KR20070011599A - 전도성 부분을 구비하는 리테이닝 링 - Google Patents

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Abstract

전기화학적 기계적 프로세싱을 위한 리테이닝 링이 개시된다. 상기 리테이닝 링은 전도성 부분 및 비-전도성 부분으로 형성되고 전체적으로 환형인 본체를 구비한다. 상기 비-전도성 부분은 폴리싱 중에 기판과 접촉한다. 종래의 전기화학적 기계적 프로세싱 시스템에서 발생하는 경향이 있는 엣지 효과를 감소시키기 위해, 폴리싱 중에 전도성 부분이 전기적으로 바이어스된다.

Description

전도성 부분을 구비하는 리테이닝 링{RETAINING RING WITH CONDUCTIVE PORTION}
본 발명은 전기화학적 기계적 프로세싱 중에 기판을 유지(retaining)하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
통상적으로, 전도성 층, 반도체 층 또는 절연 층을 실리콘 웨이퍼상에 연속 증착함으로써 집적 회로가 기판상에 형성된다. 충진 층(filler layer)을 비-평탄 표면상에 증착(deposit)하고, 비-평탄 표면이 노출될 때까지 상기 충진 층을 평탄화시키는 작업이 하나의 제조 단계에 포함된다. 예를 들어, 구리와 같은 전도성 충진 층이 패턴화된 절연 층상에 증착되어 절연층내의 트렌치 또는 홀을 충진한다. 이어서, 절연 층의 상승된 패턴이 노출될 때까지 충진 층을 폴리싱한다. 평탄화 후에, 절연 층의 상승된 패턴들 사이에 남아 있는 전도성 층의 부분들이 비아, 플러그 및 라인을 형성하며, 상기 라인들은 기판상의 필름 회로들 사이의 전도성 경로를 제공한다. 또한, 포토리소그래피를 위해 기판 표면을 평탄화할 필요가 있다.
화학기계적 폴리싱(CMP)이 하나의 평탄화 방법으로 이용되고 있다. 통상적으로, 이러한 평탄화 방법은 기판을 캐리어 또는 폴리싱 헤드에 장착할 것을 필요로 한다. 기판의 노출된 표면이 회전하는 폴리싱 디스크 패드 또는 벨트 패드에 대항하여 위치된다. 폴리싱 패드가 "표준형" 패드 또는 고정-연마재 패드(fixed-abrasive pad)일 수 있다. 표준형 패드는 내구성 조질화(roughened) 표면을 가지며, 반면에 고정-연마재 패드는 수용 매체(containment medium)내에 유지된 마모 입자를 구비한다. 캐리어 헤드는 기판에 조절가능한 로드(load)를 제공하여 그 기판을 폴리싱 패트에 대해 가압한다. 하나 이상의 화학적 반응제를 포함하는 폴리싱 액체가 폴리싱 패드의 표면으로 공급된다. 예를 들어, 표준형 패드가 사용된다면, 폴리싱 액체가 연마 입자를 선택적으로 포함할 수 있다.
구리 폴리싱에 특히 유용한 CMP의 변형예로서, 전기화학적 기계적 프로세싱(ECMP)가 있다. ECMP 프로세스는 통상적인 CMP 프로세스와 유사하나, 매우 작은 하향력 및 전단력으로 구리 필름을 폴리싱하도록 디자인되며, 그에 따라 낮은-k/Cu 기술에 적합하다. ECMP 기술에서, 기판의 폴리싱과 동시적인 전기화학적 용해에 해 전도성 물질이 기판 표면으로부터 제거되며, 이때 기계적 마모는 종래의 CMP 프로세스에 비해 작다. 음극과 기판 표면 사이에 바이어스를 인가함으로써 전기화학적 용해가 실시되고, 그에 따라 기판 표면으로부터 주변 전해질로 전도성 물질을 제거한다.
이상적으로, ECMP 프로세스는 기판 층을 원하는 편평도 및 두께로 폴리싱한다 이러한 포인트를 넘어서는 폴리싱은 전도성 층 또는 필름의 과다 폴리싱(과다한 제거)를 초래할 수 있으며, 이는 회로 저항의 증가를 초래할 수 있다. 기판의 충분하지 못한 폴리싱, 또는 전도성 층의 부족한 폴리싱(너무 적게 제거)은 전기적 단락을 초래할 수 있다. 기판 층의 초기 두께, 폴리싱 용액 조성, 폴리싱 패드 상 태, 폴리싱 패드와 기판 사이의 상대적인 속도, 및 기판상의 로드의 편차가 물질 제거 속도의 편차를 초래할 수 있다. 이러한 편차는 기판들 간에 또는, 기판의 한 영역이 과다 폴리싱되고 다른 영역에서는 부족하게 폴리싱되는 경우와 같이 단일 기판의 반경을 가로질러 발생할 수 있다. CMP 장치는 기판의 폴리싱 양을 제어하도록 선택될 수 있다.
일 측면에서, 발명은 전기화학적 기계적 프로세싱 시스템을 위한 리테이닝 링에 관한 것이다.
리테이닝 링은 주변(environment)에 노출되는 하부 표면을 가지는 전도성 부분 및 내측 직경 표면을 가지는 기판 접촉 부분을 포함하며, 상기 기판 접촉 표면은 내측 직경 표면과 기판 사이의 접촉에 의해 유발되는 손상을 실질적으로 방지하기 위해 충분히 압축될 수 있는 물질로 형성되며, 상기 기판 접촉 부분의 전도성 부분의 하부 표면은 폴리싱 표면과 접촉한다.
일 실시예에서, 리테이닝 링은 독립적으로 바이어스될 수 있다. 리테이닝 링은 기판이 폴리싱 되는 것과 별도로 전압에 의해 바이어스될 수 있으며, 그에 따라 기판의 에지를 과다 폴리싱하는 것을 보다 더 제어할 수 있게 된다.
다른 측면에서, 본 발명은 전도성 부분 및 기판 접촉 부분을 가지는 리테이닝 링에 관한 것이다. 전도성 부분은 상부 표면 및 하부 표면을 가진다. 기판 접촉 부분이 리테이닝 링의 내측 직경 표면의 적어도 일부에 형성되고, 상기 기판 접촉 부분은 절연 물질로 형성되고 그리고 폴리싱 프로세스 중에 폴리싱 표면에 접촉하도록 구성된다.
일 측면에서, 본 발명은 전기화학적 기계적 프로세싱을 위한 캐리어 헤드에 관한 것이다. 캐리어 헤드는 리테이닝 링에 부착되는 베이스를 포함한다. 리테이닝 링은 상부 표면 및 하부 표면을 구비하는 전도성 부분, 그리고 절연 부분을 포함한다. 절연 부분은 상기 절연 부분을 통해 연장하고 상기 전도성 부분의 하부 표면을 노출시키는 하나 이상의 개구부를 구비한다. 절연 부분의 상부 표면은 전도성 부분의 하부 표면과 접촉한다.
또 다른 측면에서, 본 발명은 전기화학적 기계적 프로세싱을 위한 시스템에 관한 것이다. 그러한 시스템은 폴리싱 패드 조립체 및 캐리어 헤드를 포함한다. 캐리어 헤드는 폴리싱 패드 조립체와 접촉하도록 구성된다. 캐리어 헤드는 리테이닝 링에 부착되는 베이스를 포함한다. 리테이닝 링은 상부 표면 및 하부 표면을 구비하는 전도성 부분과 절연 부분을 포함한다. 상기 절연 부분은 상기 절연 부분을 통해 연장하고 상기 전도성 부분의 하부 표면을 노출시키는 하나 이상의 개구부를 구비하며, 상기 절연 부분의 상부 표면은 상기 전도성 부분의 하부 표면과 접촉한다. 제 1 전압 공급원이 리테이닝 링의 전도성 부분에 전기적으로 결합된다.
또 다른 측면에서, 전기화학적 기계적 프로세싱을 위한 리테이닝 링을 형성하는 방법이 개시된다. 그 방법은 금속으로 이루어진 전도성 부분을 형성하는 것을 포함한다. 환형 본체가 금속 보다 덜 강성(rigid)인 비-전도성 물질로 형성되고, 상기 환형 본체는 폴리싱 표면과 접촉하도록 구성된 하부 표면, 폴리싱 중에 기판과 접촉하도록 구성된 내측 직경 표면, 및 전도성 부분과 접촉하도록 구성된 부분을 구비한다. 환형 본체의 내측 직경 표면이 노출되도록, 전도성 부분이 환형 본체에 고정된다.
일 측면에서, 본 발명은 전기화학적 기계적 프로세싱을 위한 시스템 작동 방법에 관한 것이다. 그 방법은 제 1 전압에서 폴리싱 패드 조립체를 전기적으로 바이어스시키는 것을 포함한다. 전도성 리테이닝 링이 제 2 전압으로 전기적으로 바이어스되고, 이때 상기 제 1 전압은 상기 제 2 전압과 상이하다. 기판과 폴리싱 패드 조립체 사이에 상대적인 운동이 생성되고, 이때 기판은 전도성 리테이닝 링에 의해 유지된다.
본 발명의 다른 측면은 전기화학적 기계적 프로세싱을 위한 전도성 리테이닝 링을 형성하는 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 실질적으로 환형인 전도성 부분을 제공하는 것을 포함한다. 절연 부분이 전도성 부분의 하부 표면에 체결된다. 상기 절연 부분은 그 절연 부분을 통해 연장하고 상기 전도성 부분의 하부 표면을 노출시키는 하나 이상의 개구부를 구비하며, 상기 절연 부분의 상부 표면은 상기 전도성 부분의 하부 표면과 접촉한다.
발명의 실시는 이하의 특징들 중 하나 이상을 포함할 것이다. 전도성 부분 또는 본체가 환형일 수 있다. 전도성 부분은 폴리싱 패드 조립체내의 요소에 의해 바이어스될 수 있다. 전도성 부분은 캐리어 헤드를 통한 전기 접속부를 구비하는 전압 공급원에 의해 바이어스될 수 있다. 전도성 부분은 ECMP 프로세스에 의해 기판으로부터 제거되는 금속과 동일한 금속으로 형성될 수 있다. 전도성 부분은 리테이닝 링내에서 작동될 수 있다. 전도성 부분과 리테이닝 링의 바닥 사이의 갭이, 스프링 또는 이격부(spacer) 등에 의해, 원하는 높이로 유지될 수 있다. 전도성 부분은 하나 이상의 금속 타입으로 형성될 수 있다. 전도성 부분은 제 2 금속에 의해 도금된 제 2 금속의 코어일 수 있다. 리테이닝 링의 내측 직경이 비-강성(non-rigid) 물질로 형성되도록, 전도성 부분이 충분히 비-강성인 특성을 가지는 물질을 둘러쌀 수 있다. 이격부가 전도성 부분의 하부 표면과 접촉할 수 있다. 이격부는 전도성 물질, 비-전도성 물질, 및/또는 폴리싱 프로세스에 대해 실질적으로 비활성적인(inert) 물질일 수 있다. 이격부는 스테인레스 스틸로 형성될 수 있다. 폴리싱 표면과 관련된 전도성 요소가 리테이닝 링의 전도성 부분과 접촉하도록, 이격부가 충분히 얇을 수 있다. 스프링은 전도성 부분에 충분한 하향력을 인가하여, 이격부의 하부 표면이 비-전도성 부분의 하부 표면과 실질적으로 평면 상태로 유지되게 할 수 있다. 스프링 대신에, 압력 조정기가 전도성 부분 위쪽의 리세스(recess)에 유체 연통이 가능하게 연결되어, 리테이닝 링내의 전도성 부분의 위치를 제어할 수 있다. 이격부 대신에, 기판 접촉 부분이 전도성 부분과 폴리싱 표면 사이에 위치될 수 있다. 기판 접촉 부분에 의해, 전도성 부분의 바닥의 일부가 주위에 노출될 수 있다. 폴리싱 패드 조립체의 전도성 요소와 상기 전도성 부분 사이의 접촉이 방지되도록, 기판 접촉 부분의 크기가 결정될 수 있다.
폴리싱 패드 조립체의 전도성 층과 같은 양극이 폴리싱 패드 지지부에 의해 지지될 수 있다. 양극은 제 2 전압 공급원에 전기적으로 결합될 수 있다. 폴리싱 패드 조립체는 대응-전극을 포함할 수 있다. 대응-전극은 제 2 전압 공급원에 전기적으로 결합된다. 시스템은 제 1 전압 공급원을 제어할 수 있는 제어부를 포함할 수 있다. 시스템은 리테이닝 링으로부터의 전류를 측정하도록 구성된 전류 모니터를 포함할 수 있다. 전도성 부분이 외부 롤러에 전기적으로 결합되거나 스핀들과 전기적으로 접촉될 수 있다. 전도성 부분에 약 0V 내지 약 1V의 전압을 인가하도록, 전압 공급원이 구성될 수 있다.
리테이닝 링은 전도성 부분과 접촉하는 하부 표면을 구비하는 상부 환형 부분을 포함할 수 있다. 능동적으로-바이어스된(actively-biased) 리테이닝 링이 상부 환형 부분을 통해 연장하고 전도성 부분과 전기적으로 접촉하는 전도부(conductor)를 구비할 수 있다. 상부 환형 부분은 상기 전도성 부분 보다 전도도가 작을 수 있다. 전도성 부분의 하부 표면이 리세스를 가질 수 있다. 리세스는 절연 부분내의 개구부와 유체 연통될 수 있다. 절연 부분이 폴리싱 패드와 접촉할 때, 심지어는 리테이닝 링에 압력이 인가될 때, 전기화학적 기계적 프로세싱 시스템의 폴리싱 패드 조립체의 전도성 요소와 전도성 부분 사이의 접촉이 방지되도록, 절연 부분의 크기가 결정될 수 있다. 접촉을 방지할 수 있을 정도로 절연 부분이 충분한 두께를 가지도록 또는 접촉을 방지할 수 있을 정도로 개구부들이 충분히 좁도록, 크기를 결정할 수 있다. 절연 부분내의 개구부들은 홀 또는 홈일 수 있다. 전도성 부분이 환형일 수 있고 구리, 금, 백금, 팔라듐, 티탄, 은, 로듐, 이리듐, 또는 상기 물질들의 하나 이상의 합금으로 형성될 수 있다.
본 발명의 하나의 잠재적 이점은, 전기 전도성 리테이닝 링이 전기적으로 바이어스될 수 있다는 것이다. ECMP 폴리싱 중의 리테이닝 링의 전기적 바이어싱이 기판에 걸쳐(예를 들어, "웨이퍼내 균일성"), 특히 기판 엣지(edge)에서 폴리싱 균일성 또는 폴리싱 속도를 개선할 수 있다. 개선된 폴리싱 균일성으로 인해, 개선된 프로세스 안정성 및 개선된 수율을 얻을 수도 있을 것이다.
전도성 링에 의해 둘러싸이고 비-강성 물질로 형성된 내측 직경 표면을 구비한 리테이닝 링을 형성하는 것은 기판이 리테이닝 링의 내측 직경 표면과 접촉할 때 기판에 손상을 입힐 가능성을 줄일 수 있다. 링의 전도성 부분이 충분히 넓어서 폴리싱 표면의 전도성 부분과 접촉할 수 있도록, 능동적으로-바이어스된 전도성 링의 폭을 선택할 수 있다. 전도성 링은 다수의 전도성 요소로부터 형성될 수 있으며, 그러한 다수의 전도성 요소는 ECMP 프로세스와 상호작용하는 제 1 금속 및 상기 프로세스와 거의 상호작용하지 않거나 전혀 상호작용하지 않는 제 2 금속으로 구성될 수 있다. 둘 이상의 타입의 금속으로 링을 형성함으로써, 전도성 부분과 충분히 접촉하도록 그리고 동시에 전도성 링의 전류계 종료점(endpoint) 탐지기와의 상호작용을 제한하도록, 링의 폭을 선택할 수 있게 된다.
능동적으로-바이어스된 리테이닝 링은 기판과 상이한 전압으로 바이어스될 수 있다. 이에 따라, 기판 엣지를 폴리싱하는 속도를 조정할 수 있게 된다. 기판 엣지의 폴리싱 속도를 조정함으로써, 기판 표면에 걸친 폴리싱 균일도를 높일 수 있다.
리테이닝 링내에서 폴리싱되는 물질과 동일한 물질을 이용함으로써, 기판에 걸친 폴리싱 속도의 균일성을 높일 수 있다. 또한, 동일한 물질의 이용은 기판과의 화학적 양립성(compatibility)을 보장하여, 기판의 손상 가능성을 줄인다. 한편, ECMP 프로세스와 상호작용하지 않는 다른 물질을 이용함으로써, 리테이닝 링의 전도성 부분의 유효 수명을 연장시킬 수 있다.
전도성 링과 폴리싱 표면 사이에 하나 이상의 이격부를 형성하는 것은 전도성 링이 폴리싱 표면과 직접 접촉하는 것을 방지할 수 있고, 그에 따라 전도성 링의 마찰에 의한 마모가 감소되고 전도성 링의 수명이 개선된다. 폴리싱 패드 조립체내의 전도성 바이어싱 요소가 전도성 링과 접촉할 수 있도록 이격부의 크기를 결정할 수 있다. 스페이서가 전도성 링의 하부 표면과 리테이닝 링의 하부 표면 사이의 갭을 제어할 수 있다. 이격부가 폴리싱 프로세스에 의해 마모되지 않도록 그리고 리테이닝 링의 유효 수명을 통해 갭이 일정하게 유지되도록, 이격부를 비활성(inert) 물질로 제조할 수 있다. 이격부가 폴리싱 표면과 접촉하는 것을 보장하기 위해, 전도성 링이 또한 스프링에 의해 가압될 수도 있다. 그 대신에, 폴리싱 프로세스를 보다 더 제어할 수 있도록, 전도성 링이 예를 들어 폴리싱 표면으로 보다 가까이 또는 보다 멀리 이동되도록 작동될 수 있다.
이하에서는, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 하나 이상의 실시예를 보다 구체적으로 설명한다. 상세한 설명, 도면 및 특허청구범위로부터 본 발명의 다른 특징, 목적 및 이점을 이해할 수 있을 것이다. 첨부 도면들에서 유사한 요소에는 유사한 참조부호를 부여하였다.
도 1은 ECMP 폴리싱 스테이션을 부분 단면 도시한 측면도이다.
도 2a는 전도성 롤러를 구비하는 ECMP 폴리싱 스테이션의 단면도이다.
도 2b는 폴리싱 패드의 폴리싱 표면에 전도성 요소를 가지는 ECMP 폴리싱 스 테이션의 측면도이다.
도 2c는 전도성 폴리싱 표면을 가지는 ECMP 폴리싱 스테이션의 단면도이다.
도 3a-3d 는 전도성 부분를 구비하는 리테이닝 링의 다른 실시예의 부분 단면도이다.
도 4 는 전도성 부분을 가지는 리테이닝 링을 구비하는 ECMP 폴리싱 스테이션을 부분 단면 도시한 측면도이다.
도 5a 는 전도성 부분을 구비한 리테이닝 링의 사시도이다.
도 5b 는 ECMP 시스템과 함께 사용하기 위한 리테이닝 링의 일 실시예의 단면도이다.
도 6a 는 ECMP 시스템과 함께 사용하기 위한 리테이닝 링의 일 실시예의 단면도이다.
도 6b 및 도 6c 는 전도성 부분 및 하나 이상의 이격부를 구비한 리테이닝 링의 사시도이다.
도 7a 는 스프링-로딩형 전도성 링을 구비하는 리테이닝 링의 단면도이다.
도 7b 는 제어가능하게 위치될 수 있는 전도성 링을 구비하는 리테이닝 링의 단면도이다.
도 8 은 홈을 구비하는 리테이닝 링의 일부의 저면도이다.
도 9 는 ECMP 시스템의 전극과 접촉하는 전도성 부분을 구비하는 리테이닝 링의 단면 사시도이다.
도 10 은 폴리싱 장치의 전도성 폴리싱 층과 접촉하는 이격부를 구비하는 리 테이닝 링의 단면도이다.
도 11 은 폴리싱 장치의 전도성 폴리싱 층과 접촉하고 제어가능하게 위치될 수 있는 전도성 부분을 구비하는 리테이닝 링의 단면도이다.
도 12 는 절연 부분과 전도성 부분을 구비하는 리테이닝 링을 도시한 단면도이다.
도 13 은 리테이닝 링의 단면과 함께 리테이닝 링의 절연 부분 및 전도성 부분을 도시한 저면도이다.
도 14 는 ECMP 시스템과 함께 사용하기 위한 리테이닝 링의 일 실시예의 사시도이다.
도 15 및 도 16 은 독립적으로 바이어싱될 수 있는 리테이닝 링을 구비하는 ECMP 폴리싱 스테이션의 측면도이다.
도 1 에 도시된 바와 같이, 기판(10)은 ECMP 장치의 폴리싱 스테이션(20)에서 폴리싱될 수 있다. ECMP 장치는 다수의 폴리싱 스테이션을 구비할 수 있으나, 명료함으로 위해 하나만을 도시하였다. 유사한 종래의 CMP 폴리싱 장치가 본 명세서에 참조로서 포함되는 미국 특허 제 5,738,574 호에 기재되어 있다. ECMP 장치와 종래의 CMP 폴리싱 장치 사이의 두 가지 기본적인 차이점은, 첫번째로, ECMP 폴리싱 프로세스에서는 전해질이 플레이튼(platen)상에서 이용된다는 것이고, 두번째로, 전기 바이어스가 기판에 인가된다는 것이다. 또한, 기판에 대한 응력을 감소시키고 전해질이 튀는 것을 방지하기 위해, ECMP 프로세스는 느린 회전속도로 실시 될 것이다.
폴리싱 스테이션(20)은 폴리싱 패드 조립체(30)가 위치되는 회전가능한 플레이튼(24)을 포함한다. 폴리싱 패드가 기판을 효과적으로 폴리싱할 수 있도록 폴리싱 패드의 컨디션을 유지하기 위해, 각각의 폴리싱 스테이션(20)은 또한 패드 컨디셔너 장치(도시 안 됨)를 포함할 수 있다. 폴리싱 중에 폴리싱 전해질(28)이 폴리싱 패드 조립체(30)상에 수용될 수 있도록, 플레이튼(24)의 엣지가 배리어 벽 또는 위어(weir; 26)를 구비한다. ECMP 폴리싱에 적합한 전해질의 예가 본 명세서에서 참조하는 미국 특허 제 6,811,680 호에 기재되어 있다. 구리 도금 및/또는 구리 양극 용해와 같은 전기화학적 프로세스에 이용되는 전해질 용액이 미국 커네티컷 댄버리에 소재하는 Praxair가 EP3.1 이라는 상표로, 그리고 미국 펜실베니아 필라델피아에 소재하는 Shipley Leonel이 Ultrafill 2000이라는 상표로 공급되고 있다. 선택적으로, 포트(145) 전해질(28)은 마모 입자를 포함할 수 있다. 폴리싱 전해질은 폴리싱 패드의 표면에 형성된 포트를 통해서, 또는 폴리싱 액체 공급 아암(도시 안 됨)을 통해서 공급될 수 있다.
폴리싱 패드 조립체(30)는 폴리싱 표면(34)을 가지는 비-전도성 폴리싱 층(32), 상기 폴리싱 층(32) 보다 연질(softer)일 수 있는 비-전도성 백킹 층(36), 및 플레이튼(24)의 표면과 접하는 대응-전극 층(38)을 포함할 수 있다. 폴리싱 층(32) 및 백킹 층(36)은 종래의 2-층 폴리싱 패드일 수 있다. 폴리싱 층(32)은 성형된 또는 주조된 폴리우레탄, 및/또는 홈이 형성된 표면으로 구성될 수 있으며, 상기 폴리우레탄은 예를 들어 중공 미소구(microspheres)와 같은 충진재를 포함할 수 있으며, 상기 백킹 층(36)은 우레탄으로 침출된 압축 펠트 섬유로 이루어질 수 있다. 대응-전극 층(38), 백킹 층(36) 및 폴리싱 층(32)은 하나의 유닛으로 조립될 수 있으며, 예를 들어 대응-전극 층(38)은 백킹 층(36)에 접착식으로 부착될 수 있고, 그에 따른 폴리싱 패드 조립체(30)가 플레이튼(24)에 고정될 수 있다.
전술한 바와 같이, ECMP 장치는 기판(10)에 전기적 바이어스를 인가한다. 이러한 전기적 바이어스의 인가에는 다양한 기술들이 이용될 수 있다. 도 2a 에 도시된 바와 같이, 일 실시예에서, 폴리싱 중에 비-전도성 유전체 폴리싱 층내의 개구를 통해 연장하여 기판(10)과 접촉하는 전극에 의해 바이어스가 인가된다. 하나 이상의 개구(44)가 패드 층(32, 36) 및 대응-전극 층(38) 모두를 통해 형성될 수 있다. 전극들은 개구(44)내에 고정되고 폴리싱 표면(34) 위쪽으로 약간 연장하는 회전가능한 전도성 구(spheres)(롤러)(40)일 수 있다. 각 전도성 롤러(40)가 하우징(46)에 의해 구속될 수 있다. 또한, 폴리싱 층(32) 및 백킹 층(36)을 통해 천공부(42)가 형성되어 대응-전극 층(38)을 노출시킬 수 있다. 전기 접속부(48a 및 48b)(예를 들어, 비-전도성 플레이튼에 매립된 전도성 전기 접속부)에 의해 전압 공급원(48)이 전도성 롤러(40) 및 대응-전극 층(38)에 각각 연결되어, 롤러(40)와 대응-전극 층(38) 사이에 전압차를 인가할 수 있다. 그러한 시스템이 본 명세서에서 참조하는 미국 특허 제 6,884,153 호에 개시되어 있다.
도 2b 에 도시된 바와 같이, 다른 실시예에서, 비-전도성 유전체 폴리싱 층내에 매립된 전극들에 의해 바이어스가 인가된다. 폴리싱 패드 조립체(30')는 폴리싱 표면(34)을 가지는 비-전도성 폴리싱 층(32), 상기 폴리싱 층(32) 보다 연 질(softer)일 수 있는 비-전도성 백킹 층(36), 및 플레이튼(24)의 표면과 접하는 대응-전극 층(38)을 포함할 수 있다. 금속 와이어와 같은 전도성 요소(49)가 비-전도성 유전체 폴리싱 층(32)내에 매립된다. 전도성 요소(49)의 적어도 일부가 폴리싱 중에 기판과 접촉하기 위해 폴리싱 표면(34)으로부터 위쪽으로 돌출한다. 전압 공급원(48)에 의해 전도성 요소(49)와 대응-전극 층(38) 사이에 전압차가 인가된다. 그러한 폴리싱 패드 및 관련 폴리싱 시스템이 미국 특허 제 6,884,153 호에 기재되어 있다.
도 2c 에 도시된 바와 같이, 다른 실시예에서, 폴리싱 층 자체가 전도성을 가지고 바이어스를 인가한다. 예를 들어, 도 2c 를 참조하면, 폴리싱 패드 조립체(30")가 폴리싱 표면(34)을 가지는 비-전도성 폴리싱 층(32'), 비-전도성 백킹 층(36), 및 플레이튼(24)의 표면과 접하는 대응-전극 층(38)을 포함할 수 있다. 전도성 폴리싱 층(32')은 섬유 또는 입자(전도성 코팅된 유전체 섬유 및 입자를 포함함)와 같은 전도성 충진재를 폴리싱 패드에 분산시킴으로써 형성될 수 있다. 전도성 충진재는 탄소계 물질, 전도성 폴리머, 또는 금, 백금, 주석, 또는 납과 같은 전도성 금속일 수 있다. 전압 공급원(48)에 의해 전도성 폴리싱 층(32')과 대응-전극 층(38) 사이에 전압차가 인가된다. 그러한 폴리싱 패드 및 관련 폴리싱 시스템이 미국 특허 제 6,884,153 호에 기재되어 있다.
도 1 을 참조하면, 캐리어 헤드(22)가 기판(10)을 폴리싱 스테이션(20)으로 공급한다. 캐리어 헤드(22)는 캐리어 구동 샤프트(25)에 의해 캐리어 헤드 회전 모터(31)에 연결되며, 그에 따라 캐리어 헤드가 자체의 축선을 중심으로 독립적으 로 회전될 수 있다. 또한, 캐리어 헤드(22)는 회전가능한 다수-헤드의 회전식 컨베이어(carousel; 37)의 지지 플레이트에 형성된 방사상 슬롯내에서 측방향으로 독립적으로 진동될 수 있다. 적절한 캐리어 헤드(22)에 대한 설명이 본 명세서에서 참조하는 미국 특허 제 6,422,927 호, 제 6,450,868 호 및 제 6,857,945 호에 기재되어 있다.
작동중에, 플레이튼(24)이 자신의 중심 축선을 중심으로 회전되고, 캐리어 헤드(22)가 자신의 중심 축선을 중심으로 회전되고 폴리싱 패드의 폴리싱 표면(34)을 가로질러 측방향으로 병진운동하여, 기판(10)과 폴리싱 패드(30) 사이의 상대적인 운동을 제공한다. 캐리어 헤드(22)가 폴리싱 중에 기판(10)상에 제어 가능한 압력을 인가한다. 캐리어 헤드(22)는 또한 캐리어 헤드에 고정된 리테이닝 링(100)과 함께 기판(10)을 유지한다. 리테이닝 링(100)은 전도성 부분(60)을 구비한다. 리테이닝 링(100)은 실질적으로 원형인 본체를 구비한다.
도 3a-3d 에 도시된 바와 같이, 리테이닝 링(100)은 전도성 본체 또는 부분을 포함한다. 전도성 부분은 전도성 물질로 형성된 하나 이상의 본체를 포함할 수 있다. 전도성 물질은 예를 들어 구리, 금, 백금, 팔라듐, 로듐 또는 이리듐을 포함하는 귀금속과 같은 금속일 수 있다. 여러 금속이 ECMP 프로세스에 노출될 때 3 가지 방식 중 하나의 방식으로 반응할 수 있다. 전해질 용해에 의해 금속이 전해질 용액으로 용해되고, 산소 방출(evolution)이 산소 가스 기포를 형성하며, 산화로 인해 비-전도성 코팅이 금속상에 형성될 수 있다. 전류가 하나의 본체로부터 이웃하는 본체로 전달될 수 있도록 또는 전도성 본체들이 서로 전기적으로 절연될 수 있도록, 하나 이상의 전도성 본체가 서로 결합될 수 있다. 전도성 부분은 전도성 링(134) 형태일 수 있다. 전도성 링(134)은 중실(solid) 상태일 수 있고 비교적 두꺼울 수 있으며, 또는 제 2 물질상에 도금된 얇은 층일 수도 있다.
전도성 링(134)이 그 전도성 부분에 비해 비-강성인(non-rigid)인 부분을, 적어도 부분적으로, 둘러싼다. 즉, 비-강성 부분(61)이 전도성 링(134)을 형성하는 물질 보다 덜 강성인 물질을 포함하나, 비-강성 부분(61)은 여전히 강성 특징을 가진다. 리테이닝 링(100)은 폴리싱 중에 기판(10) 접촉하는 내측 직경 표면(107)을 구비한다. 적어도 내측 직경 표면(107)의 하부 부분이 비-강성 부분(61)을 포함한다. 비-강성 부분(61)은, 폴리싱 프로세스에 대해 비활성이고 충분히 압축될 수 있어서 기판(10)의 엣지가 리테이닝 링(100)의 내측 직경 표면(107)과 접촉할 때 기판이 칩핑(chipping) 또는 균열되는 것을 방지할 수 있는 물질로 형성될 수 있다. 그러나, 리테이닝 링(100)은, 캐리어 헤드가 리테이닝 링(100)에 하향 압력을 인가할 때 기판 수용 리세스(140)내로 압출될 수 있을 정도의 탄성을 가지는 물질로는 형성되지 않아야 한다. 또한, 비록 리테이닝 링(100)의 마모가 허용되기는 하지만, 리테이닝 링(100)이 내구성을 가져야 하고 낮은 마모율을 가져야 할 것이다. 비-강성 부분(61)은 예를 들어 80-95 D와 같은 75-100 D의 쇼어 경도를 가질 수 있다. 예를 들어, 리테이닝 링(100)은 폴리페닐렌 설파이드(PPS), 폴리에틸렌 텔레프탈레이트(PET), 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 폴리부틸렌 텔레프탈레이트(PBT), 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE), 폴리벤지미다졸(PBI), 폴리에테르이미드(PEI), 또는 복합 물질과 같은 플라스틱으로 제조될 수 있다.
적어도 리테이닝 링(100)의 내측 직경 표면(107)이 비-강성 부분(61)을 포함하도록, 비-강성 부분(61)이 전도성 링(134)에 결합된다. 비-강성 부분(61)은 또한 리테이닝 링(100)의 외측 직경(142)을 형성하는 표면, 상부 표면 및 하부표면을 포함하는 전도성 링(134)의 다른 표면들을 따라 위치될 수 있다. 리테이닝 링(100)은 폴리싱 중에 폴리싱 표면(34)과 접촉하는 하부 표면(118)을 구비한다. 전도성 링(134)은, 도 3a 및 3d 에 도시된 바와 같이 리테이닝 링(100)의 하부 표면(118)과 동일한 높이가 될 수 있고, 또는 도 3b 및 3c 에 도시된 바와 같이 리테이닝 링(100)의 하부 표면으로부터 오목하게 들어갈 수도 있다. 전도성 링(134)의 하부 표면은, 도 3a, 3b 및 3d 에 도시된 바와 같이 전체가 노출될 수 있고, 또는 도 3c 에 도시된 바와 같이 부분적으로 노출될 수 있다. 적어도 부분적으로 노출된 전도성 링(134)이 ECMP 프로세싱에서 사용되는 전해질 용액과 적어도 상호작용할 수 있다.
전도성 부분을 구비하는 리테이닝 링이 기판과 독립적으로 바이어스될 수 있으며, 다시 말해, 이하에서 설명하는 바와 같이 그리고 "능동적으로-바이어스된" 리테이닝 링으로 지칭되는 바와 같이, 외부 전압 공급원에 의해 바이어스된다. 그 대신에, 전도성 부분을 구비하는 리테이닝 링이 기판이 바이어스되는 것과 동일한 방식으로 바이어스될 수 있으며, 다시 말해 예를 들어 도 2a-2c에 도시된 전도성 요소와 같은 폴리싱 패드내의 부품에 의해 바이어스될 수 있으며, 이러한 리테이닝 링을 "수동적으로-바이어스된" 리테이닝 링이라 한다.
도 4 를 참조하면, 일부 실시예에서, 즉 수동적으로-바이어스된 리테이닝 링 실시예에서, 리테이닝 링은 리테이닝 링(100)의 비-강성 부분(61)에 의해 부분적으로 둘러싸이고 전압 공급원(48)과 전기적으로 접촉하는 전도성 부분(134)을 구비한다. 일 실시예에서, 전압 공급원(48)은 폴리싱 패드 조립체의 전도성 요소와 전기적으로 접촉하는 동일한 전압 공급원이다.
도 5a 를 참조하면, 일 실시예에서, 리테이닝 링(100)은 캐리어 헤드(22)와 접촉하는 상부 표면(121)을 구비한다. 리테이닝 링(100)의 기판 수용 리세스(140)는 기판(10)을 수용할 수 있을 정도로 충분히 크다. 300mm 기판의 경우에, 기판 수용 리세스(140)는 지름이 300mm 이상이다. 도시된 실시예에서, 전도성 부분(134)이 외측 직경(142)까지 연장하지 않는다.
도 5b 를 참조하면, 일부 실시예에서, 리테이닝 링(100)이 상부 링 부분(153) 및 하부 링 부분(155)으로 형성된다. 상부 링 부분(153)은 하부 링 부분(155) 보다 경질인 물질로 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 상부 링 부분(153)은 스테인레스 스틸과 같은 금속으로 형성된다. 공동(159)이 하부 링 부분(155)내에 형성된다. 일부 실시예들에서, 공동(159)이 상부 링 부분(153)내로 연장할 수 있다. 예를 들어 전도성 링(134)을 공공내로 억지끼워맞춤함으로써, 전도성 링(134)이 공동(159)내에 고정된다. 전도성 링(134)은 또한 에폭시와 같은 접착제로 고정될 수 있다. 전도성 링(134)의 바닥이 하부 표면(118)으로부터 오목하게 리세스 가공되며, 그에 따라 리테이닝 링(100)이 폴리싱 표면(34)과 접촉할 때 전도성 링(134)과 폴리싱 표면(34) 사이에 갭(130)이 형성된다. 통상적으로, 링이 사용됨에 따라, 하부 링 부분(155)의 비-강성 부분(61)의 물질이 마모된다. 전도 성 링(134)이 ECMP 프로세스 중에 용해되는 물질로 형성된 경우에, 1전도성 링(134)도 마모될 것이다. 리테이닝 링(100)의 하부 표면(118)이 마모됨에 따라 전도성 링(134)과 폴리싱 패드 사이의 갭(130)이 변화될 수 있다. 전도성 링(134)이 내부에 고정된 공동(159)이 충분히 깊다면, 전도성 링(134)은 공동(159)내로 밀려올라갈 수 있으며, 그에 따라 갭을 원하는 깊이로 유지할 수 있게 된다.
도 6a, 6b 및 6c 에 도시된 바와 같이, 일 실시예에서, 이격부(171)가 전도성 링(134)과 폴리싱 표면(34) 사이에 위치된다. 이격부(171)는 리테이닝 링(100)의 하부 표면(118)과 전도성 링(134)의 하부 표면 사이의 갭(130)을 제어할 수 있다. 그에 따라, 리테이닝 링(100)의 수명중에 갭이 일정하게 유지될 수 있게 된다. 수동적으로-바이어스된 리테이닝 링에서, 도 9 를 참조한 이하의 설명에서와 같이, 폴리싱 패드 조립체(30)의 전도성 요소들이 전도성 링(134)과 접촉할 수 있도록, 이격부(171)의 크기가 정해진다. 이격부(171)는 ECMP 프로세스에 대해 비활성인 물질로 형성된다. 이격부(171)는 비-전도성 물질 또는 전도성 물질로 형성된다. 일 실시예에서, 이격부(171)는 스테인레스 스틸로 형성된다. 이격부(171)는 리테이닝 링(100) 또는 전도성 링(134)에 고정된 각각의 이격부 유닛으로 형성될 수 있다. 이격부들은 공동내로 억지끼워맞춤되어 고정될 수 있다. 또한, 이격부들은 개구부들을 가지는 링과 같이 일체형으로 형성될 수 있고, 이는 전도성 링(134)과 폴리싱 패드 조립체(30)의 전도성 부분 사이의 전기적 접촉을 허용한다.
도 7a 를 참조하면, 일 실시예에서, 리테이닝 링이 폴리싱 표면과 이격부(171) 사이의 접촉을 유지하기 위한 메카니즘을 포함한다. 그러한 메카니즘은 스프링(162), 또는 전도성 링(134)에 하향력을 인가하기 위한 기타의 적절한 메카니즘 장치일 수 있다.
도 7b 를 참조하면, 일 실시예에서, 전도성 링(134)이 제어가능하게 위치조정될 수 있다. 압력 조정기(도시 안 됨)가 리테이닝 링(100)의 상부 표면(121)에 형성된 개구(166)에 결합될 수 있다. 압력 조정기는 캐리어 헤드내에 또는 캐리어 헤드에 결합된 구조물내에 위치될 수 있다. 압력 조정기는 이하와 같이 전도성 링(134)을 작동시킬 수 있다. 공동(159)내의 압력이 높아질 수 있으며, 그에 따라 전도성 링을 폴리싱 표면(34) 쪽으로 가압할 수 있다. 몇몇 경우에, 전도성 링(134)이 전도성 표면(34)과 접촉할 수 있다. 예를 들어 진공을 형성함으로써 공동내의 압력이 감소될 수 있으며, 그에 따라 전도성 링(134)을 폴리싱 표면으로부터 잡아당길 수 있다. 전도성 링이 공동(159)내에서 상하로 이동될 수 있도록 전도성 링(134)이 리테이닝 링(100)에 고정된다. 리테이닝 링의 이러한 실시예에서 이격부가 선택적 이용될 수 있다.
전도성 부분은 하나 이상의 전도성 물질을 포함할 수 있다. 전도성 링(134)은 전해질 용액으로 용해되거나 가스 기포를 형성하는 금속과 같이 ECMP 프로세스와 상호작용하는 제 1 물질의 단일 밴드(band), 및 전해질 용액으로 용해되지 않거나 산소 방출을 일으키지 않는 금속과 같이 ECMP 프로세스와 덜 상호작용하는 제 2 물질의 하나 이상의 밴드를 포함할 수 있다. 제 2 금속은 폴리싱 패드 조립체(30)의 전도성 요소와 전기 접촉하고 상기 제 1 금속으로 전압은 전달한다. 예를 들어, 도 8 에 도시된 바와 같이, 스테인레스 금소과 같은 제 1 금속의 두 개의 환형 밴드(180)가 구리, 금 도는 백금과 같은 제 2 금속의 환형 밴드(182)를 둘러쌀 수 있다. 제 1 금속은, 제 2 금속 보다, 링의 전체 폭 중 적은 백분율, 예를 들어 약 25%를 차지할 수 있다. 제 1 금속의 추가적인 밴드가 역시 전도성 링(134)내에 형성될 수 있다.
리테이닝 링의 바닥에 형성된 특징부들(features)이 전도성 링(134)의 바닥 표면에도 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 홈(190)이 하부 링 부분(155)의 하부 표면(118)에 형성될 수 있고, 홈(190)이 전도성 링(134)에도 형성될 수 있다. 홈(190)으로 인해, 리테이닝 링(100)의 외부로부터 리테이닝 링의 리세스(140)로 폴리싱 전해질(28)을 이송할 수 있다.
도 9 에 도시된 바와 같이, 수동적으로-바이어스된 리테이닝 링의 전도성 링(134)이 리테이닝 링(100)의 내부에 위치되며, 그에 따라 폴리싱 패드 조립체(30)의 전도성 부분이 전도성 링(134)과 접촉한다. (도 6 에 도시된 바와 같이) 이격부(171)의 높이가 충분히 낮아서, 폴리싱 패드 조립체(30)의 전도성 요소가 전도성 링(134)과 접촉할 수 있어야 한다. 도시된 실시예에서, 전도성 구(40)가 폴리싱 층(32) 위쪽으로 연장한다. 구(171)는 구(40)의 노출된 부분의 두께와 같거나 그보다 얇다. 전도성 링(134)의 폭(138)이 충분히 넓어서 전도성 구(40)와의 전기적 접촉을 보다 신뢰할 수 있게 한다. 통상적으로, 폴리싱 중에 언제든지 둘 이상의 구(40)가 동시에 전도성 링(134)과 접촉한다.
도 10 을 참조하면, 수동적으로-바이어스된 리테이닝 링의 전도성 링은 또한 전도성 링을 바이어싱 하기 위한 돌출 전극들을 가지고 있지 않은 폴리싱 패드 조 립체와 함께 이용될 수 있다. 폴리싱 패드 조립체(30)가 전도성 폴리싱 층(32) 또는 전도성 요소가 매립된 비-전도성 폴리싱 층을 포함할 때, 전도성 이격부(171)가 전도성 링(134)과 폴리싱 표면(34) 사이에 위치되어 전도성 폴리싱 층(32)이 전도성 링을 바이어스 시킬 수 있게 한다. 전도성 이격부(171)가 스테인레스 스틸 또는 기타의 적절한 저전도성 금속으로 형성될 수 있다.
도 11 을 참조하면, 제어가능하게 위치될 수 있는 전도성 링(134)이 폴리싱 표면에 대항하여 위치된다. 전도성 링(134)을 폴리싱 표면에 대해 이동시키기 위해, 전도성 링(134)이 내부에 고정되는 공동(159)내의 압력을 압력 조정기(도시 안 됨)가 높인다. 폴리싱 표면으로부터 전도성 링(134)을 멀리 이동시키기 위해, 압력 조정기가 공동(159)내의 압력을 감소시켜 진공을 형성한다.
도 12 및 도 13 에 도시된 바와 같이, 능동적으로-바이어스된 리테이닝 링이 전도성 부분(156)을 포함한다. 상기 전도성 부분(156)은 나사, 볼트 또는 기타 적절한 체결구 등에 의해 상부 링 부분(153)에 체결되거나, 또는 접착제나 에폭시 등에 의해 상부 링 부분(153)에 접합될 수 있다. 유체가 상부 링 부분(153)을 통과할 수 있도록, 상부 링 부분(153)은 내측 직경 표면(107)으로부터 외측 표면(142)으로 연장하는 하나 이상의 개구부 또는 통로(151)를 포함할 수 있다.
전도성 부분(156)은 절연 부분(160)과 부분적으로 접촉하는 하부 표면을 구비한다. 절연 부분(160)은 전도성 부분(156)에 강제로 끼워맞춤될 수 있고, 또는 접착제나 에폭시 등에 의해 전도성 부분(156)에 접합될 수 있다. 폴리싱 프로세스 중에 절연 부분(160)의 바닥 표면(118)이 폴리싱 패드에 접촉한다. 절연 부 분(160)이 전극과 같은 폴리싱 패드 조립체(30)의 임의의 전도성 부분과 전도성 부분(156)이 전기적으로 접촉하는 것을 방지한다. 절연 부분(160)은 플라스틱과 같은 비-전도성 물질, 예를 들어 폴리페닐렌 설파이드(PPS), 폴리에틸렌 텔레프탈레이트(PET), 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 폴리부틸렌 텔레프탈레이트(PBT), 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE), 폴리벤지미다졸(PBI), 폴리에테르이미드(PEI), 또는 복합 물질로 제조될 수 있다. 그 물질은 폴리싱 프로세스에 대해 비활성일 수 있다. 절연 부분(160)은 전도성 부분(156)을 형성하는 물질 보다 덜 강성인 물질을 포함할 수 있으나, 그렇더라도 절연 부분(160)은 여전히 비교적 강성이다. 절연 부분(160)은 폴리싱되는 기판(10) 보다 두꺼운 두께를 가질 수 있다. 기판(10) 보다 두꺼운 두께는 전도성 부분(156)과 기판(10) 사이의 접촉 가능성을 감소시킨다. 만약, 절연 부분(160)이 기판(10) 보다 두껍지 않다면, 웨이퍼를 전도성 부분(156)과 절연시키기 위해 리테이닝 링(100)의 내측 엣지에 절연 물질의 링을 형성할 수 있을 것이다.
절연 부분(160)은 폴리싱 중에 전해질 용액이 전도성 부분(156)에 접촉할 수 있게 허용하는 하나 이상의 개구부(173)를 구비한다. 개구부(173)는 원형, 타원형, 사각형 또는 기타 형상의 천공부일 수 있다. 절연 부분(160)은 하나의 개구부(173) 또는 다수의 개구부(173)를 구비할 수 있다. 개구부들은 축방향 홈 또는 원형 홈 등을 포함할 수 있다. 폴리싱 패드 조립체(30)의 일부가 전도성 부분(156)과 직접 접촉하는 것을 방지할 수 있을 정도로 개구부(173)가 충분히 작다. 전도성 부분(156)의 바닥 표면의 약 5% 내지 약 95%가 전해질 용액에 노출될 수 있 다.
전도성 부분(156)은 하부 표면에 리세스(172)를 구비할 수 있다. 리세스는 절연 부분(160)내의 개구부(171)와 유체연통된다. 리세스(172)로 인해, 폴리싱 중에 개구부(173)로부터 기포를 제거하기 위해 유체를 유동시킬 수 있게 된다. 기포 제거를 용이하게 하기 위해, 리세스들의 일부 또는 모두가 둘 이상의 개구부(173)와 유체연통될 수 있다. 그 대신에, 개구부(173)들이 서로 유체연통할 수 있도록 허용하는 리세스들을 절연 부분(160)이 구비할 수 있다.
도 14 를 참조하면, 전도성 부분(156)이 전원, 예를 들어 전압 공급부(50)에 전기적으로 연결된다. 외부 롤러 또는 스핀들에 의해, 전기 접촉부가 전압 공급원과 전도성 부분(156) 사이에 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 롤러 또는 브러시와 같이 링의 전도성 부분(156)의 외부에 접촉하는 외부 전도성 부재(23)(도 16 및 이하의 설명 참조)에 의해, 링으로의 전기 연결부가 생성된다. 다른 실시예에서, 롤-링, 슬립-링, 또는 수은 공급(feedthrough)에 의해 회전 헤드로 전류가 전달된다. 그 대신에, 전도부(181)가 리테이닝 링(100)에 부착된 와이어를 포함하여, 롤-링과 전도성 부분(156) 사이의 전기적 연결을 제공한다. 일 실시예에서, 전도부(181)가 전도성 부분(156)에 접촉하고 전압 공급원(50)과 전도성 부분(156) 사이의 전기 연결을 제공한다. 전도부(181)는 리테이닝 링(100)의 상부 링 부분(153)을 통해서 그리고 캐리어 헤드의 회전 샤프트를 통해서, 또는 상부 부분(153)의 외측 벽을 따라서 연장할 수 있다. 전도부(181)가 전도성 물질로 형성되고 전도성 부분(156)이 형성되는 것과 동일한 물질을 포함할 수 있다.
도 15 를 참조하면, 리테이닝 링(100)의 전도성 부분(156)이 제 1 전압 공급원(50)의 제 1 단자에 전기적으로 결합된다. 폴리싱 패드 조립체(30)의 전도성 부분이 전압 공급원(50)의 제 2 단자에 전기적으로 결합된다. 제 2 전압 공급원(50)의 제 1 단자가 제 1 전압 공급원(50) 및 폴리싱 패드 조립체(30)의 전도성 부분에 전기적으로 결합된다. 제 2 전압 공급원(48)의 제 2 단자가 폴리싱 패드 조립체(30)의 대응-전극(38)에 전기적으로 결합된다. 결과적으로, 전압 공급원(50)은 양극 즉, 기판(10) 및/또는 기판(10)에 접촉하는 폴리싱 패드 조립체(30)의 전도성 부분에 대해 리테이닝 링(100)을 바이어스시킬 수 있다. 리테이닝 링, 기판 및 대응-전극을 바이어스 시키는 다른 구성도 적합하며, 예를 들어, 대응-전극과 리테이닝 링의 전도성 부분 사이의 제 1 전압 그리고 대응-전극과 폴리싱 패드 조립체의 전도성 부분 사이의 제 2 전압 또는 리테이닝 링의 전도성 부분과 폴리싱 패드 조립체의 전도성 부분 사이의 제 1 전압 그리고 리테이닝 링과 대응-전극 사이의 제 2 전압이 있다. 전압 공급원(50)은 리테이닝 링(100)을, 예를 들어 약 -5V 내지 약 5V, 약 0V 내지 약 1V의 원하는 포텐셜로 바이어스시킬 수 있다. 절연 부분(160)이 전도성 부분(156)과 폴리싱 패드 조립체(30)의 전도성 요소가 접촉하는 것을 방지하기 때문에, 리테이닝 링(100)이 전압 공급원(50)에 의해 독립적으로 바이어스된다. 따라서, 폴리싱 패드 조립체(30)가 리테이닝 링(100)(V2)과 동일한 또는 상이한 포텐셜로 바이어스(V1)될 수 있다.
센서 또는 전류계(51)가 리테이닝 링(100)과 전기적으로 통신되어, 이하에서 설명하는 바와 같이, 리테이닝 링(100)으로부터의 전류를 측정한다. 전압 공급 원(50), 전원(48) 및 전류계(51)가 컴퓨터(52)와 통신될 수 있다. 컴퓨터(52)는 리테이닝 링(100) 및 기판(10)에 인가되는 전압을 제어할 수 있다. 또한, 컴퓨터(52)는, 이하에서 설명하는 바와 같이, 시스템의 전류를 모니터링하도록 구성될 수 있다.
전도성 부분(156)이 바이어스된 경우에, 양극 반응이 전도성 부분(156)상에서 일어나고, 이는 음극 전류(I3)를 유발한다. 링에서의 전압이 높아짐에 따라, 링으로부터의 전류 역시 높아진다. 센서가 전도성 부분(156)과 전기적으로 접촉하여, 리테이닝 링(100)으로부터의 전류(I2)를 측정할 수 있다. 음극 전류(I3)는 리테이닝 링(100)을 통해 유동하는 전류(I2)를 측정함으로써 보상될 수 있다. 음극 전류(I3)에서 링으로부터의 전류(I2)를 빼면, 기판으로부터의 용해 전류(I1)가 된다. 용해 전류(I1)는 기판으로부터의 물질 제거의 프로파일을 제공하고 물질 제거율을 측정하기 위해 모니터링될 수 있다. 시스템내에 몇 개의 음극이 있을 수 있다. 상술한 측정 전류의 구성을 이용하여 기판에 대한 제거 프로파일을 제어할 수 있다. 다른 파라미터를 모니터링 또는 제어하기 위해 기타 구성을 이용할 수도 있다.
전압이 리테이닝 링(100)에 인가되지 않을 때, 리테이닝 링(100)의 기능은 표준형 리테이닝 링과 유사하다. 0V 이상의 전압이 인가될 때, 리테이닝 링(100)의 바이어싱은 폴리싱 중에 기판(10)의 에지로부터의 금속 제거 속도를 느리게할 수 있다. 리테이닝 링(100)에 인가되는 전압이 높아짐에 따라, 제거 속도가 감소된다. 음의 전압이 리테이닝 링(100)에 인가되는 경우에, 제거 속도가 기판(10)의 엣지에서 높아진다.
일 실시예에서, 전도성 부분이 없는 표준형 리테이닝 링(100)을 이용하여 기판을 폴리싱한다. 전술한 전도성 리테이닝 링(100)과 유사한 방식으로 절연된 전도성 부재가 폴리싱 표면에 위치될 수 있다. 전도성 부재는 폴리싱되는 기판에 인접하여 위치될 수 있다. 일 실시예에서, 전도성 부재는 비-전도성 리테이닝 링을 둘러싼다. 이러한 실시예에서, 전도성 부재는 비-전도성 리테이닝 링과 함께 회전될 필요는 없다. 캐리어 헤드가 하나의 플레이튼으로부터 후속 플레이튼으로 이동될 때, 전도성 부재가 캐리어 헤드를 따라 다음 플레이튼으로 이동되지 않고 첫번째 플레이튼상에 남아있을 수 있다.
전술한 특징들 중 하나 또는 그 조합을 이용함으로써, ECMP 프로세스를 이용하여 기판을 폴리싱할 수 있다. 캐리어 헤드가 기판을 폴리싱 스테이션으로 이송하고, 그 폴리싱 스테이션에서 폴리싱되는 기판 표면이 폴리싱 패드 조립체의 폴리싱 표면과 접촉하게 된다. 적절한 전해질 용액이 폴리싱 표면에 공급된다.
능동적으로-바이어스된 리테이닝 링이 사용된다면, 제 1 전압이 대응-전극과 기판 사이에 인가된다. 제 2 전압이 기판과 리테이닝 링의 전도성 부분 사이에 인가된다. 기판과 전도성 부분이 대응-전극에 대해 독립적으로 바이어스될 수 있고, 서로에 대해 바이어스될 수 있다. 캐리어 헤드가 리테이닝 링에 인가되는 압력의 크기를 제어할 수 있다. 캐리어 헤드에 의해 인가되는 압력에도 불구하고, 폴리싱 패드 장치의 전도성 부분은 리테이닝 링의 전도성 부분과 접촉하지 않는다. 대신에, 전해질 용액만이 전도성 부분과 접촉한다.
수동적으로-바이어스된 리테이닝 링이 사용된다면, 대응-전극 층에 전기적으로 결합된 전압 공급원에 전력이 공급된다. 전압 공급원은 기판과 직접적으로 접촉할 수 있고 리테이닝 링의 전도성 링과 직접적으로 또는 간접적으로 접촉할 수 있는 전도성 요소, 예를 들어, 전술한 바와 같이, 전극, 전기 와이어 또는 전도성 패드에 전기적으로 결합된다. 전도성 요소가 기판 및 전도성 링과 전기적으로 접촉할 때, 기판 및 전도성 링이 바이어스된다.
하나의 리테이닝 링을 이용할 때, 폴리싱 패드 조립체와 기판 사이에는 상대적인 운동이 생성된다. 그러한 운동은 하나 이상의 작용에 의해 유발될 수 있으며, 그러한 작용은 캐리어 헤드가 기판을 이동시키는 것, 캐리어 헤드 회전 및 플레이튼 회전을 포함한다. 기판이 프로세싱됨에 따라, 구리가 기판으로부터 전해질 용액내로 제거된다.
리테이닝 링의 전도성 부분을 전기적으로 바이어스시키는 것은 기판(10)의 중심부와 기판(10)의 엣지 사이의 구리 균일성을 개선할 수 있다. 특정 이론에 구속됨이 없이, 전도성 부분을 리테이닝 링에 포함시킴으로써 기판의 엣지 영역에 걸쳐 실질적으로 균일한 전압이 인가되는 것이 보장될 것이며, 그에 따라 기판의 엣지에 걸친 전해질 용액의 균일도가 개선될 것이다. 특히, 전도성 링이 없는 경우에, ECMP는 엣지에서의 과다 폴리싱을 유발할 수 있다. 이러한 엣지 효과는 기판 엣지에 의해 생성되는 전압의 비-균일성에 의해 일어나는 것으로 추정된다. 그러나, 전도성 링을 추가하는 것은 기판의 엣지에서 전해질의 포텐셜을 효과적으로 제어할 수 있게 하며 전도성 영역의 엣지를 확장시킬 수 있으며, 그에 따라 전압 비- 균일성의 원인을 기판의 엣지로부터 제거한다. 즉, 비-균일성 전압이 인가되는 영역의 엣지가 더 이상 기판의 엣지가 아니며, 기판의 엣지를 넘어서게 된다. 국부적으로, 기판의 엣지에서, 포텐셜이 보다 균일해질 수 있다.
능동적으로-바이어스된 링을 이용할 때, 절연 부분(160)은 전도성 부분(156)이 폴리싱 패드 조립체(30)와 접촉하지 않게 할 수 있다. 전도성 부분(156) 및 폴리싱 패드 조립체(30)의 직접 접촉을 방지함으로써, 리테이닝 링(100)과 기판(10)을 독립적으로 바이어스시킬 수 있게 된다. 리테이닝 링(100)이 독립적으로 바이어스될 수 있기 때문에, 기판의 엣지에서의 물질 제거 속도가 조정될 수 있다.
전도성 부분의 적어도 일부가 폴리싱 패드 조립체(30)와 접촉하는 것을 이격부가 방지한다. 전도성 부분이 구리로 형성된다면, 구리와 폴리싱 패드 조립체(30) 사이의 접촉이 화학적 반응을 일으켜 전도성 부분을 마모시킬 수 있다. 화학적 반응을 방지하면 폴리싱 중에 전도성 링의 구리 물질의 손실을 줄일 수 있다. 일반적으로, 리테이닝 링(100)의 비-전도성 부분 및 전도성 부분이 서로 상이한 속도로 마모되는 서로 상이한 물질로 형성된다. 리테이닝 링(100)에 이격부(171)를 포함시킴으로써, 리테이닝 링(100)의 하부 표면(118) 및 전도성 링이 위치되는 영역 특히, 리테이닝 링(100)의 바닥이 폴리싱 중에 마모되는 경우에 전도성 링이 위치되는 영역에 걸친 편평도를 유지할 수 있게 된다.
전도성 부분에 대해 두 가지 금속을 이용함으로써, 프로세싱 중에 전해질 용액과 보다 강하게 상호작용하는 제 1 금속의 좁은 밴드를 형성할 수 있게 된다. 본 명세서에서 참조하는 미국 공개공보 US 2004-0182721 A1에 기재된 바와 같이 전 류를 기초로 하는 종료점 탐지 시스템이 ECMP 장치와 함께 사용된다면, 그리고 전도성 링이 구리로 형성된다면, 구리가 종료점 탐지 시스템을 방해할 수 있다. 특히, 전도성 부분으로부터의 구리의 용해가 기판으로부터의 구리의 용해에 대해 생성되는 전류 신호를 오프셋시키는 노이즈를 생성할 수 있다. 금속 링에 의해 생성되는 전류의 양을 제한하는 것, 즉 전도성 부분의 영역을 감소시키는 것이 이러한 방해를 감소시킬 수 있을 것이다. 일 실시예에서, 높은 전도도 금속을 포함하는 링의 부분이 가능한 한 작으면서도 기판의 엣지로부터 엣지 효과를 제거할 수 있을 정도로 여전히 크다. 수동적으로-바이어스된 링에서, 낮은 그리고 높은 전도도 금속의 전도성 부분을 형성하는 것은 충분히 넓은 전도성 링을 형성할 수 있으며, 그에 따라 전도성 부분과 폴리싱 패드 조립체(30)의 전도성 요소 사이의 접촉을 보장할 수 있다. 제 2 물질은 인가된 전압을 제 1 금속으로 전달한다. 수동적으로-바이어스된 또는 능동적으로-바이어스된 링에서, 낮은 전도도 금속이 전압을 높은 전도도 금속으로 전달할 수 있게 허용함으로써, 기판 엣지로부터 엣지 효과를 제거하는 바람직한 효과가 달성될 수 있다. 동시에, 전도성 링의 높은 전도도 금속의 영역을 감소시키는 것은 종료점 탐지에 대한 방해를 감소시킨다. 또한, 제 2 금속은 제 1 금속 보다 저렴하며, 이는 링 제조를 보다 저렴하게 할 수 있게 한다.
기판으로부터 제거되는 물질과 동일한 물질로, 예를 들어 구리로 전도성 부분을 형성함으로써, 기판의 엣지에 걸친 ECMP 폴리싱 프로세스 효과의 균일성을 높일 수 있고 리테이닝 링으로 엣지 영향을 이동시킬 수 있다. 통상적으로, 구리는 기판의 화학물질과 양립(compatible)될 수 있다. 니켈과 같은 다른 금속이 기판내 로 확산되어 기판으로부터 형성된 소자를 사용할 수 없게 할 수도 있다. 금, 백금, 팔라듐 또는 은과 같은 기타 물질을 이용함으로써, 전도성 부분의 수명을 높일 수 있다. 구리가 폴리싱 표면과 접촉한다면, 구리는 기판으로부터 제거되는 구리와 동일한 방식으로 작용을 받을 것이다. 비-구리계(non-cuprous) 금속은 구리와 동일한 방식으로 작용을 받지 않을 것이며, 즉 전해질 용해 대신에 산소 방출이 일어날 것이고, 비-구리계 금속은 전도성 부분으로부터 신속하게 제거되지 않는다. 금과 같은 금속에서, 산소 방출이 발생될 수 있다.
폴리싱 프로세스에 대해 비활성이고 기판의 칩핑 또는 균형을 쉽게 일으키지 않는 물질로 하부 링 부분(155)을 형성하는 것은 기판(20)과 접촉하기에 적합한 엣지를 제공하고 기판(20)의 손상 가능성을 감소시킨다. 그러한 비활성 물질의 리테이닝 링내에 전도성 부분을 고정함으로써, 전술한 바와 같이, 비활성 물질의 이점 및 전도성 물질의 이점 모두를 취할 수 있게 된다.
전도성 부분이 리테이닝 링내에서 작용되도록 전도성 부분을 형성함으로써, 전도성 부분이 이동될 수 있고 갭이 세척될 수 있다. 리테이닝 링내에 수집된 파편들을 세척할 수 있다. ECMP 시스템이 기판을 폴리싱하기 위한 다수의 플레이튼을 가진다면, 기판 엣지를 폴리싱하는 속도는 폴리싱 표면에 대해서 전도성 기판을 전후로 이동시킴으로써 제어할 수 있다. 작용가능하도록 전도성 부분을 형성함으로써, 프로세스를 보다 양호하게 제어할 수 있다.
폴리싱 패드 조립체(30)의 전도성 요소와 함께 전도성 부분을 바이어싱하는 것과 반대로 캐리어 헤드를 통해 링의 전도성 부분을 독립적으로 바이어싱함으로 써, 보다 작은 전도성 부분을 형성할 수 있게 된다. 전해질과의 접촉에 있어서 보다 적은 전도성 물질이 필요하게 된다. 도 8 에 도시된 바와 같은 다수-밴드형 전도성 부분이 불필요하다.
본 발명의 다수의 실시예를 설명하였다. 그럼에도 불구하고, 본 발명의 사상 및 범위내에서 여러 변형예가 가능하다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 리테이닝 링이 폴리싱 패드 이외의 폴리싱 장치, 예를 들어 폴리싱 벨트와 함께 사용될 수 있다. 리테이닝 링과 전도성 링 사이에 공동이 형성되지 않는 상태로 전도성 링을 장착할 수 있는 크기로, 전도성 링이 내부에 고정되는 리세스가 형성될 수 있다. 전도성 링은 둘 이상의 개별적인 전도성 본체로 대체될 수 있다. 수동적으로-바이어스된 리테이닝 링과 함께 사용되는 것으로 설명된 요소들이 능동적으로-바이어스된 리테이닝 링과 함께, 또는 그 반대로 사용될 수 있을 것이다. 따라서, 다른 실시예들도 특허청구범위에 포함될 것이다.
본 명세서에 기재된 모든 인용문헌은 참조로서 전체가 기재된 것이다.

Claims (45)

  1. 전기화학적 기계적 프로세싱을 위한 리테이닝 링으로서:
    상부 표면 및 하부 표면을 구비하는 전도성 부분; 및
    내측 직경 표면의 적어도 일부를 형성하는 기판 접촉 부분을 포함하며,
    상기 기판 접촉 부분은 절연 물질로 형성되고 폴리싱 프로세스 중에 폴리싱 표면에 접촉하는
    리테이닝 링.
  2. 제 1 항에 있어서, 하부 표면을 구비하는 상부 환형 부분을 더 포함하며, 상기 전도성 부분의 상부 표면이 상기 상부 환형 부분의 하부 표면과 접촉하는
    리테이닝 링.
  3. 제 2 항에 있어서, 전도부를 더 포함하며, 상기 전도부가 상부 환형 부분을 통해 연장하며 상기 전도성 부분과 전기적으로 접촉하는
    리테이닝 링.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 상부 환형 부분이 상기 전도성 부분 보다 덜 전도성을 가지는
    리테이닝 링.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 기판 접촉 부분의 상부 표면이 상기 전도성 부분의 하부 표면과 접촉하고; 그리고
    상기 기판 접촉 부분이 하나 이상의 관통 연장 개구부를 구비하고, 상기 개구부는 상기 전도성 부분의 하부 표면의 적어도 일부를 주변에 노출시키는
    리테이닝 링.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 기판 접촉 부분내의 상기 개구부가 상기 전도성 부분의 하부 표면 또는 상기 기판 접촉 부분의 상부 표면내의 리세스를 통해 서로 유체 연통하는
    리테이닝 링.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 기판 접촉 부분이 폴리싱 패드와 접촉할 때 전기화학적 기계적 프로세싱 시스템의 폴리싱 패드 조립체의 전도성 요소와 상기 전도성 부분 사이의 접촉이 방지되도록, 상기 기판 접촉 부분의 크기가 결정되는
    리테이닝 링.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 전도성 부분이 실질적으로 환형인
    리테이닝 링.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 전도성 부분이 구리, 금, 백금, 팔라듐, 티탄, 은, 로듐, 또는 이리듐 중 하나 이상을 포함하는
    리테이닝 링.
  10. 전기화학적 기계적 프로세싱을 위한 캐리어 헤드로서:
    베이스; 및
    상기 베이스에 부착된 리테이닝 링을 포함하며,
    상기 리테이닝 링은:
    상부 표면 및 하부 표면을 구비하는 전도성 부분; 및
    내측 직경 표면의 적어도 일부를 형성하는 기판 접촉 부분을 포함하며,
    상기 기판 접촉 부분은 절연 물질로 형성되고 폴리싱 프로세스 중에 폴리싱 표면에 접촉하는
    캐리어 헤드.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 리테이닝 링이 하부 표면을 구비하는 상부 환형 부분을 더 포함하며, 상기 전도성 부분의 상부 표면이 상기 상부 환형 부분과 접촉하고, 상기 상부 환형 부분이 상기 전도성 부분 보다 덜 전도성을 가지는
    캐리어 헤드.
  12. 전기화학적 기계적 프로세싱을 위한 시스템으로서:
    폴리싱 패드 조립체;
    상기 폴리싱 패드 조립체와 접촉하도록 구성된 캐리어 헤드; 및
    제 1 전압 공급원을 포함하며,
    상기 캐리어 헤드는:
    베이스; 및
    상기 베이스에 부착된 리테이닝 링을 포함하며,
    상기 리테이닝 링은:
    상부 표면 및 하부 표면을 구비하는 전도성 부분; 및
    내측 직경 표면의 적어도 일부를 형성하는 기판 접촉 부분을 포함하며,
    상기 기판 접촉 부분은 절연 물질로 형성되고 폴리싱 프로세스 중에 폴리싱 표면에 접촉하며, 상기 제 1 전압 공급원은 상기 리테이닝 링의 전도성 부분에 전기적으로 결합되는
    전기화학적 기계적 프로세싱을 위한 시스템.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 폴리싱 패드 조립체내에 양극 또는 대응 전극을 더 포함하는
    전기화학적 기계적 프로세싱을 위한 시스템.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 양극 또는 대응 전극 중 하나 이상이 제 2 전압 공급원에 전기적으로 결합되는
    전기화학적 기계적 프로세싱을 위한 시스템.
  15. 제 12 항에 있어서, 상기 리테이닝 링이 상부 부분을 더 포함하며, 상기 리테이닝 링의 상부 부분이 전도성 부분과 접촉하고, 상기 리테이닝 링의 상부 부분이 상기 전도성 부분을 상기 제 1 전압 공급원에 전기적으로 연결하도록 구성된
    전기화학적 기계적 프로세싱을 위한 시스템.
  16. 제 12 항에 있어서, 상기 기판 접촉 부분이 폴리싱 패드 조립체와 접촉할 때 폴리싱 패드 조립체의 전도성 요소와 전도성 부분 사이의 접촉이 방지되도록, 상기 기판 접촉 부분의 크기가 결정되는
    전기화학적 기계적 프로세싱을 위한 시스템.
  17. 제 12 항에 있어서, 상기 전도성 부분이 외부 롤러에 전기적으로 결합되는
    전기화학적 기계적 프로세싱을 위한 시스템.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 전압 공급원이 약 0V 내지 약 1V의 전압을 상기 전도성 부분에 인가하는
    전기화학적 기계적 프로세싱을 위한 시스템.
  19. 제 12 항에 있어서, 상기 전도성 부분이 스핀들과 전기적으로 접촉하는
    전기화학적 기계적 프로세싱을 위한 시스템.
  20. 제 12 항에 있어서, 상기 전도성 부분이 구리, 금, 백금, 팔라듐, 은, 로듐 또는 이리듐을 포함하는
    전기화학적 기계적 프로세싱을 위한 시스템.
  21. 전기화학적 기계적 프로세싱을 위한 시스템의 작동 방법으로서:
    폴리싱 패드 조립체를 제 1 전압으로 전기적으로 바이어싱시키는 단계;
    전도성 리테이닝 링을 상기 제 1 전압과 상이한 제 2 전압으로 전기적으로 바이어싱시키는 단계; 및
    상기 전도성 리테이닝 링에 의해 유지되는 기판과 폴리싱 패드 조립체 사이에 상대적인 운동을 생성하는 단계를 포함하는
    시스템의 작동 방법.
  22. 전기화학적 기계적 프로세싱을 위한 리테이닝 링으로서:
    주변에 노출되는 하부 표면을 구비하는 전도성 부분; 및
    내측 직경 표면을 형성하는 기판 접촉 부분을 포함하며,
    상기 기판 접촉 부분은 상기 전도성 부분 보다 덜 강성인 물질로 형성되며, 상기 전도성 부분의 하부 표면은 상기 기판 접촉 부분의 하부 표면이 폴리싱 표면과 접촉할 때 폴리싱 표면의 전도성 요소와 접촉하도록 구성되는
    리테이닝 링.
  23. 제 22 항에 있어서, 상기 기판 접촉 부분은 상기 내측 직경 표면과 기판 사이의 접촉에 의해 유발되는 기판에 대한 손상을 실질적으로 방지할 수 있도록 압축될 수 있는 물질로 형성되는
    리테이닝 링.
  24. 제 22 항에 있어서, 프로세싱 중에 상기 전도성 부분과 폴리싱 표면 사이에 갭이 형성되도록, 상기 전도성 부분의 하부 표면은 상기 기판 접촉 부분의 하부 표면과 평편을 이루지 않는
    리테이닝 링.
  25. 제 24 항에 있어서, 상기 전도성 부분의 하부 표면과 접촉하는 이격부를 더 포함하는
    리테이닝 링.
  26. 제 25 항에 있어서, 상기 이격부는 전도성 물질을 포함하는
    리테이닝 링.
  27. 제 25 항에 있어서, 상기 이격부는 비-전도성 물질을 포함하는
    리테이닝 링.
  28. 제 25 항에 있어서, 상기 이격부는 폴리싱 프로세스에 대해 실질적으로 비활성인 물질을 포함하는
    리테이닝 링.
  29. 제 22 항에 있어서, 상기 전도성 부분은 내측 직경 표면, 외측 직경 표면, 상부 표면 및 하부 표면을 구비하는 환형 전도성 링을 형성하는 환형 형상을 가지는
    리테이닝 링.
  30. 제 29 항에 있어서, 상기 환형 전도성 링의 상기 외측 직경 표면 및 상기 내측 직경 표면이 상기 기판 접촉 부분과 접촉하는
    리테이닝 링.
  31. 제 22 항에 있어서, 상기 전도성 부분이 환형 전도성 링을 형성하는 환형 형상을 가지며;
    상기 환형 전도성 링은 제 1 금속 및 제 2 금속을 포함하며, 상기 제 1 금속은 상기 제 2 금속이 기판 프로세싱에 이용되는 전해질 용액과 상호작용하는 것 보다 더 상기 전해질 용액과 상호작용하는
    리테이닝 링.
  32. 제 31 항에 있어서, 상기 환형 전도성 링은 약 25%의 제 1 금속을 포함하는
    리테이닝 링.
  33. 제 31 항에 있어서, 상기 제 1 금속 및 제 2 금속이 동심적인 환형 링들을 형성하고, 그리고
    상기 제 1 금속이 상기 제 2 금속과 상기 환형 본체의 내측 직경 표면 사이에 위치되는
    리테이닝 링.
  34. 제 33 항에 있어서, 상기 제 1 금속이 구리를 포함하며,
    상기 제 2 금속이 스테인레스 스틸을 포함하는
    리테이닝 링.
  35. 제 22 항에 있어서, 상기 전도성 부분이 구리, 금, 백금 및 팔라듐으로 이루어진 금속 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 금속으로 형성되는
    리테이닝 링.
  36. 제 22 항에 있어서, 상기 전도성 부분이 제 1 금속으로 이루어진 코어를 구 비하며, 상기 코어가 제 2 금속으로 도금되는
    리테이닝 링.
  37. 전기화학적 기계적 프로세싱을 위한 리테이닝 링을 형성하는 방법으로서:
    금속으로 전도성 부분을 형성하는 단계;
    상기 금속 보다 덜 강성인 물질로 환형 본체를 형성하는 단계로서, 상기 환형 본체는 폴리싱 표면과 접촉하는 하부 표면, 폴리싱 중에 상기 기판과 접촉하는 내측 직경 표면, 및 상기 전도성 부분과 접촉하는 부분을 구비하는, 환형 본체 형성 단계; 및
    상기 환형 본체의 내측 직경 표면이 노출되도록 전도성 부분을 환형 본체에 고정하는 단계를 포함하는
    리테이닝 링 형성 방법.
  38. 제 37 항에 있어서, 상기 환형 본체 형성 단계는 상기 환형 본체내에 공동을 형성하는 단계를 포함하고; 상기 전도성 부분을 환형 본체에 고정하는 단계는 상기 전도성 부분을 상기 공동내에 고정하는 단계를 포함하는
    리테이닝 링 형성 방법.
  39. 제 37 항에 있어서, 상기 전도성 부분을 환형 본체에 고정하는 단계는 환형 전도성 링을 환형 본체에 고정하는 단계를 포함하는
    리테이닝 링 형성 방법.
  40. 제 37 항에 있어서, 상기 전도성 부분을 환형 본체에 고정하는 단계는, 상기 리테이닝 링이 폴리싱 표면과 접촉할 때 상기 전도성 부분과 폴리싱 표면 사이에 갭이 형성되도록, 상기 전도성 부분의 하부 표면이 상기 환형 본체의 하부 표면으로부터 리세스되게 상기 전도성 부분을 고정하는 단계를 포함하는
    리테이닝 링 형성 방법.
  41. 제 40 항에 있어서, 상기 전도성 부분을 환형 본체에 고정하는 단계는, 전기화학적 기계적 프로세싱 장치의 전도성 요소가 전기화학적 기계적 프로세싱 중에 전도성 부분과 전기적으로 결합될 수 있을 정도로 그리고 전도성 부분이 바이어스될 수 있을 정도로 얇은 갭을 형성하는 단계를 포함하는
    리테이닝 링 형성 방법.
  42. 제 37 항에 있어서, 상기 전도성 부분을 환형 본체에 고정하는 단계는, 상기 전도성 부분의 하부 표면이 상기 환형 본체에 의해 적어도 부분적으로 둘러싸이도록 상기 전도성 부분을 고정하는 단계를 포함하는
    리테이닝 링 형성 방법.
  43. 제 37 항에 있어서, 상기 전도성 부분을 환형 본체에 고정하는 단계는, 상기 전도성 부분의 하부 표면이 상기 환형 본체의 하부 표면과 실질적으로 평면이 되도록 상기 전도성 부분을 고정하는 단계를 포함하는
    리테이닝 링 형성 방법.
  44. 기판을 전기화학적 기계적으로 폴리싱하는 방법으로서:
    기판을 리테이닝 링의 리세스내에 유지하는 단계로서, 상기 리테이닝 링이 상기 리테이닝 링의 하부 표면에 인접한 전도성 부분을 포함하는, 기판 유지 단계;
    상기 기판의 표면을 폴리싱 표면에 접촉시키는 단계;
    상기 기판과 상기 폴리싱 표면 사이에 상대적인 운동을 생성하는 단계; 및
    상기 리테이닝 링과 기판을 폴리싱 표면과 전기적으로 바이어싱시키는 단계를 포함하는 기판 폴리싱 방법.
  45. 전기화학적 기계적 프로세싱 시스템으로서:
    전도성 요소를 가지는 폴리싱 패드 조립체;
    상기 폴리싱 패드 조립체에 접촉하는 캐리어 헤드; 및
    상기 폴리싱 패드 조립체의 전도성 요소에 전기적으로 결합된 전압 공급원을 포함하며,
    상기 캐리어 헤드가:
    베이스; 및
    상기 베이스에 부착된 리테이닝 링을 포함하며,
    상기 리테이닝 링은:
    상부 표면 및 하부 표면을 구비하는 전도성 부분; 및
    내측 직경 표면의 적어도 일부를 형성하는 기판 접촉 부분을 포함하며,
    상기 하부 표면은 상기 폴리싱 패드 조립체의 전도성 요소와 접촉하며, 상기 기판 접촉 부분은 절연 물질로 형성되고 폴리싱 프로세스 중에 폴리싱 표면에 접촉하는
    전기화학적 기계적 프로세싱 시스템.
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