MX2007009822A - Almohadillas de pulido personalizadas para cmp y metodos de fabricacion y uso de las mismas. - Google Patents

Abstract

La presente invencion se relaciona con las almohadillas de pulido para planarizacion quimica mecanica (CMP) de substratos y metodos para la fabricacion y uso de las mismas. Las almohadillas descritas en esta invencion son personalizadas para especificaciones de pulido en donde las especificaciones incluyen (pero no se limita a ellas) al material que esta siendo pulido, diseno y arquitectura de la viruta, densidad de viruta y densidad de patron, plataforma de equipo y tipo de lodo utilizando. Estas almohadillas pueden ser disenadas con una nanoestructura polimerica especializada con un intervalo largo o corto el cual permite un ajuste a nivel molecular obteniendo superiores caracteristicas termo mecanicas. Mas particularmente, las almohadillas pueden ser disenadas y fabricadas de manera que existe una distribucion espacial tanto uniforme como no uniforme de propiedades quimicas y fisicas dentro de las almohadillas. Adicionalmente, estas almohadillas puede ser disenadas para ajustar el coeficiente de friccion mediante ingenieria de superficie, a traves de la adicion de lubricantes solidos, y creando almohadillas integrales de bajo cizallamiento que tienen multiples capas de material polimerico el cual forma una interface paralela a la superficie de pulido. Las almohadillas tambien puede tener porosidad controlada, abrasivos incorporados, ranuras nuevas sobre la superficie de pulido, para el transporte de lodo, las cuales son producidas en sitio, y una region transparente para una deteccion final.

Description

ALMOHADILLAS DE PULIDO PERSONALIZADAS PARA CMP Y MÉTODOS DE FABRICACIÓN Y USO DE LAS MISMAS ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN La CMP utiliza un lodo, referida como un medio líquido reactivo, junto con una almohadilla de pulido para proporcionar la acción mecánica y química para la eliminación del material de la superficie de substrato durante el proceso de planarización. Por ejemplo, un área de uso para CMP es para la planarización de capas individuales (capas dieléctricas o metálicas) durante la fabricación del circuito integrado (IC, por sus siglas en inglés) sobre un substrato semiconductor. La CMP elimina las características topográficas indeseables de las capas del IC, tales como exceso de depósitos metálicos subsecuentes a los procesos damasquinados, eliminación de exceso de óxido de los pasos de películas aislantes superficiales (STI, por sus siglas en inglés), o planarizar el inter-nivel dieléctrico (ILD, por sus siglas en inglés) y capas inter-metálicas dieléctricas (IMD, por sus siglas en inglés) . El propósito principal de la CMP utilizada en la fabricación del IC es mantener la planaridad en cada paso del deposito y producción de imagen foto-litográficamente de las capas metálicas y dieléctricas secuenciales. Durante el proceso CMP, la interacción química del lodo con el substrato forma una capa químicamente modificada en la superficie de pulido. Simultáneamente, los abrasivos en el No. Ref.: 185144 lodo interactúan mecánicamente con las capas superficiales químicamente modificadas que resultan en la eliminación del material. Las almohadillas de pulido se hacen típicamente de un material polimérico rígido, microporoso, tal como poliuretano, y realizan varias funciones incluyendo el suministro de transporte uniforme del lodo, distribución y eliminación de los productos reaccionados, y distribución uniforme de la presión aplicada a través de la oblea. En la escala nano a mieras, la interacción de la almohadilla y el lodo en la formación y la eliminación de la capa superficial fina determina el índice de eliminación (RR, por sus siglas en inglés), la planaridad superficial, las no-uniformidades superficiales, los defectos superficiales, y la selectividad de la eliminación de material. En ese respeto, las propiedades mecánicas/tribológicas/materiales locales de la almohadilla son críticas para ambas la planarización local y global durante el proceso CMP. De acuerdo a lo mencionado previamente, una área del uso de CMP es para la industria de los semiconductores, en donde la CMP es utilizada en diferentes pasos del proceso. El estado previo de la técnica actual de almohadillas de CMP, las cuales son ambas almohadillas poliméricas de poro abierto y poro cerrado, no son adaptadas para obtener características fricciónales, químicas y tribólogicas personalizadas. Aunque, tales almohadillas pueden ser apropiadas para el procesamiento de ICs convencionales, para las nuevas y desarrolladas tecnologías CMOS de sub-90 nm, no se obtienen productividades altas con estas almohadillas. Estos desafíos resultan del incremento de las complejidades en el diseño [en este caso sistema en un chip (SOC, por sus siglas en inglés)], y proceso [en este caso, silicio en el aislador (SOI, por sus siglas en inglés)], así como diferencias y cambios en los materiales [en este caso STI; dieléctricos de baja k y cobre], la variación en la densidad del patrón del chip, y el tamaño incrementado del chip. El impacto de éstos desafíos relacionados con el procesamiento de tecnologías sub-90 nm es que las productividades del chip, el funcionamiento del dispositivo, y la confiabilidad del dispositivo se han deteriorado significativamente . Un proceso típico CMP sería capaz de eliminar el exceso dieléctrico durante el proceso de la fabricación del semiconductor. Con complejidades en el diseño, la primera dimensión que se obtiene afectada es el aumento en el número de material que es pulido simultáneamente. Por ejemplo, tanto STI, y CMP de cobre (CMP de Cu) representan los desafíos de la CMP de materiales distintos. Durante la CMP de STI, la concavidad de óxido, y la erosión de nitruro se observan típicamente, en donde las diferencias en los materiales exigen un proceso CMP con selectividad para el índice de eliminación (RR) de tales materiales. De forma similar, para la CMP de Cu del desarrollo de tecnologías sub 90 nm, la concavidad ocurre cuando el cobre se elimina irregularmente a través de la acción mecánica, tal como la flexión y ranurado abrasivo de la almohadilla, mientras que la erosión produce anomalías superficiales debido a la eliminación excesiva localizada de dieléctricos. Un alto grado de planarización está comprometido por la concavidad y erosión excesivas, que causan dificultades en las especificaciones de resistencia que se encuentran a través de diferentes densidades de diseño. Actualmente, el problema de la pérdida de características debido a la pérdida de planarización que resulta de la concavidad y erosión representa mas del 50% de pérdida de productividad para las tecnologías sub 90 nm. La concavidad y erosión son impactadas por las propiedades de la almohadilla, tales como dureza, resistencia, y porosidad. Como otro ejemplo, la variación de la densidad del patrón presenta desafíos para la CMP de ICs. Por ejemplo, la densidad de patrón se correlaciona con el tamaño del chip, para que una densidad de patrón más baja sea correlacionada con un tamaño de chip más pequeño, e inversamente, una densidad de diseño más alta existe para un tamaño más grande de chip. Esto se desea para variar las características de la almohadilla, tales como dureza, arquitectura superficial, y textura superficial, en función de la variación de la densidad de patrón. Se presentan complejidades adicionales puesto que las densidades de patrón dentro de un chip único típicamente varían también. Los parámetros de pulido tales como índice de eliminación son dependientes de la densidad de patrón del chip. SUMARIO DE LA INVENCIÓN Dado las variables numerosas en la fabricación de IC, tal como diseño de IC, diferencias del material, y densidad de patrón, hay una necesidad en el estado previo de la técnica para las almohadillas de pulido las cuales pueden dirigir sistemáticamente estas emisiones para producir alta calidad de pulido tomando en consideración las diversas salidas eventuales de un proceso de pulido. Tales posibilidades de métodos de pulido personalizados requieren varias técnicas de ingeniería de almohadilla. Considerando las escalas de tamaño, la ingeniería de almohadilla puede ser vista como un proceso de personalización en la escala de longitud nano a mieras así como las escalas de longitud macro (la escala de longitud macro está en la orden de aproximadamente 1 cm) . Por ejemplo, en la escala de longitud nano puede ser deseable tener una estructura nano de la almohadilla adaptada (en este caso distribución, tamaño, y tipo de dominios duros a través de la almohadilla) . En la escala de la longitud macro, existen varias oportunidades para la ingeniería. Las almohadillas de CMP pueden ser diseñadas y fabricadas de modo que haya distribución espacial de las propiedades químicas y físicas de las almohadillas que son personalizadas para el funcionamiento apropiado para un tipo específico de substrato. En este respecto, puede ser deseable tener almohadillas de pulido en las cuales las propiedades, tales como tipo material, así como propiedades físicas, tales como dureza, porosidad, resistencia, y compresibilidad son diseñadas selectivamente antes de la fabricación. Esto también puede ser deseable para incluir características agregadas a la almohadilla. Una característica es la ingeniería superficial de almohadillas con el adicional de lubricantes sólidos dentro del cuerpo de la almohadilla. Otra característica es el control de la porosidad a lo largo de la almohadilla, con el uso de diferentes cantidades y tamaños de agentes de porosidad así como de temperaturas de procesamiento de manufactura. Otra característica es graduar funcionalmente la almohadilla con el ajuste de la composición polimérica de la almohadilla en diferentes regiones a lo largo de la superficie de pulido. Otra característica es la manufactura de almohadillas de bajo cizallamiento, en las cuales las interfaces se agregan deliberadamente dentro del cuerpo de la almohadilla. Otra característica es la adición de abrasivos incorporados en almohadillas distribuyendo los abrasivos seleccionados dentro de las almohadillas. Otra característica es la manufactura de ranuras en sitio en la superficie de pulido para optimizar el transporte del lodo. Otra característica es la manufactura de una región ópticamente transparente en la almohadilla para la detección final. Las diversas almohadillas de pulido personalizadas descritas aquí tratan la necesidad en el estado previo de la técnica de tales almohadillas que tienen diseño personalizado, así como el control de fabricación en implementar tal diseño personalizado. Tal diseño personalizado y control de fabricación produce una sola almohadilla unificada de este modo apropiada específicamente para proporcionar el funcionamiento superior de la CMP del substrato dirigido. En general para la CMP, la uniformidad de las propiedades de la almohadilla, tales como el módulo de almohadilla, la distribución de tamaño del poro y la estructura química del material se conocen por ser críticos para la operación estable en el régimen de lubricación límite. Se describen los métodos de diseño a través de los cuales se obtienen estas propiedades fundamentales de la almohadilla, así como los requerimientos de pulido personalizados como COF bajo. Se describen las almohadillas que tienen una o ninguna combinación de las características siguientes: 1) Microestructura de la almohadilla La elección de la microestructura de la almohadilla puede tener un impacto sobre las propiedades de pulido. Varios polímeros se han utilizado en el pasado como materiales de almohadillas de pulido, que incluyen poliolefinas, poliuretanos y policarbonatos. Entre todos los polímeros, los uretanos se utilizan lo más comúnmente para hacer las almohadillas de CMP. En la presente invención, la microestructura de la almohadilla se ha controlado a través de la selección de componentes poliméricos apropiados. Un prepolímero de isocianato primero es sintetizado o se obtiene comercialmente. El prepolímero de isocianato entonces se hace reaccionar con una mezcla de extensores de cadena de poliamina y poliol y curativos de poliamina y poliol para terminar la formación del polímero. Por consiguiente, se obtiene una distribución espacial uniforme de dominios alternativos duros y suaves con una orden de intervalo grande en la escala de longitud de nano a mieras. Tal almohadilla de estructura micro se puede dejar para una curva de Stribeck plana y extendida. Adicionalmente, tal estructura de almohadilla se puede dejar para el control superior de las propiedades tribologicas, térmicas y ópticas. Por lo tanto, estas propiedades también pueden ser distribuidas espacialmente para obtener la funcionalidad de pulido personalizada. Como resultado de esta formulación polimérica varias propiedades de la almohadilla de polímero, tales como módulo de almacenamiento (E' ) del polímero, módulo de pérdida (E' ' ) del polímero pueden ser aumentadas mientras que la temperatura de transición del vidrio (Tg) del polímero de almohadilla, la proporción (tand) de E' ' a E' de la almohadilla, KEL (tand*1012 (E' (l+tan2d) ) ) , tensión de superficie, compresibilidad, transición térmica, ?E' como una función de la temperatura, y la compresibilidad pueden ser disminuidos y la tensión superficial puede ser modulada. 2) Porosidad controlada El control de la porosidad de la almohadilla; en este caso controlar el tamaño, densidad, y forma de los poros puede tener un impacto en factores tales como el transporte del lodo, distribución abrasiva y microtextura, que a su vez pueden tener impacto sobre las mediciones clave del funcionamiento uniforme de CMP, tal como índice de eliminación (RR) , y el número de las no uniformidades dentro de la oblea (WI NU) . Adicionalmente, se observa además que las almohadillas fabricadas sin el control de la porosidad pueden causar una fuerza de cizallamiento no uniforme sobre el substrato de diferentes regiones de la almohadilla, y por lo tanto un COF no uniforme sobre el intervalo del proceso completo. La no uniformidad de la fuerza de cizallamiento tiene un impacto sobre dos mediciones adicionales de funcionamiento de CMP, planaridad y defectividad. Varias almohadillas de pulido personalizadas descritas aquí pueden ser fabricadas de modo que la porosidad formada en las almohadillas mencionadas sea altamente controlada con respecto a la porosidad, en este caso tamaño y forma del poro y densidad del poro, y la distribución de la porosidad. 3) Graduación funcional de las propiedades mecánicas La graduación de la función de los materiales se refiere a diferentes regiones de material polimérico a lo largo de la superficie de pulido que puede o no puede ser radialmente simétrica. La graduación funcional de las propiedades mecánicas de la almohadilla pueden ser utilizadas para modular la tribología de la almohadilla y propiedades de pulido en una manera sistemática predefinida y puede conducir a un aumento en la longitud y la eficacia de planarización. La graduación funcional también puede ser útil para superar la pérdida de productividad del borde externo durante la CMP. Una razón para la pérdida de productividad del borde externo es la distribución desigual de presión como se ha observado con la oblea durante el proceso de pulido. La distribución desigual de presión del centro al borde es inherente a la manera que la oblea es montada sobre la cabeza de pulido. La reducción en la productividad del borde externo y una disminución en el número de defectos pueden ser alcanzados si la graduación funcional radialmente simétrica es utilizada para compensar la distribución de presión desigual. La graduación funcional de las propiedades mecánicas (dureza, compresibilidad, tamaño del poro y distribución) puede ser utilizada para compensar cualquier no uniformidad en la distribución de presión. 4) Ingeniería de Superficie La ingeniería de superficie de las almohadillas se obtiene a través de la adición de lubricantes sólidos y/o lubricantes poliméricos dentro de la almohadilla. Tales métodos de ingeniería de superficie a través de la adición de lubricante pueden ser utilizados con eficacia para reducir el coeficiente de fricción mientras que mantienen el índice de eliminación deseado. Estas almohadillas pueden ser utilizadas para la mayoría de las aplicaciones de pulido, puesto que un COF más bajo puede ser deseable para la mayoría de las aplicaciones. En Particular, éstas almohadillas de ingeniería superficial pueden ser utilizadas para todos los pasos del procesamiento en la CMP de cobre, que incluyen el volumen, el acondicionamiento suave y los pasos de eliminación de la barrera, eliminando la necesidad de tres almohadillas diferentes para cada uno de los pasos de procesamiento . 5) Almohadillas integrales de bajo cizallamiento Las almohadillas integrales de bajo cizallamiento tienen por lo menos una interface que puede ser paralela a la superficie de pulido. Esta interface puede ser formada selectivamente en sitio entre los materiales que tienen la misma o diferentes propiedades y puede conducir a una reducción de la fuerza de cizallamiento en el límite del substrato/almohadilla. La reducción de la fuerza de cizallamiento permite la reducción de COF durante el pulido mientras que mantiene el índice de eliminación deseado. Un diagrama esquemático de una almohadilla de bajo cizallamiento se muestra en la Figura 11 la cuál muestra una interface paralela a la superficie de pulido. 6) Almohadilla abrasiva incorporada Las almohadillas abrasivas incorporadas pueden ser realizadas al incorporar abrasivos dentro de una almohadilla durante la manufactura de la almohadilla por técnicas tales como colado/moldeado líquido, moldeado de inyección, sinterización y otras. Las almohadillas abrasivas incorporadas pueden tener la ventaja de eliminar la necesidad de la adición de abrasivos al lodo, al proporcionar estos abrasivos a través de la composición de almohadilla. Las almohadillas abrasivas incorporadas pueden comprender partículas abrasivas individuales y también copolímeros en bloque, en donde el copolímero en bloque tiene una composición polimérica abrasiva constituyente que difiere en el copolímero en bloque sobre la distancia . 7) Almohadillas ranuradas en sitio En general, los métodos para producir ranuras en sitio comprenden los pasos de impartir un patrón a un revestimiento de silicona, colocar el revestimiento de silicona adentro, o sobre, un molde, agregar el material de la almohadilla de CMP al revestimiento de silicona, y permitir que la almohadilla de CMP se solidifique. En algunas variaciones, el revestimiento de silicona puede ser elaborado de un elastómero de silicona, y en algunas variaciones, impartir un patrón a un revestimiento de silicona que comprende el paso impartir un patrón a un revestimiento de silicona con el uso de litografía o grofado en relieve. Los métodos de producir ranuras en sitio pueden comprender además el paso de adherir el revestimiento de silicona al molde, por ejemplo, usando pegamento, cinta, abrazaderas, técnicas de ajuste de presión, o mezclas de las mismas. En algunas variaciones, el molde es metálico. Por ejemplo, el molde puede ser elaborado de un material seleccionado del grupo que consiste de aluminio, acero, material de ultramolde, y mezclas de los mismos. En algunas variaciones, el molde es impartido de un patrón, además para impartir patrones al revestimiento de silicona (en este caso, una combinación de patrones es utilizada) . En algunas variaciones, el material de la almohadilla de CMP comprende un material termoplástico. En otras variaciones, el material de la almohadilla de la CMP comprende un material termoendurecible. En algunas variaciones, el material de la almohadilla de la CMP es poliuretano. Las almohadillas de CMP que comprenden diseños de ranuras nuevos también se describen. Por ejemplo, se describen aquí las almohadillas de CMP que comprenden ranuras logarítmicas inversas, ranuras circulares concéntricas y ranuras axialmente curvadas. En una variación, las ranuras axialmente curvadas son discontinuas. Las ranuras circulares concéntricos y las ranuras axialmente curvadas también pueden intersecarse.

Las ranuras producidas en la misma pueden ser realizadas por un método del grupo que consiste de moldeado alineado de silicona, escritura láser, corte de chorro de agua, impresión en 3D, termoformado, formación de vacío, impresión de micro-contacto, estampando caliente, y mezclas de los mismos. 8) Almohadillas con una ventana transparente para la detección final Se proporcionan almohadillas de pulido que comprenden una región transparente y métodos de manufacturar tales almohadillas. Las almohadillas son útiles en métodos de detección final de un proceso de pulido de substrato, tal como un proceso CMP, en donde las medidas ópticas se utilizan para determinar la superficie del substrato. Tales medidas ópticas pueden medir la luz transmitida a través de la almohadilla de pulido, ya sea de una fuente de luz a la superficie de substrato o al lodo debajo de la superficie de substrato, o de la superficie del substrato o del lodo debajo de la superficie de substrato a un detector, o ambos. Como tal, la región transparente de la almohadilla de pulido es suficientemente transparente sobre un espectro o una longitud de onda de luz. Preferiblemente esta es suficientemente transparente para por lo menos una o más longitudes de onda de luz de los espectros infrarrojos, visibles y ultravioleta, tal como desde 100 nm hasta 1,000 nm. La región transparente no necesita ser transparente a través del espectro completo, pero podría ser transparente a una o más longitudes de onda dentro de un amplio espectro. La transparencia óptica es alcanzada al reducir los centros dispersados a través de la reducción de elementos porosos. En un caso, la almohadilla de pulido comprende un polímero que tiene una región transparente que carece de poros para ser suficientemente transparente a una longitud de onda deseada o longitudes de onda de luz y una región microporosa que sea suficientemente menos transparente a una longitud de onda deseada o longitudes de onda de luz que la región transparente. La región menos transparente es suficientemente porosa de forma que esta tiene una compresibilidad o una dureza deseada. En un caso, la región transparente es suficientemente transparente a la luz que comprende longitudes de onda dentro del intervalo de aproximadamente 100 a 1,000 nm, también aproximadamente de 200 a 800 nm, o aproximadamente de 250 a 700 nm. En un caso, la región suficientemente menos transparente comprende los mismos materiales que la región transparente en donde la menos transparente tiene una porosidad más alta que la región transparente. En un caso, la región transparente comprende un primer polímero y carece suficientemente de poros y la región menos transparente comprende un segundo polímero y es substancialmente microporosa. En un caso, una región transparente que comprende un primer polímero y que carece suficientemente de poros es rodeada por una región menos transparente que comprende un segundo polímero que es substancialmente microporoso. En un caso, los primeros y segundos polímeros son el mismo polímero. En un caso, la densidad del poro de la región menos transparente aumenta gradualmente mientras que la distancia de la región transparente aumenta hasta una densidad máxima del poro para la almohadilla. En este caso, la mayor parte de la almohadilla está en o próxima a la densidad máxima del poro, en donde la variación notable en la densidad del poro se puede encontrar alrededor de la región transparente, tal como dentro de aproximadamente 2 cm, también dentro de aproximadamente 1 cm de cualquier límite de la región transparente. En un caso la estructura del poro es formada usando uno o más poros que forman los agentes seleccionados del grupo que consiste de una sal inorgánica, un agente espumoso, un fluido supercrítico, un agente de soplado químico, una micela, un copolímero en bloque, un material porogeno y un microbalón. BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS Las Figuras ÍA y IB es una capa ejemplar de deposición formada sobre una capa subyacente. Las Figuras 2A y 2B representan la concavidad y la erosión en un metal depositado dentro de una película de barrera en una capa dieléctrica.

La Figura 3 es un diagrama esquemático de los elementos de un aparato de CMP. La Figura 4 es un ejemplo de una curva de Stribeck. La Figura 5 es un ejemplo de una gráfica Prestoniana. La Figura 6 es un diagrama esquemático de cómo el material o el agente que forma poros puede ser utilizado para crear un tamaño uniforme de poro, densidad de poro, y la distribución en una matriz. La Figura 7 es un diagrama esquemático de una almohadilla graduada funcionalmente simétrica radialmente discontinua. Las Figuras 8A-8C son un diagrama esquemático de la porosidad de combinación con una almohadilla graduada funcionalmente . La Figura 9 es un diagrama esquemático de una almohadilla graduada funcionalmente simétrica no radialmente. La Figura 10 es un diagrama esquemático de una almohadilla funcionalmente simétrica radialmente continua. Las Figuras 11A-11B es un diagrama esquemático de una almohadilla integral de cizallamiento bajo que tiene una HA o múltiples 11B interfaces, con ranuras sobre la superficie. La Figura 12 representa el efecto de una interface como un disipador de tensión para la CMP. La Figura 13 representa las características de tensión-deformación del cobre policristalino.

Las Figuras 14A-14B representan un perfil de presión de la oblea para almohadillas no ranuradas (14A) y ranuradas (14B) . La Figura 15 proporciona una vista transversal seccionada de un molde alineado de silicona ilustrativo. Las Figuras 16A-16C representan los diseños de ranuras nuevas para las almohadillas de 20(16A), 24(16B), y 30(16C) pulgadas . La Figura 17 es un diagrama esquemático de ejemplos de las geometrías posibles para la región transparente. La Figura 18 muestra una base transparente con menos ranuras transparentes. Las Figuras 19 y 20 demuestran ejemplos en donde la ventana es del mismo espesor como el resto de la almohadilla (19), o es más delgada que el resto de almohadilla (20). La Figura 21 es un diagrama esquemático de un proceso de manufactura que puede ser utilizado para hacer regiones transparentes en una almohadilla de CMP. La Figura 22 es un ejemplo de graduación de compensación para anular cualquier efecto adverso debido a la dureza modificada en la región transparente . La Figura 23 es una imagen de una almohadilla transparente. Las Figuras 24A-24D ilustran los pasos múltiples en la CMP de cobre.

La Figura 25 es una transición térmica que compara dos almohadillas comerciales y tres almohadillas de Neopad nuevas . Las Figuras 26a-26d son gráficas prestonianas para dos almohadillas personalizadas (26A-26B) y dos almohadillas comerciales (26C-26D) . Las Figuras 27A-27D son curvas de Stribeck para dos almohadillas personalizadas (27A-27B) y dos almohadillas comerciales (27C-27D) . Las Figuras 28A-28B muestran el plano de la medida de la matriz en donde las 9 matrices se eligen por la medida de la oblea (28A) y representan los elementos estructurales dentro de cada una de las matrices individuales (28B) . La Figura 29 compara el espesor del óxido como una función de la distribución de densidad de patrón dentro de una matriz por tres tiempos de pulido (30s, 60s, y 120s) para almohadillas comerciales, como una función de la presión y velocidad. La Figura 30 compara el espesor de óxido como una distribución de densidad de patrón dentro de las 9 matrices en la Figura 28A por tres tiempos de pulido (30s, ßOs, y 120s) , para almohadillas comerciales. La Figura 31 compara el espesor de óxido en función de la distribución de densidad de patrón dentro de una matriz por tres tiempos de pulido (30s, 60s, y 120s) para almohadillas personalizadas, como una función de la presión y velocidad. La Figura 32 compara el espesor del óxido en función de la distribución de densidad de patrón dentro de las 9 matrices en la Figura 28A por tres tiempos de pulido (30s, 60s, y 120s) , para almohadillas personalizadas. La Figura 33 representa los datos XRD. La Figura 34 compara las constantes de reticulación generadas de los datos XRD que se comparan para la oblea sin procesar (volumen) . La Figura 35 compara el ancho total en la mitad de la altura máxima (FWHM) de los 222 picos, se compara para la oblea sin procesar (volumen) . La Figura 36 representa los datos de la curva de Stribeck, y la gráfica Prestoniana para dos almohadillas sujetas usadas para la CMP de cobre que tiene lubricantes sólidos y no son almohadillas integrales de bajo cizallamiento. La Figura 37 representa la ruptura de la almohadilla en el análisis para una almohadilla Neopad y una comercial. Las Figuras 38A-38B representan los análisis de estabilidad de proceso temporales para la almohadilla comercial A y la almohadilla nueva C. La Figura 39 representa las curvas de Stribeck para dos almohadillas comerciales y la almohadilla nueva C.

Las Figuras 40A-40B representan los resultados de la concavidad de cobre (40a) y erosión de cobre (40b) . Las Figuras 41A-41C comparan el funcionamiento de pulido de una almohadilla de capa comercial con una almohadilla con ingeniería de sub superficie, una sub superficie con ingeniería y una almohadilla integral de bajo cizallamiento y una almohadilla integral de bajo cizallamiento para el óxido de pulido (41a) , para el nitruro de pulido (41b) , y para eliminar selectivamente el nitruro y el óxido (41c). Las Figuras 42A-42C comparan el funcionamiento de pulido de una almohadilla de capa comercial con una almohadilla con ingeniería de sub superficie, una susuperficie con ingeniería, una almohadilla integral de bajo cizallamiento y una almohadilla integral de bajo cizallamiento para el óxido de pulido (42a), para el nitruro de pulido (42b) , y para eliminar selectivamente el nitruro y el óxido (42c) . DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Varias almohadillas de pulido descritas aquí son almohadillas en las cuales ciertos aspectos del substrato que será pulido incluyendo (pero no limitado a) la estructura, material, y características del substrato se han tomado en consideración en el diseño personalizado de la almohadilla de pulido. Las almohadillas entonces se fabrican con el uso de la fabricación que significa el control de las propiedades de la almohadilla de acuerdo al diseño personalizado, produciendo de este modo almohadillas personalizadas unificadas únicas. Lo qué significa por substrato es cualquier material o dispositivo para el cual un proceso de pulido tal como la CMP es indicada. En este respeto, varias almohadillas de pulido personalizadas descritas aquí pueden ser útiles para procesar los diversos tipos de substratos, incluyendo (pero no limitados a): 1.) Obleas, tales como silicio, cuarzo, carburo de silicio, arseniuro de galio, y germanio, 2.) Capas depositadas o desarrolladas sobre obleas formadas en el procesamiento del semiconductor, tal como reducir la topografía a través de una región dieléctrica, quitando el óxido en un proceso damasquinado de la tecnología de aluminio, quitando los depósitos de metal (barreras de cobre y tantalio) en procesos damasquinados duales, produciendo las estructuras de FinFet uniformes, produciendo los dispositivos SoC, o eliminando el exceso de óxido en los pasos STI. 3.) Discos rígidos utilizados para medios de almacenamiento, tales como aluminio plateado de níquel, vidrio, y otros materiales magnéticos usados típicamente en medios de almacenamiento. 4.) Dispositivos ópticos utilizados para el Internet y redes ópticas digitales, tales como cables de fibra óptica e interconexiones ópticas. 5.) Materiales, tales como materiales metalúrgicos, cerámica, inorgánicos, polímeros, epoxido basado en compuestos de fibra de carbón y substratos de nanocompuestos, y similares. 6.) Micro y nano estructuras y dispositivos creados en numerosos materiales con el uso de técnicas de micro maquinación, tales como técnicas litográficas, ablación láser, gofrado caliente, y micro moldeo, etc. Para abreviar, varias almohadillas de pulido de aplicaciones personalizadas son útiles para una variedad de materiales, dispositivos y sistemas en donde los requerimientos de superficies son la precisión en el acabado, uniformidad, planicidad y con menos defectos. Se ha contemplado que varias almohadillas de pulido de aplicaciones personalizadas aquí descritas pueden ser personalizadas para utilizarse en la industria de los semiconductores para la CMP de los circuitos integrados (ICs, por sus siglas en inglés) sobre un substrato de oblea. Para tal uso, una almohadilla de pulido para la CMP de una estructura de IC es personalizada mediante la obtención de una o más características de la estructura de IC sobre el substrato, tal como el tamaño del IC, densidad de patrón, arquitectura de IC, material de película, topografía de película, y similares. De acuerdo con una o más características de las propiedades de almohadilla de estructura de IC, se seleccionan características tales como nano estructura de almohadilla en el orden de un gran intervalo y un pequeño intervalo, tipo de material de almohadilla, dureza, porosidad, tenacidad, compresibilidad, arquitectura superficial, textura superficial, la adición de lubricantes, la formación de interfaces dentro de la almohadilla y la adición de abrasivos, de la almohadilla. Tal diseño y fabricación en sitio personalizado de una almohadilla unificada individual puede conducir a un funcionamiento uniforme deseado para el procesamiento de CMP de ICs. Lo que significa que un funcionamiento uniforme del proceso CMP para ICs tiene que realizar, un número de criterios que pueden ser utilizados para determinar la calidad del proceso incluyendo, pero no se limitan a ellos, mantener un índice de eliminación el cual es Prestoniano, teniendo un coeficiente de fricción el cual es constante en el régimen de lubricación de capa límite, y mantener un funcionamiento de pulido uniforme a través de diferentes regiones del substrato. Un criterio del funcionamiento de pulido es el índice de eliminación (RR, por sus siglas en inglés). De acuerdo a lo que se discutirá con mayor detalle adelante, el índice de eliminación es afectado por un número de aparatos y de parámetros de consumibles. Ejemplos de propiedades de almohadilla, tales como compresibilidad, porosidad, y textura superficial, pueden afectar el transporte del lodo, por ejemplo, que a su vez puede afectar el RR. Otro criterio de funcionamiento de pulido es la planaridad de substrato, de manera que sean reducidas al mínimo o se eliminen las ocurrencias de concavidad y erosión, tal como de materiales dieléctricos en un apilado STI o de un material dieléctrico durante un proceso de pulido de cobre. La dureza, tenacidad, y porosidad de almohadilla, son ejemplos de las propiedades de almohadilla que tienen un impacto en la planaridad del substrato. Se ha observado que las almohadillas las cuales tienen controlada la porosidad, en este caso tamaño y densidad de poros y distribución de porosidad controlados, pueden tener una mejor planaridad de substrato. El número de no uniformidades de substrato (NUs, por sus siglas en inglés), tal como rayaduras y rebabas, es aún otro criterio de funcionamiento de pulido. Ejemplos de propiedades de almohadilla que impactan el número de NUs incluyen dureza, y textura superficial, las cuales impactan el transporte de lodo. Finalmente, índice de defectos es aun otro criterio por el cual el proceso de pulido es evaluado. El proceso CMP es áspero, ambos químicamente y mecánicamente, y los defectos inducidos por tensión en ICs reducen la productividad de dispositivos. Un ejemplo de una propiedad de almohadilla que afecta el índice de defectos es la dureza de almohadilla. Una almohadilla dura puede producir una buena planaridad a expensas de un incremento en el índice de defectos. La carencia en el control de cualquiera de las propiedades de almohadilla mencionadas anteriormente puede afectar el funcionamiento de almohadilla. Por ejemplo, una carencia en el control de la porosidad de almohadilla puede resultar en esfuerzos de cizallamiento no uniformes a través de la superficie de pulido, y por lo tanto un COF no uniforme, lo cual puede resultar en el incremento del índice de defectos. Adicionalmente, una carencia en el control de otros parámetros de almohadilla pueden conducir a la degradación en el funcionamiento de almohadilla de una manera similar a los problemas de funcionamiento de almohadilla provocados por la carencia de control de porosidad. El criterio de funcionamiento de pulido, RR, planaridad de substrato, incidencia de NUs, y defectos son ejemplos del criterio que impacta el costo de propiedad de los procesos CMP. Diversas variables del diseño de IC tienen un impacto sobre el diseño de almohadilla y sobre el funcionamiento de pulido. Una de tales variables puede ser la densidad de patrón de un IC. La densidad de patrón puede tener una afectación con respecto a la cantidad de eliminación de película, y por lo tanto en la uniformidad dentro de un IC y a través de una oblea. En la Figura 1 un IC 10 que es fabricado tiene características subyacentes 12, tal como líneas metálicas, las cuales pueden crear regiones altas 16 y regiones bajas 18 en la topografía de la película depositada 14. En particular, la topografía depende enormemente de la densidad de patrón en estructuras damasquinadas duales basadas en cobre debido a la naturaleza de electrodeposición en películas barrera que tienen diferentes anchos a través de un chip y a la química asociada con los aditivos utilizados en el proceso de electrodeposición. En general, las regiones altas 16 en la topografía se pulen más rápido que las regiones bajas 18. De acuerdo a lo representado en la Figura ÍA, una altura de escalón inicial 20 está asociada con la película depositada 14 antes del pulido. De acuerdo a lo representado en la Figura IB, una altura de escalón final 22 está asociada con la película depositada 14 después del pulido. El índice de eliminación diferencial para las regiones altas 16 y regiones bajas 18, indicado por la diferencia entre la altura de escalón inicial 20 y la altura de escalón final 22, es una representación de la cualidad para la planarización. Entre mayor sea esta diferencia, es mejor para la planaridad después del proceso CMP. Otro ejemplo de una variable en la fabricación de IC que tiene un impacto sobre el funcionamiento de pulido uniforme dentro de un IC y a través de la oblea es el material de película. En particular, la concavidad y erosión pueden ocurrir en un proceso CMP que involucra múltiples materiales de película, debido al hecho de que diferentes materiales tienen diferentes índices de pulido. La Figura 2A es un diagrama esquemático de un IC que es fabricado 30, el cual tiene una línea metálica 32 depositada dentro de una película barrera en una capa dieléctrica 34. En la Figura 2B, la concavidad de la línea metálica 32 es representada como una desviación en la altura 36 de la línea metálica 32 de la planaridad con la capa dieléctrica 34. También, la erosión de la capa dieléctrica 34 es representada como una desviación en la altura 38 de la capa dieléctrica 34 de su altura prevista. La concavidad y erosión pueden existir en películas aislantes superficiales (STI, por sus siglas en inglés), tapones de tungsteno, y en procesos de doble damasquinado para interconexiones basadas en cobre. Cuando es utilizado el cobre, una material de película adicional es utilizado como una capa barrera entre el cobre y el material de dieléctrico.

Una propiedad de las almohadillas por la cual puede ser seleccionada es la porosidad (en este caso, tamaño y densidad de poro) . La densidad de poro típica se encuentra entre aproximadamente 5-20% de la almohadilla de pulido. Una densidad de poro cero, en este caso una almohadilla no porosa puede no permitir un flujo de lodo uniforme y por lo tanto conducir a problemas con la uniformidad de índice de eliminación. El tamaño de poro usualmente es un buen indicador del funcionamiento de almohadilla. Aproximadamente puede ser un tamaño deseable 40 mieras para un buen funcionamiento de almohadilla. Si no es un asunto importante la reducción de lodo, entonces los tamaños de poro mayores, tal como 80 mieras, pueden ser utilizados. Un tamaño de poro mayor proporcionará un índice de eliminación más uniforme mientras que un tamaño de poro menor puede ser utilizado cuando no es requerida la reducción en el caudal de flujo de lodo. Aun otra propiedad de la almohadilla que puede ser seleccionada con base en el tamaño de IC es la arquitectura superficial de almohadilla, tal como ranurado, y textura superficial, o aspereza. En particular, un grado de aspereza más alto puede ser utilizado para tamaños grandes de IC y densidades más altas que para tamaños y densidades más pequeñas de IC. Mientras muchas de estas determinaciones pueden realizarse con base en el conocimiento de los tamaños de IC, densidades de patrón, y de los materiales que serán pulidos, para la tecnología en intervalo por debajo de 90nm estas determinaciones llegan a ser extremadamente complejas. Se deberá observar que una densidad de patrón de menos de aproximadamente 30% es típica para tamaños de IC más pequeños, mientras que una densidad de patrón de aproximadamente de 50% es típica para tamaños de IC mayores. Por lo tanto, una densidad de patrón más alta está correlacionada con un tamaño de IC mayor. Dentro del campo de la CMP, un dominio el cual puede ser descrito como "ingeniería de almohadilla" ha sido explorado hasta un cierto punto muy limitado. La ingeniería de almohadilla en términos generales, puede ser descrita como el uso de materiales fundamentales junto con conceptos científicos, ambos en la escala de longitud nano y mieras así como la macro, 1 cm y superior, la escala de longitud para controlar selectivamente y afinar individualmente varios aspectos del proceso de pulido; por ejemplo control de lubricación, uniformidad en el índice de eliminación, control de comportamiento térmico y de tensión. Las almohadillas poliméricas convencionales de poro abierto y poro cerrado utilizadas en la industria actual tienen varias limitaciones con las limitaciones que llegan a ser prominentes en los nodos de tecnología inferior. Varias de estas limitaciones pueden superarse con métodos de "ingeniería de almohadilla" nuevos. Se describen múltiples diseños inventivos de ingeniería de almohadilla: ingeniería molecular de micro estructura de almohadilla, graduación funcional de almohadillas, ingeniería de superficie en diseños de almohadillas, a través de la adición de lubricantes sólidos, manufactura de almohadillas integrales de bajo cizallamiento tienen múltiples capas poliméricas la cuales forman una interface dentro de la almohadilla paralelas a la superficie de pulido lo cual puede tener el efecto de reducir el cizallamiento sobre el substrato que se está puliendo, las almohadillas con abrasivos incorporados, almohadillas ranuradas en sitio, y almohadillas que contienen regiones transparentes para la detección final.

En la Figura 3, se muestra una descripción generalizada de los elementos clave de un aparato de CMP 50. El lodo 52 típicamente es distribuido por medio del distribuidor de lodo 54 sobre la almohadilla de pulido 56, de acuerdo a lo mostrado en la Figura 3. Alternativamente, el lodo 52 puede ser suministrado desde la parte inferior de la almohadilla hacia la superficie de la almohadilla a través de la misma. La almohadilla de pulido 56 es montada sobe una plataforma giratoria 58, desde la cual se extiende un eje de plataforma giratoria 60. El substrato 66 es soportado por una mordaza 62, desde la cual se extiende un eje de mordaza de substrato 64. Las flechas muestran la dirección de los vectores de fuerza los cuales actúan para girar la almohadilla de pulido 56 y la mordaza de substrato 62, con ello al substrato (no se muestra) . Una fuerza de empuje hacia abajo es aplicada de forma controlable a la mordaza de substrato 62 mediante el eje de mordaza de substrato 64, proporcionando un contacto controlable entre la almohadilla de pulido 56 y el substrato 66. Para comprender algunos de los factores que afectan el procesamiento CMP, es útil la comprensión de la curva de Stribeck de la Figura 4. La curva de Stribeck muestra la relación del coeficiente de fricción (COF, por sus siglas en inglés) vs . el número Sommerfeld (So) en donde el COF y So son calculados por: Ut = t cizallamiento/ ^ normal ( en donde Fciza??amiento es la fuerza de ci zallamiento ; Fnormai es la fuerza normal So[=µV/pdeff) ] (2) En donde µ=viscosidad de lodo, V=la velocidad relativa de almohadilla-oblea, p=presión; Y def f=aRa+ [ 1-a] dranura En donde Ra=rugosidad de almohadilla promedio , dranura=profundidad de ranura de almohadilla , y a, un factor de escala , que está dado por =Acaracterísticas-superiores ' Aalmohadilla plana en donde A es el área correspondiente . Existen tres regiones indicadas en la curva de Stribeck generali zada mostrada en la Figura 4 en la región indicada como "lubricación de capa límite" , ambas la almohadilla de pulido y el substrato se encuentran en contacto íntimo con las partículas abrasivas de lodo , y el COF permanece constante con los valores increméntales de So . En este régimen se obtienen grandes valores de ambos el COF y el índice de eliminación ( RR) . Tal constancia es deseable para la estabilidad del proceso . Cualquier sedimentación en el régimen de lubricación de capa límite es un resultado de la variabilidad en la interface oblea/lodo/almohadilla durante el proceso CMP. En el régimen de lubricación parcial, el substrato y la almohadilla están separados por una película de fluido que tiene un espesor de aproximadamente la rugosidad de la almohadilla. Ya que los RRs son más inferiores en este régimen que en el régimen de lubricación de capa límite , la vida de la almohadilla se incrementa en el régimen de lubricación parcial. Sin embargo, la taza de cambio de la pendiente negativa indica para el régimen de lubricación parcial que existe una menor estabilidad, control, y capacidad de predicción que en el régimen de lubricación de capa límite. En régimen de lubricación hidrodinámica, una capa de fluido aun mayor resulta en RRs aun inferiores. En la Figura 5, se muestra una gráfica Prestoniana idealizada, en donde el índice de eliminación (RR) está dado como: RR=kPr x p x V (3) en donde kP= Constante de Preston; p = presión real entre la almohadilla y el substrato; y V = velocidad relativa de almohadilla-substrato. Idealmente, la gráfica Prestoniana es lineal en función de la presión por la velocidad. La desviación del comportamiento lineal ideal puede ser atribuido a la reología de lodo y a la tribología de almohadilla de pulido. Por ejemplo, una comparación de diferentes lodos bajo condiciones constantes han mostrado que algunos exhiben un comportamiento Prestoniano no ideal a altas presiones. Tales lodos son referidos como lodos sensibles a presión. Adicionalmente, la tribología de almohadilla de pulido, la cual está influenciada por variables tales como dureza, espesor, compresibilidad, porosidad, y textura superficial de almohadilla también pueden contribuir a un comportamiento Prestoniano no ideal.

Por medio de varios de los diseños de Neopad los cuales incluyen ingeniería de sub superficie y diseños de bajo cizallamiento de las almohadillas, se puede manufacturar una almohadilla CMP con un bajo COF. La uniformidad del COF puede ser controlada por la microestructura de almohadilla, a través del uso de numerosos y pequeños segmentos duros distribuidos por toda la matriz del uretano. La ampliación del régimen de lubricación de capa límite también se correlaciona directamente con la microestructura de almohadilla. La personalización de almohadilla puede ser llevada a cabo sistemáticamente con base en el proceso de pulido. Ya que la "técnica" de la CMP involucra varios parámetros, la personalización se debe llevar a cabo de conformidad con los diferentes aspectos los cuales afectan el proceso. Los métodos de conformidad con el material a ser pulido así como las características de los ICs para la personalización de almohadillas se describen adelante las cuales pueden ser utilizadas sistemáticamente con el propósito de diseñar almohadillas de conformidad con requerimientos específicos. Nuestra personalización la cual se basa en ingeniería de poliuretano/poliureas la cual permite el control de parámetros críticos como el tand, módulo de pérdida (E") , módulo de almacenamiento (E' ) , micro textura (también llamada micro estructura) , temperatura de transición vitrea, distribución de segmento duro y segmento suave, y un tamaño de microporo y distribución. Los inventores han logrado estos controles a través de la selección de materiales apropiados y a través del uso de procesos de manufactura especializados. I. Formulación de polímero para almohadillas poliméricas utilizadas en la planarización química mecánica y control de la microestructura de almohadilla. Una variedad de materiales son contemplados para utilizarse en la fabricación de las almohadillas de pulido de aplicaciones personalizadas. Aun cuando las almohadilla substancialmente son poliméricas y tienen tamaño y densidad específicos de dominios de duros y suaves, otras modalidades inventivas incluyen la introducción de materiales, tales como materiales de formación de poro, lubricantes sólidos, abrasivos incorporados, una o más capas normales a la superficie de pulido para liberar esfuerzos, ranuras en sitio, y regiones transparentes para una detección final pueden ser agregados dentro de la fase de polímero continua. Las almohadillas de pulido objeto personalizadas típicamente son elaboradas a partir de polímeros. Ejemplos de polímeros contemplados para la fabricación de varias almohadillas de pulido personalizadas aquí descritas son tomados de las clases de poliuretanos, poliureas, polímeros tipo epóxido, polímeros fenólicos, policarbonatos, poliimidas, poliésteres, polisulfonas, poliacetales, poliacrilatos, poliestirenos, poliarlietercetonas, polietilenotereftlatos, polivinilos, polipropilenos, polietilenos, polisilanos, y polisiloxanos. Adicionalmente, los polímeros apropiados para varias almohadillas de pulido personalizadas aquí descritas pueden ser los copolímeros, mezclas, complejos, compuestos, injertos, y laminas, y similares, de miembros seleccionados de las clases ejemplares de polímeros. Pueden utilizarse otros polímeros convenientes para utilizarse en las almohadillas, conforme es claro para una persona experimentada en la técnica . Las formulaciones que utilizan estos materiales pueden involucrar algo de comprensión de las relaciones entre la estructura de las macromoléculas y las propiedades físicas resultantes del material de polímero utilizado en la almohadilla. Ejemplos de tales propiedades incluyen, pero no se limitan a ellas, dureza, rugosidad, porosidad, compresibilidad, y similares. Por ejemplo, los polímeros que tienen una significativa historia científica, de ingeniería y comercial para las almohadilla de pulido CMP incluyen los poliuretanos, poliureas, y copolímeros de los mismos. Tales polímeros pueden ser preparados con el uso de materiales de partida tales como isocianatos, polioles, y poliaminas, así como extensores de cadena, y agentes de reticualción, etc. La reacción de un alcohol con un grupo funcional isocianato forma un enlace de uretano el cual es la base para polímeros de poliuretano. La reacción de una amina con un grupo funcional isocianato forma un enlace de urea el cual es la base para polímeros de poliurea. Para los poliuretanos, son requeridos monómeros de diisocianato y mínimamente diol para la reacción de polimerización, alternativamente tres o más grupos hidroxilo o isocianato en un poliol o poliisocianato respectivamente, proporcionan sitios de reacción para la reticulación. Para poliurea son requeridos monómeros de isocianato y mínimamente diamina para la reacción de polimerización, alternativamente tres o más grupos amino o isocianato en una poliamina o poliisocianato respectivamente, proporcionan sitios reactivos para la reticulación. Ejemplos de agentes de reticulación los cuales reaccionan con los grupos hidroxilo o amina incluyen a los reticulantes de diisocianato tal como tolueno-diisocianato de (TDI), difenilmetano-diisocianato (MDI), y polifenil isocianato de polimetileno (PAPI). El tipo de agente de reticualción y extensor de reticulación de cadenas de polímero pueden tener un impacto en las propiedades de los materiales, tal como dureza, rugosidad, y porosidad, por ejemplo. El tamaño y peso molecular de las moléculas hidrofílicas como las poliaminas y polioles impactan la propiedades materiales tales como flexibilidad, temperatura de fundido, y energía superficial . Los poliuretanos y poliureas los cuales pueden permitir el control de la propiedades de dureza y mecánicas, los cuales tienen un alto módulo de almacenamiento (E' ) y de pérdida (E") y los cuales tienen bajas transiciones térmicas, temperaturas de transición vitrea (Tg) , valores KEL, cambio en el módulo de almacenamiento en función de la temperatura (?E' ) , compresibilidad, y valores tand, pueden ser utilizados para manufacturar almohadillas. Colado/Moldeo, Material de Almohadilla, y Control de Microestructura Varios métodos de colado y moldeado son apropiados para la fabricación de varias almohadillas de pulido personalizadas en sitio como una estructura unitaria, única. Algunos métodos de fabricación ejemplares para almohadillas de pulido coladas y moldeadas son una estructura unitaria, única, cuyos métodos de fabricación adicionalmente permiten el control espacial de las características físicas diseñadas en las almohadillas están incluidas en la siguiente descripción. Colado líquido de polímeros El colado líquido de los polímeros puede ser utilizado para elaborar almohadillas por CMP. El colado líquido es una técnica de manufactura la cual puede ser apropiada para fabricar partes poliméricas desde el diseño más simple hasta partes poliméricas intricadas. Formas similares a discos de polímero pueden se fabricadas con el uso de esta técnica, y de ahí que las almohadillas de polímero para una planarización química mecánica puedan ser fabricadas empleando colado líquido. El colado líquido permite el control espacial de las propiedades materiales de almohadilla durante la fabricación y por lo tanto puede ser una selección apropiada para elaborar almohadillas para CMP. Durante el uso de este proceso para fabricar una almohadilla de polímero para CMP, primero es elaborado un molde con las dimensiones apropiadas. Además, el colado líquido puede ser llevado a cabo para elaborar la almohadilla de CMP en la cual las ranuras serían fabricadas con el uso de dos opciones posibles: en sitio, ex sitio. La formación de ranuras ex sitio es típicamente utilizada en la industria. Sin embargo, este método es muy caro. En el ranurado en sitio el molde puede ser adaptado para proporcionar ranuras en la almohadilla una vez que el polímero se cura y solidifica. Dependiendo de si o no el polímero es curado en sitio, los materiales apropiados son vertidos dentro del molde. En el caso en donde el polímero no está ya curado, los monómeros apropiados, agentes de reticulación, agentes de pre- formación , iniciadores y catalizadores son agregados al molde y la reacción se completa después de alcanzar una cierta temperatura. Con el uso de colado líquido, una vez que una primera capa o sección está vertida y curada, una segunda capa o sección puede ser vertida si se desea. También en los métodos de colado líquido, los abrasivos incorporados así como lubricantes sólidos pueden ser agregados a la mezcla de polímero con el fin de obtener un funcionamiento de pulido deseado de acuerdo a como se discutirá adelante. Moldeo de Inyección Múltiple Otro método para fabricar almohadillas personalizadas es conocido como moldeo de múltiples puntos de inyección. El moldeo de inyección múltiple es un proceso secuencial en el cual son utilizados dos o más materiales poliméricos, con cada uno de los materiales inyectados dentro del molde en un tiempo diferente. Este método puede ser utilizado para formar almohadillas personalizadas con dos o más capas, así como almohadillas que tienen diferentes áreas a través de la totalidad de la almohadilla. Además, este método puede ser utilizado para alcanzar cualquier patrón diseñado espacialmente de material polimérico, desde el más simple, la mayoría de patrones anulares bien definidos, hasta lo más complejo y aleatorio de patrones, ya sea en una capa única o múltiples capas. Moldeo de múltiples puntos directos (o en sitio) de inyección Los moldes que incluyen múltiples puertos de inyección en sito pueden ser utilizados para elaborar almohadillas personalizadas. En este método un molde es seleccionado de manera que cuente con por lo menos dos puertos, generalmente independientes, para la inyección de polímero. Por lo menos dos polímeros diferentes son inyectados a través de los puertos durante el mismo paso de inyección, frecuentemente al mismo tiempo, para llenar el molde. Dependiendo de la variación espacial deseada para las almohadillas personalizadas, son llevados a cabo los cálculos de fluido y de transferencia de calor y son seleccionados los caudales de flujo de inyección para los diferentes polímeros y materiales que están siendo suministrados dentro del molde. De esta manera, es posible fabricar almohadillas personalizadas que tengan dos o más capas, así como que tengan diferentes áreas a través del diámetro de la almohadilla. Moldeo de inyección de reacción (RIM, por sus siglas en inglés) . Los sistemas poliméricos particulares (por ejemplo, poliuretanos) son factibles para los pasos de moldeo que utilizan técnicas RIM. En este proceso de moldeo, en lugar de inyectar polímeros previamente sintetizados, los materiales monoméricos constituyentes y agentes de reticulación apropiados así como los agentes de iniciación y extensores de cadena son agregados y la mezcla resultante es polimerizada durante el moldeo. Para elaborar almohadillas personalizadas con una variación en la estructura química por todas las diferentes regiones de la almohadilla, pueden ser utilizados múltiples puertos para inyectar dos o más tipos de unidades monoméricas (y extensores de cadena correspondientes), así como otros materiales seleccionados, tal como agentes de formación de poro, lubricantes sólidos, y abrasivos incorporados. Esto puede resultar en gradación funcional de la composición química de los polímeros y en las propiedades mecánicas y físicas. Por la agregación diferencial de varios materiales al molde, este método puede ser utilizado para producir almohadillas personalizadas en las cuales las propiedades varían sustancialmente de una capa o región a la siguiente o gradualmente de una capa o región a la siguiente. De esta manera, el RIM también puede ser utilizado para elaborar almohadillas personalizadas con propiedades uniformes en un plano a través del diámetro de la almohadilla y/o a través de la profundidad de la almohadilla. Moldeo de inyección laminar Mediante el uso de mezclas de polímeros que han sido extruídas previamente, por ejemplo en capas, en un procedimiento de moldeo de inyección tal como los descritos anteriormente, pueden ser producidas almohadillas de pulido personalizadas que tienen una variación espacial de propiedades. Esta manera de producir mezclas físicas simples de polímeros es dirigida y es aplicada fácilmente a las demandas de cambio de un productor. La variación espacial resultante de las propiedades serán de conformidad con las características mecánicas y físicas de los polímeros individuales, así como de otros materiales seleccionados, tal como lubricantes sólidos o abrasivos incorporados, que pueden ser agregados a la fase continua de polímero. Este método puede ser utilizado para crear una gradación de microdominio en cualquiera de las regiones o capas horizontales y verticales . Moldeo de inyección de un gas para producir almohadillas que tienen microporos Un método para producir almohadillas personalizadas que tienen microporos en una o más secciones de la almohadilla puede incluir inyectar un gas durante el paso de moldeo de inyección para obtener la variación de porosidad en la almohadilla de pulido personalizada. El gas puede ser dispersado dentro, e inyectado dentro del molde desde diferentes puertos con diferentes caudales de flujo con el fin de alcanzar la distribución espacial del componente dentro de la almohadilla. La almohadilla resultante puede contener diferentes cantidades de gas incluido en diferentes puntos, de ahí que se puede obtener una variación sistemática en dureza y/o densidad . Microcelular (moldeado Mucell) En esta técnica el fluido de polímero que está siendo moldeado es mezclado con gas con el propósito de formar una mezcla de solución. Con el uso de dos o más soluciones con diferentes químicas (en este caso, diferentes materiales químicos de partida, tal como dos polímeros diferentes) conducirán a una variación espacial de las propiedades físicas . Técnicas de síntesis polimérica en una etapa o dos etapas La manera en la cual el polímero es preparado antes del moldeado o colado puede tener un impacto en las propiedades de almohadillas de pulido, y en la consistencia de las mismas. Por ejemplo, existen dos acercamientos suficientemente conocidos para la formación de poliureas y poliuretanos, conocidos como técnicas la de una etapa o la de dos etapas. En la técnica de una etapa, todos los componentes de reacción (por ejemplo, monómeros, extensores de cadena, agentes de reticulación) pueden ser reaccionados juntos. Tal proceso es difícil de controlar, debido a factores tales como variación en concentraciones locales de los elementos que reaccionan, y gradientes térmicos locales no uniformes, lo cual puede resultar en una amplia variación de características de producto de polímero. En la técnica de dos etapas, el isocianato es prereaccionado en un primer paso con un extensor de cadena de poliamina o poliol para formar un prepolímero de alto peso molecular. Este prepolímero funcionalizado entonces es reaccionado adicionalmente con extensores de cadena y/o agentes de curado de poliamina o poliol para completar la formación de poliurea o poliuretano. Este proceso es más fácilmente controlado pero requiere temperaturas de procesamiento más altas frecuentemente cerca de 100°C. Cuando se requiere un material altamente consistente, es deseado un proceso que por sí mismo conduce a tal consistencia. Síntesis de almohadillas CMP En el presente estudio, la uniformidad del tamaño, densidad y tipo de dominios duros por toda la almohadilla CMP puede ser controlada por medio de la sección de las concentraciones de relativas apropiadas de poliuretanos y poliureas en el producto final. Una técnica de una etapa puede ser utilizada. En el primer paso un prepolímero de isocianato poli o di funcional es ya sea sintetizado o es obtenido de un vendedor comercial. Una distribución ajustada en el peso molecular del prepolímero de isocianato puede permitir una distribución y tamaño uniforme de los dominios duros por toda la almohadilla cuando se desea. En el segundo paso el prepolímero de isocianato sintetizado u obtenido comercialmente de aproximadamente 60-80% en peso es reaccionado con ya sea uno de, o una mezcla de extensores de poliamina y poliol de aproximadamente 1-15% en peso y uno de, o una mezcla de agentes de curado de poliamina y poliol de aproximadamente 5-25% en peso para completar la formación de poliurea/poliuretano . También en el segundo paso estabilizadores de aproximadamente 1-3 % en peso pueden ser agregados para evitar degradaciones por U.V., agentes de porosidad de aproximadamente 0.1-5 % en peso pueden ser agregados para crear microporos, y lubricantes sólidos de aproximadamente 0.1-20% en peso y abrasivos incorporados de aproximadamente 0.1-10% en peso pueden ser agregados para el funcionamiento de pulido deseado. En algunos casos la composición química del poliol utilizado como un extensor de cadena es la misma o similar a la del poliol utilizado en la síntesis de prepolímero de isocianato. Como resultado, se puede obtener una distribución uniforme del tamaño, tipo, y densidad de los dominios duros en la escala de longitud nano-micra. Los segmentos de dominios duros individuales comprenden la región sobre el enlace de uretano o urea en la formulación de poliuretano y poliurea respectivamente. Los dominios duros pueden estar compuestos de uno o más de los segmentos duros individuales. El tipo de dominio duro puede depender de la concentración relativa de segmentos de urea y uretano el cual constituye el dominio duro. La densidad de los dominios duros puede ser bien controlada con el uso de un control de proceso muy sistemático. Por ejemplo, la longitud y funcionalidad del prepolímero puede afectar la densidad de los dominios duros. El tamaño de los dominios puede ser controlado mediante las cantidades relativas de uretano con respecto a urea porque el uretano tiene un enlace de H único mientras que la urea tiene dos enlaces de H y puede formar bloques más grandes de segmentos duros por el enlace de hidrógeno con otras regiones sobre un enlace de uretano o urea, incrementando el tamaño del dominio. El tamaño del segmento o segmentos duros individuales el cual comprende el dominio duro puede ser controlado al controlar el tamaño del monómero de isocianato utilizado para sintetizar el prepolímero de isocianato. Por ejemplo, un monómero mayor puede formar un segmento de dominio mayor y de esa forma una combinación de segmentos de dominio mayores puede formar un dominio mayor. La temperatura en la cual ocurre la reacción de polimerización también tiene un efecto en el tamaño y densidad de los dominios duros. En temperaturas de reacción más altas, los dominios más pequeños pueden formar y pueden resultar en un incremento en la densidad de los dominios y viceversa. De acuerdo a lo discutido previamente una distribución uniforme del tamaño y densidad de los dominios duros se puede obtener mediante el control ajustado de las distribuciones de peso molecular de los componentes poliméricos. El control ajustado de la distribución de temperatura en el recipiente de reacción y en el molde también puede ser importante para obtener una distribución uniforme del tamaño y densidad de los dominios duros, debido a los efectos que la temperatura puede tener sobre el tamaño y la densidad de dominios duros. Típicamente, la proporción de poliaminas con respecto a polioles es desde aproximadamente 20%-40% de poliamina hasta aproximadamente 60%-80% de poliol. Típicamente el número de segmentos de cadena duros por dominio puede ser cualquiera desde aproximadamente 1 a 20. Tal distribución del tamaño y densidad de dominios duros permite una curva de Stribeck plana y extendida en la región de lubricación de capa límite. Por consiguiente, la densidad y tamaño de los dominios duros pueden ser variados por todas la diferentes regiones de la almohadilla con el fin de obtener una funcionalidad de pulido personalizada. Esta consistencia en el tipo, tamaño y densidad de los dominios duros puede permitir una uniformidad en las propiedades volumétricas. La mayor consistencia y uniformidad espacial del tipo, tamaño y densidad de los dominios duros son la mayor consistencia que puede verse en las propiedades tribológicas. Por ejemplo, las características térmicas pueden ser mejor controladas a través del uso de bloques alternados separados uniformemente de poliaminas/polioles mientras que la distribución aleatoria conduciría a diferencias locales en calentamiento . Las almohadillas de pulido para CMP pueden ser manufacturadas individualmente. Durante la fabricación de almohadilla todos los materiales de almohadilla son divididos en dos lotes. El primer lote de las materias primas contiene el prepolímero de isocianato, abrasivos, lubricantes y agentes de formación de porosidad, tal como microbalones o gas. El segundo lote contiene el agente de curación, estabilizadores de U.V., y una mezcla de extensores de poliol y poliamina. El lote 1 es primero mezclado en vacío a una temperatura entre aproximadamente 26.6°C-37.7 °C (80°F-100°F) para obtener la homogeneidad y eliminar cualquier aire que pudiera estar atrapado en la mezcla como resultado de la adición de los agentes de porosidad. El lote 1 entonces es calentado a la temperatura requerida entre aproximadamente 48.8°C-93.3°C ( 120°F-200° F) . El lote 2 es mantenido en aproximadamente temperatura ambiente y mezclado por aproximadamente 15 min. El lote 1 y lote 2 entonces son agregados ambos juntos en las cantidades correctas. Por consiguiente, el material, después de mezclado completo, es vertido en la parte superior de un molde de rotación el cual se encuentra a una temperatura entre aproximadamente 65.5°C-93.3°C ( 150°F-200°F) . La uniformidad en la temperatura del molde puede permitir una distribución uniforme del tipo, tamaño y densidad de los dominios duros por toda la almohadilla y puede permitir la uniformidad de las propiedades tribológicas. La almohadilla entonces es formada adicionalmente por cualquiera un colado centrífugo compresivo, la formación por vacío o los métodos de formación por presión descritos adelante. Para el colado centrífugo compresivo, después de la mezcla del lote 1 y lote 2, ésta se vierte en el molde. La mezcla se deja asentar y reaccionar por aproximadamente 2-3 minutos. Después de que el molde es cubierto por una placa plana de acero inoxidable y puesto en una maquina de moldeado por compresión. La comprensión ocurre en aproximadamente 100,000 psig y aproximadamente 93.3°C-148.8°C (200°F-300°F) . Después de aproximadamente 10 minutos de compresión, la almohadilla es retirada del molde. Entonces la almohadilla es curada por aproximadamente 6-12 horas en aproximadamente 37.7°C-93.3°C ( 100° F-200° F) . La uniformidad en la temperatura de la máquina de moldeado por compresión puede permitir mantener una distribución uniforme del tipo, tamaño, y densidad de los dominios duros por toda la almohadilla y puede permitir la uniformidad de las propiedades tribológicas. Por ejemplo, una temperatura uniforme puede ser mantenida al poner en contacto el exterior del molde con un fluido mantenido a una temperatura constante. El moldeado centrífugo por compresión provoca que los poros tomen una forma oblicua. Los poros orientados oblicuamente pueden actuar como microranuras durante el pulido y así obviar la necesidad de introducir una más alta densidad de ranuras. La orientación oblicua es coplanar con la superficie de pulido, y tiene una proporción de aspecto de por lo menos aproximadamente dos a uno o aun mayor. Cuando se encuentran uniformemente distribuidos, los poros oblicuos actúan como discontinuidades periódicas en la superficie de pulido de esa manera crear una microextructura natural, la cual mejora la eficiencia de acondicionamiento (en este caso, reduce el tiempo de acondicionamiento) . Los poros oblicuos también actúan como depósitos de micro-lodo, lo cual evita que la oblea quede sin lodo durante el pulido, aun en bajos caudales de flujo de lodo. Esto tiene la ventaja de una reducción en la utilización de lodo, en algunos casos, por arriba de 40% en comparación con una estructura de poro esférico. Otra ventaja es que los microporos formados oblicuamente pueden proporcionar estabilidad en el índice de eliminación (mantiene un más alto índice de eliminación/y, o un índice de eliminación ajustable) y coeficiente de fricción. Para el método de formación en vacío, inmediatamente después de que se mezclaron el lote 1 y lote 2, la mezcla es vertida dentro del molde, el molde completo es puesto dentro de una cámara cerrada. La cámara cerrada entonces es llevada bajo vacío, hasta aproximadamente 10-30% de presión atmosférica y la temperatura del molde es mantenida uniformemente en aproximadamente 65.5°C-104.4 °C (150°F-220°F) . El vacío permite que sea expulsado cualquier aire atrapado dentro de la almohadilla vertida. Después de aproximadamente 2-5 minutos en el vacío, el vacío se interrumpe y el molde se retira fuera. Después de aproximadamente 15 minutos la almohadilla es retirada del molde. La almohadilla entonces es curada por aproximadamente 6-12 horas en aproximadamente 37.7°C-93.3°C (100 °F-200 ° F) . Para el método de formación presurizada, inmediatamente después de que se mezclaron el lote 1 y lote 2, la mezcla es vertida dentro del molde y el molde completo es puesto dentro de una cámara cerrada. La cámara cerrada entonces es llevada bajo presión, hasta aproximadamente 3-10 veces la presión atmosférica y la temperatura del molde es mantenida uniformemente en aproximadamente 65.5°C-104.4 °C (150 °F-220° F) . La presión permite que sea expulsado cualquier aire atrapado dentro de la almohadilla vertida. Después de aproximadamente 2-5 minutos la cámara de presión es despresurizada y el molde se retira fuera. Después de aproximadamente 15 minutos la almohadilla es retirada del molde. La almohadilla entonces es curada por aproximadamente 6-12 horas en aproximadamente 37.7°C-93.3°C (100°F-200°F) . Durante el curado de las almohadillas de CMP individuales, una capa externa en el intervalo de aproximadamente menor de 2 µM es formada en la superficie de la almohadillas de pulido. Esta capa externa puede ser importante para proteger la superficie de almohadilla contra daños causados durante el manejo de las almohadillas de CMP. Antes de utilizarlas, las almohadillas necesitan ser acondicionadas (asentamiento) , lo cual puede realizarse con el uso de una acondicionador de diamante. En algunos casos la capa externa es menor de aproximadamente 2 µM para un asentamiento más eficiente de la almohadilla previo al pulido del substrato.

Algunos de los materiales que son utilizados para la fabricación de almohadillas se discuten adelante. Los materiales se encuentran en varias categorías. Estas categorías incluyen: prepolímeros y monómeros de isocianato, monómero de poliol y poliamina y extensores de cadena, agentes de curado (agentes de reticulación) , estabilizadores, agentes de porosidad, lubricantes sólidos, y abrasivos. El monómero y prepolímeros de isocianato los cuales pueden ser utilizados para la fabricación de las almohadillas se muestran en la Tabla 1.

Tabla 1: Monómeros de isocianato y prepolímeros Los monómeros de poliol y extensores de cadena los cuales pueden ser utilizados para la fabricación de las almohadillas se muestran en la Tabla 2.

Tabla 2: Monómeros de poliol y extensores de cadena Los extensores de cadena y monómeros de poliamina los cuales pueden ser utilizados para la fabricación de las almohadillas son mostrados en la Tabla 3. Tabla 3: Monómeros de poliamina y extensores de cadena Los agentes de curado los cuales pueden ser utilizados para la fabricación de las almohadillas son mostrados en la Tabla 4. Tabla 4: Agentes Curativos Los estabilizadores los cuales pueden ser utilizados para la fabricación de las almohadillas son mostrados en la Tabla 5.

Tabla 5: Estabilizadores Los agentes de porosidad los cuales pueden ser utilizados para crear microporos durante la fabricación de almohadillas son mostrados en la Tabla 6.

Tabla 6: Agentes de porosidad Los lubricante sólidos los cuales pueden ser utilizados para la fabricación de almohadillas son mostrados en la Tabla 7.

Tabla 7: Lubricantes sólidos Los abrasivos incorporados, los cuales pueden ser utilizados para la fabricación de almohadillas son mostrados en la Tabla 8.

Tabla 8: Abrasivos incorporados Una descripción no limitante de algunas de las posibles combinaciones de los materiales anteriormente descritos que pueden ser utilizadas para la fabricación de almohadillas son mostradas en la Tabla 9. Todas las almohadillas personalizadas que utilizan la combinación de materiales en la Tabla 9 pueden ser coladas con el uso de la técnica de colado líquido y pueden ser formadas adicionalmente con el uso de colado centrífugo compresivo. Tabla 9. Combinación ejemplar de los materiales utilizados para la fabricación de almohadillas. El primer número es representativo del número del compuesto en la respectiva tabla de acuerdo a lo mostrado anteriormente. Los valores entre paréntesis corresponden al % en peso de cada material .

II. Almohadillas de porosidad controlada De acuerdo a lo descrito previamente, una de las propiedades ejemplares que tiene un impacto en el funcionamiento de la CMP en el procesamiento de obleas semiconductoras es la porosidad. El control de la porosidad se puede lograr mediante el control cuidadoso de la distribución de los agentes de porosidad dentro del material de polímero y el control cuidadoso de uniformidad de la temperatura durante el proceso de manufactura. La carencia de control de la porosidad de almohadilla, en este caso en el control del tamaño y densidad de los poros, y distribución del tamaño de poro y densidad dentro de una almohadilla, puede tener un impacto en factores tales como transporte de lodo, y distribución abrasiva, los cuales a su vez pueden tener un impacto en el funcionamiento de una almohadilla de CMP, tal como el índice de eliminación (RR) , y el número de sin uniformidades dentro de la oblea (WI NU) . Adicionalmente, es además observado que las almohadillas fabricadas sin control de porosidad pueden tener fuerzas de cizallamiento no uniformes por toda la superficie de pulido, y por lo tanto un COF no uniforme sobre el intervalo completo de proceso. La no uniformidad de la fuerza de cizallamiento puede afectar la eficiencia de planarización, e introducir defectos en el substrato conduciendo a una disminución en el producto resultante . Varias almohadillas de pulido personalizadas aquí descritas son fabricadas de manera que la porosidad formada en las almohadillas objeto es uniforme con respecto a la porosidad, en este caso tamaño de poro, y densidad de poro, y la distribución de porosidad. La Figura 6 es un esquema de cómo el material o agente de formación de poro puede ser utilizado para crear un uniforme tamaño de poro, densidad de poro, y distribución en una matriz. En estos ejemplos, los materiales o agentes de formación tienen diferentes propiedades bajo diferentes condiciones externas, tal como presión o temperatura. Inicialmente, el material o agente de formación de poro es agregado a la matriz, y entonces mediante al aplicación uniformemente de calor, el material o agentes de formación de poro pueden expandirse hasta un tamaño de poro deseado. La distribución y densidad de los poros se pueden controlar mediante la cantidad de material o agentes de formación de poro agregada a la matriz, en donde, típicamente, la matriz es polimérica. En algunas variaciones las almohadillas objeto de pulido personalizadas, el tamaño de poro se encuentra en el intervalo desde aproximadamente 2nm hasta aproximadamente 80µm, mientras que en otras variaciones de las almohadillas objeto de pulido personalizadas, el intervalo de tamaño de poro puede encontrarse desde aproximadamente 50 nm hasta aproximadamente 15 µm, y en aun otras variaciones de las almohadillas objeto, el intervalo de tamaño de poro puede encontrarse desde aproximadamente 100 nm hasta aproximadamente 10 µm. En algunos casos el intervalo de tamaño de poro puede encontrarse entre aproximadamente 10 µm - 80 µm. La variación de densidad de poro de las almohadillas objeto de pulido personalizadas está determinada por la concentración de los materiales y agentes agregados al polímero antes del colado o moldeado. Está contemplado que la densidad de poro pueda ser variada de manera que las almohadillas de pulido tendrán una densidad de poro de entre aproximadamente 1% hasta aproximadamente 20% de la almohadilla total. Se ha contemplado que una variedad de materiales puede ser útil para generar poros en una manera dentro de la matriz de polímero durante la fabricación. Algunos materiales ejemplares incluyen agentes de formación, agentes de soplado químico, fluidos supercríticos, copolímeros en bloque, micelas, y materiales porogenos, se discuten a continuación.

A. Microelementos huecos poliméricos (microbalones) Los materiales de microelementos huecos poliméricos son generalmente bolas esféricas en el intervalo de tamaño de 10-100 µm elaborados a partir de polímeros. Por ejemplo los materiales tales como Expancel, PVDF, resina fenólica y materiales inorgánicos tal como los silicatos y circonatos los cuales tienen gas, por ejemplo tal como gas isobutano, puede ser utilizado encapsulado dentro de la esfera. Cuando estos materiales son agregados al polímero fundido antes del moldeado, el gas interior se expande hasta un tamaño deseable a través de la aplicación controlada de calor. Tales microelementos huecos se encuentran disponibles en versiones expandidas y sin expandir y cualquiera de esas versiones pueden ser utilizadas para formación de almohadillas. En la versión expandida los microelementos huecos son preexpandidos y no experimentan un cambio de tamaño durante la eventual operación de procesamiento de polímero. En la versión sin expandir los microelementos huecos se expanden durante el proceso de fabricación de almohadilla. Es muy conveniente controlar el tamaño de poro con el uso de los materiales de microbalón. La densidad de poro es controlada por la cantidad agregada de microbalones. B. Agentes de soplado químico Los agentes de soplado químico, por ejemplo Hidrocerol, bicarbonato de sodio, el cual durante el calentamiento produce dióxido de carbono, y sales complejas, como azodicarbonamida y oxibisencebosulfonilhidrazida, lo cual conduce a la generación de gas de nitrógeno que puede ser agregado dentro del lote de polímero. Durante el calentamiento del polímero estos agentes de soplado químico se descomponen para proporcionar gases los cuales conducen a la formación de poros en la parte moldeada. Otros ejemplos de agentes de soplado incluyen sólidos los cuales pueden ser lavados con el uso de solventes después del moldeado del polímero. C. Fluidos supercríticos En el proceso Mucell, el gas supercrítico es disuelto dentro de la fuente de polímero para crear una solución de fase única. Una vez que esta fuente de polímero se deja enfriar dentro del molde el gas forma burbujas microscópicas, en el intervalo de tamaño desde 0.1-10 µm. D. Micelas Las estructuras micelas pueden ser introducidas dentro de la corriente de fuente de polímero. Las micelas (líquidas o sólidas) entonces pueden ser lavadas con el uso de una solubilidad selectiva usando un solvente el cual selectivamente soluble para las micelas tales como hexano, dejando regiones porosas dentro de la matriz de polímero. Por ejemplo materiales tales como Dodecilfofocolina, C16S03Na pueden ser utilizados para introducir micelas dentro de la formulación de polímero.

E. Material porogeno Los materiales porogenos pueden ser utilizados para crear poros en la matriz de polímero. Estos materiales porogenos son elaborados de otro polímero por ejemplo poliestireno el cual tiene una baja temperatura de degradación. Después de que se ha agregado la cantidad deseada del material porógeno a la matriz de poliuretano y después que se ha formado la almohadilla, el material porogeno puede ser eliminado mediante un tratamiento térmico de la almohadilla completa. III. Funcionalidad de las almohadillas graduadas Una familia de almohadillas de pulido personalizadas aquí contempladas es la familia de almohadillas de pulido de funcionalidad graduada. Tales almohadillas están compuestas de una almohadilla de pulido personalizada que tiene una superficie de pulido para pulir un substrato que es de una pieza, substancialmente plana, y comprende por lo menos dos áreas que tienen diferentes características físicas. Las por lo menos dos áreas pueden tener límites discretos o límites que son formados de mezclas de polímeros constituyentes. Las por lo menos dos áreas pueden cada una comprender un material polimérico composicionalmente diferente y la región entre las áreas puede comprender mezclas de los materiales poliméricos composicionalmente diferentes. En la Figura 7 se muestra un diagrama esquemático de una almohadilla graduada de dos áreas radialmente simétricas en donde fueron usadas dos composiciones poliméricas diferentes, una para cada área, un primer anillo anular exterior de la almohadilla es formado con el uso del proceso de colado líquido centrífugo. El centro del anillo de almohadilla entonces es llenado con un segundo material polimérico. Dos materiales diferentes son utilizados de manera que en la almohadilla resultante existen dos regiones o áreas distintas que tienen diferentes propiedades físicas. El enlace apropiado en la interface entre los dos materiales puede requerir la selección de materiales que sean compatibles uno con otro. En adición a la funcionalidad graduada, las variaciones de almohadillas de funcionalidad graduada pueden adicionalmente tener los mismos y diferentes tamaños y densidades de poro en las diferentes regiones poliméricas. La Figura 8A es un esquema de una funcionalidad graduada que tiene una región interior más dura comprendida de prepolímeros de cadena corta y una región exterior suave comprendida de polímeros de cadena larga. La Figura 8B es un esquema que muestra que poros de diferente tamaño pueden ser formados en las diferentes regiones con la misma densidad de poro. La Figura 8c es un diagrama esquemático que muestra que poros de tamaños iguales pueden ser formados en las regiones diferentes con diferentes densidades de poro. Las por lo menos dos áreas pueden cada una comprender un material polimérico composicionalmente diferente. El tener una capa interior la cual es más dura que la capa exterior puede ser ventajoso cuando el cabezal de pulido (anillo de retención) aplica más presión sobre la región exterior de la almohadilla de pulido que sobre la región interior provocando altos índices de eliminación en el área pulida por el borde exterior. La reducción en el borde exterior produce pérdida y minimización de los efectos de densidad de patrón que pueden ser alcanzados por este método el cual se compensa para la distribución de presión no uniforme. La graduación funcional del material polimérico puede conducir a la graduación de las propiedades mecánicas (dureza, compresibilidad, tamaño de poro y distribución de poro) y puede ser utilizada para igualar cualquier no uniformidad en la distribución de presión. La Figura 9 muestra un un patrón más complejo que puede ser elaborado con el uso de este proceso en el cual un conjunto no regular de patrones son funcionalmente graduados en la almohadilla de pulido 200, que tienen una variedad de áreas de selección tal como óvalos (202, 204, 206) y banderas (208) . En cada una de las áreas señaladas, los respectivos polímeros pueden cada uno ser un polímero diferente de los tipos discutidos anteriormente o por lo menos dos diferentes. Nuevamente, tales patrones pueden ser obtenidos por el uso de geometrías de molde apropiadas. La Figura 10 muestra una almohadilla de pulido de funcionalmente graduada personalizada ejemplar 200, la cual es una almohadilla continuamente graduada, elaborada con el uso de un proceso de fabricación en el cual un primer polímero es inyectado desde la periferia exterior 212 de un molde mientras que de forma simultánea se inyecta un segundo material polimérico desde el centro 214. Una almohadilla graduada puede tener polímeros y/o formulaciones seleccionadas para proporcionar diferentes valores para el coeficiente de restitución en diferentes áreas de la almohadilla. Un anulo exterior o anillo exterior de la superficie de pulido de una almohadilla circular puede tener un más alto coeficiente de restitución que en una porción interior de la almohadilla con el fin de proporcionar un pulido de oblea más uniforme. El anulo exterior puede ser formado al incrementar la cantidad de agentes de curado y/o cambiar la composición química de la formulación de polímero en comparación con la formulación de la porción interior de la almohadilla (por ejemplo, al cambiar el tipo de agente de curado, cuando se forma el anulo exterior) , de acuerdo a lo discutido al último. De esta manera, la dureza de la superficie de pulido puede permanecer substancialmente o esencialmente sin alteraciones, pero la almohadilla puede proporcionar una planaridad mejorada y/o un dispositivo producido a partir de la oblea sobre la cual actúa la almohadilla. El coeficiente de restitución puede ser estimado mediante una medición utilizando el % de capacidad de recuperación al choque, típicamente la capacidad de recuperación al choque para una almohadilla de pulido puede encontrase desde aproximadamente 0.05-0.6 para las almohadillas Neopad. Otra estimación del coeficiente de restitución pude ser realizada utilizando un conjunto de pruebas de compresión en aproximadamente 22 horas y 70°C (158°F). Nuevamente el valor obtenido del conjunto de pruebas de compresión para las almohadillas Neopad se encuentra entre aproximadamente 0.05-0.6 De igual forma, una almohadilla graduada puede tener polímeros y/o una formulación seleccionados para proporcionar diferentes valores para capacidad de compresión en diferentes áreas de la almohadilla. Un anulo exterior o un anillo exterior de la superficie de pulido de una almohadilla circular puede tener una más alta capacidad de compresión que una porción interior de la almohadilla con el fin de proporcionar un pulido de oblea más uniforme. El anulo exterior puede ser formado al incrementar la cantidad de agente de curado y/o cambiar la composición química de la formulación de polímero en comparación con la formulación de la porción interior de la almohadilla (por ejemplo, al cambiar el tipo de agente de curado, cuando se forma el anulo exterior) . Nuevamente, de esta manera, la dureza de la superficie de pulido puede permanecer substancialmente o esencialmente sin alteración, pero la almohadilla puede proporcionar una planaridad mejorada y/o un dispositivo producido a partir de la oblea sobre la cual actúa la almohadilla. La capacidad de compresión está definida como el inverso del módulo volumétrico. El módulo volumétrico está definido como la cantidad de presión requerida para traer aproximadamente una unidad de cambio en el volumen. Las almohadillas graduadas de acuerdo a lo discutido anteriormente, en las cuales una propiedad varía por ejemplo a través de un radio de la almohadilla tomado desde un eje de rotación de la almohadilla, frecuentemente tienen por lo menos aproximadamente 75% del área superficial interior de la superficie de pulido o volumen de la almohadilla formada para tener un valor y la cantidad restante del área superficial de la superficie de pulido o volumen de la almohadilla para tener un segundo valor. Mientras no se limite por la siguiente teoría, se cree que la periferia exterior de una almohadilla circular o los bordes exteriores de por ejemplo, una almohadilla de pulido de banda son más propensos a desplazarse debido a por ejemplo vibración de equipo, efectos de de borde, un torque más alto, etc., y la graduación recibe las fuerzas no iguales que actúan a lo largo de la superficie de almohadilla. IV. Almohadillas integrales de bajo cizallamiento Otra familia de almohadillas de pulido personalizadas aquí contempladas es la familia de almohadillas integrales de bajo cizallamiento. Las almohadillas de pulido integrales de bajo cizallamiento personalizadas son almohadillas de múltiples capas o integrales que son elaboradas de por lo menos dos materiales de manera que la interface entre las dos capas actúa con un disipador de tensión para reducir el COF en los límites de almohadilla/substrato. Los materiales con cualquier lado de la interface pueden ser los mismos o diferentes. Una interface es formada con el uso de los métodos de fabricación descritos anteriormente excepto que las capas de materiales son vertidas al mismo tiempo. Después de verter la primera capa de material el material se deja curar por 0.5-2 minutos antes de que sea vertida una segunda capa. Esto se repite si se requieren múltiples capas. Después de que se ha vertido la capa final la almohadilla completa es comprimida, formada en vacío o formada con presión de acuerdo a lo descrito previamente. Las almohadillas que tienen múltiples capas pueden ser de una construcción unitaria en la cual las múltiples capas son enlazadas covalentemente una a otra a través de una interface integral, o las almohadillas pueden ser formadas por calandrado o por adhesión de las capas precuradas una a otra. Muchas de las almohadillas aquí descritas son unitarias y por lo tanto tienen una interface a través de la cual las capas son unidas covalentemente una a otra. Una almohadilla unitaria puede tener capas adicionales que son agregadas a ésta, tal como una cinta adhesiva de doble lado para adherir la almohadilla curada a una placa de un pulidor químico mecánico, pero estas capas adicionales no se agregan de forma apreciable a las características de funcionamiento de la almohadilla durante el uso. La Figura 11A muestrauna almohadilla de baja tensión cortante personalizada de dos capas 100, que tiene las capas 102 y 104, con la interface 103. Una almohadilla integral con una interface tendría dos capas, mientras que una almohadilla con dos interfaces tendría tres capas, y una almohadilla integral de N capas tendría N-l interfaces. Esto es evidente en la almohadilla objeto de baja tensión mostrada en la Figura 11B. En esta almohadilla ejemplar 300, hay cinco capas de materiales 302, 304, 306, 308, y 310, y cuatro interfaces, 303, 305, 307, y 309. Las capas de materiales 302, 304, 306, 308, y 310, pueden ser elaboradas con los mismos o diferentes materiales y tienen las mismas o diferentes propiedades físicas y características tal como porosidad y graduación. Las cuatro interfaces 303, 305, 307, y 309, formadas por las mismas actúan como disipadores de tensión, y disminuyen de forma eficaz las fuerza de cizallamiento, y con ello el COF. Este efecto de una interface que actúa como un disipador de tensión es mostrado en un esquema en la Figura 12. En el esquema 100 la fuerza de cizallamiento, S, en el límite de almohadilla/substrato, 104, es ortogonal a la fuerza normal aplicada, N, sobre el substrato 102, debido a que en la almohadilla de una sola capa 106, no existe una interface seleccionada para actuar con un disipador de tensión. En el esquema 300, el substrato de pulido 302; la almohadilla tiene las capas 306 y 308, está diseñada con la interface 307, en donde la fuerza de cizallamiento S2 resulta en la interface 307 entre las capas de almohadilla 306 y 308. Como resultado de la fuerza de cizallamiento S2 en la interface 307 de las almohadillas integrales de bajo cizallamiento 306 y 308, la fuerza de cizallamiento Sl en la interface almohadilla/substrato 304 es reducida, de manera que Sl es considerablemente menor que S. V. Almohadillas de Sub superficies con Ingeniería Aun otra familia de almohadillas de pulido personalizadas aquí contempladas es la familia de almohadillas de sub superficies con ingeniería. Varias de las almohadillas de sub superficies con ingeniería aquí descritas, tienen propiedades impartidas por medio de las propiedades estructurales diseñadas dentro de la almohadilla de polímero, en combinación con la dispersión de un lubricante sólido dentro de por lo menos aproximadamente 1% de la profundidad de almohadilla desde la superficie de pulido. El uso de las almohadillas con lubricantes sólidos dispersados por toda la matriz de polímero minimiza eficazmente el COF, sin sacrificar el RR. Un lubricante sólido es un material, tal como un polvo o película delgada, la cual es utilizada para proporcionar una protección en contra de daños durante un movimiento relativo y reducir la fricción y desgaste. Algunas de las características preferidas de los lubricantes sólidos es que son térmicamente estables, químicamente inertes, y no volátiles, y mecánicamente estables, pero que tienen un dureza que no excede de aproximadamente de 5 en la escala Mohs. Los lubricantes sólidos que cumplen con estos criterios tienen la ventaja sobre otros tipos de lubricantes debido generalmente a una mayor efectividad a altas cargas y velocidades, alta resistencia al deterioro, y una alta estabilidad en temperaturas, presión, radiación extremos, y en otros ambientes reactivos. Existen muchas clases de lubricantes sólidos que incluyen sólidos inorgánicos, polímeros, metales blandos, y compuestos de materiales representados en estas clases. Además, las almohadillas de sub superficies con ingeniería pueden ser utilizadas en combinación con las almohadillas de funcionalidad graduada, porosidad controlada y de bajo cizallamiento. En adición a estas propiedades generales de los lubricantes sólidos mencionadas anteriormente, los lubricantes sólidos contemplados para utilizarse en las almohadillas objeto tienen un coeficiente de fricción de entre aproximadamente 0.001 hasta aproximadamente 0.5, y un tamaño de partícula de entre aproximadamente 10 nm hasta aproximadamente 50 µm . Está además contemplado que varias almohadillas personalizadas serían fabricadas de forma que tengan por lo menos un lubricante sólido en por lo menos aproximadamente 1% de la profundidad de almohadilla desde la superficie de pulido. Una combinación de lubricantes pueden ser utilizados en lugar de un lubricante único. Ejemplos de lubricantes sólidos inorgánicos que tienen las propiedades deseadas mencionadas anteriormente incluyen a los sólidos laminares, tal como grafito, fluoruro de grafito, sulfuro de niobio, sulfuro de tántalo, sulfuro de molibdeno, sulfuro de tungsteno, silicato hidróxido de magnesio (talco) , nitruro de boro hexagonal, y fluoruro de cerio. Tales sólidos laminares son sólidos cristalinos revestidos en hojas, en los cuales se forman planos deslizantes entre las hojas. Otros sólidos inorgánicos que son apropiados como lubricantes sólidos incluyen al fluoruro de calcio, fluoruro de bario, óxido de plomo, y sulfuro de plomo. Aun cuando no sean laminares en estructura, los sólidos lubricantes tienen superficies que se deslizan fácilmente a lo largo de una de otra en el nivel molecular, con ello producir lubricación en el nivel macroscópico. Ejemplos de lubricantes sólidos poliméricos incluyen: 1.) Hidrocarburos polihalogenados, tal como PTFE, y miembros relacionados. 2 . ) Poliamidas, tal como nylon 6,6 y miembros relacionados. 3.) Poliarilcetonas, tal como PEK (poliéter cetona) , PEEK (polieteretercetona) , PEKK (poliétercetonacetona) y PEKEKK (poliétercetonaetercetonacetona) . 4.) Polímeros de nitruro de boro, tal como PBZ (poli (p-borazileno) ) o PVZ (poli (p-vinilenobozileno) ) . Tales lubricantes sólidos poliméricos que generalmente tienen baja energía superficial, son estables como dispersiones no floculadas, tienen bajos coeficientes de fricción, y son térmicamente y químicamente estables. Por ejemplo, el PTFE tiene substancialmente pequeños coeficientes de fricción estáticos y dinámicos en aproximadamente 0.04, es por ser químicamente inerte, y es estable a aproximadamente 260°C. Similar a la familia de fluoruro de calcio de lubricantes sólidos inorgánicos, los surfactantes sólidos poliméricos tienen superficies que se deslizan fácilmente una sobre otra. Otros lubricantes sólidos contemplados para usarse incluyen a una variedad de materiales con propiedades convenientes formadas en nanoesferas, nanotubos, u otras estructuras de nanopartículas útiles para la lubricación. Como un ejemplo, tales nanoesferas de carbono, son conocidas como buckminsterfulerenos, o "buckybolas" . Una variedad de materiales de lubricantes sólidos, por ejemplo inorgánicos, tal como sulfuro de molibdeno, sulfuro de tungsteno, o materiales poliméricos, tal como PTFE o polímeros de nitruro de boro, pueden ser elaborados en nanoestructuras útiles como lubricantes sólidos. Puesto que tales estructuras tienen nanoporos, pueden incluir otros lubricantes sólidos o líquidos, creando lubricantes sólidos con una variedad de propiedades. Adicionalmente, los lubricantes sólidos elaborados con poliméricos, compuestos, redes, mezclas, e injertos, de moléculas de polímeros y copolímero así como compuestos e injertos elaborados de lubricantes sólidos inorgánicos y poliméricos también son apropiados. Las almohadillas de sub superficie con ingeniería personalizadas pueden ser utilizadas para todos los pasos de procesamiento en CMP de Cu, incluyendo los pasos de la carga, el acondicionamiento y de elminación de barreras. Particularmente, el impacto de la solución de almohadilla única para el CMP de Cu es reducir el costo de los consumibles, para hacer atractivo el costo de propiedad para el procesamiento de las tecnologías de sub-90 nm (nano) . De acuerdo a lo mostrado en la Figura 13, el cobre tiene una muy alta deformación antes de ocurra la falla. Adicionalmente el cobre experimenta una deformación plástica antes de la fractura. En el caso de defectos inducidos por deformación de los dieléctricos, la característica natural de enlace de los materiales conduce a la fractura frágil. Tal fractura frágil ocurre justamente en los valores de deformación bajos, por ejemplo <2%. Debido a la alta plasticidad del cobre, varios aspectos deben ser tratados para el CMP de Cu. El primer aspecto es la elongación selectiva del material en las regiones en las cuales son tensionados conduciendo a la deformación plástica. Bajo condiciones en donde ocurre la elongación selectiva debido al contacto de las regiones de cobre con la almohadilla de pulido, tales regiones se deformarán plásticamente y tendrán propiedades diferentes de las regiones de cobre interiores. El segundo aspecto es el endurecimiento por deformación localizado del cobre, el cual resulta justo antes de la fractura. Todos estos aspectos de la elongación y endurecimiento por deformación del cobre se acentúan debido al confinamiento del cobre en las vías y películas barrera. Finalmente, dependiendo de cómo la almohadilla interactúa con las capa de cobre, también podría ser dejados atrás residuos de cobre después de que se ha completado el CMP y puede inducir defectos dentro del substrato que está siendo pulido. La minimización de incorporación de tensión se puede obtener a través de la disminución del COF al disminuir el fuerza de cizallamiento efectiva que actúa en la interface oblea/lodo/almohadilla.

Para la CMP en general, la uniformidad de las propiedades de almohadilla, tal como módulo de almohadilla, distribución de tamaño de poro, y la estructura química del material, se conocen porque son importantes en probar los procesos CMP que operan en el régimen de lubricación de capa límite altamente estables. Adicionalmente, con el fin de obtener la uniformidad para los procesos CMP de Cu, es un requerimiento la reducción significativa en la fuerza de cizallamiento con el propósito de reducir eliminar los defectos inducidos por tensión. Con el propósito de inducir la fuerza de cizallamiento, se requiere un alto grado de uniformidad de lubricación. Para varias almohadillas de pulido de sub superficies con ingeniería personalizadas aquí descritas, el uso de las almohadillas con lubricantes sólidos dispersados en la matriz de polímero en por lo menos aproximadamente 1% de la profundidad de almohadilla desde la superficie de pulido, minimiza eficazmente la fuerza de cizallamiento, sin sacrificar el RR, y con ello puede reducir o eliminar el endurecimiento por deformación de cobre. VI. Almohadillas personalizadas con virutas abrasivas incorporadas A diferencia de las "almohadillas abrasivas fijas" disponibles comercialmente, los abrasivos en las almohadillas de abrasivos incorporados aquí descritas son distribuidos por toda la matriz de polímero y no solamente en la superficie. Si se desea una almohadilla de múltiples capas los abrasivos incorporados pueden o no pueden se distribuidos en la totalidad de las capas. La ventaja de una almohadilla de abrasivo incorporado con respecto de una almohadilla de abrasivos incorporados es la estabilidad en el proceso con el transcurso del tiempo. Durante el pulido, la almohadilla se desgasta. En el caso de las almohadillas de abrasivos incorporados, las mismas condiciones de pulido pueden esperarse ya que la distribución de abrasivo en la profundidad de la almohadilla se puede diseñar y controlar bien. En contraste, la almohadilla de abrasivos fijos disponible comercialmente observa un desgaste gradual en la forma, tamaño y densidad de distribución conforme progresa el proceso de pulido. Esto resulta en un índice de pulido, control de proceso no uniforme y por lo tanto un alto costo de propiedad debido a la necesidad por un frecuente reemplazo de almohadillas . A las almohadillas para CMP se pueden incorporar de partículas cerámicas o de vidrio (alúmina, sílice, cerio) . Estas partículas pueden ser en tamaño entre aproximadamente lOOnm - 30 µm, dependiendo del funcionamiento deseado. En algunos casos la adhesión entre las partículas y la matriz de almohadilla se encontraría en un mínimo. Esto podría permitir que las partículas incorporadas por toda la almohadilla sean irrecuperables y sean liberadas dentro del lodo. La almohadilla de polímero permitiría una acción abrasiva sin el uso de un lodo que contenga abrasivos. De hecho, el proceso completo puede ser llevado a cabo con el uso de agua destilada y la almohadilla de abrasivos incorporados. Una nueva clase de materiales abrasivos llamada partículas nano abrasivas recientemente han sido desarrolladas de acuerdo al estado previo de la técnica. Estas partículas tienen un intervalo de tamaño desde unos pocos 10' s (decenas) de nanómetros hasta unos pocos 100 nanómetros. Las almohadillas de polímero pueden ser funcionarizadas con tales partículas de lodo nano abrasivo mediante la incorporación dentro de las almohadillas con el uso de los métodos de fabricación discutidos previamente. Varias clases de partículas nano abrasivas pueden ser utilizadas incluyendo cerámicos y vidrios como circonio, sílice, cerio y aun materiales como nanotubos de carbón (anillos fulerenos) así como partículas de arcilla. La distribución de abrasivos incorporados en la almohadilla puede ser personalizada a una densidad de patrón de la viruta sobre la oblea a través de graduación funcional de los mismos abrasivos en diferentes regiones sobre la superficie de pulido. La graduación también se puede obtener a través de la graduación de las características abrasivas, tal distribución de tamaño, densidad, y forma de los abrasivos. Esto puede ser realizado independientemente o en combinación con otros medios de graduación (en este caso, el uso de diferentes materiales de almohadilla) de porosidad. Ambas las partículas de escala micro y los nano abrasivos discutidos anteriormente pueden ser agregados al polímero seco o en un vehículo líquido apropiado tal como un solvente. Estas partículas opcionalmente pueden tener grupos tales como grupos poliméricos u oligoméricos acoplados a sus superficies que ayudan en la incorporación de partículas selectivamente o preferencialmente dentro del polímero o de una de las fases de polímero si se forman en el polímero seleccionado fases discontinuas. Para polímeros de dos o más fases, los grupos enlazados o adheridos de otra forma a las superficies de las partículas pueden ser suficientemente similares a los de una fase en la cual se prefieren suficientemente diferentes a la otra fase que las partículas abrasivas recolectan en la fase(s) deseada conforme se solidifica el fundido de polímero. Los grupos enlazados o adheridos a las superficies de partículas también pueden ser seleccionados para ser diferentes al polímero en cual son colocados. Esto ayuda en la liberación de partículas del polímero conforme la almohadilla se desgasta a exponer nuevas partículas. Copolímeros en bloque para elaborar las almohadillas auto abrasivas Un copolímero en dibloque puede ser utilizado para fabricar almohadillas auto abrasivas en donde un bloque actúa con una matriz y el segundo bloque actúa como un material abrasivo. Los bloques son seleccionados para proporcionar la fase continua, fase abrasiva e inmiscibilidad deseados de manera que la fase abrasiva se forma dentro de la fase continua. En una modalidad, la almohadilla puede consistir de un porcentaje más alto (matriz co-continua) de un bloque con el otro bloque que es discontinua. El bloque discontinuo puede ser seleccionado de manera que actúa como un abrasivo para el material que se aplicara abrasivo. Con el propósito de fabricar la segunda fase abrasiva, opcionalmente se pueden agregar partículas inorgánicas o metálicas dentro del bloque. Por ejemplo, materiales abrasivos pueden ser enlazados químicamente a algunos o todas las moléculas de monómero en la fase discontinua del copolímero en bloque cuando es formado dentro de una almohadilla o las partículas abrasivas pueden ser incorporadas dentro del fundido de polímero. Las partículas abrasivas tienen una o más propiedades (por ejemplo interacciones superficiales y condiciones termodinámicas) que favorecen que las partículas abrasivas sean preferencialmente incorporadas dentro de una de las fases. Por ejemplo, las partículas abrasivas pueden ser seleccionadas de manera que una concentración más alta de partículas abrasivas se encuentre en la fase discontinua que en la fase continua. También se pueden utilizar mezclas de partículas abrasivas. En algunos casos, cada tipo de partículas abrasivas en las mezclas se encuentra en una concentración mayor en una fase que en la otra (preferiblemente la fase discontinua, aunque las partículas en lugar de ser seleccionadas de manera que exista una concentración más alta en la fase continua) . Sin embargo, la mezclas de partículas pueden ser seleccionadas de manera que uno o más tipos de partículas se encuentren en una concentración más alta en la fase discontinua, uno o más tipos de partículas se encuentra en una concentración más alta en la fase continua, y/o uno o más tipos de partículas se distribuye aproximadamente uniformemente por completo en ambas fases. Podría no ser necesario incorporar partículas abrasivas en una de las fases, puesto que uno de los bloques puede por si mismo ser abrasivo. Ciertos bloques de silicona pueden ser incorporados como parte de un copolímero conforme el de porcentaje inferior y una estructura de carbono puedan actuar como el material de más alto porcentaje. Cuando la almohadilla es utilizada para pulir, la parte de silicona del polímero puede estar expuesta y puede actuar como un abrasivo. Este material abrasivo elaborado de un polímero de sílice puede ser ajustado para tener una consistencia similar a la de las partículas de sílice las cuales están siendo actualmente utilizadas como las partículas abrasivas en varias tecnologías . El polímero el cual incorpora las partículas nano abrasivas e incorporadas previamente discutidas puede ser un polímero que forma una fase continua, o alternativamente el polímero puede ser un copolímero en bloque especializado el cual forma las fases discontinuas de acuerdo a lo descrito anteriormente. Las nanopartículas pueden ser seleccionadas para proporcionar una dispersión uniforme o una acumulación preferencial en cualquiera de la fase discontinua o la fase continua, y pueden ser utilizadas mezclas de acuerdo a lo descrito anteriormente. Rocío de flama En adición al uso de las técnicas de fabricación descritas anteriormente otra técnica la cual puede ser potencialmente utilizada para proporcionar una superficie de pulido es la técnica de rocío de flama utilizada para elaborar un revestimiento de polímero sobre una almohadilla. Tal polímero rociado de flama puede tener partículas cerámicas o de vidrio incorporadas en el material al momento de la formación de revestimiento de manera que se puede formar una superficie auto abrasiva. La almohadilla sobre la cual el polímero y las partículas abrasivas agregadas pueden ser rociados de flama típicamente será un polímero tal como un poliuretano o un policarbonato que no tiene fases (s) discontinua. La almohadilla puede ser una que tenga por lo menos una fase discontinua de acuerdo a lo descrito anteriormente si se desea. En este caso, la capa de polímero/abrasivo rociado de flama se desgasta primero y una vez que esta capa se desgasta completamente, la almohadilla que se encuentra por debajo de la capa de polímero/abrasivo se desgasta. Este tipo de construcción puede ser utilizada, por ejemplo, para impartir abrasión a una capa sobre una oblea que es particularmente difícil de impartir abrasión o la cual tiene algunas otras propiedades que difieren de otra capa o capas que deben impartirse de abrasión o en donde un índice de abrasión inicial cuando se utiliza la almohadilla debe diferir de un índice de abrasión posterior. VII. Almohadillas ranuradas en sitio Las ranuras en las almohadillas de CMP están pensadas para evitar la hidroplaneación de la oblea que está siendo pulida a través de la superficie de la almohadilla; para ayudar a proporcionar una distribución del lodo a través de la superficie de almohadilla; para ayudar a asegurar que suficiente lodo alcance el interior de la oblea; para ayudar a controlar la rigidez localizada y de acuerdo a la almohadilla con el propósito de controlar la uniformidad de pulido y minimizar los efectos de borde, y proporcionar canales para eliminar las rebabas de pulido de la superficie de almohadilla con el propósito de reducir el índice de defectos. Las Figuras 14A y 14B proporcionan una representación esquemática del impacto del ranurado sobre la presión hidrodinámica generada alrededor de la región de almohadilla/oblea. Por ejemplo, la Figura 14A, representa un perfil de presión de oblea (indicado por las regiones triangulares achuradas diagonalmente) cuando es utilizada una almohadilla de pulido no ranurada. La Figura 14b ilustra cómo la presión alrededor de la oblea es liberada a lo largo de las ranuras. Esto es, las ranuras ajustan la presión generada en cada paso de ranura y ayudan a proporcionar una distribución de lodo uniforme a lo largo de la región de oblea/ almohadilla. En general, puede ser utilizado cualquier método apropiado para producir ranuras en sitio sobre una almohadilla de CMP. A diferencia de los métodos actuales de ranurado ex sitio, las cuales son principalmente de naturaleza mecánica, los métodos en sitio aquí descritos pueden tener varias ventajas. Por ejemplo, los métodos de ranurado en sitio aquí descritos son típicamente menos costosos, toman menos tiempo, y requieren pocos pasos de manufactura. Adicionalmente, los métodos aquí descritos típicamente son más útiles en la obtención de diseños complejos de ranuras. Finalmente, los métodos en sitio aquí descritos típicamente tienen la capacidad de producir almohadillas de CMP que tienen mejores tolerancias (por ejemplo, mejor profundidad de ranura, etc.).

En una variación, los métodos para un ranurado en sitio comprenden el uso de un revestimiento de silicona colocado dentro de un molde. El molde puede ser fabricado de cualquier metal apropiado para moldeado. Por ejemplo, el molde puede ser metálico, fabricado de aluminio, acero, materiales ultramoldeados (por ejemplo, una aleación de metal/metal que tiene bordes "ultra" lisos y de "ultra" altas tolerancias para moldear características más finas), mezclas de los mismos, y similares. El molde puede ser de cualquier dimensión apropiada y la dimensión del molde típicamente depende de la dimensión de la almohadilla de CMP a ser producida, por ejemplo para una almohadilla de 50.8 cm (20 pulgadas) un molde tendrá un diámetro de 55.8 cm (22 pulgadas) y tendrá un espesor de 5.08 cm (2 pulgadas) . La dimensiones de almohadilla, a su vez, típicamente dependen del tamaño de la oblea a ser pulida. Por ejemplo, dimensiones ilustrativas para almohadillas de CMP para pulir una oblea de 10.2, 15.2, 20.3, 30.5 cm (4, 6, 8, ó 12 pulgadas) pueden ser de aproximadamente 30.5, 50.8, 60.9, 77.5 cm (12, 20, 24, ó 30.5 pulgadas) respectivamente. El revestimiento de silicona típicamente es elaborado de un elastómero de silicona, o un polímero de silicona, pero puede ser utilizado cualquier revestimiento de silicona apropiado. El revestimiento de silicona entonces puede ser gofrado o atacado superficialmente con un patrón, el cual es complementario al patrón o diseño de ranuras deseado. El revestimiento entonces puede ser adherido con pegamento o ser adherido de otra forma a, o retenido en, el molde. Se deberá observar que el revestimiento también puede ser colocado en el molde antes de que se le imparta el patrón. El uso de técnicas litográficas para patrones por ataque superficial en el revestimiento puede ayudar a proporcionar una mejor precisión en el tamaño de ranura. Ver, por ejemplo, C. Dekker, Stereolitografía tooling for silicone holding, Advanced Materials & Processes, vol. 161 (1), pp. 59-61, Enero de 2003; y D. Smock, Modern Plastics, vol. 75(4), pp. 64-65, Abril de 1998, cuyas páginas son incorporadas en su totalidad aquí como referencia. Por ejemplo, se pueden obtener ranuras en el intervalo de mieras hasta submicras. Las dimensiones en el intervalo de milímetros también pueden ser obtenidas con relativa facilidad. De esta manera, el revestimiento de silicón funciona como el "patrón de moldeado". Sin embargo, en algunas variaciones, el molde puede ser impartido de un patrón con un diseño de ranuras complementarias. De esta manera, el molde y el revestimiento, o el molde mismo, puede ser utilizado para producir los diseños de ranura de almohadilla de CMP. La Figura 15 proporciona un vista seccional transversal un molde con revestimiento de silicona ilustrativo (200) de acuerdo a lo aquí descrito. Son mostradas una placa de molde superior (202), una placa de molde inferior (204) y un revestimiento de silicona (206) . El revestimiento de silicona (206) tiene patrones gofrados o atacados superficialmente (208) en el mismo. Se deberá comprender que mientras que el revestimiento de silicona (206) está representado en la Figura 15 a lo largo de la placa de molde superior (202) , éste no necesita estarlo. De hecho, el revestimiento de silicona (206) también puede ser adherido a, o retenido de otra forma en, la placa de molde inferior (204). El revestimiento de silicona puede ser adherido a, o retenido en la placa de molde con el uso de cualquier método apropiado. Por ejemplo, el revestimiento de silicona puede ser adherido con pegamento, con cinta adhesiva, engrapado, fijado a presión, o adherido de otra forma a, o retenido en, la placa de molde. Con el uso de este método, la almohadilla de CMP puede ser formada con material termoplástico o uno termocurable, o similar. En el caso de un material termoplástico, un fundido es típicamente formado e inyectado dentro del molde revestido de silicona. En el caso de un material termocurable, una mezcla reactiva es típicamente alimentada dentro del molde con revestimiento de silicona. La mezcla reactiva puede ser agregada al molde en un paso, o en dos pasos, o más. Sin embargo, independientemente del material utilizado, la almohadilla puede ser dejada obtener su forma final al dejar que el material se cure, se enfríe, o se configure como un sólido de otra forma, antes de que sea retirado del molde. En una variación, el material es poliuretano, y son producidas las almohadillas de poliuretano. Por ejemplo pelotillas de poliuretano pueden ser fundidas y colocadas dentro del molde revestido de silicona. El molde revestido de silicona puede ser atacado superficialmente con el patrón de almohadilla deseado de acuerdo a lo descrito anteriormente. El poliuretano se deja enfriar, y después es retirado del molde. La almohadilla entonces tiene los patrones correspondientes a los del molde con revestimiento de silicona. Las ventajas potenciales de producir ranuras en sitio con el uso de este método de revestimiento de silicona. Por ejemplo, podría proporcionar un mayor periodo de vida útil al molde debido a que el revestimiento de silicona puede ser reemplazado fácilmente si se rompe o si está ya sea desgastado o desgarrado, y el mismo revestimiento de silicona típicamente tiene un periodo de vida muy largo. De forma similar, es más fácil retirar la almohadilla del molde revestido de silicona en comparación a un molde en donde los patrones están gravados en el mismo. De ahí que, las ranuras producidas con el uso de moldes con revestidos de silicona puedan ser más precisos, y se puedan minimizar daños a las almohadillas durante el retiro. En una forma similar, los tamaños de ranura producidos con el uso de moldes revestidos de silicona pueden ser mejor controlados y mejor definidos. Por ejemplo, se pueden alcanzar dimensiones muy pequeñas (por ejemplo, ranuras laterales y horizontales en los intervalos de mieras hasta submicras). Un mejor control y una mejor definición de las dimensiones de ranura pueden ser de un interés particular en las almohadillas para propósitos especializados tal como dieléctricos de baja-K, eliminación de Cu, STI, Soc, y similares.

Los diseños nuevos de ranuras también se describen aquí. Estos diseños nuevos de ranuras fueron ampliamente desarrollados con base en estudios de visualización de flujo. Estos estudios ayudaron a identificar los patrones de flujo del lodo sobre la parte superior de las almohadillas. De esta manera, las trayectorias deseables de las ranuras fueron calculadas. Las Figuras 16A-16C proporcionan ilustraciones ejemplares no limitantes de diseños de ranuras apropiados para una almohadilla de 50.8, 60.9, 76.2 cm (20, 24, y 30 pulgadas) . De acuerdo a lo representado, en valores de radio más pequeños (en este caso, próximos a la porción interior de las almohadillas) , las ranuras pueden ser diseñadas con ranuras circulares concéntricas y ranuras lineales traslapadas las cuales se extienden radialmente para seguir los patrones de flujo identificados. En valores de radio más altos (en este caso, cercanos a la porción exterior de las almohadillas) , las ranuras extendidas radialmente las cuales eran inicialmente lineales cerca de la porción interior de la almohadilla pueden ser curvas para evitar que el lodo fluya fuera de la almohadilla y también incrementar la densidad de las ranuras cerca de la periferia. La distribución de las ranuras sobre la superficie de pulido también puede ser utilizada para controlar la distribución del lodo sobre la superficie de pulido, tal como mantener una densidad de lodo constante sobre la superficie de pulido. El incremento en la densidad de ranuras cercanas a la periferia puede ser realizado para mantener una densidad de ranuras aproximadamente constante a través de la superficie de pulido lo cual puede ser importante para mantener una uniformidad en el funcionamiento de pulido a través de la superficie de la almohadilla. En algunos casos de acuerdo a lo representado en la Figura 16A pueden ser agregadas ranuras radiales adicionales las cuales no se extienden en el interior de la almohadilla con el propósito de mantener una densidad de ranuras constante a través de la superficie de pulido. Los anchos de ranura típicos se encuentran en el intervalo desde aproximadamente 10 hasta aproximadamente 500 mieras, mientras que las profundidades de ranura típicas pueden encontrarse en un intervalo desde 10 hasta aproximadamente 1000 mieras. Estos diseños nuevos de ranuras pueden ser producidos mediante cualquier método apropiado. Por ejemplo, pueden ser producidos con el uso de los métodos en sitio descritos anteriormente, o adicionalmente pueden ser producidos con el uso de métodos ex sitio, tal como escritura o corte láser, corte por chorro de agua, impresión en 3-D, termoformado y formación en vacío, formación por micro contacto, estampado en caliente o impresión, y similares. A. Escritura láser (Corte Láser) La escritura o corte láser puede ser utilizada para elaborar los nuevos diseños de ranuras aquí descritos. Los cortadores láser típicamente consisten de un láser orientado hacia abajo, el cual está montado sobre un mecanismo de posicionamiento controlado mecánicamente. Una hoja de material, por ejemplo, plástico, es colocada debajo del área de trabajo del mecanismo láser. Conforme el láser hace un barrido hacia atrás y adelante sobre la superficie de almohadilla, el láser vaporiza el material formando un pequeño canal o cavidad en el punto en el cual el láser choca la superficie. Las ranuras/cortes resultantes son típicamente precisos y exactos y no requieren un acabado superficial. Típicamente, la ranuración de cualquier patrón puede ser programada en una máquina de corte láser. Más información acerca de la escritura láser se puede encontrar en J. Kim et al., J. Láser Applications, vol, 15(4), pp 255-260, Nov. De 2003, cuyas páginas son incorporadas aquí como referencia en su totalidad. B. Corte por Chorro de Agua El corte por chorro de agua también puede ser utilizado para producir los nuevos diseños de ranuras aquí descritos. Este proceso utiliza un chorro de agua presurizada (por ejemplo, tan alta como 413.68 MPa (60 000 libras por pulgada cuadrada) ) para marcar ranuras en la almohadilla. Frecuentemente, el agua es mezclada con un abrasivo parecido al granate, lo cual facilita mejores tolerancias, y un buen acabado de bordes. Con el propósito de obtener el ranurado de un patrón deseado, el chorro de agua típicamente es programado (por ejemplo, con el uso de una computadora) para seguir la trayectoria geométrica deseada. Una descripción adicional del corte de chorro de agua se puede encontrar en J.P. Duarte et al., Abrasive water, Revista de Metalúrgica, vol.34 (2), pp 127-219, Marzo-Abril de 1998, cuyas páginas son incorporadas aquí como referencia en su totalidad. C. Impresión en 3-D La impresión tridimensional (impresión 3-D) es otro proceso que puede ser utilizado para producir los diseños nuevos de ranuras aquí descritos. En la impresión 3-D, las partes son construidas en capas. Primero es elaborado un modelo de computadora (CAD) de la parte requerida y después un algoritmo de cortado hace un mapeo de la información para cada capa. Cada capa comienza con una delgada distribución de polvo esparcido sobre la superficie de un lecho de polvo. Un material aglutinante seleccionado entonces une selectivamente las partículas en donde el objeto debe ser formado. Entonces un pistón el cual soporta el lecho de polvo y la parte en progreso, es descendido con el propósito de que la siguiente capa de polvo sea formada. Después de cada capa, el mismo proceso es repetido seguido por un tratamiento térmico para elaborar la parte. La impresión 3-D puede ejercer un control local sobre la composición del material, microestructura, y textura superficial, muchas geometrías nuevas de ranuras (anteriormente inaccesibles) pueden ser conseguidas con este método. Mas información sobre la impresión 3-D puede ser encontrada en Anón et al., 3-D printing speeds prototype dev., Molding Systems, vol.56 (5), pp 40-41, 1998, cuyas páginas son incorporadas aquí como referencia en su totalidad. D. Termoformación y Formación en Vacío Otros procesos que pueden ser utilizados para producir los diseños nuevos de ranuras aquí descritos son la termoformación y la formación en vacío. Típicamente, estos procesos solamente funcionan para materiales termoplásticos. En el termoformado, una hoja de plástico plana es llevada en contacto con un molde después de calentarla, utilizando presión de vacío o presión mecánica. Las técnicas de termoformado típicamente producen almohadillas que tienen buenas tolerancias, especificaciones ajustadas, y detalles en el diseño de ranuras. De hecho, las almohadillas termoformadas usualmente se pueden comparar con, y algunas veces ser aun mejores en calidad que, las piezas moldeadas por inyección, en tanto el costo es mucho menor. Más información sobre el termoformado puede encontrarse en M. Heckele et al., Rev. on Micro Molding of Thermoplastic Polymers, J. Micromechanics and Microengineering, vol.1 (3), pp R1-R14, Marzo de 2004, cuyas páginas son incorporadas aquí como referencia en su totalidad.

La formación en vacío moldea una hoja de plástico en una forma deseada por medio de succión de vacío del plástico calentado sobre el molde. La formación en vacío puede ser utilizada para moldear espesores de plástico específicos, por ejemplo 5 mm. Moldeados bastante complejos, y por ello patrones complejos de ranuras, pueden ser obtenidos con el moldeado en vacío con relativa facilidad. E. Impresión de microcontacto La impresión de microcontacto es una técnica de impresión de alta resolución en la cual las ranuras pueden ser gofradas o impresas sobre la parte superior de una almohadilla de CMP. Esto algunas veces es caracterizado como "Litografía Suave". Este método utiliza una estampado elastomérico para transferir un patrón sobre la almohadilla de CMP. Este método es un método conveniente, de bajo costo, no fotolitográfico para la formación y manufacturación de microestructuras que pueden ser utilizadas como ranuras. Estos métodos pueden ser utilizados para generar patrones y estructuras que tienen tamaños de características en el intervalo de nanómetros y micrómetros (por ejemplo, de 0.1 a 1 miera. F. Estampado Caliente, Impresión El estampado caliente puede ser utilizado para generar los diseños nuevos de ranuras también aquí descritos. En este proceso, un polímero termoplástico puede ser gofrado en caliente con el uso de un master duro (por ejemplo, una pieza de metal u otro material que tiene un patrón gofrado en ésta, puede soportar temperatura elevadas, y tiene suficiente rigidez para permitir que la almohadilla de polímero llegue a gofrarse cuando es prensada dentro del master duro) . Cuando el polímero es calentado hasta un estado viscoso, este puede ser formado bajo presión. Después de conformar la forma de la estampa, puede ser endurecido por un enfriamiento por debajo de la temperatura de transición vitrea. Los patrones de ranurado de diferentes tipos pueden ser alcanzados al variar el patrón inicial en la estampa master. En adición, este método permite la generación de microestructuras, las cuales pueden ser replicadas sobre grandes superficies con el uso de de materiales termplásticos (por ejemplo, al fabricar una estampa con un estructura de nano relieve) . Tal nano estructura puede ser utilizada para proporcionar una graduación/ranurado local. VIII. Ventana transparente óptica integrada para la detección final durante la CMP Las almohadilla de pulido se acondicionan de manera que cuenten con por lo menos una región la cual sea suficientemente transparente para una o más longitudes de onda de luz utilizada para la detección final y los métodos de fabricación de tales almohadillas de pulido. Las almohadillas de pulido pueden ser utilizadas con métodos de detección óptica o de monitoreo en cualquier sistema de planarizacioón química mecánica apropiado. Ya sea que una almohadilla de pulido sea montada sobre una placa giratoria, de acuerdo a lo descrito, por ejemplo, en la Patente Norteamericana Número 6,280,289 incorporada aquí como referencia, sea una hoja de accionamiento lineal, de acuerdo a lo descrito, por ejemplo, en la Patente Norteamericana Número 6,179,709 incorporada aquí como referencia, o sea de alguna otra configuración, ésta puede ser modificada mediante los métodos de la invención de manera que incluya una región transparente que permita métodos de detección ópticos en o cerca de la superficie del substrato que está siendo pulido. Los métodos de detección óptica y de monitoreo son útiles en determinación final, tal como la medición de luz reflejada fuera de la superficie de substrato descrita en las patentes mencionadas anteriormente. También es posible monitorear la solución que se encuentra en la interface entre la almohadilla de pulido y la superficie de substrato. Pueden ser realizadas mediciones ópticas sobre esta solución, por ejemplo, para medir la distribución de la capa de lodo entre la superficie de substrato y la almohadilla de pulido de acuerdo a lo descrito en la Patente Norteamericana Número 6,657,726 incorporada aquí como referencia. Esta solución podría también contener un material luminiscente que sea sensible a la concentración localizada de material que está siendo liberado por la superficie de substrato, de manera que al detectar la luz emitida por el material luminiscente como una función de la posición debajo de la superficie de substrato proporciona una mapa de la composición de superficie de substrato que puede ser utilizado para determinar la detección final. Tal como un sistema descrito en Solicitud de Patente Provisional Norteamericana No. 60/654,173 y que es incorporada aquí como referencia. La totalidad de estos sistemas y métodos requieren que por lo menos una región de la almohadilla de pulido sea suficientemente transparente, ya sea para dejar pasar luz desde una fuente de luz a través de la almohadilla hacia una superficie de substrato o la interface de lodo, o pasar luz desde la superficie de substrato o interface de lodo a través de la almohadilla hacia un detector, o ambos. En un caso, los métodos nuevos incluyen un proceso para fabricar una almohadilla de área de transparencia localizada. El método involucra la suficiente eliminación de porosidad al reducir o no agregar agentes de formación de porosidad durante el proceso de fabricación de almohadillas en el área en la cual se necesita que sea elaborada transparente, mientras que se prefiere esencialmente mantener la misma composición química (polímero) por toda la almohadilla completa. Este método nuevo para fabricar una ventana de área transparente localizada permite una mayor vida útil de la almohadilla y un funcionamiento de pulido substancialmente mejorado de las almohadillas con ventanas. Adicionalmente, los métodos pueden incluir compensar las diferencias en propiedades, tal como dureza, entre la ventana y la almohadilla. Por ejemplo la eliminación de microporos de una región sobre la almohadilla para incrementar suficientemente la transparencia para la detección final óptica puede producir que la región menos porosa se endurezca, y de esa forma puede ser utilizado un material polimérico más suave en la región menos porosa para contrarrestar la dureza incrementada. Esta compensación proporciona un pulido más controlado o uniforme de la oblea. Otra, propiedad la cual puede afectar la transparencia es el tamaño y densidad de los dominios duros dentro de la almohadilla de CMP. Los dominios duros de tamaño grande dispersan la luz y de esa forma la almohadilla es menos transparente a la luz utilizada para la detección final. De esa manera una disminución en el tamaño y en el número de dominio duro dentro de la almohadilla se puede requerir para obtener la transparencia suficiente para le detección final. Este concepto de "transparencia de área local" puede ser fácilmente implementado para formar múltiples ventanas durante el proceso de fabricación, tal como por colado líquido o moldeado por inyección de reacción, para proporcionar almohadillas para las trayectorias ópticas de múltiples ensambles de detección sobre una plataforma de pulido. Tal esquema de múltiples ventanas puede ser utilizado para proporcionar una precisa detección final y perfiles superficiales pulidos de oblea instantáneamente.

Las almohadillas de pulido suministradas se describen en términos de una región transparente y una región menos transparente. Mientras que la almohadilla completa puede ser transparente, esto es menos deseable ya que las regiones transparentes substancialmente carecen de las propiedades de una estructura porosa de acuerdo a lo descrito previamente. Como tal, típicamente la almohadilla tiene regiones transparentes dentro de la porción menos transparente, lo cual no está limitado por alguna geometría. Por ejemplo, dentro de una almohadilla circular, puede ser utilizada una variedad de geometrías. La Figura 17 es un esquema de ejemplos no limitantes de geometrías posibles para la región transparente dentro de la región menos transparente, en donde la región puede ser cilindrica (102), rectangular (104) o en forma de anillo (106) . Además, con una ventana cuadrada o rectangular, la dirección de la ventana puede ser variada. Otras configuraciones también son posibles, tal como una almohadilla de base transparente con menos ranuras transparentes de acuerdo a lo mostrado en la Figura 18. La formación de las ranuras se discute en la sección VII. Las Figuras 19 y 20 muestran ejemplos en donde la ventana es del mismo espesor igual al resto de la almohadilla, o es más delgada que el resto de la almohadilla. La región transparente puede ser de cualquier tamaño y forma, y el área transparente total puede ser cualquiera hasta el 100% del área total de almohadilla, y es típicamente menor que el área total menos transparente, en este caso aproximadamente menor del 50% del área total. En algunos aspectos, el área transparente total es de aproximadamente menor del 40%, aproximadamente menor del 30%, aproximadamente menor del 20%, aproximadamente menor del 10% ó aproximadamente menor del 5% del área total. La almohadilla de pulido puede tener múltiples regiones transparentes, en donde el área total de todas las regiones transparentes típicamente es menor que el área total de la región o regiones menos transparentes. Típicamente existe una región menos transparente continua con una o más regiones transparentes dentro, aunque una o más regiones transparentes podrían dividir la almohadilla en dos o más regiones menos transparentes . Una región transparente es una región o porción de la almohadilla que es suficientemente transparente para la luz de longitudes de onda deseadas. La región es suficientemente transparente si la luz es transmitida a través de la región de almohadilla en una cantidad suficiente para permitir el necesario monitoreo o detección óptica aquí descrito. La región transparente no necesita ser completamente transparente y es aceptable alguna dispersión o absorción de la luz incidente. Preferiblemente, la región transmite luz en un amplio intervalo de longitudes de onda, aunque la transmisión puede variar en función de la longitud de onda a través del intervalo deseado. Cuando se desee, la región también puede transmitir solamente una única longitud de onda. La luz que comprende un espectro de longitudes de onda no es necesariamente transmitida en todas las longitudes de onda, sino que solamente la necesaria para utilizar los métodos de detección óptica apropiados. Como tal, la región transparente es suficientemente transparente para algunas o todas las longitudes de onda desde la ultra violeta hasta la infla roja. Por ejemplo, la región transparente es suficientemente transparente para algunas o todas las longitudes de onda en el intervalo de 100 hasta 1000 nm, también aproximadamente de 200 hasta 800 nm, también aproximadamente de 250 hasta 700 nm, en donde en un aspecto, suficientemente transparente significa por lo menos aproximadamente 20%, también por lo menos aproximadamente 50% o por lo menos aproximadamente 75% de luz de una longitud de onda dada que es transmitida a través de la región. La región transparente comprende un polímero transparente apropiado, en donde la región carece suficientemente de porosidad. Los poros dispersan la luz de manera que si la densidad de poros es muy alta, mucha de la luz es dispersada y la región no es suficientemente transparente. El resto de la almohadilla es menos transparente y puede transmitir suficientemente luz útil para la detección óptica final. El resto es menos transparente porque tiene una densidad de poros de manera que los poros dispersan la luz entrante y de esa manera hacen la región menos transparente. En un caso, la porción menos transparente tiene una porosidad substancial, o es substancialmente microporosa, de manera que transmitirá menos de aproximadamente 20%, también menos de aproximadamente 10%, también menos de aproximadamente 5% ó también menos de aproximadamente 1% de la luz que es transmitida por la región transparente. La densidad de poro puede variar a través de la porción menos transparente, de manera que diferentes regiones de la porción menos transparente de la almohadilla pueden no bloquear la misma cantidad de luz, pero todas las regiones bloquean suficiente luz debido a la porosidad, de acuerdo a lo discutido aquí. Los siguientes ejemplos establecen ciertos ejemplos de almohadillas de pulido y métodos nuevos para fabricar tales almohadillas . Ejemplo 1: Proceso para formar una almohadilla con ventana . Un proceso de manufacturación de formación de ventana en sitio puede ser utilizado. El proceso de manufactura está diseñado de manera que cada una de las corrientes de producto: agente de curado, diol, prepolímero, y microbalones sean agregadas de forma separada en un proceso continuo antes del, o durante el mezclado. Esto se demuestra esquemáticamente en la Figura 21. Con el uso de tal proceso de manufactura, cada una de las corrientes alimentadas requeridas puede ser fácilmente controlada para proporcionar la cantidad deseada de agente de curado, diol, prepolímero, y microbalones. Mientras que este proceso proporciona una notable capacidad de ajuste y flexibilidad, uno de los otros objetivos que puede ser obtenido con el uso de tal proceso de manufactura es la formación de una ventana en sitio. Durante el proceso de manufactura, cada parte del molde el cual necesita se llenado con el fin de fabricar la almohadilla puede ser atravesada por la inserción de la boquilla a una velocidad predeterminada. Con el propósito de obtener la transparencia de ciertas regiones locales, la corriente de microbalones puede ser interrumpida o ser reducido el caudal de flujo mientras el dispositivo de suministro está atravesando es región particular. La transparencia es alcanzada ya que es transparente la matriz de polímero inherente, la cual está compuesta de un poliuretano formado por la reacción del agente de curado, el diol (o amina) y el prepolímero. La opacidad de la almohadilla se debe a la introducción de los microbalones en la región de no ventana. Aun cuando es posible la ausencia de microbalones para alcanzar la transparencia en la almohadilla total, tal almohadilla transparente puede no tener la flexibilidad deseada para los propósitos de pulido. La ausencia de los microbalones puede incrementar la dureza por aproximadamente -10 shore D. De esta manera, es preferible elaborar regiones transparentes locales para los propósitos de detección final y entonces crear un esquema graduado de compensación para la almohadilla con el propósito de nulificar cualquier efecto adverso debido a la dureza cambiada en la región transparente. Un ejemplo de tal almohadilla es mostrado en la Figura 22. Tal graduación de compensación sería alcanzada muy eficientemente con los esquemas de graduación predefinidos. Tales esquemas de graduación pueden ser obtenidos mediante la capacidad de ajuste permitido en el proceso de manufactura descrito en este ejemplo. Por ejemplo, la dureza en la región transparente puede ser acondicionada a través de la adición de un material más suave. Tal proceso de manufactura también puede ser utilizado para fabricar más de una ventana si se desea. Ejemplo 2: Propiedades de la almohadilla de pulido con ventana transparente para luz visible. Como un ejemplo, la presente formulación es especificada para fabricar una almohadilla de poliuretano CMP gradada con una ventana de dimensiones 1.9 x 5.72 cm (0.75 x 2.25 pulgadas) utilizada para pulir las obleas. Una almohadilla de pulido de poliuretano es fabricada con una dureza, tamaño de poro y porosidad predeterminados. La almohadilla tiene una dureza en el intervalo desde aproximadamente 65 D hasta 75 D y tiene una densidad de poro en el intervalo desde aproximadamente 25% hasta 15% del material de almohadilla, respectivamente con el tamaño de poro de 35-55 µm. El valor de dureza para la almohadilla típicamente se encuentra en el intervalo de dureza shore de 45D-75D, y en un caso es preferiblemente aproximadamente de 70D para una ventana. Con el propósito de alcanzar el objetivo deseado de detección final óptica con el uso de equipo CMP comercialmente disponible, la ventana de almohadilla preferiblemente es transparente para la luz visible, ya que la luz visible es utilizada en tales esquemas de detección. La Figura 23 muestra una almohadilla completamente transparente. Los aspectos de las características, descritas en las secciones II-VIII de las almohadillas personalizadas para la CMP, las cuales pueden ser elaboradas mediante el proceso descrito y materiales descritos en la sección I, pueden ser combinados para lograr las propiedades deseadas de la almohadilla. La Tabla 10 lista las características descritas en las secciones II-VIII.

Tabla 10: Características de almohadilla descritas en las secciones II-VII.

En adición a las formulaciones de polímero descritas en la sección I las caracteristicas listadas en la Tabla 10 pueden ser combinadas para formar almohadillas personalizadas con microestructura controlada junto con las características adicionales listadas en la Tabla 10. Las combinaciones de las características las cuales pueden ser combinadas con la microestructura controlada son las siguientes (el número representa la característica en la Tabla 10: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 1&2, 1&3, 1&4, 1&5, 1&6, 1&7, 2&3, 2&4, 2&5, 2&6, 2&7, 3&4, 3&5, 3&6, 3&7, 4&5, 4&6, 4&7, 5&6, 6&7, 1&2&3, 1&2&4, 1&2&5, 1&2&6, 1&2&7, 1&3&4, 1&3&5, 1&3&6, 1&3&7, 1&4&5, 1&4&6, 1&4&7, 1&5&6, 1&5&7, 1&6&7, 2&3&4, 2&3&5, 2&3&6, 2&3&7, 2&4&5, 2&4&6, 2&4&7, 2&5&6, 2&5&7, 3&4&5, 3&5&6, 3&5&7, 3&6&7, 4&5&6, 4&5&7, 4&6&7, 5&6&7, 1&2&3&4, 1&2&3&5, 1&2&3&6, 1&2&3&7, 1&2&4&5, 1&2&4&6, 1&2&4&7, 1&2&5&6, 1&2&5&7, 1&2&6&7, 1&3&4&5, 1&3&4&6, 1&3&4&7, 1&3&5&6, 1&3&5&7, 1&3&6&7, 1&4&5&6, 1&4&5&7, 1&4&6&7, 1&5&6&7, 2&3&4&5, 2&3&4&6, 2&3&4&7, 2&3&5&6, 2&3&5&7, 2&3&6&7, 2&4&5&6, 2&4&5&7, 2&4&6&7, 2&5&6&7, 3&4&5&6, 3&4&5&7, 3&4&6&7, 3&5&6&7, 4&5&6&7, 1&2&3&4&5, 1&2&3&4&6, 1&2&3&4&7, 1&2&3&5&6, 1&2&3&5&7, 1&2&3&6&7, 1&2&4&5&6, 1&2&4&5&7, 1&2&4&6&7, 1&2&5&6&7, 1&3&4&5&6, 1&3&4&5&7, 1&3&4&6&7, 1&3&5&6&7, 1&4&5&6&7, 2&3&4&5&6, 2&3&4&5&7, 2&3&4&6&7, 2&3&5&6&7, 2&4&5&6&7, 3&4&5&6&7, 1&2&3&4&5&6, 1&2&3&4&5&7, 1&2&3&4&6&7, 1&2&3&5&6&7, 1&2&4&5&6&7, 1&3&4&5&6&7, 2&3&4&5&6&7, 1&2&3&4&5&6&7.

IX. Métodos para personalización La personalización de las almohadillas puede estar basada en las propiedades de almohadilla deseadas. Por ejemplo, la creación de almohadillas duras de uretano se alcanza a través del uso de un mayor grado de reticulación, el uso de un sistema basado en TDI en lugar de MDI y el uso de cadenas más cortas de poliol y poliamina. Las almohadillas de temperatura de transición vitrea pueden ser fabricadas con el uso de polioles de poliéter, y al disminuir el tamaño e incrementar el número de los segmentos duros. Las almohadillas con resistencia mejorada al desgarre pueden ser elaboradas con el uso de polioles de poliéster. Las almohadillas transparentes pueden ser fabricadas al incrementar el número de segmentos duros, no permitiendo la separación de fase de las cadenas suaves más cortas, al reducir el tamaño de los poros, utilizando polioles con menos aromaticidad, y teniendo una linealidad en las moléculas (en este caso, la estequiometría deberá ser aproximadamente). Las almohadillas hidrofílicas pueden ser fabricadas a través de la adición de polioles hidrofílicos seleccionados y de bajo peso molecular . A. Métodos para personalizar almohadillas de conformidad con el material a ser pulido El pulido de óxidos, tal como Si02, puede ser alcanzado a través de la adición de abrasivos incorporados, tal como partículas de Si02 dentro del material polimérico de la almohadilla de pulido. El pulido de cobre involucra un proceso de tres pasos. En las Figuras 24A-24D se encuentra un esquema del proceso de pulido de cobre. El primer paso es eliminar el cobre a granel. El segundo paso es el retiro de la barrera de bajo K lo cual puede requerir bajar un COF. Finalmente el tercer paso es retiro de la capa barrera de nitruro de tántalo/tántalo. Típicamente tres almohadillas diferentes son utilizadas para los pasos individuales. Con algunas almohadillas de Neopad, de acuerdo a lo aquí descrito se puede alcanzar una funcionalidad de almohadilla única (en este caso, una almohadilla única puede ser utilizada para los tres pasos) . Esto se puede alcanzar a través de la adición lubricantes sólidos, tal como nitruro de boro y/o Teflón® y el uso de almohadillas integrales de bajo cizallamiento. Las almohadillas integrales de bajo cizallamiento y las almohadillas que contienen lubricantes sólidos tal como nitruro de boro y/o Teflón®, los cuales pueden ser un lubricante sólido para pulir cobre, permite un COF inferior lo cual puede ser deseado para los procesos de pulido de cobre. La STI (pila de nitruro y óxido) puede ser pulida a través de la adición de abrasivos incorporados tal como óxido de cerio así como por el uso de almohadillas integrales de bajo cizallamiento. El óxido de cerio puede permitir la selectividad en el proceso de pulido, debido a que el óxido de cerio puede pulir selectivamente nitruro. Las interfaces en las almohadillas integrales de bajo cizallamiento pueden permitir COF inferiores. La gradación funcional de los abrasivos también puede ser utilizada para pulir STIs. Una almohadilla más suave con una compresibilidad más alta que las almohadillas utilizadas para pulir óxido puede ser utilizada para pulir tungsteno, el cual es un material suave frágil. La reducción en la dureza de la almohadilla se puede obtener mediante el uso de polímeros más suaves, tal como la manufacturada con el uso de un material de poliol de cadena más larga, y al incrementar la porosidad de la almohadilla. Los materiales ópticos, los cuales son extremadamente frágiles y que pueden requerir de un bajo índice de eliminación, pueden desear métodos tal como pulido silencioso o grupal el cual tiene un muy bajo COF. Esto se puede obtener por la adición de lubricantes sólidos y/o el uso de almohadillas integrales de bajo cizallamiento con múltiples interfaces. Al igual que el material óptico, la silicona tensada, las compuertas verticales, las estructuras FinFet, o SOIs, presentes en el substrato son extremadamente frágiles y pueden requerir de un bajo índice de eliminación, pueden desear método tales como pulido silencioso o de grupo el cual tiene un muy bajo COF. Esto puede ser obtenido por la adición de lubricantes sólidos y/o el uso de almohadillas integrales de bajo cizallamiento con múltiples interfaces. Si se encuentran presentes SoCs, el pulido se puede obtener con la adición de lubricantes sólidos tal como nitruro de boro y/o Teflón® y el uso de almohadillas integrales de bajo cizallamiento. La graduación funcional puede ser necesaria si están presentes densidades de patrón grandes. B. Métodos para personalizar almohadillas de conformidad con las características a ser pulidas Para una alta densidad de patrón de IC, mayores de 70%, sobre el substrato, es deseable un control ajustado de las propiedades de almohadilla, tal como un orden de intervalo más grande de tamaño y distribución de poro. Un control más ajustado de estas propiedades se puede obtener a través del control del proceso de fabricación de almohadilla, tal como controlando la uniformidad de la temperatura durante el proceso de manufactura y teniendo mezclas homogenizadas de los componentes poliméricos de partida. Para un intervalo de alta densidad de patrón de IC, puede ser deseable la graduación funcional de las almohadillas para acondicionarse para el intervalo de densidad. Para un intervalo de alta densidad de patrón, tal como aproximadamente 50%-100% de substrato, puede ser utilizada la graduación funcional radialmente simétrica continua o discontinua, de acuerdo a lo representado en las Figuras 7 y 10 respectivamente. Para un intervalo de densidad de patrón aun más alto, tal como aproximadamente 80%-100% del substrato, una graduación simétrica no radial, la representada esquemát icamante en la Figura 9, puede ser utilizada para una distribución más personalizada de las propiedades de la almohadilla sobre la superficie de pulido . Para un ancho de línea más pequeño del IC, es deseable un COF más pequeño de las almohadillas. Esto puede ser alcanzado con la adición de lubricantes sólidos y/o el uso de almohadillas integrales de bajo cizallamiento. El tamaño de viruta puede determinar las propiedades deseadas de la almohadilla de CMP. Para una viruta grande, tal como SoCs, la graduación funcional puede ser importante para una alta producción en virutas. El tamaño de los nodos de tecnología, tal como transistores y líneas metálicas, pueden determinar las propiedades deseadas de las almohadillas de pulido. Para nodos de tecnología bajos, abajo de 90 nm, el uso de un lubricante sólido en el material de almohadilla, y almohadillas integrales de bajo cizallamiento puede ser crítico porque proporcionan una bajo COF. Un bajo COF puede ser crítico, porque las estructuras minimizan la posibilidad de que puedan romperse cuando se incrementa el pulido, y de ahí que se requiera un bajo COF. Algunas de las almohadillas de Neopad pueden ser diseñadas para obtener un funcionamiento de pulido altamente uniforme en todos los nodos de tecnología en 90 nm y superiores así como nodos de tecnología tales como 65 nm, 45 nm, 32 nm e inferiores. C. Las Propiedades de las Almohadillas Personalizadas para CMP Propiedades térmicas de almohadilla (temperatura transitoria) La temperatura transitoria durante las operación de pulido puede afectar el funcionamiento de pulido. La temperatura transitoria depende de varias variables las cuales incluyen al caudal de flujo de lodo así como el módulo de pérdida ( E'J y el módulo de almacenamiento (E' ) de la almohadilla. Una temperatura transitoria más pequeña es deseable ya que una fluctuación en la temperatura de pulido puede conducir a una variación en el índice de eliminación y en consecuencia afectar el índice de pulido y por ello la uniformidad del proceso. Por ejemplo, se ha mostrado que un cambio en 2°C de la temperatura de pulido puede conducir a un cambio en aproximadamente de 20% en el índice de eliminación. En esta invención, los métodos nuevos son desarrollados para reducir la temperatura transitoria durante el pulido. Una baja temperatura transitoria puede ser mantenida al mantener una distribución uniforme del tipo, tamaño y densidad de los dominios duros dentro de la matriz polimérica de la almohadilla, teniendo altos valores de E' y E", teniendo una pequeña pérdida en el módulo de almacenamiento ?E' (20°C-40°C), la cual será aproximadamente menor de 20%, valores de tand más pequeños, y disminuir el tamaño de los dominios duros e incrementar la densidad de dominios duros (puede provocar que los valores E' y E" se incrementen) . Las almohadillas personalizadas nuevas de Neopad tienen una transición térmica dentro de 3°C (máximo) mientras que las almohadillas comerciales tienen una transición térmica la cual es mayor de 10°C. Las temperaturas en función de pxV para tres almohadillas de Neopad personalizadas y dos almohadillas comerciales se muestran en la Figura 25. Propiedades DMA/TMA Las propiedades termo-mecánicas de la almohadilla pueden ser importantes para el funcionamiento de pulido de las almohadillas de CMP. Las propiedades clave son la temperatura de transición vitrea (Tg) , el módulo de pérdida ( E'J , el módulo de almacenamiento (E' ) , el tand (E"/E' ) , KEL(tand*1012(E' (l+tan2d) ) ) , la tensión superficial, la capacidad de compresión y las propiedades de transición térmica descritas anteriormente. Para pulido uniforme y mejorado es deseable una temperatura de transición más baja. Son deseables los valores más altos de E" y E' porque conducen a un incremento en el funcionamiento de pulido. Los valores de E" y E' más altos se pueden alcanzar al reducir el tamaño e incrementar la densidad de los dominios duros dentro de la almohadilla de CMP. Además, un valor tand más bajo es deseable en el intervalo de temperatura de pulido porque los valores más bajos permiten una temperatura transitoria más baja. Las propiedades DMA/TMA son mostradas en la Tabla 1. El módulo de almacenamiento (E' ) es mayor de aproximadamente 400 MPa para las almohadillas personalizadas nuevas de Neopad en comparación con menos de 300 MPa para las almohadillas comerciales. El módulo de perdida (E'J es mayor de aproximadamente 250 MPa para las almohadillas personalizadas nuevas de Neopad en comparación con menos de 250 MPa para las almohadillas comerciales. Las almohadillas nuevas tienen un Tg mayor de -20°C. Un Tg más bajo es deseable cuando el Tg se encuentra además fuera de la temperatura de trabajo, el efecto de la temperatura, sobre las propiedades de la almohadilla se reduce en, o cerca a la Tg, las propiedades de polímero sufren cambios drásticos y tienen una gran dependencia de temperatura . Además la disminución del cambio en el módulo de almacenamiento (?E' ) en función de la temperatura puede ser importante. Los valores más bajos pueden sugerir que el cambio en las propiedades del polímero se encuentra al mínimo (en este caso, que las propiedades del material permanecen iguales y claramente esta propiedad es deseable) . Un cambio más pequeño en el módulo de almacenamiento entre 40°C y 20°C se obtiene para las almohadillas de Neopad (19%) en comparación con las almohadillas comerciales (30% y superior) de acuerdo a lo mostrado en la Tabla 11. La reducción en el módulo de almacenamiento se logra al mantener una distribución uniforme del tipo, tamaño y densidad de los dominios duros dentro de la matriz polimérica de la almohadilla. Tabla 11: Propiedades de almohadilla Otras propiedades mostradas en la tabla incluyen en la tabla el tand, el cual típicamente es menor de aproximadamente 0.7 para las almohadillas de Neopad y mayor de 1 para las almohadillas comerciales KEL (tand*1012 (E' (l+tan2d) ) , el cual es menor de aproximadamente 100 (1/Pa para las almohadillas de Neopad y en el intervalo de 100-1000 para las almohadillas comerciales, la tensión superficial, la cual es menor de aproximadamente 25 mN/m para las almohadillas Neopad y mayor de 34 mN/m para las almohadillas comerciales y la compresibilidad es menor de aproximadamente 1% para las almohadillas Neopad y en el intervalo entre l%-5% para las almohadillas comerciales. Las características deseadas de las almohadillas de pulido se muestran en la tabla 12. Tabla 12: Características de almohadilla deseadas Personalización de Obtenido por la almohadilla para índice de a . Distribución uniforme del tipo, tamaño eliminación uniforme y densidad de los dominios duros con la (en este caso que un matriz polimérica de la almohadilla. funcionamiento b. Tiene una temperatura de transición Prestoniano se térmica baja. obtiene por una c. Tamaño y distribución uniforme de las desviación mínima de asperezas de la superficie de pulido.

Kp) d. Densidad de la ranura uniforme en la superficie de pulido e . Graduación funcional de la almohadilla. f . Distribución de peso molecular más compacto g- Valor más alto de E' y E' ' (se puede obtener al ajustar la proporción de poliuretano/poliureas . Coeficiente de a . Distribución uniforme del tipo, tamaño fricción estable en y densidad de los dominios duros con la el régimen de matriz polimérica de la almohadilla. lubricación de capa b. Tiene una temperatura de transición límite y extiende el térmica baja. régimen de c. Tamaño y distribución uniforme de las lubricación de capa asperezas de la superficie de pulido. límite. d. Graduación funcional de la almohadilla.

(Ajuste de la curva e . Valores más alto de E' (>400 Mpa) y E' ' de Stribeck) f . (>250Mpa) Personalización de Obtenido por la almohadilla para Eficiencia de a . Distribución uniforme del tipo, tamaño plazarización y densidad de los dominios duros con la matriz polimérica de la almohadilla. b. Compresibilidad baja c. Graduación funcional del material polimérico y/o abrasivos incorporados en las almohadillas. d. valores más altos de E' y E' ' Transparencia de a . Ninguna fase de separación debe área local ocurrir, con una cadena suave más corta b. Dominios duros pequeños. c. Reducción en el tamaño del poro o eliminación de los poros de la región de la ventana. d. menos aromaticidad en el polímero que es utilizado, ya que los materiales aromáticos conducen a la dispersión.

Ruptura interior de a. Control del espesor de la capa exterior la almohadilla (<2µm) Incremento de vida a . Distribución uniforme del tipo, tamaño de la almohadilla y densidad de los dominios duros con la matriz polimérica de la almohadilla. b. valores más altos de E' y E' ' Paso del control de a . Distribución uniforme del tipo, tamaño altura y densidad de los dominios duros con la matriz polimérica de la almohadilla. b. valores más altos de E' y E' ' c. Distribución uniforme del tamaño y de la forma del poro dentro de la almohadilla.

La personalización también puede ser utilizada para acondicionar el tipo de lodo utilizado durante el proceso de pulido. Dependiendo del lodo utilizado, la tensión superficial de la almohadilla puede ser ajustada para acondicionarse a las propiedades de humectación y de viscosidad del lodo. El acondicionamiento para las propiedades de humectación se puede lograr a través del uso de material polimérico el cual es más miscible con el tipo de lodo que está siendo utilizado. El lodo viscoso puede requerir una almohadilla la cual pueda permitir una mayor retención de lodo y una almohadilla que sea significativamente más suave. La plataforma de equipo sobre la cual ocurre el pulido también puede efectuar la personalización. Diferentes plataformas de equipo (en este caso, AMAT, Ebara) tienen diferentes regiones de la almohadilla expuestas a diferentes regiones de la oblea para diferentes cantidades de tiempo. La graduación funcional puede ser utilizada para condicionarse a diferentes regiones de presiones más altas y más bajas que resultan de las diferentes plataformas de equipo. El tamaño de la almohadilla también se puede ajustar para acondicionarse a diferentes plataformas de equipo. X. Funcionamiento de almohadilla ejemplar A continuación se proporciona una descripción de métodos de fabricación y comparación ejemplares no limitantes de algunos aspectos clave de funcionamiento CMP para las almohadilla objeto en comparación con las almohadillas disponibles comercialmente. Ejemplo 1: La almohadilla personalizada A diseñada para pulir óxidos, contienen un uretano con una dureza 70D. Las almohadillas son moldeadas utilizando colado líquido y son formuladas con el uso de los métodos descritos anteriormente. Entre los componentes un isocianato 70D, un extensor de cadena de poliol, un agente de curado, un estabilizador, utilizado para la protección UV, y un agente de porosidad son utilizados para la manufactura de la almohadilla. El vertido se lleva a cabo en aproximadamente 65.5-71.1°C (150-160 °F). Después de verter el material se deja asentar y curar por aproximadamente 15 minutos. Después la almohadilla es retirada del molde y puesta dentro de un horno por aproximadamente 12 horas para un post curado a una temperatura uniforme entre aproximadamente 37.7°C-93.3°C (100°F-200°F) . El espesor de la almohadilla es 2.032 mm (80 milésimas de pulgada) y el diámetro de la almohadilla es de 50.8 cm (20 pulgadas). Una cinta adhesiva de doble lado es adherida a la parte posterior para dejar la almohadilla lista para pulido. La almohadilla personalizada B es similar a la almohadilla personalizada A en términos de formación pero la dureza es inferior en -65 D. Gráficas Prestonianas son presentadas para las dos almohadillas objeto descritas anteriormente (Figuras 26A y 26B) , y para dos almohadillas disponibles comercialmente (Figuras 26c-26d) . Durante el pulido de las capas dieléctricas intercapas, los datos RR son obtenidos en función de la variación de presión y velocidad. De acuerdo a lo mencionado anteriormente, se espera una relación lineal para el comportamiento Prestoniano ideal. Al comparar estas gráficas para las almohadillas objeto (Figuras 26a y 26b) con las almohadillas disponibles comercialmente (Figuras 26c y 26d) se puede encontrar que las almohadillas comercialmente no muestran el alto grado de linealidad en comparación con las almohadillas objeto. La mayor diferencia entre las almohadillas objeto y las almohadillas disponibles comercialmente es que las almohadillas objeto son fabricadas de una manera en que se controla el tamaño, densidad, y forma de los poros por medio de los métodos de fabricación discutidos anteriormente . Las curvas de Stribeck para los dos ejemplos de almohadillas personalizadas en comparación con las dos almohadillas disponibles comercialmente son presentadas en las Figura 27A-27D. De acuerdo a lo discutido anteriormente, una relación constante se obtiene en el régimen de lubricación de capa límite deseado. Para las almohadillas personalizadas esto se puede observar a partir de estas gráficas que se obtiene un comportamiento de lubricación de capa límite altamente uniforme. En comparación, las almohadillas disponibles comercialmente (Figura 27C-27D) , muestran una desviación del comportamiento de lubricación de capa límite ideal. De acuerdo a lo observado anteriormente en la discición de los datos para las gráficas Prestonianas, la mayor diferencia entre las almohadilla objeto y las almohadillas disponibles comercialmente es que son fabricadas de una manera en que se controla la porosidad de estas almohadilla. Ejemplo 2: Las almohadillas para pulir óxidos son manufacturadas de una manera similar igual a la descrita en el ejemplo 1. Además, las almohadillas han sido graduadas funcionalmente para mejorar el funcionamiento de pulido. En las Figuras 28-32 la eficiencia de las almohadillas personalizadas de Neopad y las comparaciones de longitud de planarización son realizadas con el uso de obleas con patrones. La Figura 28A muestra el plano de medición de matriz en donde nueve matrices son seleccionadas por medición de oblea. La Figura 28B representa los elementos estructurales dentro de cada una de la matrices individuales. Los resultados se muestran en las Figura 29 y 31, los cuales comparan el espesor de óxido en función de la distribución de densidad de patrón dentro de una de las matrices para tres tiempos de pulidos (30s, 60s y 120s) para las almohadillas comerciales y personalizadas de Neopad respectivamente. El eje global en las Figuras 29 y 31 es para el pulido realizado en función de la presión y velocidad. Se selecciona la matriz 2 ya que se encuentra en la parte media de la oblea y se observa un efecto en ambos el borde exterior de la almohadilla así como el borde interior de la almohadilla. La pendiente es aproximadamente de 0.5-0.6 para las almohadillas comerciales y es aproximadamente 0.2-0.3 para las almohadillas personalizadas de Neopad, lo que indica que las almohadillas de Neopad tienen una mayor longitud de planarización. Al comparar las Figuras 29 y 31 en las cuales se compara el espesor de óxido en función de la distribución de densidad de patrón para todas las matrices, la longitud de planarización para las almohadillas graduadas personalizadas de Neopad, Figura 32, es nuevamente mucho más alta que para las almohadillas comerciales, Figura 30 de acuerdo a lo reflejado por una pendiente menor de la línea para las almohadillas de Neopad. Ejemplo 3: Tres almohadillas son fabricadas para CMP de cobre. Las tres almohadillas nuevas tienen una microestructura nueva, están radialmente graduadas, pueden ser impartidas de subsuperficie con ingeniería con nitruro de boro como el lubricante sólido, y pueden ser almohadillas integrales de bajo cizallamiento. Las tres almohadillas nuevas son: 1) una almohadilla de superficie con ingeniería (almohadilla nueva A), 2) una almohadilla de bajo cizallamiento (almohadilla nueva B) y 3) una almohadilla nueva de superficie con ingeniería de bajo cizallamiento (almohadilla nueva C) . Adicionalmente las líneas de cobre en las obleas sometidas a la prueba de funcionamiento fueron analizadas con el uso de difracción de rayos-X (XRD, por sus siglas en inglés) y comparadas con obleas sin procesar para monitorear si o no han ocurrido cambios substanciales en el cobre, debido a la tensión. En la Figura 33 se despliegan los datos XRD. Las mediciones de la constante reticular son llevas a cabo sobre obleas pulidas con el uso de cada una de las cinco almohadillas experimentales (comercial A y B) y las almohadillas nuevas ( A, B, y C) y comparadas con mediciones obtenidas de una oblea sin pulir. La constante reticular de las películas de cobre sin pulir es 3.6086 Á. La constante reticular medida para las obleas pulidas con el uso de lodo Fujimi y el lodo Cabot son presentadas una a lado de otra. El intervalo de error de medición para todos los experimentos XRD es aproximadamente de ±0.0001 Á. Para comparar el error de experimentación, el intervalo de error para la película sin pulir es etiquetado a través de la gráfica completa como un rectángulo achurado. Para ambos lodos, los valores medidos de constante reticular de la películas de cobre pulidas con el uso de almohadillas comerciales son mucho más altos en comparación con la constante reticular de la película sin pulir. La dirección de la flecha indica un esfuerzo de tensión. Los valores medidos de constante reticular de las películas pulidas con las almohadillas nuevas son inferiores que los obtenidos en las películas pulidas utilizando almohadillas comerciales. Para las películas pulidas con la almohadilla nueva A (superficie con ingeniería) el valor medido de la constante reticular es menor de 3.6091 Á (ambos lodos). Un resultado similar es obtenido para las películas pulidas con el uso de la almohadilla nueva B. Para las películas pulidas utilizando la almohadilla nueva C (de bajo cizallamiento y superficie con ingeniería) la constante reticular medida (3.6086 A), en el caso en que es utilizado el lodo Fujimi, corresponde al valor de constante reticular para las películas sin pulir de ahí que se indica un pulido libre de tensión. Cuando el lodo Cabot es utilizado con la almohadilla nueva C, el valor medido de la constante reticular para las películas pulidas es de 3.6090 Á. Para el lodo Cabot, la constante reticular de comparación resulta de las películas pulidas utilizando la almohadilla nueva C en relación con la almohadilla nueva A/almohadilla nueva B indica que los efectos de la superficie con Ingeniería y el uso de las almohadillas integrales de bajo cizallamiento no son aditivas directamente. No obstante estas, ambas técnicas de diseño para fabricar superficies con ingeniería y almohadillas de bajo cizallamiento pueden independientemente disminuir la tensión inducida por el proceso en el CMP de cobre. Además estas técnicas pueden posiblemente eliminar la tensión inducida por el proceso cuando son empleadas individualmente o en una manera sinérgica para el diseño de las almohadillas.

En la Figura 34, las constantes reticulares generadas a partir de los datos XRD son comparadas para la oblea sin procesar (Materia prima) , y para las obleas procesadas utilizando las almohadillas disponibles comercialmente A y B, así como para una almohadilla integral de bajo cizallamiento (Almohadilla Nueva A), una almohadilla integral de bajo cizallamiento en combinación con una almohadilla que tiene lubricantes sólidos (Almohadilla Nueva B) , y una almohadilla que tiene lubricantes sólidos y no es una almohadilla integral de bajo cizallamiento (Almohadilla Nueva C) . Los datos se presentan para ambos el lodo comercialmente disponible A (Fujimi) y el lodo comercialmente disponible B (Cabot). La constante reticular es una propiedad fundamental que proporciona la distancia promedio entre átomos en arreglos cristalinos. Si un material es fundamentalmente alterado en el nivel atómico o molecular, se pueden detectar cambios en la constante reticular. Es claro a partir de los datos de constante reticular que el cobre en la oblea procesada con las almohadillas personalizadas objeto es comparable con el cobre en la oblea sin procesar indicando que no han ocurrido cambios substanciales en el cobre en las obleas procesadas con la almohadilla de superficie con ingeniería personalizada objeto. En contraste, las obleas procesadas con las almohadillas disponibles comercialmente A y B no se comparan favorablemente con la oblea control indicando que han ocurrido cambios de material en las obleas procesadas utilizando las almohadillas disponibles comercialmente. En la Figura 34, el ancho total en la mitad de la altura máxima (FWHM) de 222 picos es comparado para la oblea sin procesar (Materia prima) , las obleas procesadas utilizando las almohadillas disponibles comercialmente A y B así como para la Almohadilla Nueva A, Almohadilla Nueva B y Almohadilla Nueva C. En la Figura 34, los lodos disponibles comercialmente A y B. Es conocido que si el proceso de pulido induce una tensión no uniforme sobre el cobre, el pico ya sea angosto o ancho y así el FWHM es una indicación de si o no el cobre ha experimentado una tensión no uniforme durante el proceso de pulido. Se puede observar en la Figura 34 que ambas la almohadilla personalizada de bajo cizallmaiento en combinación con lubricantes sólidos (Almohadilla Nueva B) , y la almohadilla que tiene lubricantes sólidos y no es una almohadilla integral de bajo cizallamiento (Almohadilla Nueva C) se comparan muy favorablemente sin importar el tipo de lodo con respecto a mitigar la tensión no uniforme en el cobre. En la Figura 36, los datos de la curva de Stribeck, y la gráfica Prestoniana son comparados para dos almohadillas objeto utilizadas para una CMP de cobre que tienen lubricantes sólidos y no son almohadillas integrales de bajo cizallamiento. La diferencia entre las dos almohadillas objeto es la cantidad de nitruro de boro. Para la primera almohadilla, se ha incluido en la almohadilla 5% en peso de nitruro de boro, en la segunda almohadilla se ha incluido en la almohadilla 8% de nitruro de boro. En la curva de Stribeck, es claro que ambas almohadillas se encuentran operando en el régimen de lubricación de capa límite y parecen ser equivalentes en esa representación. Sin embargo, en la gráfica prestoniana, el RR para la almohadilla que tiene 8% de lubricante sólido es significativamente mayor para la almohadilla que tiene 5% de lubricante sólido. Esto demuestra claramente cómo la adición de un lubricante sólido en la subsuperficie de la almohadilla puede incrementar el índice de eliminación mientras tanto mantener un bajo coeficiente de fricción. Tomado junto con los datos XRD los cuales apoyan que no ha ocurrido un daño significativo a las estructuras de cobre en la oblea, esto manifiesta las características deseables de las almohadillas objeto aquí descritas. Estas características incluyen un funcionamiento de almohadilla con bajo cizallamiento y altos índices de eliminación permitiendo un procesamiento eficiente de la CMP de Cu, sin el indeseable daño inducido por tensión a las estructuras de cobre en la oblea . En la Figura 37, se presenta un análisis cuantitativo del asentamiento de almohadilla el cual compara la almohadilla comercial A en relación a la almohadilla nueva C. El índice de eliminación normalizado es monitoreado en función del tiempo.

Se toma la almohadilla comercial A por aproximadamente 30 minutos hasta alcanzar el estado estable. En comparación, la almohadilla nueva C alcanza el estado estable en un tiempo significativamente menor, aproximadamente de 10-15 minutos. Este resultado es atribuido directamente a la microestructura de almohadilla. Se cree que los segmentos duros uniformes y numerosos permiten la formación de microdepósitos de tamaño consistente. Estos microdepositos son creados en un tiempo de duración relativamente corto y tienen la capacidad de proporcionar un suministro continuo de lodo una vez que se han formado . Los análisis de estabilidad de proceso temporal son realizados sobre una almohadilla comercial A y una almohadilla nueva C para tres caudales de flujo de lodo: 40 cc/minuto, 60 cc/minuto y 80 cc/minuto (lodo Cabot). Los parámetros estudiados son el índice de eliminación (Figura 38 (A) ) y COF (Figura 38 (B) ) en una oblea simple que se opera por 150 segundos. El índice de eliminación de la almohadilla comercial A exhibe una variación significativa con el tiempo. Específicamente, la variación es sobre un factor de 2.5 en el caudal de flujo de lodo más bajo (40cc/minuto) . La almohadilla nueva C exhibe una variación significativamente más pequeña en el índice de eliminación. Aunque la variación es aproximadamente un factor de dos para un flujo de lodo de 40cc/minuto, para los caudales de flujo de lodo más altos es mínima la variación en el índice de eliminación. Las mediciones del COF indican que la almohadilla comercial A exhibe una variación más alta en COF (0.5-0.8) en oposición a los valores COF obtenidos de la almohadilla nueva C (0.5-0.65). Las características de fricción consistente y los índices de eliminación uniformes para la almohadilla nueva C son características de una almohadilla que tiene una subsuperficie con ingeniería de lubricantes sólidos. En la Figura 39, las curvas Stribeck son mostradas para las dos almohadillas disponibles comercialmente A y B, y una almohadilla nueva C. Para la almohadilla nueva C se observa un comportamiento de lubricación uniforme, indicando la operación en el régimen de lubricación de capa limite deseado. En comparación, las curvas de Stribeck para las dos almohadillas disponibles comercialmente A y B no muestran un tendencia lineal esperada para el funcionamiento en el régimen de lubricación de capa limite deseado. La mayor diferencia entra la almohadilla personalizada objeto para generar los datos mostrados en la Figura 38 y las almohadillas disponibles comercialmente es la diferencia en la uniformidad de los tamaños de poro, y la adición de un lubricante sólido en la región de subsuperficie de las almohadillas. La combinación de las propiedades de almohadilla, y el lubricante sólido proporciona un COF más uniforme y más pequeño, lo cual proporciona un resultado deseable, de acuerdo a lo mostrado en las curvas de Stribeck. En las Figuras 40A-40B, los resultados de pulido de cobre sobre 854 obleas de cobre con patrón de mascara son presentados para la almohadilla comercial A y la almohadilla nueva C con el uso de lodo comercial (lodo JSR) . La uniformidad dentro de la matriz es estudiada a través de la caracterización cuantitativa de la concavidad y erosión. Para comprender los efectos globales se realizan mediciones para una matriz central, una matriz anular y una matriz de borde. En la Figura 39 (A), resultados de concavidad de cobre son presentados para un a línea de estructura de 100 µm de la mascarilla. Se realizan dos conjuntos de mediciones: oblea en 20% de sobre pulido y otra oblea en 60% de sobre pulido. Los números de concavidad para la oblea de 20% de sobre pulido obtenida utilizando la almohadilla comercial C son en exceso de 400 Á para la totalidad de las tres matrices. En contraste los resultados obtenidos con el uso de la almohadilla nueva A muestran números de concavidad significativamente menores (< 100 Á) en todas las matrices para la oblea de 20% de sobre pulido indicando una uniformidad de matriz interior superior. El funcionamiento de concavidad superior para las a]_mohadillas nuevas es atribuido directamente a la microestructura de almohadilla. Adicionalmente, la comparación de los números de concavidad para las tres matrices de la oblea de 20% de sobre pulido utilizando la almohadilla nueva C, se observa que la variación de matriz a matriz es más bien insignificante (-10 Á) . El funcionamiento de borde-central mejorado es una consecuencia de la graduación funcional simétrica radial de la almohadilla en la cual el anillo exterior de la almohadilla es más suave que en la porción interior. Resultados comparativos similares son obtenidos para los números de concavidad sobre las obleas con 60% de sobre pulido. En la Figura 40 (B) se presentan los resultados de erosión para una característica de 9/1 µm dentro de la mascarilla. Para la almohadilla comercial A los números de erosión (oblea de 20% de sobre pulido) obtenidos son significativamente más altos (300-500 Á) comparados con los números de erosión para la almohadilla nueva C (< 150 Á) . Los números de erosión muestran tendencias comparativas similares para la oblea de 60% de sobre pulido también. En la tabla 13, las tendencias comparativas para los diferentes parámetros de planarización críticos incluyen concavidad, erosión, y eficiencia de planarización indican que la almohadilla nueva C funciona en forma superior a la almohadilla comercial A. En adición al estudio del pulido volumétrico, los parámetros de pulido de capa barrera son obtenidos para la almohadilla nueva C son comparados con la almohadilla comercial C. La almohadilla comercial C es el estándar industrial para el pulido de capa barrera de tántalo. Los resultados indican que la almohadilla nueva C funciona muy superior a la almohadilla comercial C para todos los parámetros de planarización críticos. Estos resultados indican que la almohadilla nueva puede ser utilizada para ambos un pulido volumétrico así como para un pulido de capa barrera y de ahí que se alcanza la funcionalidad de almohadilla única. Tabla 13: Análisis de datos (1) almohadilla nueva C y almohadilla comercial A para un pulido de cobre volumétrico (plataforma Pl) . (2) almohadilla Nueva C y almohadilla comercial C (Politex) para un pulido de capa barrera (plataforma P3) .

Además, una medición cuantitativa de la tensión acumulada (saCc) dentro de la película puede ser obtenida con el uso de la siguiente ecuación: sacc=E/ (l -?) e (4) en donde E = módulo de elasticidad ? = coeficiente de Poisson e= tensión de reticulación En la ecuación 4, la tensión de reticulación es calculada como un cambio de unidad en la constante de reticulación con base en el valor de referencia. En los cálculos actuales, la constante de reticulación de película sin pulir funciona como la referencia. Con el uso de la ecuación 4 para calcular la tensión acumulada ( sacc) . le módulo de elasticidad (E=120 MPa) y un coeficiente de Poisson (?=0.34) para el cobre, se obtiene un intervalo desde aproximadamente 25 MPa hasta aproximadamente 50MPa. Para las películas pulidasutilizando almohadillas nuevas, la tensión acumulada es significativamente menor con el valor más bajo alcanzado para una película pulida con el uso de una almohadilla de superficie con ingeniería de bajo cizallamiento (saCc<~2MPa) . Adicionalmente, la magnitud de la tensión acumulada de acuerdo alo medido para las almohadillas comerciales Vacc > 25 MPa) es alta y puede afectar la integridad mecánica así como las propiedades eléctricas de las películas de cobre. Las propiedades DMS de las almohadillas utilizadas para la CMP de cobre son mostradas en la Tabla 14. Las almohadillas personalizadas de Neopad tienen ambos grandes módulos de almacenamiento y de pérdida a 20°C y 40°C, un cambio mucho menor en el módulo de almacenamiento entre 40°C y 20°C, una temperatura de transición vitrea inferior y una mayor capacidad de humectación, de acuerdo a lo determinado por el ángulo de contacto. Tabla 14: propiedades CMP DMA de cobre Ejemplo 4: Una almohadilla de superficie con ingeniería que tiene lubricantes sólidos y no es una almohadilla integral de bajo cizallamiento, una almohadilla integral de dos capas, y de superficie con ingeniería que tiene lubricantes sólidos en combinación con una almohadilla integral de dos capas utilizadas para un pulido STI es comparada con una almohadilla de una capa disponible comercialmente. Ambas almohadillas integrales de dos capas tiene una interface que actúa como un disipador de tensión. Dos lodos disponible comercialmente, lodo A (Figuras 41A-41C) y lodo B (Figuras 42A-41C) , fueron utilizados en las comparaciones. Estos resultados son comparados para los pasos de pulido STI mostrados en las Figuras 40A y 40B, y Figuras 41A y 41B, las cuales muestran la comparación para la constante de Preston, como un indicador de los RRs vs . del COF. La comparación es realizada para ambos el óxido (41A y 42A) y nitruro (41B y 42B) , y la selectividad es comparada para las dos almohadillas (Figuras 41C y 42C) . En la Figura 40A, con el uso del lodo A, se muestra que el COF para las tres almohadillas personalizadas es cerca de la mitad de la almohadilla convencional mientras que el índice de eliminación es mantenido en aproximadamente el mismo nivel para el pulido de óxido. Similarmente en la Figura 42b, la cual muestra los resultados para el procesamiento de nitruro, el COF de las almohadillas es aproximadamente 33% menor que el de la almohadilla de capa única mientras que el índice de eliminación es aproximadamente el mismo para cada almohadilla. La Figura 41C demostró que la selectividad de la almohadilla personalizada es comparable a la almohadilla convencional. Similarmente, en las Figuras 42A y 42B, que usa el lodo B, se muestra que el COF para el pulido de ambos el óxido y el nitruro con el uso de las almohadillas personalizadas es aproximadamente 20% menos que la de la almohadilla convencional mientras que el RR es comparable. La Figura 42c demuestra que la selectividad de las almohadillas personalizadas es comparable con la almohadilla convencional. Estos resultados demuestran que los ejemplos de las almohadillas integrales objeto que fueron fabricadas y probadas tienen por lo menos una interface que actúa como un disipador de tensión redujo el COF, en tanto mantiene los RRs deseados . En la discusión anterior se describieron características que pueden ser combinadas dentro de los siguientes ejemplos de varios dispositivos y métodos, los ejemplos por supuesto son un suplemento de la descripción y no limita el alcance de la invención : 1. Un artículo comprende una almohadilla de pulido unitaria para pulir un substrato, la almohadilla comprende un polímero que tiene una propiedad que difiere en las primera y segunda regiones dentro de la almohadilla, la almohadilla proporciona planaridad incrementada o se produce para el substrato cuando se compara con una almohadilla unitaria comparativa bajo condiciones de operación idénticas que es uniforme en las regiones que corresponden a diferentes regiones para la almohadilla de pulido unitaria pero por otra parte es idéntica a la almohadilla de pulido unitaria. 2. Un artículo de conformidad con el párrafo 1 en donde la propiedad es porosidad. 3. Un artículo de conformidad con el párrafo 2 en donde el polímero tiene una segunda propiedad que difiere en las tercera y cuarta regiones y la segunda propiedad es dureza. 4. Un artículo de conformidad con el párrafo 3 en donde las primera y tercera regiones son la misma región, y la segunda y cuartas regiones son la misma región . 5. Un artículo de conformidad con el párrafo 1 en donde la propiedad es dureza. 6. Un artículo de conformidad con el párrafo 5 en donde la almohadilla tiene un perfil circular y un eje de rotación, en donde la primera región tiene un perfil circular sobre el eje de rotación, en donde la segunda región tiene un perfil de anillo y colinda con la primera región, y en donde la primera región tiene una dureza mayor que una dureza de la segunda región . 7. Un artículo de conformidad con el párrafo 6 en donde una diferencia en la dureza de la primera región y de la segunda región es por lo menos aproximadamente 5 shore D . 8. Un artículo de conformidad con el párrafo 7 en donde la diferencia es por lo menos aproximadamente 10 shore D. 9. Un artículo de conformidad con el párrafo 6 en donde el perfil circular de la almohadilla tiene una medida de área, y la primera región ocupa por lo menos aproximadamente 75% de la medida de área del perfil circular de la almohadilla.

. Un artículo de conformidad con el párrafo 9 en donde la segunda región y una interface entre las primera y segunda regiones ocupan la medida del área restante del perfil circular de la almohadilla. 11. Un artículo de conformidad con el párrafo 5 en donde el polímero tiene una segunda propiedad que difiere en las tercera y cuarta regiones, y la segunda propiedad es continuidad del polímero. 12. Un artículo de conformidad con el párrafo 11 en donde la tercera región incluye una interface dentro de la almohadilla de pulido unitaria y la cuarta región está localizada lejos de la interface . 13. Un artículo de conformidad con el párrafo 12 contiene un lubricante sólido en una superficie de pulido de la almohadilla . 14. Un artículo de conformidad con el párrafo 13 en donde el lubricante sólido tiene un coeficiente de fricción entre aproximadamente 0.0001 y aproximadamente 0.5. 15. Un artículo de conformidad con el párrafo 13 en donde la almohadilla contiene más de aproximadamente 5% en peso del lubricante sólido. 16. Un artículo de conformidad con el párrafo 1 en donde las primera y segunda regiones están localizadas dentro de la almohadilla de pulido unitaria. 17. Un artículo de conformidad con el párrafo 16 en donde las primera y segunda regiones se localizan adicionalmente en una superficie de pulido de la almohadilla de pulido unitaria. 18. Un artículo de conformidad con el párrafo 17 en donde la propiedad es porosidad. 19. Un artículo de conformidad con el párrafo 18 en donde el polímero tiene una segunda propiedad que difiere en las tercera y cuarta regiones y la segunda propiedad es dureza. 20. Un artículo de conformidad con el párrafo 17 en donde la propiedad es dureza. 21. Un artículo de conformidad con el párrafo 1 en donde las primera y segunda regiones están localizadas en una superficie de pulido de la almohadilla de pulido unitaria. 22. Un artículo de conformidad con el párrafo 21 en donde la propieadad es dureza. 23. Un artículo de conformidad con el párrafo 22 en donde la primera región unitaria de la almohadilla de pulido se encuentra próxima de un eje de rotación de la almohadilla de pulido unitaria y la segunda región se encuentra próxima de un filo externo de la almohadilla, y en donde la dureza de la segunda región es menor que la dureza de la primera región. 24. Un artículo de conformidad con el párrafo 1 en donde la propiedad es compresibilidad. 25. Un artículo de conformidad con el párrafo 1 en donde la propiedad es el coeficiente de restitución. 26. Un artículo comprende una almohadilla de pulido que tiene una primera propiedad no uniforme a lo largo de un radio normal a un eje de rotación de la almohadilla, en donde la almohadilla de pulido proporciona una planarización mejorada para una oblea semiconductora debido a una diferencia en los valores de la primera propiedad no uniforme a lo largo del radio . 27. Un artículo de conformidad con el párrafo 26 en donde la diferencia en los valores es determinada por una densidad del dispositivo en el substrato. 28. Un artículo de conformidad con el párrafo 27 en donde la diferencia en los valores es determinada adicionalmente por un tamaño de nodos de tecnología sobre el substrato. 29. Un artículo de conformidad con el párrafo 26 en donde la diferencia en los valores es determinada por un tamaño de nodos de tecnología sobre el substrato. 30. Un artículo de conformidad con el párrafo 26 en donde la propiedad es dureza. 31. Un artículo de conformidad con el párrafo 30 en donde una segunda propiedad de la porosidad difiere a lo largo de un segundo radio que es diferente de o el mismo como el primer radio. 32. Un artículo de conformidad con el párrafo 26 en donde la propiedad es porosidad. 33. Un artículo de conformidad con cualquiera de los párrafos anteriores contiene un lubricante sólido en una superficie de pulido de la almohadilla. 34. Un artículo de conformidad con cualquiera de los párrafos anteriores en donde la propiedad es la no transparencia . 35. Un artículo de conformidad con el párrafo 34 en donde la almohadilla adicionalmente tiene un área que es menos opaca que un área colindante. 36. Un artículo de conformidad con cualquiera de los párrafos anteriores en donde la propiedad es la densidad del poro. 37. Un artículo de conformidad con cualquiera de los párrafos anteriores en donde la propiedad es el tamaño del poro. 38. Un artículo de conformidad con cualquiera de los párrafos anteriores en donde la propiedad se selecciona basada en el material a ser pulido. 39. Un artículo de conformidad con el párrafo 38 en donde el material comprende cobre. 40. Un artículo de conformidad con cualquiera de los párrafos anteriores en donde la propiedad se selecciona basada en un lodo utilizado junto con el artículo. 41. Un artículo de conformidad con cualquiera de los párrafos anteriores en donde la propiedad se selecciona basada en el equipo de pulido utilizado junto con el artículo. 42. Un artículo de conformidad con cualquiera de los párrafos anteriores en donde el substrato es una oblea semiconductora y la almohadilla comprende una almohadilla de planarización mecánica química. 43. Un método de planarizar una capa de una oblea semiconductora tiene características impartidas de un patrón que provocan áreas altas y áreas bajas en la capa, el método comprende poner en contacto la capa con una almohadilla de pulido que tiene una porosidad, dureza, compresibilidad, y/o coeficiente de restitución que varía a lo largo de uno o más radios de un eje de rotación de la almohadilla, y planarizar la capa de la oblea semiconductora eliminando la capa en las áreas altas a una velocidad que es más rápida que una velocidad en la cual la almohadilla de pulido elimina la capa en las áreas más bajas. 44. Un método de planarizar una capa de una oblea semiconductora que tiene características de patrón que provocan áreas altas y áreas bajas en la capa, el método comprende poner en contacto la capa con un artículo de conformidad con cualquiera de los párrafos 1-37 y planarizar la capa. 45. Una almohadilla de pulido polimérica formada de un polímero sintético y tiene una interface integral entre una primera capa polimérica y una segunda capa polimérica de la almohadilla . 46. Una almohadilla de conformidad con el párrafo 45 en donde la primera capa polimérica y la segunda capa polimérica son el mismo polímero. 47. Una almohadilla de conformidad con el párrafo 46 en donde la primera capa polimérica tiene una primera porosidad, la segunda capa polimérica tiene una segunda porosidad, y la primera porosidad y la segunda porosidad no son idénticas. 48. Una almohadilla de conformidad con el párrafo 46 en donde la primera capa polimérica tiene una primera porosidad, la segunda capa polimérica tiene una segunda porosidad, y la primera porosidad y la segunda porosidad son idénticas. 49. Una almohadilla de conformidad con los párrafos 45-48 en donde la primera capa polimérica y la segunda capa polimérica se forman de los mismos reactantes pero son reaccionados bajo diferentes condiciones para proporcionar diferentes polímeros en las primera y segunda capas poliméricas. 50. Una almohadilla de conformidad con cualquiera de los párrafos 45-49 en donde la almohadilla adicionalmente comprende un lubricante sólido. 51. Una almohadilla de conformidad con cualquiera de los párrafos 45-50 en donde la almohadilla es una almohadilla unitaria. 52. Una almohadilla de conformidad con cualquiera de los párrafos 45-51 en donde la interface es eficaz para reducir un coeficiente de fricción de la almohadilla comparada con una almohadilla comparativa de otra manera idéntica a la almohadilla de pulido polimérica pero que carece de la interface. 53. Una almohadilla de planarización mecánica química polimérica comprende un poliuretano termocurable y tiene una tan delta menor que aproximadamente 1.0. 54. Una almohadilla de conformidad con el párrafo 53 en donde la tan delta es menor que aproximadamente 0.5. 55. Una almohadilla de conformidad con el párrafo 53 o el párrafo 54 en donde la almohadilla tiene un valor de E' mayor de aproximadamente 400 Mpa. 56. Una almohadilla de conformidad con cualquiera de los párrafos 53-55 en donde la almohadilla tiene un valor de E' ' mayor que aproximadamente 250 Mpa. 57. Una almohadilla de acuerdo con los párrafos 53-56 en donde el poliuretano tiene un valor de Tg menor que aproximadamente -30°C. 58. Una almohadilla de conformidad con cualquiera de los párrafos 53-57 en donde el poliuretano adicionalmente tiene enlaces de urea. 59. Una almohadilla de conformidad con cualquiera de los párrafos 53-58 en donde la almohadilla tiene una ?E (20°C-40°C) de menos que aproximadamente 20%. 60. Una almohadilla de conformidad con cualquiera de los párrafos 53-59 en donde la almohadilla tiene una compresibilidad de menos de aproximadamente 1%. 61. Una almohadilla de conformidad con cualquiera de los párrafos 53-60 en donde la almohadilla tiene una tensión superficial de menos que aproximadamente 25 mN/m. 62. Una almohadilla de conformidad con cualquiera de los párrafos 53-61 en donde la almohadilla tiene un valor de KEL menor que aproximadamente 100. 63. Una almohadilla de planarización mecánica química polimérica comprende un poliuretano termocurable y tiene un valor de E' mayor que aproximadamente 400 Mpa. 64. Una almohadilla de planarización mecánica química polimérica comprende un poliuretano termocurable y tiene un valor de E'' mayor que aproximadamente 250 Mpa. 65. Una almohadilla de planarización mecánica química polimérica comprende un poliuretano termocurable y tiene un valor de Tg menor que aproximadamente -30 °C. 66. Una almohadilla de planarización mecánica química polimérica comprende un poliuretano termocurable y tiene una compresibilidad de menos de aproximadamente 1%. 67. Una almohadilla de planarización mecánica química polimérica comprende un poliuretano termocurable y tiene una tensión superficial de menos de aproximadamente 25 mN/m. 68. Una almohadilla de planarización mecánica química polimérica comprende un poliuretano termocurable y tiene un valor de KEL menor que aproximadamente 100. 69. Una almohadilla de conformidad con cualquiera de los párrafos 53-68 en donde la almohadilla contiene una interface. 70. Una almohadilla de conformidad con el párrafo 69 en donde la interface es una interface integral. 71. Una almohadilla de conformidad con cualquiera de los párrafos 53-70 en donde la almohadilla contiene un lubricante sólido en una superficie de pulido de la almohadilla. 72. Una almohadilla de conformidad con cualquiera de los párrafos 53-71 en donde la almohadilla tiene un área en una superficie de pulido de la almohadilla que tiene una propiedad que difiere en valor de un valor de la misma propiedad en una área diferente de la superficie de pulido. 73. Una almohadilla de conformidad con cualquiera de los párrafos 53-72 en donde la almohadilla contiene un área que es más transmisiva a la luz que un área adyacente. 74. Un artículo que comprende una almohadilla de pulido mecánica química unitaria formada de un polímero termocurable, en donde la almohadilla contiene dominios poliméricos duros y dominios poliméricos suaves en una superficie de pulido de la almohadilla, en donde el polímero contiene segmentos duros y segmentos suaves, los segmentos duros forman los dominios poliméricos duros y los segmentos suaves forman los dominios poliméricos suaves sobre el curado, y en donde el polímero comprende poli (uretanourea) . 75. Un artículo de conformidad con el párrafo 74 en donde los dominios duros tienen un tamaño de menos de aproximadamente 20 nm. 76. Un artículo de conformidad con el párrafo 74 o el párrafo 75 en donde los dominios suaves tienen un tamaño de menos de aproximadamente 100 nm. 77. Un artículo de conformidad con cualquiera de los párrafos 74-76 en donde los dominios suaves tienen un tamaño mayor que 10 nm. 78. Un artículo de conformidad con cualquiera de los párrafos 74-77 en donde los dominios suaves son más grandes que los dominios duros . 79. Un artículo de conformidad con cualquiera de los párrafos 74-78 en donde los dominios duros tienen un total de entre uno y aproximadamente veinte grupos de uretano y urea. 80. Un artículo de conformidad con el párrafo 79 en donde los dominios duros tienen un total de entre dos y aproximadamente seis grupos de uretano y urea. 81. Un artículo de conformidad con cualquiera de los párrafos 74-80 en donde la almohadilla es una almohadilla de pulido mecánica química unitaria formada al colocar un polímero fundido o una mezcla de reactantes que forman un polímero o ambos en un molde que tiene dimensiones apropiadas para formar la almohadilla de pulido mecánica química unitaria. 82. Un artículo de conformidad con cualquiera de los párrafos 74-81 en donde la almohadilla tiene las primera y segunda regiones poliméricas sobre la superficie de pulido de la almohadilla, las primera y segunda regiones incluyen tanto los dominios duros y suaves, y en donde la primera región tiene una propiedad que tiene un valor diferente de un valor para la propiedad en la segunda región. 83. Un artículo de conformidad con el párrafo 82 en donde la propiedad es una seleccionada de dureza, porosidad, tamaño del poro, compresibilidad, coeficiente de restitución, y continuidad. 84. Un artículo de conformidad con cualquiera de los párrafos 74-83 en donde la almohadilla contiene una interface integral . 85. Un artículo de conformidad con cualquiera de los párrafos 74-84 en donde la almohadilla contiene un lubricante sólido . 86. Un artículo de conformidad con cualquiera de los párrafos 74-85 en donde la almohadilla contiene un abrasivo. 87. Un método de fabricación de una almohadilla de pulido mecánica química comprende formar un polímero fundido o una mezcla de reactantes que forman un polímero, al colocar el fundido o la mezcla en el molde, y al curar el fundido o mezcla para formar la almohadilla de pulido mecánico químico que tiene dominios poliméricos duros y dominios poliméricos suaves . 88. Una almohadilla de pulido formada de un polímero poroso de celda cerrada y tiene una superficie de pulido de la almohadilla en la cual la mayoría de los poros son alargados en una dirección paralela a la superficie de pulido de la almohadilla . 89. Una almohadilla de pulido de conformidad con el párrafo 88 en donde las celdas del polímero poroso de la celda cerrada son alargadas en una dirección paralela a la superficie de pulido de la almohadilla. 90. Una almohadilla de pulido de conformidad con el párrafo 88 o el párrafo 89 en donde las celdas del polímero poroso de la celda cerrada se forman de microbalones. 91. Una almohadilla de pulido de conformidad con cualquiera de los párrafos 88-90 en donde los poros alargados tienen una proporción de longitud con respecto al ancho mayor de aproximadamente 2. 92. Un método de fabricación de una almohadilla de pulido que tiene un polímero poroso de celda cerrada comprende incorporar microbalones en un polímero fundido o mezcla de reactantes que forman un polímero, y la compresión que moldea el fundido o la mezcla con el uso de una presión suficiente para comprimir los microbalones. 93. Un artículo que comprende una almohadilla de pulido mecánica química formada de un polímero termocurable, en donde la almohadilla contiene dominios poliméricos duros y dominios poliméricos suaves en una superficie de pulido de la almohadilla, en donde el polímero contiene segmentos duros y segmentos suaves, los segmentos duros forman los dominios poliméricos duros y los segmentos suaves forman los dominios poliméricos suaves durante el curado, y en donde el polímero comprende poli (uretanourea) que contienen unidades alcoxi de repetición. 94. Un artículo de conformidad con el párrafo 93 en donde los dominios duros tienen un ancho menor que aproximadamente 100 nm en cualquier dirección. 95. Un artículo de conformidad con el párrafo 94 en donde los dominios duros tienen un ancho de menos de aproximadamente nm. 96. Un artículo de conformidad con cualquiera de los párrafos 93-95 en donde los dominios suaves son más grandes que aproximadamente 100 nm. 97. Un artículo de conformidad con cualquiera de los párrafos 93-96 en donde los dominios duros tienen un total de entre uno y aproximadamente veinte grupos de uretano y urea. 98. Un artículo de conformidad con el párrafo 97 en donde los dominios duros tienen un total de entre dos y aproximadamente seis grupos de uretano y urea. 99. Un artículo de conformidad con cualquiera de los párrafos 93-98 en donde la almohadilla es una almohadilla de pulido mecánica química unitaria formada al colocar un polímero fundido o una mezcla de reactantes que forman un polímero o ambos en un molde que tiene dimensiones apropiadas para formar la almohadilla de pulido mecánica química unitaria. 100. Un artículo de conformidad con cualquiera de los párrafos 93-99 en donde la almohadilla tiene las primera y segunda regiones poliméricas sobre la superficie de pulido de la almohadilla, las primera y segunda regiones incluyen tanto los dominios suaves y duros, y en donde la primera región tiene una propiedad que tiene un valor diferente de un valor para la propiedad en la segunda región. 101. Un artículo de conformidad con el párrafo 100 en donde la propiedad es una seleccionada de dureza, porosidad, tamaño del poro, compresibilidad, coeficiente de restitución, y continuidad. 102. Un artículo de conformidad con cualquiera de los párrafos 93-101 en donde la almohadilla contiene una interface integral. 103. Un artículo de conformidad con cualquiera de los párrafos 93-102 en donde la almohadilla contiene un lubricante sólido. 104. Un artículo de conformidad con cualquiera de los párrafos 93-103 en donde la almohadilla contiene un abrasivo. 105. Un artículo de conformidad con el párrafo 1 en donde la primera región de la almohadilla de pulido unitaria se encuentra próxima de un eje de rotación de la almohadilla de pulido unitario y la segunda región se encuentra próxima de un filo externo de la almohadilla. 106. Un artículo de conformidad con el párrafo 105 contiene un lubricante sólido en la superficie de pulido. 107. Un artículo de conformidad con el párrafo 106 en donde el lubricante sólido es Nitruro de Boro. 108. Un artículo de conformidad con el párrafo 105 contiene una región transparente local en la almohadilla de pulido que se configura para la detección del punto final . 109. Un artículo de conformidad con el párrafo 105 tiene ranuras in situ sobre la superficie de pulido. 110. Un artículo de conformidad con el párrafo 109 en donde las ranuras tienen una profundidad en el rango de lOµm -100 µm. 111. Un artículo de conformidad con el párrafo 109 en donde las ranuras tienen una profundidad en el rango de 25 µm - 40 µm. 112. Un artículo de conformidad con el párrafo 109 en donde las ranuras tienen un ancho en el rango de lOµm - 100 µm. 113. Un artículo de conformidad con el párrafo 109 en donde las ranuras tienen un ancho en el rango de 25µm - 40 µm. 114. Un artículo de conformidad con el párrafo 109 en donde las ranuras próximas al eje de rotación son ranuras circulares concéntricas y ranuras lineales traslapadas que se extienden radialmente en donde las ranuras que son lineales próximas al eje de rotación, lejos del eje de rotación y próxima al filo externo de la almohadilla de pulido, son curvas, en donde las ranuras curvas intersecan las ranuras circulares concéntricas. 115. Un artículo de conformidad con el párrafo 114 contienen ranuras curvas adicionales lejos del eje de rotación próximas a la periferia de la superficie de pulido. 116. Un artículo de conformidad con los párrafos 114 o 115 en donde las ranuras son configuradas para tener una densidad de ranura constante a través de la superficie de pulido. 117. Un artículo según los párrafos 114 o 115 en donde los ranuras son configuradas para mantener una densidad de lodo constante a través de la superficie de pul ido . 118. Un artículo de conformidad con el párrafo 105 en donde la almohadilla contiene microporos en toda la almohadilla de pulido. 119. Un artículo de conformidad con el párrafo 118 en donde la densidad de los microporos es diferente en la primera región que la segunda región. 120. Un artículo de conformidad con el párrafo 105 en donde la dureza de la segunda región es menor que la dureza de la primera región. 121. Un artículo de conformidad con el párrafo 105 en donde la almohadilla contiene una interface integral normal a la superficie de pulido en donde la interface está entre dos capas poliméricas. 122. Un artículo de conformidad con el párrafo 121 en donde la primera capa polimérica y la segunda capa polimérica son el mismo polímero. 123. Un artículo de conformidad con el párrafo 121 en donde la primera capa polimérica y la segunda capa polimérica son diferentes polímeros. 124. El artículo de conformidad con el párrafo 105 en donde el polímero se forma de los materiales termocurables. Cualquiera de las combinaciones anteriores pueden por supuesto tener cualquiera de las propiedades físicas, químicas, y/o DMA discutidas anteriormente. Aun cuando se han descrito variaciones ejemplares de las almohadillas de pulido personalizadas, pueden realizarse varias modificaciones de las almohadillas objeto sin separarse del alcance y espíritu de lo que se describe aquí. La descripción de varias almohadillas de pulido personalizadas aquí no se deberá interpretar de maneta que está limitada por los ejemplos y Figuras específicos descritos anteriormente.

Más aun, una persona experimentada en la técnica se daría cuenta que una variedad de almohadillas de pulido personalizadas equivalente puede ser tomados como ejemplos y Figuras de la misma. Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por el solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (124)

1. REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones . 1. Un artículo caracetrzado comprende una almohadilla de pulido unitaria para pulir un substrato, la almohadilla comprende un polímero que tiene una propiedad que difiere en las primera y segunda regiones dentro de la almohadilla, la almohadilla proporciona planaridad incrementada o se produce para el substrato cuando se compara con una almohadilla unitaria comparativa bajo condiciones de operación idénticas que es uniforme en las regiones que corresponden a diferentes regiones para la almohadilla de pulido unitaria pero por otra parte es idéntica a la almohadilla de pulido unitaria.
2. 2. Un artículo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la propiedad es porosidad.
3. 3. Un artículo de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque el polímero tiene una segunda propiedad que difiere en las tercera y cuarta regiones y la segunda propiedad es dureza.
4. 4. Un artículo de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque las primera y tercera regiones son la misma región, y la segunda y cuartas regiones son la misma región.
5. 5. Un artículo de conformidad con la reivindicación 1 caracterizado porque la propiedad es dureza.
6. 6. Un artículo de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque la almohadilla tiene un perfil circular y un eje de rotación, en donde la primera región tiene un perfil circular sobre el eje de rotación, en donde la segunda región tiene un perfil de anillo y colinda con la primera región, y en donde la primera región tiene una dureza mayor que una dureza de la segunda región.
7. 7. Un artículo de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque una diferencia en la dureza de la primera región y de la segunda región es por lo menos aproximadamente 5 shore D.
8. 8. Un artículo de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque la diferencia es por lo menos aproximadamente 10 shore D.
9. 9. Un artículo de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque el perfil circular de la almohadilla tiene una medida de área, y la primera región ocupa por lo menos aproximadamente 75% de la medida de área del perfil circular de la almohadilla.
10. 10. Un artículo de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque la segunda región y una interface entre las primera y segunda regiones ocupan la medida del área restante del perfil circular de la almohadilla.
11. 11. Un artículo de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque el polímero tiene una segunda propiedad que difiere en las tercera y cuarta regiones, y la segunda propiedad es continuidad del polímero.
12. 12. Un artículo de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque la tercera región incluye una interface dentro de la almohadilla de pulido unitaria y la cuarta región está localizada lejos de la interface.
13. 13. Un artículo de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque contiene un lubricante sólido en una superficie de pulido de la almohadilla.
14. 14. Un artículo de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque el lubricante sólido tiene un coeficiente de fricción entre aproximadamente 0.0001 y aproximadamente 0.5.
15. 15. Un artículo de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque la almohadilla contiene más de aproximadamente 5% en peso del lubricante sólido.
16. 16. Un artículo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque las primera y segunda regiones están localizadas dentro de la almohadilla de pulido unitaria.
17. 17. Un artículo de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque las primera y segunda regiones se localizan adicionalmente en una superficie de pulido de la almohadilla de pulido unitaria.
18. 18. Un artículo de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque la propiedad es porosidad.
19. 19 . Un artículo de conformidad con la reivindicación 18 , caracteri zado porque el polímero tiene una segunda propiedad que difiere en las tercera y cuarta regiones y la segunda propiedad es dureza .
20. 20 . Un artículo de conformidad con la reivindicación 17 , caracteri zado porque la propiedad es dureza .
21. 21 . Un artículo de conformidad con la reivindicación 1 , caracteri zado porque las primera y segunda regiones están locali zadas en una superf icie de pulido de la almohadilla de pulido unitaria .
22. 22 . Un artículo de conformidad con la reivindicación 21 , caracteri zado porque la propiedad es dureza .
23. 23 . Un artículo de conformidad con la reivindicación 22, caracterizado porque la primera región unitaria de la almohadilla de pulido se encuentra próxima de un eje de rotación de la almohadilla de pulido unitaria y la segunda región se encuentra próxima de un filo externo de la almohadilla, y en donde la dureza de la segunda región es menor que la dureza de la primera región.
24. 24 . Un artículo de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque la propiedad es compresibilidad .
25. 25 . Un artículo de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque la propiedad es el coeficiente de restitución.
26. 26. Un artículo que comprende una almohadilla de pulido que tiene una primera propiedad no uni forme a lo largo de un radio normal a un ej e de rotación de la almohadilla , caracterizado porque la almohadilla de pulido proporciona una planarización mejorada para una oblea semiconductora debido a una diferencia en los valores de la primera propiedad no uniforme a lo largo del radio.
27. 27. Un artículo de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado porque la diferencia en los valores es determinada por una densidad del dispositivo en el substrato.
28. 28. Un artículo de conformidad con la reivindicación 27, caracterizado porque la diferencia en los valores es determinada adicionalmente por un tamaño de nodos de tecnología sobre el substrato.
29. 29. Un artículo de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado porque la diferencia en los valores es determinada por un tamaño de nodos de tecnología sobre el substrato.
30. 30. Un artículo de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado porque la propiedad es dureza.
31. 31. Un artículo de conformidad con la reivindicación 30, caracterizado porque una segunda propiedad de la porosidad difiere a lo largo de un segundo radio que es diferente de o el mismo como el primer radio.
32. 32. Un artículo de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado porque la propiedad es porosidad.
33. 33. Un artículo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque contiene un lubricante sólido en una superficie de pulido de la almohadilla.
34. 34. Un artículo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque la propiedad es la no transparencia.
35. 35. Un artículo de conformidad con la reivindicación 34, caracterizado porque la almohadilla adicionalmente tiene un área que es menos opaca que un área colindante.
36. 36. Un artículo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la propiedad es la densidad del poro.
37. 37. Un artículo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la propiedad es el tamaño del poro.
38. 38. Un artículo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la propiedad se selecciona basada en el material a ser pulido.
39. 39. Un artículo de conformidad con la reivindicación 38, caracterizado porque el material comprende cobre.
40. 40. Un artículo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la propiedad se selecciona basada en un lodo utilizado junto con el artículo .
41. 41. Un artículo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la propiedad se selecciona basada en el equipo de pulido utilizado junto con el artículo.
42. 42. Un artículo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el substrato es una oblea semiconductora y la almohadilla comprende una almohadilla de planarización mecánica química.
43. 43. Un método de planarizar una capa de una oblea semiconductora que tiene características impartidas de un patrón que provocan áreas altas y áreas bajas en la capa, el método caracterizado porque comprende poner en contacto la capa con una almohadilla de pulido que tiene una porosidad, dureza, compresibilidad, y/o coeficiente de restitución que varía a lo largo de uno o más radios de un eje de rotación de la almohadilla, y planarizar la capa de la oblea semiconductora eliminando la capa en las áreas altas a una velocidad que es más rápida que una velocidad en la cual la almohadilla de pulido elimina la capa en las áreas más bajas.
44. 44. Un método de planarizar una capa de una oblea semiconductora que tiene características de patrón que provocan áreas altas y áreas bajas en la capa, caracterizado porque comprende poner en contacto la capa con un artículo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-37 y planarizar la capa.
45. 45. Una almohadilla de pulido polimérica formada de un polímero sintético caracterizada porque tiene una interface integral entre una primera capa polimérica y una segunda capa polimérica de la almohadilla .
46. 46. Una almohadilla de conformidad con la reivindicación 45 , caracterizada porque la primera capa polimérica y la segunda capa polimérica son el mismo polímero .
47. 47 . Una almohadilla de conformidad con la reivindicación 46, caracterizada porque la primera capa polimérica tiene una primera porosidad, la segunda capa polimérica tiene una segunda porosidad, y la primera porosidad y la segunda porosidad no son idénticas .
48. 48. Una almohadilla de conformidad con la reivindicación 46, caracterizada porque la primera capa polimérica tiene una primera porosidad, la segunda capa polimérica tiene una segunda porosidad, y la primera porosidad y la segunda porosidad son idénticas .
49. 49 . Una almohadilla de conformidad con las reivindicaciones 45- 48, caracterizada porque la primera capa polimérica y la segunda capa polimérica se forman de los mismos reactivos pero se hacen reaccionar bajo diferentes condiciones para proporcionar diferentes polímeros en las primera y segunda capas poliméricas .
50. 50 . Una almohadilla de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 45-4 9 , caracterizada porque adicionalmente comprende un lubricante sólido .
51. 51 . Una almohadilla de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 45-50 , caracteri zada porque es una almohadilla unitaria .
52. 52. Una almohadilla de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 45-51, caracterizada porque la interface es eficaz para reducir un coeficiente de fricción de la almohadilla comparada con una almohadilla comparativa de otra manera idéntica a la almohadilla de pulido polimérica pero que carece de la interface.
53. 53. Una almohadilla de planarización mecánica química polimérica caracterizada porque comprende un poliuretano termocurable y tiene una tan delta menor que aproximadamente 1.0.
54. 54. Una almohadilla de conformidad con la reivindicación 53, caracterizada porque la tan delta es menor que aproximadamente 0.5.
55. 55. Una almohadilla de conformidad con la reivindicación 53 o la reivindicación 54, caracterizada porque la almohadilla tiene un valor de E' mayor de aproximadamente 400 Mpa.
56. 56. Una almohadilla de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 53-55, caracterizada porque la almohadilla tiene un valor de E' ' mayor que aproximadamente 250 Mpa.
57. 57. Una almohadilla de conformidad con las reivindicaciones 53-56, caracterizada porque el poliuretano tiene un valor de Tg menor que aproximadamente -30°C.
58. 58. Una almohadilla de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 53-57, caracterizada porque el poliuretano adicionalmente tiene enlaces de urea.
59. 59. Una almohadilla de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 53-58, caracterizada porque tiene una ?E' (20°C-40°C) de menos que aproximadamente 20%.
60. 60. Una almohadilla de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 53-59, caracterizada porque tiene una compresibilidad de menos de aproximadamente 1%.
61. 61. Una almohadilla de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 53-60, caracterizada porque tiene una tensión superficial de menos que aproximadamente 25 mN/m.
62. 62. Una almohadilla de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 53-61 caracterizada porque tiene un valor de KEL menor que aproximadamente 100.
63. 63. Una almohadilla de planarización mecánica química polimérica caracterizada porque comprende un poliuretano termocurable y tiene un valor de E' mayor que aproximadamente 400 Mpa.
64. 64. Una almohadilla de planarización mecánica química polimérica caracterizada porque comprende un poliuretano termocurable y tiene un valor de E" mayor que aproximadamente 250 Mpa.
65. 65. Una almohadilla de planarización mecánica química polimérica caracterizada porque comprende un poliuretano termocurable y tiene un valor de Tg menor que aproximadamente -30°C.
66. 66. Una almohadilla de planarización mecánica química polimérica caracterizada porque comprende un poliuretano termocurable y tiene una compresibilidad de menos de aproximadamente 1%.
67. 67. Una almohadilla de planarización mecánica química polimérica caracterizada porque comprende un poliuretano termocurable y tiene una tensión superficial de menos de aproximadamente 25 mN/m.
68. 68. Una almohadilla de planarización mecánica química polimérica caracterizada porque comprende un poliuretano termocurable y tiene un valor de KEL menor que aproximadamente 100.
69. 69. Una almohadilla de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 53-68, caracterizada porque contiene una interface .
70. 70. Una almohadilla de conformidad con la reivindicación 69, caracterizada porque la interface es una interface integral .
71. 71. Una almohadilla de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 53-70, caracterizada porque contiene un lubricante sólido en una superficie de pulido de la almohadilla.
72. 72. Una almohadilla de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 53-71, caracterizada porque tiene un área sobre una superficie de pulido de la almohadilla dicho que tiene una propiedad que difiere en valor de un valor de la misma propiedad en una área diferente de la superficie de pulido.
73. 73. Una almohadilla de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 53-72, caracterizada porque la almohadilla contiene un área que es más transmisiva a la luz que un área adyacente .
74. 74. Un artículo que comprende una almohadilla de pulido mecánica química unitaria formada de un polímero termocurable, caracterizado porque la almohadilla contiene dominios poliméricos duros y dominios poliméricos suaves en una superficie de pulido de la almohadilla, en donde el polímero contiene segmentos duros y segmentos suaves, los segmentos duros forman los dominios poliméricos duros y los segmentos suaves forman los dominios poliméricos suaves sobre el curado, y en donde el polímero comprende poli (uretanourea) .
75. 75. Un artículo de conformidad con la reivindicación 74, caracterizado porque los dominios duros tienen un tamaño de menos de aproximadamente 20 nm.
76. 76. Un artículo de conformidad con la reivindicación 74 o la reivindicación 75 caracterizado porque los dominios suaves tienen un tamaño de menos de aproximadamente 100 nm.
77. 77. Un artículo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 74-76 caracterizado porque los dominios suaves tienen un tamaño mayor que 10 nm.
78. 78. Un artículo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 74-77 caracterizado porque los dominios suaves son más grandes que los dominios duros.
79. 79. Un artículo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 74-78, caracterizado porque los dominios duros tienen un total de entre uno y aproximadamente veinte grupos de uretano y urea.
80. 80. Un artículo de conformidad con la reivindicación 79 caracterizado porque los dominios duros tienen un total de entre dos y aproximadamente seis grupos de uretano y urea.
81. 81. Un artículo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 74-80, caracterizado porque la almohadilla es una almohadilla de pulido mecánica química unitaria formada al colocar un polímero fundido o una mezcla de reactivos que forman un polímero o ambos en un molde que tiene dimensiones apropiadas para formar la almohadilla de pulido mecánica química unitaria.
82. 82. Un artículo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 74-81, caracterizado porque la almohadilla tiene las primera y segunda regiones poliméricas sobre la superficie de pulido de la almohadilla, las primera y segunda regiones incluyen tanto los dominios duros y suaves, y en donde la primera región tiene una propiedad que tiene un valor diferente de un valor para la propiedad en la segunda región.
83. 83. Un artículo de conformidad con la reivindicación 82, caracterizado porque la propiedad es una seleccionada de dureza, porosidad, tamaño del poro, compresibilidad, coeficiente de restitución, y continuidad.
84. 84. Un artículo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 74-83, caracterizado porque la almohadilla contiene una interface integral.
85. 85. Un artículo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 74-84, caracterizado porque la almohadilla contiene un lubricante sólido.
86. 86. Un artículo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 74-85 caracterizado porque la almohadilla contiene un abrasivo.
87. 87. Un método de fabricación de una almohadilla de pulido mecánica química caracterizado porque comprende formar un polímero fundido o una mezcla de reactivos que forman un polímero, al colocar el fundido o la mezcla en el molde, y al curar el fundido o mezcla para formar la almohadilla de pulido mecánico químico que tiene dominios poliméricos duros y dominios poliméricos suaves.
88. 88. Una almohadilla de pulido formada de un polímero poroso de celda cerrada caracterizada porque tiene una superficie de pulido de la almohadilla en la cual la mayoría de los poros son alargados en una dirección paralela a la superficie de pulido de la almohadilla.
89. 89. Una almohadilla de pulido de conformidad con la reivindicación 88, caracterizada porque las celdas del polímero poroso de celda cerrada son alargadas en una dirección paralela a la superficie de pulido de la almohadilla.
90. 90. Una almohadilla de pulido de conformidad con la reivindicación 88 o la reivindicación 89, caracterizada porque las celdas del polímero poroso de celda cerrada se forman de microbalones .
91. 91. Una almohadilla de pulido de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 88-90, caracterizada porque los poros alargados tienen una proporción de longitud con respecto al ancho mayor de aproximadamente 2.
92. 92. Un método de fabricación de una almohadilla de pulido que tiene un polímero poroso de celda cerrada caracterizado porque comprende incorporar microbalones en un polímero fundido o mezcla de reactivos que forman un polímero, y la compresión que moldea el fundido o la mezcla con el uso de una presión suficiente para comprimir los microbalones .
93. 93 . Un artículo que comprende una almohadilla de pulido mecánica química formada de un polímero termocurable , caracteri zado porque la almohadilla contiene dominios poliméricos duros y dominios poliméricos suaves en una superficie de pulido de la almohadilla , en donde el polímero contiene segmentos duros y segmentos suaves , los segmentos duros forman los dominios poliméricos duros y los segmentos suaves forman los dominios poliméricos suaves durante el curado, y en donde el polímero comprende poli (uretanourea ) que contienen unidades alcoxi de repetición .
94. 94 . Un artículo de conformidad con la reivindicación 93 , caracterizado porque los dominios duros tienen un ancho menor que aproximadamente 100 nm en cualquier dirección .
95. 95. Un artículo de conformidad con la reivindicación 94, caracterizado porque los dominios duros tienen un ancho de menos de aproximadamente 20 nm.
96. 96. Un artículo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 93-95, caracterizado porque los dominios suaves son más grandes que aproximadamente 100 nm.
97. 97. Un artículo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 93-96, caracterizado porque los dominios duros tienen un total de entre uno y aproximadamente veinte grupos de uretano y urea.
98. 98. Un artículo de conformidad con la reivindicación 97, caracterizado porque los dominios duros tienen un total de entre dos y aproximadamente seis grupos de uretano y urea.
99. 99. Un artículo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 93-98, caracterizado porque la almohadilla es una almohadilla de pulido mecánica química unitaria formada al colocar un polímero fundido o una mezcla de reactivos que forman un polímero o ambos en un molde que tiene dimensiones apropiadas para formar la almohadilla de pulido mecánica química unitaria.
100. 100. Un artículo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 93-99, caracterizado porque la almohadilla tiene las primera y segunda regiones poliméricas sobre la superficie de pulido de la almohadilla, las primera y segunda regiones incluyen tanto los dominios suaves y duros, y en donde la primera región tiene una propiedad que tiene un valor diferente de un valor para la propiedad en la segunda región.
101. 101 . Un artículo de conformidad con la reivindicación 100 , caracteri zado porque la propiedad es una seleccionada de dureza , porosidad, tamaño del poro , compresibilidad, coeficiente de restitución , y continuidad .
102. 102 . Un artículo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 93-101 , caracteri zado porque la almohadilla contiene una interface integral .
103. 103 . Un artículo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 93-102 , caracteri zado porque la almohadilla contiene un lubricante sólido .
104. 104 . Un artículo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 93- 103 , caracteri zado porque la almohadilla contiene un abrasivo .
105. 105. Un artículo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la primera región de la almohadilla de pulido unitaria se encuentra próxima del eje de rotación de la almohadilla de pulido unitaria y la segunda región se encuentra próxima de un filo externo de la almohadilla .
106. 106. Un artículo de conformidad con la reivindicación 105, caracterizado porque contiene un lubricante sólido en la superficie de pulido.
107. 107 . Un artículo de conformidad con la reivindicación 106, caracterizado porque el lubricante sólido es Nitruro de Boro.
108. 108. Un artículo de conformidad con la reivindicación 105, caracterizado porque contiene una región transparente local en la almohadilla de pulido que se configura para la detección del punto final .
109. 109 . Un artículo de conformidad con la reivindicación 105 , caracterizado porque tiene ranuras in situ sobre la superficie de pulido .
110. 110 . Un artículo de conformidad con la reivindicación 109 , caracterizado porque las ranuras tienen una profundidad en el rango de lOµm - 100 µm .
111. 111 . Un artículo de conformidad con la reivindicación 109, caracteri zado porque las ranuras tienen una profundidad en el rango de 25 µm - 40 µm .
112. 112. Un artículo de conformidad con la reivindicación 109, caracterizado porque las ranuras tienen un ancho en el rango de lOµm -100 µm.
113. 113 . Un artículo de conformidad con la reivindicación 109 , caracterizado porque las ranuras tienen una ancho en el rango de 25µm - 40 µm .
114. 114 . Un artículo de conformidad con la reivindicación 109 , caracteri zado porque las ranuras próximas al ej e de rotación son ranuras circulares concéntricas y ranuras lineales traslapadas que se extienden radialmente en donde las ranuras que son lineales próximas al eje de rotación, lejos del eje de rotación y próximas del filo externo de la almohadilla de pulido, son curvas, en donde las ranuras curvas intersecan las ranuras circulares concéntricas.
115. 115. Un artículo de conformidad con la reivindicación 114, caracterizado porque contiene ranuras curvas adicionales lejos del eje de rotación próximas a la periferia de la superficie de pulido.
116. 116. Un artículo de conformidad con las reivindicaciones 114 o 115, caracterizado porque las ranuras son configuradas para tener una densidad de ranura constante a través de la superficie de pulido.
117. 117. Un artículo de conformidad con las reivindicaciones 114 o 115 caracterizado porque las ranuras son configuradas para mantener una densidad de lodo constante a través de la superficie de pulido.
118. 118. Un artículo de conformidad con la reivindicación 105, caracterizado porque la almohadilla contiene microporos en toda la almohadilla de pulido.
119. 119. Un artículo de conformidad con la reivindicación 118, caracterizado porque la densidad de los microporos es diferente en la primera región que la segunda región .
120. 120. Un artículo de conformidad con la reivindicación 105, caracterizado porque la dureza de la segunda región es menor que la dureza de la primera región .
121. 121. Un artículo de conformidad con la reivindicación 105, caracterizado porque la almohadilla contiene una interface integral normal a la superficie de pulido en donde la interface está entre dos capas poliméricas.
122. 122. Un artículo de conformidad con la reivindicación 121, caracterizado porque la primera capa polimérica y la segunda capa polimérica son el mismo polímero.
123. 123. Un artículo de conformidad con la reivindicación 121, caracterizado porque la primera capa polimérica y la segunda capa polimérica son diferentes polímeros.
124. 124. El artículo de conformidad con la reivindicación 105, caracterizado porque el polímero se forma de los materiales termocurables.