JP2010533604A5 - - Google Patents

Description

化学機械研磨（ＣＭＰ）は平坦化のために容認された方法である。この平坦化方法は、典型的には、ＣＭＰ装置のキャリア若しくは研磨ヘッド上に基板が取り付けられることを要する。この基板の露出表面は回転する研磨ディスクパッド若しくはベルトパッドに対峙するよう置かれる。この研磨パッドは標準的なパッド若しくは固定砥粒パッドのどちらでもあり得る。標準的なパッドは耐久性のある粗い面を有し、固定砥粒パッドは、収容媒体内に研磨粒子が保持されている。キャリアヘッドは研磨パッドに対し基板を押し付けるよう基板上の制御可能な負荷をもたらす。キャリアヘッドは、研磨の間、基板を定位置に保持するリテイナーリングを有する。研磨粒子を備えたスラリー等の研磨液が研磨パッドの表面に供給される。

リテイナーリングは、リテイナーリングにより基板を保持し、固定砥粒研磨パッドに研磨液を塗布し、基板と固定砥粒研磨パッドとの間に相対的な動きをもたらすことにより用いられ得る。

いくつかの実施形態において、リテイナーリング１０１は１つ以上のチャネル１２５を有する。チャネル１２５により、研磨の間、リテイナーリング１０１の下にスラリーが流れ込むことができる。チャネル１２５のどちらかのサイド上にある下側表面１０７の角１３０は、同様に面取りされているか、若しくは、リテイナーリング１０１の底の部分の鋭い角を、低減若しくは除去するように、アールがもたらされている。

上側のリング１１０の上側の表面（図示ぜず）は、概ね、キャリアヘッドにリテイナーリング１０１を固定するための、ボルト、スクリュー、若しくは他のハードウエア等の締結部を受容するスクリューシースを備えた穴を含む。この穴はキャリアヘッドに等間隔に配置される。更に、貫通穴、若しくは、突起体等の、１つ以上のアライメント部材（図示せず）が上側リング１１０の上面に位置しうる。リテイナーリングがアライメント用の貫通穴を有しているなら、キャリアヘッドとリテイナーリングが適切に合わさったときに、このアライメント用の貫通穴に、はめ合う、対応するピンを有し得る。いくつかの実施形態において、リテイナーリング１０１は、研磨の間、リングの内部から外部へ、若しくは、外部から内部へと、スラリー、若しくは、空気を通過させることができる、内側直径から外側直径へと延びる１つ以上のスルーホール（図示せず）を有する。

この２つのリングは、この二つのリングの間に介在する接着層により取付けられ得る。この接着層は２つの部分からなる、遅い硬化性の樹脂であり得る。遅い硬化性とは、一般に、樹脂が数時間から数日のオーダーで固まることを示す。しかし、樹脂の硬化サイクルは温度を上げることにより短縮化され得る。例えば、遅い硬化性の樹脂は、ジョージア州チャンブリ（Chamblee, Georgia）のマグノリアプラスティック（Magnolia Plastics）から市販されているＭａｇｎｏｂｏｎｄ−６３７５ＴＭであり得る。また、この樹脂は早い硬化性の樹脂であるかもしれない。ある実施形態においては、この樹脂は高い温度の樹脂である。高い温度の樹脂は、研磨プロセスの間、高温による密着層２１５の劣化を防止する。ある実施形態において、この樹脂は、６０％から１００％のポリアミド等のポリアミド、及び、１０％から３０％の第１脂肪族アミン、５％から１０％の第２の脂肪族アミン等の脂肪族アミンを含む。例えば、高い温度のエポキシは、コネチカット州のロッキーヒル（Rocky Hill, Connecticut）のヘンケルコーポレーション（Henkel Corporation）から市販されているＬＯＣＴＩＴＥ（商標名） Ｈｙｓｏｌ（商標名） Ｅ−１２０ＨＰ（商標名）であるかもしれない。特に、ＬＯＣＴＩＴＥ（商標名） Ｈｙｓｏｌ（商標名） Ｅ−１２０ＨＰ（商標名）は、他の接着剤と比べ、劣化がより防止され、従って、層間剥離による失敗が低減される。劣化は、高温、疲労、脱イオン化水の接触及び吸収、研磨プロセスにおいて用いられるスラリーからの化学的攻撃により引き起こされ得る。

本明細書において説明されるリテイナーリングの１つを用いて基板を研磨するために、リテイナーリングが取り付けられたキャリアヘッドが、ＣＭＰ装置の搬送ステーションから研磨ステーションに、基板を移動させる。ＣＭＰ研磨の間、キャリアヘッドは基板に圧力をかけ、研磨パッドに対し基板を保持し、研磨パッドはプラテンにより支持される。いくつかの実施形態において、研磨パッドは、固定砥粒研磨パッドである。プラテンを回動し、キャリアヘッドを回動し、キャリアヘッドを平行移動させ、若しくはそれらの組み合わせを行うことにより、相対的な動きが基板と研磨パッドとの間で形成される。研磨シーケンスの間、基板は、基板が外れることを防ぐ受容凹部１４０内に位置する。リテイナーリング１０１内のチャネル１２５は、リテイナーリング１０１が研磨パッドに接触しているときに、基板への又は基板からのスラリーの輸送を行う。リテイナーリング１０１の丸められた角は、固定砥粒研磨パッドに対する損傷を低減せしめる。研磨が完了すると、基板は研磨シーケンスの次のステップに運ばれる。

本明細書に記載されるリテイナーリングは、各チャンネルのところで、及び／若しくは、下側表面１０７と外側直径１１４との間の角のところで、１つ以上の角が丸められた、若しくは、面取りされた角を有している。直角でない角により、研磨プロセスの間、研磨パッド、特に固定砥粒研磨パッドにリテイナーリングが損傷をおよぼすのを防ぐことができる。固定砥粒研磨パッドは鋭い角に対して大変、鋭敏である。鋭い角は固定砥粒研磨パッドを削り取ってしまう、又は、掘ってしまう傾向がある。リテイナーリングから鋭い角を除去することによりパッドへの損傷の原因を最小化することができる。パッドがより損傷されにくいので、パッドはより長い有効な寿命を有することができる。より長い有効な寿命は研磨パッドを交換するための研磨装置のダウンタイムをより少なくし、装置の信頼性を高め、従ってより生産的な研磨時間をもたらす。

研磨パッドの有効な寿命を増加させることに加え、本明細書において記載されたリテイナーリングは、研磨の間に研磨パッドから解放される固定砥粒材料の量を減らすことができる。研磨パッドの表面上に存在する砥粒材料をより少なくできるので、ウエハーを削ったり、欠陥を作りだす可能性を少なくすることができる。研磨パッドに接触するリテイナーリングの角を丸めることにより、リテイナーリングの形状に起因した、研磨パッドのコンディニング又はアクチベーションを減少させ、或は、除去することとなる。

Claims (14)

1. 化学機械研磨のためのリテイナーリングであって、
   研磨の間、研磨パッドに接触するよう構成された底表面を有する環状リングであって、前記底表面は複数のチャネルを有し、前記複数のチャネルの各チャネルは側壁により画成されており、少なくとも１つの前記側壁と前記底表面との間の少なくとも１つの角は、第１の曲率半径を有し、前記環状リングの外側の直径と前記底表面との間の角は、第２の曲率半径を有し、前記側壁と前記外側の直径との間の両角は、前記外側の直径の近傍の幅にまで広がる、前記チャネルの第１の広がった部分を画成する第３の曲率半径を有し、前記側壁と前記内側の直径との間の両角は、前記リテイナーリングの前記外側の直径の近傍の幅より小さい、前記リテイナーリングの前記内側の直径の近傍の幅にまで広がる、前記チャネルの第２の広がった部分を画成する第４の曲率半径を有するリテイナーリング。
2. 前記第１の曲率半径は前記の第２の曲率半径に等しい請求項１記載のリテイナーリング。
3. 前記第１の曲率半径は少なくとも３．０４８ｍｍ（１２０ｍｉｌｓ）である請求項１記載のリテイナーリング。
4. 前記側壁は前記第１の広がった部分と前記第２の広がった部分の間で平行である請求項１記載のリテイナーリング。
5. 前記第４の曲率半径は前記第３の曲率半径よりも小さい請求項４記載のリテイナーリング。
6. 前記チャネルのベースはＵ字型である請求項１記載のリテイナーリング。
7. 前記チャネルは、一端において、より深くなっている請求項１記載のリテイナーリング。
8. 請求項１記載の前記リテイナーリングにより基板を保持し、
   固定砥粒研磨パッドに研磨液を投入し、
   前記基板と前記固定砥粒研磨パッドとの間に相対的な動きをもたらすことを含む請求項１記載のリテイナーリングを用いる方法。
9. 化学機械研磨のためのリテイナーリングであって、
   研磨の間、研磨パッドに接触するよう構成された底表面を有する環状リングを含み、前記底表面は複数のチャネルを有し、前記複数のチャネルの各チャネルは１組の垂直な側壁により画成され、各側壁と前記底表面との間の角は、面取りされており、前記環状リングの外側の直径と前記底表面との間の角は、面取りされており、前記チャネルのうちの少なくとも１つは、前記環状リングの外側の直径の近傍の幅より小さい、前記リテイナーリングの内側の直径の近傍の幅を有するリテイナーリング。
10. 前記チャネルのベースはＵ字型である請求項９記載のリテイナーリング。
11. 前記チャネルは、一端において、より深くなっている請求項９記載のリテイナーリング。
12. 請求項９記載の前記リテイナーリングにより基板を保持し、
    固定砥粒研磨パッドに研磨液を投入し、
    前記基板と前記固定砥粒研磨パッドとの間に相対的な動きをもたらすことを含む請求項９のリテイナーリングを使用する方法。
13. キャリアヘッドと、
    前記キャリアヘッドに取り付けられた請求項１記載のリテイナーリングと、
    研磨の間、前記研磨パッド及びリテイナーリングを支持するよう構成されたプラテンとを含む化学機械研磨のためのシステム。
14. キャリアヘッドと、
    前記キャリアヘッドに取り付けられた請求項９記載のリテイナーリングと、
    研磨の間、前記研磨パッド及びリテイナーリングを支持するよう構成されたプラテンとを含む化学機械研磨のためのシステム。