【誤訳訂正書】
【提出日】平成19年10月29日(2007.10.29)
【誤訳訂正１】
【訂正対象書類名】明細書
【訂正対象項目名】全文
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【書類名】  明細書
【発明の名称】  ２つの保持リングを備えたベルト研磨装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】  化学機械研磨利用の際の縁部性能を改善するための方法であって、
第１の能動保持リングを有するウエハヘッドを準備する工程であって、ウエハは前記ウエハヘッドの下方に配置される工程と、
第２の能動保持リングを有するプラテンを準備する工程と、
前記第１の能動保持リングを進出させると共に、前記第２の能動保持リングを後退させる工程と、
前記第２の能動保持リングを進出させると共に、前記第１の能動保持リングを後退させる工程と、を備える方法。
【請求項２】  請求項１に記載の方法であって、さらに、前記第１の能動保持リングと前記第２の能動保持リングの両方を後退させる工程を備える、方法。
【請求項３】  請求項１に記載の方法であって、前記第２の能動保持リングは、前記第２の能動保持リングと前記プラテンとの間に配置されたブラダによって進出および後退される、方法。
【請求項４】  請求項１に記載の方法であって、前記第２の能動保持リングは、前記第２の能動保持リングと前記プラテンとの間に配置された圧電モータによって進出および後退される、方法。
【請求項５】  請求項１に記載の方法であって、前記第２の能動保持リングは、空気の通過を可能にする複数の孔を備え、化学機械研磨プロセス中に、研磨ベルトと前記第２の能動保持リングとの間に、空気のクッションが維持される、方法。
【請求項６】  請求項５に記載の方法であって、さらに、前記プラテンと前記研磨ベルトとの間に犠牲材料を準備する工程を備え、前記犠牲材料は、前記プラテンおよび前記第２の能動保持リングの磨耗を低減する、方法。
【請求項７】  請求項１に記載の方法であって、前記第２の能動保持リングは、前記第２の能動保持リングの幅を横切るよう配置された複数のスロットを備え、前記複数のスロットは、前記第２の能動保持リングを横切る空気の通過を可能にすることができる、方法。
【請求項８】  化学機械研磨プロセスにおける縁部性能を改善するためのシステムであって、
ウエハの上方に配置されたウエハヘッドであって、進出および後退可能な第１の能動保持リング有するウエハヘッドと、
前記ウエハヘッドの下方に配置された研磨ベルトと、
前記研磨ベルトの下方に配置されたプラテンであって、進出および後退可能な第２の能動保持リングを有するプラテンと、を備え、前記第１の能動保持リングおよび前記第２の能動保持リングは、前記研磨ベルトの位置制御を実現するよう制御されることが可能である、システム。
【請求項９】  請求項８に記載のシステムであって、前記第１の能動保持リングが進出されると共に、前記第２の能動保持リングが後退されることにより、前記ウエハの前記縁部の除去率が減少される、システム。
【請求項１０】  請求項９に記載のシステムであって、前記第１の能動保持リングが後退されると共に、前記第２の能動保持リングが進出されることにより、前記ウエハの前記縁部の除去率が増大される、システム。
【請求項１１】  請求項８に記載のシステムであって、さらに、前記第２の保持リングと前記プラテンとの間に配置されたブラダを備え、前記ブラダは、前記第２の保持リングの位置を調節できる、システム。
【請求項１２】  請求項８に記載のシステムであって、さらに、前記第２の保持リングと前記プラテンとの間に配置された圧電モータを備え、前記圧電モータは、前記第２の保持リングの位置を調節できる、システム。
【請求項１３】  請求項８に記載のシステムであって、前記第２の能動保持リングは、空気の通過を可能にする複数の孔を備え、化学機械研磨プロセス中に、研磨ベルトと前記第２の能動保持リングとの間に、空気のクッションが維持される、システム。
【請求項１４】  請求項８に記載のシステムであって、さらに、前記プラテンと前記研磨ベルトとの間に配置された犠牲材料を備え、前記犠牲材料は、前記プラテンおよび前記第２の能動保持リングの磨耗を低減する、システム。
【請求項１５】  請求項８に記載のシステムであって、前記第２の能動保持リングは、前記第２の能動保持リングの幅を横切るよう配置された複数のスロットを備え、前記複数のスロットは、前記第２の能動保持リングを横切る空気の通過を可能にすることができる、システム。
【請求項１６】  化学機械研磨プロセスにおける縁部性能を改善するためのプラテンであって、
能動保持リングと、
前記能動保持リングを進出および後退させるための手段と、を備えるプラテン。
【請求項１７】  請求項１６に記載のプラテンであって、前記能動保持リングを進出および後退させるための前記手段はブラダである、プラテン。
【請求項１８】  請求項１６に記載のプラテンであって、前記能動保持リングを進出および後退させるための前記手段は圧電モータである、プラテン。
【請求項１９】  請求項１６に記載のプラテンであって、前記能動保持リングは、空気の通過を可能にする複数の孔を備えており、化学機械研磨プロセス中に、研磨ベルトと前記第２の能動保持リングとの間に、空気のクッションが維持される、プラテン。
【請求項２０】  請求項１６に記載のプラテンであって、前記能動保持リングは、前記能動保持リングの幅を横切るよう配置された複数のスロットを備え、前記複数のスロットは、前記第２の能動保持リングを横切る空気の通過を可能にすることができる、プラテン。
【請求項２１】  化学機械研磨利用の際の縁部性能を改善するための方法であって、
第１の能動保持リングを有するウエハヘッドを準備する工程であって、ウエハは前記ウエハヘッドの下方に配置される工程と、
第２の能動保持リングを有するプラテンを準備する工程であって、前記第２の能動保持リングは、前記第２の能動保持リングの幅を横切るよう配置された複数のスロットを備え、前記複数のスロットは、前記第２の能動保持リングを横切る空気の通過を可能にすることができる工程と、
前記第１の能動保持リングを進出させると共に、前記第２の能動保持リングを後退させる工程と、
前記第２の能動保持リングを進出させると共に、前記第１の能動保持リングを後退させる工程と、
前記第１の能動保持リングと前記第２の能動保持リングの両方を後退させる工程と、を備える方法。
【請求項２２】  請求項２１に記載の方法であって、前記第２の能動保持リングは、前記第２の能動保持リングと前記プラテンとの間に配置されたブラダによって進出および後退される、方法。
【請求項２３】  請求項２１に記載の方法であって、前記第２の能動保持リングは、前記第２の能動保持リングと前記プラテンとの間に配置された圧電モータによって進出および後退される、方法。
【請求項２４】  化学機械研磨プロセスにおける縁部性能を改善するためのシステムであって、
ウエハの上方に配置されたウエハヘッドであって、進出および後退可能な第１の能動保持リング有するウエハヘッドと、
前記ウエハヘッドの下方に配置された研磨ベルトと、
前記研磨ベルトの下方に配置されたプラテンであって、前記プラテンは、進出および後退可能な第２の能動保持リングを有し、前記第２の能動保持リングは、前記第２の能動保持リングの幅を横切るよう配置された複数のスロットを備え、前記複数のスロットは、前記第２の能動保持リングを横切る空気の通過を可能にすることができ、前記第１の能動保持リングおよび前記第２の能動保持リングは、前記研磨ベルトの位置制御を実現するよう制御されることが可能であるプラテンと、
前記プラテンと前記研磨ベルトとの間に配置された犠牲材料と、を備え、前記犠牲材料は、前記プラテンおよび前記第２の能動保持リングの磨耗を低減する、システム。
【請求項２５】  請求項２４に記載のシステムであって、前記第１の能動保持リングが進出されると共に、前記第２の能動保持リングが後退されることにより、前記ウエハの前記縁部の除去率が減少される、システム。
【請求項２６】  請求項２５に記載のシステムであって、前記第１の能動保持リングが後退されると共に、前記第２の能動保持リングが進出されることにより、前記ウエハの前記縁部の除去率が増大される、システム。
【請求項２７】  化学機械研磨プロセスにおける縁部性能を改善するためのプラテンであって、
能動保持リングであって、前記能動保持リングの幅を横切るよう配置された複数のスロットを備え、前記複数のスロットは、前記第２の能動保持リングを横切る空気の通過を可能にすることができる能動保持リングと、
前記能動保持リングを進出および後退させるためのブラダと、を備える、プラテン。
【請求項２８】  請求項２７に記載のプラテンであって、前記能動保持リングを進出および後退させるための前記ブラダは圧電モータに置き換えられている、プラテン。
【請求項２９】  請求項２７に記載のプラテンであって、前記能動保持リングは、空気の通過を可能にする複数の孔を備え、化学機械研磨プロセス中に、研磨ベルトと前記第２の能動保持リングとの間に、空気のクッションが維持される、プラテン。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の分野】
本発明は、一般に、化学機械研磨装置に関し、特に、プラテン能動保持リングによって化学機械研磨利用の際の縁部性能を改善するための方法および装置に関する。
【０００２】
【従来技術の説明】
半導体素子の製造では、研磨と、バフ研磨と、ウエハ洗浄とを含む化学機械研磨（ＣＭＰ）動作を実行する必要がある。通例、集積回路素子は、マルチレベル構造の形態をとっている。基板のレベルには、拡散領域を有するトランジスタ素子が形成される。それに続くレベルには、相互接続メタライゼーション配線がパターニングされると共にトランジスタ素子に電気的に接続されており、それによって、所望の機能素子が規定されている。パターニングされた導電層は、二酸化ケイ素のような誘電材料によって他の導電層から絶縁されている。メタライゼーション層とそれらに関連する誘電体層が数多く形成されるほど、誘電材料を平坦化する必要性が増大する。平坦化を行わなければ、表面の形状が多様になるため、さらなるメタライゼーション層を加工することが相当困難になる。その他の用途としては、誘電材料にメタライゼーション配線パターンが形成された後に、余分なメタライゼーションを除去するために金属ＣＭＰ動作が実行される。さらなる用途としては、シャロートレンチアイソレーションやポリメタル絶縁に用いられる誘電体など、メタライゼーション処理に先立って蒸着される誘電体フィルムの平坦化が挙げられる。
【０００３】
従来技術では、ＣＭＰシステムは、通例、ベルト式、オービタル式、またはブラシ式のステーションを実装しており、それらステーションにおいて、ベルト、パッド、またはブラシにより、ウエハの片面もしくは両面が、スクラブ、バフ研磨、および研磨される。ＣＭＰ動作を円滑にすると共に効果を高めるために、スラリが用いられる。スラリは、通例、動いている準備表面（例えば、ベルト、パッド、ブラシなど）に導入され、バフ研磨、研磨、またはＣＭＰプロセスによる他の準備を施されている半導体ウエハの表面だけでなく、準備表面にも塗布される。塗布は、一般に、準備表面の動きと、半導体ウエハの動きと、半導体ウエハおよび準備表面の間に生じる摩擦と、の組み合わせによって実現される。
【０００４】
図１は、代表的な従来技術のＣＭＰシステム１０を示している。図１のＣＭＰシステム１０は、ベルト式のシステムである。こう呼ばれるのは、２つのドラム２４に取り付けられたエンドレスベルト１８が準備表面となっているからであり、それらドラムは、ベルト回転方向の矢印２６によって示される回転運動を行うようベルト１８を駆動する。ウエハ１２は、ウエハヘッド１４に装着され、ウエハヘッド１４は、方向１６に回転される。次いで、回転するウエハ１２が、回転するベルト１８に向かって力Ｆで押し付けられることにより、ＣＭＰプロセスが実行される。一部のＣＭＰプロセスは、かなりの力Ｆを加えることを必要とする。プラテン２２は、ベルト１８を安定させると共に、ウエハ１２を押し付けるための安定した表面を提供するために設けられている。拡散した研磨剤粒子を含むＮＨ4ＯＨまたは脱イオン水などの水溶液からなるスラリ２８は、ウエハ１２の上流側に導入される。ウエハの表面のスクラブ、バフ研磨、および研磨のプロセスは、ベルト１８に接着されたエンドレス研磨パッドを用いて実現される。通例、研磨パッドは、多孔質または繊維質の材料からなり、固定研磨剤を有していない。
【０００５】
図２は、従来のウエハヘッドおよびプラテン構成３０の詳細な図である。ウエハヘッドおよびプラテン構成３０は、ウエハヘッド１４と、ウエハヘッド１４の下方に配置されたプラテン２２とを備える。ウエハヘッド１４は、ウエハヘッド１４の下方の位置にウエハ１２を保持する固定保持リング３２を備える。ウエハヘッド１４とプラテン２２の間には、研磨パッドおよびベルト１８が配置されている。多くの場合、プラテンは、研磨パッドおよびベルト１８に向かって上向きに空気を提供するための空気穴を備えており、それによって、ウエハ１２を押し付けるための空気のクッションを提供する。
【０００６】
ＣＭＰプロセスは、銅または酸化物誘電体の層など、余分なフィルム層を除去するために用いられることが多い。しかしながら、従来技術のウエハヘッドおよびプラテン構成３０は、通例、図３Ａおよび３Ｂに示されているように、ウエハ１２の縁部に沿っては高い除去率を示し、ウエハ１２の内側においては比較的穏やかな除去率を示す。
【０００７】
図３Ａは、ウエハ１２上の位置情報を示す図である。ウエハ１２は、位置表示４０を含んでおり、ウエハの中央は原点（位置０）、左の末端は−１００、右の末端は１００として表示されている。従来のＣＭＰプロセス中に各位置４０におけるウエハ１２上の被研磨層の除去率を測定すると、図３Ｂのグラフのようになる。
【０００８】
図３Ｂは、従来のＣＭＰ動作中のウエハの位置の関数としてＣＭＰ除去率を示すグラフ５０である。グラフ５０に示すように、ウエハの縁部における除去率は、ウエハ表面沿いの他の位置４０における除去率に比べて極端に高い。これは、保持リング３２が、露出したウエハ表面の研磨に干渉した結果であり、保持リング３２の表面および厚さの特徴は、ウエハの研磨に悪影響を及ぼす。ウエハ表面の縁部における除去率が高いと、ウエハの縁部が丸みを帯び、ウエハ１２の品質に悪影響を及ぼすことがある。
【０００９】
以上の点から、ＣＭＰプロセス全体にわたって、より厳密に一様な除去率を維持する改良ＣＭＰプロセスが必要である。その方法は、ウエハ縁部の除去率を微調節することにより、ウエハ表面を一様に研磨できることが好ましい。
【００１０】
【発明の概要】
概して、本発明は、能動保持リングを有するプラテンを用いて、ＣＭＰプロセスのために縁部性能を改善する方法を提供することにより、これらの要求を満たす。一実施形態では、化学機械研磨プロセスにおける縁部性能を改善するためのシステムが開示されている。そのシステムは、ウエハの上方に配置されたウエハヘッドを備えており、ウエハヘッドは、進出および後退可能な第１の能動保持リングを備えている。ウエハヘッドの下方には、研磨ベルトが配置されており、研磨ベルトの下方には、進出および後退可能な第２の能動保持リングを有するプラテンが配置されている。動作中、第１の能動保持リングおよび第２の能動保持リングは、研磨ベルトの位置制御を実現するよう制御されることにより、ウエハの縁部における除去率を調節および制御することが可能である。
【００１１】
別の実施形態では、化学機械研磨利用の際の縁部性能を改善するための方法が開示されている。まず、第１の能動保持リングを有するウエハヘッドが準備される。さらに、第２の能動保持リングを有するプラテンが準備される。第１の能動保持リングが進出されると共に、第２の能動保持リングが後退される。次いで、第２の能動保持リングが進出されると共に、第１の能動保持リングが後退される。このように、研磨ベルトの位置制御が、ＣＭＰプロセス全体にわたって維持され、それにより、縁部性能が改善される。
【００１２】
本発明のさらなる実施形態では、化学機械研磨プロセスにおける縁部性能を改善するためのプラテンが開示されている。プラテンは、能動保持リングと、能動保持リングを進出および後退させるための手段とを備えている。プラテンに能動保持リングを備えることで、正確な位置制御が実現され、ウエハヘッド上の能動保持リングの参照高さを設定することが可能になる点で有利である。これにより、パッドの形状と、パッドおよびウエハの相互作用とを正確に設計することが可能になる。さらに、下側の保持リングは、下側の保持リングを正確な高さに粗調節することにより所定の位置に固定されることが可能であり、それによって、下側の保持リングは、能動的または受動的な位置制御が可能になる。本発明のその他の態様および利点は、本発明の原理を例示した添付図面と関連付けて行う以下の詳細な説明から明らかになる。
【００１３】
【好ましい実施形態の詳細な説明】
プラテンの能動保持リングを用いて、ＣＭＰプロセスにおける縁部性能を改善するための発明が開示されている。本発明の実施形態は、ウエハヘッドとプラテンの両方に能動保持リングを提供する。能動保持リングは、ウエハ縁部に対して研磨パッドの正確な位置制御を実現し、パッドの形状およびウエハ縁部との相互作用角度の設計を可能にする。以下の説明では、本発明の完全な理解を促すために、数多くの具体的な詳細が示されている。しかしながら、当業者には明らかなように、本発明は、これらの項目の一部または全てを特定しなくても実施することが可能である。そのほか、本発明が不必要に不明瞭となるのを避けるため、周知のプロセス工程の説明は省略した。
【００１４】
図１ないし３は、従来技術に関する図である。図４Ａは、本発明の一実施形態に従って、ウエハの縁部における除去率を減少させるための保持リング構成４００ａを示している。保持リング構成４００ａは、能動保持リング４０４を有するウエハヘッド４０２と、ウエハヘッド４０２の下方に配置されたウエハ４０６とを備える。能動保持リング４０４は、ウエハヘッド４０４から進出および後退させることが可能であり、それによって、ウエハ縁部に対する研磨ベルト４１２の位置制御が改善される。図４Ａには、さらに、研磨ベルト４１２の下方に配置されたプラテン４０８が示されている。プラテン４０８は、進出および後退させることによって研磨ベルト４１２の位置制御を改善できる能動保持リング４１０を備えている。
【００１５】
プラテン４０８と、ウエハ４０６の表面を研磨する研磨パッドまたはベルト４１２との間隔は狭いことが多く、それらの間には、プラテン４０８と研磨パッド４１２との間に規定される非常に薄い空間が存在し、「空気ベアリング」と呼ばれている。プラテンとパッドとの間に空気ベアリングを維持することは、ベルトとプラテンとの相互作用による摩擦を低減するだけでなく、表面のより一様な研磨を促進する点でも有利である。特に、研磨の一様性は、空気ベアリングを用いて制御可能である。
【００１６】
空気ベアリングを維持するために、プラテン４０８の中央からプラテン４０８の外縁に向かって同心円状のリングパターンで配列された複数の空気供給孔をプラテンに形成することもできる。各リングは、空気の搬送領域を確立する。空気供給源からの空気は、次いで、研磨中にこれらの複数の孔を通って方向付けられることにより、空気ベアリングを確立することができる。空気は、その後、プラテンの縁部を通って排気される。
【００１７】
図４Ａに示すように、能動保持リング４０４および４１０は、互いに対向し、符合するように配置されることが好ましいが、個々のシステムによっては、能動保持リング４０４および４１０の直径が異なっていてもよいことに留意されたい。上述のように、能動保持リング４０４および４１０は両方とも、進出および後退させることが可能である。進出および後退が可能であることにより、能動保持リング４０４および４１０は、それらの間の研磨ベルト４１２を締め付けて、研磨ベルト４１２の正確な位置制御を実現することができる。本発明の実施形態によって実現される研磨ベルトの正確な位置制御によって、エッジ効果および定在波／調波効果の抑制が可能になる。
【００１８】
図４Ａの保持リング構成４００ａにおいては、ウエハヘッド４０２の保持リング４０４は進出されており、プラテン４０８の保持リング４１０は後退されている。保持リング構成４００ａは、本発明の実施形態がウエハの縁部における除去率を低減する様子を示している。保持リング４０４を進出させると共に保持リング４１０を後退させることによって、研磨ベルト４１２がウエハ４０６の縁部から遠ざけられ、それにより、研磨ベルト４１２からウエハ縁部に掛けられる力の量が低減される。ウエハ４０６の縁部における力が低減された結果として、ウエハ縁部における除去率が低減される。パッドの形状およびウエハとの相互作用をさらに調整するために、本発明の実施形態は、さらに、図４Ｂに示すように、ウエハ縁部における除去率の増大を可能にする。
【００１９】
図４Ｂは、本発明の一実施形態に従って、ウエハの縁部において除去率を増大させるための保持リング構成４００ｂである。保持リング構成４００ｂは、能動保持リング４０４を有するウエハヘッド４０２と、ウエハヘッド４０２の下方に配置されたウエハ４０６とを備える。プラテン４０８は、研磨ベルト４１２の下方に配置されており、能動保持リング４１０を備える。
【００２０】
図４Ｂの保持リング構成４００ｂにおいては、ウエハヘッド４０２の保持リング４０４は後退されており、プラテン４０８の保持リング４１０は進出されている。保持リング構成４００ｂは、本発明の実施形態がウエハの縁部における除去率を増大させる様子を示している。保持リング４０４を後退させると共に保持リング４１０を進出させることによって、研磨ベルト４１２がウエハ４０６の縁部に近づけられ、それにより、研磨ベルト４１２からウエハ縁部に掛けられる力の量が増大される。ウエハ４０６の縁部における力が増大された結果として、ウエハ縁部における除去率が増大される。図４Ａおよび４Ｂに示すように、保持リング４０４および４１０の進出および後退を調節することにより、ウエハ縁部における除去率を制御して、ＣＭＰプロセス中の縁部性能を改善することができる。
【００２１】
図５は、本発明の一実施形態に従って、能動保持リングを用いるＣＭＰ動作中のウエハ位置の関数として、ＣＭＰ除去率を示すグラフ５００である。グラフ５００に示すように、ウエハの縁部における除去率は、ウエハ表面沿いの他の位置における除去率に比べて、より一様になっている。これは、保持リングによって縁部の除去率を制御した結果である。結果として、ウエハ縁部がより一様になり、後述するように、ウエハ縁部における低誘電率の銅の剥離の危険性が低減される。
【００２２】
図６は、本発明の一実施形態に従って、ＣＭＰプロセス中の縁部性能を改善するための方法６００を示すフローチャートである。前処理動作は、前処理動作６０２において実行される。前処理動作は、洗浄ステーションにおけるウエハの洗浄動作と、当業者にとって明らかなその他の前処理動作とを含む。
【００２３】
除去率低減動作６０４においては、ウエハヘッドの保持リングが進出されると共に、プラテンの保持リングが後退される。動作６０４は、ウエハの縁部における除去率を低減するために用いられる。前述のように、ウエハヘッド保持リングを進出させると共にプラテン保持リングを後退させることによって、研磨ベルトがウエハの縁部から遠ざけられ、それにより、研磨ベルトからウエハ縁部に掛けられる力の量が低減される。ウエハの縁部における力が低減された結果として、ウエハ縁部における除去率が低減される。さらに、ウエハ縁部における除去率が低減されることにより、ウエハの縁部における低誘電率の銅の被膜が剥離から保護される。
【００２４】
次に、動作６０６においては、プラテン保持リングが徐々に進出されると共に、ウエハヘッド保持リングが徐々に後退される。動作６０６は、ウエハの縁部における除去率を増大させる。ウエハヘッド保持リングを後退させると共にプラテン保持リングを進出させることによって、研磨ベルトがウエハの縁部に近づけられ、それにより、研磨ベルトからウエハ縁部に掛けられる力の量が増大される。ウエハの縁部における力が増大された結果として、ウエハ縁部における除去率が増大される。動作６０６において、ウエハ縁部は、研磨ベルトへの接触面積が次第に増大され、その結果、縁部の除去率が徐々に増大される。これにより、銅の剥離の危険性が低減された状態で、ウエハの縁部において銅の除去が開始される。
【００２５】
動作６０８においては、ウエハヘッド保持リングおよびプラテン保持リングの両方が後退させる。両方の保持リングを後退させることにより、「固定リング」ＣＭＰプロセスを用いた場合と同様に、ウエハに対して欠陥の少ない仕上げが実現される。固定リング研磨は、欠陥の発生を少なくするのだが、本発明の能動保持リングによって提供されるプロセス制御の利点は、より望ましいウエハを提供するという点に留意されたい。したがって、本発明の実施形態は、動作６０４および６０６において論じたような能動保持リング技術と、動作６０８において論じたような固定リング技術とを併せて用いることが好ましい。
【００２６】
後処理動作は、動作６１０において実行される。後処理動作は、ＣＭＰプロセスを完了させる動作と、当業者にとって明らかなその他の後処理動作とを含む。プラテンに能動保持リングを備えることで、正確な位置制御が実現され、ウエハヘッド上の能動保持リングの参照高さを設定することが可能となる点で有利である。これにより、パッドの形状と、パッドおよびウエハの相互作用とを正確に設計することが可能になる。さらに、下側の保持リングは、下側の保持リングを正確な高さに粗調節することにより所定の位置に固定されることが可能であり、それによって、下側の保持リングは、能動的または受動的な位置制御が可能になる。
【００２７】
図７は、本発明の一実施形態に従って、詳細な能動保持リング構成７００を示す図である。能動保持リング構成７００は、プラテン４０８と、プラテン４０８の上方に配置された能動保持リング４１０とを備える。能動保持リング４１０とプラテン４０８との間には、膨張式ブラダ７０６が配置されている。保持リング４１０は、幅Ｗ702と高さＨ704とを有することが好ましく、その幅と高さを持つことにより、保持リング４１０は、ウエハヘッドの保持リングと共に適切に動作して、研磨ベルトに対して位置制御を提供することができる。
【００２８】
一実施形態においては、Ｗ702は、約０．５インチから約２インチまでの範囲であり、約１．０インチであることが最も好ましい。さらに、高さＨ704は、約０．５インチから約１インチまでの範囲であり、約０．８インチであることが最も好ましい。
【００２９】
膨張式ブラダ７０６は、保持リング４１０に圧力を加えて、保持リング４１０を押し上げることにより、保持リング４１０を進出させるために用いられる。同様に、膨張式ブラダ７０６は、後退されて、保持リング４１０の下降を可能にすることにより、保持リング４１０を後退させることができる。別の実施形態では、膨張式ブラダ７０６を圧電モータに置き換え、保持リング４１０に上向きおよび下向きの圧力を掛けることにより、保持リングの進出および後退を実現してもよい。図示されていないが、膨張式ブラダまたは圧電モータは、同様にウエハの保持リングの進出および後退を実現するために用いられることも可能である。
【００３０】
図８は、本発明の一実施形態に従って、プラテンの保持リング４１０を示す斜視図である。前述のように、本発明の実施形態の保持リング４１０は、ＣＭＰプロセス中に研磨パッドを支持するために空気ベアリングを用いるプラテン４０８と共に用いられることが多い。このように用いられる場合、本発明の一実施形態は、能動保持リング４１０の幅を横切るように配置された複数の空気スロット８００を用いる。これらの空気スロット８００は、空気ベアリングを適切なレベルに保持することができるように、空気が保持リング４１０を通過することを可能にする。プラテン保持リングは、ブラダの利用、手動の粗調節または調節など、より多くのその１つの作動方法を用いることが可能であり、保持リングは、さらに、保持リングのたわみモーメントを制御するための案内機構を有することもできる。
【００３１】
さらなる実施形態においては、保持リング４１０の上部に複数の空気孔８０２が設けられている。これらの空気孔８０２は、プラテン４０８によって生成される空気ベアリングを保持リング４１０の幅全体にわたって効果的に広げる。これにより、ＣＭＰプロセスの柔軟性が増大し、研磨パッドによる保持リング４１０の磨耗が低減される。柔軟性は、保持リング４１０の外周に沿って空気圧を変化させることにより増大され、それにより、ウエハ縁部に沿って正確に力を加えることが可能になる。プラテン４０８および保持リング４１０をさらに磨耗から保護するために、プラテンと研磨ベルトとの間に犠牲材料を配置することも可能である。犠牲材料は、関連のある米国特許出願Ｎｏ．０９／７４７，８４４、「ＰＩＥＺＯＥＬＥＣＴＩＣ  ＰＬＡＴＥＮ  ＤＥＳＩＧＮ  ＦＯＲ  ＩＭＰＲＯＶＩＮＧ  ＰＥＲＦＯＲＭＡＮＣＥ  ＩＮ  ＣＭＰ  ＡＰＰＬＩＣＡＴＩＯＮＳ」に記載されているように、ロールからプラテン４０８を越えてロールへと送られることが好ましい。
【００３２】
理解を深めるために、上述の発明について、ある程度詳しく説明したが、添付の特許請求の範囲内でいくらかの変更と修正を行ってもよいことは明らかである。したがって、本実施形態は、例示的なものであって、制限的なものではないとみなされ、本発明は、本明細書に示した詳細に限定されず、添付の特許請求の範囲および等価物の範囲内で修正可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  代表的な従来技術のＣＭＰシステムを示す図。
【図２】  従来のウエハヘッドおよびプラテン構成を示す詳細な図。
【図３Ａ】  ウエハ上の位置情報を示す図。
【図３Ｂ】  従来のＣＭＰ動作中のウエハ直径上の測定位置の関数としてＣＭＰ除去率を示すグラフ。
【図４Ａ】  本発明の一実施形態に従って、ウエハの縁部において除去率を減少させるための保持リング構成を示す図。
【図４Ｂ】  本発明の一実施形態に従って、ウエハの縁部において除去率を増大させるための保持リング構成を示す図。
【図５】  本発明の一実施形態に従って、能動保持リングを用いるＣＭＰ動作中のウエハ位置の関数として、ＣＭＰ除去率を示すグラフ。
【図６】  本発明の一実施形態に従って、ＣＭＰプロセス中の縁部性能を改善するための方法を示すフローチャート。
【図７】  本発明の一実施形態に従って、詳細な能動保持リング構成を示す図。
【図８】  本発明の一実施形態に従って、プラテンの保持リング４１０を示す斜視図。
【符号の説明】
１０…ＣＭＰシステム
１２…ウエハ
１４…ウエハヘッド
１６…回転方向
１８…ベルト
２２…プラテン
２４…ドラム
２６…ベルト回転方向
２８…スラリ
３０…ウエハヘッドおよびプラテン構成
３２…固定保持リング
４０…位置表示
５０…グラフ
４００ａ…保持リング構成
４００ｂ…保持リング構成
４０２…ウエハヘッド
４０４…能動保持リング
４０６…ウエハ
４０８…プラテン
４１０…能動保持リング
４１２…研磨ベルト
７００…能動保持リング構成
７０６…膨張式ブラダ
８００…空気スロット
８０２…空気孔