(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
化学機械研磨に用いる保持リングであって、
化学機械研磨システムのキャリアヘッドに固定された上面、
研磨面に接触する底面、
上部外周で前記上面に連結され底部外周で前記底面に連結された外面、及び
上部内周で前記上面に連結され底部内周で前記底面に連結された、基板を保持するための内面
を有する、概して環状のプラスチック製の本体を有する保持リングであって、前記内面は前記底面に隣接した１２から１４８の平面状ファセットを有し、前記基板が研磨中に、接触し隣り合うファセット対の間を移動することで、前記プラスチック製の本体の前記内面の摩耗が低減され、隣り合う平面状ファセットはコーナーで連結されており、前記底部内周は、前記コーナーで連結された前記平面状ファセットの直線状エッジを含む多角形を形成する、保持リング。
【請求項２】
前記底面は、前記外面から前記内面まで延びるチャネルを有し、各チャネルは、コーナーにおいて、前記本体の前記内面へと開かれた端部を有する、請求項１に記載の保持リング。
【請求項３】
前記内面は第１の数の平面状ファセットを有し、前記底面は第２の数のチャネルを有し、前記第１の数は前記第２の数の正の整数倍である、請求項２に記載の保持リング。
【請求項４】
前記第１の数が前記第２の数に等しい、請求項３に記載の保持リング。
【請求項５】
前記チャネルが、前記保持リングの中心を通って延びる半径線分に対し傾斜するように向けられている、請求項２に記載の保持リング。
【請求項６】
各コーナーは前記上面から前記底面まで延びており、各平面状ファセットは、前記上面によって形成された上部直線状エッジと、前記底面によって形成された底部直線状エッジと、２つのコーナーに沿った２つの直線状側部エッジとを有する、長方形又は正方形の形状を有している、請求項１に記載の保持リング。
【請求項７】
前記内面がトータルで１８の平面状ファセットを有する、請求項１に記載の保持リング。
【請求項８】
前記底部内周が対称形状を有する、請求項１に記載の保持リング。
【請求項９】
前記保持リングの中心と平面状ファセットとの間の距離が約１５０ｍｍから約１５５ｍｍである、請求項１に記載の保持リング。
【請求項１０】
基板受容面と、
前記基板受容面を囲む概して環状のプラスチック製の保持リングと
を有する、化学機械研磨装置に用いるキャリアヘッドであって、前記保持リングは、
上面、
研磨面に接触する底面、
上部外周で前記上面に連結され底部外周で前記底面に連結された外面、及び
上部内周で前記上面に連結され底部内周で前記底面に連結された、基板を保持するための内面を有し、前記内面は前記底面に隣接した１２から１４８の平面状ファセットを有し、
前記基板が研磨中に、接触し隣り合うファセット対の間を移動することで、前記プラスチック製の本体の前記内面の摩耗が低減され、隣り合う平面状ファセットはコーナーで連結されており、前記底部内周は、前記コーナーで連結された前記平面状ファセットの直線状エッジを含む多角形を形成する、キャリアヘッド。
【請求項１１】
前記底面は、前記外面から前記内面まで延びるチャネルを有し、各チャネルは、コーナーにおいて、前記保持リングの前記内面へと開かれた端部を有する、請求項１０に記載のキャリアヘッド。
【請求項１２】
前記内面は第１の数の平面状ファセットを有し、前記底面は第２の数のチャネルを有し、前記第１の数は前記第２の数の正の整数倍である、請求項１１に記載のキャリアヘッド。
【請求項１３】
前記第１の数が前記第２の数に等しい、請求項１２に記載のキャリアヘッド。
【請求項１４】
基板と研磨面との間の相対的な運動を作りだすことと、
前記基板を、プラスチック製の保持リングを用いて拘束することと
を含む研磨方法であって、前記保持リングは、
上面、
底面、
上部外周で前記上面に連結され底部外周で前記底面に連結された外面、及び
上部内周で前記上面に連結され底部内周で前記底面に連結された内面
を有し、前記内面は１２から１４８の平面状ファセットを有し、
隣り合う平面状ファセットはコーナーで連結され、前記底部内周は、前記コーナーで連結された前記平面状ファセットの直線状エッジを含み、
前記基板と前記研磨面との間の前記相対的な運動が、拘束された前記基板を、前記保持リングの前記内面の２つ以上の平面状ファセットと同時に接触させることで、前記プラスチック製の保持リングの前記内面の摩耗が低減させる、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、概して基板の化学機械研磨に関し、より詳細には、化学機械研磨に用いる保持リングに関する。
【背景技術】
【０００２】
集積回路は通常、導電層、半導電層、又は絶縁層をシリコンウエハに順次堆積することによって、基板上に形成される。ある製造ステップは、非平面の表面上に充填層を堆積し、非平面が露出するまで充填層を平坦化することを含む。例えば、パターニングされた絶縁層上に導電性充填層が堆積され、絶縁層内のトレンチまたは孔を充填することができる。その後充填層が、絶縁層の隆起したパターンが露出するまで研磨される。平坦化後、絶縁層の隆起したパターンの間に残っている導電層の部分が、基板上の薄膜回路の間の導電経路を提供するビア、プラグ、およびラインを形成する。更に、フォトリソグラフィのために基板表面において誘電体層を平坦化する平坦化が必要とされ得る。
【０００３】
化学機械研磨（ＣＭＰ）は、認知された研磨方法の１つである。この研磨法では一般に、基板をＣＭＰ装置のキャリアまたは研磨ヘッドに取付ける必要がある。基板の露出面が、回転する研磨ディスクパッド又はベルトパッドに対向して配置される。研磨パッドは、「標準的な」パッドか固定砥粒研磨パッドの何れかであり得る。標準的なパッドは耐久性のある粗い面を有する一方、固定砥粒研磨パッドは収容媒体中に保持された研磨粒子を有している。キャリアヘッドが基板に制御可能な負荷をかけ、基板を研磨パッドに押し付ける。少なくとも一の化学反応剤を含む研磨スラリ（及び、スタンダードパッドが用いられる場合には研磨粒子）が、研磨パッドの表面に供給される。
【０００４】
基板は典型的に、保持リングによってキャリアヘッドの下方に保持される。しかしながら、保持リングが研磨パッドに接触するので、保持リングは摩耗しがちであり時折交換される。保持リングには、金属製の上部と摩耗し得るプラスチック製の下部とを有するものが存在するが、その他の保持リングは単一のプラスチック部品である。  
【発明の概要】
【０００５】
一態様によれば、本開示は、概して環状の本体を有する保持リングを特徴とする。本体は、上面と、底面と、上部外周で上面に連結され底部外周で底面に連結された外面と、上部内周で上面に連結され底部内周で底面に連結された内面と、を有する。内面は７つ以上の平面状のファセットを有する。隣り合う平面状ファセットはコーナーで連結されている。底部内周は、コーナーで連結された平面状ファセットの直線状エッジを含む。
【０００６】
別の態様によれば、本開示は、基板受容面と、基板受容面を囲む概して環状の保持リングとを有するキャリアヘッドを特徴とする。保持リングは、上面と、底面と、上部外周で上面に連結され底部外周で底面に連結された外面と、上部内周で上面に連結され底部内周で底面に連結された内面と、を有する。内面は７つ以上の平面状ファセットを有する。隣り合う平面状ファセットはコーナーで連結されている。底部内周は、コーナーで連結された平面状ファセットの直線状エッジを含む。
【０００７】
別の態様によれば、本開示は、基板と研磨面との間の相対的な運動を作りだすことと、基板を保持リングによって拘束することとを含む研磨方法を特徴とする。保持リングは、上面と、底面と、上部外周で上面に連結され底部外周で底面に連結された外面と、上部内周で上面に連結され底部内周で底面に連結された内面と、を有する。内面は７つ以上の平面状ファセットを有する。隣り合う平面状ファセットはコーナーで連結されている。底部内周は、コーナーで連結された平面状ファセットの直線状エッジを含む。基板と研磨面との間の相対的な運動が、保持された基板を、保持リングの内面の２つ以上のファセットに同時に接触させる。
【０００８】
保持リング、キャリアヘッド、及び方法の実施形態は、下記の特徴のうち一以上も含み得る。底面は、外面から内面まで延びるチャネルを有し、各チャネルはコーナーにおいて、本体の内面へと開かれた端部を有する。内面は第１の数のファセットを有し、底面は第２の数のチャネルを有する。第１の数は、第２の数の正の整数倍である。第１の数は第２の数に等しい。チャネルは、保持リングの中心を通って延びる半径線分に対し傾斜するように向けられている。各コーナーは上面から底面まで延びる。各ファセットは、前記上面によって形成された上部直線状エッジ、前記底面によって形成された底部直線状エッジ、及び、２つのコーナーに沿った２つの直線状側部エッジを有する、長方形又は正方形の形状を有している。内面は、トータルで１８のファセットを有する。底部内周は対称形状を有する。上部内周及び底部内周の一方又は両方が、多角形をなしている。保持リングの中心と平面状ファセットとの間の距離は、約１５０ｍｍ〜約１５５ｍｍである。本体は摩耗し得る材料を含む。底面内且つ保持リングの下で研磨液が基板までチャネルを通流するように、研磨液が研磨面に供給される。
【０００９】
本発明の一又は複数の実施形態の詳細を、添付図面および以下の記述で説明する。本発明の他の特徴、目的及び利点は、これらの記述および図面から、並びに特許請求の範囲から明らかになろう。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】保持リングの概略斜視図である。
【図２】キャリアヘッドの概略断面図である。
【図３】図１の保持リングの概略底面図である。
【図４】保持リングの断面図である。
【図５】保持リングの断面図である。
【図６】保持リングの概略上面図であり、保持リングに対して様々な位置で基板が保持されている。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
ＣＭＰ装置内の保持リングは、ＣＭＰ装置によって研磨される基板の運動を制限する内面を有している。従来型の保持リングでは、内面は円形の外周を有する。
【００１２】
本明細書に記載の保持リングは、複数の平面状ファセットで構成された内面を有し、隣り合うファセットはコーナーにおいて接合されている。保持リングの上面又は底面図で、内面のファセットは、多角形又は直線状エッジを含むその他の形状をなしている。保持リングがＣＭＰ装置内に組み立てられると、保持リングは、研磨パッドに面する底面にチャネルも含み得る。チャネルは、基板と研磨パッドとの間のスラリの搬送を促進する。ファセット及びチャネルの位置は、各チャネルが、保持リングのコーナーで、保持リングの内面へと開かれた端部を有するように選択され得る。使用時、これらの特徴及び下記に述べるその他の特徴を有する保持リングは、基板の外径の複数の点と、同時に接触し得る。当該保持リングは摩耗に耐え、耐用寿命が長い。研磨された基板は厚さの均一性が良好となり得る。
【００１３】
図１を参照すると、保持リング１００は、ＣＭＰ装置のキャリアヘッドに固定され得る概して環状のリングである。適切なＣＭＰ装置が、米国特許第５，７３８，５７４号に記載されており、適切なキャリアヘッドが米国特許第６，２５１，２１５号及び米国特許第６，８５７，９４５号に記載されている。これらの記載内容は参照により全体として本明細書に組み込まれる。保持リング１００は、基板を位置決めし、センタリングし、ＣＭＰ装置の移送ステーションにおいて保持するためのロードカップ内にフィットする。
【００１４】
一例として、図２は、図１の保持リング１００が固定された、簡略化したキャリアヘッド２００を示す。キャリアヘッド２００は、ハウジング２０２、可撓性の膜２０４、加圧可能なチャンバ２０６、及び保持リング１００を含む。可撓性の膜は、基板２４２の取付け面２４０を提供する。基板２４２が取付けられると、取付け面２４０は基板の裏面２４４と直接接触し得る。この例で、膜２０４は、保持リング１００とハウジング２０２との間で挟持されている。幾つかの実装形態では、一以上の他の部品、例えばクランプリングが膜２０４を保持するのに使用され得る。加圧可能なチャンバ２０６が膜２０４とハウジング２０２との間に配置され、基板２４２の前面２４６を研磨するために、前面２４６を研磨パッド２５０の研磨面２５２に対して押すよう、例えば流体（気体又は液体）を用いて加圧され得る。幾つかの実装形態で、チャンバ２０６内の圧力、すなわち可撓性の膜２０４の基板２４２上への下方への圧力が、ハウジング内の通路２０８を通じてチャンバ２０６に流体連結されたポンプ（図示せず）を用いて制御され得る。
【００１５】
保持リング１００は、膜２０４の下で基板２４２を拘束するために、ハウジング２０２のエッジ近くに固定されている。例えば、保持リング１００は、ハウジング２０２内の通路２３８を通って、保持リング１００の上面１１２のアライメントねじ留め受容凹部内へと延びる機械式の締め具２３６、例えばねじ又はボルトによって固定され得る。更に、上面１１２が、保持リング１００がキャリアヘッドに固定される際の正しいアライメントを可能にするよう、キャリアヘッド上の対応するピンと嵌合するように配置された、一以上のアライメント開孔を有し得る。保持リング１００がハウジング２０２に固定されると、キャリアヘッドの外縁に沿って間隙が存在しないよう、上面１１２の上部の外周が、ハウジング２０２の外周と実質的に同じとなり得る。保持リング１００はハウジング２０２から及びキャリアヘッド２００のその他の部分からユニットとして取り外し可能であり、ハウジング２０２を解体、又はハウジング２０２をキャリアヘッド２００から取り外す必要がない。
【００１６】
キャリアヘッド２００を研磨パッド上で回転及び／又は並進させるための駆動軸２２０が設けられ得る。幾つかの実装形態で、駆動軸２２０は、保持リング１００の底面１１４の研磨パッド２５０に対する圧力を制御するために上昇及び下降され得る。或いは、保持リング１００が駆動軸２２０に対して可動であり得、キャリアヘッド２００は内部チャンバを含み得る。内部チャンバは、例えば、参照により本願に組み込まれる米国特許第６，１８３，３５４号又は第７，５７５，５０４号に記載されるように、保持リング１００に対する下方への圧力を制御するために加圧され得る。
【００１７】
図１及び３を参照すると、保持リング１００の上面１１２は平坦であり、底面１１４がチャネル又は溝１３０を含んでいる。底面１１４は、チャネル１３０以外は平坦であり得、平坦な上面１１２に平行であり得る。この実施例で、底面１１４は１２のチャネル１３０を含むが、異なる数のチャネル、例えば１８以上のチャネルが存在してもよい。図２に示すキャリアヘッドなどのキャリアヘッドに保持リング１００が組み立てられると、底面１１４が研磨パッドに接触する。チャネル１３０は、スラリなどの研磨液（研磨剤を含むか又は研磨剤を含まない）が、保持リングの下を基板まで流れることを可能にする。
【００１８】
上面１１２及び底面１１４は、ある距離又は保持リングの高さのぶん、約１２．５ｍｍ〜約３７．５ｍｍ、離れていてよい。チャネル１３０は概して直線的であり得、保持リング１００の内面１２０から外面１１０まで延び得る。各チャネル１３０は、約０．７５ｍｍ〜約２５ｍｍ、例えば、約３．１２５ｍｍの幅Ｗ（図４を参照）を有し得る。
【００１９】
底面１１４のチャネル１３０は、保持リング１００の周囲に、等しい角度間隔で分布し得る。チャネル１３０は典型的に、保持リング１００の中心を通って延びる半径線分（Ｒ）に対して、角度α（例えば、約３０°〜約６０°又は約４５°）傾斜するように向けられている。
【００２０】
図４を参照すると、各チャネル１３０は、２つの垂直な側壁１３２、及びチャネル１３０がシャープな内角を有しないよう丸みを帯びた天井部１３４を含む。例えば、丸みを帯びた天井部１３４は、２つの側壁１３２間の距離に等しい直径を有する半円形の断面を有し得る。２つの垂直な側壁１３２は同じ高さ、例えば約０．５ｍｍ〜約３．７５ｍｍの高さを有し得る。垂直な側壁１３２は、天井部１３４との丸みを帯びた又はシャープな接合部を有し得る。別の実施例として、図５に示すように、溝の天井部は概して水平な平坦な部分１３６を有してもよく、湾曲部１３８が、天井部が側壁と交差するコーナーのみに配置されていてもよい。
【００２１】
図１及び３を再度参照すると、保持リング１００の外面１１０のうち少なくとも底面１１４に隣り合う部分は、上面図又は底面図で円形形状を有する、垂直な円筒形の表面であり得る。幾つかの実装形態で、保持リング１００は、外面１１０がレッジ１４０を含むように、最下部１４４よりも大きい外径を有する張り出し部分１４６を含む。
【００２２】
内面１２０は、円筒形の表面ではなく、ファセット１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃ、１５０ｄ、１５０ｅ、１５０ｆ（全ては図示していない）を含む複数のファセット１５０で構成される。各ファセットは平坦且つ垂直な表面であり、隣り合うファセットとコーナー（例えば、１６２ａ、１６２ｂ、１６２ｃ、１６２ｄ、１６２ｅ（全ては図示又は表示していない）を含むコーナー１６２）で接合している。従って、各コーナー１６２は直線的且つ垂直なコーナーであり得る。
【００２３】
ファセットは、直線状上側エッジ及び下側エッジ（それぞれ１７０及び１９４）に沿って、上面１１２及び底面１１４と交差する。ファセットの直線状エッジは、互いにコーナーで連結している。従って、上面図又は底面図で、連結されたエッジが多角形をなし得る。
【００２４】
図１の例で、内面１２０は、エッジ１７０ａ、１７０ｂ、１７０ｃ、１７０ｄ、１７０ｅ、１７０ｆ、１７０ｇ、１７０ｈ、１７０ｉ、１７０ｊ、１７０ｋ、１７０ｌを含む１２の下側直線状エッジ１７０を底面１１４により形成している１２のファセット１５０、及び、エッジ１９４ａ、１９４ｂ、１９４ｃ、１９４ｄ、１９４ｅ、１９４ｆ（全ては図示せず）を含む１２の上側直線状エッジ１９４を有する。しかしながら、保持リング１００が１２〜１４８のファセットを有してもよい。
【００２５】
平均的に、内面１２０と外面１１０は、ある距離、又は保持リング１００の平均幅（約２．５ｃｍ〜約５．０ｃｍ）、離れている。
【００２６】
底面１１４の各チャネル１３０は、内面１２０へと開かれた端部と、外面１１０へと開かれた対向する端部とを有する。内面１２０の開口部は、隣り合うファセット間のコーナーに位置している。幾つかの実装形態では、内面１２０のチャネル１３０のすべての開口部がコーナーに位置しており、内面１２０のチャネル１３０の開口部のうち、２つのコーナー間でファセットのエッジに沿って存在するものはない。図示の実施例では、各コーナーがチャネルの１つの開口部（ひいてはチャネル１３０）に対応する。内面１２０のファセットの総数は、底面１１４のチャネルの総数と等しくてよい。幾つかの実装形態では、内面のファセット数が、チャネルの総数の整数（例えば、１、２、３・・・）倍に等しい。例えば、チャネル開口部ひいてはチャネル１３０が、内面１２０の２つの、３つ以上のコーナーごとに形成され得る。
【００２７】
保持リング１００の内面１２０は、可撓性の膜２０４の下面２４０とともに、基板受容凹部３００を画定する。保持リング１００は、基板２４２が基板受容凹部３００から脱するのを防止する。一般的に、基板は円形であり、約２００ｍｍ〜約３００ｍｍの直径を有する。保持リング１００に対して基板２４２の位置を移動できるように、上面図又は底面図での凹部３００のサイズは一般的に、基板２４２の面積より大きい。説明のために、保持リング１００の内側半径（ＩＲ）は、保持リングの平面図で、保持リング１００の中心Ｃと、２つの隣り合うコーナー間のファセットのエッジの中心点との間の距離として定義される。内側半径は基板の直径の半分すなわち基板半径より大きく、例えば約１５０ｍｍ〜約１５５ｍｍであり得る。
【００２８】
図２及び６を参照すると、研磨工程中、キャリアヘッド２００、並びにハウジング２０２、膜２０４、及び保持リング１００は、研磨パッド２５０に対して動く。基板２４２は、保持リング１００内面１２０と膜２０４とによって画定される凹部３００内で、キャリアヘッド２００の運動に追従する。この運動中ある時点で、基板２４２は内面１２０の少なくとも２つのファセットに接触する。例えば、図６に示すように、基板２４２が保持リングに対して接触位置「１」にある時点で、基板の外面は、ファセット１７０ｋと１つの接触をなしており、同時にファセット１７０ｌと別の接触をなしている（接触位置はシンボル「×」で示し、位置「１」で表示する）。
【００２９】
２つの接触位置では、基板２４２が保持リング１００の内面１２０に対して滑動しないと仮定すると、基板２４２と内面１２０とは同じ線速度を有する。しかしながら、基板２４２の半径は保持リング１００の内面１２０の半径よりも小さいので、２つの接触位置で、基板２４２と内面１２０とは異なる角速度を有する。結果として、基板２４２が接触位置「１」にある時点の後、保持リング１００に対する基板２４２の位置が変化し、基板２４２と内面１２０との間の接触位置が変化する。換言すれば、基板２４２の中心が動く（例えば、保持リングの中心に対して回転する）。例えば、別の時点では、保持リングに対して基板２４２が接触位置「２」にある。この位置「２」で、基板２４２の外面は、ファセット１７０ｉと１つの接触をなし、同時にファセット１７０ｊと別の接触をなしている。更に別の時点では、基板２４２は保持リングに対して接触位置「３」にある。この位置「３」で、基板の外面はファセット１７０ｈと１つの接触をなし、且つファセット１７０ｇと別の接触をなしている。
【００３０】
図６では、基板２４２が各接触位置（例えば、位置「１」、「２」、又は「３」）で２つのファセットと同時に接触していることを示しているが、基板２４２が、２つのよりも多くのファセット、例えば３つ以上のファセットと各接触位置で同時に接触することも可能である。例えば、各接触位置において接触するファセットの数は、保持リング内面１２０のファセットの総数及び／又は形状、基板２４２と内面１２０との間の半径の差などを制御することにより、制御され得る。ある実施例では各ファセットが同じ寸法及び形状を有し、内面１２０の平面図の対称性が高くてよい。他の実施例では、ファセットが異なる寸法又は形状を有し、内面の断面が非対称であってもよい。例えば、ファセットが概して長方形又は正方形であるように図示されているが、ファセットは他の形状、例えば台形形状を有してもよい。図に示すコーナーは、上面１１２から底面１１４まで延びている。他の実施例では、２つの隣り合うファセット間の幾つかのコーナーが２つの表面１１２、１１４間の全体にわたり延びていなくてもよい。
【００３１】
基板２４２を各接触位置で複数のファセットと同時に接触させることにより、各接触位置で単一の接触が形成される場合と比較して、保持リングの内面１２０の摩耗が低減し得る。例えば、保持リングの内面が、例えば保持リング１００の外面１１０と同様に円筒形である場合、円形の外周を有する基板は各接触位置において単一の接触位置で内面と接触する。複数の接触によって、基板２４２と内面１２０との間の力を複数の接触位置で吸収させることができ、各接触位置それぞれにおける力によって引き起こされる摩耗が低減される。更に、基板と円筒形の表面との間の単一の接触における接触角度は、円筒形の表面の内径に対して直角である。しかしながら、基板２４２が内面１２０と複数のファセットで複数の接触をなす場合、接触角度は内面１２０の内側半径に対して必ずしも直角でない。結果として、９０度の接触角度を有する接触と比較して、保持リングの各接触位置での摩耗が低減される。摩耗の低減により、保持リングの耐用寿命が延びる。
【００３２】
保持リング１００と基板２４２との間の相対的な運動中、基板は、チャネル１３０又は内面１２０のコーナーに位置するチャネル開口部の何れともダイレクトな点どうしの接触をなさない。むしろ基板は内面１２０のファセットと、点−表面接触のみをなしている。一般的に、保持リング１００において、チャネル１３０は、保持リングがリングの他の部分よりも容易に損傷又は破損する傾向にある高ストレス領域を形成する。チャネル１３０と基板２４２との間のダイレクトな点どうしの接触をなくすため、高ストレス領域が、基板２４２と内面１２０との間の力の直接的な影響から守られる。そのような力によって保持リングに対して引き起こされ得る損傷が低減する。結果として保持リングの摩耗が低減し、保持リングを長期間使用できる。
【００３３】
幾つかの研磨プロセスでは、基板２４２と保持リング１００との間の相対的な運動が、研磨済みの基板の非対称性を低減し得、ウエハ内の均一性を向上させる。非対称性を有する研磨済み基板では、研磨済み基板が、角度座標共に変化する厚さ変動を有している。特定の理論に限定するものではないが、単一の接触状態に比べ、基板２４２と保持リング１００との間の複数の接触により、基板２４２がキャリアヘッドに対して回転させることができ、キャリアヘッドからの非対称な圧力分布が存在する場合でもその影響を角度的に分散し、これにより非対称性が発生する可能性又は非対称性の量を低減する。
【００３４】
保持リング１００は、ＣＭＰプロセスに対して化学的に不活性な材料から作製され得る。材料は、基板エッジが保持リング１００に対して接触しても基板のチップ又はクラックが生じない十分な弾性を有すべきである。しかしながら、保持リング１００は、キャリアヘッドが保持リング１００に対し下方への圧力を付与する際に基板受容凹部３００内へと押し出されるほど弾性を有するべきでない。保持リング１００はまた、保持リング１００が磨滅することは容認可能であるものの、耐久性があり且つ低摩耗率を有すべきである。
【００３５】
例えば、保持リング１００は、ＣＭＰプロセスで化学的に不活性なプラスチック製であり得る。そのようなプラスチックは、ショアＤ硬度計で約８０〜９５のデュロメータ測定値を有し得る。一般的に、そのようなプラスチックの弾性率は約０．３〜１．０ｘ１０６ｐｓｉの範囲であり得る。適切なプラスチックは、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリアリールエーテルケトン（ＰＡＥＫ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリベンゾイミダゾール（ＰＢＩ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリエーテルケトンケトン（ＰＥＫＫ）、又は複合材料を含み（例えば、からなり）得る。ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）の利点は、信頼性が高く保持リングの材料としてよく用いられるということである。
【００３６】
保持リング１００は、上述のものに代わり一又は複数の他の特徴も有し得る。幾つかの実装形態で、保持リング１００は、研磨中、保持リングの内部から外部へもしくは外部から内部へと流体（例えば気体又は液体）を通過させるよう、内面から外面まで、水平に延びるか又は保持リング本体を通る水平から小さな角度で延びる、一以上の貫通孔を有する。貫通孔は保持リングの周囲で均等に離間し得る。
【００３７】
保持リング１００の側壁が垂直であるように図示されているが、保持リング１１０がその他の特徴、例えば、基板ローダ内で保持リングをセンタリングすることを助けるか或いは囲んでいるリングの上部内側エッジに対するハードストップを保持リングに提供する、外面にリップ部又は凹部を含んでもよい。幾つかの実装形態で、保持リング１００の内面及び／又は外面がテーパしていてもよい。
【００３８】
上述の保持リングは単一のリングを含んでいるが、幾つかの実装形態では、保持リングが、互いに積み重ねられた２つ以上リング部分の組み合わせを有していてもよい。そのような実装形態で、上述の保持リング１００は、底面が研磨パッドに接触する最も下のリング部分であり得る。保持リング１００のうちのある部分が、他のリング部分に連結するために改変されてもよい。
【００３９】
保持リング及び保持リング部分に関するその他の特徴は、米国特許出願公開第２００５／０１２６７０８号及び米国特許出願公開第２０１３／００３５０２２号に開示されている。これら出願の全内容は、参照により本願に組み込まれる。
【００４０】
その他の特徴は特許請求の範囲に存在する。
【図１】
0006797690.tif 000002
【図２】
0006797690.tif 000003
【図３】
0006797690.tif 000004
【図４】
0006797690.tif 000005
【図５】
0006797690.tif 000006
【図６】
0006797690.tif 000007