JP2001025963A - 化学的機械的研磨のためのリテーニングリングとそれの使用法 - Google Patents
化学的機械的研磨のためのリテーニングリングとそれの使用法Info
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
- B24B37/27—Work carriers
- B24B37/30—Work carriers for single side lapping of plane surfaces
- B24B37/32—Retaining rings
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
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- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 基板除去率及び（又は）基板除去均一性を向
上させること。 【解決手段】 半導体ウェーハ等の基板を化学的機械的
に研磨するための方法と装置は研磨工程のうちに基板を
適切にホルディングさせるためにリテーニングリングを
使用する。リテーニングリングは特にウェーハの周辺領
域での研磨均一性を向上させ（向上させることや）化学
的機械的研磨（chemical mechanical polishing；“CM
P”）システムの除去率を向上させるために使用される
表面特性を有する。特性は研磨のうちに基板下部のCMP
研磨パッドと接触して平坦化させるCMPリテーニングリ
ングとパッドの接触面上でリセス（recesses）及び（又
は）突出（protrusions）である。エッジ近傍で、表面
特性が研磨のうちに研磨パッド表面を調節しもう一度配
列されスラリーがよく転送されるようにする。
上させること。 【解決手段】 半導体ウェーハ等の基板を化学的機械的
に研磨するための方法と装置は研磨工程のうちに基板を
適切にホルディングさせるためにリテーニングリングを
使用する。リテーニングリングは特にウェーハの周辺領
域での研磨均一性を向上させ（向上させることや）化学
的機械的研磨（chemical mechanical polishing；“CM
P”）システムの除去率を向上させるために使用される
表面特性を有する。特性は研磨のうちに基板下部のCMP
研磨パッドと接触して平坦化させるCMPリテーニングリ
ングとパッドの接触面上でリセス（recesses）及び（又
は）突出（protrusions）である。エッジ近傍で、表面
特性が研磨のうちに研磨パッド表面を調節しもう一度配
列されスラリーがよく転送されるようにする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は基板の研磨に関した
ことで、もっと具体的には基板を研磨する途中に基板を
リテーニングするためのリテーニングリングに関したこ
とである。特に、本発明はCMPシステムの研磨均一性及
び（又は）除去率を向上させるための表面特性を有する
リテーニングリングに関したことである。
ことで、もっと具体的には基板を研磨する途中に基板を
リテーニングするためのリテーニングリングに関したこ
とである。特に、本発明はCMPシステムの研磨均一性及
び（又は）除去率を向上させるための表面特性を有する
リテーニングリングに関したことである。
【０００２】
【従来の技術】半導体製造に使用されるシリコン基板及
びウェーハのような薄い基板はCMPシステムを使用して
研磨されることや平坦化される。一般的に、CMPシステ
ムはキャリアプレート（carrier plate）又は圧力板（p
ressure plate）と回転可能な研磨テーブル（polishing
table）又はプラテン（platen）によって支持される研
磨パッド（polishing pad）の間に位置した基板と共に
作動する。円形のリテーニングリングは普通キャリアプ
レートに連結される。研磨をする間、基板（例えば、半
導体ウェーハ）はリテーニングリングによってキャリア
プレートと研磨パッドの間に配置される。キャリアプレ
ート及び（又は）研磨パッドは密着して異なるに運動し
て研磨動作を基板に伝達する。研磨パッド及び（又は）
キャリアプレート（基板含み）は一般的に回転速度が違
って研磨パッドと基板表面の間で相対的に運動すること
になる。研磨パッドと基板表面の間で側面と側面からの
運動やはり伝達される。コロイドシリカースラリー（co
lloidal silica slurry）のような研磨スラリー（abras
ive slurry）が研磨パッドと基板に提供され研磨を促進
することになる。
びウェーハのような薄い基板はCMPシステムを使用して
研磨されることや平坦化される。一般的に、CMPシステ
ムはキャリアプレート（carrier plate）又は圧力板（p
ressure plate）と回転可能な研磨テーブル（polishing
table）又はプラテン（platen）によって支持される研
磨パッド（polishing pad）の間に位置した基板と共に
作動する。円形のリテーニングリングは普通キャリアプ
レートに連結される。研磨をする間、基板（例えば、半
導体ウェーハ）はリテーニングリングによってキャリア
プレートと研磨パッドの間に配置される。キャリアプレ
ート及び（又は）研磨パッドは密着して異なるに運動し
て研磨動作を基板に伝達する。研磨パッド及び（又は）
キャリアプレート（基板含み）は一般的に回転速度が違
って研磨パッドと基板表面の間で相対的に運動すること
になる。研磨パッドと基板表面の間で側面と側面からの
運動やはり伝達される。コロイドシリカースラリー（co
lloidal silica slurry）のような研磨スラリー（abras
ive slurry）が研磨パッドと基板に提供され研磨を促進
することになる。
【０００３】CMPシステムのキャリアプレートとリテー
ニングリングはCMP装備のヘッドアセンブリ（head asse
mbly）の一部である。キャリアプレートはキャリア基板
表面に対して基板をリテーニングリングするための真空
ポート（vacuum ports）又は他の装置に構成される。リ
テーニングリングは研磨の中にキャリアプレートで基板
が離脱（dislodgement）することを防止する。従来に
は、リテーニングリングがキャリアプレートに固着され
リテーニングリングのパッド側面が研磨の中に研磨パッ
ド表面に接触されなかった。代わりに基板がリテーニン
グリングの表面以上に拡張されリテーニングリングに接
触する前に研磨パッドに接触して、基板表面が研磨され
る。研磨の中に基板がリテーニングリング以上に拡張さ
れるから、基板がたまにリテーニングリングと研磨パッ
ドの間にある隙間に抜け出ることができる。
ニングリングはCMP装備のヘッドアセンブリ（head asse
mbly）の一部である。キャリアプレートはキャリア基板
表面に対して基板をリテーニングリングするための真空
ポート（vacuum ports）又は他の装置に構成される。リ
テーニングリングは研磨の中にキャリアプレートで基板
が離脱（dislodgement）することを防止する。従来に
は、リテーニングリングがキャリアプレートに固着され
リテーニングリングのパッド側面が研磨の中に研磨パッ
ド表面に接触されなかった。代わりに基板がリテーニン
グリングの表面以上に拡張されリテーニングリングに接
触する前に研磨パッドに接触して、基板表面が研磨され
る。研磨の中に基板がリテーニングリング以上に拡張さ
れるから、基板がたまにリテーニングリングと研磨パッ
ドの間にある隙間に抜け出ることができる。
【０００４】基板が抜け出る可能性を減らしてエッジの
均一性（edge uniformity）を向上させるために、別途
に作動するリテーニングリングとキャリアプレート又は
圧力板を有するCMPヘッドアセンブリが持続的に開発さ
れている。このようなシステムは“米国特許第 5,681,2
15 号明細書”に開示されている。システムで、個別的
に研磨パッド表面側に動いたり表面から遠くになるよう
に構成されるリテーニングリングとキャリアリングはお
互いに連結されている。従って、研磨工程の中に研磨パ
ッドに接触する位置にリテーニングリングが配置される
ように調節して基板が抜け出る可能性を減らすことにな
る。このようなシステムを使用して、リテーニングリン
グが基板に前に研磨パッドに接触するように調節されな
がらヘッドアセンブリ及び基板が研磨パッドに密着する
ことになる。一旦リテーニングリングが研磨パッドに接
触されると、基板下部面（又は研磨された表面）と研磨
パッド表面の間に所望の量の圧力を生成させるためにキ
ャリアプレートが研磨パッドに比例して個別的に調節さ
れることができる。
均一性（edge uniformity）を向上させるために、別途
に作動するリテーニングリングとキャリアプレート又は
圧力板を有するCMPヘッドアセンブリが持続的に開発さ
れている。このようなシステムは“米国特許第 5,681,2
15 号明細書”に開示されている。システムで、個別的
に研磨パッド表面側に動いたり表面から遠くになるよう
に構成されるリテーニングリングとキャリアリングはお
互いに連結されている。従って、研磨工程の中に研磨パ
ッドに接触する位置にリテーニングリングが配置される
ように調節して基板が抜け出る可能性を減らすことにな
る。このようなシステムを使用して、リテーニングリン
グが基板に前に研磨パッドに接触するように調節されな
がらヘッドアセンブリ及び基板が研磨パッドに密着する
ことになる。一旦リテーニングリングが研磨パッドに接
触されると、基板下部面（又は研磨された表面）と研磨
パッド表面の間に所望の量の圧力を生成させるためにキ
ャリアプレートが研磨パッドに比例して個別的に調節さ
れることができる。
【０００５】従来のCMPシステムの短所はCMP工程の中に
基板エッジのプロファイル（profile）調節が難しいと
言うことである。研磨スラリーの散布及び圧力下の研磨
パッドのプロファイルは半導体基板のポスト−CMP膜厚
さプロファイル（post-CMP film thickness profile）
に大きな影響を及ぼす。スラリーの散布及び圧力下研磨
パッドのプロファイルによるエッジプロファイル効果
（edge profile effects）を明かすための試みが続けら
れているが、新しいサーブミクロン素子技術に要求され
る進歩が成らなくている。
基板エッジのプロファイル（profile）調節が難しいと
言うことである。研磨スラリーの散布及び圧力下の研磨
パッドのプロファイルは半導体基板のポスト−CMP膜厚
さプロファイル（post-CMP film thickness profile）
に大きな影響を及ぼす。スラリーの散布及び圧力下研磨
パッドのプロファイルによるエッジプロファイル効果
（edge profile effects）を明かすための試みが続けら
れているが、新しいサーブミクロン素子技術に要求され
る進歩が成らなくている。
【０００６】図１は研磨パッド１２を支持する回転プラ
テン１０を有する従来のCMP研磨装置を示す図面であ
る。ここで、研磨パッド１２はプラテン１０に接着され
る。例えば、水等の反応制、シリコンジオキサイド（si
licon dioxide）等の研磨粒子、及び水酸化カリウム（p
otassium hydroxide）等の化学反応触媒を含むスラリー
膜１４がスラリー注入ポイント１６によって研磨パッド
１２上に提供される。個別的に動作するキャリアプレー
ト１８とリテーニングリング２０を有するヘッドアセン
ブリ１１が提供され研磨用研磨パッド１２の上部表面に
対して基板２２を支持することになる。基板２２をホル
ディングするための真空ポート２４又は他の装置がキャ
リアプレート１８に提供される。図１の矢印に図示され
たように、プラテン１０とヘッドアセンブリ１１は個別
的に動くことができる。例えば、プラテン１０とヘッド
アセンブリ１１は同一な方向に回転することができる
が、その速度は違う。かつ、ヘッドアセンブリ１１は前
後左右に動くことができる。
テン１０を有する従来のCMP研磨装置を示す図面であ
る。ここで、研磨パッド１２はプラテン１０に接着され
る。例えば、水等の反応制、シリコンジオキサイド（si
licon dioxide）等の研磨粒子、及び水酸化カリウム（p
otassium hydroxide）等の化学反応触媒を含むスラリー
膜１４がスラリー注入ポイント１６によって研磨パッド
１２上に提供される。個別的に動作するキャリアプレー
ト１８とリテーニングリング２０を有するヘッドアセン
ブリ１１が提供され研磨用研磨パッド１２の上部表面に
対して基板２２を支持することになる。基板２２をホル
ディングするための真空ポート２４又は他の装置がキャ
リアプレート１８に提供される。図１の矢印に図示され
たように、プラテン１０とヘッドアセンブリ１１は個別
的に動くことができる。例えば、プラテン１０とヘッド
アセンブリ１１は同一な方向に回転することができる
が、その速度は違う。かつ、ヘッドアセンブリ１１は前
後左右に動くことができる。
【０００７】図１で分かるように、ヘッドアセンブリ１
１に対してプラテン１０が相対的に動く間にリテーニン
グリング２０は基板２２を支持する。リテーニングリン
グ２０の下部面（又はパッド側面）が基板２２の下部面
（又はパッド側面）以上に研磨パッド１２方向に大きく
て基板２２周囲の外部を回った研磨パッド１２の上部面
（又は研磨側面）に接触され押しつけることになる。そ
れから、動くことができるキャリアプレート１８がリテ
ーニングリング２０と別途に調節され基板２２と研磨パ
ッド１２の間に所望の圧力を加えることができる。
１に対してプラテン１０が相対的に動く間にリテーニン
グリング２０は基板２２を支持する。リテーニングリン
グ２０の下部面（又はパッド側面）が基板２２の下部面
（又はパッド側面）以上に研磨パッド１２方向に大きく
て基板２２周囲の外部を回った研磨パッド１２の上部面
（又は研磨側面）に接触され押しつけることになる。そ
れから、動くことができるキャリアプレート１８がリテ
ーニングリング２０と別途に調節され基板２２と研磨パ
ッド１２の間に所望の圧力を加えることができる。
【０００８】図２は平坦な下部面（又はパッド側面）３
０と従来のリテーニングリング２０を裏返した図面であ
る。図３は従来のCMP工程を通じて研磨を実行する間に
研磨パッド１２、基板２２、及び従来の平坦化された表
面を有するリテーニングリング２０の間の相互関係を示
す図面である。図３に図示されたように、パッド１２の
上部面（又は研磨側面）が基板２２とリテーニングリン
グ２０から圧力を受けて基板２２の外部周辺エッジ及び
リテーニングリング２０の内部周辺エッジまでこの圧力
を伝達することになる。従って、図３に図示されたよう
に、基板２２の外部エッジに隣接したパッド１２の上部
面がアーチ形になって、研磨の中にパッド１２の上部面
と基板２２の下部面（又はパッド側面）の間の“接触面
積”が減少されることができる。これによって、研磨す
る中であるプロファイルによってフラット−ゾーン領域
（flat-zone area）、即ち基板の中央に隣接した領域が
あんまりに多い研磨され（over-polishing）、基板２２
のエッジ領域、即ちリテーニングリング２０に隣接した
基板２２のエッジ領域は余り少なく研磨される（nuder-
polishing）問題点が発生する。結果的に、基板２２の
中央では層が薄くなり（薄くになることや）基板２２の
エッジでは層が厚くになるから、例えば半導体基板の均
一性が低下される。このように半導体基板の均一性が低
下されると素子の収率（device yield）だけでなくエッ
チング及び写真工程の間に移行される半導体製造基準
（semiconductor fabrication criteria）に悪影響を掛
けることになる。
０と従来のリテーニングリング２０を裏返した図面であ
る。図３は従来のCMP工程を通じて研磨を実行する間に
研磨パッド１２、基板２２、及び従来の平坦化された表
面を有するリテーニングリング２０の間の相互関係を示
す図面である。図３に図示されたように、パッド１２の
上部面（又は研磨側面）が基板２２とリテーニングリン
グ２０から圧力を受けて基板２２の外部周辺エッジ及び
リテーニングリング２０の内部周辺エッジまでこの圧力
を伝達することになる。従って、図３に図示されたよう
に、基板２２の外部エッジに隣接したパッド１２の上部
面がアーチ形になって、研磨の中にパッド１２の上部面
と基板２２の下部面（又はパッド側面）の間の“接触面
積”が減少されることができる。これによって、研磨す
る中であるプロファイルによってフラット−ゾーン領域
（flat-zone area）、即ち基板の中央に隣接した領域が
あんまりに多い研磨され（over-polishing）、基板２２
のエッジ領域、即ちリテーニングリング２０に隣接した
基板２２のエッジ領域は余り少なく研磨される（nuder-
polishing）問題点が発生する。結果的に、基板２２の
中央では層が薄くなり（薄くになることや）基板２２の
エッジでは層が厚くになるから、例えば半導体基板の均
一性が低下される。このように半導体基板の均一性が低
下されると素子の収率（device yield）だけでなくエッ
チング及び写真工程の間に移行される半導体製造基準
（semiconductor fabrication criteria）に悪影響を掛
けることになる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】上述した諸般問題を解
決するために、本発明によるCMPリテーニングリングはC
MP工程を実行するの間に基板除去率及び（又は）基板除
去均一性を向上させることができる外部に傾いた表面特
性を有する。研磨工程の中にCMP研磨パッドに連結され
た上述したCMPリテーニングリングの外部に傾いた表面
形態が相互作用して研磨特性を向上させる。
決するために、本発明によるCMPリテーニングリングはC
MP工程を実行するの間に基板除去率及び（又は）基板除
去均一性を向上させることができる外部に傾いた表面特
性を有する。研磨工程の中にCMP研磨パッドに連結され
た上述したCMPリテーニングリングの外部に傾いた表面
形態が相互作用して研磨特性を向上させる。
【００１０】掲示された方法及び装置の実施形態にあっ
て、外部に傾いた表面特性を有するリテーニングリング
が研磨のうちに基板下部の研磨パッドの上部面（又は研
磨側面）を平坦化させることができるリテーニングリン
グ下部面（又はパッド側面）上に提供される。研磨パッ
ドとリテーニングリング間の相対的回転方向に対して、
外部に傾いた特性を有する表面はリテーニングリングの
内部周辺に又はそれと隣接した所に定まった上昇区間
（leading edge）とリテーニングリングの外部周辺に又
はそれと隣接した所に定まった下降区間（trailing edg
e）を有する。表面特性プロファイルが定まって上昇区
間と下降区間の間を拡張させる。このような構成によっ
て、外部に傾いた特性を有する表面によって研磨のうち
にパッド上へストレッチング（stretching）及びプッシ
ング（pushing）運動が実行され研磨ヘッドアセンブリ
下部と研磨された基板下部の研磨パッドの上部面を平坦
化させる。表面の形態は間歇的に後退された領域及び
（又は）突出された領域としてCMPリテーニングリング
下部面上に提供される。
て、外部に傾いた表面特性を有するリテーニングリング
が研磨のうちに基板下部の研磨パッドの上部面（又は研
磨側面）を平坦化させることができるリテーニングリン
グ下部面（又はパッド側面）上に提供される。研磨パッ
ドとリテーニングリング間の相対的回転方向に対して、
外部に傾いた特性を有する表面はリテーニングリングの
内部周辺に又はそれと隣接した所に定まった上昇区間
（leading edge）とリテーニングリングの外部周辺に又
はそれと隣接した所に定まった下降区間（trailing edg
e）を有する。表面特性プロファイルが定まって上昇区
間と下降区間の間を拡張させる。このような構成によっ
て、外部に傾いた特性を有する表面によって研磨のうち
にパッド上へストレッチング（stretching）及びプッシ
ング（pushing）運動が実行され研磨ヘッドアセンブリ
下部と研磨された基板下部の研磨パッドの上部面を平坦
化させる。表面の形態は間歇的に後退された領域及び
（又は）突出された領域としてCMPリテーニングリング
下部面上に提供される。
【００１１】これとして、上述したリテーニングリング
表面特性によって研磨パッド上部表面が平坦化され研磨
された基板のエッジプロファイル及びこれと関連した厚
さ均一性（thickness uniformity）を向上させる。リテ
ーニングリングに対して特別な要求なしもこんな長所は
成就されることができる。かつ、ウェーハのエッジに関
連されたヘッド間の偏差（head-to-head variation）が
マルチ−ヘッド装置（multi-head machine）で減少され
ることができる。かつ、フラット−ゾーン性能（flat-z
one performance）が向上され半導体基板のフラット−
ゾーンがあんまりに多く研磨されなく（not over-polis
hing）基板の外部周辺領域があんまりに少し研磨されて
もしない（not under-polishing）。もう一度言って、
パターン集積依存度（pattern density dependency）が
低いようにウェーハレベル及び２−レベル（level and
di-level）の平坦度が向上される。
表面特性によって研磨パッド上部表面が平坦化され研磨
された基板のエッジプロファイル及びこれと関連した厚
さ均一性（thickness uniformity）を向上させる。リテ
ーニングリングに対して特別な要求なしもこんな長所は
成就されることができる。かつ、ウェーハのエッジに関
連されたヘッド間の偏差（head-to-head variation）が
マルチ−ヘッド装置（multi-head machine）で減少され
ることができる。かつ、フラット−ゾーン性能（flat-z
one performance）が向上され半導体基板のフラット−
ゾーンがあんまりに多く研磨されなく（not over-polis
hing）基板の外部周辺領域があんまりに少し研磨されて
もしない（not under-polishing）。もう一度言って、
パターン集積依存度（pattern density dependency）が
低いようにウェーハレベル及び２−レベル（level and
di-level）の平坦度が向上される。
【００１２】上述した外部に傾いた表面特性を有するリ
テーニングリングが含まれたCMP研磨システムが使用さ
れると研磨率（polishing rate）がもっと高まってスル
ープット（throughput）が向上される。こんな長所は上
述した特性を有するリテーニングリングの表面が研磨パ
ッド上部面と相互作用することでどのぐらい得ることが
できる。例えば、本発明の一実施形態ではリテーニング
リング表面部位の比較的鋭いエッジが使用されパッドが
調節されスラリーの運送が容易になる。
テーニングリングが含まれたCMP研磨システムが使用さ
れると研磨率（polishing rate）がもっと高まってスル
ープット（throughput）が向上される。こんな長所は上
述した特性を有するリテーニングリングの表面が研磨パ
ッド上部面と相互作用することでどのぐらい得ることが
できる。例えば、本発明の一実施形態ではリテーニング
リング表面部位の比較的鋭いエッジが使用されパッドが
調節されスラリーの運送が容易になる。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明の一特徴による
と、掲示されたCMPリテーニングリングは内部周辺の表
面、外部周辺の表面、及びリテーニングリングの下部面
で定まってリテーニングリング内部周辺の表面での又は
隣接した地点からリテーニングリング外部周辺の表面で
の又は隣接した地点まで拡張された第１の表面特性を含
み、化学的機械的研磨のうちにリテーニングリング内部
周辺の表面内に接触された基板の下部面に対して化学的
機械的研磨を実行するの間に研磨パッドの上部面と接触
し押しつけるように調節される前記リテーニングリング
下部膜、及び基板下部膜に対して化学的機械的研磨を実
行する間にリテーニングリング内部周辺の表面内に電位
されたパッド上部面を平坦化させ前記パッド表面と基板
下部面間の接触面積が増加されることができるように調
節される前記第１の表面特性を含む。
と、掲示されたCMPリテーニングリングは内部周辺の表
面、外部周辺の表面、及びリテーニングリングの下部面
で定まってリテーニングリング内部周辺の表面での又は
隣接した地点からリテーニングリング外部周辺の表面で
の又は隣接した地点まで拡張された第１の表面特性を含
み、化学的機械的研磨のうちにリテーニングリング内部
周辺の表面内に接触された基板の下部面に対して化学的
機械的研磨を実行するの間に研磨パッドの上部面と接触
し押しつけるように調節される前記リテーニングリング
下部膜、及び基板下部膜に対して化学的機械的研磨を実
行する間にリテーニングリング内部周辺の表面内に電位
されたパッド上部面を平坦化させ前記パッド表面と基板
下部面間の接触面積が増加されることができるように調
節される前記第１の表面特性を含む。
【００１４】第１表面特性は複数個の突出とリセス（re
cesses）又はこれらの混合形態を含み、第１表面特性は
リテーニングリング下部面とパッド上部面の間の相対回
転方向に対して外部に傾いたことで動的周辺ストレッチ
ング運動がリテーニングリング下部面と接する一部パッ
ド側への基板と隣接する一部のパッドからパッド上部面
に伝達される。第１表面特性は複数個のリセスを含み、
リセスは少なくとも一つのグルーブとディンプル又はこ
れらの混合された形態に定まる。第１表面特性は複数個
の隆起を含み、隆起は少なくとも一つのリッジ、バン
プ、及び上昇したポイント又はこれらの混合された形態
を含む。第１表面特性は複数個のリセスを含み、各々の
リセスはリテーニング下部面内で定まってリテーニング
リング内部周辺の表面で定まった上昇区間からリテーニ
ングリング外部周辺の表面で定義された下降区間まで拡
大される。
cesses）又はこれらの混合形態を含み、第１表面特性は
リテーニングリング下部面とパッド上部面の間の相対回
転方向に対して外部に傾いたことで動的周辺ストレッチ
ング運動がリテーニングリング下部面と接する一部パッ
ド側への基板と隣接する一部のパッドからパッド上部面
に伝達される。第１表面特性は複数個のリセスを含み、
リセスは少なくとも一つのグルーブとディンプル又はこ
れらの混合された形態に定まる。第１表面特性は複数個
の隆起を含み、隆起は少なくとも一つのリッジ、バン
プ、及び上昇したポイント又はこれらの混合された形態
を含む。第１表面特性は複数個のリセスを含み、各々の
リセスはリテーニング下部面内で定まってリテーニング
リング内部周辺の表面で定まった上昇区間からリテーニ
ングリング外部周辺の表面で定義された下降区間まで拡
大される。
【００１５】グルーブが掘れたプロファイルは上昇区間
と下降区間の間でアーチ形態を有する。アーチ形態が定
まったことでリテーニングリングの中央点から測定して
リテーニングリング内部周辺の約７０％又は７５％半径
を有する円上の位置した中央点から測定してリテーニン
グリング内部周辺の約５５％又は６５％半径を有する。
グルーブが掘れたプロファイルはグルーブの後面の表面
上で定まった角になったエッジフィレットを含む。角に
なったエッジフィレットが調節され化学的機械的研磨を
実行する途中に表面特性とパッド上部面の間の動的摩擦
力を増加させることで動的周辺ストレッチング運動をパ
ッド上部面に伝達する。
と下降区間の間でアーチ形態を有する。アーチ形態が定
まったことでリテーニングリングの中央点から測定して
リテーニングリング内部周辺の約７０％又は７５％半径
を有する円上の位置した中央点から測定してリテーニン
グリング内部周辺の約５５％又は６５％半径を有する。
グルーブが掘れたプロファイルはグルーブの後面の表面
上で定まった角になったエッジフィレットを含む。角に
なったエッジフィレットが調節され化学的機械的研磨を
実行する途中に表面特性とパッド上部面の間の動的摩擦
力を増加させることで動的周辺ストレッチング運動をパ
ッド上部面に伝達する。
【００１６】リテーニングリングは請求項６記載のCMP
リテーニングリングにおいて、リテーニングリング下部
面上で定まってリテーニングリング外部周辺の表面で又
は隣接した地点からリテーニングリング外部周辺の表面
で又は隣接した地点まで拡張される第２表面特性をさら
に含み、第２表面特性はリテーニングリング下部面とパ
ッド上部面の間の相対回転方向に対して内部に傾いた複
数個の隆起とリセスを含む。第１及び第２表面特性は各
々リテーニングリング下部面内で定まったグルーブが掘
れたプロファイルを含む複数個のリセス；リテーニング
リング内部周辺の表面で定まった上昇区間からリテーニ
ングリング外部周辺の表面での下降区間まで拡張された
内部に傾いたグルーブが掘れた第１表面特性；及びリテ
ーニングリング外部周辺の表面で定まった上昇からリテ
ーニングリング内部周辺の表面で定まった下降区間まで
拡張された内部に傾いたグルーブが掘れた第２表面特性
を含む。
リテーニングリングにおいて、リテーニングリング下部
面上で定まってリテーニングリング外部周辺の表面で又
は隣接した地点からリテーニングリング外部周辺の表面
で又は隣接した地点まで拡張される第２表面特性をさら
に含み、第２表面特性はリテーニングリング下部面とパ
ッド上部面の間の相対回転方向に対して内部に傾いた複
数個の隆起とリセスを含む。第１及び第２表面特性は各
々リテーニングリング下部面内で定まったグルーブが掘
れたプロファイルを含む複数個のリセス；リテーニング
リング内部周辺の表面で定まった上昇区間からリテーニ
ングリング外部周辺の表面での下降区間まで拡張された
内部に傾いたグルーブが掘れた第１表面特性；及びリテ
ーニングリング外部周辺の表面で定まった上昇からリテ
ーニングリング内部周辺の表面で定まった下降区間まで
拡張された内部に傾いたグルーブが掘れた第２表面特性
を含む。
【００１７】本発明の他の特徴によると、CMPヘッドア
センブリは基板に下向圧力を加えることで化学的機械的
研磨を実行する間に基板の下部面が研磨パッドの上部面
に対して圧力を受けるように調節されるキャリアプレー
ト、化学的機械的研磨を実行する途中にリテーニングリ
ング内部周辺の表面中に基板が含まれることができるよ
うに調節し、適切にキャリアプレートに装着されキャリ
アプレートの上部面に加われた下向圧力とは関係なく研
磨パッドの上部面に下向圧力を加えるように調節された
下部面を有するリテーニングリング；及びリテーニング
リング下部面上で定まってリテーニングリング内部周辺
の表面での又は隣接した地点からリテーニングリング外
部周辺の表面での又は隣接した地点まで拡張され、化学
的機械的研磨を実行する途中にパッド上部面に動的周辺
ストレッチング運動が伝達されパッド上部面と基板下部
面の間の圧力均一性が増加するように調節される第１表
面特性を含む。
センブリは基板に下向圧力を加えることで化学的機械的
研磨を実行する間に基板の下部面が研磨パッドの上部面
に対して圧力を受けるように調節されるキャリアプレー
ト、化学的機械的研磨を実行する途中にリテーニングリ
ング内部周辺の表面中に基板が含まれることができるよ
うに調節し、適切にキャリアプレートに装着されキャリ
アプレートの上部面に加われた下向圧力とは関係なく研
磨パッドの上部面に下向圧力を加えるように調節された
下部面を有するリテーニングリング；及びリテーニング
リング下部面上で定まってリテーニングリング内部周辺
の表面での又は隣接した地点からリテーニングリング外
部周辺の表面での又は隣接した地点まで拡張され、化学
的機械的研磨を実行する途中にパッド上部面に動的周辺
ストレッチング運動が伝達されパッド上部面と基板下部
面の間の圧力均一性が増加するように調節される第１表
面特性を含む。
【００１８】第１表面特性はリテーニングリング下部面
とパッド上部面の間の相対回転方向に対して外部に傾い
ている。第１表面特性は複数個のリセスと突出又はこれ
らの含まれた形態を含み、リセスは少なくとも一つのデ
ィンプルとグルーブ又はこれらの混合された形態に定ま
って隆起は少なくとも一つのリッジ、バンプ、及び上昇
したポイント又はこれらの混合された形態に定まる。第
１表面特徴は各々リテーニングリング下部面内に定まっ
た外部に傾いたグルーブが掘れたプロファイルを含みリ
テーニングリング内部周辺の表面で定まった上昇区間か
らリテーニングリング外部周辺の表面での下降区間まで
拡大された複数個のリセスに構成される。グルーブが掘
れたプロファイルは上昇区間と下降区間の間でアーチ形
態を有する。グルーブが掘れたプロファイルはグルーブ
の後面の表面上で定まった角になったエッジフィレット
を含む。グルーブが掘れたプロファイルは上昇区間と下
降区間の間でアーチ形態を有しグルーブの後面の表面上
で定まった角になったエッジフィレットを含む。
とパッド上部面の間の相対回転方向に対して外部に傾い
ている。第１表面特性は複数個のリセスと突出又はこれ
らの含まれた形態を含み、リセスは少なくとも一つのデ
ィンプルとグルーブ又はこれらの混合された形態に定ま
って隆起は少なくとも一つのリッジ、バンプ、及び上昇
したポイント又はこれらの混合された形態に定まる。第
１表面特徴は各々リテーニングリング下部面内に定まっ
た外部に傾いたグルーブが掘れたプロファイルを含みリ
テーニングリング内部周辺の表面で定まった上昇区間か
らリテーニングリング外部周辺の表面での下降区間まで
拡大された複数個のリセスに構成される。グルーブが掘
れたプロファイルは上昇区間と下降区間の間でアーチ形
態を有する。グルーブが掘れたプロファイルはグルーブ
の後面の表面上で定まった角になったエッジフィレット
を含む。グルーブが掘れたプロファイルは上昇区間と下
降区間の間でアーチ形態を有しグルーブの後面の表面上
で定まった角になったエッジフィレットを含む。
【００１９】リテーニング下部面上で定義されリテーニ
ングリング外部周辺表面での又は隣接した地点からリテ
ーニングリング内部周辺の表面での又は隣接した地点ま
で拡張された表面特性をさらに含み、第２表面特性はリ
テーニングリング下部面とパッド上部面の間の相対回転
方向に対して内部に傾いた複数個のグルーブが掘れたプ
ロファイルに構成され、内部に傾いたグルーブが掘れた
プロファイルは各々外部に傾いたグルーブが掘れたプロ
ファイルと交差する。リテーニングリングは少なくとも
一つの物質に構成され第１表面特性は混合構造を構造に
有する第１表面特性を形成するための少なくとも一つの
第２物質に構成される。リテーニングリングはポリフェ
ノール硫化物に構成されグルーブに掘れたプロファイル
の後面は炭化物に構成される。
ングリング外部周辺表面での又は隣接した地点からリテ
ーニングリング内部周辺の表面での又は隣接した地点ま
で拡張された表面特性をさらに含み、第２表面特性はリ
テーニングリング下部面とパッド上部面の間の相対回転
方向に対して内部に傾いた複数個のグルーブが掘れたプ
ロファイルに構成され、内部に傾いたグルーブが掘れた
プロファイルは各々外部に傾いたグルーブが掘れたプロ
ファイルと交差する。リテーニングリングは少なくとも
一つの物質に構成され第１表面特性は混合構造を構造に
有する第１表面特性を形成するための少なくとも一つの
第２物質に構成される。リテーニングリングはポリフェ
ノール硫化物に構成されグルーブに掘れたプロファイル
の後面は炭化物に構成される。
【００２０】本発明の又他の特徴によると、化学的機械
的基板研磨方法はCMP研磨パッドの上部表面と接してCMP
リテーニングリング内部周辺の表面内に基板の下部面を
位置させる段階、CMP研磨パッド上部表面に接するCMPリ
テーニングリング下部面を位置させる段階、及びCMPリ
テーニングリング下部面と研磨パッド上部面の間で相対
的に回転するようにCMPリテーニングリングとCMP研磨パ
ッド上部面を回転させる段階を含み、リテーニングリン
グはリテーニングリング下部面上で定義された第１表面
特性に構成され、第１表面特性はリテーニングリング下
部面とパッド上部面の間の相対回転方向に対して外部に
傾いている。第１表面特性は部分的に拡張された表面特
性を含む。第１基板特性が調節され基板下部面に対して
化学的機械的研磨を実行する間にリテーニングリング内
部周辺の表面内に電位されたパッド上部面を平坦化させ
てパッド上部面と基板下部面の間の接触面積を増加させ
る。第１表面特性が調節され化学的機械的研磨の間にパ
ッド上部面に張力を伝達し、張力はリテーニングリング
内部周辺の表面からの外部方向に加われてパッド上部面
が平坦化される。
的基板研磨方法はCMP研磨パッドの上部表面と接してCMP
リテーニングリング内部周辺の表面内に基板の下部面を
位置させる段階、CMP研磨パッド上部表面に接するCMPリ
テーニングリング下部面を位置させる段階、及びCMPリ
テーニングリング下部面と研磨パッド上部面の間で相対
的に回転するようにCMPリテーニングリングとCMP研磨パ
ッド上部面を回転させる段階を含み、リテーニングリン
グはリテーニングリング下部面上で定義された第１表面
特性に構成され、第１表面特性はリテーニングリング下
部面とパッド上部面の間の相対回転方向に対して外部に
傾いている。第１表面特性は部分的に拡張された表面特
性を含む。第１基板特性が調節され基板下部面に対して
化学的機械的研磨を実行する間にリテーニングリング内
部周辺の表面内に電位されたパッド上部面を平坦化させ
てパッド上部面と基板下部面の間の接触面積を増加させ
る。第１表面特性が調節され化学的機械的研磨の間にパ
ッド上部面に張力を伝達し、張力はリテーニングリング
内部周辺の表面からの外部方向に加われてパッド上部面
が平坦化される。
【００２１】この方法において、第１表面特性は複数個
の突出とリセス（recesses）又はこれらの混合形態を含
み、第１表面特性はリテーニングリング下部面とパッド
上部面の間の相対回転方向に対して外部に傾いたことで
動的周辺ストレッチング運動がリテーニングリング下部
面と接する一部パッド側からの基板と隣接する一部のパ
ッドからパッド上部面に伝達される。第１表面特性は複
数個のリセスと突出又はこれらの結合された形態に構成
され、リセスは少なくとも一つのグルーブとディンプル
又はこれらの結合された形態に定まって隆起は少なくと
も一つのリッジ、バンプ、及び上昇ポイント又はこれら
の結合された形態に定まる。第１表面特性は複数個のリ
セスを含み、各々のリセスはリテーニング下部面内で定
まってリテーニングリング内部周辺の表面で定まった上
昇区間からリテーニングリング外部周辺の表面で定義さ
れた下降区間まで拡大される。
の突出とリセス（recesses）又はこれらの混合形態を含
み、第１表面特性はリテーニングリング下部面とパッド
上部面の間の相対回転方向に対して外部に傾いたことで
動的周辺ストレッチング運動がリテーニングリング下部
面と接する一部パッド側からの基板と隣接する一部のパ
ッドからパッド上部面に伝達される。第１表面特性は複
数個のリセスと突出又はこれらの結合された形態に構成
され、リセスは少なくとも一つのグルーブとディンプル
又はこれらの結合された形態に定まって隆起は少なくと
も一つのリッジ、バンプ、及び上昇ポイント又はこれら
の結合された形態に定まる。第１表面特性は複数個のリ
セスを含み、各々のリセスはリテーニング下部面内で定
まってリテーニングリング内部周辺の表面で定まった上
昇区間からリテーニングリング外部周辺の表面で定義さ
れた下降区間まで拡大される。
【００２２】この方法において、グルーブが掘れたプロ
ファイルは上昇区間と下降区間の間でアーチ形態を有す
る。グルーブが掘れたプロファイルはグルーブの後面の
表面上で定まった角になったエッジフィレットを含む。
グルーブが掘れたプロファイルは上昇区間と下降区間の
間でアーチ形態を有しグルーブの後面の表面上で定まっ
た角になったエッジフィレットを含む。リテーニングは
リテーニング下部面上で定義されリテーニングリング外
部周辺表面での又は隣接した地点からリテーニングリン
グ内部周辺の表面での又は隣接した地点まで拡張された
表面特性をさらに含み、第２表面特性はリテーニングリ
ング下部面とパッド上部面の間の相対回転方向に対して
内部に傾いた複数個のグルーブが掘れたプロファイルに
構成され、内部に傾いたグルーブが掘れたプロファイル
は各々外部に傾いたグルーブが掘れたプロファイルと交
差する。
ファイルは上昇区間と下降区間の間でアーチ形態を有す
る。グルーブが掘れたプロファイルはグルーブの後面の
表面上で定まった角になったエッジフィレットを含む。
グルーブが掘れたプロファイルは上昇区間と下降区間の
間でアーチ形態を有しグルーブの後面の表面上で定まっ
た角になったエッジフィレットを含む。リテーニングは
リテーニング下部面上で定義されリテーニングリング外
部周辺表面での又は隣接した地点からリテーニングリン
グ内部周辺の表面での又は隣接した地点まで拡張された
表面特性をさらに含み、第２表面特性はリテーニングリ
ング下部面とパッド上部面の間の相対回転方向に対して
内部に傾いた複数個のグルーブが掘れたプロファイルに
構成され、内部に傾いたグルーブが掘れたプロファイル
は各々外部に傾いたグルーブが掘れたプロファイルと交
差する。
【００２３】この方法において、リテーニングリングは
少なくとも一つの物質に構成され第１表面特性は混合構
成を構造に有する第１表面特性を形成するための少なく
とも一つの第２物質に構成される。リテーニングリング
はポリフェノール硫化物に構成されグルーブに掘れたプ
ロファイルの後面は炭化物に構成される。
少なくとも一つの物質に構成され第１表面特性は混合構
成を構造に有する第１表面特性を形成するための少なく
とも一つの第２物質に構成される。リテーニングリング
はポリフェノール硫化物に構成されグルーブに掘れたプ
ロファイルの後面は炭化物に構成される。
【００２４】
【発明の実施の形態】以下、本発明による実施形態を添
付された図面を参照して詳細に説明する。
付された図面を参照して詳細に説明する。
【００２５】ここに、掲示された方法及び装置は研磨工
程の間にCMPリテーニングリング（retaining ring）がC
MP研磨パッド（polishing pad）に接触する任意のCMP工
程システムに使用されることができる。このような研磨
システムの例では（“Applied Material”から購入する
ことができる）Mirra、Strasbaugh、SpeedFam等のよう
な個別的に作動するCMPリテーニングリングとキャリア
プレート（carrier plate）を含むが、これに限定しな
い。こんなシステムに対してもっと詳しい情報はここで
参照した“米国特許第 5,681,215 号明細書”で得るこ
とができる。
程の間にCMPリテーニングリング（retaining ring）がC
MP研磨パッド（polishing pad）に接触する任意のCMP工
程システムに使用されることができる。このような研磨
システムの例では（“Applied Material”から購入する
ことができる）Mirra、Strasbaugh、SpeedFam等のよう
な個別的に作動するCMPリテーニングリングとキャリア
プレート（carrier plate）を含むが、これに限定しな
い。こんなシステムに対してもっと詳しい情報はここで
参照した“米国特許第 5,681,215 号明細書”で得るこ
とができる。
【００２６】掲示された方法と装置が利用されたCMP適
用の例は半導体基板又は他の形態の表面を除去する任意
のCMP適用を含む。ここで使用された“基板”はシリコ
ン又はガリウムビソ（GaAs）のような半導体ウェーハ基
板を含む任意の半導体基板を称えるが、これに限定しな
い。ここで“基板”は特に半導体ウェーハ又はウェーハ
上に形成された多様な工程層を有する半導体ウェーハを
含むことは自明である。ここで、“層（layer）”は
“膜（film）”と通用されることができる。例えば、一
実施形態では掲示された方法と装置が64M SDRAM製品用B
PSG（borophosphosilicate glass）膜をCMP工程に研磨
することに使用され写真工程及び素子収率（device yie
ld）を向上させる。適用の他の例は64M SDRAM STI-CMP
工程とタングステン、銅、ポリシリコン、アルニウム、
酸化物、及びこれらの化合物を含む任意のCMP工程を含
むが、これに限定しない。
用の例は半導体基板又は他の形態の表面を除去する任意
のCMP適用を含む。ここで使用された“基板”はシリコ
ン又はガリウムビソ（GaAs）のような半導体ウェーハ基
板を含む任意の半導体基板を称えるが、これに限定しな
い。ここで“基板”は特に半導体ウェーハ又はウェーハ
上に形成された多様な工程層を有する半導体ウェーハを
含むことは自明である。ここで、“層（layer）”は
“膜（film）”と通用されることができる。例えば、一
実施形態では掲示された方法と装置が64M SDRAM製品用B
PSG（borophosphosilicate glass）膜をCMP工程に研磨
することに使用され写真工程及び素子収率（device yie
ld）を向上させる。適用の他の例は64M SDRAM STI-CMP
工程とタングステン、銅、ポリシリコン、アルニウム、
酸化物、及びこれらの化合物を含む任意のCMP工程を含
むが、これに限定しない。
【００２７】図４はCMPリテーニングリング５０の下部
面（又はパッド側面）５４上に定まったアーチ形のグル
ーブが掘れた表面特性５２を有するリテーニングリング
５０の一実施形態を示す。図５は基板６０をCMP工程に
研磨するために使用する図４に図示されたリテーニング
リング５０を示す。研磨工程の中に、リテーニングリン
グ５０の下部面５４はCMP研磨パッド６２の上部面（又
は研磨表面）６４に接触される。図示されたように、研
磨の中にはリテーニングリング５０はCMPパッド６２の
上部表面６４と接触する位置と研磨パッド表面６４とCM
Pキャリアプレート（図面に未図示）の間の位置内に基
板６０が盛られて維持されるようにする。
面（又はパッド側面）５４上に定まったアーチ形のグル
ーブが掘れた表面特性５２を有するリテーニングリング
５０の一実施形態を示す。図５は基板６０をCMP工程に
研磨するために使用する図４に図示されたリテーニング
リング５０を示す。研磨工程の中に、リテーニングリン
グ５０の下部面５４はCMP研磨パッド６２の上部面（又
は研磨表面）６４に接触される。図示されたように、研
磨の中にはリテーニングリング５０はCMPパッド６２の
上部表面６４と接触する位置と研磨パッド表面６４とCM
Pキャリアプレート（図面に未図示）の間の位置内に基
板６０が盛られて維持されるようにする。
【００２８】図５に図示されたように、キャリアプレー
ト（図面に未図示）、基板６０、及びリテーニングリン
グ５０が上述したように研磨パッド６４に対してどのく
らい回転することができるように研磨工程の間に研磨パ
ッド６４及び（又は）CMPヘッドアセンブリが回転され
る。パッド６２とヘッドアセンブリの回転方向は（矢印
が指すように）反対であることや同一であり（同一であ
ることや）、回転軸が同一であることや違う。又は、パ
ッド６２とリング５０のうちに一つだけ回転する。パッ
ド６２とリング５０に対して使用された“相対回転（re
lative rotation）”はパッド６２及び（又は）リング
５０の動作が結合して発生されたパッド６２の上部面と
リング５０の下部面の間の相対回転動作差異を意味する
ことは明白である。同時に、ヘッドアセンブリは図５の
矢印が示すようにパッド６２に対して前後左右に動くこ
とができる。研磨パッド６２に対したヘッドアセンブリ
と基板６０運動の任意的結合はただ一つのヘッドアセン
ブリ又は研磨パッド６２の回転及び（又は）ヘッドアセ
ンブリが側面には動かない状態でのヘッドアセンブリ及
び（又は）研磨パッド６２の回転を含むが、これに限定
しないことは明白である。かつ、パッド６２に対したヘ
ッドアセンブリの楕円運動及び（又は）前後左右運動や
はり利用される。
ト（図面に未図示）、基板６０、及びリテーニングリン
グ５０が上述したように研磨パッド６４に対してどのく
らい回転することができるように研磨工程の間に研磨パ
ッド６４及び（又は）CMPヘッドアセンブリが回転され
る。パッド６２とヘッドアセンブリの回転方向は（矢印
が指すように）反対であることや同一であり（同一であ
ることや）、回転軸が同一であることや違う。又は、パ
ッド６２とリング５０のうちに一つだけ回転する。パッ
ド６２とリング５０に対して使用された“相対回転（re
lative rotation）”はパッド６２及び（又は）リング
５０の動作が結合して発生されたパッド６２の上部面と
リング５０の下部面の間の相対回転動作差異を意味する
ことは明白である。同時に、ヘッドアセンブリは図５の
矢印が示すようにパッド６２に対して前後左右に動くこ
とができる。研磨パッド６２に対したヘッドアセンブリ
と基板６０運動の任意的結合はただ一つのヘッドアセン
ブリ又は研磨パッド６２の回転及び（又は）ヘッドアセ
ンブリが側面には動かない状態でのヘッドアセンブリ及
び（又は）研磨パッド６２の回転を含むが、これに限定
しないことは明白である。かつ、パッド６２に対したヘ
ッドアセンブリの楕円運動及び（又は）前後左右運動や
はり利用される。
【００２９】図３に還ると、従来のCMP工程の間に下部
パッド圧力領域３２と下部基板圧力領域３３がリテーニ
ングリング２０の内部周辺エッジ（inner peripheral e
dge）から基板２２の中央に（又は中央内部に）形成さ
れるが、周辺領域に間隙（gap）が発生して少なくとも
研磨パッド１２の上部面１５と基板２２が接触する地点
まで拡張される。領域３２，３３内でパッド圧力と基板
圧力が低まるから、基板２２の表面を横切る圧力の均一
性（pressure uniformity）が減少し酷い場合にはパッ
ド及び基板の間に間隙が発生されることができる。従来
の平坦化された表面を有するリテーニングリング２０が
使用され基板２２を研磨すると、二つの偏向力（deflec
tion force）の中に少なくとも一つによって減少された
パッド圧力と基板圧力の不必要な領域が形成されること
もする。従来のリテーニングリング２０の平坦化表面が
押しつけると、研磨パッドの上部面１５の強度効果（ri
gidity effect）によって静的偏向力（static deflecti
on force）が生ずる。減少された圧力の領域３２，３３
内には、上部面１５の強度が持続的に分離され（分離さ
れることや）、上部面１５の強度のような多い要素によ
る内部からの距離のための上部面１５と基板２２の間の
圧力とリテーニングリング２０の平坦化面３０とパッド
表面１５に対した基板２２の下部面（又はパッド側面）
２３の間の距離のためのリテーニングリング２０及び
（又は）基板２２によって加われた圧力をパッド表面１
５に伝達する。
パッド圧力領域３２と下部基板圧力領域３３がリテーニ
ングリング２０の内部周辺エッジ（inner peripheral e
dge）から基板２２の中央に（又は中央内部に）形成さ
れるが、周辺領域に間隙（gap）が発生して少なくとも
研磨パッド１２の上部面１５と基板２２が接触する地点
まで拡張される。領域３２，３３内でパッド圧力と基板
圧力が低まるから、基板２２の表面を横切る圧力の均一
性（pressure uniformity）が減少し酷い場合にはパッ
ド及び基板の間に間隙が発生されることができる。従来
の平坦化された表面を有するリテーニングリング２０が
使用され基板２２を研磨すると、二つの偏向力（deflec
tion force）の中に少なくとも一つによって減少された
パッド圧力と基板圧力の不必要な領域が形成されること
もする。従来のリテーニングリング２０の平坦化表面が
押しつけると、研磨パッドの上部面１５の強度効果（ri
gidity effect）によって静的偏向力（static deflecti
on force）が生ずる。減少された圧力の領域３２，３３
内には、上部面１５の強度が持続的に分離され（分離さ
れることや）、上部面１５の強度のような多い要素によ
る内部からの距離のための上部面１５と基板２２の間の
圧力とリテーニングリング２０の平坦化面３０とパッド
表面１５に対した基板２２の下部面（又はパッド側面）
２３の間の距離のためのリテーニングリング２０及び
（又は）基板２２によって加われた圧力をパッド表面１
５に伝達する。
【００３０】ヘッドとプレートンが回転している時、静
的偏向力と共に又は交替に動的偏向力（dynamic deflec
tion force）が発生する。このような場合に、研磨パッ
ド１２を横切って動くヘッドアセンブリの方向と隣接し
たリテーニングリング２０の上昇内部周辺（leading in
ner periphery）の下降区間（trailing edge）が分割さ
れ、間隙領域（gap area）３２に図示されたように、パ
ッド表面１５を下部に偏向させる。研磨パッド１２を横
切って動くヘッドアセンブリの方向で遠く離れたリテー
ニングリング２０の下降内部周辺（trailing inner per
iphery）の上昇側（leading side）も分割され、領域３
３内の研磨パッド表面１５を下部に偏向させる。リテー
ニングリング２０の上昇側の内部周辺上に動的偏向特性
（dynamic deflection characteristics）が上述した静
的偏向力に加われて、減少された圧力領域３２、又はパ
ッド表面１５が圧力を回復し（回復することや）基板下
部面２３と接触する地点の長さをもっと拡張させる。同
一に、例えば、従来のリテーニングリング２０の下降側
（trailing side）の内部周辺にすぐ隣接するパッド表
面１５の面積が増加することで、減少された圧力領域３
３はリテーニングリング２０の下降側の内部周辺で実質
的にその長さが減少することになる。
的偏向力と共に又は交替に動的偏向力（dynamic deflec
tion force）が発生する。このような場合に、研磨パッ
ド１２を横切って動くヘッドアセンブリの方向と隣接し
たリテーニングリング２０の上昇内部周辺（leading in
ner periphery）の下降区間（trailing edge）が分割さ
れ、間隙領域（gap area）３２に図示されたように、パ
ッド表面１５を下部に偏向させる。研磨パッド１２を横
切って動くヘッドアセンブリの方向で遠く離れたリテー
ニングリング２０の下降内部周辺（trailing inner per
iphery）の上昇側（leading side）も分割され、領域３
３内の研磨パッド表面１５を下部に偏向させる。リテー
ニングリング２０の上昇側の内部周辺上に動的偏向特性
（dynamic deflection characteristics）が上述した静
的偏向力に加われて、減少された圧力領域３２、又はパ
ッド表面１５が圧力を回復し（回復することや）基板下
部面２３と接触する地点の長さをもっと拡張させる。同
一に、例えば、従来のリテーニングリング２０の下降側
（trailing side）の内部周辺にすぐ隣接するパッド表
面１５の面積が増加することで、減少された圧力領域３
３はリテーニングリング２０の下降側の内部周辺で実質
的にその長さが減少することになる。
【００３１】図３とは反対に、上述した外部に傾いた表
面特性を有するリテーニングリングは下部パッド圧力領
域３２と下部基板圧力領域３３を減少させることや事実
上除去することで、研磨均一性を増加させる役割をす
る。基板表面７０を横切るパッド圧力がもっと均一に分
布するから、こんな現状を“パッド／基板圧力均一性の
増加”と言う。図５を参照すると、研磨パッド６２の上
部面６４をどのくらいストレッチング（stretching）さ
せるために研磨工程を実行するの間に、リテーニングリ
ング５０の下部面（又はパッド側面）５４上のアーチ形
のグルーブが掘れた表面形態５２と研磨パッド６２の上
部面（又は研磨表面）６４の相互作用を通じてエッジ領
域６６で下部基板６０をもっと平坦に作る。矢印６８が
示すように、基板６０の中央から遠くになった外部から
の方向とリテーニングリング５０の周辺からの方向内で
パッド６２の上部面６４に伝達された張力（tension）
によってストレッチング運動がパッド６２の上部面６４
に伝達される。エッジ領域６６に図示されたように、接
触／同一下降力（downforce）又はパッド／基板圧力が
研磨パッド６２の上部面６４と基板６０の上部面７０の
間で基板６０の先行エッジや周辺エッジまで又はその近
傍まで維持される。従って、基板６０の上部面７０の間
の接触面積が増加されフラットゾーン６６に含まれた基
板６０の下部表面７０全般に掛かって実行される研磨の
均一性を得ることができる。これによって、エッジプロ
ファイル厚さの均一性が向上される。
面特性を有するリテーニングリングは下部パッド圧力領
域３２と下部基板圧力領域３３を減少させることや事実
上除去することで、研磨均一性を増加させる役割をす
る。基板表面７０を横切るパッド圧力がもっと均一に分
布するから、こんな現状を“パッド／基板圧力均一性の
増加”と言う。図５を参照すると、研磨パッド６２の上
部面６４をどのくらいストレッチング（stretching）さ
せるために研磨工程を実行するの間に、リテーニングリ
ング５０の下部面（又はパッド側面）５４上のアーチ形
のグルーブが掘れた表面形態５２と研磨パッド６２の上
部面（又は研磨表面）６４の相互作用を通じてエッジ領
域６６で下部基板６０をもっと平坦に作る。矢印６８が
示すように、基板６０の中央から遠くになった外部から
の方向とリテーニングリング５０の周辺からの方向内で
パッド６２の上部面６４に伝達された張力（tension）
によってストレッチング運動がパッド６２の上部面６４
に伝達される。エッジ領域６６に図示されたように、接
触／同一下降力（downforce）又はパッド／基板圧力が
研磨パッド６２の上部面６４と基板６０の上部面７０の
間で基板６０の先行エッジや周辺エッジまで又はその近
傍まで維持される。従って、基板６０の上部面７０の間
の接触面積が増加されフラットゾーン６６に含まれた基
板６０の下部表面７０全般に掛かって実行される研磨の
均一性を得ることができる。これによって、エッジプロ
ファイル厚さの均一性が向上される。
【００３２】図５をもう一度参照すると、リング５０の
周辺内に位置した研磨パッド６２の表面６４を平坦化さ
せるパッド表面６４に加われた外部張力によって動的及
び静的偏向力全て反作用（counteraction）を起こす。
リテーニングリングがパッドと接触して回転する時、パ
ッド表面６４に加われた張力が上述した特性を有するリ
テーニングリング表面によって伝達される。
周辺内に位置した研磨パッド６２の表面６４を平坦化さ
せるパッド表面６４に加われた外部張力によって動的及
び静的偏向力全て反作用（counteraction）を起こす。
リテーニングリングがパッドと接触して回転する時、パ
ッド表面６４に加われた張力が上述した特性を有するリ
テーニングリング表面によって伝達される。
【００３３】図４にあって、アーチ形のグルーブが掘れ
た特性を有する表面５２は各々矢印が指示するように、
リング／パッドの差動回転方向（differential directi
on of rotation）に外部を向いて傾いている。外部に傾
いた特性を有した各表面５２は基板特性プロファイル５
７に連結された上昇区間５６と下降区間５８を持ってい
る。矢印が指示する方向内でリテーニングリング５０の
下部面（又はパッド側面）５４と上部表面（又は研磨表
面）６４の間に相対回転が成ると、基板特性プロファイ
ル５７は各上昇区間５６が連結された下降区間５８より
先行するように傾く。結果的に、外部に傾いた特性を有
した各表面５２はパッド表面６４と接触し握り締めるこ
とやパッド表面６４と摩擦を起こすことで、パッド表面
６４に対して傾いた特性を有する各表面５２の動的な運
動によってリテーニングリング５０の外部周辺方向に研
磨パッド表面６４をプッシング（pushing）及びストレ
ッチング（stretching）させることや電位（displaceme
nt）させる。このようなストレッチング運動をここでは
“動的周辺ストレッチング（dynamic periphreal stret
ching）”と言う。
た特性を有する表面５２は各々矢印が指示するように、
リング／パッドの差動回転方向（differential directi
on of rotation）に外部を向いて傾いている。外部に傾
いた特性を有した各表面５２は基板特性プロファイル５
７に連結された上昇区間５６と下降区間５８を持ってい
る。矢印が指示する方向内でリテーニングリング５０の
下部面（又はパッド側面）５４と上部表面（又は研磨表
面）６４の間に相対回転が成ると、基板特性プロファイ
ル５７は各上昇区間５６が連結された下降区間５８より
先行するように傾く。結果的に、外部に傾いた特性を有
した各表面５２はパッド表面６４と接触し握り締めるこ
とやパッド表面６４と摩擦を起こすことで、パッド表面
６４に対して傾いた特性を有する各表面５２の動的な運
動によってリテーニングリング５０の外部周辺方向に研
磨パッド表面６４をプッシング（pushing）及びストレ
ッチング（stretching）させることや電位（displaceme
nt）させる。このようなストレッチング運動をここでは
“動的周辺ストレッチング（dynamic periphreal stret
ching）”と言う。
【００３４】ここで使用された“傾いた表面特性プロフ
ァイル（inclined surface characteristics profil
e）”は表面特性の上昇区間と下降区間の間の直線形、
アーチ形、又は多様なプロファイル形態を有した表面特
性プロファイルを含む。多様なプロファイル形態は直線
形及びアーチ形プロファイルが結合された形態、他のア
ーチ形プロファイル形態が結合された形態、不規則プロ
ファイル形態（例えば、非直線形及び非アーチ形）等を
含む。かつ、ここの“外部に傾いた表面特性プロファイ
ル（outwardly inclined surface characteristics pro
file）”はリテーニングリング内部周辺で定義された下
降区間とリングの外部周辺に定まった対応される下降区
間を有する表面特性プロファイルを言う。上昇及び下降
区間はリテーニングリングの下部面と研磨パッドの上部
面の間の相対回転方向に対して境界が定まって、相対回
転方向内で回転する時、上昇区間が研磨パッドの上部面
に対して同一なプロファイルを有する対応される下降区
間より前にあることになる。“内部に傾いた表面特性プ
ロファイル（inwardly inclined surface characterist
ics profile）”はリテーニングリング外部に定まった
上昇区間とリングの内部周辺に定まった対応される下降
区間を有する表面特性プロファイルを言う。上昇及び下
降区間は上述したリング／パッド相対回転方向に対して
範囲が定まる。表面特性プロファイルが実際にリテーニ
ングリングの与えられた周辺に交差することや周辺に隣
接した所だけ定まったエンド（end）を有することや、
本発明では上昇又は下降区間が与えられた周辺に一番近
接に配置された表面特性プロファイル領域であると上昇
又は下降区間はリテーニングリングの与えられた領域に
“定まった（at defined）”ことに見なすことは明白で
ある。
ァイル（inclined surface characteristics profil
e）”は表面特性の上昇区間と下降区間の間の直線形、
アーチ形、又は多様なプロファイル形態を有した表面特
性プロファイルを含む。多様なプロファイル形態は直線
形及びアーチ形プロファイルが結合された形態、他のア
ーチ形プロファイル形態が結合された形態、不規則プロ
ファイル形態（例えば、非直線形及び非アーチ形）等を
含む。かつ、ここの“外部に傾いた表面特性プロファイ
ル（outwardly inclined surface characteristics pro
file）”はリテーニングリング内部周辺で定義された下
降区間とリングの外部周辺に定まった対応される下降区
間を有する表面特性プロファイルを言う。上昇及び下降
区間はリテーニングリングの下部面と研磨パッドの上部
面の間の相対回転方向に対して境界が定まって、相対回
転方向内で回転する時、上昇区間が研磨パッドの上部面
に対して同一なプロファイルを有する対応される下降区
間より前にあることになる。“内部に傾いた表面特性プ
ロファイル（inwardly inclined surface characterist
ics profile）”はリテーニングリング外部に定まった
上昇区間とリングの内部周辺に定まった対応される下降
区間を有する表面特性プロファイルを言う。上昇及び下
降区間は上述したリング／パッド相対回転方向に対して
範囲が定まる。表面特性プロファイルが実際にリテーニ
ングリングの与えられた周辺に交差することや周辺に隣
接した所だけ定まったエンド（end）を有することや、
本発明では上昇又は下降区間が与えられた周辺に一番近
接に配置された表面特性プロファイル領域であると上昇
又は下降区間はリテーニングリングの与えられた領域に
“定まった（at defined）”ことに見なすことは明白で
ある。
【００３５】表面特性５２によって研磨パッド表面６４
に加われた外部からの張力の量はパッド表面６４に対し
たリテーニングリング５０の圧力、リテーニングリング
５０とパッド表面６４の間の相対回転速度、表面特性５
２の傾斜度、表面特性５２の形態、表面特性５２の数効
及び集積度等のような要素によって決定される。従っ
て、本発明の特徴にあって、表面特性の数効と寸法を変
化させ個別的環境と研磨パッド物質に合う最適の張力を
得ることができるのはこの分野に通常的な知識を有した
者には明白である。
に加われた外部からの張力の量はパッド表面６４に対し
たリテーニングリング５０の圧力、リテーニングリング
５０とパッド表面６４の間の相対回転速度、表面特性５
２の傾斜度、表面特性５２の形態、表面特性５２の数効
及び集積度等のような要素によって決定される。従っ
て、本発明の特徴にあって、表面特性の数効と寸法を変
化させ個別的環境と研磨パッド物質に合う最適の張力を
得ることができるのはこの分野に通常的な知識を有した
者には明白である。
【００３６】図６は図４に図示されたアーチ形のグルー
ブが掘れたリング５０の表面特性のようなアーチ形の外
部に傾いた表面特性５２を有するリテーニングリング５
０の一実施形態を示す。特性を有するリテーニングリン
グ５０は各々リテーニングリング５０の内部周辺壁９０
に定まった上昇区間５６とリテーニングリング５０の外
部周辺壁９２に定まった下降区間５８有する。図４に図
示されたグルーブ（groove又はtrench）のようなアーチ
形プロファイル５７は各上昇区間５６と下降区間５８の
間に定まる。図６に図示された実施形態にあって、３６
個の表面特性（例えば、グルーブ）が約８″の内部周辺
直径と約１０″の外部周辺直径を有するリテーニングリ
ング中に定義され約８″直径半導体ウェーハをホルディ
ングするように配列される。グルーブが掘れた表面特性
を含んだ表面特性は幅と深さを変化させ配列されること
ができる。図６の実施形態にあって、グルーブが掘れた
表面特性は各々約１／４″幅と約１／４″の深さを有す
るが、これらの用語は下に定義されてある。
ブが掘れたリング５０の表面特性のようなアーチ形の外
部に傾いた表面特性５２を有するリテーニングリング５
０の一実施形態を示す。特性を有するリテーニングリン
グ５０は各々リテーニングリング５０の内部周辺壁９０
に定まった上昇区間５６とリテーニングリング５０の外
部周辺壁９２に定まった下降区間５８有する。図４に図
示されたグルーブ（groove又はtrench）のようなアーチ
形プロファイル５７は各上昇区間５６と下降区間５８の
間に定まる。図６に図示された実施形態にあって、３６
個の表面特性（例えば、グルーブ）が約８″の内部周辺
直径と約１０″の外部周辺直径を有するリテーニングリ
ング中に定義され約８″直径半導体ウェーハをホルディ
ングするように配列される。グルーブが掘れた表面特性
を含んだ表面特性は幅と深さを変化させ配列されること
ができる。図６の実施形態にあって、グルーブが掘れた
表面特性は各々約１／４″幅と約１／４″の深さを有す
るが、これらの用語は下に定義されてある。
【００３７】寸法は個別的表面特性（例えば、各々断続
的な隆起（bump）と沈降（dimple）等の寸法）と言う点
で示されることや、全て表面特性プロファイル寸法（例
えば、断続的な多重特性（multiple characteristics）
に構成されたプロファイル全て寸法又はグルーブや隆起
（ridge）等の単一特性（single characteristic）に構
成されたプロファイル全て寸法）と言う点で示される。
的な隆起（bump）と沈降（dimple）等の寸法）と言う点
で示されることや、全て表面特性プロファイル寸法（例
えば、断続的な多重特性（multiple characteristics）
に構成されたプロファイル全て寸法又はグルーブや隆起
（ridge）等の単一特性（single characteristic）に構
成されたプロファイル全て寸法）と言う点で示される。
【００３８】ここで、自然的に隆起し（隆起すること
や）沈降された表面特性又は表面特性プロファイルの
“幅”は個別的表面特性の前後境界面の間（例えば、図
８に図示されたグルーブが掘れた特性５２を有した表面
の前面９９と後面９５の間）での水平距離に定まる。一
実施形態にあって、約８″半導体ウェーハを研磨するよ
うに配列されたCMPリテーニングリングを使用するため
のグルーブが掘れた表面特性プロファイルの幅は約１／
８″又は１／２″であり、この値はもっと大きいことや
小さいとしてもかつ個別的表面特性内で変わっても差し
支えない。
や）沈降された表面特性又は表面特性プロファイルの
“幅”は個別的表面特性の前後境界面の間（例えば、図
８に図示されたグルーブが掘れた特性５２を有した表面
の前面９９と後面９５の間）での水平距離に定まる。一
実施形態にあって、約８″半導体ウェーハを研磨するよ
うに配列されたCMPリテーニングリングを使用するため
のグルーブが掘れた表面特性プロファイルの幅は約１／
８″又は１／２″であり、この値はもっと大きいことや
小さいとしてもかつ個別的表面特性内で変わっても差し
支えない。
【００３９】ここで、沈降された表面特性又は表面特性
プロファイルの深さは表面５４のから一番遠い沈降され
た表面特性の境界までのリテーニングリングの下部面
（パッド側面）５４の間の垂直距離（例えば、図９
（ａ）や図１９に図示された表面５４とグルーブが掘れ
ることや沈降された底面１０２の間の垂直距離）に定ま
る。これと同一に、隆起された表面特性又は表面特性プ
ロファイルの高さは表面５４から一番遠い隆起された表
面特性の境界までのリテーニングリングの下部面（又は
パッド側面）５４の間の垂直距離（例えば、図１５と図
２０に図示された表面５４と隆起された表面特性のトッ
プ（top又はapex）の間の垂直距離）に定義される。
プロファイルの深さは表面５４のから一番遠い沈降され
た表面特性の境界までのリテーニングリングの下部面
（パッド側面）５４の間の垂直距離（例えば、図９
（ａ）や図１９に図示された表面５４とグルーブが掘れ
ることや沈降された底面１０２の間の垂直距離）に定ま
る。これと同一に、隆起された表面特性又は表面特性プ
ロファイルの高さは表面５４から一番遠い隆起された表
面特性の境界までのリテーニングリングの下部面（又は
パッド側面）５４の間の垂直距離（例えば、図１５と図
２０に図示された表面５４と隆起された表面特性のトッ
プ（top又はapex）の間の垂直距離）に定義される。
【００４０】一実施形態にあって、８″半導体ウェーハ
を研磨するように配列されたCMPリテーニングリングを
使用するためのグルーブが掘れた表面特性プロファイル
の深さは約１／８″又は１／２″である。隆起された表
面特性を有する他の実施形態にあっては、これと類似な
寸法も可能である。これらにあって、深さや高さがもっ
と小さいことやもっと大きくても、そして個別的表面特
性内で深さや高さの値が変わっても差し支えない。か
つ、同一なリテーニングリング上に隆起された表面特性
と沈降された表面特性が混合されることや、その上に表
面特性プロファイル内でその値が変わってもやはり差し
支えない。幅、深さ、及び高さの寸法が違っても、８″
リテーニングリングに使用された表面特性の幅、深さ、
及び高さは１２″リテーニングリングにも使用されるこ
とができる。
を研磨するように配列されたCMPリテーニングリングを
使用するためのグルーブが掘れた表面特性プロファイル
の深さは約１／８″又は１／２″である。隆起された表
面特性を有する他の実施形態にあっては、これと類似な
寸法も可能である。これらにあって、深さや高さがもっ
と小さいことやもっと大きくても、そして個別的表面特
性内で深さや高さの値が変わっても差し支えない。か
つ、同一なリテーニングリング上に隆起された表面特性
と沈降された表面特性が混合されることや、その上に表
面特性プロファイル内でその値が変わってもやはり差し
支えない。幅、深さ、及び高さの寸法が違っても、８″
リテーニングリングに使用された表面特性の幅、深さ、
及び高さは１２″リテーニングリングにも使用されるこ
とができる。
【００４１】この実施形態ではリテーニングリング５０
が８″半導体ウェーハに使用されたが、ここに掲示され
た方法及び装置は上述したCMP方法と類似な方式にリテ
ーニングリングと研磨パッドを使用して研磨された半導
体ウェーハと任意の他の基板形態を含んだ、他の寸法を
有する基板（例えば、１２″、６″、４″等の直径を有
した半導体ウェーハ及び他の基板）を研磨するために大
きさ別に配列されたリテーニングリングを使用すること
ができるのは明白である。かつ、任意の特別な応用で使
用される多い表面特性プロファイルは所望のとおりに変
化することができるのは明白である。例えば、８″半導
体ウェーハを研磨するために使用された掲示された方法
及び装置の他の実施形態は図６に図示されたような寸法
を有したCMPリテーニングリング内に３０プロファイル
（例えば、グルーブ）を使用する。
が８″半導体ウェーハに使用されたが、ここに掲示され
た方法及び装置は上述したCMP方法と類似な方式にリテ
ーニングリングと研磨パッドを使用して研磨された半導
体ウェーハと任意の他の基板形態を含んだ、他の寸法を
有する基板（例えば、１２″、６″、４″等の直径を有
した半導体ウェーハ及び他の基板）を研磨するために大
きさ別に配列されたリテーニングリングを使用すること
ができるのは明白である。かつ、任意の特別な応用で使
用される多い表面特性プロファイルは所望のとおりに変
化することができるのは明白である。例えば、８″半導
体ウェーハを研磨するために使用された掲示された方法
及び装置の他の実施形態は図６に図示されたような寸法
を有したCMPリテーニングリング内に３０プロファイル
（例えば、グルーブ）を使用する。
【００４２】アーチ形の内部に傾いたプロファイル５２
がリテーニングリング５０の中点（center point）から
測定する時、リテーニングリング５０の内部周辺半径の
大略７０％又は７５％程度の半径を有する円上に位置し
た中点から測定する時、リテーニングリング５０の内部
周辺半径の約５５％又は６５％程度の半径を有する例示
的な実施形態に図６の８″I.D.リテーニングリング上に
図示されたアーチ形の表面特性が対応される。図６に図
示された実施形態にあって、アーチ形プロファイル５２
はリテーニングリング５０の中点から約２．８９″（in
ches）の半径（又はリテーニングリング５０の内部周辺
半径の約７２％程度の半径）を有する円上に位置した中
点から測定する時、約２．４４″の半径（又はリテーニ
ングリング５０の内部周辺半径の約６１％程度の半径）
を有する。この関係は８″より大きいことや小さい内部
周辺と沈降又は隆起された構造の表面特性を有するリテ
ーニングリングするために使用されることは自明であ
る。かつ、この関係はただ例示に過ぎなく半径の値は与
えられた百分率範囲の上限値と下限値全て又は一片だけ
免れても差し支えないことは自明である。
がリテーニングリング５０の中点（center point）から
測定する時、リテーニングリング５０の内部周辺半径の
大略７０％又は７５％程度の半径を有する円上に位置し
た中点から測定する時、リテーニングリング５０の内部
周辺半径の約５５％又は６５％程度の半径を有する例示
的な実施形態に図６の８″I.D.リテーニングリング上に
図示されたアーチ形の表面特性が対応される。図６に図
示された実施形態にあって、アーチ形プロファイル５２
はリテーニングリング５０の中点から約２．８９″（in
ches）の半径（又はリテーニングリング５０の内部周辺
半径の約７２％程度の半径）を有する円上に位置した中
点から測定する時、約２．４４″の半径（又はリテーニ
ングリング５０の内部周辺半径の約６１％程度の半径）
を有する。この関係は８″より大きいことや小さい内部
周辺と沈降又は隆起された構造の表面特性を有するリテ
ーニングリングするために使用されることは自明であ
る。かつ、この関係はただ例示に過ぎなく半径の値は与
えられた百分率範囲の上限値と下限値全て又は一片だけ
免れても差し支えないことは自明である。
【００４３】続けて図６を参考すると、表面特性プロフ
ァイルは与えられた角でリテーニングリング５０の内部
周辺と外部周辺表面の接線（tangent）と交差する形態
を有したことで説明されることができる。例えば、角B-
1はアーチ形プロファイル５７の接線がリテーニングリ
ング５０の外部周辺の接線と交差する所での角を示す。
同じことで、角B-2はアーチ形プロファイル５７の接線
がリテーニングリングの内部周辺の接線と交差する所で
の角を示す。非アーチ形直線形プロファイルにおいて、
角B-1とB-2はただ直線プロファイル形がリング５０の周
辺エッジの接線と交差する角である。
ァイルは与えられた角でリテーニングリング５０の内部
周辺と外部周辺表面の接線（tangent）と交差する形態
を有したことで説明されることができる。例えば、角B-
1はアーチ形プロファイル５７の接線がリテーニングリ
ング５０の外部周辺の接線と交差する所での角を示す。
同じことで、角B-2はアーチ形プロファイル５７の接線
がリテーニングリングの内部周辺の接線と交差する所で
の角を示す。非アーチ形直線形プロファイルにおいて、
角B-1とB-2はただ直線プロファイル形がリング５０の周
辺エッジの接線と交差する角である。
【００４４】アーチ形プロファイルの実施形態におい
て、角B-1の範囲は大略３０°又は６０°であり、角B-2
の範囲やはり大略３０°又は６０°である。この時、角
B-1とB-2は一定したアーク形プロファイル（constant a
rc profile）に対しては同一であるが可変的アーク形プ
ロファイル（variable arc profile）に対してはその値
が違われる。直線形プロファイルの他の実施形態におい
て、角B-1の範囲は大略８０°又は１０°であり、角B-2
の範囲やはり大略８０°又は１０°である。この時、角
B-1とB-2は直線形プロファイルに対しては同一であるが
可変的直線形プロファイル（variable linear profil
e）に対してはその値が違われる。
て、角B-1の範囲は大略３０°又は６０°であり、角B-2
の範囲やはり大略３０°又は６０°である。この時、角
B-1とB-2は一定したアーク形プロファイル（constant a
rc profile）に対しては同一であるが可変的アーク形プ
ロファイル（variable arc profile）に対してはその値
が違われる。直線形プロファイルの他の実施形態におい
て、角B-1の範囲は大略８０°又は１０°であり、角B-2
の範囲やはり大略８０°又は１０°である。この時、角
B-1とB-2は直線形プロファイルに対しては同一であるが
可変的直線形プロファイル（variable linear profil
e）に対してはその値が違われる。
【００４５】直線形又はアーチ形プロファイルにおい
て、角B-1とB-2が変わって、例えば、外部下降区間より
狭い内部上昇区間と内部上昇区間より狭い外部下降区間
を有するプロファイル（例えば、グルーブ）を提供す
る。逆方向の内部に傾いたスラリー転送グルーブ（slur
ry transfer grooves）を有する実施形態に対した他の
例にあって、内部下降区間グルーブより広い外部上昇区
間グルーブが使用されて内部にスラリーが転送されるこ
とを助ける。例えば、内部周辺でのアーチ形プロファイ
ル角が外部周辺での直線形プロファイル角が合わせてこ
れと反対にも合わせるので、直線形及びアーチ形プロフ
ァイル角が合わせることができるのは明白である。
て、角B-1とB-2が変わって、例えば、外部下降区間より
狭い内部上昇区間と内部上昇区間より狭い外部下降区間
を有するプロファイル（例えば、グルーブ）を提供す
る。逆方向の内部に傾いたスラリー転送グルーブ（slur
ry transfer grooves）を有する実施形態に対した他の
例にあって、内部下降区間グルーブより広い外部上昇区
間グルーブが使用されて内部にスラリーが転送されるこ
とを助ける。例えば、内部周辺でのアーチ形プロファイ
ル角が外部周辺での直線形プロファイル角が合わせてこ
れと反対にも合わせるので、直線形及びアーチ形プロフ
ァイル角が合わせることができるのは明白である。
【００４６】８″半導体ウェーハを研磨するためのCMP
リテーニングリングに使用された表面特性プロファイル
は、例えば、総計３０又は３６個程度である。これに関
して、個別的“プロファイル”をリテーニングリングの
下部面上に定まったグルーブ、隆起又は他の形態である
ことに見ることができる。このような形態は定まること
や、例えばもっと小さい隆起（bumps）、インデンテー
ション（indentation）、突出（protrusion）等の断続
的特性に成る。形態で、円（参照番号５２）は個別的表
面形態又はプロファイルを示す。直径１２″半導体ウェ
ーハを研磨するためのCMPリテーニングリングに使用さ
れたプロファイルは、例えば総計４４又は５２個程度で
ある。これに関して、直径１２″半導体ウェーハを研磨
することに使用されたCMPリテーニングリングは約１
２″程度の内部周辺直径と約１４″程度の外部周辺直径
を有する。可能な他の実施形態のおいて、８″と違う直
径（例えば、１２″直径）のリングは８″直径のリング
に与えられたプロファイルの個数と同一なほどの多いプ
ロファイルを有しが、８″リングと違う直径を有するリ
ング（の直径）周り間の周り（又は直径）の比率による
プロファイルの個数は大きくなることも小さくなること
もできる。
リテーニングリングに使用された表面特性プロファイル
は、例えば、総計３０又は３６個程度である。これに関
して、個別的“プロファイル”をリテーニングリングの
下部面上に定まったグルーブ、隆起又は他の形態である
ことに見ることができる。このような形態は定まること
や、例えばもっと小さい隆起（bumps）、インデンテー
ション（indentation）、突出（protrusion）等の断続
的特性に成る。形態で、円（参照番号５２）は個別的表
面形態又はプロファイルを示す。直径１２″半導体ウェ
ーハを研磨するためのCMPリテーニングリングに使用さ
れたプロファイルは、例えば総計４４又は５２個程度で
ある。これに関して、直径１２″半導体ウェーハを研磨
することに使用されたCMPリテーニングリングは約１
２″程度の内部周辺直径と約１４″程度の外部周辺直径
を有する。可能な他の実施形態のおいて、８″と違う直
径（例えば、１２″直径）のリングは８″直径のリング
に与えられたプロファイルの個数と同一なほどの多いプ
ロファイルを有しが、８″リングと違う直径を有するリ
ング（の直径）周り間の周り（又は直径）の比率による
プロファイルの個数は大きくなることも小さくなること
もできる。
【００４７】本発明で、先行するプロファイル総個数の
範囲がただ例示的なことに過ぎなく、任意の与えられた
CMPリテーニングリングのプロファイルの個数が範囲の
値より小さいことや大きくても差し支えないことは明白
である。かつ、ここに説明された任意の沈降又は隆起さ
れた形態の表面特性実施形態はその個数と形態にあって
図６に関連して図示されて説明されたことと類似する。
これは隆起（例えば、bump、ridge、等）された表面特
性と沈降（例えば、groove、trench、dimple等）された
表面特性を全て含む。
範囲がただ例示的なことに過ぎなく、任意の与えられた
CMPリテーニングリングのプロファイルの個数が範囲の
値より小さいことや大きくても差し支えないことは明白
である。かつ、ここに説明された任意の沈降又は隆起さ
れた形態の表面特性実施形態はその個数と形態にあって
図６に関連して図示されて説明されたことと類似する。
これは隆起（例えば、bump、ridge、等）された表面特
性と沈降（例えば、groove、trench、dimple等）された
表面特性を全て含む。
【００４８】図４と図６がアーチ形及び（又は）グルー
ブが掘れた表面特性５２を有する確実な実施形態である
が、本発明にあってパッド表面と反対にリテーニングリ
ングが回転する間に研磨パッド表面に外部張力（outwar
d tension）を伝達することに適合な外部に傾いた表面
特性を有した任意のプロファイル及び（又は）構成が使
用されることができるのは明白である。このような表面
特性の例は非アーチ形及び直線形又は不規則特性を含む
が、これに限定しない。ここで、不規則特性はリテーニ
ングリングが研磨パッド表面と反対に回転するの間に外
部リング下降区間に先行する内部リング上昇区間を有す
る。他の可能な構成は図１３と図１９に図示された複数
個の沈降（dimple）８０に構成された表面特性、図１４
と図２０に図示された複数個の隆起された点（raised p
oints）８２に隆起点表面特性、図１５に図示された複
数個の連続された隆起（ridge）８４に構成された隆起
された表面特性等を含むが、これに限定しない。これに
関連して、図１３又は図１５は各々内部リング上昇区間
５６が各表面特性５２の外部下降区間５８に先行するよ
うに回転する方向を示す。従って、図１４の隆起された
プロファイルのような断続的表面特性が提供されスラリ
ーがよく転送されるようにする。図示された本実施形態
は掲示された方法と装置を実行する時使用されることが
できる多様な表面特性プロファイル、構成、大きさ及び
集積度のうちでただ幾つ個の例に過ぎないことは明白で
ある。
ブが掘れた表面特性５２を有する確実な実施形態である
が、本発明にあってパッド表面と反対にリテーニングリ
ングが回転する間に研磨パッド表面に外部張力（outwar
d tension）を伝達することに適合な外部に傾いた表面
特性を有した任意のプロファイル及び（又は）構成が使
用されることができるのは明白である。このような表面
特性の例は非アーチ形及び直線形又は不規則特性を含む
が、これに限定しない。ここで、不規則特性はリテーニ
ングリングが研磨パッド表面と反対に回転するの間に外
部リング下降区間に先行する内部リング上昇区間を有す
る。他の可能な構成は図１３と図１９に図示された複数
個の沈降（dimple）８０に構成された表面特性、図１４
と図２０に図示された複数個の隆起された点（raised p
oints）８２に隆起点表面特性、図１５に図示された複
数個の連続された隆起（ridge）８４に構成された隆起
された表面特性等を含むが、これに限定しない。これに
関連して、図１３又は図１５は各々内部リング上昇区間
５６が各表面特性５２の外部下降区間５８に先行するよ
うに回転する方向を示す。従って、図１４の隆起された
プロファイルのような断続的表面特性が提供されスラリ
ーがよく転送されるようにする。図示された本実施形態
は掲示された方法と装置を実行する時使用されることが
できる多様な表面特性プロファイル、構成、大きさ及び
集積度のうちでただ幾つ個の例に過ぎないことは明白で
ある。
【００４９】又他の例示的実施形態で、図１２は前で説
明した方式によって研磨パッド上に張力を伝達するため
の外部に傾いた表面特性５２を有したリテーニングリン
グ５０を示す。図１２にあって、リテーニングリング５
０はかつ逆方向の内部に傾いた表面特性６１が提供され
リテーニングリング５０の周辺内でCMPスラリーが研磨
領域内によく転送されるようにする。従って、研磨均一
性と研磨率がもっと向上される。外部に傾いた表面特性
５２の上昇区間と同じことで、内部に傾いた表面特性６
１の上昇区間６６はリングの内部周辺ではない外部周辺
上で定まったことは図１２を通じて分かる。同一に、内
部に傾いた表面特性６１の下降区間はリング５０の内部
周辺上に定まる。研磨を実行する間に、内部に傾いた表
面特性６１によってスラリーが上昇区間６６から各グル
ーブ６１の下降区間６９にすぐ転送することやリング５
０の内部周辺への方向内に転送することで、CMPスラリ
ーが研磨領域に易く伝達される。
明した方式によって研磨パッド上に張力を伝達するため
の外部に傾いた表面特性５２を有したリテーニングリン
グ５０を示す。図１２にあって、リテーニングリング５
０はかつ逆方向の内部に傾いた表面特性６１が提供され
リテーニングリング５０の周辺内でCMPスラリーが研磨
領域内によく転送されるようにする。従って、研磨均一
性と研磨率がもっと向上される。外部に傾いた表面特性
５２の上昇区間と同じことで、内部に傾いた表面特性６
１の上昇区間６６はリングの内部周辺ではない外部周辺
上で定まったことは図１２を通じて分かる。同一に、内
部に傾いた表面特性６１の下降区間はリング５０の内部
周辺上に定まる。研磨を実行する間に、内部に傾いた表
面特性６１によってスラリーが上昇区間６６から各グル
ーブ６１の下降区間６９にすぐ転送することやリング５
０の内部周辺への方向内に転送することで、CMPスラリ
ーが研磨領域に易く伝達される。
【００５０】逆方向表面特性を有したリテーニングリン
グ５０の一つの特別な実施形態が図１１に図示された
が、本発明によって内部に傾いた表面特性６１のもっと
大きくやもっと小さい比率が外部に傾いた表面特性５２
と結合されるのは明白である。勿論、外部に傾いた表面
特性５２の個数が内部に傾いた表面特性より多くて上述
した方式に研磨を実行するの間にパッド表面に加われた
適合な張力を確保することが正しい。
グ５０の一つの特別な実施形態が図１１に図示された
が、本発明によって内部に傾いた表面特性６１のもっと
大きくやもっと小さい比率が外部に傾いた表面特性５２
と結合されるのは明白である。勿論、外部に傾いた表面
特性５２の個数が内部に傾いた表面特性より多くて上述
した方式に研磨を実行するの間にパッド表面に加われた
適合な張力を確保することが正しい。
【００５１】掲示された外部に傾いた表面特性は多い他
のリテーニングリング構成と結合して使用されること
で、他の所で説明された場合を含んでCMP工程の間に研
磨パッドに伝達された張力（tension又はstretch）の量
を変化させることや増加させる。例えば、図１０と図１
１は歯形態の断面とだんだん細くになる断面を有したリ
テーニングリング表面６８の例を示す。これと関連し
て、歯形態ではない断面と細くにならない断面やはり可
能し、細くになる角はリテーニングリング外部周辺に内
部又は外部に向くことは自明である。上述したように、
図１０に図示されたリテーニングリングの表面６８がリ
テーニングリングの平面から約１０゜の角度で外部にだ
んだん細くになる。従って、このように外部に細くにな
る断面を外部に傾いた表面特性と結合して使用すること
で、CMP工程のうちに研磨パッドに伝達された張力を増
加させる。
のリテーニングリング構成と結合して使用されること
で、他の所で説明された場合を含んでCMP工程の間に研
磨パッドに伝達された張力（tension又はstretch）の量
を変化させることや増加させる。例えば、図１０と図１
１は歯形態の断面とだんだん細くになる断面を有したリ
テーニングリング表面６８の例を示す。これと関連し
て、歯形態ではない断面と細くにならない断面やはり可
能し、細くになる角はリテーニングリング外部周辺に内
部又は外部に向くことは自明である。上述したように、
図１０に図示されたリテーニングリングの表面６８がリ
テーニングリングの平面から約１０゜の角度で外部にだ
んだん細くになる。従って、このように外部に細くにな
る断面を外部に傾いた表面特性と結合して使用すること
で、CMP工程のうちに研磨パッドに伝達された張力を増
加させる。
【００５２】内部に又は外部に細くになるリテーニング
リング表面に歯形態の表面を結合して使用することで、
外部にもっと引かれる付加的特徴が提供されることがで
きる。歯形態の細くになるリテーニングリング表面が図
１０と図１１に図示されているが、平坦な表面及び多様
な大きさの歯形態も可能することは明白である。一実施
形態にあって、水平面から、例えば、約５゜又は１５゜
程度の角度を成って外部にだんだん細くになることもで
き内部にだんだん細くになることもできるが、この範囲
を越す角度も差し支えない。細くにならない歯形態の表
面もやはり差し支えない。
リング表面に歯形態の表面を結合して使用することで、
外部にもっと引かれる付加的特徴が提供されることがで
きる。歯形態の細くになるリテーニングリング表面が図
１０と図１１に図示されているが、平坦な表面及び多様
な大きさの歯形態も可能することは明白である。一実施
形態にあって、水平面から、例えば、約５゜又は１５゜
程度の角度を成って外部にだんだん細くになることもで
き内部にだんだん細くになることもできるが、この範囲
を越す角度も差し支えない。細くにならない歯形態の表
面もやはり差し支えない。
【００５３】図７と図８はグルーブ５７後面の領域上で
定まった角がエッジフィレット（edge fillet）、即ち
“ナイフエッジ（knife edge）”を有するアーチ形のグ
ルーブが掘れた表面特性の他の実施形態を示す。これと
関連して、グルーブ又は他の表面特性の“後面”は図７
と図８の矢印が示すように、回転方向に対したプロファ
イルの他の面を従う個別的プロファイル面を指す。摩擦
が増加するから、図７と図８に図示された角がエッジフ
ィレットが使用される。従って、張力がもっと増加する
ことになる。図８はリテーニングリング５０の平面から
約４５゜の角“Ａ”で定まった角になったエッジフィレ
ット９８を有するグルーブ５２の断面図である。一実施
形態で、約６０゜以上又は３０゜以下の角も使用される
ことができるが、角“Ａ”の範囲は約３０゜又は６０゜
である。そして、角“Ａ”はリテーニングリング５０の
上昇区間５６ではもっと大きな値を有し下降区間５８で
はその角がだんだん減られることができるのは明白であ
る。かつ、角“Ａ”は上昇区間から下降区間まで一定す
ることもでき、反対方向にだんだん減られることもでき
る。図８に図示されたように、角になったエッジフィレ
ットがグルーブが掘られた表面特性の後面の一部で定ま
る。かつ、角になったエッジフィレットがリテーニング
リング５０のパッド側面５４からグルーブが掘れた表面
特性５７の下面１０２まで後面の全面を横切って拡張さ
れる。
定まった角がエッジフィレット（edge fillet）、即ち
“ナイフエッジ（knife edge）”を有するアーチ形のグ
ルーブが掘れた表面特性の他の実施形態を示す。これと
関連して、グルーブ又は他の表面特性の“後面”は図７
と図８の矢印が示すように、回転方向に対したプロファ
イルの他の面を従う個別的プロファイル面を指す。摩擦
が増加するから、図７と図８に図示された角がエッジフ
ィレットが使用される。従って、張力がもっと増加する
ことになる。図８はリテーニングリング５０の平面から
約４５゜の角“Ａ”で定まった角になったエッジフィレ
ット９８を有するグルーブ５２の断面図である。一実施
形態で、約６０゜以上又は３０゜以下の角も使用される
ことができるが、角“Ａ”の範囲は約３０゜又は６０゜
である。そして、角“Ａ”はリテーニングリング５０の
上昇区間５６ではもっと大きな値を有し下降区間５８で
はその角がだんだん減られることができるのは明白であ
る。かつ、角“Ａ”は上昇区間から下降区間まで一定す
ることもでき、反対方向にだんだん減られることもでき
る。図８に図示されたように、角になったエッジフィレ
ットがグルーブが掘られた表面特性の後面の一部で定ま
る。かつ、角になったエッジフィレットがリテーニング
リング５０のパッド側面５４からグルーブが掘れた表面
特性５７の下面１０２まで後面の全面を横切って拡張さ
れる。
【００５４】又他の実施形態にあって、エッジフィレッ
トが分けられて二つ以上の断面角度を有し（有すること
や）アーチ形になって後面の表面が凹及び（又は）凸す
ることになる。これと違う実施形態にあって、グルーブ
５２前面の表面９９が同一な方式にエッジフィレットに
細くになることやエッジフィレットと角を成す。かつ、
掲示された特徴にあって、後面及び（又は）前面エッジ
フィレットが上述したアーチ形、非アーチ形、及び直線
形表面特性を持って使用されることは明白である。
トが分けられて二つ以上の断面角度を有し（有すること
や）アーチ形になって後面の表面が凹及び（又は）凸す
ることになる。これと違う実施形態にあって、グルーブ
５２前面の表面９９が同一な方式にエッジフィレットに
細くになることやエッジフィレットと角を成す。かつ、
掲示された特徴にあって、後面及び（又は）前面エッジ
フィレットが上述したアーチ形、非アーチ形、及び直線
形表面特性を持って使用されることは明白である。
【００５５】掲示された表面特性を有したリテーニング
リング５０が任意の物質又は研磨動作を実行する時リテ
ーニングリングで使用されることに知られた物質の混合
物に形成されることは明白である。例えば、リテーニン
グリング５０はポリフェノール硫化物（polyphenylsulf
ide；“PPS”）等の単一物質に形成されることやPPSと
ステンレススチールの化合物に形成される。従って、個
別的表面特性も単一物質又は化合物に形成される。例え
ば、図９（ａ）はグルーブが掘られた表面特性を有した
化合物を使用する掲示された方法及び装置の一実施形態
を示す。図９（ａ）に図示された実施形態にあって、グ
ルーブが掘れた後面がリテーニングリング５０の残って
いる部分に比べて相対的に堅い（又は摩耗されない）表
面９４に提供される。例えば、後面９４がPPS CMP研磨
リング５０に近接することや付着された又は研磨リング
５０上に電位された炭素膜（carbide layer）に構成さ
れる。だから、このように後面に比較的堅い摩耗表面９
４が使用されリテーニングリング５０の寿命と摩耗特性
を増加させる。例えば、比較的堅い摩耗物質にはPPS、
セラミック（ceramic）、及びこれらの混合物等が含ま
れるが、これに限定しない。
リング５０が任意の物質又は研磨動作を実行する時リテ
ーニングリングで使用されることに知られた物質の混合
物に形成されることは明白である。例えば、リテーニン
グリング５０はポリフェノール硫化物（polyphenylsulf
ide；“PPS”）等の単一物質に形成されることやPPSと
ステンレススチールの化合物に形成される。従って、個
別的表面特性も単一物質又は化合物に形成される。例え
ば、図９（ａ）はグルーブが掘られた表面特性を有した
化合物を使用する掲示された方法及び装置の一実施形態
を示す。図９（ａ）に図示された実施形態にあって、グ
ルーブが掘れた後面がリテーニングリング５０の残って
いる部分に比べて相対的に堅い（又は摩耗されない）表
面９４に提供される。例えば、後面９４がPPS CMP研磨
リング５０に近接することや付着された又は研磨リング
５０上に電位された炭素膜（carbide layer）に構成さ
れる。だから、このように後面に比較的堅い摩耗表面９
４が使用されリテーニングリング５０の寿命と摩耗特性
を増加させる。例えば、比較的堅い摩耗物質にはPPS、
セラミック（ceramic）、及びこれらの混合物等が含ま
れるが、これに限定しない。
【００５６】図９（ａ）は一列に壁を成すグルーブが掘
れた表面特性５２を有した後面の表面９６上に電位され
た比較的堅い摩耗表面９４を図示しているが、このよう
な混合物は上述した任意の他の表面特性形態又は構造を
使用して形成されることができるのは明白である。例え
ば、後面の膜９４が図７と図８に図示されたようにエッ
ジフィレット９８を有するグルーブが掘られた表面特性
に提供されることができる。他の例として、比較的堅い
摩耗混合物表面が摩耗（又は研磨）されやすい表面特性
プロファイルに任意の他の領域上に提供されることがで
きる。ここで、表面特性は隆起（ridge、bump等）表面
特性や沈降（dimple等）表面特性を含むが、これに限定
しない。
れた表面特性５２を有した後面の表面９６上に電位され
た比較的堅い摩耗表面９４を図示しているが、このよう
な混合物は上述した任意の他の表面特性形態又は構造を
使用して形成されることができるのは明白である。例え
ば、後面の膜９４が図７と図８に図示されたようにエッ
ジフィレット９８を有するグルーブが掘られた表面特性
に提供されることができる。他の例として、比較的堅い
摩耗混合物表面が摩耗（又は研磨）されやすい表面特性
プロファイルに任意の他の領域上に提供されることがで
きる。ここで、表面特性は隆起（ridge、bump等）表面
特性や沈降（dimple等）表面特性を含むが、これに限定
しない。
【００５７】又他の実施形態にあって、掲示された表面
特性が研磨パッドをよく調節させることができる。従っ
て、研磨工程のうちに研磨パッドの上部面に対したリテ
ーニングリングの表面特性が相互作用してCMPシステム
の除去率特性が向上される。その上、混合物質が選択さ
れパッドをもっと調節するために研磨の中に研磨パッド
上部面と接触する混合物表面の荒さ（roughness）を増
加させることでパッド調節力を向上させる。又他の実施
形態にあって、研磨材又は他のパッド調節特性がリテー
ニングリングの下部面（又はパッド側面）に伝達され混
合物質を使用しなくてもパッド調節力を向上させること
ができる。従って、一つ以上の掲示された表面特性が本
分野に通常的な技術を有した者に適切すると判断される
任意の方式に結合され研磨を実行するうちに研磨された
基板エッジフィレット及び（又は）除去率が向上される
ことは明白である。かつ、上述した任意の物質又は基板
特性構成が他の要素と結合されて適切な個別的応用が可
能することは明白である。
特性が研磨パッドをよく調節させることができる。従っ
て、研磨工程のうちに研磨パッドの上部面に対したリテ
ーニングリングの表面特性が相互作用してCMPシステム
の除去率特性が向上される。その上、混合物質が選択さ
れパッドをもっと調節するために研磨の中に研磨パッド
上部面と接触する混合物表面の荒さ（roughness）を増
加させることでパッド調節力を向上させる。又他の実施
形態にあって、研磨材又は他のパッド調節特性がリテー
ニングリングの下部面（又はパッド側面）に伝達され混
合物質を使用しなくてもパッド調節力を向上させること
ができる。従って、一つ以上の掲示された表面特性が本
分野に通常的な技術を有した者に適切すると判断される
任意の方式に結合され研磨を実行するうちに研磨された
基板エッジフィレット及び（又は）除去率が向上される
ことは明白である。かつ、上述した任意の物質又は基板
特性構成が他の要素と結合されて適切な個別的応用が可
能することは明白である。
【００５８】又他の実施形態にあって、例えば図２１に
図示されたアーチ形のグルーブが掘れた表面特性プロフ
ァイル１１２を部分的に拡張させることで、不安全表面
特性プロファイルやリテーニングリングの内部周辺から
外部周辺までリングを横切ってただ部分的に拡張された
表面特性プロファイルが提供されることができる。図２
１に図示されたように、表面特性プロファイル１１２が
リング５０の外部周辺から内部に拡張されることができ
る。しかし、プロファイル１１２はリング５０の外部周
辺と交差しなくて、代わりに外部周辺の内部に隣接した
地点まで拡張される。又は、部分的に拡張した表面特性
プロファイルがリングの内部周辺や外部周辺と交差しな
くリテーニングリング５０の内部周辺と外部周辺の間で
定まり、代わりに内部周辺の外部に隣接した地点の一段
や外部周辺が内部に隣接した他段でその拡張が終了され
る。そして、部分的に拡張した表面特性プロファイルは
一つ以上の形態（embodiments又はfeatures）、例えば
隆起された表面特性、直線形表面特性プロファイル、断
続的表面特性、その他の混合特性等を含むが、これに限
定しない。部分的に拡張した表面特性プロファイルはか
つ同一なリテーニングリングの表面で完全に拡張した内
部特性プロファイルと結合されることができる。
図示されたアーチ形のグルーブが掘れた表面特性プロフ
ァイル１１２を部分的に拡張させることで、不安全表面
特性プロファイルやリテーニングリングの内部周辺から
外部周辺までリングを横切ってただ部分的に拡張された
表面特性プロファイルが提供されることができる。図２
１に図示されたように、表面特性プロファイル１１２が
リング５０の外部周辺から内部に拡張されることができ
る。しかし、プロファイル１１２はリング５０の外部周
辺と交差しなくて、代わりに外部周辺の内部に隣接した
地点まで拡張される。又は、部分的に拡張した表面特性
プロファイルがリングの内部周辺や外部周辺と交差しな
くリテーニングリング５０の内部周辺と外部周辺の間で
定まり、代わりに内部周辺の外部に隣接した地点の一段
や外部周辺が内部に隣接した他段でその拡張が終了され
る。そして、部分的に拡張した表面特性プロファイルは
一つ以上の形態（embodiments又はfeatures）、例えば
隆起された表面特性、直線形表面特性プロファイル、断
続的表面特性、その他の混合特性等を含むが、これに限
定しない。部分的に拡張した表面特性プロファイルはか
つ同一なリテーニングリングの表面で完全に拡張した内
部特性プロファイルと結合されることができる。
【００５９】ただ幾つ通りの結合例は比較的多い総数の
表面特性プロファイル（８″ウェーハを研磨するための
リテーニングリング上に約３５又は３７個のプロファイ
ル）を有する比較的大きな角度のエッジフィレット（約
４０°又は５０°のエッジフィレット）、比較的小さい
総数の表面特性プロファイル（８″ウェーハを研磨する
ためのリテーニングリング上に約２８又は３２個のプロ
ファイル）に結合された（上述したような）比較的大き
な角度のエッジフィレット、（上述したような）比較的
多い総数のプロファイルに結合された比較的小さな角度
のエッジフィレット（約４０°又は５０°のエッジフィ
レット）、及び（上述したような）比較的小さい総数の
プロファイルを有する（上述したような）比較的小さな
角度のエッジフィレットを有する直線形又はアーチ形表
面特性を含む。
表面特性プロファイル（８″ウェーハを研磨するための
リテーニングリング上に約３５又は３７個のプロファイ
ル）を有する比較的大きな角度のエッジフィレット（約
４０°又は５０°のエッジフィレット）、比較的小さい
総数の表面特性プロファイル（８″ウェーハを研磨する
ためのリテーニングリング上に約２８又は３２個のプロ
ファイル）に結合された（上述したような）比較的大き
な角度のエッジフィレット、（上述したような）比較的
多い総数のプロファイルに結合された比較的小さな角度
のエッジフィレット（約４０°又は５０°のエッジフィ
レット）、及び（上述したような）比較的小さい総数の
プロファイルを有する（上述したような）比較的小さな
角度のエッジフィレットを有する直線形又はアーチ形表
面特性を含む。
【００６０】本発明の特性によると、掲示された表面特
性に提供されたCMPリテーニングリングは研磨のうちに
リテーニングリング下部面（又はパッド側面）と研磨パ
ッドが接触すると任意の形態のCMP研磨システム、パッ
ド物質及び（又は）研磨スラリーに利用されることがで
きるのは明白である。適切なシステムの例が説明されて
いる。適切な研磨パッド物質の例はRodelの“IC 100
0”、Polytexの“SUPREME”等を含むが、これに限定し
ない。適切なCMPスラリーの例はCabot“SS25”、Cabot
“SS12”等を含むが、これに限定しない。
性に提供されたCMPリテーニングリングは研磨のうちに
リテーニングリング下部面（又はパッド側面）と研磨パ
ッドが接触すると任意の形態のCMP研磨システム、パッ
ド物質及び（又は）研磨スラリーに利用されることがで
きるのは明白である。適切なシステムの例が説明されて
いる。適切な研磨パッド物質の例はRodelの“IC 100
0”、Polytexの“SUPREME”等を含むが、これに限定し
ない。適切なCMPスラリーの例はCabot“SS25”、Cabot
“SS12”等を含むが、これに限定しない。
【００６１】以下の例は例示に過ぎなく、本発明の範囲
や請求範囲を限定しない。
や請求範囲を限定しない。
【００６２】二つのシリコンウェーハを比較した次例に
あって、８″BPSGパターニングされたウェーハと８″ブ
ランク膜ウェーハは従来のリテーニングリングを使用し
て研磨される。この場合、“IC 1000”パッドを有するA
pplied Materialの“Mirra”CMP研磨システムと表面が
平坦な従来のApplied Materialの“AEP”リテーニング
リングを使用して研磨が実行される。Cabot“SS25”に
構成されたCMPスラリーが使用される。膜とリテーニン
グリングの間で１．４psi圧力差に８４秒間研磨が実行
される。
あって、８″BPSGパターニングされたウェーハと８″ブ
ランク膜ウェーハは従来のリテーニングリングを使用し
て研磨される。この場合、“IC 1000”パッドを有するA
pplied Materialの“Mirra”CMP研磨システムと表面が
平坦な従来のApplied Materialの“AEP”リテーニング
リングを使用して研磨が実行される。Cabot“SS25”に
構成されたCMPスラリーが使用される。膜とリテーニン
グリングの間で１．４psi圧力差に８４秒間研磨が実行
される。
【００６３】後続研磨で、各シリコンウェーハの厚さは
“optiprobe 2600 UV”を使用して求まる。パターニン
グされたウェーハの厚さに対した簡単な例示が図１７に
図示されてあり、ブランク膜に対した結果が後述の表１
に提示されている。
“optiprobe 2600 UV”を使用して求まる。パターニン
グされたウェーハの厚さに対した簡単な例示が図１７に
図示されてあり、ブランク膜に対した結果が後述の表１
に提示されている。
【００６４】これを通じて分かるように、従来のリテー
ニングリングを持ってパターニングされたウェーハを研
磨すると、中央の厚さが８８２７Åになりエッジの厚さ
範囲は６５０３Å又は７５７２Åになる。もう一度言う
と、２３２４Åの厚さ範囲を有することになる。研磨の
うちに平均除去率は“５３００Å／分”になることを分
かる。従来のリテーニングリングを持ってブランク膜を
研磨すると、中央の厚さが５７４６Åになりエッジの厚
さ範囲は４７２３Åになる。もう一度言うと、１０２３
Åの厚さ範囲を有することになる。研磨のうちに平均除
去率は“５３２６Å／分”になることを分かる。
ニングリングを持ってパターニングされたウェーハを研
磨すると、中央の厚さが８８２７Åになりエッジの厚さ
範囲は６５０３Å又は７５７２Åになる。もう一度言う
と、２３２４Åの厚さ範囲を有することになる。研磨の
うちに平均除去率は“５３００Å／分”になることを分
かる。従来のリテーニングリングを持ってブランク膜を
研磨すると、中央の厚さが５７４６Åになりエッジの厚
さ範囲は４７２３Åになる。もう一度言うと、１０２３
Åの厚さ範囲を有することになる。研磨のうちに平均除
去率は“５３２６Å／分”になることを分かる。
【００６５】例でパターニングされたBPSGとブランク膜
の数値は多様な条件でCMPシステムの性能を示す。これ
によって、パターニングされたウェーハ上での向上され
た研磨性能が平坦面でもっとよく示される。もっと敏感
な膜及び（又は）CMP工程を通じて与えられたCMPリテー
ニングリングがどんなに動作することかを分かるため
に、ブランク膜ウェーハをエッジでもっと精密に測定す
ることになる。
の数値は多様な条件でCMPシステムの性能を示す。これ
によって、パターニングされたウェーハ上での向上され
た研磨性能が平坦面でもっとよく示される。もっと敏感
な膜及び（又は）CMP工程を通じて与えられたCMPリテー
ニングリングがどんなに動作することかを分かるため
に、ブランク膜ウェーハをエッジでもっと精密に測定す
ることになる。
【００６６】〔例１〕本例は“例Ａ（前記段落００６２
〜前記段落００６５に記載した例）”と同一な工程、同
一な形態のCMPシステム、及び同一な形態のパターニン
グされたBPSGシリコンを使用して“例Ａ”の工程を繰り
返す。しかし、本例は一実施形態で掲示された表面特性
を有するリテーニングリングを使用する。特に、リテー
ニングリングは図４に図示されたことと同一な表面特性
と４５°のエッジフィレットを持って配置される。
〜前記段落００６５に記載した例）”と同一な工程、同
一な形態のCMPシステム、及び同一な形態のパターニン
グされたBPSGシリコンを使用して“例Ａ”の工程を繰り
返す。しかし、本例は一実施形態で掲示された表面特性
を有するリテーニングリングを使用する。特に、リテー
ニングリングは図４に図示されたことと同一な表面特性
と４５°のエッジフィレットを持って配置される。
【００６７】図１８は上述した表面特性を有したリテー
ニングリングに得られたウェーハの厚さを簡単に示す図
面である。研磨が終わった後にウェーハの厚さを測定す
ると、中間厚さは８８２４Åである反面エッジ厚さは６
３８８Å又は７４３０Åの厚さ範囲を有する。もう一度
言うと、１９８６Åの厚さ範囲を有する。研磨のうち
に、平均除去率は“５８００Å／分”になる。
ニングリングに得られたウェーハの厚さを簡単に示す図
面である。研磨が終わった後にウェーハの厚さを測定す
ると、中間厚さは８８２４Åである反面エッジ厚さは６
３８８Å又は７４３０Åの厚さ範囲を有する。もう一度
言うと、１９８６Åの厚さ範囲を有する。研磨のうち
に、平均除去率は“５８００Å／分”になる。
【００６８】このような結果を通じて掲示された表面特
性を有したリテーニングリングは従来のリテーニングリ
ングと比べて向上された除去率と向上された厚さ均一性
を提供することになるのを分かる。特に、エッジプロフ
ァイル厚さが向上される。
性を有したリテーニングリングは従来のリテーニングリ
ングと比べて向上された除去率と向上された厚さ均一性
を提供することになるのを分かる。特に、エッジプロフ
ァイル厚さが向上される。
【００６９】〔例２〕本例は“例Ａ”と同一な工程、同
一な形態のCMPシステム、及び同一な形態のブランク膜
ウェーハを使用して“例Ａ”の工程を繰り返す。しか
し、本例は一実施形態で掲示された表面特性を有するリ
テーニングリングを使用する。特に、“例１”で使用さ
れた結果同一なリテーニングリングが“例２”の研磨動
作で使用される。
一な形態のCMPシステム、及び同一な形態のブランク膜
ウェーハを使用して“例Ａ”の工程を繰り返す。しか
し、本例は一実施形態で掲示された表面特性を有するリ
テーニングリングを使用する。特に、“例１”で使用さ
れた結果同一なリテーニングリングが“例２”の研磨動
作で使用される。
【００７０】図１６は８″ブランク膜ウェーハ上に実施
された研磨動作の結果を示す図面である。表１は従来の
リテーニングリングと掲示された表面特性を有するリテ
ーニングリングに対したブランク膜研磨結果を示す。
された研磨動作の結果を示す図面である。表１は従来の
リテーニングリングと掲示された表面特性を有するリテ
ーニングリングに対したブランク膜研磨結果を示す。
【表１】
【００７１】本例の結果を通じてパターニングされたウ
ェーハ上の平面を保護しているブランク膜でエッジ性能
が向上されることを分かる。図１６と表１によると、表
面特性を有するリテーニングリングに対したブランクに
除去率が増加されることを分かる。かつ、掲示された表
面特性によってウェーハ厚さ均一性が向上される。これ
として、従来リテーニングリングでの厚さが１０２３Å
である反面、平均厚さ範囲は５０９Åになる。もう一度
言って、従来の平坦な表面特性を有するリテーニングリ
ングでの標準偏差率が４．９６％である反面、掲示され
た表面特性を有するリテーニングリングでの標準偏差率
は２．０６％である。従って、掲示された表面特性が提
供され研磨されたウェーハ厚さ均一性が向上され研磨除
去率も高まる。
ェーハ上の平面を保護しているブランク膜でエッジ性能
が向上されることを分かる。図１６と表１によると、表
面特性を有するリテーニングリングに対したブランクに
除去率が増加されることを分かる。かつ、掲示された表
面特性によってウェーハ厚さ均一性が向上される。これ
として、従来リテーニングリングでの厚さが１０２３Å
である反面、平均厚さ範囲は５０９Åになる。もう一度
言って、従来の平坦な表面特性を有するリテーニングリ
ングでの標準偏差率が４．９６％である反面、掲示され
た表面特性を有するリテーニングリングでの標準偏差率
は２．０６％である。従って、掲示された表面特性が提
供され研磨されたウェーハ厚さ均一性が向上され研磨除
去率も高まる。
【００７２】
【発明の効果】このように、上述した表面特性を有する
リテーニングリングを使用することで研磨されたウェー
ハ厚さ均一性が向上される。かつ、研磨工程を実施する
途中に研磨除去率が増加することになる。
リテーニングリングを使用することで研磨されたウェー
ハ厚さ均一性が向上される。かつ、研磨工程を実施する
途中に研磨除去率が増加することになる。
【図１】 独立的に作動するリテーニングリングとキャ
リアプレート装置を有する従来の化学的機械的研磨（ch
emical mechanical polishing；以下“CMP”）システム
の簡易断面図である。
リアプレート装置を有する従来の化学的機械的研磨（ch
emical mechanical polishing；以下“CMP”）システム
の簡易断面図である。
【図２】 従来CMPリテーニングリングの簡易斜視図で
ある。
ある。
【図３】 半導体基板をCMP工程に研磨するの間に使用
される従来のCMPリテーニングリングの簡易部分斜視図
である。
される従来のCMPリテーニングリングの簡易部分斜視図
である。
【図４】 アーチ形のグルーブが掘れた表面特性を有す
る掲示された方法と装置の一実施形態によるCMPリテー
ニングリングの簡易斜視図である。
る掲示された方法と装置の一実施形態によるCMPリテー
ニングリングの簡易斜視図である。
【図５】 半導体基板をCMP工程に研磨するの間使用さ
れるアーチ形のグルーブが掘れた表面特性を有する掲示
された方法と装置の一実施形態によるCMPリテーニング
リングの簡易斜視図である。
れるアーチ形のグルーブが掘れた表面特性を有する掲示
された方法と装置の一実施形態によるCMPリテーニング
リングの簡易斜視図である。
【図６】 アーチ形のグルーブが掘れた表面特性を有す
る掲示された方法と装置の実施形態によるCMPリテーニ
ングリングの簡易斜視図である。
る掲示された方法と装置の実施形態によるCMPリテーニ
ングリングの簡易斜視図である。
【図７】 アーチ形のグルーブが掘れた表面特性を有す
る本発明の実施形態によるCMPリテーニングリングの一
部を示す簡易斜視図である。
る本発明の実施形態によるCMPリテーニングリングの一
部を示す簡易斜視図である。
【図８】 アーチ形のグルーブが掘られた表面特性を有
する掲示された方法と装置の一実施形態によるCMPリテ
ーニングリングの一部を示す簡易断面図である。
する掲示された方法と装置の一実施形態によるCMPリテ
ーニングリングの一部を示す簡易断面図である。
【図９】 （ａ）および（ｂ）はアーチ形のグルーブが
掘られた表面特性を有する掲示された方法と装置の一実
施形態によるCMPリテーニングリングの一部を示す簡易
断面図である。
掘られた表面特性を有する掲示された方法と装置の一実
施形態によるCMPリテーニングリングの一部を示す簡易
断面図である。
【図１０】 外部に行くほど減られる下部面を有する掲
示された方法と装置の一実施形態によるCMPリテーニン
グリングの一部を示す簡易断面図である。
示された方法と装置の一実施形態によるCMPリテーニン
グリングの一部を示す簡易断面図である。
【図１１】 内部に行くほど減られる下部面を有する掲
示された方法と装置の一実施形態によるCMPリテーニン
グリングの一部を示す簡易断面図である。
示された方法と装置の一実施形態によるCMPリテーニン
グリングの一部を示す簡易断面図である。
【図１２】 アーチ形のグルーブが掘れた表面特性を有
する掲示された方法と装置の一実施形態によるCMPリテ
ーニングリングの簡易斜視図である。
する掲示された方法と装置の一実施形態によるCMPリテ
ーニングリングの簡易斜視図である。
【図１３】 アーチ形のディンプル形表面特性を有する
掲示された方法と装置の一実施形態によるCMPリテーニ
ングリングの簡易斜視図である。
掲示された方法と装置の一実施形態によるCMPリテーニ
ングリングの簡易斜視図である。
【図１４】 アーチ形のバンプ形表面特性を有する掲示
された方法と装置の一実施形態によるCMPリテーニング
リングの簡易斜視図である。
された方法と装置の一実施形態によるCMPリテーニング
リングの簡易斜視図である。
【図１５】 アーチ形のリブ形表面特性を有する掲示さ
れた方法と装置の一実施形態によるCMPリテーニングリ
ングの簡易斜視図である。
れた方法と装置の一実施形態によるCMPリテーニングリ
ングの簡易斜視図である。
【図１６】 平坦な表面を有する従来のCMPリテーニン
グリングと表面特性を有する掲示された方法と装置の一
実施形態によるCMPリテーニングリングを使用する平坦
化された８″BPSGウェーハのCMP工程のための直径スキ
ャンニング除去率を示すグラフである。
グリングと表面特性を有する掲示された方法と装置の一
実施形態によるCMPリテーニングリングを使用する平坦
化された８″BPSGウェーハのCMP工程のための直径スキ
ャンニング除去率を示すグラフである。
【図１７】 平坦化された表面を有する従来のCMPリテ
ーニングリングを利用したCMP工程以後の中央及び平坦
厚さを示す、64M SDRAM層間絶縁（interlayerdielectri
c；以下“ILD”）研磨ウェーハの簡易斜視図である。
ーニングリングを利用したCMP工程以後の中央及び平坦
厚さを示す、64M SDRAM層間絶縁（interlayerdielectri
c；以下“ILD”）研磨ウェーハの簡易斜視図である。
【図１８】 表面特性を有する掲示された方法と装置の
一実施形態によるリテーニングリングを利用したCMP工
程以後の中央及び平坦厚さを示す、64M SDRAM層間絶縁
研磨ウェーハの簡易斜視図である。
一実施形態によるリテーニングリングを利用したCMP工
程以後の中央及び平坦厚さを示す、64M SDRAM層間絶縁
研磨ウェーハの簡易斜視図である。
【図１９】 図１２のCMPリテーニングリングの簡易断
面図である。
面図である。
【図２０】 図１３のCMPリテーニングリングの簡易断
面図である。
面図である。
【図２１】 部分的に拡大されたアーチ形のグルーブが
掘られた表面特性を有する掲示された方法と装置の一実
施形態によるCMPリテーニングリングの簡易斜視図であ
る。
掘られた表面特性を有する掲示された方法と装置の一実
施形態によるCMPリテーニングリングの簡易斜視図であ
る。
５０ リテーニングリング ５２ 表面特性 ５４ 下部面（又はパッド側面） ５７ プロファイル ６０ 基板 ６２ 研磨パッド ６４ 上部面（又は研磨表面） ６６ エッジ領域 ６８ リテーニングリングの表面 ７０ 基板表面 ９０ 内部周辺壁 ９２ 外部周辺壁 ９８ エッジフィレット
Claims (40)
- 【請求項１】 CMPリテーニングリングにおいて、 内部周辺の表面、 外部周辺の表面、及び前記リテーニングリング下部面で
定まって前記リテーニングリング内部周辺の表面での又
は隣接した地点から前記リテーニングリング外部周辺の
表面での又は隣接した地点まで拡張された第１の表面特
性を含し、化学的機械的研磨のうちに前記リテーニング
リング内部周辺の表面内に接触された基板の下部面に対
して化学的機械的研磨を実行するの間に研磨パッドの上
部面と接触し押しつけるように調節される前記リテーニ
ングリング下部膜、及び前記基板下部膜に対して化学的
機械的研磨を実行する間に前記リテーニングリング内部
周辺の表面内に電位された前記パッド上部面を平坦化さ
せ前記パッド表面と前記基板下部面の間の接触面積が増
加されることができるように調節される前記第１の表面
特性を含むことを特徴にするCMPリテーニングリング。 - 【請求項２】 前記リテーニングリング下部面は内部に
又は外部にだんだん細くなることを特徴にする請求項１
に記載のCMPリテーニングリング。 - 【請求項３】 前記第１の表面特性を部分的に拡張され
た表面特性を含むことを特徴にする請求項１に記載のCM
Pリテーニングリング。 - 【請求項４】 前記第１表面特性が調節され前記基板に
対して化学的機械的研磨を実行する間に前記パッド上部
面に張力を伝達し、前記張力は前記リテーニングリング
内部周辺の表面からの外部方向に加われて前記パッド上
部面が平坦化されることを特徴にする請求項１に記載の
CMPリテーニングリング。 - 【請求項５】 前記第１表面特性は前記リテーニングリ
ング下部面と前記パッド上部面の間の相対回転方向に対
して外部に傾いたことを特徴にする請求項４に記載のCM
Pリテーニングリング。 - 【請求項６】 前記第１表面特性は複数個の突出とリセ
ス（recesses）又はこれらの混合形態を含み、前記第１
表面特性は前記リテーニングリング下部面と前記パッド
上部面の間の相対回転方向に対して外部に傾いたことで
動的周辺ストレッチング運動が前記リテーニングリング
下部面と接する前記一部パッド側への前記基板と隣接す
る一部の前記パッドから前記パッド上部面に伝達される
ことを特徴にする請求項５に記載のCMPリテーニングリ
ング。 - 【請求項７】 前記第１表面特性は複数個のリセスを含
み、前記リセスは少なくとも一つのグルーブとディンプ
ル又はこれらの混合された形態に定まることを特徴にす
る請求項６に記載のCMPリテーニングリング。 - 【請求項８】 前記第１表面特性は複数個の隆起を含
み、前記隆起は少なくとも一つのリッジ、バンプ、及び
上昇したポイント又はこれらの混合された形態を含むこ
とを特徴にする請求項６に記載のCMPリテーニングリン
グ。 - 【請求項９】 前記第１表面特性は複数個のリセスを含
み、前記各々のリセスは前記リテーニング下部面内で定
まって前記リテーニングリング内部周辺の表面で定まっ
た上昇区間から前記リテーニングリング外部周辺の表面
で定義された下降区間まで拡大されることを特徴にする
請求項６に記載のCMPリテーニングリング。 - 【請求項１０】 前記グルーブが掘れたプロファイルは
前記上昇区間と前記下降区間の間でアーチ形態を有する
ことを特徴にする請求項９に記載のCMPリテーニングリ
ング。 - 【請求項１１】 前記アーチ形態が定まることで前記リ
テーニングリングの中央点から測定して前記内部にテー
ニングリング内部周辺の約７０％又は７５％半径を有す
る円上に位置した中央点から測定して前記リテーニング
リング内部周辺の約５５％又は６５％半径を有すること
を特徴にする請求項１０に記載のCMPリテーニングリン
グ。 - 【請求項１２】 前記グルーブが掘れたプロファイルは
前記グルーブの後面の表面上で定まった角になったエッ
ジフィレットを含むことを特徴にする請求項９に記載の
CMPリテーニングリング。 - 【請求項１３】 前記角になったエッジフィレットが調
節され化学的機械的研磨を実行する途中に前記表面特性
と前記パッド上部面の間の動的摩擦力を増加させること
で動的周辺ストレッチング運動を前記パッド上部面に伝
達することを特徴にする請求項１２に記載のCMPリテー
ニングリング。 - 【請求項１４】 請求項６記載のCMPリテーニングリン
グにおいて、前記リテーニングリング下部面上で定まっ
て前記リテーニングリング外部周辺の表面で又は隣接し
た地点から前記リテーニングリング内部周辺の表面で又
は隣接した地点まで拡張された第２表面特性をさらに含
み、前記第２表面特性は前記リテーニングリング下部面
と前記パッド上部面の間の相対回転方向に対して内部に
傾いた複数個の隆起とリセスを含むことを特徴にするCM
Pリテーニングリング。 - 【請求項１５】 前記第１及び第２表面特性は各々前記
リテーニングリング下部面内で定まったグルーブが掘れ
たプロファイルを含む複数個のリセス；前記リテーニン
グリング内部周辺の表面で定まった上昇区間から前記リ
テーニングリング外部周辺の表面での下降区間まで拡張
された前記内部に傾いたグルーブが掘れた第１表面特
性；及び前記リテーニングリング外部周辺の表面で定ま
った上昇から前記リテーニングリング内部周辺の表面で
定まった下降区間まで拡張された内部に傾いたホームが
掘れた第２表面特性を含むことを特徴にする請求項１４
に記載のCMPリテーニングリング。 - 【請求項１６】 前記リテーニングリングは少なくとも
一つの第１物質を含み、前記第１表面特性は混合構造を
有する第１表面特性を形成するための少なくとも一つの
第２物質を含むことを特徴にする請求項６に記載のCMP
リテーニングリング。 - 【請求項１７】 混合構造を有する前記第１表面特性は
各々前記リテーニングリング下部面で定まったグルーブ
が掘れたプロファイルを有する複数個のリセスを含み、
前記リテーニングリングはポリフェノール硫化物に構成
され前記グルーブに掘れたプロファイルの後面は炭化物
に構成されることを特徴にする請求項１６に記載のCMP
リテーニングリング。 - 【請求項１８】 CMPヘッドアセンブリにおいて、 基板に下向圧力を加えることで化学的機械的研磨を実行
する間に前記基板の下部面が研磨パッドの上部面に対し
て圧力を受けるように調節されるキャリアプレート、 前記化学的機械的研磨を実行する途中に前記リテーニン
グリングの内部周辺の表面中に前記基板が含まれること
ができるように調節し、適切に前記キャリアプレートに
装着され前記キャリアプレートの上部面に加われた前記
下向圧力とは関係なく前記研磨パッドの上部面に下向圧
力を加えるように調節された下部面を有するリテーニン
グリング；及び前記リテーニングリング下部面上で定ま
って前記リテーニングリング内部周辺の表面での又は隣
接した地点から前記リテーニングリング外部周辺の表面
での又は隣接した地点まで拡張され、前記化学的機械的
研磨を実行する途中に前記パッド上部面に動的周辺スト
レッチング運動が伝達され前記パッド上部面と前記基板
下部面の間の圧力均一性が増加するように調節される第
１表面特性を含むことを特徴にするCMPヘッドアセンブ
リ。 - 【請求項１９】 前記第１表面特性は前記リテーニング
リング下部面と前記パッド上部面の間の相対回転方向に
対して外部に傾いたことを特徴にする請求項１８に記載
のCMPヘッドアセンブリ。 - 【請求項２０】 前記第１表面特性は複数個のリセスと
突出又はこれらの含まれた形態を含み、前記リセスは少
なくとも一つのディンプルとグルーブ又はこれらの混合
された形態に定まって前記隆起は少なくとも一つのリッ
ジ、バンプ、及び上昇ポイント又はこれらの混合された
形態に定まることを特徴にする請求項１９に記載のCMP
ヘッドアセンブリ。 - 【請求項２１】 前記第１表面特徴は各々前記リテーニ
ングリング下部面内に定まった外部に傾いたグルーブが
掘れたプロファイルを含み前記リテーニングリング内部
周辺の表面で定まった上昇区間から前記リテーニングリ
ング外部周辺の表面での下降区間まで拡大された複数個
のリセスに構成されることを特徴にする請求項１９に記
載のCMPヘッドアセンブリ。 - 【請求項２２】 前記グルーブが掘れたプロファイルは
前記上昇区間と前記下降区間の間でアーチ形態を有する
ことを特徴にする請求項２１に記載のCMPヘッドアセン
ブリ。 - 【請求項２３】 前記グルーブが掘れたプロファイルは
前記グルーブの後面の表面上で定まった角になったエッ
ジフィレットを含むことを特徴にする請求項２１に記載
のCMPヘッドアセンブリ。 - 【請求項２４】 前記グルーブが掘れたプロファイルは
前記上昇区間と前記下降区間の間でアーチ形態を有し前
記グルーブの後面の表面上で定まった角になったエッジ
フィレットを含むことを特徴にする請求項２１に記載の
CMPヘッドアセンブリ。 - 【請求項２５】 請求項２１記載のCMPヘッドアセンブ
リにおいて、前記リテーニング下部面上で定義され前記
リテーニングリング外部周辺表面での又は隣接した地点
から前記リテーニングリング内部周辺の表面での又は隣
接した地点まで拡張された表面特性をさらに含み、前記
第２表面特性は前記リテーニングリング下部面と前記パ
ッド上部面の間の相対回転方向に対して内部に傾いた複
数個のグルーブが掘れたプロファイルに構成され、前記
内部に傾いたグルーブが掘れたプロファイルは各々前記
外部に傾いたグルーブが掘れたプロファイルと交差する
ことを特徴にするCMPヘッドアセンブリ。 - 【請求項２６】 前記リテーニングリングは少なくとも
一つの物質に構成され前記第１表面特性は混合構造を構
造に有する第１表面特性を形成するための少なくとも一
つの第２物質に構成されることを特徴にする請求項２１
に記載のCMPヘッドアセンブリ。 - 【請求項２７】 前記リテーニングリングはポリフェノ
ール硫化物に構成され前記グルーブに掘れたプロファイ
ルの後面は炭化物に構成されることを特徴にする請求項
２６に記載のCMPヘッドアセンブリ。 - 【請求項２８】 化学的機械的基板研磨方法において、 CMP研磨パッドの上部面と接してCMPリテーニングリング
内部周辺の表面内に前記基板の下部面を位置させる段
階、 前記CMP研磨パッド上部面に接する前記CMPリテーニング
リング下部面を位置させる段階、及び前記CMPリテーニ
ングリングの下部面と前記研磨パッド上部面の間で相対
的に回転するように前記CMPリテーニングリングと前記C
MP研磨パッド上部面を回転させる段階を含み、 前記リテーニングリングは前記リテーニングリング下部
面上で定義された第１表面特性に構成され、前記第１表
面特性は前記リテーニングリング下部面と前記パッド上
部面の間の相対回転方向に対して外部に傾いたことを特
徴にする化学的機械的基板研磨方法。 - 【請求項２９】 前記第１表面特性は部分的に拡張され
た表面特性を含むことを特徴にする請求項２８に記載の
化学的機械的基板研磨方法。 - 【請求項３０】 前記第１表面特性が調節され前記基板
下部面に対した化学的機械的研磨を実行するの間に前記
リテーニングリング内部周辺の表面内に電位された前記
パッド上部面を平坦化させて前記パッド上部面と前記基
板下部面の間の接触面積を増加させることを特徴にする
請求項２８に記載の化学的機械的基板研磨方法。 - 【請求項３１】 前記第１表面特性が調節され前記化学
的機械的研磨の間に前記パッド上部面に張力を伝達し、
前記張力は前記リテーニングリング内部周辺の表面から
の外部方向に加われて前記パッド上部面が平坦化される
ことを特徴にする請求項３０に記載の化学的機械的基板
研磨方法。 - 【請求項３２】 前記第１表面特性は複数個の突出とリ
セス（recesses）又はこれらの混合形態を含み、前記第
１表面特性は前記リテーニングリング下部面と前記パッ
ド上部面の間の相対回転方向に対して外部に傾いたこと
で動的周辺ストレッチング運動が前記リテーニングリン
グ下部面と接する前記一部パッド側への前記基板と隣接
する一部の前記パッドから前記パッド上部面に伝達する
ことを特徴にする請求項３１に記載の化学的機械的基板
研磨方法。 - 【請求項３３】 前記第１表面特性は複数個のリセスと
突出又はこれらの結合された形態に構成され、前記リセ
スは少なくとも一つのグルーブとディンプル又はこれら
の結合された形態に定まって前記隆起は少なくとも一つ
のリッジ、バンプ、及び上昇ポイント又はこれらの結合
された形態に定まることを特徴にする化学的機械的基板
研磨方法。 - 【請求項３４】 前記第１表面特性は複数個のリセスを
含み、前記各々のリセスは前記リテーニング下部面内で
定まって前記リテーニングリング内部周辺の表面で定ま
った上昇区間から前記リテーニングリング外部周辺の表
面で定義された下降区間まで拡大されることを特徴にす
る請求項３３に記載の化学的機械的基板研磨方法。 - 【請求項３５】 前記グルーブが掘れたプロファイルは
前記上昇区間と下降区間の間でアーチ形態を有すること
を特徴にする請求項３４に記載の化学的機械的基板研磨
方法。 - 【請求項３６】 前記グルーブが掘れたプロファイルは
前記グルーブの後面の表面上で定まった角になったエッ
ジフィレットを含むことを特徴にする請求項３４に記載
の化学的機械的基板研磨方法。 - 【請求項３７】 前記グルーブが掘れたプロファイルは
前記上昇区間と前記下降区間の間でアーチ形態を有し前
記グルーブの後面の表面上で定まった角になったエッジ
フィレットを含むことを特徴にする請求項３４に記載の
化学的機械的基板研磨方法。 - 【請求項３８】 前記リテーニングは前記リテーニング
下部面上で定義され前記リテーニングリング外部周辺表
面での又は隣接した地点から前記リテーニングリング内
部周辺の表面での又は隣接した地点まで拡張された表面
特性をさらに含み、前記第２表面特性は前記リテーニン
グリング下部面と前記パッド上部面の間の相対回転方向
に対して内部に傾いた複数個のグルーブが掘れたプロフ
ァイルに構成され、前記内部に傾いたグルーブが掘れた
プロファイルは各々前記外部に傾いたグルーブが掘れた
プロファイルと交差することを特徴にする請求項３４に
記載の化学的機械的基板研磨方法。 - 【請求項３９】 前記リテーニングリングは少なくとも
一つの物質に構成され前記第１表面特性は混合構成を構
造を有する第１表面特性を形成するための少なくとも一
つの第２物質に構成されることを特徴にする請求項３４
に記載の化学的機械的基板研磨方法。 - 【請求項４０】 前記リテーニングリングはポリフェノ
ール硫化物に構成され前記グルーブに掘れたプロファイ
ルの後面は炭化物に構成されることを特徴にする請求項
３９に記載の化学的機械的基板研磨方法。
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