複数の研磨特徴は、同心リング状に並べられ、基板に接触するように構成された研磨面を画定する、形成することと、
前記第１の材料と異なる第２の材料を分配することによって、前記ポリマー体の１つ以上のベース特徴を形成することと、
前記ポリマー体の内部に、前記研磨面から距離を置いて無線周波数識別（ＲＦＩＤ）タグを配置することと、
を含み、
前記１つ以上のベース特徴の各々は、前記研磨面から距離を置いて配置され、
前記１つ以上のベース特徴と前記複数の研磨特徴とは、前記研磨面と平行な方向に沿って、重複せずに交互に並べて配置され、
前記ＲＦＩＤタグは、前記ポリマー体の２つ以上の特性に関連する複数の情報を保存する、方法。

【請求項15】

前記第１の材料及び前記第２の材料は、エポキシ、フェノール、アミン、ポリエステル、ウレタン、シリコン、及びそれらのアクリレート、混合物、共重合体、及びグラフトから成る群から選択される、請求項１４に記載の方法。

【請求項16】

前記ＲＦＩＤタグは、無線通信技法を用いて質問器と通信するように構成された誘導アンテナを有する、請求項１４に記載の方法。

【請求項17】

前記ＲＦＩＤタグと前記研磨面との間の前記距離は、約２００μｍから約５００μｍの間である、請求項１４に記載の方法。

【請求項18】

前記ポリマー体内に凹部を形成することをさらに含み、
前記ポリマー体内に形成された前記凹部の表面に、前記ＲＦＩＤタグが結合される、請求項１４に記載の方法。

【請求項19】

前記ＲＦＩＤタグが、導電性のナノ粒子を含有する導電性ポリマー材料を含む、請求項１８に記載の方法。

【請求項20】

前記１つ以上のベース特徴よりも高い位置に、前記研磨面が形成され、前記複数の研磨特徴が第１の高さを有し、前記１つ以上のベース特徴が第２の高さを有し、前記第１の高さが前記第２の高さよりも大きい、請求項１４に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

［０００１］本開示の実施形態は概して、化学機械研磨（ＣＭＰ）装置、及びＣＭＰ装置を製造し使用する方法に関する。より具体的には、本書に記載の実施形態は、ＣＭＰ装置においてデータを収集する、例えばＣＭＰプロセスに関するデータ、及び／又はＣＭＰ研磨装置に含まれる構成要素に関するデータを収集するための技法に関する。

【背景技術】

【0002】

［０００２］化学機械研磨（ＣＭＰ）は、半導体デバイスの製造中に基板を平坦化するのに一般的に用いられる技法である。ＣＭＰプロセスの間、処理される基板はキャリアヘッドに装着され、デバイス面は回転している研磨パッドに当接するように位置づけされる。キャリアヘッドは、デバイス面を研磨パッドに押し付けるために、基板に制御可能な負荷を加える。例えば研磨材粒子を有するスラリ等の研磨液が通常、研磨パッドの表面に供給される。研磨パッドは、特定数の基板を研磨した後に通常摩耗する消耗部品である。したがって、パッドと、他のＣＭＰ消耗部品は、一定の適切な研磨性能を維持するために時折交換する必要がある。

【0003】

［０００３］研磨パッドは通常、ポリウレタン材料を成形、鋳造又は焼結することによって製造される。成形の場合、研磨パッドは、例えば射出成形等によって１度に１つずつ製造されうる。鋳造の場合、液体の前駆体が鋳造され、硬化されて塊が形成され、この塊が続いて個々のパッド片にスライスされる。パッド片は次に最終的な厚さに機械加工されうる。溝が機械加工で研磨面に形成されうる、あるいは射出成形プロセスの一部として形成されうる。これらの研磨パッドを製造する方法は高価であり、時間がかかる。更に、これらの方法によって製造された研磨パッドによる研磨は非均一であることが多い。例えば、ＣＭＰの間、基板上の異なるエリアが異なる速度で研磨され得、その結果、あるエリアでは材料が多く除去され過ぎる（「過剰研磨」）、あるいは他のエリアでは材料が少ししか除去されない（「研磨不足」）ことになりうる。

【0004】

［０００４］加えて、従来の技法によって製造された研磨パッド及び他のＣＭＰ装置には、さまざまなトラッキング、感知、監視、及びプロセス計測機能を実施するデバイス及び方法に欠けることが多い。従来のＣＭＰシステムの多くは、通常、先端技術の集積回路ノードで形成されたデバイスを平坦化するのに必要なＣＭＰプロセスを的確に制御するのに十分なデータを提供しないシステムレベルの感知技法に頼っている。

【0005】

［０００５］したがって、改善された研磨性能及び好ましいプロセス感知能力を提供するＣＭＰシステム、研磨パッド及び他のＣＭＰ装置が必要である。加えて、上記装置を製造するための方法が必要である。

【発明の概要】

【0006】

［０００６］一実施形態では、研磨パッド装置が提供される。本装置は、基板に接触するように構成された上面を有する一または複数の研磨特徴を備える印刷されたポリマー体を含む。印刷されたポリマー体は、第１の材料を含む第１の領域と、第２の材料を含む第２の領域とを含む。ＲＦＩＤタグは、印刷されたポリマー体内に一体的に配置され得、上面からある距離を置いて位置づけされうる。

【0007】

［０００７］別の実施形態では、化学機械研磨システムが提供される。本システムは、支持面を有するプラテンと、ＲＦＩＤタグが配置された印刷された研磨パッドとを含む。印刷された研磨パッドは、プラテンの支持面の上に配置され得、質問器がプラテンに結合されていてもよい。質問器及びＲＦＩＤタグは、無線通信技法を用いて互いに通信するように構成される。研磨ヘッドも、プラテンに対向して位置づけされ得、印刷された研磨パッドの研磨面に基板を押し付けるように構成されうる。

【0008】

［０００８］更に別の実施形態では、研磨パッドを製造する方法が提供される。本方法は、印刷ヘッドの第１のノズルから一または複数の第１のポリマー材料を分配することによって、研磨パッドの印刷された第１の部分を堆積させることを含む。一または複数の第１のポリマー材料は非導電性であり、印刷されたＲＦＩＤタグは、研磨ヘッドの印刷された第１の部分に印刷ヘッドの第２のノズルから一または複数の第２のポリマー材料を分配することによって堆積されうる。一または複数の第２のポリマー材料は、少なくとも１つの導電性又は半導電性ポリマー材料を含みうる。研磨パッドの印刷された第２の部分は、印刷ヘッドの第１のノズルから一または複数の第１のポリマー材料を分配することによって、印刷されたＲＦＩＤタグ及び印刷された第１の部分の上に堆積されうる。

【0009】

［０００９］更に別の実施形態では、印刷された研磨ヘッドを使用する方法が提供されている。本方法は、印刷された研磨パッド内部に配置されたＲＦＩＤタグで一または複数の処理パラメータを感知することと、質問器を介して、ＲＦＩＤタグから一または複数の信号を受信することとを含む。本方法はまた、一または複数の信号を研磨プロセスを制御するように適合されたコントローラへ伝達することも含む。

【0010】

［００１０］更に別の実施形態では、無線通信方法が提供されている。本方法は、研磨システムにおいて基板研磨プロセスを実施することを含む。研磨システムは、プラテンと、プラテンに結合された研磨パッドと、研磨ヘッドに取り外し可能に結合された一または複数の構成要素を含む研磨ヘッドとを含みうる。ＲＦＩＤタグは一または複数の構成要素に結合されていてよく、一または複数の無線通信信号は、プラテン内に固定可能に配置された質問器を介してＲＦＩＤタグから受信されうる。一または複数の無線通信信号が解析され得、一または複数の構成要素は研磨ヘッドから取り外し可能である。

【0011】

［００１１］更に別の実施形態では、設計プロセスで使用される機械可読媒体において具現化される構造が提供されている。この構造は、基板に接触するように構成された上面を有する一または複数の研磨特徴を含む印刷されたポリマー体を含む。印刷されたポリマー体は、一または複数のほぼ非導電性の第１の材料を含む。一または複数の第２の材料を含む印刷されたＲＦＩＤタグは、印刷されたポリマー体内部に一体的に配置されうる。一または複数の第２の材料は、導電性又は半導電性であってよい。

【0012】

［００１２］更に別の実施形態では、非一過性コンピュータ可読媒体が提供されている。コンピュータ可読媒体は、プロセッサによって実行されたときに、基板研磨プロセスを開始させ、一または複数の処理パラメータに対応する信号を受信させる工程を実施することによって、コンピュータシステムに基板研磨プロセスを実行させる命令を記憶しうる。印刷された研磨パッド内部に配置された無線通信装置によって、信号が生成されうる。信号は、処理条件を決定するために解析され得、処理条件に応じて、一または複数の処理パラメータのうちの少なくとも１つが変更されうる。

【0013】

［００１３］ある実施形態では、ＲＦＩＤタグは、研磨パッド内部に配置されていてよい、あるいは研磨パッドに結合されていてよく、リーダは、プラテン又は研磨ヘッド内部に配置されていてよい。別の実施形態では、ＲＦＩＤタグは、保持リング内部に配置されていてよい、あるいは保持リングに結合されていてよく、リーダは、プラテン内部に配置されていてよい。別の実施形態では、ＲＦＩＤタグは、膜内部に配置されていてよい、あるいは膜に結合されていてよく、リーダは、プラテン内部に配置されていてよい。インシトゥ（その場）の監視、感知、及び計測機能を提供するために、様々なセンサがＲＦＩＤタグに結合されうる。

【0014】

［００１４］上述の本開示の特徴を詳細に理解しうるように、上記で簡単に要約された本開示のより具体的な説明が、実施形態を参照することによって得られ、一部の実施形態は、付随する図面に例示されている。しかし、添付図面は例示的な実施形態のみを示すものであり、したがって、本開示の範囲を限定すると見なすべきではなく、その他の等しく有効な実施形態も許容され得ることに留意されたい。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1A】本書に記載の実施形態に係る、研磨装置を示す概略断面図である。

【図1B】本書に記載の実施形態に係る、図１Ａの研磨装置のキャリアヘッドをより詳細に示す断面図である。

【図2】本書に記載の実施形態に係る、研磨パッドの概略的な断面斜視図である。

【図3】本書に記載の実施形態に係る、研磨パッドの概略断面図である。

【図4】本書に記載の実施形態に係る、一又は複数の観察窓を有する研磨パッドの概略断面図である。

【図5】本書に記載の実施形態に係る、支持層を含む研磨パッドの概略断面図である。

【図6】本書に記載の実施形態に係る、それぞれ、ＲＦＩＤタグが組み込まれ、その中で読み取られる研磨パッド及びプラテンを部分的に示す概略断面図である。

【図7】本書に記載の実施形態に係る、ＲＦＩＤタグの電気部品を示す概略図である。

【図8】本書に記載の実施形態に係る、近距離無線通信部品を組み込んだ研磨ヘッド保持リングとプラテンを示す部分断面図である。

【図9】本書に記載の実施形態に係る、近距離無線通信部品を組み込んだ研磨ヘッド膜とプラテンを示す部分断面図である。

【図10】本書に記載の一実施形態に係る、ＲＦＩＤタグを有する研磨パッドを製造する方法を示す図である。

【図11】本書に記載の一実施形態に係る、ＲＦＩＤタグを有する研磨パッドを製造する方法を示す図である。

【図12】本書に記載の実施形態に係る、研磨パッドを製造するための装置の概略断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

［００２５］理解を容易にするために、可能な場合には、図に共通する同一要素を指し示すのに同一の参照番号を使用した。一実施形態の要素及び特徴は、さらなる記述がなくとも、他の実施形態に有益に組み込まれ得ると想定されている。

【0017】

［００２６］本開示の実施形態は概して、ＣＭＰ装置、及びＣＭＰ装置を製造し使用するための方法を含む。ＣＭＰ装置は中でも、研磨パッドと、研磨ヘッド保持リングと、研磨ヘッド膜とを含んでいてよく、ＣＭＰ装置は、例えば三次元（３Ｄ）印刷プロセス、又は２．５次元（２．５Ｄ）印刷プロセス等の付加製造プロセスを介して製造されうる。ＣＭＰ装置は、例えば無線自動識別（ＲＦＩＤ）、又はＣＭＰ装置と一体化された他の構成要素等の無線通信装置を含みうる。ＣＭＰ装置を製造する方法は、ＲＦＩＤタグを研磨パッド内又は研磨パッド上に３Ｄ印刷することと、研磨パッドにＲＦＩＤタグを受け入れるように構成された凹部を印刷することとを含む。

【0018】

［００２７］図１Ａは、本書に記載の実施形態に係る研磨装置１００を示す概略断面図である。研磨装置１００は、基板の研磨を実施するために、研磨システムにおいて用いられうる。研磨ステーション１００は、中心軸１０４の周りで回転可能なプラテン１０２を含む。プラテン１０２は一般に円形であるが、他の形状も有益に用いることができると考えられる。研磨パッド１０６は、プラテン１０２に結合されうる。プラテン１０２に結合された単一の研磨パッド１０６を示したが、所望の研磨特性に応じて、複数の研磨パッドをプラテンに結合させることも可能と考えられる。研磨パッド１０６は、本開示の実施形態に係る、単一材料層の本体又は複合材料の本体を含みうる。研磨パッド１０６は、接触して、基板から少なくとも一部の材料を除去することによって基板を処理するように構成される研磨面１１２を含む。プラテン１０２は、研磨中、研磨パッド１０６を支持し、研磨パッド１０６を回転させる。

【0019】

［００２８］キャリアヘッド１０８は、処理中の基板１１０を研磨パッド１０６の研磨面１１２に対して固定し保持しうる。キャリアヘッド１０８は、中心軸１１４の周りで回転し、かつ／又は、基板１１０と研磨パッド１０６との間に相対運動を発生させるよう、スイープ運動（ｓｗｅｅｐｉｎｇ ｍｏｔｉｏｎ）で動きうる。研磨中は、例えば研磨スラリなどの研磨流体１１６が、供給アーム１１８によって研磨面１１２に供給されうる。研磨液１１６は、基板１１０の化学機械研磨を可能にするために、研磨粒子、ｐＨ調整剤、及び／又は、化学的に活性な成分を含有しうる。

【0020】

［００２９］一または複数の無線通信装置６００は、研磨パッド１０６内に配置されうる、又はそうでなければ研磨パッド１０６に結合されうる。一または複数の質問器６０１は、プラテン１０２内に配置されうる、又はそうでなければプラテン１０２に結合されうる。無線通信装置６００と質問器６０１は、通信リンク６０７を介して通信するように構成される。一実施形態では、通信リンク６０７は無線通信プロトコルであってよい。別の実施形態では、通信リンク６０７は有線接続であってよい。質問器は、質問器６０１を介して無線通信装置６００から入力を受信しうるコントローラ６１２に通信可能に結合される。無線通信装置６００、質問器６０１、及びコントローラの更なる詳細を、図６を参照しながら説明する。

【0021】

［００３０］一般に、無線通信装置６００は、さまざまな処理パラメータとシステム構成要素とを感知するように構成される。無線通信装置６００は、研磨パッド１０６内部の様々な位置に位置づけすることができ、研磨面１１２全体にわたるデータの収集を改善することができ、このデータは、研磨プロセスの制御を改善するためにコントローラ１１２によって解析されうる。無線通信装置６０を介して収集されたデータは、リアルタイムのプロセス制御に、及び／又は例えば他のシステム構成要素の中でも、適切な保持リング１２０又は可撓性膜（図示せず）等の互換システム構成要素を確実に用いるために、用いられうる。これらの実施形態では、他の好適なシステム構成要素はまた、質問器６０１と通信する無線通信装置も採用しうる。

【0022】

［００３１］図１Ｂは、本書に記載の実施形態に係る、図１Ａの研磨装置１００のキャリアヘッド１０８を更に詳細に示す断面図である。上述したように、キャリアヘッド１０８は、研磨又は他の処理中に基板１１０を保持するように構成される。キャリアヘッド１０８は、回転可能なプラテン１０２によって支持される研磨パッド１０６に対して基板１１０を保持して、研磨パッド１０６へ向かって基板１１０の裏面１３６全体に圧力を分散させることができる。

【0023】

［００３２］キャリアヘッド１０８は、（回転可能なドライブシャフト１３０に直接又は間接的に結合されうる）基礎アセンブリ１４０と、保持リング１２０と、可撓性膜１３２とを含む。可撓性膜１３２は、非円形内側チャンバ１２２ａに隣接する外側チャンバ１２２ｂを含む複数の加圧可能なチャンバを提供するために基礎アセンブリ１４０の下に延在し、基礎アセンブリ１４０と結合している。研磨装置１００の圧力調整器にそれぞれチャンバ１２２ａと１２２ｂとを流体連結させるために、基礎アセンブリ１４０を通って通路１２４ａ及び１２４ｂが形成されている。図１Ｂには２つの加圧チャンバを示したが、キャリアヘッド１０８は、例えば３、４、５、又はそれ以上のチャンバ等のいかなる数のチャンバも有しうる。

【0024】

［００３３］図示していないが、キャリアヘッド１０８は、例えばドライブシャフト１３０に固定可能であり、ドライブシャフト１３０から基礎アセンブリ１４０が可動につり下がっているハウジング、基礎アセンブリ１４０の旋回を可能にする（基礎アセンブリ１４０の一部と見なされうる）ジンバル機構、基礎アセンブリ１４０とハウジングとの間のローディングチャンバ、チャンバ１２２ａ及び１２２ｂ内部の一または複数の支持構造、又は基板１１０に補助圧力を加えるために可撓性膜１３２の内面と接触する一または複数の内部膜等の他の要素を含みうる。

【0025】

［００３４］可撓性膜１３２は、研磨プロセスに関して、疎水性、耐久性があり、化学的に不活性でありうる。可撓性膜１３２は、基板１１０の裏面１３６と接触するように構成された装着部１３８を含みうる。一または複数のフラップ１３４により、クランプリング１２６、１２８を介して装着部１３８が基礎アセンブリ１４０に結合されうる。一または複数のフラップ１３４により、チャンバ１２２ａ、１２２ｂが分割され、基板１１０全体のエリアごとの圧力制御が得られる。

【0026】

［００３５］保持リング１２０は、基礎アセンブリ１４０の可撓性膜１３２の半径方向外側に結合されうる。一般的に、保持リング１２０は、可撓性膜１３２に対する基板１１０の過剰な動きを防止し、基板１１０の横方向の動きを防止するように構成される。保持リングは、研磨プロセスにおいて用いられる化学組成に対して不活性な材料から出来ていてよい。保持リング１２０が、所望の用途に応じて、例えばポリマー、セラミック、及び金属などの適切な材料から作られうることが考えられる。

【0027】

改良されたパッド構成及び設計例
［００３６］図２は、本書に記載の実施形態に係る研磨パッド２００の概略斜視断面図である。研磨パッド２００は、化学機械研磨によって半導体基板を研磨するための、例えば研磨ステーション１００等の研磨ステーションで使用されうる。他の産業が、本書に記載の実施形態に係る研磨パッドを用いて有益に処理されうる他の種類の基板を用いることも考えられる。例えば、光学工業では、本書に記載のパッド及び他の関連装置を用いて、様々なレンズ又はミラーを研磨しうる。

【0028】

［００３７］図示した実施形態では、研磨パッド２００は複合パッド本体２０２を含む。図には示していないが、研磨パッド本体２０２を複数の材料の代わりに単一の材料から形成しうることも考えられる。複合パッド本体２０２は、一または複数の第１の特徴２０４と、一または複数の第２の特徴２０６とを含む。第１の特徴２０４と第２の特徴２０６は、それらの境界で互いに接合して複合パッド本体２０２を形成する個別の特徴である。一実施形態では、第１の特徴２０４は、約４０ショアＤスケール～約９０ショアＤスケールの硬度を有しうる。第２の特徴２０６は、約２６ショアＤスケール～約９５ショアＤスケールの硬度を有しうる。

【0029】

［００３８］複合パッド本体２０２は、付加製造（例えば３Ｄ印刷又は２．５Ｄ印刷）又は例えば鋳造又は成形技法等の他の適切な技法によって形成されうる。複合パッド本体２０２には複数の層が含まれていてよく、各層は、複合パッド本体２０２の設計に従って第２の特徴２０６の領域及び／又は第１の特徴２０４の領域を含む。一実施形態では、第１の特徴２０４及び／又は第２の特徴２０６を含む各領域は、同時の、又は連続的な印刷プロセスにおいて３Ｄプリンタによって堆積されうる。複数の層は次に、固化させてターゲットの硬度を実現するために、例えば紫外線によって、又は熱源によって硬化させうる。堆積及び硬化後に、互いに結合した又は接合された第１の特徴２０４及び第２の特徴２０６とを含む単一の複合パッド本体２０２が形成される。硬化プロセスは、非複合研磨パッドに関連する実施形態において必要である場合とない場合がある。

【0030】

［００３９］ターゲットの研磨プロセスを実現するために、第２の特徴２０６及び第１の特徴２０４に対して異なる機械特性を有する材料が選択されうる。第２の特徴２０６及び第１の特徴２０４の動的機械特性は、異なる材料を選択することによって、及び／又は特徴形成プロセス中に使用される異なる硬化プロセスを選ぶことによって、実現されうる。一実施形態では、第２の特徴２０６は、低い値の硬度と低い値の弾性係数を有しうるが、第１の特徴２０４は、高い値の硬度と高い値の弾性係数を有しうる。別の実施形態では、例えば弾性係数（又は貯蔵弾性率）及び損失弾性率等の動的機械特性を、各特徴内で、及び／又は研磨パッド２００の研磨面内又は全体で第２の特徴２０６と第１の特徴２０４の物理的レイアウト、パターン又は組み合わせによって、調節あるいは制御することが可能である。

【0031】

［００４０］第１の特徴２０４は、一または複数のポリマー材料から形成されうる。第１の特徴２０４を形成するのに使用される一または複数の材料は、ターゲットの機械特性、表面特性、化学的特性、又は温度特性を実現するために、単一のポリマー材料又は２つ以上のポリマーの混合物を含みうる。一実施形態では、第１の特徴２０４は、一または複数の熱可塑性ポリマーから形成されうる。第１の特徴２０４は、例えばポリウレタン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリアクリロニトリル、ポリメチル・メタクリレート、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリオキシメチレン、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルスルホン、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン（ＡＢＳ）、ポリエーテルイミド、ポリアミド、メラミン、ポリエステル、ポリスルホン、ポリ酢酸ビニル、フッ素化炭化水素等の熱可塑性ポリマー、及びこれらのアクリレート、共重合体、グラフト、及び混合物から形成されうる。一実施形態では、第１の特徴２０４は、アクリレートから形成されうる。例えば、第１の特徴２０４は、ポリウレタンアクリレート、ポリエーテルアクリレート、又はポリエステルアクリレートであってよい。別の実施形態では、第１の特徴２０４は、例えば、エポキシ、フェノール、アミン、ポリエステル、ウレタン、シリコン等の一または複数の熱硬化性ポリマー、及びそれらのアクリレート、混合物、共重合体、及びグラフトを含みうる。

【0032】

［００４１］一実施形態では、第１の特徴２０４は、シミュレートプラスチックの３Ｄ印刷材料から形成されうる。別の実施形態では、第１の特徴２０４は、単一ポリマー又はポリマーの組合せ、あるいは例えば熱可塑性ポリマー等の熱可塑性材料であってよいポリマー材料から形成されうる。一実施形態では、研磨プロセスを向上させるために、研磨粒子を第１の特徴２０４に埋め込むことができる。研磨粒子を含む材料は、例えばセリア、アルミナ、シリカ、又はそれらの組み合わせ等の金属酸化物、ポリマー、金属間、又はセラミックであってよい。

【0033】

［００４２］第２の特徴２０６を形成するのに使用される一または複数の材料には、一または複数のポリマー材料が含まれうる。第２の特徴２０６は、ターゲットの特性を実現するために、単一のポリマー材料、又は２つ以上のポリマーの混合物から形成されうる。一実施形態では、第２の特徴２０６は、一または複数の熱可塑性ポリマーから形成されうる。例えば、第２の特徴２０６は、例えばポリウレタン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリアクリロニトリル、ポリメチル・メタクリレート、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリオキシメチレン、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルスルホン、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン（ＡＢＳ）、ポリエーテルイミド、ポリアミド、メラミン、ポリエステル、ポリスルホン、ポリ酢酸ビニル、フッ素化炭化水素等の熱可塑性ポリマー、及びこれらのアクリレート、共重合体、グラフト、及び混合物から形成されうる。一実施形態では、第２の特徴２０６はアクリレートから形成されうる。例えば、第２の特徴２０６は、ポリウレタンアクリレート、ポリエーテルアクリレート、又はポリエステルアクリレートであってよい。別の実施形態では、第２の特徴２０６は、熱可塑性エラストマーから形成されうる。一実施形態では、第２の特徴２０６は、ゴム状の３Ｄ印刷材料から形成されうる。

【0034】

［００４３］ある実施形態では、第１の特徴２０４は、第２の特徴２０６より硬く、剛性であり、第２の特徴２０６は、第１の特徴２０４より軟質で可撓性である。第１の特徴２０４と第２の特徴２０６の材料及びパターンは、研磨パッド２００の「調整された」バルク材料を実現するように選択されうる。この「調整された」バルク材料で形成された研磨パッド２００は、例えば研磨結果の改善、製造コストの削減、パッドの長寿命化等の様々な利点を有する。一実施形態では、「調整された」バルク材料又は研磨パッドは全体的に、約６５ショアＡと約７５ショアＤの間の硬度を有しうる。研磨パッドの引張強度は、５ＭＰａと約７５ＭＰａの間であってよい。研磨パッドは約５％～約３５０％の破壊伸び率を有しうる。研磨パッドは、約１０ＭＰａを上回るせん断強度を有しうる。研磨パッドは、約５ＭＰａと約２０００ＭＰａの間の貯蔵弾性率を有しうる。研磨パッドは、Ｅ３０／Ｅ９０における貯蔵弾性率が約６～約３０の範囲内に収まるように、約２５°Ｃ～約９０°Ｃの範囲の温度にわたって安定した貯蔵弾性率を有し、Ｅ３０は３０°Ｃにおける貯蔵弾性率であり、Ｅ９０は９０°Ｃにおける貯蔵弾性率である。

【0035】

［００４４］一実施形態では、第１の特徴２０４と第２の特徴２０６の材料は、研磨スラリからのアタックに対して化学的耐性を有する。別の実施形態では、第１の特徴２０４と第２の特徴２０６の材料は、親水性である。

【0036】

［００４５］一般に、第１の特徴２０４と第２の特徴２０６は、円形複合パッド本体２０２を形成するために、交互に配置された交互の同心リングであってよい。他の実施形態では、第１の特徴２０４と第２の特徴２０６は、交互に、又は他の適切な配置で、本体２０２から延在する個別のポスト（棒）であってよい。様々な他の研磨パッド面の設計を、本書に記載の実施形態に有益に用いることも可能であると考えられる。一実施形態では、第１の特徴２０４の高さ２１０は、第１の特徴２０４の上面２０８が第２の特徴２０６から突出するように、第２の特徴２０６の高さ２１２よりも高くなっている。第１の特徴２０４及び第２の特徴２０６の間には、溝２１８又はチャネルが形成されている。研磨中、第１の特徴２０４の上面２０８により、基板に接触する研磨面が形成され、溝２１８には研磨流体が保持される。一実施形態では、第１の特徴２０４は、溝２１８及び／又はチャネルが複合パッド本体２０２の上面に形成されるよう、複合パッド本体２０２に平行の平面に対して垂直の方向に、第２の特徴２０６の厚さよりも大きい厚さを有するように形成される。

【0037】

［００４６］一実施形態では、第１の特徴２０４の幅２１４は約２５０ミクロンから約２ミリメートルの間であってよい。第１の特徴２０４間のピッチ２１６は、約０．５ミリメートルから約５ミリメートルの間であってよい。第１の特徴２０４は各々、約２５０ミクロンから約２ミリメートルの範囲内の幅２１４を有しうる。幅２１４及び／又はピッチ２１６は、研磨パッド２００の半径全体において、様々な硬度のゾーンまで可変であってよい。

【0038】

［００４７］従来の研磨パッドと比べて、本開示の複合研磨パッド２００は幾つかの利点を有する。従来の研磨パッドは一般に、研磨される基板のターゲット硬度又は弾性係数を得るために、例えば発泡体等の軟質材料から形成されるサブパッドによって支持されたテクスチャード研磨面及び／又は研削材を有する研磨層を含む。例えばポアソン比、弾性係数、及び損失係数等の様々な機械特性を有する材料を選択することによって、また特徴の寸法及び間隔を調節する、あるいは異なる特徴の配置を変更することによって、サブパッドを使用せずに、複合パッド本体２０２において好ましい硬度、動的特性及び／又は機械特性を実現することができる。したがって、研磨パッド２００は、サブパッドをなくすことによって所有コストを削減する。更に、研磨パッド２００の硬度及び摩損性は、異なる硬度及び摩損性を有する特徴を混ぜ合せることによって調整することができ、これによって研磨性能が改善される。

【0039】

［００４８］本開示に係る複合研磨パッドは、パターンの変化及び／又は特徴サイズの変化を調節することによって、例えば第１の特徴２０４等の表面特徴、及び例えば第２の特徴２０６等のベース材料全体で、例えば弾性係数（ヤング率）及び損失弾性率等の異なる機械特性を有しうる。研磨パッド全体の機械特性は、ターゲット特性を実現するために、対称又は非対称、均一又は非均一であってよい。表面特徴のパターンは、研磨パッド全体の、例えば弾性係数及び損失弾性率等の所定の機械特性等のターゲット特性を実現するために、必要に応じて、放射状、同心、長方形、又はランダムであってよい。ある実施形態では、第１の特徴及び第２の特徴は、複合研磨パッドの強度が改善され、複合研磨パッドの物理的整合性が高まるように組み合わせることができる。第１の特徴及び第２の特徴を組み合わせることで、研磨パッドのせん断強度、圧縮強度、及び／又は引張強度が上がりうる。

【0040】

［００４９］研磨パッドに様々な感知装置を組み込むと、例えば３Ｄ印刷等の付加製造プロセスにより利点がもたらされうる。例えばＲＦＩＤタグ及び計測センサ等の感知装置を、図６及び７に関して以下により詳細に説明する。

【0041】

［００５０］図３は、本書に記載の実施形態に係る研磨パッド３００の概略断面図である。研磨パッド３００は、研磨パッド２００の第２の特徴２０６の一実施形態と同様に軟質で弾性のベース層３０２を含む。第２の特徴２０６と同様に、ベース層３０２は、一または複数の弾性重合体から形成されうる。研磨パッド３００は、ベース層３０２から延在する複数の表面特徴３０６を含む。表面特徴３０６の外面３０８は、軟質材料、又は軟質材料の組成物から形成されうる。一実施形態では、表面特徴３０６の外面３０８は、ベース層３０２と同じ材料、又は同じ材料の組成物から形成されうる。表面特徴３０６は、内部に埋め込まれた第１の特徴３０４も含みうる。第１の特徴３０４は、表面特徴３０６よりも硬い材料又は材料の組成物から形成されうる。第１の特徴３０４は、研磨パッド２００の第１の特徴２０４の一または複数の材料と同様の材料から形成されうる。埋め込まれた第１の特徴３０４により、表面特徴３０６の効果的な機械特性が変わり、このため、研磨するのに好ましい機械特性及び／又は動的特性を有するパッドが得られうる。外面３０８の軟質ポリマー層を使用して、研磨される基板の欠陥を削減し、平坦化を向上させることができる。あるいは、同様の利点を得るために、軟質ポリマー材料を、本開示の研磨パッドを含む他の硬い材料の表面に印刷することができる。

【0042】

［００５１］研磨パッド３００は、研磨パッド３００に配置された無線通信装置６００も含みうる。第１の特徴３０４によってもたらされる機械特性に加えて、第１の特徴３０４は、無線通信装置６００の構成要素によって何らかの形態の電子データ（例：静電容量、抵抗）を収集することができるように、無線通信装置６００にも結合されうる。第１の特徴３０４は、研磨パッド製造プロセス中に印刷されうる電線３１０等を介して無線通信装置６００に結合されうる。一実施形態では、電線３１０は、研磨パッド３００を印刷するのに用いられる材料に適合する一または複数の導電性材料で印刷されうる。

【0043】

［００５２］一実施形態では、第１の特徴３０４は、摩耗インジケータとして機能する導電性要素を含みうる。ある実施形態では、研磨中に、表面特徴３０６が最終的に摩滅し、第１の特徴３０４が露出する。表面特徴３０６が除去され、第１の特徴３０４が露出したときに、無線通信装置６００によって受信された様々な信号（音響、電気、圧力等）が発生しうる。第１の特徴３０４の露出に応じた信号の変化及び／又は生成により、無線通信装置６００が質問器６０１（図示せず）と通信し、処理データがコントローラ６１２へ送られうる。したがって、処理システムのオペレータは、使用及び研磨パラメータに関するリアルタイムのデータを受信しうる。一実施形態では、第１の特徴３０４の露出は、研磨パッドの摩耗を示しうるものであり、基板が十分に研磨されるように研磨パッド３００が交換されうる。

【0044】

［００５３］図４は、本書に記載の実施形態に係る、一又は複数の観察窓４１０が形成された研磨パッド４００の概略断面図である。研磨パッド４００は、研磨パッド２００と同様のパッド本体４０２を有しうる。パッド本体４０２は、研磨のための、一または複数の第２の特徴４０６と、第２の特徴４０６から延在する複数の第１の特徴４０４とを含みうる。第２の特徴４０６と第１の特徴４０４とは、研磨パッド２００の第２の特徴２０６と第１の特徴２０４の材料と同様の材料から形成されうる。第１の特徴４０４は、本開示による任意の適切なパターンで配置されうる。

【0045】

［００５４］研磨パッド４００は、透明材料から形成され、研磨中に基板の観察を可能にしうる一または複数の観察窓４１０も含む。観察窓４１０は、第２の特徴４０６又は第１の特徴４０４の一部を貫通するように、及び／又は第２の特徴４０６又は第１の特徴４０４の一部に当接するように形成されうる。観察窓４１０は、第１の特徴４０４及び第２の特徴４０６が付加製造プロセスを使用することによって形成されている間に、形成されうる。ある実施形態では、観察窓４１０は、ほぼ透明な材料から形成されていてよく、したがって、ＣＭＰ光終点検出システムにおいて使用するために、レーザ及び／又は白色光源から放射される光を透過することができる。一実施形態では、観察窓４１０は、透明な３Ｄ印刷フォトポリマーから形成されうる。例えば、観察窓４１０は、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）から形成されうる。ある実施形態では、観察窓４１０は、研磨スラリの屈折率に対して低い屈折率を有し、高い光学的透明度を有することで、空気／窓／水の界面からの反射を低減し、観察窓４１０を通る基板への光の透過、及び基板からの光の透過を改善する材料から形成される。材料の光学的透明度は、終点検出システムの光検出器によって使用される光線の波長範囲を超える、少なくとも約２５％（例：少なくとも約５０％、少なくとも約８０％、少なくとも約９０％、少なくとも約９５％）の光透過率を提供するように選択される。典型的な光終点検出の波長範囲は、可視スペクトル（例：約４００ｎｍから約８００ｎｍ）、紫外（ＵＶ）スペクトル（例：約３００ｎｍから約４００ｎｍ）、及び／又は赤外線スペクトル（例：約８００ｎｍから約１５５０ｎｍ）を含む。

【0046】

［００５５］図５は、バッキング層５０６を含む研磨パッド５００の概略的な斜視断面図である。研磨パッド５００は、ベース材料層５０４と、ベース材料層５０４から突出している複数の表面特徴５０２を含む。研磨パッド５００は、ベース材料層５０４に取り付けられたバッキング層５０６を有する以外は、上述の研磨パッド２００、３００、４００と同様であってよい。バッキング層５０６は、好ましい圧縮性を研磨パッド５００を付与しうる。バッキング層５０６は、好ましい硬度を実現するために、及び／又は好ましい動的材料特性（例：弾性係数及び損失弾性率）を有するために、研磨パッド５００全体の機械特性を変化させるのにも使用されうる。バッキング層５０６は、８０ショアＡスケール未満の硬度値を有しうる。

【0047】

［００５６］一実施形態では、バッキング層５０６は、圧力が加わったときに、セル／ボイドがつぶれて、バッキング層５０６が予測可能な状態で圧縮されるように、ボイドを有するポリウレタン又はポリシリコン等のオープンセル又はクローズセル発泡体から形成されうる。別の実施形態では、バッキング層５０６は、中でも、天然ゴム、エチレンプロピレンジエンモノマー（ＥＰＤＭ）ゴム、ニトリル、又はポリクロロプレン（ネオプレン）から形成されうる。

【0048】

［００５７］一実施形態は、バッキング層５０６は、例えば３Ｄ印刷プロセス等の付加製造プロセスを使用することによって形成されうる。この構成では、バッキング層５０６は、好ましい機械的また動的材料特性を実現するために、単一のポリマー材料又は２つ以上のポリマーの混合物から形成されうる。一構成において、表面特徴５０２及びベース材料層５０４は、バッキング層５０６に直接形成される。一実施形態では、バッキング層５０６は、一または複数の熱可塑性ポリマーから形成され得、したがって、第１の特徴２０４及び／又は第２の特徴２０６とともに、上述した一または複数の材料を含みうる。

【0049】

［００５８］特定の実施形態では、無線通信装置６００は、研磨パッド５００内に配置されうる、あるいは研磨パッド５００に結合されうる。一実施形態では、無線通信装置６００は、ベース材料層５０４又は表面特徴５０２に配置されうる。例示の実施形態では、無線通信装置６００は、バッキング層５０６に配置されうる。無線通信装置６００の位置に関わらず、無線通信装置６００は、複数の表面特徴５０２全体の一または複数の処理パラメータを感知するようにサイズ設定されうる。例えば、無線通信装置６００によって、２つ以上の表面特徴５０２が同時に感知されうる。この結果、単一の表面特徴５０２を感知する代わりに、研磨面のより大きいエリア全体で様々な処理パラメータ（温度、圧力、導電性等）を感知することが可能になる。研磨面のより大きいエリアを感知することによって、無線通信装置６００が領域的に平均化された信号を検出することができる。複数の無線通信装置６００を用いた実施形態では、個々の無線通信装置６００からのデータを組み合わせることによって、大域的に平均化された信号が決定されうる。

【0050】

情報収集システムの構成例
［００５９］図６は、本書に記載の実施形態に係る、それぞれ内部に無線通信装置６００と質問器６０１とが組み込まれた研磨パッド２００及びプラテン１０２を部分的に示す概略断面図である。研磨パッド２００は、内部に一体化した感知又は計測装置を組み込むように構成されたいずれかの研磨パッドを表すように意図される。例えば、研磨パッドは、内部に配置された無線通信装置６００とともに印刷され、鋳造され、又は成形されうる。一実施形態では、無線通信装置６００は、質問器と無線で通信するように構成される。無線通信プロトコルの実施例には、近距離無線通信技術、ブルートゥース（登録商標）、光信号送信技術、音響信号送信技術、無線周波数通信技術、及び他の適切な無線通信技術が含まれる。あるいは、無線通信装置６００は、これらの間の通信を促進するために、質問器６０１に配線で接続されていてよい。

【0051】

［００６０］単一の無線通信装置６００と単一の質問器６０１を図６に示したが、それぞれパッド及びプラテンに複数の無線通信装置６００と質問器６０１とを実装することができると考えられる（図１参照）。加えて、一または複数の無線通信装置６００は、単一の質問器６０１によって感知されうる。無線通信装置６００を、パッド２００の表面内又は表面上の様々な位置、例えば中心位置（すなわち、円形パッドの原点又は回転軸と一致する点）、中間位置（すなわち、円形パッドの原点から半径の半分の位置）、又は外側位置（円形パッドの外周に隣接する位置）に位置づけされうるとも考えられる。複数のＮＦＣ装置６００を組み合わせて用いることもでき、さまざまな位置（すなわち、中心位置及び外側位置、又は中心、中間、及び外側位置）を共に用いることが可能である。互いに協力する複数の無線通信装置６００を用いることによって、パッド２００全体の複数の位置においてデータを収集することで、処理環境のより包括的な視点がもたらされる。一般に、無線通信装置６００は、処理中の、研磨システム１００の研磨面全体の基板１１０の経路が、研磨プロセスの様々な時点で重なり合うように、パッド２００に対して位置づけされる。

【0052】

［００６１］同様に、質問器６０１は、プラテン１０２の様々な位置、例えば中心、中間、及び外側の位置に位置づけされうる。質問器の位置は、無線通信装置６００の位置とは無関係に決定されうる、あるいは無線通信装置６００と質問器６０１との間の通信を促進するために、少なくとも一部において無線通信装置の位置によって決定されうる。

【0053】

［００６２］プラテン１０２に配置された質問器６０１は概して、リーダ６０８と、アンテナ６１０とを含む。リーダは、例えばＲＦ電源等の電源を含み得、あるいは電源に結合され得、アンテナ６１０を介して、無線通信装置６００によって受信される信号を送信するように構成されうる。一実施形態では、リーダ６０８は、他の装置の中でも、ＲＦモジュレータと、リーダ６０８による信号の送受信を管理するように構成される質問器コントローラを含みうる。一実施形態では、ＲＦモジュレータは、約１３．５６ＭＨｚの波長を有するＲＦ信号を生成及び／又は調節するように構成されうる。受動タグの実施形態では、質問器６０１と無線通信装置６００とは、例えば約２インチ未満、例えば約１インチ未満等の約１２インチ未満の距離を有する空間関係に位置づけされうる。能動タグの実施形態では、質問器６０１と無線通信装置６００との間の空間関係は、受動タグの実施形態よりも広い場合があり、信号送信に利用可能な電力によって変化しうる。

【0054】

［００６３］無線通信装置６００は概して、タグ６０２と、タグ６０２に結合された、あるいはタグ６０２内に一体的に製造されたアンテナ６０６とを含む。特定の実施形態では、タグ６０２にセンサ６０４も通信可能に結合されうる。タグ６０２は、好ましい実行形態に応じて、能動タグ又は受動タグであってよい。能動タグの実施形態では、例えば電池等の電源をタグに電気的に結合し、適切な電力をタグに供給することができ、これによりタグが、デバイス間に形成された通信リンク６０７を介して質問器６０１へ信号を送信することができる。能動タグは、タグに電源が結合された実施形態において実装可能であると考えられる。更に、能動タグは、タグによって送信されるデータが、受動タグを使用したときに得られうるよりも長い距離にある質問器６０１によって感知されるように意図される実施形態に用いられうる。しかしながら、能動タグは、受動タグが適切に用いられる近距離無線通信の実施形態において用いられうると考えられる。

【0055】

［００６４］受動タグの実施形態では、タグは、質問器６０１から例えば無線周波数信号などの信号を受信し、受信した信号の電磁エネルギーを用いて、通信リンク６０７を介して、タグ６０２特有のデータをある程度含む信号を再び質問器６０１へ送信する（又は反映させる）ように構成されうる。受動タグは、質問器６０１がタグ６０２から臨界通信距離を下回る距離に位置づけされた実施形態において用いられうる。臨界通信距離は一般に、それを越えると、受動タグによって反映された電磁信号が質問器６０１によって確実に受信されない距離として定義される。臨界通信距離は、実施形態にしたがって、質問器６０１によって生成される信号に関連する電力量、及びタグの送信器のサイズ及び電力に応じて変化しうる。受動タグの更に詳細の説明を、図７を参照しながら以下に記載する。

【0056】

［００６５］図７は、本書に記載の実施形態に係る、無線通信装置６００の電気構成要素を示す概略図である。図７に示す実施形態は、基本的に機能するタグを表すように意図されており、したがって、様々な他の電気構成要素の設計又は構成を実行して、タグの好ましい機能性を実現することができると考えられる。タグ６０２は概して、トランジスタ７０２、インダクタ７０４、コンデンサ７０６、及び集積回路７０８を含む。一実施形態では、集積回路７０８は、タグ６０２特有のデータを記憶するように構成されたメモリを表しうる。別の実施形態では、メモリは、質問器６０１へデータを送信する前に、センサ６０４によって受信されるデータを記憶するように構成されうる。特定の実施形態では、インダクタ７０４、例えば誘導コイルをアンテナとして用いて、質問器６０１とインダクタ７０４との間で信号を送受信することができる。一実施形態では、インダクタ７０４はアンテナ６０６であり、デバイス間に形成された通信リンクを介して、タグ６０２から質問器６０１へ信号を含むデータを誘導的に反映するように機能する。

【0057】

［００６６］図６を再び参照する。無線通信装置６００、及び更に具体的には、タグ６０２は、研磨パッド２００内部の、処理中に基板と接触するパッド２００の上面２０８の下に位置づけされうる。一実施形態では、無線通信装置６００は、上面２０８の下の、約２００μｍと約５００μｍとの間の距離６２０に位置づけされる。距離６２０は、タグ６０２及び／又はセンサ６０４によって実施される感知の好ましい種類、及びパッド２００の表面の形状（例：溝、チャネル、又は他の特徴）に基づいて選択されうる。別の実施形態では、タグ６０２は、上面２０８の下の距離６２０に位置づけされうるが、センサ６０４は上面２０８の近くにあってよい。単一のセンサ６０４を示したが、研磨性能を監視し、改善するためにデータの一連のトラッキング、感知、及び計測を提供するように、複数のセンサを組み込みうると考えられる。例えば、無線通信装置６００によって決定される研磨性能は、インシトゥ（すなわち研磨中）に実施可能であり、処理パラメータは、インシトゥで調節して基板研磨特性を改善することができる。感知されうる処理パラメータは、温度データ、圧力データ、電気伝導度データ、弾性係数データ、光データ、音響データ、膜厚データ、及び基板研磨プロセス中に処理パラメータを測定するように構成された他のデータの種類を含む。

【0058】

［００６７］一実施形態では、センサ６０４とパッド２００の研磨面との間に配置されたパッド２００の領域６２２は、領域６２２に結合されたセンサ６０４を使用することによって、好ましい処理パラメータの測定を促進するように構成されうる。領域６２２は、一実施形態では、センサ６０４からパッド２００の上面２０８まで延在していてよい、あるいは、別の実施形態では、領域６２２は、センサ６０４から溝２１８まで延在していてよい。好ましい処理パラメータの感知の「抵抗」を減らすことによって、リアルタイムで、より正確な処理パラメータの測定が実現できる。例えば、センサ６０４が温度センサである場合、領域６２２は、パッド２００の他の部分よりも高い熱伝導率を有する熱導電性材料から形成されうる。パッド２００の研磨面とセンサ６０４との間の熱抵抗を減らすことによって、センサ６０４による信号の検出を高速度で実現することができる。

【0059】

［００６８］別の実施例では、センサ６０４が圧力センサである場合、領域６２２は、パッド２００の他の部分よりも大きい弾性係数を有する材料から形成されうる。つまり、領域６２２は、周囲のパッド材料よりも剛性であるため、研磨面に加えられる圧力をより正確に感知しやすくなりうるということである。別の実施例では、センサ６０４が研磨面での伝導度の変化を検出するように構成された電気伝導度センサである場合、領域６２２は、周囲のパッド材料よりも電気伝導度が高い領域を含む材料から形成されうる。したがって、領域６２２の電気抵抗が低減し得、センサ６０４が研磨面から信号を受信するデータ転送速度が改善しうる。処理パラメータの検出精度を改善するために、他の様々なセンサを採用することができ、領域６２２に適切に構成された材料を用いることができると考えられる。一般に、領域６２２の製造は、コスト効率が高く、制御可能な方法で、パッド２００内の材料選択を可能にする３Ｄ印刷プロセスを介して、有益に採用されうる。

【0060】

［００６９］センサ６０４は、ＣＭＰプロセスに使用するのに適切な、さまざまな種類の感知及び計測装置を表すように意図される。一実施形態では、センサ６０４は、研磨システムを識別及びトラッキングするように構成されうる。例えば、研磨システム１００は、無線通信装置６００を有する研磨パッドがプラテン１０２に装着された場合に、動作中に係合するように構成されうる。この実施形態では、プラテン１０２の質問器６０１は、タグ６０２から、正しい種類の研磨パッドが研磨システムに設置されたことを示すデータを受信する。質問器６０１によって受信したタグデータを介して研磨パッドの種類を認証した後に、研磨システム１０１は「ロック解除」され、研磨機能にフルに従事する。ある実施形態では、受信したタグデータを介して研磨パッドの種類を認証した後に、研磨システム１０１は、受信したタグデータに基づいて一または複数の研磨パラメータを調節する。一実施例では、受信したタグデータは、研磨パッドの種類、パッド構成（例：表面特徴５０２、ベース材料層５０４、及びバッキング層５０６の種類、厚さ）、パッド２００の表面構造に関する情報、又はその他の有用な情報を含みうる。

【0061】

［００７０］別の実施形態では、センサ６０４を使用して、研磨システム１００に設置された研磨パッドの使用統計値をトラッキング（追跡、監視）することができる。例えば、パッドが用いられたサイクル数を、無線通信装置６００によってトラッキングすることができ、そのデータを質問器６０１へ送信することができる。データを解釈することができ、パッドの寿命をより正確にトラッキングして、研磨特性の改善が得られうる間隔でパッドを交換するようにすることができる。ある実施形態では、研磨システム１０１は、送信されたタグデータにおいて受信した研磨パッドのトラッキングされた使用統計値に基づいて、一または複数の研磨パラメータを調節する。

【0062】

［００７１］ある実施形態では、センサ６０４（または特定の実施形態では複数のセンサ）は、一または複数の研磨パラメータを検出するように構成されうる。一実施例において、センサ６０４は、研磨パッド２００、スラリ、基板１１０、又はこれらのいずれかの組み合わせの温度を検出するように構成された構成要素を含む熱センサ（例：ＲＴＤ、熱電対）であってよい。別の実施例では、センサ６０４は、研磨プロセス中に音響振動の変化を決定するように構成された音響センサ（図示せず）であってよい。伝導度センサは、無線通信装置６００に用いられうる別の種類のセンサ６０４である。この実施例では、伝導度センサ（図示せず）は、スラリ内の金属ローディング（すなわち、金属濃度の増加）を検出する、あるいはパッド２００の様々な領域からスラリを取り除いた結果のパッド２００の表面全体の伝導度の変化を検出するように構成されうる。一構成では、伝導度センサは、タグ６０２及び無線通信装置６００と通信している２つの電極（図示せず）であって、各々が研磨面２０８で露出している２つの電極を含みうる。露出した電極は、タグ６０２に含まれる構成要素を使用することによって電極全体に電圧を加えることにより、スラリ、基板表面、及び／又はパッド２００の表面の伝導度を直接測定するのに使用可能である。ある実施形態では、研磨システム１０１は、タグ６０２から質問器６０１へ送られる、送信されたタグデータにおいて受信される一または複数の研磨パラメータデータに基づいて、一または複数の研磨パラメータを調節する。

【0063】

［００７２］センサ６０４の別の実施例は、角運動量、動力、回転の角度方向に対する面外の振動運動、及び／又はトルクの変化を感知するように構成されうる加速度計（例：ＭＥＭＳデバイス）である。センサ６０４の別の実施例は、研磨中に、基板１１０に対してパッド２００のせん断応力を感知するための、例えばひずみゲージ等の摩擦センサである。センサ６０４の更に別の実施形態は、パッド２００に加えられた力と、基板１１０全体のゾーン圧力（すなわち、チャンバ１２２ａ、１２２ｂ）を測定するように構成されうる、例えばロードセル（例：ＭＥＭＳロードセル）等の圧力センサである。ある実施形態では、研磨システム１０１は、加速度計、摩擦センサ、せん断応力及び／又はタグ６０２から質問器６０１へ転送されたロードデータに基づいて、一または複数のＣＭＰ研磨パラメータを調節する。

【0064】

［００７３］研磨中に、より効率的に処理パラメータを測定するために、前述したセンサの実施形態を単独で、あるいは互いに組み合わせて用いることが可能である。インシトゥ（その場）の処理及び／又は研磨プロセスのリアルタイムの調節を実行して、例えば、研磨均一性、及び研磨終点検出を改善することができると考えられる。一般に、一または複数の検出された処理パラメータに応じて、センサ６０４によって生成された信号は、タグ６０２によってコード化され、アンテナ６０６によって送信されうる。研磨システム１０１は、タグ６０２から質問器６０１及びコントローラ６１２へ送られる、送信されたタグデータにおいて受信したセンサデータに基づいて、一または複数の研磨プロセスパラメータを調節するように構成される。

【0065】

［００７４］質問器６０１はまた、例えばコントローラ６１２等のプロセッサベースのシステムコントローラにも通信可能に結合されうる。例えば、コントローラ６１２は、リーダ６０８によって信号を生成させるように構成されうる。コントローラ６１２はまた、質問器６０１を介して無線通信装置６０２からデータを受信し、受信したデータを解析するようにも構成されうる。コントローラ６１２は、研磨装置１００の様々な構成要素に結合され、基板研磨プロセスの制御を促進する、例えば電源、クロック、キャッシュ、入出力（Ｉ／Ｏ）回路等のメモリ６１８（例：不揮発性メモリ）及び大容量記憶装置とともに動作可能なプログラマブル中央処理装置（ＣＰＵ）６１４、入力制御ユニット、ディスプレイユニット（図示せず）を含む。コントローラ６１２はまた、研磨装置１００のシステムレベルセンサを通して処理される基板を監視するためのハードウェアも含みうる。

【0066】

［００７５］上述したように、研磨装置１００、更に具体的には、無線通信装置６００、及び質問器６０１を制御しやすくするために、ＣＰＵ６１４は、例えば様々なチャンバ及びサブプロセッサを制御するためのプログラム可能な論理制御装置（ＰＬＣ）等の工業環境で使用されうる、いずれかの形態の汎用コンピュータプロセッサの１つであってよい。メモリ６１８はＣＰＵ６１４に結合され、メモリ６１８は非一過性であり、例えばランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、フロッピーディスクドライブ、ハードディスク、又はローカル又はリモートにある他のいずれかの形態のデジタルストレージ等の一または複数の容易に入手可能なメモリであってよい。プロセッサを従来の方法で支持するために、支持回路６１６がＣＰＵ６１４に結合されている。質問器６０１を介した無線通信装置６００からの信号生成の命令、データの受信、及び解析は、通常、ソフトウェアルーチンとして、メモリ６１８によって実施され、記憶されうる。ソフトウェアルーチンもまた、ＣＰＵ６１８によって制御されているハードウェアから遠隔位置にある第２のＣＰＵ（図示せず）によって保存されうる及び／又は実行されうる。

【0067】

［００７６］メモリ６１８は、命令を含むコンピュータ可読記憶媒体の形態であり、この命令はＣＰＵ６１４によって実行されたときに、無線通信装置６００と質問器６０１の動作を含む研磨装置１００の動作を促進する。メモリ６１８内の命令は、本開示の方法を実行するプログラム等のプログラム製品の形態である。プログラムコードは、幾つかの異なるプログラミング言語のうちのいずれか１つに合致しうる。一実施例では、本開示を、コンピュータシステムとともに使用されるコンピュータ可読記憶媒体に記憶されたプログラム製品として実行することができる。プログラム製品の一または複数のプログラムにより、（本書に記載の方法を含む）実施形態の機能が定義される。例示的なコンピュータ可読記憶媒体は、非限定的に、（ｉ）情報が永久的に記憶される書込み不能な記憶媒体（例えば、ＣＤ－ＲＯＭドライブ、フラッシュメモリ、ＲＯＭチップ、又は任意の種類のソリッドステート不揮発性半導体メモリによって読み出し可能なＣＤ－ＲＯＭディスクなどのコンピュータ内の読出し専用メモリデバイス）、及び（ｉｉ）変更可能な情報が記憶される書き込み可能な記憶媒体（例えば、ディスケットドライブ又はハードディスクドライブ内のフロッピーディスク或いは任意の種類のソリッドステートランダムアクセス半導体メモリ）を含む。上記コンピュータ可読記憶媒体は、本書に記載の方法の機能を指示するコンピュータ可読命令を格納しているときの本開示の実施形態である。

【0068】

［００７７］図８は、本書に記載の実施形態に係る、無線通信装置６００を組み込んだ保持リング１２０とプラテン１０２を示す研磨ヘッド１０８の部分断面図である。保持リング１２０は一般に、研磨プロセスの間、基板１１０の好ましくない動きを防止するように構成され、位置づけされる。図示したように、保持リング１２０は、可撓性膜１３２の半径方向外側に配置されうる。したがって、保持リング１２０は、パッド１０６とプラテン１０２に隣接し、これらのすぐ近くになるように配置される。特定の実施形態では、保持リング１２０は、必要に応じて保持リング１２０を交換しやすくするために、研磨ヘッド１０８に取り外し可能に結合させることができる。

【0069】

［００７８］一実施形態では、無線通信装置６００は、パッド１０６に面する保持リング１２０の表面に配置されうる、あるいはパッド１０６に面する保持リング１２０の表面を画定しうる。あるいは、無線通信装置６００は、パッド１０６に面する保持リング１２０の表面から離れた、保持リング１２０内の別の場所に配置されうる。無線通信装置６００と質問器６０１は、研磨プロセス中に近距離無線通信が可能になるほど近くに配置されうる。したがって、例えば上述したセンサなどの一または複数のセンサを保持リング１２０内に組み込むことは有益でありうる。

【0070】

［００７９］一実施形態では、保持リング１２０と無線通信装置６００は、３Ｄ印刷プロセスによって製造されうる。３Ｄ印刷プロセスにより、保持リング１２０と無線通信装置６００を同時に製造することが可能になりうる。あるいは、保持リング１２０の３Ｄ印刷中にボイドを維持することができ、続いて予め製造された無線通信装置をボイド内へ挿入することができる。特定の実施形態では、無線通信装置６００は、研磨システム１００を通して、研磨ヘッド１０８の回転に関する処理データを提供しうる。また、例えば可撓性膜１３２を含むパッド１０６、プラテン１０２、及び研磨ヘッド１０８等の適切に構成された構成要素が各々研磨システム１００に設置されている場合を除き、研磨システム１００の動作を「ロック」するために保持リング１００と無線通信装置６００を用いることができると考えられる。例えば温度、導電性、圧力、応力、及び音響の感知等の他の研磨処理パラメータの監視および感知も、保持リング１２０に配置された無線通信装置６００によって検出されうる。

【0071】

［００８０］図９は、本書に記載の実施形態に係る、無線通信装置６００を組み込んだ可撓性膜１３２とプラテン１０２を示す部分断面図である。可撓性膜１３２は概して、研磨中、その上に基板１１０を固定して、基板１１０をパッド１０６へ押し付けるように構成される。可撓性膜１３２は概して、研磨プロセスの間、圧力勾配を利用して基板１１０をその上に結合させ、基板１１０の好ましくない動きを防止する。特定の実施形態では、可撓性膜１３２は、必要に応じて可撓性膜１３２を交換しやすくするために、研磨ヘッド１０８に取り外し可能に結合させることができる。

【0072】

［００８１］一実施形態では、無線通信装置６００は、チャンバ１２２ａ、１２２ｂのいずれか、あるいは両方を画定する可撓性膜１３２の表面に配置されうる、あるいは可撓性膜１３２の表面を画定しうる。あるいは、一または複数の無線通信装置６００は、可撓性膜１３２の一部の内部に配置されうる。したがって、可撓性膜１３２は、パッド１０６及びプラテン１０２に押し付けられている基板１１０の裏面に隣接し、そのすぐ近くに配置される。無線通信装置６００及び質問器６０１は、研磨プロセス中に近距離無線通信が可能になるほど近くに配置されうる。したがって、例えば上述したセンサなどの一または複数のセンサを可撓性膜１３２内に組み込むことは有益でありうる。

【0073】

［００８２］一実施形態では、可撓性膜１３２と無線通信装置６００は、３Ｄ印刷プロセスによって製造することができる。３Ｄ印刷プロセスにより、可撓性膜と無線通信装置６００とを同時に製造することが可能になりうる。この実施形態では、無線通信装置６００は全体的に又は部分的に、可撓性膜１３２内に配置されうる。この実施例では、無線通信装置６００が、可撓性膜１３２の屈曲を許容するのに適切な度合いの可撓性を呈しうると考えられる。あるいは、可撓性膜１３２の３Ｄ印刷中にボイドを維持することができ、続いて予め製造された無線通信装置をボイド内へ挿入することができる。

【0074】

［００８３］保持リング１２０内に配置された無線通信装置と同様に、無線通信装置６００は、研磨システム１００を通して、可撓性膜１３２を含む研磨ヘッド１０８の回転に関する処理データを提供しうる。別の実施形態では、無線通信装置６００は、可撓性膜１３２の加圧及び減圧サイクルに関する処理データを提供しうる。また、例えば可撓性膜１３２を含むパッド１０６、プラテン１０２、及び研磨ヘッド１０８等の適切に構成された構成要素が各々研磨システム１００に設置されている場合を除き、研磨システム１００の動作を「ロック」するために可撓性膜１３２及び無線通信装置６００を用いることができると考えられる。上述したように、無線通信装置６００を組み込んだ可撓性膜１３２は特に、基板１１０に加わる圧力データの監視及び感知を提供するのに有用でありうる。例えば温度、導電性、応力、及び音響の感知等の他の研磨処理パラメータの監視および感知も、可撓性膜１３２に配置された無線通信装置６００によって実施されうる。

【0075】

［００８４］図８及び９の実施形態を組み合わせて、保持リング１２０と可撓性膜１３２の両方の内部に配置された無線通信装置６００を有する研磨システム１００を提供することが可能であると考えられる。一般に、無線通信装置６００は、研磨システム１００内部の異なる位置で同じ処理パラメータを感知するように構成されうる、あるいは、無線通信装置６００は、異なる処理パラメータを感知するように構成されうる。更に、無線通信装置６００は、研磨ヘッド１０８の他の構成要素、例えば３Ｄ印刷構成要素として製造することができる。加えて、保持リング１２０又は可撓性膜１３２のいずれかに結合された無線通信装置６００は、プラテン１０２内に固定配置されうる質問器６０１と通信しうる。質問器６０１によって受信された信号はコントローラ６１２によって解析され得、保持リング１２０及び／又は可撓性膜１３２は、研磨ヘッド１０８から取り外されうる。例えば、無線通信装置６００からの信号が、保持リング１２０及び／又は可撓性膜１３２の処理性能が不十分であることを示す場合、保持リング１２０及び／又は可撓性膜１３２が交換されうる。あるいは、保持リング１２０及び／又は可撓性膜１３２が研磨ヘッド１０８で使用するように構成されていない場合、コントローラ６１２は、これらの非適合性を示すことができ、これらを適切に構成された構成要素と交換することができる。

【0076】

［００８５］無線通信装置６００は一般に、ミリ秒以上のデータ転送速度でデータを収集するように構成される。したがって、処理パラメータのデータを検出し送信するのに好適な時定数は、無線通信装置６００の利点でありうる。時定数の改善は、特定の実施形態において検出されるパラメータに対する無線通信装置６００の物理的位置からもたらされうる。したがって、研磨プロセスを改善するために、リアルタイムのパラメータの感知が実施され、コントローラ６１２に伝達されうる。

【0077】

［００８６］加えて、無線通信装置６００は、連続的にあるいは断続的に動作可能である。例えば、無線通信装置６００がパッド２００内部に配置されている場合、無線通信装置６００は、さまざまな処理パラメータを連続的に感知するように構成されうる。あるいは、無線通信装置６００は、基板が無線通信装置６００に隣接した領域において研磨される場合に、処理パラメータを検出するように、断続的に動作可能である。同様に、保持リング１２０又は可撓性膜１３２に結合された無線通信装置６００は、連続的にあるいは断続的に動作可能である。コントローラ６１２は、近接度センサ（図示せず）等に結合されていてよく、近接度センサは、質問器６０１に対する研磨ヘッド１０８の位置を決定しうる。近接度センサは、研磨ヘッドが質問器６０１による伝達に好適な領域内に位置しているときに、コントローラ６１２へ信号を供給しうる。コントローラ６１２は、質問器６０１に、無線通信装置６００と質問器６０１との間の信号送信を開始させうる。研磨パッド１０８（及び保持リング１２０又は可撓性膜１３２のいずれかに結合された無線通信装置６００）が質問器６０１との通信に適切でない位置に位置している場合、近接度センサはコントローラ６１２へ合図を送ることができ、コントローラ６１２は、質問器６０１からの信号送信及び／又は受信を終了しうる。

【0078】

［００８７］複数の無線通信装置６００を用いた実施形態では、質問器６０１は、複数の無線通信装置６００と通信して、コントローラ６１２を介して研磨を連係するように構成されうる。あるいは、複数の質問器を用いることができる。この実施形態では、単一の無線通信装置を単一の質問器に通信可能に結合させうる。任意の数の無線通信装置と質問器を用いて、研磨プロセスの監視及び感知を改善することが可能と考えられる。複数の無線通信装置及び質問器が用いられる場合、さまざまな波長フィルタ及び／又は電磁波シールド装置を研磨システム内に組み込んで、無線通信装置及び／又は質問器の間での好ましくないクロストークを低減させる又はなくすことができる。

【0079】

［００８８］図１０は、本書に記載の一実施形態に係る、ＲＦＩＤタグを有する研磨パッドを製造する方法１０００を示す図である。以下に記載される図１０及び図１１の実施形態は、研磨パッドの付加製造を対象としているが、この実施形態を、特に、例えば保持リング及び可撓性膜などの他の研磨システム構成要素にも適用可能であると考えられる。更に、例えば鋳造、及び成形等の他の製造プロセスを用いて、内部にＲＦＩＤタグが配置されたパッドを形成することが可能である。

【0080】

［００８９］工程１０１０において、研磨パッドの第１の部分が印刷される。第１の部分に好適な材料には、図２に関して参照したものが含まれうるが、一般には、基板を研磨するように構成されたポリマー材料が含まれる。例えば３Ｄ印刷プロセスなどの印刷プロセスを、図１２を参照しながらより詳しく説明する。研磨パッドの第１の部分は、ベース層又はパッド特徴の組み合わせであってよい。

【0081】

［００９０］工程１０２０において、例えばＲＦＩＤタグ等の無線通信装置６００が第１の部分に印刷される。ＲＦＩＤタグを印刷するのに好適な材料は一般に、導電性材料又は半導電性材料を含む。導電性及び／又は半導電性ポリマー材料の例には、非限定的に、数ある中でも、ポリ（フルオレン）、ポリ（フェニレン）、ポリ（ピレン）、ポリ（アズレン）、ポリ（ナフタレン）、ポリ（アセチレン）、ポリ（ｐ－フェニレンビニレン）、ポリ（ピロール）、ポリ（カルバゾール）、ポリ（インドール）、ポリ（アゼピン）、ポリ（アニリン）、ポリ（チオフェン）、ポリ（３、４－エチレンジオキシチオフェン）、及びポリ（ｐ－フェニレンスルフィド）材料を含み、これらの組み合わせ及び混合物を含む。加えて、例えば好ましい導電又は半導電特性のナノ粒子を含有するインク等の材料も用いることができる。例えば、銀又は金のナノ粒子を用いて導電性インクを形成することができる、又はシリコンのナノ粒子を用いて半導電性インクを形成することができる。前述したナノ粒子は、上述したポリマー材料内に組み込むことができる、あるいは他の好適な材料とともに用いることができる。他の実施形態では、付加製造プロセス（３Ｄ印刷）又はスクリーン印刷プロセスによって金属材料を堆積させることによって、ＲＦＩＤタグの様々な部分を印刷することができる。

【0082】

［００９１］工程１０３０において、研磨パッドの第２の部分が、ＲＦＩＤタグの上及び周囲に印刷される。研磨パッドの第２の部分は、研磨パッドの第１の部分の上にも印刷されうる。このため、ＲＦＩＤタグは、研磨パッド内に全体的に又は部分的に封入されうる。一実施形態では、研磨パッドの第２の部分は、基板に接触し、研磨するように構成されうる。別の実施形態では、研磨パッドの第１の部分が、基板に接触し、研磨するように構成されうる。

【0083】

［００９２］図１１は、本書に記載の一実施形態に係る、ＲＦＩＤタグ等の無線通信装置６００を組み込んだ研磨パッドを製造する方法１１００を示す図である。工程１１１０において、内部に凹部又はボイドが形成された研磨パッドの第１の部分が印刷されうる。凹部は、パッド材料がほぼ存在しない、第１の部分の一領域であってよい。凹部は、予め製造されたＲＦＩＤタグを収容するために適切な寸法でサイズ設定されうる。

【0084】

［００９３］工程１１２０において、予め形成されたＲＦＩＤタグが、第１の部分内に形成された凹部内に挿入されうる。ＲＦＩＤタグは、タグ基板上に形成されうる、あるいは凹部内の第１の部分に圧入される、糊付けされる、接着される、又はそうでなければ機械的に結合されうる。工程１１３０において、研磨パッドの第２の部分がＲＦＩＤタグの上及び周囲に印刷されうる。必要に応じて、あらかじめ製造されたＲＦＩＤタグは封入され、パッドの第１及び第２の部分内に配置されうる。

【0085】

［００９４］図１０及び図１１に関して記載される実施形態では、タグ印刷プロセス及び凹部形成プロセスは、最終的に形成されるパッドの圧縮性を考慮しうる。ＲＦＩＤタグが一般に、第１及び第２のパッド部分の材料とは異なる機械特性及び動的特性を有しうる材料から形成されるため、パッド全体の機械特性及び動的特性がより均一になるように、ＲＦＩＤタグ又はパッドの一部に様々な微細構造要素を組み込むことができると考えられる。例えば配線等の様々な他の構成要素も研磨パッドの中に一体的に製造することが可能であると考えられる。ある実施形態では、ＲＦＩＤタグの下及び／又は上に配置された付加材料の層の組成及び／又は特性は、パッド全体の機械特性及び動的特性が均一になるように調節される。つまり、研磨パッドの局所領域内でのＲＦＩＤタグの存在は、本書に記載の付加製造プロセスを使用して堆積される材料及び／又は材料構造を調節することによって、ＲＦＩＤタグの下、上、又はＲＦＩＤタグに隣接する材料の材料特性を調節することによって、補われる。したがって、付加製造プロセスを使用することによって形成され、内部に一または複数のＲＦＩＤタグが配置されたパッド、膜、保持リング、及び他の構造は、一または複数のＲＦＩＤタグが形成されたデバイス内に配置されていたとしても、機械特性及び動的特性が更に均一になりうる。

【0086】

［００９５］図１２は、本書に記載の実施形態に係る、研磨パッド及び他のＣＭＰ装置を製造するための３Ｄ印刷装置１２００の概略断面図である。以下に記載される特定例は、例えば研磨パッド２００、３００、４００、及び５００等の研磨パッドを参照したものであるが、例えば保持リング（すなわち、保持リング１２０）及び可撓性膜（すなわち、可撓性膜１３２）等の他のＣＭＰ装置も３Ｄ印刷プロセスによって製造可能であると考えられる。一実施形態では、研磨パッド２００を支持体１２０２に印刷することができる。研磨パッド２００は、ＣＡＤ（コンピュータ支援設計）プログラムから液滴吐出プリンタ１２０６によって形成される。液滴吐出プリンタ１２０６及び支持体１２０２は、印刷プロセス中に相対的に移動しうる。

【0087】

［００９６］液滴吐出プリンタ１２０６は一般に、前駆体を分注するためのノズルを有する一または複数のプリントヘッドを含む。前駆体は、例えば液体又は粉末の形態等の様々な形態で供給されうる。図示した実施形態では、液滴吐出プリンタ１２０６は、第１のノズル１２１０を有する第１のプリントヘッド１２０８と、第２のノズル１２１２を有する第２のプリントヘッド１２１４とを含む。第１のノズル１２１０は、例えば軟質又は弾性材料等の第１の材料の液体前駆体を分注するように構成されていてよく、第２のノズル１２１２は、例えば硬質材料等の第２の材料の液体前駆体を分注するのに使用されうる。別の実施形態では、ヘッド１２０８、１２１４及びノズル１２１０、１２１２は、流動性の、あるいは液状の前駆体を流して所望の装置の形成を可能にするために、ポリマー前駆体を加熱するように構成されうる。

【0088】

［００９７］他の実施形態では、液滴吐出プリンタ１２０６は、２つを上回る材料で研磨パッドを形成するために、２つを上回るプリントヘッドを含みうる。例えば、無線通信装置６００等のＲＦＩＤタグの印刷に関連する実施形態では、第１のノズル１２１０は、タグの導電性構成要素の、導電性又は半導電性材料のポリマー前駆体を分注するように構成されうる。第２のノズル１２１２は、非導電性のタグ構成要素を印刷するために、非導電性材料のポリマー前駆体を分注するように構成されうる。前駆体は、選択された場所又は領域に分注され、研磨パッド２００が形成されうる。これらの選択された場所はともに、ターゲット印刷パターンを形成し、液滴吐出プリンタ１２０６を制御する電子コントローラ１２０４（例：コンピュータ）によって後に読み取られるＣＡ互換性ファイルとして保存されうる。

【0089】

［００９８］本書で説明している３Ｄ印刷プロセスは、他の３Ｄ堆積又は３Ｄ印刷のプロセスの中でも特に、ポリジェット堆積、インクジェット印刷、熱溶解積層（ｆｕｓｅｄ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌｉｎｇ）、バインダ噴射、粉末ベッド溶解、選択的レーザ焼結、ステレオリソグラフィ、バット光重合デジタルライト処理、シート積層、指向性エネルギー堆積を含むが、それらに限定されるわけではない。

【0090】

［００９９］３Ｄ印刷の後に、研磨パッドは硬化によって固化されうる。硬化は、印刷された研磨パッドを硬化温度に加熱することによって実施されうる。あるいは、硬化は、印刷された研磨パッドを紫外線源によって発生した紫外線を照射することによって実施されうる。

【0091】

［００１００］３Ｄ印刷は、異なる材料、及び／又は異なる材料の組成から形成される研磨パッドを製造するための便利で高度に制御可能なプロセスを提供する。例えば、３Ｄ印刷により、例えばＲＦＩＤタグ等のＮＦＣ装置を効率良く、また高いコスト効率で研磨パッドに組み込むことが可能になる。

【0092】

［００１０１］例えば、研磨パッド２００は、２つ以上の材料の混合物から形成されうる。この実施形態では、パッド及びパッド特徴は、一または複数の第１の材料から形成され得、パッド内に一体的に配置された無線通信装置６００は、一または複数の第２の材料から形成されうる。一実施形態では、一または複数の第１の材料は主に導電性ではないが、一または複数の第２の材料は主に導電性又は半導電性である。この実施形態では、パッド２００と研磨特徴２０４、２０６は、第１のプリントヘッド１２０８を介して第１のノズル１２１０から放出された第１の材料液滴の混合物で形成されうる。無線通信装置（ここでは図示されていないが、図６により詳細に示される）は、第２のプリントヘッド１２１４を介して第２のノズル１２１２から放出される第２の材料液滴の混合物で形成されうる。プリントヘッド１２１０は最初に、研磨特徴２０４、２０６に対応するピクセルに位置合わせされ、所定のピクセルに液滴を分注しうる。プリントヘッド１２１２は次に、無線通信装置に対応するピクセルに位置合わせされ、所定のピクセルに液滴を分注しうる。この結果、研磨特徴２０４、２０６及び無線通信装置は、連続プロセスで形成されうる。研磨特徴２０４、２０６及び無線通信装置６００は、３Ｄ印刷装置１２００の設計によっては同時に形成することも可能と考えられる。

【0093】

［００１０２］研磨特徴２０４、２０６の特性は、一または複数の第１の材料の比率及び／又は分布に従って調節されうる、あるいは調整されうる。無線通信装置６００は、一または複数の第２の材料の比率及び／又は分布に従って形成されうる。一実施形態では、研磨特徴２０４、２０６の組成は、第１のノズル１２１０から放出される液滴のサイズ、場所、速さ、及び／又は密度を選択することによって制御される。同様に、無線通信装置の組成は、第２のノズル１２１２から放出される液滴のサイズ、場所、速さ、及び／又は密度を選択することによって制御される。したがって、本開示の実施形態は、複数の材料で研磨パッドを形成することを包含し、この材料を用いて、内部に無線通信装置が配置された研磨パッドを製造することができると考えられる。
付加製造プロセスの実施例

【0094】

［００１０３］一実施形態では、３Ｄ印刷を用いて、本書に記載の研磨パッド、保持リング、可撓性膜、及び他のＣＭＰ研磨装置の構成要素を製造することができる。一実施形態では、３Ｄオブジェクトを形成する方法は、３Ｄオブジェクトの全ての層に対して、構成要素のＣＡＤモデルを使用し、また構成要素についての情報をマッピングするのに使用されるスライスアルゴリズムを使用することによって実施されうる。オブジェクトの層は、粉末ベッドの表面上に粉末を分配することによって形成されうる。その後、選択されたバインダー材料が堆積され、これにより、オブジェクトが形成される領域の粒子が選択的に接合されうる。次の粉末層が形成されうるように、粉末ベッドと製造される構成要素を支持するアクチュエータ（例：ピストン）が下げられる。各層が形成された後に、プロセスは繰り返され、その後オブジェクトの一部を完成させるために最後の硬化プロセス（例えば、紫外線照射、又は熱処理）が行われる。３Ｄ印刷は、材料組成の局所的制御を行うことができるため、本書に記載の方法で、微細構造、及び表面形状、さまざまな（及び以前には得られなかった）形状寸法を達成することができる。

【0095】

［００１０４］一実施形態では、本書に記載の研磨パッドは、コンピュータレンダリングデバイス又はコンピュータディスプレイデバイスによって読み取り可能なデータ構造で表されうる。図１２に、一実施形態に係る、コンピュータ可読媒体を有するコンピュータシステム（すなわち、電子コントローラ１２０４）の概略図を示す。コンピュータ可読媒体は、研磨パッドを表すデータ構造を含有しうる。データ構造は、コンピュータファイルであってよく、一または複数の構成要素の構造、材料、形状、物理特性、又は他の特性についての情報を含有しうる。データ構造はまた、コンピュータレンダリングデバイス又はコンピュータディスプレイデバイスの選択された機能性を連動させる例えばコンピュータで実行可能なコード又はデバイス制御コード等のコードも含有しうる。データ構造は、コンピュータ可読媒体に記憶されうる。コンピュータ可読媒体は、例えば磁気メモリ又はいずれかの便利な物理記憶媒体等の物理記憶媒体を含みうる。物理記憶媒体は、コンピュータスクリーン上にデータ構造によって表される構成要素をレンダリングするコンピュータシステム、あるいは例えば３Ｄプリンタ等の付加製造デバイスであってよい物理レンダリングデバイスによって読み取り可能であってよい。

【0096】

［００１０５］以上の記述は本開示の実施形態を対象としているが、本開示の基本的な範囲から逸脱せずに本開示の他の実施形態及び更なる実施形態が考案されてよく、本開示の範囲は、以下の特許請求の範囲によって決定される。

【図1A】

【図1B】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】