(57)【要約】　　　（修正有）【課題】エッジ部の除去速度を減らし、かつより均一に平坦な表面を得るシステムおよび方法を提供する。【解決手段】内面１２６と、底面１２２とを備え、底面１２２と内面１２６は段部を形成し、この段部は、研磨中、パッド１１０がはね返ることを可能とし、段部に少なくとも３つの先端部２００を備え、少なくとも３つの先端部２００は、研磨中、段部の外側で基板１３０を維持することが可能である。【選択図】　　　　図１
2004056110.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内面と、底面とを備え、
前記底面と内面は段部を形成し、この段部は、研磨中、パッドがはね返ることを可能とし、前記段部に少なくとも３つの先端部を備え、該少なくとも３つの先端部は、研磨中、段部の外側で基板を維持することが可能であることを特徴とする研磨装置で用いる基板支持構造。
【請求項２】
前記少なくとも３つの先端部のそれぞれは、少なくとも約１ｍｍの奥行きであることを特徴とする請求項１記載の基板支持構造。
【請求項３】
前記構造は円筒形状であることを特徴とする請求項１記載の基板支持構造。
【請求項４】
前記少なくとも３つの先端部は、少なくとも２対の直径方向に対向した先端部を含んでいることを特徴とする請求項１記載の基板支持構造。
【請求項５】
前記少なくとも３つの先端部は、偶数の先端部を含んでいることを特徴とする請求項１記載の基板支持構造。
【請求項６】
前記少なくとも３つの先端部は、奇数の先端部を含んでいることを特徴とする請求項１記載の基板支持構造。
【請求項７】
前記基板支持構造は、さらに外面を備え、前記外面と底面は第２の段部を形成することを特徴とする請求項１記載の基板支持構造。
【請求項８】
前記基板支持構造は、基板支持構造の外側のパッドから基板支持構造内のパッドにスラリーを移動させることができることを特徴とする請求項７記載の基板支持構造。
【請求項９】
前記基板支持構造は、基板の直径よりわずかに大きい内径を有していることを特徴とする請求項１記載の基板支持構造。
【請求項１０】
前記基板支持構造は、基板の直径より約３０ｍｍから約７５ｍｍ大きい外径を有していることを特徴とする請求項１記載の基板支持構造。
【請求項１１】
前記少なくとも３つの先端部は、丸みを帯びた縁部を有していることを特徴とする請求項１記載の基板支持構造。
【請求項１２】
前記少なくとも３つの先端部は、均等な間隔の少なくとも２つの先端部を含んでいることを特徴とする請求項１記載の基板支持構造。
【請求項１３】
前記少なくとも３つの先端部は、均等でない間隔の少なくとも２つの先端部を含んでいることを特徴とする請求項１記載の基板支持構造。
【請求項１４】
研磨は化学的機械研磨を含むことを特徴とする請求項１記載の基板支持構造。
【請求項１５】
基板を研磨することが可能な研磨パッドと、基板支持構造と、前記パッドにスラリーを供給することが可能なディスペンサとを備えた研磨装置であって、
前記基板支持構造は、内面と、底面とを備え、前記底面と内面は段部を形成し、この段部は、研磨中、パッドを元に戻すことを可能とし、前記段部に少なくとも３つの先端部を備え、該少なくとも３つの先端部は、研磨中、段部の外側の基板を維持することが可能であり、
前記基板支持構造は、研磨パッドに対して基板を回転させることが可能であることを特徴とする研磨装置。
【請求項１６】
前記少なくとも３つの先端部のそれぞれは、少なくとも約１ｍｍの奥行きであることを特徴とする請求項１５記載の研磨装置。
【請求項１７】
前記構造は円筒形状であることを特徴とする請求項１５記載の研磨装置。
【請求項１８】
前記少なくとも３つの先端部は、少なくとも２対の直径方向に対向した先端部を含んでいることを特徴とする請求項１５記載の研磨装置。
【請求項１９】
前記少なくとも３つの先端部は、偶数の先端部を含んでいることを特徴とする請求項１５記載の研磨装置。
【請求項２０】
前記少なくとも３つの先端部は、奇数の先端部を含んでいることを特徴とする請求項１５記載の研磨装置。
【請求項２１】
前記基板支持構造は、さらに外面を備え、前記外面と底面は第２の段部を形成することを特徴とする請求項１５記載の研磨装置。
【請求項２２】
前記基板支持構造は、基板支持構造の外側のパッドから基板支持構造内のパッドにスラリーを移動させることができることを特徴とする請求項２１記載の研磨装置。
【請求項２３】
前記基板支持構造は、基板の直径よりわずかに大きい内径を有していることを特徴とする請求項１５記載の研磨装置。
【請求項２４】
前記基板支持構造は、基板の直径より約３０ｍｍから約７５ｍｍ大きい外径を有していることを特徴とする請求項１５記載の研磨装置。
【請求項２５】
前記少なくとも３つの先端部は、丸みを帯びた縁部を有していることを特徴とする請求項１５記載の研磨装置。
【請求項２６】
前記少なくとも３つの先端部は、均等な間隔の少なくとも２つの先端部を含んでいることを特徴とする請求項１５記載の研磨装置。
【請求項２７】
前記少なくとも３つの先端部は、均等でない間隔の少なくとも２つの先端部を含んでいることを特徴とする請求項１５記載の研磨装置。
【請求項２８】
研磨は化学的機械研磨を含むことを特徴とする請求項１５記載の研磨装置。
【請求項２９】
基板支持構造によって基板を保持し、該基板支持構造は、内面と、底面とを備え、前記底面と内面は段部を形成し、この段部は、研磨中、パッドがはね返ることを可能とし、前記段部に少なくとも３つの先端部を備え、該少なくとも３つの先端部は、研磨中、段部の外側で基板を維持することが可能であり、
研磨パッドにスラリーを供給し、
研磨パッドに対して前記基板支持構造を回転させることを特徴とする方法。
【請求項３０】
前記少なくとも３つの先端部のそれぞれは、少なくとも約１ｍｍの奥行きであることを特徴とする請求項２９記載の方法。
【請求項３１】
前記構造は円筒形状であることを特徴とする請求項２９記載の方法。
【請求項３２】
前記少なくとも３つの先端部は、少なくとも２対の直径方向に対向した先端部を含んでいることを特徴とする請求項２９記載の方法。
【請求項３３】
前記少なくとも３つの先端部は、偶数の先端部を含んでいることを特徴とする請求項２９記載の方法。
【請求項３４】
前記少なくとも３つの先端部は、奇数の先端部を含んでいることを特徴とする請求項２９記載の方法。
【請求項３５】
前記基板支持構造は、さらに外面を備え、前記外面と底面は第２の段部を形成することを特徴とする請求項２９記載の方法。
【請求項３６】
前記基板支持構造は、基板支持構造の外側のパッドから基板支持構造内のパッドにスラリーを移動させることができることを特徴とする請求項３５記載の方法。
【請求項３７】
前記基板支持構造は、基板の直径よりわずかに大きい内径を有していることを特徴とする請求項２９記載の方法。
【請求項３８】
前記基板支持構造は、基板の直径より約３０ｍｍから約７５ｍｍ大きい外径を有していることを特徴とする請求項２９記載の方法。
【請求項３９】
前記少なくとも３つの先端部は、丸みを帯びた縁部を有していることを特徴とする請求項２９記載の方法。
【請求項４０】
前記少なくとも３つの先端部は、均等な間隔の少なくとも２つの先端部を含んでいることを特徴とする請求項２９記載の方法。
【請求項４１】
前記少なくとも３つの先端部は、均等でない間隔の少なくとも２つの先端部を含んでいることを特徴とする請求項２９記載の方法。
【請求項４２】
研磨は化学的機械研磨を含むことを特徴とする請求項２９記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般的に化学的機械研磨（ＣＭＰ）に係り、特に、段部を有したリテーナリングを備えた化学的機械研磨装置および該研磨装置の使用方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＭＰは化学的反応と機械的なバフィング（バフ研磨）の組み合わせである。従来のＣＭＰシステムは、リテーナリングを備えた研磨ヘッドを備えており、該研磨ヘッドは基板（ウエハとして言及してもよい）と同一方向又は反対方向に回転するパッド面に対して基板を保持し回転させる。パッドは充填材を有し成型され薄く切られたポリウレタン（又は他の重合体）又はウレタン被覆フェルトからなり得る。
【０００３】
パッドに対して基板を回転させている間、水酸化カリウム又は水酸化アンモニウム等の反応性が穏やかなエッチング液に懸濁されたシリカ（及び／又は他の砥粒）のスラリーがパッドに供給される。スラリーによる化学反応とパッドによる機械的なバフィング（バフ研磨）の組み合わせによって、基板表面の垂直方向の不整合性（凹凸）が取り除かれ、これによって非常に平坦な表面が形成される。
【０００４】
しかしながら、リテーナリングを用いたＣＭＰシステムにおいては、基板表面を基板の中心からエッジまで均一に研磨することは困難である。特に、ＣＭＰの間、加えられる下方への力によって、パッド材料が基板のエッジ部で変形し、これにより基板のエッジ部における除去量が増加し、平坦でない表面になる。
【０００５】
図１Ａは基板の均一な研磨ができない従来のリテーナリング、基板およびパッドの断面を図示するブロック図である。リテーナリング３０は円筒形状で、ＣＭＰの間、基板４０を保持する。リテーナリング３０は、ＣＭＰの間、研磨パッドに接触する平坦な下面３２と、基板を保持する内面３４と、外面３６と、上面３８と、リテーナリング３０の中空の領域を実質的に覆う上部面５０とを有している。ＣＭＰの間、基板表面と研磨パッド１１０との間の摩擦力によって、基板４０はリテーナリングの後縁４５に押し付けられる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
リテーナリング３０は、基板４０を保持する機能に加えて、研磨工程の間、横方向の運動でパッド１１０を押圧するように作用する。後縁４５でのリテーナリング３０の内面３４に加わる力によって、パッド１１０に加わる圧力が増加し、パッド１１０が「流動化」して基板のエッジ部に向かって変形し、その結果、エッジ部の除去速度が速くなる。
それゆえ、エッジ部の除去速度を減らし、かつより均一に平坦な表面を得るシステムおよび方法が必要とされている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、段部を有したリテーナリングを備えたＣＭＰ装置を提供する。リテーナリングは、基板の直径よりわずかに大きい内径を有したリングである。リテーナリングの内縁は段部になっていて、すなわちリテーナリングの内縁は、基板の高さと略等しい高さを持った開口領域を含んでおり、この開口領域は、例えば、約２ｍｍから約１２ｍｍの範囲であり得る均一な深さを有している。加えて、開口領域は、リテーナリングの内縁に延びるとともに、ＣＭＰの間、基板を保持する先端部を含んでいる。開口領域は、開口領域内で均等な間隔又は均等でない間隔で設けられた３個又はそれ以上の先端部を含んでいる。例えば、開口領域は９０度の間隔で設けられた４つの先端部を含んでいる。パッドの変形が基板の周縁部（エッジ部）の代わりに開口領域で生ずることを可能にすることによって、開口領域は基板の周縁部でのパッドの変形を減ずる。したがって、基板の周縁部における研磨速度は、基板の他の領域における研磨速度とより均一になり、これゆえ、より均一に平坦な基板面になる。
【０００８】
本発明は、さらにＣＭＰの方法を提供する。この方法は、段部を有したリテーナリングによって基板を保持し、パッドにスラリーを供給し、リテーナリングをパッドと同一方向又は反対方向に回転させることからなる。本発明の実施形態においては、前記供給および回転は、同時に及び連続してなし得ることに注目すべきである。
したがって、装置および方法は、リテーナリングに、パッドがはね返る（リバウンド、ｒｅｂｏｕｎｄ）ための開口領域を提供することによって、平坦な基板表面の形成を可能とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次の説明は、当業者が発明を生産し使用することを可能とするためになされ、本件出願およびその必須要件に関連してなされる。実施形態に対する種々の変更は当業者には明らかであり、ここに定義された原理は、本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく、他の実施形態および用途に適用可能である。これゆえ、本発明は、図示された実施形態に限定する意図ではなく、ここに開示された原理、特徴および教示と矛盾のない最も広い範囲と一致する。
非限定的かつ網羅的でない本発明の実施形態を図面を参照して説明する。同様な参照符号は、何ら特別な記載がなければ以下の図面を通して同様な部材に関するものである。
【００１０】
図１Ｂは、第１実施形態により実質的に均一にウエハを研磨する研磨装置１００ａの側断面図を示すブロック図である。研磨装置１００ａは、リテーナリング１２０ａと、スラリーディスペンサ（スラリー供給装置）１７０と、研磨パッド１１０とを備えている。リテーナリング１２０ａは、ＣＭＰの間、研磨パッド１１０に接触するほぼ平坦な下面１２２と、先端部２００（図２）を用いて基板１３０を保持する内面１２６と、外面１２４と、上面１２８とを有した円筒形状の構造である。リテーナリング１２０ａは、リテーナリング１２０ａの中空領域を実質的に覆う上部面１６０を含んでもよい。基板１３０は、珪素表面、金属膜、酸化膜、および表面上の他の種類の膜を含んでいる。研磨パッド１１０は、研磨面上に溝または穴を有した又は有さないポリウレタンまたは他の重合体材料（埋め込まれた化学物質又は砥粒を有した又は有さない）からなっている。
【００１１】
リテーナリング１２０ａは、内面１２６と下面１２２の角部の一部または角部全体の周りに段部形状の止め部を有しており、これにより１又は２以上の開口領域１４０を形成している。各開口領域１４０は、実施形態によって、例えば、約２ｍｍから８ｍｍの幅を有している。開口領域１４０は、パッド１１０が基板１３０に対してはね返る代わりに、パッド１１０がはね返る領域または圧力を及ぼす領域を提供する。本発明の実施形態においては、リテーナリング１２０ａは、基板１３０の外径より、例えば約１ｍｍから２ｍｍ大きい内径１３５（すなわち、リテーナリング１２０ａの中空領域の直径）を有している。例えば、２００ｍｍの基板１３０用のリテーナリング１２０ａは、約２０１から２０２ｍｍの内径を有するであろう。リテーナリング１２０ａは、基板１３０の外径より、例えば約３０ｍｍから７５ｍｍ大きい外径１４５（すなわち、外面１２４の直径）を有している。例えば、３００ｍｍの基板１３０用のリテーナリングは、約３３０ｍｍから３７５ｍｍの外径を有するであろう。リテーナリング１２０ａは、概略、基板と同一の高さかまたは基板より高い高さ、例えば７．５ｍｍの高さを有している。リテーナリング１２０ａは、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド樹脂）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルケトン）またはエルタライト・ティーエックス（Ｅｒｔａｌｙｔｅ　ＴＸ　）（充填ポリエステル）等の重合体からなり得る。
【００１２】
ＣＭＰの間、リテーナリング１２０ａは、先端部２００ａ，２００ｂ，２００ｃおよび２００ｄ（図２）の間に基板１３０を保持する。リテーナリング１２０ａは、リテーナリング１２０ａに対して回転する研磨パッド１１０上に下降される。一実施形態においては、研磨パッド１１０は一方向に回転し、リテーナリング１２０ａは反対方向に回転する。また、パッド１１０は静止しているが、リテーナリング１２０ａがパッド１１０に対して基板１３０を回転させてもよい。さらに、リテーナリング１２０ａは静止しているが、パッド１１０が基板１３０を保持しているリテーナリングに対して回転してもよい。さらに、回転は、中心から偏心していてもよい。
【００１３】
加えて、リテーナリング１２０ａおよび研磨パッド１１０が回転している間、反応性が穏やかなエッチング液に懸濁されたシリカ及び／又は他の砥粒のスラリーがディスペンサ（供給装置）１７０からパッド１１０に供給される。本発明の一実施形態においては、スラリーは市場に出ている煙霧状コロイダルシリカスラリーを含むことができる。摩擦によって、パッド１１０が変形し、後縁１５０でパッド１１０に上方に向かう傾斜を与える。従来のＣＭＰシステムに比べて、この上方に向かうパッドの傾斜は、基板１３０に余分な圧力を及ぼすことがなく、代わりに開口領域１４０内に変形する。したがって、リテーナリング１２０ａを用いたＣＭＰシステムは、従来のＣＭＰシステムと比較して、基板１３０により均一に平坦な表面を達成することが可能となる。
【００１４】
図２はリテーナリング１２０ａ（図１Ｂ）および基板１３０の底面図を示すブロック図である。リテーナリング１２０ａは、底面１２２（図１Ｂ）、外面１２４および内面１２６を有している。内面１２６から数ｍｍ半径方向外側に延び、かつ底面１２２（図１Ｂ）から数ｍｍ（別の実施形態では基板とほぼ等しい高さ）上方に延びているのは、回転中にパッド１１０がはね返るための空間を提供するための開口領域１４０である。開口領域１４０は、内面１２６に延びている４つの先端部２００、すなわち先端部２００ａ，先端部２００ｂ，先端部２００ｃおよび先端部２００ｄによって中断されている（遮られている）。各先端部２００ａ，２００ｂ，２００ｃおよび２００ｄは、数ｍｍ、例えば２０ｍｍまでの幅、約８ｍｍまでの奥行き、および基板の厚さとほぼ等しい高さ、例えば約０．７２５μｍまたはそれ以上の高さを有している。４つの先端部２００は、回転中に基板１３０を保持するように動作する。この実施形態においては、４つの先端部２００は９０度の間隔で設けられている。
【００１５】
リテーナリング１２０ａは異なった数の先端部２００を有することができる。例えば、リテーナリング１２０ａは、１２０度の間隔で設けられた３つの先端部または７２度の間隔で設けられた５つの先端部を有することができる。さらに、先端部２００は均等でない間隔で設けることも可能である。例えば、リテーナリング１２０ａが５つの先端部を有する場合には、間隔は８０度、４９度、１１０度、８９度および３２度でもよい。また、リテーナリング１２０ａのサイズに応じて先端部のサイズは変わってもよい。
【００１６】
図３は、第２実施形態により実質的に均一にウエハを研磨する研磨装置１００ｂの側断面図を示すブロック図である。研磨装置１００ｂは、リテーナリング１２０ｂと、スラリーディスペンサ（スラリー供給装置）１７０と、研磨パッド１１０とを備えている。リテーナリング１２０ｂはリテーナリング１２０ａに概略類似しているが、リテーナリング１２０ｂはパッド１１０がはね返る追加の容量を提供する第２の開口領域３００を含んでいる。この実施形態おいては、リテーナリング１２０ｂは、先端部２００（図４）を用いて基板１３０を保持する内面１２６と、外面１２４と、上面１２８とを有した円筒形状の構造である。リテーナリング１２０ｂは、リテーナリング１２０ｂの中空領域を実質的に覆う上部面１６０を含んでもよい。
【００１７】
リテーナリング１２０ｂは、内面１２６と下面１２２の角部の一部または角部全体の周りに段部形状の止め部を有しており、これにより１又は２以上の開口領域１４０を形成している。さらに、リテーナリング１２０ｂは、外面１２４と底面１２２の角部の一部または角部全体の周りに第２の段部形状の止め部を有しており、これにより１又は２以上の開口領域３００を形成している。各開口領域１４０は、実施形態によって、例えば、約２ｍｍから１２ｍｍの幅を有している。開口領域１４０と開口領域３００は、パッド１１０が基板１３０に対してはね返る代わりに、パッド１１０がはね返る領域または圧力を及ぼす領域を提供する。本発明の実施形態においては、リテーナリング１２０ｂは、基板１３０の外径より、例えば約１ｍｍから２ｍｍ大きい内径１３５（すなわち、リテーナリング１２０ｂの中空領域の直径）を有している。例えば、２００ｍｍの基板１３０用のリテーナリング１２０ｂは、約２０１から２０２ｍｍの内径を有するであろう。リテーナリング１２０ｂは、基板１３０の外径より、約３０ｍｍから約７５ｍｍ大きい外径１４５（すなわち、外面１２４の直径）を有している。例えば、３００ｍｍの基板１３０用のリテーナリングは、約３３０ｍｍから約３７５ｍｍの外径を有するであろう。リテーナリング１２０ｂは、約７．５ｍｍの高さを有している。リテーナリング１２０ｂは、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド樹脂）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルケトン）またはエルタライト・ティーエックス（Ｅｒｔａｌｙｔｅ　ＴＸ　）（充填ポリエステル）等の重合体からなり得る。
【００１８】
ＣＭＰの間、リテーナリング１２０ｂは、先端部２００ａ，２００ｂ，２００ｃおよび２００ｄ（図４）の間に基板１３０を保持する。リテーナリング１２０ｂは、リテーナリング１２０ｂに対して回転する研磨パッド１１０上に下降される。一実施形態においては、研磨パッド１１０は一方向に回転し、リテーナリング１２０ｂは反対方向に回転する。また、パッド１１０は静止しているが、リテーナリング１２０ｂがパッド１１０に対して基板１３０を回転させてもよい。さらに、リテーナリング１２０ｂは静止しているが、パッド１１０が基板１３０を保持しているリテーナリングに対して回転してもよい。さらに、回転は、中心から偏心していてもよい。
【００１９】
加えて、リテーナリング１２０ｂおよび研磨パッド１１０が回転している間、図１Ｂに関連して説明したように、反応性が穏やかなエッチング液に懸濁されたシリカのスラリーがディスペンサ（供給装置）１７０からパッド１１０に供給される。下方への力を与えることによって、パッド１１０が変形し、後縁１５０でパッド１１０に上方に向かう傾斜を与える。従来のＣＭＰシステムに比べて、この上方に向かうパッドの傾斜は、基板１３０に余分な圧力を及ぼすことがなく、代わりに開口領域１４０および開口領域３００内に変形する。リテーナリング１２０ｂの開口領域３００は、従来のリテーナリングよりもスラリーを保持することができるか又は移動させることができる。スラリーは、リテーナリング１２０ｂを介して開口領域３００にある研磨パッド１１０に移動することができる。したがって、リテーナリング１２０ｂを用いたＣＭＰシステムは、従来のＣＭＰシステムと比較して、基板１３０に、より均一に平坦な表面を達成することが可能となる。
【００２０】
図４はリテーナリング１２０ｂ（図３）および基板１３０の底面図を示すブロック図である。リテーナリング１２０ｂは、４つの先端部２００、すなわち先端部２００ａ，先端部２００ｂ，先端部２００ｃおよび先端部２００ｄと、第１開口領域１４０、および第２開口領域３００を含んでいる。各先端部２００ａ，２００ｂ，２００ｃおよび２００ｄは、数ｍｍ、例えば２０ｍｍまでの幅、約１２ｍｍまでの奥行き、およびリテーナリング１２０ｂの許容可能な摩耗の高さにパッド１１０がはね返ることを可能とする高さまたはそれ以上の高さを加えた高さを有している。第１開口領域１４０は、内面１２６から半径方向外側に延びるとともに底面３１０から上方に延びている。第２開口領域３００は、外面１２４から半径方向内方に延びるとともに底面３１０から上方に延びている。上述したように、リテーナリング１２０ｂの先端部２００の数は変わってもよい。例えば、リテーナリング１２０ｂは、均等な間隔又は均等でない間隔の偶数又は奇数の先端部を持つことができる。例えば、リテーナリング１２０ｂは、１２０度の間隔又は均等でない間隔で設けられた３つの先端部を含んでもよい。さらに、リテーナリング１２０ｂは、均等な間隔又は均等でない間隔で設けられた４つ以上の先端部を含んでもよく、例えば基板の全周に沿う１つの先端部のようにしてもよい。
【００２１】
図５ａ、５ｂおよび５ｃは、本発明の第３実施形態に係るリテーナリング５００の斜視図である。リテーナリング５００は、ＣＭＰの間、基板１３０を保持するための複数の先端部５１０を含んでいる。各先端部５１０の間には、基板のエッジ部にはね返る（例えば、余分な圧力を加える）代わりに、パッド１１０がはね返る空間を提供する開口領域５２０がある。２つの隣接する先端部５１０間の各開口領域５２０は、例えば、長さ数ｍｍあるいはそれよりも長くすることができる。
【００２２】
先端部５１０は、数ｍｍ、例えば２０ｍｍまでの幅、約１２ｍｍまでの奥行き、およびリテーナリング５００の許容可能な摩耗の高さにパッド１１０がはね返ることを可能とする高さを加えた高さを有している。ＣＭＰの間、先端部が実質的に充分に基板を保持するために充分な奥行き、幅および高さを持っている限りにおいて、先端部５１０の奥行き、幅および高さは変わることができる。先端部５１０は、基板と同一の高さである必要はない。先端部５１０は、ＣＭＰの間、実質的に基板を維持するために充分な高さのみを必要とする。
【００２３】
図６は、本発明の第４実施形態に係るリテーナリング６００の底面図を示すブロック図である。リテーナリング６００は円筒形状の構造であり、内面６３０を有している。この例においては、リテーナリング６００は８個の先端部６２０を有しており、各先端部６２０は約４ｍｍの奥行きを有し、パッド１１０がはね返るための開口領域６１０を残している。先端部６２０は、数ｍｍまでの幅、例えば２０ｍｍまでの幅を有し、リテーナリング６００の許容できる摩耗にパッド１１０がはね返ることを許容する高さを加えた高さ又はそれより高い高さを有している。開口領域６１０は内面６３０から半径方向外側に延びるとともに底面から上方に延びており、それによって、段部状の構造を形成している。先端部６２０は開口領域６１０内で４５度の間隔で設けられている。先端部６２０が研磨中に基板を実質的に保持するように位置している限りにおいて、先端部６２０は、不均一な間隔で設けることが可能である。
【００２４】
図７は本発明の第５実施形態に係るリテーナリング７００の底面図を示すブロック図である。リテーナリング７００は円筒形状の構造であり、内面７３０を有している。この例においては、リテーナリング７００は３６個の先端部７２０を有しており、各先端部７２０は約２ｍｍの奥行きを有し、パッド１１０がはね返るための開口領域７１０を残している。先端部７２０は、数ｍｍまでの幅、例えば２０ｍｍまでの幅を有し、リテーナリング７００の許容できる摩耗にパッド１１０がはね返ることを許容する高さを加えた高さ又はそれより高い高さを有している。開口領域７１０は内面７３０から半径方向外側に延びるとともに底面から上方に延びており、それによって、段部状の構造を形成している。先端部は１０度の間隔で設けられている。先端部７２０が研磨中に基板を実質的に保持するように位置している限りにおいて、先端部７２０は、不均一な間隔で設けることが可能である。
【００２５】
図８は本発明の第６実施形態に係るリテーナリング８００の底面図を示すブロック図である。リテーナリング８００は円筒形状の構造であり、内面８３０を有している。この例においては、リテーナリング８００は３６個の先端部８２０を有しており、各先端部８２０は４ｍｍの奥行きを有し、パッド１１０がはね返るための開口領域８１０を残している。先端部８２０は、数ｍｍまでの幅、例えば２０ｍｍまでの幅を有し、リテーナリング８００の許容できる摩耗にパッドがはね返ることを許容する高さを加えた高さ又はそれより高い高さを有している。開口領域８１０は内面８３０から半径方向外側に延びるとともに底面から上方に延びており、それによって、段部状の構造を形成している。先端部は１３．８５度の間隔で設けられている。先端部８２０が研磨中に基板を実質的に保持するように位置している限りにおいて、先端部８２０は、不均一な間隔で設けることが可能である。
【００２６】
図９は本発明の第７実施形態に係るリテーナリング９００の底面図を示すブロック図である。リテーナリング９００は円筒形状の構造であり、内面９３０を有している。リテーナリング９００は３６個の先端部９２０を有しており、各先端部９２０は８ｍｍの奥行きを有し、パッド１１０がはね返るための開口領域９１０を残している。先端部９２０は、数ｍｍまでの幅、例えば２０ｍｍまでの幅を有し、リテーナリングの許容できる摩耗にパッドがはね返ることを許容する高さを加えた高さ又はそれより高い高さを有している。開口領域９１０は内面９３０から半径方向外側に延びるとともに底面から上方に延びており、それによって、段部状の構造を形成している。先端部は約１３．８５度の間隔で設けられている。先端部９２０が研磨中に基板を実質的に保持するように位置している限りにおいて、先端部９２０は、不均一な間隔で設けることが可能である。
【００２７】
図１０は従来のリテーナリングと本発明のリテーナリング１２０ａ（図１）の研磨速度を示すチャートである。従来のリテーナリング（オリジナルヘッドとも称する）を用いると、研磨速度は基板のエッジ部で一様ではなく、かつ１７００Å（オングストローム）／ｍｉｎを超えるまで増加している。これに対して、本発明の実施形態に係る段部を有したリテーナリング（修正されたヘッドとも称する）を用いると、基板の全表面にわたってより均一な研磨速度になり、基板のエッジ部における研磨速度の増加ははるかに小さくなっている。したがって、段部を有したリテーナリングを用いることによって、従来のリテーナリングより、はるかに平坦な基板を得ることができる。
【００２８】
図１１は段部を有したリテーナリングを用いる方法１１００を図示するフローチャートである。この方法は、段部を有したリテーナリング１２０ａ，１２０ｂ等によって基板を保持する工程を備えている（１１１０）。次に、スラリーがパッド１１０上に供給される（１１２０）。スラリーは反応性が穏やかなエッチング液に懸濁されたシリカを含んでもよい。スラリーの供給（１１２０）後に、リテーナリングはパッド１１０に対して回転される（１１３０）。そして、この方法１１００は終了する。本発明の別実施形態においては、供給（１１２０）および回転（１１３０）は、異なった順序で行ってもよいし、または実質的に同時に行ってもよい。本発明の別の実施形態においては、リテーナリングかパッドのいずれかが回転されるが、両方は回転されない。
【００２９】
本発明の図示の実施形態の前述の説明は例示のみであって、上述の実施形態および方法について他の変更および修正が前述の教示に照らして可能である。例えば、リテーナリング１２０等の段部を有したリテーナリングは、偶数又は奇数の先端部を有してもよい。また、研磨装置は水平であってもよく、垂直であってもよく、また基板表面を上向きにしてもよいし、基板表面を下向きにしてもよい。研磨装置は、基板をパッドに付勢する単一の機構または複数の機構を含んでもよい。さらに、段部は丸みが付いたエッジまたは湾曲したエッジを有してもよい。上述した実施形態は網羅的であることを意図しているわけではなく、また限定することを意図しているわけでもない。本発明は特許請求の範囲のみによって限定される。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、リテーナリングの内縁は段部になっていて、すなわちリテーナリングの内縁は、基板の高さと略等しい高さを持った開口領域を含んでおり、パッドの変形が基板の周縁部（エッジ部）の代わりに開口領域で生ずることを可能にすることによって、開口領域は基板の周縁部でのパッドの変形を減ずる。したがって、基板の周縁部における研磨速度は、基板の他の領域における研磨速度とより均一になり、これゆえ、より均一に平坦な基板面になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１Ａは従来のリテーナリング、基板およびパッドの断面を図示するブロック図である。図１Ｂは本発明の一実施形態に係るリテーナリング、基板およびパッドの側断面図を示すブロック図である。
【図２】図２は図１Ｂのリテーナリングの底面図を示すブロック図である。
【図３】図３は本発明の第２実施形態に係るリテーナリング、基板およびパッドの側断面図を示すブロック図である。
【図４】図４は図３のリテーナリングの底面図を示すブロック図である。
【図５】図５ａ、５ｂおよび５ｃは、本発明の第３実施形態に係るリテーナリングの斜視図である。
【図６】図６は本発明の第４実施形態に係るリテーナリングの底面図を示すブロック図である。
【図７】図７は本発明の第５実施形態に係るリテーナリングの底面図を示すブロック図である。
【図８】図８は本発明の第６実施形態に係るリテーナリングの底面図を示すブロック図である。
【図９】図９は本発明の第７実施形態に係るリテーナリングの底面図を示すブロック図である。
【図１０】図１０は従来のリテーナリング対図１Ｂのリテーナリングの研磨速度を示すチャートである。
【図１１】図１１は段部を有したリテーナリングを用いる方法を図示するフローチャートである。
【符号の説明】
１００ａ，１００ｂ　　研磨装置
１１０　　研磨パッド
１２０，１２０ａ，１２０ｂ，５００，６００，７００，８００，９００　　リテーナリング
１２２　　下面（底面）
１２４　　外面
１２６，６３０，７３０，８３０，９３０　　内面
１２８　　上面
１３０　　基板
１３５　　内径
１４０，３００，５２０，６１０，７１０，８１０，９１０　　開口領域
１４５　　外径
１６０　　上部面
１７０　　スラリーディスペンサ（スラリー供給装置）
２００，２００ａ，２００ｂ，２００ｃ，２００ｄ，５１０，６２０，７２０，８２０，９２０　　先端部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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