JP2008543058A

JP2008543058A - Ｃｍｐ保持リング

Info

Publication number: JP2008543058A
Application number: JP2008513650A
Authority: JP
Inventors: バーンズ、ジョン; ブイ．スミス、マーク; エル．フォーブス、マーティン; ジェイ．キング、ジェフリー; エイ．フラー、マシュー
Original assignee: Entegris Inc
Current assignee: Entegris Inc
Priority date: 2005-05-24
Filing date: 2006-05-24
Publication date: 2008-11-27
Also published as: US20070224864A1; WO2006127780A3; WO2006127780A2; US20100041323A1; US7857683B2; WO2006127780B1; EP1899110A2; US20110151755A1; TW200716302A; KR20080031870A

Abstract

耐摩耗性プラスチック材料から作られるベース部分と、上部、またはさらに固く、さらに耐摩耗性の材料から作られる基幹部分とを備える化学機械研磨保持リング。基部または基幹部分の一方は、好ましくは他方の上に覆い被せられる。ベース部分は、概して平坦なパッド接触面、外面、及び内面によって形成されることができる。ベース部分は、プロセスの間に研磨される基板の間でのスラリーの移動を容易にするために、外面から内面に延びる流路をさらに含むことがある。ベース部分または基幹部分の１つまたは両方は、覆い被せられた材料と追加の接合面を生じさせるために役立つ複数の円形のリブをさらに含む。

Description

（優先出願）
本願は、その全体として参照することにより本書に組み込まれている同じ名称の、２００５年５月２４日に出願された米国仮特許出願番号第６０／６８４，１５１号明細書、及びその全体として参照することにより本書に組み込まれている同じ名称の、２００６年２月６日に出願された米国仮特許出願番号第６０／７６５，９９５号明細書に対する優先権を主張する。

本発明は、化学機械研磨装置内に半導体ウェハを保持するための保持リングに関する。

集積回路は、半導体基板、特にシリコンウェハ上に、導電層、半導電層、及び絶縁層を該ウェハに連続して接合することにより形成されることができる。回路網の特長は、各層を接合した後にエッチングされることができる。一連の層が接合され、エッチングされた後、基板の最上面はますます非平面になる。非平面状の表面は集積回路製造プロセスのフォトリソグラフィーステップで問題を引き起こすことがある。このようにして、半導体基板表面を周期的に平坦化することが必要である。

ダマシンは、相互接続する金属線が誘電体を隔離することによって形成されるプロセスである。ダマシンでは、相互接続パターンは最初に誘電体の層に石版のように画定され、次に金属が結果として生じる溝を充填するために接合される。余分な金属を、化学機械研磨（平坦化）により取り除くことができる。化学機械平坦化とも呼ばれる化学機械研磨（ＣＭＰ）は、金属相互接続パターンの表面平坦化及び画定のために実施される化学機械研磨を通して固体の層を取り除く方法を指す。二重ダマシンは、金属エッチングの代わりにＣＭＰプロセスを使用して金属相互接続形状を形成するために使用されるダマシンプロセスの改良されたバージョンである。二重ダマシンでは、２回の層間絶縁膜パターン化ステップと、１回のＣＭＰステップとが、それ以外の場合には従来のダマシンプロセスを使用するときに２回のパターン化ステップと２回の金属ＣＭＰステップとを必要とするであろうパターンを作成する。

典型的なＣＭＰ動作では、化学反応性が高いスラリーを受け取る回転式研磨パッドが基板の最も外側の表面を研磨するために使用される。基板は研磨パッドの上に配置され、保持リングによって定位置に保持される。通常、基板と保持リングとは搬送装置、つまり研磨ヘッドに取り付けられる。制御された力が搬送装置ヘッドによって基板にかけられ、基板を研磨パッドに押し付ける。研磨パッドが基板の表面を横切って移動することで、材料は化学的に、且つ機械的に基板の表面から取り除かれる。

ＣＭＰを実行するために使用される機械類はきわめて精密であり、装置は数百万ドルもする。それにも関わらず、ＣＭＰの高い費用の大きな一因となる研磨動作中に交換を頻繁に必要とする、装置のいくつかの構成部品がある。これらの構成部品の１つが、ウェハが平坦化されるにつれてそれを含み、位置決めするのに役立つ保持リングである。このようにして、保持リングを製造するための費用と時間とを最小限に抑え、それらを交換する容易さだけではなく、このようなリングの耐久性も最大限にすることが重要である。

本発明の一実施形態は、化学機械研磨保持リングである。保持リングは、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）等の耐摩耗性の塑性物質から作られるベース部分、上部、またはセラミックまたはセラミック充填ポリマー等のより堅い、より耐摩耗性が高い材料から作られる基幹部分を備えることができる。ベース部分または基幹の一方は、好ましくは他方の上に覆い被せられている。ベース部分は概してパッドが接触する平らな表面、外面、内面、上部リム及び陥凹部で形成されてもよい。ベース部分は、さらにプロセスの間に研磨される基板との間のスラリーの移動を容易にするために、外面から内面に延びる流路を含むことがある。陥凹部はさらに、覆い被せられた材料との接着状態を生じさせるのに役立つ複数の円形のリブを含む。陥凹部はさらに、保持リングがそれによりＣＭＰシステムに取り付けられるネジ挿入穴を有する複数の突起を含んでもよい。輪の形をした基幹部分は、１つまたは複数の装着具と、内側端縁、外側端縁、及び１つまたは複数のリブ、流路、またはこれらの組み合わせを含んでもよい接合面とを備えてもよい。

いくつかの実施形態では、基幹部分または上部のための、セラミック充填ポリマー材料等のより堅いポリマー材料を、該基部または下部のための充填されていないポリマー材料の上に覆い被せることができる。他の実施形態では、ベース部分または下部のための充填されていないポリマー材料を、基幹部分または上部用のさらに堅い充填されたポリマーの上に覆い被せることができる。

ＣＭＰ保持リングの追加の実施形態では、ベース部分が基幹部分を完全に取り囲み、その結果、基幹部分はベース部分の中に完全にカプセル化される。ベース部分は概して、平らなパッドに接触する平面、外面、内面及び上部リムによって形成されることができる。ベース部分は、さらにプロセスの間に研磨される基板の間でのスラリーの移動を容易にするために外面から内面に延びる流路を含むことがある。ベース部分は、覆い被せられた材料との接着状態を生じさせるのに役立つ複数の円形リブをさらに含む。保持リングはさらに、それによって保持リングがＣＭＰシステムに取り付けられるネジ挿入穴を有する複数の突起を含む。輪の形をした基幹部分は、覆い被せられたベース部分の材料との接着状態を生じさせるのに役立つ、１つまたは複数の装着具、内側端縁、外側端縁、及び１つまたは複数のリブ、流路、またはこれらの組み合わせを含んでもよい接合面を備えてもよい。このような実施形態では、ベース部分は、基幹部分がベース部分の中に完全にカプセル化されるように基幹部分の回りに覆い被せられる。

本発明の実施形態の優位点は、保持リングの基幹部分を備えるセラミックまたはセラミックで充填されたポリマー材料によって提供される曲げ剛性である。この剛性は、保持リングの取り付けにより引き起こされる変形を削減、あるいは排除し、保持リングの圧縮率を削減する。リングの変形及び圧縮率はリング全体での力の不均等な分布につながり、寸法の所望されない変化を引き起こす。

本発明の実施形態の優位点は、保持リングのベース部分の耐摩耗性と弾性である。本発明の実施形態により、リングに支持される基盤の端縁を切り取る、または基板の端縁にひびが入ることを防ぎ、また研摩パットとの接触時にリングに生じる摩耗を減じる、耐久性を有するとともに柔較な材料が提供される。

本発明の実施形態の別の優位点は、覆い被せられたベース部分と基幹部分との間の接合強度の増加である。保持リングのベース部分または基幹部分の接着部分に形成された円形リブは、他の部分がその上に覆い被せられるときに頑丈な接着状態を生じさせることを可能にする。射出整形を活用する実施形態では、高められた接合及び強度を提供するさらに薄いリブと壁を形成することができる。

本発明の実施形態の別の優位点は、研磨プロセスの間の研磨スラリーの適用の容易さである。保持リングベース部分の外部の周辺に分散した流路は、基板との間でのスラリーの輸送を容易にする。リングの内部および外部、ならびに隣接するパッドまたは箔状のパッド間の流路の分岐する開口は、基板との間のスラリーの輸送を容易にする。

本発明の実施形態の別の優位点は、コストと保守との減少である。保持リングは耐久性があり、その剛性の上部と、耐磨耗性の下部のためにあまり頻繁に交換する必要はない。保持リングを形成するために使用される射出整形プロセスおよびオーバモールドプロセスも簡略で安価なプロセスである。加えて、本発明の実施形態の保持リングのすべて、または部分から金属を排除することによって、保持リングが酸性の研磨化学反応または他の腐食性の研磨化学反応を受けるときに、腐食及び磨り減った粒子からの金属粒子汚染を大幅に削減、あるいは排除することができる。

図１を参照すると、本発明の実施形態に係るＣＭＰ保持リング１００が見られる。保持リング１００は、下部、つまりベース部分１０２と、上部、つまり基幹部分１２２とを備える。

図２及び図４をここで参照すると、本発明の実施形態に係る下部ベース部分１０２の別の図が見られる。ベース部分１０２は概して、平らな底面１０４、外面１０６、内面１０８、上部リム１１４、および陥凹部１２０によって形成されている。陥凹部１２０は、複数の円形のリブ１１０、及びネジ挿入穴１１８を有する突起１１２をさらに含む。リブ１１０は、上部基幹部分がベース部分の上に覆い被せられ、リング１００の捻れまたは曲げを防ぐことによって保持リングに強度を与えるときに頑丈な接着状態を生じさせるために役立つ。さらに、ベース部分１０２は、外面１０６から内面１０８に延びる流路または溝１1６を含む。リブ１１０は、保持リング１００に関して軸に沿っており、その結果、リブは、保持リング１００が使用されているときには実質的に垂直に向けられる。複数の部分の間に熱物理の接着状態を生じさせるためにオーバモールドを使用することは、その開示が参照することにより本書に組み込まれている米国特許第６、４２８，７２９号明細書に開示されている。

ここで図３を参照すると、本発明の実施形態に係るＣＭＰ保持リング１００を活用する化学機械研磨システム２００が見られる。実際には、例えば保持リング１００等の本発明のＣＭＰ保持リングの実施形態は、ＣＭＰシステム２００の搬送装置ヘッドアセンブリに対して、リング上の装着具によって固着されることが可能であり、保持リング１００の上面１２４は搬送装置ヘッドアセンブリ２０２と同一平面である。いくつかの実施形態では、保持リング１００は、ネジ挿入穴１１８を通して搬送装置ヘッドアセンブリ２０２の上の対応する穴の中に締め具挿入部分を差し込むことによって締め付けられることができる。締め具挿入部分は、射出成形プロセスの間に保持リング１００の中に挿入可能であり、それらは成形プロセス後に超音波溶接されることができ、あるいはそれらは手作業で挿入可能である。締め具挿入部分は、ＰＥＥＫ及びステンレス鋼を含む任意の適切な材料から構成されることができる。基板２０４は保持リング１００の内部で支えられ、研磨パッド２０６と接触させられる。保持リング１０４の底面１０４は研磨パッド２０６に接触する。研磨パッド２０６は、アクスル２０８ａおよび２０８ｂによって与えられる対立する回転力に起因して、基板２０４を研磨するために動作する。通常、スラリー、つまり化学反応性の高い液体、またはこれらの組み合わせがパッド２０６に塗布され、材料が基板２０４から除去される速度を加速するために使用される。随意に、保持リング１００のベース部分１０２の中の内面１０８および外面１０８上に分岐する溝開口を有する流路１１６は、スラリー、つまり化学反応性の高い液体の保持リング１００の外部へ、及び外部から基板２０４への輸送を容易にする。流路または溝１１６は、成形プロセスの間に作成されたり、成形プロセスの後に底面１０４に機械加工されたりしてもよい。

ベース部分１０２は、プラスチック、好ましくはポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、あるいはＰＥＥＫを含む、または他の耐摩耗性のプラスチック材料と混合物を含んでもよい他のポリマーとの混合物から射出成形されることができる。ＰＥＥＫは、それが高い耐磨耗性と摩耗抵抗を提供しながらも、基板の端縁を削り取る、または基板の端縁にひびを入れるリスクがほとんどなくウェハを支えることができるという点で有利である。ベース部分１０２は、押し出され、または圧縮成形されてから、機械加工されるＰＥＥＫから構成されることもある。当業者は、さまざまなポリマーを、ベース部分１０２の摩耗抵抗を高めるため、または減ずるために使用可能であることを認識する。

いくつかの実施形態では、ベース部分１０２が成形された後に、基幹部分１２２をその上に覆い被せることができる。他の実施形態では、基幹部分１２２を先に成形することができ、次にベース部分１０２が基幹部分１２２の上に覆い被せられる。他の実施形態では、基幹部分１２２または基部１０２が機械加工されることができ、補足的な基部または基幹部分は、それぞれ機械加工された部分の上に覆い被せられることができる。

図５は、覆い被せられた上部または基幹部分１２２が、本発明の実施形態に係る、分離した部分としてどのように見えるのかを示す図である。ベース部分１０２の円形リブ１１０は、基幹部分１２２と基部１０２との間の増加した接触領域との頑丈な接合面を生じさせるのに役立つ。基幹部分１２２は、セラミック材料または他の充填剤／添加剤から構成されることができる。例えば、セラミック材料は、ＰＥＥＫのようなポリマーの中で分散されてもよい（この例はＳＴＡＴ−ＰＲＯ^(R)、つまりＥｎｔｅｇｒｉｓＩｎｃ．社からの導電性セラミックＰＥＥＫである）。次に、セラミック材料は、基幹部分１２２の構造的硬直性、剪断抵抗、熱伝導、または他の特性を調整するために使用可能である。基幹部分１２２は、その係数に基づいてリングの剛性を構造上強化する。基幹部分は６００，０００ｐｓｉから１，４００，０００ｐｓｉを含むが、これに限定されない屈曲モジュール範囲を有してもよい。基幹部分１２２は、下部ベース部分１０２の陥凹部１２０の中に充填され、それが上部リム１１４及び突起１１２と同一平面内になるようにすることができる。セラミック材料が提供する剛性は、頑丈な装置接着を実現し、搬送装置ヘッドによってリング１００に与えられる剪断力、回転力、及び他の力からのリングに対する損傷を削減する。

図６は、本発明の保持リング１００の実施形態の分解図を示す。リングベース部分１０２は、非流体接触側の１つまたは複数のリブ１１０、及び挿入部分のためのオプションの穴１１８を有して示されている。保持リング１００は、装着具１２６を有する基幹部分１２２も含む。装着具１２６は、例えば、ねじ込むことができる挿入部分１２８用の穴を含んでもよい、あるいは組み立てられた装置を工具に取り付けるためにこれもまたねじ込むことできる、取り付け突出部分（不図示）を含んでもよい。挿入部分１２８用の穴１１８、１２６は、随意に、ねじ山または他の締め具を含むように成形されることができる。いくつかの実施形態では、Ｈｅｌｉ−Ｃｏｉｌ^Ｒスタンダード（Ｈｅｌｉ−ＣｏｉｌＲＳｔａｎｄａｒｄ）、及びスクリューロックインサート（Ｓｃｒｅｗ−ＬｏｃｋＩｎｓｅｒｔｓ）のような挿入部分、または他のねじ切られた挿入部分または締め具挿入部分が使用されてもよい。基幹部分１２２は、ベース部分１０２上でリブ１１０と合うリブ１３０を有することがある。代わりに、基幹部分１２２はリブ１３０とともに成形されることができ、リングベース部分１０２は、基幹部分のリブ流路１３６を充填するために基幹部分１２２の上に覆い被せられることができる。研磨パッドに接触するベース部分表面１０４は、さらに詳しく後述される、パッドまたは箔状パッドと呼ばれている隆起したあるいは陥凹したパッド接触構造物を含むことがある。

保持リングは、ねじ込まれた挿入部分１２８を使用または備えてもよい。他の実施形態では、保持リングは挿入部分を使用しないでリングの中に直に形成される１つまたは複数のタップ付きねじ山を備えることがある。２つの材料が覆い被せられた保持リング、例えば、該２つの内の堅い方である基幹部分は、単にベース部分材料単独だけよりもさらに大きい引き抜き強さとトルクアウト強さとを備えることができる。

図７Ａ及び図７Ｂは、本発明の実施形態の断面を示す。図７Ｂは挿入穴の間の断面を示すが、図７Ａは挿入穴１２６で切り取られる断面を示す。基幹部分リブ１３０は基部１０２のリブ１１０を連結または係合するように示されている。多様な実施形態では、基幹部分１２２のリブ１３０は、成形、機械加工、これらの任意の組み合わせ、あるいはリブを製造するための他の適切なプロセスによって形成されることができる。ベース部分リブ１１０、外壁１０６、及び底部パッド接触面１０４は、成形、機械加工、あるいは、これらの任意の組み合わせによって形成されてもよい。ベース部分１０２は、斜めの端縁、例えばベース部分パッド構造の部分を形成することがある、斜めの外部端縁１０５を有することがある。ねじ込むことができる挿入部分１２８は、基幹部分１２２の穴１２６、空洞、または陥凹部を通して、ベース部分１０２の部分１１８の中に貫通すると示されている。ベース部分１０２と基幹部分１２２とは、成形の間、ベース部分と基幹部分との接合によって、あるいは接着剤の使用によって、挿入部分の中にねじ込まれたボルトまたはネジの作用によって、またはこれらの組み合わせもしくは他の固定機構の組み合わせによってともに保持されてもよい。図７Ａ及び図７Ｂに描かれているように、基部１０２と基幹１２２とは、オーバモールドプロセス後に互いにかみ合わされ、つまり結び合わされる。

図８Ａから図８Ｃは、本発明の多様な実施形態に存在してもよいリブ１１０、１３０を描く。基幹部分１２２及びベース部分リング１０２は、オーバモールドプロセスを使用してかみ合い、ともに接合可能なリブを有することがある。第１のショットは、材料の第２のショットに対する接着状態を強化するためにコーティングあるいは下塗りされてもよい。

図９Ａ及び図９Ｂは、本発明の実施形態に係る保持リングの基幹部分３２２を描く。基幹部分３２２は、さまざまなサイズおよび形状のリブ３３０〜３３３を含んでもよい。基幹部分３２２のリブ３３０〜３３３は、機械加工されたベース部分と基幹部分リングとが連結されるベース部分上の対応するリブとかみ合うことができる。基幹部分リブは、リブ流路３３６、３３７を含むことがある。リブは、既定のリブに沿ってさまざまなサイズおよび形状の１つまたは複数の空所３３８を含んでもよい。基幹部分３２２の内面から外面に、１列または複数のリブ３３０〜３３３、あるいは１列または複数の流路３３６、３３７がある場合がある。リブ流路３３６、３３７及びリブ空所３３８は、覆い被せられたベース部分材料で充填されてよいし、対応する機械加工された部分とかみ合わされ、ともに締め付けられてもよい。リブ流路及びリブ空所のサイズは、強度、構造的硬直性、及び保持リングのためのベース部分の接合要件に応じて選ばれることができる。リブ、リブ流路、及びオプションのリブ空所の高い表面積は、基部との接合面積を増やす。リブ、流路、及びリブ空所は、保持リング内の剛性を促進する。上部基幹部分の表面３２４は、機械工具搬送装置ヘッドアセンブリに接触する。基幹部分止め具３３４は、保持リングの外径に沿ってベース部分の一部のための接合面を備える。

基幹部分のリブ付き構造は、完成した保持リングの中の基幹部分に構造的硬直性を加える。リブは、ベース部分層を基幹部分に接合するための表面領域の拡大も実現する。リブは、材料の第１のショットと材料の覆い被せられる第２のショットを可能にする、射出成形のための適切な壁部分を作成する。リブおよびトラフのサイズは、射出成形を可能にするように選ばれることができる。いくつかの実施形態では、リブは、トラフから上部まで約２．５ｃｍ以下、好ましくは約１から約１．５ｃｍの高さを有することがある。好適な実施形態では、少なくとも２つのリブ、及び好ましくは反対の軸方向でのそれぞれの部分から延びる３つのリブがあり、該リブは好ましくは平行した面を有するリブの側壁と結び合わされて係合している。リブの結び合わせ部分は、好ましくはリブの軸方向の厚さの少なくとも２５パーセント延びている。

基幹部分は、成形可能な複合熱可塑性プラスチック材料を備えることがある。基幹部分に有用な材料の１つの例は、きわめて高い剛性の構造を生じさせる置換フェニレンリング、または非置換フェニレンリングの鎖に基づいた加工可能な剛体棒ポリマーを含む。少量のこれらの種類の樹脂は、ＰＥＥＫ等の基幹部分のために使用される他のポリマーを補強するために使用可能である。使用されてもよい剛体棒ポリマーの例は、（ミシシッピポリマーテクノロジー（ＭｉｓｓｉｓｓｉｐｐｉＰｏｌｙｍｅｒＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ）の）ＰａｒｍａｘＳＲＰ、Ｃｅｌａｚｏｌｅ^ＲＰＢＩ（ｐｏｌｙｂｅｎｚａｍｉｄａｚｏｌｅ）（ＣＥＬＡＺＯＬＥは、セラニーズアドバンスドマテリアルズ社（ＣｅｌａｎｅｓｅＡｄｖａｎｃｅｄＭａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃ．）の登録商標である）、ＰＢＩファイバ及びＰＢＯ（ポリフェニレンベンゾビスオキサゾール）を含むＰＥＥＫを含むが、これらに限定されない。成形可能な合成物は、分岐する入口および出口のある１つまたは複数の流路を有する保持リングに構造的硬直性を与えるセラミック充填剤を含む熱可塑性プラスチック材料でもよい。複合熱可塑性物質は、随意に優れた熱伝導率を有する。このような複合材料の例は、その内容が全体として本開示に参照することにより組み込まれる米国特許番号第５，０２４，９７８号明細書に開示されているものを含んでもよい。複合熱可塑性物質は、繊維強化セラミックマトリックス複合材料を含むことがある。無機強化ファイバまたはセラミック強化ファイバは、融解された熱可塑性の固体と分散可能である。これらの加熱された液分布は、基幹部分リングを形成するために以後の成形動作で使用されることができる。無機物またはセラミック材料は、粉末のアルミノケイ酸ガラスまたは粉末のホウケイ酸ガラス等の粉末ガラス、例えばベータ−リシア輝石、灰長石、コージライト、または他の位相等の耐熱ガラス−セラミックマトリックスを産出するために熱的に結晶化可能である粉末のアルミノケイ酸ガラス、及び例えばアルミナ、ジルコニア、炭化ケイ素、窒化ケイ素、これらと他の材料の組み合わせであるが、これらに限定されない複合製造物に有用な結晶性物質等を含んでもよい。炭素、炭化ケイ素、ガラス、窒化ケイ素、アルミナ、ムライト、または類似する物質のファイバを備えるグループから選択されるものを含む種々の強化粒子及びまたはファイバも使用されてもよい。充填剤のために粒子及びまたはファイバを選択する上で、粒子及びまたは繊維が物理的な形は、以後の処理の要件、または複合プレフォームまたは最終生産物で所望される形状または特性に従って選ばれてもよい。したがって、例えば、ファイバは、ファイバ織物、またはファイバ不織布の形で提供されてもよく、繊維麻くず、つまり繊維束またはマルチ繊維糸、紐、またはより糸を形成するファイバの他のグループが選択可能である。粒子形状は、板状、球形、楕円形、不規則な形状、あるいはこれらの任意の組み合わせを含んでもよいが、これらに限定されない。

保持リングの基幹部分は、耐摩耗性のベース部分材料より機械的に固い材料である。保持リングのいくつかの実施形態は、機械加工された、リブ付きの金属基幹部分、リブ付きまたはリブなしの、基幹部分の形状で形成された焼結粉末金属から作られる基幹部分、射出成形金属から作られる基幹部分を含むことがある、基幹部分を含む金属を備えてもよい。金属基幹部分の形状は、プラスチックの基幹部分に類似することがある。それは、構造のための、及び基部を形成するためにポリマーの第２のショットのオーバモールドのための平らな壁部分を可能にするためにリブを含むことがある。金属基幹部分は、機械的な接合のために第２のショットに対してアンダーカットを組み込んでもよい。

本発明の実施形態におけるすべてのポリマー保持リングの１つの優位点は、ポリマーがマイクロ電子製造用途のためのイオン性不純物を減ずるように、または含まないように調製または処理されることができ、選ばれることができ、ほとんど気体が抜けることがなく、ナトリウム、アルミニウム、鉄、銅、リチウム及び一般的には従来のセラミック保持リングの中から浸出する他の無機元素からの微量汚染を阻止することができるという点である。また、ポリマーは、ＣＭＰプロセスの範囲全体にただ１つのＣＭＰリング材料セットも可能である（つまり、酸化物、タングステン、銅）。１つの材料セットにより製造ライン全体のリングを扱うことができるので、ウェハ毎にただ１つのリングが全体的な消耗品コストが引き下がる。ポリマー材料セットは、化学的に矛盾しないように、及びＣＭＰ処理で遭遇する幅広いｐＨ範囲を含む豊富な化学的性質を処理するために選ばれることができる。ポリマーは、基板研磨速度または基板全体での研磨の一様性がプロセス公差の範囲内で維持されるように、液体または水溶性スラリーの環境でのその加水分解安定性及び寸法安定性のために選ばれることができる。

図１０Ａ及び図１０Ｂは、本発明の実施形態に係る成形された保持リング３００の反転断面を詳述する。図１０Ａは、成形動作で形成されることできる基幹部分３２２の内径及び外径での成形されたベース部分フラッシング３４０を描く。フラッシング厚さは調製可能である。リングの１つまたは複数の表面は、図１０Ｂに示されているように、フラッシングのすべてまたは一部を取り除くために成形後に機械加工動作によって仕上げられてもよい。事後機械加工は、図１０Ａの実線３４２によって描かれている最終的な表面と仕上げにフラッシングを取り除くことができる。図１０Ａ及び図１０Ｂのベース部分及び基幹部分のトング及び溝の構造によって描かれているように、保持リングの断面は、ベース部分と基幹部分との材料の１つまたは複数の重複する領域で特徴付けられるであろう。

図１０Ｂは保持装置３００の断面を詳述するものであり、オプションの接合後プロセスまたは成形後プロセスで製品から取り除かれるベース部分フラッシュ付きの実施形態を描く。機械加工に続いて、パッドに接触しない表面はさらに、随意に約６００グリットまたはより細かい研磨紙で仕上げられることができる。パッドまたは基板に接触する表面の場合、約１５５０グリットまたはより細かい研磨紙を使用することができる。あまり重大ではない基板またはパッドの場合、さらに低いグリットの研磨または機械加工された表面が使用可能である。

図１１はリングベース部分３０２のパッド接触面３０４を有する保持リング３００の斜視図を描き、１つまたは複数の隆起したパッド接触領域３１５を備え、それらの間に凹んだ流路または溝３１６がある。溝または流路３１６は、分岐入口、分岐出口、またはこれらの任意の組み合わせを有することがある。流路３１６および隆起したパッド３１５は、リングの周囲に配置または形成され、それが研磨パッドに接触し、使用中に回転されるときにリングの内径と外径との間での、例えば研磨流体またはスラリー等の流体の流れを可能にする。保持リング、基部及び基幹部分の説明はリング形状を用いて説明、図解されてきたが、さらに一般的な保持ベース部分が、移動する搬送装置に取り付けられることができ、基板を保持し、好ましくは基板の周縁の周りに相当する内面周縁を有するのであれば、他の形状も考えられてもよい。流体流路３１６がそれらの間にあるパッド３１５は本来、リング３００の外側端縁または外周に平行する外側端縁を有することがあり、パッド３１５は、本来リング３００の内側端縁に平行する１つまたは複数の表面のある内側端縁を有することがある。パッド３１５は互いから離間され、図１３、図１４、図１６、図１７、図２５、図２６及び図２７に描かれているように、多様な形をした流路３１６を形成することができる。いくつかのケースでは、スラリー溝または流路は２つの隣接するパッドの間で曲線状または平行であってもよい。いくつかの実施形態では、図２７に示されているように、流路またはスラリー溝は先細となってもよい。流路またはスラリー溝は分岐する、広げられた、あるいは漏斗状の溝を、これらの内側、外面、または任意の組み合わせに有することがある。分岐する流路面は、リング内面と外面とが保持されている基板の間の流体の転送を改善する。パッド構造の端縁に斜角が付けられ、研磨パッドおよび保持リングでの摩耗を削減することができる。流路の深さは、（基板が配置される）内部リング領域の中へ、及び中から流体（研磨スラリーまたは他の液体）の流れを収容するあるいは修正するために修正されることが（さらに深くするまたはさらに浅くすることが）できる。流路はリング内径面、リング外径面、または両方に１つまたは複数の分岐した端部を有することができる。リングの内側および外側での分岐した流路または溝の形状は、リングの領域の流体速度を修正するために体積で非対称とし、基板の中へのまたは基板から離れていく流体の移動を容易にすることができる。分岐流路の形状は、所望される研磨または材料除去速度、およびまたは一様性を達成するために、特定のスラリー塑性、粘度、粒子サイズ、及び保持リングの回転速度について修正されてもよい。

図１１及び図１２に描かれているリング形状の構造３００または搬送装置アセンブリは、研磨または他の表面処理のために基板を保持するために使用されることができる。いくつかの実施形態では、保持リング３００は回転プレートへの取り付け、及び円形状の基板の保持を可能にする形状を有する。保持リングは、研磨される基板の周辺端縁に接触するために露呈される内面３０８または直径を有する。つまり、基板は研磨面つまりパッドに対して保持される。保持リング３００は、研磨パッドに接触するリング形状のベース部分３０２を備えることができる。リング形状のベース部分３０２は耐摩耗性材料を備え、工具の負荷を受けてその形状を保持する材料から作ることができる。リング形状のベース部分３０２は、（図１０Ａ及び図１０Ｂに示されている）パッド接触面側面３０４と、内側端縁または表面３０８と、外側端縁または表面３０６と、１つまたは複数のリブ及び／またはリブ流路とを含むことがある。リング形状のベース部分３０２のパッド接触面３０４は、１つまたは複数の流路または溝３１６、及びリング形状のベース部分３０２の内側端縁面３０８と外側端縁面３０６との間に１つまたは複数のパッド３１５を備えることがある。

保持リング３００は、さらにリング形状の基幹部分３２２を備えることがある。リング形状の基幹部分３２２は、リング形状のベース部分３０２と異なる材料から作られることができる。いくつかの実施形態では、リング形状の基幹部分３２２は、例えばセラミック熱可塑性複合材のような基部よりも固く、より耐磨耗性のある材料を備える。リング形状の基幹部分３２２は（図１０Ａ及び図１０Ｂに示される）１つまたは複数の装着具３２６と、内側端縁面３２３と、外側端縁面３２５、及び１つまたは複数のリブ及び／またはリブ流路とを含むことがある。リング形状のベース部分３０２およびリング形状の基幹部分３２２は、図１０Ａ及び図１０Ｂに示されるように、それらの対応するリブと流路との間に接合面を備える界面に沿って連結される。これらの接合面は、化学結合、溶接または溶融結合、機械結合、一方の材料の他方上へのオーバモールド、またはこれらの任意の組み合わせによって連結されることができる。ベース部分材料および基幹部分材料は、それらが節足するリブおよびリブ流路の表面に沿って密着した接着状態を形成することができる。装着具は、リング形状の基幹部分を工具または回転式プラテンに結合する構造物を備えることができる。

保持リングのベース部分の表面内の流路または溝は、保持リングの内面および外面の間の入口、出口、またはこれらの組み合わせであってもよい１つまたは複数の分岐開口を含むことができる。流路断面は、矩形形状、半径形状、または他の形状を有することがある。流路の断面の形状は、流路の低流量領域または死容積を削減するまたは排除するように選択されることができ、半径形状の流路は、流路または溝の表面に沿って液体流速のより均一なスラリーを備えることができる。いくつかの実施形態では、例えば流路壁が平行ではない基部の分岐開口の空隙容量は、（流路壁が平行である）流路空隙容量より大きいことがある。いくつかの実施形態では、ベース部分の材料は基幹部分よりも高い耐磨耗性を有する。保持リングのリング形状のベース部分は、ＰＥＥＫまたはＰＥＥＫの共重合体のような耐摩耗性の熱可塑性物質を備えることがある。保持リングのリング形状の基幹部分は、保持リングのベース部分よりも固い、セラミックが充填された熱可塑性プラスチック材料を備えることができる。基幹部分として使用されてもよいセラミック材料は、基部に使用される材料よりも高い密度を有することがある。

保持リングパッド３１５または箔の構造の実施形態は、図１４に描かれている。パッド３１５の間に形成されている流路３１６の形状は図１３に描かれている。本発明の１つの優位点は、流路３１６が研磨スラリーの活用を改善し、研磨のコストを削減するという点である。保持リングパッド３１５間の流路３１６または溝は、１つのパッド構造物の最先端と隣接するパッド構造物の底部内側端縁によって形成される溝に沿って流体、液体、またはスラリーの流れを備える。これらの流路のリングの内径での分岐入口は、１つのパッドの底部内側端縁と隣接するパッドまたは箔の最先端および先端面によって形成されることができる。リングの外径上の分岐出口は、隣接するパッドの最先端および外側端縁とともに、底部内側パッド端縁および１つのパッドの後縁によって形成されることがある。流路形状は（基板が保持される）リングの内径およびリングの外径の間での流体及びスラリーの移動を促進する。

図１３では、形成された流路入口３１９（内側リング表面または端縁に向かって開く）及び形成された流路出口３１７（外側リング表面または端縁に向かって開く）を換えることができ、例えば、入口３１９の空隙容量を出口３１７の空隙容量より大きくすることができる。図１５は、外側パッド表面でオプションの先端面取り部３０５を描く断面を示す。隣接パッドは、流路または溝を形成するために互いを基準にして設置されることができる。流路壁は平行または非平行であってもよい。入口３１９および出口３１７は、成形プロセスの間に形成されたり、成形プロセス後に保持リング３００に機械加工されたりしてもよい。

ここで図１４を参照すると、リングに沿った流路を形成する１つまたは複数のパッド３１５または箔は、リング内面の一部に接した、平行な、あるいは曲線を成す周縁の端縁または部分を有することがある内側パッド面３４４を有することがある。パッド３１５の一部は内側リング面から偏位可能である。後縁３４６および最先端３４８は、随意に、丸みを帯びた、斜角が付けられた、あるいはそれ以外の場合半径とともに形成されることができる。丸みを帯びた形状は流体流量にとって有利であり、それは手袋または研磨パッド凹凸との解れを妨げることができることから、取り扱い中の粒子生成を削減する。パッドの先端面３５０は、隣接パッドの内側パッド面とともに流路または溝を形成することができる。外側パッド面３５２と、斜角が付けられた後に続く面３５４とは、外側リング面の一部に接する、平行である、または曲線を成すことがある。最先端３４８から外側パッド面３５２及び後縁３４６までのパッドの形状は、内側パッド面３４４の最先端３４８から後縁３４６までの長さより長い長さを有するように選ばれることができる。

図１５は、基部に沿ったリングの外側端縁３０６に沿ったパッド構造物３１５の斜角が付けられた端縁３０５を示す。取り付け挿入部または取り付け突出部のためにねじ込まれたり使用されたりすることができる穴３１８、３２６、陥凹部、または空洞は、基幹部分３２２およびベース部分３０２を横断すると示されている。いくつかの実施形態（不図示）では、穴はベース部分３０２を横断するに過ぎないことがある。図１５は、ベース部分の表面の中に凹む分岐入口と、パッド３０４に接触するベース部分表面の間に形成されるステップ３０７も描く。このステップのサイズは、パッド構造物またはパッドに沿って変わることがある。

パッドの流路または溝の深さは、研磨プロセス中の保持リングの内部および外部の間でのスラリー流量要件を処理するために形成されることができる。図１８に示されているように、ベース部分３０２内のスラリー溝３１６の断面は、溝の中の滑らかな半径を含むことがある。いくつかの実施形態では、溝は矩形断面を有する。溝の多様な実施形態では、溝の最も深い部分は約０．５ｃｍ以下である場合がある。いくつかの実施形態では、流路の最も深い部分は約０．２５ｃｍ以下である場合がある。

試験は、前記実施形態が剛構造を提供することを証明した。図１９から図２１に示されるように、本発明の実施形態に係る保持リング４００を、曲げ試験装置４６０を用いて曲げ試験した。保持リング４００を、成形されたＰａｒｍａｘ（ミシシッピポリマーテクノロジー（ＭｉｓｓｉｓｓｉｐｐｉＰｏｌｙｍｅｒＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）基幹部分４２２から形成し、ＰＥＥＫベース部分４０２の４５０ｇを覆い被した。曲げ試験をリング４００が破砕するまで続行した。試験結果４６２は図２０に示されている。結果は、覆い被せられたリブ及び流路付きの軽量の保持リング４００が剛構造を備えることを示している。図２１に示されるように、破砕時にも、べース部分４０２および基幹部分４２２はそれらの接合面に沿って密着したままである。

追加の試験は、本発明の実施形態の基幹部分の実質的な引き抜き強さを証明した。保持リングをＣＭＰプラテン回転式ヘッドに取り付けることは、複数のねじボルトにより容易であった。セラミックが充填されたＰＥＥＫにより、保持リングをヘッドに固定するために、複数のタップ付きネジ穴を周縁の回りに作ることができる。試験サンプルは、タップ付き８番から３２番のねじ山に完全に三回転してねじ込まれたステンレス鋼のソケットヘッド押さえネジ８番から３２番を使用した。保持リング基幹部分は、セラミックが充填されたＰＥＥＫを使用した。試験の結果５００は図２２の表に示されている。

ここで、図２３及び図２４を参照すると、本発明の追加の実施形態の断面が描かれている。ＣＭＰ保持リング４００は、ベース部分４０２および基幹部分４２２を備える。ベース部分４０２は概して平らな底面４０４、外面４０６、内面４０８、及び上面４１０で形成されている。ベース部分４０２は、斜角が付けられた端縁、例えば斜角が付けられた外側端縁４０５を含むことがある。ベース部分は、１つまたは複数の環状のリブ４１２も含んでもよい。基幹部分４２２は、基部４０２の上のリブ４１２とかみ合うように適応された１つまたは複数の環状のリブ４３０を含んでよい。本実施形態では基幹部分４２２が最初に成形され、ベース部分４０２は基幹部分４２２上に覆い被せられ、その結果、基幹部分４２２はベース部分４０２の中に完全にカプセル化される。リブ４１２及びリブ４３０は、ベース部分４０２および基幹部分４２２のための追加接合面を備え、ベース部分４０２および基幹部分４２２の間の接合強さを高める。

ベース部分４０２は、プラスチック、好ましくはポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）またはＰＥＥＫを含む、あるいは他の耐摩耗性のプラスチック材料と混合物を含む他のポリマーとの混合物から射出成形されることができる。ＰＥＥＫは、それが高い耐磨耗性および摩耗抵抗を備えながらも、基板の端縁を削り取る、またはひびを入れるリスクがほとんどなくウェハを支えることができるという点で有利である。ベース部分４０２は、押し出され、または圧縮成形されてから機械加工されるＰＥＥＫから構成されることもある。当業者は、さまざまなポリマーをベース部分４０２の摩耗抵抗を高める、または減ずるために使用可能であることを認識する。

基幹部分４２２は、セラミック材料または他の充填剤／添加剤から構成可能である。例えば、セラミック材料は、ＰＥＥＫのようなポリマーの中で分散されてもよい（この例はＳＴＡＴ−ＰＲＯ^(R)、つまりＥｎｔｅｇｒｉｓＩｎｃ．社からの導電性セラミックＰＥＥＫである）。次に、セラミック材料は、基幹部分４２２の構造的硬直性、剪断抵抗、熱伝導、または他の特性を調整するために使用されることができる。基幹部分４２２は、その係数に基づいてＣＭＰリング４００の剛性を構造上強化し、基幹部分４２２は６００，０００ｐｓｉから１，４００，０００ｐｓｉを含むが、これに限定されない屈曲モジュール範囲を有してもよい。セラミック材料が備える剛性は、頑丈な装置取り付けを実現し、搬送装置ヘッドによってＣＭＰリング４００に与えられる剪断力、回転力及び他の力からのリングに対する損傷を削減する。

図２４は、ＣＭＰリング４００上の成形されたベース部分フラッシング４４０を描く。ベース部分フラッシング４４０は、成形動作後にベース部分４０２上に存在してもよい。リング４００の１つまたは複数の表面は、フラッシングのすべてまたは一部を取り除くために成形後機械加工プロセスによって仕上げられてもよい。成形後機械加工は、実線４４２によって描かれている最終的な表面と仕上げにフラッシングを取り除くことができる。機械加工後、研磨パッドに接触しない表面は、随意に約６００グリットより細かい研磨紙でさらに仕上げられることができる。パッドまたは基板に接触する表面の場合、約１５００グリットより細かい研磨紙が使用可能である。あまり重大ではない基板またはパッドの場合、さらに低いグリットの研磨または機械加工面が使用可能である。

図２５から図２７は、保持リングパッドまたは箔３１５及び流路または溝３１６の構造の追加の実施形態を描く。流路３１６は、まっすぐ、曲線状、または弧状でもよい。ＣＭＰリング３００は、複数の箔３１５から構成されるパッド接触面３０４を含む。好適な実施形態では、パッド接触面３０４は、リング３００の総面積の７５％および９５％の間である。追加の実施形態では、パッド接触面３０４は、リング３００の総面積の９２％未満である。代替実施形態では、パッド接触面３０４はリング３００の総面積の９０％未満である。追加の代替実施形態では、パッド接触面３０４はリング３００の総面積の８８％未満である。

流路３１６はスラリー流量に備え、各流路３１６は入口部分３１９、出口部分３１７、及び首部分３１１を含む。箔３１５の形状、流路３１６の形状、入口３１９と出口３１７の形状、またはその任意の組み合わせを変えることによって、スラリー移動特性を調整し、それにより研磨プロセスを調整することができる。リング３００上の流路３１６の総数だけではなく、角度α、幅、深さ、流路３１６が他の外面３０６および内面３０８に接触する半径等の流路３１６の多数のパラメータも修正可能である。図２６は、流路３１６が外面３０６および内面３０８に接触する領域での半径が、図２５に描かれている流路３１６の半径に比較して大きい流路３１６を有するＣＭＰリング３００を描く。図２５及び図２６の流路３１６の角度αは１５０度である。

図２７は、同じリング寸法を維持する一方で、図２５及び図２６のＣＭＰリング３００と比較してさらに大きい接触面３０４を有するＣＭＰリング３００を描く。流路３１６が外面３０６および内面３０８に接触する半径は、接触面３０４の面積を拡大するために図２５と比較して削減されている。流路３１６の角度αは１４４度であるが、本書に提示されている角度αの数値は例示目的のみであり、制限的と考えられてはならない。

角度αは、図２５から図２７に描かれているように、流路３１６が出口部分３１７を含まなかった場合に、流路３１６が外面３０６と交差するであろう点で外面３０６を横切って接して描画される線を基準にして測定される。流路の角度を流路の側壁での第１の基準に関して取得することができ、側壁は、リングの中心部分で平行である。あるいは、前記基準は、流路の側壁が平行ではない、リングの中心部分の流路の中線（外側周辺部と内側周辺部の中間）にある。参考のために、角度αは、パッド表面３０４が研磨パッドの中に下方を向いているときにリング３００の左回転用である。好適な実施形態では、角度αは少なくとも１３０度である。

本発明の多様な実施形態のリブ及びリブ流路の形状は、基部と基幹との間の接合を修正するために変えられてもよい。例えば、図２、図４から図６、図８Ｂ、図８Ｃ、及び図９Ａに描かれているように上から見ると、リブおよびリブ流路は環状であり、保持リングプロファイルと同心であってもよい。リブおよびリブ流路は、例えば図９Ａ、図９Ｂ、図３０Ａ、図３１及び図３２に描かれているように、リングの回りで連続的であってもよいし、非連続的であってもよい。リブ及びリブ流路は、例えば、頭上から見ると螺旋形状を有するリングプロファイルと非同心的であってもよい。さらに、リブは、それらが概してリングの一方の内側端縁から他方へ延びるように非同心的であってもよく、例えばリブは端縁に直交してよいし、リングの端縁に斜めに接触してもよい。非同心的なリブはリングの一方の端縁から他方に完全に延びてもよいし、あるいはそれらは、図３０Ｂに描かれているように、リングの端縁の間で部分的にだけ延びてもよい。

加えて、リブは、図２８及び図２９に描かれているように、基部と基幹との間に機械的な結合を生じさせるために先が広がった、または先細の断面を有してもよい。例えば、先が広がった断面形状の１つまたは複数のリブを有する基幹が最初に形成され、ベース部分が基幹の上に覆い被せられるとき、基部は成形プロセス後に基幹と連結される。同様に、先が広がった断面形状の１つまたは複数のリブを有するベース部分は最初に成形され、その結果基幹がベース部分の上に覆い被せられると、基幹および基部は連結される。

さらに、図３２に描かれているように、リブは基部と基幹との間に機械的な連結を生じさせるために横断方向の通路を備えてもよい。例えば、基幹が基部１０２の上に覆い被せられるときに１つまたは複数の横断方向の通路１２７を含む１つまたは複数のリブ１１０を有するベース部分１０２が最初に成形される場合、材料は通路１２７の中に流れ込み、基幹と基部１０２との間に機械的な接合を生じさせる。同様に、１つまたは複数の横断通路を含む１つまたは複数のリブを有する基幹が最初に成形可能である。ベース部分が基幹の上に覆い被せられるとき、材料は通路を充填し、このようにして基部と基幹との間に機械的な接合を生じさせる。複数のリブのケースでは、横断方向の通路が隣接するリブ流路間にリンクを備える。

前記実施形態は制限的であるのではなく、例示的であることを目的としている。追加の実施形態は請求項の範囲内である。本発明は特定の実施形態に関して説明されてきたが、当業者は、本発明の精神及び範囲を逸脱することなく、形状及び詳細に変更が加えられてよいことを認識する。

本発明の実施形態に係るＣＭＰ保持リングの斜視図である。本発明の実施形態に係るＣＭＰ保持リングのベース部分の図である。本発明の実施形態に係るＣＭＰ保持リングを利用するＣＭＰシステムの図である。本発明の実施形態に係るＣＭＰ保持リングのベース部分の図である。本発明の実施形態に係るＣＭＰ保持リングの基幹部分の図である。本発明の実施形態に係るＣＭＰ保持リングの分解図である。図１の７Ａ−７Ａ線に沿って切り取られるＣＭＰ保持リングの断面図である。図１の７Ｂ−７Ｂ線に沿って切り取られるＣＭＰ保持リングの断面図である。本発明の実施形態に係るＣＭＰ保持リングの斜視図である。本発明の実施形態に係るＣＭＰ保持リングのベース部分の斜視図である。本発明の実施形態に係るＣＭＰ保持リングの基幹部分の斜視図である。本発明の実施形態に係るＣＭＰ保持リングの基幹部分の斜視図である。図９Ａの９Ｂ−９Ｂ線に沿って切り取られる断面図である。図８Ａの１０−１０線に沿って切り取られる断面図である。図８Ａの１０−１０線に沿って切り取られる断面図である。本発明の実施形態に係るＣＭＰ保持リングの底部側の斜視図である。本発明の実施形態に係るＣＭＰ保持リングの斜視図である。本発明の実施形態に係るＣＭＰ保持リングの底の一部の斜視図である。本発明の実施形態に係るＣＭＰ保持リングのパッド接触領域の接写図である。図１３の１５−１５線に沿って切り取られる断面図である。本発明の実施形態に係るＣＭＰ保持リングの底部の一部の斜視図である。本発明の実施形態に係るＣＭＰ保持リングの底部の一部の斜視図である。本発明の実施形態に係るＣＭＰ保持リングの断面図である。曲げ試験装置の中での本発明の実施形態に係るＣＭＰ保持リングの斜視図である。本発明の実施形態に係るＣＭＰ保持リングの曲げ試験結果を表示するグラフである。本発明の実施形態に係る破砕されたＣＭＰ保持リングの一部の斜視図である。本発明の実施形態に係るＣＭＰ保持リングの引き抜き試験結果を表示する表である。本発明の実施形態に係るＣＭＰ保持リングの断面図である。本発明の実施形態に係るＣＭＰ保持リングの断面図である。本発明の実施形態に係るＣＭＰ保持リングの底部の一部の斜視図である。本発明の実施形態に係るＣＭＰ保持リングの底部の一部の斜視図である。本発明の実施形態に係るＣＭＰ保持リングの底部の一部の斜視図である。本発明の実施形態に係るＣＭＰ保持リングの断面図である。本発明の実施形態に係るＣＭＰ保持リングの断面図である。本発明の実施形態に係るＣＭＰ保持リングのベース部分の一実施形態の俯瞰図である。図３０Ａの３０Ｂ−３０Ｂ線に沿って切り取られるＣＭＰ保持リングのベース部分の断面図である。本発明の実施形態に係るＣＭＰ保持リングのベース部分の一実施形態の俯瞰図である。図３１に描かれている実施形態の斜視図である。

Claims

化学機械研磨動作で使用するための保持リングであって、
１つまたは複数の円周、および軸方向に突出する複数の基幹部分リブを有する環状の基幹部分であって、複数の基幹部分リブはそれらの間に画定される流路を有し、基幹部分は硬質ポリマー材料を備える基幹部分と、
平坦な底面、１つまたは複数の円周、軸方向に突出する複数のベース部分リブ、および保持リングの内側端縁と外側端縁との間に延びている前記底面の複数の溝を有する、耐摩耗性ポリマーのベース部分であって、複数のベース部分リブはそれらの間に画定される流路を有し、前記溝が研磨動作の間のスラリーの移動を容易にするように適応されているベース部分とを備え、
前記基幹部分リブがベース部分の流路と結合し、ベース部分リブが基幹部分の流路と結合するように、前記基幹部分とベース部分とがオーバモールドプロセスによって互いに接合されている保持リング。
前記複数の溝がそれぞれ少なくとも１つの分岐開口を含む請求項１に記載の保持リング。
前記ベース部分が基幹部分をカプセル化する請求項１に記載の保持リング。
前記ベース部分がポリエーテルエーテルケトンを備え、前記基幹部分が、セラミックと混合されたポリエーテルエーテルケトンを備える請求項１に記載の保持リング。
前記保持リングを研磨装置に固定するための装着具をさらに備える請求項１に記載の保持リング。
前記外側端縁に接する線に対する前記溝の角度が少なくとも１３５度である請求項１に記載の保持リング。
前記溝が複数のパッド接触領域を画定し、該パッド接触領域が前記底面の面積の９２％未満である請求項１に記載の保持リング。
前記基幹部分リブとベース部分リブとが組み合わされ、組み合わされた部分が前記保持リングの軸方向における厚さの少なくとも２５％を拡張する請求項１に記載の保持リング。
化学機械研磨動作で使用するための保持リングの製造方法であって、
ベース部分を耐摩耗性ポリマーから成形する工程であって、該ベース部分は、内側端縁、外側端縁、軸方向に突出する複数の環状リブ、および底面を有し、複数の環状リブはそれらの間に画定される流路を有する工程と、
硬質ポリマーからなる基幹部分が前記流路を充填して前記ベース部分に接合するように、該基幹部分を前記ベース部分上に覆い被せる工程とを備える方法。
前記内側端縁と外側端縁との間に延びる複数の溝を形成し、前記溝が底面上に複数のパッド接触領域を画定する工程をさらに備える請求項９に記載の方法。
前記溝を形成する工程が、前記外側端縁に接する線に対して少なくとも１３５度の角度で溝を形成する工程をさらに備える請求項１０に記載の方法。
前記パッド接触領域が前記底面の面積の９２％未満である請求項１０に記載の方法。
前記複数の溝のそれぞれに少なくとも１つの分岐開口を形成する工程をさらに備える請求項１０に記載の方法。
前記ベース部分がポリエーテルエーテルケトンを備え、前記基幹部分が、セラミックと混合されたポリエーテルエーテルケトンを備える請求項９に記載の方法。
化学機械研磨動作で使用するための保持リングの製造方法であって、
硬質ポリマーから基幹部分を成形する工程であって、該基幹部分は、軸方向に突出する複数の環状リブを備え、該複数の環状リブはそれらの間に画定される流路を有する工程と、
耐摩耗性ポリマーからなるベース部分が前記流路を充填して前記基幹部分に接合するように、該ベース部分を前記基幹部分上に覆い被せる工程であって、ベース部分は、内側端縁、外側端縁、および底面を有する工程とを備える方法。
前記内側端縁と外側端縁との間に延びる複数の溝を形成し、該溝が前記底面上に複数のパッド接触領域を画定する工程をさらに備える請求項１５に記載の方法。
前記溝を形成する工程が、前記外側端縁に接する線に対して少なくとも１３５度の角度で溝を形成する工程をさらに備える請求項１６に記載の方法。
前記パッド接触領域が前記底面の面積の９２％未満である請求項１６に記載の方法。
前記溝を形成する工程が、前記溝の中に少なくとも１つの分岐開口を形成する工程を備える請求項１６に記載の方法。
前記ベース部分がポリエーテルエーテルケトンを備え、前記基幹部分が、セラミックと混合されたポリエーテルエーテルケトンを備える請求項１５に記載の方法。
前記ベース部分を覆い被せる工程が、前記基幹部分が完全にカプセル化されるようにベース部分を覆い被せる工程をさらに備える請求項１５に記載の方法。
化学機械研磨動作で使用するための保持リングであって、
２つまたは３つ以上の基幹リブを有する環状の基幹部分であって、前記基幹リブはそれらの間に画定される流路を有し、基幹部分は硬質ポリマー材料を備える基幹部分と、
平坦な底面、２つまたは３つ以上のベースリブ、および保持リングの内側端縁と外側端縁との間に延びている前記底面の複数の溝を有する、耐摩耗性ポリマーのベース部分であって、前記ベースリブはそれらの間に画定される流路を有し、前記溝が研磨動作の間のスラリーの移動を容易にするように適応されているベース部分とを備え、
前記基幹部分リブがベース部分の流路と結合し、ベース部分リブが基幹部分の流路と結合するように、前記基幹部分とベース部分とがオーバモールドプロセスによって互いに接合されている保持リング。
前記基幹リブは、オーバモールドプロセスの間の材料の流れのための通路を含む請求項２３に記載の保持リング。
前記ベース部分リブは、オーバモールドプロセスの間の材料の流れのための通路を含む請求項２３に記載の保持リング。
前記基幹リブと該ベース部分リブとが、前記基幹とベース部分との間に機械的な結合を生じさせるために先細になっている請求項２３に記載の保持リング。