(57)【要約】  いくつかの態様では、回転可能なスピンドル、前記回転可能なスピンドルに結合され、基板を、前記基板の研磨中に研磨パッドに押しつけるように適合される膜、および前記スピンドルに回転可能に結合され、研磨中に前記研磨パッドに押しつけられる基板を囲み、かつ前記研磨ヘッドに対する前記基板の横方向の動きを制限するように適合される保持リングを有する研磨ヘッドを含む化学機械研磨（ＣＭＰ）装置が提供される。前記ＣＭＰ装置はまた、前記保持リングに結合され、前記保持リングを、研磨中に前記スピンドルとは異なる回転速度で駆動するように適合される駆動機構を含む。多数の他の態様が提供される。【選択図】  図３
2015514599.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能なスピンドル、
前記回転可能なスピンドルに結合され、基板を、前記基板の研磨中に研磨パッドに押しつけるように適合される膜、および
前記スピンドルに回転可能に結合され、研磨中に研磨パッドに押しつけられる基板を囲み、かつ前記研磨ヘッドに対する前記基板の横方向の動きを制限するように適合される保持リング
を備える研磨ヘッド、ならびに
前記保持リングに結合され、前記保持リングを、研磨中に前記スピンドルとは異なる回転速度で駆動するように適合される駆動機構
を備える化学機械研磨装置。
【請求項２】
前記駆動機構が、前記保持リングを、研磨中に前記スピンドルとは異なる回転速度で回転させるように適合されるコントローラをさらに備える、請求項１に記載の化学機械研磨装置。
【請求項３】
前記コントローラは、前記駆動機構が、前記保持リングを、研磨中に前記スピンドルの約２倍の回転速度で回転させるように適合される、請求項２に記載の化学機械研磨装置。
【請求項４】
前記コントローラは、前記駆動機構が、前記保持リングを、研磨中に前記スピンドルの約２分の１の回転速度で回転させるように適合される、請求項２に記載の化学機械研磨装置。
【請求項５】
回転可能なスピンドル、
前記回転可能なスピンドルに結合され、基板を、前記基板の研磨中に研磨パッドに押しつけるように適合される膜、および
前記スピンドルに結合され、研磨中に前記研磨パッドに押しつけられる前記基板を囲み、かつ前記研磨ヘッドに対する前記基板の横方向の動きを制限するように適合される保持リング
を有する研磨ヘッドを使用して、前記基板を前記研磨パッドに押しつけること、
前記研磨ヘッドの前記スピンドルおよび膜を、研磨中に第１の回転速度で回転させること、ならびに
前記基板を前記研磨ヘッドの前記膜に対して回転させるために、前記研磨ヘッドの前記保持リングを、研磨中に第２の回転速度で回転させること
を含む、基板を研磨する方法。
【請求項６】
前記第１の速度は、前記第２の速度を下回る、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記第１の速度は、前記第２の速度を上回る、請求項５に記載の方法。
【請求項８】
回転可能なスピンドル、
前記回転可能なスピンドルに結合され、基板を、前記基板の研磨中に研磨パッドに押しつけるように適合される膜、
前記スピンドルに回転可能に結合され、研磨中に研磨パッドに押しつけられる基板を囲み、かつ前記研磨ヘッドに対する前記基板の横方向の動きを制限するように適合される保持リング、および
前記保持リングに結合され、研磨中に基板と接触するように適合され、前記基板を、研磨中に前記スピンドルとは異なる速度で回転可能にするように適合される少なくとも１つの回転機構
を備える研磨ヘッド
を備える化学機械研磨装置。
【請求項９】
前記少なくとも１つの回転機構は、前記保持リングの後方エッジに回転可能に結合される少なくとも１つのローラを備える、請求項８に記載の化学機械研磨装置。
【請求項１０】
前記保持リングは、研磨中に静止している、請求項８に記載の化学機械研磨装置。
【請求項１１】
前記保持リングは、多数の保持リングセクションを備える、請求項８に記載の化学機械研磨装置。
【請求項１２】
前記保持リングは、前記保持リングの前方エッジに沿った、前記保持リングの後方エッジに沿ったものとは異なる数のスラリ溝を有する、請求項８に記載の化学機械研磨装置。
【請求項１３】
前記保持リングは、前記保持リングの前方エッジに沿った、前記保持リングの後方エッジに沿ったものとは異なる幅を有する、請求項８に記載の化学機械研磨装置。
【請求項１４】
回転可能なスピンドル、
前記回転可能なスピンドルに結合され、基板を、前記基板の研磨中に研磨パッドに押しつけるように適合される膜、
前記スピンドルに結合され、研磨中に前記研磨パッドに押しつけられる前記基板を囲み、かつ前記研磨ヘッドに対する前記基板の横方向の動きを制限するように適合される保持リング、および
前記保持リングに結合され、研磨中に前記基板と接触するように適合され、前記基板を、研磨中に前記スピンドルとは異なる速度で回転可能にするように適合される少なくとも１つの回転機構
を有する研磨ヘッドを使用して、前記基板を前記研磨パッドに押しつけること、
前記研磨ヘッドの前記スピンドルおよび膜を、研磨中に第１の回転速度で回転させること、ならびに
前記基板を前記研磨ヘッドの前記膜に対して回転させるために、前記研磨ヘッドの前記保持リングに結合された前記少なくとも１つの回転機構を、研磨中に第２の回転速度で回転させること
を含む、基板を研磨する方法。
【請求項１５】
前記少なくとも１つの回転機構は、前記保持リングの後方エッジに回転可能に結合される少なくとも１つのローラを備える、請求項１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願
本出願は、全ての目的のためにその全体の参照により本明細書に組み込まれる、米国特許出願第１３／４５９，０７５、２０１２年４月２７日出願のタイトル「化学機械研磨中のアクティブ基板歳差運動のための方法および装置」（代理人整理番号１７２６８）から優先権を主張する。    
【０００２】
本発明は、半導体デバイス処理に関し、より具体的には、化学機械研磨中のアクティブ基板歳差運動に関する。
【背景技術】
【０００３】
半導体デバイスの製造中に、多数の材料層は、電子回路および／または電気的接続を基板上に形成するために、堆積され、パターン形成され、かつエッチングされる。多くの場合、基板の上面は、処理工程の間に平坦化することができる。このような平坦化は、一般的には、エッチバック工程または化学機械研磨（ＣＭＰ）を使用して実行される。
【０００４】
ＣＭＰ中に、基板は、表を下にして研磨パッド上に置かれ、スラリの存在下で研磨ヘッドを介して研磨パッドに押しつけられ、研磨パッドに対して回転させられる。スラリは、基板からの材料除去を促進する研磨粒子および／または化学物質を含むことができる。研磨は、基板上に平面を形成するために、材料が十分に除去されるまで続けられる。
【０００５】
ＣＭＰ中に基板全体で均一性を維持することは、基板上に形成されるデバイスの均一な層の厚さを保証するために重要である。しかし、基板の表面全体で厚さの均一性を維持することは困難である。これは、より大きな直径の基板に特に当てはまる。したがって、特に大きな基板サイズに対して、化学機械研磨中に均一性を向上させるための方法および装置が必要である。
【発明の概要】
【０００６】
いくつかの態様では、（ａ）回転可能なスピンドル、（ｂ）前記回転可能なスピンドルに結合され、基板を、前記基板の研磨中に研磨パッドに押しつけるように適合される膜、および（ｃ）前記スピンドルに回転可能に結合され、研磨中に研磨パッドに押しつけられる基板を囲み、かつ研磨ヘッドに対する前記基板の横方向の動きを制限するように適合される保持リングを有する研磨ヘッドを含む化学機械研磨（ＣＭＰ）装置が提供される。前記ＣＭＰ装置はまた、前記保持リングに結合され、前記保持リングを、研磨中に前記スピンドルとは異なる回転速度で駆動するように適合される駆動機構を含む。  
【０００７】
いくつかの態様では、（ａ）回転可能なスピンドル、（ｂ）前記回転可能なスピンドルに結合され、基板を、前記基板の研磨中に研磨パッドに押しつけるように適合される膜、（ｃ）前記スピンドルに結合され、研磨中に研磨パッドに押しつけられる基板を囲み、研磨ヘッドに対する前記基板の横方向の動きを制限するように適合される保持リング、および（ｄ）前記保持リングに結合され、研磨中に基板と接触するように適合され、かつ前記基板を、研磨中に前記スピンドルとは異なる速度で回転可能にするように適合される少なくとも１つの回転機構を有する研磨ヘッドを含む化学機械研磨装置が提供される。
【０００８】
いくつかの態様では、（ａ）回転可能なスピンドル、（ｂ）前記回転可能なスピンドルに結合され、前記基板を、前記基板の研磨中に前記研磨パッドに押しつけるように適合される膜、および（ｃ）前記スピンドルに回転可能に結合され、研磨中に前記研磨パッドに押しつけられる前記基板を囲み、前記研磨ヘッドに対する前記基板の横方向の動きを制限するように適合される保持リングを有する研磨ヘッドを使用して、前記基板を研磨パッドに押しつけることを含む、基板を研磨する方法が提供される。方法は、前記研磨ヘッドの前記スピンドルおよび膜を、研磨中に第１の回転速度で回転させること、および前記基板を前記研磨ヘッドの前記膜に対して回転させるために、前記研磨ヘッドの前記保持リングを、研磨中に第２の回転速度で回転させることを含む。
【０００９】
いくつかの態様では、（ａ）回転可能なスピンドル、（ｂ）前記回転可能なスピンドルに結合され、前記基板を、前記基板の研磨中に前記研磨パッドに押しつけるように適合される膜、（ｃ）前記スピンドルに結合され、研磨中に前記研磨パッドに押しつけられる前記基板を囲み、かつ前記研磨ヘッドに対する前記基板の横方向の動きを制限するように適合される保持リング、および（ｄ）  前記保持リングに結合され、研磨中に基板と接触するように適合され、かつ前記基板を、研磨中に前記スピンドルとは異なる速度で回転可能にするように適合される少なくとも１つの回転機構を有する研磨ヘッドを使用して、前記基板を研磨パッドに押しつけることを含む、基板を研磨する方法が提供される。方法は、前記研磨ヘッドの前記スピンドルおよび膜を、研磨中に第１の回転速度で回転させること、および前記基板を前記研磨ヘッドの前記膜に対して回転させるために、前記研磨ヘッドの前記保持リングに結合される前記少なくとも１つの回転機構を、研磨中に第２の回転速度で回転させることを含む。
【００１０】
多数の他の態様が提供される。本発明の他の特徴及び態様は、以下の詳細な説明、添付された特許請求の範囲、および続く図面からより完全に明らかになるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、実施形態による基板を研磨するための例示的な化学機械平坦化システムの側面図を示す概略図である。
【図２Ａ】図２Ａは、本発明の実施形態による、研磨中の基板および保持リングの上面概略図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、本発明の実施形態による、研磨中の基板および保持リングの上面概略図である。
【図３】図３は、本発明により提供される例示的な研磨システムの第１の実施形態の概略側面図である。
【図４Ａ】図４Ａは、本発明に従って提供される例示的な研磨システムの第２の実施形態の概略側面図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、本発明による、図４Ａの研磨システムの例示的な実施形態の概略上面図である。
【図４Ｃ】図４Ｃは、本発明による、図４Ａの研磨システムの例示的な実施形態の概略上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明は、大きい基板（例えば、半導体ウエハ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）または太陽電池に使用されるガラス基板、もしくはその他の類似の基礎となる層／構造および／または支持層／構造）の化学機械研磨中の均一性を向上させるための方法および装置を提供する。
【００１３】
上述のように、ＣＭＰ中に、基板は、表を下にして研磨パッド上に置かれ、研磨ヘッドを介して研磨パッドに押しつけられ、研磨パッドに対して回転させられる。基板が研磨パッドに押しつけられ、研磨パッドに対して回転させられるときに、研磨粒子および／または化学物質を含むスラリが、基板からの材料除去を促進するために、研磨パッドに供給されてもよい。この方法では、基板の上面は、平坦化することができる。
【００１４】
図１は、本発明による、基板を研磨するための例示的な化学機械平坦化（ＣＭＰ）システム１００の側面図を示す。システム１００は、研磨される基板（図１に示されず）を受け取り、基板を、研磨ヘッド１０４が選ぶ場所に保持するためのロードカップアセンブリ１０２を含む。研磨ヘッド１０４は、ヘッド１０４を、ロードカップアセンブリ１０２と回転プラテン１１０上の研磨パッド１０８との間に移動させるように動作するアーム１０６によって支持される。動作では、研磨ヘッド１０４は、基板を、ロードカップアセンブリ１０２からピックアップし、研磨パッド１０８に運ぶ。研磨パッド１０８がプラテン１１０上を回転すると、ヘッド１０４は、回転し、基板を研磨パッド１０８に対して押し下げる。例えば、研磨ヘッド１０４内の拡張可能な膜１１１は、基板に接触し、基板を研磨パッド１０８に押しつけることができる。示される実施形態では、研磨パッド１０８の直径が、基板の直径の２倍を上回ることに留意されたい。他のプラテン、研磨パッドおよび／または基板のサイズが使用されてもよい。
【００１５】
図２Ａ〜２Ｂを参照すると、基板２０２を研磨ヘッド１０４の下の位置に維持するために、研磨ヘッド１０４は、基板２０２を囲み、研磨中に基板の横方向の動きを制限する保持リング２０４を含む。基板２０２は、保持リング２０４の直径Ｄ２よりもわずかに小さな直径Ｄ１を有する（図２Ａ〜２Ｂで実際より拡大して示される基板２０２と保持リング２０４との間に間隙２０６を形成する）。いくつかの実施形態では、他の間隙サイズが使用されてもよいが、間隙２０６は、約０．０１インチとすることができる。
【００１６】
研磨中の研磨パッド１０８の回転は、図２Ｂに示されるように、基板２０２を保持リング２０４に押しつける力を生成する（基板２０２の回転の中心が、研磨ヘッド１０４および保持リング２０４の回転の中心と一致しない原因となる）。先述のように、研磨ヘッド１０４は、研磨中に回転し、これにより、保持リング２０４は、同様に回転する。この保持リング２０４の回転は、基板２０２および保持リング２０４の回転の中心のずれのために歯車に類似した方法で、基板２０２の回転（歳差運動）を引き起こす。（基板２０２を研磨パッド１０８に押しつけるために使用される研磨ヘッド１０４の膜１１１は、通常は低い摩擦係数を有し、基板２０２を研磨中に研磨ヘッド１０４の膜に対して回転可能にすることに留意されたい。）
【００１７】
研磨ヘッド１０４内の位置合わせおよび／または公差のために、研磨ヘッド１０４は、基板２０２を研磨パッド１０８に押しつけるときに、非同心の圧力プロファイルを生成することができる。このような非同心の圧力プロファイルは、基板２０２上に非同心のおよび／または非対称の研磨プロファイルを生成することがあり、それゆえに望ましくない。しかしながら、上記のような、研磨中の研磨ヘッド１０４に対する基板２０２の回転（歳差運動）は、研磨ヘッド１０４によって生成される非同心の圧力プロファイルの影響を軽減することができる。例えば、３００ｍｍの基板について、基板２０２と保持リング２０４との直径の不一致は、通常、基板２０２が、研磨中に研磨ヘッド１０４に対して約１８０度以上、歳差運動できるほど十分に大きい。これは、一般的に、そうでなければ研磨ヘッドの非同心の圧力プロファイルから生じる可能性のある任意の非対称な研磨プロファイルを減らすおよび／または覆い隠すために、十分である。しかしながら、任意の非対称な研磨プロファイルは、望ましくない。さらに、４５０ｍｍの基板など大きな基板サイズにとって、非対称な研磨プロファイルは、より際立つだろう。例えば、保持リング２０４に対する基板の歳差運動の量は、基板と保持リングとの間の間隙を、基板の直径で割ったものに比例する：
歳差運動の量  〜  （Ｄ２−Ｄ１）／Ｄ１＝（ｇａｐ２０６）／Ｄ１
したがって、間隙２０６が相対的に一定である場合、基板のサイズが増加するにつれ、研磨中の基板２０２の歳差運動の量は減少する。この減少した歳差運動では、非同心の研磨ヘッド圧力プロファイルから生じる非対称な研磨プロファイルを覆い隠すには不十分であるかもしれない。
【００１８】
本発明の実施形態によれば、研磨中の基板の歳差運動の量に関するアクティブ制御を可能にする研磨ヘッド／保持リング構成が用いられる。このような「アクティブ歳差運動」により、基板は、非同心の研磨ヘッド圧力プロファイルから生じる非対称な研磨プロファイルを減らすおよび／または最小にするために十分に歳差運動をすることができる。これは、任意のサイズの基板（例えば、２００ｍｍ、３００ｍｍ、４５０ｍｍ、または他のサイズの半導体ウエハ、もしくはその他の基板の型またはサイズ）に有益である。
【００１９】
図３は、本発明により提供される例示的な研磨システム３００の第１の実施形態の概略側面図である。図３を参照すると、研磨システム３００は、コントローラ３０２に結合される研磨ヘッド１０４を含む。コントローラ３０２は、コンピュータ、マイクロコントローラ、プログラマブルロジックコントローラまたはその他の適するコントローラとすることができる。
【００２０】
研磨ヘッド１０４は、１または複数のベアリングアセンブリ３０６を介して、保持リング２０４に回転可能に結合される中央スピンドル３０４を含む。膜３０８は、中央スピンドル３０４に結合され、基板２０２と接触し、基板２０２を研磨パッド１０８に押しつけることができる。膜３０８は、拡張し、基板２０２を研磨パッド１０８に押しつけるように適合される。例えば、膜３０８は、液体または気体で満たされたブラダーとすることができる。いくつかの実施形態では、基板２０２と接触する膜３０８の一部は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）または類似の材料のような低摩擦材料とすることができる。
【００２１】
スピンドル３０４および保持リング２０４が異なる回転速度で駆動できるように、スピンドル３０４は、第１の駆動機構３１０に結合され、保持リング２０４は、第２の駆動機構３１２に結合される。いくつかの実施形態では、単一の駆動機構は、スピンドル３０４および保持リング２０４を異なる速度で回転させるために、適する歯車装置および／またはベルトを介して使用することができる。１または複数のモーターのような、任意の適する駆動機構が使用されてもよい。コントローラ３０２は、以下でさらに説明されるように、スピンドル３０４および／または保持リング２０４の研磨中の回転を指示するためのコンピュータプログラムコードを含むことができる。
【００２２】
ベアリングアセンブリ３０６は、保持リング２０４を膜３０８と同心に維持し、ボールベアリング、ローラベアリング、スライドベアリング、トラックベアリング、非接触ベアリングなどのような任意の適するベアリングアセンブリを備えることができる。ボールおよびレースなどのベアリングアセンブリ３０６の構成要素は、急速に分解しないように、または研磨されている基板を汚染する可能性のある粒子を生成しないように、研磨システム３００内の化学機械研磨中に使用される化学物質と適合する材料から形成することができる。例えば、ベアリングアセンブリ３０６は、適するポリマー材料から形成することができる。代替的に又は付加的に、ベアリングアセンブリ３０６は、密閉され、密封され、またはそうでなければ研磨材から分離することができる。
【００２３】
動作において、基板２０２は、研磨パッド１０８上に配置され、研磨ヘッド１０４により（膜３０８の拡張を介して）、研磨パッド１０８に押しつけられる。保持リング２０４は、研磨ヘッド１０４内で基板２０２を囲み、また研磨パッド１０８と接触する。適する研磨材スラリ（図示されず）は、基板２０２の研磨前および／または研磨中に、研磨パッド１０８に適用することができることに留意されたい。
【００２４】
コントローラ３０２により、駆動装置３１０は、矢印３１４により示されるように、スピンドル３０４および膜３０８を回転させ、かつ駆動装置３１２は、矢印３１６により示されるように保持リング２０４を回転させる。研磨パッド１０８はまた、コントローラ３０２または別のコントローラ（図示されず）の制御下で、同一のまたは異なる駆動機構を使用して、回転させられる。先述のように、研磨パッド１０８の回転により、基板２０２は、矢印３１８により示されるように、スライドして保持リング２０４と接触する。
【００２５】
いくつかの実施形態では、保持リング２０４は、スピンドル３０４よりも高速で回転する。他の実施形態では、保持リング２０４は、スピンドル３０４よりも低速で回転する。どちらの場合でも、保持リング２０４およびスピンドル３０４は、基板３０２が膜３０８に対してアクティブに歳差運動するように（例えば、基板２０２が研磨中に膜３０８の下で完全に回転するように）、異なる速度で回転する。
【００２６】
１または複数の実施形態では、スピンドル３０４が、毎分回転数（ＲＰＭ）約１０〜約１５０の速度で回転することができるのに対し、保持リング２０４は、ＲＰＭ約５〜約３００の速度で回転することができる。例えば、いくつかの実施形態では、保持リング２０４が、スピンドル３０４の約半分の回転速度で回転することができるのに対し、他の実施形態では、保持リング２０４は、スピンドル３０４の約２倍の回転速度で回転することができる。スピンドル３０４および／または保持リング２０４に対して、他の回転速度を使用することもできる。保持リング２０４は、スピンドル３０４が回転する時間の一部または全時間にわたり回転することができ、および／または研磨中に１または複数回、静止状態を維持することができる。さらに、いくつかの実施形態では、保持リング２０４は、研磨中に回転方向を切り替えることができる。
【００２７】
基板２０２の研磨は、所望量の材料が基板２０２から除去されるまでつづく。保持リング２０４がスピンドル２０４とは異なる速度で回転するので、基板２０２は、膜３０８に対してアクティブに歳差運動を行い、非同心のまたはそうでなければ非対称の研磨ヘッド圧力プロファイルは、研磨中に平均化される（例えば、より均一な研磨を形成するなど）。これは、任意のサイズの基板（例えば、２００ｍｍ、３００ｍｍ、４５０ｍｍ、または他のサイズの半導体ウエハ、もしくはその他の基板の型またはサイズ）に有益である。
【００２８】
図４Ａは、本発明により提供される例示的な研磨システム４００の第２の実施形態の概略側面図である。図４Ａの研磨システム４００は、図３の研磨システム３００に類似する。しかしながら、図４Ａの研磨システム４００において、保持リング２０４は、カップリング４０２により示されるように、研磨中に静止状態を保ち、１または複数のローラ４０４は、研磨中に膜３０８に対して基板２０２を回転させるために用いられる。図４Ｂは、２つのローラ４０４ａおよび４０４ｂを示す研磨システム４００の概略上面図である。他の数（例えば、３、４、５、など）のローラを使用することができることが理解されるだろう。
【００２９】
ローラ４０４ａおよび４０４ｂは、例えば、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエチレンテレフタラートなどの任意の適する材料から形成することができる。ローラ４０４ａ〜ｂの例示的な直径は、約０．５〜約２インチの範囲とすることができる。いくつかの実施形態では、ローラ４０４ａ〜ｂは、約１〜５インチ離間してもよい。他の材料、サイズおよび／または間隔が、ローラに対して使用されてもよい。
【００３０】
コントローラ３０２により、駆動装置３１０は、矢印３１４により示されるように、スピンドル３０４および膜３０８を回転させ、かつ駆動装置３１２は、矢印４１６により示されるように、ローラ４０４ａおよび４０４ｂを回転させる。いくつかの実施形態では、単一の駆動機構が、適切なベルト、歯車などの使用を介して、スピンドル３０４、ローラ４０４ａおよび／またはローラ４０４ｂを回転させるために使用でき、もしくは別個の駆動機構が、図４Ａに示されるように使用できる。研磨パッド１０８はまた、コントローラ３０２または他のコントローラ（図示されず）の制御下で、同一のまたは異なる駆動機構を使用して、回転させられる。研磨パッド１０８の回転により、基板２０２は、矢印４１８により示されるように、スライドしてローラ４０４ａおよび４０４ｂと接触する。この領域を、保持リング２０４の後方エッジと呼ぶことができるのに対し、反対側を、保持リング２０４の前方エッジと呼ぶことができる。
【００３１】
いくつかの実施形態では、ローラ４０４ａおよび４０４ｂは、スピンドル３０４よりも高速で回転する。他の実施形態では、ローラ４０４ａおよび４０４ｂは、スピンドル３０４よりも低速で回転する。どちらの場合でも、ローラ４０４ａ〜ｂおよびスピンドル３０４は、基板３０２が膜３０８に対してアクティブに歳差運動するように（例えば、基板２０２が研磨中に膜３０８の下で完全に回転するように）、異なる速度で回転する。
【００３２】
１または複数の実施形態では、スピンドル３０４が、毎分回転数（ＲＰＭ）約１０〜約１５０の速度で回転することができるのに対し、ローラ４０４ａ〜ｂは、（ローラの直径次第で）ＲＰＭ約３０〜約３６００の速度で回転することができる。例えば、いくつかの実施形態では、ローラ４０４ａ〜ｂは、基板２０２がスピンドル３０４の約半分の回転速度で回転するように、回転することができるのに対し、他の実施形態では、ローラ４０４ａ〜ｂは、基板２０２がスピンドル３０４の約２倍の回転速度で回転するように、回転することができる。他の回転速度が、スピンドル３０４および／またはローラ４０４ａ〜ｂに対して使用されてもよい。ローラ４０４ａ〜ｂは、スピンドル３０４が回転する時間の一部または全時間にわたり回転することができ、ならびに／もしくは研磨中に１または複数回、静止状態を維持することができる。さらに、いくつかの実施形態では、ローラ４０４ａ〜ｂは、研磨中に回転方向を切り替えることができる。
【００３３】
基板２０２の研磨は、所望量の材料が基板２０２から除去されるまでつづく。ローラ４０４ａ〜ｂがスピンドル２０４とは異なる速度で回転するので、基板２０２は、膜３０８に対してアクティブに歳差運動を行い、任意の非同心のまたはそうでなければ非対称の研磨ヘッド圧力プロファイルは、研磨中に平均化される（例えば、より均一な研磨を形成するなど）。これは、任意のサイズの基板（例えば、２００ｍｍ、３００ｍｍ、４５０ｍｍ、または他のサイズの半導体ウエハ、もしくはその他の基板の型またはサイズ）に有益である。
【００３４】
概して、保持リング２０４は、例えば、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエチレンテレフタラートなどの任意の適する材料から形成することができる。図４Ａ〜４Ｃにおけるような、ローラ４０４が用いられる実施形態では、保持リング２０４は、基板エッジ研磨動作を向上させるために修正することができる。例えば、スラリの研磨ヘッド１０４への流入を可能にするために使用される特徴は、用途に応じて修正することができる。いくつかの実施形態では、研磨中にスラリを蓄積させることが望ましく、それゆえに追加のスラリ溝は、保持リング２０４の後方エッジ（ローラ４０４ａ〜ｂ付近）に対して、保持リング２０４の前方エッジに沿って提供することができる。同様に、いくつかの実施形態では、研磨中にスラリをほとんど蓄積させないことが望ましく、それゆえ、保持リング２０４の前方エッジに沿ってよりも、保持リング２０４の後方エッジ（ローラ４０４ａ〜ｂ付近）に沿った方が、多くのスラリ溝を提供することができる。同様に、研磨中にパッドのはね返りをより上手く制御するために、保持リング２０４の前方エッジに対して、保持リング２０４の後方エッジに沿って、異なる力を加えることができる。同様に、保持リング２０４は、保持リング２０４の後方および前方エッジに沿って、異なる形状寸法（例えば、幅）を有することができる。
【００３５】
保持リング２０４は、単一のリングセクションとして示されているが、保持リング２０４は、図４Ｃのリングセクション２０４ａおよび２０４ｂにより示されるように、複数のリングセクションを備えることができると理解されるだろう。２つより多いリングセクションを、内側または外側のリングセクションとして使用することができる。図４Ｄは、保持リング２０４の後方エッジに沿ったスラリ溝４２０ｂよりも大きなおよび／または多くの、保持リング２０４の前方エッジに沿ったスラリ溝４２０ａを有する保持リング２０４を示す。このような配置は、必要に応じて逆にすることができる。図４Ｅは、保持リング２０４の後方エッジに沿ったものよりも幅の広い、保持リング２０４の前方エッジに沿った保持リング２０４を示す。このような配置は、必要に応じて逆にすることができる。
【００３６】
したがって、本発明は、その例示的な実施形態に関連して開示されたが、他の実施形態が、以下の特許請求の範囲によって定義される、本発明の範囲に含まれうると理解されるべきである。
【図１】
2015514599.tif 000003
【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【国際調査報告】
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