JP2002515349A - 基板保持器 - Google Patents
基板保持器Info
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- 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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- 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
- B24B37/04—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces
- B24B37/042—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces operating processes therefor
-
- 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
- B24B37/28—Work carriers for double side lapping of plane surfaces
Abstract
(57)【要約】
キャリアヘッド２６はハウジング４０と、基板を保持する一般に円筒型の基板バッキング・アセンブリ４２を含む。バッキング・アセンブリはハウジングに対して上下に移動可能である。キャリアは、研磨中に基板をキャリア内に保持するための、一般に環状の保持リング４４を含む。保持リング４４は円筒型内表面７４、円筒型外表面７６、および内表面７４と外表面７６を結ぶ環状の下面７８を含む。保持器５２は基板研磨装置と共に使用される。基板は上面と下面および横方向にほぼ円形な周囲を有している。装置は基板の下面に接触し研磨するための上研磨面を持つ研磨パッドを有する。保持器５２は基板研磨中、基板を係合し、横の動きに対して基板を保持するための内向きの保持面５４を有する。保持面５４は基板周囲を、周囲に沿った基本的に２ヶ所以上の別個の円周上位置で係合する。
Description
【０００１】
本発明は、一般に基板の化学機械研磨に関し、より具体的には化学機械研磨シ
ステムのキャリアヘッドおよび基板保持器（リテーナ）に関する。
ステムのキャリアヘッドおよび基板保持器（リテーナ）に関する。
【０００２】
集積回路は通常基板上、とくにシリコンウェハ上に、導電層、半導体層、絶縁
層を連続して堆積することにより形成される。各層が堆積された後、層はエッチ
ングされ電子回路の特質が作り出される。一連の層が、連続的に堆積およびエッ
チングされるため、基板の外面あるいは最表面、すなわち基板の露出面はどんど
ん平坦でなくなる。この平坦でない表面が、集積回路製造工程のフォトレジスト
段階における問題をもたらす。したがって、基板表面の定期的な平坦化が必要と
される。
層を連続して堆積することにより形成される。各層が堆積された後、層はエッチ
ングされ電子回路の特質が作り出される。一連の層が、連続的に堆積およびエッ
チングされるため、基板の外面あるいは最表面、すなわち基板の露出面はどんど
ん平坦でなくなる。この平坦でない表面が、集積回路製造工程のフォトレジスト
段階における問題をもたらす。したがって、基板表面の定期的な平坦化が必要と
される。
【０００３】 化学機械研磨（ＣＭＰ）は一般に認められた平坦化の一方法である。この平坦
化方法では、通常基板がキャリアあるいは研磨ヘッドに取り付けられている必要
がある。基板の露出面は、回転する研磨パッドに対して取り付けられる。研磨パ
ッドは、研磨面が耐久性のある粗い表面である「標準」パッドか、封じ込め媒体
中に研磨粒子を保持している固定研磨パッドのいずれかである。キャリアヘッド
は、制御可能な負荷、すなわち圧力を基板上に加え、基板を研磨パッドに対して
押し付ける。少なくとも１つの化学反応性物質と、標準パッドが使用される場合
には研磨粒子を含む、研磨スラリーが研磨パッドに供給される。
化方法では、通常基板がキャリアあるいは研磨ヘッドに取り付けられている必要
がある。基板の露出面は、回転する研磨パッドに対して取り付けられる。研磨パ
ッドは、研磨面が耐久性のある粗い表面である「標準」パッドか、封じ込め媒体
中に研磨粒子を保持している固定研磨パッドのいずれかである。キャリアヘッド
は、制御可能な負荷、すなわち圧力を基板上に加え、基板を研磨パッドに対して
押し付ける。少なくとも１つの化学反応性物質と、標準パッドが使用される場合
には研磨粒子を含む、研磨スラリーが研磨パッドに供給される。
【０００４】 ＣＭＰ処理の効果は、その研磨率とその結果もたらされる仕上がり（たとえば
、小さな凹凸がないこと）、および基板表面の平坦さ（たとえば、大きなトポグ
ラフィがないこと）によって測定される。研磨率、研磨仕上げおよび平坦度は、
パッドとスラリーの組み合わせ、基板とパッドの相対速度およびパッドに対して
基板を押しつける力によって決定される。
、小さな凹凸がないこと）、および基板表面の平坦さ（たとえば、大きなトポグ
ラフィがないこと）によって測定される。研磨率、研磨仕上げおよび平坦度は、
パッドとスラリーの組み合わせ、基板とパッドの相対速度およびパッドに対して
基板を押しつける力によって決定される。
【０００５】 ＣＭＰによる半導体基板ウェハの平坦化において、ウェハと動作中の研磨パッ
ド間の摩擦によって生じるウェハの横方向の動きを防止する目的で、研磨される
ウェハを取り囲む、環状の保持リングを使用することが知られている。たとえば
、米国特許第５，２０５，０８２号（ノーム・シェンドンら）を参照されたい。
この開示は、本願明細書中に参照として組み入れられる。
ド間の摩擦によって生じるウェハの横方向の動きを防止する目的で、研磨される
ウェハを取り囲む、環状の保持リングを使用することが知られている。たとえば
、米国特許第５，２０５，０８２号（ノーム・シェンドンら）を参照されたい。
この開示は、本願明細書中に参照として組み入れられる。
【０００６】 ＣＭＰにおいて再発している問題はいわゆる「エッジ効果」であり、すなわち
、基板の端が基板の中央とは異なる比率で研磨される傾向である。エッジ効果は
研磨不足も引き起こすが、一般に、基板周囲部、すなわち最外部５〜１０ｍｍで
の過剰研磨（基板から過度に物質が除去されること）をもたらす。基板周囲部の
過剰研磨や研磨不足は、基板全体の平坦度を減少し、基板端部を集積回路に使用
するに不適切なものとし、歩留まりを減少させる。
、基板の端が基板の中央とは異なる比率で研磨される傾向である。エッジ効果は
研磨不足も引き起こすが、一般に、基板周囲部、すなわち最外部５〜１０ｍｍで
の過剰研磨（基板から過度に物質が除去されること）をもたらす。基板周囲部の
過剰研磨や研磨不足は、基板全体の平坦度を減少し、基板端部を集積回路に使用
するに不適切なものとし、歩留まりを減少させる。
【０００７】
本発明の一実施形態は、基板研磨装置と共に用いる保持器を提供する。装置は
、基板表面に接触する研磨面をもつ研磨パッドを有する。保持器は、基板研磨中
、横方向の動きに対して基板を係合し保持する、内側に向いた保持面を有する。
保持面は基板周囲を、基本的に２ヶ所以上の、周囲に沿って別個の円周上位置で
係合する。
、基板表面に接触する研磨面をもつ研磨パッドを有する。保持器は、基板研磨中
、横方向の動きに対して基板を係合し保持する、内側に向いた保持面を有する。
保持面は基板周囲を、基本的に２ヶ所以上の、周囲に沿って別個の円周上位置で
係合する。
【０００８】 本発明の様々な実施形態には、以下の１つ以上が含まれている。すなわち、保
持面は基板周囲を、少なくとも２ヶ所の、別個の互いに間隔のあいた位置で係合
する。保持面は基板周囲を、ちょうど２ヶ所の、別個の互いに間隔のあいた位置
で係合する。保持面は基板周囲を、少なくとも１ヶ所の、連続した円周係合領域
に沿って係合する。円周係合領域は少なくとも１０°の広がりを持つ。円周係合
領域は、基板のほぼ全周囲に広がっている。保持面は基板周囲を、周囲に沿った
複数の円周上位置で圧縮して係合する。
持面は基板周囲を、少なくとも２ヶ所の、別個の互いに間隔のあいた位置で係合
する。保持面は基板周囲を、ちょうど２ヶ所の、別個の互いに間隔のあいた位置
で係合する。保持面は基板周囲を、少なくとも１ヶ所の、連続した円周係合領域
に沿って係合する。円周係合領域は少なくとも１０°の広がりを持つ。円周係合
領域は、基板のほぼ全周囲に広がっている。保持面は基板周囲を、周囲に沿った
複数の円周上位置で圧縮して係合する。
【０００９】 保持面は、縦方向に延びる連続した環状保持部の連続した円筒型内表面であっ
てよい。そのような保持部は、保持部の下端で基板を受けるための開口部を有し
、圧縮して基板と係合を維持する間、基板を受け入れるに充分な弾力性を有する
。保持器は、保持リングのルーフ部から懸下し、環状リセスによってリング本体
から分離された縦方向に延びる環状スリーブの形状をとってよい。
てよい。そのような保持部は、保持部の下端で基板を受けるための開口部を有し
、圧縮して基板と係合を維持する間、基板を受け入れるに充分な弾力性を有する
。保持器は、保持リングのルーフ部から懸下し、環状リセスによってリング本体
から分離された縦方向に延びる環状スリーブの形状をとってよい。
【００１０】 保持面は、縦方向に延びる環状スリーブ部の円筒型内表面であってよい。保持
器は、放射状に外に延びる環状フランジと、フランジから懸下するスリーブ部を
さらに含み、前記フランジは保持リング本体とキャリア本体の間に固定される。
あるいは保持器は、クランプと膜状支持構造の間に固定された、放射状に内側に
延びる環状フランジを含んでもよい。
器は、放射状に外に延びる環状フランジと、フランジから懸下するスリーブ部を
さらに含み、前記フランジは保持リング本体とキャリア本体の間に固定される。
あるいは保持器は、クランプと膜状支持構造の間に固定された、放射状に内側に
延びる環状フランジを含んでもよい。
【００１１】 保持面は、基板の周りのほぼ全体に覆われたバンドの内表面により形成されて
よく、基板を係合しおよび解除するよう、円周上で調整可能である。保持器は弾
性である。保持器は、基板バッキング膜から下がる環状リップとして形成されて
よい。保持器は複数の環状セグメントを備え、各セグメントは底面と円筒型の内
表面を有している。セグメントの円筒型内表面は保持面を形成し、セグメントは
基板周囲を圧縮して係合するよう、選択的に内側に偏らせることができる。保持
器は、セグメントと支持構造の内表面の間に挟まれた可膨張環状袋体を備えてよ
く、これにより袋体の膨張がセグメントを放射状に内側に偏らせ、基板周囲を係
合する。
よく、基板を係合しおよび解除するよう、円周上で調整可能である。保持器は弾
性である。保持器は、基板バッキング膜から下がる環状リップとして形成されて
よい。保持器は複数の環状セグメントを備え、各セグメントは底面と円筒型の内
表面を有している。セグメントの円筒型内表面は保持面を形成し、セグメントは
基板周囲を圧縮して係合するよう、選択的に内側に偏らせることができる。保持
器は、セグメントと支持構造の内表面の間に挟まれた可膨張環状袋体を備えてよ
く、これにより袋体の膨張がセグメントを放射状に内側に偏らせ、基板周囲を係
合する。
【００１２】 接触する１点に集中してしまう、保持器と基板間の横方向の接触力を分散する
ことにより、保持器は「エッジ効果」の一因となりうる基板周囲近くの局所的歪
み（たとえば、保持器による基板の圧縮による接触点における基板の垂直方向へ
のたわみ）を緩和する。
ことにより、保持器は「エッジ効果」の一因となりうる基板周囲近くの局所的歪
み（たとえば、保持器による基板の圧縮による接触点における基板の垂直方向へ
のたわみ）を緩和する。
【００１３】 本発明の１つ以上の詳細は、添付図面と以下の説明により述べられる。その他
の特徴、目的、および発明の利点は、説明と図面、および請求の範囲から明らか
となろう。様々な図中の同様の参照番号および表示は、同様の構成要素を示して
いる。
の特徴、目的、および発明の利点は、説明と図面、および請求の範囲から明らか
となろう。様々な図中の同様の参照番号および表示は、同様の構成要素を示して
いる。
【００１４】
図１および図２は、プラテン２２（図２）頂上に固定された研磨パッド２０を
示す。パッドとプラテンは中心軸１００のまわりを回転する。たとえば円形ウェ
ハなどの基板２４は、基板キャリアや、基板の下面２５をパッドの上面（研磨面
）２７に向けて置く研磨ヘッド２６によって保持される。キャリアと基板は、実
質的には一体となってキャリアの中心軸１０２のまわりを回転する。回転に加え
キャリアと基板は、図１に示す実線位置２４および２６と破線位置２４’および
２６’の間を、同時に往復する。例示の実施形態で、パッド２０は直径２０．０
インチ、基板２４は直径７．８７インチ（２００ｍｍの基板に対して、通常「８
インチ」基板と称す）、キャリア２６は外径約１０インチであり、キャリアは、
その中心軸１０２がパッドの中心軸１００から４．２インチ〜５．８インチの間
で隔てられているように往復する。パッドの回転速度は６０〜１５０ｒｐｍ、キ
ャリアの回転速度も６０〜１５０ｒｐｍである。
示す。パッドとプラテンは中心軸１００のまわりを回転する。たとえば円形ウェ
ハなどの基板２４は、基板キャリアや、基板の下面２５をパッドの上面（研磨面
）２７に向けて置く研磨ヘッド２６によって保持される。キャリアと基板は、実
質的には一体となってキャリアの中心軸１０２のまわりを回転する。回転に加え
キャリアと基板は、図１に示す実線位置２４および２６と破線位置２４’および
２６’の間を、同時に往復する。例示の実施形態で、パッド２０は直径２０．０
インチ、基板２４は直径７．８７インチ（２００ｍｍの基板に対して、通常「８
インチ」基板と称す）、キャリア２６は外径約１０インチであり、キャリアは、
その中心軸１０２がパッドの中心軸１００から４．２インチ〜５．８インチの間
で隔てられているように往復する。パッドの回転速度は６０〜１５０ｒｐｍ、キ
ャリアの回転速度も６０〜１５０ｒｐｍである。
【００１５】 図３はキャリアヘッド２６の一実施形態による構造をさらに詳細に示したもの
である。キャリアヘッド２６はハウジング４０と、基板を保持する一般に円筒型
の基板バッキング・アセンブリ４２を含む。バッキング・アセンブリはハウジン
グに対して上下に移動可能である。キャリアは、研磨中に基板をキャリア内に保
持するための、一般に環状の保持リング４４を含む。保持リング４４は円筒型内
表面７４、円筒型外表面７６、および内表面７４と外表面７６を結ぶ環状の下面
７８を含む。保持リングは複数の取付け穴４６（図３には１つだけ図示）にネジ
やボルトを用いて、キャリアヘッド２６の土台８０に取り付けられる。保持リン
グ４４はハウジング４０に対し、バッキング・アセンブリ４２から独立して垂直
方向に可動であり、したがって保持リングや基板に所望の独立した下向きの力が
加えられ、保持リングや基板を研磨パッドに係合状態で維持する。同様のキャリ
アヘッドが、１９９６年１１月８日出願の米国特許出願番号第０８／７４５，６
７０号（Ｚｕｎｉｇａら）、「可撓性を持つ膜を用いた化学機械研磨システムの
ためのキャリアヘッド」と題された中に見受けられ、本願発明の譲受人へ譲渡さ
れ、そのすべての開示はここで参照として組み入れられる。
である。キャリアヘッド２６はハウジング４０と、基板を保持する一般に円筒型
の基板バッキング・アセンブリ４２を含む。バッキング・アセンブリはハウジン
グに対して上下に移動可能である。キャリアは、研磨中に基板をキャリア内に保
持するための、一般に環状の保持リング４４を含む。保持リング４４は円筒型内
表面７４、円筒型外表面７６、および内表面７４と外表面７６を結ぶ環状の下面
７８を含む。保持リングは複数の取付け穴４６（図３には１つだけ図示）にネジ
やボルトを用いて、キャリアヘッド２６の土台８０に取り付けられる。保持リン
グ４４はハウジング４０に対し、バッキング・アセンブリ４２から独立して垂直
方向に可動であり、したがって保持リングや基板に所望の独立した下向きの力が
加えられ、保持リングや基板を研磨パッドに係合状態で維持する。同様のキャリ
アヘッドが、１９９６年１１月８日出願の米国特許出願番号第０８／７４５，６
７０号（Ｚｕｎｉｇａら）、「可撓性を持つ膜を用いた化学機械研磨システムの
ためのキャリアヘッド」と題された中に見受けられ、本願発明の譲受人へ譲渡さ
れ、そのすべての開示はここで参照として組み入れられる。
【００１６】 ローディング・チャンバ８２がハウジング４０と土台８０の間に形成される。
ローディング・チャンバ８２の与圧は土台８０に負荷、すなわち下向きの圧力お
よび力を加える。研磨パッド（図示されない）に対する土台８０の垂直位置は、
ローディング・チャンバ８２の与圧／除圧によって制御される。
ローディング・チャンバ８２の与圧は土台８０に負荷、すなわち下向きの圧力お
よび力を加える。研磨パッド（図示されない）に対する土台８０の垂直位置は、
ローディング・チャンバ８２の与圧／除圧によって制御される。
【００１７】 基板バッキング・アセンブリ４２は支持構造８４、支持構造と土台８０の間に
接合された湾曲部８６および支持構造８４の下側に接合され、これを覆う可撓膜
８８を含む。可撓膜８８は支持構造の下に延び、基板のマウント面を提供する。
土台８０と基板バッキング・アセンブリ４２の間に形成されたチャンバ９０の与
圧が、基板を研磨パッドに押し付ける。
接合された湾曲部８６および支持構造８４の下側に接合され、これを覆う可撓膜
８８を含む。可撓膜８８は支持構造の下に延び、基板のマウント面を提供する。
土台８０と基板バッキング・アセンブリ４２の間に形成されたチャンバ９０の与
圧が、基板を研磨パッドに押し付ける。
【００１８】 環状の袋体９２が土台８０の下面に取り付けられる。袋体は与圧され、支持構
造８４に下向きの圧力を加え、それにより基板に下向きの圧力が加えられるよう
に、環状の上部クランプ６０を、湾曲部８６の内側部（たとえば中心軸１０２に
比較的近い部分）の頂上に係合する。チャンバ８２と袋体９２はそれぞれ、関連
する管路あるいは導管（図示されない）により、１つ以上のポンプ（図示されな
い）から届けられる流体の導入および除去によって、与圧および除圧される。
造８４に下向きの圧力を加え、それにより基板に下向きの圧力が加えられるよう
に、環状の上部クランプ６０を、湾曲部８６の内側部（たとえば中心軸１０２に
比較的近い部分）の頂上に係合する。チャンバ８２と袋体９２はそれぞれ、関連
する管路あるいは導管（図示されない）により、１つ以上のポンプ（図示されな
い）から届けられる流体の導入および除去によって、与圧および除圧される。
【００１９】 このように、ハウジング４０に対する土台８０とリング４４の垂直位置は、ロ
ーディング・チャンバ８２の与圧および除圧によって制御される。ローディング
・チャンバ８２の与圧は土台を下向きに押し付け、これにより保持リングの下面
７８が下向きに押され、研磨パッドに負荷が加えられる。
ーディング・チャンバ８２の与圧および除圧によって制御される。ローディング
・チャンバ８２の与圧は土台を下向きに押し付け、これにより保持リングの下面
７８が下向きに押され、研磨パッドに負荷が加えられる。
【００２０】 基板バッキング・アセンブリ４２の垂直位置とそれによる基板の垂直位置は、
チャンバ９０および／または袋体９２の与圧および除圧によって制御される。チ
ャンバ９０の除圧によって、基板を研磨パッドとの係合から解除する吸引力が膜
と基板間に発生するように、膜９８が上昇される。それによって、一方でローデ
ィング・チャンバ８２の与圧と除圧が、他方で袋体９２とチャンバ９０が、垂直
位置の独立維持と、リングとパッド間および基板とパッド間の係合力を提供する
。
チャンバ９０および／または袋体９２の与圧および除圧によって制御される。チ
ャンバ９０の除圧によって、基板を研磨パッドとの係合から解除する吸引力が膜
と基板間に発生するように、膜９８が上昇される。それによって、一方でローデ
ィング・チャンバ８２の与圧と除圧が、他方で袋体９２とチャンバ９０が、垂直
位置の独立維持と、リングとパッド間および基板とパッド間の係合力を提供する
。
【００２１】 図４に示されるように、支持構造８４は上部クランプ６０、下部クランプ６２
、および支持リングまたは支持プレート６４を含む。湾曲部８６の内端は上部ク
ランプ６０と下部クランプ６２の間に固定され、可撓膜８８の端は下部クランプ
６２と支持プレート６４の間に固定される。
、および支持リングまたは支持プレート６４を含む。湾曲部８６の内端は上部ク
ランプ６０と下部クランプ６２の間に固定され、可撓膜８８の端は下部クランプ
６２と支持プレート６４の間に固定される。
【００２２】 保持スリーブ５２は、下部クランプ６２など支持構造８４の部分から下向きに
延びる。スリーブは円筒型の連続する内表面５４と、環状の底端面５８によって
結ばれた円筒型の連続する外表面５６を有する。スリーブ５２は支持構造８４に
ウェブ６６によって接続され、ウェブ６６はスリーブの上端から放射状に内側に
延びる。保持スリーブ５２の垂直方向の動きは、これによって保持リング４４の
垂直方向の動きから分離される。このように分離することで、たとえばリング４
４と研磨パッド間に、対応するスリーブ５２とパッド間の圧縮による係合なしに
、高圧をかけるなどの、より大きな多目的性を提供する。スリーブ５２とパッド
間の不要な圧縮は、スリーブを磨耗しスリーブの交換頻度を増加させる。スリー
ブ５２は、以下に説明される図７の実施形態と同様、独立した可動セグメントに
分割されてよい。スリーブ５２の下端または遠心端は、基板を受けるポケットへ
の開口部８９（図３）を規定する。
延びる。スリーブは円筒型の連続する内表面５４と、環状の底端面５８によって
結ばれた円筒型の連続する外表面５６を有する。スリーブ５２は支持構造８４に
ウェブ６６によって接続され、ウェブ６６はスリーブの上端から放射状に内側に
延びる。保持スリーブ５２の垂直方向の動きは、これによって保持リング４４の
垂直方向の動きから分離される。このように分離することで、たとえばリング４
４と研磨パッド間に、対応するスリーブ５２とパッド間の圧縮による係合なしに
、高圧をかけるなどの、より大きな多目的性を提供する。スリーブ５２とパッド
間の不要な圧縮は、スリーブを磨耗しスリーブの交換頻度を増加させる。スリー
ブ５２は、以下に説明される図７の実施形態と同様、独立した可動セグメントに
分割されてよい。スリーブ５２の下端または遠心端は、基板を受けるポケットへ
の開口部８９（図３）を規定する。
【００２３】 研磨中、研磨パッド２０をわずかに押すよう正味の下向きの力が基板に加えら
れる。その力、したがって圧縮は、基板材料、パッド材料と厚さ、回転速度、お
よび研磨スラリーの使用の有無とその種類などの要因に照らして、所望の研磨率
を達成するよう決定される。
れる。その力、したがって圧縮は、基板材料、パッド材料と厚さ、回転速度、お
よび研磨スラリーの使用の有無とその種類などの要因に照らして、所望の研磨率
を達成するよう決定される。
【００２４】 図５に示すように、ある既定の瞬間に、パッドと基板間が摩擦し、基板端また
は基板周囲７０がスリーブ５２の円筒型内表面５４と係合するよう、研磨パッド
は、基板とキャリアに対して基板に剪断力を加える正味の全体動作方向１２０を
持つ。スリーブの内表面５４は、したがって保持リング４４の保持面を形成する
。説明の実施形態では、係合は基板周囲７０に沿って延びる位置１２２と直接接
触することによる。基板周囲７０と保持スリーブ面の内表面５４との間の増加す
る隙間１２３は、接触位置１２２の正反対の位置１２４で最大に達する。しかし
、この最大の隙間でも通常１ｍｍ未満の小ささである。
は基板周囲７０がスリーブ５２の円筒型内表面５４と係合するよう、研磨パッド
は、基板とキャリアに対して基板に剪断力を加える正味の全体動作方向１２０を
持つ。スリーブの内表面５４は、したがって保持リング４４の保持面を形成する
。説明の実施形態では、係合は基板周囲７０に沿って延びる位置１２２と直接接
触することによる。基板周囲７０と保持スリーブ面の内表面５４との間の増加す
る隙間１２３は、接触位置１２２の正反対の位置１２４で最大に達する。しかし
、この最大の隙間でも通常１ｍｍ未満の小ささである。
【００２５】 スリーブ５２は寸法採りされ（たとえばスリーブの円筒型の内表面および外表
面の直径や、スリーブの高さが適当に選択される）、研磨中、以下の説明のよう
に基板を調整するため、基板端の衝撃に耐えるプラスチックなどの、充分可撓性
があり、しかし耐久性のある材料によって形成される。負荷がない状態でのスリ
ーブ内表面５４の直径（すなわち、研磨中の基板との係合による傾きのないとき
）は、基板の直径よりもわずかに大きい。スリーブ５２の可撓性と弾性により、
基板周囲７０と円筒型内表面５４の間の接触位置１２２における係合が、スリー
ブをわずかに曲げて圧縮する。この調整のために、保持リング４４と基板周囲７
０間で円周上に１つの接触点をもつ代わりに、接触位置１２２はスリーブの内表
面５４と基板周囲７０の間の連続する円周上の係合領域となっている。このよう
に、接触力は係合領域にわたる圧力分配であるが、スリーブ５２がない状態では
このような調整がおこなわれず、接触力は単一の接触点にかかる点力となってし
まう。係合領域は少なくとも１０°の範囲を持つことが好ましい。スリーブ材料
を選択する際、可撓性と磨耗抵抗のバランスをとることで、リングと基板間の必
然的なな横方向の力を考慮した適切な寸法を実験的に決めることができる。横方
向の力は、基板のサイズと材料、研磨パッドの材料、研磨スラリーの有無と種類
、および所望の研磨率を含む因子の関数である。係合領域に沿って接触力を分配
することにより、分離した単一の接触点がある状態に比べて、基板周囲に隣接す
る基板内の歪みは緩和される。このように局所化された歪みは、それに伴うエッ
ジ効果と共に緩和される。加えて、基板からの力をスリーブ全体に分配すること
により、基板のはす縁と保持リング間のスラリーの圧縮は減少し、それによりス
ラリーの凝集やその結果生じるスクラッチ不良が低減する。
面の直径や、スリーブの高さが適当に選択される）、研磨中、以下の説明のよう
に基板を調整するため、基板端の衝撃に耐えるプラスチックなどの、充分可撓性
があり、しかし耐久性のある材料によって形成される。負荷がない状態でのスリ
ーブ内表面５４の直径（すなわち、研磨中の基板との係合による傾きのないとき
）は、基板の直径よりもわずかに大きい。スリーブ５２の可撓性と弾性により、
基板周囲７０と円筒型内表面５４の間の接触位置１２２における係合が、スリー
ブをわずかに曲げて圧縮する。この調整のために、保持リング４４と基板周囲７
０間で円周上に１つの接触点をもつ代わりに、接触位置１２２はスリーブの内表
面５４と基板周囲７０の間の連続する円周上の係合領域となっている。このよう
に、接触力は係合領域にわたる圧力分配であるが、スリーブ５２がない状態では
このような調整がおこなわれず、接触力は単一の接触点にかかる点力となってし
まう。係合領域は少なくとも１０°の範囲を持つことが好ましい。スリーブ材料
を選択する際、可撓性と磨耗抵抗のバランスをとることで、リングと基板間の必
然的なな横方向の力を考慮した適切な寸法を実験的に決めることができる。横方
向の力は、基板のサイズと材料、研磨パッドの材料、研磨スラリーの有無と種類
、および所望の研磨率を含む因子の関数である。係合領域に沿って接触力を分配
することにより、分離した単一の接触点がある状態に比べて、基板周囲に隣接す
る基板内の歪みは緩和される。このように局所化された歪みは、それに伴うエッ
ジ効果と共に緩和される。加えて、基板からの力をスリーブ全体に分配すること
により、基板のはす縁と保持リング間のスラリーの圧縮は減少し、それによりス
ラリーの凝集やその結果生じるスクラッチ不良が低減する。
【００２６】 基板の研磨中、保持リング４４本体はその下面７８において研磨パッドに押し
つけられ、望まれるように研磨パッドと基板下面間の境界面全体により均一に圧
力を分配させるよう、研磨パッドを圧縮させる。さらに、保持リング４４は、キ
ャリアヘッドの残り部分に対する基板およびスリーブの横方向の動きに対して、
ある程度の補助をおこなう。
つけられ、望まれるように研磨パッドと基板下面間の境界面全体により均一に圧
力を分配させるよう、研磨パッドを圧縮させる。さらに、保持リング４４は、キ
ャリアヘッドの残り部分に対する基板およびスリーブの横方向の動きに対して、
ある程度の補助をおこなう。
【００２７】 例示の実施において、保持リングはポリフェニリン・サルファイド樹脂（ＰＰ
Ｓ）から形成されても良い。２００ｍｍ（７．８７インチ）直径の基板を使用す
るよう構成されると、スリーブの内表面直径が約７．９０インチとなり、スリー
ブの外表面直径が約８．２０インチ、保持リングの内表面直径が約８．３０イン
チおよび保持リングの外表面直径が約９．７５インチになる。スリーブの下端は
本体底面と同一表面上、あるいは本体の底面から下に突出しないよう、本体底面
からわずかに奥まっており、したがって研磨パッドとの係合による過度な磨耗や
変形にさらされることはない。
Ｓ）から形成されても良い。２００ｍｍ（７．８７インチ）直径の基板を使用す
るよう構成されると、スリーブの内表面直径が約７．９０インチとなり、スリー
ブの外表面直径が約８．２０インチ、保持リングの内表面直径が約８．３０イン
チおよび保持リングの外表面直径が約９．７５インチになる。スリーブの下端は
本体底面と同一表面上、あるいは本体の底面から下に突出しないよう、本体底面
からわずかに奥まっており、したがって研磨パッドとの係合による過度な磨耗や
変形にさらされることはない。
【００２８】 図６は縦方向に延びる連続した環状スリーブ１３４が、そこから懸下する上ル
ーフ部１３２をもつ、保持リング１３０を示している。スリーブは円筒型の連続
する内表面１３６と、環状の底端表面１３９により内表面１３６と結ばれる円筒
型の連続する外表面１３８を持つ。保持リング１３０はスリーブ１３４の外側に
（たとえば、中心軸１０２から比較的遠くに）本体部１４０を有する。本体部１
４０は、スリーブの円筒型外表面１３８を向き、これと離れて間隔をおいた円筒
型の内表面１４２を有し、それによって本体は環状の上向きリセス１４４によっ
てスリーブから隔てられている。本体部１４０は、平坦な水平環状底面１４８に
よって内表面１４２と結ばれた、円筒型の外表面１４６を有する。基板周囲７０
と円筒型内表面１３６間の、接触位置における係合により、スリーブが放射状に
外側に向けて、リセス１４４に向けてわずかに曲がる。接触力はこのように係合
領域にわたる圧力分配であるが、リセス１４４がない状態ではこのような調整が
おこなわれず、接触力は単一の接触点にかかる点力となってしまう。
ーフ部１３２をもつ、保持リング１３０を示している。スリーブは円筒型の連続
する内表面１３６と、環状の底端表面１３９により内表面１３６と結ばれる円筒
型の連続する外表面１３８を持つ。保持リング１３０はスリーブ１３４の外側に
（たとえば、中心軸１０２から比較的遠くに）本体部１４０を有する。本体部１
４０は、スリーブの円筒型外表面１３８を向き、これと離れて間隔をおいた円筒
型の内表面１４２を有し、それによって本体は環状の上向きリセス１４４によっ
てスリーブから隔てられている。本体部１４０は、平坦な水平環状底面１４８に
よって内表面１４２と結ばれた、円筒型の外表面１４６を有する。基板周囲７０
と円筒型内表面１３６間の、接触位置における係合により、スリーブが放射状に
外側に向けて、リセス１４４に向けてわずかに曲がる。接触力はこのように係合
領域にわたる圧力分配であるが、リセス１４４がない状態ではこのような調整が
おこなわれず、接触力は単一の接触点にかかる点力となってしまう。
【００２９】 図７はスリーブ１５２を持つ保持リング１５０を示しており、スリーブ１５２
は連続ではなく、外側に放射状に曲がる複数のスプリング・アーム１５５にスリ
ーブを分割する、複数の（研磨パッドから離れた）上向きリセス１５３を含んで
いる。説明される例では、４つのリセス１５３がスリーブを４つのスプリング・
アーム１５５に分割する。ある既定のスリーブの高さと厚さについて、リセス１
５３が存在することによりスリーブの有効柔軟性が増し、基板２４の順応性が増
加する。この効果はリセスによって、スリーブ内の円周上の張力が妨害されるこ
とから生じる。
は連続ではなく、外側に放射状に曲がる複数のスプリング・アーム１５５にスリ
ーブを分割する、複数の（研磨パッドから離れた）上向きリセス１５３を含んで
いる。説明される例では、４つのリセス１５３がスリーブを４つのスプリング・
アーム１５５に分割する。ある既定のスリーブの高さと厚さについて、リセス１
５３が存在することによりスリーブの有効柔軟性が増し、基板２４の順応性が増
加する。この効果はリセスによって、スリーブ内の円周上の張力が妨害されるこ
とから生じる。
【００３０】 リセス１５３はスリーブの内表面からスリーブの外表面まで延びる切除領域か
らなってよく、あるいは部分的にだけスリーブの厚さを越えて延びる、溝からな
ってもよい。
らなってよく、あるいは部分的にだけスリーブの厚さを越えて延びる、溝からな
ってもよい。
【００３１】 図８は、一般に図４のリング４４と同様の全体形状をとる保持システム２１０
を示している。単一のリングとして形成されるのではなく、スリーブ２２０と本
体２２２が別々に形成される。これにより、スリーブと本体に異なる材料を使う
ことが容易になり、特定の状態によってスリーブと本体の異なる組み合わせを可
能とし、スリーブと本体の異なる磨耗度に順応するように別々に交換することが
できる。特に，スリーブ２２０は非常に柔軟性の高い材料で形成されるため、基
板の衝撃を和らげるバンパーとして働き、しかし研磨パッドには最小の力を及ぼ
す。スリーブ２２０は、放射状に外側に延びる環状フランジ２２６と一体形成さ
れ、そこから懸下し、縦方向に延びる環状スリーブ部２４４を含む。フランジ２
２６は湾曲部８６の外側部文のすぐ下に位置する。フランジ２２６と湾曲部８６
は、本体２２２とキャリア土台８０の間に固定される。
を示している。単一のリングとして形成されるのではなく、スリーブ２２０と本
体２２２が別々に形成される。これにより、スリーブと本体に異なる材料を使う
ことが容易になり、特定の状態によってスリーブと本体の異なる組み合わせを可
能とし、スリーブと本体の異なる磨耗度に順応するように別々に交換することが
できる。特に，スリーブ２２０は非常に柔軟性の高い材料で形成されるため、基
板の衝撃を和らげるバンパーとして働き、しかし研磨パッドには最小の力を及ぼ
す。スリーブ２２０は、放射状に外側に延びる環状フランジ２２６と一体形成さ
れ、そこから懸下し、縦方向に延びる環状スリーブ部２４４を含む。フランジ２
２６は湾曲部８６の外側部文のすぐ下に位置する。フランジ２２６と湾曲部８６
は、本体２２２とキャリア土台８０の間に固定される。
【００３２】 図９および図１０は、環状の弾性インサート４２２を、保持リングの底面４２
８に隣接する保持リングの円筒型内表面４２６の環状ポケット４２４内に収容す
る、保持リング４２０を示す。インサート４２２はリング本体４３０を形成する
材料よりも圧縮性の高い材料により形成される。運転中、インサート４２２は、
係合領域１２２（図１０）に沿った基板２４の周囲７０により、外側に放射状に
圧縮される。インサート４２２は基板に適応するために充分に柔らかい（圧縮性
の高い）材料で形成されており、したがって基板との接触力を分散するが、キャ
リアヘッドの修理頻度を著しく増やす事がないくらいの耐久性を有することが望
ましい。インサート４２２は構造的に保持リング本体４３０によって支えられて
いるため、インサート４２２は本体４３０よりもずっと柔らかい材料で製造され
得る。このような構造は、材料の選択における自由度を増やし、適用度を高める
。たとえば、ＰＰＳにより製造されたリング本体４３０とでは、インサート４２
２はＥＰＤＭ、ウレタン、デルリンなどのエラストマーから製造され得る。
８に隣接する保持リングの円筒型内表面４２６の環状ポケット４２４内に収容す
る、保持リング４２０を示す。インサート４２２はリング本体４３０を形成する
材料よりも圧縮性の高い材料により形成される。運転中、インサート４２２は、
係合領域１２２（図１０）に沿った基板２４の周囲７０により、外側に放射状に
圧縮される。インサート４２２は基板に適応するために充分に柔らかい（圧縮性
の高い）材料で形成されており、したがって基板との接触力を分散するが、キャ
リアヘッドの修理頻度を著しく増やす事がないくらいの耐久性を有することが望
ましい。インサート４２２は構造的に保持リング本体４３０によって支えられて
いるため、インサート４２２は本体４３０よりもずっと柔らかい材料で製造され
得る。このような構造は、材料の選択における自由度を増やし、適用度を高める
。たとえば、ＰＰＳにより製造されたリング本体４３０とでは、インサート４２
２はＥＰＤＭ、ウレタン、デルリンなどのエラストマーから製造され得る。
【００３３】 図１１は、膜の外側先端で基板バッキング膜５２４から懸下し、環状リップ５
２２として形成される保持器を示す。リップは基板周囲７０と保持リング５２８
の円筒型内表面５２６の間に圧縮されて挟まれる。好ましくは膜、あるいは少な
くともリップは、必要な可撓性と従順性を提供するに充分な柔らかい材料で形成
され、しかし基板との係合による切断や、ヘッドの修理頻度を増やすような過度
の磨耗に耐えるよう、充分硬い材料で形成される。膜の材料の例としては、ネオ
プレンがある。
２２として形成される保持器を示す。リップは基板周囲７０と保持リング５２８
の円筒型内表面５２６の間に圧縮されて挟まれる。好ましくは膜、あるいは少な
くともリップは、必要な可撓性と従順性を提供するに充分な柔らかい材料で形成
され、しかし基板との係合による切断や、ヘッドの修理頻度を増やすような過度
の磨耗に耐えるよう、充分硬い材料で形成される。膜の材料の例としては、ネオ
プレンがある。
【００３４】 図１２は、バッキング膜６２４から懸下するリップ６２２を示している。リッ
プは膜チャンバ６２５がリップに突出するように形成される。チャンバが膨張し
て基板を研磨パッドに押し付けるとき、基板周囲を圧縮して係合するように、リ
ップも、基板周囲７０とリング６２８の内表面６２６の間に縦方向へ拡がる。こ
のような構造は、基板周囲７０とリップ６２２の間に、全３６０°の係合領域を
提供するために使用される。このような係合は基板とリップ６２２間の接触力を
非常に分散させ、キャリアヘッド内での基板の位置ずれを抑える。
プは膜チャンバ６２５がリップに突出するように形成される。チャンバが膨張し
て基板を研磨パッドに押し付けるとき、基板周囲を圧縮して係合するように、リ
ップも、基板周囲７０とリング６２８の内表面６２６の間に縦方向へ拡がる。こ
のような構造は、基板周囲７０とリップ６２２の間に、全３６０°の係合領域を
提供するために使用される。このような係合は基板とリップ６２２間の接触力を
非常に分散させ、キャリアヘッド内での基板の位置ずれを抑える。
【００３５】 図１３〜図１５は、基板の周りをほぼ覆うバンド７２２によって形成される保
持器を示す。バンドは、研磨パッドの上面と接する平坦な底面７２４と、基板周
囲を係合する円筒型の内表面７２６を有する。バンド７２２は保持器支持７３０
の内穴７２８に載っている。バンドの平坦な水平上面７３２が、穴の環状の下向
き面７３４を係合する。バンドは支持内に垂直に固定され、しかし放射状に可動
である。バンドの外面には、適合した円周上に延びる外向きチャンネル７３６が
あり、ここに環状袋体７４０が載っている。袋体はチャンネル７３６の係合同様
、穴７２８の円筒型内表面７４２を係合する。図１４と図１５に示すように、バ
ンド７２２と穴の内表面７４２の間に挟まれた袋体７４０によって、基板周囲を
圧縮して係合するように、袋体の膨張がバンドを放射状に内向きに傾かせる（図
１４）。バンド７２２の放射状の内側への動きを容易にするために、バンドは切
削または隙間７４４を備える。隙間７４４は、バンド７２２が放射状に内、外へ
それぞれ移動すると、減少および増加する。袋体７４０の膨張により、隙間の部
分的な閉鎖がもたらされる。これにより、袋体が膨張するとバンド７２２の内表
面７２６は、基板周囲７０のほぼ全周に延びる連続した円周上の係合領域に沿っ
て、基板周囲７０を係合する。随意的には、図１６に示すように、バンドは複数
の別個の内側に傾斜可能な放射状セグメント８２２として、隙間８４４から離し
て形成してもよい。
持器を示す。バンドは、研磨パッドの上面と接する平坦な底面７２４と、基板周
囲を係合する円筒型の内表面７２６を有する。バンド７２２は保持器支持７３０
の内穴７２８に載っている。バンドの平坦な水平上面７３２が、穴の環状の下向
き面７３４を係合する。バンドは支持内に垂直に固定され、しかし放射状に可動
である。バンドの外面には、適合した円周上に延びる外向きチャンネル７３６が
あり、ここに環状袋体７４０が載っている。袋体はチャンネル７３６の係合同様
、穴７２８の円筒型内表面７４２を係合する。図１４と図１５に示すように、バ
ンド７２２と穴の内表面７４２の間に挟まれた袋体７４０によって、基板周囲を
圧縮して係合するように、袋体の膨張がバンドを放射状に内向きに傾かせる（図
１４）。バンド７２２の放射状の内側への動きを容易にするために、バンドは切
削または隙間７４４を備える。隙間７４４は、バンド７２２が放射状に内、外へ
それぞれ移動すると、減少および増加する。袋体７４０の膨張により、隙間の部
分的な閉鎖がもたらされる。これにより、袋体が膨張するとバンド７２２の内表
面７２６は、基板周囲７０のほぼ全周に延びる連続した円周上の係合領域に沿っ
て、基板周囲７０を係合する。随意的には、図１６に示すように、バンドは複数
の別個の内側に傾斜可能な放射状セグメント８２２として、隙間８４４から離し
て形成してもよい。
【００３６】 図１７は放射状に内側に突出する複数の係合形状９２２を持つ、保持リング９
２０を示す。材料と構造の詳細によっては、そのような形状は複数の分離した接
触点９２４、すなわちリングと基板周囲７０の間に複数の短い接触領域を備える
。そのような係合形状は、固定保持リングあるいは内側に傾斜可能な保持リング
の、いずれにも使用され得る。固定リングの１つの実施形態では、リング内での
基板の回転作用によって、基板は交互に、１接触点と２接触点を有したり、もし
くは１接触領域と２接触領域を有するようになる。内側に傾斜可能な保持リング
では、少なくとも通常３接触点もしくは３接触領域が存在し、基板はリング内に
安全に保持される。係合形状９２２は、基板の端が係合形状に隣接するときに生
まれる剪断力と圧縮力に耐えるよう、耐久性の高い材料で形成されるべきである
。
２０を示す。材料と構造の詳細によっては、そのような形状は複数の分離した接
触点９２４、すなわちリングと基板周囲７０の間に複数の短い接触領域を備える
。そのような係合形状は、固定保持リングあるいは内側に傾斜可能な保持リング
の、いずれにも使用され得る。固定リングの１つの実施形態では、リング内での
基板の回転作用によって、基板は交互に、１接触点と２接触点を有したり、もし
くは１接触領域と２接触領域を有するようになる。内側に傾斜可能な保持リング
では、少なくとも通常３接触点もしくは３接触領域が存在し、基板はリング内に
安全に保持される。係合形状９２２は、基板の端が係合形状に隣接するときに生
まれる剪断力と圧縮力に耐えるよう、耐久性の高い材料で形成されるべきである
。
【００３７】 本発明のいくつもの実施形態が説明された。しかしながら、様々な修正が本発
明の精神と範囲から逸脱することなく行われ得ることが理解されよう。たとえば
、本発明の様々な特徴は、様々なキャリアヘッド構造での使用のために適合され
得る。したがって、その他の実施形態も請求の範囲内にある。
明の精神と範囲から逸脱することなく行われ得ることが理解されよう。たとえば
、本発明の様々な特徴は、様々なキャリアヘッド構造での使用のために適合され
得る。したがって、その他の実施形態も請求の範囲内にある。
【図１】 ＣＭＰシステムのプラテンの概略平面図である。
【図２】 図１のプラテンの概略側面図である。
【図３】 本発明による保持器を有する基板キャリアの断面図である。
【図４】 図３の保持器の拡大図である。
【図５】 図４のキャリアの保持器の概略部分底面図である。
【図６】 保持器本体の部分として形成されたスリーブを持つ、保持器システムの概略部
分断面図である。
分断面図である。
【図７】 分割されたスリーブを持つ保持器システムの概略部分底面図である。
【図８】 保持器本体の上面に固定されたスリーブを持つ、保持器システムの概略部分断
面図である。
面図である。
【図９】 弾性挿入部分を持つ保持器システムの概略部分断面図である。
【図１０】 図９の保持器システムの概略部分底面図である。
【図１１】 可撓性を持つ膜から懸下するリップを持つ保持器システムの概略部分断面図で
ある。
ある。
【図１２】 可撓性を持つ膜から懸下するリップを持つ別の保持器システムの概略部分断面
図である。
図である。
【図１３】 基板を解除および係合する構造において、調節可能な直径をもつ保持リングを
もった保持器システムの概略部分断面図である。
もった保持器システムの概略部分断面図である。
【図１４】 基板を解除および係合する構造において、調節可能な直径をもつ保持リングを
もった保持器システムの概略部分断面図である。
もった保持器システムの概略部分断面図である。
【図１５】 図１３および図１４の保持器システムの概略部分底面図である。
【図１６】 複数の調節可能セグメントをもつ保持リングのついた保持器システムの概略部
分底面図である。
分底面図である。
【図１７】 保持リングから内側に延びる複数の突起をもつ保持器システムの一部を切断し
た底面図である。
た底面図である。
２０…研磨パッド、２２…プラテン、２４…基板、２４’…破線位置、２５…
基板下面、２６…研磨ヘッド、２６’…破線位置、２７…パッドの研磨面、２６
（図３）…キャリアヘッド、４０…ハウジング、４２…基板支持アセンブリ、４
４…保持リング、４６…取付け穴、５２…保持スリーブ、５４…スリーブの内表
面、５６…スリーブの外表面、５８…スリーブの底端面、６０…上部クランプ、
６２…下部クランプ、６４…支持リング、６６…ウェブ、７０…基板周囲、７４
…保持リングの内表面、７６…保持リングの外表面、７８…保持リングの下面、
８０…キャリアヘッドの土台、８２…ローディング・チャンバ、８４…支持構造
、８６…湾曲部、８８…可撓膜、８９…開口部、９０…チャンバ、９２…環状袋
体、９４…、１００…パッド中心軸、１０２…キャリア中心軸、１１０、１１２
、１１６、１２０…基板とキャリアに対する動作方向、１２２…接触位置、１２
３…隙間、１２４…隙間が最大になる位置、１３０…保持リング、１３２…上ル
ーフ部、１３４…環状スリーブ、１３６…スリーブの内表面、１３８…スリーブ
の外表面、１３９…スリーブの底端面、１４０…保持リング本体、１４４…上向
きリセス、１４６…保持リング本体の外表面、１４８…保持リング本体の底面、
１５０…保持リング、１５２…スリーブ、１５３…上向きリセス、１５５…スプ
リング・アーム、２１０…保持システム、２２０…スリーブ、２２２…保持シス
テム本体、２２４…環状スリーブ部、２２６…フランジ、４２０…保持リング、
４２２…弾性インサート、４２４…環状ポケット、４２６…保持リングの内表面
、４２８…保持リングの底面、４３０…リング本体、５２２…環状リップ、５２
４…基板バッキング膜、５２６…保持リングの内表面、５２８…保持リング、６
２２…リップ、６２４…バッキング膜、６２５…膜チャンバ、６２６…リングの
内表面、６２８…リング、７２２…バンド、７２４…バンドの底面、７２６…バ
ンドの内表面、７２８…内穴、７３０…保持器支持、７３２…バンドの水平上面
、７３４…、７３６…チャンネル、７４０環状袋体…、７４２…穴の内表面、７
４４…隙間、８２２…放射状セグメント、８４４…隙間、９２０…保持リング、
９２２…係合形状、９２４…接触点。
基板下面、２６…研磨ヘッド、２６’…破線位置、２７…パッドの研磨面、２６
（図３）…キャリアヘッド、４０…ハウジング、４２…基板支持アセンブリ、４
４…保持リング、４６…取付け穴、５２…保持スリーブ、５４…スリーブの内表
面、５６…スリーブの外表面、５８…スリーブの底端面、６０…上部クランプ、
６２…下部クランプ、６４…支持リング、６６…ウェブ、７０…基板周囲、７４
…保持リングの内表面、７６…保持リングの外表面、７８…保持リングの下面、
８０…キャリアヘッドの土台、８２…ローディング・チャンバ、８４…支持構造
、８６…湾曲部、８８…可撓膜、８９…開口部、９０…チャンバ、９２…環状袋
体、９４…、１００…パッド中心軸、１０２…キャリア中心軸、１１０、１１２
、１１６、１２０…基板とキャリアに対する動作方向、１２２…接触位置、１２
３…隙間、１２４…隙間が最大になる位置、１３０…保持リング、１３２…上ル
ーフ部、１３４…環状スリーブ、１３６…スリーブの内表面、１３８…スリーブ
の外表面、１３９…スリーブの底端面、１４０…保持リング本体、１４４…上向
きリセス、１４６…保持リング本体の外表面、１４８…保持リング本体の底面、
１５０…保持リング、１５２…スリーブ、１５３…上向きリセス、１５５…スプ
リング・アーム、２１０…保持システム、２２０…スリーブ、２２２…保持シス
テム本体、２２４…環状スリーブ部、２２６…フランジ、４２０…保持リング、
４２２…弾性インサート、４２４…環状ポケット、４２６…保持リングの内表面
、４２８…保持リングの底面、４３０…リング本体、５２２…環状リップ、５２
４…基板バッキング膜、５２６…保持リングの内表面、５２８…保持リング、６
２２…リップ、６２４…バッキング膜、６２５…膜チャンバ、６２６…リングの
内表面、６２８…リング、７２２…バンド、７２４…バンドの底面、７２６…バ
ンドの内表面、７２８…内穴、７３０…保持器支持、７３２…バンドの水平上面
、７３４…、７３６…チャンネル、７４０環状袋体…、７４２…穴の内表面、７
４４…隙間、８２２…放射状セグメント、８４４…隙間、９２０…保持リング、
９２２…係合形状、９２４…接触点。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 チェン， ハン， チー アメリカ合衆国， カリフォルニア州， サン ノゼ， オヤマ プレイス 1530 Ｆターム(参考） 3C058 AA07 AB04 CB01 DA12 DA17
Claims (24)
- 【請求項１】 基板研磨のための装置と共に用いられる保持器であって、 前記装置は基板表面に接触する研磨面を持つ研磨パッドを有し、前記保持器は
、 基板を係合し、基板研磨中の横方向の動きに対して前記基板を保持する、内側
に向いた保持面を備え、前記保持面は基板周囲を、前記周囲に沿った２つ以上の
別個の円周上位置において係合させる、基板研磨のための装置と共に用いられる
保持器。 - 【請求項２】 前記保持面が、基板周囲を少なくとも２つの別個の、互いに
離れた位置で係合する請求項１に記載の保持器。 - 【請求項３】 前記保持面が、基板周囲を少なくとも１つの円周上の係合領
域に沿って係合する請求項１に記載の保持器。 - 【請求項４】 前記円周上の係合領域が、少なくとも基板周囲の１０°の広
がりを持つ請求項３に記載の保持器。 - 【請求項５】 前記円周上の係合領域が、基板周囲のほぼ全体の範囲にわた
る請求項３に記載の保持器。 - 【請求項６】 縦方向に延びる環状保持部をさらに備え、前記保持部は、保
持面を形成する円筒型の内表面を有し、前記保持部は、保持部の低端で基板を保
持するための開口部を有し、前記保持部は、基板との圧縮による係合を維持する
間に基板を受け入れるに充分な弾性を有する請求項１に記載の保持器。 - 【請求項７】 ルーフ部、本体、およびルーフ部から垂れ下がり、環状リセ
スによって保持リング本体から隔てられた、縦方向に伸びる環状スリーブをさら
に有し、前記スリーブは保持面を形成する円筒型の内表面を有する請求項１に記
載の保持器。 - 【請求項８】保持リング本体とキャリア本体の間に固定された、放射状に外
向きに延びる環状フランジと、前記保持面を形成する円筒型内表面を有するフラ
ンジから垂れ下がり、縦方向に延びる環状スリーブ部をさらに備える、請求項１
に記載の保持器。 - 【請求項９】 クランプと膜支持構造の間に固定された、放射状に内向きに
延びる環状フランジと、フランジから垂れ下がり縦方向に延び、保持面を形成す
る円筒型の内表面を有する環状スリープをさらに備える、請求項１に記載の保持
器。 - 【請求項１０】 基板研磨のための装置と共に用いられる保持器であり、装
置は基板表面に接触する研磨面を持つ研磨パッドを有し、前記保持器は、 基板を係合し、基板研磨中の横方向の動きに対して基板を保持する、内側に向
いた保持面を備え、前記保持面は基板周囲を、前記周囲に沿った複数の円周上位
置において係合する、基板研磨のための装置と共に用いられる保持器。 - 【請求項１１】 前記保持面が基板周囲を、基板周囲のほぼ全体にわたる、
円周上の１つの連続する係合領域に沿って係合する請求項１０に記載の保持器。 - 【請求項１２】 前記保持面が、基板を係合しおよび解除するために円周上
で調節可能なバンドの内表面によって形成される請求項１０に記載の保持器。 - 【請求項１３】 前記バンドが基板のほぼ全周を覆う請求項１２に記載の保
持器。 - 【請求項１４】 前記保持器が弾性である請求項１０に記載の保持器。
- 【請求項１５】 前記保持器が可撓性を持つ膜から懸下する環状リップとし
て形成され、前記膜は基板バッキング面を提供する請求項１４に記載の保持器。 - 【請求項１６】 前記膜が、膨張可能で少なくとも部分的に環状リップ内に
延びるチャンバを規定する請求項１３に記載の保持器。 - 【請求項１７】 チャンバの膨張が、リップを基板周囲と係合するように傾
斜させる請求項１６に記載の保持器。 - 【請求項１８】 複数の環状セグメントをさらに備え、各セグメントは底面
と内表面を有し、セグメントの内表面は保持面を形成し、セグメントは基板周囲
を圧縮的に係合するよう、選択的に内側に傾斜可能である請求項１０に記載の保
持器。 - 【請求項１９】 各セグメントの内表面は円筒型部である請求項１８に記載
の保持器。 - 【請求項２０】 セグメントと支持構造の間に挟まれた、ほぼ環状の膨張可
能な袋体をさらに備え、したがって前記袋体の膨張がセグメントを放射状に内側
に傾斜させ、基板周囲を係合する請求項１８に記載の保持器。 - 【請求項２１】 膨張可能な袋体をさらに備え、前記袋体はほぼ環状形状で
バンドと支持構造の内表面の間に挟まれ、したがって前記袋体の膨張がバンドを
放射状に内側に傾斜させ基板周囲を係合する請求項１２に記載の保持器。 - 【請求項２２】 基板を研磨する方法であって、 基板表面に接触する研磨面を持った、動く研磨パッドを提供する工程と、 保持器を提供する工程と、 基板周囲と保持器とを、円周上の係合領域に沿って係合する工程と を含む、基板を研磨する方法。
- 【請求項２３】 動く研磨パッドの研磨面と係合した基板を保持するための
キャリアヘッドであって、前記キャリアヘッドは、 基板上面を係合し、基板に対し下向きの力を加える基板バッキング膜と、 基板を係合し、かつ基板研磨中の横方向の動きに対して基板を保持するための
内向きの保持面を持つ保持器と を備え、前記保持面は基板周囲を前記周囲に沿った２つ以上の別個な円周上位
置において係合する、キャリアヘッド。 - 【請求項２４】 基板を研磨する装置であって、 研磨面を有する可動研磨パッドと、 回転可能なキャリアヘッドと を含み、前記キャリアヘッドは、 基板の上面を係合し、基板に対し下向きの力を加える基板バッキング膜と、 基板を係合し、かつ基板研磨中の横方向の動きに対して基板を保持するための
内向きの保持面を持つ保持器と を備え、前記保持面は基板周囲を、前記周囲に沿ったほぼ２つ以上の別個な円
周上位置において係合する、基板を研磨する装置。
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