1つの態様では、保持リングは、キャリアヘッドに固定されるように構成された上面と、研磨面に接触するように構成された底面と、外側上部周囲の上面から外側底部周囲の底面まで延びる外面と、内側上部周囲の上面から内側底部周囲の底面まで延びる内面とを有する環状本体を含む。内面は、底面に隣接する第1の部分と、境界線に沿って第1の部分に近接する第2の部分とを含む。第1の部分は、7以上のファセットを備える。内側底部周囲は、ファセットの底部エッジによって画定される。第2の部分は、外側から下に(downwardly from outside in)傾斜する円錐台状の表面を含み得る。
実施態様は、以下の特徴のうちの一又は複数を含み得る。ファセットは、平面であり得る。隣接するファセットは、直線的なサイドエッジで結合していてもよい。内側底部周囲は、平面ファセットの直線的な底部エッジによって画定され得る。境界線は、複数のファセットに対応する複数の湾曲したエッジを含み、ファセットに対する各湾曲したエッジは、ファセットの水平な中心に最も低い地点を有し得る。環状本体は、上部及び上部と異なる材料の下部を含み得る。各湾曲したエッジの最も低い地点が、上部と下部との間の境界線に位置合わせされ得る。底面は、外面から内面に延びるチャネルを含み得る。各チャネルは、直線的なサイドエッジで本体の内面に開放されている端を含み得る。内面は第1の数のファセットを含み、底面は第2の数のチャネルを有し、第1の数は第2の数の整数倍数であり得る。整数は、3、4又は5であり得る。内面は、合計72のファセットを有し得る。内側底部周囲は、正多角形であってもよい。
別の態様では、保持リングは、キャリアヘッドに固定されるように構成された上面と、研磨面に接触するように構成された底面と、外側上部周囲の上面から外側底部周囲の底面まで延びる外面と、内側上部周囲の上面から内側底部周囲の底面まで延びる内面とを有する環状本体を含む。内面は、平らな最内面を各々が有する複数の内に向かって延びる突出部を含む。
別の態様では、保持リングは、キャリアヘッドに固定されるように構成された上面と、研磨面に接触するように構成された底面と、外側上部周囲の上面から外側底部周囲の底面まで延びる外面と、内側上部周囲の上面から内側底部周囲の底面まで延びる内面とを有する環状本体を含む。最内面は、内側底部周囲に蛇行経路を提供する、複数の内に向かって延びる突出部を含む。
別の態様では、保持リングを形成する方法は、円錐台状の内面を有する保持リングの上部を、円筒状の内面を有する保持リングの下部に接合することと、複数の湾曲したエッジで円錐台状の表面と交差する複数の平らなファセットを形成するために、下部の内面及び上部の内面を機械加工することとを含む。
実施態様は、以下の特徴のうちの一又は複数を含み得る。内面は、各湾曲したエッジの最も低い地点が、上部と下部との間の境界線に位置合わせされるように、機械加工され得る。内面は、各湾曲したエッジの最も低い地点が、上部と前記下部との間の境界線の上にあるように、機械加工され得る。接合することは、接着剤で接着させること、機械的ファスナで結合すること、又はあり継ぎで固定することのうちの一又は複数を含み得る。
別の態様では、保持リングは、キャリアヘッドに固定されるように構成された上面と、研磨面に接触するように構成された底面と、外側上部周囲の上面から外側底部周囲の底面まで延びる外面と、内側上部周囲の上面から内側底部周囲の底面まで延びる内面とを有する環状本体を含む。内面は、異なる表面テクスチャを有する、環状本体周囲に角度のある状態で間隔が空いている複数の領域を含む。
実施態様は、以下の特徴のうちの一又は複数を含み得る。複数の領域が、規則的なパターンで配置され得る。異なる表面テクスチャは、異なる粗さを含み得る。異なる粗さは、4マイクロインチから64マイクロインチまでのRaを有する第1の粗さと、第1の粗さ未満の第2の粗さとを含み得る。異なる表面テクスチャは、異なる方向の表面溝加工を含み得る。異なる方向は、垂直であり得る。異なる方向の1つは、内側底部周囲に平行又は垂直であり得る。異なる表面テクスチャは、異なる深さを有する表面溝加工を含み得る。
別の態様では、保持リングは、キャリアヘッドに固定されるように構成された上面と、研磨面に接触するように構成された底面と、外側上部周囲の上面から外側底部周囲の底面まで延びる外面と、内側上部周囲の上面から内側底部周囲の底面まで延びる内面とを有する環状本体を含む。内面は、底面に対して異なる傾きを有する、環状本体周囲に角度のある状態で間隔が空いている複数の領域を含む。
実施態様は、以下の特徴のうちの一又は複数を含み得る。複数の領域が、規則的なパターンで配置され得る。異なる傾きの1つは、底面に垂直であり得る。異なる傾きは、底部から最上部まで内に向かって傾斜する第1の傾きと、底部から最上部まで外に向かって傾斜する第2の傾きとを含み得る。
有利な点には、以下のことが含まれ得る。研磨されている基板のエッジは、複数の地点で保持リングに接触することができる。よって、基板エッジ上の圧力は、より幅広い領域にわたって分散させることができ、基板の回転を改善することができる。結果的に、研磨された基板は、より良好な厚さの均一性、例えば、ほとんど角度を有さない非対称性などを実現することができる。保持リングは、受ける摩耗が低下し、結果的に寿命がより長く成り得る。
一又は複数の実施形態の詳細を添付の図面及び以下の記述で説明する。他の態様、特徴及び利点は、これらの記述及び図面から、並びに特許請求の範囲から明らかになろう。
図面の類似の参照番号は、類似の特徴を表す。
CMP装置内の保持リングは、CMP装置によって研磨される基板の運動を制限する内面を有している。従来型の保持リングでは、内面は円形の外周を有する。その一方で、本明細書に記載の保持リングの幾つかの実施態様は、複数の平面ファセットで形成された内面を有し、隣り合うファセットはコーナーで接合されている。本明細書に記載の保持リングの幾つかの実施態様は、ギザギザの若しくは蛇行する内面、及び/又は異なる表面特性又は異なる傾斜角の代替領域を含む内面を有している。こうして、研磨された基板の厚さの均一性が改善できる。
図1を参照すると、保持リング100は、一般に、CMP装置のキャリアヘッド50に固定できる環状のリングである。適切なCMP装置が、米国特許第5,738,574号に記載されており、適切なキャリアヘッドが米国特許第6,251,215号及び米国特許第6,857,945号に記載されている。保持リング100は、基板を位置決めし、センタリングし、CMP装置の移送ステーションにおいて保持するためのロードカップ内に適合する。
例として、図1は、保持リング100が上部に固定された、簡略化したキャリアヘッド50を示す。キャリアヘッド50は、ハウジング52、可撓性の膜54、加圧可能なチャンバ56、及び保持リング100を含む。可撓性の膜は、基板10の装着面を提供する。基板10が装着されると、装着面は、基板の裏面と直接接触することができる。図1に示した例では、膜54は、保持リング100とハウジング54との間に固定されるが、幾つかの実施態様では、一又は複数の他の部品、例えば、クランプリングなどが、膜54を保持するために使用できる。
加圧可能なチャンバ56は、膜54とハウジング52との間に位置し、基板10の前面を研磨するために、前面を研磨パッド60の研磨面62に対して押すように、例えば流体(気体又は液体)を用いるなどして、加圧することができる。幾つかの実施態様では、チャンバ56内の圧力、即ち、可撓性の膜54の基板10上への下方への圧力は、ハウジング内の通路を通じてチャンバ56に流体結合されているポンプ(図示せず)を用いて制御することができる。
保持リング100は、膜54の下で基板10を留めるために、ハウジング52のエッジ近くに固定されている。例えば、保持リング100は、ハウジング52内の通路59を通って、保持リング100の上面の位置合わせされたねじ式の受容凹部内へと延びる、機械式の締め具58、例えばねじ又はボルトなどによって固定することができる。更に、上面は、保持リング100がキャリアヘッドに固定される際の正しい位置合わせを可能にするよう、キャリアヘッド上の対応するピンと嵌合するように配置された、一又は複数の位置合わせ開孔を有することができる。
キャリアヘッド50を研磨パッド60全域で回転及び/又は並進させるための駆動軸80を設けることができる。幾つかの実施形態において、駆動軸80は、保持リング100の底面の研磨パッド60に対する圧力を制御するために上昇及び下降することができる。代替的には、保持リング100が駆動軸80に対して可動であり、キャリアヘッド50は、例えば、参照により本願に組み込まれる米国特許第6,183,354号又は第7,575,504号に記載されるように、保持リング100に対する下方への圧力を制御するために加圧可能な内部チャンバを含むことができる。
図2から図5を参照すると、保持リング100の上面110は、ほぼ平らであるが、保持リング100をキャリアヘッドに保持するためのファスナを受容する複数のねじ式凹部112を含む。オプションで、上面110が、保持リング100がキャリアヘッドに固定される際に正しい位置合わせを可能にするように、キャリアヘッド上の対応する特徴、例えば突出部などと、嵌合するように配置された、一又は複数の位置合わせ特徴、例えば、開孔114を有することができる。オプションで、上面は、ファスナ用の凹部が位置する上昇した外側リムを含むことができる。オプションで、上面は、例えば、膜54を把持するために、リング周囲を延びる複数の同心円リッジを含むことができる。
保持リング100の底面120は、研磨パッドの研磨面に接触するように構成される。オプションで、底面120は、保持リング100の厚さを部分的に通って延びるチャネル122を含むことができる。チャネル122の他に、底面120は、平らとすることができ、上面110に平行とすることもできる。図2から図5に示す例では、底面120は、18のチャネル122を含むが、例えば、4から100のチャネルなど、異なる数のチャネルであってもよい。動作中に、チャネル122は、研磨剤を含んでも含まなくてもよい、スラリなどの研磨液が、保持リング100の下を基板まで流れることを可能にする。
チャネル122は、一般に直線的であり、保持リング100の内面130から外面140まで延びることができる。チャネル122は、保持リング100の周囲に、等しい角度間隔で分布させることができる。チャネル122、典型的には、保持リング100及びチャネルの中心を通って延びる半径方向のセグメント(R)に対して、角度α、例えば、約30°から約60°、又は約45°で配向されるが、代替的には、チャネル122は半径方向のセグメント(R)に沿って、即ち0°で延びることができる。
各チャネル122は、約0.75mmから約25mm、例えば、3.125mmの幅W(図5を参照)を有することができる。チャネルの幅のチャネル間の間隔の幅に対する割合は、10/90から50/50までとすることができる。チャネルは、それらの半径方向の長さに沿った均一の幅を有することができ、又はそれらの半径方向の長さに沿って、例えば、内径及び/又は外形で広がるなど、幅を変えることもできるだろう。様々なチャネル122がすべて、同一幅の形状を有することができ、又は異なるチャネルが異なる幅を有することができる。線形セグメントというよりはむしろ、チャネルを湾曲させることができる。
チャネル122の側壁124は、底面120に垂直とすることができ、又は底面120に対して、90°未満の角度、例えば、45°から85°までの角度とすることができる。幾つかの構成では、側壁124が底面120と交差するエッジ126は、約0.1mmを上回るがチャネル122の高さ未満である曲率半径又は面取り部分を有している。チャネル122は、保持リングの下部102の厚さの25%から90%までである深さを有することができる(図7を参照)。
保持リング100の合計の厚さ、例えば、上面110と底面120との間の厚さは、約12.5mmから約37.5mmまでであり得る。
図2、図3及び図7を参照すると、底面120に隣接する保持リング100の外面140の少なくとも一部142は、上面又は底面の平面図において円形形状を有する垂直な円筒状の表面とすることができる。幾つかの実施態様では、保持リング100は、張り出し部分145を含み、張り出し部分145の底部は、外面140の水平部分146を画定する。この水平部分146は、基板ローダにおける保持リングのセンタリングを支援する、又は保持リングを周囲リングの上内側エッジに対して強固に停止させるためのリップを提供することができる。
外面140は、垂直な円筒部分142を水平部分146に結合する、例えば、外側から下に角度を有する円錐台状の表面など、傾斜部分144を含むことができる。上面110に隣接する保持リング100の外面140の一部148は、垂直な円筒状の表面とすることができる。上面110に隣接する外面140の円筒状の部分148は、底面120に隣接する円筒状の部分142より大きな直径を有することができる。
図2、図3、図6及び図7を参照すると、円筒状の表面の代わりに、底面120に隣接する内面130の部分132は、複数のファセット150で形成される。各ファセットは、平らな垂直面であり、垂直エッジ152に沿って隣接するファセットに接合する。各ファセットの平らな垂直面は、底面120に実質的に垂直とすることができる。幾つかの構成では、部分132の垂直方向の厚さは、図6に示されるように、チャネル122の深さより大きい。
ファセット150は、直線的な下方エッジ154に沿って底面120と交差する。底面120に沿ったファセット150の直線的なエッジ154は、コーナーで互いに結合する。したがって、底部の平面図において、結合された下方エッジ154は、多角形を形成することができる(ファセットの数は、この多角形構造が図5で見ることができないほど大きい)。各対の隣接するファセット間の角度は同一とすることができ、結合された下方エッジ154が正多角形を形成する。
図示した例において、内面130の部分132は、72のファセット150を有している。しかしながら、保持リング100は、10から150のファセットを有することができるだろう。例えば、保持リング100は、25から100のファセット、例えば、60から80のファセットを有することができるだろう。幾つかの実施態様では、保持リング100は、72のファセットを有している。約72のファセットを有する利益は、優れた研磨均一性を提供するように見えることである。
図示された例では、各ファセット150は、同一の幅(下方エッジ154に沿った距離)を有している。しかしながら、幾つかの実施態様において、幾つかのファセットは、他のファセットと異なる幅を有している。例えば、ファセットは、規則的なパターンで配置された幅の広いファセット、例えば、1つおきのファセット又は3つおきのファセットなどと共に配置することができる。同様に、図示した例では、各ファセット150は、同一の高さを有しているが、幾つかの実施態様では、幾つかのファセットは、他のファセットと異なる高さを有している。
ファセット150の数は、チャネル122の数の整数倍とすることができる。例えば、1つのチャネル122は、内面130に2つ、3つ、4つ又は5つのファセット毎に提供され得る。幾つかの実施態様では、底面120の各チャネル122は、隣接するファセット150の間のエッジ152で内面130と交差する。代替的には、底面120の各チャネル122は、特定のファセット150を画定するエッジ152の間に形成される領域で内面130と交差することができ、即ち、チャネルは、隣接するファセット150の間でエッジ152と重ならない。
平均して、保持リング100の底面120の幅、即ち、内面130と外面140との間の距離は、約2.5cmから約5.0cmである。
部分132上に位置する内面130の一部134は、底面120に平行な平面内に円形の断面を有している。この部分134は、上面11に隣接し、下に延びることができる。この部分134は、傾斜させることができ、例えば、外側から下に角度を有する円錐台状の表面などとすることができる。
各平らなファセット150は、湾曲したエッジ156に沿って部分134の円錐面に交差する。特に、ファセット150は、それらの横方向の中心、即ち、対向するエッジ152から等距離の場所より、近接するエッジ152の方が高さがある。要するに、湾曲したエッジ156は、各エッジ152から離れるように下がり、最も低い地点がファセット150の対向するエッジ152から等距離である。表面134が円錐台状であり、ファセット150が垂直であると仮定すると、各湾曲したエッジ146は、双曲線を画定するだろう。
図1に戻り、保持リング100の内面130は、可撓性の膜54の下面240とともに、基板受容凹部90を画定する。保持リング100は、基板10が基板受容凹部90から脱するのを防止する。
一般に、基板は円形であり、約200mmから約300mmの直径を有する。保持リング100に対して基板10の位置を移動できるように、上面図又は底面図での凹部90のサイズは、一般に、基板10の面積より大きい。検討目的で、保持リング100の内側半径(IR)は、保持リングの平面図において、保持リング100の中心Cと、2つの対向するエッジ152の間で等距離のファセット150の中心点との間の距離として定義される。内径(内側半径IRの2倍)は、基板半径よりわずかに、例えば、約1〜5mmほど大きい。例えば、直径300mmの基板について、保持リングは、約301〜305mmの内径を有することができる。
研磨処理中に、保持リング100を含むキャリアヘッド50は、研磨パッド60に対して移動する。研磨パッド60の基板10に対する摩擦は、基板10を保持リング100の内面130に押しつける。ファセット型構造のため、少なくともある期間、基板10は、内面130の少なくとも2つのファセット150に接触する。
しかしながら、基板10の半径は保持リング100の内面130の半径よりも小さいので、基板10と内面130とは異なる角速度を有する。その結果、基板10に接触する対の(又は組など)のファセット150は、時間とともにシフトすることになる。要するに、保持リング100は、基板10に対して回転する。
保持リング100の内面130の摩耗は、基板10に接触する円筒状の内面を有する保持リングと比較して、低減することができるか、保持リング周囲に均等に分散することができる。任意の特定の理論に限定されずに、保持リングの内面が円筒状であるとき、円形の外側周囲を有する基板は、単一の場所で内面と接触する。これに対して、複数の接点は、内面130に対する基板10の力をより広く分散させることができ、したがって、任意の特定の地点での総力、及び摩耗を低減する。摩耗の低減により、保持リングの耐用寿命を延ばすことができる。
再び任意の特定の理論に限定されずに、保持リング100と基板10との間の相対的な運動中に、基板は、ファセット150の間のエッジ152に位置するチャネル122又はチャネル開孔の何れかと直接的ポイントツーポイント接触をしない。一般に、保持リング100において、チャネル122は、保持リングがリングの他の部分よりも容易に損傷又は破損する傾向にある高ストレス領域を形成することができる。チャネル122と基板10との間の直接的なポイントツーポイント接点を除去するために、高ストレス領域は、基板10の直接的影響から保護することができ、保持リングへの損傷の可能性を低減することができる。結果として、保持リングの摩耗が低減し、保持リングを長期間使用することができる。
幾つかの研磨プロセスでは、基板10と保持リング100との間の相対的な運動が、研磨された基板の非対称性を低減し、ウエハ内の均一性を向上させることができる。非対称性を有する研磨された基板では、研磨された基板が、角度座標と共に変化する厚さ変動を有している。再び任意の特定の理論に限定されずに、単一の接触状況と比較して、基板10と保持リング100との間の複数の接触により、基板10をキャリアヘッド50に対して回転させることができ、したがって、キャリアヘッド50からの任意の非対称な圧力分布の影響を角度的に分散させ、これにより非対称性が発生する可能性又は非対称性の量を低減する。
底面120を含む保持リング100の少なくとも下面102は、CMP処理に対して化学的に不活性である材料から形成することができる。材料は、基板エッジが保持リング100に対して接触しても基板のチップ又はクラックが生じない十分な弾性を有すべきである。しかしながら、材料は、キャリアヘッドが保持リング100に対し下方への圧力を付与する際に基板受容凹部内へと押し出されるほどの弾性を有するべきでない。下部102の材料は、保持リング100の下部102が磨滅することは容認可能であるものの、耐久性があり低い摩耗率を有すべきである。
例えば、保持リング100の下部102は、CMP処理で化学的に不活性なプラスチック製とすることができる。プラスチックは、ショアD硬度計で約80〜95のデュロメータ測定値を有する可能性がある。一般に、プラスチックの弾性率は、約0.3〜1.0x106psiの範囲とすることができる。適したプラスチックは、ポリフェニレンスルフィド(PPS)、ポリアリールエーテルケトン(PAEK)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリエチレンテレフタラート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリベンゾイミダゾール(PBI)、ポリエーテルイミド(PEI)、ポリエーテルケトンケトン(PEKK)、ポリブチレン ナフタレン(PBN)、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリカーボネート、これらのプラスチックのうちの一又は複数の組み合わせ、又はこれらのプラスチックのうちの一又は複数と、例えばガラス又は炭素繊維などの充填剤などの複合材料を含むことができる(例えば、これらから成ることができる)。ポリフェニレンスルフィド(PPS)の利点は、信頼性が高く保持リングの材料としてよく用いられるということである。
保持リング100の上部104は、少なくとも下部102と同じくらい剛性の材料から作ることができる。幾つかの実施態様では、上部104は、下部102より剛性な材料から作ることができる。例えば、上部104は、アルミニウム若しくはステンレス鋼などの金属、セラミック材料、又は下部102のプラスチックよりも剛性なプラスチックとすることができる。幾つかの実施態様では、上部104は、例えば、2%以内など、下部と同一の剛性を有しているが、例えば、汚染物質、含有物又はボイドなどの内部欠陥の割合が大きいなど、品質が低く、したがって安価である。
例えば、エポキシなどの接着剤は、下部102を上部104に接合するために使用することができる。代替的に又は加えて、機械的ファスナ及び/又はあり継ぎは、下部102を上部104に接合するために使用することができるだろう。
幾つかの実施態様では、ファセット150と内面の円錐部分134との間の湾曲したエッジ156における最も低い地点は、上リング104と下リング102との間の境界線として位置合わせされる、即ち同一の高さにすることができる。しかしながら、幾つかの実施態様では、湾曲したエッジ156における最も低い地点は、上リング104と下リング102との間の境界線上にある。
保持リングを製造するために、上リング104は、円錐台状の内面134で形成することができ、下リング102は、垂直な円筒状の表面で形成することができる。下リング102は、上リング104に接合される。次に、内面130は、ファセット150を形成するために機械加工される。上リング104及び下リング102は、材料の適切なブロックを機械加工することによって、又は射出成形することによって、形成することができる。
保持リング100は、上述のものに代わり一又は複数の他の特徴を有することもできる。幾つかの実施形態で、保持リング100は、研磨中、保持リングの内部から外部へもしくは外部から内部へと流体、例えば気体又は液体を通過させるよう、内面から外面まで、水平に延びるか又は保持リング本体を通る水平から小さな角度で延びる、一又は複数の貫通孔を有する。貫通孔は、保持リングの周囲で均等に離間し得る。
幾つかの実施態様では、保持リングの一又は複数の表面、例えば、内面130及び/又は外径面140は、膜でコーティングすることができる。膜は、疎水性又は親水性の膜とすることができ、及び/又は保護膜として機能することができる。例えば、膜は、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)又はダイヤモンドのような炭素とすることができる。
図1から図7について記載される平らなファセット型の正多角形に加え、保持リングの内面は、他の形状寸法を有することができる。例えば、図8から図12を参照すると、保持リングの内面130は、複数の内に向かって延びる突出部200を有することができる。突出部は、第1の半径R1を有する円から、内に向かってより小さな第2の半径R2を有する円まで延びることができる(図8に示される)。内面130の形状寸法の例は、ジグザグ、ギザギザ、台形、正弦波を含むが、他の形状寸法も可能である。保持リングの内面周囲には、間隔を空けて配置された7から150の突出部が存在し得る。突出部は、保持リング周囲に等角度の間隔で配置することができる。代替的には、突出部の間の間隔は、例えば、規則的なパターンで、変更することができる。
例えば、図8から図10に示されるように、幾つかの実施態様に関して、各突出部は、そのエッジで、すぐ隣接する突出部に接合することができる。例えば、各対の隣接する突出部の間の領域は、第1の半径R1によって画定される円に実質的に接する平らな表面又は弧状の表面を含まないことができる。図8は、三角形としての突出部を示すが、台形(図10に示される)、正弦波(図12に示される)及び半円など他の形状寸法が可能である。加えて、各突出部の内側先端及び/又は各突出部の間の交点は、丸みを帯びていてもいい。
図9から図11に示されるように、幾つかの実施態様に関して、各突出部200の最内部は、内側の第2の半径R2において、例えば、平らなファセットなど、平らな表面202とすることができる。例えば、図9を参照すると、突出部200は、平らな表面202と平らな側面206とを有するギザギザの形状寸法を形成する。最内面の平らな又は湾曲した領域204は、外側の第1の半径R1において各突出部200を分離することができる。ギザギザの形状寸法に関して、各平らな表面202は、約90°の角度で、例えば、85〜90°の角度で、その表面の隣接する平らな側面206と交差することができる。
図10及び図11を参照すると、突出部200は、平らな内面202及び平らな側面206を有する台形である。台形の突出部200に関して、平らな内面202と平らな側面206との間の角度は、115〜145°とすることができる。図10において、突出部200が、外側の第1の半径R1において平らな又は湾曲した領域204によって分離されるのに対し、図11では、各突出部200は、平らな又は湾曲した領域204がなくても、その突出部のエッジにおいてすぐ隣接する突出部に接合される。
図12を参照すると、突出部200は、波状の表面を形成することができ、例えば、底部内側エッジは、蛇行経路を形成することができる。各突出部は、実質的に正弦曲線とすることができる。この実施態様の潜在的利点は、突出部の間に鋭角がないため、コーナーでスラリが付着したり乾燥したりする可能性が低下し、したがって、欠陥が低減される可能性があることである。
図13を参照すると、内面130の部分は、例えば異なる表面粗さなどの異なる表面テクスチャ、又は例えば垂直対水平の溝加工、若しくは異なる深さを有する表面溝加工などの異なる方向での表面溝加工を有することができる。例えば、内面130は、弧状のセグメント212と異なる表面テクスチャを有する弧状のセグメント210を含むことができる。幾つかの実施態様では、異なる表面テクスチャを有する、例えば弧状セグメントなどの部分は、規則的パターンで、例えば、滑らかさと粗さとが交互であったり、水平な溝加工と垂直な溝加工とが交互であったりするなどの交互パターンで配置される。保持リングの内面周囲には、間隔を空けて配置された7から150の部分が存在し得る。部分は、保持リング周囲に等角度の間隔で配置することができる。代替的には、部分の間隔は、例えば、規則的なパターンで、変更することができる。各部分は、同一の弧状の長さを有することができるが、これは必須ではない。
例えば、弧状セグメント212は、弧状セグメント210よりも粗くてもよい。例えば、弧状セグメント212が、4〜2000マイクロインチ、例えば8〜64マイクロインチのRa粗さを有しているのに対して、弧状のセグメント210は、約2マイクロインチまで下がるRa粗さを有する可能性がある。
別の例として、図14を参照すると、弧状セグメント212は、弧状セグメント210と異なる方向における溝加工を有することができる。弧状セグメント212の溝加工方向は、弧状セグメント210の溝加工方向に対して垂直とすることができるのに対して、他の角度、例えば、20〜90°も可能である。例えば、図14に示されるように、幾つかの実施態様では、弧状セグメント210、212は、水平の溝加工と垂直の溝加工とを交互に繰り返す。しかしながら、例えば、斜め左と斜め右とを交互に繰り返すなど、他の配向も可能である。加えて、3つ以上の表面テクスチャのより複雑なパターンも可能である。
上記の異なる表面テクスチャは、上記実施形態のファセット150又は突出部200に適用することができる。よって、異なるファセット150及び突出部200は、異なる表面テクスチャ、例えば、異なる表面粗さ、又は異なる方向への表面溝加工を有することができる。また、幾つかの実施態様では、異なる表面テクスチャを有するファセット又は突出部は、規則的パターンで、例えば、滑らかさと粗さとが交互であったり、水平な溝加工と垂直な溝加工とが交互であったりするなどの交互パターンで配置される。
上記様々な実施形態では、底面120に隣接する内面130の部分132は垂直である(研磨面に対して垂直である)が、内面130のこの部分132は、例えば垂直から30°までの角度で、傾斜することができるだろう。
加えて、図15を参照すると、底面120に隣接する内面130の部分132は、異なる傾斜を含む部分を有することができる。例えば、内面130は、水平面に対して、ファセット又は弧状のセグメント222と異なる、傾斜角を有するファセット又は弧状のセグメント220を含むことができる。幾つかの実施態様では、例えば、ファセット又は弧状セグメントなどの部分は、例えば、交互パターンなどの規則的なパターンで配置される。例えば、図15に示されるように、ファセット又は弧状セグメント220が外に向かって(底部から上部に)傾斜するのに対して、ファセット又は弧状セグメント222は、内に向かって(底部から上部に)傾斜する。しかしながら、例えば、垂直対傾斜、又は小さな傾斜角対大きな傾斜角など、他の組み合わせも可能である。保持リングの内面周囲には、間隔を空けて配置された7から150の部分が存在し得る。部分は、保持リング周囲に等角度の間隔で配置することができ、又は部分の間隔は、例えば規則的なパターンなどで変更することができる。
上記の表面の異なる傾斜角は、上記実施形態のファセット150又は突出部200に適用することができる。よって、異なるファセット150及び突出部200は、異なる傾斜角を有することができる。傾斜角の変化は、表面テクスチャの変化と組み合わせることもできる。
図16を参照すると、基板と接触する内面132を有する保持リングの一部は、挿入部106の上及び半径方向外側に延びるリング108の凹部に適合する挿入部106とすることができる。内面132が長期使用により損傷又は摩耗するようになると、挿入部106は、新しい挿入部106と交換することができる。
保持リングは、異なる材料による2以上の積層領域から形成することができ、又は、例えば固体プラスチックリングなどの均質組成物の単一のリングとすることができる。存在する場合、チャネルは、特徴の通常点に位置合わせすることができ、又は異なるチャネルは、特徴の上の異なる点と交差することができる。存在する場合、チャネルは、保持リングの底面の5%から90%の範囲を覆うことができる。保持リングの外面は、ステップ又はリップを含むことができるか、又は単一の垂直な円筒状の又は円錐台状の表面とすることができる。この概念は、例えば、直径4〜18インチ又はそれ以上の基板用保持リングなど、異なるサイズの保持リングに適用可能である。
本発明の複数の実施形態を説明してきた。それでもなお、本発明の主旨及び範囲から逸脱することなく様々な修正が行われうることが理解されるだろう。したがって、他の実施態様も、以下の特許請求の範囲内にある。